JPH10132220A - バーナー - Google Patents
バーナーInfo
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- JPH10132220A JPH10132220A JP8285512A JP28551296A JPH10132220A JP H10132220 A JPH10132220 A JP H10132220A JP 8285512 A JP8285512 A JP 8285512A JP 28551296 A JP28551296 A JP 28551296A JP H10132220 A JPH10132220 A JP H10132220A
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- Japan
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- cylinder
- plasma
- combustion
- flow
- mixing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空気の予熱や酸素の付加をすることなく、手
軽に燃焼火炎の温度を高めることができるバーナーを得
る。 【解決手段】 混合室１の入口側で混合筒２に、外筒３
と内筒４とからなる二重構造の空気供給部５を接続す
る。内筒４内にはプラズマ発生手段６を設けて、内筒４
内を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ流を発生
させる。外筒３と内筒４との間に螺旋状に旋回羽根９を
配置して、外筒３と内筒４の間に流れる空気流を旋回流
とし、この旋回流でプラズマ流を包んで収斂させる。混
合筒２を貫通して燃料噴射ノズル１０を設け、混合室１
内のプラズマ流の周囲に燃料を噴出させて旋回流に混合
させる。混合室１の出口側で混合筒２に燃焼筒１６を接
続し、この燃焼筒１６内に燃焼室を形成する。燃焼筒１
６を貫通して点火プラグ１８を設ける。
軽に燃焼火炎の温度を高めることができるバーナーを得
る。 【解決手段】 混合室１の入口側で混合筒２に、外筒３
と内筒４とからなる二重構造の空気供給部５を接続す
る。内筒４内にはプラズマ発生手段６を設けて、内筒４
内を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ流を発生
させる。外筒３と内筒４との間に螺旋状に旋回羽根９を
配置して、外筒３と内筒４の間に流れる空気流を旋回流
とし、この旋回流でプラズマ流を包んで収斂させる。混
合筒２を貫通して燃料噴射ノズル１０を設け、混合室１
内のプラズマ流の周囲に燃料を噴出させて旋回流に混合
させる。混合室１の出口側で混合筒２に燃焼筒１６を接
続し、この燃焼筒１６内に燃焼室を形成する。燃焼筒１
６を貫通して点火プラグ１８を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば溶融炉，焼
却炉，金属炉，化学反応炉等で用いて好適なバーナーに
関するものである。
却炉，金属炉，化学反応炉等で用いて好適なバーナーに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のバーナーとしては、燃焼バーナ
ーやプラズマバーナー等がある。燃焼バーナーは、空気
を昇圧させ、それを燃料と混合させて燃焼させている。
このような燃焼バーナーは、燃料として灯油や重油を使
用してしているが、その火炎温度は最高で１６００〜１
７００°Ｃである。これ以上の高温を必要とするときに
は、空気を予熱したり、或いは空気に酸素を付加して排
ガス量を少なくして高温を得ている。
ーやプラズマバーナー等がある。燃焼バーナーは、空気
を昇圧させ、それを燃料と混合させて燃焼させている。
このような燃焼バーナーは、燃料として灯油や重油を使
用してしているが、その火炎温度は最高で１６００〜１
７００°Ｃである。これ以上の高温を必要とするときに
は、空気を予熱したり、或いは空気に酸素を付加して排
ガス量を少なくして高温を得ている。
【０００３】一方、高温を得るバーナーとして知られて
いるプラズマバーナーは、空気，窒素，アルゴン，水
素，ヘリウム等を放電電極からなるプラズマ発生手段か
ら作動ガスとして噴射させることにより、高温を得てい
る。
いるプラズマバーナーは、空気，窒素，アルゴン，水
素，ヘリウム等を放電電極からなるプラズマ発生手段か
ら作動ガスとして噴射させることにより、高温を得てい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃焼バーナーで火炎温度を高めるために空気の予熱を行
った場合には、空気の予熱のために熱交換器が必要にな
り、その設置スペース，排熱利用の条件，更には熱交換
器の費用が必要になり、手軽に行えない問題点がある。
燃焼バーナーで火炎温度を高めるために空気の予熱を行
った場合には、空気の予熱のために熱交換器が必要にな
り、その設置スペース，排熱利用の条件，更には熱交換
器の費用が必要になり、手軽に行えない問題点がある。
【０００５】一方、火炎温度を高めるために酸素の付加
を行った場合には、酸素発生器または酸素の購入が必要
になり、これも前述した場合と同様に手軽に行えない問
題点がある。
を行った場合には、酸素発生器または酸素の購入が必要
になり、これも前述した場合と同様に手軽に行えない問
題点がある。
【０００６】また、プラズマバーナーの場合は、空気を
除いて使用ガスは有価ガスであり、しかも電力を多く必
要とする問題点がある。
除いて使用ガスは有価ガスであり、しかも電力を多く必
要とする問題点がある。
【０００７】本発明の目的は、空気の予熱や酸素の付加
をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度を高めることが
できるバーナーを得ることにある。
をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度を高めることが
できるバーナーを得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバーナー
は、混合室を形成する混合筒と、前記混合室の入口側で
前記混合筒に接続されている外筒と内筒とからなる二重
構造の空気供給部と、前記内筒内に配置されて該内筒内
を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ流を発生さ
せるプラズマ発生手段と、前記外筒と前記内筒との間に
螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒の間に流れる空気
流を旋回流として前記プラズマ流を包んで収斂させる旋
回羽根と、前記混合筒を貫通して設けられて前記混合室
内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴出させて前記旋回
流に混合させる燃料噴射ノズルと、前記混合室の出口側
で前記混合筒に接続されて燃焼室を形成している燃焼筒
と、前記燃焼筒を貫通して設けられた点火プラグとを備
えていることを特徴とする。
は、混合室を形成する混合筒と、前記混合室の入口側で
前記混合筒に接続されている外筒と内筒とからなる二重
構造の空気供給部と、前記内筒内に配置されて該内筒内
を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ流を発生さ
せるプラズマ発生手段と、前記外筒と前記内筒との間に
螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒の間に流れる空気
流を旋回流として前記プラズマ流を包んで収斂させる旋
回羽根と、前記混合筒を貫通して設けられて前記混合室
内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴出させて前記旋回
流に混合させる燃料噴射ノズルと、前記混合室の出口側
で前記混合筒に接続されて燃焼室を形成している燃焼筒
と、前記燃焼筒を貫通して設けられた点火プラグとを備
えていることを特徴とする。
【０００９】このようなバーナーでは、二重構造の空気
供給部から混合室内に空気を供給する。内筒内に入った
空気流は、この内筒内のプラズマ発生手段によりプラズ
マ化されプラズマ流となって混合室に入る。外筒と内筒
との間を通る空気は、旋回羽根により旋回流となって混
合室内に入り、プラズマ流を包んで収斂させる。混合室
内には、燃料噴射ノズルからプラズマ流の周囲に燃料が
噴出されて旋回流と混合される。
供給部から混合室内に空気を供給する。内筒内に入った
空気流は、この内筒内のプラズマ発生手段によりプラズ
マ化されプラズマ流となって混合室に入る。外筒と内筒
との間を通る空気は、旋回羽根により旋回流となって混
合室内に入り、プラズマ流を包んで収斂させる。混合室
内には、燃料噴射ノズルからプラズマ流の周囲に燃料が
噴出されて旋回流と混合される。
【００１０】得られた旋回流と燃料との混合流は、燃焼
筒内で点火プラグにより点火されて燃焼し、燃焼火炎が
得られる。この燃焼火炎は、旋回流により拡散されるこ
となく竜巻状に収斂される。このように燃焼火炎が収斂
されると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼火炎が
得られる。この高温の燃焼火炎により、内部のプラズマ
流が火炎プラズマとなり、一層高温が得られ、且つイオ
ン密度が高くなる。このため本発明によれば、空気の予
熱や酸素の付加をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度
を高めることができる。
筒内で点火プラグにより点火されて燃焼し、燃焼火炎が
得られる。この燃焼火炎は、旋回流により拡散されるこ
となく竜巻状に収斂される。このように燃焼火炎が収斂
されると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼火炎が
得られる。この高温の燃焼火炎により、内部のプラズマ
流が火炎プラズマとなり、一層高温が得られ、且つイオ
ン密度が高くなる。このため本発明によれば、空気の予
熱や酸素の付加をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度
を高めることができる。
【００１１】更に、本発明においては、同極が燃焼室の
周囲に存在するようにして燃焼筒の外周に複数の磁石を
配置することが好ましい。
周囲に存在するようにして燃焼筒の外周に複数の磁石を
配置することが好ましい。
【００１２】このようにすると、燃焼筒内のプラズマ化
されてイオン状態になっている火炎に、磁気ミラー，ド
リフト効果等の磁気的操作が加わり、火炎は更に収斂さ
れてより一層高温となる。この場合、高温となる燃焼筒
の周囲に配置される各磁石内には冷却通路を設けると、
各磁石を高温から保護することができる。
されてイオン状態になっている火炎に、磁気ミラー，ド
リフト効果等の磁気的操作が加わり、火炎は更に収斂さ
れてより一層高温となる。この場合、高温となる燃焼筒
の周囲に配置される各磁石内には冷却通路を設けると、
各磁石を高温から保護することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明に係るバ
ーナーにおける実施の形態の第１例を示したものであ
る。
ーナーにおける実施の形態の第１例を示したものであ
る。
【００１４】本例のバーナーは、図１に示すように、混
合室１を形成する混合筒２を有する。この混合筒２は、
フランジ部２ａを基端に有する筒部２ｂと、該筒部２ｂ
の先端に連設されている拡径段部２ｃと、該拡径段部２
ｃの外周に連設されていて入口側から出口側に向かうに
つれて内径が徐々に小さくなるテーパ筒部２ｄと、該テ
ーパ筒部２ｄの先端外周に設けられたフランジ部２ｅと
で形成されている。
合室１を形成する混合筒２を有する。この混合筒２は、
フランジ部２ａを基端に有する筒部２ｂと、該筒部２ｂ
の先端に連設されている拡径段部２ｃと、該拡径段部２
ｃの外周に連設されていて入口側から出口側に向かうに
つれて内径が徐々に小さくなるテーパ筒部２ｄと、該テ
ーパ筒部２ｄの先端外周に設けられたフランジ部２ｅと
で形成されている。
【００１５】混合室１の入口側で混合筒２には、外筒３
と内筒４とからなる二重構造の空気供給部５が設けられ
ている。この空気供給部５には、加圧された空気が外部
から供給されるようになっている。外筒３は、両端にフ
ランジ部３ａ，３ｂを有し、フランジ部３ｂが混合筒２
のフランジ部２ａに重ねられて接続されている。
と内筒４とからなる二重構造の空気供給部５が設けられ
ている。この空気供給部５には、加圧された空気が外部
から供給されるようになっている。外筒３は、両端にフ
ランジ部３ａ，３ｂを有し、フランジ部３ｂが混合筒２
のフランジ部２ａに重ねられて接続されている。
【００１６】内筒４内には、この内筒４内を流れる空気
流をプラズマ化させてプラズマ流を発生させるプラズマ
発生手段６が設けられている。このプラズマ発生手段６
は、図２に示すように、内筒４の内周に沿って環状の絶
縁支持体７が取り付けられ、該絶縁支持体７には複数本
の棒状の電極８が貫通支持され、これら電極８を陽極と
し、内筒４を陰極として、これら電極間に例えば１００
００〜２００００Ｖの高電圧を印加することにより、内
筒４内を流れる空気流をプラズマ化するようになってい
る。
流をプラズマ化させてプラズマ流を発生させるプラズマ
発生手段６が設けられている。このプラズマ発生手段６
は、図２に示すように、内筒４の内周に沿って環状の絶
縁支持体７が取り付けられ、該絶縁支持体７には複数本
の棒状の電極８が貫通支持され、これら電極８を陽極と
し、内筒４を陰極として、これら電極間に例えば１００
００〜２００００Ｖの高電圧を印加することにより、内
筒４内を流れる空気流をプラズマ化するようになってい
る。
【００１７】本例のプラズマ発生手段６では、電極８を
陽極とし内筒４を陰極としているが、内筒４を陽極とし
電極８を陰極としてもよい。
陽極とし内筒４を陰極としているが、内筒４を陽極とし
電極８を陰極としてもよい。
【００１８】外筒３と内筒４との間には、図１に示すよ
うに、ステンレス製の旋回羽根９が螺旋状に配置され
て、これら外筒３と内筒４の間に流れる空気流を旋回流
としてプラズマ流を包んで収斂させるようになってい
る。内筒４は、この旋回羽根９によって外筒３に支持さ
れている。
うに、ステンレス製の旋回羽根９が螺旋状に配置され
て、これら外筒３と内筒４の間に流れる空気流を旋回流
としてプラズマ流を包んで収斂させるようになってい
る。内筒４は、この旋回羽根９によって外筒３に支持さ
れている。
【００１９】混合筒２の拡径段部２ｃには、混合室１内
のプラズマ流の周囲に燃料を噴出させて旋回流に混合さ
せる複数の燃料噴射ノズル１０が貫通して設けられてい
る。この燃料噴射ノズル１０は、図３に示すように、空
気通路１１に１次空気として１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 の
圧縮空気を流すと、その動圧によって燃料通路１２との
合流部１３が負圧になり、燃料が吸引霧化されてスロー
ト１４から燃料と空気との混合流がノズル筒１５の外に
噴射される構造になっている。
のプラズマ流の周囲に燃料を噴出させて旋回流に混合さ
せる複数の燃料噴射ノズル１０が貫通して設けられてい
る。この燃料噴射ノズル１０は、図３に示すように、空
気通路１１に１次空気として１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 の
圧縮空気を流すと、その動圧によって燃料通路１２との
合流部１３が負圧になり、燃料が吸引霧化されてスロー
ト１４から燃料と空気との混合流がノズル筒１５の外に
噴射される構造になっている。
【００２０】混合室１の出口側で混合筒２のフランジ部
２ｅには、フランジ部１６ａを介して燃焼筒１６が接続
され、内部に筒状の燃焼室１７が形成されている。燃焼
筒１６の他端にもフランジ部１６ｂが設けられている。
このような燃焼筒１６には、これを貫通して複数本の点
火プラグ１８が接続されている。
２ｅには、フランジ部１６ａを介して燃焼筒１６が接続
され、内部に筒状の燃焼室１７が形成されている。燃焼
筒１６の他端にもフランジ部１６ｂが設けられている。
このような燃焼筒１６には、これを貫通して複数本の点
火プラグ１８が接続されている。
【００２１】また、燃焼筒１６の外周には、冷却ジャケ
ット外壁２４が同心配置で設けられている。この冷却ジ
ャケット外壁２４の両端は燃焼筒１６のフランジ部１６
ａ，１６ｂに接続され、燃焼筒１６と冷却ジャケット外
壁２４との間に冷却室２５が形成されている。この冷却
室２５内には、冷却ジャケット外壁２４に設けられた給
水口２４ｂから冷却水が供給され、冷却ジャケット外壁
２４に設けられた排水口２４ａから排水されるようにな
っている。点火プラグ１８の箇所では、冷却水から隔離
するように隔離筒２６が設けられている。
ット外壁２４が同心配置で設けられている。この冷却ジ
ャケット外壁２４の両端は燃焼筒１６のフランジ部１６
ａ，１６ｂに接続され、燃焼筒１６と冷却ジャケット外
壁２４との間に冷却室２５が形成されている。この冷却
室２５内には、冷却ジャケット外壁２４に設けられた給
水口２４ｂから冷却水が供給され、冷却ジャケット外壁
２４に設けられた排水口２４ａから排水されるようにな
っている。点火プラグ１８の箇所では、冷却水から隔離
するように隔離筒２６が設けられている。
【００２２】このようなバーナーでは、二重構造の空気
供給部５から混合室１内に加圧された空気を供給する。
内筒４内に入った空気流は、この内筒４内のプラズマ発
生手段６によりプラズマ化されプラズマ流となって混合
室１に入る。外筒３と内筒４との間を通る空気は、旋回
羽根９により旋回流となって混合室１内に入り、プラズ
マ流を包んで収斂させる。
供給部５から混合室１内に加圧された空気を供給する。
内筒４内に入った空気流は、この内筒４内のプラズマ発
生手段６によりプラズマ化されプラズマ流となって混合
室１に入る。外筒３と内筒４との間を通る空気は、旋回
羽根９により旋回流となって混合室１内に入り、プラズ
マ流を包んで収斂させる。
【００２３】混合室１内には、複数の燃料噴射ノズル１
０からプラズマ流の周囲に燃料が噴出されて旋回流と混
合される。得られた旋回流と燃料との混合流は、燃焼筒
１６内で点火プラグ１８により点火されて燃焼し、燃焼
火炎が得られる。この燃焼火炎は、旋回流により拡散さ
れることなく竜巻状に収斂される。このように燃焼火炎
が収斂されると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼
火炎が得られる。この高温の燃焼火炎により、内部のプ
ラズマ流が火炎プラズマとなり、一層高温が得られ、且
つイオン密度が高くなる。このため本発明によれば、空
気の予熱や酸素の付加をすることなく、手軽に燃焼火炎
の温度を高めることができる。
０からプラズマ流の周囲に燃料が噴出されて旋回流と混
合される。得られた旋回流と燃料との混合流は、燃焼筒
１６内で点火プラグ１８により点火されて燃焼し、燃焼
火炎が得られる。この燃焼火炎は、旋回流により拡散さ
れることなく竜巻状に収斂される。このように燃焼火炎
が収斂されると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼
火炎が得られる。この高温の燃焼火炎により、内部のプ
ラズマ流が火炎プラズマとなり、一層高温が得られ、且
つイオン密度が高くなる。このため本発明によれば、空
気の予熱や酸素の付加をすることなく、手軽に燃焼火炎
の温度を高めることができる。
【００２４】図４及び図５は、本発明に係るバーナーに
於ける実施の形態の第２例を示したものである。なお、
前述した第１例のバーナーと対応する部分には、同一符
号を付けて示している。
於ける実施の形態の第２例を示したものである。なお、
前述した第１例のバーナーと対応する部分には、同一符
号を付けて示している。
【００２５】本例のバーナーにおいては、同極（本例で
は、Ｎ極）が燃焼室１７の周囲に存在するようにして燃
焼筒１６の外周に９０°間隔で配置された４個の電磁石
１９を備えている。これら電磁石１９は前記の冷却室２
５を貫通して燃焼筒１６の外周に設けられている。燃焼
筒１６の外周に設けられている各電磁石１９は、鉄心２
０にコイル２１が図５に示すように同一方向に巻装さ
れ、各コイル２１は直列接続されて、直流電源２２から
励磁電流が供給されるようになっている。
は、Ｎ極）が燃焼室１７の周囲に存在するようにして燃
焼筒１６の外周に９０°間隔で配置された４個の電磁石
１９を備えている。これら電磁石１９は前記の冷却室２
５を貫通して燃焼筒１６の外周に設けられている。燃焼
筒１６の外周に設けられている各電磁石１９は、鉄心２
０にコイル２１が図５に示すように同一方向に巻装さ
れ、各コイル２１は直列接続されて、直流電源２２から
励磁電流が供給されるようになっている。
【００２６】各電磁石１９の鉄心２０内には、冷却水を
流す冷却通路２３が形成されており、鉄心２０に設けら
れた冷却通路２３の開口部２３ａは冷却室２５内に開口
し、開口部２３ａから冷却室２５内に冷却水が供給され
るようになっている。
流す冷却通路２３が形成されており、鉄心２０に設けら
れた冷却通路２３の開口部２３ａは冷却室２５内に開口
し、開口部２３ａから冷却室２５内に冷却水が供給され
るようになっている。
【００２７】このように燃焼筒１６の周囲に複数の電磁
石１９をその同極が存在するように配置すると、燃焼筒
１６内のプラスマ化されてイオン状態になっている火炎
に、磁気ミラー，ドリフト効果等の磁気的操作が加わ
り、火炎は更に収斂されて第１例よりも一層高温とな
る。
石１９をその同極が存在するように配置すると、燃焼筒
１６内のプラスマ化されてイオン状態になっている火炎
に、磁気ミラー，ドリフト効果等の磁気的操作が加わ
り、火炎は更に収斂されて第１例よりも一層高温とな
る。
【００２８】図６、図７は燃焼筒１６内の火炎に対する
電磁石１９の作用を示す説明図であり、図６に示すよう
に燃焼筒１６の周囲に各電磁石１９のＮ極が存在する場
合には、火炎が紙面の表側から裏側の方向に流れている
とすると、同図に示すように火炎の渦の流れができる。
即ち、燃焼筒１６内の周囲では左回りに渦が生じ、中心
ではこれら渦の作用により右回りの渦が生じる。また、
電磁石１９の極性を逆にして図７に示すように燃焼筒１
６の周囲に各電磁石１９のＳ極が存在するようにする
と、燃焼筒１６内の周囲では右回りに渦が生じ、中心で
はこれら渦の作用により左回りの渦が生じる。この燃焼
筒１６内に生じる渦の作用により火炎は収斂される。
電磁石１９の作用を示す説明図であり、図６に示すよう
に燃焼筒１６の周囲に各電磁石１９のＮ極が存在する場
合には、火炎が紙面の表側から裏側の方向に流れている
とすると、同図に示すように火炎の渦の流れができる。
即ち、燃焼筒１６内の周囲では左回りに渦が生じ、中心
ではこれら渦の作用により右回りの渦が生じる。また、
電磁石１９の極性を逆にして図７に示すように燃焼筒１
６の周囲に各電磁石１９のＳ極が存在するようにする
と、燃焼筒１６内の周囲では右回りに渦が生じ、中心で
はこれら渦の作用により左回りの渦が生じる。この燃焼
筒１６内に生じる渦の作用により火炎は収斂される。
【００２９】本例では、磁石として電磁石１９を使用し
ているので、励磁電流を調整することにより火炎プラズ
マの収斂を調整でき、火炎プラズマの温度も調整でき
る。また、高温となる燃焼筒１６の周囲に配置される各
電磁石１９内に冷却通路２３を設け、且つ燃焼筒１６の
周囲に冷却ジャケット外壁２４を配置して冷却水で冷却
すると、各電磁石１９を高温から保護することができ
る。特に、鉄心１９内に冷却通路２３を設けると、効率
よく鉄心１９の冷却を行うことができる。
ているので、励磁電流を調整することにより火炎プラズ
マの収斂を調整でき、火炎プラズマの温度も調整でき
る。また、高温となる燃焼筒１６の周囲に配置される各
電磁石１９内に冷却通路２３を設け、且つ燃焼筒１６の
周囲に冷却ジャケット外壁２４を配置して冷却水で冷却
すると、各電磁石１９を高温から保護することができ
る。特に、鉄心１９内に冷却通路２３を設けると、効率
よく鉄心１９の冷却を行うことができる。
【００３０】このようなバーナーによれば、実験による
と、灰１トンの溶融を、本例では燃料として１００リッ
トルの灯油と８０ｋｗHrの励磁電力で行うことができ
た。これをエネルギー原単位に換算すると、燃料が８４
０，０００kcal、電力が６８，８００kcalで、合計９０
８，８００kcalである。従来のプラズマ方式のバーナー
の場合、灰溶融のエネルギー原単位は、灰１トン当たり
電力約１０００ｋｗHr，即ち８６０，０００kcalであ
る。
と、灰１トンの溶融を、本例では燃料として１００リッ
トルの灯油と８０ｋｗHrの励磁電力で行うことができ
た。これをエネルギー原単位に換算すると、燃料が８４
０，０００kcal、電力が６８，８００kcalで、合計９０
８，８００kcalである。従来のプラズマ方式のバーナー
の場合、灰溶融のエネルギー原単位は、灰１トン当たり
電力約１０００ｋｗHr，即ち８６０，０００kcalであ
る。
【００３１】これに比べると、熱量的には本発明のバー
ナーの方が若干多いが、エネルギー価格にすれば灯油１
リットル４０円，電力１ｋｗHr２０円として、本発明の
バーナーを用いた場合、灰１トン当たり灯油代４，００
０円，電力代１，６００円で合計５，６００円である。
従来のプラズマ方式のバーナーの場合、灰１トン当たり
２０，０００円となり、本発明のバーナーを用いた方が
経済的である。
ナーの方が若干多いが、エネルギー価格にすれば灯油１
リットル４０円，電力１ｋｗHr２０円として、本発明の
バーナーを用いた場合、灰１トン当たり灯油代４，００
０円，電力代１，６００円で合計５，６００円である。
従来のプラズマ方式のバーナーの場合、灰１トン当たり
２０，０００円となり、本発明のバーナーを用いた方が
経済的である。
【００３２】このような本発明のバーナーは、焼却炉に
おける補助バーナーとしも使用できる。従来の焼却炉で
は、焼却が困難か或いは多量の補助燃料を必要としてい
た医療用廃棄物の紙おむつの焼却や、汚泥の焼却に対し
ても、本発明のバーナーによれば簡単に高温のプラズマ
火炎により、焼き切って焼却でき、しかもその灰分は溶
融状態で排出させることができる。
おける補助バーナーとしも使用できる。従来の焼却炉で
は、焼却が困難か或いは多量の補助燃料を必要としてい
た医療用廃棄物の紙おむつの焼却や、汚泥の焼却に対し
ても、本発明のバーナーによれば簡単に高温のプラズマ
火炎により、焼き切って焼却でき、しかもその灰分は溶
融状態で排出させることができる。
【００３３】また、点滴ボトルや注射器等の感染性廃棄
物の焼却についても、本発明のバーナーを用いると、そ
の高温で完全滅菌焼却し、しかもガラスや注射針等は高
温の溶融スラグとして排出することができ、非常に衛生
的である。更に、本発明のバーナーは、高温を発する反
面、ＮＯｘが低く、空気比１．６〜１．５においてＮＯ
ｘが１０〜２０ppm であり、一般の灯油バーナーにみら
れるＮＯｘ１００ppm前後に比してはるかに低い。
物の焼却についても、本発明のバーナーを用いると、そ
の高温で完全滅菌焼却し、しかもガラスや注射針等は高
温の溶融スラグとして排出することができ、非常に衛生
的である。更に、本発明のバーナーは、高温を発する反
面、ＮＯｘが低く、空気比１．６〜１．５においてＮＯ
ｘが１０〜２０ppm であり、一般の灯油バーナーにみら
れるＮＯｘ１００ppm前後に比してはるかに低い。
【００３４】上記例では、燃焼筒の周囲に電磁石を配置
したが、その代わりに永久磁石を同様の極性で配置する
こともできる。
したが、その代わりに永久磁石を同様の極性で配置する
こともできる。
【００３５】以下、本明細書に記載した複数の発明のい
くつかについて、その構成要件を記載する。
くつかについて、その構成要件を記載する。
【００３６】（Ｉ） 混合室を形成する混合筒と、前記
混合室の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内
筒とからなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配
置されて該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプ
ラズマ流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と
前記内筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒
の間に流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包
んで収斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設け
られて前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴
出させて前記旋回流に混合させる複数の燃料噴射ノズル
と、前記混合室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼
室を形成している燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設け
られた点火プラグとを備えていることを特徴とするバー
ナー。
混合室の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内
筒とからなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配
置されて該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプ
ラズマ流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と
前記内筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒
の間に流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包
んで収斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設け
られて前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴
出させて前記旋回流に混合させる複数の燃料噴射ノズル
と、前記混合室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼
室を形成している燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設け
られた点火プラグとを備えていることを特徴とするバー
ナー。
【００３７】（II） 前記混合室は、入口側から出口側
に向かうにつれて内径が徐々に小さくなる形状になって
いることを特徴とする前記（Ｉ）に記載のバーナー。
に向かうにつれて内径が徐々に小さくなる形状になって
いることを特徴とする前記（Ｉ）に記載のバーナー。
【００３８】（III ） プラズマ発生手段は、前記内筒
の内周に沿って支持された環状の絶縁支持体と、該絶縁
支持体に貫通支持された複数本の棒状の電極とを備え、
これら電極を一方の極性の電極とし、前記内筒を他方の
極性の電極として、これら電極間に高電圧が印加される
構成になっていることを特徴とする前記（Ｉ）または
（II）に記載のバーナー。
の内周に沿って支持された環状の絶縁支持体と、該絶縁
支持体に貫通支持された複数本の棒状の電極とを備え、
これら電極を一方の極性の電極とし、前記内筒を他方の
極性の電極として、これら電極間に高電圧が印加される
構成になっていることを特徴とする前記（Ｉ）または
（II）に記載のバーナー。
【００３９】（IV） 混合室を形成する混合筒と、前記
混合室の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内
筒とからなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配
置されて該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプ
ラズマ流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と
前記内筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒
の間に流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包
んで収斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設け
られて前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴
出させて前記旋回流に混合させる複数の燃料噴射ノズル
と、前記混合室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼
室を形成している燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設け
られた点火プラグと、同極が前記燃焼室の周囲に存在す
るようにして前記燃焼筒の外周に配置された複数の磁石
とを備えていることを特徴とするバーナー。
混合室の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内
筒とからなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配
置されて該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプ
ラズマ流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と
前記内筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒
の間に流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包
んで収斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設け
られて前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴
出させて前記旋回流に混合させる複数の燃料噴射ノズル
と、前記混合室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼
室を形成している燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設け
られた点火プラグと、同極が前記燃焼室の周囲に存在す
るようにして前記燃焼筒の外周に配置された複数の磁石
とを備えていることを特徴とするバーナー。
【００４０】（V ） 前記混合室は、入口側から出口側
に向かうにつれて内径が徐々に小さくなる形状になって
いることを特徴とする前記（IV）に記載のバーナー。
に向かうにつれて内径が徐々に小さくなる形状になって
いることを特徴とする前記（IV）に記載のバーナー。
【００４１】（VI） プラズマ発生手段は、前記内筒の
内周に沿って支持された環状の絶縁支持体と、該絶縁支
持体に貫通支持された複数本の棒状の電極とを備え、こ
れら電極を一方の極性の電極とし、前記内筒を他方の極
性の電極として、これら電極間に高電圧が印加される構
成になっていることを特徴とする前記（IV）または
（V）に記載のバーナー。
内周に沿って支持された環状の絶縁支持体と、該絶縁支
持体に貫通支持された複数本の棒状の電極とを備え、こ
れら電極を一方の極性の電極とし、前記内筒を他方の極
性の電極として、これら電極間に高電圧が印加される構
成になっていることを特徴とする前記（IV）または
（V）に記載のバーナー。
【００４２】（V II） 前記各磁石内には冷却通路が形
成されていることを特徴とする前記（IV），（V ）また
は（VI）に記載のバーナー。
成されていることを特徴とする前記（IV），（V ）また
は（VI）に記載のバーナー。
【００４３】（V III ） 前記各磁石内には冷却通路が
形成され、前記燃焼筒の外周には冷却ジャケットが同心
配置で設けられ、前記燃焼筒と前記冷却ジャケット外壁
との間に冷却室が形成され、前記冷却室には前記冷却通
路の開口部から冷却水が供給されるようになっており、
前記冷却ジャケット外壁には排水口が設けられているこ
とを特徴とする前記（IV），（V ）または（VI）に記載
のバーナー。
形成され、前記燃焼筒の外周には冷却ジャケットが同心
配置で設けられ、前記燃焼筒と前記冷却ジャケット外壁
との間に冷却室が形成され、前記冷却室には前記冷却通
路の開口部から冷却水が供給されるようになっており、
前記冷却ジャケット外壁には排水口が設けられているこ
とを特徴とする前記（IV），（V ）または（VI）に記載
のバーナー。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係るバーナーでは、外筒と内筒
とを有する二重構造の空気供給部の内筒内に空気流を通
し、内筒内のプラズマ発生手段によりこの空気流をプラ
ズマ化しプラズマ流として混合室に入れ、外筒と内筒と
の間を通る空気は旋回羽根により旋回流とし混合室内に
入れるので、プラズマ流を包んで収斂させることができ
る。
とを有する二重構造の空気供給部の内筒内に空気流を通
し、内筒内のプラズマ発生手段によりこの空気流をプラ
ズマ化しプラズマ流として混合室に入れ、外筒と内筒と
の間を通る空気は旋回羽根により旋回流とし混合室内に
入れるので、プラズマ流を包んで収斂させることができ
る。
【００４５】また、混合室内には、複数の燃料噴射ノズ
ルからプラズマ流の周囲に燃料が噴出して旋回流と混合
し、この旋回流と燃料との混合流を燃焼筒内で点火プラ
グにより点火して燃焼させ、燃焼火炎を得ているが、こ
の燃焼火炎は旋回流により拡散させることなく竜巻状に
収斂することができる。このように燃焼火炎が収斂させ
ると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼火炎を得る
ことができる。この高温の燃焼火炎により、内部のプラ
ズマ流を火炎プラズマとすることができ、一層高温を得
ることができ、且つ高いイオン密度を得ることができ
る。このため本発明によれば、空気の予熱や酸素の付加
をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度を高めることが
できる。
ルからプラズマ流の周囲に燃料が噴出して旋回流と混合
し、この旋回流と燃料との混合流を燃焼筒内で点火プラ
グにより点火して燃焼させ、燃焼火炎を得ているが、こ
の燃焼火炎は旋回流により拡散させることなく竜巻状に
収斂することができる。このように燃焼火炎が収斂させ
ると、通常の燃焼バーナーよりも高温の燃焼火炎を得る
ことができる。この高温の燃焼火炎により、内部のプラ
ズマ流を火炎プラズマとすることができ、一層高温を得
ることができ、且つ高いイオン密度を得ることができ
る。このため本発明によれば、空気の予熱や酸素の付加
をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度を高めることが
できる。
【００４６】また、同極が燃焼室の周囲に存在するよう
にして燃焼筒の外周に複数の磁石を配置することによ
り、燃焼筒内のプラスマ化されてイオン状態になってい
る火炎に、磁気ミラー，ドリフト効果等の磁気的操作が
加わり、火炎は更に収斂されて燃焼火炎の温度をより一
層高めることができる。
にして燃焼筒の外周に複数の磁石を配置することによ
り、燃焼筒内のプラスマ化されてイオン状態になってい
る火炎に、磁気ミラー，ドリフト効果等の磁気的操作が
加わり、火炎は更に収斂されて燃焼火炎の温度をより一
層高めることができる。
【図１】本発明に係るバーナーにおける実施の形態の第
１例の縦断面図である。
１例の縦断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１で用いている燃料噴射ノズルの縦断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明に係るバーナーにおける実施の形態の第
２例の縦断面図である。
２例の縦断面図である。
【図５】図４のII−II線断面図である。
【図６】第２例のバーナーにおける各磁石の磁極がＮ極
の場合の火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
の場合の火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
【図７】第２例のバーナーにおける各磁石の磁極がＳ極
の場合の火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
の場合の火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
１ 混合室 ２ 混合筒 ２ａ，２ｅ フランジ部 ２ｂ 筒部 ２ｃ 拡径段部 ２ｄ テーパ筒部 ３ 外筒 ３ａ，３ｂ フランジ部 ４ 内筒 ５ 空気供給部 ６ プラズマ発生手段 ７ 絶縁支持体 ８ 電極 ９ 旋回羽根 １０ 燃料噴射ノズル １１ 空気通路 １２ 燃料通路 １３ 合流部 １４ スロート １５ ノズル筒 １６ 燃焼筒 １６ａ，１６ｂ フランジ部 １７ 燃焼室 １８ 点火プラグ １９ 電磁石 ２０ 鉄心 ２１ コイル ２２ 直流電源 ２３ 冷却通路 ２３ａ 開口部 ２４ 冷却ジャケット外壁 ２４ａ 排水口 ２４ｂ 給水口 ２５ 冷却室 ２６ 隔離筒
Claims (3)
- 【請求項１】 混合室を形成する混合筒と、前記混合室
の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内筒とか
らなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配置され
て該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ
流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と前記内
筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒の間に
流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包んで収
斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設けられて
前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴出させ
て前記旋回流に混合させる燃料噴射ノズルと、前記混合
室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼室を形成して
いる燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設けられた点火プ
ラグとを備えていることを特徴とするバーナー。 - 【請求項２】 混合室を形成する混合筒と、前記混合室
の入口側で前記混合筒に接続されている外筒と内筒とか
らなる二重構造の空気供給部と、前記内筒内に配置され
て該内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ
流を発生させるプラズマ発生手段と、前記外筒と前記内
筒との間に螺旋状に配置されてこれら外筒と内筒の間に
流れる空気流を旋回流として前記プラズマ流を包んで収
斂させる旋回羽根と、前記混合筒を貫通して設けられて
前記混合室内の前記プラズマ流の周囲に燃料を噴出させ
て前記旋回流に混合させる燃料噴射ノズルと、前記混合
室の出口側で前記混合筒に接続されて燃焼室を形成して
いる燃焼筒と、前記燃焼筒を貫通して設けられた点火プ
ラグと、同極が前記燃焼室の周囲に存在するようにして
前記燃焼筒の外周に配置された複数の磁石とを備えてい
ることを特徴とするバーナー。 - 【請求項３】 前記各磁石内には冷却通路が形成されて
いることを特徴とする請求項２に記載のバーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285512A JP2819281B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | バーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285512A JP2819281B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | バーナー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132220A true JPH10132220A (ja) | 1998-05-22 |
| JP2819281B2 JP2819281B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=17692495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8285512A Expired - Fee Related JP2819281B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | バーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819281B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100844976B1 (ko) * | 2007-07-18 | 2008-07-09 | 한국에너지기술연구원 | 플라즈마/가스 혼합형 연소장치 및 이를 이용한 용융방법 |
| KR100886872B1 (ko) | 2007-06-22 | 2009-03-06 | 홍용철 | 플라즈마 버너 |
| WO2015052772A1 (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 株式会社岩本 | 焼却炉および焼却炉施設 |
| CN108758636A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 北京理工大学 | 一种生物质液体燃料与金属颗粒共燃的分级旋流燃烧装置 |
| CN111852710A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 无锡工艺职业技术学院 | 一种发动机燃油雾化喷嘴 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP8285512A patent/JP2819281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100886872B1 (ko) | 2007-06-22 | 2009-03-06 | 홍용철 | 플라즈마 버너 |
| KR100844976B1 (ko) * | 2007-07-18 | 2008-07-09 | 한국에너지기술연구원 | 플라즈마/가스 혼합형 연소장치 및 이를 이용한 용융방법 |
| WO2015052772A1 (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 株式会社岩本 | 焼却炉および焼却炉施設 |
| CN108758636A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 北京理工大学 | 一种生物质液体燃料与金属颗粒共燃的分级旋流燃烧装置 |
| CN111852710A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 无锡工艺职业技术学院 | 一种发动机燃油雾化喷嘴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2819281B2 (ja) | 1998-10-30 |
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