JPH10132209A - バーナー - Google Patents

バーナー

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JPH10132209A
JPH10132209A JP28550396A JP28550396A JPH10132209A JP H10132209 A JPH10132209 A JP H10132209A JP 28550396 A JP28550396 A JP 28550396A JP 28550396 A JP28550396 A JP 28550396A JP H10132209 A JPH10132209 A JP H10132209A
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
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    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気の予熱や酸素の付加をすることなく、手
軽に燃焼火炎の温度を高めることができるバーナーを得
る。 【解決手段】 燃焼室17を形成している燃焼筒16の
外周に、同極が燃焼室17の周囲に存在するように複数
の磁石19を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば溶融炉,焼
却炉,金属炉,化学反応炉等で用いて好適なバーナーに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のバーナーとしては、燃焼バーナ
ーやプラズマバーナー等がある。燃焼バーナーは、空気
を昇圧させ、それを燃料と混合させて燃焼させている。
このような燃焼バーナーは、燃料として灯油や重油を使
用してしているが、その火炎温度は最高で1600〜1
700°Cである。これ以上の高温を必要とするときに
は、空気を予熱したり、或いは空気に酸素を付加して排
ガス量を少なくして高温を得ている。
【0003】一方、高温を得るバーナーとして知られて
いるプラズマバーナーは、空気,窒素,アルゴン,水
素,ヘリウム等を放電電極からなるプラズマ発生手段か
ら作動ガスとして噴射させることにより、高温を得てい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃焼バーナーで火炎温度を高めるために空気の予熱を行
った場合には、空気の予熱のために熱交換器が必要にな
り、その設置スペース,排熱利用の条件,更には熱交換
器の費用が必要になり、手軽に行えない問題点がある。
【0005】一方、火炎温度を高めるために酸素の付加
を行った場合には、酸素発生器または酸素の購入が必要
になり、これも前述した場合と同様に手軽に行えない問
題点がある。
【0006】また、プラズマバーナーの場合は、空気を
除いて使用ガスは有価ガスであり、しかも電力を多く必
要とする問題点がある。
【0007】本発明の目的は、空気の予熱や酸素の付加
をすることなく、手軽に燃焼火炎の温度を高めることが
できるバーナーを得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバーナー
は、燃焼室を形成している燃焼筒の外周に、同極が燃焼
室の周囲に存在するように複数の磁石を配設したことを
特徴とする。
【0009】このようにすると、燃焼筒内の火炎に、磁
気ミラー,ドリフト効果等の磁気的操作が加わって火炎
は収斂され、通常の燃焼バーナーやプラズマバーナーよ
りも高温の燃焼火炎が得られる。
【0010】この場合、高温となる燃焼筒の周囲に配置
される各磁石内には冷却通路を設けると、各磁石を高温
から保護することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図面は、本発明に係るバーナーの
実施の形態の一例を示したものである。
【0012】本例のバーナーはプラズマバーナーであ
り、混合室1を形成する混合筒2を有する。この混合筒
2は、フランジ部2aを基端に有する筒部2bと、該筒
部2bの先端に連設されている拡径段部2cと、該拡径
段部2cの外周に連設されていて入口側から出口側に向
かうにつれて内径が徐々に小さくなるテーパ筒部2d
と、該テーパ筒部2dの先端外周に設けられたフランジ
部2eとで形成されている。
【0013】混合室1の入口側で混合筒2には、外筒3
と内筒4とからなる二重構造の空気供給部5が設けられ
ている。この空気供給部5には、加圧された空気が外部
から供給されるようになっている。外筒3は、両端にフ
ランジ部3a,3bを有し、フランジ部3bが混合筒2
のフランジ部2aに重ねられて接続されている。内筒4
内には、この内筒4内を流れる空気流をプラズマ化させ
てプラズマ流を発生させるプラズマ発生手段6が設けら
れている。
【0014】本例では、プラズマ発生手段6は、図2に
示すように、内筒4の内周に沿って環状の絶縁支持体7
が取り付けられ、該絶縁支持体7には複数本の棒状の電
極8が貫通支持され、これら電極8を陽極とし、内筒4
を陰極として、これら電極間に高電圧を印加することに
より、内筒4内を流れる空気流をプラズマ化するように
なっているが、これに限定されるものではない。
【0015】外筒3と内筒4との間には、図1に示すよ
うに、旋回羽根9が螺旋状に配置されて、これら外筒3
と内筒4の間に流れる空気流を旋回流としてプラズマ流
を包んで収斂させるようになっている。内筒4は、この
旋回羽根9によって外筒3に支持されている。
【0016】混合筒2の拡径段部2cには、混合室1内
のプラズマ流の周囲に燃料を噴出させて旋回流に混合さ
せる複数の燃料噴射ノズル10が貫通して設けられてい
る。この燃料噴射ノズル10は、図3に示すように、空
気通路11に1次空気として圧縮空気を流すと、その動
圧によって燃料通路12との合流部13が負圧になり、
燃料が吸引霧化されてスロート14から燃料と空気との
混合流がノズル筒15の外に噴射される構造になってい
る。
【0017】混合室1の出口側で混合筒2のフランジ部
2eには、フランジ部16aを介して燃焼筒16が接続
され、内部に筒状の燃焼室17が形成されている。燃焼
筒16の他端にもフランジ部16bが設けられている。
このような燃焼筒16には、これを貫通して複数本の点
火プラグ18が接続されている。
【0018】前記燃焼筒16の外周には、同極(本例で
は、N極)が燃焼室17の周囲に存在するように4個の
電磁石19が90°間隔で配設されている。これら電磁
石19は、鉄心20にコイル21が図4に示すように同
一方向に巻装され、各コイル21は直列接続されて、直
流電源22から励磁電流が供給されるようになってい
る。
【0019】各電磁石19の鉄心20内には、冷却水を
流す冷却通路23が形成されている。燃焼筒16の外周
には、冷却ジャケット24が同心配置で設けられてい
る。この冷却ジャケット24の両端は燃焼筒16のフラ
ンジ部16a,16bに接続され、燃焼筒16と冷却ジ
ャケット外壁24との間に冷却室25が形成されてい
る。この冷却室25には、鉄心20の冷却通路23の開
口部23aから冷却水が供給されるようになっている。
冷却室25内の冷却水は、冷却ジャケット外壁24の排
水口24aから排水されるようになっている。点火プラ
グ18の箇所では、冷却水から隔離するように隔離筒2
6が設けられている。
【0020】このように燃焼筒16の周囲に複数の電磁
石19をその同極が存在するように配置すると、燃焼筒
16内の火炎に、磁気ミラー,ドリフト効果等の磁気的
操作が加わって火炎は収斂され、通常の燃焼バーナーや
プラズマバーナーよりも高温の燃焼火炎が得られる。
【0021】図5、図6は燃焼筒16内の火炎に対する
電磁石19の作用を示す説明図であり、図5に示すよう
に燃焼筒16の周囲に各電磁石19のN極が存在する場
合には、火炎が紙面の表側から裏側の方向に流れている
とすると、同図に示すように火炎の渦の流れができる。
即ち、燃焼筒16内の周囲では左回りに渦が生じ、中心
ではこれら渦の作用により右回りの渦が生じる。また、
電磁石19の極性を逆にして図6に示すように燃焼筒1
6の周囲に各電磁石19のS極が存在するようにする
と、燃焼筒16内の周囲では右回りに渦が生じ、中心で
はこれら渦の作用により左回りの渦が生じる。この燃焼
筒16内に生じる渦の作用により火炎は収斂される。
【0022】本例では、磁石として電磁石19を使用し
ているので、励磁電流を調整することにより火炎プラズ
マの収斂を調整でき、火炎プラズマの温度も調整でき
る。また、高温となる燃焼筒16の周囲に配置される各
電磁石19内に冷却通路23を設け、且つ燃焼筒16の
周囲に冷却ジャケット外壁24を配置して冷却水で冷却
すると、各電磁石19を高温から保護することができ
る。特に、鉄心19内に冷却通路23を設けると、効率
よく鉄心19の冷却を行うことができる。
【0023】本発明に係るバーナーは、上記の構成のプ
ラズマバーナーに限定されるものではなく、他の構成か
らなるプラズマバーナーであってもよく、また燃料バー
ナーであってもよく、いずれのバーナーであっても、燃
焼室を形成している燃焼筒の外周に、同極が燃焼室の周
囲に存在するように複数の磁石を配設することにより、
燃焼筒内の火炎に、磁気ミラー,ドリフト効果等の磁気
的操作が加わって火炎は収斂され、通常の燃焼バーナー
やプラズマバーナーよりも高温の燃焼火炎が得られる。
【0024】上記本例では、燃焼筒16の周囲に電磁石
19を配置したが、電磁石19の代わりに永久磁石を同
様の極性で配置することもできる。
【0025】
【発明の効果】本発明に係るバーナーでは、燃焼室を形
成している燃焼筒の外周に、同極が燃焼室の周囲に存在
するように複数の磁石を配設したので、燃焼筒内の火炎
に、磁気ミラー,ドリフト効果等の磁気的操作が加わっ
て火炎は収斂され、通常の燃焼バーナーやプラズマバー
ナーよりも高温の燃焼火炎を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバーナーにおける実施の形態の一
例を示す縦断面図である。
【図2】図1のI−I線断面図である。
【図3】図1で用いている燃料噴射ノズルの縦断面図で
ある。
【図4】図1のII−II線断面図である。
【図5】バーナーにおける各磁石の磁極がN極の場合の
火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
【図6】バーナーにおける各磁石の磁極がS極の場合の
火炎プラズマの渦の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
1 混合室 2 混合筒 2a,2e フランジ部 2b 筒部 2c 拡径段部 2d テーパ筒部 3 外筒 3a,3b フランジ部 4 内筒 5 空気供給部 6 プラズマ発生手段 7 絶縁支持体 8 電極 9 旋回羽根 10 燃料噴射ノズル 11 空気通路 12 燃料通路 13 合流部 14 スロート 15 ノズル筒 16 燃焼筒 16a,16b フランジ部 17 燃焼室 18 点火プラグ 19 電磁石 20 鉄心 21 コイル 22 直流電源 23 冷却通路 23a 開口部 24 冷却ジャケット外壁 24a 排水口 25 冷却室 26 隔離筒
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】混合室1の入口側で混合筒2には、外筒3
と内筒4とからなる二重構造の空気供給部5が設けられ
ている。この空気供給部5には、加圧された空気が外部
から供給されるようになっている。外筒3は、両端にフ
ランジ部3a,3bを有し、フランジ部3が混合筒2
のフランジ部2aに重ねられて接続されている。内筒4
内には、この内筒4内を流れる空気流をプラズマ化させ
てプラズマ流を発生させるプラズマ発生手段6が設けら
れている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】各電磁石19の鉄心20内には、冷却水を
流す冷却通路23が形成されている。燃焼筒16の外周
には、冷却ジャケット外壁24が同心配置で設けられて
いる。この冷却ジャケット外壁24の両端は燃焼筒16
のフランジ部16a,16bに接続され、燃焼筒16と
冷却ジャケット外壁24との間に冷却室25が形成され
ている。この冷却室25には、鉄心20の冷却通路23
の開口部23aから冷却水が供給されるようになってい
る。冷却室25内の冷却水は、冷却ジャケット外壁24
の排水口24aから排水されるようになっている。点火
プラグ18の箇所では、冷却水から隔離するように隔離
筒26が設けられている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】本例では、磁石として電磁石19を使用し
ているので、励磁電流を調整することにより火炎プラズ
マの収斂を調整でき、火炎プラズマの温度も調整でき
る。また、高温となる燃焼筒16の周囲に配置される各
電磁石19内に冷却通路23を設け、且つ燃焼筒16の
周囲に冷却ジャケット外壁24を配置して冷却水で冷却
すると、各電磁石19を高温から保護することができ
る。特に、鉄心20内に冷却通路23を設けると、効率
よく鉄心20の冷却を行うことができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室を形成している燃焼筒の外周に、
    同極が燃焼室の周囲に存在するように複数の磁石を配設
    したことを特徴とするバーナー。
  2. 【請求項2】 前記各磁石内には冷却通路が形成されて
    いることを特徴とする請求項1に記載のバーナー。
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