JPH0243087B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自由火炎バーナ（free flame
burner）に関するものである。

（従来の技術） 燃料オイル、例えばガスオイル、軽燃料オイル
（light fuel oil）等のための自由火炎バーナは燃
料霧化装置によつて区別される。

燃料の霧化は装置全体の効率に大きく影響する
ことが知られている。この点に関して、良好な霧
化は燃料消費を良好にし、熱交換器の汚れを少な
くし、また煙突に汚染発生物を送るのを少なくす
る。

このため、熱料を数十気圧にも達する高圧で霧
化ノズルに供給する機械的霧化方法がよく用いら
れている。

更に、燃料に蒸気、圧縮空気または水を混合す
る装置も使用されており、これは機械的霧化より
も効率が良い。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこのような装置は使用時に欠点があり、
例えば蒸気を発生させること、空気コンプレツサ
を設けること、または複雑な調量装置、および混
合装置を設けることが必要である。更に、これら
装置は水を蒸発させるコストが付加され、このこ
とは場合によつてはプラントエネルギ経済効率に
とつて不利であり、メインテナンスを頻繁に行つ
たり、メインテナンス費用がかさむことになる。

燃料オイルを高速、高濃度および高蒸気化温度
にする多くの型式のものではオイルをノズルに供
給する前に予加熱するプレヒータを必要とし、プ
ラントコストを更に高めることになる。

従つて、本発明の目的は、公的仕様限界の特性
のオイルでも高い効率で霧化することができ、蒸
気を使用したりせずエネルギ消費およびプラント
コストを高めることなく最適霧化に必要なレベル
まで燃料を加熱することによつて上述の問題点を
解決するバーナを得るにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明は、燃料オイ
ルを供給するポンプと、燃焼空気を供給するフア
ンと、ガス状燃焼生成物の一部を燃焼室に供給す
るコンプレツサとを具え、燃料オイルとガス状燃
焼生成物の一部を混合させる混合室を有するノズ
ルにより燃料を微細に霧化した状態で前記燃焼室
に供給する乱流霧化による自由火炎バーナにおい
て、前記ノズルには、燃料に或る方向の回転運動
を与える向きに前記混合室に燃料を供給するよう
混合室に開口する複数個の傾斜孔を有するインジ
エクタを設け、更に前記ノズルの環状のヘツダか
ら前記混合室にガス状燃焼生成物を供給する複数
個の螺旋状のダクトを設け、これら螺旋状のダク
トは前記傾斜孔により生ずる燃料の回転方向とは
逆の方向の回転をガス状燃焼生成物に与える向き
に混合室に開口するよう配列し、更に前記混合室
には、ガスと燃料の混合気を燃焼室に供給するオ
リフイスを設けたことを特徴とする。好適にはガ
ス状燃焼生成物の一部を熱交換器に通してからコ
ンプレツサの吸い込み側に送給し、熱交換器の冷
却流体を、フアンによつて燃焼室に供給する燃焼
空気とする。また前記熱交換器を通過する流量を
制御する制御部材を設け、ガス状燃焼生成物の温
度を検知する検知部材により前記制御部材を自動
的に作動させ、ガス状燃焼生成物からコンプレツ
サに伝わる最大供給温度を制限する構成とすると
よい。

ガス状燃焼生成物を供給するパイプは、コンプ
レツサに達する前にガス内に含まれている固体粒
子を沈澱させる沈澱室を有するものとして構成す
るとよい。

ガス状燃焼生成物を供給するパイプは、高温の
ガス状燃焼生成物のない状態でバーナを始動させ
るとき吸引空気を予加熱する加熱素子と、ガス状
燃焼生成物があるとき前記加熱素子を不作動にす
る自動遮断部材とを有するものとして構成すると
よい。

好適には、前記加熱素子を前記沈澱室に配置し
た、前記加熱素子は電気抵抗素子とし、前記自動
遮断部材はガス状燃焼生成物の温度を測定するサ
ーモスタツトとするとよい。

（実施例） 次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図は、発熱装置（thermal installation）
のためのバーナ（burner）を示し、このバーナ
は燃料オイル供給用のポンプ１を有し、このポン
プに圧力制御器２を設け、ポンプの上流域にはフ
イルタ３を設け、燃料パイプ５を介して燃料を霧
化混合用のノズル４に供給し、この燃料パイプ５
には自動閉止弁６設ける。

燃焼空気を燃焼室９の開口部にフアン７および
導管８を経て供給する。

燃焼室９において、例えば詳細には説明しない
管束等により熱交換を行つた後、煙道ガスを煙突
１０に送る。この高温の煙道ガスの一部をパイプ
１１により引き込んでコンプレツサ１２によりノ
ズル４に供給する。

パイプ１１に沿つて、煙道ガスに含まれる非燃
焼固体粒子を堆積させる沈澱室１３と、熱交換器
１４とを設け、この熱交換器１４により煙道ガス
を冷却してからコンプレツサ１２に送る。即ち煙
道ガスの温度はコンプレツサにとつては高すぎる
ためである。

コンプレツサ１２により供給されるガス状燃焼
生成物の量は、バイパス弁１２ａにより調整して
燃料対供給ガス状燃焼生成物比を最適にし、最良
の霧化を行うことができるようにする。バイパス
弁１２ａは自動的に制御し、異なるバーナ作動負
荷に適合しうるようにする。

熱交換器１４への通過量は自動作動のダンパ１
５により制御し、このダンパ１５はガス温度セン
サにより制御する。熱交換器１４の冷却流体はフ
アン７の実際の吸引空気とし、煙道ガスから取出
した熱は燃焼空気における熱量として回収され、
従つて燃焼により生ずる熱に付加される。

沈澱室１３において、加熱素子即ちヒータ１６
例えば電気抵抗素子を設け、装置の始動の際即ち
高温ガス状燃焼生成物が存在しないとき吸引した
空気を加熱し、初期の空気および燃料混合体即ち
混合気を霧化のために最適な温度にする。沈澱室
１３の底部において開閉ドア１３ａを設け、沈澱
室１３を空にし、周期的に清掃できるようにす
る。

ヒータ１６に自動遮断部材を設け、ガス状燃焼
生成物が到来し始めたときにこの自動遮断部材が
動作するようにする。このガス状燃焼生成物はヒ
ータにより生ずる温度よりも高い温度であるから
である。

バーナは、更に光電セルまたはフオトレジスタ
により構成した電気的なセンサ１７を設け、この
センサ１７は自動閉止弁６のアクチユエータ１８
に作用し、バーナの火炎が消えたとき閉止弁を閉
じて燃焼流を遮断し、装置全体の動作を停止する
ようにする。

高圧変圧器１９を設け、始動の際に一対の電極
２０に電圧を供給し、混合気に点火する。マウス
ピース２９および保炎板（flame disc）３０によ
り火炎を均一に分布させ、火炎の前面を収縮した
一定長さの状態に維持する。

好適には、ポンプ１、フアン７およびコンプレ
ツサ１２をこれらの配置および回転速度の条件が
許せば単独の伝動モータにより作動させるとよ
い。

第２および３図に、霧化用のノズル４の好適例
を示し、このノズルは燃料パイプ５の出口に配置
したノズル本体２１により構成し、この本体２１
にフイルタ素子２２を担持する。内部に傾斜孔２
４を設けたインジエクタ２３を設け、これら傾斜
孔２４は燃料が下流域の混合室２５に流入すると
き反時計方向の回転を生ずるよう接線方向に指向
させる。

本体２１の内側では煙道ガス供給用のパイプ１
１に接続した環状のヘツダ（header）２６を設
け、このヘツダ２６から加圧されたガス状燃焼生
成物を混合室２５に数個の螺旋状のダクト２７を
通して供給する。これらダクト２７は、ガス状燃
焼生成物すなわち燃焼ガスが混合室２５に流入す
るときこの燃焼ガスに時計方向の回転を与えるよ
うに配設する。

混合室２５内で形成された混合気は、オリフイ
ス２８から燃焼室９に放出される。

（発明の効果） 混合室により生じた相当激しい乱気流による燃
料と高温のガス状燃焼生成物との混合により、最
適の燃料霧化が得られる。こことは、とくにノズ
ルにおいて低燃料供給圧力を使用すことができ、
コンプレツサのエネルギ消費量を完全に相殺する
に十分な大きなエネルギ節減が得られることを意
味する。更に、ノズルにおける低燃料供給圧力は
燃料が通過するパイプの断面積を従来技術のバー
ナよりも大きくできることを意味し、従つて、特
に低容量バーナでも仕様条件が厳しくなくなる。

更に、本発明によるバーナは、加熱コストを増
加させずにガス状燃焼生成物の熱量を使用するこ
とにより燃料オイルを予加熱することができ都合
がよい。

また、本発明によれば、図示はしないが２個の
ノズルも使用することができ、これらノズルを個
別に制御することもできる。

上述したところは本発明バーナの一例を示した
に過ぎず請求の範囲において種々の変更を加える
ことができること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の線図的説明図、
第２図は、第１図装置のノズルの縦断面図、第３
図は、第２図の−線上の断面図である。 １……ポンプ、２……圧力制御器、３……フイ
ルタ、４……ノズル、５……燃料パイプ、６……
自動閉止弁、７……フアン、８……導管、９……
燃焼室、１０……煙突、１１……パイプ、１２…
…コンプレツサ、１３……沈澱室、１４……熱交
換器、１５……ダンパ、１６……ヒータ、１７…
…センサ、１８……アクチユエータ、１９……高
圧変圧器、２０……電極、２１……ノズル本体、
２２……フイルタ素子、２３……インジエクタ、
２４……傾斜孔、２５……混合室、２６……ヘツ
ダ、２７……孔、２８……オリフイス、２９……
マウスピース、３０……保炎板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料オイルを供給するポンプと、燃焼空気を
   供給するフアンと、ガス状燃焼生成物の一部を燃
   焼室９に供給するコンプレツサとを具え、燃料オ
   イルとガス状燃焼生成物の一部を混合させる混合
   室を有するノズルにより燃料を微細に霧化した状
   態で前記燃焼室に供給する乱流霧化による自由火
   炎バーナにおいて、前記ノズル４には、燃料に或
   る方向の回転運動を与える向きに前記混合室２５
   に燃料を供給するよう混合室に開口する複数個の
   傾斜孔２４を有するインジエクタ２３を設け、更
   に前記ノズルの環状のヘツダ２６から前記混合室
   ２５にガス状燃焼生成物を供給する複数個の螺旋
   状のダクト２７を設け、これら螺旋状のダクト２
   ７は前記傾斜孔２４により生ずる燃料の回転方向
   とは逆の方向の回転をガス状燃焼生成物に与える
   向きに混合室２５に開口するよう配列し、更に前
   記混合室２５には、ガスと燃料の混合気を燃焼室
   ９に供給するオリフイス２８を設けたことを特徴
   とする自由火炎バーナ。 ２ ガス状燃焼生成物の一部を熱交換器１４に通
   してからコンプレツサ１２の吸い込み側に送給
   し、熱交換器の冷却流体を、フアン７によつて燃
   焼室に供給する燃焼空気としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の自由火炎バーナ。 ３ 前記熱交換器１４を通過する流量を制御する
   制御部材１５を設け、ガス状燃焼生成物の温度を
   検知する検知部材により前記制御部材を自動的に
   作動させ、ガス状燃焼生成物からコンプレツサ１
   ２に伝わる最大供給温度を制限する構成としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の自
   由火炎バーナ。 ４ ガス状燃焼生成物を供給するパイプ１１は、
   コンプレツサ１２に達する前にガス内に含まれて
   いる固体粒子を沈澱させる沈澱室１３を有するも
   のとして構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の自由火炎バーナ。 ５ ガス状燃焼生成物を供給するパイプ１１は、
   高温のガス状燃焼生成物のない状態でバーナを始
   動させるとき吸引空気を与加熱する加熱素子１６
   と、ガス状燃焼生成物があるとき前記加熱素子を
   不作動にする自動遮断部材とを有するものとして
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の自由火炎バーナ。 ６ 前記加熱素子１６は電気抵抗素子とし、前記
   自由遮断部材はガス状燃焼生成物の温度を測定す
   るサーモスタツトとしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の自由火炎バーナ。 ７ 前記加熱素子１６を前記沈澱室１３に配置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
   の自由火炎バーナ。 ８ ２個の霧化用のノズル４を使用し、それぞれ
   個別に制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１乃至７項のうちのいずれか一項に記載の自由
   火炎バーナ。