JP2711058B2 - 放射ガスバーナ - Google Patents
放射ガスバーナInfo
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- JP2711058B2 JP2711058B2 JP5038119A JP3811993A JP2711058B2 JP 2711058 B2 JP2711058 B2 JP 2711058B2 JP 5038119 A JP5038119 A JP 5038119A JP 3811993 A JP3811993 A JP 3811993A JP 2711058 B2 JP2711058 B2 JP 2711058B2
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- burner
- fuel gas
- passage
- manifold block
- gas
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/125—Radiant burners heating a wall surface to incandescence
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＯx の発生が少な
い、燃料ガスと空気を燃焼させる放射ガスバーナに係わ
る。
い、燃料ガスと空気を燃焼させる放射ガスバーナに係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】環状耐火タイルによって囲まれた中心部
に燃料ガス／空気混合気バーナ管を含むタイプの放射バ
ーナが公知であり、改質装置や分解炉やその類似物に連
関して多年に亙って使用されてきた。耐火タイルは、一
般的に、炉壁内の開口部への挿入に適合し、そのバーナ
タイル内の中央通路を通って延びるバーナ管が、バーナ
タイルの内部面に対して概ね平行で且つ近接した方向
に、燃料ガス／空気混合気を放出する。燃料ガス／空気
混合気の燃焼は、例えばプロセス管に対してバーナタイ
ル面が熱を放射することを引き起こし、それによって、
そのプロセス管に対する火炎の有害な衝突が回避され
る。
に燃料ガス／空気混合気バーナ管を含むタイプの放射バ
ーナが公知であり、改質装置や分解炉やその類似物に連
関して多年に亙って使用されてきた。耐火タイルは、一
般的に、炉壁内の開口部への挿入に適合し、そのバーナ
タイル内の中央通路を通って延びるバーナ管が、バーナ
タイルの内部面に対して概ね平行で且つ近接した方向
に、燃料ガス／空気混合気を放出する。燃料ガス／空気
混合気の燃焼は、例えばプロセス管に対してバーナタイ
ル面が熱を放射することを引き起こし、それによって、
そのプロセス管に対する火炎の有害な衝突が回避され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来では、バーナタイ
ルを僅かな距離だけ越えて延びる放射バーナのバーナ管
のノズル部分が、そのバーナ管の前部部分にねじ込み接
続されていた。しかし、ねじ付きノズル接続箇所は、高
温度、即ち、約815 ℃〜約1370℃の範囲内の温度に曝さ
れるバーナタイルの内部面に近接して配置されていた。
そうしたねじ付きノズル接続箇所は、バーナ管のノズル
部分の定期的な取り外しと交換を可能にすることが意図
されていたが、高温度の故に、そのねじ山を形成する金
属が溶けることが多く、そのノズル部分の容易な取り外
しを妨げてきた。従って、これよりも新しい放射バーナ
は、ノズル部分が溶接されたバーナ管を有している。そ
うしたバーナ管のノズル部分が劣化した時には、ノズル
部分を交換するために、バーナ装置を分解し、その劣化
したノズル部分を切断し、新しいノズル部分をバーナ管
に再溶接することが必要である。従って、容易に交換可
能なバーナ管を含む、改良された放射ガスバーナが必要
とされている。
ルを僅かな距離だけ越えて延びる放射バーナのバーナ管
のノズル部分が、そのバーナ管の前部部分にねじ込み接
続されていた。しかし、ねじ付きノズル接続箇所は、高
温度、即ち、約815 ℃〜約1370℃の範囲内の温度に曝さ
れるバーナタイルの内部面に近接して配置されていた。
そうしたねじ付きノズル接続箇所は、バーナ管のノズル
部分の定期的な取り外しと交換を可能にすることが意図
されていたが、高温度の故に、そのねじ山を形成する金
属が溶けることが多く、そのノズル部分の容易な取り外
しを妨げてきた。従って、これよりも新しい放射バーナ
は、ノズル部分が溶接されたバーナ管を有している。そ
うしたバーナ管のノズル部分が劣化した時には、ノズル
部分を交換するために、バーナ装置を分解し、その劣化
したノズル部分を切断し、新しいノズル部分をバーナ管
に再溶接することが必要である。従って、容易に交換可
能なバーナ管を含む、改良された放射ガスバーナが必要
とされている。
【０００４】大気中に放出される可能性がある窒素酸化
物（ＮＯx ）と一酸化炭素のような気体汚染物質の量を
制限する、より厳しい環境放出基準が、政府当局によっ
て次々と課され続けている。そうした基準は、ＮＯx と
その他の汚染ガスの発生を低減させる、改良された様々
なガスバーナ設計の開発をもたらしてきた。放射ガスバ
ーナも改良され、それによって汚染物質をより低含量で
含む燃焼ガスが発生させられるようになったが、更に追
加の改良が必要とされている。従って、より低含量の汚
染物質を含む燃焼ガスがその方法によって発生させられ
る、放射ガスバーナを使用して燃料ガスと空気を燃焼さ
せる改良された方法も必要とされている。
物（ＮＯx ）と一酸化炭素のような気体汚染物質の量を
制限する、より厳しい環境放出基準が、政府当局によっ
て次々と課され続けている。そうした基準は、ＮＯx と
その他の汚染ガスの発生を低減させる、改良された様々
なガスバーナ設計の開発をもたらしてきた。放射ガスバ
ーナも改良され、それによって汚染物質をより低含量で
含む燃焼ガスが発生させられるようになったが、更に追
加の改良が必要とされている。従って、より低含量の汚
染物質を含む燃焼ガスがその方法によって発生させられ
る、放射ガスバーナを使用して燃料ガスと空気を燃焼さ
せる改良された方法も必要とされている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明によれば、炉壁内に挿入されることに適合し、且
つ内部を貫通して延びると共に外部端部と内部端部とを
有する細長いバーナタイル通路（２８）を含む耐火バー
ナタイル（１２）と、前記バーナタイル通路内に置か
れ、且つ炉内空間内で前記耐火バーナタイルに近接した
方向に燃料ガス／空気混合気を方向付け、前記バーナタ
イル通路の前記内部端部に配置されたノズル（４０，４
２）を有するバーナ管（３４）と、前記燃料ガス／空気
混合気を前記バーナ管の中に導入するための第１の導入
機構（３８〜６２）とを有する放射ガスバーナであっ
て、前記バーナ管が一体形の細長い構造であり、前記バ
ーナタイル通路の外部端部の付近に位置したねじ付き接
続箇所によって、前記バーナ管が、前記燃料ガス／空気
混合気を前記バーナ管の中に導入するための前記第１の
導入機構に接続され、それによって前記ねじ付き接続箇
所が前記バーナの作動中も比較的低温のままであり、従
って前記バーナ管が選択的に前記ねじ付き接続箇所にお
いて取り外し可能な状態のままであることと、燃料ガス
／空気混合気を前記バーナ管（３４）の中に導入するた
めの前記第１の導入機構が、内部に形成された燃料ガス
／空気混合気通路（５１）を有するマニホルドブロック
（３８）を有し、前記マニホルドブロックがその一方の
端部において前記バーナ管にねじ込み接続され、且つそ
の反対側の端部において「燃料：空気」比率を調節する
ための調節装置（５２〜６６）に接続されることと、前
記バーナタイル通路の中に無調整の空気流が流れ込むこ
とを防止するために、前記マニホルドブロックを前記バ
ーナタイル通路の外部端部にシーリング接続するための
シール（４６〜５０、１０４〜１０６）が備えられ、該
シールが、前記バーナタイルと前記マニホルドブロック
とに取り付けられることとを特徴とする前記放射ガスバ
ーナが提供される。
本発明によれば、炉壁内に挿入されることに適合し、且
つ内部を貫通して延びると共に外部端部と内部端部とを
有する細長いバーナタイル通路（２８）を含む耐火バー
ナタイル（１２）と、前記バーナタイル通路内に置か
れ、且つ炉内空間内で前記耐火バーナタイルに近接した
方向に燃料ガス／空気混合気を方向付け、前記バーナタ
イル通路の前記内部端部に配置されたノズル（４０，４
２）を有するバーナ管（３４）と、前記燃料ガス／空気
混合気を前記バーナ管の中に導入するための第１の導入
機構（３８〜６２）とを有する放射ガスバーナであっ
て、前記バーナ管が一体形の細長い構造であり、前記バ
ーナタイル通路の外部端部の付近に位置したねじ付き接
続箇所によって、前記バーナ管が、前記燃料ガス／空気
混合気を前記バーナ管の中に導入するための前記第１の
導入機構に接続され、それによって前記ねじ付き接続箇
所が前記バーナの作動中も比較的低温のままであり、従
って前記バーナ管が選択的に前記ねじ付き接続箇所にお
いて取り外し可能な状態のままであることと、燃料ガス
／空気混合気を前記バーナ管（３４）の中に導入するた
めの前記第１の導入機構が、内部に形成された燃料ガス
／空気混合気通路（５１）を有するマニホルドブロック
（３８）を有し、前記マニホルドブロックがその一方の
端部において前記バーナ管にねじ込み接続され、且つそ
の反対側の端部において「燃料：空気」比率を調節する
ための調節装置（５２〜６６）に接続されることと、前
記バーナタイル通路の中に無調整の空気流が流れ込むこ
とを防止するために、前記マニホルドブロックを前記バ
ーナタイル通路の外部端部にシーリング接続するための
シール（４６〜５０、１０４〜１０６）が備えられ、該
シールが、前記バーナタイルと前記マニホルドブロック
とに取り付けられることとを特徴とする前記放射ガスバ
ーナが提供される。
【０００６】バーナ管が細長く、バーナ管とマニホルド
ブロックとの間のねじ付き接続箇所がバーナタイル通路
の外部端部に近接して配置されるが故に、ねじ付き接続
箇所はバーナの作動中に比較的低温のままであり、従っ
てバーナ管全体が必要に応じて容易に取り外され交換さ
れることが可能である。
ブロックとの間のねじ付き接続箇所がバーナタイル通路
の外部端部に近接して配置されるが故に、ねじ付き接続
箇所はバーナの作動中に比較的低温のままであり、従っ
てバーナ管全体が必要に応じて容易に取り外され交換さ
れることが可能である。
【０００７】少なくとも１つの細長い二次燃料ガス吐出
管も、バーナタイル通路内に配置され、マニホルドブロ
ックに接続されてよい。二次燃料ガス吐出管の吐出端部
は、二次燃焼ガスを炉内空間内に導入するためにバーナ
管の出口端部に近接して配置されることが可能であり、
その結果として、バーナに送り込まれる燃料ガス全体の
燃焼によって発生させられる燃焼ガス中のＮＯx 含量が
低下させられる。
管も、バーナタイル通路内に配置され、マニホルドブロ
ックに接続されてよい。二次燃料ガス吐出管の吐出端部
は、二次燃焼ガスを炉内空間内に導入するためにバーナ
管の出口端部に近接して配置されることが可能であり、
その結果として、バーナに送り込まれる燃料ガス全体の
燃焼によって発生させられる燃焼ガス中のＮＯx 含量が
低下させられる。
【０００８】本発明がより容易に理解され得るように、
添付図面を参照して、単なる実施例として以下の説明が
行われる。
添付図面を参照して、単なる実施例として以下の説明が
行われる。
【０００９】
【実施例】例示されたバーナ10は、内部の炉内空間の１
つの表面を形成する炉壁16の開口部14の中に挿入される
のに適合したバーナタイル12を含む。図２と図４に示さ
れるように、壁16は、外部金属薄板18と、それに取り付
けられた耐火材料の比較的厚いライナ20とを有する。炉
壁16内の開口部14は任意の適切な形状であってよく、そ
の開口部の外部部分22は、内部の肩24を形成するために
拡大されることが可能である。バーナタイル12は、炉壁
16内の開口部14に対して相補的な周囲形状を有し、炉壁
16の肩24と協働する肩26を含む。
つの表面を形成する炉壁16の開口部14の中に挿入される
のに適合したバーナタイル12を含む。図２と図４に示さ
れるように、壁16は、外部金属薄板18と、それに取り付
けられた耐火材料の比較的厚いライナ20とを有する。炉
壁16内の開口部14は任意の適切な形状であってよく、そ
の開口部の外部部分22は、内部の肩24を形成するために
拡大されることが可能である。バーナタイル12は、炉壁
16内の開口部14に対して相補的な周囲形状を有し、炉壁
16の肩24と協働する肩26を含む。
【００１０】バーナタイル12は一般的に、そのバーナタ
イルを通って延びる細長い中央通路28を含み、バーナタ
イル12の内部面30は、燃料と空気とそれらから発生させ
られる燃焼ガスとを通路28からその内部面の半径方向に
外向きに方向付けるために、その内部面上に形成された
概ね半径方向に延びる複数のリブ32を有する。
イルを通って延びる細長い中央通路28を含み、バーナタ
イル12の内部面30は、燃料と空気とそれらから発生させ
られる燃焼ガスとを通路28からその内部面の半径方向に
外向きに方向付けるために、その内部面上に形成された
概ね半径方向に延びる複数のリブ32を有する。
【００１１】一体構造の細長いバーナ管34がバーナタイ
ル12の通路28内に設けられ、このバーナ管34は、マニホ
ルドブロック38にねじ込み接続された入口端部36（図５
参照）と、円錐形の端壁40によって閉じられた出口ノズ
ル端部とを有し、周囲に一定の間隔を置いて配置された
縦スロット42が、壁40に隣接したバーナ管34に形成され
る。
ル12の通路28内に設けられ、このバーナ管34は、マニホ
ルドブロック38にねじ込み接続された入口端部36（図５
参照）と、円錐形の端壁40によって閉じられた出口ノズ
ル端部とを有し、周囲に一定の間隔を置いて配置された
縦スロット42が、壁40に隣接したバーナ管34に形成され
る。
【００１２】バーナタイル12の外部面に近接して、通路
28に対して相補的な寸法である中央開口部をそのプレー
ト内に有する装着プレート44が備えられる。通路28の寸
法と形状とに対応した内部寸法と内部形状を有し、且つ
プレート44に近接して配置されたフランジ48を有するス
リーブ46が、複数のボルト50によってプレート44に取り
付けられる。マニホルドブロック38は、スリーブ46の内
部寸法と内部形状とに対して相補的な外部寸法と外部形
状を有し、マニホルドブロック38の内部端部部分はスリ
ーブ46内に配置される。
28に対して相補的な寸法である中央開口部をそのプレー
ト内に有する装着プレート44が備えられる。通路28の寸
法と形状とに対応した内部寸法と内部形状を有し、且つ
プレート44に近接して配置されたフランジ48を有するス
リーブ46が、複数のボルト50によってプレート44に取り
付けられる。マニホルドブロック38は、スリーブ46の内
部寸法と内部形状とに対して相補的な外部寸法と外部形
状を有し、マニホルドブロック38の内部端部部分はスリ
ーブ46内に配置される。
【００１３】マニホルドブロック38は、そのマニホルド
ブロックの外部端部52と内部端部54との間を延びる、そ
のマニホルドブロック内に形成された中央通路51を含む
（図５〜７参照）。図５に最も良く示されるように、バ
ーナ管34の端部36がマニホルドブロック38の一方の端部
54において通路51内にねじ込み接続され、ベル形入口管
継手56がマニホルドブロック38の他方の端部52において
通路51内にねじ込み接続される。
ブロックの外部端部52と内部端部54との間を延びる、そ
のマニホルドブロック内に形成された中央通路51を含む
（図５〜７参照）。図５に最も良く示されるように、バ
ーナ管34の端部36がマニホルドブロック38の一方の端部
54において通路51内にねじ込み接続され、ベル形入口管
継手56がマニホルドブロック38の他方の端部52において
通路51内にねじ込み接続される。
【００１４】図１と図２と図４によれば、ベル形管継手
56は複数のボルト60によって空気導管58の一方の端部に
接続される。図面に例示される形態では、空気導管58は
90°ベンドを含み、その空気導管58の他方の端部は複数
のボルト64によって既知の設計のマフラー62に取り付け
られる。管継手56とマニホルドブロック38とバーナ管34
とを有するベンチュリに導かれる空気流量を手動で調整
するために、空気流量調整弁66が空気導管58に接続さ
れ、その内部に配置される。一次燃料ガスジェットを形
成するノズル68が、空気導管58又は管継手56の内部に配
置され、ベル形管継手56の中に一次燃料ジェットを吐き
出すように位置決めされる。ノズル68は燃料ガス導管70
に接続され、この燃料ガス導管70は、空気導管58の壁を
シーリングされた形で通過し、Ｔ字形管継手72を介して
導管74に接続され、導管74の他方の端部は加圧燃料ガス
源（図示されていない）に接続される。管78が管継手76
と管継手82とによって各々にＴ字形管継手72と二次燃料
ガスオリフィス管継手84とに取り付けられ、一方、二次
燃料ガスオリフィス管継手84はマニホルドブロック38に
接続される。
56は複数のボルト60によって空気導管58の一方の端部に
接続される。図面に例示される形態では、空気導管58は
90°ベンドを含み、その空気導管58の他方の端部は複数
のボルト64によって既知の設計のマフラー62に取り付け
られる。管継手56とマニホルドブロック38とバーナ管34
とを有するベンチュリに導かれる空気流量を手動で調整
するために、空気流量調整弁66が空気導管58に接続さ
れ、その内部に配置される。一次燃料ガスジェットを形
成するノズル68が、空気導管58又は管継手56の内部に配
置され、ベル形管継手56の中に一次燃料ジェットを吐き
出すように位置決めされる。ノズル68は燃料ガス導管70
に接続され、この燃料ガス導管70は、空気導管58の壁を
シーリングされた形で通過し、Ｔ字形管継手72を介して
導管74に接続され、導管74の他方の端部は加圧燃料ガス
源（図示されていない）に接続される。管78が管継手76
と管継手82とによって各々にＴ字形管継手72と二次燃料
ガスオリフィス管継手84とに取り付けられ、一方、二次
燃料ガスオリフィス管継手84はマニホルドブロック38に
接続される。
【００１５】図５〜７に見てとれるように、ノズル68に
よって形成される燃料ガスジェットと、それによって吸
引される空気とが、ベル形管継手56とマニホルドブロッ
ク38内の通路51とバーナ管34とによって形成されるベン
チュリを通って流れる時に、一次燃料ガス／空気混合気
が発生させられ、この混合気は、その縦スロット42を通
ってバーナ管34から吐き出される。
よって形成される燃料ガスジェットと、それによって吸
引される空気とが、ベル形管継手56とマニホルドブロッ
ク38内の通路51とバーナ管34とによって形成されるベン
チュリを通って流れる時に、一次燃料ガス／空気混合気
が発生させられ、この混合気は、その縦スロット42を通
ってバーナ管34から吐き出される。
【００１６】バーナ管34に加えて、耐火バーナタイル12
の通路28の中に一対の二次燃料ガス吐出管86、88が配置
され、これらの二次燃料ガス吐出管は一般的にバーナ管
34の反対側に配置され、マニホルドブロック38の端部54
内に形成された１対の縦方向の通路90、92にねじ込み接
続される。二次燃料ガス吐出管86、88の開放端部は、バ
ーナ管34内のスロット42の上流の近接位置に終端し、そ
れによって、吐出管86、88から吐き出される二次燃料ガ
スが炉の内部に流れ込む（図３参照）。
の通路28の中に一対の二次燃料ガス吐出管86、88が配置
され、これらの二次燃料ガス吐出管は一般的にバーナ管
34の反対側に配置され、マニホルドブロック38の端部54
内に形成された１対の縦方向の通路90、92にねじ込み接
続される。二次燃料ガス吐出管86、88の開放端部は、バ
ーナ管34内のスロット42の上流の近接位置に終端し、そ
れによって、吐出管86、88から吐き出される二次燃料ガ
スが炉の内部に流れ込む（図３参照）。
【００１７】一方、吐出管86、88がその中に接続される
通路90、92は、マニホルドブロック38の内部に形成され
る通路94と縦通路96を経由して横通路98に接続され、オ
リフィス管継手84がその横通路98の中にねじ込み接続さ
れる。
通路90、92は、マニホルドブロック38の内部に形成され
る通路94と縦通路96を経由して横通路98に接続され、オ
リフィス管継手84がその横通路98の中にねじ込み接続さ
れる。
【００１８】図２と図６と図７によれば、縦空気通路10
0 がマニホルド38内に縦方向に形成され、空気流遮断／
調整アセンブリ102 が、縦空気通路100 を覆って、マニ
ホルドブロック38の外部端部52に取り付けられる。
0 がマニホルド38内に縦方向に形成され、空気流遮断／
調整アセンブリ102 が、縦空気通路100 を覆って、マニ
ホルドブロック38の外部端部52に取り付けられる。
【００１９】好ましい実施例では、スリーブ46内のマニ
ホルドブロック38の外部部分と、スリーブ46の内部は、
両方とも円筒形である。調整されていない空気流が通路
28の中に漏入しないことを確実にするために、スリーブ
46の内部はその中に形成された１対の溝104 を有し、こ
れらの溝104 の中に一対のＯリング106 が配置され、そ
れによって、マニホルドブロック38の外部とスリーブ46
の内部との間にシールが確保される。スリーブ46内にマ
ニホルドブロック38を固着させるために、ねじ付きボル
ト108 がスリーブ46内のねじ付き穴の中に配置される。
ホルドブロック38の外部部分と、スリーブ46の内部は、
両方とも円筒形である。調整されていない空気流が通路
28の中に漏入しないことを確実にするために、スリーブ
46の内部はその中に形成された１対の溝104 を有し、こ
れらの溝104 の中に一対のＯリング106 が配置され、そ
れによって、マニホルドブロック38の外部とスリーブ46
の内部との間にシールが確保される。スリーブ46内にマ
ニホルドブロック38を固着させるために、ねじ付きボル
ト108 がスリーブ46内のねじ付き穴の中に配置される。
【００２０】作動時には、加圧燃料ガス源からの加圧燃
料ガスが導管74によってＴ字形管継手72に導かれる。そ
の燃料ガスの一部分はＴ字形管継手72から一次燃料ガス
導管70の中に流れ込み、一方、その燃料ガスのその他の
部分は、管78を経由してマニホルドブロック38の通路98
の中に流れ込む。オリフィス管継手84とノズル68は、加
圧燃料ガスが一次燃料ガス導管70と二次燃料ガス管78と
の間に望ましい比率で分配されるような寸法にされる。
管78と管継手82とオリフィス管継手84とを通ってマニホ
ルドブロック38の内部通路98の中に流れ込む二次燃料ガ
スは、内部通路96、94を経由して通路90、92に流れる。
通路90、92から、二次燃料ガスの概ね等しい部分が吐出
管86、88を通過し、吐出管86、88の開放端部を経由して
炉内に流れ込む。
料ガスが導管74によってＴ字形管継手72に導かれる。そ
の燃料ガスの一部分はＴ字形管継手72から一次燃料ガス
導管70の中に流れ込み、一方、その燃料ガスのその他の
部分は、管78を経由してマニホルドブロック38の通路98
の中に流れ込む。オリフィス管継手84とノズル68は、加
圧燃料ガスが一次燃料ガス導管70と二次燃料ガス管78と
の間に望ましい比率で分配されるような寸法にされる。
管78と管継手82とオリフィス管継手84とを通ってマニホ
ルドブロック38の内部通路98の中に流れ込む二次燃料ガ
スは、内部通路96、94を経由して通路90、92に流れる。
通路90、92から、二次燃料ガスの概ね等しい部分が吐出
管86、88を通過し、吐出管86、88の開放端部を経由して
炉内に流れ込む。
【００２１】導管70を通って流れる一次燃料ガスは、ベ
ル形管継手56とマニホルド38内の通路51とバーナ管34と
によって形成されるベンチュリの中に、ノズル68によっ
て高速ジェットの形で吐き出される。ベンチュリの中へ
の一次燃料ガスジェットの流入は、マフラー62と導管58
とを通過して空気が大気中からベル形管継手56の中に吸
い込まれることを引き起こす。その空気と一次燃料ガス
とがマニホルドブロック38内の通路51を経由してバーナ
管34の中に流れ込んで通過する時に、その空気が一次燃
料ガスと混じり合う。一次燃料ガス／空気混合気は、バ
ーナタイル12の内部面30に対して概ね平行な方向に、そ
のバーナ管の縦スロット42を通過してバーナ管34から吐
き出される。一次燃料ガス／空気混合気は、バーナタイ
ル12の面30の付近で点火されて燃焼させられ、それによ
ってバーナタイル12が加熱され、そのバーナ10が取り付
けられた炉の中に熱を放射する。
ル形管継手56とマニホルド38内の通路51とバーナ管34と
によって形成されるベンチュリの中に、ノズル68によっ
て高速ジェットの形で吐き出される。ベンチュリの中へ
の一次燃料ガスジェットの流入は、マフラー62と導管58
とを通過して空気が大気中からベル形管継手56の中に吸
い込まれることを引き起こす。その空気と一次燃料ガス
とがマニホルドブロック38内の通路51を経由してバーナ
管34の中に流れ込んで通過する時に、その空気が一次燃
料ガスと混じり合う。一次燃料ガス／空気混合気は、バ
ーナタイル12の内部面30に対して概ね平行な方向に、そ
のバーナ管の縦スロット42を通過してバーナ管34から吐
き出される。一次燃料ガス／空気混合気は、バーナタイ
ル12の面30の付近で点火されて燃焼させられ、それによ
ってバーナタイル12が加熱され、そのバーナ10が取り付
けられた炉の中に熱を放射する。
【００２２】このバーナ10は、上記の燃料ジェットとベ
ンチュリ装置とが必要とされない仕方で一次加圧燃料ガ
スと加圧空気とが混合される押込通風用途にも使用され
ることが可能である。そうした用途では、予め混合され
た一次燃料ガス／空気混合気が、ベル形管継手56の中
に、又は、マニホルドブロック38の通路51の中に直接的
に導入されることが可能である。
ンチュリ装置とが必要とされない仕方で一次加圧燃料ガ
スと加圧空気とが混合される押込通風用途にも使用され
ることが可能である。そうした用途では、予め混合され
た一次燃料ガス／空気混合気が、ベル形管継手56の中
に、又は、マニホルドブロック38の通路51の中に直接的
に導入されることが可能である。
【００２３】燃料ガス（一次燃料ガスと二次燃料ガスの
両方）の合計流量に対する化学量論流量又はそれよりも
大きい流量である空気流量が、バーナ10によって炉内空
間の中に導入される。空気流量は、その化学量論流量よ
りも約7 ％〜約15％大きいことが好ましい。
両方）の合計流量に対する化学量論流量又はそれよりも
大きい流量である空気流量が、バーナ10によって炉内空
間の中に導入される。空気流量は、その化学量論流量よ
りも約7 ％〜約15％大きいことが好ましい。
【００２４】バーナ管34の縦スロット42を経由して吐き
出される一次燃料ガス／空気混合気は、その燃料ガス／
空気混合気が燃焼させられる時に、燃焼反応温度とＮＯ
x の発生とを低減させる働きをする過剰空気を含む。管
86、88の開放端部を経由して炉内空間内に吐き出される
二次燃料ガスは、炉内空間内で燃焼排ガスと空気とに混
じり合って比較的低い温度で燃焼し、このことは、バー
ナ10によって発生させられる燃焼ガス全体が比較的低い
ＮＯx 含量を有することに結果する。ここでは、「比較
的低い温度で燃焼する」又は「比較的低い温度で燃焼さ
せられる」という術語は、ここで説明される燃料ガスを
含む混合気の代わりに、燃料ガスと空気との未希釈の混
合気、即ち、燃料ガスと空気との化学量論混合気が燃焼
させられる場合に生じるであろう燃焼反応温度よりも、
その燃焼反応温度が低いということを意味するものとし
て使用される。
出される一次燃料ガス／空気混合気は、その燃料ガス／
空気混合気が燃焼させられる時に、燃焼反応温度とＮＯ
x の発生とを低減させる働きをする過剰空気を含む。管
86、88の開放端部を経由して炉内空間内に吐き出される
二次燃料ガスは、炉内空間内で燃焼排ガスと空気とに混
じり合って比較的低い温度で燃焼し、このことは、バー
ナ10によって発生させられる燃焼ガス全体が比較的低い
ＮＯx 含量を有することに結果する。ここでは、「比較
的低い温度で燃焼する」又は「比較的低い温度で燃焼さ
せられる」という術語は、ここで説明される燃料ガスを
含む混合気の代わりに、燃料ガスと空気との未希釈の混
合気、即ち、燃料ガスと空気との化学量論混合気が燃焼
させられる場合に生じるであろう燃焼反応温度よりも、
その燃焼反応温度が低いということを意味するものとし
て使用される。
【００２５】その燃料ガスの約60〜90％が、バーナ管34
を経由して吐き出される一次燃料ガスであり、残りの約
40〜10％が管86、88を経由して炉内に吐き出されること
が好ましい。最も好ましい流量は、約80％の一次燃料ガ
ス流と、約20％の二次燃料ガス流である。
を経由して吐き出される一次燃料ガスであり、残りの約
40〜10％が管86、88を経由して炉内に吐き出されること
が好ましい。最も好ましい流量は、約80％の一次燃料ガ
ス流と、約20％の二次燃料ガス流である。
【００２６】バーナ10の通常の動作時には、マニホルド
ブロック38内の空気通路100 はアセンブリ102 によって
閉じられ、従って、バーナタイル12内の通路28を経由し
て炉内空間に空気が流れ込むことはなく、バーナ10がそ
れに取り付けられた炉の中にバーナ管34を経由して、そ
の空気全てが吐き出される。しかし、炉内通風もしくは
燃料ガス圧力が低いか又は他の類似の条件が生じ、その
結果として、合計燃料ガス流量に対する化学量論的な空
気流量又はそれよりも大きい空気流量がベンチュリとノ
ズル68によって生じさせられる一次燃料ジェットとによ
って炉内に吸い込まれることが不可能である用途におい
ては、調整された付加空気が通路100 を経由して炉内に
入ることが可能にされる。
ブロック38内の空気通路100 はアセンブリ102 によって
閉じられ、従って、バーナタイル12内の通路28を経由し
て炉内空間に空気が流れ込むことはなく、バーナ10がそ
れに取り付けられた炉の中にバーナ管34を経由して、そ
の空気全てが吐き出される。しかし、炉内通風もしくは
燃料ガス圧力が低いか又は他の類似の条件が生じ、その
結果として、合計燃料ガス流量に対する化学量論的な空
気流量又はそれよりも大きい空気流量がベンチュリとノ
ズル68によって生じさせられる一次燃料ジェットとによ
って炉内に吸い込まれることが不可能である用途におい
ては、調整された付加空気が通路100 を経由して炉内に
入ることが可能にされる。
【００２７】炉内環境内での損傷に対する高い耐久性を
有する金属合金からバーナ管34を鋳造することが、最も
好適で経済的である。しかし、腐食又は高温による劣化
の結果としてバーナ管34を取り外して交換することが必
要である時には、バーナ管34の外部端部36とマニホルド
ブロック38との間のねじ付き接続箇所が通路38の外部端
部に位置して比較的低い温度のままであるが故に、バー
ナ管34をねじ付き接続箇所において容易に取り外して交
換することが可能である。その結果として、そのねじ付
き接続箇所は、通路28の内部端部の付近にねじ付き接続
箇所が位置させられる場合のように溶解して使用不可能
になるということはない。更に、マニホルドブロック38
の一部分がスリーブ46内に位置し且つスリーブ46内を選
択的に移動することが可能である配置が、マニホルドブ
ロック38の位置の調節を可能にし、それによって、バー
ナ管34の内部吐出端部がバーナタイル12の面30に対して
望ましい位置に位置決めされると同時に、管86、88がバ
ーナ管34に対して望ましい位置に保持される。
有する金属合金からバーナ管34を鋳造することが、最も
好適で経済的である。しかし、腐食又は高温による劣化
の結果としてバーナ管34を取り外して交換することが必
要である時には、バーナ管34の外部端部36とマニホルド
ブロック38との間のねじ付き接続箇所が通路38の外部端
部に位置して比較的低い温度のままであるが故に、バー
ナ管34をねじ付き接続箇所において容易に取り外して交
換することが可能である。その結果として、そのねじ付
き接続箇所は、通路28の内部端部の付近にねじ付き接続
箇所が位置させられる場合のように溶解して使用不可能
になるということはない。更に、マニホルドブロック38
の一部分がスリーブ46内に位置し且つスリーブ46内を選
択的に移動することが可能である配置が、マニホルドブ
ロック38の位置の調節を可能にし、それによって、バー
ナ管34の内部吐出端部がバーナタイル12の面30に対して
望ましい位置に位置決めされると同時に、管86、88がバ
ーナ管34に対して望ましい位置に保持される。
【００２８】本発明の放射ガスバーナと方法とを更に説
明するために、次の実験例が示される。
明するために、次の実験例が示される。
【００２９】実験例 45474 ジュール／ｍ3 の熱量値を有する天然ガスを燃焼
させることによって293 キロワットの放熱量を得るよう
に設計されたバーナ装置10を、炉内空間内に向けて燃焼
させた。
させることによって293 キロワットの放熱量を得るよう
に設計されたバーナ装置10を、炉内空間内に向けて燃焼
させた。
【００３０】約2.04バールの圧力と2832リットル／時の
流量で加圧燃料ガスをバーナ10に供給した。燃料ガス全
体の80％部分（2266リットル／時）が、ベル形管継手56
とマニホルドブロック38とバーナ管34とのアセンブリの
中に流れ込んで通過し、そのアセンブリ内で空気と混合
された。燃料ガスの残り部分、即ち 566リットル／時
を、管86、88を経由して炉内空間に放出した。ベル形管
継手56とマニホルドブロック38とバーナ管34とのアセン
ブリの中に送り込まれる空気流量を、その燃料ガス全体
のために必要とされる化学量論的流量よりも空気の総流
量が10％大きいように、弁66によって調節した。
流量で加圧燃料ガスをバーナ10に供給した。燃料ガス全
体の80％部分（2266リットル／時）が、ベル形管継手56
とマニホルドブロック38とバーナ管34とのアセンブリの
中に流れ込んで通過し、そのアセンブリ内で空気と混合
された。燃料ガスの残り部分、即ち 566リットル／時
を、管86、88を経由して炉内空間に放出した。ベル形管
継手56とマニホルドブロック38とバーナ管34とのアセン
ブリの中に送り込まれる空気流量を、その燃料ガス全体
のために必要とされる化学量論的流量よりも空気の総流
量が10％大きいように、弁66によって調節した。
【００３１】一次燃料ガス／空気混合気中の過剰空気
と、二次燃料ガスと空気とに混合された燃焼排ガスとの
故に、そうした混合気は比較的低温で燃焼し、従って、
発生させられる燃焼排ガスは低いＮＯx 含量を有した。
即ち、炉内空間21から抜き出された燃焼排ガス混合物
は、約25ppm 未満のＮＯx 含量を有した。
と、二次燃料ガスと空気とに混合された燃焼排ガスとの
故に、そうした混合気は比較的低温で燃焼し、従って、
発生させられる燃焼排ガスは低いＮＯx 含量を有した。
即ち、炉内空間21から抜き出された燃焼排ガス混合物
は、約25ppm 未満のＮＯx 含量を有した。
【００３２】必要に応じて、マニホルドブロック38の通
路内に１つ以上のオリフィスが含まれることが可能であ
り、又は、バーナ管34と管86、88との間で燃料ガスを配
分するために他の手段が使用されることが可能である。
或いは、バーナ管34と管86、88が、流量調整された別々
の燃料ガス源に接続されることも可能である。更に、バ
ーナタイルが様々な形状をとることが可能であり、バー
ナ管と、バーナ管内の開口を通って延びる二次燃料管と
を有する炉壁の耐火れんがによって、その全体を置き換
えられることが可能である。
路内に１つ以上のオリフィスが含まれることが可能であ
り、又は、バーナ管34と管86、88との間で燃料ガスを配
分するために他の手段が使用されることが可能である。
或いは、バーナ管34と管86、88が、流量調整された別々
の燃料ガス源に接続されることも可能である。更に、バ
ーナタイルが様々な形状をとることが可能であり、バー
ナ管と、バーナ管内の開口を通って延びる二次燃料管と
を有する炉壁の耐火れんがによって、その全体を置き換
えられることが可能である。
【図１】本発明の放射ガスバーナの１つの実施例の正面
図である。
図である。
【図２】炉壁内に設置された図１の放射ガスバーナの側
面図である。
面図である。
【図３】炉壁の内側から見た図２の放射ガスバーナの正
面図である。
面図である。
【図４】図１、図２、図３の放射ガスバーナの部分側断
面図である。
面図である。
【図５】図４に図解されたバーナの一部分の拡大断面図
である。
である。
【図６】図５の線６−６に沿った断面図である。
【図７】図５の線７−７に沿った断面図である。
10 バーナ 12 バーナタイル 14 開口部 16 炉壁 18 外部金属薄板 20 耐火材料ライナ 24、26 肩 28 中央通路 34 バーナ管 38 マニホルドブロック 40 円錐形端面 42 縦スロット 44 取り付けプレート 46 スリーブ 48 フランジ 51 中央通路 86、88 吐出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・アール・トウリンブル アメリカ合衆国、オクラホマ・74063、 サンド・スプリングス、オーセイジ・リ ツジ・ドライブ・102 (56)参考文献 国際公開90／4740（ＷＯ，Ａ) 米国特許3907489（ＵＳ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 炉壁内に挿入されることに適合し、且つ
内部を貫通して延びると共に外部端部と内部端部とを有
する細長いバーナタイル通路（２８）を含む耐火バーナ
タイル（１２）と、前記バーナタイル通路内に置かれ、
且つ炉内空間内で前記耐火バーナタイルに近接した方向
に燃料ガス／空気混合気を方向付け、前記バーナタイル
通路の前記内部端部に配置されたノズル（４０，４２）
を有するバーナ管（３４）と、前記燃料ガス／空気混合
気を前記バーナ管の中に導入するための第１の導入機構
（３８〜６２）とを有する放射ガスバーナであって、前
記バーナ管が一体形の細長い構造であり、前記バーナタ
イル通路の外部端部の付近に位置したねじ付き接続箇所
によって、前記バーナ管が、前記燃料ガス／空気混合気
を前記バーナ管の中に導入するための前記第１の導入機
構に接続され、それによって前記ねじ付き接続箇所が前
記バーナの作動中も比較的低温のままであり、従って前
記バーナ管が選択的に前記ねじ付き接続箇所において取
り外し可能な状態のままであることと、燃料ガス／空気
混合気を前記バーナ管（３４）の中に導入するための前
記第１の導入機構が、内部に形成された燃料ガス／空気
混合気通路（５１）を有するマニホルドブロック（３
８）を有し、前記マニホルドブロックがその一方の端部
において前記バーナ管にねじ込み接続され、且つその反
対側の端部において「燃料：空気」比率を調節するため
の調節装置（５２〜６６）に接続されることと、前記バ
ーナタイル通路の中に無調整の空気流が流れ込むことを
防止するために、前記マニホルドブロックを前記バーナ
タイル通路の外部端部にシーリング接続するためのシー
ル（４６〜５０、１０４〜１０６）が備えられ、該シー
ルが、前記バーナタイルと前記マニホルドブロックとに
取り付けられることとを特徴とする前記放射ガスバー
ナ。 - 【請求項２】 前記マニホルドブロック（３８）が二次
燃料ガス通路（８６，８８）を含み、前記二次燃料ガス
通路が、前記バーナタイル通路（２８）内に設置された
少なくとも一つの二次燃料ガス吐出管（８６，８８）に
接続され、燃料ガスを前記二次燃料ガス通路内に導入す
るための第２の導入機構（７４〜８４、９０〜９４）に
接続されることを特徴とする請求項１に記載の放射ガス
バーナ。 - 【請求項３】 スリーブ（４８）が前記バーナタイル通
路（２８）の外部端部と前記マニホルドブロック（３
８）の少なくとも一部分とに取り付けられ、前記マニホ
ルドブロックの少なくとも一部分と前記スリーブの内部
とが互いに相補的な寸法と形状であり、前記スリーブの
内部に対して相補的な寸法と形状である前記マニホルド
ブロックの前記部分が、前記スリーブの内部に同様に位
置させられることを特徴とする請求項１又は２に記載の
放射ガスバーナ。 - 【請求項４】 少なくとも１つの弾性シーリング部材
（１０４）が、前記スリーブの内部と、前記スリーブ内
に位置した前記マニホルドブロックの一部分との間に配
置されることを特徴とする請求項３に記載の放射ガスバ
ーナ。 - 【請求項５】 前記マニホルドブロックが、前記バーナ
タイル通路（２８）の内部と連絡する空気通路（１０
０）をそのブロック内に有することと、前記空気通路の
中に流入する空気流を調整するための制御バルブ（１０
２）が備えられることとを特徴とする請求項２、３又は
４に記載の放射ガスバーナ。 - 【請求項６】 ２つの二次燃料管が前記バーナ管の概ね
反対の側に配置されることを特徴とする請求項２、３、
４又は５に記載の放射ガスバーナ。 - 【請求項７】 前記マニホルドブロックに一次燃料ガス
／空気混合気を導入するための前記第１の導入機構が、
前記マニホルドブロック（３８）に接続され、且つ加圧
燃料ガス源（７４）への接続に適合した燃料ガスノズル
（６８）と大気空気入口（６２）とを有する燃料／大気
空気ベンチュリ混合器（５６，６６）を含むことを特徴
とする請求項１から６のいずれか一項に記載の放射ガス
バーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US843452 | 1992-02-28 | ||
| US07/843,452 US5180302A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Radiant gas burner and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062817A JPH062817A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2711058B2 true JP2711058B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=25290025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5038119A Expired - Lifetime JP2711058B2 (ja) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | 放射ガスバーナ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5180302A (ja) |
| EP (1) | EP0558191B1 (ja) |
| JP (1) | JP2711058B2 (ja) |
| CA (1) | CA2079136C (ja) |
| DE (1) | DE69302301T2 (ja) |
| TW (1) | TW234734B (ja) |
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| US7153129B2 (en) * | 2004-01-15 | 2006-12-26 | John Zink Company, Llc | Remote staged furnace burner configurations and methods |
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- 1993-02-03 DE DE69302301T patent/DE69302301T2/de not_active Expired - Lifetime
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- 1993-02-26 JP JP5038119A patent/JP2711058B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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