JPH0743100B2 - High load combustion burner - Google Patents
High load combustion burnerInfo
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Description
この発明は、燃焼面負荷の向上を図った高負荷燃焼バー
ナに関するものである。The present invention relates to a high-load combustion burner which has an improved combustion surface load.
表面燃焼バーナは、一般に、セラミック粒子を特殊結合
剤にて固めた助燃体が使用される。例えば、第３図に示
す表面燃焼バーナは、平板状の助燃体（２）を支持体
（８）にて垂直に支持した構成のものであり、第４図に
示す表面燃焼バーナは、有底円筒状の助燃体（２）をそ
の下端開口部においてケーシング部材（５）で支持した
構成のものである。 これらの助燃体の外表面は、いずれも平坦面状に形成さ
れている。 このため、燃焼負荷を高めるために、混合ガス（燃料ガ
スと燃焼用空気を適宜の割合で混合したもの）の供給量
を極端に多くすると、助燃体（２）表面から噴出する混
合ガスの平均流速が燃焼速度より大きくなり、助燃体
（２）表面において炎のリフト現象が発生し、安定した
燃焼が得られなくなる。このため、それら従来のバーナ
においては、燃焼面負荷（単位助燃体面積当たりの燃焼
発熱量）を増大させるには限界があった。The surface-combustion burner generally uses an auxiliary combustor in which ceramic particles are hardened with a special binder. For example, the surface combustion burner shown in FIG. 3 has a structure in which a flat plate-shaped auxiliary burner (2) is vertically supported by a support (8), and the surface combustion burner shown in FIG. A cylindrical auxiliary burner (2) is supported by a casing member (5) at its lower end opening. The outer surface of each of these auxiliary burners is formed into a flat surface. Therefore, if the supply amount of the mixed gas (mixed with the fuel gas and the combustion air at an appropriate ratio) is extremely increased in order to increase the combustion load, the average of the mixed gas ejected from the surface of the auxiliary burner (2) is increased. The flow velocity becomes higher than the combustion velocity, the lift phenomenon of the flame occurs on the surface of the auxiliary burner (2), and stable combustion cannot be obtained. Therefore, in these conventional burners, there is a limit in increasing the combustion surface load (combustion calorific value per unit burner area).
この発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであっ
て、その課題は、高燃焼負荷において安定した燃焼が得
られるバーナを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a burner that can obtain stable combustion under a high combustion load.
上記課題を解決するために、この発明は、混合ガスの流
通経路を多数形成した助燃体を備え、混合ガスをこの流
通経路から助燃体表面に噴出させて火炎を形成する形式
の高負荷燃焼バーナにおいて、該助燃体の燃焼面全体に
わたって略均等に、複数個の凹部を互いに所定の間隔を
おいて列設し、該助燃体の表裏における混合ガスの圧力
損失を前記凹部において減少させたことを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention is provided with an auxiliary combustor having a large number of mixed gas flow paths formed therein, and a high-load combustion burner of a type that forms a flame by ejecting the mixed gas from the flow paths onto the surface of the auxiliary burner. In the above, the plurality of recesses are arranged substantially at equal intervals over the entire combustion surface of the auxiliary burner at predetermined intervals, and the pressure loss of the mixed gas on the front and back of the auxiliary burner is reduced in the recess. Characterize.
以下、この発明を図面を示した実施例に基づいて説明す
る。 第１図（イ）（ロ）はこの発明を適用した高負荷燃焼バ
ーナの一実施例を説明するための平面図並びに縦断側面
図である。 図示する高負荷燃焼バーナは、助燃体（２）と、この助
燃体（２）を包囲するように保持するケーシング部材
（５）とで構成されている。 図示する助燃体（２）は、多数の不規則多角形形状をな
すセラミック粒子（１）（１）…をアルミナゾル、水ガ
ラス等の無機質結合剤にて平板状に成形したものであ
る。従って、当該セラミック粒子（１）（１）…間に
は、合流・分岐を繰返す隙間が形成され、この隙間が助
燃体（２）における混合ガスの流通経路として機能す
る。該助燃体（２）の燃焼側表面には、所要形状をなす
凹部（３）を、その全面にわたって略均等に、互いに所
定の間隔をおいて複数個設けてある。従って、この構成
により、前記助燃体（２）の表裏における混合ガスの圧
力損失は、前記凹部（３）において減少することにな
る。 上記の凹部（３）は、図示する実施例では上部末広がり
の台形形状としてあるが、その他の形状、例えば、直方
体形状、円筒形状等であっても良い。 上記ケーシング部材（５）は、その一部に開口部を形成
してあり、この開口部内に上記助燃体（２）を包囲した
状態で取付けてある。このケーシング部材（５）に助燃
体（２）を取付けた状態において、ケーシング部材
（５）の前記開口部側に面する助燃体（２）の表面側が
燃焼面となり、該燃焼面と反対の助燃体裏面側の空間が
混合ガス分配用のチャンバー（４）となる。 このチャンバー（４）は、混合ガス（燃料ガスと燃焼用
空気とを適宜の割合で混合したもの）を前記助燃体
（２）の裏面側から均等に供給し得るように、助燃体
（２）の裏面全体を覆う形で形成する。 上記ケーシング部材（５）には、前記チャンバー（４）
と連通する混合ガスの給気管（６）を接続してある。更
に、この給気管（６）の途中には、燃料ガスと燃焼用空
気とを所定の割合に混合して所望の混合ガスを得るため
の混合手段、例えばミキシングバルブ等からなる混合手
段（７）を接続してある。 以下に、上記構成の高負荷燃焼バーナにおける作用につ
いて説明する。 まず、燃料ガスと空気を混合手段（７）に供給し、この
混合手段（７）において燃焼ガスと空気を所定の割合で
混合して所望の混合ガスを得る。 この混合ガスは給気管（６）を介して、チャンバー
（４）内に流入する。 上記チャンバー（４）内においては、上記混合ガスは、
均等に分配されて助燃体（２）内部に流入する。 この助燃体（２）のセラミック粒子層においては、混合
ガスは、上記の合流分岐を繰返すセラミック粒子（１）
（１）…間の流通経路により、更に均質な混合状態とな
り、かつ、均一なガス流れを形成し、セラミック粒子
（１）（１）…を冷却しながら助燃体（２）表面に至
り、図示されていないが燃焼表面に近接して設けられた
着火手段により引火し、燃焼が行われる。 このとき、助燃体（２）の燃焼表面は所要大きさの凹部
（３）が設けられており、該助燃体（２）の厚みが助燃
体（２）全体で適宜に相違することになる。 即ち、助燃体（２）のうち、厚みの小さい凹部（３）の
部分においては混合ガスの流通経路が短いため圧力損失
は小さくなり、その周囲の厚みの大きい凸部においては
混合ガスの流通経路が長いため、圧力損失が大きくな
る。 従って、凹部（３）では、噴出する混合ガスの流速が速
いため、火炎長が長く大きなメイン火炎が形成され、凸
部では流速が遅いため、火炎長が短く小さな、保炎性に
優れる安定したパイロット火炎（或は袖火）が形成され
る。 そして、凹部（３）を上記のように助燃体（２）の燃焼
面全体にわたって略均等に互いに所定の間隔をおいて複
数個配置したことにより、上記の各凹部（３）（３）…
を凸部が取り囲む配置となっているため、助燃体（２）
に形成される実質上全てのメイン火炎は、夫々、パイロ
ット火炎に取り囲まれた状態で燃焼することになる。 従って、混合ガスの供給量を増加しても、助燃体（２）
の凸部には小さなパイロット炎が常に安定して維持さ
れ、このパイロット炎は、凹部（３）から噴出する混合
ガスの根元を加熱．保温し、メイン火炎のリフトや吹消
えを防止する。 即ち、この発明に係る高負荷燃焼バーナにおいては、燃
焼面負荷を高めるために混合ガスの供給量を著しく増加
し、助燃体（２）全体的に混合ガスの噴出流速が速くな
っても、前記パイロット火炎のメイン火炎に対する保炎
効果により、凹部（３）のメイン火炎にリフトや吹消え
することがなく、前述のセラミック粒子層による燃料ガ
スと空気の混合作用と相俟って、助燃体全面にわたって
安定した火炎を形成し、従来に比べて極めて高負荷の燃
焼を行うことができる。 尚、前記助燃体（２）を形成するセラミック粒子層にお
いて、燃焼側の粒子層（Ａ）の平均粒子径をそれと対向
する側の粒子層（Ｂ）の平均粒子径より小さくする、特
に凸部の平均粒子径を小さくすることにより、混合ガス
の供給量を増加させても、凸部の高さ（即ち、凹部
（２）の深さ）をそれ程大きくすることなく、凸部の圧
力損失を増大させて、混合ガス流速を最適に維持し、凸
部表面に良好な保炎効果を有するパイロット火炎を形成
することができる。 よって、混合ガスの供給量に対する各粒子層の平均粒子
径を選択することにより、助燃体全体の圧力損失をそれ
程大きくすることなく安定した燃焼を行い得る高負荷燃
焼バーナを得ることができる。 以上では、この発明を平板状の助燃体（２）に適用した
一例について説明したが、この発明はそのような形状の
助燃体以外にも適用できる。 第２図に示す実施例においては、助燃体（２）は、セラ
ミック粒子にて有底筒状に形成したもので、その燃焼側
表面の全面にわたって略均等に、所要の寸法形状の凹部
（３）を所定の間隔をおいて複数設けてある。そして、
この助燃体（２）は、その開口端部を支持体（８）に固
定することにより、この支持体（８）によって助燃体
（２）内部と給気管（６）とを接続してある。 この実施例においては、他の構成及び作用・効果は第１
図に示す実施例の場合と同様であるのでその説明を省略
する。The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. 1 (a) and (b) are a plan view and a vertical side view for explaining an embodiment of a high load combustion burner to which the present invention is applied. The illustrated high-load combustion burner is composed of an auxiliary burner (2) and a casing member (5) that holds the auxiliary burner (2) so as to surround it. The auxiliary burner (2) shown is formed by molding a large number of irregular polygonal ceramic particles (1) (1) ... Into a flat plate shape with an inorganic binder such as alumina sol or water glass. Therefore, a gap that repeats merging and branching is formed between the ceramic particles (1) (1) ... And this gap functions as a flow path of the mixed gas in the auxiliary burner (2). On the combustion side surface of the auxiliary burner (2), a plurality of recesses (3) having a required shape are provided substantially evenly over the entire surface thereof at predetermined intervals. Therefore, with this configuration, the pressure loss of the mixed gas on the front and back of the auxiliary burner (2) is reduced in the recess (3). In the illustrated embodiment, the recess (3) has a trapezoidal shape with the upper end widening, but it may have another shape, such as a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. The casing member (5) has an opening formed in a part thereof, and is attached in such a state that the auxiliary combustion body (2) is enclosed in the opening. In the state where the auxiliary combustion body (2) is attached to the casing member (5), the surface side of the auxiliary combustion body (2) facing the opening side of the casing member (5) serves as the combustion surface, and the auxiliary combustion surface opposite to the combustion surface. The space on the back side of the body serves as a chamber (4) for distributing the mixed gas. The chamber (4) is configured to supply the mixed gas (mixed of fuel gas and combustion air at an appropriate ratio) uniformly from the back side of the auxiliary burner (2) so that the auxiliary burner (2) can be supplied. Is formed so as to cover the entire back surface of the. The casing member (5) includes the chamber (4).
An air supply pipe (6) for mixed gas is connected to communicate with. Further, in the middle of the air supply pipe (6), a mixing means for mixing the fuel gas and the combustion air in a predetermined ratio to obtain a desired mixed gas, for example, a mixing means (7) including a mixing valve or the like. Are connected. The operation of the high-load combustion burner having the above structure will be described below. First, fuel gas and air are supplied to the mixing means (7), and the combustion gas and air are mixed at a predetermined ratio in this mixing means (7) to obtain a desired mixed gas. This mixed gas flows into the chamber (4) through the air supply pipe (6). In the chamber (4), the mixed gas is
It is evenly distributed and flows into the inside of the auxiliary burner (2). In the ceramic particle layer of the combustion improver (2), the mixed gas is the ceramic particles (1) which repeats the above-mentioned merging and branching.
A more uniform mixed state and a uniform gas flow are formed by the flow path between (1) ..., and while reaching the surface of the combustion improver (2) while cooling the ceramic particles (1) (1). Although not fired, ignition is performed by the ignition means provided close to the combustion surface, and combustion is performed. At this time, the combustion surface of the auxiliary burner (2) is provided with the recessed portion (3) of a required size, and the thickness of the auxiliary burner (2) is appropriately different in the entire auxiliary burner (2). That is, in the auxiliary burner (2), the pressure loss is small because the flow path of the mixed gas is short in the concave portion (3) having a small thickness, and the flow path of the mixed gas is small in the convex portion around the concave portion (3) having a large thickness. Is long, the pressure loss is large. Therefore, in the concave portion (3), the flow velocity of the jetted mixed gas is high, so that a long main flame is formed with a long flame length, and the convex portion has a low flow velocity, so the flame length is short and small, and the flame holding property is stable. A pilot flame (or sleeve fire) is formed. Then, by arranging a plurality of recesses (3) substantially uniformly over the entire combustion surface of the auxiliary burner (2) at predetermined intervals, as described above, the recesses (3) (3) ...
Since the convex part surrounds the auxiliary burner (2)
Substantially all of the main flames formed in each of the above will burn while being surrounded by the pilot flames. Therefore, even if the supply amount of the mixed gas is increased, the auxiliary burner (2)
A small pilot flame is constantly and stably maintained in the convex portion of, and this pilot flame heats the root of the mixed gas ejected from the concave portion (3). Keep it warm and prevent lift and blowout of the main flame. That is, in the high-load combustion burner according to the present invention, even if the supply amount of the mixed gas is remarkably increased in order to increase the combustion surface load, and the jet velocity of the mixed gas becomes faster as a whole of the auxiliary burner (2), Due to the flame holding effect of the pilot flame on the main flame, the main flame in the recess (3) does not lift or blow off, and in combination with the above-described mixing action of fuel gas and air by the ceramic particle layer, the entire surface of the auxiliary burner A stable flame can be formed over a long period of time, and combustion with an extremely high load can be performed as compared with the conventional case. In the ceramic particle layer forming the auxiliary burner (2), the average particle diameter of the particle layer (A) on the combustion side is made smaller than the average particle diameter of the particle layer (B) on the side opposite thereto, particularly the convex portion. By reducing the average particle size of the, even if the supply amount of the mixed gas is increased, the height of the convex portion (that is, the depth of the concave portion (2)) is not increased so much and the pressure loss of the convex portion is reduced. By increasing the flow rate, the mixed gas flow rate can be optimally maintained, and a pilot flame having a good flame holding effect can be formed on the convex surface. Therefore, by selecting the average particle diameter of each particle layer with respect to the supply amount of the mixed gas, it is possible to obtain a high load combustion burner capable of performing stable combustion without increasing the pressure loss of the entire auxiliary combustion body so much. In the above, an example in which the present invention is applied to the flat plate-shaped auxiliary burner (2) has been described, but the present invention can be applied to other than the auxiliary burner having such a shape. In the embodiment shown in FIG. 2, the auxiliary burner (2) is formed of ceramic particles in a cylindrical shape with a bottom, and the recesses (3) having the required size and shape are formed substantially uniformly over the entire surface on the combustion side. ) Are provided at predetermined intervals. And
By fixing the open end of the auxiliary burner (2) to the support (8), the inside of the auxiliary burner (2) and the air supply pipe (6) are connected by this support (8). In this embodiment, other configurations, operations and effects are the first.
The description is omitted because it is the same as the case of the embodiment shown in the figure.
この発明は、上述のように、助燃体の燃焼面全体にわた
って略均等に、複数個の凹部を互いに所定の間隔をおい
て列設し、該助燃体の表裏における混合ガスの圧力損失
を前記凹部において減少させた構成であるので、噴出す
る混合ガスの流速が速い凹部には火炎長が長く大きなメ
イン火炎が、流速が遅い凸部のは火炎長が短く小さな、
保炎性に優れる安定したパイロット火炎（或は袖火）が
形成されることにより、次のような顕著な効果を発揮す
る。 （Ａ）助燃体の全面にわたって各凹部に形成される火炎
長の長いメイン火炎は、その周囲の凸部に安定して形成
される火炎長の短い小さなパイロット火炎によって確実
に保炎することができる。 （Ｂ）上記の各メイン火炎は、その周囲を取り巻くよう
に安定して形成されるパイロット火炎によって確実に保
炎されるため、混合ガス流速の増加にもかかわらず凹部
からのメイン火炎のリフト現象や吹消えを防止すること
ができる。 （Ｃ）従って、従来に無い、非常に高負荷の燃焼範囲で
の安定した燃焼を行なえる高負荷燃焼バーナを提供する
ことができる。As described above, according to the present invention, a plurality of recesses are arranged substantially evenly over the entire combustion surface of the auxiliary combustor at predetermined intervals, and the pressure loss of the mixed gas on the front and back of the auxiliary combustor is reduced by the concave. In the concave portion where the flow velocity of the jetted mixed gas is fast, the main flame having a long flame length is large, and in the convex portion where the flow velocity is slow, the flame length is short and small,
By forming a stable pilot flame (or sleeve fire) with excellent flame holding properties, the following remarkable effects are exhibited. (A) The main flame having a long flame length formed in each concave portion over the entire surface of the auxiliary burner can be reliably held by a small pilot flame having a short flame length which is stably formed in the convex portion around the auxiliary flame. . (B) Since each of the main flames described above is reliably held by the pilot flame that is stably formed so as to surround the periphery of the main flame, the lift phenomenon of the main flame from the concave portion despite the increase in the mixed gas flow velocity. It is possible to prevent blowout. (C) Therefore, it is possible to provide a high-load combustion burner capable of performing stable combustion in a very high-load combustion range, which has not been available in the past.
第１図（イ）（ロ）はこの発明に係る高負荷燃焼バーナ
の一実施例を説明するための図面で、夫々は、平面図並
びに縦断側面図である。 第２図はこの発明における他の実施例を説明するための
全体斜視図である。 第３図，第４図は夫々、従来のバーナの例を説明するた
めの縦断面図並びに全体斜視図である。 （１）……セラミック粒子 （２）……助燃体 （３）……凹部 （４）……チャンバー （５）……ケーシング部材 （６）……給気管 （７）……混合手段FIGS. 1 (A) and (B) are drawings for explaining one embodiment of the high load combustion burner according to the present invention, and are a plan view and a longitudinal side view, respectively. FIG. 2 is an overall perspective view for explaining another embodiment of the present invention. 3 and 4 are a longitudinal sectional view and an overall perspective view, respectively, for explaining an example of a conventional burner. (1) …… Ceramic particles (2) …… Auxiliary combustor (3) …… Concave (4) …… Chamber (5) …… Casing member (6) …… Air supply pipe (7) …… Mixing means
フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭44−16628（ＪＰ，Ｂ１)Continuation of the front page (56) Bibliography Japanese Patent Publication Sho 44-16628 (JP, B1)
Claims (3)
（２）を備え、混合ガスをこの流通経路から助燃体
（２）表面に噴出させて火炎を形成する形式の高負荷燃
焼バーナにおいて、該助燃体（２）の燃焼面全体にわた
って略均等に、複数個の凹部（３）を互いに所定の間隔
をおいて列設し、該助燃体（２）の表裏における混合ガ
スの圧力損失を前記凹部（３）において減少させたこと
を特徴とする高負荷燃焼バーナ。1. A high-load combustion burner of the type which comprises an auxiliary burner (2) having a large number of mixed gas flow paths formed therein, and in which a mixed gas is jetted from this flow path to the surface of the auxiliary burner (2) to form a flame. , A plurality of recesses (3) are arranged substantially at equal intervals over the entire combustion surface of the auxiliary burner (2) at predetermined intervals to reduce the pressure loss of the mixed gas between the front and back sides of the auxiliary burner (2). High load combustion burner characterized in that it is reduced in said recess (3).
（１）にて構成し、燃焼面側粒子層（Ａ）の平均粒径が
それと対向する側の粒子層（Ｂ）の平均粒径より小であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高負荷
燃焼高負荷燃焼バーナ。2. The auxiliary combustor (2) is composed of a large number of ceramic particles (1), and the average particle size of the combustion surface side particle layer (A) is the average particle size of the particle layer (B) on the opposite side. The high-load combustion high-load combustion burner according to claim 1, characterized in that the burner has a diameter smaller than the diameter.
点が前記凹部（３）の底面（Ｔ）にあることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の高負荷燃焼バーナ。3. The high load combustion burner according to claim 2, wherein the change point of the average particle diameter of the ceramic particle layer is on the bottom surface (T) of the recess (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203685A JPH0743100B2 (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | High load combustion burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203685A JPH0743100B2 (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | High load combustion burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262111A JPS6262111A (en) | 1987-03-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203685A Expired - Lifetime JPH0743100B2 (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | High load combustion burner |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0549476B1 (en) * | 1991-12-24 | 1998-09-23 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Surface combustion burner |
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-
1985
- 1985-09-13 JP JP60203685A patent/JPH0743100B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6262111A (en) | 1987-03-18 |
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