(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心配置した直管状の内外筒体(１)(２)と、内外筒体(１)(２)間の空間に内筒体(１)を取り囲む状態で配置した複数の管体(４)とからなり、内筒体(１)内を燃料ガス通路に形成し、内外筒体(１)(２)間の空間(３)を空気供給路に構成し、内筒体(１)を取り囲む状態で配置した複数の管体(４)の内部を酸素供給路に形成し、内筒体(１)の先端部を外筒体(２)の先端部よりも内側に位置させるとともに、酸素供給路を形成している各管体(４)の先端部を内筒体(１)の先端部よりも内側に位置させた酸素富化率可変バーナ。
【請求項２】
内筒体(１)を取り囲む状態で配置した各管体(４)の先端部をノズルに形成した請求項１に記載の酸素富化率可変バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、燃焼バーナに関し、特に酸素を富化した状態で燃焼させる酸素富化率可変バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、火炎温度や火炎長さを調整するものとして、酸素の分圧比率を変化させた酸素富化空気を使用した酸素空気混合バーナが提供されている。従来の酸素空気混合バーナとしては、空気に酸素を混合した支燃性ガスと燃料ガスとを予混合室に導入し、この予混合室で混合した空燃混合ガスをバーナーノズルから噴出させて炉等の燃焼室内で燃焼させるようにしたもの(図４ａ参照)や、バーナノズルを内外二重管構造に形成し、内管から燃料ガスを、外管から酸素と空気を混合した支燃性ガスをそれぞれ炉等の燃焼室内に噴出させ、バーナノズル先端で混合させるとともに燃焼させるようにしたもの(図４ｂ参照)が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
燃料ガスと支燃性ガスとを予混合室に導入し、空燃混合ガスを噴出させる形式の酸素空気混合バーナでは、予混合室に全ガスを導入するようにしてあることから、その構造上酸素富化率を３０％以上に上昇させると過剰酸素の影響で炎が飛ぶことになるから、富化率に限界があるという問題がある。また、予混合室で燃料と支燃性ガスとを混合することから、逆火が生じるが余地が残っていた。
【０００４】
一方、二重管構造にした酸素空気混合バーナでは、酸素と空気が混合しにくく、火炎が不安定になるという問題があるうえ、富化率を変更しようとすると、点火酸素量に比べて空気量が圧倒的に大きいことから支燃性ガスのトータル流量の変化が大きく、支燃性ガス流速が不安定になるという問題がある。また、燃焼用空気と酸素を予混合させる状態となるため、燃焼用空気中の油分と酸素とが接触して混合室内で燃焼し始めるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような点に着目してなされたもので、酸素の富化率を広範囲で自由に選択することができ、かつ安定した火炎を得ることのできる酸素富化率可変バーナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明は、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間に内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体とからなり、内筒体内を燃料ガス通路に形成し、内外筒体間の空間を空気供給路に構成し、内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体の内部を酸素供給路に形成し、内筒体の先端部を外筒体の先端部よりも内側に位置させるとともに、酸素供給路を形成している各管体の先端部を内筒体の先端部よりも内側に位置させたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明では、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間に内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体とでバーナを構成し、内筒体内を燃料ガス通路に形成し、内外筒体間の空間を空気供給路に構成し、内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体の内部を酸素供給路に形成し、内筒体の先端部を外筒体の先端部よりも内側に位置させるとともに、酸素供給路を形成している各管体の先端部を内筒体の先端部よりも内側に位置させていることから、空気中に酸素を噴出して十分混合させ、この混合支燃性ガス中にプロパンガス等の燃料ガスを噴出することになり、空気、酸素、燃料を個別に流量制御することができることになるから、支燃性ガス中の酸素富化率を自由に設定することができることになる。これにより、火炎温度を自由に設定することができるうえ、安定した長さの火炎を得ることができることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の実施態様を示し、図１は中央縦断面図である。
この酸素富化燃焼バーナは、プロパンガス等の液化石油ガス燃料を送給する燃料ガス供給路となる内筒体(１)と、この内筒体(１)の外周に内筒体(１)と同心状に配置した外筒体(２)と、この外筒体(２)の内周面と内筒体(１)の外周面との間の空間(３)に内筒体(１)の軸芯を中心とする同心円上に内筒体(１)を取り囲む状態で配置した複数の管体(４)と、内外筒体(１)(２)及び各管体(４)を保持している本体部分(５)とで構成してある。
【０００９】
本体部分(５)は、燃料ガスを供給する燃料ポート(６)を形成した燃料導入ブロック(７)と、酸素ガスを供給する酸素ポート(８)を形成した酸素導入ブロック(９)と、燃焼用空気を供給する空気ポート(10)を形成したエア導入ブロック(11)とで構成してある。燃料供給路となる内筒体(１)はエア導入ブロック(11)及び酸素導入ブロック(９)を貫通する状態に配置されて両ブロック(11)(９)に支持され、ブロック(７)に固定されている。酸素ガス通路となる各管体(４)はエア導入ブロック(11)を貫通する状態に配置され、エア導入ブロック(11)に出退移動可能な状態で支持されている。また、外筒体(２)はエア導入ブロック(11)の先端面部分に固定されており、外筒体(２)の内部で内筒体(１)との間に形成した空間(３)の基端部は空気ポート(10)に臨んで開口している。したがって、外筒体(２)と内筒体(１)との間に形成される空間(３)が燃焼用空気の供給路となる。なお、この外筒体(２)は二重管で構成してあり、この二重管の内部を冷却水通路(12)に形成してある。
【００１０】
内筒体(１)の先端部は外筒体(２)の内部に位置しており、酸素供給路となる各管体(４)の先端部は内筒体(１)の先端部よりもさらに内側に位置させてある。そして、各管体(４)の先端部はノズル(13)に形成してある。なお、酸素供給路となる各管体(４)はその中間部分を内筒体(１)の外周面に固定したホルダー(図示略)で支持してあり、このホルダーは内外筒体(１)(２)間に形成した燃焼用空気供給路(３)を閉塞しない形状に形成してある。
【００１１】
図中符号(14)は燃料導入ブロック(７)に接続した燃料供給管、(15)は酸素導入ブロック(９)に接続した酸素供給管、(16)はエア導入ブロック(11)に接続した燃焼用空気供給管であり、各供給管(14)(15)(16)にはそれぞれ流量調整機構が設けてある。
【００１２】
燃料としてプロパンガスを使用した場合、燃焼用空気中の酸素濃度と火炎温度は図２に示す関係にあり、一方の燃焼用空気中の酸素濃度と火炎長さは図３に示す関係にある。なお、火炎長さは燃焼用空気中の酸素濃度が２１％(大気混合割合)の時の火炎長を１００％とした際の割合で示してある。
【００１３】
上述の構成からなる酸素富化率可変バーナでは、バーナ部分が炉内に臨む状態で炉体等に本体部分(５)を固定し、所望の燃焼温度と所望の火炎長さから、酸素富化率を設定し、その富化率となる量の酸素を酸素供給管(15)から供給するとともに、燃料供給管(14)からプロパン等の液化石油ガス燃料を、また燃焼用空気供給管(16)から酸素富化率の増減に対応して、供給量が調整された後の燃焼用空気をそれぞれ供給する。
【００１４】
各供給管(14)(15)(16)から供給された酸素ガス、燃料ガス、燃焼用空気は途中混ざり合うことなくバーナ先端部まで案内され、着火直前まで個別に供給されることから、逆火が発生することがなくなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明では、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間に内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体とでバーナを構成し、内筒体内を燃料ガス通路に形成し、内外筒体間の空間を空気供給路に構成し、内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体の内部を酸素供給路に形成し、内筒体の先端部を外筒体の先端部よりも内側に位置させるとともに、酸素供給路を形成している各管体の先端部を内筒体の先端部よりも内側に位置させていることから、空気中に酸素を噴出して十分混合させ、この混合支燃性ガス中にプロパンガス等の燃料ガスを噴出することになり、空気、酸素、燃料を個別に流量制御することができることになるから、支燃性ガス中の酸素富化率を自由に設定することができることになる。これにより、火炎温度を自由に設定することができるうえ、安定した長さの火炎を得ることができる。
【００１６】
また、燃料ガスや燃焼用空気、富化用酸素ガスは、バーナ内で別個に供給され、混合直後に点火して燃焼することになるから、ガスの雰囲気が燃焼可能範囲になる時間及び範囲が極めて短く、逆火が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】中央縦断面図である。
【図２】酸素富化率と燃焼温度の関係を示す図である。
【図３】酸素富化率と火炎長の関係を示す図である。
【図４】従来の酸素空気混合バーナを概略的に示す図であり、図４(ａ)は予混合室構造の酸素空気混合バーナ、図４(ｂ)は二重管構造の酸素空気混合バーナの概略斜視図である。
【符号の説明】
１…内筒体、２…外筒体、４…管体、３…内外筒体間の空間。
【図１】
0003738141.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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