JP4085412B2

JP4085412B2 - バーナ

Info

Publication number: JP4085412B2
Application number: JP2003354273A
Authority: JP
Inventors: 市弥松林
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-10-14
Also published as: JP2005121258A

Description

本発明は、発泡スチロール油化装置の熱分解槽の熱源や、その他の高温の熱源を得るためのバーナに関し、より詳しくは１次燃焼筒の下流側に２次燃焼筒を設けて燃料の完全燃焼を図るものに関する。

燃焼ガス中のＮＯ_X含有量を低減するため、空気を多段に供給し、１次燃焼筒の下流側に２次燃焼筒を設けたバーナが下記特許文献として知られている。
このバーナは、先端が拡開したベルマウス状の１次燃焼筒の外側に、１次燃焼筒よりも直径の大なる２次燃焼筒が設けられ、その２次燃焼筒の先端をベルマウス状に拡開したものである。そして２次燃焼筒に供給される空気は、１次燃焼筒の先端のベルマウス部の外周と、２次燃焼筒の入口部との隙間から供給していた。

特開昭６０−３８５１３号公報

従来の２次燃焼筒を有するバーナは、１次燃焼筒の先端がベルマウス状に拡開され、その外周に２次空気が流通するため、２次燃焼筒の固定が面倒で、２次燃焼筒はケーシングに支持する必要があり、装置が大型化し量産性に欠けるという問題点があった。
そこで本発明は、１次燃焼筒と２次燃焼筒とを一体化すると共に、各燃焼筒の製造が容易で量産性に優れたコンパクトなバーナを提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、燃焼ノズル(1) と、
その燃焼ノズル(1) の軸線に同軸に、その先端から前方に配置され、軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一の断面形状とされた第１主燃焼部(2) を有する円筒形の１次燃焼筒(3) と、
その第１主燃焼部(2) に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第１主燃焼部(2) の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および／またはそれに近接して外周に開口する複数の２次空気口(7) を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第１主燃焼部(2) と同一直径の第２主燃焼部(10)となる２次燃焼筒(11)と、
前記１次燃焼筒(3) および２次燃焼筒(11)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、１次燃焼筒(3) の後端から空気が１次燃焼筒(3) 内に導入され、
２次燃焼筒(11)の２次空気口(7) から外筒(15)内の空気が導かれて、それが１次燃焼筒(3) の先端縁と２次燃焼筒(11)の中間絞り部(9) との間から第２主燃焼部(10)に供給されるバーナである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記第２主燃焼部(10)に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第２主燃焼部(10)の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および／またはそれに近接して外周に開口する複数の３次空気口(12)を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第２主燃焼部(10)と同一直径の第３主燃焼部(13)となる３次燃焼筒(14)と、
前記１次燃焼筒(3) および２次燃焼筒(11)並びに３次燃焼筒(14)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、
３次燃焼筒(14)の３次空気口(12)から外筒(15)内の空気が導かれて、それが２次燃焼筒(10)の先端縁と３次燃焼筒(14)の中間絞り部(9) との間から第３主燃焼部(13)に供給されるバーナである。

請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
３次燃焼筒(14)の第３主燃焼部(13)の外周に補助空気口(16)が複数開口し、そこから外筒(15)内の空気が第３主燃焼部(13)内に導かれるバーナである。
請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
３次燃焼筒(14)の前端部と外筒(15)の先端部とが連結固定され、１次燃焼筒(3) の後端と外筒(15)の後端とが連結固定されたバーナである。
請求項５に記載の本発明は、請求項４において、
外筒(15)の後端と、１次燃焼筒(3) の後端とが、燃焼ノズル(1) を被嵌する空気案内筒(23)を介して連結固定されたバーナである。

本発明のバーナは、１次燃焼筒３の第１主燃焼部２と２次燃焼筒11の第２主燃焼部10とが同一直径に形成され、それらが後絞り部６，後縁５を介して互いに連結され、そしてその後絞り部６および／またはその近傍の２次空気口７から外筒15内の空気が２次燃焼筒11の後半部４と第１主燃焼部２との空間を通り、第１主燃焼部２の先端から中間絞り部９に案内されて第２主燃焼部10に導かれるように構成したから、
２次空気の流通を円滑に行うと共に、２次燃焼筒11および１次燃焼筒３の製造が容易で且つ、それらの組立並びに接続強度の強いバーナとなり得る。
即ち、１次燃焼筒３および２次燃焼筒11を夫々単純な形状としつつ、両者の接続部を強固に接合固定し得る。そして第１主燃焼部２と２次燃焼筒11と外筒15との間に二重のエアー通路空間が形成され、外筒15の外面温度を可及的に低下させることができる。

上記構成に加えてさらに、３次燃焼筒14の後半部４を軸線方向に同一の空間を空けて第２主燃焼部10の外周に被嵌し、後絞り部６を介してその後縁５を第２主燃焼部10の外周に接続し、３次燃焼筒14の後絞り部６および／またはその近傍に３次空気口12を形成し、外筒15内の空気をそこから第３主燃焼部13に導くことができる。
この場合には、３次燃焼筒14の構造を単純なものとし且つ、３次燃焼筒14と２次燃焼筒11の接続構造を強固に行うことができる。それと共に、外筒15に伝達される熱を可及的に少なくすることができる。そして、第１主燃焼部２，第２主燃焼部10，第３主燃焼部13の存在により、燃焼ノズル１から噴射される燃料を完全燃焼させることができる。

上記構成に加えてさらに、３次燃焼筒14の第３主燃焼部13に補助空気口16を形成し、外筒15内の空気をその補助空気口16から第３主燃焼部13に導くことができる。それにより、さらに確実に燃料の完全燃焼を行うことができる。また、その構造を単純なものとし、製造し易く、バーナを安価に提供できる。
さらに上記構成に加えて、３次燃焼筒14の前端部と外筒15の先端部とを連結固定すると共に、１次燃焼筒３の後端と外筒15の後端とを連結固定することができる。
この場合には、燃焼筒と外筒とを一体化し、強度の強いバーナを提供できる。
上記構成において、外筒15の後端と１次燃焼筒３の後端とを空気案内筒23を介して連結固定することができる。それにより、バーナ全体の強度を充分保ちつつ、燃焼空気を円滑に導くバーナを提供できる。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明のバーナの一部破断正面図であり、各燃焼筒は軸線上でその下側を半断面としたものである。
このバーナは、中心に燃焼ノズル１が配置され、その燃焼ノズル１の外側を空気案内筒23が取り囲み、その空気案内筒23の先端に順に１次燃焼筒３と２次燃焼筒11と３次燃焼筒14とが連結されている。そしてそれらにより内筒を形成し、その内筒の外周に外筒15が空間を空けて被嵌されている。その外筒15の前端と３次燃焼筒14の前端部とが接続される共に、外筒15の後端と空気案内筒23の後端とが接続されている。この外筒15の後端部外周は、フランジ20にボルト等の締結手段を介して固定されている。

空気案内筒23はその両端が解放されると共に、外周に開口24が形成されて、そこから空気が矢印のように外筒15内に流入する。空気案内筒23の先端は僅かに内フランジ状に形成され、そこに１次燃焼筒３の後端が溶接等の手段により接続されている。
また、１次燃焼筒３の後端部内周には仕切板17が固定されている。この仕切板17の中心は開口し、その開口に燃焼ノズル１の先端が隣接する。またその仕切板17には、多数のタービュレータ19が切り起こし形成され、その切り起こされた孔18が空気口を形成する。

１次燃焼筒３は僅かの円錐部21を介して段付き状に形成されている。その円錐部21に多数の１次空気口25が形成されている。
１次燃焼筒３の後端部および先端部は、夫々直径の異なった円筒状に形成されている。そしてその軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一断面形状とされた第１主燃焼部２が設けられている。その第１主燃焼部２の外周には空間を空けて２次燃焼筒11の後半部４が被嵌されている。この２次燃焼筒11は、その後端部に後絞り部６を介して後縁５が設けられ、その後縁５の内周直径が第１主燃焼部２の外周直径に整合する。そして、その後縁５と第１主燃焼部２の外周とが溶接等の手段により接合されている。

後絞り部６に隣接した後半部４の外周には、多数の２次空気口７が設けられている。なお、後絞り部６にも２次空気口７を穿設することができる。或いは後絞り部６のみに２次空気口７を穿設することができる。
２次燃焼筒11の前半部８は、中間絞り部９を介して、後半部４より直径が小に形成され、内部に第２主燃焼部10を構成する。第２主燃焼部10の内周直径は、第１主燃焼部２の内周直径に等しい。２次燃焼筒11の中間絞り部９は、第１主燃焼部２の先端よりも僅かに前方から形成され、中間絞り部９と第１主燃焼部２の先端との間に２次空気の通路を形成する。

次に、２次燃焼筒11の第２主燃焼部10の外周には、３次燃焼筒14の後半部４が空間を空けて被嵌されている。その３次燃焼筒14の後端部には、後絞り部６を介して後縁５が設けられ、その後縁５の内周が第２主燃焼部10の外周に整合する。そしてその後縁５と第２燃焼部10の外周との間が溶接等の手段により固定されている。また、３次燃焼筒14の後半部４には、後絞り部６に隣接し多数の３次空気口12が周方向に等間隔に形成されている。
なお、その３次空気口12を後絞り部６にも設けることができる。

３次燃焼筒14の前半部８の内周は、２次燃焼筒11の第２主燃焼部10の内周と同一である。その３次燃焼筒14の前半部８の外周には、多数の補助空気口16が周方向に等間隔に形成されている。この３次燃焼筒14と２次燃焼筒11とは、筒状体として基本的に同一形状を有する。異なるのは、それに設けられた空気口の位置および空気口間のピッチのみである。外筒15の先端は内フランジ状に絞られ、その内フランジ部の内周と３次燃焼筒14の第３主燃焼部13外周とが溶接等の手段により接合されている。
なお、この例では２次燃焼筒11および３次燃焼筒14に形成された各空気口の直径は、下流側程大きく形成されると共に、下流側程各空気口間のピッチが広くなっている。外筒15の外周には、通常、断熱材が被覆される。

このようにしてなるバーナは、燃焼ノズル１から液体の燃料が噴射される。燃料の一例として、スチレン等の廃棄プラスチック材を油化したものを使用することができる。燃焼ノズル１からは、その燃料とエアーとの混合体が噴射され、それに点火される。そして空気案内筒23の孔18および円錐部21の１次空気口25から１次空気が供給され、第１主燃焼部２内で燃料が燃焼する。孔18から流入した１次空気は、タービュレータ19および燃焼ノズル１からのエアーの噴射に基づき軸線の周りに渦状に回転して流入する。燃焼ノズル１からの燃料は、さらに２次燃焼筒11の第２主燃焼部10により燃焼される。

このとき、２次燃焼筒11の２次空気口７から外筒15内の空気が流入し、第１主燃焼部２の先端と２次燃焼筒11の中間絞り部９との間を通り、それが第２主燃焼部10に導かれる。そして第２主燃焼部10内でより完全に燃料を燃焼させる。さらに第２主燃焼部10を通過した燃料は、３次燃焼筒14の第３主燃焼部13内で燃焼される。このとき、３次燃焼筒14の後半部４の３次空気口12から流入した空気は、第２主燃焼部10の外周を通り３次燃焼筒14の中間絞り部９と第２主燃焼部10の先端との間から、３次燃焼筒14の第３主燃焼部13内に流入する。そして第３主燃焼部13の前半部８の外周の補助空気口16からの空気と共に、燃料ガスをさらに完全燃焼させる。

なお、上記実施の形態では３次燃焼筒まで設けたが、さらに４次燃焼筒，５次燃焼筒を接続することもできる。その場合には、最終燃焼筒と外筒15の先端とが接続される。各燃焼筒どうしの接続は、１次燃焼筒と２次燃焼筒との接続と同様である。
また、３次燃焼筒以下を省略し、１次燃焼筒と２次燃焼筒のみとすることもできる。その場合には、２次燃焼筒の先端部と外筒15の先端部とが接続される。

本発明のバーナの一部破断正面図。

符号の説明

１燃焼ノズル
２第１主燃焼部
３１次燃焼筒
４後半部
５後縁
６後絞り部
７２次空気口
８前半部
９中間絞り部
10 第２主燃焼部
11 ２次燃焼筒
12 ３次空気口

13 第３主燃焼部
14 ３次燃焼筒
15 外筒
16 補助空気口
17 仕切板
18 孔
19 タービュレータ
20 フランジ
21 円錐部
23 空気案内筒
24 開口
25 １次空気口

Claims

燃料ノズル(1) と、
その燃焼ノズル(1) の軸線に同軸に、その先端から前方に配置され、軸線方向の少なくとも中間部から前端まで同一の断面形状とされた第１主燃焼部(2) を有する円筒形の１次燃焼筒(3) と、
その第１主燃焼部(2) に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第１主燃焼部(2) の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および／またはそれに近接して外周に開口する複数の２次空気口(7) を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第１主燃焼部(2) と同一直径の第２主燃焼部(10)となる２次燃焼筒(11)と、
前記１次燃焼筒(3) および２次燃焼筒(11)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、１次燃焼筒(3) の後端から空気が１次燃焼筒(3) 内に導入され、
２次燃焼筒(11)の２次空気口(7) から外筒(15)内の空気が導かれて、それが１次燃焼筒(3) の先端縁と２次燃焼筒(11)の中間絞り部(9) との間から第２主燃焼部(10)に供給されるバーナ。
請求項１において、
前記第２主燃焼部(10)に同軸に、軸線方向の後半部(4) が軸線方向に同一の空間を空けて被嵌されると共に、その後縁(5) が第２主燃焼部(10)の外周に後絞り部(6) を介して接続され且つ、その後絞り部(6) および／またはそれに近接して外周に開口する複数の３次空気口(12)を有し、前半部(8) が中間絞り部(9) を介して、前記第２主燃焼部(10)と同一直径の第３主燃焼部(13)となる３次燃焼筒(14)と、
前記１次燃焼筒(3) および２次燃焼筒(11)並びに３次燃焼筒(14)の外周に空間を空け且つ、それらと同軸に被嵌される断面直径が同一の円筒状の外筒(15)と、
を具備し、
３次燃焼筒(14)の３次空気口(12)から外筒(15)内の空気が導かれて、それが２次燃焼筒(10)の先端縁と３次燃焼筒(14)の中間絞り部(9) との間から第３主燃焼部(13)に供給されるバーナ。
請求項２において、
３次燃焼筒(14)の第３主燃焼部(13)の外周に補助空気口(16)が複数開口し、そこから外筒(15)内の空気が第３主燃焼部(13)内に導かれるバーナ。
請求項３において、
３次燃焼筒(14)の前端部と外筒(15)の先端部とが連結固定され、１次燃焼筒(3) の後端と外筒(15)の後端とが連結固定されたバーナ。
請求項４において、
外筒(15)の後端と、１次燃焼筒(3) の後端とが、燃焼ノズル(1) を被嵌する空気案内筒(23)を介して連結固定されたバーナ。