| 【発明の名称】 |
熱風発生バーナ |
| 【発明者】 |
【氏名】藤峰 智也
【氏名】建部 二朗
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| 【要約】 |
【課題】熱風発生炉や脱臭炉等に使用される従来の熱風発生バーナは、先混合方式による段階燃焼を実現する構成であり、ａ．構造が複雑で製作コストが高い、ｂ．バーナの風箱部分が大きいので、ダクト内に設置した場合、スペースを取り、ダクト内の被加熱流体の抵抗が大きい、ｃ．火炎温度が高くなるためＮＯｘの発生量が多い、ｄ．先混合燃焼であるため火炎が大きく、周囲の被加熱流体の影響を受けやすい等の課題がある。
【解決手段】そこで本発明では、このような課題を解決するために、予混合ガス供給管２の先端に、ニット状の耐熱金属繊維３による凹面形状の燃焼部４を構成した熱風発生バーナ１を提案するものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 予混合ガス供給管の先端に、ニット状の耐熱金属繊維による凹面形状の燃焼部を構成したことを特徴とする熱風発生バーナ【請求項２】 燃焼部は、網状支持体により所望の凹面形状を構成し、この網状支持体に耐熱金属繊維を溶接により接合して構成することを特徴とする請求項１に記載の熱風発生バーナ【請求項３】 網状支持体はエキスパンドメタルであることを特徴とする請求項２に記載の熱風発生バーナ【請求項４】 予混合ガス供給管の先端には、燃焼部の外周に堰板を設けたことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の熱風発生バーナ【請求項５】 予混合ガス供給管の先端には、燃焼部の近傍にスパーク発生部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱風発生バーナ |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱風発生バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱風発生炉や、脱臭炉、乾燥炉等に使用される熱風発生バーナは、ダクトバーナ、エアヒートバーナなどのように空気等の流れるダクト内に設置して燃焼させ、被加熱流体を加熱する、もしくは、エクサスエアーバーナ等のように高過剰空気比の燃焼により熱風を発生させるバーナである。このような熱風発生バーナの代表的なものの構造としては、図１０〜図１２に示すものがある。
【０００３】この熱風発生バーナは、風箱ａの前側に多数の導風口ｂを設けた楔形の導風板ｃを設置し、燃料ガスは導風板ｃの基部から噴出させると共に、燃焼用空気は導風板ｃの外側から導風口ｂを通して楔形の内側に噴出させるもので、空気等の被加熱流体のダクトｄ内に設置して使用する。この構成のバーナは、導風板ｃの基部から噴出した燃料ガスは、導風口ｂから流入する空気噴流と順次混合して燃焼するもので、即ち、先混合方式による段階燃焼を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのような従来の代表的な熱風発生バーナでは、以下に示すような課題がある。
ａ．先混合方式による段階燃焼を実現するために、構造が複雑で製作コストが高い。
ｂ．バーナの風箱部分が大きいので、ダクト内に設置した場合、スペースを取り、ダクト内の被加熱流体に対する抵抗が大きい。
ｃ．先混合方式による段階燃焼であるので、燃焼量を変化させても、常に理論空気比近くの火炎が存在し、従って火炎温度が高くなるためＮＯｘの発生量が多い。
ｄ．先混合燃焼であるため火炎が大きく、周囲の被加熱流体を火炎に巻き込むため、その影響を受けやすい。例えば被加熱流体の酸素濃度が低い場合には、未燃分を発生しやすい。
本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決するために本発明では、予混合ガス供給管の先端に、ニット状の耐熱金属繊維による凹面形状の燃焼部を構成した熱風発生バーナを提案するものである。
【０００６】そして本発明では、前記凹面形状の燃焼部は、エキスパンドメタル等の網状支持体により所望の凹面形状を構成し、この網状支持体に耐熱金属繊維を溶接により接合して構成することを提案する。
【０００７】また本発明では、以上の構成において、予混合ガス供給管の先端には、燃焼部の外周に堰板を設けることを提案する。
【０００８】また本発明では、以上の構成において、予混合ガス供給管の先端には、燃焼部の近傍にスパーク発生部を設けることを提案する。
【０００９】本発明によれば、予混合ガスを耐熱金属繊維による燃焼部で燃焼させるので、保炎性に優れている。特に、本発明では、耐熱金属繊維の表面における予混合燃焼であるから短炎で燃焼が完結し、しかも燃焼面が耐熱金属繊維の凹面形状の内側にあるため、周囲の条件に影響されにくい。このため、被加熱流体のダクト内に設置して使用している状態において、被加熱流体に影響されずに、広い空気比で燃焼させることができ、吹き消えることがない。また大きな風箱が不要で、非常にコンパクトであるため、スペースを取らず、ダクト内の被加熱流体に対する抵抗も小さい。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１〜図４は本発明による熱風発生バーナの第１の実施の形態を示すものであり、この熱風発生バーナ１は、予混合ガス供給管２の先端に、ニット状の耐熱金属繊維３による凹面形状の燃焼部４を構成したものである。耐熱金属繊維は、耐熱金属を繊維状に形成したもので、この耐熱金属繊維を編物加工や織物加工によりニット状の素材を構成することができる。このようなニット状の耐熱金属繊維３は、例えばメタルファイバーニット等として流通されているものである。この実施の形態では、燃焼部４の凹面形状は円錐形としているが、この形状は後述するように各種の形状とすることができるものである。この凹面形状の燃焼部４は、図４に模式的に示すように、エキスパンドメタル等の網状支持体５により所定の凹面形状、この場合、円錐形凹面形状を構成した後、この網状支持体５に耐熱金属繊維３を溶接により接合して構成する。このような燃焼部４の構成方法では、凹面形状が変形しにくい燃焼部４を容易に構成することができる。一方、予混合ガス供給管１の先端には、燃焼部４の周囲に堰板６を設けており、更にスパーク発生部７を設けている。
【００１１】以上のように構成した熱風発生バーナ１は、図３に示すように空気等の被加熱流体が流れるダクト８内に設置して使用する。この状態において、予混合ガス供給管１を経て燃焼部４に予混合ガスを供給し、スパーク発生部７によりスパークを発生させることにより、耐熱金属繊維３を通して流出する予混合ガスに着火して燃焼を行わせることができる。この燃焼は、耐熱金属繊維３の表面における予混合燃焼であるから短炎で燃焼が完結し、しかも燃焼面が耐熱金属繊維３の凹面形状の内側にあるため、周囲の条件に影響されず、保炎性に優れている。また高過剰空気の予混合希薄燃焼を行わせることができるので、これにより火炎温度を低く抑えることができ、ＮＯｘの発生が低減する。さらに、凹面形状の燃焼部４を構成する耐熱金属繊維３は、常に予混合ガスにより冷却されているため過熱されない。そして、この耐熱金属繊維３は柔軟性に富むため、たとえ加熱されたとしても熱膨張あるいは収縮は自然に吸収され、変形を生じない。特に、この実施の形態の熱風発生バーナ１においては、堰板６が構成されており、この堰板６により再循環流が形成されるため、被加熱流体と高温燃焼ガスとの混合が促進され、効率的な熱風発生が行われる。
【００１２】またこの熱風発生バーナ１においては、図２中に示す円錐形の頂角αと高さＨを変化させることにより、火炎長や燃焼量等を変化させることができる。即ち、高さＨを大きくすると燃焼量を増大させることができ、頂角αを小さくすると火炎は扁平になり、火炎長を短くすることができる。
【００１３】本発明においては、上述したとおり、燃焼部４の凹面形状は以上に説明した円錐形凹面形状の他、図５〜図９に示すように各種の形状とすることができるものである。まず、図５は予混合ガス供給管２が円筒形の場合の燃焼部４の各種凹面形状を模式的に示すもので、（ａ）に示すものは、円筒形凹面形状で周壁のみに燃焼部４を構成し、端部は塞いでいるものである。また（ｂ）に示すものは円筒形凹面形状で端壁にも燃焼部４を構成したものである。また（ｃ）に示すものは円錐台形凹面形状で、周壁のみに燃焼部４を構成し、端壁は塞いでいるものである。また（ｄ）に示すものは円錐台形凹面形状で、周壁に加え、端壁にも燃焼部４を構成したものである。また（ｅ）に示すものは半球形凹面形状に燃焼部４を構成したものである。
【００１４】また図６〜図９に示すものは、予混合ガス供給管２の先端側と燃焼部４の形状を横長形状としたもので、このような形状とすることにより燃焼量を増大することができる。図６、図７、図８に示すものでは、燃焼部４は楔形の横長凹面形状となっており、この場合、上記円錐形凹面形状等と同様に、図６と図７中に示す頂角α、高さＨ及び横方向の長さＬを変化させることにより、火炎長や燃焼量等を変化させることができる。即ち、高さＨ、長さＬを大きくすると燃焼量を増大することができ、頂角αを小さくすると、火炎は扁平になり、火炎長を短くすることができる。図９は横長形状の燃焼部４の各種形状の例を示すもので、（ａ）に示すものは角筒凹面形状で全面に燃焼部４を構成したもの、（ｂ）に示すものは角筒凹面形状であるが、対向する２面にのみ燃焼部４を構成したもの、また（ｃ）に示すものは台形筒凹面形状で全面に燃焼部４を構成したもの、（ｄ）に示すものは台形筒凹面形状で、対向する２面にのみ燃焼部４を構成したもの、（ｅ）に示すものは半円筒凹面形状に燃焼部４を構成したものである。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
ａ．燃焼面は耐熱金属繊維により構成した燃焼部の表面であり、この燃焼面において予混合燃焼が行われるので、保炎性に優れているため、広い空気比で燃焼でき、吹き消えない。
ｂ．燃焼面は、耐熱金属繊維の凹面形状の内側にあり、また予混合燃焼であることから短炎で燃焼が完結するため、周囲に条件に影響されにくい。
ｃ．高過剰空気の予混合希薄燃焼を行わせることによって、火炎温度を低く抑えることができ、ＮＯｘを低減することができる。
ｄ．燃焼部を構成する耐熱金属繊維は、常に予混合ガスにより冷却されているため過熱されず、たとえ加熱されたとしても熱膨張あるいは収縮は自然に吸収され、変形を生じない。
ｅ．従来のバーナと比較して、非常に簡単な構造をしており、製作コストが安く、取り扱いやメンテナンスが容易である。
ｆ．風箱部分が小さくてすむためコンパクトであり、ダクト内の設置スペースが小さく、流体に対する空気抵抗も小さい。
ｇ．燃焼部の長さや形状を自由に設計することができ、火炎長や燃焼量等を変化させることができる。
ｈ．堰板を構成すれば、この堰板により再循環流が形成されるため、被加熱流体と高温燃焼ガスとの混合が促進され、効率的な熱風発生が行われる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２８日（１９９９．５．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１１０２
【弁理士】
【氏名又は名称】三觜 晃司
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３７６１３（Ｐ２０００−３３７６１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４９４４３ |
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