JP4063216B2 - 管状火炎バーナ - Google Patents

管状火炎バーナ Download PDF

Info

Publication number
JP4063216B2
JP4063216B2 JP2003427101A JP2003427101A JP4063216B2 JP 4063216 B2 JP4063216 B2 JP 4063216B2 JP 2003427101 A JP2003427101 A JP 2003427101A JP 2003427101 A JP2003427101 A JP 2003427101A JP 4063216 B2 JP4063216 B2 JP 4063216B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
rod
flame burner
shaped member
tubular flame
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
Application number
JP2003427101A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005188775A (ja
Inventor
均 大石
宗浩 石岡
邦明 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2003427101A priority Critical patent/JP4063216B2/ja
Publication of JP2005188775A publication Critical patent/JP2005188775A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4063216B2 publication Critical patent/JP4063216B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

本発明は、炉や燃焼器等に備える管状火炎バーナに関するものである。
管状火炎バーナは炉や燃焼器等に用いられる。特許文献1には一端が開放された管状の燃焼室150を有し、この燃焼室150の閉塞端部近傍に燃料ガス130を吹き込むノズルと酸素含有ガス140を吹き込むノズルが、前記燃焼室の内周面の接線方向に向けて設けられ、旋回流180を燃焼室150の内部に発生させる管状火炎バーナ100が開示されている。燃焼室150の内部に着火源160を設け、火炎190を発生させても良い。図9、10に管状火炎バーナの一例を示す。
管状火炎バーナは、高速の旋回流中で安定な火炎がバーナ内に形成されるので、燃焼設備の小型化が達成されると共に、燃焼火炎の温度のバラツキが小さく、局所的な高温領域が形成されにくい上に、酸素比又は空気比を下げても安定燃焼ができるので、NOxなどの有害物質、炭化水素等の未燃焼分、煤煙といった環境汚染源を低減することができる。
特開平11−281015号公報
しかしながら、管状火炎バーナは、管軸方向に細長いスリットに、管軸方向に細長く偏平させた供給ノズルを接続し、燃料ガス及び酸素含有ガスを燃焼室内周の接線方向に吹き込み強旋回をかけながら吹き込んで、管状の火炎を形成させるため、燃焼室など各部の寸法によっては振動燃焼が生じ、安定した燃焼が得られない場合があった。
例えば、ラジアントチューブに管状火炎バーナを組込むと、燃焼室長さが大きくなるので燃焼安定性が低下する場合が多い。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、燃焼安定性に優れる管状火炎バーナを提供することを目的とする。
本発明の課題は以下の手段により達成される。
1.一方の先端または両端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料または酸素含有ガスを吹き込むノズルを備え、前記ノズルの噴射方向を燃焼室内周面の接線方向とする管状火炎バーナであって、前記燃焼室には棒状部材が内挿され、前記棒状部材の外周面は前記燃焼室内周面から所定の空隙をもって離間し前記棒状部材は前記ノズルにより燃焼室に吹き込まれる燃料ガスまたは酸素含有ガスからなる旋回流を安定させる長さを有していることを特徴とする管状火炎バーナ。
2.一方の先端または両端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料ガスと酸素含有ガスからなる予混合気を吹き込むノズルを備え、前記ノズルの噴射方向を燃焼室内周面の接線方向とする管状火炎バーナであって、前記燃焼室には棒状部材が内挿され、前記棒状部材は筒状で、その内部に着火源を有し、前記棒状部材の外周面は前記燃焼室内周面から所定の空隙をもって離間し、前記ノズルにより燃焼室に吹き込まれる燃料ガスと酸素含有ガスからなる予混合気による旋回流を安定させる長さを有していることを特徴とする管状火炎バーナ。
3.前記棒状部材が筒状で、その内部に着火源を有していることを特徴とする記載の管状火炎バーナ。
4.前記棒状部材が筒状で、前記管状火炎バーナの外部から、前記棒状部材を通して、燃焼室内に燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したものを更に吹き込むことを特徴とする1または2記載の管状火炎バーナ。
本発明によれば、振動燃焼が生じにくく、また発生しても速やかに収束するので燃焼状態の安定性の高い管状火炎バーナが得られ産業上極めて有用である。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図1に本発明の一実施形態に係る管状火炎バーナの構造を模式的に示す。図において、1は管状火炎バーナ、11a、11bは燃焼室内に、燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したものを吹き込むノズル、12は管状火炎バーナの内部に配置される棒状部材、13は燃料、14は酸素含有ガス、15は燃焼室、18は燃料13と酸素含有ガス14による旋回流を示す。
管状火炎バーナ1は先端が開放された管状の燃焼室15と、ノズル11a,11bを備える。ノズル11a,11bの噴射口は燃焼室15の内面に開口し、ノズルの噴射方向を燃焼室内周面の接線方向とする。本発明で接線方向とは、ほぼ接線方向も含むものとする。
本図はノズル11a,11bの二つのノズルを有し、ノズル11aで燃料13を、ノズル11bで酸素含有ガス14を吹き込む様子を示すが、燃料13、酸素含有ガス14を予め混合したものをノズル11a,11bから吹き込んでも良い。ノズルの数や燃焼室の径断面において取り付ける位置は特に規定せず、安定した燃焼が得られるように適宜選定する。
燃焼室15の内部に、棒状部材12を内挿し、その一方の端部を燃焼室15の非開放端側端部に接して固定する。棒状部材12の横断面は、その外周面の全面において燃焼室15の内周面との間に、ノズル11a,11bにより吹き込まれる燃料13や酸素含有ガス14による旋回流18が生じるように空隙を設ける。
棒状部材12により、燃焼室15に吹き込まれる燃料13や酸素含有ガス14の混合速度や、着火速度が変化し、吹き込まれる燃料13や酸素含有ガス14による流体力学的圧力変動波と燃焼反応による熱発生速度変動波燃焼反応による熱発生速度で位相差が生じ共振現象が回避できる。
棒状部材12の長軸方向の長さは、ノズル11a,11bにより燃焼室に吹き込まれる燃料ガスと酸素含有ガスからなる予混合気による旋回流を安定させる長さであれば良く特に規定しない。
燃焼室15の非開放側端部から、少なくともノズル11a,11bの噴出口の燃焼室15の開放端側までとすると旋回流18が安定して得られ好ましい。燃焼室15の内部にノズル11a,11bを管軸方向の位置をずらして取り付ける場合は、より開放端に近いノズルの噴出口の開放端側までとすることが好ましい。
棒状部材12は中実でも中空でも良く、またその材質は高温に耐えられるものであれば良く特に限定しない。棒状部材12の外周面を高放射性コーティング材で被覆したり、輻射変換体とすると旋回流18の中心部も保熱されるので、旋回流18の内外での温度差が小さくなり、安定して維持できるので、より好ましい。
図2に本発明の他の実施形態に係る管状火炎バーナの構造を模式的に示す。図において16は着火源、19は着火炎を示し、その他の符号は図1と同じとする。棒状部材12を中空部材とし、その内部に着火源16を配置する。着火源はパイロットバーナなどが好ましいが特に限定しない。棒状部材12に着火機構を組み込んでも良い。
図3に本発明の他の実施形態に係る管状火炎バーナの構造を模式的に示す。図において17は管状火炎バーナ1の外部から燃焼室15内に供給される燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したものを示し、その他の符号は図1と同じとする。
棒状部材12を中空とし、その内部から燃焼室15内に向けて、管状火炎バーナ1の外部から供給される(供給手段は図示しない)燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したもの17を吹き込むことができるので、旋回流18の内外の温度差が小さくなり、旋回流18が安定して維持できる。
図4に本発明の他の実施形態に係る管状火炎バーナの構造を模式的に示す。図において20は棒状部材12を燃焼室15の内部で支える支持部材を示し、その他の符号は図1と同じとする。
本実施形態に係る管状火炎バーナは、両端が開放された燃焼室15を有し、燃焼室15の長軸方向の中心部に燃料13を燃焼室内に吹き込むノズル11aと、酸素含有ガス14を吹き込むノズル11bを配置している。
棒状部材12は、ノズル11aとノズル11b間の支持部材20によって燃焼室15の内部に固定される。棒状部材12と燃焼室15の寸法や位置関係は図1の実施例に準じ、両端が開放された燃焼室15でも旋回流18が安定して得られるように選定すれば良く特に規定しない。
図5に本発明の他の実施形態を示す。ノズル11aとノズル11bの間隔が図4に示す実施例よりも大きい場合、ノズル11a,ノズル11bが各々2個以上でも良く、本図では各々2個の場合を示す。
図4、5に示した実施例では、燃料13をノズル11aから吹込み、酸素含有ガス14をノズル11bから吹き込む場合を示したが、燃料13と酸素含有ガス14を予め混合したものをこれらノズルから吹き込んでも良い。
支持部材20には、棒状部材12を着火源とする点火用電気スパーク配線や、燃料ガスなどの配管系を、燃焼熱からこれらを防護する冷却系とともに配置することができる。
図6は本発明の効果を安定燃焼領域の大きさで示す模式図で、燃焼室の長さと直径(内径)寸法を変化させた場合に安定燃焼領域の得られる領域を示している。本発明によれば、従来の管状火炎バーナに対し、燃焼室が長くなっても安定した燃焼が得られる。
本発明の効果を実施例をもって示す。図7は本実施例に用いた管状火炎バーナを模式的に示す図で、(1)は従来例、(2)は本発明例を示す。従来例、本発明例ともに、管状火炎バーナの寸法諸元およびノズル噴出流速は同じで、本発明例に用いた管状火炎バーナは従来例の燃焼室内に棒状部材を配置したものである。
実施例では棒状部材の筒軸方向の長さ、燃焼室の内径およびCOGの燃焼流量を種々変化させ、燃焼火炎の安定性に及ぼす影響を調査した。図8に本実施例で得られた結果を示す。本発明例によればCOGの燃焼流量によらず、安定した燃焼が得られ、特にCOGの燃焼流量が多くなった場合でも安定した燃焼が得られる。
尚、図8において、左右に並列して表示されている丸印などの記号は左が従来例、右が本発明例で得られた結果を示す。
本発明の一の実施形態に用いる管状火炎バーナの構造を示す概略断面図。 本発明の他の実施形態に用いる管状火炎バーナの構造を示す概略断面図。 本発明の他の実施形態に用いる管状火炎バーナの構造を示す概略断面図。

本発明の他の実施形態に用いる管状火炎バーナの構造を示す概略断面図。 本発明の他の実施形態に用いる管状火炎バーナの構造を示す概略断面図 本発明の効果を示す説明図。 実施例に用いた管状火炎バーナの構造を説明する図で、(1)は従来例、(2)は本発明例を示す。 実施例(燃焼流量を変化させた場合の燃焼安定性に及ぼす棒状部材の高さ、燃焼室長さの影響)を示す図。 従来例。 従来例。
符号の説明
1 管状火炎バーナ
11a、11b ノズル
12 棒状部材
13 燃料
14 酸素含有ガス
15 燃焼室
16 着火源
17 外部から供給される燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したもの。
18 旋回流
19 火炎
20 支持部材
100 管状火炎バーナ(従来例)
130 燃料(従来例)
140 酸素含有ガス(従来例)
150 燃焼室(従来例)
160 着火源(従来例)
180 旋回流(従来例)
190 火炎(従来例)

Claims (4)

  1. 一方の先端または両端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料または酸素含有ガスを吹き込むノズルを備え、前記ノズルの噴射方向を燃焼室内周面の接線方向とする管状火炎バーナであって、前記燃焼室には棒状部材が内挿され、前記棒状部材の外周面は前記燃焼室内周面から所定の空隙をもって離間し前記棒状部材は前記ノズルにより燃焼室に吹き込まれる燃料ガスまたは酸素含有ガスからなる旋回流を安定させる長さを有していることを特徴とする管状火炎バーナ。
  2. 一方の先端または両端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料ガスと酸素含有ガスからなる予混合気を吹き込むノズルを備え、前記ノズルの噴射方向を燃焼室内周面の接線方向とする管状火炎バーナであって、前記燃焼室には棒状部材が内挿され、前記棒状部材は筒状で、その内部に着火源を有し、前記棒状部材の外周面は前記燃焼室内周面から所定の空隙をもって離間し、前記ノズルにより燃焼室に吹き込まれる燃料ガスと酸素含有ガスからなる予混合気による旋回流を安定させる長さを有していることを特徴とする管状火炎バーナ。
  3. 前記棒状部材が筒状で、その内部に着火源を有していることを特徴とする請求項記載の管状火炎バーナ。
  4. 前記棒状部材が筒状で、前記管状火炎バーナの外部から、前記棒状部材を通して、燃焼室内に燃料または酸素含有ガスまたは両者を混合したものを更に吹き込むことを特徴とする請求項1または2記載の管状火炎バーナ。
JP2003427101A 2003-12-24 2003-12-24 管状火炎バーナ Expired - Lifetime JP4063216B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003427101A JP4063216B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 管状火炎バーナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003427101A JP4063216B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 管状火炎バーナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005188775A JP2005188775A (ja) 2005-07-14
JP4063216B2 true JP4063216B2 (ja) 2008-03-19

Family

ID=34786460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003427101A Expired - Lifetime JP4063216B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 管状火炎バーナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4063216B2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765283B1 (ko) * 2006-01-06 2007-10-09 엘지전자 주식회사 가스복사 버너
KR100709386B1 (ko) 2006-09-28 2007-04-20 한국기계연구원 선회 공기 유입관이 장착된 초소형 사이클론 연소기
JP4910632B2 (ja) * 2006-10-26 2012-04-04 Jfeスチール株式会社 管状火炎バーナおよびラジアントチューブ式加熱装置
JP4910633B2 (ja) * 2006-10-26 2012-04-04 Jfeスチール株式会社 長火炎バーナおよびラジアントチューブ式加熱装置
KR100793758B1 (ko) * 2007-02-06 2008-01-10 엘지전자 주식회사 가스복사 버너
JP5464566B2 (ja) * 2007-09-06 2014-04-09 Jfeスチール株式会社 携帯型管状火炎バーナシステム
JP5520070B2 (ja) * 2010-02-05 2014-06-11 大阪瓦斯株式会社 片端閉塞型管状火炎バーナ
JP5770499B2 (ja) * 2011-03-15 2015-08-26 大阪瓦斯株式会社 管状火炎バーナ
JP5382093B2 (ja) * 2011-11-18 2014-01-08 Jfeスチール株式会社 管状火炎バーナおよびラジアントチューブ式加熱装置
JP5370465B2 (ja) * 2011-11-18 2013-12-18 Jfeスチール株式会社 長火炎バーナおよびラジアントチューブ式加熱装置
JP6263345B2 (ja) * 2013-08-19 2018-01-17 大陽日酸株式会社 燃焼除害装置
JP6206290B2 (ja) * 2014-03-26 2017-10-04 Jfeスチール株式会社 多重管状火炎バーナ
CN107062205B (zh) * 2017-05-15 2023-07-25 内蒙古科技大学 一种高效混合、均匀燃烧、壁面自冷却气体燃料燃烧装置
JP6863189B2 (ja) 2017-09-05 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 水素ガスバーナー装置用のノズル構造体
JP2020070946A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 株式会社伊原工業 ラジアントチューブバーナおよびその運転方法
JP2021188851A (ja) * 2020-06-02 2021-12-13 国立大学法人広島大学 バーナおよびバーナを用いた微粒子合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005188775A (ja) 2005-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4063216B2 (ja) 管状火炎バーナ
US6238206B1 (en) Low-emissions industrial burner
AU729656B2 (en) Oxy/oil swirl burner
JP5399462B2 (ja) バーナ装置を運転する方法
CN1050890C (zh) 低NOx排放的燃烧器和燃烧方法
AU713968B2 (en) Low emission swirl burner
US8393893B2 (en) Rotary furnace burner
US20090249789A1 (en) Burner tube premixer and method for mixing air and gas in a gas turbine engine
CN101514815B (zh) 燃气涡轮机燃烧器火焰稳定器
JPH0777316A (ja) 液状及び又はガス状の燃料のための燃料ランス及びそれを運転する方法
RU2468298C2 (ru) Постадийное сжигание топлива в горелке
JP2011021875A (ja) 予混合パイロット用途におけるリーン直接噴射
TW200404137A (en) Tubular flame burner, combustion controlling apparatus thereof and method for controlling combustion thereby
EP3450843B1 (en) Nozzle structure for hydrogen gas burner apparatus
JPH11281018A (ja) 管状火炎バーナ
JP2001254947A (ja) ガスタービン燃焼器
US9388983B2 (en) Low NOx burner with low pressure drop
JP4063174B2 (ja) 管状火炎バーナ
JP3873119B2 (ja) 円筒内旋回燃焼器
JP2005188844A (ja) 管状火炎バーナ
EP3714208B1 (en) Radiant wall burner
US20160102857A1 (en) Swirl jet burner
KR20120082647A (ko) 저녹스형 버너
JP2005003360A (ja) 管状火炎バーナ
JP5958981B2 (ja) ガスタービン燃焼器における火炎リフト距離変更方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060921

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071102

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: 20071211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4063216

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140111

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term