JPH058208U - ガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス中のＮＯ_X 濃度を下げることができる
ようにしたガスバーナを提供する。 【構成】 このガスバーナは、空気筒８と、その先端部
に設けられた末広がりのエアコーン１０と、空気筒８内
に設けられたガスノズル１２と、そのガス噴出口１２ａ
の前後に設けられたガイド板１６および保炎板１４と、
保炎板１４とエアコーン１０との間に形成された空気口
２０とを備えている。空気口２０は、ガスノズル１２の
周方向にそのガス噴出口１２ａと同数に分割されてお
り、しかも各空気口２０の中心が隣合う二つのガス噴出
口１２ａ間のほぼ中心線上に位置している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ガスバーナに関し、より具体的には、排ガス中のＮＯ_X （窒素酸 化物）濃度を低くしたいわゆる低ＮＯ_X ガスバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図１５は、従来のガスバーナの一例を示す断面図である。

【０００３】 このガスバーナは、外部から燃焼用空気２が供給される空気筒３０内に、それ と同軸状に、外部から燃料ガス４が供給されるガスノズル３２を設け、このガス ノズル３２の先端部の周囲に保炎板３４を設けた構造をしている。ガスノズル３ ２の先端部には複数のガス噴出口３２ａが設けられており、保炎板３４には多数 の小孔３４ａが設けられている。また、保炎板３４の外周部と空気筒３０との間 には、リング状に空気口３６が形成されている。なお、パイロットバーナ等は図 示を省略している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記ガスバーナにおいては、ガスノズル３２のガス噴出口３２ａからは燃料ガ ス４が放射状に噴出するけれども、その周囲全周から燃焼用空気２が噴出するた め、火炎は面状のものとなる。このような状態では、噴出した燃料ガス４の燃焼 性が良いので燃焼効率が高い反面、燃焼温度が高いので排ガス中のＮＯ_X 濃度が 高く、これが環境汚染等の一因になっており、このＮＯ_X 濃度を下げることが要 望されている。

【０００５】 そこでこの考案は、排ガス中のＮＯ_X 濃度を下げることができるようにしたガ スバーナを提供することを主たる目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、この考案の第１のガスバーナは、外部から燃焼用空 気が供給される空気筒と、この空気筒の先端部に設けられた末広がりのエアコー ンと、前記空気筒内にそれと同軸状に設けられていて外部から燃料ガスが供給さ れる筒状のガスノズルであって、その先端部の周囲に、燃料ガスを同ガスノズル の中心軸に対してほぼ直角方向に噴出する複数のガス噴出口をほぼ等間隔に有す るものと、このガスノズルのガス噴出口よりも根本側の周囲に設けられていて多 数の小孔を有する保炎板と、前記ガスノズルの先端端面部にこの保炎板とほぼ平 行に設けられていて同ガスノズルの外径より大きいガイド板と、前記保炎板と前 記エアコーンとの間に形成されていて前記空気筒内の燃焼用空気を噴出する空気 口であって、前記ガスノズルの周方向にそのガス噴出口と同数に分割されており 、しかも各空気口の中心が隣合うガス噴出口間のほぼ中心線上に位置するものと を備えることを特徴とする。

【０００７】 またこの考案の第２のガスバーナは、外部から燃焼用空気が供給される空気筒 と、この空気筒内にそれと同軸状に設けられていて外部から燃料ガスが供給され る筒状のガスノズルであって、その先端端面部の周囲に、燃料ガスを同ガスノズ ルの中心軸に沿って噴出する複数のガス噴出口をほぼ等間隔に有するものと、こ のガスノズル内にそれと同軸状に設けられていて外部から燃焼用空気が供給され る内筒であって、その先端部がガスノズルから突き出ておりかつ当該先端部の周 囲に、燃焼用空気を同内筒の中心軸に対してほぼ直角方向に噴出する複数かつ前 記ガスノズルのガス噴出口と同数の一次空気口をほぼ等間隔に有し、しかも各一 次空気口の中心が隣合うガス噴出口間のほぼ中心線上に位置するものと、前記ガ スノズルの先端部の周囲に設けられていて多数の小孔を有する保炎板と、前記内 筒の先端端面部にこの保炎板とほぼ平行に設けられていて同内筒の外径より大き いガイド板と、前記保炎板と前記空気筒との間に形成されていて前記空気筒内の 燃焼用空気を噴出する二次空気口であって、前記ガスノズルの周方向にそのガス 噴出口と同数に分割されており、しかも各二次空気口の中心が隣合うガス噴出口 間のほぼ中心線上に位置するものとを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

上記いずれのガスバーナの場合も、火炎が放射状に分割され、しかもその外へ の広がりが大きく、それによって燃焼温度が適当に下がり、かつ排ガス循環流も 多くなり、その結果排ガス中のＮＯ_X 濃度が下がることが実験によって確かめら れた。

【０００９】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係るガスバーナを示す断面図である。図２は、 図１のガスバーナの正面図である。

【００１０】 このガスバーナは、外部から、この例では風箱６を経由して、燃焼用空気２が 供給される円筒状の空気筒８を備えている。この空気筒８の先端部には、燃焼用 空気２を斜め外方向に噴出するための末広がりのエアコーン１０が設けられてい る。このエアコーンは、必要とする燃焼量等に応じてその位置を矢印Ａのように 前後に調整することができる。

【００１１】 空気筒８内には、それと同軸状に、外部から燃料ガス４が供給される円筒状の ガスノズル１２が設けられている。またこの例ではその横にパイロットバーナ２ ２が設けられている。このガスノズル１２は、その先端部の周囲に、燃料ガス４ を同ガスノズル１２の中心軸に対してほぼ直角方向に噴出する複数の（この例で は５個の）ガス噴出口１２ａがほぼ等間隔に設けられている。

【００１２】 このガスノズル１２のガス噴出口１２ａよりも根本側の周囲には、同ガスノズ ル１２が貫通するような形で、保炎板１４が設けられている。この保炎板１４に は、ガス噴出口１２ａから噴出する燃料ガス４と適当な混合気を作るための多数 の小孔１４ａが設けられている。

【００１３】 ガスノズル１２の先端端面部には、保炎板１４とほぼ平行に、かつそれとの間 でガス噴出口１２ａを挟むように、ガスノズル１２の外径より幾分大きいガイド 板１６が設けられている。このガイド板１６は、ガス噴出口１２ａから噴出する 燃料ガス４を、ガスノズル１２の中心軸に対して直角方向にガイドする働きをす る。

【００１４】 前記保炎板１４の外径は空気筒８およびエアコーン１０の内径よりも小さく、 従って両者の間に、空気筒８内の燃焼用空気２を噴出する空気口２０が形成され ている。しかもこの例では、保炎板１４の外周部とエアコーン１０との間に複数 の（この例では５個の）じゃま板１８を設けることによって、空気口２０をガス ノズル１２の周方向にそのガス噴出口１２ａと同数に（即ちこの例では５個に） 分割している。従って、各空気口２０からは燃焼用空気２が分割された形で噴出 する。しかも各空気口２０は、ガスノズル１２の各ガス噴出口１２ａとは位相（ 周方向の位置）をずらしている。より具体的には、図２からも分かるように、各 空気口２０の中心が、隣合う二つのガス噴出口１２ａ間のほぼ中心線上に位置す るようにしている。なお、各じゃま板１８はその位置を前後に調整することがで き、それによってエアコーン１０の位置をずらした場合に、各じゃま板１８と保 炎板１４との間に隙間が生じないようにしている。

【００１５】 図３および図４に、上記ガスバーナにおける燃焼状態を模式的に示す。

【００１６】 両図からも分かるように、上記ガスバーナにおいては、空気口２０を分割して いるため、火炎２４が放射状に分割された形となり、その燃焼温度が適当に下が る。各空気口２０の位相をガスノズル１２のガス噴出口１２ａとずらしたことも この燃焼温度を適当に下げることに寄与する。その結果、ＮＯ_X 濃度が下がる。

【００１７】 例えば、図５に示すように、各空気口２０と各ガス噴出口１２ａとの位相のず れ角を変化させた場合、位相のずれ角が３６度付近でＮＯ_X 濃度が最小となる。 上記例では空気口２０を５分割しているので、３６度のとき、各空気口２０の中 心が隣合う二つのガス噴出口１２ａ間のほぼ中心線上に位置することになる。な お、グラフ中のＮＯ_X 濃度は、Ｏ₂ ＝０％換算値である（他のグラフにおいても 同様）。

【００１８】 また、上記ガスバーナにおいては、空気筒８の先端部に末広がりのエアコーン １０を設けたことにより、火炎２４が外に大きく広がるので、しかも当該ガスバ ーナの先端部付近での排ガス循環流２６も多くなるのでいわゆる自己再循環量が 大になり、これらも燃焼温度を適当に下げることに寄与し、ＮＯ_X 濃度が更に下 がる。

【００１９】 例えば、図６に示すように、エアコーン１０の末広がり角度θ（図１参照）を 変化させた場合、当該角度θが大きくなるにつれてＮＯ_X 濃度は下がる。但し、 それとは逆に排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）の濃度が上昇し、いずれの濃度も低 い方が好ましく、特にＣＯ濃度については実際の使用上は５０ｐｐｍ以下が好ま しいので、エアコーン１０の末広がり角度θは０度より大で２０度以下にするの が好ましい。

【００２０】 また、上記実施例のようにエアコーン１０の位置を前後に調整可能にしておく と、それによって各空気口２０から噴出する燃焼用空気２の流速を調整すること ができるので、一台のガスバーナで燃焼レンジを変えることができると共に、最 も低ＮＯ_X の状態を選定することも可能になる。

【００２１】 図７は、この考案の他の実施例に係るガスバーナを示す断面図である。図８は 、図７のガスバーナの正面図である。

【００２２】 このガスバーナは、外部から、この例では風箱６を経由して、燃焼用空気２が 供給される円筒状の空気筒８を備えている。この空気筒８の先端部には、後述す るようにエアコーン１０を設けても良いが、この実施例ではそれを設けていない 。

【００２３】 空気筒８内には、それと同軸状に、外部から燃料ガス４が供給される円筒状の ガスノズル１２が設けられている。またこの例ではその横にパイロットバーナ２ ２が設けられている。このガスノズル１２は、その先端端面部の周囲に、燃料ガ ス４を同ガスノズル１２の中心軸に沿って噴出する複数の（この例では５個の） ガス噴出口１２ｂがほぼ等間隔に設けられている。

【００２４】 更にこのガスノズル１２内には、それと同軸状に、外部から、この例では風箱 ６を経由して、燃焼用空気２が供給される内筒２８が設けられている。この内筒 ２８の先端部はガスノズル１２から突き出ており、かつ当該先端部の周囲に、燃 焼用空気２を同内筒２８の中心軸に対してほぼ直角方向に噴出する複数かつ前記 ガスノズル１２のガス噴出口１２ｂと同数の（即ちこの例では５個の）一次空気 口２８ａがほぼ等間隔に設けられている。従って各一次空気口２８ａからは燃焼 用空気２が分割された形で噴出する。しかも各一次空気口２８ａは、ガスノズル １２の各ガス噴出口１２ｂとは位相（周方向の位置）をずらしている。より具体 的には、図８からも分かるように、各一次空気口２８ａの中心が、隣合う二つの ガス噴出口１２ｂ間のほぼ中心線上に位置するようにしている。

【００２５】 ガスノズル１２の先端部であって内筒２８の一次空気口２８ａよりも根本側の 周囲には、内筒２８が貫通するような形で、保炎板１４が設けられている。つま りこの例では、この保炎板１４の切欠きによって、ガスノズル１２の各ガス噴出 口１２ｂを形成している。この保炎板１４には、ガス噴出口１２ｂから噴出する 燃料ガス４と適当な混合気を作るための多数の小孔１４ａが設けられている。

【００２６】 内筒２８の先端端面部には、保炎板１４とほぼ平行に、かつそれとの間で一次 空気口２８ａを挟むように、内筒２８の外径により幾分大きいガイド板１６が設 けられている。このガイド板１６は、ガス噴出口１２ｂから噴出する燃料ガス４ および一次空気口２８ａから噴出する燃焼用空気２を、ガスノズル１２の中心軸 に対して直角方向にガイドする働きをする。

【００２７】 前記保炎板１４の外径は、この例では空気筒８の内径と等しく、両者の間に隙 間は無い。但し、この例では保炎板１４の外周部に複数の（この例では５個の） 切欠きを設けることによって、空気筒８との間に、空気筒８内の燃焼用空気２を 噴出する二次空気口２０ａを、ガスノズル１２の周方向にそのガス噴出口１２ｂ と同数に（即ちこの例では５個に）分割した形で形成している。従って、各二次 空気口２０ａからは燃焼用空気２が分割された形で噴出する。しかも各二次空気 口２０ａは、ガスノズル１２の各ガス噴出口１２ｂとは位相をずらしている。よ り具体的には、図８からも分かるように、各二次空気口２０ａの中心が、隣合う 二つのガス噴出口１２ｂ間のほぼ中心線上に位置するようにしている。即ち、各 二次空気口２０ａと前記各一次空気口２８ａとはほぼ同相に設けている。

【００２８】 図９および図１０に、このガスバーナにおける燃焼状態を模式的に示す。

【００２９】 このガスバーナの場合も、一次空気口２８ａおよび二次空気口２０ａを分割し ており、しかも互いに同相かつガスノズル１２のガス噴出口１２ｂとは位相をず らしているため、火炎２４が放射状に分割された形となり、しかもその外側への 広がりも大きく、これによって燃焼温度が適当に下がると共に排ガス循環流２６ も多くなる。その結果、図１の実施例のようにエアコーン１０を設けなくても、 ＮＯ_X が十分に下がる。

【００３０】 例えば、図１１に示すように、各ガス噴出口１２ｂと各一次空気口２８ａとの 位相のずれ角を変化させた場合、位相のずれ角が３６度付近でＮＯ_X 濃度が最小 となる。この例では一次空気口２８ａを５分割しているので、３６度の時、各一 次空気口２８ａの中心が隣合う二つのガス噴出口１２ｂ間のほぼ中心線上に位置 することになる。

【００３１】 同様に図１２に示すように、各ガス噴出口１２ｂと各二次空気口２０ａとの位 相のずれ角を変化させた場合、位相のずれ角がやはり３６度付近でＮＯ_X 濃度が 最小となる。この例では二次空気口２０ａも５分割しているので、３６度の時、 各二次空気口２０ａの中心が隣合う二つのガス噴出口１２ｂ間のほぼ中心線上に 位置し、かつ各一次空気口２８ａと同相になる。

【００３２】 また、図１４はエアコーンを更に設けた場合のデータであるが、その末広がり 角度θが０度の場合は当該エアコーン１０を設けない場合と同じであり、そのと きのＮＯ_X 濃度は約４５ｐｐｍであり、これは図１の実施例でエアコーン１０の 末広がり角度θを約１５度にした場合に相当する。

【００３３】 しかもこの実施例のガスバーナでは、ガス噴出口１２ｂの近傍の一次空気口２ ８ａからも燃焼用空気２を噴出するので、図１の実施例に比べて燃焼時の火炎２ ４の安定性が良くなるという効果も得られる。

【００３４】 この図７の実施例に更に前述したような末広がりのエアコーン１０を追加して も良い。そのようにした例を図１３に示す。この例の場合も、図１の実施例の場 合と同様、エアコーン１０およびじゃま板１８の位置を調整できるようにしてお くのが好ましい。

【００３５】 上記エアコーン１０を設けると、図１の実施例の場合と同様、火炎２４が外に より大きく広がるので、しかも当該ガスバーナの先端部付近での排ガス循環流２ ６もより多くなるのでいわゆる自己再循環量がより大になり、これらも燃焼温度 を適当に下げることに寄与し、ＮＯ_X 濃度が更に下がる。

【００３６】 この例の場合も図１４に示すように、エアコーン１０の末広がり角度θを変化 させた場合、当該角度θが大きくなるにつれてＮＯ_X 濃度は下がる。但し、それ とは逆に排ガス中のＣＯ濃度が上昇し、ＣＯ濃度については前述したように実際 の使用上は５０ｐｐｍ以下が好ましいので、この例の場合のエアコーン１０の末 広がり角度θは０度より大で１８度以下にするのが好ましい。

【００３７】 なお、上記いずれの実施例においても、ガスノズル１２のガス噴出口１２ａ、 １２ｂ、空気口２０、一次空気口２８ａおよび二次空気口２０ａが５個の場合を 例示したが、これらは５個に限定されるものではなく、当該ガスバーナ全体のサ イズ等に応じて適当に増減しても良い。

【００３８】

【考案の効果】

以上のように請求項１のガスバーナによれば、空気口を分割しており、しかも 各空気口の位相をガスノズルのガス噴出口とずらしているので、火炎が放射状に 分割された形となり、その燃焼温度が適当に下がるので、排ガス中のＮＯ_X 濃度 を下げることができる。しかも、空気筒の先端部に末広がりのエアコーンを設け たことにより、火炎が外に大きく広がるので、しかも排ガス循環流も多くなるの で、これらも燃焼温度を適当に下げることに寄与し、ＮＯ_X 濃度を更に下げるこ とができる。

【００３９】 また請求項２のガスバーナによれば、一次空気口および二次空気口を分割して おり、しかも互いに同相でかつガスノズルのガス噴出口とは位相をずらしている ため、火炎が放射状に分割された形となり、しかもその外への広がりも大きく、 これによって燃焼温度が適当に下がると共に、排ガス循環流も多くなり、エアコ ーンを設けなくても、排ガス中のＮＯ_X 濃度を十分に下げることができる。しか も、ガス噴出口の近傍の一次空気口からも燃焼用空気を噴出するので、燃焼時の 火炎の安定性が良くなるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例に係るガスバーナを示す
断面図である。

【図２】 図１のガスバーナの正面図である。

【図３】 図１のガスバーナにおける燃焼状態を模式的
に示す断面図である。

【図４】 図３のガスバーナの正面図である。

【図５】 図１のガスバーナにおけるガス噴出口と空気
口との位相のずれ角とＮＯ_X 濃度との関係の測定結果の
一例を示すグラフである。

【図６】 図１のガスバーナにおけるエアコーンの末広
がり角度とＮＯ_X 濃度およびＣＯ濃度との関係の測定結
果の一例を示すグラフである。

【図７】 この考案の他の実施例に係るガスバーナを示
す断面図である。

【図８】 図７のガスバーナの正面図である。

【図９】 図７のガスバーナにおける燃焼状態を模式的
に示す断面図である。

【図１０】 図９のガスバーナの正面図である。

【図１１】 図７のガスバーナにおけるガス噴出口と一
次空気口との位相のずれ角とＮＯ_X 濃度との関係の測定
結果の一例を示すグラフである。

【図１２】 図７のガスバーナにおけるガス噴出口と二
次空気口との位相のずれ角とＮＯ_X 濃度およびＣＯ濃度
との関係の測定結果の一例を示すグラフである。

【図１３】 図７のガスバーナにエアコーンを付けた例
を示す断面図である。

【図１４】 図１３のガスバーナにおけるエアコーンの
末広がり角度とＮＯ_X 濃度およびＣＯ濃度との関係の測
定結果の一例を示すグラフである。

【図１５】 従来のガスバーナの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 燃焼用空気 ４ 燃料ガス ８ 空気筒 １０ エアコーン １２ ガスノズル １２ａ，１２ｂ ガス噴出口 １４ 保炎板 １４ａ 小孔 １６ ガイド板 ２０ 空気口 ２０ａ 二次空気口 ２８ 内筒 ２８ａ 一次空気口

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から燃焼用空気が供給される空気筒
   と、この空気筒の先端部に設けられた末広がりのエアコ
   ーンと、前記空気筒内にそれと同軸状に設けられていて
   外部から燃料ガスが供給される筒状のガスノズルであっ
   て、その先端部の周囲に、燃料ガスを同ガスノズルの中
   心軸に対してほぼ直角方向に噴出する複数のガス噴出口
   をほぼ等間隔に有するものと、このガスノズルのガス噴
   出口よりも根本側の周囲に設けられていて多数の小孔を
   有する保炎板と、前記ガスノズルの先端端面部にこの保
   炎板とほぼ平行に設けられていて同ガスノズルの外径よ
   り大きいガイド板と、前記保炎板と前記エアコーンとの
   間に形成されていて前記空気筒内の燃焼用空気を噴出す
   る空気口であって、前記ガスノズルの周方向にそのガス
   噴出口と同数に分割されており、しかも各空気口の中心
   が隣合うガス噴出口間のほぼ中心線上に位置するものと
   を備えることを特徴とするガスバーナ。
2. 【請求項２】 外部から燃焼用空気が供給される空気筒
   と、この空気筒内にそれと同軸状に設けられていて外部
   から燃料ガスが供給される筒状のガスノズルであって、
   その先端端面部の周囲に、燃料ガスを同ガスノズルの中
   心軸に沿って噴出する複数のガス噴出口をほぼ等間隔に
   有するものと、このガスノズル内にそれと同軸状に設け
   られていて外部から燃焼用空気が供給される内筒であっ
   て、その先端部がガスノズルから突き出ておりかつ当該
   先端部の周囲に、燃焼用空気を同内筒の中心軸に対して
   ほぼ直角方向に噴出する複数かつ前記ガスノズルのガス
   噴出口と同数の一次空気口をほぼ等間隔に有し、しかも
   各一次空気口の中心が隣合うガス噴出口間のほぼ中心線
   上に位置するものと、前記ガスノズルの先端部の周囲に
   設けられていて多数の小孔を有する保炎板と、前記内筒
   の先端端面部にこの保炎板とほぼ平行に設けられていて
   同内筒の外径より大きいガイド板と、前記保炎板と前記
   空気筒との間に形成されていて前記空気筒内の燃焼用空
   気を噴出する二次空気口であって、前記ガスノズルの周
   方向にそのガス噴出口と同数に分割されており、しかも
   各二次空気口の中心が隣合うガス噴出口間のほぼ中心線
   上に位置するものとを備えることを特徴とするガスバー
   ナ。