JPS63210506A - バ−ナ - Google Patents

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 本発明は工業用、業務用あるいはＮｏエバーナに関する
ものである。

従来の技術 従来、低ＮＯｘバーナとして完全予混合燃焼をオリ用し
たバーナが使用されてお９、たとえば第５図に示すごと
き金網バーナはバーナ壁２からなる燃焼室１の一部に金
網４を設けて、燃焼室１へ供給した燃料６を金網の表面
で点火して、火炎３を形成していた。

このようなバーナは過剰空気の燃料で燃屍させ、更に火
炎から受けた熱全金網から放熱することにより、火炎温
度を下げ、ＮＯｘの排出量の低減をはかっていた。

また、別な低ＮＯｘバーナとして、炎口上に形成した火
炎の下流に冷却体を設置して火炎温度を低下させ、ＮＯ
工の排出量の低減をはかっているものもあった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、金網バーナに於ては、燃焼量の多い時、
あるいは空気過剰率が１に近づいた時に金網が急激な温
度上昇をしてしばしば逆火が生じた）、あるいは高温の
為、金網が酸化して、耐久上問題があった。

一方、予混合空気量を多くして、空気過剰率を大きくし
たり、或は燃料の量を増加させて燃料の流速を大きくす
ると、火炎は不安定になり、未燃ガスを排出したシ、吹
き飛びに至ることがしばしば生じた。その結果、燃焼量
及び空気量の可変範囲が小さいため、実用上不便さが生
じていた。

また、金網からの放熱が上流側すなわち燃焼室へもなさ
れ、燃料を加熱する。その結果、火炎温度の低下が小さ
く、Ｎｏｘ低減が少ない欠点を有していた。

さらに、火炎の下流に冷却体を設けたバーナにおいて、
冷却体としてステンレスのごとき金属を使用するとしば
しば８ｏＯ°Ｃ以上に加熱され、冷却体の酸化が生じ、
耐久上問題がちシ、火炎の温度を十分下げることができ
ずＮＯｘの低減が困難であった。

問題点を解決するための手段 本発明は、炎口壁と燃焼室壁とにより燃焼室を形成し、
炎口壁には炎口を設け、炎口と対向させた空気口を燃焼
室壁を介して設け、火炎は炎口上に形成し、燃焼室壁に
衝突させ、空気口から冷却空気を供給するものである。

作　　用 このようなバーナでは過剰空気になって火炎が炎口から
離れると、燃焼室壁の表面で燃焼するため、空気量の多
い領域で燃焼が可能であり、燃焼量の多い時にも吹き飛
びにくい。

火炎あるいは排気ガスが燃焼室壁に衝突すると、火炎温
度の低下が生じる衝突部は淀み流れとな択火炎の熱が大
量に燃焼室壁に伝達される。また、冷却空気は燃焼室壁
に衝案し、燃焼室壁の熱を奪う。また、空気過剰率が１
に近づくほど火炎温度が上昇して燃焼室壁の温度が上昇
する。その時、空気口よシ冷却金気を大量に放出して燃
焼室壁を冷却し、温度を低下させる。その結果、火炎温
度の低下が生じる。燃焼室壁の耐久性が増すとともにＮ
Ｏｘ排出量が低減する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成図であり、７はバーナ
本体、８は燃焼室、９は炎口壁、１０は燃焼室壁、１１
は炎口、１２は燃料供給路、１３は分岐管、１４は冷却
通路、１５は温風路、１６は気化筒である。１７は冷却
空気通路、１８は空気分岐管、１９は空気口である。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。２Ｑは送風機、
２１．２２はそれぞれ冷却空気用、燃焼空気用流量調節
弁である。２３は燃料ノズル、２４は燃料、２６は混合
気、２６は火炎である。２７は排気ガス、２８は冷却空
気である。２９はヒータである。第３図は第１図のＢ　
−Ｂ断面図である。

３ｏは燃焼室出口である。

第２図において、高温の排気ガスはしばしば熱源として
利用される。３１は温風である。燃焼２４（例えば灯油
）は燃料ノズル２３から気化筒１６に投入される。気化
筒１６はアルミダイキャストで構成され、ヒータ２９が
埋め込まれておシ、２００−３００　’Ｃに加熱される
。気化筒１６に供給された燃料２４は気化とする。一方
、燃焼用空気は送風機２ｏよシ流量調節弁２２を通って
気化筒１６に導入され、気化した燃料と混合して、混合
気２５となる。混合気２６は分岐管１３を通り、分岐管
１３に設けた燃料供給路１２を通って先端の炎口１１よ
り燃焼室８に導入される。燃料供給路１２は炎口壁９の
外側に細長い通路を持つチューブで構成している。

この混合気に点火すると火炎２６を形成する。

液体燃料の代わ）に気体燃料を使用する場合、気化筒１
６を省略することにより液体燃料と同様に燃焼すること
が可能であり、本発明に於ける効果も同様に考えてよい
。

炎口１１は燃焼室壁を介して空気口１９と互いに向かい
合って対になっておシ、この対が多数配置されている。

各炎口１１で形成された火炎２６は燃焼室壁１０で冷却
される。炎口壁９の外側には燃料供給路１２を配置して
いる。炎口壁９と分岐管１３との間には燃料供給路１２
が群になって配置され、温風路１５を形成している。こ
の温風路１５を温風３１が通過する。温風３１は炎口接
金冷却するとともに、それ自身が加熱され、熱源として
利用されることがおおい。多数の火炎２６が燃焼室８内
に形成されるが、この火炎２ｅで発生した熱は炎口壁９
及び燃焼室壁１０及び燃料供給路１２を加熱する。そし
て、炎口壁９および燃焼室壁１０及び燃料供給路１２よ
シ放熱し、火炎温度の低下をはかシ、排気ガス２７に含
有するＮＯｘの低減をはかる。炎口壁８、燃焼室壁１０
及び燃料供給路１２はステンレスのごとき耐熱材料を使
用しておシ、高温時のふく射による放熱を容易にしてい
る。火炎によって加熱された燃焼室壁１０の外側は冷却
通路１４になっておシ、冷却空気２８が通過して、燃焼
室壁１Ｑの冷却を行い、火炎２６を冷却する。このとき
、炎口壁９、燃料供給路１２も温風３１によって同様に
冷却されも火炎２６から炎口１１へ供給された熱が燃料
供給路１２へ伝導で上流側に伝わシ、混合気の予熱がお
こなわれるが温風３Ｑで燃焼供給路１２の外側を冷却す
るため、予熱を最小限に抑えることができる。

更に、第３図に示すごとく、燃焼室出口３ｏから離れた
炎口１１で形成した火炎２６によって発生した高温の排
気ガス２７燃焼室出口３０によシ近い炎口１で形成する
火炎２６に供給され、混合気２５を予熱する。その結果
、燃焼室出口付近の火炎安定性を確保する。

本発明は火炎２６を燃焼室壁１ｏを介して冷却空気２８
によシ冷却形成することにより特徴づけられるが、次に
この火炎２６について詳述する。

第４図に火炎２６の詳細図を示す。

炎口１１よシ供給された混合気２６に点火すると火炎２
６を形成する。高温の火炎２６あるいは排気ガス２７は
燃焼室壁１ｏに衝突する。その結果、燃焼室壁１０を加
熱するため、温度は上昇し、特に火炎衝突部３２の温度
上昇は大きい。火炎温度は低下し、Ｎｏ工の排出量は低
下する。炎口１１と対向に燃焼室壁１ｏを介して空気口
１９を配置している。空気口１９よシ冷却空気２８を供
給すると燃焼室壁１ｏに衝突する。

この時、火炎衝突部３２及び冷却空気衝突部３３は淀み
点となシ、この位置での熱伝達率は非常に大きい。火炎
先端３４は火炎２６のなかで最も温度が高い。したがっ
て火炎先端３４を燃焼室壁１゜に衝突させ、更に、冷却
空気２８を燃焼室壁１Ｑ衝突させると、火炎２６の熱が
大量に冷却空気に伝達され、火炎温度を低下させるとと
もに燃焼室壁１ｏを低温に保つことができる。そして、
炎口１１と空気口が対向して配置されるか、云いかえる
と同一軸線上に配置されるとその効果は最も大きい。こ
の時、炎口１１と空気口が同一軸線上になくても、冷却
空気２８により燃焼室壁１０及び火炎２６を冷却するこ
とができ、ＮＯ工低減効果も有する。

第４図において混合気２５の流速が小さくなると、火炎
２６は炎口１１の中に入ろうとする。この時、炎口壁９
および燃料供給路１２は温風３１で冷却される。従って
、火炎２６は燃料供給路１２の上流に向かって入ること
、即ち、逆火はなく、炎口１１付近で安定に燃焼する。

また、空気過剰率が１近づくほど、火炎温度が高くなシ
、ＮＯｘの排出量が増加する。更に、燃焼室壁の温度も
上昇して酸化による劣化が生じる。

そこで流量調節弁２１．２２により空気過剰率を一定に
保つ。そして、もし空気過剰率が１に近づくと冷却空気
を増加させて燃焼室壁の温度を低下させるとともに火炎
温度を低下させ、ＮＯｘ　の排出量を抑える。もし、空
気過剰率が上昇した場合は火炎が不安定になシがちであ
シ、冷却空気を減少させて、火炎温度の低下を防止し、
火炎の安定性を確保する。このようにして、空気過剰率
の広い範囲で低ＮＯｘで安定な燃焼を達成する。

燃料供給路１２は細長い管状であシ、長さをＬ、直径を
Ｄとすると、Ｌ／Ｄが大きいと混合気はポアズイユ流れ
となる。ボアズイユ流れになると火炎２６の端面がよシ
炎口に近づくため、未燃ガスの排出を抑え、完全燃焼が
容易になる。この時、Ｌ／Ｄ≧４で効果の大きいことが
わかった。

発明の効果 本発明は燃焼室内で火炎を形成し、火炎あるいは排気ガ
スを燃焼室壁に衝突させ、更に、燃焼室壁を介して空気
口を配置し、冷却空気を燃焼室壁に衝突させることを特
徴とし、次のような効果を得られる。

（１）Ｎｏ工低減効果が大きい。特に、低空気過剰率で
の低減効果が大きい。

（２）　　火炎の安定性が良く、燃焼量および空気過剰
率の広い範囲で燃焼が可能となる。

（３）バーナの温度が低く、耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のバーナの構成図、第２図お
よび第３図は同バーナの断面図、第４図は同バーナの要
部概念図、第６図は従来例のバーナの構成図である。 ７・・・・・・バーナ本体、８・・・・・・燃焼室、９
・・・・・・炎口壁、１０・・・・・・燃焼室壁、１１
・・・・・・炎口、１２・・・・・・燃料供給路、１４
・・・・・・冷却通路、１９・・・・・・空気口。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓１
図 第２図 Ｍ法科 第３図 第　４　図 第５図 丈炎

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炎口壁と燃焼室壁とにより燃焼室を形成し、前記
   燃焼室内に開口する炎口を前記炎口壁に設け前記燃焼室
   壁を介して配置してなるバーナ。
2. （２）燃焼室の一部には燃焼室出口を設け、炎口壁には
   多数の炎口を設け、燃焼室壁に対向する多数の空気口を
   配置してなる特許請求の範囲第１項記載のバーナ。
3. （３）炎口と空気口を燃焼室壁を介して対向して配置し
   てなる特許請求の範囲第１項記載のバーナ。