JP2010281512A - ガスバーナ - Google Patents
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Abstract
【課題】バーナ最大出力の5%程度の低出力時であっても、完全燃焼を実現可能なガスバーナを提供すること。
【解決手段】燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材と、該火炎安定板の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管とを有するガスバーナであって、該ガス供給管内に、1次空気供給管を配置し、該1次空気供給管の先端が、ガス供給管の先端開口部から突出し、該1次空気供給管の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口が形成され、該ガス供給管の先端開口部から排出されるガスの流れ方向と、該該1次空気供給口から排出される一次空気の流れ方向とが直交する。
【選択図】図1
【解決手段】燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材と、該火炎安定板の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管とを有するガスバーナであって、該ガス供給管内に、1次空気供給管を配置し、該1次空気供給管の先端が、ガス供給管の先端開口部から突出し、該1次空気供給管の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口が形成され、該ガス供給管の先端開口部から排出されるガスの流れ方向と、該該1次空気供給口から排出される一次空気の流れ方向とが直交する。
【選択図】図1
Description
本発明は、低出力領域での完全燃焼を実現可能とするガスバーナに関するものである。
例えば、特許文献1には、ガラスの溶融、鍛造部品の焼純等に用いられる高温小規模の炉に最適なガスバーナとして、不完全燃焼により煤発生させ、該煤を含んだ輝炎を形成するガスバーナの技術が開示されている。また、特許文献2には、鉄鋼加熱炉におけるNOx対策ガスバーナとして、拡散火炎二段燃焼式ガスバーナの技術が開示されている。
このように、加熱炉に設置されるガスバーナは、各加熱炉の運転目的に最適に設計されることが一般的である。
加熱炉におけるガスバーナの燃焼効率は、空気と燃料の混合比率や混合条件に大きく依存する。したがって、所望の温度下における、最適な空燃比(以下、理論空燃比という)を計算し、ガス供給量と空気供給量が調整される。ただし、理論上最適量として供給されたガスと空気が、実際の加熱炉内では、十分に混合されない状態で燃焼(化学反応)してしまい、燃焼効率が低下する問題があった。
従来、単一の焼成炉(バッチ炉)で、酸化雰囲気、かつ数十度〜数百度まで幅広く温度変化する条件の焼成を行う場合、図3に示す構造のガスバーナを用い、その出力範囲を広範囲(低〜高出力)で制御する運転を行っていた。
該ガスバーナは、燃焼室1と、燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材2と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管3とを備えたものである。図4には、該火炎安定部材2の説明図を示している。図4に示すように、該火炎安定部材は、側壁21と、底面に形成した複数の小孔22とを備え、燃焼室1と該火炎安定部材の側壁外周との隙間空間および、該火炎安定部材の底面に形成した複数の小孔22から、空気が供給される。
該ガスバーナでは、特に、5%程度の低出力時に、前記燃焼効率低下の問題が顕著であった。このため、焼成条件として、煤を発生させない完全燃焼が要求される場合に、該不完全燃焼による煤の発生に起因する焼成品質不良の問題が生じていた。
本発明の目的は、前記問題を解決し、バーナ最大出力の5%程度の低出力時であっても、完全燃焼を実現可能なガスバーナを提供することである。
上記課題を解決するためになされた本発明のガスバーナは、燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管とを有するガスバーナであって、該ガス供給管内に、1次空気供給管を配置し、該1次空気供給管の先端が、ガス供給管の先端開口部から突出し、該1次空気供給管の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口が形成され、該ガス供給管の先端開口部から排出されるガスの流れ方向と、該該1次空気供給口から排出される一次空気の流れ方向とが直交すること特徴とするものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のガスバーナにおいて、燃焼室と該火炎安定部材の側壁外周との隙間空間および、該火炎安定部材の底面に形成した複数の小孔から、2次空気を供給することを特徴とするものである。
本発明に係るガスバーナは、燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管とを有するガスバーナにおいて、該ガス供給管内に、1次空気供給管を配置し、該1次空気供給管の先端が、ガス供給管の先端開口部から突出し、該1次空気供給管の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口が形成され、該ガス供給管の先端開口部から排出されるガスの流れ方向と、該1次空気供給口から排出される一次空気の流れ方向とを直交させる構成を技術的特徴として備える。本発明では、該構成によって、燃焼筒内におけるガスと空気の混合性を改善し、該バーナ最大出力の5%程度の低出力時であっても、完全燃焼を実現可能とした。
図1には、本発明に係るガスバーナの好ましい実施形態を示している。
(ガスバーナの構成)
図1に示すように、燃焼室1と、燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材2と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管3と、該ガス供給管内に配設された1次空気供給管4とから構成される。
図1に示すように、燃焼室1と、燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材2と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管3と、該ガス供給管内に配設された1次空気供給管4とから構成される。
図2には、1次空気供給管4の説明図を示している。
図2に示すように、該1次空気供給管4の先端は、ガス供給管3の先端開口部31から突出するように配置され、該1次空気供給管4の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口41が形成されている。該ガス供給管の先端開口部31から排出されるガス(G)の流れ方向と、該1次空気供給口41から排出される一次空気(A1)の流れ方向とは直交する。
火炎安定部材2は、側壁21と、底面に形成した複数の小孔22とを備える。燃焼室に供給される2次空気のうち、一部(A2)は該火炎安定部材の底面に形成した複数の小孔22から供給され、残部(A3)は燃焼室1と該火炎安定部材の側壁外周との隙間空間から供給される。
(ガスバーナの作用)
該ガスバーナは、バッチ炉に配設されており、該ガスバーナに供給されるガスと空気の量は、所望の焼成条件にあわせて設定される。
該ガスバーナは、バッチ炉に配設されており、該ガスバーナに供給されるガスと空気の量は、所望の焼成条件にあわせて設定される。
外部からガスと空気が供給されると、ガスはガス供給口31から燃焼筒2内に噴出される。
一方、空気は、まず1次空気供給管4と2次空気供給管5とに分配される。
前記のように、該1次空気供給管4に分配された該1次空気(A1)は、小孔41からガス供給管3の先端開口部31のガス出側直近位置で、ガスの流れ方向と直交する方向に噴出される。このように、該1次空気(A1)に、ガス(G)の流れ方向に対して直交する方向の流れを与えることによって、ガスと空気の混合性の改善を図っている。
2次空気供給管5に分配された2次空気は、火炎安定部材2に形成された小孔22を通過して燃焼室1に流れ込む空気(A2)と、燃焼室1と該火炎安定部材2の側壁21外周との隙間空間を通過する空気(A3)とに分流して流れ、燃焼の用に供される。
本発明では、上記の空気流れを形成し、1次空気(A1)の流体と、ガス(G)の流体とを、ガス供給口31直下付近で衝突させることにより、混合性の改善を図っている。即ち、従来の図3に示す従来のガスバーナでは、特に、混合該バーナ最大出力の5%程度の低出力時には、ガスと空気の流体が混じり合わずに、燃焼に寄与しないまま燃焼室から排出されてしまい、不完全燃焼が生じる問題があったが、本発明によれば、前記構成によりガスと空気の混合性を改善し、該バーナ出力の5%程度の低出力時であっても、完全燃焼を実現可能とした。
図1に示す、本発明のガスバーナと、図3に示す、従来のガスバーナを、バッチ炉に設置し、ガスとしては、低発燃量(8500kcal/Nm3)の天然ガスを使用し、該バッチ炉におけるバーナの使用範囲は、8000kcal/Hr〜23万kcal/Hrとして、同一条件下(炉内温度250℃、空気量100Nm3/Hr、ガス量5.5Nm3/Hr、空気比1.93、燃焼量46792kcal)で、燃焼試験を行った。
本発明のガスバーナでは、参考写真に示すように、青色の火炎(完全燃焼)が観察されたのに対し、従来のガスバーナでは、赤色の火炎(不完全燃焼)が観察された。
本実施例に示すように、従来のガスバーナでは、特に低温焼成領域において、十分な空気比を有する酸化雰囲気下であっても、空気比不足状態を示す赤色の火炎が生じてしまうが、本発明によれば、同一の条件下で、前記空気比不足状態を解消し、完全燃焼を実現することができる。
1 燃焼室
2 火炎安定部材
21 側壁
22 小孔
3 ガス供給管
31 先端開口部
4 1次空気供給管
41 1次空気供給口
5 2次空気供給管
2 火炎安定部材
21 側壁
22 小孔
3 ガス供給管
31 先端開口部
4 1次空気供給管
41 1次空気供給口
5 2次空気供給管
Claims (2)
- 燃焼室の基部に設けた、有底円筒形状の火炎安定部材と、該火炎安定部材の中心部を貫通し、先端開口部から燃焼室にガスを供給するガス供給管とを有するガスバーナであって、
該ガス供給管内に、1次空気供給管を配置し、
該1次空気供給管の先端が、ガス供給管の先端開口部から突出し、
該1次空気供給管の先端外周部には、複数の小孔からなる1次空気供給口が形成され、
該ガス供給管の先端開口部から排出されるガスの流れ方向と、該該1次空気供給口から排出される一次空気の流れ方向とが直交すること特徴とするガスバーナ。 - 燃焼室と該火炎安定部材の側壁外周との隙間空間および、該火炎安定部材の底面に形成した複数の小孔から、2次空気を供給することを特徴とする請求項1記載のガスバーナ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009135641A JP2010281512A (ja) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | ガスバーナ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106196061A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-07 | 南宁市鑫烽节能科技有限公司 | 膨胀增压渗透混合式燃烧器 |
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JPS59175844U (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-24 | 株式会社 成田製陶所 | 工業炉用ガスバ−ナ |
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2009
- 2009-06-05 JP JP2009135641A patent/JP2010281512A/ja active Pending
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