(57)【要約】【課題】バーナー加熱による火口の消耗度を少なくする冷却式加熱バーナーを提供する。【解決手段】燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室１０と、酸素Ｂが導入される酸素室２０と、冷却媒体Ｃが導入される冷却室３０とを備え、冷却室３０の端面に先端火口部４０が形成されていると共に、燃焼ガス室１０から冷却室３０を経由して燃焼ガスＡを先端火口部４０に導く第１パイプ５０と、酸素室２０から冷却室３０を経由して酸素Ｂを先端火口部４０に導く第２パイプ６０を備えている。また、燃焼ガス室１０、酸素室２０、並びに冷却室３０を、複数段で構成することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体Ｃが導入される冷却室を備え、前記冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部が形成されていると共に、燃焼ガスＡを前記冷却室を貫通して前記先端火口部に導く第１パイプと、酸素Ｂを前記冷却室を貫通して前記先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする冷却式加熱バーナー。
【請求項２】
燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、酸素Ｂが導入される酸素室と、冷却媒体Ｃが導入される冷却室とを備え、前記冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部が形成されていると共に、前記燃焼ガス室から冷却室を貫通して燃焼ガスＡを前記先端火口部に導く第１パイプと、前記酸素室から前記冷却室を貫通して酸素Ｂを前記先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする冷却式加熱バーナー。
【請求項３】
前記燃焼ガス室、前記酸素室、並びに前記冷却室は、この順で縦列に複数段で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却式加熱バーナー。
【請求項４】
前記酸素室、前記燃焼ガス室、並びに前記冷却室は、この順で縦列に複数段で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却式加熱バーナー。
【請求項５】
燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、酸素Ｂが導入される酸素室と、酸素Ｂが導入される冷却室をこの順に複数段に構成し、
前記冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成すると共に、前記冷却室の先端火口部付近に酸素Ｂを導入し、前記冷却室に導入した酸素Ｂを更に前記酸素室に導入すると共に、
前記燃焼ガス室から前記酸素室及び前記冷却室を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部に導く第１パイプと、前記酸素室から前記冷却室を貫通して酸素Ｂを先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする冷却式バーナー。
【請求項６】
酸素Ｂが導入される酸素室と、燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、燃焼ガスＡが導入される冷却室をこの順に複数段に構成し、
前記冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成すると共に、前記冷却室の先端火口部付近に燃焼ガスＡを導入し、前記冷却室に導入した燃焼ガスＡを更に前記燃焼ガス室に導入すると共に、
前記酸素室から前記燃焼ガス室及び前記冷却室を貫通して酸素Ｂを先端火口部に導く第２パイプと、前記燃焼ガス室から前記冷却室を貫通して燃焼ガスＢを先端火口部に導く第１パイプを備えたことを特徴とする冷却式バーナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷却構造を備えた冷却式加熱バーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷却構造を備えた加熱バーナーとして、例えば特開平９−２６４５１６号公報に示すものがあった。これは、炉本体に一次バーナーと二次バーナーとを備え、これら各バーナーの焚口を冷却するための冷却装置が設けられたもので、各バーナーでの燃焼の際に焚口の周囲を冷却するので、燃料の燃焼の際の火炎の表面温度が下がり、従って、燃焼が緩慢に行われ、大量の不活性ガスを使用することなく、燃焼温度を抑えてＮＯｘの生成の大幅な抑制を行うことができるというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２６４５１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術（特開平９−２６４５１６号）では、一次ノズル４を大径筒９の途中まで挿通し、大径筒９の挿通部９ａの焚口外周を第１水冷ジャケット１０で被覆し、また、二次ノズル５を小径筒２０に挿通し、小径筒２０の焚口外周を第２水冷ジャケット２１で被覆している。従って、各ノズルの焚口周辺を冷却することはできるが、各ノズル自身の先端火口を直接冷却することはできない。
【０００５】
このように、従来の加熱バーナーは、バーナー自身のノズル先端火口の冷却については考慮されていない。そのため、バーナー自身の火炎熱によりノズル先端の傷みが著しくなり、消耗が早いという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、バーナー加熱による火口の消耗度を少なくする冷却式加熱バーナーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１による冷却式加熱バーナーの発明は、冷却媒体Ｃが導入される冷却室を備え、冷却室の端面に先端火口部が形成されていると共に、燃焼ガスＡを冷却室を経由して先端火口部に導く第１パイプと、酸素Ｂを冷却室を経由して先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２による冷却式加熱バーナーの発明は、燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、酸素Ｂが導入される酸素室と、冷却媒体Ｃが導入される冷却室とを備え、冷却室の端面に先端火口部が形成されていると共に、燃焼ガス室から冷却室を経由して燃焼ガスＡを先端火口部に導く第１パイプと、酸素室から冷却室を経由して酸素Ｂを先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３による冷却式加熱バーナーの発明は、請求項２の発明において、燃焼ガス室、酸素室、並びに冷却室を、この順で縦列に複数段で構成することを特徴とする。
【００１０】
請求項４による冷却式加熱バーナーの発明は、請求項２の発明において、酸素室、燃焼ガス室、並びに冷却室を、この順で縦列に複数段で構成することを特徴とする。
【００１１】
請求項５による冷却式加熱バーナーの発明は、燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、酸素Ｂが導入される酸素室と、酸素Ｂが導入される冷却室をこの順に複数段に構成し、
冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成すると共に、冷却室の先端火口部付近に酸素Ｂを導入し、冷却室に導入した酸素Ｂを更に酸素室に導入すると共に、
燃焼ガス室から酸素室及び冷却室を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部に導く第１パイプと、酸素室から冷却室を貫通して酸素Ｂを先端火口部に導く第２パイプを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６による冷却式加熱バーナーの発明は、酸素Ｂが導入される酸素室と、燃焼ガスＡが導入される燃焼ガス室と、燃焼ガスＡが導入される冷却室をこの順に複数段に構成し、
冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成すると共に、冷却室の先端火口部付近に燃焼ガスＡを導入し、冷却室に導入した燃焼ガスＡを更に燃焼ガス室に導入すると共に、
酸素室から燃焼ガス室及び冷却室を貫通して酸素Ｂを先端火口部に導く第２パイプと、燃焼ガス室から冷却室を貫通して燃焼ガスＢを先端火口部に導く第１パイプを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１（ａ）及び（ｂ）はこの発明の実施の形態１による冷却式加熱バーナーを示す側面断面図（図１（ｂ）のａ−ａ線断面図）及び正面図である。
【００１４】
図１において、本実施の形態の冷却式加熱バーナーの主要構成は、ＬＰＧや水素等の燃焼ガスＡを導入する燃焼ガス室１０と、酸素Ｂを導入する酸素室２０と、冷却媒体Ｃを導入する冷却室３０とを複数段構成で備えている。そして、燃焼ガス室１０から冷却室３０を介して燃焼ガスＡを先端火口部４０に導く第１パイプ５０と、酸素室２０から冷却室３０を介して酸素Ｂを先端火口部４０に導く第２パイプ６０を備えている。
【００１５】
次に、各構成部分の詳細について説明する。燃焼ガス室１０は隔壁１２により囲まれており、燃焼ガス通路１１を通じて燃焼ガスＡが導入される。燃焼ガス室１０内には、仕切り壁１３が設けられ、燃焼ガスＡを均等圧に調整する燃焼ガス均圧室１５を構成している。燃焼ガス導入口１４は燃焼ガスＡを燃焼ガス均圧室１５に導く案内口である。酸素室２０には、酸素Ｂがガス通路２１から隔壁１２と隔壁２２の間ならびに酸素導入口２３を通して、導入されるようになっている。冷却室３０には、冷却水や冷却空気の様な冷却媒体Ｃが冷却媒体導入通路３１を通して導入され、また、冷却媒体排出通路３２を通して排出される。
【００１６】
燃焼ガス室１０の燃焼ガス均圧室１５からは、酸素室２０及び冷却室３０を通して先端火口部４０に貫通する第１パイプ５０が設けられ、燃焼ガスＡを燃焼ガス均圧室１５から先端火口部４０に導くように構成されている。酸素室２０からは、冷却室３０を通して先端火口部４０に貫通する第２パイプ６０が設けられ、燃焼ガスＡを酸素室２０から先端火口部４０に導くように構成されている。なお、先端火口部４０における火炎生成に際して酸欠を防止するために、燃焼ガスＡを通す第１パイプ５０の径より酸素Ｂを通す第２パイプ６０の径の方を大きくしている。
【００１７】
次に、この発明の実施の形態１による冷却式加熱バーナーの動作について説明する。燃焼ガスＡは、燃焼ガス通路１１を通じて燃焼ガス室１０に導入され、燃焼ガス導入口１４から燃焼ガス均圧室１５に導かれる。そして、燃焼ガスＡは、燃焼ガス均圧室１５でほぼ均等圧に調整され、第１パイプ５０を通じて冷却室３０を経由して先端火口部４０に導かれる。また、酸素Ｂは、ガス通路２１から隔壁１２と隔壁２２の間ならびに酸素導入口２３を通して、酸素室２０に導入される。そして、酸素Ｂは、第２パイプ６０を通じて冷却室３０を経由して先端火口部４０に導かれる。更に、冷却水や冷却空気等の冷却媒体Ｃは、冷却媒体導入通路３１から冷却室３０に導入され、冷却媒体排出通路３２を通して排出される。
【００１８】
第１パイプ５０を通じて先端火口部４０から吐き出される燃焼ガスＡ及び第２パイプ６０を通じて先端火口部４０から吐き出される酸素Ｂは、あいまって火炎を形成するが、先端火口部４０は冷却室３０と直接接しているので、燃焼ガスＡの吐出口である第１パイプ５０の先端火口、並びに酸素Ｂの吐出口である第２パイプ６０の先端火口は、常時冷却され、加熱による火口の傷み及び消耗を著しく低下させることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態１の説明では、燃焼ガス室１０と、酸素室２０と、冷却室３０とをこの順序で複数段に構成し、燃焼ガス室１０から酸素室２０及び冷却室３０を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部４０に導く第１パイプ５０と、酸素室２０から冷却室３０を貫通して酸素Ｂを先端火口部４０に導く第２パイプ６０を備えたものを示したが、酸素室と、燃焼ガス室と、冷却室とをこの順序で複数段に構成し、燃焼ガス室から冷却室を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部に導く比較的幅狭のパイプと、酸素室から燃焼ガス室及び冷却室を経由して酸素Ｂを先端火口部に導く比較的幅広のパイプを備えたものであっても良い。
【００２０】
また、上記実施の形態１の説明では、図１（ｂ）に示すように、先端火口部４０として円形上のものを示したが、多角形状等でも構わない。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１では、冷却室の端面に先端火口部を形成すると共に冷却室に冷却媒体Ｃを導入するような構成にしたが、本実施の形態では、冷却室の端面に先端火口部を形成すると共に冷却媒体Ｃの代わりに酸素又は燃焼ガスを冷却室に導入するような構成とする。
【００２２】
以下、この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。図２（ａ）及び（ｂ）はこの発明の実施の形態２による冷却式加熱バーナーを示す側面断面図及び正面図である。
【００２３】
図２において、本実施の形態の冷却式加熱バーナーの主要構成は、冷却のための酸素Ｂを導入する冷却室３５と、冷却室３５から酸素Ｂを導入する酸素室２０と、ＬＰＧや水素等の燃焼ガスＡを導入する燃焼ガス室１０とを縦列に複数段構成で備えている。そして、燃焼ガス室１０から冷却室３５を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部４０に導く第１パイプ５０と、酸素室２０から冷却室３５を貫通して酸素Ｂを先端火口部４０に導く第２パイプ６０を備えている。
【００２４】
次に、各構成部分の詳細について説明する。燃焼ガス室１０は隔壁１２により囲まれており、燃焼ガス通路１１を通じて燃焼ガスＡが導入される。燃焼ガス室１０内には、仕切り壁１３が設けられ、燃焼ガスＡを均等圧に調整する燃焼ガス均圧室１５を構成している。燃焼ガス導入口１４は燃焼ガスＡを燃焼ガス均圧室１５に導く案内口である。酸素室２０及び冷却室３５も隔壁１２によりそれぞれ隔離されている。
【００２５】
酸素Ｂは、酸素ガス通路２１から隔壁１２と外壁２２の間を通って酸素導入口２６に導かれ、冷却室３５に導入されるようになっている。酸素導入口２６は冷却室３５の先端火口部４０に接近した位置に設けられている。そして、冷却室３５と酸素室２０の間の隔壁に通路７０が設けられ、冷却室３５に導入された酸素Ｂが酸素室２０に導かれるようになっている。
【００２６】
燃焼ガス室１０の燃焼ガス均圧室１５からは、酸素室２０及び冷却室３５を通して先端火口部４０に貫通する第１パイプ５０が設けられ、燃焼ガスＡを燃焼ガス均圧室１５から先端火口部４０に導くように構成されている。酸素室２０からは、冷却室３５を通して先端火口部４０に貫通する第２パイプ６０が設けられ、酸素Ｂを酸素室２０から先端火口部４０に導くように構成されている。なお、先端火口部４０における火炎生成に際して酸欠を防止するために、燃焼ガスＡを通す第１パイプ５０の径より酸素Ｂを通す第２パイプ６０の径の方を大きくしている。
【００２７】
次に、この発明の実施の形態２による冷却式加熱バーナーの動作について説明する。燃焼ガスＡは、燃焼ガス通路１１を通じて燃焼ガス室１０に導入され、燃焼ガス導入口１４から燃焼ガス均圧室１５に導かれる。そして、燃焼ガスＡは、燃焼ガス均圧室１５でほぼ均等圧に調整され、第１パイプ５０を通じて冷却室３５を経由して先端火口部４０に導かれる。一方、酸素Ｂは、酸素ガス通路２１から隔壁１２と外壁２２の間ならびに酸素導入口２６を介して、冷却室３５の先端火口部４０付近に導入される。ここで、酸素ガス通路２１から導入される酸素は、一般に圧縮された低温度のガスであるので、冷却室３５の先端火口側端面を冷却する役割を果す。
【００２８】
そして、冷却室３５に導入された酸素Ｂは、冷却室３５と酸素室２０の間の隔壁に設けられた通路７０を通して、酸素室２０に導入される。その後、酸素Ｂは、酸素室２０から第２パイプ６０を通じて冷却室３５を経由して先端火口部４０に導かれる。
【００２９】
第１パイプ５０を通じて先端火口部４０から吐き出される燃焼ガスＡ及び第２パイプ６０を通じて先端火口部４０から吐き出される酸素Ｂは、あいまって火炎を形成するが、先端火口部４０は冷却室３５と直接接しているので、燃焼ガスＡの吐出口である第１パイプ５０の先端火口、並びに酸素Ｂの吐出口である第２パイプ６０の先端火口は、常時冷却され、加熱による火口の傷み及び消耗を著しく低下させることができる。
【００３０】
また、冷却室３５に導入される酸素Ｂは、冷却室３５の先端火口部端面で熱せられ温まるので、酸素室２０及び第２パイプ６０を通じて吐き出される酸素Ｂも温度が上昇しており、火炎の形成がスムースになる。
【００３１】
なお、上記実施の形態２の説明では、燃焼ガス室１０と、酸素室２０と、冷却室３５とをこの順序で複数段に構成し、酸素Ｂを冷却室３５の先端火口部付近に導入し、冷却室３５に導入した酸素Ｂを更に酸素室に導入すると共に、燃焼ガス室１０から酸素室２０及び冷却室３５を貫通して燃焼ガスＡを先端火口部４０に導く第１パイプ５０と、酸素室２０から冷却室３５を貫通して酸素Ｂを先端火口部４０に導く第２パイプ６０を備えたものを示したが、酸素室と、燃焼ガス室と、冷却室とをこの順序で複数段に構成し、燃焼ガスＡを冷却室の先端火口部付近に導入し、冷却室に導入した燃焼ガスＡを更に燃焼ガス室に導入すると共に、燃焼ガス室から冷却室を経由して燃焼ガスＡを先端火口部に導く比較的幅狭のパイプと、酸素室から燃焼ガス室及び冷却室を経由して酸素Ｂを先端火口部に導く比較的幅広のパイプを備えたものであっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１及び請求項２の発明によれば、冷却媒体Ｃが導入される冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成し、燃焼ガスＡを冷却室を貫通して先端火口部に導く第１パイプと、酸素Ｂを冷却室を貫通して先端火口部に導く第２パイプを備えたので、燃焼ガスＡの吐出口である第１パイプの先端火口、並びに酸素Ｂの吐出口である第２パイプの先端火口は常時冷却され、加熱による火口の傷み及び消耗を著しく低下させることができる。
【００３３】
また、請求項３及び請求項４の発明によれば、上記効果に加え、加熱バーナー自体の構造を簡単化することができる。
【００３４】
また、請求項５及び請求項６の発明によれば、冷却室の端面に燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの先端火口部を形成すると共に、冷却室の先端火口部付近に酸素Ｂ又は燃焼ガスＡを導入して、冷却室に導入した酸素Ｂ又は燃焼ガスＡを更に酸素室又は燃焼ガス室に導入すると共に、燃焼ガスＡ及び酸素Ｂを冷却室を貫通して先端火口部に導くパイプを備えたので、燃焼ガスＡ及び酸素Ｂの吐出口であるパイプの先端火口は常時冷却され、加熱による火口の傷み及び消耗を著しく低下させることができる。また、冷却室に導入される酸素Ｂ又は燃焼ガスＡは先端火口部で発生する火炎により熱せられ、パイプを通じて吐き出される酸素Ｂ又は燃焼ガスも温度が上昇しており、火炎の形成がスムースになる。さらに、冷却媒体Ｃも不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による冷却式加熱バーナーを示す側面断面図及び正面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による冷却式加熱バーナーを示す側面断面図及び正面図である。
【符号の説明】
Ａ  燃焼ガス、Ｂ  酸素、Ｃ  冷却媒体、１０  燃焼ガス室、２０  酸素室、３０、３５  冷却室、４０  先端火口部、５０  第１パイプ、６０  第２パイプ。
【図１】
2004333103.tif 000003
【図２】
2004333103.tif 000004