JPH025209Y2 - - Google Patents
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- JPH025209Y2 JPH025209Y2 JP17671685U JP17671685U JPH025209Y2 JP H025209 Y2 JPH025209 Y2 JP H025209Y2 JP 17671685 U JP17671685 U JP 17671685U JP 17671685 U JP17671685 U JP 17671685U JP H025209 Y2 JPH025209 Y2 JP H025209Y2
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- Japan
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- gas
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- air supply
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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本考案は、各種工業窯炉及び熱設備に用いられ
るガスバーナに関する。 〔従来の技術〕 各種の窯炉特に保熱炉や熱処理炉等において、
長大な被加熱物を加熱あるいは保熱するような場
合、均一加熱をねらいとして被加熱物の長軸方向
に沿つて多数のガスバーナを列設し、加熱を行な
う手段が採用されている。 このように、例えば30〜100個に達するような
多数のガスバーナを設備する場合、特に構造が簡
単で価格も安く且つ保守整備が容易なものであ
り、更に吹消え等の現象が少なく広範囲にわたつ
て出熱量の増減が可能なものが望まれる。 第６図に示すガスバーナは、昭和59年１月20日
に日刊工業新聞社によつて発行された「燃焼機器
工学」の187項図６．１ａに示されたガスバーナ
であり、軸央の燃料供給内管から燃料ガス１ａが
噴出し、同時に空気供給外管２から燃焼用空気が
旋回羽根３により旋回しつつ噴出し、バーナタイ
ル４で燃料ガスと空気が混合され燃焼が行われる
ため、構造が簡易で燃焼制御も容易であり、各種
産業に広く採用されている。 〔考案が解決しようとする課題〕 通常の保熱炉あるいは加熱炉などでは低温域か
ら高温域まで広い温度制御領域を有することが望
しく、加えて炉内温度の均一化が必要である場合
がある。均一加熱を行なう際は、実際に使用する
空気量Ａと理論空気量A0との比Ａ／A0、即ち空
気過剰係数（以下、ｍ値という）を2.0〜3.0程度
まで上げると効果的であるが、第６図に示す例を
含み通常のガスバーナでは吹消えのため信頼性の
点で問題が多い。 更に、高温域において前記ｍ値を1.0程度とし、
燃料ガスや燃焼用空気の流速を例えば15ｍ／ｓと
して効率のよい加熱をねらつても吹消えの現象が
生じ易く、安定した燃焼が期待できない。特に金
属管からなる従来のガスバーナでは、そのような
問題が顕著である。 つまり、設備費に制限があり且つ構造が簡易な
ガスバーナにおいて信頼性の高いものは見当たら
ず、ましてLNGやCOG或いはプロパンガスなど
多種別のガスが利用できるもので、低温域におけ
る均一加熱に適したものはないのが現状である。 本考案において解決すべき課題は、例えば約80
個のガスバーナを両側に配置した長尺の保熱炉に
おいて均一加熱を行なうに際して、温度制御範囲
が広い場合でも吹消え現象が生じ難くまた、経済
性の高いガスバーナを提供することである。 〔課題を解決するための手段〕 本考案者等は、広い温度制御範囲に適合し、構
造が簡易でありながら高信頼性のガスバーナとし
て、噴出口端部に外開き花弁状に溶着された複数
の旋回羽根を有する燃料ガス供給金属内管と、前
記旋回羽根の拡がり径と略同口径を有し、該旋回
羽根の先端と噴出口端が略一致するように前記内
管を内蔵すると共に他端において前記内管を軸央
に保持する蓋体を備えた空気供給金属外管と、噴
出口端の直径方向に差し渡し固着された保焔棒を
有すると共にガス混合内腔を備え、前記外管に外
嵌固定されたガス混合金属筒からなるガスバーナ
を創案した。 〔実施例〕 以下、本考案の具体的構成と作用、効果を第１
図から第５図に示す実施例に基づいて説明する。 第１図は本考案に係るガスバーナの部分切欠正
面図で、燃料ガス本管５に継手６を介して接続さ
れた燃料ガス供給金属内管７の噴出口端部８の外
周面８ｂには第４図、第５図の詳細図に示すよう
に、花弁状の旋回羽根９ａ〜９ｄ（９ｃは説明の
都合上図示していない）が溶接されており、前記
燃料ガス供給金属内管７を蓋体１０によつて軸央
に保持している空気供給金属外管１１は旋回羽根
９ａ〜９ｄの拡がり径と略同一口径であり、その
噴出口端１２は旋回羽根９ａ〜９ｄの先端（９d1
で代表する）と略一致するように構成されてい
る。また、第１図に示すように、この例では、前
記蓋体１０は燃料ガス供給金属内管７に溶接され
たフランジとして構成されており、その外周は空
気供給金属外管１１の内面に溶接されている。１
３はガス漏洩防止用の金属パツキン材を示す。次
にガス混合金属筒１４はガス混合内腔１５及び直
径方向に差し渡して固定された保焔棒１６を有し
ており、前記空気供給金属外管１１の先端部１１
ａに外嵌固定されている。更に空気供給金属外管
１１の後端部１１ｂには空気供給支管１７が接続
されており、該空気供給支管１７はまた、フラン
ジ１８を介して図示していない空気本管に連通し
ている。 本考案のガスバーナ１９は、前述のような構成
になつているので、燃料ガス供給金属内管７の噴
出口８ａから噴出したガスは、旋回羽根９ａ〜９
ｄによつて旋回運動を与えられた空気供給金属外
管１１からの空気によつてガス混合内腔１５で激
しく攪拌されるため、燃焼効率は非常に優れたも
のとなる。 次に第２図はガス混合金属筒１４概略平面図で
あり、該ガス混合金属筒１４の噴出口端１４ａの
直径方向に固着された保焔棒１６はガス攪拌作用
を有すると共に、ガス混合内腔１５における初期
燃焼以降における熱により高温度を保有するた
め、優れた保焔作用を有する。 また、本考案における旋回羽根９ａ〜９ｄの先
端と空気供給金属外管１１の噴出口端１２とは、
前述のように同一平面において略一致するように
構成されているので、燃焼性が良く、しかも吹消
えの現象が極めて少ない。これは理論的な解析は
現在なされてはいないが、数多くの実験におい
て、ガス混合金属筒１４との組合せにより、低
圧、大流量の燃焼用空気供給において顕著な効果
を示すことが確認されている。 而して、燃料ガスと空気を混合攪拌して燃焼効
率を上げることは周知であり、例えば日刊工業新
聞社から昭和59年１月20日に刊行された「燃焼機
器工学」の119項〜125項には予混合燃焼形ノズル
及び拡散燃焼形ノズルについて理論及び設計法が
記載されている。しかしながら、本考案に係るご
とき金属管の三重構造による簡易な構造であつて
予混合及び拡散燃焼の両者の機能を備えたガスバ
ーナに関する示唆は示されていない。 さて、次に本考案に係る旋回羽根９ａ〜９ｄと
ガス混合内腔１５の構成に関する詳細を説明す
る。 第３図は本考案に係るガスバーナの概略正面図
で、説明上保焔棒１６の図示を省略している。 第４図は第３図Ａ−Ａ断面に係るガスバーナ先
端部の概略縦断面であつて、保焔棒１６は破線で
示す。 前記旋回羽根９ａ〜９ｃはそれぞれ短冊型の金
属片で構成され、かつ燃料ガス供給金属内管７の
噴出口端部８において、該燃料ガス供給金属内管
７の長軸方向に対し45゜の傾き角度で基部９０
（旋回羽根９ｄで代表せしめる）が該燃料ガス供
給金属内管７の外表面に溶着されている。 従つて、旋回羽根９ａ〜９ｄが溶着された前記
燃料ガス供給金属内管７はあたかも外開きの花弁
を備えたような外観を呈する。そこで、本考案で
は燃料ガス供給金属内管７は花弁状に溶着された
旋回羽根を有するものと定義するが、旋回羽根の
数は２〜６枚程度で充分効果的で、前記傾き角度
は30〜50゜で良い効果が得られた。 而して、本考案では空気供給金属外管１１の噴
出端１２とガス混合金属筒１４の内面には、該空
気供給金属外管１１の厚さに相当する段部２０が
構成されるが、この微小な段部２０の存在によつ
てガス混合に際して渦流が発生し吹消えの現象が
少なくなることが認められた。 即ち、ガス混合金属筒１４を除去し、空気供給
金属外管１１を延長してガス混合内腔１５と同じ
空間を構成したガスバーナでは吹消え現象が多
く、実用上問題があることを経験した。 本考案は金属管の三重構造は、その組合せによ
つて特異な作用を備えており、前述のガス混合内
腔１５及び保焔棒１６の作用と併せて予混合燃焼
に生じがちな逆火の恐れもなく、また拡散燃焼に
発生し易い吹消えの心配もない。即ち、本考案の
ガスバーナは二段の保焔機能を有し安定した燃焼
状況を常に保持することができる。 第１図に示した本考案のガスバーナに係る
LNGの燃焼試験結果を第１表に示す。第２表は
第１表中の符号の意味を示す。 第１表から明らかなように、本考案のガスバー
ナは前記ｍ値が0.60〜2.78という広い範囲にわた
り、非常に良好な燃焼状況を示すと共に、空気流
量も本例において50Nm3／Hr〜130Nm3／Hrとい
う広範囲領域に対応できた。 ガスバーナの概略寸法は、燃料ガス供給金属内
管外径34mm、空気供給金属外管外径76.3mm、ガス
混合金属筒外径89.1mmで、ガス混合金属筒と空気
供給金属外管を固定した長さは450mmとし、材質
はステンレス鋼を採用した。
るガスバーナに関する。 〔従来の技術〕 各種の窯炉特に保熱炉や熱処理炉等において、
長大な被加熱物を加熱あるいは保熱するような場
合、均一加熱をねらいとして被加熱物の長軸方向
に沿つて多数のガスバーナを列設し、加熱を行な
う手段が採用されている。 このように、例えば30〜100個に達するような
多数のガスバーナを設備する場合、特に構造が簡
単で価格も安く且つ保守整備が容易なものであ
り、更に吹消え等の現象が少なく広範囲にわたつ
て出熱量の増減が可能なものが望まれる。 第６図に示すガスバーナは、昭和59年１月20日
に日刊工業新聞社によつて発行された「燃焼機器
工学」の187項図６．１ａに示されたガスバーナ
であり、軸央の燃料供給内管から燃料ガス１ａが
噴出し、同時に空気供給外管２から燃焼用空気が
旋回羽根３により旋回しつつ噴出し、バーナタイ
ル４で燃料ガスと空気が混合され燃焼が行われる
ため、構造が簡易で燃焼制御も容易であり、各種
産業に広く採用されている。 〔考案が解決しようとする課題〕 通常の保熱炉あるいは加熱炉などでは低温域か
ら高温域まで広い温度制御領域を有することが望
しく、加えて炉内温度の均一化が必要である場合
がある。均一加熱を行なう際は、実際に使用する
空気量Ａと理論空気量A0との比Ａ／A0、即ち空
気過剰係数（以下、ｍ値という）を2.0〜3.0程度
まで上げると効果的であるが、第６図に示す例を
含み通常のガスバーナでは吹消えのため信頼性の
点で問題が多い。 更に、高温域において前記ｍ値を1.0程度とし、
燃料ガスや燃焼用空気の流速を例えば15ｍ／ｓと
して効率のよい加熱をねらつても吹消えの現象が
生じ易く、安定した燃焼が期待できない。特に金
属管からなる従来のガスバーナでは、そのような
問題が顕著である。 つまり、設備費に制限があり且つ構造が簡易な
ガスバーナにおいて信頼性の高いものは見当たら
ず、ましてLNGやCOG或いはプロパンガスなど
多種別のガスが利用できるもので、低温域におけ
る均一加熱に適したものはないのが現状である。 本考案において解決すべき課題は、例えば約80
個のガスバーナを両側に配置した長尺の保熱炉に
おいて均一加熱を行なうに際して、温度制御範囲
が広い場合でも吹消え現象が生じ難くまた、経済
性の高いガスバーナを提供することである。 〔課題を解決するための手段〕 本考案者等は、広い温度制御範囲に適合し、構
造が簡易でありながら高信頼性のガスバーナとし
て、噴出口端部に外開き花弁状に溶着された複数
の旋回羽根を有する燃料ガス供給金属内管と、前
記旋回羽根の拡がり径と略同口径を有し、該旋回
羽根の先端と噴出口端が略一致するように前記内
管を内蔵すると共に他端において前記内管を軸央
に保持する蓋体を備えた空気供給金属外管と、噴
出口端の直径方向に差し渡し固着された保焔棒を
有すると共にガス混合内腔を備え、前記外管に外
嵌固定されたガス混合金属筒からなるガスバーナ
を創案した。 〔実施例〕 以下、本考案の具体的構成と作用、効果を第１
図から第５図に示す実施例に基づいて説明する。 第１図は本考案に係るガスバーナの部分切欠正
面図で、燃料ガス本管５に継手６を介して接続さ
れた燃料ガス供給金属内管７の噴出口端部８の外
周面８ｂには第４図、第５図の詳細図に示すよう
に、花弁状の旋回羽根９ａ〜９ｄ（９ｃは説明の
都合上図示していない）が溶接されており、前記
燃料ガス供給金属内管７を蓋体１０によつて軸央
に保持している空気供給金属外管１１は旋回羽根
９ａ〜９ｄの拡がり径と略同一口径であり、その
噴出口端１２は旋回羽根９ａ〜９ｄの先端（９d1
で代表する）と略一致するように構成されてい
る。また、第１図に示すように、この例では、前
記蓋体１０は燃料ガス供給金属内管７に溶接され
たフランジとして構成されており、その外周は空
気供給金属外管１１の内面に溶接されている。１
３はガス漏洩防止用の金属パツキン材を示す。次
にガス混合金属筒１４はガス混合内腔１５及び直
径方向に差し渡して固定された保焔棒１６を有し
ており、前記空気供給金属外管１１の先端部１１
ａに外嵌固定されている。更に空気供給金属外管
１１の後端部１１ｂには空気供給支管１７が接続
されており、該空気供給支管１７はまた、フラン
ジ１８を介して図示していない空気本管に連通し
ている。 本考案のガスバーナ１９は、前述のような構成
になつているので、燃料ガス供給金属内管７の噴
出口８ａから噴出したガスは、旋回羽根９ａ〜９
ｄによつて旋回運動を与えられた空気供給金属外
管１１からの空気によつてガス混合内腔１５で激
しく攪拌されるため、燃焼効率は非常に優れたも
のとなる。 次に第２図はガス混合金属筒１４概略平面図で
あり、該ガス混合金属筒１４の噴出口端１４ａの
直径方向に固着された保焔棒１６はガス攪拌作用
を有すると共に、ガス混合内腔１５における初期
燃焼以降における熱により高温度を保有するた
め、優れた保焔作用を有する。 また、本考案における旋回羽根９ａ〜９ｄの先
端と空気供給金属外管１１の噴出口端１２とは、
前述のように同一平面において略一致するように
構成されているので、燃焼性が良く、しかも吹消
えの現象が極めて少ない。これは理論的な解析は
現在なされてはいないが、数多くの実験におい
て、ガス混合金属筒１４との組合せにより、低
圧、大流量の燃焼用空気供給において顕著な効果
を示すことが確認されている。 而して、燃料ガスと空気を混合攪拌して燃焼効
率を上げることは周知であり、例えば日刊工業新
聞社から昭和59年１月20日に刊行された「燃焼機
器工学」の119項〜125項には予混合燃焼形ノズル
及び拡散燃焼形ノズルについて理論及び設計法が
記載されている。しかしながら、本考案に係るご
とき金属管の三重構造による簡易な構造であつて
予混合及び拡散燃焼の両者の機能を備えたガスバ
ーナに関する示唆は示されていない。 さて、次に本考案に係る旋回羽根９ａ〜９ｄと
ガス混合内腔１５の構成に関する詳細を説明す
る。 第３図は本考案に係るガスバーナの概略正面図
で、説明上保焔棒１６の図示を省略している。 第４図は第３図Ａ−Ａ断面に係るガスバーナ先
端部の概略縦断面であつて、保焔棒１６は破線で
示す。 前記旋回羽根９ａ〜９ｃはそれぞれ短冊型の金
属片で構成され、かつ燃料ガス供給金属内管７の
噴出口端部８において、該燃料ガス供給金属内管
７の長軸方向に対し45゜の傾き角度で基部９０
（旋回羽根９ｄで代表せしめる）が該燃料ガス供
給金属内管７の外表面に溶着されている。 従つて、旋回羽根９ａ〜９ｄが溶着された前記
燃料ガス供給金属内管７はあたかも外開きの花弁
を備えたような外観を呈する。そこで、本考案で
は燃料ガス供給金属内管７は花弁状に溶着された
旋回羽根を有するものと定義するが、旋回羽根の
数は２〜６枚程度で充分効果的で、前記傾き角度
は30〜50゜で良い効果が得られた。 而して、本考案では空気供給金属外管１１の噴
出端１２とガス混合金属筒１４の内面には、該空
気供給金属外管１１の厚さに相当する段部２０が
構成されるが、この微小な段部２０の存在によつ
てガス混合に際して渦流が発生し吹消えの現象が
少なくなることが認められた。 即ち、ガス混合金属筒１４を除去し、空気供給
金属外管１１を延長してガス混合内腔１５と同じ
空間を構成したガスバーナでは吹消え現象が多
く、実用上問題があることを経験した。 本考案は金属管の三重構造は、その組合せによ
つて特異な作用を備えており、前述のガス混合内
腔１５及び保焔棒１６の作用と併せて予混合燃焼
に生じがちな逆火の恐れもなく、また拡散燃焼に
発生し易い吹消えの心配もない。即ち、本考案の
ガスバーナは二段の保焔機能を有し安定した燃焼
状況を常に保持することができる。 第１図に示した本考案のガスバーナに係る
LNGの燃焼試験結果を第１表に示す。第２表は
第１表中の符号の意味を示す。 第１表から明らかなように、本考案のガスバー
ナは前記ｍ値が0.60〜2.78という広い範囲にわた
り、非常に良好な燃焼状況を示すと共に、空気流
量も本例において50Nm3／Hr〜130Nm3／Hrとい
う広範囲領域に対応できた。 ガスバーナの概略寸法は、燃料ガス供給金属内
管外径34mm、空気供給金属外管外径76.3mm、ガス
混合金属筒外径89.1mmで、ガス混合金属筒と空気
供給金属外管を固定した長さは450mmとし、材質
はステンレス鋼を採用した。
【表】
【表】
本考案に係るガスバーナは、構造が簡単で故障
が無く、保守点検が容易であり、吹消えが少ない
のでｍ値の広い範囲に対応することができ、従つ
て熱設備における広い温度制御領域に利用が可能
である。
が無く、保守点検が容易であり、吹消えが少ない
のでｍ値の広い範囲に対応することができ、従つ
て熱設備における広い温度制御領域に利用が可能
である。
第１図は本考案に係るガスバーナの部分切欠正
面図、第２図はガス混合金属筒の概略正面図、第
３図は本考案に係るガスバーナの概略正面図、第
４図はガスバーナ先端部の概略縦断面図、第５図
は本考案に係るガスバーナの部分切欠概略斜視図
である。第６図は従来のガスバーナ概略断面図を
示す。 １：燃料供給内管、１ａ：燃料ガス、２：空気
供給外管、３：旋回羽根、４：バーナタイル、
５：燃料ガス本管、６：継手、７：燃料ガス供給
金属内管、８：噴出口端部、８ａ：噴出口、９ａ
〜９ｄ：旋回羽根、１０：蓋体、１１：空気供給
金属外管、１１ａ：先端部、１１ｂ：後端部、１
２：噴出口端、１３：金属パツキン材、１４：ガ
ス混合金属筒、１４ａ：噴出口端、１５：ガス混
合内腔、１６：保焔棒、１７：空気供給支管、１
８：フランジ、１９：ガスバーナ、２０：段落、
９０：基部。
面図、第２図はガス混合金属筒の概略正面図、第
３図は本考案に係るガスバーナの概略正面図、第
４図はガスバーナ先端部の概略縦断面図、第５図
は本考案に係るガスバーナの部分切欠概略斜視図
である。第６図は従来のガスバーナ概略断面図を
示す。 １：燃料供給内管、１ａ：燃料ガス、２：空気
供給外管、３：旋回羽根、４：バーナタイル、
５：燃料ガス本管、６：継手、７：燃料ガス供給
金属内管、８：噴出口端部、８ａ：噴出口、９ａ
〜９ｄ：旋回羽根、１０：蓋体、１１：空気供給
金属外管、１１ａ：先端部、１１ｂ：後端部、１
２：噴出口端、１３：金属パツキン材、１４：ガ
ス混合金属筒、１４ａ：噴出口端、１５：ガス混
合内腔、１６：保焔棒、１７：空気供給支管、１
８：フランジ、１９：ガスバーナ、２０：段落、
９０：基部。
Claims (1)
- 噴出口端部８に外開き花弁状に溶着された複数
の旋回羽根を有する燃料ガス供給金属内管７と、
前記旋回羽根の拡がり径と略同口径を有し、該旋
回羽根の先端と噴出口端１２が略一致するように
前記内管７を内蔵すると共に他端において前記内
管７を軸央に保持する蓋体１０を備えた空気供給
金属外管１１と、噴出口端１４ａの直径方向に差
し渡し固着された保焔棒１６を有すると共にガス
混合内腔１５を備え、前記外管１１に外嵌固定さ
れたガス混合金属筒１４からなるガスバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17671685U JPH025209Y2 (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17671685U JPH025209Y2 (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288128U JPS6288128U (ja) | 1987-06-05 |
| JPH025209Y2 true JPH025209Y2 (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=31117231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17671685U Expired JPH025209Y2 (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025209Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-11-16 JP JP17671685U patent/JPH025209Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6288128U (ja) | 1987-06-05 |
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