| 【発明の名称】 |
酸素バーナ |
| 【発明者】 |
【氏名】清飛羅 一眞
【氏名】竜田 孝司
|
| 【要約】 |
【課題】高能力酸素バーナの欠点である燃焼音を低減する。
【解決手段】一次酸素が供給される内管１の外側に燃料ガスが供給される外管２を設け、更に外管とその外側のバーナタイル３との間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管１の管壁を内向きに屈曲して先細の段部４を形成すると共に、内管１の段部４よりも先端側で外管２の管壁を内向きに屈曲して先細の段部５を形成して、燃料ガス通路６の上記段部４，５よりも先端側を細径のストレート部Ａとした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一次酸素が供給される内管の外側に燃料ガスが供給される外管を設け、更に外管とその外側のバーナタイルとの間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管の管壁を内向きに屈曲して先細の段部を形成すると共に、内管の段部よりも先端側で外管の管壁を内向きに屈曲して先細の段部を形成し、燃料ガス通路の上記段部よりも先端側にストレート部を形成したことを特徴とする酸素バーナ。
【請求項２】 内管と外管の各段部をテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１記載の酸素バーナ。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業炉等に用いる高能力の酸素バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に酸素バーナは、空気燃焼バーナで通常用いられているような保炎機構を必要としない。これは酸素バーナでは、燃焼速度が大きいため炎がリフトし難い上に、保炎により燃料や酸素の流れを乱すと、高温の火炎がノズルに接近し過ぎてノズル先端縁を焼損してしまうからである。そのため従来の酸素バーナでは、図２に示すように、燃料ノズルの先端開口部を絞らずにストレートな筒状に形成し、燃料ノズルの周囲に保炎板や旋回羽根を設けないのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし一方において、酸素バーナには燃焼音が大きいという欠点があり、特に工業炉などに用いる高能力酸素バーナでは騒音が著しい。これは酸素バーナの燃焼速度が空気燃焼用バーナと比較して大きいため、ノズル噴出口付近で爆発的に燃焼するためと考えられる。本発明者等は、前述のような従来の酸素バーナ特有の構造が燃焼音を大きくしている原因ではないかと考え、種々の実験を行った結果、酸素バーナの構造に若干の改良を加えることによって、その燃焼音を顕著に軽減することに成功した。すなわち本発明は、高能力酸素バーナの燃焼音を低減することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による酸素バーナは、図１に示すように、一次酸素が供給される内管１の外側に燃料ガスが供給される外管２を設け、更に外管２とその外側のバーナタイル３との間に二次酸素を供給せしめてなる酸素バーナにおいて、内管１の管壁を内向きに屈曲して先細の段部４を形成すると共に、内管１の段部４よりも先端側で外管２の管壁を内向きに屈曲して先細の段部５を形成して、燃料ガス通路６の上記段部４，５よりも先端側に一定長以上のストレート部Ａを形成したものであって、このストレート部Ａにより燃料が整流されるため、ノズル外管２の先端に焼損を生じるおそれはなく、また内管１では一次酸素の流速が速いため、燃料ガスとの境界の流れが乱されるが、一次酸素の混合比が小さく燃焼が比較的緩慢であるために、内管１の先端縁にも焼損を生じるおそれがないのである。
【０００５】前述のように、酸素バーナは通常のバーナに比し火炎の燃焼速度が速いので、保炎板などを設けて乱流を起こさせるとノズル先端が焼損し易いという欠点があり、そのため図２に示すように、ノズルは先端まで絞らずにストレートにして、燃料ガスや一次及び二次酸素を整流しながら燃焼させている。従って酸素バーナの火炎は通常の空気燃焼バーナに比し、火炎長が短くその容積も小さいという特徴があり、そのためこの小さな容積内で急激に膨張しようとして大きな燃焼音を発生していたものと考えられる。本発明の構成によれば、燃料ガス通路６は先端部において内外周面共に狭くなるので、段部４，５の前後でその断面積はあまり変化しないが、一次酸素通路７は先端側の断面積が小さくなるために噴出速度が大きくなる。すなわち燃料ガスと二次酸素の噴出速度は従来と同様遅いので、リフティングは起こらず、火炎の周辺部では従来と同様比較的短い炎が形成されているが、一次酸素の噴出速度が速いために火炎長は中心部で引き延ばされる。そのため実質的に火炎の容積は従来よりも大きくなり、その結果急激な膨張に対する周囲の抵抗が小さくなるために、爆発的な燃焼音を顕著に低減することができたものと考えられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１の本発明実施例と図２の従来例とを比較して行った騒音の測定結果を次に示す。
一次酸素通路細径部の断面積 従来品の約１／４ 一次酸素通路太径部の断面積 従来品と同じ 燃料ガス通路細径部の断面積 従来品の約６／５ 燃料ガス通路太径部の断面積 従来品と同じ バーナタイル内径 従来品と同じ 内管段部の傾斜角 約６０度 外管段部の傾斜角 約４０度 − 内管先端細径部の長さ ６０．０ｍｍ 外管先端細警部の長さ ４０．０ｍｍ 燃焼音 本発明品（図１） ８０ｄＢ 従来品（図２） １１５ｄＢいずれの酸素バーナもバーナ１台を金属加熱炉に装着し、一次酸素７．５ｍ3／ｈ，燃料ガスとして天然ガス１０ｍ3 ／ｈ，二次酸素１７．５ｍ3 ／ｈという条件で燃焼させた。燃焼音の計測方法は、隣接するバーナ挿着穴で炉内の騒音を対象として測定した。結果は３５ｄＢダウンという顕著な騒音低減効果が得られた。なお段部４，５を直角に曲げずに円錐状に形成したのは、燃料の流れを乱さないためであり、その傾斜角としては２０〜７０度が望ましい。また本発明のように一次酸素と燃料ガスの流速差を大きくしても、渦流の発生によって内管の先端が焼損しないのは、内管側では一次酸素の混合比が小さくしかも流速が速いために火炎の内面がリフトしており、内管１の先端縁からかなり離れた位置より燃焼が始まっているからである。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、比較的簡単な構成によって高能力の酸素バーナの欠点であった燃焼音を大幅に低減し、作業環境の改善に寄与することができるという利点がある。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年９月１日（１９９９．９．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７０４５９
【弁理士】
【氏名又は名称】縣 浩介
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−７４２１２（Ｐ２００１−７４２１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４７９９６ |
|