JP4139794B2 - Bright flame burner - Google Patents
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Description
本発明は、先端側にガス噴出部を備えたガス供給筒の外周部に、そのガス供給筒の軸心方向に沿う軸心方向視にて、環状の一次空気吐出口及び環状の二次空気吐出口が前記一次空気吐出口が内側に位置する状態で設けられ、前記二次空気吐出口から吐出される二次燃焼用空気を旋回させる二次旋回手段が設けられて、前記ガス噴出部から噴出されるガス燃料を輝炎を形成する状態で燃焼させるように構成された輝炎バーナに関する。 The present invention provides an annular primary air discharge port and an annular secondary air on an outer peripheral portion of a gas supply cylinder having a gas ejection part on the tip side, as viewed in the axial direction along the axial direction of the gas supply cylinder. A discharge port is provided in a state where the primary air discharge port is located inside, and a secondary swirling means for swirling the secondary combustion air discharged from the secondary air discharge port is provided, from the gas ejection part The present invention relates to a luminous flame burner configured to burn ejected gas fuel in a state where a luminous flame is formed.
かかる輝炎バーナは、ガス噴出部から噴出されるガス燃料を環状の一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気と環状の二次空気吐出口から旋回する状態で吐出される二次燃焼用空気とにより輝炎を形成する状態で燃焼させるものであり、例えば、ガラス溶解炉等の各種加熱炉の熱源として用いられるものである。
つまり、ガス供給筒の軸心方向に沿う軸心方向視(以下、ガス供給筒軸心方向視と記載する場合がある)にてガス供給筒の外周部に位置する環状の一次空気吐出口から一次燃焼用空気を吐出すると共に、ガス供給筒軸心方向視にて一次空気吐出口の外側に位置する環状の二次空気吐出口から旋回する状態で二次燃焼用空気を吐出することにより、二次燃焼用空気がその旋回中心側に流動するのを抑制して、ガス噴出部から噴出されたガス燃料と燃焼用空気との混合を緩やかに行わせるようにして、炭素粒を発生させながら燃焼させることにより輝炎が形成されるようにするものである。
Such a luminous flame burner is used for secondary combustion in which gas fuel ejected from a gas ejection section is swung from a primary combustion air discharged from an annular primary air outlet and swirled from an annular secondary air outlet. It burns in a state where a bright flame is formed with air, and is used as a heat source for various heating furnaces such as a glass melting furnace.
That is, from an annular primary air discharge port located at the outer peripheral portion of the gas supply cylinder in an axial direction view (hereinafter sometimes referred to as a gas supply cylinder axial direction view) along the axial direction of the gas supply cylinder. By discharging the primary combustion air and discharging the secondary combustion air in a state of swirling from the annular secondary air discharge port located outside the primary air discharge port as viewed in the axial direction of the gas supply cylinder, While suppressing the flow of the secondary combustion air to the swirl center side, the gas fuel jetted from the gas jetting part and the combustion air are gently mixed to generate carbon particles. A bright flame is formed by burning.
このような輝炎バーナにおいて、従来は、図8に示すように、円筒状の内側筒体41と同じく円筒状の外側筒体42とを互いに先端を揃えた状態で同心状に設け、内側筒体41の基端側部分に円筒状のガス供給筒5の先端部分を同心状に位置させて、ガス供給筒5の先端にガス噴出部Nを設け、そのガス供給筒5の先端周縁部と内側筒体41の内周面とにより環状の一次空気吐出口9を形成し、内側筒体41の先端と外側筒体42の先端とにより環状の二次空気吐出口11を形成していた。又、内側筒体41と外側筒体42との間の二次燃焼用空気流路43に、その二次燃焼用空気流路43を流動する二次燃焼用空気Aを旋回させるように二次旋回手段としての二次旋回羽根44を設けていた。
In such a luminous flame burner, conventionally, as shown in FIG. 8, a cylindrical inner
つまり、ガス噴出部Nからガス燃料Gを噴出すると共に、環状の一次空気吐出口9からその軸芯方向に沿って一次燃焼用空気Aを直進状に吐出して、それらガス燃料Gと一次燃焼用空気Aとを混合させつつ内側筒体41内を筒先端側に流動させて、混合状態で内側筒体41の先端開口部から流出させ、そのようにガス燃料Gと一次燃焼用空気Aとが混合して内側筒体41から流出する箇所の外周部に位置する環状の二次空気吐出口11から二次燃焼用空気Aを旋回状態で吐出するようになっていた。
That is, the gas fuel G is ejected from the gas ejection part N, and the primary combustion air A is linearly discharged from the annular primary air discharge port 9 along the axial direction, and the gas fuel G and the primary combustion are discharged. The
そして、ガス噴出部Nから噴出されたガス燃料Gを、内側筒体41内を流動する間に一次燃焼用空気Aにて酸素不足状態で炭素粒を発生させながら燃焼させつつ内側筒体41の先端から流出させ、更にその流出箇所にて二次空気吐出口からの二次燃焼用空気Aを混合させて燃焼させる、所謂、二段燃焼式にて燃焼させて、輝炎を形成するようになっていた(例えば、非特許文献1参照。)。
The gas fuel G ejected from the gas ejection part N is burned while generating carbon particles in the oxygen shortage state in the primary combustion air A while flowing in the inner
しかしながら、従来では、一次空気吐出口から直進状に吐出された一次燃焼用空気は、内側筒体内を流動している間はその筒壁により拡散が阻止されて筒中心側に流動し易いため、ガス燃料と一次燃焼用空気とは内側筒体内を流動している間に混合し易くて、ガス燃料が燃焼し易いので、炭素粒が発生し難い。
従って、従来では、炭素粒を発生させ難いことから、輝炎の発生率が低く、改善の余地があった。
However, conventionally, the primary combustion air discharged in a straight line from the primary air discharge port is prevented from being diffused by the cylinder wall while flowing in the inner cylinder, and thus easily flows to the cylinder center side. Since the gas fuel and the primary combustion air are easy to mix while flowing in the inner cylinder and the gas fuel is easy to burn, carbon particles are hardly generated.
Therefore, conventionally, since it is difficult to generate carbon particles, the generation rate of luminous flame is low, and there is room for improvement.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、輝炎の発生率を向上させ得る輝炎バーナを提供することにある。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the luminous flame burner which can improve the incidence rate of luminous flame.
本発明の輝炎バーナは、先端側にガス噴出部を備えたガス供給筒の外周部に、そのガス供給筒の軸心方向に沿う軸心方向視にて、環状の一次空気吐出口及び環状の二次空気吐出口が前記一次空気吐出口が内側に位置する状態で設けられ、前記二次空気吐出口から吐出される二次燃焼用空気を旋回させる二次旋回手段が設けられて、前記ガス噴出部から噴出されるガス燃料を輝炎を形成する状態で燃焼させるように構成されたものであって、
第1特徴構成は、前記一次空気吐出口の周方向に沿って分散する複数の羽根体を備えて、前記一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気を旋回させる一次旋回羽根が設けられ、
その一次旋回羽根の前記羽根体夫々が前記一次空気吐出口の径方向視にてその一次空気吐出口の軸心に対してその周方向一方側に傾斜する傾斜角度が、20〜40°の範囲に設定され、
前記ガス噴出部が、前記一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気の流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状ガス噴出部と、その直進状ガス噴出部よりも外周側に位置して、ガス燃料を放射状に噴出する放射状ガス噴出部とを備えて構成されている点を特徴とする。
The luminous flame burner according to the present invention has an annular primary air discharge port and an annular shape on the outer peripheral portion of a gas supply cylinder provided with a gas ejection part on the tip side, as viewed in the axial direction along the axial direction of the gas supply cylinder. Secondary air discharge port is provided in a state where the primary air discharge port is located on the inside, and a secondary swirling means for swirling secondary combustion air discharged from the secondary air discharge port is provided, The gas fuel ejected from the gas ejection part is configured to burn in a state of forming a luminous flame,
The first characteristic configuration includes a plurality of blade bodies dispersed along a circumferential direction of the primary air discharge port, and primary swirl vanes that swirl the primary combustion air discharged from the primary air discharge port are provided.
The inclination angle at which each of the blade bodies of the primary swirl blade is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the axial center of the primary air discharge port as viewed in the radial direction of the primary air discharge port is in the range of 20 to 40 °. is set to,
The gas jetting part is located on the outer peripheral side of the straight-going gas jetting part jetting gas fuel along the flow direction of the primary combustion air discharged from the primary air discharge port, and the straight-going gas jetting part And it is characterized by the point comprised with the radial gas ejection part which ejects gas fuel radially .
即ち、本願発明の発明者らは、輝炎の発生率を向上すべく鋭意研究し、一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気を旋回させる一次旋回羽根を設けて、その一次旋回羽根の羽根体夫々が一次空気吐出口の径方向視にてその一次空気吐出口の軸心に対してその周方向一方側に傾斜する傾斜角度(以下、単に羽根体の傾斜角度と記載する場合がある)を、20〜40°の範囲に設定すると、炭素粒の発生量を多くして輝炎の発生率を向上することができることを見出した。 That is, the inventors of the present invention have made intensive studies to improve the incidence of luminous flame, provided primary swirling blades that swirl the primary combustion air discharged from the primary air discharge port, and Inclination angle at which each blade body is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the axial center of the primary air discharge port when viewed in the radial direction of the primary air discharge port (hereinafter, sometimes simply referred to as the inclination angle of the blade body) ) Was set in the range of 20 to 40 °, it was found that the generation amount of carbon particles can be increased and the generation rate of luminous flame can be improved.
つまり、ガス供給筒軸心方向視にてガス供給筒の外周部に位置する環状の一次空気吐出口から一次燃焼用空気を一次旋回羽根にて旋回される状態で吐出させるようにして、一次空気吐出口、その外側の環状の二次空気吐出口から、それぞれ一次燃焼用空気、二次燃焼用空気を共に旋回状態で吐出させると、一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気は共に旋回中心側への流動が抑制されて、ガス噴出部から噴出されたガス燃料流の外周部を覆う状態で旋回して流動するので、ガス噴出部から噴出されたガス燃料流のうちの外側を通流するものから一次燃焼用空気又は二次燃焼用空気と混合する形態で、ガス燃料と一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気夫々との混合を徐々に行わせるようにすることが可能となる That is, the primary air is discharged from the annular primary air discharge port located on the outer periphery of the gas supply cylinder as viewed in the axial direction of the gas supply cylinder while being swung by the primary swirl vane. When both the primary combustion air and the secondary combustion air are discharged in a swirling state from the discharge port and the annular secondary air discharge port on the outer side, both the primary combustion air and the secondary combustion air are on the swivel center side. The flow to the outside is suppressed, and the gas fuel flow jetted from the gas jetting part is swirled in a state of covering the outer peripheral part of the gas fuel flow, so that it flows outside the gas fuel flow jetted from the gas jetting part. It is possible to gradually mix the gas fuel with the primary combustion air and the secondary combustion air in the form of mixing with the primary combustion air or the secondary combustion air.
そして、そのように、ガス噴出部からのガス燃料流のうちの外側を通流するものから一次燃焼用空気又は二次燃焼用空気と混合する形態で、ガス燃料と一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気夫々との混合を徐々に行わせるようにすると、ガス燃料流のうちの外側のものが一次燃焼用空気あるいは二次燃焼用空気と混合して燃焼する燃焼熱により、ガス燃料流のうちの内側のものが加熱されて熱分解されて炭素粒が発生するので、炭素粒を効率良く発生させながら燃焼させるようにすることが可能となる。 As such, the gas fuel, the primary combustion air, and the secondary combustion air are mixed with the primary combustion air or the secondary combustion air from the gas fuel flow from the gas ejection portion that flows outside. When mixing with each of the combustion airs is performed gradually, the outside of the gas fuel stream is mixed with the primary combustion air or the secondary combustion air and burned by the combustion heat. Since the inner one is heated and thermally decomposed to generate carbon particles, it is possible to burn while generating carbon particles efficiently.
但し、一次旋回羽根を設けるにしても、その一次旋回羽根の羽根体の傾斜角度を小さくするほど、一次燃焼用空気の旋回力が弱くなり、一次燃焼用空気が旋回中心側へ流動し易くなってガス燃料と混合され易くなるので、炭素粒の発生量が減少する傾向となる。
そして、本発明の発明者らは、炭素粒の発生量を増大させて輝炎の発生率を向上させることが可能な羽根体の傾斜角度の下限が20°であることを見出した。
However, even if the primary swirl vane is provided, the smaller the inclination angle of the blade body of the primary swirl vane, the weaker the swirl force of the primary combustion air and the easier the primary combustion air flows to the swirl center side. As a result, the amount of carbon particles generated tends to decrease.
Then, the inventors of the present invention have found that the lower limit of the inclination angle of the blade body, which can increase the generation amount of carbon grains and improve the generation rate of bright flames, is 20 °.
又、一次旋回羽根の羽根体の傾斜角度を大きくするほど、ガス燃料と一次燃焼用空気との混合を緩やかに行わせて炭素粒の発生量を多くすることができるのであるが、大きくし過ぎると、ガス燃料と一次燃焼用空気との混合が遅くなり過ぎて、リフトし易い傾向となる。
そして、本発明の発明者らは、リフトを十分に抑制できて安定燃焼を維持しながらも炭素粒の発生量を増大させて輝炎の発生率を向上させることが可能な羽根体の傾斜角度の上限が40°であることを見出した。
要するに、一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気を旋回させる一次旋回羽根を設けて、その一次旋回羽根の羽根体の傾斜角度を20〜40°の範囲に設定すると、安定燃焼させながら炭素粒の発生量を多くすることができるようになり、輝炎の発生率を向上させ得る輝炎バーナを提供することができるようになった。
In addition, the larger the tilt angle of the blade of the primary swirl vane, the more gently the gas fuel and primary combustion air are mixed to increase the amount of carbon particles generated. Then, the mixing of the gas fuel and the primary combustion air becomes too slow and tends to lift easily.
Then, the inventors of the present invention are able to sufficiently suppress the lift and maintain the stable combustion, while increasing the generation amount of carbon particles and improving the generation rate of the luminous flame, which can improve the luminous flame generation rate. It was found that the upper limit of was 40 °.
In short, when a primary swirl vane for swirling the primary combustion air discharged from the primary air discharge port is provided and the inclination angle of the blade body of the primary swirl vane is set in a range of 20 to 40 °, carbon is stably burned. The amount of generated particles can be increased, and a bright flame burner that can improve the generation rate of bright flames can be provided.
又、第1特徴構成によれば、放射状ガス噴出部から放射状に噴出されたガス燃料は、旋回状態で流動する一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気と緩やかに混合するものの、直進状ガス噴出部から噴出されたガス燃料よりも速く一次燃焼用空気又は二次燃焼用空気と混合して速く燃焼し、一方、直進状ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気の流動方向に沿って流動して緩やかに一次燃焼用空気又は二次燃焼用空気と混合して、直進状ガス噴出部から噴出されたガス燃料からの炭素粒の発生量が一段と多くなるので、直進状ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、放射状ガス噴出部からのガス燃料の燃焼による火炎にて保炎される状態で、炭素粒が効率良く発生しながら安定燃焼する。
つまり、炭素粒を効率良く発生させながらも、燃焼の安定性を向上させることが可能となるので、空気比の調整等、燃焼条件の調整範囲を広くすることが可能となり、使勝手を向上することができる。
Further, according to the first feature configuration, although the gas fuel radially ejected from the radial gas ejection section is gently mixed with the primary combustion air and the secondary combustion air flowing in the swirl state, the straight gas ejection Combusted faster by mixing with the primary combustion air or secondary combustion air faster than the gas fuel ejected from the section, while the gas fuel ejected from the straight gas ejection section is discharged from the primary air discharge port The amount of carbon particles generated from the gas fuel ejected from the straight gas ejection part is gradually mixed with the primary combustion air or the secondary combustion air flowing along the flow direction of the primary combustion air. Since it increases further, the gas fuel ejected from the straight gas ejection part is stably burned while efficiently generating carbon particles in a state where the gas fuel is held by the flame of the gas fuel combustion from the radial gas ejection part .
In other words, it is possible to improve the stability of combustion while efficiently generating carbon particles, so it is possible to widen the adjustment range of combustion conditions, such as adjustment of the air ratio, and improve usability. be able to.
ちなみに、ガス噴出部を、一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気の流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状ガス噴出部のみにて構成すると、炭素粒の発生量の増大には有利になるものの、ガス燃料と一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気との混合が一層遅くなる傾向となるので、安定燃焼を維持しながらの燃焼条件の調整範囲が多少狭くなり、使勝手の向上の面では多少不利となる。
又、ガス噴出部を、ガス燃料を放射状に噴出する放射状ガス噴出部のみにて構成すると、ガス燃料と一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気との混合を速くして燃焼を安定化させる上では有利になるものの、一次燃焼用空気及び二次燃焼用空気との混合が速くなることから炭素粒の発生量が少なくなるので、輝炎の発生率を向上させる上では多少不利となる。
従って、輝炎の発生率を十分に向上しながら、使い勝手をも向上することができるようになった。
By the way, if the gas jetting part is composed only of a straight gas jetting part that jets gas fuel along the flow direction of the primary combustion air discharged from the primary air discharge port, the amount of carbon particles generated will increase. However, since the mixing of the gas fuel with the primary combustion air and the secondary combustion air tends to be slower, the adjustment range of the combustion conditions while maintaining stable combustion is somewhat narrowed, which is convenient. This is somewhat disadvantageous in terms of improvement.
In addition, if the gas jetting part is constituted only by the radial gas jetting part that jets the gas fuel radially, the mixing of the gas fuel, the primary combustion air, and the secondary combustion air can be accelerated to stabilize the combustion. However, since mixing with the primary combustion air and the secondary combustion air becomes faster, the amount of carbon particles generated is reduced, which is somewhat disadvantageous for improving the luminous flame generation rate.
Accordingly, it is possible to improve the usability while sufficiently improving the generation rate of the luminous flame.
第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記直進状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量と前記放射状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量との比が、1:9〜5:5の範囲に設定されている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration is
The ratio of the amount of gaseous fuel ejected from the straight gas ejecting portion and the amount of gaseous fuel ejected from the radial gas ejecting portion is set in a range of 1: 9 to 5: 5. .
即ち、本願発明の発明者らは、輝炎の発生率を向上すべく鋭意研究し、上記第1特徴構成を備えたものにおいて、直進状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量と放射状ガス噴出部
からのガス燃料の噴出量との比(以下、直進対放射ガス噴出比と記載する場合がある)を1:9〜5:5の範囲に設定すると、輝炎の発生率を一層向上させるようにする上で好ましいことを見出した。
That is, the inventors of the present invention have intensively studied to improve the generation rate of luminous flames, and in the case of having the above first characteristic configuration, the amount of gas fuel ejected from the straight gas ejection portion and the radial gas ejection If the ratio of the amount of gas fuel ejected from the section (hereinafter sometimes referred to as a straight-to-radiant gas ejection ratio) is set in the range of 1: 9 to 5: 5, the luminous flame generation rate is further improved. It was found that this is preferable.
つまり、直進対放射ガス噴出比を1:9よりも直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が小さい比にすると、放射状ガス噴出部よりも炭素粒を発生させ易い直進状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量が少なくなるので、炭素粒の発生量が少なくなって輝炎の発生率を向上することができず、一方、直進対放射ガス噴出比を5:5よりも直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が大きい比にすると、炭素粒をより多く発生させることができるものの、燃焼が不安定になり易く、直進対放射ガス噴出比を1:9〜5:5の範囲に設定すると、輝炎の発生率を一層向上させるようにする上で好ましいことを見出したのである。 That is, when the ratio of the amount of jet from the straight gas jet portion is smaller than 1: 9, the ratio of the straight gas jet to the radiant gas jet ratio from the straight gas jet portion that is more likely to generate carbon particles than the radial gas jet portion. Since the amount of gas fuel injection is reduced, the generation rate of luminous flame cannot be improved by reducing the generation amount of carbon particles. On the other hand, the straight gas emission ratio is more than 5: 5. If the ratio of the amount of ejection from the section is large, more carbon particles can be generated, but combustion tends to be unstable, and the straight-to-radiant gas ejection ratio is in the range of 1: 9 to 5: 5. It has been found that the setting is preferable in order to further improve the generation rate of the luminous flame.
そして、直進対放射ガス噴出比を1:9〜5:5の範囲で、直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が小さい比に設定するほど、形成される火炎の幅が広くなり(換言すれば、長さが短くなり)、逆に、直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が大きい比に設定するほど、形成される火炎の幅が狭くなる(換言すれば、長さが長くなる)。
従って、直進対放射ガス噴出比を1:9〜5:5の範囲に設定することにより、輝炎の発生率を一層向上させながら、火炎を所定の形状に形成することができるようになった。
And the range of the flame which is formed becomes wide, so that the ratio of the amount of jets from the straight gas jet part is set to a small ratio in the range of 1: 9 to 5: 5. If the ratio of the amount of ejection from the straight gas ejection portion is set to a larger ratio, the width of the formed flame becomes narrower (in other words, the length becomes longer). Become).
Therefore, the flame can be formed in a predetermined shape while further improving the generation rate of the bright flame by setting the straight gas-to-radiant gas ejection ratio in the range of 1: 9 to 5: 5. .
第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成のいずれかに加えて、
前記一次空気吐出口からの一次燃焼用空気の吐出量と前記二次空気吐出口からの二次燃焼用空気の吐出量との比が、5:95〜20:80の範囲に設定されている点を特徴とする。
In addition to either the first or second feature configuration, the third feature configuration is
The ratio of the discharge amount of primary combustion air from the primary air discharge port and the discharge amount of secondary combustion air from the secondary air discharge port is set in a range of 5:95 to 20:80. Features a point.
即ち、本願発明の発明者らは、輝炎の発生率を向上すべく鋭意研究し、上記第1又は第2特徴構成を備えたものにおいて、一次空気吐出口からの一次燃焼用空気の吐出量と二次空気吐出口からの二次燃焼用空気の吐出量との比(以下、一次対二次空気吐出比と記載する場合がある)を、5:95〜20:80の範囲に設定すると、輝炎の発生率を一層向上させるようにする上で好ましいことを見出した。 That is, the inventors of the present invention have intensively studied to improve the generation rate of luminous flames, and in the one having the first or second characteristic configuration, the discharge amount of primary combustion air from the primary air discharge port And the ratio of the amount of secondary combustion air discharged from the secondary air discharge port (hereinafter sometimes referred to as primary to secondary air discharge ratio) in the range of 5:95 to 20:80 The present inventors have found that it is preferable to further improve the generation rate of luminous flame.
つまり、一次対二次空気吐出比を5:95よりも一次空気吐出口からの吐出量の比率が小さい比に設定すると、直進状ガス噴出部から噴出されるガス燃料の流動域の近くを流動してそれと混合され易い一次燃焼用空気が少なくなり過ぎて燃焼が不安定になり易く、一方、一次対二次空気吐出比を20:80よりも一次空気吐出口からの吐出量の比率が大きい比に設定すると、直進状ガス噴出部から噴出されるガス燃料の流動域の近くを流動してそれと混合され易い一次燃焼用空気が多くなり過ぎて、炭素粒の発生量が少なくなって輝炎の発生率を向上することができず、一次対二次空気吐出比を5:95〜20:80の範囲に設定すると、輝炎の発生率を一層向上させるようにする上で好ましいことを見出したのである。
従って、一次対二次空気吐出比を5:95〜20:80の範囲に設定することにより、輝炎の発生率を一層向上させることができるようになった。
In other words, if the primary to secondary air discharge ratio is set to a ratio in which the ratio of the discharge amount from the primary air discharge port is smaller than 5:95, it flows in the vicinity of the flow region of the gas fuel ejected from the straight gas ejection portion. The primary combustion air that tends to be mixed with it becomes too small and the combustion tends to become unstable. On the other hand, the ratio of the discharge amount from the primary air discharge port is larger than the primary to secondary air discharge ratio of 20:80. If the ratio is set, the amount of primary combustion air that tends to flow near the flow region of the gas fuel jetted from the straight gas jet part and easily mix with it increases, and the generation amount of carbon particles decreases, resulting in a bright flame. It has been found that when the primary to secondary air discharge ratio is set in the range of 5:95 to 20:80, it is preferable to further improve the luminous flame generation rate. It was.
Therefore, by setting the primary to secondary air discharge ratio in the range of 5:95 to 20:80, the generation rate of the bright flame can be further improved.
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
輝炎バーナBは、例えば、図6及び図7に示すように、水ガラスを溶解するガラス溶解炉30の加熱用として用いる。この水ガラスの溶解温度は1000〜1300°Cであるので、輝炎バーナBにより、溶解対象の水ガラスを溶解可能なように1000〜1300°C程度に加熱する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the bright flame burner B is used for heating a
ガラス溶解炉30は、炉本体31内の下部に溶解槽32を設け、その溶解槽32の上部に四方の側壁33及び天井壁34により平面視で矩形状の炉内空間35を区画形成して構成してある。
輝炎バーナBは、ガス燃料及び燃焼用空気を溶解槽32の上方に対して横方向に噴出するように、一側壁33に形成したバーナ設置用開口部1に保持して設け、天井壁34における輝炎バーナBの側とは反対側の端部に排気口36を設けると共に、その排気口36に排気路37を接続して、輝炎バーナBにより溶解槽32の上方に輝炎の発生率が高い火炎Fを横向きに形成し、その燃焼排ガスを排気口36から排気路37を通じて排出するようにしてある。
The
The bright flame burner B is provided to be held in the
輝炎バーナBを設けたバーナ設置用の側壁33の両端に連なる両側壁33夫々における輝炎バーナBの側の端部に、ガラス原料の投入口38を設け、溶解槽32の底部における輝炎バーナBの側とは反対側の端部に取り出し口39を設けてある。
つまり、両側の投入口38からガラス原料を溶解槽32に投入して、そのガラス原料を、取り出し口39の側に向かって流動させながら溶融させ、取り出し口39を通じて、清浄な溶融ガラスを取り出すように構成してある。
A glass
That is, the glass raw material is introduced into the
図1及び図2に示すように、輝炎バーナBは、炉壁の一部を構成すると共に円形の前記バーナ設置用開口部1を形成するバーナタイル2、そのバーナタイル2に装着するバーナ本体M、バーナ本体Mに燃焼用空気Aを供給する送風機3、及び、その送風機3にてバーナ本体Mに供給される燃焼用空気Aを前記排気路37を通流する燃焼排ガスと熱交換して燃焼用空気Aを予熱する排熱回収熱交換器4等を備えて構成してある。
バーナ本体Mは、先端側にガス噴出部Nを備えた円筒状のガス供給筒5、一次燃焼用空気Aを通流させる円筒状の内側燃焼筒6、及び、二次燃焼用空気Aを通流させる円筒状の外側燃焼筒7を、内側からガス供給筒5、内側燃焼筒6、外側燃焼筒7の順に並べて同心状に配設した状態で一体的に組み付けて構成してある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the luminous flame burner B comprises a
The burner body M has a cylindrical
前記バーナ本体Mの各部について説明を加える。
前記ガス供給筒5は、先端側に先端側ほど小径となる先細り部5tを備えると共に、その先端及び後端を閉塞してある。
前記内側燃焼筒6は、前記バーナタイル2のバーナ設置用開口部1よりも小径となるように形成し、前記外側燃焼筒7は、外径が前記バーナタイル2のバーナ設置用開口部1と略同径となるように形成してある。
そして、前記ガス供給筒5、前記内側燃焼筒6及び前記外側燃焼筒7を、先端を互いに揃え且つ内側燃焼筒6の後端をガス供給筒5の後端よりも引退させ且つ外側燃焼筒7の後端を内側燃焼筒6の後端よりも引退させた状態で互いに同心状に設け、内側燃焼筒6及び外側燃焼筒7夫々の後端を閉塞してある。
A description will be given of each part of the burner body M.
The
The inner combustion cylinder 6 is formed to have a smaller diameter than the
Then, the
そして、前記ガス供給筒5と前記内側燃焼筒6との間に一次燃焼用空気Aを通流させる一次空気流路8を形成すると共に、ガス供給筒5の先端部と内側燃焼筒6の先端部とにより環状の一次空気吐出口9を形成し、内側燃焼筒6と前記外側燃焼筒7との間に二次燃焼用空気を通流させる二次空気流路10を形成すると共に、内側燃焼筒6の先端部と前記外側燃焼筒7の先端部とにより環状の二次空気吐出口11を形成するように構成してある。
A primary
つまり、ガス供給筒5の外周部に、環状の一次空気吐出口9及び環状の二次空気吐出口11を、前記ガス供給筒5の軸心方向に沿う軸心方向視にて一次空気吐出口9が内側に位置し且つガス供給筒軸心方向において一次空気吐出口9及び二次空気吐出口11が同位置又は略同位置に位置する状態で設けてある。
That is, the annular primary air discharge port 9 and the annular secondary
又、一次空気吐出口9には、その一次空気吐出口9の周方向に沿って分散する複数の羽根体12wを備えて、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aを旋回させる一次旋回羽根12を設けてある。
図3にも示すように、その一次旋回羽根12の羽根体12w夫々が一次空気吐出口9の径方向視にてその一次空気吐出口9の軸心、即ち、ガス供給筒軸心Pに対してその周方向一方側に傾斜する傾斜角度αを、20〜40°の範囲に設定してある。
Further, the primary air discharge port 9 is provided with a plurality of
As shown also in FIG. 3, each
更に、前記一次空気流路8には、前記一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流速を変更調節自在なオリフィス13を設けてある。
このオリフィス13は、図4にも示すように、周方向に複数の開口部を備えた環状の2枚のプレート13a,13bを一方が固定され且つ他方がガス供給筒軸心周りに回動自在な状態で互いに重ねて、ガス供給筒5と内側燃焼筒6との間に配設し、回動自在な方の回動用プレート13aを回動操作するための操作片13cを内側燃焼筒6の外方側に突出させてある。
Furthermore, the primary
As shown in FIG. 4, the
そして、外部より操作片13cを用いて回動用プレート13aを回動させることにより、その回動用プレート13aの開口部の周方向での位相を変更調節して、一次燃焼用空気Aを通過させる通気窓13dの開口面積を変更することにより、オリフィス13を通過する一次燃焼用空気Aの流速を変更調節して、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流速を変更調節するように構成してある。
Then, by rotating the
又、二次空気吐出口11には、その二次空気吐出口11から吐出される二次燃焼用空気Aを旋回させる二次旋回手段としての二次旋回羽根14を設けてある。
この二次旋回羽根14は、二次空気吐出口11の周方向に沿って分散する複数の羽根体14wを備えて、二次空気吐出口11から吐出される二次燃焼用空気Aを旋回させように構成してあり、図示は省略するが、その二次旋回羽根14の羽根体14w夫々の傾斜角度αは、例えば20〜40°の範囲で、前記一次旋回羽根12の傾斜角度αよりも大きい角度に設定してある。
The secondary
The
そして、環状の一次空気吐出口9から、一次燃焼用空気Aが旋回する状態で一次空気吐出口9の軸心方向、即ちガス供給筒軸心方向に沿って吐出され、ガス供給筒軸心方向視にて一次空気吐出口9の外側の環状の二次空気吐出口11から、二次燃焼用空気Aが一次空気吐出口9から吐出された一次燃焼用空気流Aの外周部を旋回する状態で二次空気吐出口11の軸心方向、即ちガス供給筒軸心方向に沿って吐出される。
Then, the primary combustion air A is discharged from the annular primary air discharge port 9 along the axial direction of the primary air discharge port 9, that is, along the gas supply cylinder axis direction in a state of swirling, and the gas supply cylinder axis direction The state in which the secondary combustion air A swirls around the outer peripheral portion of the primary combustion air flow A discharged from the primary air discharge port 9 from the annular secondary
前記ガス噴出部Nは、前記一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流動方向に沿わせてガス燃料Gを噴出する直進状ガス噴出部としての1個の直進用ガス噴出孔15と、その直進用ガス噴出孔15よりも外周側に位置して、ガス燃料Gを放射状に噴出する放射状ガス噴出部としての複数個(この実施形態では8個)の放射用ガス噴出孔16とを備えて構成してある。 The gas ejection part N is a single straight gas ejection hole as a straight gas ejection part that ejects the gas fuel G along the flow direction of the primary combustion air A discharged from the primary air discharge port 9. 15 and a plurality of (8 in this embodiment) radiating gas ejection holes 16 as radial gas ejection portions which are located on the outer peripheral side of the straight gas ejection holes 15 and radially eject gas fuel G. And is configured.
前記直進用ガス噴出孔15は、前記ガス供給筒5の先端を閉塞する先端壁の中心に、孔軸心をガス供給筒軸心方向に沿わせた状態で穿設して設け、前記8個の放射用ガス噴出孔16は、孔軸心がガス供給筒5の径方向に対してガス供給筒先端側に傾斜する前方傾斜状にて、前記ガス供給筒5の先細り部5tの周壁に周方向に等間隔で分散させて穿設して設けてある。
The straight gas ejection holes 15 are provided in the center of the distal end wall that closes the distal end of the
つまり、前記直進用ガス噴出孔15により、ガス燃料Gが、環状の一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流動方向に沿わせて直進状に噴出され、8個の放射用ガス噴出孔16により、ガス燃料Gが、直進用ガス噴出孔15の外側から一次燃焼用空気Aの流動方向向きに先拡がり状の放射状に噴出されることになる。 That is, the gas fuel G is jetted in a straight line along the flow direction of the primary combustion air A discharged from the annular primary air discharge port 9 through the straight gas jet holes 15, and is used for eight radiations. By the gas ejection holes 16, the gas fuel G is ejected radially outwardly from the outside of the straight traveling gas ejection holes 15 in the flow direction of the primary combustion air A.
前記直進状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量と前記放射状ガス噴出部からのガス燃料の噴出量との比である直進対放射ガス噴出比は、1:9〜5:5の範囲に設定する。そして、この実施形態では、直進対放射ガス噴出比は、前記直進状ガス噴出部としての直進用ガス噴出孔15の口径及び個数と前記放射状ガス噴出部としての放射用ガス噴出孔16の口径及び個数とに基づいて、設置対象のガラス溶解炉の形状等により設定する。
The ratio of straight-to-radiant gas ejection, which is the ratio of the amount of gas fuel ejected from the straight gas ejection portion and the amount of gas fuel ejection from the radial gas ejection portion, is set in the range of 1: 9 to 5: 5. To do. In this embodiment, the ratio of the straight-to-radiant gas ejection ratio is the diameter and number of the straight-going gas ejection holes 15 as the straight-advancing gas ejection part, the diameter of the radiation
即ち、前記直進対放射ガス噴出比を1:9〜5:5の範囲で、直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が小さい比に設定するほど、形成される火炎の幅が広くなり、逆に、直進状ガス噴出部からの噴出量の比率が大きい比に設定するほど、形成される火炎の幅が狭くなる。 That is, in the range of the straight-to-radiant gas jet ratio in the range of 1: 9 to 5: 5, the smaller the ratio of the jet amount from the straight-going gas jet portion, the wider the width of the flame formed. On the contrary, the width of the flame formed becomes narrower as the ratio of the ejection amount from the straight gas ejection portion is set to be larger.
そして、上述のような配置形態にて前記ガス供給筒5、前記内側燃焼筒6及び前記外側燃焼筒7等を一体的に組み付けて構成したバーナ本体Mを、外側燃焼筒7の先端部分を前記バーナ設置用開口部1に内嵌させた状態で、前記バーナタイル2に保持する。
And the burner main body M constructed by integrally assembling the
図1に示すように、都市ガス等のガス燃料Gが供給されるガス供給路17を、前記ガス供給筒5の後端に接続してある。
そして、そのガス供給路17を通じてガス燃料Gをガス供給筒5に供給して、前記直進用ガス噴出孔15及び8個の放射用ガス噴出孔16により噴出するようにしてある。
As shown in FIG. 1, a
The gas fuel G is supplied to the
前記ガス供給路17には、ガス燃料Gの供給を断続する開閉弁18、及び、ガス燃料Gの供給量を調節するガス供給量調節弁19を設けてある。
The
前記送風機3からの燃焼用空気Aを導く主空気供給路20を一次空気供給路21と二次空気供給路22に分岐し、一次空気供給路21を内側燃焼筒6の後端の周壁に接続し、二次空気供給路22を外側燃焼筒7の後端の周壁に接続してある。つまり、一次空気供給路21を通じて一次燃焼用空気Aを内側燃焼筒6内に供給して、前記一次空気吐出口9から吐出し、二次空気供給路22を通じて二次燃焼用空気Aを外側燃焼筒7内に供給して、前記二次空気吐出口11から吐出するように構成してある。
A main
一次空気供給路21には一次空気調節用ダンパ23を設け、二次空気供給路22には二次空気調節用ダンパ24を設けて、それら一次空気調節用ダンパ23及び二次空気調節用ダンパ24夫々の調節により、主空気供給路20からの燃焼用空気Aの一次空気供給路21及び二次空気供給路22への分流比率、即ち、一次空気吐出口9からの一次燃焼用空気Aの吐出量と二次空気吐出口11からの二次燃焼用空気Aの吐出量との比である一次対二次空気吐出比を調節するように構成してある。
The primary
直進用ガス噴出孔15からのガス燃料Gの噴出量と8個の放射用ガス噴出孔16からのガス燃料Gの噴出量とを合わせた総合ガス燃料噴出量は、前記ガス供給量調節弁19により調節し、一次空気吐出口9からの一次燃焼用空気Aの吐出量と二次空気吐出口11からの二次燃焼用空気Aの吐出量とを合わせた総合燃焼用空気吐出量は、前記送風機3の回転速度の調節により、総合ガス燃料噴出量に対して所定の設定空気比となるように調節するようにしてある。
The total gas fuel ejection amount, which is the sum of the ejection amount of the gas fuel G from the straight gas ejection holes 15 and the ejection amount of the gas fuel G from the eight radiation gas ejection holes 16, is determined by the gas supply
又、前記送風機3にて総合燃焼用空気吐出量を調節する状態で、一次空気調節用ダンパ23及び二次空気調節用ダンパ24にて一次対二次空気吐出比を調節するようになっている。ちなみに、一次対二次空気吐出比は、5:95〜20:80の範囲に調節するようになっている。
Further, the primary-secondary air discharge ratio is adjusted by the primary
尚、総合ガス燃料噴出量を調節するためのガス供給量調節弁19の制御及び総合燃焼用空気吐出量を調節するための送風機3の制御は、輝炎バーナBの制御部(図示省略)により自動的に行うように構成してある。又、一次対二次空気吐出比の調節は、一次空気調節用ダンパ23及び二次空気調節用ダンパ24を手動操作することにより行うようになっている。
The control of the gas supply
この実施形態においては、直進用ガス噴出孔15から噴出されるガス燃料G及び放射用ガス噴出孔16から噴出されるガス燃料G夫々の流速は、30〜40m/secの範囲に設定し、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気A及び二次空気吐出口11から吐出される二次燃焼用空気A夫々の流速を、一次燃焼用空気Aの流速の方が速くなる条件で10〜20m/secの範囲に設定してある。
In this embodiment, the flow rates of the gas fuel G ejected from the straight gas ejection holes 15 and the gas fuel G ejected from the radiation gas ejection holes 16 are set in a range of 30 to 40 m / sec, The flow rates of the primary combustion air A discharged from the air discharge port 9 and the secondary combustion air A discharged from the secondary
以下、図1に基づいて、上述のように構成した輝炎バーナの燃焼形態について説明する。
直進用ガス噴出孔15により、ガス燃料Gがガス供給筒軸心方向に沿って直進状に噴出され、8個の放射用ガス噴出孔16により、直進用ガス噴出孔15の外側からその直進用ガス噴出孔15からのガス燃料Gの噴出方向向きに、ガス燃料Gが先拡がり状の放射状に噴出され、環状の一次空気吐出口9により、8個の放射用ガス噴出孔16の外側から一次燃焼用空気Aが旋回する状態でガス供給筒軸心方向に沿って吐出され、環状の二次空気吐出口11により、一次空気吐出口9の外側から二次燃焼用空気Aがガス供給筒軸心方向に沿って吐出される。
すると、共に旋回状態で吐出される一次燃焼用空気A及び二次燃焼用空気Aは共に旋回中心側への流動が抑制されるので、直進用ガス噴出孔15及び8個の放射用ガス噴出孔16から噴出されたガス燃料Gのうちの外側を通流するものから一次燃焼用空気A又は二次燃焼用空気Aと混合する形態で、ガス燃料Gと一次燃焼用空気A及び二次燃焼用空気Aとの混合が緩やかに行われる。
そして、直進用ガス噴出孔15及び8個の放射用ガス噴出孔16からのガス燃料流Gのうちの外側を通流するものから一次燃焼用空気A又は二次燃焼用空気Aと混合する形態で、ガス燃料Gと一次燃焼用空気A及び二次燃焼用空気Aとの混合が緩やかに行われると、ガス燃料流Gのうちの外側のものが一次燃焼用空気Aあるいは二次燃焼用空気Aと混合して燃焼する燃焼熱により、ガス燃料流Gのうちの内側のものが加熱されて熱分解されて炭素粒が発生するので、直進用ガス噴出孔15及び8個の放射用ガス噴出孔16から噴出されたガス燃料Gは、炭素粒が効率良く発生しながら燃焼して輝炎の発生率が高い火炎Fが形成される。
Hereinafter, based on FIG. 1, the combustion form of the luminous flame burner comprised as mentioned above is demonstrated.
The gas fuel G is jetted in a straight line along the axial direction of the gas supply cylinder by the straight gas jet holes 15, and is used for straight running from the outside of the straight gas jet holes 15 by the eight radiation gas jet holes 16. The gas fuel G is jetted radially in the direction of jetting of the gas fuel G from the gas jet holes 15, and is primary from the outside of the eight radiation gas jet holes 16 by the annular primary air discharge ports 9. The combustion air A is discharged along the axial direction of the gas supply cylinder while swirling, and the secondary combustion air A is discharged from the outside of the primary air discharge opening 9 by the annular secondary
Then, both the primary combustion air A and the secondary combustion air A that are discharged in a swirl state are restrained from flowing toward the swirl center, and therefore, the straight-travel gas ejection holes 15 and the eight radiation gas ejection holes. Gas fuel G, primary combustion air A, and secondary combustion air A are mixed with the primary combustion air A or the secondary combustion air A from the gas fuel G ejected from 16 that flows outside. Mixing with the air A is performed gently.
And the form which mixes with the primary combustion air A or the secondary combustion air A from what flows outside the gas fuel flow G from the straight
しかも、8個の放射用ガス噴出孔16から放射状に噴出されたガス燃料Gは、旋回状態で流動する燃焼用空気Aと緩やかに混合するものの、直進用ガス噴出孔15から噴出されたガス燃料Gよりも速く一次燃焼用空気A又は二次燃焼用空気Aと混合して速く燃焼し、直進用ガス噴出孔15から噴出されたガス燃料Gは、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流動方向に沿って流動して緩やかに一次燃焼用空気A又は二次燃焼用空気Aと混合して、直進用ガス噴出孔15から噴出されたガス燃料Gからの炭素粒の発生量が一段と多くなるので、直進用ガス噴出孔15から噴出されたガス燃料Gは、8個の放射用ガス噴出孔16からのガス燃料Gの燃焼による火炎にて保炎される状態で、炭素粒が効率良く発生しながら安定燃焼することになり、輝炎の発生率が一層高くなるのである。 Moreover, although the gas fuel G ejected radially from the eight radiation gas ejection holes 16 is gently mixed with the combustion air A flowing in the swirl state, the gas fuel ejected from the straight gas ejection holes 15 Gas fuel G mixed with the primary combustion air A or the secondary combustion air A faster than G and combusted faster and ejected from the straight gas ejection holes 15 is primary combustion discharged from the primary air discharge ports 9. Of carbon particles from the gas fuel G ejected from the straight gas ejection holes 15 by flowing along the flow direction of the combustion air A and gently mixing with the primary combustion air A or the secondary combustion air A Since the amount is further increased, the gas fuel G ejected from the straight gas ejection holes 15 is retained in the flame by the combustion of the gas fuel G from the eight radiation gas ejection holes 16, and carbon Stable combustion with efficient generation of grains Will be the incidence of luminous flame is of even higher.
次に、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aを旋回させる一次旋回羽根12を設けてその一次旋回羽根12の羽根体12w夫々の傾斜角度を20〜40°の範囲に設定することにより、輝炎の発生率を向上することができる点を検証した結果を説明する。
Next,
かかる輝炎バーナBを上述したガラス溶解炉30の熱源として用いる場合、投入口38から投入されるガラス原料を速く溶融させるのが好ましいので、炉内空間35の手前側(輝炎バーナBの設置側)の部分(例えば、奥行の1/3程度の範囲)の加熱温度を高くする必要があり、そして、輝炎バーナBにて形成する火炎Fの輝炎の発生率を高くすることにより、炉内空間35の手前側の部分の加熱温度を高くすることが可能となる。
そこで、この検証試験では、羽根体12wの傾斜角度が異なる複数の一次旋回羽根12を付け換えながらガラス溶解炉30を運転して、炉内空間35における前後方向に沿う方向での各位置において、羽根体12wの傾斜角度と炉内空間35の温度(以下、炉温と称する場合がある)との関係を調べた。
When such a luminous flame burner B is used as a heat source for the
Therefore, in this verification test, the
ちなみに、検証試験にて用いたガラス溶解炉30の炉内空間35の奥行、幅はそれぞれ6970mm、1700mmであり、溶解槽32の底部から天井壁34までの高さは1700mmであり、輝炎バーナBは、溶解槽32の底面から天井壁3までの間の略中間の高さの位置に設けてある。
そして、溶解槽32の底面から600mmの高さの位置の炉温を計測した。
又、検証試験に用いた輝炎バーナBの燃焼量は2600kWであり、排熱回収熱交換器4による燃焼用空気Aの予熱温度は90°Cである。
Incidentally, the depth and width of the
And the furnace temperature of the position of 600 mm height from the bottom face of the
The combustion amount of the bright flame burner B used for the verification test is 2600 kW, and the preheating temperature of the combustion air A by the exhaust heat
検証試験の結果を図5に示す。
図5には、輝炎バーナBの先端からの距離が500mmの位置(図5のP500)、1250mmの位置(図5のP1250)、3000mmの位置(図5のP3000)及び6000mmの位置(図5のP6000)の夫々における羽根体12wの傾斜角度と炉温との関係を示す。
尚、検証試験では、羽根体12wの傾斜角度を40°よりも大きくすると、ガス燃料Gと一次燃焼用空気Aとの混合が遅くなり過ぎて、火炎がリフトし易くなり、燃焼の安定性が低下することが分かったので、図5では、羽根体12wの傾斜角度が0〜40°の範囲について図示して、羽根体12wの傾斜角度が40°よりも大きい範囲については図示を省略している。
The result of the verification test is shown in FIG.
FIG. 5 shows that the distance from the tip of the bright flame burner B is 500 mm (P 500 in FIG. 5), 1250 mm (P 1250 in FIG. 5), 3000 mm (P 3000 in FIG. 5), and 6000 mm. position shows the relationship between the inclination angle and the furnace temperature Metropolitan of
In the verification test, if the inclination angle of the
輝炎バーナBの先端からの距離が500mmの位置及び1250mmの位置では、羽根体12wの傾斜角度が40°から小さくなるほど炉温が低くなり、その傾斜角度が小さくなるに伴って炉温が低くなる低下率は、羽根体12wの傾斜角度が20°よりも小さい範囲では20〜40°の範囲に比べて大きい。
つまり、一次旋回羽根12の羽根体12wの傾斜角度を20〜40°の範囲に設定すると、輝炎の発生率を顕著に向上させることができて、炉内空間35における手前側の部分の加熱温度を顕著に高くすることができるのである。
At a position where the distance from the tip of the bright flame burner B is 500 mm and a position of 1250 mm, the furnace temperature decreases as the inclination angle of the
That is, if the inclination angle of the
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 前記直進状ガス噴出部としての前記直進用ガス噴出孔15の設置個数は、上記の実施形態において例示した1個に限定されるものではなく、複数個でも良い。
又、前記放射状ガス噴出部としての前記放射用ガス噴出孔16の設置個数は、上記の実施形態において例示した8個に限定されるものではないが、ガス燃料Gを放射状に噴出するためには、少なくとも3個以上が好ましい。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) The number of the gas jet holes 15 for rectilinear advance as the straight gas jet part is not limited to the one exemplified in the above embodiment, but may be plural.
Further, the number of the radiation gas ejection holes 16 as the radial gas ejection portions is not limited to the eight illustrated in the above embodiment, but in order to eject the gas fuel G radially. At least 3 or more are preferable.
(ロ) 前記直進状ガス噴出部は、上記の実施形態のように直進用ガス噴出孔15をガス供給筒5に穿設して構成するのに代えて、筒状のガスノズルをガス供給筒5の先端壁にそれから突出する状態で設けて構成しても良い。
又、前記放射状ガス噴出部は、上記の実施形態のように複数の放射用ガス噴出孔16をガス供給筒5の周壁に周方向に分散させて穿設して構成するのに代えて、複数の筒状ガスノズルをガス供給筒5の周壁にその周壁から突出する状態で周方向に分散させて設けて構成しても良い。
(B) The straight gas jet part is configured by forming a straight
Further, the radial gas jetting portion is provided with a plurality of radiating gas jetting holes 16 dispersed in the circumferential direction of the
(ハ) 上記の実施形態においては、前記直進状ガス噴出部及び前記放射状ガス噴出部に対して、前記ガス供給筒5という共通の供給系統にてガス燃料を供給するように構成する場合について例示したが、別個の供給系統にてガス燃料を供給するように構成しても良い。
この場合、各供給系統を通じて前記直進状ガス噴出部と前記放射状ガス噴出部とに供給するガス燃料の比率を調節自在なガス噴出比率調節手段を設けて、直進対放射ガス噴出比を変更調節自在なように構成しても良い。
この場合は、例えば、ガス噴出比率調節手段を用いて直進対放射ガス噴出比を変更調節することにより、火炎形状を、輝炎バーナの設置対象の加熱炉の形状に適合させる等、任意に変更することができる。
(C) In the above-described embodiment, an example is shown in which gas fuel is supplied to the rectilinear gas ejection portion and the radial gas ejection portion through a common supply system called the
In this case, a gas jet ratio adjusting means capable of adjusting the ratio of gas fuel supplied to the straight gas jet section and the radial gas jet section through each supply system is provided, and the straight-to-radiant gas jet ratio can be changed and adjusted. You may comprise as follows.
In this case, for example, by changing and adjusting the straight-to-radiant gas ejection ratio using the gas ejection ratio adjusting means, the flame shape is arbitrarily changed, for example, to match the shape of the heating furnace to which the luminous flame burner is installed. can do.
(ニ) 上記の実施形態においては、一次空気調節用ダンパ23及び二次空気調節用ダンパ24を設けて一次対二次空気吐出比を調節自在なように構成する場合について例示したが、前記一次空気調節用ダンパ23及び前記二次空気調節用ダンパ24を省略して、一次対二次空気吐出比を固定的に設定するように構成しても良い。この場合、輝炎の発生率を向上させるには、一次対二次空気吐出比を5:95〜20:80の範囲に設定するのが好ましい。
( D ) In the above embodiment, the primary
(ホ) 前記一次旋回羽根12の羽根体12wの傾斜角度と前記二次旋回羽根14の羽根体14wの傾斜角度との関係としては、上記の実施形態では、二次旋回羽根14の羽根体14wの傾斜角度の方を大きくしたが、一次旋回羽根12の羽根体12wの傾斜角度の方を大きくしたり、両者を同一にしても良い。
( E ) As the relationship between the inclination angle of the
(ヘ) 直進状ガス噴出部から噴出されるガス燃料G及び放射状ガス噴出部から噴出されるガス燃料G夫々の流速と、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気A及び二次空気吐出口11から吐出される二次燃焼用空気A夫々の流速との関係は、上記の実施形態では、ガス燃料Gの流速の方が速くなる関係としたが、逆に、燃焼用空気Aの方が速くなる関係としても良く、いずれにしても、ガス燃料Gの流速と燃焼用空気Aの流速とを異ならせるのが、燃焼の安定化の上では好ましい。
( F ) Flow rates of the gas fuel G ejected from the straight gas ejection section and the gas fuel G ejected from the radial gas ejection section, the primary combustion air A and the secondary air discharged from the primary air discharge port 9 The relationship between the flow rates of the secondary combustion air A discharged from the
直進状ガス噴出部から噴出されるガス燃料Gの流速と、放射状ガス噴出部から噴出されるガス燃料Gの流速とを異ならせても良い。 The flow speed of the gas fuel G ejected from the straight gas ejection section may be different from the flow speed of the gas fuel G ejected from the radial gas ejection section.
又、一次空気吐出口9から吐出される一次燃焼用空気Aの流速と二次空気吐出口11から吐出される二次燃焼用空気Aの流速との関係は、上記の実施形態では、一次燃焼用空気Aの流速の方を速くしたが、二次燃焼用空気Aの流速の方を速くしたり、両者を同じにしても良い。
The relationship between the flow rate of the primary combustion air A discharged from the primary air discharge port 9 and the flow rate of the secondary combustion air A discharged from the secondary
(ト) 二次旋回手段の具体構成としては、上記の実施形態において例示した二次旋回羽根14に限定されるものではない。例えば、送風機3により二次燃焼用空気を円筒状の外側燃焼筒7内にて旋回状態で流動させるようにその外側燃焼筒7に対してその接線方向に導入して、二次空気吐出口11から二次燃焼用空気を旋回状態で吐出させるように構成しても良い。
( G ) The specific configuration of the secondary swirl means is not limited to the
(チ) 前記一次旋回羽根12を一次空気吐出口9に対して着脱自在なように構成して、一次空気吐出口9に設ける一次旋回羽根12を羽根体12wの傾斜角度の異なるものに変更可能なように構成しても良い。
( H ) The
(リ) 本発明による輝炎バーナの用途は、ガラス溶解炉に限定されるものではなく、アルミ溶解炉等の各種の加熱炉やボイラ等において用いることが可能である。 The luminous flame burner according to (i) the present invention application is not limited to a glass melting furnace, it can be used in various heating furnaces and boilers, etc. of the aluminum melting furnace or the like.
5 ガス供給筒
9 一次空気吐出口
11 二次空気吐出口
12 一次旋回羽根
12w 羽根体
14 二次旋回手段
15 直進状ガス噴出部
16 放射状ガス噴出部
N ガス噴出部
5 Gas supply tube 9 Primary
Claims (3)
前記一次空気吐出口の周方向に沿って分散する複数の羽根体を備えて、前記一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気を旋回させる一次旋回羽根が設けられ、
その一次旋回羽根の前記羽根体夫々が前記一次空気吐出口の径方向視にてその一次空気吐出口の軸心に対してその周方向一方側に傾斜する傾斜角度が、20〜40°の範囲に設定され、
前記ガス噴出部が、前記一次空気吐出口から吐出される一次燃焼用空気の流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状ガス噴出部と、その直進状ガス噴出部よりも外周側に位置して、ガス燃料を放射状に噴出する放射状ガス噴出部とを備えて構成されている輝炎バーナ。 An annular primary air discharge port and an annular secondary air discharge port are formed on the outer peripheral portion of the gas supply cylinder having a gas ejection portion on the front end side in the axial direction along the axial direction of the gas supply cylinder. Gas ejected from the gas ejection section, provided with a primary air discharge port located inside, and provided with secondary swirling means for swirling secondary combustion air discharged from the secondary air discharge port A luminous flame burner configured to burn fuel in a luminous flame-forming state,
Provided with a plurality of blade bodies dispersed along the circumferential direction of the primary air discharge port, and provided with primary swirl vanes for swirling the primary combustion air discharged from the primary air discharge port,
The inclination angle at which each of the blade bodies of the primary swirl blade is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the axial center of the primary air discharge port as viewed in the radial direction of the primary air discharge port is in the range of 20 to 40 °. is set to,
The gas jetting part is located on the outer peripheral side of the straight-going gas jetting part jetting gas fuel along the flow direction of the primary combustion air discharged from the primary air discharge port, and the straight-going gas jetting part And the luminous flame burner comprised including the radial gas ejection part which ejects gas fuel radially .
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