JPS5816083B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低圧ガス熱量を回復するための低圧ガス燃焼の
分野に属する。

より詳細には、この発明は低圧ガス自体の圧力及び速度
によっては燃焼のために必要な十分な空気を吸込むこと
が出来ないような非常な低圧力ガスの燃焼に関する。

これまで炉又は燃焼室内にてガスを燃焼するための装置
が多数発表されている。

一般にそれらの装置は毎秒１００フイート又はそれ以上
の、即ちガスの燃焼を提供するようガスと共に空気を吸
込むのに十分な速度で口部からガス排出できる圧力で供
給されたガスを有している。

上述のガス及び上述の圧力のガスは毎秒２５フイートよ
り大きい速度ではほとんど流れない。

ガスと一緒の空気の吸込みは速度の平方として存するの
である。

炉内での非常に低圧力のガスの燃焼は、この発明により
開示される方法以外では満足なものはなかった。

油精製所や石油及び化学工場において、多くの場合、燃
焼に富む廃ガスが存在するが、これらのガスは燃料とし
ては使用出来ない。

なぜならこれらのガスは公知装置によって満足な方法で
燃焼されうる圧力より低い圧力で得られるものだからで
ある。

種々の理由のため、これらのガスを公知の標準的ガスバ
ーナにて使用するよう加圧することは不可能であるか又
はエネルギー浪費を生じる。

燃料としてのガスは、通常、上述の産業界におけるガス
状燃料の燃焼要件に適合するためには流れ速度をほぼ臨
界速度即ち音速に近づくように出来る圧力のとき、及び
そのような速度を生ずるように大気圧へ放出されるとき
に有用となる。

この技術は、満足な燃焼を可能とするため乱流と同様に
スチームガスと空気との適当な混合体を提供するようそ
の流れ運動を加速するため燃焼潜在ガスの吸込み捕縛の
ためのスチーム、又は空気のようなガス状流体の排出に
使用する多くの装置を必要とするであろう。

しかし公知技術においてはスチーム又は空気が使用され
る圧力について制限がない。

また低圧ガスの吸込み及び捕縛のための装置もまたかな
り複雑である。

この技術分野において、必要な構造又は装置を単純化す
るための努力は、燃料燃焼が行なわれる際に１点又はそ
の他の点で望ましくない特性を示した。

しかしこれら多くの欠点があるにも拘らずそのような装
置類は市場に置かれている。

本発明の装置は公知装置に代って完全な満足を提供する
ものである。

本発明の主目的は、非常な低圧にて、エネルギ含有ガス
の燃焼に際して使用する装置を提供することである。

別の目的は低圧ガスの燃焼のための起動力又はエネルギ
を提供することであり、このエネルギはガスを燃焼域内
へ吸込むだけでなく炎内へ燃焼空気を吸込む作用をし、
かつまた燃焼時の燃焼困難を最小化するため化学処理を
施こし、こうして燃料の完全燃焼を増進するのである。

このことは燃料燃焼の分野でよく知られているように蒸
気・炭化水素をＣＯ及びＨ２に変換する結果である。

この装置は、１壁を貫通している開口を有する公知の燃
焼室又は炉に適用される。

バーナ管は所定の長さ及び直径を有しかつまたバーナ管
を前記開口内に軸線方向に装置するための手段を有して
いる。

バーナ管又はガス管の中心軸線に沿ってスチームを供給
するための小直径のパイプ即ちスチーム管が設げである
。

このスチーム管は一端が閉じられており、その端部は実
質的に前記開口に挿入されているバーナ管の端部の面内
にある。

またこのスチーム管の閉鎖端には複数のノズル又は開口
又はオリフィスが設けてあり、これらのオリフィスは軸
線に対し所定の角度をなして穿孔されかつ周辺に間隔ず
けられている。

スチームがこのスチーム管に付与されると複数の高速ス
チームジェットが前記オリフィスの所定の角度に対応；
する円錐角を有する円錐形の面に沿って前記オリフィス
又は開口から噴出する。

バーナ管の反対端即ち炉壁内の開口に喰込んでいる端部
には所定の半径方向幅を有する内方に伸びている７ラン
ジがある。

この７ランジはバーナ管内を長手方向に移動しているガ
ス流を偏向して該ガスを折詰めるため該ガスを軸線方向
内方に流れるようにし、望ましいある角度で外方に向っ
て流れているスチームジェットに接触する。

こうしてガスをより活動的に取巻きかつ加速してスチー
ムとよりよく混合するようにしており、このためにスチ
ームとガスの円錐状壁がバーナ管の端部から噴出し中央
開口を介して炉内に流入する。

このスチームとガスとの高速流は更にバーナ管を取巻い
ている中央開口の環状部分を介して空気を吸込み、かつ
この空気が捕縛されてスチームとガスとに乱流的に混合
される。

こうして点火後に、図示してない公知の手段によって、
完全な無煙燃焼を増進するものである。

即ち、この発明はｌ壁に貫通孔を有する燃焼室との組合
せによって非常に低圧力の可燃性ガスを燃焼する装置を
提供する。

このバーナ装置は、低圧ガスを供給するためのバーナ管
を有している。

このバーナ管は所定の直径と長さとを有する管を含み、
この管は壁の開口に差込まれた端部に内方へ伸びている
環状フランジを有している。

バーナ管よりも小さい直径を有するスチーム管がバーナ
管の軸線方向内側に載置されており、前記内方に伸びて
いるフランジの面にて閉鎖された端部を有している。

複数のオリフィスが軸線に対し所定の角度をなしてスチ
ーム管の該閉鎖端部を貫通して穿孔されている。

このためスチームがスチーム管へ５ポンドゲージ圧又は
それ以上の圧力で供給されると、高速スチームジェット
が円錐形面に沿ってこれらのオリフィスから外方−＼流
出し、かっこのスチームと混合される低圧ガスをスチー
ム流内に吸込み、スチームとガスの円錐形壁として流れ
る。

この高速流は空気をこのスチーム・ガス流内に吸込み、
ガス燃料が完全に燃焼するよう空気を提供するものであ
る。

本発明のこれら及びそれ以外の目的及び利点・更にほこ
の発明の原理及び詳細についてのよりよい理解が添付図
面に関して述べている下記の記載から明らかになろう。

以下具体的について述べる。

図面特に第１図を参照するに、ここには本発明にかかる
バーナ１０の外観図が示されている。

このバーナ１０は炉即ち燃焼室の壁１２に設けられた開
口１４内に軸線方向に差込まれている。

ここで番号１７は炉の内側の空間を示す。

バーナ１０の端部は所定距離２１だけ差込まれている。

この距離２１は炉の壁１２の厚みより小さい。

バーナは板２０に支持されており、該板２０は炉の前方
壁に対し平行をなしかつバーナ用支持部材を提供してい
る。

板２０はまた図示してない開口を有しており、この開口
は通常、炉吸込（ＦｕｒｎａｃｅＤｒａｆｔ）によって
開口１４内に吸込まれる燃焼空気１８通路の制御を行な
う。

バーナ１０はバーナ装置の壁部を形成している外方管３
０を有している。

開口１４内に差込まれている一端部は所定の半径方向寸
法を有する環状の内方に伸びているフランジ３２によっ
て一部が閉鎖されている。

このフランジの内方角部はガスの流れを起すようにベベ
ル状になっている。

矢印５２で示しているこのガスの流れはフランジ３２の
方向の流れ内にて管３０の壁及び軸線に平行をなしてお
り、矢印５６のように軸線の方向に内方へ曲がっている
。

バーナ管３０の他端３１は板３３によって閉鎖されてい
る。

バーナ管３０には側方パイプ２４が取付けられており、
該パイプ２４は低圧ガス源に連通している。

この低圧ガスは矢印５４のようにパイプ２４を介して流
れる。

バーナ管３０にはその軸線に沿って、スチーム管２２が
差込まれている。

この管３０は板３３を貫通して実質的にバーナ管のフラ
ンジ３２にまで延びている。

このスチーム管２２は半径方向に伸びる脚部５０によっ
て支持され、実質的にバーナ管３０内に中心ずけられる
ようになっている。

スチーム管２２は閉鎖された一端を有するノズル構造体
４０を有している。

スチーム管及びバーナ管の軸線に対して所定の角度４５
で前記閉鎖端を介して複数のオリフィス４６が穿孔され
ている。

矢印４８のように流れるスチーム管２２の内側の高圧ス
チームは、個々のスチームジェット４６′としてオリフ
ィス４６から噴出する。

これらのジェット４６′は第１図に示すようにスチーム
の円錐形壁１６を形成する。

この円錐形壁１６は軸線に対し実質的に前記角度４５と
同様の角度をなし、かつ該スチーム壁１６は開口内及び
燃焼室の空間１７内へ入る。

スチーム管２２上のノズル４０の閉鎖端は、望ましくは
実質的にオリフィス４６に対して垂直をなす円錐形面４
４となっている。

またこのテーパ付端部はスチームジェットに対するガス
流の制御を助けている。

作動に際しては、非常に低圧のガスが矢印５４のように
パイプへ供給される。

該ガスはバーナ管３０の内側でスチーム管２２及びその
ノズル構造体４０の外側の環状空間５８内へ流れる。

このガス流は閉鎖端付近を除き矢印５２のように長手方
向に流れ、閉鎖端付近ではフランジ３２が管３０の開放
を制限しており、かつオリフィス４６から噴出スるスチ
ームジェット４６′とよりよく交差するようにガスの流
線を内方に曲げている。

このスチームジェット４６′はガス分子を捕縛しかつ加
速し、フランジ３２とノズル４０との間の環状開口内に
てスチームとガスとの密接な乱流混合体を生ずる。

炉壁の開口１４の環状部を介して流れる複数のスチーム
ジェットと捕縛されたガスとから形成された円錐形面１
６が第１図及び第２図に矢印１８で示すように空気の導
入をもたらす。

この空気は更にスチームとガスとから成る高速度の円錐
体状をなす壁内に捕束され、こうしてガスと空気とスチ
ームとのより密接な混合体が形成される。

この混合体は無煙状態で迅速かつ完全な燃焼をする。

スチーム管２２内のスチームの圧力は非常に高い必要は
ないがオリフィス４６から出るスチームの速度がガス及
び空気を捕束しかつ吸込むのに十分なほどに高いように
少な（とも５〜１５ポンドゲージ圧であることが望まし
い。

空気とガスとを混合するためのエネルギを提供するため
には、ガス吸込みのための公知の装置において一般に用
いられているような圧縮空気よりは、スチームの使用の
方が望ましいのである。

その理由はスチームの使用が圧縮空気よりも一般に簡単
であり結局は安価であるからである。

しかし別の重要な点は、スチームは単に吸込み捕縛、混
合のための機械的エネルギを提供するのみならず、更に
完全な無煙燃焼を提供する工程における助けをなす化学
反応のためのスチームとガスとの予備的混合をも提供す
るのである。

本発明はある程度特定化したものについて述べたがここ
に記載の精神及び範囲から出ることな（構成要素の構造
及び配置の詳細について多数の変化をなしうろことは明
らかである。

よってこの発明は例示のために述べたこの具体例に限定
されることなく添付の特許請求の範囲及びその均等物に
よってのみ制限されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉の壁を貫通する開口内におけるバーナの位置
を示す図であり、第２図及び第３図はこの発明の装置の
軸線方向断面及び端面を示す図である。 符号の説明、１０；バーナ、１２：壁、１４；開口、１
６：円錐形壁、１７；炉内空間、２２ニスチーム管、２
４；側方パイプ、３０；外方管、４０：ノズル構造体、
４４：円錐形面、４６：オリフィス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１壁を貫通する開口を有する燃焼室と組合せて非常に
   低圧力のガスを燃焼する装置であって、該開口内に挿込
   まれたバーナを有し、該バーナが、（ａ）前記低圧力ガ
   スを供給するための所定の直径及び長さを有するバーナ
   管と、炎側端にて所定の半径幅を有している環状の内方
   に伸びているフランジと、外方端が閉鎖されている前記
   バーナ管と、該バーナ管内へ前記ガスを流す手段と、（
   ｂ）前記バーナ管の軸線方向内側に位置ずけられたスチ
   ーム管であって前記閉鎖された端部を介して前記バーナ
   管内に入り込み前記環状フランジ部にて閉鎖端にて終っ
   ているスチーム管と、（Ｃ）周辺に間隔ずけられた半径
   方向面内にて前記スチーム管の前記閉鎖端にその軸線に
   対し所定の角度をなして穿孔されている複数のオリフィ
   ス即ち開口であって、比較的低圧力のスチームが該スチ
   ーム管へ付与されるとこれらのオリフィスから噴出する
   高速スチームジェットが前記燃焼室内にて前記壁に設け
   た環状開口を介して円錐形壁の形状に流れる複数のオリ
   フィスと、を含み、これによってガスは前記円錐形壁内
   にて前記スチームと乱流状に混合しかつ流れるように前
   記バーナ管を介しかつ前記燃焼室内へ前記開口を介して
   吸込まれ、前記スチームとガスとのジュツトが前記スチ
   ームとガスとを混合し前記ガスを燃焼するよう前記開口
   内に燃焼空気を吸込むバーナを有する燃焼装置。 ２ 上記１の装置が、前記バーナ管の軸線方向位置に前
   記スチーム管を支持する手段を有している燃焼装置。 ３ 上記１にて前記スチーム管の前記閉鎖端がその外表
   面を円錐形に加工され、前記オリフィスがその円錐形表
   面に垂直に穿孔されている燃焼装置。 ４ 上記１にて前記内方に伸びているフランジがその内
   側上流角部を斜めに切取られている燃焼装置。