JP5176695B2 - バーナ - Google Patents
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Description
このようなバーナでは、酸化剤が旋回されていることによって、酸化剤と燃料との混合を促進し、また、循環流を形成する。これによって火炎を安定化させ、かつ、燃焼ガス中の窒素酸化物を低減させることができる。
このようなバーナによれば、混合部に旋回流のみを形成する場合よりもさらに強い乱流状態を作り出されるため、酸化剤と燃料との混合をより促進させることが可能となる。
このような混合気からなる旋回流が混合部の中心軸方向の流れ成分を多く含む場合には、旋回方向の流れ成分に対する、混合部の中心軸方向の流れ成分の比が大きくなり、いわゆるスワール数の小さい流れ場となるため、燃焼が不安定となる。
したがって、本発明によれば、バーナにおいて酸化剤と燃料との混合をより促進させると共に燃焼を安定化させることが可能となる。
図1及び図2は、本実施形態のバーナの概略構成図であり、図1が後述する混合部1の中心軸Lと直交する面での断面概略構成図であり、図2が図1に示すA−A線断面概略構成図である。
これらの図に示すように、本実施形態のバーナB1は、混合部1と、噴射ノズル2(燃料噴射部)と、旋回流形成流路3(旋回流形成部)と、導入流路4(混合促進部、導入部)とを備える。
そして、混合部1は、内部にて酸化剤である燃焼用空気と燃料とを混合してこの混合気を火炎に供給するように構成されている。
なお、噴射ノズル2は、図2に示すように混合部1の中心部分に配置されており、図2に示すように放射状に霧状の燃料を噴射する。
ここで、接線方向から混合部1の内部に導入された燃焼用空気は、混合部1の内部において旋回され、これによって旋回流を発生させる。このような旋回流が形成されることによって、混合部1の内部が乱流状態となり、燃焼用空気と燃料との混合が促進される。そして、燃焼用空気と燃料とが混合された混合気は、旋回しながら混合部1の外部に押し出されて火炎に供給される。
このため、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させることなく、混合部1における燃焼用空気と燃料との混合をより促進させることが可能となる。そして、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させないことによって、混合気からなる旋回流における旋回方向の流れ成分に対する、混合部の中心軸方向の流れ成分の比を小さいままとすることができる。よって、いわゆるスワール数の大きい流れ場とすることができ、混合気の燃焼は安定される。
したがって、本実施形態のバーナB1によれば、バーナにおいて燃焼用空気と燃料との混合をより促進させると共に燃焼を安定化させることが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
これらの図に示すように、本実施形態のバーナB2は、上記第1実施形態のバーナB1が備える導入流路4に代えて、突出部5(混合促進部)を備える。
なお、突出部5の形状は、混合部1の内部に形成された旋回流と衝突した場合に、旋回流の中心軸方向の流れ成分を増加させることがないように設定されている。
そして、本実施形態のバーナB2においては、突出部5が混合部1の内部に形成された旋回流と衝突した場合に、旋回流の中心軸方向の流れ成分を増加させることがないように形状設定されているため、混合部1の内部に形成された旋回流の中心軸方向の流れ成分を増加させることなく、混合部1の内部に形成された旋回流の一部を壊すことが可能となる。
このため、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させることなく、混合部1における燃焼用空気と燃料との混合をより促進させることが可能となる。そして、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させないことによって、混合気からなる旋回流における旋回方向の流れ成分に対する、混合部の中心軸方向の流れ成分の比を小さいままとすることができる。よって、いわゆるスワール数の大きい流れ場とすることができ、混合気の燃焼は安定される。
次時、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本第3実施形態の説明においても、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
この図に示すように、本実施形態のバーナB3は、上記第1実施形態のバーナB1が備える導入流路4に代えて、スワーラ6(混合促進部)が設置されている。
このため、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させることなく、混合部1における燃焼用空気と燃料との混合をより促進させることが可能となる。そして、混合部1から押し出される混合気の旋回流に含まれる中心軸方向の流れ成分を増大させないことによって、混合気からなる旋回流における旋回方向の流れ成分に対する、混合部の中心軸方向の流れ成分の比を小さいままとすることができる。よって、いわゆるスワール数の大きい流れ場とすることができ、混合気の燃焼は安定される。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば酸化剤として酸素等を用いても良い。
Claims (5)
- 火炎の形成方向に中心軸が向きかつ一端側が前記火炎の形成方向に開口されると共に、内部にて酸化剤と燃料とを混合する筒状の混合部と、
該混合部の他端側に配されて前記混合部に前記燃料を噴射する燃料噴射部と、
前記酸化剤を前記混合部に接線方向から導入して前記混合部の内部に旋回流を形成する旋回流形成部と、
前記混合部の内部に形成された旋回流の前記中心軸方向の流れ成分を増加させることなく前記旋回流を部分的に壊すことによって前記酸化剤と前記燃料との混合を促進させる混合促進部と
を備え、
前記旋回流形成部と前記混合促進部とが、前記混合部の前記中心軸方向にて同じ位置に形成されている
ことを特徴とするバーナ。 - 前記混合促進部は、前記混合部の内壁に開口される開口部を有すると共に前記混合部の半径方向から前記混合部に前記酸化剤を導入する導入部であることを特徴とする請求項1記載のバーナ。
- 前記混合促進部は、前記混合部の内部に配置されると共に前記旋回流と衝突される突出部であることを特徴とする請求項1記載のバーナ。
- 前記混合促進部を複数備えることを特徴とする請求項2または3記載のバーナ。
- 前記混合促進部は、前記中心軸方向を除いた方向から前記混合部に前記酸化剤を導入するスワーラであることを特徴とする請求項1記載のバーナ。
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