JP3503933B2 - 熱交換器付き高速燃焼バーナ - Google Patents
熱交換器付き高速燃焼バーナInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Air Supply (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体燃料のための排
熱回収式の高速燃焼バーナであり、特にガスを燃料とす
る高速燃焼バーナとして好適に利用できるものに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】排熱回収式のバーナは、バーナ本体に内
蔵する熱交換器により、排熱を高率で回収して燃焼用エ
アーの予熱を行なうため、熱交換器と共に燃焼用エアー
の通路を構成するシリンダー部のバーナ入口から出口ま
での温度差が大きくなる。従来のこの種のバーナにあっ
ては、出口側の燃焼室部は高温になるためセラミックで
形成されるのに対し、これと連なる燃焼エアー導入用シ
リンダー部は金属製で、両者は分離された構造となって
いる。これらセラミック製燃焼室部と金属製燃焼エアー
導入用シリンダー部の周囲に熱交換器が存在するが、熱
交換器と燃焼室部との熱膨張率が異なるため、高温時に
熱交換器と燃焼室部の間に隙間が生じ、セラミック製燃
焼室部のみがずれるということが起こり得る。そのた
め、特公平５−４０２０３号のものにあっては、弾性部
材を介して燃焼室部を常時熱交換器の先端側に弾圧付勢
することにより、燃焼室部を熱交換器先端部に押圧させ
て、燃焼室部がずれないようにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記のよ
うな特公平５−４０２０３号の構造では、弾性部材の押
圧力によりしばしばセラミック製燃焼室部が熱交換器で
傷つけられることがある。また、セラミック製燃焼室部
は弾性部材の押圧力のみで空気導入部材と接続されるた
め、セラミック製燃焼室がずれる虞れもある。本発明
は、従来技術が有する上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とする処は、構造が簡単で、高温下で
も燃焼室部のずれがなく、破損し難い熱交換器付き高速
燃焼バーナを提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の熱交換器付き高速燃焼バーナは、バーナ本体に内蔵
する熱交換器により、排熱を回収して燃焼用エアーを予
熱する高速燃焼バーナにおいて、燃焼排ガスの排気通路
に隣接して熱交換器と共に燃焼エアー供給通路を構成す
る空気誘導シリンダー部と燃焼室部とをセラミック繊維
で補強したセラミック複合材料を用いて一体に構成し、
上記空気誘導シリンダー部の後部を後方へ向かって拡開
する円錐台形状に形成してバーナ本体に固定すると共
に、上記燃焼室部を、その周囲を取り囲んで設けられる
前記熱交換器の先端部分に対してスライド可能に差し込
み嵌合させ、前記熱交換器の先端部内側には上記燃焼室
部の出口ポートに向けて先細り状に絞られた絞り部に向
けて突出する環状のリブを備え、当該リブと前記熱交換
器の先端部内側及び燃焼室部の絞り部により囲まれる部
分にパッキングを装着してなることを特徴としたもので
ある。 【０００５】 【発明の作用】上記の如く構成した熱交換器付き高速燃
焼バーナにあっては、空気誘導シリンダー部と燃焼室部
との間の熱膨張率の違いがなくなり、熱交換器と燃焼室
部の熱膨張率の違いに基づく燃焼室部のずれ発生の問題
は生じない。また、燃焼室を熱交換器へ押圧しておかな
くても、燃焼室と熱交換器との熱膨張率の違いを両者の
相対的なスライド移動により吸収して両者間の隙間発生
が防止される。即ち、弾性部材による熱交換器先端部へ
の燃焼室部の押圧が不要になり、燃焼室部が損傷し難い
構造とすることが可能になる。また、空気誘導シリンダ
ー部の後部を円錐台形状としたことにより、当該空気誘
導シリンダー部と燃焼室部とを一体構造としたバーナコ
ンバスターをバーナ本体に対して安定的且つ正確に組み
込むことが可能になり、組み込み精度の向上を図り得
る。また、熱交換器先端部に環状のリブを設けたことに
より、高温時に熱交換器先端部が径方向に伸びるのが押
さえられ、熱交換器先端部と燃焼室部との間に隙間が発
生するのが防止される。更に、パッキングを介して熱交
換器と燃焼室部とが緊着し、シール性が向上すると共に
燃焼室部の中心位置が正確に定まる。即ち、燃焼室部の
出口ポート中心の正確な位置設定が可能になる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
に基づいて説明する。図において、全体を符号Ａで示さ
れる本発明の高速燃焼バーナは、バーナ本体１と、この
バーナ本体１に連設されるバーナケーシング２とにより
全体がほぼ円筒形に形成されており、その内部には熱交
換器３を挿設している。 【０００７】上記バーナ本体１は、軸方向両端を開口し
た円筒形に形成され、その側周面に給気口11と排気筒12
を備えている。また、バーナ本体１の軸方向一方の開口
端には炉室への取付フランジ13が設けられ、他方の開口
端には中央部を開放したカバー14を介してバーナヘッド
４が設けられている。上記取付フランジ13は、内径がバ
ーナ本体１の内径より小径に形成されて内周縁がバーナ
本体１内へ突出しており、その内周縁には本体１内を内
外二重の環状室部15,16に区分する円筒形壁17が気密に
接合されている。外側の環状室部16は給気口11に、内側
の環状室部15は排気口12に夫々連絡されている。取付フ
ランジ13内周縁から延びる上記円筒形壁17の先端は、リ
ング状に内方へ突出する内フランジ171を有し、この内
フランジ171が後述するように熱交換器３に気密に接合
して内側の環状室部15を封止している。 【０００８】バーナケーシング２は、金属製の円筒から
なり、その一方の開口端に設けた鍔部21を前記取付フラ
ンジ13前面に気密に接合してバーナ本体１と同軸に設け
られている。このバーナケーシング２内には、その内周
面との間に適当な空間を存してバーナコンバスター５が
同軸に配設され、更にこのバーナコンバスター５を囲ん
で熱交換器３が同軸に配設されている。 【０００９】バーナコンバスター５は、熱交換器３と共
に燃焼用エアーの通路８を形成する空気誘導シリンダー
部51と該シリンダー部の先端に設けられる燃焼室部52と
からなり、これら両部51,52を例えばアルミナ連続繊維
などのセラミック繊維で補強した薄肉の耐高温セラミッ
ク複合材料により一体に成形している。このようなセラ
ミック繊維で補強したセラミック複合材料による燃焼室
部52と空気誘導シリンダー部51との一体化は、従来両者
の熱膨張率の違いに起因していた燃焼室部52のずれを防
止する。また、セラミック繊維で補強したセラミック複
合材料の使用は、燃焼室部52を含むバーナコンバスター
５の薄肉化、軽量化を可能にすると共に耐熱性、耐熱衝
撃性の向上を実現する。 【００１０】上記バーナコンバスター５は、空気誘導シ
リンダー部51の後端部を適宜長さに亘り後方に向かって
拡開する円錐台状に形成して、その後端縁に外方へ突出
する鍔部53を設けてあり、この鍔部53をバーナ本体１の
カバー14中央の開放部に形成した段部141に掛止してカ
バー14とバーナヘッド４により挾着固定して、熱交換器
３内に当該熱交換器３及びバーナケーシング２と同軸に
配設され、燃焼室部52がケーシング２先端より前方へ延
出している。バーナコンバスター５のバーナ固定部分に
おける円錐台状の形状は、バーナコンバスター５の強度
を高めると共にバーナＡに対する空気誘導シリンダー部
51、即ちバーナコンバスター５の組み込み角度の精度向
上を可能にする。 【００１１】燃焼室部52は、空気誘導シリンダー部51の
先端に連続して当該シリンダー部51と一体に成形されて
おり、シリンダー部51に連続してその延長状に形成され
た円筒形の側壁部521と、高速でガスを流出させるため
にこの側壁部521先端を絞ってノズル状に細めた出口ポ
ート522を含み、上記円筒型側壁部521にはその後方寄り
の位置に複数の一次空気入口54が相互に等間隔をもって
周方向に設けられている。 【００１２】このバーナコンバスター５は、同軸のガス
導管６を収容する。ガス導管６の基部はバーナ本体１の
カバー14に気密に接合されたバーナヘッド４に固着され
ており、バーナヘッド４には、その周面に開設したガス
導入口41と予混合用エアー導入口42をガス導管６に連絡
する燃料供給路43が内設されている。上記ガス導管６
は、円板状に形成した芯出しスペーサー63に中途部を支
持されて先端がバーナコンバスター５の一次空気入口54
近傍まで延びており、その先端部には周面にガス噴射口
62を穿設したガス出口ノズル61が取付けられている。ガ
ス導管６の中には同軸に配設されたスパークロッド７が
あり、その先端がガス出口ノズル61を貫通して燃焼室52
内に臨んでいる。尚、図示してはいないが上記芯出しス
ペーサー63は、バーナヘッド４に設ける覗き孔（図示せ
ず）から火炎の状態を観察することが出来るように、同
一円周上に配置した複数の孔を有している。 【００１３】一方、前記熱交換器３は金属製の筒体から
なり、バーナケーシング２とバーナコンバスター５との
間にこれらと同軸に配置され、その内側にはバーナコン
バスター５と共に燃焼用エアーの通路８を形成し、外側
にはバーナケーシング２と共に燃焼排ガスの排気通路９
を形成する。上記燃焼用エアーの通路８は、一端が熱交
換器３の前端部において後述するノズルリング32により
閉鎖され、他端が前記バーナ本体１内に形成された外側
の環状室部16に連通する。また、燃焼排ガスの排気通路
９は一端がバーナケーシング２の先端において環状に開
口し、他端がバーナ本体１内に形成された内側の環状室
部15に連通する。 【００１４】熱交換器３の後部は、バーナーケーシング
２からバーナ本体１内に延びてその後端にバーナコンバ
スター５との間に若干の間隙を残して後端開口部を閉鎖
するリング状閉鎖板31を備えており、この閉鎖板31とバ
ーナ本体１内の前記円筒形壁17の内フランジ171とを気
密に接合している。一方、熱交換器３の前端には、環状
のノズルリング32が一体に結合されている。 【００１５】図で明らかなように、ノズルリング32は金
属製の円筒体の一端を内側にＵ字状に折り曲げてその屈
曲部321に二次空気出口33を穿設して形成してあり、屈
曲部321を先に向けて熱交換器３の前端に固定され、折
返し側322がバーナコンバスター５の燃焼室部52の円筒
形側壁部521に気密且つ摺動可能に外嵌して、前記燃焼
用エアーの通路８の先端を閉鎖している。このように熱
交換器３と燃焼室部52を差し込み式嵌め合い構造とする
ことにより、両者の熱膨張の違いを両者の相対的スライ
ド移動で吸収し、高温時両者間に隙間が出来るのを防止
してシール性を確保することが出来る。更に、ノズルリ
ング32の折り返し側322には屈曲部321側に寄せて環状リ
ブ323を突設し、この環状リブ323と燃焼室部52の絞り部
523との間にはパッキング324を装着して、シール性を更
に向上させると共に燃焼室部52先端の出口ポート522位
置の精度を高めている。 【００１６】而して、このバーナにおいて、バーナ本体
１の給気口11から送入される燃焼用エアーは、外側環状
室部16、燃焼用エアーの通路８を経由して、一部が一次
空気入口54から燃焼室部52内に一次空気として供給さ
れ、ガス導管6を経由して供給されてガス出口ノズル61
のガス噴射口62から噴出する燃料ガスと共に燃焼室部52
の出口ポート522から高速で噴出する。また、燃焼用エ
アーの残りはノズルリング32の二次空気出口33から、こ
のバーナＡが取付けられる不図示の炉室内に噴射され
る。 【００１７】一方、炉室内の燃焼排ガスが排気通路９、
内側環状室部15を経由して排気筒12から排出される。
尚、排気筒12には、エゼクトエアー供給源に接続される
エゼクターノズル121が設けられており、このエゼクタ
ーノズル121からのエアー噴出により排気筒12内に負圧
を発生させて燃焼排ガスを吸引し、エアーに乗せて排出
するようになっている。この燃焼排ガスの排出、燃焼用
エアーの供給の過程において、両者は向流し、熱交換器
３で熱交換され、燃焼用エアーが予熱される。 【００１８】上記熱交換器３は、当該熱交換器３の内外
に形成された燃焼用エアーの通路８と燃焼排ガスの排気
通路９を貫流する燃焼用エアー及び燃焼排ガスとの接触
面積を大きくするために、周面に外方へ膨出して軸方向
へ延びる凸条34を周方向に多数設けて断面形状を歯車状
に形成してある。熱交換器３周面の上記のような凹凸形
状は、燃焼用エアーの通路８と排気通路９を貫流する燃
焼用エアー及び燃焼排気ガスの間の良好な熱交換をもた
らす。尚、熱交換器３周面を上記のような凹凸形状に形
成する代わりに、周知の熱交換フィンを設けるようにす
ることも勿論任意である 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
付き高速燃焼バーナは、熱交換器と共に燃焼用エアーの
通路を構成する空気誘導シリンダー部と燃焼室部とをセ
ラミック繊維で補強したセラミック複合材料を用いて一
体に構成したので、空気誘導シリンダー部と燃焼室部と
の間の熱膨張率の違いがなくなり、熱交換器と燃焼室部
との熱膨張率の違いに基づく燃焼室部のずれが発生する
恐れがない。また、燃焼室部を熱交換器の先端部分に対
してスライド可能に差し込み嵌合させてなるので、弾性
部材により燃焼室を熱交換器へ押圧しておかなくても、
燃焼室と熱交換器との熱膨張率の違いを両者の相対的な
スライド移動により吸収して両者間に隙間が生じること
がない。従って弾性部材による熱交換器への燃焼室部の
押圧が不要になり、弾性部材の押圧力により燃焼室が損
傷する問題が解消されると共に構造も簡単になる。更
に、熱交換器の先端部内側には燃焼室部の出口ポートに
向けて先細り状に絞られた絞り部に向けて突出する環状
のリブを設け当該リブと熱交換器の先端部内側及び燃焼
室部の絞り部により囲まれる部分にパッキングを装着し
てなるので、パッキングを介して熱交換器と燃焼室部と
が緊着し、もって高温時に熱交換器先端部が径方向に伸
びるのが押さえられ、熱交換器先端部と燃焼室部との間
に隙間が発生するのを防止して当該部分のシール効果を
一層向上せしめ得ると共に、燃焼室部の出口ポートをよ
り一層正確に中心部に設置することが可能になる。ま
た、空気誘導シリンダー部の後部を後方へ向かって拡開
する円錐台形状に形成してバーナ本体に固定してなるの
で、当該空気誘導シリンダー部と燃焼室部とを一体構造
としたバーナコンバスターをバーナ本体に対して安定的
且つ正確に組み込むことが可能となり、組み込み精度を
向上させることが出来る。
熱回収式の高速燃焼バーナであり、特にガスを燃料とす
る高速燃焼バーナとして好適に利用できるものに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】排熱回収式のバーナは、バーナ本体に内
蔵する熱交換器により、排熱を高率で回収して燃焼用エ
アーの予熱を行なうため、熱交換器と共に燃焼用エアー
の通路を構成するシリンダー部のバーナ入口から出口ま
での温度差が大きくなる。従来のこの種のバーナにあっ
ては、出口側の燃焼室部は高温になるためセラミックで
形成されるのに対し、これと連なる燃焼エアー導入用シ
リンダー部は金属製で、両者は分離された構造となって
いる。これらセラミック製燃焼室部と金属製燃焼エアー
導入用シリンダー部の周囲に熱交換器が存在するが、熱
交換器と燃焼室部との熱膨張率が異なるため、高温時に
熱交換器と燃焼室部の間に隙間が生じ、セラミック製燃
焼室部のみがずれるということが起こり得る。そのた
め、特公平５−４０２０３号のものにあっては、弾性部
材を介して燃焼室部を常時熱交換器の先端側に弾圧付勢
することにより、燃焼室部を熱交換器先端部に押圧させ
て、燃焼室部がずれないようにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記のよ
うな特公平５−４０２０３号の構造では、弾性部材の押
圧力によりしばしばセラミック製燃焼室部が熱交換器で
傷つけられることがある。また、セラミック製燃焼室部
は弾性部材の押圧力のみで空気導入部材と接続されるた
め、セラミック製燃焼室がずれる虞れもある。本発明
は、従来技術が有する上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とする処は、構造が簡単で、高温下で
も燃焼室部のずれがなく、破損し難い熱交換器付き高速
燃焼バーナを提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の熱交換器付き高速燃焼バーナは、バーナ本体に内蔵
する熱交換器により、排熱を回収して燃焼用エアーを予
熱する高速燃焼バーナにおいて、燃焼排ガスの排気通路
に隣接して熱交換器と共に燃焼エアー供給通路を構成す
る空気誘導シリンダー部と燃焼室部とをセラミック繊維
で補強したセラミック複合材料を用いて一体に構成し、
上記空気誘導シリンダー部の後部を後方へ向かって拡開
する円錐台形状に形成してバーナ本体に固定すると共
に、上記燃焼室部を、その周囲を取り囲んで設けられる
前記熱交換器の先端部分に対してスライド可能に差し込
み嵌合させ、前記熱交換器の先端部内側には上記燃焼室
部の出口ポートに向けて先細り状に絞られた絞り部に向
けて突出する環状のリブを備え、当該リブと前記熱交換
器の先端部内側及び燃焼室部の絞り部により囲まれる部
分にパッキングを装着してなることを特徴としたもので
ある。 【０００５】 【発明の作用】上記の如く構成した熱交換器付き高速燃
焼バーナにあっては、空気誘導シリンダー部と燃焼室部
との間の熱膨張率の違いがなくなり、熱交換器と燃焼室
部の熱膨張率の違いに基づく燃焼室部のずれ発生の問題
は生じない。また、燃焼室を熱交換器へ押圧しておかな
くても、燃焼室と熱交換器との熱膨張率の違いを両者の
相対的なスライド移動により吸収して両者間の隙間発生
が防止される。即ち、弾性部材による熱交換器先端部へ
の燃焼室部の押圧が不要になり、燃焼室部が損傷し難い
構造とすることが可能になる。また、空気誘導シリンダ
ー部の後部を円錐台形状としたことにより、当該空気誘
導シリンダー部と燃焼室部とを一体構造としたバーナコ
ンバスターをバーナ本体に対して安定的且つ正確に組み
込むことが可能になり、組み込み精度の向上を図り得
る。また、熱交換器先端部に環状のリブを設けたことに
より、高温時に熱交換器先端部が径方向に伸びるのが押
さえられ、熱交換器先端部と燃焼室部との間に隙間が発
生するのが防止される。更に、パッキングを介して熱交
換器と燃焼室部とが緊着し、シール性が向上すると共に
燃焼室部の中心位置が正確に定まる。即ち、燃焼室部の
出口ポート中心の正確な位置設定が可能になる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
に基づいて説明する。図において、全体を符号Ａで示さ
れる本発明の高速燃焼バーナは、バーナ本体１と、この
バーナ本体１に連設されるバーナケーシング２とにより
全体がほぼ円筒形に形成されており、その内部には熱交
換器３を挿設している。 【０００７】上記バーナ本体１は、軸方向両端を開口し
た円筒形に形成され、その側周面に給気口11と排気筒12
を備えている。また、バーナ本体１の軸方向一方の開口
端には炉室への取付フランジ13が設けられ、他方の開口
端には中央部を開放したカバー14を介してバーナヘッド
４が設けられている。上記取付フランジ13は、内径がバ
ーナ本体１の内径より小径に形成されて内周縁がバーナ
本体１内へ突出しており、その内周縁には本体１内を内
外二重の環状室部15,16に区分する円筒形壁17が気密に
接合されている。外側の環状室部16は給気口11に、内側
の環状室部15は排気口12に夫々連絡されている。取付フ
ランジ13内周縁から延びる上記円筒形壁17の先端は、リ
ング状に内方へ突出する内フランジ171を有し、この内
フランジ171が後述するように熱交換器３に気密に接合
して内側の環状室部15を封止している。 【０００８】バーナケーシング２は、金属製の円筒から
なり、その一方の開口端に設けた鍔部21を前記取付フラ
ンジ13前面に気密に接合してバーナ本体１と同軸に設け
られている。このバーナケーシング２内には、その内周
面との間に適当な空間を存してバーナコンバスター５が
同軸に配設され、更にこのバーナコンバスター５を囲ん
で熱交換器３が同軸に配設されている。 【０００９】バーナコンバスター５は、熱交換器３と共
に燃焼用エアーの通路８を形成する空気誘導シリンダー
部51と該シリンダー部の先端に設けられる燃焼室部52と
からなり、これら両部51,52を例えばアルミナ連続繊維
などのセラミック繊維で補強した薄肉の耐高温セラミッ
ク複合材料により一体に成形している。このようなセラ
ミック繊維で補強したセラミック複合材料による燃焼室
部52と空気誘導シリンダー部51との一体化は、従来両者
の熱膨張率の違いに起因していた燃焼室部52のずれを防
止する。また、セラミック繊維で補強したセラミック複
合材料の使用は、燃焼室部52を含むバーナコンバスター
５の薄肉化、軽量化を可能にすると共に耐熱性、耐熱衝
撃性の向上を実現する。 【００１０】上記バーナコンバスター５は、空気誘導シ
リンダー部51の後端部を適宜長さに亘り後方に向かって
拡開する円錐台状に形成して、その後端縁に外方へ突出
する鍔部53を設けてあり、この鍔部53をバーナ本体１の
カバー14中央の開放部に形成した段部141に掛止してカ
バー14とバーナヘッド４により挾着固定して、熱交換器
３内に当該熱交換器３及びバーナケーシング２と同軸に
配設され、燃焼室部52がケーシング２先端より前方へ延
出している。バーナコンバスター５のバーナ固定部分に
おける円錐台状の形状は、バーナコンバスター５の強度
を高めると共にバーナＡに対する空気誘導シリンダー部
51、即ちバーナコンバスター５の組み込み角度の精度向
上を可能にする。 【００１１】燃焼室部52は、空気誘導シリンダー部51の
先端に連続して当該シリンダー部51と一体に成形されて
おり、シリンダー部51に連続してその延長状に形成され
た円筒形の側壁部521と、高速でガスを流出させるため
にこの側壁部521先端を絞ってノズル状に細めた出口ポ
ート522を含み、上記円筒型側壁部521にはその後方寄り
の位置に複数の一次空気入口54が相互に等間隔をもって
周方向に設けられている。 【００１２】このバーナコンバスター５は、同軸のガス
導管６を収容する。ガス導管６の基部はバーナ本体１の
カバー14に気密に接合されたバーナヘッド４に固着され
ており、バーナヘッド４には、その周面に開設したガス
導入口41と予混合用エアー導入口42をガス導管６に連絡
する燃料供給路43が内設されている。上記ガス導管６
は、円板状に形成した芯出しスペーサー63に中途部を支
持されて先端がバーナコンバスター５の一次空気入口54
近傍まで延びており、その先端部には周面にガス噴射口
62を穿設したガス出口ノズル61が取付けられている。ガ
ス導管６の中には同軸に配設されたスパークロッド７が
あり、その先端がガス出口ノズル61を貫通して燃焼室52
内に臨んでいる。尚、図示してはいないが上記芯出しス
ペーサー63は、バーナヘッド４に設ける覗き孔（図示せ
ず）から火炎の状態を観察することが出来るように、同
一円周上に配置した複数の孔を有している。 【００１３】一方、前記熱交換器３は金属製の筒体から
なり、バーナケーシング２とバーナコンバスター５との
間にこれらと同軸に配置され、その内側にはバーナコン
バスター５と共に燃焼用エアーの通路８を形成し、外側
にはバーナケーシング２と共に燃焼排ガスの排気通路９
を形成する。上記燃焼用エアーの通路８は、一端が熱交
換器３の前端部において後述するノズルリング32により
閉鎖され、他端が前記バーナ本体１内に形成された外側
の環状室部16に連通する。また、燃焼排ガスの排気通路
９は一端がバーナケーシング２の先端において環状に開
口し、他端がバーナ本体１内に形成された内側の環状室
部15に連通する。 【００１４】熱交換器３の後部は、バーナーケーシング
２からバーナ本体１内に延びてその後端にバーナコンバ
スター５との間に若干の間隙を残して後端開口部を閉鎖
するリング状閉鎖板31を備えており、この閉鎖板31とバ
ーナ本体１内の前記円筒形壁17の内フランジ171とを気
密に接合している。一方、熱交換器３の前端には、環状
のノズルリング32が一体に結合されている。 【００１５】図で明らかなように、ノズルリング32は金
属製の円筒体の一端を内側にＵ字状に折り曲げてその屈
曲部321に二次空気出口33を穿設して形成してあり、屈
曲部321を先に向けて熱交換器３の前端に固定され、折
返し側322がバーナコンバスター５の燃焼室部52の円筒
形側壁部521に気密且つ摺動可能に外嵌して、前記燃焼
用エアーの通路８の先端を閉鎖している。このように熱
交換器３と燃焼室部52を差し込み式嵌め合い構造とする
ことにより、両者の熱膨張の違いを両者の相対的スライ
ド移動で吸収し、高温時両者間に隙間が出来るのを防止
してシール性を確保することが出来る。更に、ノズルリ
ング32の折り返し側322には屈曲部321側に寄せて環状リ
ブ323を突設し、この環状リブ323と燃焼室部52の絞り部
523との間にはパッキング324を装着して、シール性を更
に向上させると共に燃焼室部52先端の出口ポート522位
置の精度を高めている。 【００１６】而して、このバーナにおいて、バーナ本体
１の給気口11から送入される燃焼用エアーは、外側環状
室部16、燃焼用エアーの通路８を経由して、一部が一次
空気入口54から燃焼室部52内に一次空気として供給さ
れ、ガス導管6を経由して供給されてガス出口ノズル61
のガス噴射口62から噴出する燃料ガスと共に燃焼室部52
の出口ポート522から高速で噴出する。また、燃焼用エ
アーの残りはノズルリング32の二次空気出口33から、こ
のバーナＡが取付けられる不図示の炉室内に噴射され
る。 【００１７】一方、炉室内の燃焼排ガスが排気通路９、
内側環状室部15を経由して排気筒12から排出される。
尚、排気筒12には、エゼクトエアー供給源に接続される
エゼクターノズル121が設けられており、このエゼクタ
ーノズル121からのエアー噴出により排気筒12内に負圧
を発生させて燃焼排ガスを吸引し、エアーに乗せて排出
するようになっている。この燃焼排ガスの排出、燃焼用
エアーの供給の過程において、両者は向流し、熱交換器
３で熱交換され、燃焼用エアーが予熱される。 【００１８】上記熱交換器３は、当該熱交換器３の内外
に形成された燃焼用エアーの通路８と燃焼排ガスの排気
通路９を貫流する燃焼用エアー及び燃焼排ガスとの接触
面積を大きくするために、周面に外方へ膨出して軸方向
へ延びる凸条34を周方向に多数設けて断面形状を歯車状
に形成してある。熱交換器３周面の上記のような凹凸形
状は、燃焼用エアーの通路８と排気通路９を貫流する燃
焼用エアー及び燃焼排気ガスの間の良好な熱交換をもた
らす。尚、熱交換器３周面を上記のような凹凸形状に形
成する代わりに、周知の熱交換フィンを設けるようにす
ることも勿論任意である 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
付き高速燃焼バーナは、熱交換器と共に燃焼用エアーの
通路を構成する空気誘導シリンダー部と燃焼室部とをセ
ラミック繊維で補強したセラミック複合材料を用いて一
体に構成したので、空気誘導シリンダー部と燃焼室部と
の間の熱膨張率の違いがなくなり、熱交換器と燃焼室部
との熱膨張率の違いに基づく燃焼室部のずれが発生する
恐れがない。また、燃焼室部を熱交換器の先端部分に対
してスライド可能に差し込み嵌合させてなるので、弾性
部材により燃焼室を熱交換器へ押圧しておかなくても、
燃焼室と熱交換器との熱膨張率の違いを両者の相対的な
スライド移動により吸収して両者間に隙間が生じること
がない。従って弾性部材による熱交換器への燃焼室部の
押圧が不要になり、弾性部材の押圧力により燃焼室が損
傷する問題が解消されると共に構造も簡単になる。更
に、熱交換器の先端部内側には燃焼室部の出口ポートに
向けて先細り状に絞られた絞り部に向けて突出する環状
のリブを設け当該リブと熱交換器の先端部内側及び燃焼
室部の絞り部により囲まれる部分にパッキングを装着し
てなるので、パッキングを介して熱交換器と燃焼室部と
が緊着し、もって高温時に熱交換器先端部が径方向に伸
びるのが押さえられ、熱交換器先端部と燃焼室部との間
に隙間が発生するのを防止して当該部分のシール効果を
一層向上せしめ得ると共に、燃焼室部の出口ポートをよ
り一層正確に中心部に設置することが可能になる。ま
た、空気誘導シリンダー部の後部を後方へ向かって拡開
する円錐台形状に形成してバーナ本体に固定してなるの
で、当該空気誘導シリンダー部と燃焼室部とを一体構造
としたバーナコンバスターをバーナ本体に対して安定的
且つ正確に組み込むことが可能となり、組み込み精度を
向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す熱交換器付き高速燃
焼バーナーの断面図で、一部拡大して示している。 【図２】正面図で、一部切欠して示している。 【図３】図１の（３）−（３）線拡大断面図。 【図４】分解して示す斜視図。 【符号の説明】 Ａ：高速燃焼バーナ １：バーナ本体 ３：熱交換器 ８：燃焼用エアーの供給通路 ９：燃焼排ガスの排気通路 51：空気誘導シリンダー部 52：燃焼室部 323：リブ 324：パッキング 522：燃焼室部の出口ポート 523：燃焼室部の絞り部
焼バーナーの断面図で、一部拡大して示している。 【図２】正面図で、一部切欠して示している。 【図３】図１の（３）−（３）線拡大断面図。 【図４】分解して示す斜視図。 【符号の説明】 Ａ：高速燃焼バーナ １：バーナ本体 ３：熱交換器 ８：燃焼用エアーの供給通路 ９：燃焼排ガスの排気通路 51：空気誘導シリンダー部 52：燃焼室部 323：リブ 324：パッキング 522：燃焼室部の出口ポート 523：燃焼室部の絞り部
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フロントページの続き
(72)発明者 熊谷 康広
福岡県大野城市御笠川４丁目10−９ 株
式会社九州正英バンズ内
(56)参考文献 特開 平９−170727（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−280309（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−58907（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−36804（ＪＰ，Ｕ)
特公 平５−40203（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23D 14/22 - 14/24
F23D 14/66
F23D 14/76
F23C 5/02
F23L 15/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 バーナ本体に内蔵する熱交換器により、
排熱を回収して燃焼用エアーを予熱する高速燃焼バーナ
において、燃焼排ガスの排気通路に隣接して熱交換器と
共に燃焼エアー供給通路を構成する空気誘導シリンダー
部と燃焼室部とをセラミック繊維で補強したセラミック
複合材料を用いて一体に構成し、上記空気誘導シリンダ
ー部の後部を後方へ向かって拡開する円錐台形状に形成
してバーナ本体に固定すると共に、上記燃焼室部を、そ
の周囲を取り囲んで設けられる前記熱交換器の先端部分
に対してスライド可能に差し込み嵌合させ、前記熱交換
器の先端部内側には上記燃焼室部の出口ポートに向けて
先細り状に絞られた絞り部に向けて突出する環状のリブ
を備え、当該リブと前記熱交換器の先端部内側及び燃焼
室部の絞り部により囲まれる部分にパッキングを装着し
てなることを特徴とする熱交換器付き高速燃焼バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082771A JP3503933B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 熱交換器付き高速燃焼バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082771A JP3503933B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 熱交換器付き高速燃焼バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001263619A JP2001263619A (ja) | 2001-09-26 |
| JP3503933B2 true JP3503933B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503933B2 (ja) |
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-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082771A patent/JP3503933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001263619A (ja) | 2001-09-26 |
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