JPH04155107A - 低ＮＯｘバーナ - 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） 本発明は低ＮＯｘバーナに関するものである。

（従来技術） 液体燃料を蒸発させ、気体燃料として空気と混合させて
燃焼させると、燃焼ガス中の有害物質（臭気・煤・Ｎ　
Ｏｘ）などを極めてすくなくできることは以前より知ら
れており、我国でもある種の小型バーナで実用化されて
いる。

このような燃焼装置には蒸発混合帯と燃焼帯が必要であ
る。蒸発の方法としては油の加熱が多用されているが、
煤の発生や火災の危険がある。

又ガンタイプバーナもしられているが、これは液体燃料
を圧力噴霧型ノズルから高圧で噴震し、ファンよりの空
気と混合して燃焼させており１通常は特別な蒸発帯を設
けていない、ｌｌ化した油粒子は表面積が著しく増大し
ているため、蒸発しやすい条件が整っている。このよう
な圧力噴霧型ノズルを使用した蒸発燃焼装置では、燃焼
ガスの再循環により高温ガスを還流させ、その熱エネル
ギーで微粒状の液体燃料を蒸発させる方法が考案されて
いる。圧力噴震型において一つのノズルからの燃焼量を
可変にする場合、ターンタウンの領域が広くなると再循
環ガス量が変ることになる。

このような再循環方式を取入れ、さらに燃焼空気を予熱
して積極的に液体燃料の蒸発を促進させ広範囲にわたり
安定した蒸発燃焼を行なわせるバーナが特公平２−３２
５３１号公報に開示されている（第５図参照）。

（発明が解決しようとする課題） 前記公知技術では燃焼空気を高温の燃焼ガスとの間で熱
交換して予熱し、これを蒸発筒の小径部近傍に穿設した
複数個の噴出ノズルに向は噴出させ、その吸引作用によ
り燃焼ガスの再循環を行なわせるようにしたので、燃焼
量の変化にともなう再循環ガス量の変動による影響を受
けることがすくなく、広い範囲で蒸発燃焼が行なわれる
こと、また、燃焼筒内は１３００℃と比較的高温である
ため金属材料は熱ヒズミを生じやすいが、構造が比較的
簡単でかつ燃焼用空気による冷却作用のため、このよう
なトラブルの発生がさけられること。

あるいは又還元燃焼でも煤の発生がないこと等の効果が
ある。

本発明はこれをさらに改良し、低ＮＯｘのバーナを提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 送風機に通ずるウィンドボックス内にこれと同心で先端
をノズル吹出部とした先細円錐状の仕切壁を設け、該仕
切壁の中心部に液体燃料の霧化ノズル及び点火電極を配
し、又前記仕切壁のノズル吹出部を囲繞して気化筒を、
さらに該気化筒の外側に燃焼筒を、さらにその外側に外
筒を夫々同心状に配設し、前記燃焼筒と気化筒はノズル
吹出部の近傍で接線方向通路を設けて燃焼空気の一部を
導入可能とし、又前記気化筒と燃焼筒間の環状空間をノ
ズル吹出部の外側に連通させ、かつ前記燃焼筒の先端部
を縮径して（縮径比は特公平２−３２５３１よりも少く
し燃焼ガスの炉内圧を下げ燃焼ガスの燃焼筒内の滞留時
間を短くして滞留時間を少＜Ｌ、ＮＯｘの生成を少くし
た）先端絞り部を形成して燃焼ガスを還流可能とし、燃
焼筒の端部と外筒の端部間に環状間隙を形成して燃焼空
気の一部を吹出可能とした。

（実施例） 図に基いて説明する。第１図で燃焼空気は送風機１から
ウィンドボックス２に送り込まれる。この燃焼空気の一
部は調節可能なダンパー３で先細円錐形に形成された仕
切壁５の外側と仕切壁５の内側のノズル室４とに分流さ
れる。ダンパー３よりノズル室４内に流入した空気はノ
ズル室４先端のノズル吹出部６から気化筒７内に吹出す
。

一方燃料油は油圧ポンプ８によって昇圧され、送油管９
を通り、ノズルアダプタ１０の先端に装着されたノズル
１１から気化筒７内に噴霧され。

前記ノズル吹出部６から吹出された空気と混合し燃焼を
開始する。

１２は点火電極で、点火トランス１３で発生した高圧電
気をスパークさせ、前記ノズル吹出部６から吹出された
燃料油と空気の混合した霧化混合気流に点火し燃焼させ
る。

霧化混合気流は円筒状をした気化筒７を通過し、急速に
蒸発・気化し、気化筒７と同心でこれを取巻く燃焼筒１
４内で燃焼する。この燃焼ガスは膨張し、さらに燃焼筒
１４の先端絞り部１５の存在に影響されて、気化筒７と
燃焼筒１４間の環状空間１６を逆流しく矢印１８）、ノ
ズル吹出部６を構成する円錐状の仕切壁５の外側部１７
へ還流する。その還流量は略７０％である。

この還流ガスは環状空間１６を逆流するとき、気化筒７
を外側から加熱するので、気化筒７は燃焼開始後的０．
５秒で約６００℃となり、霧化混合気流の蒸発気化をさ
らに促進し、約３秒以内に１１５０℃となり、定常燃焼
状態となる。

燃焼空気の一部は第２図に示す如く燃焼筒１４から気化
筒７に向けて切線方向に設けた通路１９から流入しく符
号２０）、気化筒７の内周縁に薄、膜の高速旋回流２１
を形成する。この高速旋回流２１はノズル吹出部６から
噴出する噴霧混合気流が気化筒７の内面に衝突して気化
筒７の温度が低いスタート時には液滴となるのを防止す
ると共に、ダンパー３よりノズル吹出部６に流入する空
気流速を確実安定した点火条件である１５ｍ／ｓ以下に
する為燃焼に必要な空気量を通路１９より追加する為の
ものである。

なお、燃焼ｆ１１１４内での燃焼は還元燃焼（酸欠燃焼
）で、空気比即ち。

は０．８で、燃焼筒１４内は煤の発生し易い状態にある
。この煤の発生を抑制する為、蒸発・気化によって混合
気流内の油粒子の微粒化（５〜２０μ）を促進し、青炎
燃焼↓こよって燃焼筒１４内の温度を１２５０℃以下に
保ってＮＯｘの発生を防止している。

又燃焼筒１４の先端絞り部１５より炉内に噴出する還元
燃焼炎は外筒２２と燃焼筒１４の環状間隙２３を通過し
て燃焼筒１４の熱を吸収し乍ら外筒２２と燃焼筒１４間
の環状間隙２４より噴出する空気流と急速に混合し完全
に燃焼する。この場合環状間隙２４は理論燃焼空気１０
０％として、最少限ノズル吹出部６より６０％、通路１
９より２０％、環状間隙２４より３０％になるよう作ら
れ、高速度で方向性のある空気流が、先端絞り部１５よ
りの還元燃焼炎の内部まで到達するようになっている。

このため、還元燃焼炎は極めて短時間で酸化され燃焼を
完結する。

なお燃焼量がＩＯＱ／ｈ以下の小型バーナでは接線方向
通路１９の加工は至難であるため、第３図及び第４図に
示すようにノズル吹出部６の周辺に直径１．５１程度の
小孔２５を８ヶ以上設け、こ１から空気を噴出するよう
にした。この場合には気化筒７の内面に旋回流は出来な
いが、油粒子の液滴化、カーボン（煤）の生成を防ぐこ
とができる。

（効果） 気化筒と燃焼筒間の環状空間よりの燃焼ガス再循環によ
る蒸発気化燃焼によって安定した還元燃焼域を構成し、
該還元燃焼域での還元燃焼炎を極めて短時間に酸化燃焼
することができるようにしたので、ＮＯｘの発生を大巾
に抑制することが可能となった。

又気化筒と燃焼筒間に接線方向通路を設け、ここから渦
巻空気流を気化筒内に送入できるようにしたので、気化
筒内面に空気流の薄膜を構成して混合気流の液滴化、カ
ーボン生成を防止することが可能となり、還元燃焼域で
も安定した燃焼の可能な２段燃焼方式の低Ｎ　Ｏｘバー
ナを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低ＮＯｘバーナの断面図。 第２図は第１図の■−■部縮少断面図。 第３図は小型バーナにおけるノズル吹出部周辺の構成を
示す断面図。 第４図は第３図のｒＶ−ＩＶ矢視断面図。 第５図は公知バーナの断面図。 図において； １　送風機　　　　　２　ウィンドボックス３　ダンパ
ー　　　　　４　ノズル室 ５　仕切壁　　　　　６　ノズル吹出部７　気化筒　　
　　　　８　油圧ポンプ９　送油管　　　　　１０　　
ノズルアダプタ１１　　ノズル　　　　　１２　　点火
電極１３　　点火トランス　　１４　　燃焼筒１５　　
先端絞り部　　　１６　　環状空間１７（仕切壁の）外
側部１９　　通路 ２１　　高速旋回流　　　２２　　外筒２３　　間隙　
　　　　　２４　　環状間隙２５　　小孔 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　送風機（１）に通ずるウインドボックス（２）内にこ
   れと同心で先端をノズル吹出部（６）とした先細円錐状
   の仕切壁（５）を設け、該仕切壁（５）の中心部に液体
   燃料の霧化ノズル（１１）及び点火電極（１２）を配し
   、又前記仕切壁（５）のノズル吹出部（６）を囲繞して
   気化筒（７）を、さらに該気化筒の外側に燃焼筒（１４
   ）を、さらにその外側に外筒（２２）を夫々同心状に配
   設し、前記燃焼筒（１４）と気化筒（７）はノズル吹出
   部（６）の近傍で接線方向通路（１９）を設けて燃焼空
   気の一部を導入可能とし、又前記気化筒（７）と燃焼筒
   （１４）間の環状空間（１６）をノズル吹出部（６）の
   外側に連通させ、かつ前記燃焼筒（１４）の先端部を縮
   径して先端絞り部（１５）を形成して燃焼ガスを還流可
   能とし、燃焼筒（１４）の端部と外筒（２２）の端部間
   に環状間隙（２４）を形成して燃焼空気の一部を吹出可
   能としたことを特徴とする低ＮＯ＿ｘバーナ。