JPH0861614A - 高ターンダウンバーナ - Google Patents
高ターンダウンバーナInfo
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- JPH0861614A JPH0861614A JP22079894A JP22079894A JPH0861614A JP H0861614 A JPH0861614 A JP H0861614A JP 22079894 A JP22079894 A JP 22079894A JP 22079894 A JP22079894 A JP 22079894A JP H0861614 A JPH0861614 A JP H0861614A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高ターンダウン比例えば１０：１〜２０：１
程度を可能とする。また、還元燃焼させる時にもスス発
生量を少なくする。 【構成】 燃料管３の先端にこの燃料管３よりも大径の
カップ４を設ける一方、このカップ４の背面の段差部分
１０あるいはその近傍の燃料管３部分に空気導入口７，
６を設けると共にカップ４の端縁部にフランジ状のディ
フレクター５を設け、フルロード時にはカップ４内での
燃焼が種火として作用しつつカップ出口のディフレクタ
ー５の後流に起こる逆流によって主に保炎され、ミニマ
ムロード時にはカップ４内で空気導入口７，６から流入
する燃焼用空気と燃料ガスとが良好に混合して火炎を保
つことができるようにしている。
程度を可能とする。また、還元燃焼させる時にもスス発
生量を少なくする。 【構成】 燃料管３の先端にこの燃料管３よりも大径の
カップ４を設ける一方、このカップ４の背面の段差部分
１０あるいはその近傍の燃料管３部分に空気導入口７，
６を設けると共にカップ４の端縁部にフランジ状のディ
フレクター５を設け、フルロード時にはカップ４内での
燃焼が種火として作用しつつカップ出口のディフレクタ
ー５の後流に起こる逆流によって主に保炎され、ミニマ
ムロード時にはカップ４内で空気導入口７，６から流入
する燃焼用空気と燃料ガスとが良好に混合して火炎を保
つことができるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターンダウン比を大きく
例えば１０：１〜２０：１に採れるガスバーナ（本明細
書では高ターンダウンバーナと呼ぶ）に関する。
例えば１０：１〜２０：１に採れるガスバーナ（本明細
書では高ターンダウンバーナと呼ぶ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミニマムロード（最小燃料を噴射してバ
ーナを運転する状態）でも充分燃焼し得るに必要な最小
限の混合エネルギーを確保しようとすると、フルロード
（定格燃料を噴射してバーナを定格運転する状態）での
圧力損失は相当高くなる。一般に拡散燃焼バーナで良好
な混合を得ようとすれば、空気圧力損失は数十ｍｍＡｑ
（２０〜３０ｍｍＡｑ）を必要とする。このため、例え
ば２０：１のターンダウン比を実現しようと考えると、
空気圧範囲は２０〜８０００ｍｍＡｑとなり、フルロー
ドでのバーナスロート内空気流速が非常に高速となって
火炎の吹き飛びなどが起き、通常は保炎できない。そこ
で、従来は、例えば図７に示すようなディフレクター
（邪魔板）１０１を燃料噴射管１０２の先端に設けた
り、バーナタイル１０３の形状を工夫してノズル近傍に
渦流１０４を発生させる保炎機構を採用して火炎の安定
化を図るようにしている。
ーナを運転する状態）でも充分燃焼し得るに必要な最小
限の混合エネルギーを確保しようとすると、フルロード
（定格燃料を噴射してバーナを定格運転する状態）での
圧力損失は相当高くなる。一般に拡散燃焼バーナで良好
な混合を得ようとすれば、空気圧力損失は数十ｍｍＡｑ
（２０〜３０ｍｍＡｑ）を必要とする。このため、例え
ば２０：１のターンダウン比を実現しようと考えると、
空気圧範囲は２０〜８０００ｍｍＡｑとなり、フルロー
ドでのバーナスロート内空気流速が非常に高速となって
火炎の吹き飛びなどが起き、通常は保炎できない。そこ
で、従来は、例えば図７に示すようなディフレクター
（邪魔板）１０１を燃料噴射管１０２の先端に設けた
り、バーナタイル１０３の形状を工夫してノズル近傍に
渦流１０４を発生させる保炎機構を採用して火炎の安定
化を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段を用いても、従来達成できるターンダウン比は
せいぜい１０：１程度であった。これ以上大きなターン
ダウン比を採る場合、ミニマムロード時の保炎が難しく
なったり、フルロード時の吹き飛びを招いたりして両立
しなくなる傾向がある。
うな手段を用いても、従来達成できるターンダウン比は
せいぜい１０：１程度であった。これ以上大きなターン
ダウン比を採る場合、ミニマムロード時の保炎が難しく
なったり、フルロード時の吹き飛びを招いたりして両立
しなくなる傾向がある。
【０００４】また、従来の高ターンダウンバーナは空気
過剰率が１以上のバーナでしか適用できない。空気過剰
率１未満ではミニマムロード時に燃料と空気との混合性
が極端に悪化し、多量のススを発生させてしまう。
過剰率が１以上のバーナでしか適用できない。空気過剰
率１未満ではミニマムロード時に燃料と空気との混合性
が極端に悪化し、多量のススを発生させてしまう。
【０００５】本発明は、高ターンダウン比例えば１０：
１〜２０：１程度が可能となる高ターンダウンバーナを
提供することを目的とする。また、本発明は、還元燃焼
させる時にもスス発生量の少ない高ターンダウンバーナ
を提供することを目的とする。
１〜２０：１程度が可能となる高ターンダウンバーナを
提供することを目的とする。また、本発明は、還元燃焼
させる時にもスス発生量の少ない高ターンダウンバーナ
を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる目的を達成する
ため、本発明は、噴射口に向けて口径が段階的に大きく
なるバーナスロート内に燃料噴射管を配置すると共に該
燃料噴射管の周りに燃焼用空気を流す高ターンダウンバ
ーナにおいて、燃料管の先端にこの燃料管よりも大径の
カップを形成すると共に該カップの背面の燃料管との段
差部分およびその近傍の燃料管部分とのいずれか一方あ
るいは双方に空気導入口を設け、更にカップの端縁部に
フランジ状のディフレクターを設けるようにしている。
ため、本発明は、噴射口に向けて口径が段階的に大きく
なるバーナスロート内に燃料噴射管を配置すると共に該
燃料噴射管の周りに燃焼用空気を流す高ターンダウンバ
ーナにおいて、燃料管の先端にこの燃料管よりも大径の
カップを形成すると共に該カップの背面の燃料管との段
差部分およびその近傍の燃料管部分とのいずれか一方あ
るいは双方に空気導入口を設け、更にカップの端縁部に
フランジ状のディフレクターを設けるようにしている。
【０００７】また、本発明の高ターンダウンバーナは、
燃料管の先端の内部に燃料に旋回を与える旋回手段を設
け、更にその下流に前記燃料管よりも大径のカップを形
成すると共にカップの端縁部にフランジ状のディフレク
ターを設け、カップの背面の燃料管との段差部分および
旋回手段より下流の燃料管部分のいずれか一方あるいは
双方に空気導入口を設け、旋回手段で旋回が与えられた
燃料と空気導入口から導入される燃焼用空気の一部とを
予混合させるようにしている。
燃料管の先端の内部に燃料に旋回を与える旋回手段を設
け、更にその下流に前記燃料管よりも大径のカップを形
成すると共にカップの端縁部にフランジ状のディフレク
ターを設け、カップの背面の燃料管との段差部分および
旋回手段より下流の燃料管部分のいずれか一方あるいは
双方に空気導入口を設け、旋回手段で旋回が与えられた
燃料と空気導入口から導入される燃焼用空気の一部とを
予混合させるようにしている。
【０００８】更に、燃料管内に旋回手段を設ける本発明
の高ターンバーナにおいて、燃料管の先端部分を絞ると
共にその内部に燃料に旋回を与える旋回手段を設け、更
にその下流に燃料管の絞られた部分よりも大径のカップ
を形成するようにしている。
の高ターンバーナにおいて、燃料管の先端部分を絞ると
共にその内部に燃料に旋回を与える旋回手段を設け、更
にその下流に燃料管の絞られた部分よりも大径のカップ
を形成するようにしている。
【０００９】また、本発明の高ターンダウンバーナは、
高過剰空気供給時の最小燃焼時にカップ内へ導入される
空気量が理論空気量以上となる大きさとされている。
高過剰空気供給時の最小燃焼時にカップ内へ導入される
空気量が理論空気量以上となる大きさとされている。
【００１０】また、本発明の高ターンダウンバーナは、
燃料管内及びカップ内へ旋回を与えて燃焼用空気を導入
するように設けられている。
燃料管内及びカップ内へ旋回を与えて燃焼用空気を導入
するように設けられている。
【００１１】
【作用】したがって、カップは予混合チャンバーとして
働き、カップ背面の段差部分あるいはカップ近傍の燃料
管部分の空気導入口から流入する一部の燃焼用空気と燃
料とが予混合される。特に、カップ背面と燃料管とのい
ずれか一方あるいは双方の空気導入口から導入される燃
焼用空気に対し旋回が与えられる場合、燃焼用空気と燃
料とが急速に拡散混合されてカップ内で高負荷燃焼す
る。同時にカップ出口の端縁部に形成されているフラン
ジ状のディフレクターで大きな規模の逆流を火炎あるい
は燃焼用空気および燃料ガスに発生させて未燃ガスある
いは新鮮な燃料ガスと燃焼用空気との混合を早めること
によって保炎効果を持たせる。
働き、カップ背面の段差部分あるいはカップ近傍の燃料
管部分の空気導入口から流入する一部の燃焼用空気と燃
料とが予混合される。特に、カップ背面と燃料管とのい
ずれか一方あるいは双方の空気導入口から導入される燃
焼用空気に対し旋回が与えられる場合、燃焼用空気と燃
料とが急速に拡散混合されてカップ内で高負荷燃焼す
る。同時にカップ出口の端縁部に形成されているフラン
ジ状のディフレクターで大きな規模の逆流を火炎あるい
は燃焼用空気および燃料ガスに発生させて未燃ガスある
いは新鮮な燃料ガスと燃焼用空気との混合を早めること
によって保炎効果を持たせる。
【００１２】ここで、高過剰空気燃焼におけるフルロー
ドの時には、カップ出口の端縁部のディフレクターが主
体となって保炎が行われる。そして、一部の燃焼用空気
と燃料とが予混合されてカップ内で高負荷燃焼し、種火
として作用する。更に、最小燃焼時にカップ内に導入さ
れる燃焼用空気の量を理論空気量かそれ以上の量となる
ようにした場合、最小燃焼にターンダウンした時にもカ
ップ内に流入してくる一部の燃焼用空気と一部燃料との
間で良好な混合状態が維持される。
ドの時には、カップ出口の端縁部のディフレクターが主
体となって保炎が行われる。そして、一部の燃焼用空気
と燃料とが予混合されてカップ内で高負荷燃焼し、種火
として作用する。更に、最小燃焼時にカップ内に導入さ
れる燃焼用空気の量を理論空気量かそれ以上の量となる
ようにした場合、最小燃焼にターンダウンした時にもカ
ップ内に流入してくる一部の燃焼用空気と一部燃料との
間で良好な混合状態が維持される。
【００１３】一方、空気比１未満の還元燃焼時には、一
般に、ミニマムロード時にカップ内に流入する空気量が
高過剰空気燃焼時よりも少ないことから混合が維持でき
ずに大量のすすを発生させていた。しかし、請求項２の
発明の場合、最小燃料流量となるミニマムロード時で
も、燃料管内に設けられた旋回手段によって燃料に旋回
が与えられた処に燃焼用空気が噴き込まれるため、空気
と燃料とが急速に混合され、燃焼に必要な最小限の混合
エネルギーが維持される。更に、請求項３の発明の場
合、燃料管の先端が絞られて燃料流速が上げられるた
め、より一層空気と燃料との混合が良好となり、燃焼に
必要な最小限の混合エネルギーが維持される。
般に、ミニマムロード時にカップ内に流入する空気量が
高過剰空気燃焼時よりも少ないことから混合が維持でき
ずに大量のすすを発生させていた。しかし、請求項２の
発明の場合、最小燃料流量となるミニマムロード時で
も、燃料管内に設けられた旋回手段によって燃料に旋回
が与えられた処に燃焼用空気が噴き込まれるため、空気
と燃料とが急速に混合され、燃焼に必要な最小限の混合
エネルギーが維持される。更に、請求項３の発明の場
合、燃料管の先端が絞られて燃料流速が上げられるた
め、より一層空気と燃料との混合が良好となり、燃焼に
必要な最小限の混合エネルギーが維持される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
【００１５】図１〜図４に本発明の高ターンダウンバー
ナの一実施例を示す。この実施例の高ターンダウンバー
ナは、高過剰空気で燃焼させるのに適したタイプであ
る。
ナの一実施例を示す。この実施例の高ターンダウンバー
ナは、高過剰空気で燃焼させるのに適したタイプであ
る。
【００１６】バーナ１は燃料を噴射する燃料管（バーナ
ガンとも呼ばれる）３とその周りを囲繞して燃焼用空気
を導入する流路９を形成するバーナボディ８とから主に
構成されている。燃料管３はバーナボディ８の中央に配
置され、燃焼用空気の流れの中央に燃料を噴射するよう
に設けられている。燃料管３は、例えばその前部がステ
イ１２によってバーナボディ８に連結され、後端部がね
じ結合などによってバーナボディ８に着脱自在に固定さ
れて支持されている。そして、燃料管３の後端がバーナ
ボディ８から突出するように設けられて図示していない
燃料供給系と連結される。
ガンとも呼ばれる）３とその周りを囲繞して燃焼用空気
を導入する流路９を形成するバーナボディ８とから主に
構成されている。燃料管３はバーナボディ８の中央に配
置され、燃焼用空気の流れの中央に燃料を噴射するよう
に設けられている。燃料管３は、例えばその前部がステ
イ１２によってバーナボディ８に連結され、後端部がね
じ結合などによってバーナボディ８に着脱自在に固定さ
れて支持されている。そして、燃料管３の後端がバーナ
ボディ８から突出するように設けられて図示していない
燃料供給系と連結される。
【００１７】燃料管３の先端には燃料管３よりも大径の
カップ４が取り付けられている。そして、カップ４の端
縁部にはフランジ状のディフレクター５が設けられてい
る。ディフレクター５は溶接などによってカップ４に固
着されるか、一体成形されている。更に、カップ４の背
面の燃料管３との間の段差部分１０および燃料管３のカ
ップ背面よりもやや上流側には、バーナボディ８内を流
れる燃焼用空気の一部を燃料管３及びカップ４内に導入
するための空気導入口６，７が設けられている。この空
気導入口６，７は、より好ましくは最小燃焼時に少なく
とも理論空気量の燃焼用空気が導入される大きさの孔径
および数に設定されている。本実施例の場合、カップ背
面の段差部分１０とそれよりもやや上流側の燃料管３の
周面の双方に空気導入口６，７を設けているが、いずれ
か一方だけに設けられることもある。尚、カップ４や燃
料管３などは通常高耐熱性のステンレススティールなど
で形成されているが、これに特に限定されずその他の耐
熱鋼やセラミックスなどで形成しても良い。また、符号
１８で示されるカップの孔は図示していない点火用電極
や火炎監視用カメラをカップ４内に設置するためのもの
である。
カップ４が取り付けられている。そして、カップ４の端
縁部にはフランジ状のディフレクター５が設けられてい
る。ディフレクター５は溶接などによってカップ４に固
着されるか、一体成形されている。更に、カップ４の背
面の燃料管３との間の段差部分１０および燃料管３のカ
ップ背面よりもやや上流側には、バーナボディ８内を流
れる燃焼用空気の一部を燃料管３及びカップ４内に導入
するための空気導入口６，７が設けられている。この空
気導入口６，７は、より好ましくは最小燃焼時に少なく
とも理論空気量の燃焼用空気が導入される大きさの孔径
および数に設定されている。本実施例の場合、カップ背
面の段差部分１０とそれよりもやや上流側の燃料管３の
周面の双方に空気導入口６，７を設けているが、いずれ
か一方だけに設けられることもある。尚、カップ４や燃
料管３などは通常高耐熱性のステンレススティールなど
で形成されているが、これに特に限定されずその他の耐
熱鋼やセラミックスなどで形成しても良い。また、符号
１８で示されるカップの孔は図示していない点火用電極
や火炎監視用カメラをカップ４内に設置するためのもの
である。
【００１８】ここで、燃料管３の周面に開口される空気
導入口６は、燃料との混合性を良くするため、図４に示
すように燃料管３に対し接線方向に開口され、空気に対
し旋回を与えて噴き出させるように設けられている。ま
た、カップ４の段差部分１０に形成される空気導入口７
は空気が軸方向の旋回流を起こすように斜めに開口され
ることが好ましい。尚、空気導入口６，７から燃料管３
あるいはカップ４内に導入される燃焼用空気に旋回を与
えることはミニマムロード時の保炎性を高める上で効果
的であるが、必ずしも旋回を与えなくとも従来の高ター
ンダウンバーナよりも大きなターンダウン比が得られ
る。また、導入される燃焼用空気の量はミニマムロード
時に自燃できる程度の量、好ましくは理論空気量以上、
より好ましくは適正空気比の量であるが、必ずしも理論
空気量以上の空気が導入されなくとも従来のバーナより
もターンダウン比を大きくすることは可能である。
導入口６は、燃料との混合性を良くするため、図４に示
すように燃料管３に対し接線方向に開口され、空気に対
し旋回を与えて噴き出させるように設けられている。ま
た、カップ４の段差部分１０に形成される空気導入口７
は空気が軸方向の旋回流を起こすように斜めに開口され
ることが好ましい。尚、空気導入口６，７から燃料管３
あるいはカップ４内に導入される燃焼用空気に旋回を与
えることはミニマムロード時の保炎性を高める上で効果
的であるが、必ずしも旋回を与えなくとも従来の高ター
ンダウンバーナよりも大きなターンダウン比が得られ
る。また、導入される燃焼用空気の量はミニマムロード
時に自燃できる程度の量、好ましくは理論空気量以上、
より好ましくは適正空気比の量であるが、必ずしも理論
空気量以上の空気が導入されなくとも従来のバーナより
もターンダウン比を大きくすることは可能である。
【００１９】バーナ１の前部には燃料管３の先端のカッ
プ４部分において後流側が上流側よりも口径が急激に大
きくなるバーナスロート形状、即ち噴射口に向けて口径
が段階的に大きくなるバーナスロート１３を構成するバ
ーナタイル２が取り付けられている。そして、燃焼用空
気の流れをカップ４の周辺で低速化させ保炎性を高める
ように設けられている。バーナタイル２は支持金具１１
によってバーナボディ８に取り付けられている。
プ４部分において後流側が上流側よりも口径が急激に大
きくなるバーナスロート形状、即ち噴射口に向けて口径
が段階的に大きくなるバーナスロート１３を構成するバ
ーナタイル２が取り付けられている。そして、燃焼用空
気の流れをカップ４の周辺で低速化させ保炎性を高める
ように設けられている。バーナタイル２は支持金具１１
によってバーナボディ８に取り付けられている。
【００２０】以上のように構成されたバーナによると、
定格燃料が燃料管３に流される最大燃焼時には、バーナ
スロート１３を通過してカップの周りからバーナタイル
２内へ噴き出される燃焼用空気と燃料管３からカップ４
内を経てバーナタイル２内へ噴き出される燃料との一部
がフランジ状のディフレクター５の後流に形成される渦
流１６に巻き込まれて拡散され、火炎が吹き消されない
ように維持される。同時に、空気導入口６，７から導入
される一部の燃焼用空気と燃料とは、カップ４内および
それよりもやや上流側の燃料管３内で予混合されてから
主にカップ４内で燃焼し種火として作用する。このた
め、フルロード時でも火炎の吹き飛びを起こすことがな
い。
定格燃料が燃料管３に流される最大燃焼時には、バーナ
スロート１３を通過してカップの周りからバーナタイル
２内へ噴き出される燃焼用空気と燃料管３からカップ４
内を経てバーナタイル２内へ噴き出される燃料との一部
がフランジ状のディフレクター５の後流に形成される渦
流１６に巻き込まれて拡散され、火炎が吹き消されない
ように維持される。同時に、空気導入口６，７から導入
される一部の燃焼用空気と燃料とは、カップ４内および
それよりもやや上流側の燃料管３内で予混合されてから
主にカップ４内で燃焼し種火として作用する。このた
め、フルロード時でも火炎の吹き飛びを起こすことがな
い。
【００２１】一方、最小燃焼時には空気導入口６，７か
ら燃料管３およびカップ４内へ導入される燃焼用空気と
燃料ガスとの予混合によってカップ４内で火炎が主に形
成される。この時、カップ４内での燃焼は、少なくとも
理論空気量以上の空気と燃料ガスとが混合・拡散される
ため、良好な混合状態が維持された燃焼となり火炎が安
定する。
ら燃料管３およびカップ４内へ導入される燃焼用空気と
燃料ガスとの予混合によってカップ４内で火炎が主に形
成される。この時、カップ４内での燃焼は、少なくとも
理論空気量以上の空気と燃料ガスとが混合・拡散される
ため、良好な混合状態が維持された燃焼となり火炎が安
定する。
【００２２】図５に他の実施例を示す。この実施例は、
高過剰空気で燃焼させる場合だけでなく、還元燃焼（空
気比１未満での燃焼）でもすすを発生させずに高ターン
ダウンを可能とするようにしたものである。この実施例
のバーナの場合、燃料管３の周面に開口された空気導入
口６よりも上流にオリフィス１４を設置して、空気導入
口６から導入される燃焼用空気と混合される前に燃料を
増速させ、空気導入口６から導入される燃焼用空気と燃
料との混合エネルギルを確保するように設けられてい
る。特に、本実施例の場合、オリフィス１４としては、
燃料を軸方向に旋回させて噴射させる旋回角が孔５に与
えられている。したがって、燃料に旋回が与えられて高
速で噴射された処に燃焼用空気が流入されるため、空気
と燃料とが急速に混合される。そして、最小燃料流量と
なるミニマムロード時でも、燃焼に必要な最小限の混合
エネルギーが維持される。尚、本実施例のオリフィス１
４の孔１５は、ストレートに燃料を噴射するように設け
られても、空気と燃料の混合性を向上させるうえである
程度の効果は得られる。また、オリフィスに代えて軸流
スワラーを設置し、燃料を旋回させるようにしても良
い。
高過剰空気で燃焼させる場合だけでなく、還元燃焼（空
気比１未満での燃焼）でもすすを発生させずに高ターン
ダウンを可能とするようにしたものである。この実施例
のバーナの場合、燃料管３の周面に開口された空気導入
口６よりも上流にオリフィス１４を設置して、空気導入
口６から導入される燃焼用空気と混合される前に燃料を
増速させ、空気導入口６から導入される燃焼用空気と燃
料との混合エネルギルを確保するように設けられてい
る。特に、本実施例の場合、オリフィス１４としては、
燃料を軸方向に旋回させて噴射させる旋回角が孔５に与
えられている。したがって、燃料に旋回が与えられて高
速で噴射された処に燃焼用空気が流入されるため、空気
と燃料とが急速に混合される。そして、最小燃料流量と
なるミニマムロード時でも、燃焼に必要な最小限の混合
エネルギーが維持される。尚、本実施例のオリフィス１
４の孔１５は、ストレートに燃料を噴射するように設け
られても、空気と燃料の混合性を向上させるうえである
程度の効果は得られる。また、オリフィスに代えて軸流
スワラーを設置し、燃料を旋回させるようにしても良
い。
【００２３】図５のバーナによると、定格燃料が燃料管
３に流されるフルロード時には、高過剰空気であろうと
理論空気量以下の空気（還元燃焼時）であろうと、バー
ナスロート１３を通過してカップ４の周りからバーナタ
イル２内へ噴き出される燃焼用空気と燃料管３からカッ
プ４を経由してバーナタイル２内へ噴き出される燃料の
一部がフランジ状のディフレクター５の後流に形成され
る渦流１６に巻き込まれて拡散され、火炎が吹き消され
ないように維持される。同時に、空気導入口６，７から
導入される一部の燃焼用空気と燃料とはカップ４内およ
びそれよりもやや上流側で予混合されてからカップ４内
で燃焼するため種火として作用する。
３に流されるフルロード時には、高過剰空気であろうと
理論空気量以下の空気（還元燃焼時）であろうと、バー
ナスロート１３を通過してカップ４の周りからバーナタ
イル２内へ噴き出される燃焼用空気と燃料管３からカッ
プ４を経由してバーナタイル２内へ噴き出される燃料の
一部がフランジ状のディフレクター５の後流に形成され
る渦流１６に巻き込まれて拡散され、火炎が吹き消され
ないように維持される。同時に、空気導入口６，７から
導入される一部の燃焼用空気と燃料とはカップ４内およ
びそれよりもやや上流側で予混合されてからカップ４内
で燃焼するため種火として作用する。
【００２４】そして、従来には燃焼が困難な空気過剰率
１以下の還元燃焼でのミニマムロード時には、燃料管３
内に設けられた旋回手段・オリフィス１４によって燃料
に旋回が与えられて高速噴射された処に空気導入口６，
７から燃料管３およびカップ４内へ導入された燃焼用空
気が流入されるため、空気と燃料とが急速に混合され、
燃焼に必要な最小限の混合エネルギーが維持される。予
混合された燃料ガスはカップ４内で燃焼する。この燃焼
は本来空気不足状態であるためＣＯは発生するが、空気
と燃料とが良好に混合されるためすすの発生を抑えるこ
とができる。
１以下の還元燃焼でのミニマムロード時には、燃料管３
内に設けられた旋回手段・オリフィス１４によって燃料
に旋回が与えられて高速噴射された処に空気導入口６，
７から燃料管３およびカップ４内へ導入された燃焼用空
気が流入されるため、空気と燃料とが急速に混合され、
燃焼に必要な最小限の混合エネルギーが維持される。予
混合された燃料ガスはカップ４内で燃焼する。この燃焼
は本来空気不足状態であるためＣＯは発生するが、空気
と燃料とが良好に混合されるためすすの発生を抑えるこ
とができる。
【００２５】図６に他の実施例を示す。この実施例は、
図５のものよりバーナの能力・発熱量を増大させた状態
で高ターンダウンを可能とするものである。このバーナ
１は、燃料管３の先端部分１７を絞ってその部分に燃料
に旋回を与える旋回手段例えばオリフィス１４を設け、
更にその下流に燃料管の絞られた先端部分１７よりも大
径のカップ４を溶接などで固着している。より具体的に
は、同じ燃料ガスを使用する場合において、図５のバー
ナより１ランク上の能力・発熱量を確保するため図５の
大きさの燃料管よりも大きな燃料管を採用した上で、そ
の先端部分１７とカップ４とを図５の大きさのものとし
たものである。燃料管３と先端部分１７とは例えば溶接
などで連結されている。
図５のものよりバーナの能力・発熱量を増大させた状態
で高ターンダウンを可能とするものである。このバーナ
１は、燃料管３の先端部分１７を絞ってその部分に燃料
に旋回を与える旋回手段例えばオリフィス１４を設け、
更にその下流に燃料管の絞られた先端部分１７よりも大
径のカップ４を溶接などで固着している。より具体的に
は、同じ燃料ガスを使用する場合において、図５のバー
ナより１ランク上の能力・発熱量を確保するため図５の
大きさの燃料管よりも大きな燃料管を採用した上で、そ
の先端部分１７とカップ４とを図５の大きさのものとし
たものである。燃料管３と先端部分１７とは例えば溶接
などで連結されている。
【００２６】この構成のバーナによると、基本的には図
５のバーナと少なくとも同程度以上の燃焼状態が得ら
れ、還元燃焼にもすすを発生させずに高ターンダウン例
えば２０：１程度が可能となる。即ち、絞られた燃料管
先端部分１７において燃料流速が若干上げられる一方、
更に旋回手段・オリフィス１４によって燃料に旋回が与
えられ。そして、そこに燃焼用空気が旋回してあるいは
旋回せずに流入するため、空気と燃料とが急速に混合さ
れる。そして、最小燃料流量となるミニマムロード時で
も、燃焼に必要な最小限の混合エネルギーが維持され
る。
５のバーナと少なくとも同程度以上の燃焼状態が得ら
れ、還元燃焼にもすすを発生させずに高ターンダウン例
えば２０：１程度が可能となる。即ち、絞られた燃料管
先端部分１７において燃料流速が若干上げられる一方、
更に旋回手段・オリフィス１４によって燃料に旋回が与
えられ。そして、そこに燃焼用空気が旋回してあるいは
旋回せずに流入するため、空気と燃料とが急速に混合さ
れる。そして、最小燃料流量となるミニマムロード時で
も、燃焼に必要な最小限の混合エネルギーが維持され
る。
【００２７】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、旋回手段として本実施例ではオリフィス１
４を例示しているがこれに特に限定されず、軸流スワラ
ーや周縁に軸方向の螺旋溝を設けてその溝からのみ燃料
が流れ出るようにした堰板などを使用しても良い。ま
た、ミニマムロード時にカップ４内及び燃料管３内へ導
入される空気量は本実施例において主に説明した高過剰
空気バーナに適用した場合と異なり、比例制御バーナの
場合には自燃することができない程度のかなり低い空気
比とされることもある。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、旋回手段として本実施例ではオリフィス１
４を例示しているがこれに特に限定されず、軸流スワラ
ーや周縁に軸方向の螺旋溝を設けてその溝からのみ燃料
が流れ出るようにした堰板などを使用しても良い。ま
た、ミニマムロード時にカップ４内及び燃料管３内へ導
入される空気量は本実施例において主に説明した高過剰
空気バーナに適用した場合と異なり、比例制御バーナの
場合には自燃することができない程度のかなり低い空気
比とされることもある。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高ターンダウンバーナは、燃料管の先端にこの燃料管
よりも大径のカップを設ける一方、このカップの背面の
段差部分あるいはその近傍の燃料管部分に空気導入口を
設けると共にカップの端縁部にフランジ状のディフレク
ターを設けているので、フルロード時にはカップ内での
燃焼が種火として作用しつつカップ出口のディフレクタ
ーの後流に起こる逆流によって主に保炎され、ミニマム
ロード時にはカップ内で空気導入口から流入する燃焼用
空気と燃料ガスとが良好に混合して火炎を保つことがで
き、従来よりもはるかに大きなターンダウン比例えば２
０：１程度が実現できる。
の高ターンダウンバーナは、燃料管の先端にこの燃料管
よりも大径のカップを設ける一方、このカップの背面の
段差部分あるいはその近傍の燃料管部分に空気導入口を
設けると共にカップの端縁部にフランジ状のディフレク
ターを設けているので、フルロード時にはカップ内での
燃焼が種火として作用しつつカップ出口のディフレクタ
ーの後流に起こる逆流によって主に保炎され、ミニマム
ロード時にはカップ内で空気導入口から流入する燃焼用
空気と燃料ガスとが良好に混合して火炎を保つことがで
き、従来よりもはるかに大きなターンダウン比例えば２
０：１程度が実現できる。
【００２９】また、請求項２の発明の場合、還元燃焼で
のミニマムロード時にも、旋回手段によって旋回が与え
られて高速噴射された燃料に空気導入口から燃焼用空気
が流入されるように設けられているので、空気と燃料と
が急速に混合され、燃焼に必要な最小限の混合エネルギ
ーが維持される。したがって、還元燃焼であるためＣＯ
は発生するが、すすの発生を抑えてターンダウン比を大
きくできる。
のミニマムロード時にも、旋回手段によって旋回が与え
られて高速噴射された燃料に空気導入口から燃焼用空気
が流入されるように設けられているので、空気と燃料と
が急速に混合され、燃焼に必要な最小限の混合エネルギ
ーが維持される。したがって、還元燃焼であるためＣＯ
は発生するが、すすの発生を抑えてターンダウン比を大
きくできる。
【００３０】更に、請求項３の発明の場合、燃料管の先
端が絞られて燃料流速が上げられるので、より一層空気
と燃料との混合が良好となり、燃焼に必要な最小限の混
合エネルギーが維持されることからターンダウン比を大
きく採れる。
端が絞られて燃料流速が上げられるので、より一層空気
と燃料との混合が良好となり、燃焼に必要な最小限の混
合エネルギーが維持されることからターンダウン比を大
きく採れる。
【００３１】前述のカップは予混合チャンバーとして働
く。カップ背面には予混合空気採取り入れ孔を設け燃料
パイプにはスピン角を持った空気流入孔を設ける。この
取り入れ孔はミニマム燃焼時に理論混合比かそれ以上の
空気が導入できるようにする。
く。カップ背面には予混合空気採取り入れ孔を設け燃料
パイプにはスピン角を持った空気流入孔を設ける。この
取り入れ孔はミニマム燃焼時に理論混合比かそれ以上の
空気が導入できるようにする。
【００３２】前述のように予混合は最小燃焼時に理論混
合比になるように空気取り入れ孔を調整するが空気量は
全体としては多めで空気比で２〜１０になるようにして
いる。
合比になるように空気取り入れ孔を調整するが空気量は
全体としては多めで空気比で２〜１０になるようにして
いる。
【００３３】空気比１未満の還元燃焼の場合は、同一の
構造のバーナではカップ内に流入する空気量が少なく、
混合が維持できない。そこで、燃料管内にオリフィスを
設けこれにもスピンを与えることにより、更に混合力を
強化すると同時に標準のバーナガンより小口径のノズル
を用いることにより燃料全体としての噴出速度を若干上
げるためにバーナタイル内での空気と燃料と混合の良化
を図る。
構造のバーナではカップ内に流入する空気量が少なく、
混合が維持できない。そこで、燃料管内にオリフィスを
設けこれにもスピンを与えることにより、更に混合力を
強化すると同時に標準のバーナガンより小口径のノズル
を用いることにより燃料全体としての噴出速度を若干上
げるためにバーナタイル内での空気と燃料と混合の良化
を図る。
【００３４】また、請求項４記載の発明によれば、カッ
プ内での燃焼は、少なくとも理論空気量以上の空気と燃
料ガスとが良好な混合状態で混合・拡散されるため、高
負荷燃焼となり火炎が安定する。
プ内での燃焼は、少なくとも理論空気量以上の空気と燃
料ガスとが良好な混合状態で混合・拡散されるため、高
負荷燃焼となり火炎が安定する。
【００３５】更に、請求項５に記載の発明によれば、燃
焼用空気に旋回が与えられて燃料ガスと混合されるため
ミニマムロード時の保炎性を高めることができ、ターン
ダウン比を大きくできる。
焼用空気に旋回が与えられて燃料ガスと混合されるため
ミニマムロード時の保炎性を高めることができ、ターン
ダウン比を大きくできる。
【図１】本発明の高ターンダウンバーナの一実施例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】図１のバーナの燃料管とカップとを拡大して示
す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は半分を断面して示
す正面図である。
す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は半分を断面して示
す正面図である。
【図３】カップ部分の平面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】本発明の他の実施例にかかる燃料管とカップと
を拡大して示す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は半分
を断面して示す正面図である。
を拡大して示す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は半分
を断面して示す正面図である。
【図６】本発明の更に他の実施例にかかる燃料管とカッ
プとを拡大して示す縦断面図である。
プとを拡大して示す縦断面図である。
【図７】従来の高ターンダウンバーナの一例を示す概略
図である。
図である。
１ バーナ ２ バーナタイル ３ 燃料管 ４ カップ ５ ディフレクター ６，７ 空気導入口 １０ カップ背面の段差部分 １３ バーナスロート １４ 旋回手段たるオリフィス １７ 燃料管の絞られた先端部分
Claims (5)
- 【請求項１】 噴射口に向けて口径が段階的に大きくな
るバーナスロート内に燃料噴射管を配置すると共に該燃
料噴射管の周りに燃焼用空気を流す高ターンダウンバー
ナにおいて、前記燃料管の先端にこの燃料管よりも大径
のカップを形成すると共に該カップの背面の前記燃料管
との段差部分およびその近傍の燃料管部分とのいずれか
一方あるいは双方に空気導入口を設け、更に前記カップ
の端縁部にフランジ状のディフレクターを設けたことを
特徴とする高ターンダウンバーナ。 - 【請求項２】 噴射口に向けて口径が段階的に大きくな
るバーナスロート内に燃料噴射管を配置すると共に該燃
料噴射管の周りに燃焼用空気を流す高ターンダウンバー
ナにおいて、前記燃料管の先端の内部に燃料に旋回を与
える旋回手段を設け、更にその下流に前記燃料管よりも
大径のカップを形成すると共にカップの端縁部にフラン
ジ状のディフレクターを設け、前記カップの背面の前記
燃料管との段差部分および前記旋回手段より下流の燃料
管部分のいずれか一方あるいは双方に空気導入口を設
け、前記旋回手段で旋回が与えられた燃料と前記空気導
入口から導入される燃焼用空気の一部とを予混合させる
ことを特徴とする高ターンダウンバーナ。 - 【請求項３】 前記燃料管の先端部分を絞ると共にその
内部に燃料に旋回を与える旋回手段を設け、更にその下
流に燃料管の絞られた部分よりも大径のカップを形成す
ると共に該カップの端縁部にフランジ状のディフレクタ
ーを設け、前記カップの背面の燃料管との段差部分およ
び前記旋回手段より下流の絞られた燃料管部分のいずれ
か一方あるいは双方に空気導入口を設け、前記旋回手段
で旋回が与えられた燃料と前記空気導入口から導入され
る燃焼用空気の一部とを予混合させることを特徴とする
請求項２記載の高ターンダウンバーナ。 - 【請求項４】 前記空気導入口は、高過剰空気供給時の
最小燃焼時に前記カップ内へ導入される空気量が理論空
気量以上となる大きさであることを特徴とする請求項１
から３までのいずれかに記載の高ターンダウンバーナ。 - 【請求項５】 前記空気導入口は、燃料管内及びカップ
内へ旋回を与えて燃焼用空気を導入するものであること
を特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の高
ターンダウンバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6220798A JP2769439B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 高ターンダウンバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6220798A JP2769439B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 高ターンダウンバーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861614A true JPH0861614A (ja) | 1996-03-08 |
| JP2769439B2 JP2769439B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=16756737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6220798A Expired - Fee Related JP2769439B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 高ターンダウンバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769439B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7775182B2 (en) | 2005-07-04 | 2010-08-17 | Miura Co., Ltd | Boiler |
| JP2010190483A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Ngk Insulators Ltd | 長炎ｌｎｇバーナー |
| JP2012202632A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Tokyo Gas Co Ltd | バーナ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102528A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-13 | ||
| JPS5381603A (en) * | 1976-12-26 | 1978-07-19 | Meinan Machinery Works | Dryzng of veneer board |
| JPS54133781A (en) * | 1978-04-09 | 1979-10-17 | Tooru Hamada | Skin contact therapy |
| JPS55160171A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-12 | Hitachi Ltd | Method of assembling hydraulic machine |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP6220798A patent/JP2769439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102528A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-13 | ||
| JPS5381603A (en) * | 1976-12-26 | 1978-07-19 | Meinan Machinery Works | Dryzng of veneer board |
| JPS54133781A (en) * | 1978-04-09 | 1979-10-17 | Tooru Hamada | Skin contact therapy |
| JPS55160171A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-12 | Hitachi Ltd | Method of assembling hydraulic machine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7775182B2 (en) | 2005-07-04 | 2010-08-17 | Miura Co., Ltd | Boiler |
| JP2010190483A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Ngk Insulators Ltd | 長炎ｌｎｇバーナー |
| JP2012202632A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Tokyo Gas Co Ltd | バーナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2769439B2 (ja) | 1998-06-25 |
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