JPH0590162U - 元混合式パイロットバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 元混合式パイロットバーナにおいて、安定燃
焼範囲の拡大を図る。 【構成】 バーナ本体１の先端外周縁部に環状の保炎部
５を突設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

一般に、温水ボイラ，蒸気ボイラ等に装備されるガスバーナ（以下「主バーナ 」という）では、主バーナのインプット（１時間当たりのガス発熱量）を３００ ０００Ｋｃａｌ／ｈ以上とする場合、パイロットバーナにより着火するようにし ているのが普通であるが、本考案は、このようなパイロットバーナであって、特 に、筒状のバーナ本体の先端から燃料ガスと空気との混合ガスを噴出させ且つ着 火させるように構成された元混合式パイロットバーナに関するものである。

【０００２】 一般に、元混合式パイロットバーナは、バーナ本体とは分離された混合装置に より予め燃料ガスと空気とを混合させた上、その混合ガスをバーナ本体に導入し て、バーナ本体の先端から噴出させ、その噴出ガスを点火電極により着火燃焼さ せるように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来の元混合式パイロットバーナでは、その周辺状況の影響、特に主 バーナへの供給空気によるバーナ本体外周側の空気流（以下「主バーナ空気流」 という）の影響を受け易いことから、安定した火炎状態を保持し難い。したがっ て、パイロットバーナ自体や主バーナへの着火不良を生じ易く、しかも安定した 燃焼を維持できる範囲（以下「安定燃焼範囲」という）が狭く、混合ガス空燃比 λの調整範囲が極めて小さい。通常、λ＜０．５では火炎がリフトし始め、λが 小さくなると、ブローオフや着火不良が生じ、λ＞０．７では、λが大きくなる に従ってリフト更にブローオフが生じることから、０．５≦λ≦０．７の狭い範 囲（以下「一般的安定燃焼範囲」という）でしか調整することができない。

【０００４】 ところで、近時、地球環境保護の観点から、ボイラ燃焼における低ＮＯｘ化， 低煤塵化といった低公害化が求められているが、特に、低ＮＯｘ化対策について は、バーナ自体での対応が強く求められており、高負荷，低ＮＯｘバーナ（主バ ーナ）が開発されている。しかし、このような高負荷，低ＮＯｘバーナに従来の 元混合式パイロットバーナを取付けた場合には、上記問題が更に顕著に発生し、 安定燃焼を維持しうるλ範囲は極めて狭くなり、その調整は至難である。このた め、従来の元混合式パイロットバーナは、近時の高負荷，低ＮＯｘバーナに対し ては殆ど実用できないのが実情である。

【０００５】 本考案は、かかる点に鑑みてなされたもので、安定燃焼範囲が広く、混合ガス 空燃比の調整を充分大きな実用的範囲で行うことができ、最近の高負荷，低ＮＯ ｘバーナに対しても好適に使用することができる元混合式パイロットバーナを提 供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の元混合式パイロットバーナは、かかる目的を達成すべく、特に、バー ナ本体の先端外周縁部に鍔状の保炎部を突設しておくことを提案するものである 。

【０００７】

【作用】

バーナ本体の先端部外周領域には、保炎部の存在により主バーナ空気流による 負圧部が形成されて、混合ガスの一部を巻き込む渦流を生じることになる。した がって、バーナ本体の先端部において先混合保炎機能が発揮され、主バーナ空気 流による悪影響を受けることが少なく、混合ガスの空燃比λが一般的安定燃焼範 囲の上限又は下限を超えるような場合にも、安定したパイロット燃焼を確保する ことができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案に係る元混合式パイロットバーナの構成を図１〜図４に示す実施 例に基づいて具体的に説明する。

【０００９】 図１に示す元混合式パイロットバーナにおいて、１は筒状のバーナ本体、２は バーナ本体１内に設けられた袖火形成体、３はバーナ本体１内に設けられた電極 棒、４はバーナ本体１内への混合ガス供給機構である。

【００１０】 バーナ本体１の先端外周縁部には、図１及び図２に示す如く、鍔状の保炎部５ が突設されている。この保炎部５は一定巾Ｗの環状板で構成されており、バーナ 本体１の先端部に溶接固着されている。保炎部５には、周方向に一定間隔を隔て て適当数の穿孔５ａ…が形成されている。なお、この実施例では、バーナ本体１ の径を３４ｍｍとして、保炎部部５の巾Ｗを５ｍｍに設定してある。

【００１１】 袖火形成体２は、図１及び図２に示す如く、中心部にパイロット炎形成孔２ａ を形成すると共にその周囲に傾斜状の複数の袖火形成孔２ｂ…を形成した截頭円 錐状のものであり、バーナ本体１の先端部近傍位に内嵌固定されている。

【００１２】 電極棒３は、図１及び図２に示す如く、その先端点火部３ａを袖火形成体２の パイロット炎形成孔２ａ内に臨ませた状態で、バーナ本体１の軸線上に固定保持 されている。なお、電極棒３の基端碍子部分３ｂはバーナ本体１の基端部に直接 固定されており、中間部分はバーナ本体１に三本脚碍子３ｃにより支持されてい る。また、電極棒３には、先端側部分を除いて、シリコンチューブ３ｄが被覆さ れている。なお、シリコンチューブ３ｄには、碍子３ｃの移動を防止するための シリコンリング３ｅ，３ｅが嵌着されている。

【００１３】 混合ガス供給機構４は、図１及び図３に示す如く、バーナ本体１の基端側に連 通接続された混合筒６と、送風機（図示せず）から混合筒６内への空気７ｂの供 給量を制御するオリフィス（或いはダンパ，ニードル弁）８と、燃料ガス７ａを 混合筒６内に噴出させるミキシングノズル９とを具備し、混合筒６内で燃料ガス ７ａと空気７ｂとを混合させ、その混合ガス７をバーナ本体１内に供給しうるよ うに構成されている。特に、ミキシングノズル９は、図１及び図３に示す如く、 先端部９ａを空気７ｂの流動領域内に大きく突出させた状態で混合筒６に取付け られており、適当数（この実施例では２つ）の噴出孔９ｂ…から空気７ｂの流動 方向に直交する方向に燃料ガス７ａを噴出させるようになっている。したがって 、混合筒６に供給された空気７ｂがその流動領域内に突出したノズル部分９ａに 衝突して、このノズル部分９ａの周辺で渦流を生じることになり、この渦流領域 に噴出孔９ｂから燃料ガス７ａが吹き込まれることになるから、燃料ガス７ａと 空気７ｂとの混合が極めて良好に行われる。その結果、両ガス７ａ，７ｂが混合 不良の状態で袖火形成体２から噴出されるような不都合は全く生じない。このよ うに適正の混合ガス７が得られることは、元混合式パイロットバーナにおいてそ の機能を発揮する上で極めて重要な利点である。なお、混合筒６の周壁には、混 合ガス圧力の検出孔６ａが穿設されている。

【００１４】 以上のように構成された元混合式パイロットバーナにあっては、保炎部５の前 面部分に、主バーナ空気流１０による負圧部が形成されて、混合ガス７の一部を 巻き込む渦流が生じる。したがって、バーナ本体１の先端部において先混合保炎 機能が発揮されることになり、主バーナ空気流１０による悪影響を受けることが なく、安定燃焼範囲が大幅に拡大する。

【００１５】 而して、上記パイロットバーナを高負荷，低ＮＯｘバーナに取付けて、主バー ナ空気流１０の流速を２５．５ｍ／ｓ、インプットを１００００Ｋｃａｌ／ｈと する条件下で実験したところ、安定燃焼範囲は０．１≦λ≦０．９にまで拡大す ることが確認された。

【００１６】 すなわち、０．１≦λ≦０．４では、図４（Ａ）に示す如く、パイロット炎は 形成されないものの、バーナ本体１の先端部における保炎部５による先混合保炎 機能により、先混合式パイロットバーナにおけると同様の形態で安定した燃焼が 行われた。また、０．４≦λ≦０．７では、同図（Ｂ）に示す如く、パイロット 炎１１及び袖火１２…が明瞭に形成され、バーナ本体１の先端部分内で火炎の安 定化（ホールド）が行われた。同時に、先混合保炎機能も充分に発揮されること が確認された。また、０．７≦λ≦０．９では、同図（Ｃ）に示す如く、主とし てパイロット炎１１が形成され、袖火１２…については明瞭に確認されなかった が、保炎部５による先混合保炎機能が補助的に働いて、パイロット炎１１として は安定することが確認された。

【００１７】 ところで、上記実施例においては、電極３をバーナ本体１に内蔵すると共に、 混合ガス供給機構４をバーナ本体１に一体連設していることから、パイロットバ ーナ全体をコンパクトとして、主バーナを含めた燃焼器、延いてはボイラの小形 化を図ることができる。

【００１８】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の基本原理を逸 脱しない範囲において適宜に改良・変更することができる。

【００１９】 例えば、保炎部５は、上記したリング形状に限定されず、図５又は図６に示す 如く、一部を切り欠いた形状としておいてもよく、主バーナへの取付条件等に応 じて適宜に設定することができる。また、保炎部５の巾Ｗも任意に設定できる。 かかる保炎部５の形状及び巾Ｗは、先混合保炎機能が発揮されることを条件とし て設定しておくことは勿論である。一般には、保炎部５を切り欠きリング形状と する場合、その周方向長さがリング形状の１／２以上であればよい。また、リン グ巾Ｗについては、バーナ本体１の径等にもよるが、一般には４〜５ｍｍ程度と しておくのがよい。

【００２０】 また、上記実施例においては、保炎部５に穿孔５ａ…を設けたが、これは主と して保炎部５の焼損防止を目的とするものであり、先混合保炎機能上からすれば 、必ずしも必要なものではない。

【００２１】 また、図７及び図８に示す如く、保炎部５の外周縁部分５ｂを筒状に折曲させ るようにしてもよい。このようにすれば、主バーナ空気流１０が旋回流である場 合等において、保炎部５の機能を更に向上させることが期待される。

【００２２】 また、袖火形成体２の形状も任意であり、例えば図９に示す如く、各形成孔２ ａ，２ｂを段付形状に形成したものとしておいてもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上の説明からも明らかなように、本考案によれば、バーナ本体先端部に保炎 部による先混合保炎機能が発揮されることにより、主バーナへの取付箇所周辺の 状況、特に主バーナ空気流による悪影響を受けることがなく、安定燃焼範囲を大 幅に拡大させることができる。したがって、主バーナが高負荷，低ＮＯｘバーナ であるような厳しい条件下においても、良好なパイロットバーナ機能を発揮させ ることができ、その実用範囲が拡大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るパイロットバーナの一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視図である。

【図３】図１のIII−III線断面図である。

【図４】バーナの炎状態を示す作用説明図である。

【図５】他の実施例を示す図２相当の矢視図である。

【図６】更に他の実施例を示す図２相当の矢視図であ
る。

【図７】更に他の実施例を示す要部断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線矢視図である。

【図９】更に他の実施例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１…バーナ本体、２…袖火形成体、３…電極棒、４…混
合ガス供給機構、５…保炎部、７…混合ガス、７ａ…燃
料ガス、７ｂ…空気、９…ミキシングノズル、１０…主
バーナ空気流、１１…パイロット炎、１２…袖火。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のバーナ本体の先端から燃料ガスと
   空気との混合ガスを噴出させ且つ着火させるように構成
   された元混合式パイロットバーナにおいて、バーナ本体
   の先端外周縁部に鍔状の保炎部を突設してあることを特
   徴とする元混合式パイロットバーナ。