JPS6287717A - 輻射バ−ナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐火物からなるバーナタイルを加熱し、バー
ナタイルからの輻射熱を＋ＩＩ用ずる輻ｑ−ｔハーナに
関ずるらのである。

（従来技術とその問題点） 従来、前記輻射バーナとしては、種々のものが提示され
ているが、たとえば、実開昭５　９　−　３７９３０号
公報に示されるしのがある。

これは、第６図．第７図に示すように、ガスバーナ２は
、そのバーナ袖中心部に、内部に空気をリ［、給するセ
ンタノズル６を有：４″る燃料ガス、ノズル：３からな
る。

そして、前記センタノズル６と燃料ガスノズル３とて形
成される燃料ガス通路４の先端部には、前方拡大方向に
開口する噴出部５が、また、センタノズル６の先端にら
前方拡大方向に開口する噴出部７が設けである。なお、
ギｊ記センタノズル６には、常時最大燃焼時の理論空気
量の１．０〜１５％の空気が噴出するようになっている
。

一方、燃料カスノズル３の外周部とバーナタイルｌとで
形成される燃焼用エア通路８には旋回羽根９が設けであ
る。

そして、バーナ２を運転すると、燃料ガスは前方に拡大
して噴出するとともに、旋回羽根９によって旋回流とな
った燃焼用エアと混合しつつ燃焼し、その火炎は前方拡
大方向に形成され、いわゆるランアルフレームを形成す
る。また、センタノズル６からエアが、バーナのターン
ダウンに関係なく火炎の伸展方向に噴出しているため、
火炎がこれら空気によりその広がりを強制されるととも
に、燃ｔ１ガスか空気と１．−Ｑ混合し、低過・Ｉ’、
ｌｌ空気特性で良好な燃焼性をイイｒ持・ｒるものであ
る。

しかし４．ｊから、前記燃料カスノズル３が、バーナス
ロー１・部１０より距離Ｑまた（を引っ込めてあり、ま
たパーナスｏ　−１一部１０での燃料との良好な混合を
図るよう噴出部５が密に設けであるために、火炎は、第
５図に示すように、円周方向に均一に形成され、バーナ
タイルｌを高温赤熱し、このため、ＮＯＸは、第３図に
イて示すように多量のＮＯＸを発生４−る。

また、センタノズル６の噴出部７は、角度αＣが一般に
６０〜１００’であり、バーナスロート部１０の内部で
セ〉・タエアと燃料とが混合し、排ガスの火炎への巻込
みがなく火炎温度は高温である。

しかも、低負荷になるにつれて、センタエアと燃料との
混合が急速に行なわれるので、第３図にイて示すように
低負荷域でのＮＯＸの増加が昔しいという問題点を有４
”る。このことは燃焼用空気通路８を同心円上の１次、
２次エア通路と１．てらほぼ同様である。

（問題点を解決すべき手段） 本発明は、前記問題点を解決するｆコめに、輻射バーナ
を、１次エア流路と、該１次エア流路の外周部に設けた
２次エア流路と、前記各流路に設けた旋回羽根と、燃料
をエア噴出速度の１２〜２０倍で斜め方向に噴射させる
複数の噴出孔を有するととしに、バーナスロートから突
出し、かつ、前２１次エア流路の中心部に配置された燃
料ノズルと、燃料噴射ｆｒＨ度βｇに等しいかそれより
小さい角度βＴで開いたバーナタイルとて構成したもの
である。

（実施例） つぎに、本発明を一実施例である第１図〜第２図にした
がって説明する。

第６図、第７図の従来のものと比較すれば明らかなよう
に、エア流路８が同心円上の１次エア流路８ａと２次エ
ア流路８ｂとに区画され、各流路８ａ、８ｂにそれぞれ
旋回羽根９　ａ、　９　ｂを設け、燃焼用エアを空気配
分弁１１にて所定比により供給するようになっている。

また、燃料ノズル３は、バーナスロート部１０からＱ２
だけ突出ずろとと６に、燃ｔ１は燃料ノズル３からβｇ
の角度で噴出するようになっている。

一方、センタノズル６の噴出部７はエアが半径方向に噴
出するように設けである さらに、バーナスロート外径をり。、２次エア流路８ｂ
の内径をＤｌ、２次エア流路の旋回羽根部の外径をｄ。

、内径をｄｌ、２次エア流路の旋回羽根取付ｆＹＨ度を
αとして、流体流れ設計において旋回強さを表す５１１
（次元のスワール数を、 〉０８ なる関係にし７１こ。

ｉｉ’ｌ　を尼構成からなる輻射バーナ２において、３
５万ｋｃａｌ／ｌ−１ｒ、βＴ−βｇ＝８０〜１２（］
’とし、燃料７ノズル３の孔数を従来の１３敗どし、か
つ、燃料７ノズル３のバーナスロー１・部１０からＪ）
突出重重を、（！、＝０．２２ｘＤ。とオる一方、１次
エアにα１−θ〜１５”、２次エアにα−。１０〜６０
°の旋回を与えるとともに、センタエアノズル６からエ
アを、常時バーナの定格容量時における理論空気量の１
．５〜２．５％を７０〜８５ｍ／ｓの流速で噴出させて
操業すると、噴出角度βｇ′Ｃ−吐出する燃料は、旋回
羽根９　ａ、　９　ｂによって旋回する１次エアおよび
２次エアと混合し、バーナタイルｌ内で燃焼する。

また、このとき、排ガスはバーナノズル側３に逆流する
。

そして、燃料ガスは、エア噴出速度の１．２〜２．０倍
の速度で斜め外方に噴出するため、排ガス層および１次
、２次エアの旋回層を貫通し、その間、排ガス、１次、
２次エアと混合して燃焼し、つまり、バーナタイルｌ内
での高温燃焼が抑制されＮＯＸは大巾に低減する。

なお、バーナノズル３の孔３ａの数は、従来のものより
少なくなっているため、第４図に示すように火炎は分割
火炎となり、よりＮＯｘが低減される。

バーナ２がターンダウンしても、センタエアノズル６か
らセンタエアが半径方向に一定量噴出しているため、燃
料ガスと燃焼ガスとの混合性能がよく、１０％負荷にお
いても低空気比で火炎に方向性を維持させるから完全燃
焼が可能となった。

また、前記のようにセンタエアノズル６は半径方向に開
口しているため、バーナ中央部からの排ガス巻き込みを
促進し、特に低負荷域でのＮＯｘの増大を完全に防止す
ることができた。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、輻射
バーナを、１次エア流路と、該１次エア流路の外周部に
設けた２次エア流路と、前記各流路に設けた旋回羽根と
、燃料をエア噴出速度の１．２〜２．０倍で斜め方向に
噴射させる複数の噴出孔を有するとともに、バーナスロ
ートから突出し、かつ前記１次エア流路の中心部に配置
された燃料ノズルと、燃料噴射角度βｇに等しいかそれ
より小さい角度βＴで開いたバーナタイルから構成した
ため、燃料ガスは１次、２次エアと混合するとともに、
バーナ中心部に流入する排ガスと混合しＮＯＸの発生が
すくない。しかも、燃料ノズルはバーナスロートから突
出しているため、つまり、バーナタイルとの距離が大で
あることと、燃焼用エアは旋回流となってバーナタイル
内面に沿って流れて冷却するため、バーナタイルは高温
赤熱せず、第３図の口線で示すようにＮＯｘの発生をそ
れだけ低減する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明にかかる輻射バーナの該略図、第２図は
燃料ノズル、センタエアノズルの拡大断面図、第３図は
本発明にかかる輻射バーナと従来バーナとのバーナ負荷
とＮＯｘの発生量との関係を示すグラフ、第４図および
第５図は本発明にかかる輻射バーナと従来バーナとの火
炎の状態を示す図、第６図は従来バーナの該略図で、第
７図は第６図の燃料ノズル、センタエアノズルの拡大断
面図である。 １〜バーナタイル、２〜バーナ、３〜燃料ノズル、３ａ
、５〜孔、６〜〜センタエアノズル、７〜孔、８ａ、８
ｂ〜１次、２次エア流路、９ａ、９ｂ〜旋回羽根、１０
〜バーナスロート。 特　許　出　願　人　　中外炉工業株式会社代　理　人
　弁理士　　青白　葆　ほか２名＠１図 １Ｉ１図 第３図 １５図　　　　　　　　　第４図 第６図 第７図 手続補正書（峙） 昭和６１年８４１９日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１次エア流路と、該１次エア流路の外周部に設け
   た２次エア流路と、前記各流路に設けた旋回羽根と、燃
   料をエア噴出速度の１．２〜２．０倍で斜め方向に噴射
   させる複数の噴出孔を有するとともに、バーナスロート
   から突出し、かつ前記１次エア流路の中心部に配置され
   た燃料ノズルと、燃料噴射角度βｇに等しいかそれより
   小さい角度β＿Ｔ開いたバーナタイルと、から構成した
   ことを特徴とする輻射バーナ。
2. （２）前記２次エア流路の旋回羽根部とバーナスロート
   部の内外径および旋回羽根取付角度αとの関係が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項に記
   載の輻射バーナ。 ただし、Ｄ＿０：バーナスロート外径 Ｄｉ：２次エア流路の内径 ｄ＿０：２次エア流路の旋回羽根部外径 ｄｉ：２次エア流路の旋回羽根部内径
3. （３）前記燃料ノズルが、その先端から突出し、半径方
   向にエアを噴出させる噴出孔を有するセンタエアノズル
   を備えていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の輻射バーナ。