JP2976826B2 - パイロットバーナ機構 - Google Patents
パイロットバーナ機構Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉や熱処理炉等の
ような加熱設備に付設されて主バーナを着火させるパイ
ロットバーナ機構に関するものである。
ような加熱設備に付設されて主バーナを着火させるパイ
ロットバーナ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】代表的な従来のパイロットバーナ機構の
構成を、図８に示す。図８において、１はパイロットバ
ーナ機構、８はガスノズル、９は空気ノズル、１７は点
火装置、１３は空気とガスノズルチップである。また、
１８は噴出管、１９は火炎検知器、２０は主バーナ部、
Ｒ3 は混合燃焼室である。
構成を、図８に示す。図８において、１はパイロットバ
ーナ機構、８はガスノズル、９は空気ノズル、１７は点
火装置、１３は空気とガスノズルチップである。また、
１８は噴出管、１９は火炎検知器、２０は主バーナ部、
Ｒ3 は混合燃焼室である。
【０００３】このような構成の従来のパイロットバーナ
機構１の動作を、次に説明する。ガスノズルチップ１３
から噴出された燃料ガスは、混合燃焼室Ｒ3 の入口付近
で空気と混合される。この混合ガスは点火装置１７で点
火されて燃焼し、フレームホルダ１８を通して先端に火
炎が形成される。そして、フレームホルダ１８の先端に
形成された火炎が、主バーナ部２０から噴出する燃料ガ
スを着火して主バーナ部２０を燃焼させる。
機構１の動作を、次に説明する。ガスノズルチップ１３
から噴出された燃料ガスは、混合燃焼室Ｒ3 の入口付近
で空気と混合される。この混合ガスは点火装置１７で点
火されて燃焼し、フレームホルダ１８を通して先端に火
炎が形成される。そして、フレームホルダ１８の先端に
形成された火炎が、主バーナ部２０から噴出する燃料ガ
スを着火して主バーナ部２０を燃焼させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】主バーナ２０の着火源
となるこの種のパイロットバーナ機構１は、主バーナ部
２０を着火させる為の十分な火炎の形成と継続的で安定
したバーナの燃焼状態が必要である。このためにパイロ
ットバーナ機構１として具備すべき構造上の条件とし
て、次のようなことを挙げることができる。 燃料ガスと空気との混合が緻密で均一に行われて点
火が容易に行われる構成にする。 失火のない安定した燃焼を保持する保炎機構を有す
る構成にする。 燃料ガスと空気の流入及び燃料ガスの性状が一定条
件に確保できるプロセスシステムが組まれた構成にす
る。 燃焼状態を監視する監視システムを持ち、失火が発
生したときは速かに検知されて安全対策が施される安全
システムを備えた構成にする。
となるこの種のパイロットバーナ機構１は、主バーナ部
２０を着火させる為の十分な火炎の形成と継続的で安定
したバーナの燃焼状態が必要である。このためにパイロ
ットバーナ機構１として具備すべき構造上の条件とし
て、次のようなことを挙げることができる。 燃料ガスと空気との混合が緻密で均一に行われて点
火が容易に行われる構成にする。 失火のない安定した燃焼を保持する保炎機構を有す
る構成にする。 燃料ガスと空気の流入及び燃料ガスの性状が一定条
件に確保できるプロセスシステムが組まれた構成にす
る。 燃焼状態を監視する監視システムを持ち、失火が発
生したときは速かに検知されて安全対策が施される安全
システムを備えた構成にする。
【０００５】一般に、鉄鋼業界においては高炉・転炉・
コークス炉等で副次的に発生する副生ガスを、加熱炉や
熱処理炉等の主燃料ガスとして使用することが行われて
いる。副生ガスには高炉で副生される高炉ガス（通称…
Ｂガス）と転炉で得られる転炉ガス（ＬＤガス）および
コークス炉で副生されるコークス炉ガス（Ｃガス）等が
ある。ＣガスとＢガスの発生量は比較的安定している
が、転炉で副生されるＬＤガスは著しく変動する。した
がって、加熱炉・熱処理炉等では、燃料ガスの補給策と
してメタンを主成分とする都市ガス等が混入される。
コークス炉等で副次的に発生する副生ガスを、加熱炉や
熱処理炉等の主燃料ガスとして使用することが行われて
いる。副生ガスには高炉で副生される高炉ガス（通称…
Ｂガス）と転炉で得られる転炉ガス（ＬＤガス）および
コークス炉で副生されるコークス炉ガス（Ｃガス）等が
ある。ＣガスとＢガスの発生量は比較的安定している
が、転炉で副生されるＬＤガスは著しく変動する。した
がって、加熱炉・熱処理炉等では、燃料ガスの補給策と
してメタンを主成分とする都市ガス等が混入される。
【０００６】補給策として混入される都市ガスの燃焼速
度は比較的遅く、３５〜４０cm／sec 程度である。ま
た、副生ガスから得られる混合ガスの燃焼速度は速く、
４３〜４７cm／sec になっている。一方、加熱炉や熱処
理炉では計量管理上の理由等から熱量と密度が異なる２
種類以上の燃料ガスで混合ガスを造る場合は、燃料ガス
の発熱量（Ｈ）と密度（ρ）の平方根の比〔Ｈ／ρ1/2
…Ｗobbe Ｉndex（Ｗ・Ｉ）〕を一定にするための混合
制御方法（Ｗ・Ｉ制御）が採用される。
度は比較的遅く、３５〜４０cm／sec 程度である。ま
た、副生ガスから得られる混合ガスの燃焼速度は速く、
４３〜４７cm／sec になっている。一方、加熱炉や熱処
理炉では計量管理上の理由等から熱量と密度が異なる２
種類以上の燃料ガスで混合ガスを造る場合は、燃料ガス
の発熱量（Ｈ）と密度（ρ）の平方根の比〔Ｈ／ρ1/2
…Ｗobbe Ｉndex（Ｗ・Ｉ）〕を一定にするための混合
制御方法（Ｗ・Ｉ制御）が採用される。
【０００７】Ｗ・Ｉ制御に基づいて発熱量を一定に制御
して副生ガスと都市ガス等を混合した燃料ガスを用いた
場合には、生成された混合ガスの燃焼速度は混合比率に
よって大幅に変動する。
して副生ガスと都市ガス等を混合した燃料ガスを用いた
場合には、生成された混合ガスの燃焼速度は混合比率に
よって大幅に変動する。
【０００８】これに対して、前述の図８に示されたパイ
ロットバーナ機構１は、燃料ガスの燃焼速度に特別な配
慮がなされなかった。このため、従来のパイロットバー
ナ機構１では、点火した火炎が不安定で、僅かな流量の
変動でも失火して継続的な燃焼が行われない等の問題点
があった。
ロットバーナ機構１は、燃料ガスの燃焼速度に特別な配
慮がなされなかった。このため、従来のパイロットバー
ナ機構１では、点火した火炎が不安定で、僅かな流量の
変動でも失火して継続的な燃焼が行われない等の問題点
があった。
【０００９】本発明は、このような従来のパイロットバ
ーナ機構の問題点を解消するためになされたもので、広
範囲な燃焼速度をもつ燃料ガスに対して、常に安定した
火炎が形成されて継続的な燃焼が確保できるパイロット
バーナ機構を実現することを目的とするものである。
ーナ機構の問題点を解消するためになされたもので、広
範囲な燃焼速度をもつ燃料ガスに対して、常に安定した
火炎が形成されて継続的な燃焼が確保できるパイロット
バーナ機構を実現することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、燃料ガスと
燃焼用空気とを混合燃焼室に噴出する円板状の多孔板
と、混合燃焼室の側壁に設けられ一端が燃焼用空気の噴
出口の付近に開口し他端が外気に連通した保炎管と、混
合燃焼室の出口に設けられた絞り部とを備えて混合燃焼
室で燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼させるパイ
ロットバーナ機構であって、多孔板に、軸心に設けられ
た単一の中心孔および中心孔を囲む同一半径上にリング
状に設けられた複数の中間孔からなる燃焼用空気の噴出
孔と、燃焼用空気の噴出孔を囲む同一半径上に設けられ
た複数の外側孔からなる燃料ガスの噴出孔とを設けたパ
イロットバーナ機構を構成したものである。
燃焼用空気とを混合燃焼室に噴出する円板状の多孔板
と、混合燃焼室の側壁に設けられ一端が燃焼用空気の噴
出口の付近に開口し他端が外気に連通した保炎管と、混
合燃焼室の出口に設けられた絞り部とを備えて混合燃焼
室で燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼させるパイ
ロットバーナ機構であって、多孔板に、軸心に設けられ
た単一の中心孔および中心孔を囲む同一半径上にリング
状に設けられた複数の中間孔からなる燃焼用空気の噴出
孔と、燃焼用空気の噴出孔を囲む同一半径上に設けられ
た複数の外側孔からなる燃料ガスの噴出孔とを設けたパ
イロットバーナ機構を構成したものである。
【００１１】
【作用】燃料ガスと燃焼用空気は、それぞれ供給管から
ガス室と空気室を通して導入される。ガス室に導入され
た燃料ガスは多孔板に設けられた６個の外側孔から、混
合燃焼室の内壁面に沿って噴出される。また、空気室に
導入された空気は、１個の中心孔とそれを同一半径上に
囲む１２個の中間孔から混合燃焼室中心部に向けて噴射
される。噴出した燃料ガスの噴流は、運動エネルギーの
差により空気の噴流側に吸引される。
ガス室と空気室を通して導入される。ガス室に導入され
た燃料ガスは多孔板に設けられた６個の外側孔から、混
合燃焼室の内壁面に沿って噴出される。また、空気室に
導入された空気は、１個の中心孔とそれを同一半径上に
囲む１２個の中間孔から混合燃焼室中心部に向けて噴射
される。噴出した燃料ガスの噴流は、運動エネルギーの
差により空気の噴流側に吸引される。
【００１２】特に、１２個の中間孔から噴出する空気の
噴流により、所謂ゆる“霧吹き”の原理により外側の６
個の外側孔から吹き出された燃料ガスを巻き込んで混合
燃焼室の入口で緻密かつ均一に混合させる。混合燃焼室
の混合気体は、イグネッション・トーチにより点火され
る。点火により混合燃焼室内は、大気圧に近似した正圧
状態になる。
噴流により、所謂ゆる“霧吹き”の原理により外側の６
個の外側孔から吹き出された燃料ガスを巻き込んで混合
燃焼室の入口で緻密かつ均一に混合させる。混合燃焼室
の混合気体は、イグネッション・トーチにより点火され
る。点火により混合燃焼室内は、大気圧に近似した正圧
状態になる。
【００１３】正圧状態になった混合燃焼室内で燃焼した
一部の火炎は保炎管内部の開口から吸込まれて、外部に
露出した保炎管の先端に炎が形成されて点火が確認され
る。このようにして、点火されたパイロットバーナの火
炎により、主バーナ機構のガスノズルが着火されるよう
になっている。
一部の火炎は保炎管内部の開口から吸込まれて、外部に
露出した保炎管の先端に炎が形成されて点火が確認され
る。このようにして、点火されたパイロットバーナの火
炎により、主バーナ機構のガスノズルが着火されるよう
になっている。
【００１４】副生ガスに都市ガスを混合したＭガスを燃
料ガスに用いると、混合比率に応じて燃焼速度の変動範
囲が拡大される。この場合の燃料ガスの燃焼速度の変動
に際して保炎管からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気
圧の差に対応して変動し失火の原因とされる内部圧変動
が抑制されて安定燃焼継続が可能になる。また、多孔板
を利用した空気による燃料ガスの吸引・混合型の燃焼構
造にしたので、燃料ガスと空気の混合は緩慢になるが開
口面積が絞られた噴出管により噴出火炎の流速増加に基
づく直進性と長炎化が図られてパイロットバーナとして
の機能が向上することになる。
料ガスに用いると、混合比率に応じて燃焼速度の変動範
囲が拡大される。この場合の燃料ガスの燃焼速度の変動
に際して保炎管からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気
圧の差に対応して変動し失火の原因とされる内部圧変動
が抑制されて安定燃焼継続が可能になる。また、多孔板
を利用した空気による燃料ガスの吸引・混合型の燃焼構
造にしたので、燃料ガスと空気の混合は緩慢になるが開
口面積が絞られた噴出管により噴出火炎の流速増加に基
づく直進性と長炎化が図られてパイロットバーナとして
の機能が向上することになる。
【００１５】
実施例１．以下、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。図１は本発明の実施例の構成説明図、図２は図
１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１の多孔板の平面図であ
る。本発明実施例の構成は前述の従来装置と類似してい
るが、共通部分に異なる名称を用いていて一部構成も相
違するのでやや詳しく説明する。
明する。図１は本発明の実施例の構成説明図、図２は図
１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１の多孔板の平面図であ
る。本発明実施例の構成は前述の従来装置と類似してい
るが、共通部分に異なる名称を用いていて一部構成も相
違するのでやや詳しく説明する。
【００１６】図１において、１はパイロットバーナ機
構、２はパイロットバーナ機構１の本体である。本体２
は、不銹鋼のような金属で作られている。３は本体２の
外管、４は内管、５と６は外管３と内管４に形成された
フランジである。内管４は先端に小径部７を形成した２
段構造に作られ、小径部７を外管３に嵌入させてフラン
ジ５と６により外管３に結合されている。
構、２はパイロットバーナ機構１の本体である。本体２
は、不銹鋼のような金属で作られている。３は本体２の
外管、４は内管、５と６は外管３と内管４に形成された
フランジである。内管４は先端に小径部７を形成した２
段構造に作られ、小径部７を外管３に嵌入させてフラン
ジ５と６により外管３に結合されている。
【００１７】８と９は外管３と内管４の半径方向に設け
られた２つの供給管、１１と１２は供給管８と９に設け
られたリミッテングオリフィスである。供給管８は燃料
ガスのガス源に接続され、供給管９からは燃焼用空気が
供給される。１３は内管４の先端に設けられた多孔板、
１４は外管３を貫通して半径方向に取り付けられた保炎
管、１５，１６は点火プラグ１７の取付部、１８は断面
積を狭めた先端の噴出管である。Ｒ1 は空気が導入され
る空気室、Ｒ2 は環状のガス室、Ｒ3 は噴出管１８で先
端側が絞られた混合燃焼室である。
られた２つの供給管、１１と１２は供給管８と９に設け
られたリミッテングオリフィスである。供給管８は燃料
ガスのガス源に接続され、供給管９からは燃焼用空気が
供給される。１３は内管４の先端に設けられた多孔板、
１４は外管３を貫通して半径方向に取り付けられた保炎
管、１５，１６は点火プラグ１７の取付部、１８は断面
積を狭めた先端の噴出管である。Ｒ1 は空気が導入され
る空気室、Ｒ2 は環状のガス室、Ｒ3 は噴出管１８で先
端側が絞られた混合燃焼室である。
【００１８】多孔板１３の外周は、外管３に嵌合されて
いる。この多孔板１３は図３に拡大して示されているよ
うに、真中にやや大きい１つの中心孔１３ａと、この中
心孔１３ａの回りで直径２mmの１２個の中間孔１３ｂお
よび最外周の同径で６個の外側孔１３ｃが設けられてい
る。そして、中心孔１３ａと中間孔１３ｂが空気室Ｒ1
に対向し、外側孔１３ｃがガス室Ｒ2 に対応している。
特に、中心孔１３ａは次に説明する火炎検知器の監視孔
に兼用され、その孔径は混合燃焼室Ｒ3 の内部の監視領
域に最適なほぼ６mmに選定されている。
いる。この多孔板１３は図３に拡大して示されているよ
うに、真中にやや大きい１つの中心孔１３ａと、この中
心孔１３ａの回りで直径２mmの１２個の中間孔１３ｂお
よび最外周の同径で６個の外側孔１３ｃが設けられてい
る。そして、中心孔１３ａと中間孔１３ｂが空気室Ｒ1
に対向し、外側孔１３ｃがガス室Ｒ2 に対応している。
特に、中心孔１３ａは次に説明する火炎検知器の監視孔
に兼用され、その孔径は混合燃焼室Ｒ3 の内部の監視領
域に最適なほぼ６mmに選定されている。
【００１９】また、保炎管１４は多孔板１３に近接して
外側孔１３ｃ等の噴出に支障のない位置に設けられ、内
部側の先端は中間孔１３ｂの付近に開口し他端は外部露
出して大気に開放されている。１９は例えばウルトラビ
ジョンと呼ばれる光学系を利用した火炎検知器で、内管
４の軸心Ｏ−Ｏに光軸を一致させて左側の太径部内に配
置されている。Ａは燃焼用の空気、Ｇは燃料ガス、Ｍは
前述の副生ガスに都市ガス等を混合させた混合ガス（Ｍ
ガス）である。
外側孔１３ｃ等の噴出に支障のない位置に設けられ、内
部側の先端は中間孔１３ｂの付近に開口し他端は外部露
出して大気に開放されている。１９は例えばウルトラビ
ジョンと呼ばれる光学系を利用した火炎検知器で、内管
４の軸心Ｏ−Ｏに光軸を一致させて左側の太径部内に配
置されている。Ａは燃焼用の空気、Ｇは燃料ガス、Ｍは
前述の副生ガスに都市ガス等を混合させた混合ガス（Ｍ
ガス）である。
【００２０】パイロットバーナ機構１の装着状態が、図
４の２点鎖線で示されている。図４において、２０は主
バーナ機構である。２１は主バーナ機構２０のバーナボ
デイ、２２は１次エアノズル、２３はガスノズル、２４
は１次エアパイプ、２５はガスパイプ、２６はバーナタ
イルセット、２７はアシストエアパイプ、２８はパイプ
ホルダ、２９はエアバタフライ弁、３１はサイトホール
である。パイロットバーナ機構１は、主バーナ機構２０
に傾斜して装着されている。
４の２点鎖線で示されている。図４において、２０は主
バーナ機構である。２１は主バーナ機構２０のバーナボ
デイ、２２は１次エアノズル、２３はガスノズル、２４
は１次エアパイプ、２５はガスパイプ、２６はバーナタ
イルセット、２７はアシストエアパイプ、２８はパイプ
ホルダ、２９はエアバタフライ弁、３１はサイトホール
である。パイロットバーナ機構１は、主バーナ機構２０
に傾斜して装着されている。
【００２１】上述のような構成の本発明実施例の動作
を、図５を併用して次に説明する。ただし、図５のパイ
ロットバーナ機構１では、１個の点火プラグ１７を設け
た場合が示されている。燃料ガスＧと燃焼用空気Ａは、
それぞれ供給管８と９を通してガス室Ｒ2 と空気室Ｒ1
に導入される。このときの燃料ガスＧと燃焼用空気Ａの
導入流量は、リミッティングオリィス１１，１２の前後
の差圧△Ｐから検出される。ガス室Ｒ2と空気室Ｒ1 に
導入された燃料ガスＧと燃焼用の空気Ａは、多孔板１３
から混合燃焼室Ｒ3 に噴出する。
を、図５を併用して次に説明する。ただし、図５のパイ
ロットバーナ機構１では、１個の点火プラグ１７を設け
た場合が示されている。燃料ガスＧと燃焼用空気Ａは、
それぞれ供給管８と９を通してガス室Ｒ2 と空気室Ｒ1
に導入される。このときの燃料ガスＧと燃焼用空気Ａの
導入流量は、リミッティングオリィス１１，１２の前後
の差圧△Ｐから検出される。ガス室Ｒ2と空気室Ｒ1 に
導入された燃料ガスＧと燃焼用の空気Ａは、多孔板１３
から混合燃焼室Ｒ3 に噴出する。
【００２２】燃料ガスＧは多孔板１３に６０°の角間隔
で設けられた６個の外側孔１３ｃから、混合燃焼室Ｒ3
の内壁面に沿って噴出される。また、空気室Ｒ2 に導入
された空気Ａは、１個の中心孔１３ａとそれを同一半径
上に囲む１２個の中間孔１３ｃから混合燃焼室Ｒ3 の中
心部に向けて噴射される。噴出した燃料ガスＧと空気Ａ
の噴流は、〔密度（ρ）×流速（ｖ）2 〕で表される運
動エネルギーの差により空気Ａの噴流側に吸引される。
で設けられた６個の外側孔１３ｃから、混合燃焼室Ｒ3
の内壁面に沿って噴出される。また、空気室Ｒ2 に導入
された空気Ａは、１個の中心孔１３ａとそれを同一半径
上に囲む１２個の中間孔１３ｃから混合燃焼室Ｒ3 の中
心部に向けて噴射される。噴出した燃料ガスＧと空気Ａ
の噴流は、〔密度（ρ）×流速（ｖ）2 〕で表される運
動エネルギーの差により空気Ａの噴流側に吸引される。
【００２３】特に、１２個の中間孔１３ｂから噴出する
空気Ａの噴流により、所謂ゆるエジェクター（ejector)
の原理により矢印で示したように外側の６個の外側孔１
３ｃから吹き出された燃料ガスＧを巻き込んで混合燃焼
室Ｒ3 の上流側で緻密かつ均一に混合させる。混合燃焼
室Ｒ3 の混合気体は、イグネッション・トーチからなる
点火プラグ１７により点火される。点火により混合燃焼
室Ｒ3 内は、大気圧に近似した正圧状態になる。
空気Ａの噴流により、所謂ゆるエジェクター（ejector)
の原理により矢印で示したように外側の６個の外側孔１
３ｃから吹き出された燃料ガスＧを巻き込んで混合燃焼
室Ｒ3 の上流側で緻密かつ均一に混合させる。混合燃焼
室Ｒ3 の混合気体は、イグネッション・トーチからなる
点火プラグ１７により点火される。点火により混合燃焼
室Ｒ3 内は、大気圧に近似した正圧状態になる。
【００２４】正圧状態になった混合燃焼室Ｒ3 内で燃焼
した一部の火炎は保炎管１４の内部の開口から吸込まれ
て、外部に露出した保炎管１４の先端に図示のようなロ
ーソク火状の炎が形成されて点火が確認される。このよ
うにして、点火されたパイロットバーナ１の噴出火炎に
より、図４に示された主バーナ機構２０のガスノズル２
３が着火されるようになっている。
した一部の火炎は保炎管１４の内部の開口から吸込まれ
て、外部に露出した保炎管１４の先端に図示のようなロ
ーソク火状の炎が形成されて点火が確認される。このよ
うにして、点火されたパイロットバーナ１の噴出火炎に
より、図４に示された主バーナ機構２０のガスノズル２
３が着火されるようになっている。
【００２５】前述の点火混合燃焼室Ｒ3 内部の燃焼状態
は本体２の後方の火炎検知器１９により、適正な孔径に
作られた多孔板１３の中心孔１３ａを通して正確に検知
される。万一、混合燃焼室Ｒ3 内の圧力変動や外乱等に
より失火が発生すると、火炎検知器１９が失火を速かに
検知する。そして、主バーナ機構２０の燃焼を遮断する
等の安全対策が実行される。また、本発明実施例に副生
ガスを用いてＷ・Ｉ制御したときの混合ガスの混合比率
と燃焼速度の測定値との関係が、次表に示されている。
は本体２の後方の火炎検知器１９により、適正な孔径に
作られた多孔板１３の中心孔１３ａを通して正確に検知
される。万一、混合燃焼室Ｒ3 内の圧力変動や外乱等に
より失火が発生すると、火炎検知器１９が失火を速かに
検知する。そして、主バーナ機構２０の燃焼を遮断する
等の安全対策が実行される。また、本発明実施例に副生
ガスを用いてＷ・Ｉ制御したときの混合ガスの混合比率
と燃焼速度の測定値との関係が、次表に示されている。
【００２６】
【表１】
【００２７】右から３列目の数値は、前述したＷ・Ｉで
ある。下２欄のケース３と４は補給用の都市ガス等を混
入した混合ガスＭを用いた場合で、共に燃焼速度が２８
と３０cm／sec に低下している。全ケース１乃至４にお
いて、Ｗ・Ｉの値が２５６０の一定値に制御される。し
かしながら、燃焼速度は、２８〜４６cm／sec の広い範
囲に亘って変動することが示されている。このような場
合の燃料ガスＧの燃焼速度の変動に際して本発明の保炎
管１４からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気圧の差に
対応して変動する。この結果、失火の原因とされる内部
圧変動が抑制されて、安定した燃焼の継続が可能にな
る。
ある。下２欄のケース３と４は補給用の都市ガス等を混
入した混合ガスＭを用いた場合で、共に燃焼速度が２８
と３０cm／sec に低下している。全ケース１乃至４にお
いて、Ｗ・Ｉの値が２５６０の一定値に制御される。し
かしながら、燃焼速度は、２８〜４６cm／sec の広い範
囲に亘って変動することが示されている。このような場
合の燃料ガスＧの燃焼速度の変動に際して本発明の保炎
管１４からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気圧の差に
対応して変動する。この結果、失火の原因とされる内部
圧変動が抑制されて、安定した燃焼の継続が可能にな
る。
【００２８】因みに、本発明実施例の実験結果を示せ
ば、図６の(a) と(b) で示す通りである。図６の(a) は
燃焼速度が４５cm／sec で、(b) は２８cm／sec のとき
の安定燃焼域が斜線枠で示されている。各図はいずれも
縦軸が空気Ａの供給量で、横軸が燃料ガスＧの供給量で
ある。本発明の実験・研究結果によれば、図示のように
燃焼速度の変動に対して広範囲の安定燃焼域が確保され
ている。対応する燃焼速度における従来装置の安定領域
を示す図７の(a),(b) と比較して、本発明の斜線域が著
しく拡大されていることが両図の比較から明らかであ
る。
ば、図６の(a) と(b) で示す通りである。図６の(a) は
燃焼速度が４５cm／sec で、(b) は２８cm／sec のとき
の安定燃焼域が斜線枠で示されている。各図はいずれも
縦軸が空気Ａの供給量で、横軸が燃料ガスＧの供給量で
ある。本発明の実験・研究結果によれば、図示のように
燃焼速度の変動に対して広範囲の安定燃焼域が確保され
ている。対応する燃焼速度における従来装置の安定領域
を示す図７の(a),(b) と比較して、本発明の斜線域が著
しく拡大されていることが両図の比較から明らかであ
る。
【００２９】また、多孔板１３を利用した空気Ａによる
燃料ガスＧの吸引・混合型の燃焼構造でＡとＧの混合は
緩慢になるが、開口面積が絞られた噴出管１８により噴
出火炎の流速増加に基づく直進性と長炎化が図られてパ
イロットバーナとしての機能が一層向上することにな
る。
燃料ガスＧの吸引・混合型の燃焼構造でＡとＧの混合は
緩慢になるが、開口面積が絞られた噴出管１８により噴
出火炎の流速増加に基づく直進性と長炎化が図られてパ
イロットバーナとしての機能が一層向上することにな
る。
【００３０】この外、本発明実施例では従来装置に対し
て原理的には、燃料ガスＧおよび空気Ａの噴出用の多孔
板１３と混合燃焼室Ｒ3 内に保炎管１４を設けると共
に、先端に開口面積の狭い噴出管１８を設けた構成が採
用されている。したがって、図５と図８に示されている
ように、構成部品の構造上の共通点が認められる。よっ
て、本発明実施例によれば、従来装置との互換性のある
パイロットバーナを実現できる利点もある。
て原理的には、燃料ガスＧおよび空気Ａの噴出用の多孔
板１３と混合燃焼室Ｒ3 内に保炎管１４を設けると共
に、先端に開口面積の狭い噴出管１８を設けた構成が採
用されている。したがって、図５と図８に示されている
ように、構成部品の構造上の共通点が認められる。よっ
て、本発明実施例によれば、従来装置との互換性のある
パイロットバーナを実現できる利点もある。
【００３１】なお、上述の本発明の実施例では本体を内
外の２つの管体をフランジで連結した場合を例示して説
明したが、フランジ以外の結合構造を適用してもよい。
また、燃料ガスの供給管や点火プラグ或いは火炎検知器
等に就いても、その構造や形状は必ずしも実施例に限定
するものではない。
外の２つの管体をフランジで連結した場合を例示して説
明したが、フランジ以外の結合構造を適用してもよい。
また、燃料ガスの供給管や点火プラグ或いは火炎検知器
等に就いても、その構造や形状は必ずしも実施例に限定
するものではない。
【００３２】
【発明の効果】この発明は、燃料ガスと燃焼用空気とを
混合燃焼室に噴出する円板状の多孔板と、混合燃焼室の
側壁に設けられ一端が燃焼用空気の噴出口の付近に開口
し他端が外気に連通した保炎管と、混合燃焼室の出口に
設けられた絞り部とを備えて混合燃焼室で燃料ガスと燃
焼用空気とを混合して燃焼させるパイロットバーナ機構
であって、多孔板に、軸心に設けられた単一の中心孔お
よび中心孔を囲む同一半径上にリング状に設けられた複
数の中間孔からなる燃焼用空気の噴出孔と、燃焼用空気
の噴出孔を囲む同一半径上に設けられた複数の外側孔か
らなる燃料ガスの噴出孔とを設けたパイロットバーナ機
構を構成した。
混合燃焼室に噴出する円板状の多孔板と、混合燃焼室の
側壁に設けられ一端が燃焼用空気の噴出口の付近に開口
し他端が外気に連通した保炎管と、混合燃焼室の出口に
設けられた絞り部とを備えて混合燃焼室で燃料ガスと燃
焼用空気とを混合して燃焼させるパイロットバーナ機構
であって、多孔板に、軸心に設けられた単一の中心孔お
よび中心孔を囲む同一半径上にリング状に設けられた複
数の中間孔からなる燃焼用空気の噴出孔と、燃焼用空気
の噴出孔を囲む同一半径上に設けられた複数の外側孔か
らなる燃料ガスの噴出孔とを設けたパイロットバーナ機
構を構成した。
【００３３】この結果、燃料ガスの燃焼速度の変動に際
して保炎管からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気圧の
差に対応して変動し失火の原因とされる内部圧変動が抑
制されて安定な燃焼の継続が可能になる。また、多孔板
を利用した空気による燃料ガスの吸引・混合型の燃焼構
造にしたので、燃料ガスと空気の混合は緩慢になるが開
口面積が絞られた噴出管により噴出火炎の流速増加に基
づく直進性と長炎化が図られてパイロットバーナとして
の機能が向上することになる。さらに、従来装置と構成
部品の構造上に共通点が認められて従来装置との互換性
があり、保炎管や多孔板等の一部を改造するだけで上述
のような安定に燃焼状態を保持できる優れたパイロット
バーナが実現される。
して保炎管からの噴出火炎の容量は、内部圧と大気圧の
差に対応して変動し失火の原因とされる内部圧変動が抑
制されて安定な燃焼の継続が可能になる。また、多孔板
を利用した空気による燃料ガスの吸引・混合型の燃焼構
造にしたので、燃料ガスと空気の混合は緩慢になるが開
口面積が絞られた噴出管により噴出火炎の流速増加に基
づく直進性と長炎化が図られてパイロットバーナとして
の機能が向上することになる。さらに、従来装置と構成
部品の構造上に共通点が認められて従来装置との互換性
があり、保炎管や多孔板等の一部を改造するだけで上述
のような安定に燃焼状態を保持できる優れたパイロット
バーナが実現される。
【００３４】よって、本発明によれば、広範囲な燃焼速
度をもつ燃料ガスに対して、常に安定した火炎が形成さ
れて継続的な燃焼が確保できるパイロットバーナ機構を
提供することができる。
度をもつ燃料ガスに対して、常に安定した火炎が形成さ
れて継続的な燃焼が確保できるパイロットバーナ機構を
提供することができる。
【図１】本発明の実施例の構成説明図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１の多孔板の平面図である。
【図４】本発明の実施例の適用例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施例の動作説明図である。
【図６】この発明の実施例の特性説明図である。
【図７】従来のパイロットバーナ機構の特性説明図であ
る。
る。
【図８】従来のパイロットバーナ機構の構成を示す原理
的説明図である。
的説明図である。
１ パイロットバーナ機構 ２ 本体 ３ 外管 ４ 内管 ５ フランジ ６ フランジ ７ 小径部 ８ 供給管 ９ 供給管 １１ リミッティングオリフィス １２ リミッティングオリフィス １３ 多孔板 １３ａ 中心孔 １３ｂ 中間孔 １３ｃ 外側孔 １４ 保炎管 １５ 取付部 １６ 取付部 １７ 点火プラグ １８ 噴出管 １９ 火炎検知器 Ａ 空気 Ｇ 燃料ガス Ｍ 混合ガス Ｒ1 空気室 Ｒ2 ガス室 Ｒ3 混合燃焼室
フロントページの続き (72)発明者 外堀 昭徳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤井 良基 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−116754（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−30059（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23Q 9/00 F23D 14/22 F23D 14/26
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料ガスと燃焼用空気とを混合燃焼室に
噴出する円板状の多孔板と、前記混合燃焼室の側壁に設
けられ一端が前記燃焼用空気の噴出口の付近に開口し他
端が外気に連通した保炎管と、前記混合燃焼室の出口に
設けられた絞り部とを備えて前記混合燃焼室で燃料ガス
と燃焼用空気とを混合して燃焼させるパイロットバーナ
機構であって、 前記多孔板に、軸心に設けられた単一の中心孔および該
中心孔を囲む同一半径上にリング状に設けられた複数の
中間孔からなる前記燃焼用空気の噴出孔と、該燃焼用空
気の噴出孔を囲む同一半径上に設けられた複数の外側孔
からなる前記燃料ガスの噴出孔とを設けた ことを特徴と
するパイロットバーナ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250292A JP2976826B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | パイロットバーナ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250292A JP2976826B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | パイロットバーナ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114310A JPH08114310A (ja) | 1996-05-07 |
| JP2976826B2 true JP2976826B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17205741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6250292A Expired - Fee Related JP2976826B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | パイロットバーナ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976826B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2584259A3 (de) * | 2011-10-21 | 2017-12-13 | Dieter Kutzner | Pilotbrenner |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5749112B2 (ja) * | 2011-08-01 | 2015-07-15 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼装置及び溶融金属容器の湯道洗浄方法 |
| JP6246455B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2017-12-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結機点火炉用バーナ |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP6250292A patent/JP2976826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2584259A3 (de) * | 2011-10-21 | 2017-12-13 | Dieter Kutzner | Pilotbrenner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08114310A (ja) | 1996-05-07 |
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