JPS5936165B2 - ガス・バ−ナ−機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼ガス燃料が約４５４グラム（１６オンス）
以上の圧力の場合に約２，５００，０００Ｋｃａｌ／時
（Ｉ Ｏ，０００，０００ｂｔｕ／時）以上程度の熱を
生じるような寸法を有する大きい流れ用のガス・バーナ
ーに係るものである。

更に詳細にいえば、本発明は燃焼室が長く断面が狭くま
た可成りの高さを有することのできるバーナ・−に係る
ものである。

ガス燃料の圧力が約４５４グラム（１６オンス）以下で
関係した熱が約２．５００．０００ Ｋｃａｌ／時（１
０，０００，０００ｂｔｕ／時）以下の燃料−ガス点火
技術には十分な従来技術がある。

もし炎がその基部において細長く平たく、薄いシート状
で燃料と空気とがこの程度かそれ以下の場合には新たな
技術は期待されない。

しかしながら、もし熱の放出が約２，５００，０００Ｋ
ｃａｌ／時（１０，０００，０００ｂｔｕ／時）を大き
く上まわると、ガスと空気との流速が増大するので炎の
安定は疑問である。

本発明の知る限り、このようなガス点火系統において約
２，５００，０００Ｋｃａ、ｇ／時（１０，０００，０
００ｂｔｕ／時）ものガス放出を可能にする従来技術は
ない。

以下に説明する技術においては平たくまた薄くしかも細
長い安定した炎を生じる際に熱放出またはガスと空気と
の流れには上限がない、 幅広く薄いシート状の長い炎は時には長く狭くしかも細
長いスペースに熱を分布する必要性があった。

炎の長さすなわち炎の基部から下手側の距離が炎を細長
くしまた炎の薄さが燃焼容積の狭さを補償する。

本発明の１つの主要な目的は、長く狭い燃・焼スペース
で使用する薄く平たい炎を形成するバーナー機構を提供
することである。

本発明の他の１つの目的は、安定した炎で約２、５００
． ＯＯＯＫｃａｌ／時（１０，０００，０００ｂｔｕ
／時）より可成り高い熱を出すバーナー機構を提供する
ことである。

本発明は、たとえは、水中燃焼機構で使用する妬き閉じ
込められた狭く長い燃焼スペースで使用できる型式のバ
ーナー機構を提供することである。

この場合に、炎は金属表面で裏張りされた燃焼室内で下
方に向けられ、燃焼生成物は壁の底縁部の下を下方に次
いで壁の背後の水中を通り水平面にまで進む。

この型式のバーナー機構は多くの用途を有していて耐火
性の壁おおいを備えるため種々の機構にできるが、水中
でバーナーを操作する場合の如く水冷される金属面にも
使用できる。

本発明では２つの充満室を設けることにより前記した目
的とその他の目的乏を達成できまた従来技術の制約を克
服できる。

第１の充満室は燃焼空気を供給する。

この第１の充満室は長さが幅より可成り大きい矩形状断
面を有している。

この第１の充満室はほぼ同じ矩形状断面がそれより僅か
に大きい連続した第２の充満室に取付けてあり第１と第
２の充満室との接続部付近で第２の充満室に狭く矩形状
の入口を形成するよう充満室の長い壁に沿い内向に１対
の突起を有している。

本発明は種々の型式の燃焼機構に使用できるが、便宜上
水中燃焼機構に使用した例に関連して説明する。

この場合には、炎に接触する第２の充満室の壁と突起と
は金属性で壁の背面の水により冷却される。

細長いバーナー・アセンブリがガス口孔を形成する便宜
上長円形に扁平にした長さ内向軸線が水平に支持され長
円形の主軸線が垂直面に支持されている細長いパイプを
備えている。

複数のほぼ水平の空気そらせ板がパイプのそれぞれのｆ
ＵＩＪに取り付けである。

それぞれの側においてパ１プとそらせ板とを合わせたも
のの幅は第２の充満室への入口における２つの内向きの
突起の幅より狭い。

従って、バーナー・アセンブリが軸線方向に装着される
と、バーナーのそれぞれの側ではそらせ板の縁部と突起
の内面との間には長く狭い間隙が形成される。

これら間隙の幅はガス流の程度等如何により１．２７な
いし１．５８ｃＩｒＬ（％ないし％インチ）程度で良い
。

第１の充満室から第２の充満室にまで追加の流れを供給
するため空気そらせ板に複数の開口を設けることが好ま
しいこともある。

第１の充満室に適当な圧力の下に十分な空気が供給され
、この空気は次いで長さ内向の間隙と空気そらせ板の開
口とを経て第２の充満室に流入する０ 第１の充満室内の空気圧力Ｐ１ は第２の充満室に十分
な空気を供給させるため第２の充満室である燃焼室内の
圧力Ｐ２ より犬でなげればならない。

更にまた、第２の充満室内の炎と・燃焼生成物との圧力
Ｐ２は第２の充満室の壁の背後の水頭より大でなければ
ならず、それにより燃焼生成物の流れは壁の底縁部の下
を流れ下り次いで第２の充満室の背後のスペースの水中
を登る。

第２の充満室はもちろんそれより可成り体積の大きい水
中に浸漬されている、第２の充満室のまわりの水面の上
方には通過する熱い燃焼ガスの通過により水が膨張する
ことにより形成される流れを含む燃焼生成物を回収する
手段が設けである。

バーナ・ガス・パイプの底縁部には複数の対の口孔が設
けである。

これら口孔は垂直軸線のそれぞれの側に１つづつ配置さ
れ垂直軸線から僅かに下向きに外方にある角度にセット
されている。

供給ガスの大部分はこれらの口孔を通過する。

また、第１の口孔より断面の小さい第２の一連の口孔が
設けてあり、これら口孔はパイプから可成り外力に空気
そらせ板のすぐ下手側のスペースに指向されている。

そらせ板の背後の静かなスペースへのこの僅かなガス流
は下手側に空気とガスとの騒流により消火されない安定
した流れを形成する。

この安定した流れはパイプから第１組の口孔を通り出て
長さ方向の間隙と空気そらせ板に設けた穿孔とを通過す
る燃焼空気と騒流として混ざるガスに点火する。

従って、高温の第２の充満室に接触してこの充満室に沿
し）下刃に流れる安定した高能力の炎が形成される。

第２の組の口孔により点火炎からこの主炎を連続的に点
火するので本発明では空気と燃料ガスとの流速に関係な
く安定した炎を生じる非常に能力の大きいバーナーにす
ることができる。

本発明の前記した目的、その他の目的および利点ならび
に原理と詳細とは添付図面を参照して以下に説明するこ
とにより理解できよう。

添付図面、特に第１図ないし第３図を参照すると、本発
明の１つの具体例が示しＣある。

第１図の２−２線に沿い切断してバーナーの長さ方向に
垂直断面で示した第２図を先づ参照すると、本発明のバ
ーナー機構が符号１０で示しである。

前にも述べたように、便宜上本発明は水中燃焼機構に使
用されるよう炎を下向きにした垂直に配置しであるバー
ナー機構を例に取り説明する。

バーナー機構はいくつかの部品を備え、それらのうちに
は総体的に符号１２で示した第１の充満室と、総体的に
符号１４で示してあり第１の充満室の下方に位置した第
２の充満室とが設けである。

符号１６は本発明の原理を水中燃焼機構に応用する燃焼
および利用機構を総体的に示す。

第１の充満室すなわち空気充満室１２は側壁２２と頂部
２０とを有するほぼ矩形状断面の箱から成り、この箱で
は頂部２０は長さが幅より可成り大きい。

第１図に示しであるように、複数の垂直のパイプ１８が
設げてあり、これのパイプには適当な圧力の下に空気が
矢印２８の方向に供給される。

充満室１２のスペース２９内の圧力Ｐ１ は後記に説明
するがある選択された値である。

第１の充満室１２は底部が開いていてフランジ２４によ
り板２６に取り付けられ、この板２６は燃焼機構の頂部
を形成している。

第２の充満室すなわち燃焼帯域１４は水平面において矩
形状断面で長さと幅とは第１の充満室と同程度であるが
図示しであるように第１の充満室より大きくすることが
好ましい。

第２の充満室１４は垂直の壁４４．４５を有し、これら
の壁はフランジ２５から下方に延び選択された長さ９４
を有していて、第２の充満室１４はこのフランジ２５に
より板２６に支持されまた第１の充満室１２に取り付け
られている。

第２図は燃焼帯域すなわち第２の充満室１４の長さに対
し垂直に切断した断面図である。

第２の充満室１４の人口側端部には内方に向いた長さ方
向の突起３６．３７が設げである。

これらゐ突起３６．３７は」二手側の傾斜面３８．３９
と、垂直壁部分４０．４１と壁４４．４５に取り付ける
外力に拡がっている壁４２．４３とをそれぞれ有してい
る。

これらの突起は図示した如き形状の金属板で作られてい
るものとして示しである。

これら突起は燃焼生成物の最終用途如何により金属か耐
火材で作ることができる。

この具体例では、バーナー機構が水中で使用されるので
、第２の充満室１４ならびに突起３６．３７は水冷され
る金属で作るこさができる。

突起３６．３７はそれぞれ水６４Ａ、６４Ｂで冷却され
る。

この水はパイプロ６Ａ、６６Ｂにより矢印６８の方向に
供給される。

金属の融解を防止するため水位は炎が存在している個所
の上方にすることが重要である。

水位は流入する水が突起の内側に選択された水位を保ち
それぞれ矢印７２Ａ、７２Ｂで示した方向で口孔７０Ａ
、７０Ｂを通り流れるように口孔７０Ａ−。

７０Ｂにより制御される。

燃焼帯域が浸漬される第２の充満室１４の外側の水７６
Ａ、７６Ｂは加熱および蒸発用である。

第４図を参照すると、第２図に符号４で示した個所内の
バーナー機構の部分が拡大して示しである。

壁４０．４１は突起３６．３７のそれぞれの一部分を表
わす。

第２の充満室１４への入口の幅を表わす壁４０．４１間
のスペースは寸法９６で示しである。

第６図を参照して詳細に後記するバーナー・アセンブリ
４９が第４図に拡大断面図で示しである。

バーナー・アセンブリ４９は断面軸線を垂直面に有して
いる扇子にしたパイプ５０から成る。

複数の対にした空気そらせ板５２Ａ、５２Ｂが溶接部５
４でパイプ５０の両側においてパイプの底部付近に取り
付けである。

これらの空気そらせ板は僅かに下向きに傾斜し矢印３２
で示した空気流を壁４０．４１とパイプ５０との間を次
いでそらせ板５２Ａ、５２Ｂと突起の垂直壁部分４０．
４１との間を流下させる。

これら間隙の幅は符号９６Ａで示してあり、バーナー機
構に必要な燃料と空気との流量如何により通常では１．
２７ないし１５８１（％ないし％インチ）の範囲である
。

本発明によれば、パイプ５０の両側の空気そらせ板に設
けた複数の穿孔５４Ａ、５４Ｂを通し矢印３６Ａで示し
た方向に流れさせることにより追加の空気流が得られる
。

このことが第５図に示してありこの図を参照して後記す
る。

パイプ５０の長さに沿い間隔をあけた関係にＬ７て２組
の口孔５６．５８が設けである。

符号５８で示した第１組の口孔が下方に行くに従い外向
きにして穿孔され矢印６２で示したガス流を形成する。

これらの口孔は口孔５６より断面が大きく、これら口孔
５６は多少水平に外向きにされ矢印６０で示した小さい
ガス流を形成する。

第２図に矢印２８で示した空気流は圧力Ｐ２で示した如
く第１の充満室１２に流れ下り、第４図に矢印３０．３
２で示した如く下方に流れ、間隙３５Ａ、３５Ｂを矢印
３４で示した如く流れ、開口５４Ａ、５４Ｂを通り矢印
３６Ａで示した如く流れてパイプ５０の下刃の燃焼スペ
ース７４内（で高速の空気流を供給する。

しかしながら、符号５５で示したスペースでは空気そら
せ板５２Ａ、５２Ｂの下で空気流は比較的に静かでその
理由はこのスペ、−スから下手側に高速の空気とガスと
の流れがあるからである。

従って、ジェットすなわち空気流３６Ａからの空気と混
合するガス流６０は下手側（こ流れる層流により影響を
受けない安定した炎をスペース５５に生じる。

スペース５５内のこれら安定した炎はガス流６２益連続
的に点火する作用を行い、従って、これらガス流と空気
流とが高速で層流をなして混合してもガス流は連続的に
点火され、従って、絶えず安定した炎が生じる。

このことはガスと空気との混合物の速度がガス混合物内
の炎伝播速度より町成り高いからである。

スペース５５に安定した点火炎がないと、ガス流６０に
よりガスと空気との混合物は混合物の流れが多いので一
層高い流速の混合物になる。

しかしながら、連続的に点火すると、ガス流６２と空気
流３４．３６Ａとを燃焼させる連続して安定Ｌ７た炎が
生じろ。

再び第２図を参照すると、バーナーの下方のスペース７
４において、燃焼ガスと燃焼空気との流れは騒流にして
混合されスペース５５内で安定した炎により点火され細
長く薄く平たい炎を生じ、この炎は矢印８８で示した如
”く第２の充満室１４の壁４４．４５間を下向きに流れ
る。

燃焼生成物は第２の充満室の壁４４．４５の底縁部８９
の下を矢印９０で示した如く流れる。

水７６Ａ、７６Ｂを登り流れる熱い燃焼生成物は水を温
めガスを冷却する作用を行う。

流れと冷却された燃焼生成物とを合わせたものは水面１
９の上方のスペース７７に集まりこのスペースから利用
される。

第１図を参照して簡単に説明すると、この図は第２図の
１−１線に沿い見た平面図である。

この図には熱伝達機構の板２６に支持されている第２の
充満室１４の対応するフランジ２５にフランジ２４によ
り取り付けた第１の充満室１２の頂部２０に位置決めし
た空気パイプ１８が示しである。

パイプ５０の開口を通しパイプ１８と空気そらせ板５２
Ａ、５２Ｂとを含むバーナー機構が見える。

第３図を参照すると、第２図の３−３線に沿い見た平面
図が示しである。

この図には第１の充満室１２の壁２２と、突起３６．３
７の傾斜函３８゜３９の一部分と突起３６．３７間の２
つの長さ方向間隙３５Ａ、３５Ｂとガス・パイプ５０の
それぞれの側の空気そらせ板５２Ａ、５２Ｂとが示しで
ある。

この図にはまた燃焼空気の追加の直れ用にそらせ板５２
Ａ、５２Ｂに設げた開口５４Ａ。

５４Ｂも示しである。

第５図を参照するき、折曲部分５３Ａ、５３Ｂを設は空
気そらぜ板５２Ａ 、５２Ｂの広い板に設けた複数の開
口５４Ａ、５４Ｂを含むそらせ板の１つが平面図で示し
である。

第６図を参照すると、丸い形状のパイプ部分４８を有す
る扁平にした形状のガス・パイプ５０を含むバーナ・ア
センブリ４９が平面図で示しである。

このバーナー・アセンブリ４９は第２の充満室１４の長
さにイつたり延び末端部８２で閉じである。

バーナー・アセンブリ４９はまたその末端部を支持する
小さい寸法の延長部８４も含んでいる。

バーナー・アセンブリ４９の両端部の支持手段は当業界
に知られているので図示してない。

バーナー・アセンブリ４９は下から上にすなわち下手側
から上手側に見て示しである。

第６図にはガス・パイプの上面に穿孔された２組の口孔
が明示しである。

これら２組の口孔は順次の大きい口孔が第１組になく次
いで順次の小さい口孔が第２組になるよう互いに混ざり
合わされている。

第１組の口孔５８は大きい開［］で構成されている。

ガス・パイプの下面に穿孔された口孔の方向は下向きに
運動する空気直に主ガス流用に下方に行くに従い外向き
にしである。

第２組の口孔は小さい開口５６から成り、これらの開口
は空気そらせ板５２Ａ、５２Ｂの真下のスペース５５に
向は多少外向きにされている。

パイプ５０に沿う第１組の口孔５８間のスペース９７と
第２組の口孔５６間とのスペース９８は共に等しく５．
０８ＣｒｆＬ（２インチ）である。

隣接した口孔９９間のスペースは２．５４ｃｘ（１イン
チ）である。

以上説明したガス・バーナー機構は約 ２、５００，０００ Ｋｃａｌ／時（１０，０００，０
００ｂｔｕ／′時）より町成り大きい程度の熱流量を生
じる非常に大きい流れ容量のものである。

この具体例の構造は長く狭くまた流れ方向に非常に細長
い断面を有するガス燃焼帯域用のものであり、炎が通過
する燃焼スペースを取り巻く側壁に非常に敏速に熱を伝
達する、本発明のガス・バー９＝機構を水中燃焼装置に
理想的に適した下向きに流れるシート状の炎を生ずる場
合の例について説明したが、この型式のバーナー・アセ
ンブリはまた任意所望の熱い燃焼生成物を多量中ずるた
め耐火壁に使用することもできる。

以上、本発明を特定の具体例について説明したが、本発
明の原理と以上の説明とを逸脱することなく部品の構造
と配置との細部に種々の変更を行うこともできる。

本発明が例示のため説明した具体例のみに限定されるも
のでなく前記した特許請求の範囲によってのみ限定され
るものであり同等な部品も本発明の範囲に入るものであ
ることは理解する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の充満室の上方の個所から見た平面図、第
２図は第１図の２−２線に沿う平面に見たバーナー・ア
センブリの垂直断面図、第３図は第２図の３−３線に切
断した第１の充満室の断面図、第４図は第２図に符号４
で示した個所の拡大図、第５図は空気そらせ板の平面図
、第６図はバーナーのバイブロ孔とそらせ板とを含むバ
ーナーアセンブリの下手側から見た図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長い矩形状断面を有し長さが幅より可成り大きく燃
   焼空気を供給するようにした第１の空気供給充満室と、
   第１の充満室に連続し第１の充満室と同程度の長さと幅
   とを有し上手側端部が両方の壁から内方に向けられ狭い
   矩形状の入口を形成する長さ方向の突起を有する第２の
   燃焼充満室と、それぞれの側に空気そらせ板を有する細
   長いパイプから成るバーナー・アセンブリと、バーナー
   ・アセンブリを狭い矩形状人口において軸線力向に支持
   する手段と、パイプにその長さに沿い等間隔にパイプの
   下手側に燃料ガスの主流用に下手側に行くに従い外力に
   向けて穿設した第１絹、のガス口孔と、パイプにその長
   さに沿い等間隔にパイプの下手側に空気そらせ板の背後
   のスペース中に外向きにして燃料ガスの僅かな流れ用に
   穿孔した第２組のガス口孔とを備え、第１組の［」孔間
   のスペースが第２組の口孔間のスペースに等しく、第１
   組の口孔が第２組の口孔間に位置決めされ、バーナー・
   アセンブリがそれぞれの側に空気そらせ板と突起との間
   に燃焼空気が第１の充満室から第２の充満室に通過でき
   るようにする長さ方向の間隙を形成するような幅を有し
   、それにより第２組の口孔を通るガス流が空気と燃料ガ
   スとの騒流がら空気そらせ板により保護された安定した
   炎を生じ、この炎が第１組の口孔を通り流れる燃料ガス
   とバーナー・アセンブリから下手側で第２の充満室の間
   隙を通り流れる空気との１騒流混合物を連続的に点火す
   るようにしであることを特徴とする長く狭い燃焼スペー
   スに使用するための薄く平たい炎を生ずるガス・バーナ
   ー機構。 ２ 第１の充満室が第２の充満室の上方にあり、前記空
   気と、ガスと、炎と、が下向きに流れる特許請求の範囲
   第１項に記載のガス・バーナー機構。 ３ バーナー・パイプが垂直方向に長い長円形断面を有
   している特許請求の範囲第１項に記載のがス・バーナー
   機構。 ４ それぞれの空気そらせ板が追加の燃焼空気を通過さ
   せる少なくとも１つの穿孔を含んでいる特許請求の範囲
   第１項に記載のガス・バーナー機構。 ５ 第１組の口孔間のスペースが第２糾の口孔間のスペ
   ースに等しく ７．６２ｃｍ（３インチ）程度である特
   許請求の範囲第１項に記載のガス・バーナー機構。 ６ バ・−ナーの両側壁と空気そらせ板との間の寸法が
   夫々少くとも１．７５ ｃｒａ （２インチ）である特
   許請求の範囲第１項に記載のガス・バーナー機構。 ７ 第２の充填室の突起と壁とが水冷された金属である
   特許請求の範囲第１項に記載のガス・バーナー機構。 ８ 第２の充満室すなわち燃・焼室が開放していて水中
   に浸漬されている特許請求の範囲第１項に記載のガス・
   バーナー機構。 ９ 第２の充満室の壁と突起と方墳」人材で作られてい
   る特許請求の範囲第１項に記載のガス・バーナー機構。