JPH05658Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は予混合低NOxガスバーナに係り、特
に一次空気流量と共に二次空気流量をバーナ背面
に於いて簡単に調節することができる予混合低
NOxガスバーナに関する。

［従来の技術］ 従来、燃焼用空気の一部（一次空気）をガス燃
料と予め混合させた後、燃焼（一次燃焼）させ
て、さらに一次燃焼ガスに燃焼用空気の残部（二
次空気）を混合させ燃焼（二次燃焼）させるタイ
プの予混合低NOxガスバーナにおいては、二次
空気の流量調節は複雑な機構となり、省エネのた
めの予熱空気を使用する場合には運転操作が容易
ではなかつた。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、省エネ対策の一つとして排ガス
等と熱交換された高温空気を燃焼用空気として使
用する場合にはNOx値が高くなるため、その低
減対策として一次空気のみならず、二次空気の流
量調節も容易に行う必要がある。したがつて、従
来の予混合ガスバーナとは異なり、一次空気の流
量調節と共に二次空気の流量調節もバーナ背面に
於いてできる予混合低NOxガスバーナの提案が
望まれていた。

本考案は上記事情を考慮して成されたもので、
二次空気の流量調節をも容易に行うことができる
予混合低NOxガス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］ 上記目的を達成するために本考案では、排ガス
等により予熱された空気の一部を一次空気として
燃料と筒体状のベンチユリーミキサ内で予混合し
て一次燃焼渦を形成させると共に該空気の残部を
二次空気として該ベンチユリーミキサの外周に垂
直に導いた後外周に沿つて通過させバーナチツプ
下流端近傍に設けられた旋回羽根により二次燃焼
ゾーンに導く予混合低NOxガスバーナにおいて、
上記ベンチユリーミキサの周りに、上記ベンチユ
リーミキサ内部及び外周に燃焼用空気を導くため
のエアーダクトを設け、上記エアーダクトは上記
二次空気が上記ベンチユリーミキサ外周の最上流
部から最下流部に流れるように延び、上記ベンチ
ユリーミキサの最上流部に、上記ベンチユリーミ
キサの外周に垂直に導かれる二次空気をベンチユ
リーミキサの外周に沿つてスムースに方向転換す
るためのフランジ部と屈曲部とが設けられ、上記
ベンチユリーミキサの上流端にこれに導入される
一次空気の流量を調節するための一次空気流量調
節手段を設け、上記ベンチユリーミキサの外周の
上流部に、その軸方向に移動自在な二次空気流量
調節手段とを設け、上記一次空気流量調節手段
が、上記ベンチユリーミキサの上流端開口部に近
接離反自在な一次空気ドアと、該一次空気ドアを
移動させるための一次空気調節ハンドルとを有
し、上記二次空気流量調節手段が上記エアーダク
トの内壁に摺動自在に支持されて上記ベンチユリ
ーミキサの軸方向に移動することにより上記二次
空気の流路を絞る二次空気ドアと、該二次空気ド
アを移動させるための二次空気調節ハンドルとか
ら成り、上記ベンチユリーミキサの最上流部近傍
の上記エアーダクトに、取外し可能な壁面が形成
され、上記一次空気調節ハンドルと二次空気調節
ハンドルとが上記壁部に取付けられている。

［作用］ 筒体状のベンチユリーミキサの上流端、即ち、
一次空気導入部には一次空気流量調節手段が設け
られている。エアーダクトにより導かれた燃焼空
気の一部は上記一次空気流量調節手段により流量
調節されてベンチユリーミキサ内に導入される。
一方、ベンチユリーミキサ内に導入されなかつた
空気（二次空気）は、まず、ベンチユリーミキサ
の外周に垂直に導かれる。即ち、二次空気はベン
チユリーミキサの長手方向に対して垂直にベンチ
ユリーミキサに向かつて流れる。この二次空気
は、ベンチユリーミキサの最上流部に設けられた
フランジ部と屈曲部とによりスムースに方向転換
させられる。即ち、ベンチユリーミキサの長手方
向に対して垂直に流れてくる二次空気は、上記フ
ランジ部と屈曲部とによつて、長手方向に対して
平行に流れる空気流となる。そして、この方向転
換された二次空気はベンチユリーミキサの最上部
から最下流部まで、ベンチユリーミキサの全長に
わたつてその外周に沿つて流れることになる。二
次空気の流量は、二次空気流量調節手段によつて
調節される。

［実施例］ 以下に本考案の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図は本考案の予混合ガスバーナの一例とし
てのラジアントウオールバーナ１（以下「バー
ナ」と称す）を図示されないエチレン分解炉の炉
壁２に取り付けたときの図である。

図示されるようにバーナ１は主に、上流端（図
中、左側）にフランジ部３を有する中空円筒状の
ベンチユリーミキサ４と、ベンチユリーミキサ４
の下流端且つ同軸上に接続され、その延出端近傍
が炉内を臨む噴口５を有するバーナチツプ（火
口）６と、ベンチユリーミキサ４の全てとバーナ
チツプ６の上流部をそれらの軸方向に囲繞すると
共にベンチユリーミキサ４のフランジ部３近傍か
らベンチユリーミキサ４の径方向外方に折曲され
て形成されたエアーダクト７と、エアーダクト７
の上記折曲された部分に着脱自在に設けられた壁
面１８とベンチユリーミキサ４のフランジ部３と
に跨設され、ベンチユリーミキサ４の軸方向にフ
ランジ部３に近接離反自在な蓋材から成る第一弁
体（一次空気ドア）８を有する一次空気流量調節
手段９と、ベンチユリーミキサ４の周りに位置さ
れるエアーダクト７の内周壁に対し気密を保持し
ながらベンチユリーミキサ４の軸方向にフランジ
部３に近接離反自在な中空円筒体から成る第二弁
体（二次空気ドア）１０を有する二次空気流量調
節手段１１と、エアーダクト７の壁面１８に支持
されると共にベンチユリーミキサ４と同軸上に設
けられて、ベンチユリーミキサ４の上流側から燃
料をベンチユリーミキサ４内に供給するための燃
料噴射ノズル１２とから構成されている。

ベンチユリーミキサ４はその下流端にネジが切
られており、バーナチツプ６の上流側に螺合され
るように構成されている。

バーナチツプ６はベンチユリーミキサ４と略同
径の有底筒体状に形成されその底部即ち下流端近
傍の周壁に、周方向に沿つて二列に設けられて炉
内を臨む噴口５を複数有する一次火炎ノズル１３
と、二重底筒体状に形成され一次火炎ノズル１３
の周りに且つ同軸上に設けられ、その二重底部分
が炉内を臨む二次空気用噴口１５となる二次空気
ノズル１７とから成る。二次空気ノズル１７の上
流端はエアーダクト７の下流端に挿嵌されてい
る。

一次火炎ノズル１３は、その噴口５から一次火
炎ノズル１３の径方向外方に一次燃焼渦５２を形
成し、この一次燃焼渦５２に二次空気４８が供給
されて二次燃焼ゾーン５３において二次燃焼する
ように構成されている。

二次空気ノズル１７は、詳しくは第３図に示さ
れるように噴口１５がその円筒状本体５５の径方
向外方に延出され、この噴口１５の内に第４図に
示されるように接線方向に若干傾けられて所定の
間隔を隔てて設けられた羽根６０を複数有する旋
回羽根５６を有している。旋回羽根５６は二次空
気ノズル１７内を通過する二次空気が、矢印５７
の如く、二次空気ノズル１７の接線方向に傾けら
れて放射状に炉内へ供給されるように構成されて
いる。

また、一次火炎ノズル１３は第３図に示すよう
にその上流部５８においてベンチユリーミキサ４
の下流部と螺合されるべくネジが切られている。

一方、一次空気ドア８は第１図に示されるよう
に中央に開口部を有して傘状に形成された弁体で
あり、ベンチユリーミキサ４のフランジ部３から
垂直に延出する複数のガイドバー１４に周端部
を、また上記開口部に挿入されたスパツドホルダ
１６に中央部を支持されている。ガイドバー１４
の一つはエアーダクト７の壁面１８を貫通して外
側に延出され、その延出端に一次空気調節ハンド
ル１９が設けられている。この一次空気調節ハン
ドル１９を回転することにより一次空気ドア８が
ベンチユリーミキサ４の上流端開口部に近接ある
いは離反されるように構成されている。

燃料噴射ノズル１２は、エアーダクト７の壁面
１８に取り付けられて、図示されない燃料供給手
段から供給されるガス燃料の配管と接続される接
続部２０と、接続部２０からエアーダクト７内部
に、ベンチユリーミキサ４の軸方向に連続するス
パツドホルダ１６と、スパツドホルダ１６の先端
に設けられたオリフイススパツド２１から構成さ
れている。尚、接続部２０にはパイププラグ２２
が設けられている。

円筒体状の二次空気ドア１０の下流部はエアー
ダクト７にその軸方向に移動自在に嵌挿されてい
る。また、その上流部には、二次空気ドア１０を
移動させるためのガイドバー２４、二次空気調節
ハンドル２５が順次取り付けられている。詳しく
は、ガイドバー２４は一端が二次空気ドア１０の
周壁に取り付けられ、略中央部がフランジ部３に
支持され、他端がエアーダクト７の壁面１８の外
側へ延出されてベンチユリーミキサ４の軸と平行
に延出されている。このガイドバー２４の他端に
は二次空気調節ハンドル２５が取り付けられてお
り、このハンドル２５を回転することにより二次
空気ドア１０がベンチユリーミキサ４の軸方向に
エアーダクト７の壁との気密を保持しながら移動
されるように構成されている。二次空気ドア１０
の外周径とベンチユリーミキサ４のフランジ部３
の外周径は略等しく形成されており、二次空気ド
ア１０がフランジ部３側に移動されると二次空気
４８の流路が絞られる。即ち、絞り弁作動するよ
うに構成されている。

エアーダクト７はＬ字断面を呈しており、上流
端には図示されない空気配管と接続されるフラン
ジ部３０を、中央部にはアタツチメント部材３２
を介して炉壁２に接続されているフランジ部３１
を有している。またフランジ部３１より下流の部
分には、フランジ付筒体状に形成され、そのフラ
ンジ部４２においてフランジ部３１と共に係止さ
れ、その筒体部５０によりベンチユリーミキサ４
の下流端とガスチツプ６の上流端を囲繞し、その
下流端において二次空気ノズルの下流端に挿嵌さ
れるように構成された先端部３３を有している。
更に、エアーダクト７の壁面１８はボルト２６及
びナツト２７によりエアーダクト７の他の部分か
ら着脱自在に構成されており、上述のようにこの
壁面１８即ち、バーナ１の背面には一次空気調節
ハンドル１９、二次空気調節ハンドル２５及び配
管用接続部２０が位置されている。壁面１８の形
状はフランジ部３よりやや大きい系を有する円板
状である。

アタツチメント部材３２は、フランジ部４５を
有する有底円筒体状のフロントプレート３４、ド
ーナツ状のブロツクインシユレータ３５と、バー
ナブロツク３６、炉壁２の外側に設けられたヒー
ターウオールプレート３７及び炉壁２に設けられ
た開口部３８の周壁に敷設されたエクスパンシヨ
ンジヨイント３９から成る。フロントプレート３
４はその底部４０がエアーダクト７の先端部３３
のフランジ部４２と同一のボルト４３及びナツト
５１で係止され、その筒体部４４の外周がエクス
パンジヨイント３９の内周と密着し、そのフラン
ジ部４５がヒーターウオールプレート３７を介し
て炉壁２の外側に係止されるように形成されてい
る。ドーナツ状のブロツクインシユレータ３５は
その内周部においてエアーダクト７の先端部３３
の筒体部５０外側の一部に密着し、その外周部に
おいてエクスパンジヨイント３９と密着し、その
一端面においてフロントプレート３４の底部４０
と密着して係止されている。バーナブロツク３６
はブロツクインシユレータ３５と略同形成を呈し
ており、バーナ１と同軸上に設けられ、その外周
面はエクスパンジヨイント３９と密着し、その内
周面はバーナチツプ６を囲繞し、一端面がブロツ
クインシユレータ３５の端面に密着し、他端面が
炉内に臨むように形成されている。

次に以上のように構成・配置されたバーナ１の
作用を説明する。

図示されない排ガス等と熱交換された高温
（150〜500℃）の燃焼用空気４６は、エアーダク
ト７の上流端から導入され、その一部（一次空
気）４７が一次空気ドア８とベンチユリーミキサ
４のフランジ部３の間隙を通過してベンチユリー
ミキサ４内に入る。そして燃料噴射ノズル１２か
ら供給されるガス燃料と混合され一次火炎ノズル
１３の噴口５から噴出する一次燃焼渦５２が形成
される。このときベンチユリーミキサ４内に導入
されなかつた空気は二次空気４８として、まずベ
ンチユリーミキサ４に対し垂直に流れ、次にベン
チユリーミキサ４の最上流部のフランジ部３とこ
れに一体的な屈曲部とによりスムースに方向転換
されてからベンチユリーミキサ４の長手方向に、
即ち外周に沿つて図面右方向（下流方向）に流れ
る。そして、ベンチユリーミキサ４の最下流域に
達した二次空気４８は二次空気ノズル１７の噴口
１５から炉内に噴出され、二次空気燃焼ゾーン５
３において一次燃焼渦５２と二次燃焼する。

この際、一次及び二次空気調節ハンドル１９，
２５が回転されると一次及び二次空気ドア８，１
０が夫々ベンチユリーミキサ４の軸方向に移動さ
れて、一次及び二次空気４７，４８の流量が調節
される。詳しくは、例えば一次空気流量を減少さ
せる場合には一次空気ドア８をベンチユリーミキ
サ４のフランジ部３に近接させるように一次空気
調節ハンドル１９を回転すればよい。

以上の記述から明らかなように、本実施例のバ
ーナ１においては、一次空気４７及び二次空気４
８の流量を夫々一次空気流量調節手段９と二次空
気流量調節手段１１により調節できる。

また、これら空気流量調節手段の構成が簡素で
あるので、信頼性の高い空気流量調節が期待でき
る。

更に、空気流量調節はエアーダクト７の壁面１
８、即ち、バーナ１の背面に夫々近接して配設さ
れた一次空気調節ハンドル１９と二次空気調節ハ
ンドル２５とにより行えるので、操作が容易であ
る。

加えて、エアーダクト７の壁面１８は、エアー
ダクト７の他の部分着脱自在であるので、エアー
ダクト７からのベンチユリーミキサ４や一次、二
次空気流量調節手段９，１１の取外しが容易に行
える。

また、二次空気４８がベンチユリーミキサ４の
全長にわたつて、ベンチユリーミキサ４を囲繞す
るように流れるので、二次空気４８がベンチユリ
ーミキサ４の保温を行う。換言すれば、一次空気
４７には燃料（低温）が混入されるので一次空気
４７の温度は低下するが、二次空気４８がベンチ
ユリーミキサ４を加熱、保温する。この保温効果
により、一次空気４７の良好な燃焼が保証され
る。

さらに、二次空気ドアがエアーダクトの内壁に
支持されて摺動するので、二次空気ドアの摺動を
ガイドするための部材を別個に設ける必要がな
い。また、何の支持もなく摺動する場合に比べ、
二次空気ドアの摺動の確実性が向上する。

尚、一次及び二次空気調節ハンドル１９，２５
は直接手動により回転させても、モータ等の駆動
手段により回転させてもよい。

［考案の効果］ 以上要するに本考案は以下の効果を奏する。

(1) 一次空気及び二次空気の流量調節が簡単にで
きる。

(2) 垂直に流れてくる二次空気の方向転換がスム
ースにできるので、その後の二次空気の流れに
滞りが生じない。したがつて、良好な二次燃焼
が起こる。

(3) 二次空気がベンチユリーミキサの全長にわた
つて流れるので、ベンチユリーミキサは二次空
気によつて保温され、したがつてベンチユリー
ミキサ内を流れる一次空気の温度も維持され良
好な一次燃焼が保証される。

(4) 一次空気調節ハンドルと二次空気調節ハンド
ルとが同一の壁部に取付けられているので、上
記壁部をエアーダクトから取外すことにより上
記２つのハンドルを同時にガスバーナから取外
すことができる。

(5) 二次空気ドアがエアーダクトの内壁に支持さ
れて摺動するので、二次空気ドアの摺動をガイ
ドするための部材を別個に設ける必要がない。
また、何の支持もなく摺動する場合に比べ、二
次空気ドアの摺動の確実性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の予混合低NOxガスバーナの
一例としてのラジアントウオールバーナがエチレ
ン分解炉壁に取り付けられたときの断面図、第２
図は第１図の要部左側面図、第３図は第１図の要
部断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ矢視図であ
る。 図中、１は予混合低NOxガスバーナであるラ
ジアントウオールバーナ、４はベンチユリーミキ
サ、６はバーナチツプ、７はエアーダクト、９は
一次空気流量調節手段、１１は二次空気流量調節
手段、４６は燃焼用空気、４７は一次空気、４８
は二次空気、５２は一次燃焼渦、５３は二次燃焼
ゾーン、５６は旋回羽根である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排ガス等により予熱された空気の一部を一次空
   気として燃料と筒体状のベンチユリーミキサ内で
   予混合して一次燃焼渦を形成させると共に該空気
   の残部を二次空気として該ベンチユリーミキサの
   外周に垂直に導いた後外周に沿つて通過させバー
   ナチツプ下流端近傍に設けられた旋回羽根により
   二次燃焼ゾーンに導く予混合低NOxガスバーナ
   において、上記ベンチユリーミキサの周りに、上
   記ベンチユリーミキサ内部及び外周に燃焼用空気
   を導くためのエアーダクトを設け、上記エアーダ
   クトは上記二次空気が上記ベンチユリーミキサ外
   周の最上流部から最下流部に流れるように延び、
   上記ベンチユリーミキサの最上流部に、上記ベン
   チユリーミキサの外周に垂直に導かれる二次空気
   をベンチユリーミキサの外周に沿つてスムースに
   方向転換するためのフランジ部と屈曲部とが設け
   られ、上記ベンチユリーミキサの上流端にこれに
   導入される一次空気の流量を調節するための一次
   空気流量調節手段を設け、上記ベンチユリーミキ
   サの外周の上流部に、その軸方向に移動自在な二
   次空気流量調節手段とを設け、上記一次空気流量
   調節手段が、上記ベンチユリーミキサの上流端開
   口部に近接離反自在な一次空気ドアと、該一次空
   気ドアを移動させるための一次空気調節ハンドル
   とから成り、上記二次空気流量調節手段が上記エ
   アーダクトの内壁に摺動自在に支持されて上記ベ
   ンチユリーミキサの軸方向に移動することにより
   上記二次空気の流路を絞る二次空気ドアと、該二
   次空気ドアを移動させるための二次空気調節ハン
   ドルとから成り、上記ベンチユリーミキサの最上
   流部近傍の上記エアーダクトに、取外し可能な壁
   面が形成され、上記一次空気調節ハンドルと二次
   空気調節ハンドルとが上記壁部に取付けられたこ
   とを特徴とする予混合低NOxガスバーナ。