JPH0129387Y2 - - Google Patents
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- JPH0129387Y2 JPH0129387Y2 JP1984163084U JP16308484U JPH0129387Y2 JP H0129387 Y2 JPH0129387 Y2 JP H0129387Y2 JP 1984163084 U JP1984163084 U JP 1984163084U JP 16308484 U JP16308484 U JP 16308484U JP H0129387 Y2 JPH0129387 Y2 JP H0129387Y2
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- JP
- Japan
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- refractory
- combustion
- furnace
- gas
- breathable
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- Expired
Links
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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
本考案は加熱炉、燃焼炉などの各種工業炉に使
用されるガス燃焼用バーナーに関する。
用されるガス燃焼用バーナーに関する。
従来の技術
近年あらゆる加熱炉を対象とした燃焼装置とし
てバーナーに代わり第７図ａおよびｂに示すよう
なバーニングウオールが知られている。
てバーナーに代わり第７図ａおよびｂに示すよう
なバーニングウオールが知られている。
バーニングウオールとは別名ルミナスウオール
（輝炎壁）とも称し、最初アメリカで開発された
ガス燃焼方式としてルミナスウオール炉があり、
第７図ａ及びｂに示すごとく燃焼ガスＧと燃焼用
空気Ａを混合し、通気性耐火物１内に混合ガスを
吹き込み耐火物１内で燃焼させ、炉内壁面を最高
温度に保持し、炉内の被加熱物を、バーニングウ
オール面からの輻射伝熱と燃焼ガスの対流伝熱で
加熱するものである。
（輝炎壁）とも称し、最初アメリカで開発された
ガス燃焼方式としてルミナスウオール炉があり、
第７図ａ及びｂに示すごとく燃焼ガスＧと燃焼用
空気Ａを混合し、通気性耐火物１内に混合ガスを
吹き込み耐火物１内で燃焼させ、炉内壁面を最高
温度に保持し、炉内の被加熱物を、バーニングウ
オール面からの輻射伝熱と燃焼ガスの対流伝熱で
加熱するものである。
この場合従来のバーニングウオール面を1000℃
以上の高温に保持すると、壁面熱伝導及び壁内燃
焼帯が背面に移行し、そのまま放置すると混気チ
ヤンバーまで達してバツクフアイアーを起こし、
装置自体を損傷させるという致命的な欠陥があ
る。したがつて従来のバーニングウオールの実用
輝炎面温度範囲は、800〜1000℃程度にとどまり、
高温工業用における1100℃以上の高温用窯炉には
全く採用されていなかつた。
以上の高温に保持すると、壁面熱伝導及び壁内燃
焼帯が背面に移行し、そのまま放置すると混気チ
ヤンバーまで達してバツクフアイアーを起こし、
装置自体を損傷させるという致命的な欠陥があ
る。したがつて従来のバーニングウオールの実用
輝炎面温度範囲は、800〜1000℃程度にとどまり、
高温工業用における1100℃以上の高温用窯炉には
全く採用されていなかつた。
一方平面燃焼バーナには第８図に示す様な細孔
バーナーが知られている。このバーナーは第８図
に示すごとく燃焼ガスＧと燃焼用空気Ａを混合
し、耐火物にあけた細孔に混合ガスを吹き込み細
孔出口で燃焼させ、炉内の被加熱物を燃焼ガスの
対流伝熱とバーナー面からの輻射伝熱で加熱する
ものである。
バーナーが知られている。このバーナーは第８図
に示すごとく燃焼ガスＧと燃焼用空気Ａを混合
し、耐火物にあけた細孔に混合ガスを吹き込み細
孔出口で燃焼させ、炉内の被加熱物を燃焼ガスの
対流伝熱とバーナー面からの輻射伝熱で加熱する
ものである。
この場合混合ガスの吹き出し速度が混合ガスの
燃焼速度を越えると吹き消える。この欠点を補う
ため従来の細孔バーナーでは細孔を多数あけ、細
孔と細孔の間隔を３mm以下として混合ガスの吹き
出し速度を遅くするとともに相互の炎によつて吹
き消えを防止している。
燃焼速度を越えると吹き消える。この欠点を補う
ため従来の細孔バーナーでは細孔を多数あけ、細
孔と細孔の間隔を３mm以下として混合ガスの吹き
出し速度を遅くするとともに相互の炎によつて吹
き消えを防止している。
しかし、吹き出し速度を遅くすることは逆火に
対する危険性が増大するためターンダウンレシオ
（最大燃焼量と最小燃焼量の比）が大きくとれな
いことと、燃焼ガスの対流伝熱の大小は燃焼ガス
の流速により決まることから対流伝熱が少なくな
つてしまう。また細孔を多数あけるためバーナー
の強度にも問題がある。以上のことから高温工業
用としては採用されていなかつた。
対する危険性が増大するためターンダウンレシオ
（最大燃焼量と最小燃焼量の比）が大きくとれな
いことと、燃焼ガスの対流伝熱の大小は燃焼ガス
の流速により決まることから対流伝熱が少なくな
つてしまう。また細孔を多数あけるためバーナー
の強度にも問題がある。以上のことから高温工業
用としては採用されていなかつた。
考案が解決しようとする問題点
本考案はこの様な欠点を解決した吹き消え、逆
火を完全に防止し、耐用性が良く、高温燃焼を長
期間連続実施できるガス燃焼用平面バーナーを提
供することを目的とする。
火を完全に防止し、耐用性が良く、高温燃焼を長
期間連続実施できるガス燃焼用平面バーナーを提
供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本考案を図面にもとづいて説明する。第１図に
おいて、細管１３を多数埋め込み貫通させた耐火
物層１１の背面２０側に混気チヤンバー１２を設
け、混気チヤンバー１２内に多孔質金属板１４を
取り付ける。また細管１３の出口側に通気性を有
する耐火物１５（以下通気性耐火物１５という）
を設置し、これに細管から延長する細管１３の内
径と同径の細孔２７を開ける。この様に構成した
ガス燃焼用平面バーナーの混気チヤンバー１２に
供給された燃焼ガスＧと燃焼用空気Ａを混合した
混合ガスの動圧は多孔質金属板１４を通過する際
に均一に分散する。そして混合ガスは耐火物層１
１側の混気チヤンバー１２に至り、耐火物層１１
に埋設され耐火物層１１を貫通している多数の細
管１３に均一に供給される。細管１３を通過した
混合ガスの大部分は出口側の通気性耐火物１５に
開けられた細孔２７を通るが、混合ガスの一部は
通気性耐火物１５にはいり急速に流速を落とし通
気性耐火物１５内で安定燃焼する。したがつて、
通気性耐火物１５にあけられた細孔２７を通る混
合ガスはその流速が混合ガスの燃焼伝播速度以上
であつても通気性耐火物１５内で燃焼する一部の
混合ガスの熱によつて加熱され吹き消えることな
く安定燃焼する。これらの燃焼熱により通気性耐
火物１５の炉内面１６側が赤熱され熱を炉内に輻
射する。細管１３の孔径と埋設間隔は、混合ガス
の管内流速を混合ガスの燃焼伝播速度以上に保持
できる様に決める。この際に細管１３に混合ガス
が均一に供給されるので孔径の決定が容易であ
る。
おいて、細管１３を多数埋め込み貫通させた耐火
物層１１の背面２０側に混気チヤンバー１２を設
け、混気チヤンバー１２内に多孔質金属板１４を
取り付ける。また細管１３の出口側に通気性を有
する耐火物１５（以下通気性耐火物１５という）
を設置し、これに細管から延長する細管１３の内
径と同径の細孔２７を開ける。この様に構成した
ガス燃焼用平面バーナーの混気チヤンバー１２に
供給された燃焼ガスＧと燃焼用空気Ａを混合した
混合ガスの動圧は多孔質金属板１４を通過する際
に均一に分散する。そして混合ガスは耐火物層１
１側の混気チヤンバー１２に至り、耐火物層１１
に埋設され耐火物層１１を貫通している多数の細
管１３に均一に供給される。細管１３を通過した
混合ガスの大部分は出口側の通気性耐火物１５に
開けられた細孔２７を通るが、混合ガスの一部は
通気性耐火物１５にはいり急速に流速を落とし通
気性耐火物１５内で安定燃焼する。したがつて、
通気性耐火物１５にあけられた細孔２７を通る混
合ガスはその流速が混合ガスの燃焼伝播速度以上
であつても通気性耐火物１５内で燃焼する一部の
混合ガスの熱によつて加熱され吹き消えることな
く安定燃焼する。これらの燃焼熱により通気性耐
火物１５の炉内面１６側が赤熱され熱を炉内に輻
射する。細管１３の孔径と埋設間隔は、混合ガス
の管内流速を混合ガスの燃焼伝播速度以上に保持
できる様に決める。この際に細管１３に混合ガス
が均一に供給されるので孔径の決定が容易であ
る。
作 用
細管１３と通気性耐火物１５の境界面１７や、
耐火物層１１と通気性耐火物１５の境界面１８の
温度が混合ガスの発火温度以上になつても、細管
１３の背面１９側の温度と耐火物層１１の背面２
０側は混合ガスによつて冷却されるため、逆火の
危険がない。さらに多孔質金属板１４は逆火防止
器そのものであるため、逆火に対しさらに安全性
を高める。
耐火物層１１と通気性耐火物１５の境界面１８の
温度が混合ガスの発火温度以上になつても、細管
１３の背面１９側の温度と耐火物層１１の背面２
０側は混合ガスによつて冷却されるため、逆火の
危険がない。さらに多孔質金属板１４は逆火防止
器そのものであるため、逆火に対しさらに安全性
を高める。
実施例
第１図に示すように、通気性を有する耐火物１
５はSi3N4，SiC，Al2O3等の材質で多孔質煉瓦を
使用する。また通気性を有する耐火物１５は混合
ガスの一部が均一に通気性を有する耐火物１５に
流入する様適度な通気抵抗を有し、厚みは２mm以
上とし適宜選択する。厚みが薄すぎると保炎効果
が減少し吹き消える。
５はSi3N4，SiC，Al2O3等の材質で多孔質煉瓦を
使用する。また通気性を有する耐火物１５は混合
ガスの一部が均一に通気性を有する耐火物１５に
流入する様適度な通気抵抗を有し、厚みは２mm以
上とし適宜選択する。厚みが薄すぎると保炎効果
が減少し吹き消える。
細管１３の孔径は１〜10mmが好ましく１mm未満
であると燃焼パワーが小さすぎ、10mmを超えると
従来の単管バーナーと変らず、バツクフアイアー
の危険が増大し混合ガス供給の背圧を高く保つた
め供給量が大容量に限られる。
であると燃焼パワーが小さすぎ、10mmを超えると
従来の単管バーナーと変らず、バツクフアイアー
の危険が増大し混合ガス供給の背圧を高く保つた
め供給量が大容量に限られる。
細管１３の断面形状は円形、楕円形、四角形、
多角形等いずれでもよいが、一般に円形であつ
て、金属製（SUS、耐熱金属等）またはセラミ
ツクス製（Si3N4，SiC，Al2O3等）を使用する。
耐火物層１１はAl2O3−SiO2系のプレキヤスト品
または耐火れんが、断熱キヤスタブルまたは断熱
れんがあるいは通気性耐火物１５と同材質で一体
成形された物を使用することができる。このた
め、プレキヤスト品または耐火れんがを使用した
耐火物層１１は従来のバーニングウオールに使用
される通気性耐火物１５や細孔バーナーに使用さ
れる多数の孔を開孔された耐火物に比較し、組織
が緻密で強度が高く、急熱、急冷の温度サイクル
に対し耐用性が良い。
多角形等いずれでもよいが、一般に円形であつ
て、金属製（SUS、耐熱金属等）またはセラミ
ツクス製（Si3N4，SiC，Al2O3等）を使用する。
耐火物層１１はAl2O3−SiO2系のプレキヤスト品
または耐火れんが、断熱キヤスタブルまたは断熱
れんがあるいは通気性耐火物１５と同材質で一体
成形された物を使用することができる。このた
め、プレキヤスト品または耐火れんがを使用した
耐火物層１１は従来のバーニングウオールに使用
される通気性耐火物１５や細孔バーナーに使用さ
れる多数の孔を開孔された耐火物に比較し、組織
が緻密で強度が高く、急熱、急冷の温度サイクル
に対し耐用性が良い。
第２図は通気性耐火物１５を耐火物層１１の中
に埋設して構成された実施態様を示す。この場合
の通気性耐火物１５の断面形状は円形、楕円形、
四角形、多角形等いずれでもよいが、一般に円形
である。またこの場合平板として保持が困難な通
気性耐火物１５であつても耐火物層１１で囲む形
で保持できる。
に埋設して構成された実施態様を示す。この場合
の通気性耐火物１５の断面形状は円形、楕円形、
四角形、多角形等いずれでもよいが、一般に円形
である。またこの場合平板として保持が困難な通
気性耐火物１５であつても耐火物層１１で囲む形
で保持できる。
第３図に耐火物層１１を通気性耐火物１５と同
じ材質で一体成形して構成された実施態様を示
す。また通気性耐火物１５の通気率を厚みにそつ
て順次大とし、最後に耐火物層１１になるように
することも可能であり、この場合通気性耐火物１
５と耐火物層１１の熱膨脹率が同じであるため高
温での熱応力が少なく通気性耐火物１５のはく離
等のトラブルが無くなる。
じ材質で一体成形して構成された実施態様を示
す。また通気性耐火物１５の通気率を厚みにそつ
て順次大とし、最後に耐火物層１１になるように
することも可能であり、この場合通気性耐火物１
５と耐火物層１１の熱膨脹率が同じであるため高
温での熱応力が少なく通気性耐火物１５のはく離
等のトラブルが無くなる。
耐火物層１１の配設例としては、上記以外に、
次に述べるものを実施できる。通気性耐火物１５
側はAl2O3−SiO2系キヤスタブル又は耐火煉瓦２
１、背面２０側は耐火物層１１から混気チヤンバ
ー１２への伝熱を断つための断熱キヤスタブル又
は断熱煉瓦あるいはセラミツクフアイバーシート
２２を構成部材とする。（第４図） また耐火物層１１の通気性耐火物１５側を通気
性耐火物１５と同材質で一体成形し２３、背面２
０側はAl2O3−SiO2系キヤスタブル、耐火煉瓦、
断熱キヤスタブル、断熱煉瓦、セラミツクフアイ
バーシートから選ばれた少なくとも１種２４を構
成部材とする。（第５図） さらには、耐火物層１１の通気性耐火物１５側
を通気性耐火物１５と同材質で一体整形し２３、
背面２０側は断熱キヤスタブル又は断熱煉瓦又は
セラミツクフアイバーシート２５とし、その中間
をAl2O3−SiO2系キヤスタブル又は耐火煉瓦２６
として構成する（第６図）。
次に述べるものを実施できる。通気性耐火物１５
側はAl2O3−SiO2系キヤスタブル又は耐火煉瓦２
１、背面２０側は耐火物層１１から混気チヤンバ
ー１２への伝熱を断つための断熱キヤスタブル又
は断熱煉瓦あるいはセラミツクフアイバーシート
２２を構成部材とする。（第４図） また耐火物層１１の通気性耐火物１５側を通気
性耐火物１５と同材質で一体成形し２３、背面２
０側はAl2O3−SiO2系キヤスタブル、耐火煉瓦、
断熱キヤスタブル、断熱煉瓦、セラミツクフアイ
バーシートから選ばれた少なくとも１種２４を構
成部材とする。（第５図） さらには、耐火物層１１の通気性耐火物１５側
を通気性耐火物１５と同材質で一体整形し２３、
背面２０側は断熱キヤスタブル又は断熱煉瓦又は
セラミツクフアイバーシート２５とし、その中間
をAl2O3−SiO2系キヤスタブル又は耐火煉瓦２６
として構成する（第６図）。
しかし、細孔３３は熱スポーリングで耐火物層
１１に亀裂および剥離が発生し、孔が損傷および
閉塞される。そのため、加熱条件によつて上記の
ものの中から最適のものを適宜選択する。
１１に亀裂および剥離が発生し、孔が損傷および
閉塞される。そのため、加熱条件によつて上記の
ものの中から最適のものを適宜選択する。
次に本考案の一具体例（第１図）を示す。
ガス燃焼用平面バーナー仕様
燃焼ガス：LPG（燃焼伝播速度（温度50℃）0.55
ｍ／秒） 供給量：LPG3Nm3／Ｈ、空気73.5Nm3／Ｈ、背
圧400mmH2O 平面バーナー面積：400mm×400mm＝0.16m2 通気性耐火物１５：材質：Si3N4 孔形状：１mmφ球状の空間 厚 み：10mm 貫通孔径：２mmφ 耐火物層１１：材質：Al2O3（断熱キヤスタブル） 厚み：50mm 細管１３：材質：SUS 内径：２mmφ 本数：360本 細管内ガス流速：18.7ｍ／秒 多孔質金属板１４：材質：Ni 寸法：396mm×396mm 炉内温度：1400℃ 背面温度：41℃ 前記通気性耐火物１５の成形方法は、所要の形
状の型枠に、発泡スチロールの小球を充填し、
Si3N4質などの泥漿を小球の間の空隙部に流し込
み、硬化後、所要の温度で焼成し、小球を消失せ
しめて、連通した球状の気孔（空間）を形成し
た、一般の多孔質耐火物であつて、必要に応じ
て、発泡スチロールの小球の大きさを段階的に変
えることによつて、前記のように、通気率を厚み
にそつて、次第に変えることができる。
ｍ／秒） 供給量：LPG3Nm3／Ｈ、空気73.5Nm3／Ｈ、背
圧400mmH2O 平面バーナー面積：400mm×400mm＝0.16m2 通気性耐火物１５：材質：Si3N4 孔形状：１mmφ球状の空間 厚 み：10mm 貫通孔径：２mmφ 耐火物層１１：材質：Al2O3（断熱キヤスタブル） 厚み：50mm 細管１３：材質：SUS 内径：２mmφ 本数：360本 細管内ガス流速：18.7ｍ／秒 多孔質金属板１４：材質：Ni 寸法：396mm×396mm 炉内温度：1400℃ 背面温度：41℃ 前記通気性耐火物１５の成形方法は、所要の形
状の型枠に、発泡スチロールの小球を充填し、
Si3N4質などの泥漿を小球の間の空隙部に流し込
み、硬化後、所要の温度で焼成し、小球を消失せ
しめて、連通した球状の気孔（空間）を形成し
た、一般の多孔質耐火物であつて、必要に応じ
て、発泡スチロールの小球の大きさを段階的に変
えることによつて、前記のように、通気率を厚み
にそつて、次第に変えることができる。
考案の効果
前述の如き本考案によれば、以下の効果があ
る。
る。
(1) 逆火、吹き消えが完全に防止でき、耐用性が
良く、高温燃焼を長期間連続実施できる。
良く、高温燃焼を長期間連続実施できる。
(2) 耐火物層をキヤスタブル耐火物の流し込みで
製作すれば大型のものができる。
製作すれば大型のものができる。
(3) 細管サイズ、分布の粗密を変えることで要求
される加熱条件を容易に設計できる。
される加熱条件を容易に設計できる。
(4) 輻射能の良いSi3N4またはSiCで通気性耐火
物を製作することにより輻射効率を上げ省エネ
を計れる。
物を製作することにより輻射効率を上げ省エネ
を計れる。
第１図〜第６図までは本考案のガス燃焼用平面
バーナーの実施例を示す縦断面略図である。第７
図は従来のバーニングウオールの横断面略図であ
つてａは一般タイプ、ｂは変形タイプである。第
８図は従来の細孔バーナーの縦断面略図である。 図中、１１……耐火物層、１２……混気チヤン
バー、１３……細管、１４……多孔質金属板、１
５……通気性耐火物、２７……通気性耐火物の細
孔、３３……耐火物層の細孔。
バーナーの実施例を示す縦断面略図である。第７
図は従来のバーニングウオールの横断面略図であ
つてａは一般タイプ、ｂは変形タイプである。第
８図は従来の細孔バーナーの縦断面略図である。 図中、１１……耐火物層、１２……混気チヤン
バー、１３……細管、１４……多孔質金属板、１
５……通気性耐火物、２７……通気性耐火物の細
孔、３３……耐火物層の細孔。
Claims (1)
- 燃焼ガスＧと燃焼用空気Ａの混合ガス導入口に
連なる空間を、多孔質金属板１４で仕切り、該多
孔質金属板１４に接する混気チヤンバー１２の炉
内側に、細孔３３を穿設した耐火物層１１を配設
したガス燃焼平面バーナーにおいて、前記細孔３
３内に細管１３を炉内面側よりひかえて嵌合し、
該細孔３３の炉内側に中央部に細孔２７を穿設し
た通気性耐火物１５を嵌合させ、又は炉内側に順
次通気率を大とし中央部に細孔２７を穿設した通
気性耐火物層を配設したことを特徴とする、ガス
燃焼用平面バーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984163084U JPH0129387Y2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984163084U JPH0129387Y2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179727U JPS6179727U (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0129387Y2 true JPH0129387Y2 (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=30720944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984163084U Expired JPH0129387Y2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0129387Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105805947A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-07-27 | 宁波多贝机械实业有限公司 | 全预混燃烧换热装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4031590Y1 (ja) * | 1964-01-27 | 1965-11-05 | ||
| JPS4413034Y1 (ja) * | 1965-12-16 | 1969-05-30 | ||
| JPS5623685A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-06 | Daido Steel Co Ltd | Luminous flame wall furnace |
| JPS571330B2 (ja) * | 1979-06-07 | 1982-01-11 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571330U (ja) * | 1980-05-28 | 1982-01-06 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP1984163084U patent/JPH0129387Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4031590Y1 (ja) * | 1964-01-27 | 1965-11-05 | ||
| JPS4413034Y1 (ja) * | 1965-12-16 | 1969-05-30 | ||
| JPS571330B2 (ja) * | 1979-06-07 | 1982-01-11 | ||
| JPS5623685A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-06 | Daido Steel Co Ltd | Luminous flame wall furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6179727U (ja) | 1986-05-28 |
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