JPH11294719A - 表面燃焼バーナ用ウインドボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナ表面に均等な大きさと形の火炎が得ら
れる表面燃焼バーナ用ウインドボックスを提供する。 【解決手段】 箱形のボックスの開口面側に取付けられ
たバーナマット２に平行に接続された予混合ガスの供給
ダクト３と、ボックス１内において、供給ダクト３が接
続された入口４とバーナマット２の間を仕切るように取
付けられた仕切板５とからなり、仕切板５は予混合ガス
の流路断面積が、入口側が大きく、ボックス１の奥側が
小さくなるように取付けられており、仕切板５には、予
混合ガスを通過させる小孔６が等間隔で全面的に形成さ
れており、邪魔板７が予混合ガスの供給方向に沿って間
隔をあけて複数枚が取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面燃焼バーナ用
ウインドボックスに関する。さらに詳しくは、水管ボイ
ラ等の加熱用に用いられる表面燃焼バーナにおいて、燃
焼面に均一な濃度の燃料ガスを供給するためのウインド
ボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は最も古いタイプの表面燃焼バーナ
（従来例Ｉ）であり、ウインドボックス100 に送風機11
0 が直結されている。ウインドボックス100 の表面に微
少隙間を多数有するバーナマット101 を取付け、ウイン
ドボックス100 の内部にミキシングチャンバ102 を設け
ている。このミキシングチャンバ102 に燃料ガスｇと送
風機110 からの燃料用空気ａを送り込み、予混合ガスｂ
として噴射させて、バーナマット101 の表面に、できる
だけ均一な大きさの火炎ｃを多数発生させるようにした
ものである。ところが、図３の構成では、送風機110 を
ウインドボックス100 のすぐ横に置くので、設置面積が
大きくなるという問題がある。

【０００３】そこで、図４に示すように、ウインドボッ
クス100 と送風機を離して設け、ウインドボックス100
にダクト120 を通して予混合ガスｂを送り込むように構
成するもの（従来例II）が提案された。しかし、図４の
従来例IIでは、ウインドボックス100 内における予混合
ガスｂの供給方向奥側では圧力が高くなり（符号Ｐ参
照）、手前側では圧力が低くなる（符号ｐ参照）ので、
火炎ｃの大きさも不均一になり、奥側の火炎ｃが大き
く、手前側の火炎ｃが小さくなり、ボイラの水管を均一
に加熱できないという問題がある。

【０００４】特許第２６９１４１６号公報記載のウイン
ドボックス（従来例III ）は、上記問題を解決しようと
したもので、図５に示すようにウインドボックス200 内
に整流フィン202 を取付け、できるだけ均等な圧力でバ
ーナマット201 に予混合気を供給しようとしたものであ
る。しかし、上記従来例III は、供給ダクト203 から送
られる予混合気ｂが、空気ａと燃料ガスｇが十分に混合
しないブロック化した状態のままで供給されると、それ
が整流フィン202 で数ブロックに分割されることはあっ
ても、基本的には十分に混合されていないままバーナマ
ット201 に供給されるので、バーナ表面の炎形状が、ま
ばらな形になり、COが発生し、最適な火炎冷却効果が得
られないので低NOx 化ができないという問題がある。さ
らに、整流フィン202 で仕切られたそれぞれの空間内に
おいて、奥側は圧力が高く（符号Ｐ参照）、手前側は圧
力が低い（符号ｐ参照）ので、個々の仕切り空間毎に火
炎ｃの長さが異なり、全体的にも奥側の圧力が高く手前
側が低いので、ボックス全体でみても火炎ｃの長さに長
短が生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑み、バーナ表面に均等な大きさと形の火炎が形成され
るようにした表面燃焼バーナ用ウインドボックスを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の表面燃焼バー
ナ用ウインドボックスは、箱形のボックスと、該ボック
スの開口面側に取付けられた微細隙間が多数形成された
バーナマットと、前記ボックスに取付けられ、前記バー
ナマットに平行な方向に予混合ガスを供給する供給ダク
トとを備えたウインドボックスであって、前記ボックス
内における、前記供給ダクトが接続された入口と前記バ
ーナマットの間において、前記入口から前記ボックス内
奥側へ向けて供給される予混合ガスの流路断面積が、前
記入口側が大きく、前記ボックスの奥側が小さくなるよ
うに取付けられた仕切板とからなり、該仕切板には、予
混合ガスを通過させる小孔が多数形成されており、前記
仕切板の予混合ガス供給側の表面には、予混合ガスの供
給方向に直交する邪魔板が取付けられていることを特徴
とする。請求項２の表面燃焼バーナ用ウインドボックス
は、前記仕切板は、予混合ガスを通過させる小孔が等径
かつ等間隔で全面的に形成されており、前記邪魔板は、
予混合ガスの供給方向に沿って間隔をあけて複数枚が取
付けられており、該邪魔板の幅は、予混合ガスの供給方
向の上流から下流に向って狭くなっていることを特徴と
する。

【０００７】請求項１の発明によれば、流路断面積が奥
側ほど小さくなるので、流路内圧力が均一化されバーナ
マット全面における混合ガス供給量が均一化する。ま
た、邪魔板と小孔によって予混合ガスが攪拌され混合性
が向上するので燃焼が良好となる。この結果、火炎の形
と大きさが均等化するので、水管への熱負荷が均等にな
って熱交換効率がよくなり、さらに水管による火炎の冷
却も均一化されるので、低NOx 効果が高くなる。請求項
２の発明によれば、邪魔板の幅が流路断面積の変化（大
→小）に応じて広幅から狭幅へと変化しているので、小
孔に案内する予混合ガス通過量が均一化され、しかも小
孔の孔径と間隔が均等であるので、予混合ガスの通過量
がより一層均一化される。この結果、さらに火炎の形と
大きさが均一化され、燃焼効率がよくなり、低NOx 効果
が高くなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係るウ
インドボックスの断面図、図２は有孔仕切板の部分斜視
図である。

【０００９】図１において、１は箱形のボックスであ
る。このボックス１は概略的にいって上下両面と両側面
と背面が鉄板等で囲まれており、前面が開口されてい
る。この開口面には、メタルファイバー等を枠内に詰め
て微細隙間を多数形成した公知のバーナマット２が取付
けられている。このボックス１の天面には、予混合ガス
ｂの供給ダクト３が取付けられている。この供給ダクト
３は前記バーナマット２と平行方向に取付けられてお
り、予混合ガスｂが前記供給ダクト３の取付口でもある
入口４からボックス１の奥側に向って、前記バーナマッ
ト２と平行に流れるようになっている。

【００１０】前記ボックス１内において、入口４のバー
ナマット２側の端部とボックス１の最奥の背面側の端部
との間に、仕切板５が取付けられている。この仕切板５
の取付方により、前記供給ダクト３から供給される予混
合ガスの流路断面積は、入口側が大きく奥側が小さくな
るように連続的に変化している。

【００１１】前記仕切板５は、図２に示すように、予混
合ガスを通過させる小孔６が多数形成されたものであ
る。この小孔６の孔径や、隣接する小孔６、６間の間
隔、穿孔数は、予混合ガスが通過でき、攪拌しやすけれ
ば、とくに制限なく任意に採用でき、等径、等形状、等
間隔である必要はない。しかし、予じめ小孔が全面的に
穿孔されたパンチングメタルを用いるのが、製作コスト
を低減できるので好ましい。また、孔径や間隔寸法の一
例としては、孔径が約２mm、間隔寸法が約1.5 mmで、等
径かつ等間隔のものがあげられ、これによると予混合ガ
スを攪拌しやすく良好な混合性が得られることが確認さ
れた。

【００１２】前記仕切板５の予混合ガス供給側表面に
は、予混合ガスの流動方向に沿って間隔をあけて、複数
枚の邪魔板７が取付けられている。この邪魔板７の幅W
1、W2、W3は、予混合ガスの上流側から下流側に向って
狭くなっている。例えば、最上段の邪魔板７の幅W1は約
１０〜１５mmとすると、その下段側の邪魔板７の幅W2は
約７〜１２mm、同W3は５〜１０mmのように狭くすればよ
い。要するに流路断面積が大きい部分の邪魔板７の幅は
広く、流路断面積が小さい部分の邪魔板７の幅は狭くな
っている。こうすることにより、邪魔板７によって小孔
６方向へ案内する予混合ガスの量を概ね均等とすること
ができる。

【００１３】本実施形態においては、邪魔板７と小孔６
によって予混合ガスが攪拌され、混合性が向上するので
燃焼が良好となる。また、仕切板５で規定される予混合
ガスの流路断面積は奥側ほど小さくなるので、バーナマ
ット２へ供給される予混合ガス量が全面的に均一にな
り、火炎ｃの形や大きさが均一化される。このことによ
って、水管の熱吸収が均一となり、火炎ｃも水管で均一
に冷却されるので、低NOx 化が向上する。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、予混合ガスの
混合性が向上し、バーナマット全面における混合ガス供
給量が均一化するので、火炎の形と大きさが均等化し、
水管への熱負荷が均等になって熱交換効率がよくなり、
さらに水管による火炎の冷却も均一化されるので、低NO
x 効果が高くなる。請求項２の発明によれば、小孔を通
過する予混合ガス通過量がより一層均一化されるので、
さらに火炎の形と大きさが均一化され、燃焼効率が良く
なり、低NOx 効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るウインドボックスの
断面図である。

【図２】仕切板の部分斜視図である。

【図３】従来例Ｉの表面燃焼バーナの構造説明図であ
る。

【図４】従来例IIのウインドボックスの断面図である。

【図５】従来例III の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ ボックス ３ 供給ダクト ５ 仕切板 ６ 小孔 ７ 邪魔板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】箱形のボックスと、該ボックスの開口面側
   に取付けられた微細隙間が多数形成されたバーナマット
   と、前記ボックスに取付けられ、前記バーナマットに平
   行な方向に予混合ガスを供給する供給ダクトとを備えた
   ウインドボックスであって、前記ボックス内における、
   前記供給ダクトが接続された入口と前記バーナマットの
   間において、前記入口から前記ボックス内奥側へ向けて
   供給される予混合ガスの流路断面積が、前記入口側が大
   きく、前記ボックスの奥側が小さくなるように取付けら
   れた仕切板とからなり、該仕切板には、予混合ガスを通
   過させる小孔が多数形成されており、前記仕切板の予混
   合ガス供給側の表面には、予混合ガスの供給方向に直交
   する邪魔板が取付けられていることを特徴とする表面燃
   焼バーナ用ウインドボックス。
2. 【請求項２】前記仕切板は、予混合ガスを通過させる小
   孔が等径かつ等間隔で全面的に形成されており、前記邪
   魔板は、予混合ガスの供給方向に沿って間隔をあけて複
   数枚が取付けられており、該邪魔板の幅は、予混合ガス
   の供給方向の上流から下流に向って狭くなっていること
   を特徴とする請求項１記載の表面燃焼バーナ用ウインド
   ボックス。