JPH09257217A - 表面燃焼バーナー及びこれを用いた燃焼炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】逆火の危険がなく、予熱空気を使用できる表面
燃焼バーナー及びこれを用いた燃焼炉を提供する。 【解決手段】背面側より燃焼空気が供給される多孔体３
の表面近傍、裏面近傍あるいは多孔体３、３間の空間部
に燃焼ガス供給ノズル４を設けて燃焼ガスを供給し、多
孔体３の表面で燃焼させる。この表面燃焼バーナーは予
熱空気を使用しても逆火のおそれがないので、蓄熱燃焼
システムを備えた燃焼炉のバーナーとして使用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスを燃料とする表
面燃焼バーナー及びこれを用いた燃焼炉に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】表面燃焼バーナーは、輻射伝熱を主体と
した加熱機構により熱効率の高いバーナーとして従来か
ら広く用いられている。その構造は図６に示すように、
多孔体21をバーナー本体22に取り付けたものであって、
予め燃料ガスと燃料空気とを可燃組成範囲内にて混合し
た混合気（プリミックスガス）をバーナー本体22に背後
から供給し、多孔体21の表面で燃焼させるものである。

【０００３】ところが表面燃焼バーナーは、このような
プリミックスされた混合気を用いるため、燃焼空気を例
えば150 ℃以上に加熱すると逆火するおそれがあり、ま
た混合気供給配管内で自己着火してしまう危険もある。
このために表面燃焼バーナーには予熱空気を使用するこ
とができず、前記したように優れた輻射性能を有するに
もかかわらず、省エネルギ性の面でノズルミックスバー
ナーに劣るという不都合があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、逆火や自己着火の危険を招くことな
く、予熱空気を使用できるようにした表面燃焼バーナー
及びこれを用いた燃焼炉を提供するためになされたもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた請求項１の発明は、中空のバーナー本体に
多孔体を取り付け、その背面側より燃焼空気が供給され
る構造とするとともに、この多孔体の表面近傍に燃焼ガ
ス供給ノズルを配置したことを特徴とするものである。
また請求項２の発明は、中空のバーナー本体に多孔体を
取り付け、その背面側より燃焼空気が供給される構造と
するとともに、この多孔体の背面近傍に燃焼ガス供給ノ
ズルを配置したことを特徴とするものである。また請求
項３の発明は、中空のバーナー本体に多孔体を複数層取
り付け、その背面側より燃焼空気が供給される構造とす
るとともに、この多孔体間の空間部に燃焼ガス供給ノズ
ルを配置したことを特徴とするものである。

【０００６】更に請求項４の発明は燃焼炉に関するもの
であり、燃焼空気供給管に蓄熱体を備えた複数のバーナ
ーを切替え弁を介して連結し、燃焼と排気を交互に行わ
せる蓄熱燃焼システムを備えた燃焼炉において、前記バ
ーナーとして請求項１〜３のいずれかに記載の表面燃焼
バーナーを用いたことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に各発明の好ましい実施の形
態を示す。図１、図２は請求項１の発明の表面燃焼バー
ナーを示す図である。これらの図中、１は後部に燃焼空
気供給管２を備えた中空のバーナー本体であり、３はそ
の内部に取り付けられた多孔体である。この多孔体３と
しては多孔質セラミックが適しているが、セラミックフ
ァイバーやメタリックファイバーを用いることもでき
る。

【０００８】４はこの多孔体３の表面近傍に配置された
燃焼ガス供給ノズルである。この燃焼ガス供給ノズル４
は多孔体３の表面に燃焼ガスを均一に供給するためのも
のであり、例えば図２に示すように多孔体３の表面側に
開口する多数の細孔５を備えたパイプを多数本配置した
構造とすることが好ましい。燃焼ガス供給ノズル４とし
ては金属管やセラミック管が使用できる。

【０００９】この表面燃焼バーナーは、燃焼空気供給管
２から供給される燃焼空気を多孔体３の背面から透過さ
せ、燃焼ガス供給ノズル４から供給される燃焼ガスとこ
の燃焼空気とを多孔体３の表面近傍で混合させながら燃
焼させるものである。燃焼は従来の表面燃焼バーナーと
同様に多孔体３の表面全体において行われ、多孔体３の
持つ保炎効果と相まって安定したかつ輻射効率の高い表
面燃焼を行わせることができる。しかも燃焼空気は燃焼
ガスとプリミックスされることはないため、燃焼空気を
高温に予熱しても逆火のおそれはない。このため、この
表面燃焼バーナーは予熱空気を使用することができ、バ
ーナーの熱効率を高めることができる。

【００１０】図３は請求項２の発明の表面燃焼バーナー
を示す図であり、燃焼ガス供給ノズル４が多孔体３の背
面近傍に配置されている点が請求項１の発明と相違して
いる。この表面燃焼バーナーは、燃焼空気供給管２から
供給される燃焼空気を多孔体３の背面から透過させる際
に燃焼ガス供給ノズル４から燃焼ガスを供給して燃焼空
気と混合させ、多孔体３の表面で燃焼させるものであ
る。

【００１１】この構造では、混合気が多孔体３を透過す
る間に十分に拡散されるため、請求項１の発明よりも一
層均一な表面燃焼が可能となる。しかも燃焼ガスが燃焼
空気供給管２の方向に流入するおそれはないため、逆火
のおそれもない利点がある。

【００１２】図４は請求項３の発明の表面燃焼バーナー
を示す図であり、多孔体３が複数層に分割されて中空の
バーナー本体１に取り付けられている。そして燃焼ガス
供給ノズル４がこれらの多孔体３、３間の空間部６に配
置されている。この構造では表面側の多孔体３は表面燃
焼用のものであり、背面側の多孔体３は逆火防止の機能
を発揮する。このため、請求項３のバーナーは請求項２
のバーナーよりも更に優れた逆火防止効果を有する。な
お、このような機能の違いを考慮して、表面側の多孔体
３としては熱伝導率の高い材質を選択し、背面側の多孔
体３としては熱伝導率の低い材質を選択することが好ま
しい。また請求項３の発明では多孔体３、３間の空間部
６に燃焼ガスが供給されるため、燃焼ガス供給ノズル４
は必ずしも図示のようなパイプ状のものである必要はな
い。

【００１３】上記したように、請求項１〜３の表面燃焼
バーナーはいずれも燃焼ガスと燃焼空気とが多孔体３の
部分で混合されるので、従来と同様の表面燃焼を行わせ
ることができるとともに、燃焼空気を十分に予熱しても
逆火のおそれがなくなる。このため、輻射効率の高い表
面燃焼と熱効率の向上とを両立させることができる利点
がある。

【００１４】図５は請求項４の発明の燃焼炉を示す図で
ある。図５において７は燃焼炉の炉体であり、その両側
に上記した請求項１〜３のいずれかの表面燃焼バーナー
８、８が対をなすように設置されている。各表面燃焼バ
ーナー８はその燃焼空気供給管９内に蓄熱体10を備えて
いる。また各表面燃焼バーナー８の燃焼空気供給管９は
切替え弁11を介して連結されており、切替え弁11には排
気ファンと燃焼空気供給ファンとが接続されている。

【００１５】切替え弁11が図５の状態においては、右側
の表面燃焼バーナー８には燃焼空気が供給され、左側の
表面燃焼バーナー８は排気ファンに接続されている。こ
のため、右側の表面燃焼バーナー８の高温の燃焼ガスが
左側の表面燃焼バーナー８の燃焼空気供給管９を通じて
排気されることとなり、その際に燃焼空気供給管９内の
蓄熱体10を加熱する。そして切替え弁11を切り替えると
左側の表面燃焼バーナー８が燃焼を開始することとなる
が、このときには燃焼空気はそれまで加熱されていた蓄
熱体10によって高温に予熱され、左側の表面燃焼バーナ
ー８に供給される。

【００１６】このような燃焼と排気を短い周期で交互に
行わせる蓄熱燃焼システムによれば、高温の燃焼ガスか
ら顕熱を回収して燃焼空気を予熱することにより、優れ
た熱効率を得ることができる。しかも燃焼空気を予熱し
て使用することができる請求項１〜３のいずれかの表面
燃焼バーナー８を蓄熱燃焼システムのためのバーナーと
して用いた請求項４の発明の燃焼炉は、表面燃焼バーナ
ー８自体が持つ優れた輻射効率と蓄熱体10の顕熱回収効
果とによって、燃焼炉の熱効率を著しく向上させること
ができる利点がある。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の表面燃
焼バーナーは燃焼空気を十分に予熱しても逆火のおそれ
がなく、予熱空気を用いて表面燃焼を行わせることがで
きる利点がある。またこのような表面燃焼バーナーを用
いた燃焼炉は、優れた輻射効率と蓄熱体による熱回収効
果によって、熱効率を著しく向上させることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の表面燃焼バーナーを示す断面
図である。

【図２】要部の斜視図である。

【図３】請求項２の発明の表面燃焼バーナーを示す断面
図である。

【図４】請求項３の発明の表面燃焼バーナーを示す断面
図である。

【図５】請求項４の発明の燃焼炉を示す断面図である。

【図６】従来の表面燃焼バーナーを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 中空のバーナー本体、２ 燃焼空気供給管、３ 多
孔体、４ 燃焼ガス供給ノズル、５ 細孔、６ 空間
部、７ 燃焼炉の炉体、８ 表面燃焼バーナー、９ 燃
焼空気供給管、10 蓄熱体、11 切替え弁、21 従来例
の多孔体、22 従来例のバーナー本体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空のバーナー本体に多孔体を取り付け、
   その背面側より燃焼空気が供給される構造とするととも
   に、この多孔体の表面近傍に燃焼ガス供給ノズルを配置
   したことを特徴とする表面燃焼バーナー。
2. 【請求項２】中空のバーナー本体に多孔体を取り付け、
   その背面側より燃焼空気が供給される構造とするととも
   に、この多孔体の背面近傍に燃焼ガス供給ノズルを配置
   したことを特徴とする表面燃焼バーナー。
3. 【請求項３】中空のバーナー本体に多孔体を複数層取り
   付け、その背面側より燃焼空気が供給される構造とする
   とともに、この多孔体間の空間部に燃焼ガス供給ノズル
   を配置したことを特徴とする表面燃焼バーナー。
4. 【請求項４】燃焼空気供給管に蓄熱体を備えた複数のバ
   ーナーを切替え弁を介して連結し、燃焼と排気を交互に
   行わせる蓄熱燃焼システムを備えた燃焼炉において、前
   記バーナーとして請求項１〜３のいずれかに記載の表面
   燃焼バーナーを用いたことを特徴とする燃焼炉。