JPS6149910A - 工業用流体燃料バ−ナ - Google Patents

工業用流体燃料バ−ナ

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JPS6149910A
JPS6149910A JP60128379A JP12837985A JPS6149910A JP S6149910 A JPS6149910 A JP S6149910A JP 60128379 A JP60128379 A JP 60128379A JP 12837985 A JP12837985 A JP 12837985A JP S6149910 A JPS6149910 A JP S6149910A
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Japan
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combustion chamber
chamber
nozzle
outlet
port
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JP60128379A
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ヨアヒム・ビユンニンク
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WS Warmeprozesstechnik GmbH
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WS Warmeprozesstechnik GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/06—Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04—Arrangements of recuperators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03005—Burners with an internal combustion chamber, e.g. for obtaining an increased heat release, a high speed jet flame or being used for starting the combustion
    • 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

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  • Gas Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明に、燃料供給管と一次吸気供給管を具備し、一次
空気にょジ燃料を不完全燃焼するように構成され、かつ
高速で流出するガスの、ノズル状に細まった出口を設け
たセラミック製の燃焼室と、該燃焼室を取り囲み、再燃
焼のために必要な、予熱された残気量を供給する残気室
とを有し、燃焼室の出口の周囲に配設された残気室のノ
ズルポートがら残気噴流が高速で流出する、特に工業用
炉の炉室加熱用の、ガス状又は液状燃料のための工業用
流体燃料バーナに関する。
〔従来の技術〕
ガス状燃料のための燃焼装置において、燃焼ガスに含ま
れる窒素酸化物量を炎温度の低下によって低減すること
は公知である（西独特許第２１２９３５７号明細書）。
この目的のために燃焼装置は燃料を不完全燃焼する一次
燃焼室と、理論上必要な空気量の残量で燃焼を完全にす
る、一次燃焼室に後置した二次燃焼室とを使用する。
その場合、一次燃焼室は完全燃焼のために全体として理
論上必要な空気量と共に燃料の６０ないし９０％を燃焼
するために、ノズル状に細まった出口を有する燃焼室と
して構成され、これに炉室が接続し、その際、燃焼室の
出口の下手に、出口から間隔を置いて、実質的に二次燃
焼室をなす、流れ方向に末広がりの排気管が配設される
。そして燃焼室自体は、理論上必要な空気量の残量を送
る空気バイパスで取り囲まれ、バイパスは燃焼室の小口
の近傍で開放する。
燃焼室の出口から高速で流出する不完全燃焼の燃焼ガス
によって、炉室内に含まれる比較的冷い魔力が吸込まれ
、排気管に運び去られる。
こうして炉室内の完全燃焼ガスの激しい循環と共に排気
管と炉室の中で完全燃焼を行う前に、中間冷却を得よう
とする訳である。
燃焼室から間隔を置いて配設された上記の排気管は、適
当に低いＣＯ含量で完全な二次燃焼を得るためにこの燃
焼装置に不可欠のものであるが、炉室への取付けがすこ
ぶる困難である場合が多い。しかも公知の燃焼装置は空
気の予熱が行われない。金属製燃焼室の耐熱性が限られ
ているため、この予熱は不可能である。空気の予熱によ
って炎温度が大幅に高められ、それと共に廃気中の窒素
酸化物量（ＮＯＸ　）も大幅に増大するからである。し
かし、エネルギの節約を考えると、空気予熱がなるべく
高い、上記の低有害物質型高性能バーナを使用すること
が望ましい。
同じく２段燃焼を使用する、オーストリア特許第２３８
８６５号明細書で公知の別のいわゆる循環バーナにおい
ては、耐火煉瓦張燃焼室が設けられ、燃焼室の温度は限
られた空気又はガス供給によって耐火煉瓦積の許容限度
以下に保たれる。完全燃焼は燃焼室から出るバーナ噴流
で、このバーナ噴流に空気又はガスの残量を供給するこ
とによって行われる。実際上、これは、空気残量を送る
環状残気室が燃焼室を取り囲むことによって行われる。
残気室は燃焼室の出口を取り囲むノズルポートを有し、
ノズルポートは燃焼室出口ポートの軸線に対して僅かに
傾斜することが好ましい。残気室と燃焼室のこの同心配
列によって、燃焼室の壁体を介して行われる熱交換によ
り空気残量の予熱が行われるが、バーナは一次空気の予
熱なしで動作するのである。
このバーナの場合も、魔力の有害物質含量をできるだけ
低くすることは問題にされず、むしろ燃焼室自体の温度
を燃焼室の煉瓦張の耐熱限度以下に保とうとする。この
事に関連して、二次燃焼温度は問題にならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の先行技術から出発して本発明の目的とするところ
は、簡素な構造の長所を有し、高い空気予熱のもとでも
、確実に動作する低有害物質型工業用バーナ、特に廃気
中のＣＯ及びＮＯｘの割合が少い工業用バーナを提供す
ることである。
〔問題点を解決するだめの手段、作用、効果〕この目的
の達成のために、冒頭に挙げた工業用バーナは本発明に
基づき次の特徴を有する。
すなわち、燃焼室と同軸の円筒形の壁体が燃焼室の軸方
向長さの少くとも一部にわたって張出しており、この壁
体が燃焼室の側壁と共に残気室の側部を画定し、残気室
の正面側が円筒形の壁体と連結された環状のノズルリン
グによって閉鎖され、燃焼室の外側端面が上記のノズル
リングに当接され、残気噴流のためのノズルポートが該
ノズルリングに配設され、かつ燃焼室が弾性力によって
ノズルリングに軸方向に対向して緊定されるのである。
その場合、円筒形壁体が管状復熱室の一部であり、復熱
室は燃焼魔力と燃焼空気が向流をなして貫流する２個の
環状室を有し、円筒形熱父換壁がこれらの環状室を互い
に隔離するように配列することができる。
復熱室は一次空気と残気のいずれについても５０％を超
える空気予熱度を得、例えば鋼材の鍛造、ガラス溶融窯
、窯業炉で現れるような１３００℃に及ぶ加工温度でも
廃気のＮＯｘ分を２００ないし３００　ｐｐｍの範囲に
低減することを可能にする。
この工業用バーナは簡素でコンパクトな構造と共に高い
信頼性の長所を有する。
ノズルリングは原則として別個の部材として作製し、こ
れを復熱室の円筒形の壁体と連結すればよい。しかしノ
ズルリングが、正面側を燃焼室に当接した、円筒形壁体
の絞り込んだ端部から成るならば、特に簡素な構造条件
が生まれる。耐熱鋼から成る復熱室の円筒形壁体は燃焼
室のセラミック材料より大きな膨張係数を有する。絞り
込んだ端部を燃焼室に、場合によっては封止するように
当接することによって、封止区域に過度の応力が生じる
ことが防止される。
このことはバーナの寿命にも信頼性にも好い影響を及ぼ
す。
燃焼室はその縁端側から下側に張り出す（場合によって
は円筒形壁体の絞り込んだ端部から成る）ノズルリング
に向って軸方向に弾性力で緊定される。従ってノズルリ
ング又は円筒形壁体と燃焼室の異なる膨張係数に基づく
当接部の長さの差異が自動的に補償され、封止効果が妨
げられることはない。
このことは実際には次のようにして実現される。すなわ
ち燃焼室の上に支承される燃料供給管を介して燃焼室を
ノズルリングに押付け、かつ弾性部材によって燃料供給
管に軸方向に負荷するのである。
燃焼室は出口を含むおおむね扁平な正面壁を有し、この
正面壁が円筒形の側壁に接続することが好ましい。使用
中に現れる焼なまし色の観察によって、この構造の燃焼
室では円筒形側壁から正面に移行する区域の内部に乱流
区域が発生することが確認されたからである。それによ
って、元来危険にさらされるこの部位の温度負荷が減少
する。同時にこのことは、燃焼室の円筒形側壁と正面壁
ないしは端壁の接合区域をノズルリングに封止して当接
するために利用することができる。
燃焼室自体は薄肉の高温セラミックから成る一体の部材
として構成することが好ましく、これをバーナに交換自
在に挿着すれば好都合である。
上記の燃焼室は高い空気予熱のもとて極度の熱負荷にも
耐えることができ、その場合、前述の構造上の処置によ
ジ、ノズルリングに対する封止も完全である。
高い空気予熱を使用してもＮＯｘ含量を低く保持し、特
に低温区域で不完全な二次燃焼による不当なＣＯ含量を
回避するために、この新規な・々−すは高い空気速度で
動作する。燃焼室出口から出る一次燃焼ガス噴流も、ノ
ズルリングのノズルポートから来る二次空気噴流も、合
流する前に炉室からの冷たい廃気を吸い込み、それによ
って再燃焼帯又は二次燃焼帯の温度を引下げるという考
え方がこのバーナの基礎にある。そのために残気噴流の
速度は、主噴流から出る吸引力によって直ちに主噴流側
に偏らされない°ように、高くなければならない。／＜
−すを通常の噴射バーナとして使用する場合は、残気噴
流の軸線を主噴流と平行させるか、又はやや主噴流寄り
に傾ける。
一次燃焼のために必要な燃焼室圧力の先金な利用を得る
ために、復熱室が円筒形壁体の内側に配設された導気筒
を有し、その正面側が燃焼室から軸方向間隔を置いて終
るように構成することができる。導気筒に絞り部がない
から、燃焼室もこれを取り囲む残気室も供給される一次
空気の全圧力が送り込まれる。燃料供給管は燃焼室の出
口と相対する底部に支承することができる。底部は燃焼
室の縦軸の周囲に均一に分布して配設された一次空気人
口を有し、入口の総通路面積は出口の総通路面積より太
きい。
炉気の吸入を更に短い経路で達成すると共に、炉気分一
層激しく混合するために、燃１１８室の出口は均一に分
布して配設された複数個の出口ポートから成ることがで
きる。その場合、残気出口と場合によっては分割される
主噴流との特定の間隔が重要であることが判明した。間
隔がノズル直径よジ小さければ、ノズルポートから出る
ガス噴流の質量の流れが倍加する。このバーナの場合、
このことは再燃焼帯又は二次燃焼帯の燃料エネルギが質
量の流れのこのような倍加のもとて半分の温度上昇を喚
起することしかできないことを意味する。残気出口の間
隔が大き過ぎれば、特に炉温か低い場合に不完全燃焼に
よりＣＯが発生する。
実際の経験が示すところでは、燃焼室の出口ポートの最
小縁端間隔がこのポートの内径より太きければ、特に有
利な条件が生まれる。燃焼室の出口ポートと残気室のノ
ズルポートの中心が同心円上にあって、ノズルポートと
隣接の出口ポートの最小縁端間隔がノズルポートの内径
の３倍より大きいことが好ましい。出口ポートとノズル
デートはそれぞれ互い違いに、相互に対称に配設されて
いる。
また出口ポートをセラミック板に形成し、これを燃焼室
の中心に挿着してもよい。こうしてこのセラミック板を
単に交換することによって、既存の燃焼室を異なる使用
条件に向けて改装することができ、他方では出口ポート
を有し、高温の負荷にさらされるセラミック板の縁端側
が燃焼室に対して若干可動であるから、局部的に異なる
温度に基づく応力が回避される。
噴射バーナの場合は、燃焼室の出口テートと残気室のノ
ズルポートがそれぞれ相互におおむね軸平行に配設され
る。新規なバーナはいわゆるウオール・ノエットパーナ
として構成することもでき、その場合、出口ポートが半
径方向斜め外向きに整列される一方、ノズルポートの軸
線は出口ポートの軸線と交差するように配列される。
熱負荷が高い残気室のノズルポート及び燃焼室に対する
残気室の封止部の近傍の温度を引下げるために、ノズル
リングの近傍の残気室内に、例えば、冷却空気が貫流す
る冷却空気通路の形の特別の冷却装置を配設すれば好都
合である。
同様の理由からバーナが、少くともノズルリングの正面
側を隠蔽するセラミック製の放射遮蔽を備えることもで
きる。放射遮蔽は残気噴流通過口を具備し、場合によっ
ては残気室の壁体の所定区域の側方を隠蔽する円筒形壁
部を備えることもできる。
〔実施例〕
図面に本発明の主題の実施例を示す。
図に幾つかの実施態様で示す工業用流体燃料バーナ（以
下、単に「バーナ」という）は、ガス状又は液状燃料で
加熱するために設けられたもので、工業用炉の炉室１の
加熱に使用される。
炉壁２は貫通孔３を具備し、ここにバーナが挿着される
。
バーナ自体は鋼製の円筒形スリーブ４を有し、このスリ
ーブ４は断熱層５で取り囲まれ、炉室１の炉壁２の外側
の区域で給気管６が横に接続スル。スリーブ４の中に同
じく鋼製の同軸の導気筒７が挿設され、参照番号８の所
で端面側がスリーブ４に対して封止され、スリーブ４と
共に環状室を形成する。この環状室は高耐熱鋼製の円筒
形壁体９によって２個の環状室部１０゜１１に区分され
る。円筒形壁体９は参照番号１２の所で円筒形スリーブ
４に気密に接合され、その環状室１１ｉｌ′ｉ横に出る
排気管１３と連通ずる。才だ円筒形壁体９は両方の環状
室部１０゜１１の中に突出する、連続する熱交換フィン
１４を担持する。熱交換フィン１４はその間にある壁体
部分と共に、両方の環状室部１０゜１１を貫流する媒質
の間の良好な熱交換をもたらす。
円筒形壁体９はスリーブ４及び導気筒７と共に管状のフ
ィン付復熱室を構成する。導気筒７によって取り囲まれ
た復熱室の空間１５は同軸の燃料供給管１６を収容する
。燃料供給管１６の端部は、スリーブ４及び導気筒７に
気密に接合されたカバー１６０に定着される。カバー１
６０は、燃料供給管１６に接続する燃料供給路１７を収
容する。燃料供給管１６の中に同軸に配設された点火電
極１８がある。
おおむねつぼ形のセラミック製燃焼室２０がスリーブ４
及び導気筒７と同軸に、軸方向間隔１９を置いて配設さ
れる。燃焼室２０は薄肉の耐高温セラミックケーシンブ
から成ジ、その肉厚は、例えば６−である。燃焼室２０
はおおむね円筒形の側壁部２１を有し、その接合区域２
２に正面壁２３が接続する。端壁２３は燃焼室２０から
高速で流出するガスのだめの、ノズル状に細まった中心
出口又は出口ポート２４を有する。導気筒７の端部側は
後述の残気室４２の中まで突出するように張出してもよ
い。
燃焼室２０の出口２４と相対する側は、載置されたセラ
ミック板２５で閉鎖される。セラミック板２５は中心軸
の周囲に均一に分布して配設された一次空気入口２６を
有し、中心部に開口２７を具備する。燃料供給管１６は
開口２７を貫き、燃料出口ノズル２８が燃焼室２０の内
部に突出する。
燃料供給管１６は環状カラー２９を介してセラミック板
２５に当接される。燃料供給管１６は弾性部材である弾
性ベロー３０を具備し、これがセラミック板２５及び燃
焼室２０に弾性軸方向力を働かせる弾性部材として作用
する。
復熱室の円筒形壁体９の端面側は、参照番号３１の所で
終わる導気筒７を越えて、燃焼室２゜の軸方向長さにわ
たって張出す。張出部分を参照番号３２で示す。この張
出部分３２は端部側が参照番号３３の所で、すなわち、
絞り込み部分で内側に絞り込まれ、参照番号３４０所で
、すなわち、井芋揉ば端面側折り緑によって燃焼室２０
のりを壁に接し、封止するように形成されている。代案
として折り縁３４に例えば歯形を付けることによって、
ノズルポート３５を折り縁３４の区域に直接設けてもよ
い。それによって燃焼室２０の壁体のために特別の冷却
効果が得られる。
絞り込み部分３３は円筒形壁体９と一体に結合された環
状ノズルリングをなす。ノズルリングはバーナの縦軸の
周囲に均一に分布して配設されたノズルポート３５を含
み、ノズルポート３５の軸線はバーナの縦軸におおむね
平行に整列されている。
図で明らかなように、絞り込み部分３３から成るノズル
リングは横断面がおおむね半円形の形状又は平坦な円板
形の形状を有する。図示しない別の実施態様では、円筒
形壁体９の張出し部３２と結合され、例えば気密に溶接
され、ノズルポート３５を含む環状板又は円板でノズル
リングラ構成してもよい。このノズルリングをセラミッ
ク部材として形成し、その縁端側を円筒形壁体９の張出
し部３２と結合することも基本的に可能である。
燃焼室２０は弾性ベロー３０が働かせる軸方向力によっ
て、ノズルリングとして作用する絞り込み部分（折、！
ｌｌｌ縁）３３に当接され、その場合、第１図、第２図
及び第４図で明らかなように当接部はおおむね円筒形壁
体２１と細１つだ出口ポート２４を含む端壁２３との中
間区域２２にある。この「隅角区域」で燃焼室２０の中
に乱流が発生し、その結果、燃焼室２０の材料の局部的
熱負荷が減少する。それによって高耐熱鋼製円筒形壁体
９の絞り込み部分３３も同様に熱負荷が少くなる。
ノズルリングを形成する絞り込み部分３３の炉室１の側
は、その輪郭形状におおむね整合す部分３２から隔たっ
ており、参照番号３７の所でノズルポート３５の区域の
端面側をｍａｌ、、他方、円筒形壁体部分３８は燃焼室
２０の中間区域２２を越えて張り出す円筒形壁体９の張
出部分３２を横から隠蔽する。断熱層５とセラミック放
射保進遮蔽部３６の、復熱室に臨む端面側との間の所に
、場合によっては中間ウェブにより１列の不連続の開口
に分割された環状の魔力人口４０がある。魔力人口４ｏ
は復熱室の環状室と連通し、参照番号４１で示す洗気が
炉室１から流入する。
円筒形壁体９の張出し部分３２及び絞り込み部分３３は
燃焼室２０の外壁と共に環状残気室４２を画定する。残
気室４２は燃焼室２０を同心に取り囲み、復熱室で予熱
され環状室１０から出る空気が送り込まれる。流出する
空気量は、矢印４３で示すように、入口２６を経て燃焼
室２０に流入する一次空気量と、矢印４４で示す残気量
に分割される。残気量４４は残気室４２を貫流し、矢印
４６で示唆するようにノズルポート３５から残気噴流の
形で流出する。
１１００℃を超える温度域での使用のために、残気室４
２の中に補助冷却装置が設けられている。補助冷却装置
は中間区域（接合区域）２２とノズルポート３５の近傍
に配設された冷却空気リング４７として構成される。冷
却空気リング４７は空間１５を貫通する導管を介して冷
却空気供給管４８と冷却空気排出管４９に接続され、場
合によっては被冷却部に指向された冷却空気出口を有す
る。
第２図による実施態様は、セラミック製燃焼室２０の出
口側に円形のセラミック製ノズル板又は端壁５０が挿着
され、均一に分布して配設された複数個の円筒形出口ポ
ート５１を有し、第１図の実施態様で出口２４から出る
主噴流５３がこの出口ポート５１によって複数個の軸平
行の主噴流５３ａに分割されることだけが、第１図によ
る実施態様と相違する。
第３図で判るように、この場合は４個の円筒形ノズルポ
ート５１が設けられ、その中心が仮想の内側同心円５４
の上にあり、中心が仮想円５５の上に配列された、小さ
な直径の４個の残気ノズルポート３５によって取り囲ま
れる。それぞれ均一に分布するノズルポート３５と出口
ポート５１は互い違いに、かつ相互に対称に配設されて
いる。
そこでこの配列は次のように行われる。すなわちＳで表
す、隣接する出口ポート５ノの最小縁端間隔がこの出口
ポート５１の直径りよジ太きぐ、ノズルポート３５と隣
接の出口ポート５１との最小縁端間隔Ｓがノズルポート
３５の直径ｄの３倍よυ大きいのである。
第４図による実施態様では、第２図のノズル板５０がノ
ズル板５０ｈに置き換えられており、そのノズルポート
５１ａは円錐面上にあって半径方向斜め下列へ向けられ
ている。これはいわゆるウオール・ジェットバーナに相
当する。
残気を送るノズルポート３５は中心がやはり円５５の上
にあり、出口ポート５１ａに対して対称かつ互い違いに
配列されており、一方、出口ポート５１ａもまた中心が
均一に分布して共通の円５４の上にあるように配列され
ていることが、第５図で明らかである。このようにして
残気ノズルポート３５の軸線は、出口ポート５１ｈから
、出るガス噴流の軸線と交差する。
ノズル板５０又は５０ａは縁端側が第２図、第４図で明
らかなように燃焼室２０の端壁に３の上に載置され、端
壁２３に対して若干の半径方向可動性を保つようになっ
ている。
上述のバーナは、燃焼室出口、すなわち、第１図の単一
の絞り込まれた出口ポート２４又は複数個の出口ポート
５１及び５１ｈ及びノズルポート３５で１００乃至１５
０ｒｒＶ′３ｅＣ程度のガス又は空気流出速度が現れる
ように、オンオフ方式で操作される。このことは、上記
のポートに１乃至２　ｋＰａ　、好ましくは１．５　ｋ
Ｐａの圧力勾配が生じることを意味する。出口ポート２
４又は出口ポート５１，５１８の総断面租に対する残気
ノズルポート３５の総通路面積の割合は１０乃至５０％
、好ましくは３０チである。
炎が安定して燃焼するために、燃焼室２０の内径と軸方
向長さが第１図の実施態様の出口ポート２４の直径の２
ないし４倍、好ましくは３倍であることが適当である。
第１図の実施態様の低有害物質型工業用バーナの実施例
の諸元は次の通りである。
バーナのデータ 燃焼室２０　　　直径二６０醜 長さ：６０簡 主ノズルポート２４　　直径：Ｄ＝２０簡、Ｆ１＝３．
１４０．７６％ 残留空気ノズル３５　　数：　　８　、　Ｆ２　＝１．
００　ｔ：ｒｎ　１２４　％直径：ｄ＝４ｍｍ 間隔：５＝２５隅　ｓ／ｄ＝６．２５ 供給量　　　　　天然ガス：　３５　ｍ　／ｈ総空気：
　３５　ｍ　／ｈ フィン付復熱室熱交換率　　０．６５ 炉温１０００℃で次の値が確認された。
空気予熱温度ニア５０℃ 魔力温１度：４２０℃ ／　ス／Ｌ／ポート２４，３５（Ｄ圧力勾配：　１．６
ｋＰａ廃気の値　酸素：１．５容精チ 窒素：１９０ｐｐｍ −酸化炭素：（１０’ｐｐｍ 選定した燃焼室寸法で炎は安定かつ静粛に燃焼する。オ
ンオフ方式にとって重要な事だが、室温から始動する場
合もそうである。
Ｓｔ溶浸ＳｉＣの燃焼室は熱応力に耐えた。燃焼室の正
面側の円錐形の密接面はセラミックと金瞑の膨張差を吸
収するので、特に有利に構成されている。
冷却リング４７と１１００℃以上の炉温に対する絶縁は
、バーナのオフ段階で残留空気ノズルポート３５の温度
を耐熱鋼の許容最高温度（約１１００℃）に引下げ、そ
の際、比較的僅かな損失しか発生せず、炉雰囲気を阻害
しない。
直接加熱の場合は、公知のように各バーナ毎に排出管を
介して又は直接に、廃気が排出される。
このバーナはいわゆる外被噴射加熱管で間接加熱にも同
様に適当である。その場合、高い炎インパルスが噴射加
熱管内の洗気循環のために利用される（外被噴射加熱管
の内管をバーナから取外したものすなわちＰ型管及び内
管なしのＷ製管が用いられる）。
【図面の簡単な説明】
第１図は噴射バーナとして構成された、本発明に基づく
工業用バーナの縦断面図、第２図は第１図の噴射バーナ
ーの他の実施態様の縦断面図、第３図は第２図の噴射バ
ーナの出口側端面の、ノズル配列を説明する平面略図、
第４図は第１図の工業用バーナのウオール・ジェットバ
ーナとして構成した変更実施態様の縦断面図、第５図は
第４図のバーナのノズル配列の、第３図と同様の図を示
す。 ｌ・・・炉室、２・・・炉壁、３・・・貫通孔、４・・
・スリーブ、５・・・断熱層、６・・・給気管、７・・
・導気筒、９・・・円筒形壁体、１０．１１・・・環状
室部、１３・・・排気管、１４・・・熱交換フィン、１
５・・・空間、１６・・・燃料供給管、１７・・・燃料
供給路、１８・・・点火電極、１９・・・間隔、２０・
・・燃焼室、２１・・・側壁部、２２・・・接合区域、
２３・・・端壁、２４・・・中心出口（出口ポート）、
２５・・・セラミック板、２６・・・一次空気入口、２
７・・・開口、２８・・・燃料出口ノズル、２９・・・
環状カラー、３０・・・弾性ベロー、３２・・・張出部
分、３３・・・絞り込み部分、３４・・・折縁、３５・
・・ノズルｙｌ？　−ト、ａｅ・・・放射保護遮蔽部、
３８・・・円筒形壁体部分、４０・・・排気、４１・・
・廃気、４２・・・残気室、４７・・・冷却空気リング
、４８・・・冷却空気供給管、４９・・・冷却空気排出
管、５０，５０１Ｌ・・・ノズル板、５１・・・出口ポ
ート、５１ｈ・・・ノズルｄ？−ト、５３ａ・・・主噴
射流、５４・・・内側同心円、５５・・・仮想固、１６
０・・・カバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）燃料供給管と一次吸気供給管を具備し、一次空気に
    より燃料を不完全燃焼するように構成され、かつ高速で
    流出するガスの、ノズル状に細まった出口を設けたセラ
    ミック製の燃焼室と、該燃焼室を取り囲み、再燃焼のた
    めに必要な予熱された残気量を供給する残気室とを有し
    、該燃焼室の出口の周囲に配設された該残気室のノズル
    ポートから残気噴流が高速で流出するガス状又は液状燃
    料のための工業用バーナにおいて、該燃焼室（２０）と
    同軸の円筒形の壁体（９）が該燃焼室（２０）の軸方向
    長さの少くとも一部にわたって張出しており、この壁体
    （９）が該燃焼室（２０）の側壁と共に該残留空気室（
    ４２）の側部を画定し、該残気室（４２）の一端部が円
    筒形の該壁体（９）と連結された環状のノズルリング（
    ３３）によって閉鎖され、該燃焼室（２０）の外側端面
    が該ノズルリング（３３）に当接され、残気噴流（４６
    ）のためのノズルポート（３５）が該ノズルリング（３
    ３）に配設され、かつ該燃焼室（２０）が弾性力によっ
    て該ノズルリング（３３）に軸方向に対向して緊定され
    ていることを特徴とする工業用流体燃料バーナ。 ２）円筒形の前記壁体（９）が管状復熱室の内部を燃焼
    廃気と燃焼空気が互いに逆に貫流する２個の環状室（１
    ０、１１）に分離していることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の工業用流体燃料バーナ。 ３）前記燃焼室（２０）がその上に支承された燃料供給
    管（１６）によって前記ノズルリング（３３）に押付け
    られ、かつ該燃料供給管（１６）が弾性部材（３０）に
    よって軸方向に押圧されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項又は第２項記載の工業用流体燃料バーナ
    。 ４）燃焼室（２０）が、出口（２４；５１、５１ａ）を
    含むおおむね偏平な端壁（２３、５０）を有し、該端壁
    が円筒形側壁部（２１）に接続することを特徴とする、
    特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの１に記載
    の工業用流体燃料バーナ。 ５）前記燃焼室（２０）の前記円筒形側壁 （２１）と端壁の接合部が前記ノズルリング（３３）に
    当接されることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
    の工業用流体燃料バーナ。 ６）前記燃焼室（２０）が薄肉の高温セラミックから成
    る一体の部材として構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの１に記載の
    工業用流体燃料バーナ。 ７）前記燃焼室（２０）が前記円筒形壁体（９）の中に
    交換自在に挿設されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項記載の工業用流体燃料バーナ。 ８）前記燃料供給管（１６）が前記燃焼室 （２０）の出口（２４）と相対する底部に支承され、該
    底部が該燃焼室の縦軸の周囲に均一に分布して配設され
    た一次空気入口（２６）を有し、その総通路面積が出口
    （２４）の総通路面積より遥かに大きいことを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項記載の工業用流体燃料バーナ。 ９）前記燃焼室（２０）の出口が、均一に分布して配設
    された複数個の出口ポート（５１、５１ａ）から成り、
    隣接する出口ポート（５１、５１ａ）の最小縁端間隔（
    Ｓ）がこのポートの内径（Ｄ）より大きいことを特徴と
    する特許請求の範囲第４項記載の工業用流体燃料バーナ
    。 １０）前記燃焼室（２０）の前記出口ポート（５１、５
    １ａ）と残気室（４２）のノズ ルポート（３５）の中心が同心円（５４、５５）の上に
    あり、該ノズルポート（３５）と隣接する前記出口ポー
    ト（５１、５１ａ）との最小縁端間隔（ｓ）が該ノズル
    ポート（３５）の内径（ｄ）の３倍より大きいことを特
    徴とする特許請求の範囲第９項記載の工業用流体燃料バ
    ーナ。 １１）前記出口ポート（５１、５１ａ）を含む前記端壁
    がセラミック板（５０、５０ａ）として構成され、該セ
    ラミック板が前記燃焼室（２０）の中心に挿着されてい
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第９項又は第１０
    項記載の工業用流体燃料バーナ。 １２）前記出口ポート（５１）と前記ノズルポート（３
    ５）がそれぞれ実質的に軸平行に配設されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１１項のいずれ
    か１のに記載の工業用流体燃料バーナ。 １３）前記出口ポート（５１ａ）が半径方向斜め外向き
    に整列されていることを特徴とする特許請求の範囲第９
    項乃至第１１項のいずれかの１に記載の工業用流体燃料
    バーナ。 １４）前記ノズルポート（３５）の軸線が前記出口ポー
    ト（５１ａ）の軸線と交差するように配列されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の工業用流
    体燃料バーナ。 １５）前記残気室（４２）の中のノズルリング（３３）
    の近傍に、冷却空気が貫流する冷却空気通路（４７）を
    含む冷却装置が配設されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第１４項のいずれかの１に記載の工
    業用流体燃料バーナ。 １６）少くともノズルリング（３３）の端面側を隠蔽す
    るセラミック放射遮蔽部（３６）を有し、該放射遮蔽部
    が残気噴流の通過口を具備することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第１５項のいずれかの１に記載の工
    業用流体燃料バーナ。 １７）前記燃焼室（２０）の前記出口（２４）と前記残
    気室（４２）のノズルポート（３５）に１ｋＰａの最小
    圧力勾配を維持することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第１６項のいずれかの１に記載の工業用流体燃
    料バーナ。 １８）前記ノズルポート（３５）が前記燃焼室（２０）
    の前記ノズルリング（３３）への当接区域（３４）に直
    接形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第１７項のいずれかの１に記載の工業用バーナ。
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