JP3171703B2 - バーナ - Google Patents
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- JP3171703B2 JP3171703B2 JP31694592A JP31694592A JP3171703B2 JP 3171703 B2 JP3171703 B2 JP 3171703B2 JP 31694592 A JP31694592 A JP 31694592A JP 31694592 A JP31694592 A JP 31694592A JP 3171703 B2 JP3171703 B2 JP 3171703B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用バーナに関し、
さらに詳細には燃焼用混合ガスが供給される管の軸方向
端部を、燃焼炎に対する炎口として構成したバーナに関
する。
さらに詳細には燃焼用混合ガスが供給される管の軸方向
端部を、燃焼炎に対する炎口として構成したバーナに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近来、燃焼機器より発生するＮＯｘは環
境汚染等との関係から問題視されており、バーナに対す
る低ＮＯｘ化実現の一手法として、希薄燃焼方式が提案
されている。これは空気比を大の状態で燃焼させ、燃焼
温度を下げて、ＮＯｘ発生量をおさえる手法であるが、
単純な単炎口ノズル構成のバーナにおいては、燃焼を高
空気比でおこなおうとすると、安定燃焼を得ることが困
難である。従ってその対策の１つとしてパイロット保炎
方式が用いられる。即ち、主燃焼炎（希薄混合ガス）の
外周を保炎用パイロットガス（低空気比−希薄でない）
でとり囲み、このパイロットガスを常時燃焼させて、主
燃焼炎を強制着火させ、安定燃焼をおこなおうとするも
のである。
境汚染等との関係から問題視されており、バーナに対す
る低ＮＯｘ化実現の一手法として、希薄燃焼方式が提案
されている。これは空気比を大の状態で燃焼させ、燃焼
温度を下げて、ＮＯｘ発生量をおさえる手法であるが、
単純な単炎口ノズル構成のバーナにおいては、燃焼を高
空気比でおこなおうとすると、安定燃焼を得ることが困
難である。従ってその対策の１つとしてパイロット保炎
方式が用いられる。即ち、主燃焼炎（希薄混合ガス）の
外周を保炎用パイロットガス（低空気比−希薄でない）
でとり囲み、このパイロットガスを常時燃焼させて、主
燃焼炎を強制着火させ、安定燃焼をおこなおうとするも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成のバーナにおいては、主燃焼からのＮＯｘ発生量は希
薄燃焼なので小さいが、パイロット部は希薄燃焼でない
のでＮＯｘ発生量が大きい。従って主燃焼部に供給され
る希薄ガスを、パイロットの燃焼用ガスとして共通に利
用することも考えられるが、例えば炎口の出口側に仕切
り板を設けて、単に中心側の主燃焼炎とその周部にパイ
ロット炎を形成させるものでは、パイロット側の噴出量
が多すぎて、この炎の安定燃焼状態を確保することがで
きない。
成のバーナにおいては、主燃焼からのＮＯｘ発生量は希
薄燃焼なので小さいが、パイロット部は希薄燃焼でない
のでＮＯｘ発生量が大きい。従って主燃焼部に供給され
る希薄ガスを、パイロットの燃焼用ガスとして共通に利
用することも考えられるが、例えば炎口の出口側に仕切
り板を設けて、単に中心側の主燃焼炎とその周部にパイ
ロット炎を形成させるものでは、パイロット側の噴出量
が多すぎて、この炎の安定燃焼状態を確保することがで
きない。
【０００４】そこで本発明の目的は、主燃焼及びパイロ
ット炎から発生するＮＯｘの量を極力低く押さえること
が可能であるとともに、パイロット炎が良好に安定して
形成され、結果バーナ全体の希薄燃焼を安定した状態で
おこなうことが可能なバーナを得ることにある。
ット炎から発生するＮＯｘの量を極力低く押さえること
が可能であるとともに、パイロット炎が良好に安定して
形成され、結果バーナ全体の希薄燃焼を安定した状態で
おこなうことが可能なバーナを得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、燃焼用混合ガスが供給される管の軸方
向端部を、燃焼炎に対する炎口として構成したバーナの
特徴構成は、管の軸方向端部全面に渡って、燃焼用混合
ガスが透過可能な多孔板を配設し、管軸方向で多孔板の
軸方向外方側に、炎口に形成される燃焼炎を、管中心側
の主燃焼炎と主燃焼炎の周部に形成されるパイロット炎
とに仕切る環状の仕切り板を設け、パイロット炎が形成
されるパイロットノズル部に移流する燃焼用混合ガスの
量を抑制する流量調整部をパイロットノズル部の上流側
に設けてあることにあり、その作用・効果は次の通りで
ある。
の本発明による、燃焼用混合ガスが供給される管の軸方
向端部を、燃焼炎に対する炎口として構成したバーナの
特徴構成は、管の軸方向端部全面に渡って、燃焼用混合
ガスが透過可能な多孔板を配設し、管軸方向で多孔板の
軸方向外方側に、炎口に形成される燃焼炎を、管中心側
の主燃焼炎と主燃焼炎の周部に形成されるパイロット炎
とに仕切る環状の仕切り板を設け、パイロット炎が形成
されるパイロットノズル部に移流する燃焼用混合ガスの
量を抑制する流量調整部をパイロットノズル部の上流側
に設けてあることにあり、その作用・効果は次の通りで
ある。
【０００６】
【作用】つまり、本願のバーナにおいては、炎口を形成
する管の軸方向端部に多孔板を設けて、この多孔板の下
流側部位に燃焼炎が形成される構成が採用されている。
そして、これの燃焼炎は仕切り板により主燃焼炎とその
周部に形成されるパイロット炎とに仕切られる。さら
に、流量調整部が設けられて、パイロット炎が形成され
るパイロットノズル部に移流する燃焼用混合ガスの流量
が抑制される。従って、パイロット炎は比較的低流量で
形成され、例え希薄燃焼状態にあっても、流速の低下し
たものとなるため、安定して常時燃焼をおこなうことが
可能となる。結果、バーナ全体で、前述の安定燃焼状態
にあるパイロット炎から主燃焼炎に、着火エネルギーが
供給され、主燃焼炎の安定燃焼を達成することができ
る。
する管の軸方向端部に多孔板を設けて、この多孔板の下
流側部位に燃焼炎が形成される構成が採用されている。
そして、これの燃焼炎は仕切り板により主燃焼炎とその
周部に形成されるパイロット炎とに仕切られる。さら
に、流量調整部が設けられて、パイロット炎が形成され
るパイロットノズル部に移流する燃焼用混合ガスの流量
が抑制される。従って、パイロット炎は比較的低流量で
形成され、例え希薄燃焼状態にあっても、流速の低下し
たものとなるため、安定して常時燃焼をおこなうことが
可能となる。結果、バーナ全体で、前述の安定燃焼状態
にあるパイロット炎から主燃焼炎に、着火エネルギーが
供給され、主燃焼炎の安定燃焼を達成することができ
る。
【０００７】
【発明の効果】従って、主燃焼炎及びパイロット炎を希
薄燃焼状態に維持して、ＮＯｘの発生量を抑えながら、
安定した燃焼を得ることができるバーナを得ることがで
きた。さらに、この構成においては、仕切り板のみを単
に設けるものと比較してパイロットノズル部の燃焼面積
を拡大することが可能なため、パイロットに流れるガス
流量等の微少な調整がやり易くなる結果、バーナとして
安定した燃焼炎を得ることができるようになった。一
方、同じくパイロット炎を形成するものにおいて、パイ
ロット燃焼を安定して起こすためには、パイロットガス
の流量を必要最小限（ｅｘ．主燃焼ガスの１／２０以
下）におさえる必要がある。しかしながら、仕切り板の
みを設けて本願同様な調整をおこなうことも考えられる
が、仕切り板およびバーナ内壁部を加工することが困難
なため、又仕切り板の位置に片寄りも発生しやすいた
め、パイロット炎の噴出速度が不均一になりやすく、実
用的でない。
薄燃焼状態に維持して、ＮＯｘの発生量を抑えながら、
安定した燃焼を得ることができるバーナを得ることがで
きた。さらに、この構成においては、仕切り板のみを単
に設けるものと比較してパイロットノズル部の燃焼面積
を拡大することが可能なため、パイロットに流れるガス
流量等の微少な調整がやり易くなる結果、バーナとして
安定した燃焼炎を得ることができるようになった。一
方、同じくパイロット炎を形成するものにおいて、パイ
ロット燃焼を安定して起こすためには、パイロットガス
の流量を必要最小限（ｅｘ．主燃焼ガスの１／２０以
下）におさえる必要がある。しかしながら、仕切り板の
みを設けて本願同様な調整をおこなうことも考えられる
が、仕切り板およびバーナ内壁部を加工することが困難
なため、又仕切り板の位置に片寄りも発生しやすいた
め、パイロット炎の噴出速度が不均一になりやすく、実
用的でない。
【０００８】
【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１には本願の希薄燃焼バーナ１に於ける炎口２近傍の縦
断面図が示されている。この希薄燃焼バーナ１は、燃焼
用混合ガスｇが供給される管３の軸方向端部を、燃焼炎
４に対する炎口２として構成したものであり、その管３
の軸方向端部近傍で、管端から僅かに侵入した部位全面
に渡って、燃焼用混合ガスｇが透過可能な多孔板（具体
的にはメタルフォーム）５が配設されている。そして、
前述のメタルフォーム５の上面（バーナ出口側）にリン
グ状の仕切り板６が、下面（上流側）に仕切り板６とは
径の異なったリング状の邪魔板７が配設されている。こ
の仕切り板６は、炎口２に形成される燃焼炎４を管中央
側の主燃焼炎（この燃焼炎に対応する炎口部位を主燃焼
ノズル部８と呼ぶ）４０と主燃焼炎４０の周部に形成さ
れるパイロット炎（この燃焼炎に対応する炎口部位をパ
イロットノズル部９と呼ぶ）４１とに仕切る役割をする
ものであり、前述の邪魔板７は上記の仕切り板６の内径
よりも内径が大きく、管内壁３０に接する構成とされて
いる。従って、パイロットノズル部９へ供給されるガス
は、邪魔板７の内側より侵入して、メタルフォーム５を
貫通し、仕切り板６の外側へ抜け出、その間の圧損によ
って、パイロットガス流量の微調整が可能となる。この
ようにして、流量調整部が構成されている。
１には本願の希薄燃焼バーナ１に於ける炎口２近傍の縦
断面図が示されている。この希薄燃焼バーナ１は、燃焼
用混合ガスｇが供給される管３の軸方向端部を、燃焼炎
４に対する炎口２として構成したものであり、その管３
の軸方向端部近傍で、管端から僅かに侵入した部位全面
に渡って、燃焼用混合ガスｇが透過可能な多孔板（具体
的にはメタルフォーム）５が配設されている。そして、
前述のメタルフォーム５の上面（バーナ出口側）にリン
グ状の仕切り板６が、下面（上流側）に仕切り板６とは
径の異なったリング状の邪魔板７が配設されている。こ
の仕切り板６は、炎口２に形成される燃焼炎４を管中央
側の主燃焼炎（この燃焼炎に対応する炎口部位を主燃焼
ノズル部８と呼ぶ）４０と主燃焼炎４０の周部に形成さ
れるパイロット炎（この燃焼炎に対応する炎口部位をパ
イロットノズル部９と呼ぶ）４１とに仕切る役割をする
ものであり、前述の邪魔板７は上記の仕切り板６の内径
よりも内径が大きく、管内壁３０に接する構成とされて
いる。従って、パイロットノズル部９へ供給されるガス
は、邪魔板７の内側より侵入して、メタルフォーム５を
貫通し、仕切り板６の外側へ抜け出、その間の圧損によ
って、パイロットガス流量の微調整が可能となる。この
ようにして、流量調整部が構成されている。
【０００９】希薄燃焼バーナ１の実際の寸法関係を示
す。 管３ 外径 Ｄ１ １４４ｍｍ 仕切り板６ 外径 Ｄ２ １３０ｍｍ 内径 Ｄ３ １１０ｍｍ 邪魔板７ 外径 Ｄ４ １４０ｍｍ 内径 Ｄ５ １２０ｍｍ パイロット炎口幅 ５ｍｍ メタルフォーム肉厚 １０ｍｍ
す。 管３ 外径 Ｄ１ １４４ｍｍ 仕切り板６ 外径 Ｄ２ １３０ｍｍ 内径 Ｄ３ １１０ｍｍ 邪魔板７ 外径 Ｄ４ １４０ｍｍ 内径 Ｄ５ １２０ｍｍ パイロット炎口幅 ５ｍｍ メタルフォーム肉厚 １０ｍｍ
【００１０】希薄燃焼バーナ１の燃焼に当たっては、空
燃比λを１．５程度に調整された希薄混合ガスｇが供給
されて燃焼がおこなわれる。燃焼状態においては、主燃
焼炎４０の周部に形成されるパイロット炎４１より安定
して着火エネルギーが主燃焼炎４０に供給されて、希薄
燃焼が安定して起こる。
燃比λを１．５程度に調整された希薄混合ガスｇが供給
されて燃焼がおこなわれる。燃焼状態においては、主燃
焼炎４０の周部に形成されるパイロット炎４１より安定
して着火エネルギーが主燃焼炎４０に供給されて、希薄
燃焼が安定して起こる。
【００１１】 希薄燃焼バーナ適応例 ８万Ｋｃａｌ／ｈ程度のボイラに適用 空燃比 λ＝１．１〜１．５ ＮＯｘ発生量 ３０ｐｐｍ以下（Ｏ2０％） （許容最大基準 ６０ｐｐｍ） ＣＯ発生量 数ｐｐｍ ターンダウン比 ８：１以上
【００１２】〔別実施例〕本願の別実施例について以下
に説明する。流量調整部の構成については、パイロット
ノズル部９に移流する流量の調節が目的であるため、以
下のような構成も考えられる。 （イ）図２に示すように、多孔板５の密度を、パイロッ
トノズル部９の上流側部位と主燃焼炎が形成される主燃
焼ノズル部８の上流側部位とで、パイロットノズル部９
側程、密に設定して構成する。 （ロ）図３に示すように、多孔板５の密度を全面に渡っ
て一定とするとともに、パイロットノズル部９の上流側
部位と主燃焼炎が形成される主燃焼ノズル部８の上流側
部位とで、パイロットノズル部９側程、軸方向の厚みを
厚く設定して構成する。
に説明する。流量調整部の構成については、パイロット
ノズル部９に移流する流量の調節が目的であるため、以
下のような構成も考えられる。 （イ）図２に示すように、多孔板５の密度を、パイロッ
トノズル部９の上流側部位と主燃焼炎が形成される主燃
焼ノズル部８の上流側部位とで、パイロットノズル部９
側程、密に設定して構成する。 （ロ）図３に示すように、多孔板５の密度を全面に渡っ
て一定とするとともに、パイロットノズル部９の上流側
部位と主燃焼炎が形成される主燃焼ノズル部８の上流側
部位とで、パイロットノズル部９側程、軸方向の厚みを
厚く設定して構成する。
【００１３】さらに、上記の実施例においては、主燃焼
炎を通常の単炎口炎としたが、バーナを構成する管３内
に、管３と管軸を同じくして新たな内管３００を配設し
て、主燃焼炎を環状炎として形成するとともに、主燃焼
炎の内周部位に空気比を低く調節した低空気比燃焼用ガ
スｇｌを前記内管３００から供給する低空気比燃焼ガス
供給ノズル３０１を備えるものとしてもよい。この場合
は、低空気比燃焼ガス供給ノズル３０１より低空気比の
ガスｇ１が供給されるため、このガスｇ１が還元雰囲気
内で、緩慢燃焼を起こすため、ＮＯｘ発生量は押さえら
れるとともに、バーナ全体の空燃比を理論空気比に近い
ものに調節することができ、バーナの効率を上昇でき
る。
炎を通常の単炎口炎としたが、バーナを構成する管３内
に、管３と管軸を同じくして新たな内管３００を配設し
て、主燃焼炎を環状炎として形成するとともに、主燃焼
炎の内周部位に空気比を低く調節した低空気比燃焼用ガ
スｇｌを前記内管３００から供給する低空気比燃焼ガス
供給ノズル３０１を備えるものとしてもよい。この場合
は、低空気比燃焼ガス供給ノズル３０１より低空気比の
ガスｇ１が供給されるため、このガスｇ１が還元雰囲気
内で、緩慢燃焼を起こすため、ＮＯｘ発生量は押さえら
れるとともに、バーナ全体の空燃比を理論空気比に近い
ものに調節することができ、バーナの効率を上昇でき
る。
【００１４】さらに上記の実施例においては、多孔板と
してメタルフォーム５を採用する例を示したが、セラミ
ックの多孔板等燃焼用混合ガスに対して、流れに対して
抵抗となる部材であればいかなるものでもよい。
してメタルフォーム５を採用する例を示したが、セラミ
ックの多孔板等燃焼用混合ガスに対して、流れに対して
抵抗となる部材であればいかなるものでもよい。
【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】本願のバーナの縦断面図
【図２】流量調節部の別実施例を示す図
【図３】流量調節部の別実施例を示す図
【図４】低空気比燃焼ガス供給ノズルを備えたバーナの
構成を示す図
構成を示す図
２ 炎口 ３ 管 ４ 燃焼炎 ５ 多孔板 ６ 仕切り板 ７ 邪魔板 ８ 主燃焼ノズル部 ９ パイロットノズル部 ４０ 主燃焼炎 ４１ パイロット炎 ３００ 内管 ３０１ 低空気比燃焼ガス供給ノズル ｇ 燃焼用混合ガス ｇ１ 低空気比燃焼ガス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−213904（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−71233（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−36715（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 14/02 F23D 14/14 - 14/18 F23D 14/74
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼用混合ガス（ｇ）が供給される管
（３）の軸方向端部を、燃焼炎に対する炎口（２）とし
て構成したバーナであって、前記管（３）の軸方向端部
全面に渡って、前記燃焼用混合ガス（ｇ）が透過可能な
多孔板（５）を配設し、管軸方向で前記多孔板（５）の
軸方向外方側に、前記炎口（２）に形成される燃焼炎
（４）を、管中心側の主燃焼炎（４０）と前記主燃焼炎
（４０）の周部に形成されるパイロット炎（４１）とに
仕切る環状の仕切り板（６）を設け、前記パイロット炎
（４１）が形成されるパイロットノズル部（９）に移流
する前記燃焼用混合ガス（ｇ）の量を抑制する流量調整
部を前記パイロットノズル部（９）の上流側に設けてあ
るバーナ。 - 【請求項２】 前記流量調整部が、前記管（３）の内壁
に外周部が接触するとともに、内径が前記仕切り板
（６）の内径より大きな環状の邪魔板（７）を、前記多
孔板（５）の上流側に備えて構成され、前記燃焼用混合
ガス（ｇ）が、上流側より前記邪魔板（７）を管（３）
の内径側に迂回して前記パイロットノズル部（９）へ移
流する請求項１記載のバーナ。 - 【請求項３】 前記多孔板（５）の密度を、前記パイロ
ットノズル部（９）の上流側部位と前記主燃焼炎（４
０）が形成される主燃焼ノズル部（８）の上流側部位と
で、前記パイロットノズル部（９）側程密に設定して、
前記流量調整部が構成されている請求項１記載のバー
ナ。 - 【請求項４】 前記多孔板（５）の密度を全面に渡って
一定とするとともに、前記パイロットノズル部（９）の
上流側部位と前記主燃焼炎（４０）が形成される主燃焼
ノズル部（８）の上流側部位とで、前記パイロットノズ
ル部（９）側程、軸方向の厚みを厚く構成して、前記流
量調整部が構成されている請求項１記載のバーナ。 - 【請求項５】 前記管（３）と管軸を同じくして前記管
（３）内に内管（３００）を配設して、前記主燃焼炎
（４０）を環状炎として形成するとともに、前記主燃焼
炎（４０）の内周部位に空気比を低く調節した低空気比
燃焼用ガス（ｇ１）を前記内管（３００）から供給する
低空気比燃焼ガス供給ノズル（３０１）が備えられてい
る請求項１〜４のいずれか１項に記載のバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31694592A JP3171703B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31694592A JP3171703B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159633A JPH06159633A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3171703B2 true JP3171703B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=18082693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31694592A Expired - Fee Related JP3171703B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | バーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3171703B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2899956B1 (fr) * | 2006-04-14 | 2008-07-25 | Thirode Grandes Cuisines Poligny | Bruleur a gaz pour four de cuisine |
| EP3523579B1 (en) * | 2016-10-10 | 2021-12-15 | King Abdullah University Of Science And Technology | Burners and methods for conversion of methane to olefins, aromatics, and nanoparticles |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31694592A patent/JP3171703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06159633A (ja) | 1994-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |