JP5520070B2 - 片端閉塞型管状火炎バーナ - Google Patents
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Description
したがって、片端閉塞型管状火炎バーナの燃焼安定性を向上させ、両端開放型に迫る安定燃焼を確保することができるものとなった。さらに、保炎機構を付加することによって、火炎形成位置が固定しかつその位置が予測可能になるため、バーナの用途範囲が広がる。
また、片端閉塞型の管状火炎バーナの設計においては、燃料ガスや空気を燃焼室に導入させるスリットよりも管軸方向の閉塞端側に空間を設けることで管状火炎から閉塞側端部(閉塞壁)を遠ざけ、その影響を回避する方法が採られることがあったが、保炎機構を設けることで空間確保の必要が無くなり、コンパクトにバーナを構成できる利点も副生するものとなった。
以下、図面に基づいて本発明に係る片端閉塞型管状火炎バーナの第1実施形態を説明する。
本発明に係る片端閉塞型管状火炎バーナ1は、図1〜図3に示すように、一端がエンドプレート40(閉塞壁)にて閉塞され、他端がフロントフランジ50に設けられた開口部にて開口された円筒状の燃焼室Nと、その円筒状の燃焼室Nの側面に管軸方向(図中Y方向)に沿って開口する空気用スリット22s及びガス用スリット32sとを備えている。そして、空気用スリット22sとガス用スリット32sとから燃焼室Nの側壁の接線方向に向けて、燃料ガスと空気と各別に偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成されている。
以下、管軸方向において、エンドプレート40が取付けられる端部側を閉塞端側、フロントフランジ50が取付けられる端部側を開放端側と称し、エンドプレート40で閉塞される端部を閉塞側端部と称する。
空気用スリット形成部材22は、図6に示すように、円筒状の燃焼室Nにおける周壁の1/4に対応する部分である周壁形成部分22aとそれ以外の直線状部分22bとを備えて構成されている。また、ガス用スリット形成部材32は、図5に示すように、円筒状の燃焼室Nにおける周壁の1/4に対応する部分である周壁形成部分32aとそれ以外の直線状部分32bとを備えて構成されている。そして、図3及び図4に示すように、対を成す各部材22、32が対向する状態で4つが組み合わされることによって、円筒状の燃焼室Nが形成されている。以下、空気用スリット形成部材22とガス用スリット形成部材32とを組み合せて燃焼室Nを形成した部材を、燃焼室形成部Mと称することがある。
また、図6に示すように、空気用スリット形成部材22における周壁形成部分22aの周壁外方側の面には、空気導入路となる凹部が設けられ、空気用スリット形成部材22における周壁形成部分22aの端部にはスリット形成凹部22cが設けられている。
スリット形成凹部22c及び32cは、図4に示すように空気用スリット形成部材22とガス用スリット形成部材32とを組み合せて燃焼室形成部Mを構成した際に、燃焼室Nとなる周壁面にその管軸方向に沿って開口する。すなわち、スリット形成凹部22cによって形成される開口が空気用スリット22sとなり、スリット形成凹部32cによって形成される開口がガス用スリット32sとなる。
尚、この隔壁22k又は32kは、空気用スリット22s又はガス用スリット32sから噴出する空気又は混合気を整流すると共に、後述するように、燃料ガス通路の一部を閉塞端及び開放端の冷却用の空気通路に利用する際に、燃料ガスと空気が混じり合うことを抑制するものである。
従って、ガスチャンバー30のガス導入空間に導入された燃料ガスは、ガスオリフィス31の3つの貫通孔31hを介して、ガス用スリット形成部材32の周壁形成部分32a、ガスオリフィス31、及び、空気用スリット形成部材22の直線状部分22bに囲まれる空間32vに導入されることとなる。なお、上述のように、貫通孔31hはガスオリフィス31の管軸方向における中央部寄りに設けられるものであり、燃料ガスの分布は燃焼室Nの中央部が高濃度になるような分布を意図している。
従って、エアチャンバー20のガス導入空間に導入された空気は、エアオリフィス21に設けられた4つの貫通孔21hを介して、空気用スリット形成部材22の周壁形成部分22a、エアオリフィス21、及び、ガス用スリット形成部材32の直線状部分32bに囲まれる空間22vに導入されることとなる。なお、上述のように、貫通孔21hはエアオリフィス21の管軸方向において均等に配置するように設けられるものであり、空気用スリット22sから噴出する空気の量の分布は燃焼室Nの管軸方向に亘って均等となる。
上述の燃焼室形成部Mは、図2に示すように燃焼室Nの両開口の一方側にエンドプレート40が取り付けられて閉塞端とされ、他方側にフロントフランジ50が取り付けられて
開放端とするように構成されている。エンドプレート40は、円板状に形成され、その燃焼室側の面に、例えばセラミックファイバー等の耐火物41が貼付けられている。
なお、本実施形態では、耐火物41の固体輻射を受けるため、エンドプレート40の内面全体が昇温する。従って、本実施形態を適用するにおいては、燃焼室Nは、ある程度の耐熱性のある材料、例えばステンレス系の耐熱鋼やセラミックス等で製作することが望ましい。
次に、本発明の管状火炎バーナの別実施形態を説明する。
さらに、上記構成に限定されるものではなく、空気、燃料ガス、及びそれらの混合気を各別に燃焼室Nに偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成してもよい。
すなわち、円筒状の燃焼室の側面に管軸方向に沿って開口されたスリットから、前記燃焼室の接線方向に向けて、燃料ガス及び空気、燃料ガスと空気との混合気、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気のいずれかを対向して噴出させて旋回燃焼させるものとなる。
22s 空気用スリット
32 混合気用スリット形成部材
40 エンドプレート
41 耐火物
100(H) 丸棒
H 保炎機構
Claims (1)
- 一端が閉塞され他端が開口された円筒状の燃焼室の管軸方向に沿って開口されたスリットから前記燃焼室内に向けて、前記燃焼室に燃料ガス及び空気を、燃料ガスと空気との混合気を、空気及び燃料ガスと空気との混合気を、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気を偏芯導入させて旋回燃焼させる片端閉塞型管状火炎バーナであって、
前記燃焼室内部の管軸方向における閉塞端側の位置に保炎機構が設けられ、
前記保炎機構として、前記燃焼室内部の管軸方向における閉塞端近傍に高温固体部が設けられ、
前記高温固体部が、前記燃焼室の閉塞端である閉塞壁の燃焼室側の面の全体に亘って貼付けられた耐火物である片端閉塞型管状火炎バーナ。
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