JP3179667U

JP3179667U - ジェットバーナー

Info

Publication number: JP3179667U
Application number: JP2012005353U
Authority: JP
Inventors: 和利設樂
Original assignee: 有限会社シダラマネジメントオフィス
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2022-08-31

Abstract

【課題】燃焼用空気の必要な噴射速度を確保して、低コストで必要な勢いの火炎を噴射させるジェットバーナーを提供する。
【解決手段】空気通路８が筒状体１の外周に空気噴射口７の入口７１を囲み、空気噴射口７と連通するように設けられ、二次燃焼室において筒状体１の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となるように渦巻き状に形成される。
【選択図】図２

Description

本考案は、家畜糞、焼酎粕、下水汚泥処理、魚貝類等の産業廃棄物を含む各種燃焼対象を燃焼処理するジェットバーナーに関する。

各種燃焼対象を燃焼処理するジェットバーナーは、筒状体の一端側に設けられた火炎噴射口と、前記筒状体の後端側の内側に設けられた一次燃焼室と、前記火炎噴射口と前記一次燃焼室の間に設けられた二次燃焼室と、前記一次燃焼室の後端に設けられ、燃料を該一次燃焼室に噴射するインジェクタ及び噴射された燃料に点火する点火プラグと、前記筒状体の外周面から前記二次燃焼室に向けて貫通するように開口され、燃焼用空気を前記二次燃焼室に噴射する空気噴射口と、前記筒状体の外周に前記空気噴射口の入口を囲むとともに、該空気噴射口と連通するように設けられ、前記入口から前記空気噴射口に燃焼用空気を送り込む空気通路と、前記空気通路に設けられ、該空気通路に燃焼用空気を送り込む空気圧送管が配管される空気圧送口とを備えたものが知られている。

下記、特許文献１に記載のジェットバーナーは、空気噴射口を、二次燃焼室側に望む出口が火炎噴射口側に位置し、且つ空気噴射口の軸が筒状体の軸に対して斜めに交差するように傾斜状に設けて、二次燃焼室に噴射される燃焼用空気を筒状体の軸を中心として一方向に旋回させるようにすることによって、二次燃焼室内において燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスを撹拌・混合するようにしたものである。

特開２００９−１３９０３２号公報

特許文献１の従来技術によると、二次燃焼室内で燃焼用空気を旋回させて、燃焼室内における燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスを撹拌・混合することで、燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスの混合効率を高めることができる。そして、燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスの混合効率を高めることによって、確実に混合された混合ガスを生成できるため、不完全燃焼等の発生を抑制することができる。更に、二次燃焼室内で燃焼用空気を旋回させることによって、火炎噴射口からの火炎噴射の勢いを大きくすることができる。

特許文献１の従来技術は、燃焼用空気をコンプレッサー等で空気通路に連続的に圧送して充満させる圧力で、この燃焼用空気を空気噴射口に流入させるとともに、二次燃焼室に噴射する構造であって、圧力の方向が筒状体の軸と直交するように径方向に沿うものである。

しかしながら、空気噴射口に流入しようとする燃焼用空気が、前述のように傾斜状に設けた空気噴射口によって圧力方向が変化するため、燃焼用空気の流入に抵抗が生じ、この抵抗によって燃焼用空気の二次燃焼室への噴射速度が低下するという問題があった。

このように燃焼用空気の二次燃焼室への噴射速度が低い場合、燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスの攪拌・混合効率が低下することで、未燃焼の混合ガスを発生させてしまうとともに、火炎噴射の勢いが小さくなることで、燃焼処理の効率が低下してしまうという問題が生じるため、コンプレッサーの圧力を上げる、或いは高圧力を発生させることができる大型のコンプレッサーを必要とする。

しかしながら、コンプレッサーの圧力を上げるには、電力コストや燃料コストが高くなり、高圧力を発生させることができる大型のコンプレッサーを用いると、電力コストや燃料コストが高くなるばかりでなく、コンプレッサー自体が高価である上に、燃焼設備が大型化してしまうという問題もあった。

また、筒状体の長手方向を長くして二次燃焼室の距離を延長することによって、燃料と燃焼用空気及び未燃焼の混合ガスの攪拌・混合の確実性を上げることができるが、このようにすると、ジェットバーナーが大型化してしまうという問題もある。

本考案は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、燃焼用空気の流入時における空気噴射口による抵抗を抑制した上で、燃焼用空気を燃焼室内で旋回させることができること、コンプレッサーの圧力を上げたり、大型のコンプレッサーを使用したりせず、しかも、ジェットバーナーの大型化をせずに、燃焼用空気の必要な噴射速度を確保できること、低コストで必要な勢いの火炎を噴射できること、等が本考案の目的である。

前記目的を達成するため、本考案に係るジェットバーナーは、次の構成を少なくとも具備する。

筒状体の一端側に設けられた火炎噴射口と、前記筒状体の後端側の内側に設けられた一次燃焼室と、前記火炎噴射口と前記一次燃焼室の間に設けられた二次燃焼室と、前記一次燃焼室に設けられ、燃料を該一次燃焼室に噴射するインジェクタ及び噴射された燃料に点火する点火プラグと、前記筒状体の外周面から前記二次燃焼室に向けて貫通するように開口され、燃焼用空気を前記二次燃焼室に噴射する空気噴射口と、前記筒状体の外周に前記空気噴射口の入口を囲むとともに、該空気噴射口と連通するように設けられ、前記入口から前記空気噴射口に燃焼用空気を送り込む空気通路と、前記空気通路に設けられ、該空気通路に燃焼用空気を送り込む空気圧送管が配管される空気圧送口とを備え、前記空気噴射口は、前記二次燃焼室側に望む出口が入口よりも前記火炎噴射口側に位置し、且つ前記空気噴射口の軸が前記筒状体の軸に対して斜めに交差するように傾斜状に設けることで、前記二次燃焼室に噴射される前記燃焼用空気を前記筒状体の軸を中心として一方向に旋回させるようにし、前記空気通路は、前記筒状体の外周を該筒状体の軸を中心として渦巻き状に周るように形成された壁部によって確保され、前記壁部は、前記空気通路の始端側が前記空気圧送口に臨むとともに、前記空気通路の終端側が前記筒状体の外周に臨み、且つ渦巻き方向が前記二次燃焼室において前記筒状体の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となるように形成されていることを特徴とする。

このような特徴を有することで本考案は、以下の効果を奏する。すなわち、空気通路を、二次燃焼室において前記筒状体の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となるように渦巻き状にしたので、燃焼用空気の流入時における空気噴射口による抵抗を抑制した上で、燃焼用空気を二次燃焼室内で旋回させることができるとともに、コンプレッサーの圧力を上げたり、大型のコンプレッサーを使用したりせず、しかも、ジェットバーナーの大型化をせずに、燃焼用空気の必要な噴射速度を確保でき、且つ低コストで必要な勢いの火炎を噴射させることができる。

本考案に係る実施の一例を示すジェットバーナーの断面図である。図１の（２）−（２）線断面図である。

以下で説明する前記空気圧送口は、最外周側の前記空気通路内に臨み、且つ該空気圧送口の軸方向が、前記空気通路を流れる前記燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように設けることが好ましい。

また、第２空気圧送口を更に備え、前記第２空気圧送口は、前記空気圧送口よりも下流側の最外周側の前記空気通路内に臨み、且つ該第２空気圧送口の軸方向が前記空気通路を流れる前記燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように設けることが好ましい。

以下、本考案に係る実施形態のジェットバーナーを図１及び図２に基づいて説明する。図１は、ジェットバーナーの全体構成図、図２は、ジェットバーナーの作用を示す概略構成図である。尚、以下で説明する各実施形態は、本考案を限定するものではない。

ジェットバーナーＡは、筒状体１の一端側（以下「先端側」という）に設けられた火炎噴射口２と、筒状体１の他端側（以下「後端側」という）の内側に設けられた一次燃焼室３と、火炎噴射口２と一次燃焼室３の間に設けられた二次燃焼室４と、一次燃焼室３の後端に設けられ、燃料を該一次燃焼室に噴射するインジェクタ５及び噴射された燃料に点火する点火プラグ６と、筒状体１の外周面から二次燃焼室４に向けて貫通するように開口され、燃焼用空気を二次燃焼室に噴射する空気噴射口７と、筒状体１の外周に空気噴射口７の入口７０を囲むとともに、空気噴射口７と連通するように設けられ、入口７０から空気噴射口７に燃焼用空気を送り込む空気通路８と、空気通路８に設けられ、空気通路８に燃焼用空気を送り込む空気圧送管Ｂが配管される空気圧送口９とを備えている。

筒状体１は、円筒形とする内部のほぼ全域にわたって二次燃焼室４が確保されている。また、筒状体１の外周には、燃焼中又は燃焼後において筒状体１を冷却するオイルが流入する冷却管Ｃが配管されている。更に、筒状体１の外周には、冷却管Ｃを内蔵するとともに、筒状体１とによって冷却空間Ｓを確保する外筒体１Ａが設けられている。この冷却空間Ｓには、冷却管Ｃに換えて冷却用の気体を流して筒状体１の冷却を行ってもよい。

火炎噴射口２は、筒状体１の先端側に固着された噴射ノズル２０に、筒状体１と同軸上となるように開口されている。この火炎噴射口２は、筒状体１の内径と同径とする筒状体１側の端部から先端側に向かう中途までの後部を先窄まり状のテーパー状とするとともに、このテーパー状の先端から噴射ノズル２０の先端側に向かって連続する中間部を直管状とし、且つこの中間部の先端から噴射ノズル２０の先端まで連続する先部を先拡がり状のテーパー状に形成されている。

一次燃焼室３は、筒状体１の後端側に着脱自在に取り付けられたユニット３０内に凹状に設けられている。この一次燃焼室３は、後端を半球状とするとともに、筒状体１と同軸として凹設されている。

ユニット３０には、一次燃焼室３の後端に筒状体１と同軸でねじ込み固定されたインジェクタ５と、ユニット３０の外側から一次燃焼室３の周面にわたって開口され、一次燃焼室３に燃焼用空気を噴出する噴出口３１と、一次燃焼室３の周面にねじ込み固定された点火プラグ６とが備えられている。

インジェクタ５は、ノズル部５０が一次燃焼室３内に臨むように、ユニット３０の外側からねじ込まれ、ねじ込んだ状態をロックナット５１によってロックされている。これによって、筒状体１からユニットを取り外すことなく、インジェクタ５の着脱作業を行うことができる。

一次燃焼室３では、噴射された燃料に点火プラグ６で点火して火炎を発生させるとともに、燃料噴射の勢いでこの火炎及び未燃の燃料を二次燃焼室４に流入させるようにされている。そのため、一次燃焼室３の径は、インジェクタ５から径方向に拡がるように噴射される燃料が一次燃焼室３に接触せずに、二次燃焼室４に噴射できる程度の径としており、これによって、二次燃焼室４への燃料噴射を確実、且つ効率的に行うことができるとともに、一次燃焼室３内での燃料の不完全燃焼を低減することができる。

噴出口３１からの燃焼用空気は、常時噴出させて、一次燃焼室３内で混合ガスを生成することで、一次燃焼室３の形状による不完全燃焼の低減と合わせて、一次燃焼室３内での燃料の不完全燃焼の低減を行うようにしてもよいし、不完全燃焼によって一次燃焼室に付着するススを取り除く際に噴出させて混合ガスを生成するようにしてもよい。

二次燃焼室４は、筒状体１の内部のほぼ全域に、噴射ノズル２０の後端とユニット３０の先端との間に設定されており、一次燃焼室３からの未燃の燃料及び火炎が流入し、この流入した未燃の燃料を空気噴射口７から噴射される燃焼用空気によって、攪拌・混合して混合ガスを生成するとともに、この混合ガスを噴射ノズル２０に向かって圧送できるようになっている。また、圧送される混合ガスは、一次燃焼室３で発生した火炎で燃焼することで、火炎噴射口２から火炎として噴射される。

空気噴射口７は、筒状体１の周方向に沿って複数開口されているとともに、筒状体１の軸方向に沿って２列配されている。

また、空気噴射口７は、二次燃焼室側に臨む出口７１が入口７０よりも先端側に位置し、且つ空気噴射口７の軸が筒状体１の軸に対して斜めに交差するように傾斜状に設けることで、二次燃焼室４に噴射される燃焼用空気を筒状体１の軸を中心として一方向に旋回させるようにされている。

このように、二次燃焼室４に噴射される燃焼用空気を筒状体１の軸を中心として一方向に旋回させることによって、二次燃焼室４内の燃焼用空気と未燃の燃料及び混合ガスをより確実、且つ効率的に混合でき、しかも、旋回によって、二次燃焼室４内で圧送される混合ガス及び火炎の流速を上げることができるため、火炎噴射口２からの噴射される火炎の勢いを大きくすることができる。

空気通路８は、筒状体１の外周を、この筒状体１の軸を中心として渦巻き状に周るように形成された壁部８０によって、渦巻き状となるように形成されている。壁部８０の渦巻き方向は、二次燃焼室４において筒状体１の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となるように形成されている。

壁部８０は、筒状体１の外周を、この筒状体１の軸を中心として囲むように配された外壁部８Ａと、外壁部８Ａに内蔵され、この外壁部８Ａと共に、渦巻き状の空気通路８を形成する渦巻き状の内壁部８Ｂとで構成されている。

具体的には、円筒状に形成された外壁部８Ａの内周に、内壁部８Ｂの始端部を接触させるとともに、終端部を筒状体１の外周と離間した状態で、且つ径方向で隣り合うように配することによって、空気通路８の入口８１が外壁部８Ａの内周側に位置し、出口８２が筒状体１の外周側に位置する渦巻き状の空気通路８が形成されている。

外壁部８Ａには、空気通路８に燃焼用空気を送り込む空気圧送管Ｂが配管される空気圧送口９及び第２空気圧送口９Ａが形成されている。空気圧送管Ｂは、コンプレッサー（図示せず）に配管され、このコンプレッサーから燃焼用空気が圧送されるようになっている。

空気圧送口９は、空気通路８の始端側（内壁部８Ｂの始端部側）に臨む位置、且つ空気通路８の入口８１（始端側）と対面するように配されている。また、空気圧送口９は、軸方向が、空気通路８を流れる燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように配されている。

このように配した空気圧送口９によると、圧送される燃焼用空気に対して壁部８０の抵抗を作用させずに、この燃焼用空気を壁部８０の渦巻きに沿ってスムーズに、且つその勢いの減少を抑制して圧送することができるので、空気通路８内に流れる燃焼用空気の必要な流速を確保することができる。

第２空気圧送口９Ａは、空気圧送口９よりも下流側の最外周側の空気通路８内に臨む位置、且つ渦巻き状の空気通路８の最外周から連続する内側の内周の始端部８Ｃと対面するように配されている。また、第２空気圧送口９Ａは、軸方向が、空気通路８を流れる燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように配されている。

このように配した第２空気圧送口９Ａによると、圧送される燃焼用空気に対して壁部８０の抵抗を作用させずに、この燃焼用空気を壁部８０の渦巻きに沿ってスムーズに、且つその勢いの減少を抑制して圧送することができる。しかも、第２空気圧送口９Ａから圧送される燃焼用空気が、空気圧送口９によって上流側から圧送される燃焼用空気に対して、その上流側から下流側に押し出すように作用するため、この第２空気圧送口９Ａよりも下流側で圧送される燃焼用空気の流速を増すことができる。

このような空気通路８によると、渦巻き状の壁部８０によって、二次燃焼室４において筒状体１の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となる渦巻き状に形成されているので、燃焼用空気の流入時における空気噴射口７による抵抗を抑制した上で、燃焼用空気を二次燃焼室４内で旋回させることができるとともに、コンプレッサーの圧力を上げたり、大型のコンプレッサーを使用したりせず、しかも、ジェットバーナーＡの大型化をせずに、燃焼用空気の必要な噴射速度を確保でき、且つ低コストで必要な勢いの火炎を噴射させることができる。

例示したジェットバーナーＡは、空気圧送口９と第２空気圧送口９Ａを備えた形態としているが、空気圧送口９のみを備えた形態も含まれる。

Ａ：ジェットバーナー１：筒状体２：火炎噴射口３：一次燃焼室
４：二次燃焼室５：インジェクタ６：点火プラグ７：空気噴射口
８：空気通路９：空気圧送口９Ａ：第２空気圧送口７０：出口
７１：入口８０：壁部

Claims

筒状体の一端側に設けられた火炎噴射口と、
前記筒状体の後端側の内側に設けられた一次燃焼室と、
前記火炎噴射口と前記一次燃焼室の間に設けられた二次燃焼室と、
前記一次燃焼室の後端に設けられ、燃料を該一次燃焼室に噴射するインジェクタ及び噴射された燃料に点火する点火プラグと、
前記筒状体の外周面から前記二次燃焼室に向けて貫通するように開口され、燃焼用空気を前記二次燃焼室に噴射する空気噴射口と、
前記筒状体の外周に前記空気噴射口の入口を囲むとともに、該空気噴射口と連通するように設けられ、前記入口から前記空気噴射口に燃焼用空気を送り込む空気通路と、
前記空気通路に設けられ、該空気通路に燃焼用空気を送り込む空気圧送管が配管される空気圧送口とを備え、
前記空気噴射口は、前記二次燃焼室側に望む出口が前記入口よりも前記火炎噴射口側に位置し、且つ前記空気噴射口の軸が前記筒状体の軸に対して斜めに交差するように傾斜状に設けることで、前記二次燃焼室に噴射される前記燃焼用空気を前記筒状体の軸を中心として一方向に旋回させるようにし、
前記空気通路は、前記筒状体の外周を該筒状体の軸を中心として渦巻き状に周るように形成された壁部によって確保され、
前記壁部は、前記空気通路の始端側が前記空気圧送口に臨むとともに、前記空気通路の終端側が前記前記筒状体の外周に臨み、且つ渦巻き方向が前記二次燃焼室において前記筒状体の軸を中心として旋回する燃焼用空気の旋回方向と同方向となるように形成されているジェットバーナー。
前記空気圧送口は、最外周側の前記空気通路内に臨み、且つ該空気圧送口の軸方向が、前記空気通路を流れる前記燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように設けられている請求項１記載のジェットバーナー。
第２空気圧送口を更に備え、前記第２空気圧送口は、前記空気圧送口よりも下流側の最外周側の前記空気通路内に臨み、且つ該第２空気圧送口の軸方向が前記空気通路を流れる前記燃焼用空気の流れ方向と上流側から連続する方向となるように設けられている請求項１又は２記載のジェットバーナー。