JP3858767B2 - ガスバーナー - Google Patents
ガスバーナー Download PDFInfo
- Publication number
- JP3858767B2 JP3858767B2 JP2002175693A JP2002175693A JP3858767B2 JP 3858767 B2 JP3858767 B2 JP 3858767B2 JP 2002175693 A JP2002175693 A JP 2002175693A JP 2002175693 A JP2002175693 A JP 2002175693A JP 3858767 B2 JP3858767 B2 JP 3858767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- inner cylinder
- burner
- flow path
- outer cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有害物質を含有する廃棄物を焼却処分するために、高温酸化雰囲気下で有害物質を分解する技術を用いた廃棄物処理設備９０がある（図３を参照）。この廃棄物処理設備９０においては、廃棄物を加熱炉９１に挿入して加熱してから、高温反応炉９２内で酸素含有ガスを用いてガス化溶融し、廃棄物中の有害物質を分解処理する。次いで、高温反応炉９２より発生したガスを冷却、精製し、燃料ガスとして回収している。
【０００３】
この高温反応炉９２内には、図４に示すような、ガスバーナー１０のバーナーランス１２が挿入されており、ＬＮＧなどの可燃性ガスを高温反応炉９２内へ吹き込んで点火、燃焼させ、高温反応炉９２内を加熱保温している。このとき、酸素を含有する空気が支燃性ガスとして可燃性ガスとともに高温反応炉９２内へ吹き込まれて、点火、燃焼を補助する。
【０００４】
バーナーランス１２は、外筒１６、内筒１８及び筒状のミキシングチャンバー２０とからなっている。内筒１８の長さは外筒１６の長さよりもやや短く、外筒１６の先端にミキシングチャンバー２０が取りつけてあり、外筒１６とミキシングチャンバー２０が一体となって一つの筒を形成している。
また、外筒１６と内筒１８との間の通路が外部から供給される支燃性ガスの流路２４をなし、内筒１８の内側の通路がやはり外部から供給される可燃性ガスの流路２６をなす。流路２６から流れ出た可燃性ガスは、流路２４から流れ出た支燃性ガスとミキシングチャンバー２０内で混合されて混合ガスとなる。
【０００５】
さらに、内筒１８の外側に沿って点火用放電部４６が取り付けてある。点火用放電部４６の先端には、対をなしておよそ棒状の外形を有する電極４８が露出しており、電極４８は内筒１８の先端付近からミキシングチャンバー２０内まで延びている。
また、電極４８の脇に火炎のイオン電流による整流作用を利用した火炎検知装置の炎検出部６２が形成されている。炎検出部６２はおよそ棒状の外形を有してミキシングチャンバー２０内まで延びており、その先端は電極４８の先端よりもミキシングチャンバー２０の開口端近くまで達している。
【０００６】
そして、点火用放電部４６の電極４８の間で放電を起し、前記混合ガスを発火点温度まで昇温させて点火し、ミキシングチャンバー２０内に火炎を形成する。
また、ミキシングチャンバー２０内に形成された火炎を流れるイオン電流を炎検出部６２が検出し、前記火炎検知装置が火炎の状態をモニタリングしている。
また、ガスプラントなどにおいては、緊急時にプラントの安全のためにプラント内のラインから様々なガスをガス放散塔を通じて大気中へ放散したり、通常運転時に余剰ガスをガス放散塔から大気中へ放散することがある。このとき、ガス放散塔に設けられたフレアリング装置によってガスを燃やして二酸化炭素や水とし、環境に有害なガスを放散することを防止している。このフレアリング装置にも前記ガスバーナー１０と同様の点火装置が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガスバーナー１０においては、ミキシングチャンバ２０の内側へ異物が侵入し、異物が電極４８や炎検出部６２の間に溜まったり、これらの表面に付着したりする。このため、電極４８間での放電が妨げられガスに点火できなかったり、火炎検知装置による火炎のモニタリングが妨げられるという不都合が生じていた。
【０００８】
また、ミキシングチャンバ２０内に形成された火炎が消えてしまった場合（失火）、直ちに再点火して火炎を再形成しなければならないが、電極４８間での放電が妨げられて再点火できず、火炎を安定して維持できないという不都合もあった。
さらに、電極４８や炎検出部６２は棒状の形状を有し、ミキシングチャンバ２０内に突出しているので、異物がミキシングチャンバ２０の内側へ侵入してこれらを損傷したりする。また、電極４８や炎検出部６２は火炎にさらされているので焼損する。そして、損傷したり焼損した電極４８や炎検出部６２の破片などがミキシングチャンバ２０、流路２４又は流路２６を閉塞し、ガスバーナー１０が使用不能となるおそれがある。このため、ガスバーナー１０の点検を頻繁に実施しなければならず、その点検に要する手間も大きなものとなっていた。
【０００９】
また、ガス放散塔のフレアリング装置に設けられたガスバーナーが正常に稼動しないと、大気中に放散されるガスを無害化することが妨げられる。このため、複数のガスバーナーをフレアリング装置に設置し、１基のガスバーナーが使用不能となっても他のガスバーナーで代替可能としておかなければならない。
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、安定して点火することができ、点火後の火炎を安定して維持できるとともに、点検作業の頻度を減少させることができるガスバーナーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒と内筒を有する二重管から形成され、前記外筒と前記内筒との間に挟まれた通路及び前記内筒の内側の通路のうちいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記外筒と前記内筒が一対の電極を形成して、この一対の電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記内筒の先端とが、バーナーヘッドを形成し、前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記内筒との間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたガスバーナーである。
【００１１】
請求項１の発明によると、バーナーランスの外筒と内筒とが点火用放電部の電極を兼ねており、これらの電極間で放電を行う。これにより、各ガス流路を流れ出た可燃性ガスと支燃性ガスは混合して点火される。したがって、ガスに点火するための専用の電極をガス流路の先端に取りつける必要はない。また、点火用放電部の電極はバーナーランスを形成する外筒と内筒であるので丈夫であり、焼損や損傷が防止される。
【００１２】
なお、支燃性ガスは酸素を含有するガスであり、空気又は５０体積％以上の酸素を含むガスを用いることが好ましい。また、可燃性ガスは可燃成分を含むガスであり、ＬＮＧ、ＬＰＧ、コークス炉発生ガス、高炉ガスを用いることが好ましい。
また、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成しており、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記内筒との間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能に構成してある。
【００１３】
この構成によると、バーナーランスの先端には外筒と内筒の先端部分の開口部分があるだけであり、この先端部分でノズルからガスが噴出する。そして、噴出するガスが異物をこの開口部から吹き飛ばす。したがって、異物が点火用放電部に付着したり、ガス流路に詰まることは防止される。
また、可燃性ガスはノズルから噴出されて支燃性ガスと混合し、ノズルにおける放電により点火される。
【００１４】
請求項２の発明は、可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒、第１の内筒及び第１の内筒の内側に位置する第２の内筒とを多重管により形成され、前記外筒と前記第１の内筒との間に挟まれた通路及び前記第１の内筒と前記第２の内筒との間に挟まれた通路のうちのいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなすとともに、前記第２の内筒の内側の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記ガス流路をなす前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒が一対の電極を形成して、これら電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記第１の内筒及び前記第２の内筒の各先端とが、バーナーヘッドを形成し、前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒の間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたガスバーナーである。
【００１５】
請求項２の発明によると、第２の内筒の内側の支燃性ガス流路を支燃性ガスが流れて、ガスバーナーのバーナーランスが挿入されている炉内に酸素が大量に供給される。この炉内に大量に供給された酸素は、ガスバーナーによって着火された炉内のガスの燃焼を補助し、炉内の温度を維持、上昇させ、炉内で燃焼させる物体のガス化を促進する。このため、第２の内筒の内側の通路を流れる支燃性ガスは、８０体積％以上の酸素を含むことが好ましい。
【００１６】
また、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成しており、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒の間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能に構成してある。
【００１７】
この構成によると、ガスがバーナーランスの先端でノズルから噴出する。そして、噴出するガスが異物をこの開口部から吹き飛ばし、異物が点火用放電部に付着したり、可燃性ガス流路に詰まることは防止される。
また、可燃性ガスはノズルから噴出されて支燃性ガスと混合し、ノズルにおける放電により点火される。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のガスバーナーであって、前記バーナーランスを構成する複数の筒のうち最も内側に位置する筒の後端側に光学的情報を得て火炎を検知する火炎検知装置を備えたガスバーナーである。
請求項３の発明によると、最も内側の内筒内はガス流路となっており、このガス流路を流れる支燃性ガスまたは可燃性ガスは無色透明である。このため、最も内側の内筒を通してその後端側からバーナーヘッドで点火されて形成された火炎を見通すことが可能である。したがって、最も内側の内筒の後端にある火炎検知装置は、バーナーヘッドの火炎から光学的情報を取得でき、この火炎の状態は火炎検知装置によりモニタリングされる。
【００１９】
また、火炎検知装置は最も内側の内筒の後端部にあり、バーナーヘッドの火炎から離れた位置にある。さらに、最も内側の内筒内の流路をガスが流れており、この流れに逆行して異物が最も内側の内筒内に侵入することが防がれる。したがって、火炎検知装置が火炎によって焼損することが防止され、火炎検知装置に異物が溜まったり汚れが付着することも防止され、火炎検知装置が異物によって損傷することも防止される。
【００２０】
なお、火炎検知装置としては、たとえば、火炎からの紫外線や赤外線を分光分析で検出し火炎を検知するスペクトル分析検知方式、光ファイバを１５度ずつずらして３本で１センサを形成し、火炎の赤外領域での発光強度のちらつきを検出して火炎を検知する多視型フレームディテクタによる検知方式、カメラにより直接監視する直接監視方式、カメラからの画像を処理して燃焼状態を監視したり評価する方式がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１及び図２を参照して本発明の構成の１例を説明する。なお、従来からのガスバーナーと同様の構成については同じ符号を付し重複する説明を省略する。
【００２２】
図１に示すように、ガスバーナー１０を形成するバーナーランス１２がある。バーナーランス１２は外筒１６、第１の内筒１８ａ及び第２の内筒１８ｂとから構成される。外筒１６は外形がほぼ円筒形をなし、円筒胴体の肉厚部の内部に円筒形をなす空間が形成されており、この空間が冷却水流路２８をなしている。そして、冷却水流路２８に通じる２つの孔が、外筒１６の外周面上の後端側で周方向に１８０度の間隔を置いてそれぞれ形成されており、一方の孔が冷却水入口３６、他方の孔が冷却水出口３８をなしている。
【００２３】
また、外筒１６の外周面上であって冷却水入口３６よりもさらに後端側よりの位置に、内周面まで貫通する孔が開いており、この孔が可燃性ガス入口４０をなす。なお、可燃性ガス入口４０の孔は冷却水流路２８をなす空間とは導通していない。
さらに、外筒１６の内周面の先端部にはテーパがつけられており、外筒１６の先端にかけて外筒１６の内径は徐々に広がっている（図２を参照）。この外筒１６の内周面上のテーパ部分と後述の第１の内筒１８ａ及び第２の内筒１８ｂの各先端とが、およそ皿状の窪みをなすバーナーヘッド１４を形成している。なお、以下の説明において、ガスバーナー１０のバーナーヘッド１４がある側を単に先端側といい、その反対側を単に後端側ということとする。
【００２４】
また、外筒１６の外周面上であって、冷却水入口３６及び冷却水出口３８がある位置よりもやや先端側に、周方向に連続するフランジ６４が形成されており、このフランジ６４を介してガスバーナー１０を後述の高温反応炉に取りつけ可能な構成となっている。
そして、第１の内筒１８ａが外筒１６の内側に互いの中心軸線ＣＬを一致させて取り付けてある。第１の内筒１８ａの先端側はバーナーヘッド１４まで延びており、第１の内筒１８ａの後端側は外筒１６の後端からさらに後方まで突き出している。第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面の間には円筒形をなす空間が形成されており、この空間が可燃性ガスの通路となって可燃性ガス流路３０を形成している。
【００２５】
また、可燃性ガス流路３０はバーナーヘッド１４まで延びており、バーナーヘッド１４においてリング状の開口部を有する。可燃性ガス流路３０内の第１の内筒１８ａ外周面と外筒１６の内周面との間隔はバーナーヘッド１４の手前から開口部にかけて狭く絞られており、この部分が可燃性ガスノズル３１を形成している。可燃性ガスノズル３１における第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔Ｌは１．５ｍｍとなっている。
【００２６】
さらに、第１の内筒１８ａの後端側であって、外筒１６の後端から突き出た部分の外周面は、その周方向に連続するリング状のセラミックからなる絶縁材５２で覆われており、この絶縁材５２が可燃性ガス流路３０を後端側を塞いでおり、第１の内筒１８ａの後端部分は絶縁材５２によって外筒１６の後端側の内周面上に支承されている。そして、可燃性ガス流路３０の後端側は可燃性ガス入口４０を介してガスバーナー１０の外部とつながっている。さらに、可燃性ガス流路３０内の先端側にはセラミックからなる絶縁材の支柱５６が形成されており、支柱５６が可燃性ガス流路３０内の先端側でも第１の内筒１８ａを外筒１６の内周側上に支承し、第１の内筒１８ａと外筒１６とは互いに接触せず絶縁された構成となっている。
【００２７】
また、絶縁材５２の上に従来からのものと同様の構成を有する点火プラグ５０が支承されている。点火プラグ５０の接地電極は外筒１６に接続してあり、中心電極は第１の内筒１８ａと接続してある。そして、第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔が狭まっている可燃性ガスノズル３１において、第１の内筒１８ａと外筒１６とが点火用放電部の電極をそれぞれ形成し、これらの電極間で放電可能な構成となっている。
【００２８】
また、絶縁材５２を介して、尾栓部材２２が外筒１６の後端に取り付けてある。この尾栓部材２２はおよそ円筒形をなし、その外径及び内径は外筒１６の後端側の外径及び内径と同じ寸法を有する。そして、外筒１６と反対側にある尾栓部材２２の後端は後述の炎検出部６２が取りつけられてふさがれている。
そして、第２の内筒１８ｂが第１の内筒１８ａの内側に互いの中心軸線ＣＬを一致させて取り付けてある。第２の内筒１８ｂの先端側はバーナーヘッド１４まで延びており、第２の内筒１８ｂの後端側は第１の内筒１８ａの後端から尾栓部材２２の内側に突き出している。この尾栓部材２２の内側へ突き出している第２の内筒１８ｂの後端側の外周面は、その周方向に連続するリング状の絶縁材５４によって尾栓部材２２の内周面上に支承されている。
【００２９】
また、第２の内筒１８ｂの外周面と第１の内筒１８ａの内周面の間には円筒形をなす空間が形成されており、この空間が支燃性ガスの通路である第１の支燃性ガス流路３２をなす。第１の支燃性ガス流路３２はバーナーヘッド１４まで延びており、バーナーヘッド１４においてリング状の開口部を有する。第１の支燃性ガス流路３２における第２の内筒１８ｂの外周面と第１の内筒１８ａの内周面との間隔はバーナーヘッド１４の手前から開口部にかけて狭く絞られており、この部分が支燃性ガスノズル３３を形成している。
【００３０】
さらに、第１の支燃性ガス流路３２内の先端側にはセラミックからなる絶縁材の支柱５７が形成されており、支柱５７が第１の支燃性ガス流路３２内の先端側でも第２の内筒１８ｂを第１の内筒１８ａの内周側上に支承し、第１の内筒１８ａと第２の内筒１８ｂとは互いに接触せず絶縁された構成となっている。
また、第１の内筒１８ａの後端は絶縁材５４まで達してはおらず、絶縁材５２、第１の内筒１８ａの後端、第２の内筒１８ｂの後端側の外周面、絶縁材５４及び尾栓部材２２の内周面に取り囲まれたおよそドーナツ状の空間５８が形成されており、このドーナツ状空間５８は第１の支燃性ガス流路３２の後端とつながっている。そして、尾栓部材２２の外周面からこのドーナツ状空間５８へ通じる孔が形成されており、この孔が第１の支燃性ガス入口４２をなす。
【００３１】
また、第２の内筒１８ｂの内側が支燃性ガスの通路である第２の支燃性ガス流路３４をなす。そして、第２の内筒１８ｂの後端は尾栓部材２２の内側面と接触してはおらず、尾栓部材２２の後端側の内面、絶縁材５４及び第２の内筒１８ｂの後端との間に空間６０が形成されており、この空間６０は第２の支燃性ガス流路３４とつながっている。また、尾栓部材２２の外周面からこの空間６０へ通じる孔が形成されており、この孔が第２の支燃性ガス入口４４をなす。さらに、第２の支燃性ガス流路３４の容積は第１の支燃性ガス流路３２の容積よりも大きく、第２の支燃性ガス流路３４は第１の支燃性ガス流路３２よりも大量の支燃性ガスを流すことが可能となっている。
【００３２】
そして、尾栓部材２２の後端であって第２の内筒１８ｂの中心軸線ＣＬ上に、火炎検出装置の炎検出部６２が取りつけられており、炎検出部６２が尾栓部材２２の後端を塞いでいる。そして、炎検出部６２は第２の支燃性ガス流路３４を通してバーナーヘッド１４を見通して、バーナーヘッド１４に形成される火炎の情報を収集する構成となっている。
【００３３】
なお、この火炎検知装置は、前述の従来からある光学的情報を取得して火炎の状態をモニタリングするものと同様のものである。具体的には、この火炎検知装置をスペクトル分析検知方式、多視型フレームディテクタによる検知方式、カメラにより直接監視する直接監視方式、カメラからの画像を処理して燃焼状態を監視したり評価する方式などにより形成できる。
【００３４】
かかる構成を有するガスーバーナー１０のバーナーランス１２が、従来のものと同様の構成を有する図示しない廃棄物処理設備の高温反応炉中に挿入され、フランジ６４によってガスバーナー１０は高温反応炉に固定して取り付けてある。そして、冷却水入口３６は図示しない冷却水供給ラインとつながっており、可燃性ガス入口４０は図示しないＬＮＧ供給ラインにつながっており、第１の支燃性ガス入口４２及び第２の支燃性ガス入口４４は図示しない酸素を含有するガスの供給ラインにつながっており、点火プラグ５０は図示しない外部電源と高電圧を印加可能に電気的に接続されている。
【００３５】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
冷却水が冷却水入口３６から外筒１６の内部の冷却水流路２８へ流入して、冷却水流路２８を流れた冷却水は冷却水出口３８から外筒１６の外へ流出する。バーナーランス１２は前記高温反応炉中に挿入されており、バーナーランス１２の外側にある外筒１６はこの高温反応炉中の高温環境下にさらされているが、冷却水流路２８を流れる冷却水が外筒１６を冷却し、外筒１６が前記高温反応炉中で高温となることが防止されている。
【００３６】
また、可燃性ガスが可燃性ガス入口４０から可燃性ガス流路３０へ流れており、可燃性ガス流路３０を流れた可燃性ガスは可燃性ガスノズル３１からバーナーヘッド１４へ噴出する。さらに、支燃性ガスが第１の支燃性ガス入口４２及び第２の支燃性ガス入口４４からそれぞれ第１の支燃性ガス流路３２と第２の支燃性ガス流路３４へ流れている。第１の支燃性ガス流路３２を流れた支燃性ガスは支燃性ガスノズル３３からバーナーヘッド１４へ噴出し、同様に第２の支燃性ガス流路３４を流れた支燃性ガスもバーナーヘッド１４へ噴出する。バーナーヘッド１４において、可燃性ガスと支燃性ガスは混合され前記高温反応炉の中へ流れる。
【００３７】
そして、点火プラグ５０に高電圧を印加し、外筒１６と第１の内筒１８ａとの間に高電位差を生じさせる。可燃性ガスノズル３１内の外筒１６と第１の内筒１８ａとの間で放電が起こり、可燃性ガスノズル３１内の可燃性ガスはバーナーヘッド１４へ噴出する。
なお、可燃性ガスノズル３１を出た可燃性ガスがバーナーヘッド１４において支燃性ガスと混合する前は、可燃性ガス中に着火するために充分な量の酸素が存在せず、可燃性ガスに着火することはない。そして、可燃性ガスはバーナーヘッド１４で支燃性ガスと混合し、着火するに充分な量の酸素を供給されて着火し、バーナーヘッド１４に火炎が形成される。このように、可燃性ガス流路をなす２つの筒が一対の電極を形成し、この電極間で放電を可能に構成することが好ましい。
【００３８】
また、第２の支燃性ガス流路３４から大量の支燃性ガスが前記高温反応炉の中へ送られる。この大量の支燃性ガス中に含まれる酸素によって、前記高温反応炉中で廃棄物から発生するガスの燃焼の効率が向上するとともに、廃棄物のガス化が促進される。
さらに、支燃性ガスは無色透明であるので、炎検出部６２から第２の支燃性ガス流路３４を通してバーナーヘッド１４にある火炎を直接見ることができる。したがって、炎検出部６２がバーナーヘッド１４に形成されている火炎から直接情報を光学的に収集し、着火状態など火炎のモニタリングを行う。
【００３９】
なお、本実施の形態において、ガスバーナー１０を廃棄物処理設備の高温反応炉中に挿入して使用するとしたが、ガスバーナー１０の使用がかかる用途に限定されるものではなく、火炎を生じさせる必要がある他の用途に使用可能であることは勿論である。たとえば、焼却炉、ガス放散塔のフレアリング装置などにおいても使用可能である。
【００４０】
また、外筒１６内を冷却水が流れることとしたが、ガスバーナー１０を高温環境下で使用する必要がない場合は、冷却水流路、冷却水入口、冷却水出口を外筒に形成しないことが可能である。
さらに、可燃性ガスノズル３１における第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔Ｌを１．５ｍｍとしたが、この間隔が１．５ｍｍに限定されないことは勿論である。
【００４１】
また、第２の支燃性ガス流路３４を形成したが、ガスバーナーを火炎形成だけの目的で使用する場合には、第２の支燃性ガス流路を設けずにガスバーナーを形成することが可能である。
また、可燃性ガス流路３０を可燃性ガスが流れ、第１の支燃性ガス流路３２を支燃性ガスが流れることとしたが、ガス流路３０に支燃性ガスを流し、ガス流路３２に可燃性ガスを流す構成とすることも可能である。なお、この場合には、ガス流路３２のノズル３３を構成する第１の内筒１８ａと第２の内筒１８ｂとの間で放電を起すことが好ましい。ただし、ガス流路３０のノズル３１を構成する外筒１６と第１の内筒１８ａとの間で放電を起す構成とすることが可能であることは勿論である。
【００４２】
したがって、本実施の形態にかかるガスバーナー１０は、ガスノズル３１を形成する外筒１６と第１の内筒１８ａが放電を起すための電極を兼ねているので、電極の構造は単純で丈夫になっており、電極が熱で焼損したり、異物が衝突しても損傷することは防止される。さらに、電極は火炎の中にないので、電極の焼損は一層生じにくくなっている。また、ガスノズル３１からはガスが噴出しているので、電極に異物が付着したり詰まることが防止される。さらに、火炎が形成されるバーナーヘッド１４に炎検出部６２を設けていないので、炎検出部６２が破損又は焼損することも防止される。このため、バーナーヘッド１４での着火の確実性が向上し、バーナーヘッド１４に火炎を安定して形成することができ、ガスバーナー１０の動作不良に備えて設ける予備のガスバーナーの総数を減少させることができ、ガスバーナー１０のを点検する頻度も少なくてすむ。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、上記のようなガスバーナーであるので、安定して点火することができ、点火後の火炎を安定して維持できるとともに、点検作業の頻度を減少させることができるガスバーナーを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスバーナーの縦断面図である。
【図２】ガスバーナーのバーナーヘッドの拡大縦断面図である。
【図３】従来の廃棄物処理設備の概念図である。
【図４】従来のガスバーナーの１例を示す部分破断図である。
【符号の説明】
１０ ガスバーナー
１２ バーナーランス
１４ バーナーヘッド
１６ 外筒
１８ 内筒
１８ａ 第１の内筒
１８ｂ 第２の内筒
２０ ミキシングチャンバ
２２ 尾栓部材
２８ 冷却水流路
３０ 可燃性ガス流路
３１ 可燃性ガスノズル
３２ 第１の支燃性ガス流路
３３ 支燃性ガスノズル
３４ 第２の支燃性ガス流路
３６ 冷却水入口
３８ 冷却水出口
４０ 可燃性ガス入口
４２ 第１の支燃性ガス入口
４４ 第２の支燃性ガス入口
４６ 点火用放電部
４８ 点火用放電部電極
５０ 点火プラグ
５２、５４ 絶縁材
５６、５７ 絶縁材の支柱
５８ ドーナツ状空間
６０ 空間
６２ 炎検出部
６４ フランジ
９０ 廃棄物処理設備
９１ 加熱炉
９２ 高温反応炉
ＣＬ 中心軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有害物質を含有する廃棄物を焼却処分するために、高温酸化雰囲気下で有害物質を分解する技術を用いた廃棄物処理設備９０がある（図３を参照）。この廃棄物処理設備９０においては、廃棄物を加熱炉９１に挿入して加熱してから、高温反応炉９２内で酸素含有ガスを用いてガス化溶融し、廃棄物中の有害物質を分解処理する。次いで、高温反応炉９２より発生したガスを冷却、精製し、燃料ガスとして回収している。
【０００３】
この高温反応炉９２内には、図４に示すような、ガスバーナー１０のバーナーランス１２が挿入されており、ＬＮＧなどの可燃性ガスを高温反応炉９２内へ吹き込んで点火、燃焼させ、高温反応炉９２内を加熱保温している。このとき、酸素を含有する空気が支燃性ガスとして可燃性ガスとともに高温反応炉９２内へ吹き込まれて、点火、燃焼を補助する。
【０００４】
バーナーランス１２は、外筒１６、内筒１８及び筒状のミキシングチャンバー２０とからなっている。内筒１８の長さは外筒１６の長さよりもやや短く、外筒１６の先端にミキシングチャンバー２０が取りつけてあり、外筒１６とミキシングチャンバー２０が一体となって一つの筒を形成している。
また、外筒１６と内筒１８との間の通路が外部から供給される支燃性ガスの流路２４をなし、内筒１８の内側の通路がやはり外部から供給される可燃性ガスの流路２６をなす。流路２６から流れ出た可燃性ガスは、流路２４から流れ出た支燃性ガスとミキシングチャンバー２０内で混合されて混合ガスとなる。
【０００５】
さらに、内筒１８の外側に沿って点火用放電部４６が取り付けてある。点火用放電部４６の先端には、対をなしておよそ棒状の外形を有する電極４８が露出しており、電極４８は内筒１８の先端付近からミキシングチャンバー２０内まで延びている。
また、電極４８の脇に火炎のイオン電流による整流作用を利用した火炎検知装置の炎検出部６２が形成されている。炎検出部６２はおよそ棒状の外形を有してミキシングチャンバー２０内まで延びており、その先端は電極４８の先端よりもミキシングチャンバー２０の開口端近くまで達している。
【０００６】
そして、点火用放電部４６の電極４８の間で放電を起し、前記混合ガスを発火点温度まで昇温させて点火し、ミキシングチャンバー２０内に火炎を形成する。
また、ミキシングチャンバー２０内に形成された火炎を流れるイオン電流を炎検出部６２が検出し、前記火炎検知装置が火炎の状態をモニタリングしている。
また、ガスプラントなどにおいては、緊急時にプラントの安全のためにプラント内のラインから様々なガスをガス放散塔を通じて大気中へ放散したり、通常運転時に余剰ガスをガス放散塔から大気中へ放散することがある。このとき、ガス放散塔に設けられたフレアリング装置によってガスを燃やして二酸化炭素や水とし、環境に有害なガスを放散することを防止している。このフレアリング装置にも前記ガスバーナー１０と同様の点火装置が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガスバーナー１０においては、ミキシングチャンバ２０の内側へ異物が侵入し、異物が電極４８や炎検出部６２の間に溜まったり、これらの表面に付着したりする。このため、電極４８間での放電が妨げられガスに点火できなかったり、火炎検知装置による火炎のモニタリングが妨げられるという不都合が生じていた。
【０００８】
また、ミキシングチャンバ２０内に形成された火炎が消えてしまった場合（失火）、直ちに再点火して火炎を再形成しなければならないが、電極４８間での放電が妨げられて再点火できず、火炎を安定して維持できないという不都合もあった。
さらに、電極４８や炎検出部６２は棒状の形状を有し、ミキシングチャンバ２０内に突出しているので、異物がミキシングチャンバ２０の内側へ侵入してこれらを損傷したりする。また、電極４８や炎検出部６２は火炎にさらされているので焼損する。そして、損傷したり焼損した電極４８や炎検出部６２の破片などがミキシングチャンバ２０、流路２４又は流路２６を閉塞し、ガスバーナー１０が使用不能となるおそれがある。このため、ガスバーナー１０の点検を頻繁に実施しなければならず、その点検に要する手間も大きなものとなっていた。
【０００９】
また、ガス放散塔のフレアリング装置に設けられたガスバーナーが正常に稼動しないと、大気中に放散されるガスを無害化することが妨げられる。このため、複数のガスバーナーをフレアリング装置に設置し、１基のガスバーナーが使用不能となっても他のガスバーナーで代替可能としておかなければならない。
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、安定して点火することができ、点火後の火炎を安定して維持できるとともに、点検作業の頻度を減少させることができるガスバーナーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒と内筒を有する二重管から形成され、前記外筒と前記内筒との間に挟まれた通路及び前記内筒の内側の通路のうちいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記外筒と前記内筒が一対の電極を形成して、この一対の電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記内筒の先端とが、バーナーヘッドを形成し、前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記内筒との間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたガスバーナーである。
【００１１】
請求項１の発明によると、バーナーランスの外筒と内筒とが点火用放電部の電極を兼ねており、これらの電極間で放電を行う。これにより、各ガス流路を流れ出た可燃性ガスと支燃性ガスは混合して点火される。したがって、ガスに点火するための専用の電極をガス流路の先端に取りつける必要はない。また、点火用放電部の電極はバーナーランスを形成する外筒と内筒であるので丈夫であり、焼損や損傷が防止される。
【００１２】
なお、支燃性ガスは酸素を含有するガスであり、空気又は５０体積％以上の酸素を含むガスを用いることが好ましい。また、可燃性ガスは可燃成分を含むガスであり、ＬＮＧ、ＬＰＧ、コークス炉発生ガス、高炉ガスを用いることが好ましい。
また、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成しており、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記内筒との間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能に構成してある。
【００１３】
この構成によると、バーナーランスの先端には外筒と内筒の先端部分の開口部分があるだけであり、この先端部分でノズルからガスが噴出する。そして、噴出するガスが異物をこの開口部から吹き飛ばす。したがって、異物が点火用放電部に付着したり、ガス流路に詰まることは防止される。
また、可燃性ガスはノズルから噴出されて支燃性ガスと混合し、ノズルにおける放電により点火される。
【００１４】
請求項２の発明は、可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒、第１の内筒及び第１の内筒の内側に位置する第２の内筒とを多重管により形成され、前記外筒と前記第１の内筒との間に挟まれた通路及び前記第１の内筒と前記第２の内筒との間に挟まれた通路のうちのいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなすとともに、前記第２の内筒の内側の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記ガス流路をなす前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒が一対の電極を形成して、これら電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記第１の内筒及び前記第２の内筒の各先端とが、バーナーヘッドを形成し、前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒の間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたガスバーナーである。
【００１５】
請求項２の発明によると、第２の内筒の内側の支燃性ガス流路を支燃性ガスが流れて、ガスバーナーのバーナーランスが挿入されている炉内に酸素が大量に供給される。この炉内に大量に供給された酸素は、ガスバーナーによって着火された炉内のガスの燃焼を補助し、炉内の温度を維持、上昇させ、炉内で燃焼させる物体のガス化を促進する。このため、第２の内筒の内側の通路を流れる支燃性ガスは、８０体積％以上の酸素を含むことが好ましい。
【００１６】
また、前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成しており、前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒の間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能に構成してある。
【００１７】
この構成によると、ガスがバーナーランスの先端でノズルから噴出する。そして、噴出するガスが異物をこの開口部から吹き飛ばし、異物が点火用放電部に付着したり、可燃性ガス流路に詰まることは防止される。
また、可燃性ガスはノズルから噴出されて支燃性ガスと混合し、ノズルにおける放電により点火される。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のガスバーナーであって、前記バーナーランスを構成する複数の筒のうち最も内側に位置する筒の後端側に光学的情報を得て火炎を検知する火炎検知装置を備えたガスバーナーである。
請求項３の発明によると、最も内側の内筒内はガス流路となっており、このガス流路を流れる支燃性ガスまたは可燃性ガスは無色透明である。このため、最も内側の内筒を通してその後端側からバーナーヘッドで点火されて形成された火炎を見通すことが可能である。したがって、最も内側の内筒の後端にある火炎検知装置は、バーナーヘッドの火炎から光学的情報を取得でき、この火炎の状態は火炎検知装置によりモニタリングされる。
【００１９】
また、火炎検知装置は最も内側の内筒の後端部にあり、バーナーヘッドの火炎から離れた位置にある。さらに、最も内側の内筒内の流路をガスが流れており、この流れに逆行して異物が最も内側の内筒内に侵入することが防がれる。したがって、火炎検知装置が火炎によって焼損することが防止され、火炎検知装置に異物が溜まったり汚れが付着することも防止され、火炎検知装置が異物によって損傷することも防止される。
【００２０】
なお、火炎検知装置としては、たとえば、火炎からの紫外線や赤外線を分光分析で検出し火炎を検知するスペクトル分析検知方式、光ファイバを１５度ずつずらして３本で１センサを形成し、火炎の赤外領域での発光強度のちらつきを検出して火炎を検知する多視型フレームディテクタによる検知方式、カメラにより直接監視する直接監視方式、カメラからの画像を処理して燃焼状態を監視したり評価する方式がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１及び図２を参照して本発明の構成の１例を説明する。なお、従来からのガスバーナーと同様の構成については同じ符号を付し重複する説明を省略する。
【００２２】
図１に示すように、ガスバーナー１０を形成するバーナーランス１２がある。バーナーランス１２は外筒１６、第１の内筒１８ａ及び第２の内筒１８ｂとから構成される。外筒１６は外形がほぼ円筒形をなし、円筒胴体の肉厚部の内部に円筒形をなす空間が形成されており、この空間が冷却水流路２８をなしている。そして、冷却水流路２８に通じる２つの孔が、外筒１６の外周面上の後端側で周方向に１８０度の間隔を置いてそれぞれ形成されており、一方の孔が冷却水入口３６、他方の孔が冷却水出口３８をなしている。
【００２３】
また、外筒１６の外周面上であって冷却水入口３６よりもさらに後端側よりの位置に、内周面まで貫通する孔が開いており、この孔が可燃性ガス入口４０をなす。なお、可燃性ガス入口４０の孔は冷却水流路２８をなす空間とは導通していない。
さらに、外筒１６の内周面の先端部にはテーパがつけられており、外筒１６の先端にかけて外筒１６の内径は徐々に広がっている（図２を参照）。この外筒１６の内周面上のテーパ部分と後述の第１の内筒１８ａ及び第２の内筒１８ｂの各先端とが、およそ皿状の窪みをなすバーナーヘッド１４を形成している。なお、以下の説明において、ガスバーナー１０のバーナーヘッド１４がある側を単に先端側といい、その反対側を単に後端側ということとする。
【００２４】
また、外筒１６の外周面上であって、冷却水入口３６及び冷却水出口３８がある位置よりもやや先端側に、周方向に連続するフランジ６４が形成されており、このフランジ６４を介してガスバーナー１０を後述の高温反応炉に取りつけ可能な構成となっている。
そして、第１の内筒１８ａが外筒１６の内側に互いの中心軸線ＣＬを一致させて取り付けてある。第１の内筒１８ａの先端側はバーナーヘッド１４まで延びており、第１の内筒１８ａの後端側は外筒１６の後端からさらに後方まで突き出している。第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面の間には円筒形をなす空間が形成されており、この空間が可燃性ガスの通路となって可燃性ガス流路３０を形成している。
【００２５】
また、可燃性ガス流路３０はバーナーヘッド１４まで延びており、バーナーヘッド１４においてリング状の開口部を有する。可燃性ガス流路３０内の第１の内筒１８ａ外周面と外筒１６の内周面との間隔はバーナーヘッド１４の手前から開口部にかけて狭く絞られており、この部分が可燃性ガスノズル３１を形成している。可燃性ガスノズル３１における第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔Ｌは１．５ｍｍとなっている。
【００２６】
さらに、第１の内筒１８ａの後端側であって、外筒１６の後端から突き出た部分の外周面は、その周方向に連続するリング状のセラミックからなる絶縁材５２で覆われており、この絶縁材５２が可燃性ガス流路３０を後端側を塞いでおり、第１の内筒１８ａの後端部分は絶縁材５２によって外筒１６の後端側の内周面上に支承されている。そして、可燃性ガス流路３０の後端側は可燃性ガス入口４０を介してガスバーナー１０の外部とつながっている。さらに、可燃性ガス流路３０内の先端側にはセラミックからなる絶縁材の支柱５６が形成されており、支柱５６が可燃性ガス流路３０内の先端側でも第１の内筒１８ａを外筒１６の内周側上に支承し、第１の内筒１８ａと外筒１６とは互いに接触せず絶縁された構成となっている。
【００２７】
また、絶縁材５２の上に従来からのものと同様の構成を有する点火プラグ５０が支承されている。点火プラグ５０の接地電極は外筒１６に接続してあり、中心電極は第１の内筒１８ａと接続してある。そして、第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔が狭まっている可燃性ガスノズル３１において、第１の内筒１８ａと外筒１６とが点火用放電部の電極をそれぞれ形成し、これらの電極間で放電可能な構成となっている。
【００２８】
また、絶縁材５２を介して、尾栓部材２２が外筒１６の後端に取り付けてある。この尾栓部材２２はおよそ円筒形をなし、その外径及び内径は外筒１６の後端側の外径及び内径と同じ寸法を有する。そして、外筒１６と反対側にある尾栓部材２２の後端は後述の炎検出部６２が取りつけられてふさがれている。
そして、第２の内筒１８ｂが第１の内筒１８ａの内側に互いの中心軸線ＣＬを一致させて取り付けてある。第２の内筒１８ｂの先端側はバーナーヘッド１４まで延びており、第２の内筒１８ｂの後端側は第１の内筒１８ａの後端から尾栓部材２２の内側に突き出している。この尾栓部材２２の内側へ突き出している第２の内筒１８ｂの後端側の外周面は、その周方向に連続するリング状の絶縁材５４によって尾栓部材２２の内周面上に支承されている。
【００２９】
また、第２の内筒１８ｂの外周面と第１の内筒１８ａの内周面の間には円筒形をなす空間が形成されており、この空間が支燃性ガスの通路である第１の支燃性ガス流路３２をなす。第１の支燃性ガス流路３２はバーナーヘッド１４まで延びており、バーナーヘッド１４においてリング状の開口部を有する。第１の支燃性ガス流路３２における第２の内筒１８ｂの外周面と第１の内筒１８ａの内周面との間隔はバーナーヘッド１４の手前から開口部にかけて狭く絞られており、この部分が支燃性ガスノズル３３を形成している。
【００３０】
さらに、第１の支燃性ガス流路３２内の先端側にはセラミックからなる絶縁材の支柱５７が形成されており、支柱５７が第１の支燃性ガス流路３２内の先端側でも第２の内筒１８ｂを第１の内筒１８ａの内周側上に支承し、第１の内筒１８ａと第２の内筒１８ｂとは互いに接触せず絶縁された構成となっている。
また、第１の内筒１８ａの後端は絶縁材５４まで達してはおらず、絶縁材５２、第１の内筒１８ａの後端、第２の内筒１８ｂの後端側の外周面、絶縁材５４及び尾栓部材２２の内周面に取り囲まれたおよそドーナツ状の空間５８が形成されており、このドーナツ状空間５８は第１の支燃性ガス流路３２の後端とつながっている。そして、尾栓部材２２の外周面からこのドーナツ状空間５８へ通じる孔が形成されており、この孔が第１の支燃性ガス入口４２をなす。
【００３１】
また、第２の内筒１８ｂの内側が支燃性ガスの通路である第２の支燃性ガス流路３４をなす。そして、第２の内筒１８ｂの後端は尾栓部材２２の内側面と接触してはおらず、尾栓部材２２の後端側の内面、絶縁材５４及び第２の内筒１８ｂの後端との間に空間６０が形成されており、この空間６０は第２の支燃性ガス流路３４とつながっている。また、尾栓部材２２の外周面からこの空間６０へ通じる孔が形成されており、この孔が第２の支燃性ガス入口４４をなす。さらに、第２の支燃性ガス流路３４の容積は第１の支燃性ガス流路３２の容積よりも大きく、第２の支燃性ガス流路３４は第１の支燃性ガス流路３２よりも大量の支燃性ガスを流すことが可能となっている。
【００３２】
そして、尾栓部材２２の後端であって第２の内筒１８ｂの中心軸線ＣＬ上に、火炎検出装置の炎検出部６２が取りつけられており、炎検出部６２が尾栓部材２２の後端を塞いでいる。そして、炎検出部６２は第２の支燃性ガス流路３４を通してバーナーヘッド１４を見通して、バーナーヘッド１４に形成される火炎の情報を収集する構成となっている。
【００３３】
なお、この火炎検知装置は、前述の従来からある光学的情報を取得して火炎の状態をモニタリングするものと同様のものである。具体的には、この火炎検知装置をスペクトル分析検知方式、多視型フレームディテクタによる検知方式、カメラにより直接監視する直接監視方式、カメラからの画像を処理して燃焼状態を監視したり評価する方式などにより形成できる。
【００３４】
かかる構成を有するガスーバーナー１０のバーナーランス１２が、従来のものと同様の構成を有する図示しない廃棄物処理設備の高温反応炉中に挿入され、フランジ６４によってガスバーナー１０は高温反応炉に固定して取り付けてある。そして、冷却水入口３６は図示しない冷却水供給ラインとつながっており、可燃性ガス入口４０は図示しないＬＮＧ供給ラインにつながっており、第１の支燃性ガス入口４２及び第２の支燃性ガス入口４４は図示しない酸素を含有するガスの供給ラインにつながっており、点火プラグ５０は図示しない外部電源と高電圧を印加可能に電気的に接続されている。
【００３５】
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
冷却水が冷却水入口３６から外筒１６の内部の冷却水流路２８へ流入して、冷却水流路２８を流れた冷却水は冷却水出口３８から外筒１６の外へ流出する。バーナーランス１２は前記高温反応炉中に挿入されており、バーナーランス１２の外側にある外筒１６はこの高温反応炉中の高温環境下にさらされているが、冷却水流路２８を流れる冷却水が外筒１６を冷却し、外筒１６が前記高温反応炉中で高温となることが防止されている。
【００３６】
また、可燃性ガスが可燃性ガス入口４０から可燃性ガス流路３０へ流れており、可燃性ガス流路３０を流れた可燃性ガスは可燃性ガスノズル３１からバーナーヘッド１４へ噴出する。さらに、支燃性ガスが第１の支燃性ガス入口４２及び第２の支燃性ガス入口４４からそれぞれ第１の支燃性ガス流路３２と第２の支燃性ガス流路３４へ流れている。第１の支燃性ガス流路３２を流れた支燃性ガスは支燃性ガスノズル３３からバーナーヘッド１４へ噴出し、同様に第２の支燃性ガス流路３４を流れた支燃性ガスもバーナーヘッド１４へ噴出する。バーナーヘッド１４において、可燃性ガスと支燃性ガスは混合され前記高温反応炉の中へ流れる。
【００３７】
そして、点火プラグ５０に高電圧を印加し、外筒１６と第１の内筒１８ａとの間に高電位差を生じさせる。可燃性ガスノズル３１内の外筒１６と第１の内筒１８ａとの間で放電が起こり、可燃性ガスノズル３１内の可燃性ガスはバーナーヘッド１４へ噴出する。
なお、可燃性ガスノズル３１を出た可燃性ガスがバーナーヘッド１４において支燃性ガスと混合する前は、可燃性ガス中に着火するために充分な量の酸素が存在せず、可燃性ガスに着火することはない。そして、可燃性ガスはバーナーヘッド１４で支燃性ガスと混合し、着火するに充分な量の酸素を供給されて着火し、バーナーヘッド１４に火炎が形成される。このように、可燃性ガス流路をなす２つの筒が一対の電極を形成し、この電極間で放電を可能に構成することが好ましい。
【００３８】
また、第２の支燃性ガス流路３４から大量の支燃性ガスが前記高温反応炉の中へ送られる。この大量の支燃性ガス中に含まれる酸素によって、前記高温反応炉中で廃棄物から発生するガスの燃焼の効率が向上するとともに、廃棄物のガス化が促進される。
さらに、支燃性ガスは無色透明であるので、炎検出部６２から第２の支燃性ガス流路３４を通してバーナーヘッド１４にある火炎を直接見ることができる。したがって、炎検出部６２がバーナーヘッド１４に形成されている火炎から直接情報を光学的に収集し、着火状態など火炎のモニタリングを行う。
【００３９】
なお、本実施の形態において、ガスバーナー１０を廃棄物処理設備の高温反応炉中に挿入して使用するとしたが、ガスバーナー１０の使用がかかる用途に限定されるものではなく、火炎を生じさせる必要がある他の用途に使用可能であることは勿論である。たとえば、焼却炉、ガス放散塔のフレアリング装置などにおいても使用可能である。
【００４０】
また、外筒１６内を冷却水が流れることとしたが、ガスバーナー１０を高温環境下で使用する必要がない場合は、冷却水流路、冷却水入口、冷却水出口を外筒に形成しないことが可能である。
さらに、可燃性ガスノズル３１における第１の内筒１８ａの外周面と外筒１６の内周面との間隔Ｌを１．５ｍｍとしたが、この間隔が１．５ｍｍに限定されないことは勿論である。
【００４１】
また、第２の支燃性ガス流路３４を形成したが、ガスバーナーを火炎形成だけの目的で使用する場合には、第２の支燃性ガス流路を設けずにガスバーナーを形成することが可能である。
また、可燃性ガス流路３０を可燃性ガスが流れ、第１の支燃性ガス流路３２を支燃性ガスが流れることとしたが、ガス流路３０に支燃性ガスを流し、ガス流路３２に可燃性ガスを流す構成とすることも可能である。なお、この場合には、ガス流路３２のノズル３３を構成する第１の内筒１８ａと第２の内筒１８ｂとの間で放電を起すことが好ましい。ただし、ガス流路３０のノズル３１を構成する外筒１６と第１の内筒１８ａとの間で放電を起す構成とすることが可能であることは勿論である。
【００４２】
したがって、本実施の形態にかかるガスバーナー１０は、ガスノズル３１を形成する外筒１６と第１の内筒１８ａが放電を起すための電極を兼ねているので、電極の構造は単純で丈夫になっており、電極が熱で焼損したり、異物が衝突しても損傷することは防止される。さらに、電極は火炎の中にないので、電極の焼損は一層生じにくくなっている。また、ガスノズル３１からはガスが噴出しているので、電極に異物が付着したり詰まることが防止される。さらに、火炎が形成されるバーナーヘッド１４に炎検出部６２を設けていないので、炎検出部６２が破損又は焼損することも防止される。このため、バーナーヘッド１４での着火の確実性が向上し、バーナーヘッド１４に火炎を安定して形成することができ、ガスバーナー１０の動作不良に備えて設ける予備のガスバーナーの総数を減少させることができ、ガスバーナー１０のを点検する頻度も少なくてすむ。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、上記のようなガスバーナーであるので、安定して点火することができ、点火後の火炎を安定して維持できるとともに、点検作業の頻度を減少させることができるガスバーナーを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスバーナーの縦断面図である。
【図２】ガスバーナーのバーナーヘッドの拡大縦断面図である。
【図３】従来の廃棄物処理設備の概念図である。
【図４】従来のガスバーナーの１例を示す部分破断図である。
【符号の説明】
１０ ガスバーナー
１２ バーナーランス
１４ バーナーヘッド
１６ 外筒
１８ 内筒
１８ａ 第１の内筒
１８ｂ 第２の内筒
２０ ミキシングチャンバ
２２ 尾栓部材
２８ 冷却水流路
３０ 可燃性ガス流路
３１ 可燃性ガスノズル
３２ 第１の支燃性ガス流路
３３ 支燃性ガスノズル
３４ 第２の支燃性ガス流路
３６ 冷却水入口
３８ 冷却水出口
４０ 可燃性ガス入口
４２ 第１の支燃性ガス入口
４４ 第２の支燃性ガス入口
４６ 点火用放電部
４８ 点火用放電部電極
５０ 点火プラグ
５２、５４ 絶縁材
５６、５７ 絶縁材の支柱
５８ ドーナツ状空間
６０ 空間
６２ 炎検出部
６４ フランジ
９０ 廃棄物処理設備
９１ 加熱炉
９２ 高温反応炉
ＣＬ 中心軸
Claims (3)
- 可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒と内筒を有する二重管から形成され、前記外筒と前記内筒との間に挟まれた通路及び前記内筒の内側の通路のうちいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記外筒と前記内筒が一対の電極を形成して、この一対の電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、
前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、
前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、
前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記内筒の先端とが、バーナーヘッドを形成し、
前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、
前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記内筒との間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたことを特徴とするガスバーナー。 - 可燃性ガスと支燃性ガスとが流れるバーナーランスを有し、当該バーナーランスは外筒、第１の内筒及び第１の内筒の内側に位置する第２の内筒とを多重管により形成され、前記外筒と前記第１の内筒との間に挟まれた通路及び前記第１の内筒と前記第２の内筒との間に挟まれた通路のうちのいずれか一方の通路が可燃性ガスの流路をなし、他方の通路が支燃性ガスの流路をなすとともに、前記第２の内筒の内側の通路が支燃性ガスの流路をなし、前記ガス流路をなす前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒が一対の電極を形成して、これら電極間で放電を可能に構成したガスバーナーであって、
前記各流路は前記バーナーランスの先端でガスバーナー外部にそれぞれ開口してノズルを形成し、
前記外筒の内周面の先端部にはテーパがつけられて、前記外筒の先端にかけて前記外筒の内径は徐々に広がり、
前記外筒の内周面上のテーパ部分と前記第１の内筒及び前記第２の内筒の各先端とが、バーナーヘッドを形成し、
前記ガス流路は前記バーナーヘッドまで延びて、前記バーナーヘッドにおいてリング状の開口部を有し、
前記ガス流路のノズルでの前記外筒と前記第１の内筒、又は、前記第１の内筒と前記第２の内筒の間の距離が、このノズルより上流の前記ガス流路における距離よりも狭くなっており、前記ノズルがある位置で放電を可能にしたことを特徴とするガスバーナー。 - 請求項１又は２に記載のガスバーナーであって、前記バーナーランスを構成する複数の筒のうち最も内側に位置する筒の後端側に光学的情報を得て火炎を検知する火炎検知装置を備えたことを特徴とするガスバーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002175693A JP3858767B2 (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ガスバーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002175693A JP3858767B2 (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ガスバーナー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004020050A JP2004020050A (ja) | 2004-01-22 |
| JP3858767B2 true JP3858767B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=31174268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002175693A Expired - Lifetime JP3858767B2 (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ガスバーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3858767B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629694A (zh) * | 2013-08-06 | 2014-03-12 | 上海天三自控有限公司 | 氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE528705C2 (sv) | 2004-10-22 | 2007-01-30 | Sandvik Intellectual Property | Förfarande jämte anordning för att tända och övervaka en brännare |
| US11313554B2 (en) | 2016-12-19 | 2022-04-26 | Praxair Technology, Inc. | Fluidic burner with heat stability |
| DE102017116529B4 (de) * | 2017-07-21 | 2022-05-05 | Kueppers Solutions Gmbh | Brenner |
-
2002
- 2002-06-17 JP JP2002175693A patent/JP3858767B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629694A (zh) * | 2013-08-06 | 2014-03-12 | 上海天三自控有限公司 | 氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法 |
| CN103629694B (zh) * | 2013-08-06 | 2015-06-17 | 上海天三自控有限公司 | 氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004020050A (ja) | 2004-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102187155B (zh) | 用于在含碳燃料汽化情况下点燃和运行燃烧器的方法 | |
| US7112060B2 (en) | Burner for treating waste gas | |
| CA1240256A (en) | Burner with ignition device | |
| CN103497785B (zh) | 一种干煤粉气化组合烧嘴 | |
| EP1312860A1 (en) | Method and device for combustion type exhaust gas treatment | |
| TW202118975A (zh) | 用於產生針對程序氣體燃燒之火焰的燃燒器及具有燃燒器之廢氣處理裝置 | |
| JP3858767B2 (ja) | ガスバーナー | |
| US6416317B1 (en) | Oxy-fuel burner | |
| US8992210B2 (en) | Method and device for diluted combustion | |
| US7618254B2 (en) | Method for igniting a burner | |
| KR20050018472A (ko) | 보조 소각로 | |
| JPH11354290A (ja) | 微粉炭着火用プラズマトーチ | |
| US6981866B2 (en) | Burner for a thermal post-combustion device | |
| JPH081286B2 (ja) | 蓄熱式バ−ナ | |
| HU205443B (en) | Burner particularly for automatic operation | |
| JP4851027B2 (ja) | 一酸化炭素、水素生成用燃焼装置及びバーナ | |
| JP3828083B2 (ja) | 排ガス処理装置 | |
| KR19990041271U (ko) | 소둔로의 메인버너 점화용 파이롯트 버너 | |
| JP3828082B2 (ja) | 排ガス処理装置 | |
| KR200170645Y1 (ko) | 복사튜브관의 파이롯트 버너장치 | |
| JP3817513B2 (ja) | 焼却炉及び焼却炉用助燃装置 | |
| JP6430339B2 (ja) | フレームレス燃焼装置 | |
| KR20240020499A (ko) | 능동형 에너지 세이빙 스크러버 | |
| JP2002005422A (ja) | 燃焼溶融炉の燃焼方法および燃焼溶融炉 | |
| WO2014112759A1 (ko) | 수냉식 산소자동버너와 분말용융장치를 갖는 연소시스템 및 연소방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040921 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060501 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060704 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060911 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3858767 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313121 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313121 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |