(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気比が１．３以上の希薄混合気が供給される混合室の前端面に炎孔板を有する低ＮＯｘバーナにおいて、上記炎孔板に炎孔を同心状又は平行に複数列設けると共に、隣合う炎孔列の対応する炎孔同士の火炎を互いに衝突させる為に、対応する炎孔同士がその噴出側に近付くほど互いに接近するように少なくとも一方の炎孔を傾斜させて成る低ＮＯｘバーナ。
【請求項２】
炎孔板の周囲に前方へ突出した燃焼筒を設けると共に、最外側の列の炎孔を外方へ傾斜させて、該炎孔から出た火炎を燃焼筒に衝突せしめて成る請求項１記載の低ＮＯｘバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、予混合希薄燃焼型の低ＮＯｘバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
予混合による低ＮＯｘ化には、空気比１．０以下の燃料リッチ燃焼と、空気比１．３以上の希薄燃焼との二つの方法がある。このうち希薄燃焼法は火炎温度が低いため、燃料リッチ燃焼法に比し大幅にＮＯｘ値を低減できるという利点がある。従って、例えば繊維染色後の乾燥工程においては、僅かなＮＯｘも繊維を変色させてしまうことがあるために、この種の希薄燃焼型低ＮＯｘバーナ（例えば空気比１．５）が重用されている。しかしその反面、空気比が大きくなると燃焼速度が遅くなるためにリフティングが発生し易くなり、火炎が吹き消えたり未燃分が残ったりし易いという欠点があり、その対策として従来は、図１に示すように、炎孔板２の周囲の燃焼筒４をバーナタイルで構成すると共に、その筒長を長くし、このバーナタイルによって保炎を行っていた。このバーナタイル保炎方式によれば、熱容量の大きいバーナタイルが赤熱されて混合気に接触するために、吹き消えが起こり難くなって燃焼が安定する上に、未燃混合気にもバーナタイルから熱が伝わって燃焼し易くなって、熱効率も改善される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述のようにバーナタイルで保炎を行う希薄燃焼方式は、低ＮＯｘ効果が優れている反面、大きなタイル長を必要とするために、バーナボディが大型化し重量も大きくなるという欠点があり、また燃料が希薄で炎孔からの噴出速度が速い上に、未燃分が多くて燃焼断面負荷が大きくとれないために保炎の余裕が小さく、ターンダウン比も大きくとれないという欠点があった。本発明はこれらの欠点を改善し、軽量且つコンパクトでしかもターンダウン比も大きくとれるような希薄燃焼型の低ＮＯｘバーナを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による低ＮＯｘバーナは、図２に示すように、空気比が１．３以上の希薄混合気が供給される混合室１の前端面に炎孔板２を有する低ＮＯｘバーナにおいて、上記炎孔板２に炎孔３を同心状又は平行に複数列設けると共に、隣合う炎孔列の対応する炎孔３ａ，３ｂ同士がその噴出側に近付くほど互いに接近するように少なくとも一方３ａを傾斜させることにより、その火炎同士を衝突させるようにしたものであって、火炎同士を衝突させて乱流を発生させることにより、実質的に混合気の軸方向の流速を低下させてリフトを防止し、保炎を行うようにした点に特徴を有するものである。従ってこの構成によれば、バーナタイルの赤熱面で保炎する方法に比し、遥かに短い距離で強固な保炎を行うことができ、全体として短い火炎長で燃焼を完結させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図２は本発明による低ＮＯｘバーナの一実施例を示したもので、混合室１の後部には空気比が１．３以上（例えば１．６）の希薄混合気が供給されており、この混合室１の前端面に炎孔板２が装着され、炎孔板２の周縁には前方に突出する燃焼筒４が設けられている。炎孔板２には、図３に示すように、炎孔３，３ａ，３ｂが同心状に設けられ、これらのうち隣合う２列の炎孔の対応する炎孔３ａ，３ｂ同士がその噴出側に近付くほど互いに接近して火炎を互いに衝突させるように、一方の列の各炎孔３ａが傾斜して形成されている。なお本実施例では、火炎の分布を調整するために、傾斜した炎孔３ａと交差させて補正用の炎孔３ｃが穿設されており、この炎孔３ｃにも傾斜炎孔３ａとは全く独立に所定量の混合気を供給することができる。
【０００６】
図４は本発明の他の実施例を示したもので、同図（ａ）又は（ｂ）に示すように、傾斜させる炎孔列はどの列でもよく、また同図（ｃ）に示すように、３列の炎孔３ａ，３ｂ，３ｃをその噴出側に近付くほど互いに接近させて火炎を互いに衝突させるようにしてもよい。なお同図（ｂ）において、最外側の炎孔列３ｃを燃焼筒４に向けて傾斜させているのは、燃焼筒４と衝突させることにより、混合気の軸方向の流速を遅くしてリフティングを防止すると同時に、燃焼筒４を高温に維持することによって、火炎の冷却によるアルデヒドの発生を抑制し、アルデヒドによる繊維の変色を防止するためである。図５は本発明の更に他の実施例を示したもので、角形バーナの炎孔板２に設けた３列ずつの炎孔３，３ａ，３ｂのうち、両側の２列の炎孔３ａ，３ｂを傾斜させ、火炎同士を衝突させるようにしたものである。
【０００７】
【実施例】
図６のグラフは、図２〜３に示した本発明のバーナ（定格負荷＝１５万ｋｃａｌ／ｈ，燃焼筒の内径Ｄ＝１３０ｍｍφ，筒長Ｌ＝１０７ｍｍ）を使用して、空気比を種々に変化させた場合における燃焼量とＮＯｘ値との関係を測定したものである。なおここには示されていないが、空気比１．６では燃焼量６〜１６万ｋｃａｌ／ｈでＮＯｘ値５ｐｐｍ以下という結果を得た。また本実施例による燃焼断面負荷を、図１に示した従来のバーナ（定格負荷＝１０万ｋｃａｌ／ｈ，燃焼筒の内径Ｄ＝１４０φ，筒長Ｌ＝２３０ｍｍ）と比較すると、従来バーナでは燃焼断面負荷＝６６７×１０4 ｋｃａｌ／ｍ2 ｈとなるのに対し、本実施例では燃焼断面負荷＝１１５３×１０4 ｋｃａｌ／ｍ2 ｈとなる。従って同一燃焼量では断面積が約６割に低減でき、筒長の短縮化と共に大幅な小型化、軽量化が可能である。
【０００８】
【発明の効果】
本発明は上述のように、対応する炎孔同士がその噴出側に近付くほど互いに接近するように少なくとも一方の炎孔を傾斜させることで隣合う火炎同士を互いに衝突させて、乱流を起こさせることによって実質上流速を下げ、リフティングを防止することにより保炎するようにしたものであるから、バーナタイルの赤熱面で保炎する方法に比し、長いバーナタイルを必要とせず、バーナボディを軽量且つコンパクトに構成できるという利点があり、また火炎同士がリフトを抑制し合って、全体として比較的短い火炎長で燃焼を完結させ、且つ燃焼を安定化させることができるので、燃焼断面負荷を大きくとることができ、ターンダウン比を比較的大きく設定することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例を示す縦断面図。
【図３】（ａ）は同上の正面図、（ｂ）は同じく要部断面図。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の他の実施例の要部断面図。
【図５】本発明の更に他の実施例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。
【図６】本発明の一実施例による測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１  混合室
２  炎孔板
３  炎孔
４  燃焼筒（バーナタイル）
【図１】
0003699555.tif 000002
【図２】
0003699555.tif 000003
【図３】
0003699555.tif 000004
【図４】
0003699555.tif 000005
【図５】
0003699555.tif 000006
【図６】
0003699555.tif 000007