JP5716313B2 - バーナ - Google Patents
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Description
燃焼は主にバーナの一端側に配置された燃焼部内で起こるが、燃焼は化学反応であるため、燃料と酸化剤との混合時間を含む反応時間がある程度必要になる。ところが、空気(酸化剤)の供給量を増やすと空気の流速が速くなるため、空気が燃焼部の燃焼領域に到達するまでの時間が短くなる。すると、空気が燃焼領域に到達するまでの間に燃料と十分に混合できず、これにより空気と燃料との混合が不十分になるため、燃焼性が低下してしまう。
さらに、空気(酸化剤)の供給量を増やして空気の流速を速くすると、剪断力が強くなり過ぎ、燃焼の安定性が低下してしまうおそれもある。
前記混合部の他端側に第1噴射口を有し、該第1噴射口から前記混合部内に前記燃料のうちの主燃料分を噴射する主燃料噴射部と、
前記混合部の内壁に第1開口を有し、該第1開口から前記酸化剤を前記混合部内に導入して前記混合部内に旋回流を形成する旋回流形成部と、
前記主燃料噴射部の第1噴射口より上流側に第2噴射口を有し、該第2噴射口から前記混合部内に前記燃料のうちの補助燃料分を噴射する補助燃料噴射部と、
を備えることを特徴としている。
このようにすれば、混合部の内部により良好な旋回流を形成することができる。
このようにすれば、軸流形成部から酸化剤を導入することで軸流が形成され、この軸流が旋回流に衝突することで強い乱流域が形成される。よって、この強い乱流域に補助燃料分が供給されることで、補助燃料分と酸化剤との予備混合がより良好になされるようになる。
このようにすれば、燃料中における補助燃料分の比率を適宜に設定することで、補助燃料分と酸化剤とを予備混合させて得られる予備混合物の量を適正化することができる。
図1(a)、(b)は、本発明のバーナの第1実施形態を示す図であって、(a)はバーナの下流側から見た図、(b)は(a)のA−A線断面図である。図1(a)、(b)において符号1はバーナであり、このバーナ1は、円筒状の混合部2を有したものである。混合部2は、内部にて酸化剤である燃焼用空気と燃料とを混合し、得られた混合気を火炎に供給するように構成されたもので、図1(b)に示すように火炎の形成方向に向く中心軸Lを有したものである。
まず、噴射ノズル4の第1噴射口7から燃料のうちの主燃料分を、図1(b)中の実線矢印で示すように噴射するとともに、第2噴射口8から燃料のうちの補助燃料分を、図1(b)中の破線矢印で示すように噴射する。
また、軸流形成部5の各第2開口5aから中心軸L方向に沿って燃焼用空気を導入するとともに、旋回流形成部6の各第1開口6aから混合部2の内壁面に沿って燃焼用空気を導入する。
また、第2噴射口8は第1噴射口7より上流側に位置しているため、第2噴射口8から噴射された補助燃料分は、第1噴射口7から噴射された主燃料分が前記の大きな乱流を形成する燃焼用空気に混合されるのに先立って、この燃焼用空気に混合される。
よって、本実施形態のバーナ1によれば、高負荷に対応すべく従来に比べて燃焼用空気の供給量を増やしても、燃焼部での安定で適正な燃焼を可能にすることができる。
図2(a)、(b)は、本発明のバーナの第2実施形態を示す図であって、(a)はバーナの下流側から見た図、(b)は(a)のB−B線断面図である。図2(a)、(b)において符号10はバーナである。このバーナ10が図1(a)、(b)に示したバーナ1と異なるところは、主に噴射ノズルの構造にある。
よって、本実施形態のバーナ10にあっても、燃焼性を良好な状態に安定させることができる。
しかしながら、本実施形態のバーナ10では、燃焼用空気の供給量が従来に比べて増加しているものの、第2噴射口15を設けて補助燃料分を燃焼用空気に予備混合させることで、第1噴射口14からの主燃料分を合わせた全燃料を燃焼用空気と十分に混合させることができ、したがって、燃焼領域が適正な位置より下流側に移ってしまうことも防止し、燃焼を適正化することができる。
よって、本実施形態のバーナ10によれば、高負荷に対応すべく従来に比べて燃焼用空気の供給量を増やしても、燃焼部での安定で適正な燃焼を可能にすることができる。
図3(a)、(b)は、本発明のバーナの第3実施形態を示す図であって、(a)はバーナの下流側から見た図、(b)は(a)のB−B線断面図である。図3(a)、(b)において符号20はバーナである。このバーナ20が図1(a)、(b)に示したバーナ1と異なるところは、主に補助燃料噴射部の構成にある。
ただし、第1実施形態や第2実施形態では、第2噴射口8(15)の噴射方向が中心軸Lと直交する方向であったのに対し、本実施形態の第2噴射口23は、中心軸Lと平行な方向、すなわち第2開口5aの噴射方向と同じ方向になっている。
このような構成のもとに、本実施形態にあっても、第1噴射口25から噴射する主燃料分の噴射量と、全ての第2噴射口23から噴射する補助燃料分の噴射量との比(噴射比)を、第1バルブ26、第2バルブ22の一方あるいは両方を調整することにより、変えることができるようになっている。
よって、本実施形態のバーナ20にあっても、燃焼性を良好な状態に安定させることができる。
しかしながら、本実施形態のバーナ20では、燃焼用空気の供給量が従来に比べて増加しているものの、第2噴射口23を設けて補助燃料分を燃焼用空気に予備混合させることで、第1噴射口25からの主燃料分を合わせた全燃料を燃焼用空気と十分に混合させることができ、したがって、燃焼領域が適正な位置より下流側に移ってしまうことも防止し、燃焼を適正化することができる。
よって、本実施形態のバーナ20によれば、高負荷に対応すべく従来に比べて燃焼用空気の供給量を増やしても、燃焼部での安定で適正な燃焼を可能にすることができる。
また、前記実施形態では、本発明の酸化剤として燃焼用空気を用いる構成について説明したが、例えば酸化剤として酸素等を用いてもよい。
Claims (2)
- 火炎の形成方向に向く中心軸を有し、一端側が前記火炎の形成方向に開口し、内部にて酸化剤と燃料とを混合する筒状の混合部と、
前記混合部の他端側に第1噴射口を有し、該第1噴射口から前記混合部内に前記燃料のうちの主燃料分を噴射する主燃料噴射部と、
前記混合部の内壁に第1開口を有し、該第1開口から前記酸化剤を前記混合部内に導入して前記混合部内に旋回流を形成する旋回流形成部と、
前記旋回流形成部の第1開口より前記混合部の他端側に第2開口を有し、該第2開口から前記酸化剤を前記中心軸方向に沿って導入する、軸流形成部と、
前記主燃料噴射部の第1噴射口より上流側に第2噴射口を有し、前記第2開口から導入される酸化剤に向けて該第2噴射口から前記混合部内に前記燃料のうちの補助燃料分を噴射する補助燃料噴射部と、
を備え、
前記主燃料噴射部と前記補助燃料噴射部とは、主燃料噴射部からの主燃料分の噴射量と補助燃料噴射部からの補助燃料分の噴射量との比が、可変に構成されていることを特徴とするバーナ。 - 前記混合部は円筒状に形成されてなり、
前記旋回流形成部は、前記混合部の内壁面の接線方向から該混合部内に前記酸化剤を導入することで、前記混合部の内部に旋回流を形成することを特徴とする請求項1記載のバーナ。
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JP2010176449A JP5716313B2 (ja) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | バーナ |
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Family Applications (1)
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