JPS621535Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガス燃焼装置に関し、特に全一次空気
式ブンゼンバーナを用いたガス燃焼装置に関す
る。

従来から加熱炉等の熱設備に取付けられたガス
バーナタイルの燃焼用空気を、排気煙道に設置し
た熱交換器で燃焼排ガスと熱交換することにより
予熱して熱効率を向上したガス燃焼装置がある。
ところがこのような従来技術においては、ガスバ
ーナが多数であり、しかも加熱炉内をたとえば加
熱ゾーンや均熱ゾーンなどに区切つて各ゾーン毎
に燃焼制御を行なう場合には、空気比の制御が複
雑になる。しかもガスバーナタイルが多数ある場
合には、空気配管が複雑になる。

このような問題はたとえば特公昭36−16872に
示されているように燃焼用空気を排ガスによつて
予熱するようにしたバーナにおいても生じる。

他の先行技術は特開昭52−138728に示されてい
るラジアントチユーブバーナであり、この先行技
術では、排ガスの一部を燃焼ノズルからの燃料の
噴射によつて吸引して自己再循環して低NOxを
達する。燃焼用空気は排ガスによつて予熱する。
このような先行技術の問題は既存の加熱炉の炉壁
に設けることができるようにするための工夫がな
されていないことである。

本考案の目的は、空気比を容易に制御すること
ができ、しかも熱効率を向上しさらにまた既存の
加熱炉に装着することができるようにした改良さ
れたガス燃焼装置を提供することである。

本考案は加熱炉の炉壁に取付けられ炉内に突出
した中心部を貫通する噴出孔、およびその噴出孔
を外囲して貫通し炉壁内面とほぼ面一に臨む複数
の導孔を備えるバーナタイル、 バーナタイルの外方端部との間に前記各導孔が
共通に連通する排ガス室を形成すべくバーナタイ
ルに設けられる排ガスヘツダ、 排ガスヘツダを前記噴出孔と同心に貫通し一端
部が前記噴出孔に連結されたバーナ本体、 一端部が前記排ガスヘツダの側部に接続された
排ガス導管、 排ガス導管の他端部に設けられた排ガス吸引手
段、 排ガス導管の途中に備えられ、大気に解放した
吸引部から吸引された空気および排ガス導管を流
通する燃焼排ガスの熱交換を行なう熱交換器、 前記バーナ本体の他端部を外囲して空気室を形
成する空気ヘツダ、 前記熱交換器で加熱された空気を前記空気室に
導く空気導管、 前記噴出孔と同心に空気ヘツダを貫通し、一端
部が前記バーナ本体の他端部に臨み、かつ他端部
がガス燃料供給源に接続されるガスノズル、なら
びに、 前記排ガスヘツダおよび空気ヘツダを連結する
連結管を含み、空気室の圧力は排ガス室の圧力よ
りも低く保つことを特徴とするガス燃焼装置であ
る。

好ましい実施態様では、前記排ガス吸引手段はエ
ゼクタであることを特徴とする。

以下、図面によつて本考案の実施例を説明す
る。

第１図は本考案の一実施例の断面図である。こ
のガス燃焼装置１は、加熱炉２の炉壁３に取付け
られるバーナタイル４と、バーナタイル４の外方
端部に設けられる排ガスヘツダ５と、排ガスヘツ
ダ５を貫通し一端部がバーナタイル４の噴出孔１
４に連結されるバーナ本体６と、一端部が排ガス
ヘツダ５の側部に連結される排ガス導管７と、排
ガス導管７の他端部に設けられる排ガス吸引手段
８と、排ガス導管７の途中に設けられる熱交換器
９と、バーナ本体６の他端部を外囲する空気ヘツ
ダ１０と、空気ヘツダ１０を貫通しバーナ本体の
他端部に臨むガスノズル１１と、熱交換器９で予
熱された空気を排ガスヘツダ１０内に導く空気導
管１２と、排ガスヘツダ５と空気ヘツダ１０を連
結する連結管１３とを含む。ガスノズル１１は図
示しないガス燃料供給源に接続される。

このようなガス燃焼装置１においては、ガスノ
ズル１１から噴出されるガス燃料の噴出エネルギ
によつて燃焼用空気が吸引される。それによつて
ガス燃料および燃焼用空気の混合ガスがバーナ本
体６から噴出孔１４を経て加熱炉２の炉内に向け
て噴出され、火炎が形成される。一方、排ガス吸
引手段８の働きによつて、炉内の燃焼排ガスが導
孔１５、排ガス室１６および排ガス導管７を経て
外部に排出され、熱交換器９において燃焼用空気
と熱交換する。したがつて燃焼用空気は予熱され
てバーナ本体６に供給される。

第２図は第１図の左側から見たバーナタイル４
の正面図である。バーナタイル４は略円柱状であ
り、炉壁３に取付けられる。バーナタイル４の中
心部４ａは炉内に向けて突出しており、この中心
部４ａを貫通して噴出孔１４が形成される。噴出
孔１４は炉内に向かうにつれて大径となる円錐状
に形成される。バーナタイル４において、中心部
４ａの周囲には、円周方向に等間隔をあけて複数
の導孔１５が、噴出孔１４と平行に形成される。

排ガスヘツダ５は、炉壁３ら外方に突出したバ
ーナタイル４の外方端部を覆つて固定され、前記
外方端部との間に排ガス室１６を形成する。この
排ガス室１６には各導孔１５が共通に連通する。
バーナ本体６は、基本的に円筒状であり、排ガス
ヘツダ５を噴出孔１４と同心にかつ気密的に貫通
する。バーナ本体６は、その一端部（第１図の左
端部）から他端部（第１図の右端部）に向けて順
に、ノズル部１７、円錐部１８、スロート部１
９、および導入部２０が順に形成されて成る。ノ
ズル部１７は円錐部１８の大径端部よりも小径に
形成され、円錐部１８はスロート部１９に向けて
小径となるように形成されている。導入部２０は
スロート部１９から前記他端部に向けて末広がり
状に形成される。バーナ本体６の一端部外周面に
はフランジ２１が設けられており、バーナ本体６
は、そのノズル部１７を噴出孔１４に突入させ
て、バーナタイル４にフランジ結合される。

排ガスヘツダ５の側部には排ガス導管７の一端
部が接続され、排ガス導管７の他端部は直角に屈
曲して大気に開放される。排ガス導管７の他端部
に設けられる排ガス吸引手段８は、たとえばエゼ
クタであり、デイフユーザ２２と、空気ノズル２
３と、押込み送風機２４とから成る。デイフユー
ザ２２は排ガス導管７の開放端に近接して同心に
配置される。空気ノズル２３は排ガス導管７の屈
曲部７ａでデイフユーザ２２に向けて同心に設け
られる。この空気ノズル２３には押込み送風機２
４が接続される。このような排ガス吸引手段８に
おいて、押込み送風機２４からの空気が空気ノズ
ル２３から噴出孔されることにより、排ガス導管
７の他端部から排ガスが吸引されて大気に放出さ
れる。

排ガス導管７の途中に備えられる熱交換器９内
には、燃焼排ガスが流通する流路と、空気が流通
する流路とが伝熱壁を介して配置されている。そ
れによつて燃焼排ガスと空気とが伝熱壁を介して
間接熱交換する。前記空気の流路の一端部には大
気に開放した吸引部２５が設けられ、他端部には
空気導管１２の一端部が接続される。

バーナ本体６の導入部２０を外囲する空気室２
６を形成すべく、バーナ本体６の他端部に空気ヘ
ツダ１０が設けられる。この空気室２６にはバー
ナ本体６の導入部２０の開放端が臨む。空気ヘツ
ダ１０を気密的に貫通してガスノズル１１がバー
ナ本体６と同心に設けられ、このガスノズル１１
の一端部は導入部２０内に突入される。しかもガ
スノズル１１の一端部外周面と、導入部２０の内
周面との間には円環状の空気導入路２７が形成さ
れる。

空気ヘツダ１０の側部には空気導管１２の他端
部が接続される。また排ガス室１６と空気室２６
とを連通すべく、排ガスヘツダ５と空気ヘツダ１
０は連結管１３を介して連結される。

上述のごとく構成されたガス燃焼装置１を運転
するにあたつては、ガス燃焼供給源からガス燃料
をガスノズル１１に供給するとともに、押込み送
風機２４を駆動して空気ノズル２３に空気を供給
する。ガスノズル１１からガス燃料をバーナ本体
６の導入部２０に向けて噴出孔することにより、
空気室２６内が負圧となる。そのため、空気が熱
交換器９の吸引部２５から吸引され、熱交換器９
内の流路および空気導管１２を経て空気室２６内
に導入される。空気室２６内の空気は、ガスノズ
ル１１からのガス燃料の噴出流によつて空気導入
路２７を経てバーナ本体６内に吸引され、ガス燃
料と混合して炉内に噴出される。それによつてバ
ーナタイル４の噴出孔１４に火炎が形成される。

一方、排ガス吸引手段８の働きによつて、炉内
の燃焼排ガスの一部は導孔１５、排ガス室１６お
よび排ガス導管７を経て大気に放出される。した
がつて、排ガス導管７の途中の熱交換器９におい
て、燃焼排ガスは空気と熱交換し、空気が予熱さ
れて空気室２６に供給される。したがつて燃焼排
ガスの保有顕熱が有効に利用され、熱効率が向上
する。

また空気比の制御にあたつては、ガスノズル１
１から噴出されるガス燃焼量を制御すればよく、
そうすれば空気室２６内の負圧が変化し、それに
応じて吸引される空気量が変化する。したがつて
ガス燃焼装置１が加熱炉２に多数設けられていた
としても、各ガス燃焼装置１毎に空気比を制御す
ることができ、加熱炉２内の各ゾーン毎に空気比
を制御することが容易である。

上述のような燃焼運転中において、空気室２６
の圧力Ｐ１は排ガス室１６の圧力Ｐ２よりも低く
保たれる。そうすることにより、排ガス室１６内
の燃焼排ガスの一部が連結管１３を介して空気室
２６に導入される。そのため燃焼排ガスの一部が
燃焼用空気とともにバーナ本体６に吸引される。
したがつて燃焼排ガスが自己循環することにな
る。一般的に予熱した燃焼用空気を用いると、
NOxの生成量が増大するおそれがあるが、上述
のように燃焼排ガスを自己循環させることによ
り、NOxの発生が抑制される。しかも、燃焼排
ガスを循環させるための送風機などの設備を特に
設ける必要がなく、それらの設備を駆動するため
の動力も不要である。

本考案の他の実施例として、排ガス吸引手段８
はエゼクタでなくてもよく、誘引送風機であつて
もよい。

上述のように本考案によれば、燃焼排ガスの保
有顕熱を有効に利用するので熱効率が向上する。
また本件ガス燃焼装置毎に空気比を制御すること
ができるので、加熱炉に本件ガス燃焼装置を複数
個設けて、ゾーン制御することが容易となる。さ
らに本件ガス燃焼装置の構造は簡単である。

さらにまた本考案によれば、既存の加熱炉の炉
壁に装着して使用することができ用途が広がる。
排ガス導管は排ガスヘツダの側部に接続されてい
るので、複数の導孔からほぼ均一な流量で排ガス
を排出することが可能となり、これによつて炎の
形状を希望するとおりに制御することができ、熱
効率の向上を図ることができ、安定した燃焼状態
を維持することができる。

バーナタイルでは噴出孔が形成されている中心
部は炉内に突出しており、噴出孔を外囲する複数
の導孔は炉壁内面とほぼ面一に臨み、したがつて
噴出孔からの未燃焼ガスが導孔に入り込むことが
避けられ、燃焼後の排ガスが導孔から排出される
ことが確実になり、燃焼状態の安定化を図ること
ができ、このことによつてもまた熱効率の向上を
図ることができる。

空気室の圧力は排ガス室の圧力よりも低く保つ
ようにしたので、導孔からの排ガスは排ガス室を
経て、さらに連結管を経て空気室に流れることが
でき、排ガスの自己循環を行なつてNOxの発生
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
第１図の左側から見たバーナタイル４の正面図で
ある。 １……ガス燃焼装置、２……加熱炉、３……炉
壁、４……バーナタイル、５……排ガスヘツダ、
６……バーナ本体、７……排ガス導管、８……排
ガス吸引手段、９……熱交換器、１０……空気ヘ
ツダ、１１……ガスノズル、１２……空気導管、
１３……連結管、１４……噴出孔、１５……導
孔、１６……排ガス室、２５……吸引部、２６…
…空気室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 加熱炉の炉壁に取付けられ炉内に突出した中
   心部を貫通する噴出孔、およびその噴出孔を外
   囲して貫通し炉壁内面とほぼ面一に臨む複数の
   導孔を備えるバーナタイル、 バーナタイルの外方端部との間に前記各導孔
   が共通に連通する排ガス室を形成すべくバーナ
   タイルに設けられる排ガスヘツダ、 排ガスヘツダを前記噴出孔と同心に貫通し一
   端部が前記噴出孔に連結されたバーナ本体、 一端部が前記排ガスヘツダの側部に接続され
   た排ガス導管、 排ガス導管の他端部に設けられた排ガス吸引
   手段、 排ガス導管の途中に備えられ、大気に解放し
   た吸引部から吸引された空気および排ガス導管
   を流通する燃焼排ガスの熱交換を行なう熱交換
   器、 前記バーナ本体の他端部を外囲して空気室を
   形成する空気ヘツダ、 前記熱交換器で加熱された空気を前記空気室
   に導く空気導管、 前記噴出孔と同心に空気ヘツダを貫通し、一
   端部が前記バーナ本体の他端部に臨み、かつ他
   端部がガス燃料供給源に接続されるガスノズ
   ル、ならびに、 前記排ガスヘツダおよび空気ヘツダを連結す
   る連結管を含み、空気室の圧力は排ガス室の圧
   力よりも低く保つことを特徴とするガス燃焼装
   置。 (2) 前記排ガス吸引手段はエゼクタであることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   のガス燃焼装置。