(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼性の低い低燃焼性燃料と、それよりも燃焼性の高い高燃焼性燃料とを燃焼させるバーナであって、
複数個の低燃焼性燃料噴出流を、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように、低燃焼性燃料を噴出する低燃焼性燃料噴出部と、
前記低燃焼性燃料噴出流同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎を形成するように、高燃焼性燃料を供給する高燃焼性燃料供給部と、
複数個の低燃焼性燃料火炎を、周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように低燃焼性燃料を燃焼させ、且つ、前記低燃焼性燃料火炎同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎を形成するように高燃焼性燃料を燃焼させるように、燃焼用空気を供給する空気供給部が設けられているバーナ。
【請求項２】
前記高燃焼性燃料供給部は、前記高燃焼性燃料火炎同士の間の夫々において、前記低燃焼性燃料火炎よりも前記高燃焼性燃料火炎の根元側部分に、補助火炎が形成されるように、高燃焼性燃料を供給するように構成され、
前記空気供給部は、前記補助火炎に対しては、前記高燃焼性燃料火炎に対するよりも供給量が多くなる状態で燃焼用空気を供給するように構成されている請求項１記載のバーナ。
【請求項３】
前記空気供給部は、噴出流状態の低燃焼性燃料を、前記空気供給部から供給される燃焼用空気と、前記補助火炎中の残存燃焼用空気とにより２段燃焼させることができる供給量にて、前記低燃焼性燃料噴出流及び前記補助火炎夫々に燃焼用空気を供給するように構成されている請求項１又は２記載のバーナ。
【請求項４】
前記低燃焼性燃料噴出部は、低燃焼性燃料供給管と、その先端に設けられた噴出ノズルにて構成され、
円板状体が、その中心部にて前記低燃焼性燃料流供給管に挿通され、且つ、前記噴出ノズルに対して前記低燃焼性燃料供給管の燃料通流方向上手側近傍に位置する状態で設けられ、
前記円板状体に、前記燃料通流方向視において、前記低燃焼性燃料噴出流と重複する状態で、空気噴出口が形成され、
前記高燃焼性燃料供給部を構成する高燃焼性燃料供給路、及び、前記空気供給部を構成する一次空気供給路及び二次空気供給路が、前記一次空気供給路、前記高燃焼性燃料供給路及び前記二次空気供給路が記載順に内方側に位置する状態で、前記円板状体よりも前記燃料通流方向上手側で且つ前記低燃焼性燃料供給管の外側に、前記低燃焼性燃料供給管と同軸状に多環状に設けられ、
前記一次空気供給路の先端と前記円板状体との間に間隔が設けられ、前記高燃焼性燃料供給路の先端が前記一次空気供給路の先端よりも後退し、前記二次空気供給路の先端が前記高燃焼性燃料供給路の先端よりも後退し、
環状の前記一次空気供給路の横断面における外側円の直径が前記円板状体の直径よりも小であり、
前記一次空気供給路の先端に、燃焼用空気を前記燃料通流方向と同方向に吐出する環状の一次空気吐出口が設けられ、
前記高燃焼性燃料供給路の先端部に、前記燃料通流方向視において、前記低燃焼性燃料噴出流同士の間に位置させて、高燃焼性燃料を前記低燃焼性燃料噴出流同士の間に沿わせて噴出する高燃焼性燃料噴出口が設けられ、
前記二次空気供給路の先端部と前記高燃焼性燃料供給路との間に形成される環状の二次空気吐出口に、前記燃料通流方向視において、前記二次空気吐出口における前記低燃焼性燃料噴出流同士の間に対応する部分の燃焼用空気の通過を抑制する空気通流抑制体が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載のバーナ。
【請求項５】
前記低燃焼性燃料が液体状で、前記高燃焼性燃料が気体状である請求項１〜４のいずれか１項に記載のバーナ。
【請求項６】
前記低燃焼性燃料が気体状で、前記高燃焼性燃料が気体状である請求項１〜４のいずれか１項に記載のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼性の低い低燃焼性燃料と、それよりも燃焼性の高い高燃焼性燃料とを燃焼させるバーナバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるバーナは、燃焼性の低い低燃焼性燃料を、それよりも燃焼性の高い高燃焼性燃料の助燃作用によって燃焼させるバーナである。
かかるバーナにおいて、従来は、低燃焼性燃料が液体状で、高燃焼性燃料が気体状の場合は、図９に示すように構成していた。
即ち、筒内部を空気供給路２４として機能させる円筒状のバーナケーシング２１の内周部に、気体状の高燃焼性燃料をバーナケーシング２１の長手方向先方に噴出する気体燃料噴出口２２の複数個を環状に設け、液体状の低燃焼性燃料を円錐状に先拡がり状に噴出する噴出ノズル２３を、噴出方向を前記長手方向先方に向けた状態で、気体燃料噴出口２２よりも前記長手方向後方でバーナケーシング２１の中心に位置させて設けていた。更に、図１０にも示すように、径方向に延びる複数のスリット２５が形成された円板状体２６を、その中心に形成した孔内に噴出ノズル２３を位置させた状態で設けていた。そして、燃焼用空気を空気供給路２４に前記長手方向先方に向けて通流させて、燃焼用空気を気体燃料噴出口２２から噴出される高燃焼性燃料に混合させるとともに、噴出ノズル２３から噴出される低燃焼性燃料に対して、燃焼用空気を円板状体２６のスリット２５を通して吹き付けて混合させるように構成していた。尚、図５中において、低燃焼性燃料の流れを細実線の矢印にて、高燃焼性燃料の流れを太実線の矢印にて、燃焼用空気の流れを破線の矢印にて示す。
【０００３】
そして、気体燃料噴出口２２から噴出される高燃焼性燃料に、空気供給路２４を通流する燃焼用空気を混合させて燃焼させて火炎を形成し、その火炎に、スリット２５を通して吹き付けられた燃焼用空気が混合された低燃焼性燃料を吹き付けて、低燃焼性燃料を燃焼させるように構成していた。
【０００４】
又、低燃焼性燃料及び高燃焼性燃料のいずれもが気体状の場合は、図１１に示すように構成していた。
即ち、一次空気供給路３１、気体状の低燃焼性燃料と気体状の高燃焼性燃料とを予め混合した予混合燃料を通流させる予混合燃料供給路３２、及び、二次空気供給路３３を、記載順に内方側に位置する状態で、並びに、予混合燃料供給路３２の先端が一次空気供給路３１の先端よりも後退し、二次空気供給路３３の先端が予混合燃料供給路３２の先端よりも後退する状態で、多環状に設けていた。
一次空気供給路３１の先端部に、燃焼用空気を一次空気供給路３１の軸芯方向に吐出する円形の一次空気吐出口３４を設けていた。又、予混合燃料供給路３２の先端部に、予混合燃料を予混合燃料供給路３２の径方向に噴出する複数の予混合燃料噴出口３５を、予混合燃料供給路３２の周方向に分散させた状態で設けていた。又、二次空気供給路３３の先端部に、燃焼用空気を前記軸芯方向に吐出する複数の二次空気吐出口３６を、二次空気供給路３３の周方向に分散させた状態で、且つ、前記軸芯方向視において、二次空気吐出口３６が前記周方向に隣接する予混合燃料噴出口３５の間に位置する状態で設けていた。
更に、保炎板３７を、一次空気吐出口３４の前方において一次空気吐出口３４に対向する状態で設けていた。
そして、気体状の低燃焼性燃料と気体状の高燃焼性燃料とを予め混合した予混合燃料を、予混合燃料噴出口３５から噴出させて、分割火炎を形成する状態で燃焼させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示す従来のバーナでは、低燃焼性燃料と高燃焼性燃料とを共通の火炎を形成する状態で一緒に燃焼させるので、安定燃焼させることは可能であるものの、燃焼温度が高くなるため、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量の低減を図る面では改善の余地があった。
又、図１１に示す従来のバーナでは、低燃焼性燃料と高燃焼性燃料とを予混合して、その予混合燃料を、分割火炎を形成する状態で燃焼させるので、図９に示す従来のバーナよりも燃焼温度が低くなってＮＯｘの発生量を抑制することができるものの、予混合燃料自体の燃焼性が低下するため、安定燃焼させるという面においては改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低燃焼性燃料及び高燃焼性燃料のいずれも安定燃焼させながら、低ＮＯｘ化を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の構成によれば、複数個の低燃焼性燃料噴出流が、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状に形成され、低燃焼性燃料噴出流同士の間夫々において、高燃焼性燃料火炎が形成されるので、各低燃焼性燃料噴出流は両側の高燃焼性燃料火炎の助燃作用によって安定燃焼する。
つまり、低燃焼性燃料火炎が、互いに離間して周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成され、高燃焼性燃料火炎は、低燃焼性燃料火炎同士の間の夫々に形成される。
複数個の低燃焼性燃料火炎が周方向に並ぶ状態で形成されている内部は、負圧になっているので、その内部においては、燃焼ガスが低燃焼性燃料火炎の先方側から根元側に流動して、再び低燃焼性燃料火炎や高燃焼性燃料火炎に供給される、いわゆる燃焼ガス再循環が現出する。
【０００８】
従って、低燃焼性燃料及び高燃焼性燃料のいずれも安定燃焼させることができるとともに、複数個の分割状態での低燃焼性燃料火炎形成、複数個の分割状態での高燃焼性燃料火炎形成、及び、燃焼ガス再循環の相乗効果によって、燃焼温度が効果的に下げられるので、低ＮＯｘ化を図ることができるようになった。
【０００９】
請求項２に記載の構成によれば、燃焼用空気は、補助火炎を形成するための高燃焼性燃料に対しては、高燃焼性燃料火炎を形成するための高燃焼性燃料に対するよりも、空気比が大になる状態で供給されるので、高燃焼性燃料をいわゆる濃淡燃焼状態で燃焼させることができる。
従って、高燃焼性燃料を濃淡燃焼させることによって、高燃焼性燃料の燃焼温度を更に下げることができて、バーナ全体としての燃焼温度を更に下げることができるので、更にＮＯｘの発生量を低減することができるようになった。
【００１０】
請求項３に記載の構成によれば、噴出流状態の低燃焼性燃料の一部が、空気供給部から直接的に供給される燃焼用空気によって燃焼し、残部が、高燃焼性燃料火炎同士の間を通って供給される補助火炎中の残存燃焼用空気によって完全に燃焼する。
従って、低燃焼性燃料を２段燃焼させることによって、低燃焼性燃料の燃焼温度を更に下げることができて、バーナ全体としての燃焼温度を更に下げることができるので、更にＮＯｘの発生量を低減することができるようになった。
【００１１】
請求項４に記載の構成によれば、噴出ノズルから、低燃焼性燃料が、複数個の低燃焼性燃料噴出流を、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように噴出される。それら低燃焼性燃料噴出流に、一次空気吐出口又は二次空気吐出口から吐出され、続いて、円板状体の空気噴出口から噴出された燃焼用空気が吹き付けられて混合される。
一方、高燃焼性燃料噴出口夫々から噴出された高燃焼性燃料の大部分は、主には、一次空気吐出口から吐出されてから円板状体に当たって外側に向かって流動してきた燃焼用空気と混合して、空気比が小さい濃燃焼が起こる。そして、その濃燃焼によって、高燃焼性燃料火炎が、前述のように形成された低燃焼性燃料噴出流同士の間夫々に形成される。
高燃焼性燃料噴出口夫々から噴出された高燃焼性燃料の残部は、高燃焼性燃料火炎同士の間において、二次空気吐出口を空気通流抑制体によって抑制されずに通過してきた燃焼用空気と混合して、空気比が大きい淡燃焼が起こる。そして、その淡燃焼によって、補助火炎が、高燃焼性燃料火炎同士の間の夫々において、低燃焼性燃料噴出流よりも高燃焼性燃料火炎の根元側部分に形成される。
つまり、高燃焼性燃料の濃淡燃焼が実行されるのである。
【００１２】
噴出流状態の低燃焼性燃料は、その両側の高燃焼性火炎の助燃作用によって、一部は、円板状体の空気噴出口から噴出して吹き付けられる燃焼用空気によって燃焼し、残部は、円板状体の外側から回り込んで供給される補助火炎の燃焼ガス中の残存燃焼用空気によって燃焼することにより、完全燃焼する。
つまり、低燃焼性燃料の２段燃焼が実行されるのである。
【００１３】
従って、本請求項４に記載の構成によれば、上記請求項１、請求項２又は請求項３に記載の特徴構成を、簡単な構成にて実施できる具体構成を提供することができる。
【００１４】
ところで、都市ガスやプロパンガス等で代表される気体状の高燃焼性燃料は、液体状の高燃焼性燃料に比べて、簡単な構成にて容易に安定燃焼させることができる。
従って、請求項４に記載の特徴構成によれば、簡単な構成にて、液体状の低燃焼性燃料を安定燃焼させることができる。しかも、液体状の低燃焼性燃料の気化によって、高燃焼性燃料火炎が冷却されることにより、バーナ全体としての燃焼温度を更に下げることができるので、更にＮＯｘの発生量を低減することができる。
【００１５】
又、請求項５に記載の特徴構成によれば、簡単な構成にて、気体状の低燃焼性燃料を安定燃焼させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図１ないし図４に基づいて、液体状の低燃焼性燃料と気体状の高燃焼性燃料とを燃焼させるバーナに適用した本発明の第１の実施の形態を説明する。
尚、以下の説明では、液体状の低燃焼性燃料を低燃焼性液体燃料と記載する場合があり、又、気体状の高燃焼性燃料を高燃焼性ガスと記載する場合がある。
低燃焼性液体燃料と高燃焼性ガスとを混焼するバーナは、低燃焼性液体燃料を噴出する低燃焼性燃料噴出部Ｓｏと、その低燃焼性燃料噴出部Ｓｏから噴出される低燃焼性液体燃料を燃焼させるべく火炎を形成するように、高燃焼性ガスを供給する高燃焼性燃料供給部Ｓｇと、低燃焼性燃料噴出部Ｓｏから噴出される低燃焼性液体燃料、及び、高燃焼性燃料供給部Ｓｇから供給される高燃焼性ガスに燃焼用空気を供給する空気供給部Ｓａを設けて構成してある。
【００１７】
低燃焼性燃料噴出部Ｓｏは、低燃焼性燃料供給管１と、その先端に設けた噴出ノズル２とにより構成している。噴出ノズル２には、低燃焼性液体燃料を噴出流状態で噴出する低燃焼性燃料噴出孔２ａの８個を、夫々の噴出方向が噴出方向下手側ほど互いに離れ且つ低燃焼性燃料供給管１の軸芯から離れる状態で、低燃焼性燃料供給管１の軸芯方向（低燃焼性燃料供給管１の燃料通流方向に相当する）視において、環状に等間隔を隔てて並設してある。つまり、低燃焼性燃料噴出部Ｓｏは、複数個の低燃焼性燃料噴出流を、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように、低燃焼性液体燃料を噴出するように構成してある。
【００１８】
高燃焼性燃料供給部Ｓｇは、低燃焼性燃料噴出流同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎Ｆｎを形成するように、高燃焼性ガスを供給するように構成してある。
空気供給部Ｓａは、複数個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏを、周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように低燃焼性液体燃料を燃焼させ、且つ、前記低燃焼性燃料火炎Ｆｏ同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎Ｆｎを形成するように高燃焼性ガスを燃焼させるように、燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００１９】
更に、高燃焼性燃料供給部Ｓｇは、高燃焼性燃料火炎Ｆｎ同士の間の夫々において、低燃焼性燃料火炎Ｆｏよりも高燃焼性燃料火炎Ｆｎの根元側部分に、補助火炎Ｆｔを形成するように、高燃焼性ガスを供給するように構成し、空気供給部Ｓａは、補助火炎Ｆｔに対しては、高燃焼性燃料火炎Ｆｎに対するよりも供給量が多くなる状態で燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００２０】
更に、空気供給部Ｓａは、噴出流状態の低燃焼性液体燃料を、空気供給部Ｓａから供給される燃焼用空気と、補助火炎Ｆｔ中の残存燃焼用空気とにより２段燃焼させることができる供給量にて、低燃焼性燃料噴出流及び補助火炎Ｆｔ夫々に燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００２１】
以下、高燃焼性燃料供給部Ｓｇ及び空気供給部Ｓａの具体的な構成について、説明を加える。
円板状の保炎板３を、その中心部にて低燃焼性燃料供給管１に挿通し、且つ、噴出ノズル２に対して前記燃料通流方向上手側近傍に位置させた状態で設けてある。
【００２２】
大径部と小径部を２段状に備え、且つ、大径部側の端部を閉塞した有底円筒状の外筒４、外径が外筒体４の小径部の内径よりも小さい円筒状の中間筒５、及び、外径が中間筒５の内径よりも小さくて内径が燃料供給管１の外径よりも大きい内筒６を、同軸状に配置してある。尚、以下の説明では、外筒４の小径部側の端部を先端側、大径部側の端部を後端側とする。
内筒６の両端部は開口させてあり、その後端部は外筒４内で開口させ、先端部は外筒４の先端部よりも突出させてある。
中間筒５の先端部は、内筒６の先端部と外筒４の先端部との間に位置させてある。そして、中間筒５と内筒６とにより形成される先端及び後端夫々の環状開口部は閉塞してある。
【００２３】
上述のように保炎板３を設けた低燃焼性燃料供給管１を、その後端側が外筒４の底部を貫通して外側に突出し、保炎板３と内筒６の先端部との間に間隔を隔てた状態で、内筒６と同軸状に配置してある。
尚、保炎板３の直径は、内筒６の直径よりも大で、中間筒５の直径よりも小になるように設定してある。
【００２４】
そして、内筒６の先端部に、低燃焼性燃料供給管１とにより形成される環状の開口部を、一次空気吐出口７として機能させるように構成してある。
【００２５】
保炎板３には、前記軸芯方向視において、噴出ノズル２の低燃焼性燃料噴出孔２ａ夫々に対して、低燃焼性燃料噴出口２ａに対応する位置から径方向に延びる方向に沿わせて、３個の空気噴出口８を間隔を隔てて列状に形成してある。つまり、８列の空気噴出口８の列（以下、空気噴出口列と略称する）を、前記軸芯方向視において、低燃焼性燃料噴出孔２ａと同位相で設けてある。
【００２６】
中間筒５における外筒４の先端部から突出した部分の筒壁には、前記軸芯方向視において、空気噴出口列同士の間に対応する位置の夫々に、２個の高燃焼性燃料噴出口９を前記軸芯方向に沿わせて間隔を隔てて列状に形成してある。
【００２７】
外筒４の先端部と中間筒５との間に形成される環状開口部を二次空気吐出口１０として機能させるように構成してある。そして、二次空気吐出口１０には、前記軸芯方向視において、空気噴出口列同士の間に対応する部分夫々の燃焼用空気の通過を抑制する空気通流抑制体としてのバッフル板１１を設けてある。
【００２８】
中間筒５には高燃焼性ガスを供給する高燃焼性燃料供給管１２を連通接続し、外筒４には、ブロア（図示せず）等から燃焼用空気が送出される空気供給管１３を連通接続し、低燃焼性燃料供給管１には、低燃焼性液体燃料が供給されるように、低燃焼性液体燃料供給源（図示せず）を接続してある。
【００２９】
そして、低燃焼性燃料供給管１と内筒６との間に形成される環状空間を一次空気供給路１４として、内筒６と中間筒５との間に形成される環状空間を高燃焼性燃料供給路１５として、及び、中間筒５と外筒４との間に形成される環状空間を二次空気供給路１６として、夫々機能させるように構成してある。
つまり、一次空気供給路１４、高燃焼性燃料供給路１５及び二次空気供給路１６を記載順に内方側に位置する状態で、保炎板３よりも前記燃料通流方向上手側で且つ低燃焼性燃料供給管１の外側に、低燃焼性燃料供給管１と同軸状に多環状に設けてある。
更に、環状の一次空気供給路１４の横断面における外側円の直径が保炎板３の直径よりも小となり、環状の二次空気供給路１６の横断面における内側円の直径が保炎板３の直径よりも大となるように構成してある。
【００３０】
次に、図２及び図３に基づいて、低燃焼性液体燃料、高燃焼性ガス及び燃焼用空気夫々の流れについて説明する。尚、図２及び図３中において、低燃焼性液体燃料の流れを細実線の矢印にて、高燃焼性ガスの流れを太実線の矢印にて、燃焼用空気の流れを破線の矢印にて夫々示す。
低燃焼性液体燃料は、低燃焼性燃料供給管１を通って、低燃焼性燃料噴出孔２ａから噴出流状態で噴出される。従って、８個の低燃焼性燃料噴出流が、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成される。
高燃焼性ガスは、高燃焼性燃料噴出口９から、径方向外方に向かって、前記軸芯方向視において低燃焼性燃料噴出流同士の間に対応する箇所に噴出される。
一次空気吐出口７から吐出した燃焼用空気の一部は、保炎板３の空気噴出口８を通過して、低燃焼性燃料噴出流に吹き付けられて低燃焼性燃料噴出流に混合され、残部は、保炎板３に当たって径方向に変向されて、高燃焼性燃料噴出口９から噴出される高燃焼性ガスに沿って吐出され、高燃焼性ガスに混合される。そして、空気比が小さい濃混合気が生成されて、濃燃焼が起こるのである。
二次空気吐出口１０からは、バッフル板１１によって、前記軸芯方向視において、低燃焼性燃料噴出流同士の間に向かう方向（即ち、高燃焼性燃料噴出口９から噴出される高燃焼性ガス流に対して向かう方向）への通流は略阻止され、低燃焼性燃料噴出流に向かう方向（即ち、高燃焼性燃料噴出口９から噴出される高燃焼性ガス流同士の間に向かう方向）への通流は抑制されることなく、燃焼用空気が吐出される。従って、高燃焼性燃料噴出口９から噴出される高燃焼性ガス流同士の間においては、空気比が大きい淡混合気が生成されて、淡燃焼が起こるのである。
【００３１】
従って、図１ないし図３に示すように、高燃焼性燃料噴出口９夫々から前記軸芯方向先方に延びる状態で、濃混合気が燃焼して濃火炎Ｆｎ（高燃焼性燃料火炎に相当する）が形成され、濃火炎Ｆｎ同士の間の夫々には、濃火炎Ｆｎの根元部分から前記軸芯方向先方に延びる状態で、淡混合気が燃焼して淡火炎Ｆｔ（補助火炎に相当する）が形成される。
低燃焼性燃料噴出孔２ａから噴出された噴出流状態の低燃焼性液体燃料は、空気噴出口８から噴出された燃焼用空気と混合されることにより、その一部が両側の濃火炎Ｆｎの助燃並びに保炎作用を受けて燃焼し、更に、先の方で、保炎板３の外側から回り込んできた淡火炎Ｆｔの燃焼ガスと混合され、低燃焼性液体燃料の残部が淡火炎Ｆｔの燃焼ガス中の残存燃焼用空気によって完全に燃焼する。つまり、８個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏが、互いに離間して周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成されるのである。
【００３２】
８個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏが周方向に並ぶ状態で形成されている内部は、負圧になっているので、その内部においては、図２及び図３中において、白抜き矢印で示すように、燃焼ガスが低燃焼性燃料火炎Ｆｏの先方側から根元側に流動して、再び低燃焼性燃料火炎Ｆｏや濃火炎Ｆｎに供給される。
【００３３】
つまり、高燃焼性燃料供給部Ｓｇは、高燃焼性燃料供給管１２及び高燃焼性燃料噴出口９から構成してある。
又、空気供給部Ｓａは、一次空気供給路１４、一次空気吐出口７、空気噴出口８、二次空気供給路１６、二次空気吐出口１０、及び、その二次空気吐出口１０に配置したバッフル板１１から構成してある。
【００３４】
尚、例えば、高燃焼性ガスと低燃焼性液体燃料とのカロリー比が１：１で、合計燃焼量が５０万キロカロリー／時間の場合、直径が５〜１５ｍｍの空気噴出口８を、各空気噴出口列で２〜４個形成すると、安定燃焼面及びＮＯｘ低減の面の両面において、良好な結果が得られた。又、噴出ノズル２には、直径が０．５〜１．５ｍｍの低燃焼性燃料噴出孔２ａを、低燃焼性液体燃料の拡がり角度が９０〜１５０°になる状態で形成すると、安定燃焼面及びＮＯｘ低減の面の両面において、良好な結果が得られた。
【００３５】
尚、高燃焼性ガスとして、都市ガスやプロパンガス等を適用することができ、低燃焼性液体燃料として、重油、軽油等の他に、油脂分を含んだ可燃性の廃液も適用することができる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
以下、図５ないし図７に基づいて、気体状の低燃焼性燃料と気体状の高燃焼性燃料とを燃焼させるバーナに適用した本発明の第２の実施の形態を説明する。
尚、以下の説明では、気体状の低燃焼性燃料を低燃焼性ガスと記載する場合があり、又、気体状の高燃焼性燃料を高燃焼性ガスと記載する場合がある。
【００３７】
低燃焼性ガスと高燃焼性ガスとを混焼するバーナは、低燃焼性ガスを噴出する低燃焼性燃料噴出部Ｓｏと、その低燃焼性燃料噴出部Ｓｏから噴出される低燃焼性ガスを燃焼させるべく火炎を形成するように、高燃焼性ガスを供給する高燃焼性燃料供給部Ｓｇと、低燃焼性燃料噴出部Ｓｏから噴出される低燃焼性ガス、及び、高燃焼性燃料供給部Ｓｇから供給される高燃焼性ガスに燃焼用空気を供給する空気供給部Ｓａを設けて構成してある。
【００３８】
低燃焼性燃料噴出部Ｓｏは、低燃焼性燃料供給管１と、その先端に設けた噴出ノズル２とにより構成している。噴出ノズル２には、低燃焼性ガスを噴出流状態で噴出する低燃焼性燃料噴出孔２ａの８個を、夫々の噴出方向が噴出方向下手側ほど互いに離れ且つ低燃焼性燃料供給管１の軸芯から離れる状態で、低燃焼性燃料供給管１の軸芯方向視において、環状に等間隔を隔てて並設してある。つまり、低燃焼性燃料噴出部Ｓｏは、複数個の低燃焼性燃料噴出流を、周方向に並ぶ状態で、且つ、各低燃焼性燃料噴出流が噴出方向下手側ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように、低燃焼性ガスを噴出するように構成してある。
【００３９】
高燃焼性燃料供給部Ｓｇは、低燃焼性燃料噴出流同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎Ｆｎを形成するように、高燃焼性ガスを供給するように構成してある。
空気供給部Ｓａは、複数個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏを、周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成するように低燃焼性ガスを燃焼させ、且つ、前記低燃焼性燃料火炎Ｆｏ同士の間夫々で高燃焼性燃料火炎Ｆｎを形成するように高燃焼性ガスを燃焼させるように、燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００４０】
更に、高燃焼性燃料供給部Ｓｇは、高燃焼性燃料火炎Ｆｎ同士の間の夫々において、低燃焼性燃料火炎Ｆｏよりも高燃焼性燃料火炎Ｆｎの根元側部分に、補助火炎Ｆｔを形成するように、高燃焼性ガスを供給するように構成し、空気供給部Ｓａは、補助火炎Ｆｔに対しては、高燃焼性燃料火炎Ｆｎに対するよりも供給量が多くなる状態で燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００４１】
更に、空気供給部Ｓａは、噴出流状態の低燃焼性ガスを、空気供給部Ｓａから供給される燃焼用空気と、補助火炎Ｆｔ中の残存燃焼用空気とにより２段燃焼させることができる供給量にて、低燃焼性燃料噴出流及び補助火炎Ｆｔ夫々に燃焼用空気を供給するように構成してある。
【００４２】
低燃焼性燃料噴出部Ｓｏ、高燃焼性燃料供給部Ｓｇ及び空気供給部Ｓａの具体的な構成は、下記の（ａ）及び（ｂ）において相違する以外は、上述の第１実施形態と同様に構成してある。
（ａ）  低燃焼性燃料噴出部Ｓｏからは、第１実施形態における低燃焼性液体燃料とは違って、低燃焼性ガスを噴出するので、低燃焼性燃料供給管１の内径を第１実施形態よりも大きくするとともに、低燃焼性燃料噴出孔２ａの直径を５〜１５ｍｍにして第１実施形態よりも大きくしてある。
（ｂ）  低燃焼性燃料噴出流に空気噴出孔８から空気を吹き付けて混合させる際、本第２実施形態では低燃焼性燃料噴出流がガスにて形成されているので、第１実施形態のように低燃焼性燃料噴出流が液体にて形成されている場合と比べて、低燃焼性燃料噴出流が乱されて拡散しやすい。そこで、低燃焼性燃料噴出流に空気噴出孔８から空気を吹き付ける際に、低燃焼性燃料噴出流を乱さないようにするために、次のように構成して、根元を避けて吹き付けるようにしてある。
即ち、保炎板３の直径は、外筒４の直径と同一か、外筒４の直径よりもやや小さい程度に設定し、空気噴出孔８は、保炎板３の外側寄りに形成してある。
【００４３】
図６及び図７中において、低燃焼性ガスの流れを細実線の矢印にて、高燃焼性ガスの流れを太実線の矢印にて、燃焼用空気の流れを破線の矢印にて夫々示すように、低燃焼性ガスは第１実施形態における低燃焼性液体燃料と略同じように流れ、高燃焼性ガス及び燃焼用空気は第１実施形態と略同じように流れる。
従って、図５ないし図７に示すように、高燃焼性燃料噴出口９夫々から前記軸芯方向先方に延びる状態で、濃混合気が燃焼して濃火炎Ｆｎ（高燃焼性燃料火炎に相当する）が形成され、濃火炎Ｆｎ同士の間の夫々には、濃火炎Ｆｎの根元部分から前記軸芯方向先方に延びる状態で、淡混合気が燃焼して淡火炎Ｆｔ（補助火炎に相当する）が形成される。
低燃焼性燃料噴出孔２ａから噴出された噴出流状態の低燃焼性ガスは、空気噴出口８から噴出された燃焼用空気と混合されることにより、その一部が両側の濃火炎Ｆｎの助燃並びに保炎作用を受けて燃焼し、更に、先の方で、保炎板３の外側から回り込んできた淡火炎Ｆｔの燃焼ガスと混合され、低燃焼性ガスの残部が淡火炎Ｆｔの燃焼ガス中の残存燃焼用空気によって完全に燃焼する。つまり、８個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏが、互いに離間して周方向に並ぶ状態で、且つ、先方ほど互いに離れる先拡がり状になる状態で形成されるのである。
【００４４】
８個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏが周方向に並ぶ状態で形成されている内部は、負圧になっているので、その内部においては、図６及び図７中において、白抜き矢印で示すように、燃焼ガスが低燃焼性燃料火炎Ｆｏの先方側から根元側に流動して、再び低燃焼性燃料火炎Ｆｏや濃火炎Ｆｎに供給される。
【００４５】
尚、例えば、高燃焼性ガスと低燃焼性ガスとのカロリー比が１：１で、合計燃焼量が１００万キロカロリー／時間の場合、直径が５〜１５ｍｍの空気噴出口８を、各空気噴出口列で２〜４個形成し、噴出ノズル２には、直径が５〜１５ｍｍの低燃焼性燃料噴出孔２ａを、低燃焼性ガスの拡がり角度が９０〜１５０°になる状態で形成すると、安定燃焼面及びＮＯｘ低減の面の両面において、良好な結果が得られた。
【００４６】
尚、高燃焼性ガスとして、都市ガスやプロパンガス等を適用することができ、低燃焼性ガスとして、コークス炉ガス、活性汚泥処理時に発生する嫌気性ガス等、燃焼可能なガスであればいずれのものも適用することができる。
【００４７】
ちなみに、図８に、上述の第２実施形態のように構成した本発明にかかるバーナ、及び、図１１に示す従来のバーナの夫々を蒸気ボイラに取り付けて、空気比を変更して燃焼させたときの、空気比とＮＯｘの発生量との関係を調べた結果を示す。
図８中に示す関係において、実線Ａ及び破線Ａにて、本発明にかかるバーナにおける結果を示し、それらのうち、実線Ａは、高燃焼性ガスとして都市ガスを５０Ｎｍ3 ／ｈで供給し、低燃焼性ガスとして嫌気性ガス（ＣＨ4 ＝６０％、ＣＯ2 ＝４０％）を８０Ｎｍ3 ／ｈで供給したときの結果を示し、破線Ａは、低燃焼性燃料噴出部Ｓｏから嫌気性ガスに代えて都市ガスを５０Ｎｍ3 ／ｈで供給したときの結果を示す。
又、実線Ｂ及び破線Ｂにて、従来のバーナにおける結果を示し、それらのうち、実線Ｂは、高燃焼性ガスとして都市ガスを５０Ｎｍ3 ／ｈで供給し、低燃焼性ガスとして嫌気性ガスを８０Ｎｍ3 ／ｈで供給したときの結果を示し、破線Ｂは、高燃焼性ガスと低燃焼性ガスとを分けずに都市ガスのみを１００Ｎｍ3 ／ｈで供給したときの結果を示す。
【００４８】
図８に示すように、本発明にかかるバーナでは、高燃焼性ガスと低燃焼性ガスとを混焼させる場合、及び、高燃焼性ガスのみを燃焼させる場合のいずれにおいても、空気比が１．１〜１．４８の広い範囲で、安定燃焼させることができ、しかも、ＮＯｘの発生量が抑制することができる。
これに対して、従来のバーナでは、空気比が１．２〜１．４の狭い範囲でしか安定燃焼させることができず、しかも、ＮＯｘの発生量が多い。
【００４９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
▲１▼  上記の各実施形態においては、高燃焼性燃料供給部Ｓｇから気体状の高燃焼性燃料を供給するように構成する場合について例示したが、これに代えて、液体状の高燃焼性燃料を供給するように構成してもよい。但し、この場合は、液体状の高燃焼性燃料を気化させたり、微粒化させたりする手段が必要になるので、構造が多少複雑になる。
【００５０】
▲２▼  上記の各実施形態では、８個の低燃焼性燃料火炎Ｆｏを形成する場合について例示したが、低燃焼性燃料火炎Ｆｏを個数は、８個に限定されるものではなく、複数個であれば何個でもよい。
但し、濃火炎Ｆｎ及び淡火炎Ｆｔ夫々の個数は、低燃焼性燃料火炎Ｆｏの個数と同じにする必要がある。
【００５１】
▲３▼  高燃焼性燃料噴出口９の個数、及び、空気噴出口８の個数は、変更可能である。
【００５２】
▲４▼  高燃焼性燃料を濃淡燃焼させるための、高燃焼性燃料供給部Ｓｇ及び空気供給部Ｓａの具体構成は、上記の各実施形態において示した構成に限定されるものではなく、種々の構成が可能である。
【００５３】
▲５▼  低燃焼性燃料を２段燃焼させるための、低燃焼性燃料供給部Ｓｇ及び空気供給部Ｓａの具体構成は、上記の各実施形態において示した構成に限定されるものではなく、種々の構成が可能である。例えば、上記の各実施形態では、淡火炎Ｆｔの燃焼ガス中の残存燃焼用空気によって、２段目の燃焼を行わせたが、２段目の燃焼を直接燃焼用空気を供給することにより行わせるように構成してもよい。
【００５４】
▲６▼  保炎板３の形状は、上記の各実施形態において示した円板状に限定されるものではなく、例えば、低燃焼性燃料噴出流と平行となるような内周面を備えたコーン状でもよい。この場合、空気噴出口８を複数個設けても、各空気噴出口８と低燃焼性燃料噴出流との間隔が略一定となるので、燃焼用空気を一層良好に低燃焼性燃料に対して混合させることができる。
【００５５】
▲７▼  上記の各実施形態においては、高燃焼性燃料噴出口９からの高燃焼性燃料の噴出方向は、径方向外方に設定したが、これに代えて、前記軸芯方向の斜め前方、あるいは、前記軸芯方向に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかるバーナの正面図
【図２】図１におけるイ−イ矢視図
【図３】図１におけるロ−ロ矢視図
【図４】第１実施形態にかかるバーナの要部の分解斜視図
【図５】第２実施形態にかかるバーナの正面図
【図６】図５におけるハ−ハ矢視図
【図７】図５におけるニ−ニ矢視図
【図８】第２実施形態にかかるバーナにおける空気比とＮＯｘ発生量との関係を示す図
【図９】従来のバーナの縦断側面図
【図１０】従来のバーナの円板状体の正面図
【図１１】従来のバーナの分解斜視図
【符号の説明】
１    低燃焼性燃料供給管
２    噴出ノズル
３    円板状体
７    一次空気吐出口
８    空気噴出口
９    高燃焼性燃料噴出口
１０  二次空気吐出口
１１  空気通流抑制体
１４  一次空気供給路
１５  高燃焼性燃料供給路
１６  二次空気供給路
Ｆｎ  高燃焼性燃料火炎
Ｆｏ  低燃焼性燃料火炎
Ｆｔ  補助火炎
Ｓａ  空気供給部
Ｓｇ  高燃焼性燃料供給部
Ｓｏ  低燃焼性燃料供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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