JP2019100600A - Diffusion combustion burner - Google Patents

Diffusion combustion burner Download PDF

Info

Publication number
JP2019100600A
JP2019100600A JP2017230540A JP2017230540A JP2019100600A JP 2019100600 A JP2019100600 A JP 2019100600A JP 2017230540 A JP2017230540 A JP 2017230540A JP 2017230540 A JP2017230540 A JP 2017230540A JP 2019100600 A JP2019100600 A JP 2019100600A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
micro
fuel
air
micro air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017230540A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7002074B2 (en
Inventor
敬幸 小林
Atsuyuki Kobayashi
敬幸 小林
李 軍
Gun Ri
軍 李
猛志郎 伊藤
Takeshiro Ito
猛志郎 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya University NUC
ITO Racing Service Co Ltd
Original Assignee
Nagoya University NUC
ITO Racing Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya University NUC, ITO Racing Service Co Ltd filed Critical Nagoya University NUC
Priority to JP2017230540A priority Critical patent/JP7002074B2/en
Publication of JP2019100600A publication Critical patent/JP2019100600A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7002074B2 publication Critical patent/JP7002074B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a diffusion combustion burner securing ignition stability and combustion stability even when a fuel gas including hydrogen as a fuel of high combustion speed is combusted.SOLUTION: The diffusion combustion burner comprises a micro fuel head 1 injecting a fuel gas including hydrogen upward, and a micro air head 2 injecting air upward. The micro fuel head 1 and the micro air head 2 are columnar tube bodies having the same central axis, an inner diameter of the micro fuel head 1 is 2 mm or less, and an inner diameter of the micro air head 2 is larger than an outer diameter of the micro fuel head 1. A plurality of combinations of the micro fuel heads 1 and the micro air heads 2 disposed with positional relationships in which an upper end of the micro air head 2 is flush with a top face of a housing or projected above the same, and an upper end of the micro fuel head 1 is projected above the upper end of the micro air head 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させる、非予混合タイプの拡散燃焼バーナーに関するものである。   The present invention relates to a non-premixed type diffusion combustion burner which burns fuel gas containing hydrogen as fuel.

加熱炉は、自動車、窯業、食品などの生産プロセスを支える基盤であるが、その燃料ガスとしては、メタン等の都市ガスが使用されるのが一般的である。
一方、二酸化炭素の排出量をおさえるため、水素燃料を加熱炉に用いたいという要求がある。
A heating furnace is a foundation that supports the production process of automobiles, ceramics, food and the like, but as its fuel gas, it is common to use city gas such as methane.
On the other hand, there is a demand that hydrogen fuel be used for a heating furnace in order to reduce carbon dioxide emissions.

そこで、二酸化炭素を排出しない燃料として、水素を燃料とするバーナーが考えられているが、水素を燃料とするバーナーを加熱炉で用いる場合には、通常、燃焼負荷(燃料投入量)の大きなバーナーを加熱炉の数ヶ所に設置して運転している。そのため、加熱炉全体の温度分布や燃焼雰囲気を制御することには限界があり、それらを任意に制御することは難しい。   Therefore, a burner that uses hydrogen as a fuel is considered as a fuel that does not emit carbon dioxide, but when using a burner that uses hydrogen as a fuel in a heating furnace, a burner that usually has a large combustion load (fuel input amount) Is installed and operated in several places in the heating furnace. Therefore, there is a limit in controlling the temperature distribution and the combustion atmosphere of the entire heating furnace, and it is difficult to control them arbitrarily.

また、水素火炎は不揮炎(ほぼ見えない火炎)であり、輻射効果は極めて小さく、熱風による対流加熱によって炉内を加熱する形態となるが、前述のように、燃焼負荷の大きなバーナーを加熱炉の数ヶ所に設置した場合には、熱風による対流加熱によって炉内を加熱するという特徴を活かす構造とはなっていなかった。   The hydrogen flame is a non-volatile flame (a flame that is almost invisible), the radiation effect is extremely small, and the inside of the furnace is heated by convective heating with hot air, but as described above, the burner with a large combustion load is heated When installed in several places of the furnace, it did not have a structure that takes advantage of the feature of heating the inside of the furnace by convection heating with hot air.

さらに、水素は広い燃焼範囲と速い燃焼速度を有しているため、予混合タイプのバーナーでは逆火しやすいという問題があり、実用されていないのが現状である。
このような問題を解決するバーナーとして、例えば特許文献1には、一面に耐高温性多孔質部材を張設して燃焼面とした、逆火しにくい予混合タイプの水素表面燃焼バーナーが記載されている。
Furthermore, since hydrogen has a wide burning range and a high burning rate, there is a problem that it is easy to flash back in a premix type burner, and at present it has not been put to practical use.
As a burner which solves such a problem, for example, Patent Document 1 describes a hydrogen surface combustion burner of a premix type which is hard to backfire, in which a high temperature resistant porous member is stretched on one side to make a combustion surface. ing.

特開2000−18525号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-18525

しかしながら、水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させる場合には、水素ガスが速い燃焼速度を有するため、例えば特許文献1に示すようなバーナーを使用したとしても、非予混合タイプの拡散燃焼バーナーのような着火安定性と燃焼安定性を確保することは難しい、という課題があった。   However, in the case of burning a fuel gas containing hydrogen as a fuel, the hydrogen gas has a fast burning rate, so even if a burner as shown in Patent Document 1, for example, is used, a non-premixed type diffusion combustion burner There is a problem that it is difficult to secure such ignition stability and combustion stability.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃焼速度の速い燃料である水素を含む燃料ガスを燃焼させる場合であっても、着火安定性と燃焼安定性を確保した拡散燃焼バーナーを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and secures the ignition stability and the combustion stability even when the fuel gas containing hydrogen, which is a fuel with a high combustion rate, is burned. It is an object of the present invention to provide a diffusion combustion burner.

上記目的を達成するため、この発明は、水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させる拡散燃焼バーナーであって、前記拡散燃焼バーナーは、その筐体の内部に、隔離層によって隔離された燃料室と空気室を備え、前記燃料室には、前記水素を含む燃料ガスを外部から供給するための燃料導入管が接続され、前記空気室には、燃焼に必要な空気を外部から供給するための空気導入管が接続されており、前記燃料室から前記水素を含む燃料ガスを前記筐体の上面より上方に噴射させるマイクロ燃料ヘッドと、前記空気室から前記空気を前記筐体の表面より上方に噴射させるマイクロ空気ヘッドとを備え、前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドとはそれぞれの中心軸を同じにする柱状の管体であり、前記マイクロ燃料ヘッドの内径は2mm以下であり、前記マイクロ空気ヘッドの内径は前記マイクロ燃料ヘッドの外径よりも大きく、前記マイクロ空気ヘッドの上端は前記筐体の上面と同一面上またはそれより上方に突出しており、かつ、前記マイクロ燃料ヘッドの上端は前記マイクロ空気ヘッドの上端より上方に突出している、という位置関係に配置された前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドとの組み合わせを複数有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention relates to a diffusion combustion burner for burning a fuel gas containing hydrogen as a fuel, wherein the diffusion combustion burner is provided in its interior with a fuel chamber separated by an isolation layer. An air chamber is provided, and a fuel introduction pipe for externally supplying a fuel gas containing hydrogen is connected to the fuel chamber, and an air for externally supplying air necessary for combustion is connected to the air chamber. An inlet pipe is connected, and a micro fuel head for injecting a fuel gas containing hydrogen from the fuel chamber above the upper surface of the housing, and the air from the air chamber above the surface of the housing The micro fuel head and the micro air head are columnar tubes having the same central axis, and the inner diameter of the micro fuel head is 2 mm. The inside diameter of the micro air head is greater than the outside diameter of the micro fuel head, the top end of the micro air head projects flush with or above the top surface of the housing, and The upper end of the micro fuel head is characterized by having a plurality of combinations of the micro fuel head and the micro air head disposed in a positional relationship in which the upper end projects above the upper end of the micro air head.

この発明の拡散燃焼バーナーによれば、マイクロ燃料ヘッドの上端をマイクロ空気ヘッドの上端より上方に突出させているので、火炎が安定する(着火安定性および燃焼安定性を確保できる)だけでなく、部品としてのヘッドの焼損を防止することができる。また、マイクロ燃料ヘッドの内径を2mm以下としたことにより、このマイクロ燃料ヘッドおよびマイクロ空気ヘッドの組をたくさん並べることができるので、アレイ状に面で燃やすことができるため、均一に加熱することができる。   According to the diffusion combustion burner of the present invention, since the upper end of the micro fuel head protrudes above the upper end of the micro air head, not only the flame is stabilized (the ignition stability and the combustion stability can be ensured), The burnout of the head as a part can be prevented. Further, by setting the inner diameter of the micro fuel head to 2 mm or less, a large number of sets of the micro fuel head and the micro air head can be arrayed, and thus it is possible to burn in an array shape, so uniform heating can be achieved. it can.

実施の形態1における拡散燃焼バーナーの外観構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a view showing an example of an appearance configuration of a diffusion combustion burner in Embodiment 1. 実施の形態1における拡散燃焼バーナーの内部構成の一部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the internal configuration of the diffusion combustion burner in the first embodiment. 図1に示す拡散燃焼バーナー100を上方から見た場合の上面図である。It is a top view at the time of seeing the diffusion combustion burner 100 shown in Drawing 1 from the upper part. 図3に示す上面図において、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2との位置関係を示す拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing the positional relationship between a set of micro fuel heads 1 and micro air heads 2 and the adjacent micro fuel heads 1 and micro air heads 2 in the top view shown in FIG. 3. ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離による実験結果を示す表である。It is a table showing an experimental result by a distance between a central axis of one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and a central axis of micro fuel head 1 and micro air head 2 adjacent thereto.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
水素を燃料に含むバーナーを加熱炉で用いる場合、従来では、燃焼負荷(燃料投入量)の大きなバーナー(数10〜数1000kWのバーナー)を加熱炉の数ヶ所に設置して運転していた。そのため、加熱炉全体の温度分布や燃焼雰囲気を制御することには限界があり、任意に制御することは難しかった。また、水素火炎は不輝炎(ほぼ見えない火炎)であり、輻射効果は極めて小さく、熱風による対流加熱によって炉内を加熱する形態となるが、その特徴を活かす構造となっていなかった。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
When a burner containing hydrogen as fuel is used in a heating furnace, conventionally, burners (several tens to several thousand kW burners) with large combustion load (fuel input amount) have been installed and operated at several places in the heating furnace. Therefore, there is a limit in controlling the temperature distribution and the combustion atmosphere of the entire heating furnace, and it has been difficult to control arbitrarily. The hydrogen flame is a non-bright flame (a flame that is almost invisible), the radiation effect is extremely small, and the inside of the furnace is heated by convective heating with hot air, but the structure does not take advantage of its features.

実施の形態1.
この実施の形態1は、水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させる、非予混合タイプの拡散燃焼バーナーに関するものである。
図1は、この発明の実施の形態1における拡散燃焼バーナー100の外観構成の一例を示す図である。また、図2は、この発明の実施の形態1における拡散燃焼バーナー100の内部構成の一部を示す断面図である。
Embodiment 1
The first embodiment relates to a non-premixed type diffusion combustion burner which burns a fuel gas containing hydrogen as a fuel.
FIG. 1 is a view showing an example of an appearance configuration of a diffusion combustion burner 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the internal configuration of the diffusion combustion burner 100 according to the first embodiment of the present invention.

図1および図2に示すように、この拡散燃焼バーナー100は、筐体10の内部にそれぞれ独立した燃料室11と空気室12を備えている。この際、燃料室11と空気室12は隔離層13により隔離されており、下から燃料室11、隔離層13、空気室12の順に重ねられた二重構造となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the diffusion combustion burner 100 is provided with a fuel chamber 11 and an air chamber 12 which are independent of each other in a housing 10. At this time, the fuel chamber 11 and the air chamber 12 are separated by the isolation layer 13 and have a double structure in which the fuel chamber 11, the isolation layer 13 and the air chamber 12 are sequentially stacked from the bottom.

また、燃料室11には、水素を含む燃料ガスAを外部から供給するための燃料導入管21が接続され、空気室12には、燃焼に必要な空気Bを外部から供給するための空気導入管22が接続されている。これにより、燃料室11には燃料ガスAが送り込まれ、空気室12には空気Bが送り込まれる。   Further, a fuel introduction pipe 21 for supplying a fuel gas A containing hydrogen from the outside is connected to the fuel chamber 11, and an air introduction for supplying the air B necessary for combustion from the outside to the air chamber 12 is connected. The pipe 22 is connected. Thus, the fuel gas A is fed into the fuel chamber 11 and the air B is fed into the air chamber 12.

さらに、燃料室11から水素を含む燃料ガスAを筐体10の上面3より上方に噴射させるマイクロ燃料ヘッド1と、空気室12から空気Bを噴射させるマイクロ空気ヘッド2とを備えている。このマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2は中心軸を同じにする円柱状の管体であり、マイクロ燃料ヘッド1の内径は2mm以下とし、この実施の形態1では1mmのものを使用する。また、マイクロ空気ヘッド2の内径はマイクロ燃料ヘッド1の外径よりも大きい。すなわち、マイクロ空気ヘッド2は、マイクロ燃料ヘッド1を囲むように配置されている。なお、この実施の形態1では、マイクロ燃料ヘッド1の外径は1.2mm、マイクロ空気ヘッド2の内径は2mmとする。   Furthermore, the micro fuel head 1 for injecting the fuel gas A containing hydrogen from the fuel chamber 11 above the upper surface 3 of the housing 10 and the micro air head 2 for ejecting the air B from the air chamber 12 are provided. The micro fuel head 1 and the micro air head 2 are cylindrical tubes whose central axes are the same. The inner diameter of the micro fuel head 1 is 2 mm or less, and in the first embodiment, 1 mm is used. Further, the inner diameter of the micro air head 2 is larger than the outer diameter of the micro fuel head 1. That is, the micro air head 2 is disposed to surround the micro fuel head 1. In the first embodiment, the outer diameter of the micro fuel head 1 is 1.2 mm, and the inner diameter of the micro air head 2 is 2 mm.

このように配置することにより、図2に示すように、燃料ガスAはマイクロ燃料ヘッド1の円柱状の管体の穴から上方に噴射され、空気Bはマイクロ空気ヘッド2の円柱状の管体とマイクロ燃料ヘッド1の円柱状の管体とで挟まれたドーナツ状の穴から上方に噴射される。すなわち、この拡散燃焼バーナー100は、燃料ガスAと空気Bとが別々に噴出され、そこでようやく燃料ガスAと空気Bとが混合することにより燃焼する非予混合タイプの拡散燃焼バーナーである。   By arranging in this manner, as shown in FIG. 2, the fuel gas A is injected upward from the hole of the cylindrical tube of the micro fuel head 1, and the air B is the cylindrical tube of the micro air head 2. And the cylindrical tube body of the micro fuel head 1 are injected upward from a toroidal hole. That is, the diffusion combustion burner 100 is a non-premixing type diffusion combustion burner in which the fuel gas A and the air B are separately jetted and the fuel gas A and the air B are finally mixed to burn.

なお、この実施の形態1では、マイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2はそれぞれの中心軸を同じにする円柱状の管体として説明するが、それぞれの中心軸を同じにする柱状の管体であれば、円柱状である必要はない。例えば、楕円柱状であってもよいし、正六角柱状や正八角柱状などであってもよいし、その正六角柱や正八角中の角が少し丸みを帯びているような柱状などであってもよい。   In the first embodiment, although the micro fuel head 1 and the micro air head 2 are described as cylindrical tubes having the same central axis, they are columnar tubes having the same central axis. If it does, it need not be cylindrical. For example, it may be an elliptic cylindrical shape, a regular hexagonal cylindrical shape, a regular octagonal cylindrical shape, or the like, or a regular hexagonal cylindrical shape or a columnar shape in which the corner in the regular octagonal shape is slightly rounded. Good.

また、図2では、マイクロ空気ヘッド2は、この拡散燃焼バーナー100の筐体10の上面3よりも少しだけ上方に突出させて配置されているが、マイクロ空気ヘッド2の上端が筐体10の上面3と同一面上であってもよい。一方、マイクロ燃料ヘッド1は、マイクロ空気ヘッド2よりもさらに上方に突出させて配置されている。
すなわち、マイクロ空気ヘッド2の上端は筐体10の上面3と同一面上またはそれより上方に突出しており、かつ、マイクロ燃料ヘッド1の上端はマイクロ空気ヘッド2の上端より上方に突出している。
Further, in FIG. 2, the micro air head 2 is disposed so as to protrude slightly above the upper surface 3 of the housing 10 of the diffusion combustion burner 100, but the upper end of the micro air head 2 is of the housing 10. It may be on the same plane as the upper surface 3. On the other hand, the micro fuel head 1 is disposed to project further upward than the micro air head 2.
That is, the upper end of the micro air head 2 protrudes on the same plane as or above the upper surface 3 of the housing 10, and the upper end of the micro fuel head 1 protrudes above the upper end of the micro air head 2.

これは、水素を燃料に含む燃料ガスAを用いる際に、水素は燃焼速度が速いため、もしマイクロ燃料ヘッド1がより突出していないと、火がついてもすぐに消えてしまい火炎が安定しないからである。また、水素を含む燃料ガスが噴出するマイクロ燃料ヘッド1の方が突出していることにより、空気が冷えるため、部品としてのヘッドの焼損が防止されるという効果もある。   This is because, when using fuel gas A containing hydrogen as fuel, hydrogen burns at a high speed, and if the micro fuel head 1 is not further projected, it will immediately disappear even if it gets on, and the flame will not be stable. It is. In addition, since the micro fuel head 1 from which the fuel gas containing hydrogen is ejected protrudes, the air cools, so that the burnout of the head as a component can be prevented.

さらに、図2では、マイクロ空気ヘッド2の下端は、この拡散燃焼バーナー100の筐体10の上面3の下面と同じ位置までの長さとなっている(面一になっている)が、上面3の下面よりさらに下方に突出していてもよい。また、図2では、マイクロ空気ヘッド2と上面3は別部材であるように示されているが、マイクロ空気ヘッド2と上面3を一体型の部材として構成してもよい。   Furthermore, in FIG. 2, the lower end of the micro air head 2 has a length to the same position as the lower surface of the upper surface 3 of the casing 10 of the diffusion combustion burner 100 (they are flush). It may project further downward than the lower surface of. Although the micro air head 2 and the upper surface 3 are shown as separate members in FIG. 2, the micro air head 2 and the upper surface 3 may be configured as an integral member.

同様に、図2では、マイクロ燃料ヘッド1の下端は、隔離層13の下面と同じ位置までの長さとなっている(面一になっている)が、隔離層13の下面よりさらに下方に突出していてもよい。また、図2では、マイクロ燃料ヘッド1と隔離層13は別部材であるように示されているが、マイクロ燃料ヘッド1と隔離層13を一体型の部材として構成してもよい。   Similarly, in FIG. 2, the lower end of the micro fuel head 1 has the same length as the lower surface of the isolation layer 13 (is flush with), but protrudes further downward than the lower surface of the isolation layer 13 It may be Although the micro fuel head 1 and the isolation layer 13 are shown as separate members in FIG. 2, the micro fuel head 1 and the isolation layer 13 may be configured as an integral member.

ここで、実際に水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させた実験、および、それによって得られた結果について説明する。なお、今回の発明とは直接の関係はないので図示および詳細な説明は省略するが、水素投入量と空気比とが、水素炎にどのような影響を及ぼすかについても実験を行った。まず、空気比を一定(1.05)として、水素投入量を0.1kW〜1.0kWまで徐々に増やしていくと、火炎伸長も徐々に大きくなっていくことがわかった。また、水素投入量を一定(0.1kWの場合、0.5kWの場合、1.0kWの場合)として、空気比を1.05〜2.0まで徐々に増やしていっても、水素投入量が同じであれば、火炎伸長もほぼ同じであることがわかった。すなわち、水素炎の火炎形状については、水素投入量と空気比とを調整することによって制御可能であるという結果が得られた。   Here, an experiment in which a fuel gas containing hydrogen as a fuel is actually burned and the results obtained thereby will be described. In addition, although illustration and detailed description are abbreviate | omitted because it is not directly related to this invention, it experimented also about what kind of influence hydrogen supply and air ratio have on a hydrogen flame. First, it was found that, when the air ratio was kept constant (1.05) and the hydrogen input amount was gradually increased to 0.1 kW to 1.0 kW, the flame extension was gradually increased. Also, assuming that the amount of hydrogen input is constant (in the case of 0.5 kW and 1.0 kW in the case of 0.1 kW), the amount of hydrogen input will be even if the air ratio is gradually increased to 1.05 to 2.0. It was found that the flame extension was also almost the same if. That is, it was obtained that the flame shape of the hydrogen flame can be controlled by adjusting the hydrogen input amount and the air ratio.

次に、図3は、図1に示す拡散燃焼バーナー100を上方から見た場合の上面図である。図1および図3に示すように、この実施の形態における拡散燃焼バーナー100は、3×10=30組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2を並べている。そして、前述のとおり、マイクロ燃料ヘッド1の内径は、2mm以下とする。これは、2mmより大きな内径になると、これほど多くは並べられなくなるため、面で燃やすことにならないからである。すなわち、このマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の組数が多い拡散燃焼バーナーの方が、アレイ状に面で燃やすことができるため、均一に加熱できるというメリットがある。   Next, FIG. 3 is a top view of the diffusion combustion burner 100 shown in FIG. 1 as viewed from above. As shown in FIGS. 1 and 3, the diffusion combustion burner 100 in this embodiment arranges 3 × 10 = 30 sets of micro fuel heads 1 and micro air heads 2. And as above-mentioned, the internal diameter of the micro fuel head 1 shall be 2 mm or less. This is because when the inner diameter is greater than 2 mm, so many will not line up and will not burn on the surface. That is, since the diffusion combustion burner having a large number of sets of the micro fuel head 1 and the micro air head 2 can be burned in an array, there is an advantage that uniform heating can be performed.

図4は、図3に示す上面図において、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2との位置関係を示す拡大図である。また、図5は、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離による実験結果を示す表である。   FIG. 4 is an enlarged view showing a positional relationship between one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and the adjacent micro fuel head 1 and micro air head 2 in the top view shown in FIG. Further, FIG. 5 is a table showing experimental results according to the distance between the central axis of one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and the central axes of micro fuel head 1 and micro air head 2 adjacent thereto. It is.

図4に示すように、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離をLとする。図5では、この中心軸間の距離Lを5.0mm、7.5mm、10.0mm、12.5mm、15.0mm、17.5mm、20.0mm、22.5mmとした場合の8種類について、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2でついた火が隣に燃え移っていくかどうかをテストした結果を示している。   As shown in FIG. 4, let L be the distance between the central axes of a set of micro fuel heads 1 and micro air heads 2 and the central axes of the micro fuel heads 1 and micro air heads 2 adjacent thereto. In FIG. 5, eight types of cases where the distance L between the central axes is 5.0 mm, 7.5 mm, 10.0 mm, 12.5 mm, 15.0 mm, 17.5 mm, 20.0 mm, 22.5 mm 4 shows the result of a test on whether one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 burns next to one another.

そして、図5に示すとおり、L=5.0mm、7.5mm、10.0mm、12.5mm、15.0mm、17.5mmの場合には、何の問題もなくスムーズに火が隣の組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2に燃え移り、最終的にすべてのヘッドの組に火がついて、面で燃やすことができた。また、L=20.0mmの場合には、多少、時間がかかるケースも見受けられたが、最終的にすべてのヘッドの組に火がついて、面で燃やすことができた。しかし、L=22.5mmの場合には、隣に火が燃え移らず、火がつかないヘッドの組が存在した。   And, as shown in FIG. 5, in the case of L = 5.0 mm, 7.5 mm, 10.0 mm, 12.5 mm, 15.0 mm and 17.5 mm, the set of fires is smoothly adjacent without any problem The micro fuel head 1 and the micro air head 2 were burned and finally all the head pairs were fired and could be burned on the surface. In addition, in the case of L = 20.0 mm, although the case which takes some time was also seen, finally all the sets of heads were ignited and were able to burn in a field. However, in the case of L = 22.5 mm, there was a pair of heads which did not burn next to the fire and did not get fired.

この実験結果により、Lを20mmより大きくすると、隣のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の組に火が燃え移らないことがあると考えられる。そして、一箇所でも火がついていない箇所があると、急にドンッと燃える可能性があるため、確実にすべての組のヘッドに火がついていないと危険である。したがって、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離Lは、20mm以下であることが望ましい。   According to this experimental result, it is considered that when L is larger than 20 mm, the fire may not burn in the next set of the micro fuel head 1 and the micro air head 2. And if there is a place that is not lit even at one place, there is a possibility that it will burn suddenly suddenly, so it is dangerous if the heads of all the sets are not lit. Therefore, it is desirable that the distance L between the central axis of one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and the central axis of micro fuel head 1 and micro air head 2 adjacent thereto be 20 mm or less .

また、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2と、それと隣り合うマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2との中心軸間の距離Lの下限値としては、マイクロ燃料ヘッド1の内径や管厚、マイクロ空気ヘッド2の管厚や外径によって可能な値は必然的に決まる。なお、Lが小さいほどたくさんのヘッドの組を並べることができるが、あまりにも小さいものは製作も困難であるため、マイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の内径や管厚に合わせて妥当な下限値が必然的に決まる。   The lower limit of the distance L between the central axes of one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and the adjacent micro fuel head 1 and micro air head 2 is the inner diameter of the micro fuel head 1 or The possible values necessarily depend on the tube thickness, the tube thickness and the outer diameter of the micro air head 2. As L is smaller, more sets of heads can be arranged, but since too small ones are difficult to manufacture, appropriate lower limits according to the inner diameters and tube thicknesses of the micro fuel head 1 and the micro air head 2 The value is determined inevitably.

すなわち、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合う組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離を、20mm以下とすることにより、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2に火がつけばスムーズに隣の組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2にも火が燃え移り、短時間ですべてのヘッドの組に火がついて面で燃やすことができるので、製作可能で、かつ、安全に、均一に加熱することができる。   That is, by setting the distance between the central axis of one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 and the central axis of the set of micro fuel head 1 and micro air head 2 adjacent thereto, to 20 mm or less. If one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 is fired, the next set of micro fuel head 1 and micro air head 2 burns smoothly, and all heads are set in a short time Since it can be burnt on the surface, it can be manufactured and can be uniformly heated safely.

なお、この発明の実施の形態1にける拡散燃焼バーナー100の材質としては、例えばステンレスやチタンやインコネルなどであり、この実施の形態1では、この拡散燃焼バーナー100を3Dプリンターで製作している。この結果、図1の外観構成図に示すとおり、ネジどめの必要がないため、ネジどめするタイプのバーナーに比べて、小型化することができるというメリットもある。   The material of the diffusion combustion burner 100 according to the first embodiment of the present invention is, for example, stainless steel, titanium, inconel or the like. In the first embodiment, the diffusion combustion burner 100 is manufactured by a 3D printer. . As a result, as shown in the external configuration diagram of FIG. 1, since there is no need for screwing, there is also an advantage of being able to be miniaturized as compared to a burner of the screwing type.

以上のように、この発明の実施の形態1における拡散燃焼バーナー100によれば、マイクロ燃料ヘッド1の上端をマイクロ空気ヘッド2の上端より上方に突出させているので、火炎が安定する(着火安定性および燃焼安定性を確保できる)だけでなく、部品としてのヘッドの焼損を防止することができる。また、マイクロ燃料ヘッド1の内径を2mm以下としたことにより、このマイクロ燃料ヘッド1およびマイクロ空気ヘッド2の組をたくさん並べることができるので、アレイ状に面で燃やすことができるため、均一に加熱することができる。   As described above, according to the diffusion combustion burner 100 in the first embodiment of the present invention, the upper end of the micro fuel head 1 is protruded above the upper end of the micro air head 2, so that the flame is stabilized (ignition stability Not only can ensure the properties and combustion stability) but also prevent the burnout of the head as a part. Further, by setting the inner diameter of the micro fuel head 1 to 2 mm or less, a large number of sets of the micro fuel head 1 and the micro air head 2 can be arranged. can do.

さらに、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2の中心軸と、それと隣り合う組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2の中心軸との間の距離Lを、20mm以下としたことにより、ある1組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2に火がつけばスムーズに隣の組のマイクロ燃料ヘッド1とマイクロ空気ヘッド2にも火が燃え移り、短時間ですべてのヘッドの組に火がついて面で燃やすことができるので、製作可能で、かつ、安全に、均一に加熱することができる。   Furthermore, the distance L between a central axis of a set of micro fuel heads 1 and a micro air head 2 and a central axis of a set of micro fuel heads 1 and a micro air head 2 adjacent to it is 20 mm or less. Therefore, when one set of micro fuel head 1 and micro air head 2 is ignited, the next set of micro fuel head 1 and micro air head 2 burns smoothly, and all sets of heads are assembled in a short time. As it can be lit and burned on the surface, it can be manufactured and safely heated uniformly.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, modifications of optional components of the embodiment or omission of optional components of the embodiment is possible.

1 マイクロ燃料ヘッド
2 マイクロ空気ヘッド
3 筐体10の上面
10 筐体
11 燃料室
12 空気室
13 隔離層
21 燃料導入管
22 空気導入管
100 拡散燃焼バーナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 micro fuel head 2 micro air head 3 upper surface 10 of housing 10 housing 11 fuel chamber 12 air chamber 13 isolation layer 21 fuel introduction pipe 22 air introduction pipe 100 diffusion combustion burner

Claims (2)

水素を燃料に含む燃料ガスを燃焼させる拡散燃焼バーナーであって、
前記拡散燃焼バーナーは、その筐体の内部に、隔離層によって隔離された燃料室と空気室とを備え、
前記燃料室には、前記水素を含む燃料ガスを外部から供給するための燃料導入管が接続され、前記空気室には、燃焼に必要な空気を外部から供給するための空気導入管が接続されており、
前記燃料室から前記水素を含む燃料ガスを前記筐体の上面より上方に噴射させるマイクロ燃料ヘッドと、前記空気室から前記空気を前記筐体の表面より上方に噴射させるマイクロ空気ヘッドとを備え、
前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドとはそれぞれの中心軸を同じにする柱状の管体であり、前記マイクロ燃料ヘッドの内径は2mm以下であり、前記マイクロ空気ヘッドの内径は前記マイクロ燃料ヘッドの外径よりも大きく、前記マイクロ空気ヘッドの上端は前記筐体の上面と同一面上またはそれより上方に突出しており、かつ、前記マイクロ燃料ヘッドの上端は前記マイクロ空気ヘッドの上端より上方に突出している、という位置関係に配置された前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドとの組み合わせを複数有する
ことを特徴とする拡散燃焼バーナー。
A diffusion combustion burner for burning a fuel gas containing hydrogen as a fuel, comprising:
The diffusive combustion burner comprises, inside its housing, a fuel chamber and an air chamber separated by a separating layer,
A fuel introduction pipe for supplying a fuel gas containing hydrogen from the outside is connected to the fuel chamber, and an air introduction pipe for supplying air required for combustion from the outside is connected to the air chamber Yes,
A micro fuel head for injecting a fuel gas containing hydrogen from the fuel chamber above the upper surface of the housing; and a micro air head for injecting the air from the air chamber above the surface of the housing;
The micro fuel head and the micro air head are columnar tubes whose central axes are the same, the inner diameter of the micro fuel head is 2 mm or less, and the inner diameter of the micro air head is the same as that of the micro fuel head The upper end of the micro air head is larger than the outer diameter, and the upper end of the micro air head projects flush with or above the upper surface of the housing, and the upper end of the micro fuel head projects higher than the upper end of the micro air head A plurality of combinations of the micro fuel head and the micro air head disposed in a positional relationship of
ある1組の前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドの中心軸と、それと隣り合う組の前記マイクロ燃料ヘッドと前記マイクロ空気ヘッドの中心軸との間の距離が、20mm以下である
ことを特徴とする請求項1記載の拡散燃焼バーナー。
A distance between a set of the micro fuel head and the central axis of the micro air head and an adjacent set of the micro fuel head and the central axis of the micro air head is 20 mm or less. The diffusion combustion burner according to claim 1.
JP2017230540A 2017-11-30 2017-11-30 Diffusion burner Active JP7002074B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017230540A JP7002074B2 (en) 2017-11-30 2017-11-30 Diffusion burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017230540A JP7002074B2 (en) 2017-11-30 2017-11-30 Diffusion burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019100600A true JP2019100600A (en) 2019-06-24
JP7002074B2 JP7002074B2 (en) 2022-01-20

Family

ID=66976684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017230540A Active JP7002074B2 (en) 2017-11-30 2017-11-30 Diffusion burner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7002074B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022208968A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 三浦工業株式会社 Gas burner and boiler
GB2619087A (en) * 2022-05-27 2023-11-29 W K Lam Thomas An electrolysis apparatus and a burner

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192213A (en) * 2008-01-17 2009-08-27 Chube Univ Combustor and power generating device using the combustor
JP2012102911A (en) * 2010-11-08 2012-05-31 Air Liquide Japan Ltd Combustion burner
JP2017078562A (en) * 2015-10-22 2017-04-27 日本電気硝子株式会社 Method of manufacturing glass article and glass processing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192213A (en) * 2008-01-17 2009-08-27 Chube Univ Combustor and power generating device using the combustor
JP2012102911A (en) * 2010-11-08 2012-05-31 Air Liquide Japan Ltd Combustion burner
JP2017078562A (en) * 2015-10-22 2017-04-27 日本電気硝子株式会社 Method of manufacturing glass article and glass processing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022208968A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 三浦工業株式会社 Gas burner and boiler
GB2619087A (en) * 2022-05-27 2023-11-29 W K Lam Thomas An electrolysis apparatus and a burner
WO2023227872A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Lam Thomas W K An electrolysis apparatus and a burner

Also Published As

Publication number Publication date
JP7002074B2 (en) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11747013B2 (en) Low NOx and CO combustion burner method and apparatus
US9038392B2 (en) Gas turbine combustor
EP2713105B1 (en) Premixed burner provided with gas combustion head
JP7002074B2 (en) Diffusion burner
JP6029857B2 (en) Tint burner
CA2713030C (en) Combustion heater
JP2013145075A (en) Lamp forming device
JP5113570B2 (en) Bright flame burner
CN114945777A (en) Gas burner and heating appliance
KR101215090B1 (en) combustion heater
JP5812919B2 (en) Burner
EP3531797B1 (en) Infrared radiant heater
JP2008014581A (en) Radiant tube burner
KR101413476B1 (en) Air-heater
TWI649517B (en) Burner structure
JP6894297B2 (en) Combustor
ES2586399T3 (en) Combustion hot forced air stove at the top
JP5182618B2 (en) Combustion heater
JP5182617B2 (en) Combustion heater
EP3232133A1 (en) A low nox burner
JP7410642B2 (en) special burner
TWI810718B (en) Injection system for hydrogen burner
JP7269089B2 (en) Combustion device
CN104728858A (en) Nozzle mixed igniter for burner and ignition method
WO2020261286A1 (en) A domestic cooking burner for piped natural gas

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7002074

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150