JP3627217B2 - ブラウンガス燃焼用バーナー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ブラウンガス燃焼用バーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラウンガスとは，水の電気分解法により生産される水素及び酸素が２：１の混合比で混合された混合ガスである。このブラウンガスは，４大特性（即ち，完全無公害特性，完全燃焼特性，インプロージョン（Ｉｍｐｌｏｓｉｏｎ）特性，熱核反応特性）等を有する全く理想的な燃料であり，新しい時代のクリーン燃料として脚光を浴びている。このブラウンガスは，水素及び酸素が化学当量比２：１の完全燃焼条件を満たしているので，従来の燃焼方法のように酸素供給のための別途の空気供給装置や煙突を必要としない。
【０００３】
また，ブラウンガスを暖房に使用する場合には，特別に換気する必要はないので，エネルギー節減効果が大きい。さらに，ブラウンガスは，燃焼後には，水蒸気状態に還元され加湿効果を有するので快適な暖房が可能である。
【０００４】
しかし，ブラウンガスは燃焼速度が速い気体であることから逆火（Ｂａｃｋ−ｆｉｒｅ）現象が発生する可能性が高いため，従来においては，経済的に担保するようなブラウンガスの好適な燃焼方法がなく，ブラウンガスを燃焼用原料として使用することができなかった。
【０００５】
近年においては，ブラウンガスの特性を克服し，ブラウンガス発生器で大量生産されるブラウンガスを加熱炉，ボイラ等の産業用燃料として用いる場合，バーナー側から逆進する火炎を遮断するためのブラウンガス逆火防止装置（大韓民国公開特許公報第２００１−３７３３６号）が開発されている。
【０００６】
上記ブラウンガス逆火防止装置は，数個のブラウンガス発生器で生成されるブラウンガスを補集するガスカプラーと；前記ガスカプラーに捕集されたブラウンガスを通過させるためのフレッシュバックアレスターと；フレッシュバックアレスターから移送されるガス中に含有されている水分を除去するためのドレインキャッチと；前記ドレインキャッチを通過したガスを選択的に供給され，適当量の核酸を混入してバーナーに供給するための２台のフレームモディファイアー及び，フレームモディファイアーから供給されるガスを燃焼させるバーナーと，前記各構成によるガスが供給されるブラウンガス発生器の駆動及び停止をフレッシュコントロールループにより統合制御するためのシステムと；から構成されている。
【０００７】
上記構成の装置においては，ブラウンガスの燃焼途中で逆火する火炎を，有機的に作動する第１，第２のフレームモディファイアーに核酸を用いてその火炎の逆火速度を著しく遅延させて逆火を防止すると共に，さらに，該フレームモディファイアーにより遮断されていない火炎は，フレッシュバックアレスターで再度遮断する。このことにより，逆流する火炎を効果的に遮断するので，ブラウンガスを安全に使用することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来におけるブラウンガス逆火防止装置は，ブラウン発生器とバーナーとの間に第１，第２のフレームモディファイアーとフレッシュバックアレスター等の逆火防止手段を別途に具備する必要があるので，家庭内ばかりでなく産業上においても，ブラウンガスを実際に適用するための経済的負担が過大となるという問題がある。
【０００９】
したがって，本発明の目的は，ブラウンガスを発生させるブラウン発生器とバーナーとの間に別途の逆火防止手段を設置することなく逆火を防止することが可能な新規かつ改良されたブラウンガス燃焼用バーナーを低コストで提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，ブラウンガス流入口（１１）とブラウンガス噴射口（１２）とが互いに連通したブラウンガス流動路（１３）を有するバーナーボディ（１０）と；前記バーナーボディ（１０）のブラウンガス流動路（１３）の内部に少なくとも一つ以上設置される逆火防止手段（２０）と；前記ブラウンガス噴射口（１２）を通して噴射されるブラウンガスに火炎が生成されるように着火する着火バーナー（３１）を具備し，前記バーナーボディ（１０）の外側に設置されて前記火炎を案内するバーナータイル（３０）と；から構成されることを特徴とするブラウンガス燃焼用バーナーが提供される。
【００１１】
上記記載の発明では，バーナー内部に火炎の逆火防止手段を設置しているので，ブラウンガスを発生させるブラウン発生器とバーナーとの間に別途の逆火防止手段を設置する必要がない。この結果，経済的負担が軽減されるので，ブラウンガスを実際に適用することができる。
【００１２】
また，前記逆火防止手段（２０）は，微細孔を有する多孔体からなる，如く構成すれば，微細孔を通して所定速度で噴射されるブラウンガスの流動速度により，火炎が微細孔を通して逆火することが防止される。したがって，ブラウンガスを安全な状態で使用することができる。
【００１３】
また，前記バーナーボディ（１０）と前記バーナータイル（３０）との間の前記バーナーボディ（１０）の外側面には，さらに，冷却水が流入して排出される冷却水流動路（４１）を有する保護ボディ（４０）が設置されている，如く構成すれば，バーナータイルからの輻射熱のバーナーボディへの伝達を遮断し，バーナーボディを保護することができる。
【００１４】
また，前記バーナーボディ（１０）と前記バーナータイル（３０）との間には，さらに，前記バーナータイル（３０）の内部へ適正量の空気を噴射する空気噴射ノズル部（５１）が具備されている，如く構成すれば，火炎温度を制御するとともにバーナータイルの過熱を防ぐことができる。
【００１５】
また，前記バーナーボディ（１０）には，さらに，前記ブラウンガス流動路（１３）内へ微量の空気を供給する空気供給部（６０）を含む，如く構成すれば，火炎の着火及び消火時に発生する騒音の発生を防止し，火炎の着火及び消火時に騒音が発生することを防止することができる。
【００１６】
また，前記バーナーボディ（１０）には，さらに，前記火炎が逆火防止手段（２０）を通過して逆火することを感知する逆火感知手段（７０）が具備されている，如く構成すれば，火炎が逆火する非常事態の場合には，これを感知して警告するので，半永久的に産業上利用することができる。
【００１７】
また，前記逆火感知手段（７０）は，前記ブラウンガスの現在温度を感知する温度感知センサ（７１）と，前記ブラウンガスの流動圧力を感知する圧力感知センサ（７２）とからなる，如く構成するのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
まず，図１を参照しながら，第１の実施の形態にかかるブラウンガス燃焼用バーナーの内部構成ついて説明する。なお，図１は，第１の実施の形態にかかるブラウンガス燃焼用バーナーの内部構成を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように，本実施形態かかるブラウンガス燃焼バーナーは，バーナーボディ１０，逆火防止手段２０，バーナータイル３０などから構成される。バーナーボディ１０は，ブラウンガス流入口１１とブラウンガス噴射口１２とが互いに連通したブラウンガス流動路１３を有する。
【００２１】
逆火防止手段２０は，微細孔を有する多孔体からなり，バーナーボディ１０のブラウンガス流動路１３の内部に少なくとも一つ以上設置される。なお，本実施形態においては，逆火防止手段２０をブラウンガス流動路１３のブラウンガス流入口１１側に１個，ブラウンガス噴射口１２側に１個設置する例を挙げて説明する。
【００２２】
バーナータイル３０は，ブラウンガス噴射口１２を通して噴射されるブラウンガスに火炎が生成されるように着火する着火バーナー３１が具備されており，バーナーボディ１０の外側に設置され，火炎を案内する役割を果たす。
【００２３】
バーナーボディ１０とバーナータイル３０との間のバーナーボディ１０の外側面には，冷却水が流入して排出される冷却水流動路４１を有する保護ボディ４１が更に設置されており，バーナータイル３０からの輻射熱がバーナーボディ１０に伝達されるのを遮断するように構成されている。
【００２４】
また，バーナーボディ１０とバーナータイル３０との間には，さらに，火炎温度を制御すると共にバーナータイル３０の過熱を防ぐために，バーナータイル３０の内部に適正量の空気を噴射する空気噴射ノズル部５１が具備されている。さらに，バーナーボディ１０には，火炎の着火及び消火時に騒音の発生を防止するために，ブラウンガス流動路１３内へ微量の空気を供給する空気供給部６０を含む。
【００２５】
さらに，バーナーボディ１０には，火炎が逆火防止手段２０を通過して逆火することを感知する逆火感知手段７０が更に具備される。この逆火感知手段７０は，ブラウンガスの現在温度を感知する温度感知センサ７１と，ブラウンガスの流動圧力を感知する圧力感知センサ７２とからなる。
【００２６】
上記構成されたブラウンガス燃焼用バーナーの作用を図１に基づいて説明する。まず，図１に示すように，バーナータイル３０に具備される着火バーナー３１を点火させる。次いで，数個のブラウンガス発生器（図示せず）を作動させてブラウンガスを生成させる。
【００２７】
生成されたブランガスは，移送ライン（図示せず）に沿ってバーナーボディ１０のブラウンガス流入口１１に流入した後，ブラウンガス流動路１３に沿ってブラウンガス噴射口１２を介してバーナーボディ１０の外部に噴射される。なお，ブラウンガスの流動経路上には逆火防止手段２０が設置されているが，この逆火防止手段２０は微細孔を有する多孔体からなるので，ブラウンガスは微細孔を通して通過する。
【００２８】
また，ブラウンガスの着火時点において，別途に，空気供給部６０を通して微量の空気がブラウンガス流動路１３内に供給される。このことにより，ブラウンガス内には微量の空気が含有される状態となるので，着火バーナー３１の点火により着火する際に，騒音が発生することなく，バーナータイル３０内で所定領域で火炎を形成することができる。
【００２９】
また，着火したブラウンガスを消火する場合にも，空気供給部６０を通して微量の空気をブラウンガス流動路１３内に供給する。このことにより，ブラウンガス内には微量の空気が含有されている状態となるので，ブラウンガスを消火する際に「パタ」とする騒音が全く発生しない。
【００３０】
その後，ブラウンガスが着火すると，バーナーボディ１０とバーナータイル３０との間に設けられた空気噴射ノズル部５１は，一定量の空気をバーナータイル３０の内部に噴射する。空気をバーナータイル３０の内部に噴射することにより，火炎温度を制御すると共にバーナータイル３０の過熱も防止することができる。
【００３１】
一方，ブラウンガスが着火燃焼されている状態において，冷却水を保護ボディ４１の冷却水流動路４１に沿って循環させることにより，バーナータイル３０からの輻射熱のバーナーボディ１０への伝達を遮断することができるので，バーナーボディ１０を保護することができる。
【００３２】
上記装置が持続的に作動する場合には，バーナータイル３０内で一定領域の火炎を形成している状態で，この火炎がブラウンガス流動路１３内に逆火する恐れが常に存在する。
【００３３】
しかしながら，本実施形態においては，逆火防止手段２０が微細孔を有する多孔体から構成されているので，微細孔を通して所定速度で噴射されるブラウンガスの流動速度により，火炎が微細孔を通して逆火することが防止される。したがって，ブラウンガスを安全な状態で使用することができる。
【００３４】
このとき，逆火防止手段２０が施工時や製作時に一部破損した場合や，逆火防止手段２０が不良品である場合には，火炎が逆火防止手段２０を通してブラウンガス流動路１３内に逆火される恐れがあるので，非常事態を勘案しなければならない。本実施形態においては，このような非常事態を勘案して非常手段が具備されている。
【００３５】
即ち，例えば，複数個の逆火防止手段２０を一定間隔でブラウンガス流動路１３内に設置し，複数個の逆火防止手段２０のうち最先端の逆火防止手段２０がその機能を喪失して火炎が逆火する場合には，現在のブラウンガス流動路１３内の温度及び圧力を各々温度感知センサー７１及び圧力感知センサ７２を用いて感知する。
【００３６】
このとき，ブラウンガス流動路１３内の温度及び圧力の感知結果が設定基準値を越えた場合には，所定の警告音を発生させてブラウンガスの流入を遮断する。
【００３７】
本実施形態にかかるブラウンガス燃焼用バーナーによれば，バーナー内部に火炎の逆火防止手段が具備されるので，ブラウンガスを発生させるブラウン発生器とバーナーとの間に別途の逆火防止手段を設置する必要がない。
【００３８】
以上，本発明に係る好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において，各種の修正例および変更例を想定し得るものであり，それらの修正例および変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００３９】
【発明の効果】
バーナー内部に火炎の逆火防止手段が具備されるので，ブラウンガスを発生させるブラウン発生器とバーナーとの間に別途の逆火防止手段を設置する必要がない。この結果，産業上でブラウンガスを実際適用するのにかかる経済的負担を軽減することができる。さらに，バーナータイルからの輻射熱のバーナーボディへの伝達を遮断し，バーナータイル内に形成された火炎の温度を制御するとともにバーナータイルの過熱を防ぎ，火炎の着火及び消火時に発生する騒音の発生を防止し，火炎が逆火する非常事態の場合にはこれをセンシングして警告できるようにすることにより，半永久的に産業上利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかるブラウンガス燃焼用バーナーの内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ バーナーボディ
１１ ブラウンガス流入口
１２ ブラウンガス噴射口
１３ ブラウンガス流動路
２０ 逆火防止手段
３０ バーナータイル
３１ 着火バーナー
４０ 保護ボディ
４１ 冷却水流動路
５０ 空気噴射ノズル部
６０ 空気供給部
７０ 逆火感知手段
７１ 温度感知センサ
７２ 圧力感知センサ

Claims (7)

1. ブラウンガス流入口とブラウンガス噴射口とが互いに連通したブラウンガス流動路を有するバーナーボディと；
   前記バーナーボディのブラウンガス流動路の内部に少なくとも一つ以上設置される逆火防止手段と；
   前記ブラウンガス噴射口を通して噴射されるブラウンガスに火炎が生成されるように着火する着火バーナーを具備し，前記バーナーボディの外側に設置されて前記火炎を案内するバーナータイルと；
   から構成されることを特徴とするブラウンガス燃焼用バーナー。
2. 前記逆火防止手段は，微細孔を有する多孔体からなる，ことを特徴とする請求項１に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。
3. 前記バーナーボディと前記バーナータイルとの間の前記バーナーボディの外側面には，さらに，
   冷却水が流入して排出される冷却水流動路を有する保護ボディが設置されている，
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。
4. 前記バーナーボディと前記バーナータイルとの間には，さらに，
   前記バーナータイルの内部へ適正量の空気を噴射する空気噴射ノズル部が具備されている，
   ことを特徴とする請求項１，２あるいは３項のうちいずれか１項に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。
5. 前記バーナーボディには，さらに，前記ブラウンガス流動路内へ微量の空気を供給する空気供給部を含む，
   ことを特徴とする請求項１，２，３あるいは４項のうちいずれか１項に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。
6. 前記バーナーボディには，さらに，前記火炎が逆火防止手段を通過して逆火することを感知する逆火感知手段が具備されている，
   ことを特徴とする請求項１，２，３，４あるいは５項のうちいずれか１項に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。
7. 前記逆火感知手段は，
   前記ブラウンガスの現在温度を感知する温度感知センサと，前記ブラウンガスの流動圧力を感知する圧力感知センサとからなる，ことを特徴とする請求項６に記載のブラウンガス燃焼用バーナー。

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