JPS6383515A - 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、業務用あるいは家庭用低ＮＯｘ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利用
したバーナが使用されており、例えば第６図に示す如く
、バーナ壁からなる燃料室２の一部に金網３を設け、燃
料室へ供給した燃料４を金網３の表面で点火して、火炎
６を形成させていた。

このようなバーナは空気過剰の燃料で燃焼させ、更に火
炎から受けた熱を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。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、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３が急激な温度上昇をしてしば
しば逆火が生じたり、あるいは高温の為、金網３が酸化
し、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、あるい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り吹
飛びに至る事がしばしば生じた。その結果、燃焼量及び
空気量の可変範囲が小さい為、実用上不便さが生じてい
た。

また、金網３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　　の低減が少ない欠点も有していた。

問題点を解決するための手段 本発明はＮＯｘ　の排出量が少なく、シかも燃焼量及び
空気量の可変範囲の広いバーナを提供するものである。

燃焼室壁と燃焼室出口とにより燃焼室を形成し、燃焼室
壁には対向させた多数の炎口金膜け、炎口は燃焼室壁に
設けた燃料供給路の出口に位置し、燃焼室の外壁を冷却
面とする。

作用 このようなバーナでは空気過剰になって火炎が炎口から
離れても火炎が対向して燃焼するため空気量の多い領域
で燃焼が可能である。また燃焼量の多い時にも火炎の対
向により吹飛びにくい。更に、燃焼量の少ない時には燃
料供給路が冷却され、逆火がなく燃焼量の可変範囲が広
い。火炎が分散し、更に燃焼室壁からの放熱や燃料供給
路からの放熱によりＮｏ工排出量の低減をはかっている
。

特に、燃焼量の小さい時、あるいは空気過剰率の小さい
時には火炎は炎口に近づき、炎口を加熱するため、炎口
、燃料供給路、燃焼室壁からの放熱によりＮＯｘ低減を
促進している。放熱面である燃焼室の外側は冷却通路と
なっており、火炎温度の上昇を抑制し、ＮＯｘ排出量の
低減をはかっている。

実施例 第１図は本発明の一実施例のバーナの概略構成図であり
、６はバーナ本体、７は燃焼室、８は燃焼室壁、９は燃
焼室出口、１０は炎口、１１は燃料供給路、１２は分岐
管、１３は冷却通路、１４は気化筒である。第２図は第
１図のムーム断面であり、第３図はＢ−Ｂ断面である。

１６は送風機、１６は燃料ノズル、１７は燃料、１８は
混合気、１９は火炎であり対向火炎２０を形成する。２
１は排気ガス、２２は冷却空気である。高温の排気ガス
はしばしば熱源として利用される。

燃料１７（例えば灯油）は燃料ノズル１６から気化筒１
４に投入される。気化筒はアルミのダイキャストで構成
され、ヒータ２ａが埋め込まれており、２００−ｓｏｏ
’ｃに加熱される。気化筒に供給された燃料は気化する
。一方、燃焼用空気は送風機１６より気化筒に導入され
、気化した燃料と混合し混合気１８となる。混合気は分
岐管１２を通り、分岐管１２に多数設けた燃料供給路１
１を通って先端の炎口１０より燃焼室７に導入される。

燃料供給路は燃焼室壁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１９．対向火炎２０を形成
する。液体燃料のかわりに気体燃料を使用する場合、気
化筒を省略する事により液体燃料と同様に燃焼すること
が可能であり、本発明における効果も同様に考えてよい
。

炎口１０は燃焼室を介して互いに向い合って対になって
おり、この対が多数配置されている。各炎口で形成され
た火炎は対向火炎となる。燃料供給路も炎口に対応して
対になっている。燃焼室壁の外側には燃料供給路を配置
している。燃焼室壁と分岐管との間には燃料供給路の群
が配置され冷却通路を形成している。この冷却通路を冷
却空気２２が通過する。分岐管は数個に分割されておシ
、各分岐管の間を冷却空気が通過可能であり、更に燃焼
室壁からの輻射熱を外部へ放熱できるようになっている
。冷却空気は加熱され熱源として利用される事が多い。

多数の対向火炎が燃焼室内に形成されるが、この火炎で
発生した熱は燃焼室壁及び燃料供給路を加熱する。燃焼
室壁及び燃料供給路よシ放熱し、火炎温度の低下をはか
り、排気ガス２１に含有するＮＯｘ　の低減をはかる。

燃焼室壁及び燃料供給路はステンレスの如く耐熱材料を
使用しており、高温にして放射による放熱を容易にして
いる。火炎によりて加熱された燃焼室壁の外側は冷却通
路になっており、冷却空振が通過し、燃焼室壁の冷却を
行い、火炎を冷却するとともに、燃焼室壁による混合気
の予熱も防止している。この時、燃料供給路も冷却空気
によって同様に冷却される。燃料供給路には火炎から炎
口へ供給された熱が伝導で上流側に伝わり、混合気の予
熱が行われるが、冷却空気で燃料供給路の外側を冷却す
るため、予熱を最小限に抑える事ができる。

本発明は対向火炎を形成する事により特徴づけられるが
、次にこの対向火炎について詳述する。

第４図に対向火炎の形態を示す。２４は未燃ガス、２６
は対向火炎の端面、混合気の炎口出口での流速Ｖ、燃焼
速度をＳとする。第４図（ＩＬ）　、　（１））　、　
（０）の順でＶ／Ｓが大きく外っている。（ｂ）は火炎
が炎口に付着している火炎である。（０）は火炎が炎口
から離れて対向火炎を形成している。

この時、対向する炎口が同一軸線上になく、対向火炎を
形成する事ができなかつたり、あるいは、対向する炎口
の一方を取除くと、火炎は吹飛びを生じ、安定燃焼がで
きない。対向火炎はｖ７ｓの大きな領域で安定燃焼させ
ることができる。対向火炎が（０）図の如く形成される
と、対向火炎の端面２５から未燃ガスが放出される。第
１図および第２図で示される如く、炎口が多数並び、更
に、燃焼室壁で冷却空気と遮断されている為、未燃ガス
は隣接される火炎で酸化される。また対向火炎の上流側
に燃焼室壁が存在するため、対向火炎に流入する混合気
は炎口から出た後、燃焼室壁で冷却されＮＯｘ　低減効
果が大きい。

更に、第３図に示す如く、燃焼室出口から離れた炎口で
形成した対向火炎によりて発生した高温の排気ガスは燃
焼室出口により近い炎口で形成する火炎に供給され、混
合気の温度を予熱する。この時、第４図（Ｃ）の火炎で
はこの予熱効果が顕著にあられれる。その結果、燃焼室
出口付近の火炎の安定性を確保する。排気ガスの流入は
対向火炎の端部２６付近だけであり、火炎温度を全体に
わたって加熱するものではなく、ＮＯｘ　の排出量は増
加しない。

Ｖ　／　Ｓ’の小さい第４図（ａ）では、火炎は炎口の
中に入ろうとする。この時、燃焼室壁及び燃料供給路は
冷却空気で冷却される。従って、火炎は燃料供給路の上
流に向って入ること、即ち、逆火はなく炎口付近で安定
に燃焼する。

燃料供給路は細長い管状であシ、長さＩＬ、径をＤとす
ると、Ｌ／Ｄが大きいと混合気がボアズイユ流れとなる
。ボアズイユ流れは、この時、対向火炎の端面はよシ炎
口に近づくため、未燃ガスの流出は抑えられ、完全燃焼
が容易となる。この時Ｌ／Ｄ≧４で効果が大きい事がわ
かった。

第６図に従来例と本発明の燃焼範囲を示す。横軸は燃焼
量Ｑ、縦軸は混合気の空気過剰率λを示す。ＮＯｘ　を
低減するにはλ〉１で使用するのが適している。本発明
は多数の対向火炎を燃焼室内で形成しているため、λの
大きい領域まで燃焼可能である。更に、燃焼室の外に燃
料供給路を設け、冷却空気によって冷却するため、逆火
がなく、λ中１１で燃焼可能である。従って、λの大き
い領域とλの小さい領域での安定燃焼が可能となる。

空気過剰率の大きい時には未燃ガス（特にＧｏ）の発生
により上限界が示される。空気過剰率の小さい時、従来
例は逆火がみられるが、本発明ではＣＯの発生がみられ
る。この時、燃焼室出口に燃焼用空気を供給するとＣＯ
発生はない。

ここで、実線は本発明の実施例、破線は従来例の燃焼の
限界を示す。破線に囲まれた領域が従来例の安定燃焼領
域であり、斜線の部分が本発明の実施例で得られた燃焼
安定領域の拡大部分である。

発明の効果 本発明は燃焼室内で多数の対向火炎を形成し、更に燃焼
室の外側を冷却し、燃料供給路を燃焼室の外側に設ける
ものであり、これによってＮＯｘが大きく低減し、燃焼
量及び空気過剰率の広い範囲で燃焼が可能となる。

【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図は従来例バーナの構成図、第６図は本
発明の実施例のバーナの特性図である。 ６・・・・・・バーナ本体、７・・・・・・燃焼室、１
０・・・・・・炎口、１１・・・・・・燃料供給路、１
３・・・・・・冷却通路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 第　２　図 第３図 第４図 第　５　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室壁と燃焼室出口により燃焼室を形成し、前
   記燃焼室壁には互いに対向させた多数の炎口を設けたバ
   ーナを設け、前記炎口は前記燃焼室壁の外壁に設けた多
   数の燃料供給路の出口に位置し、前記燃焼室の外壁を冷
   却面とするバーナ。
2. （２）燃料供給路を冷却面 とし、燃料供給路と燃焼室外壁により冷却通路を構成す
   る特許請求の範囲第１項記載のバーナ。
3. （３）燃料供給路の長さＬは炎口の直径Ｄの少くとも４
   倍以上有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のバーナ。