| 【発明の名称】 |
低ＮＯｘガスバーナ |
| 【発明者】 |
【氏名】大地 則俊
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| 【要約】 |
【課題】火炎の安定とＮＯｘ発生量の低減を両立できるバーナを得る。
【解決手段】燃焼用空気を通す円筒形の燃焼筒１、燃焼筒の中心部分に燃焼筒よりも小径で先端は燃焼筒よりも突出させたパイプ状のガスノズル２、ガスノズル２は先端面を閉塞し、ガスノズル先端近くの周部分にガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状に燃料ガスを噴出させる複数個のメインガス燃料噴出孔３、燃焼筒１とガスノズル２の間には周縁部に空気口４を等間隔で複数個設けた略円形のバッフル板５をそれぞれ設けた先混合式ガスバーナにおいて、前記メインガス燃料噴出孔と空気口の設置数は同数とし、互いに逆位相の状態に配置する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃焼用空気を通す円筒形の燃焼筒、燃焼筒の中心部分に燃焼筒よりも小径で先端は燃焼筒よりも突出させたパイプ状のガスノズル、ガスノズルは先端面を閉塞し、ガスノズル先端近くの周部分にガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状に燃料ガスを噴出させる複数個のメインガス燃料噴出孔、燃焼筒とガスノズルの間には周縁部に空気口を等間隔で複数個設けたバッフル板をそれぞれ設けた先混合式ガスバーナにおいて、前記メインガス燃料噴出孔と空気口の設置数は同数とし、互いに逆位相の状態に配置したことを特徴とする低ＮＯｘガスバーナ。
【請求項２】 請求項１に記載の低ＮＯｘガスバーナにおいて、メインガス燃料噴出孔は断面円形であり、直径をｄとした時、メインガス燃料噴出孔はバッフル板よりガスノズル先端側に１２ｄから１５ｄの位置に配置したことを特徴とする低ＮＯｘガスバーナ。
【請求項３】 請求項１に記載の低ＮＯｘガスバーナにおいて、バッフル板よりもガスノズル先端側であって、メインガス燃料噴出孔よりも根元側のガスノズル周部分に、ガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状に燃料ガスを噴出させる複数個のサブガス燃料噴出孔を設け、サブガス燃料噴出孔とメインガス燃料噴出孔の位置関係は、バッフル板からサブガス燃料噴出孔までの距離をａとした時、サブガス燃料噴出孔からメインガス燃料噴出孔までの距離が４ａから６ａの位置となるように配置したことを特徴とする低ＮＯｘガスバーナ。
【請求項４】 請求項３に記載の低ＮＯｘガスバーナにおいて、メインガス燃料噴出孔の開口部の総面積をＳ1、サブガス燃料噴出孔の開口部の総面積をＳ2とした時、Ｓ1はＳ2の２倍から３倍の範囲となるようにメインガス燃料噴出孔とサブガス燃料噴出孔の開口面積の割合を定めたことを特徴とする低ＮＯｘガスバーナ。
【請求項５】 請求項１に記載の低ＮＯｘガスバーナにおいて、ガスノズルの直径Ｄは、燃焼筒の直径の１／２から１／３の範囲となるように燃焼筒とガスノズルの径の割合を定めたことを特徴とする低ＮＯｘガスバーナ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は先混合式の低ＮＯｘガスバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃焼用空気を通す円筒形の燃焼筒、燃焼筒の中心部分に燃焼筒よりも小径で先端は燃焼筒よりも突出させたパイプ状のガスノズル、ガスノズルは先端面を閉塞し、ガスノズル先端近くの周部分にガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状にガスノズル中の燃料ガスを噴出させる複数個のメインガス燃料噴出孔、燃焼筒とガスノズルの間には燃焼筒側の周縁部に切り欠き状の空気口を等間隔に複数個設けた略円形のバッフル板をそれぞれ設けた先混合式ガスバーナが知られている。該バーナはガスノズルの周方向に分散して火炎を発生させ、火炎を薄膜化し、バーナの先端部で燃焼ガスを循環させながら燃焼させることでＮＯｘ発生量を低減させることができるものである。しかしながら大気汚染を防止するために更なる低ＮＯｘ化が望まれており、ＮＯｘ発生量をより低減させることが必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようとする課題は、火炎の安定とＮＯｘ発生量の低減を両立できるバーナを得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】燃焼用空気を通す円筒形の燃焼筒、燃焼筒の中心部分に燃焼筒よりも小径で先端は燃焼筒よりも突出させたパイプ状のガスノズル、ガスノズルは先端面を閉塞し、ガスノズル先端近くの周部分にガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状に燃料ガスを噴出させる複数個のメインガス燃料噴出孔、燃焼筒とガスノズルの間には周縁部に空気口を等間隔で複数個設けた略円形のバッフル板をそれぞれ設けた先混合式ガスバーナにおいて、前記メインガス燃料噴出孔と空気口の設置数は同数とし、互いに逆位相の状態に配置する。
【０００５】メインガス燃料噴出孔は断面円形であり、直径をｄとした時、メインガス燃料噴出孔はバッフル板よりガスノズル先端側に１２ｄから１５ｄの位置に配置し、バッフル板とメインガス燃料噴出孔の間に、ガスノズル中心軸に対して直角方向に放射状に燃料ガスを噴出させる複数個のサブガス燃料噴出孔を設け、サブガス燃料噴出孔とメインガス燃料噴出孔の位置関係は、バッフル板からサブガス燃料噴出孔までの距離をａとした時、サブガス燃料噴出孔からメインガス燃料噴出孔までの距離が４ａから６ａの位置となるように配置しておき、メインガス燃料噴出孔の開口部の総面積をＳ1、サブガス燃料噴出孔の開口部の総面積をＳ2とした時、Ｓ1はＳ2の２倍から３倍の範囲となるようにメインガス燃料噴出孔とサブガス燃料噴出孔の開口面積の割合を定める。
【０００６】また、ガスノズルの直径Ｄは、燃焼筒の直径の１／２から１／３の範囲となるように燃焼筒とガスノズルの径の割合を定める。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例であるバーナの側面断面図、図２は図１のバーナ先端部の拡大断面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。バーナは送風機（図示せず）から送られてきた燃焼用空気を通す円筒形の燃焼筒１、燃焼筒１の中心部分に燃焼筒１よりも小径の同心円で先端は燃焼筒１よりも突出させたパイプ状のガスノズル２を設けている。ガスノズル２は先端面を閉塞させ、他端側に燃料ガス入口を設けており、ガスノズル先端近くの周部分にガスノズル中心軸に対して直角方向にガスノズル中の燃料ガスを噴出させるメインガス燃料噴出孔３を放射状に等間隔開けて設ける。燃焼筒１とガスノズル２の間には、燃焼筒１側の周縁部に切り欠き状の空気口４を等間隔にメインガス燃料噴出孔３と同数個設けた円形のバッフル板５を設ける。メインガス燃料噴出孔３と空気口４は互いに逆位相の状態に配置しておき、バッフル板５の下流側に燃料ガスが多く燃焼用空気の少ない部分である過燃料部８と、燃料ガスが少なく燃料用空気の多い部分である過空気部７がつくられるようにしておく。
【０００８】メインガス燃料噴出孔３はガスノズル２の壁体を貫通させた断面円形の孔であり、開口部の直径をｄとした場合、バッフル板５とメインガス燃料噴出孔３の位置関係は、メインガス燃料噴出孔３がバッフル板５よりガスノズル２先端側に１２ｄから１５ｄの位置となるように配置する。バッフル板５設置位置とメインガス燃料噴出孔３設置位置の間のガスノズル周部分に、ガスノズル中心軸に対して直角方向にガスノズル中の燃料ガスを噴出させるサブガス燃料噴出孔６を放射状に等間隔に設ける。メインガス燃料噴出孔３、サブガス燃料噴出孔６、バッフル板５の位置関係は、バッフル板５からサブガス燃料噴出孔６までの距離をａとした時、サブガス燃料噴出孔６からメインガス燃料噴出孔３までの距離が４ａから６ａとなる位置に配置する。メインガス燃料噴出孔３とサブガス燃料噴出孔６の開口面積の割合は、複数個のメインガス燃料噴出孔３の開口部の総面積をＳ1、複数個のサブガス燃料噴出孔６の開口部の総面積をＳ2とした時、Ｓ1はＳ2の２倍から３倍の範囲とする。ガスノズル２の直径と燃焼筒１の直径の割合は、ガスノズル２の直径をＤとした時、燃焼筒１の直径は２Ｄから３Ｄの範囲とする。
【０００９】上記バーナにて燃焼を行う場合、燃焼筒１へ送られてきた燃焼用空気はガスノズル２外面と燃焼筒１内面に囲まれた断面がドーナツ形の流路を通り、燃焼筒先端付近に設けたバッフル板５の空気口４を抜けてバーナ先側の燃焼部へ送られる。空気口４はバッフル板５の周縁部に等間隔を開けて設けられているため、燃焼用空気は空気口４ごとに分割され、燃焼用空気の流れは空気口４部分で収束した後、バッフル板５の下流側で拡散しながら流れる。そのため空気口の直下は多くの空気が流れ、空気口から外れた部分では空気量が減少するため、バッフル板５の下流側では空気流の多寡の層ができる。また、空気口４は燃焼筒１に近い位置に設けられているため、バッフル板直後のガスノズル表面は直接空気流が達することは少なく、バッフル板から離れてガスノズル先端に行くほどガスノズル表面付近に空気流が達することとなる。メインガス燃料噴出孔３と空気口４を逆位相の状態に配置することで、図３に示すように燃焼用空気の多い過空気部７と燃料ガスの多い過燃料部８が交互に形成されるため、火炎に濃淡が発生し、濃淡燃焼によってＮＯｘ発生量が低減される。
【００１０】ガスノズル２へ送られた燃料ガスは、メインガス燃料噴出孔３とサブガス燃料噴出孔６を通り、ガスノズル２中心軸に対して直角方向に噴射される。メインガス燃料噴出孔３はバッフル板５から離れてガスノズル２の先端近くに設けられているため、メインガス燃料噴出孔３から噴射されるメイン燃料ガスは燃焼用空気の流れによる影響を強く受け、メイン火炎の安定性は低下し、火炎は長炎化することとなる。また、サブガス燃料噴出孔６はバッフル板５の近くに設けられているため、サブガス燃料噴出孔６から噴射されるサブ燃料ガスは燃焼用空気の流れによる影響をさほど受けず、サブ火炎の安定性は高くなる。空気流部分に燃料ガスを噴射して火炎を発生させると、火炎は長炎化して局所的な高温域が少なくなるため、ＮＯｘ発生量は低下するが、火炎の安定性は低下して振動燃焼等が発生し、逆に、空気流の当たらない部分に燃料ガスを噴射して火炎を発生させると、火炎は安定するが局所的な高温域によってＮＯｘ発生量が増加するため、メインガス燃料噴出孔３とサブガス燃料噴出孔６は相反する性質を持つこととなる。メインガス燃料噴出孔３とサブガス燃料噴出孔６の設置位置と開口面積の割合を前記範囲としたとき、ＮＯｘ発生量の低減と振動燃焼等の防止のバランスが最も良くなり、低ＮＯｘ化と火炎の安定を両立させることができる。
【００１１】メインガス燃料によって形成されたメイン火炎はガスノズル先端のさらに下流側へ向けて放射状に広がりながら燃焼する。ガスノズル２の直径を大きくするほど火炎は広がり、各メインガス燃料噴出孔毎に火炎が分散され、さらにガスノズルの下流側で燃焼ガスの循環が促進されて自己再循環が発生するため、ＮＯｘ発生量を低減することができる。しかし、燃焼筒の径に対するガスノズルの径を大きくしすぎると燃焼用空気の供給に支障をきたす。ガスノズルの直径は燃焼筒の直径の１／２から１／３としたとき、ＮＯｘ発生量の低減と燃焼用空気供給のバランスが最も良くなる。
【００１２】
【発明の効果】本発明を実施することで、振動燃焼の発生を防ぎながらＮＯｘ発生量を低減することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３０６５１
【氏名又は名称】株式会社サムソン
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２８日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３７０２２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１６６１９８ |
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