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JP6726476B2 - Surface burning burner - Google Patents
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JP6726476B2 - Surface burning burner - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ガスと燃焼用空気とを通気性部材の表面で混合燃焼させる表面燃焼バーナに関する。 The present invention relates to a surface combustion burner that burns fuel gas and combustion air in a mixed manner on the surface of a breathable member.

燃料ガスと燃焼用空気との燃焼により火炎を形成するバーナとしては、種々のものがある。その中でも、燃料ガスと燃焼用空気とを通気性部材の表面で混合燃焼させる表面燃焼バーナとしては、特許文献1に記載されたものがある。この表面燃焼バーナにおいては、燃焼用ヘッダーから噴出されて通気性部材の内側から外側へ流れる燃料ガスと、燃焼用ヘッダーの外側を通過して通気性部材の内側から外側へ流れる燃焼用空気とを、通気性部材の表面で混合燃焼させ、筒状の障壁内で火炎を形成する。これにより、燃焼用ヘッダーの局所的な過熱、及び燃焼用ヘッダーの内部への逆火を防止し、かつ、障壁の軸方向に沿って安定した火炎を形成することができる。 There are various burners that form a flame by the combustion of fuel gas and combustion air. Among them, as a surface combustion burner for mixing and burning the fuel gas and the combustion air on the surface of the breathable member, there is one described in Patent Document 1. In this surface combustion burner, the fuel gas that is ejected from the combustion header and flows from the inside to the outside of the breathable member, and the combustion air that passes through the outside of the combustion header and flows from the inside to the outside of the breathable member. , The surface of the breathable member is mixed and burned to form a flame in the cylindrical barrier. With this, it is possible to prevent local overheating of the combustion header and flashback to the inside of the combustion header, and to form a stable flame along the axial direction of the barrier.

特許第5475374号公報Japanese Patent No. 5475374

しかしながら、従来の表面燃焼バーナにおいては、燃焼用ヘッダーの形状に特別な工夫はなされていない。そのため、燃焼用ヘッダーの外側面に設けられた通気性部材の表面において燃焼が行われる際に、燃焼用ヘッダー及び通気性部材は、燃焼用空気及び燃焼ガスの流れの下流側に行くに連れて激しく加熱される。特に、通気性部材と障壁との間隔が狭くなる場合には、通気性部材の耐久性が悪化するおそれがある。また、通気性部材の表面において燃料ガスと燃焼用空気とが十分に混合されず、この混合気における燃料ガスの濃度に偏りが生じ、火炎の形成が不安定になるおそれがある。 However, in the conventional surface combustion burner, no special device has been made in the shape of the combustion header. Therefore, when the combustion is performed on the surface of the breathable member provided on the outer side surface of the combustion header, the combustion header and the breathable member move toward the downstream side of the flow of the combustion air and the combustion gas. It is heated violently. In particular, when the distance between the breathable member and the barrier becomes narrow, the durability of the breathable member may deteriorate. Further, the fuel gas and the combustion air may not be sufficiently mixed on the surface of the breathable member, and the concentration of the fuel gas in this mixture may be biased, resulting in unstable flame formation.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、通気性部材の耐久性を向上させ、燃料ガスの濃度の偏りが生じにくくすることができる表面燃焼バーナを提供しようとして得られたものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has been obtained in order to provide a surface combustion burner capable of improving the durability of a breathable member and making it possible to prevent uneven concentration of fuel gas. ..

本発明の一態様は、燃焼用空気が通過する空気管と、
該空気管内に配置され、燃料ガスが通過する燃料管と、
該燃料管の先端側に接続されるとともに上記空気管内に配置され、上記燃焼用空気及び上記燃料ガスを噴出させるための燃焼用ヘッダーと、
該燃焼用ヘッダーの外側面に設けられた、金属繊維材を用いて形成されたメタルニットからなる通気性部材と、を備え、
上記燃焼用ヘッダーの、上記通気性部材が設けられた先端側部位には、上記燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所に凸部と凹部とが交互に形成されており、
上記凸部の外周面には、上記燃焼用ヘッダーの先端側に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面が形成されており、
上記通気性部材は、上記テーパ外周面に沿って設けられており、
上記燃焼用ヘッダーには、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線に沿って形成されたガス通路と、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所において、上記ガス通路と上記凸部の上記テーパ外周面とを連通する複数のガス噴出口と、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所において、該燃焼用ヘッダーの基端面と上記凹部とを連通する複数の第1空気噴出口と、
前記空気管の内周面との間に隙間を形成した状態で、上記燃焼用ヘッダーの基端部において外周側に突出するフランジ部と、
該フランジ部の前記中心軸線の周りの複数箇所において、該フランジ部を貫通する複数の第2空気噴出口とが形成されている、表面燃焼バーナにある。
One aspect of the present invention is an air tube through which combustion air passes,
Disposed within the air pipe, a fuel pipe fuel gas passes,
Are arranged in the air tube is connected to the distal end side of the fuel tube, the combustion header for jetting air Ki及 beauty the fuel gas for the combustion,
A breathable member made of metal knit formed of a metal fiber material, which is provided on the outer surface of the combustion header,
In the combustion header, the tip side portion where the breathable member is provided, convex portions and concave portions are alternately formed at a plurality of places around the central axis of the combustion header,
On the outer peripheral surface of the convex portion, a tapered outer peripheral surface is formed whose outer shape is reduced toward the tip side of the combustion header,
The breathable member is provided along the tapered outer peripheral surface,
In the above combustion header,
A gas passage formed along the central axis of the combustion header,
A plurality of gas outlets communicating the gas passage with the tapered outer peripheral surface of the protrusion at a plurality of locations around the central axis of the combustion header;
A plurality of first air jets communicating the base end surface of the combustion header and the recess at a plurality of locations around the central axis of the combustion header;
In a state where a gap is formed between the inner peripheral surface of the air pipe and a flange portion protruding toward the outer peripheral side at the base end portion of the combustion header,
The surface combustion burner has a plurality of second air jets penetrating the flange portion formed at a plurality of locations around the central axis of the flange portion .

上記表面燃焼バーナにおいては、通気性部材は、燃焼用ヘッダーの先端側に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面に沿って設けられている。これにより、空気管と通気性部材との間隔は、燃焼用ヘッダーの先端側に行くに連れて広くなる。そのため、通気性部材の外側には、燃焼用空気及び燃焼ガスの流れの下流側に行くに連れて広くなるスペースを確保することができる。そして、通気性部材の表面における燃料ガス又は混合気と燃焼用空気との燃焼は、このスペースを利用して行われ、通気性部材が、燃焼用ヘッダーの先端側(又は燃焼用空気及び燃焼ガスの流れの下流側)に行くに連れて激しく加熱されることを回避することができる。その結果、通気性部材の耐久性を向上させることができる。 In the surface combustion burner, the breathable member is provided along the tapered outer peripheral surface whose outer shape is reduced toward the tip side of the combustion header. As a result, the distance between the air tube and the breathable member becomes wider toward the tip side of the combustion header. Therefore, on the outside of the breathable member, it is possible to secure a space that becomes wider toward the downstream side of the flow of the combustion air and the combustion gas. Then, the combustion of the combustion gas with the fuel gas or the air-fuel mixture on the surface of the breathable member is performed using this space, and the breathable member is provided at the tip side of the combustion header (or the combustion air and the combustion gas). It is possible to avoid the intense heating as it goes to the downstream side of the flow). As a result, the durability of the breathable member can be improved.

また、上記表面燃焼バーナにおいては、燃焼用ヘッダーは、複数のガス噴出口及び複数の第1空気噴出口の他に、複数の第2空気噴出口を有している。そして、複数のガス噴出口から噴出される燃料ガス又は混合気は、通気性部材の内側から外側へ通過する。また、複数の第1空気噴出口から噴出される燃焼用空気は、通気性部材の内側から外側へ通過し、複数の第2空気噴出口から噴出される燃焼用空気は、燃焼用ヘッダーの先端側へ通過する。そして、通気性部材の表面(外側)において、複数のガス噴出口から噴出された燃料ガス又は混合気と、複数の第1空気噴出口から噴出された燃焼用空気とが混合されるときには、この混合ガスには、複数の第2空気噴出口から噴出される燃焼用空気も混合される。これにより、通気性部材の表面(外側)において、燃料ガスと燃焼用空気との混合が十分に行われ、この混合気における燃料ガスの濃度に偏りが生じにくくし、安定して火炎を形成することができる。 Further, in the above surface combustion burner, the combustion header has a plurality of second air jets in addition to the plurality of gas jets and the plurality of first air jets. Then, the fuel gas or the air-fuel mixture ejected from the plurality of gas ejection ports passes from the inside to the outside of the breathable member. Further, the combustion air ejected from the plurality of first air ejection ports passes from the inside to the outside of the breathable member, and the combustion air ejected from the plurality of second air ejection ports is the tip of the combustion header. Pass to the side. When the fuel gas or the air-fuel mixture ejected from the plurality of gas ejection ports and the combustion air ejected from the plurality of first air ejection ports are mixed on the surface (outer side) of the breathable member, Combustion air ejected from the plurality of second air ejection ports is also mixed with the mixed gas. As a result, the fuel gas and the combustion air are sufficiently mixed on the surface (outer side) of the breathable member, the concentration of the fuel gas in this mixture is less likely to be biased, and a stable flame is formed. be able to.

それ故、上記表面燃焼バーナによれば、通気性部材の耐久性を向上させ、燃料ガスの濃度の偏りが生じにくくすることができる。 Therefore, according to the surface combustion burner, it is possible to improve the durability of the breathable member and make it possible to prevent uneven concentration of the fuel gas.

実施形態1にかかる、表面燃焼バーナを示す図で、図3におけるI−I線矢視断面図。FIG. 4 is a view showing the surface combustion burner according to the first embodiment and is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG. 3. 実施形態1にかかる、表面燃焼バーナを示す図で、図3におけるII−II線矢視断面図。FIG. 4 is a view showing the surface combustion burner according to the first embodiment and is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3. 実施形態1にかかる、表面燃焼バーナを示す図で、図1におけるIII矢視図。1 is a view showing a surface combustion burner according to the first embodiment, and is a view taken along the arrow III in FIG. 実施形態2にかかる、表面燃焼バーナを示す断面図。Sectional drawing which shows the surface combustion burner concerning Embodiment 2. 実施形態3にかかる、表面燃焼バーナを示す断面図。Sectional drawing which shows the surface combustion burner concerning Embodiment 3. FIG. 実施形態3にかかる、他の表面燃焼バーナを示す断面図。Sectional drawing which shows other surface combustion burner concerning Embodiment 3.

上述した表面燃焼バーナにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
(実施形態1)
本形態の表面燃焼バーナ1は、図1〜図3に示すように、燃焼用空気Aが通過する空気管3と、空気管3内に配置され、燃料ガスFが通過する燃料管4と、燃料管4の先端側L1に接続されるとともに空気管3内に配置され、燃焼用空気A及び燃料ガスFを噴出させるための燃焼用ヘッダー2と、燃焼用ヘッダー2の外側面に設けられた繊維材からなる通気性部材26とを備える。燃焼用ヘッダー2の外周面における、通気性部材26が設けられた部位には、燃焼用ヘッダー2の先端側L1に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面201が形成されている。通気性部材26は、テーパ外周面201に沿って設けられている。なお、図3においては、通気性部材26等を省略して示す。
A preferred embodiment of the surface combustion burner described above will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 to 3, the surface combustion burner 1 of the present embodiment includes an air pipe 3 through which the combustion air A passes, a fuel pipe 4 disposed in the air pipe 3, and through which a fuel gas F passes. The combustion header 2 is connected to the front end side L1 of the fuel pipe 4 and is arranged in the air pipe 3, and is provided on the outer surface of the combustion header 2 for ejecting the combustion air A and the fuel gas F. And a breathable member 26 made of a fiber material. On the outer peripheral surface of the combustion header 2 where the breathable member 26 is provided, a tapered outer peripheral surface 201 is formed, the outer shape of which decreases as it goes to the front end side L1 of the combustion header 2. The breathable member 26 is provided along the tapered outer peripheral surface 201. In FIG. 3, the breathable member 26 and the like are omitted.

燃焼用ヘッダー2は、ガス通路21、複数のガス噴出口221、複数の第1空気噴出口23、フランジ部24及び複数の第2空気噴出口241を有している。ガス通路21は、図1に示すように、燃焼用ヘッダー2の中心軸線に沿って形成されている。複数のガス噴出口221は、燃焼用ヘッダー2の中心軸線の周りの複数個所において、ガス通路21とテーパ外周面201とを連通する状態で形成されている。複数の第1空気噴出口23は、図2に示すように、燃焼用ヘッダー2の中心軸線の周りの複数個所において、燃焼用ヘッダー2の基端面202とテーパ外周面201とを連通する状態で形成されている。フランジ部24は、図1に示すように、燃焼用ヘッダー2の基端部において外周側に突出して形成されている。複数の第2空気噴出口241は、フランジ部24を貫通する状態で形成されている。 The combustion header 2 has a gas passage 21, a plurality of gas ejection ports 221, a plurality of first air ejection ports 23, a flange portion 24, and a plurality of second air ejection ports 241. The gas passage 21 is formed along the central axis of the combustion header 2 as shown in FIG. The plurality of gas ejection ports 221 are formed at a plurality of locations around the central axis of the combustion header 2 so that the gas passage 21 and the tapered outer peripheral surface 201 communicate with each other. As shown in FIG. 2, the plurality of first air outlets 23 connect the base end surface 202 of the combustion header 2 and the tapered outer peripheral surface 201 at a plurality of locations around the central axis of the combustion header 2. Has been formed. As shown in FIG. 1, the flange portion 24 is formed so as to project to the outer peripheral side at the base end portion of the combustion header 2. The plurality of second air ejection ports 241 are formed so as to penetrate the flange portion 24.

本形態の表面燃焼バーナ1は、加熱炉等に配設され、炉内の雰囲気ガスを加熱するために用いられる。
図1、図2に示すように、空気管3と燃料管4とは、互いに平行に配置されており、二重管構造を有している。空気管3の先端は、燃焼用ヘッダー2の先端よりもさらに先端側L1に位置する。そして、燃焼用ヘッダー2の外周の全体は、空気管3によって覆われている。燃焼用ヘッダー2が空気管3内に配置された状態において、燃焼用ヘッダー2のフランジ部24と空気管3との間には、若干の隙間Mが形成されている。
The surface-combustion burner 1 of this embodiment is arranged in a heating furnace or the like and is used to heat the atmospheric gas in the furnace.
As shown in FIGS. 1 and 2, the air pipe 3 and the fuel pipe 4 are arranged in parallel with each other and have a double pipe structure. The tip of the air pipe 3 is located further on the tip side L1 than the tip of the combustion header 2. The entire outer circumference of the combustion header 2 is covered with the air pipe 3. In the state where the combustion header 2 is arranged inside the air pipe 3, a slight gap M is formed between the flange portion 24 of the combustion header 2 and the air pipe 3.

燃焼用ヘッダー2の中心軸線は、空気管3及び燃料管4の中心軸線と平行である。燃焼用ヘッダー2のガス通路21は、燃焼用ヘッダー2の中心軸線を含む中心部に形成されている。ガス通路21の先端は、燃焼用ヘッダー2に設けられた閉塞部材27によって閉塞されている。本形態の燃焼用ヘッダー2は、ガス通路21、複数のガス噴出口221及び複数の第1空気噴出口23が形成された第1ヘッダー部品2Aと、フランジ部24及び複数の第2空気噴出口241が形成された第2ヘッダー部品2Bとを組み合わせて構成されている。第2ヘッダー部品2Bは、第1ヘッダー部品2Aの基端部の外周に装着されており、第1ヘッダー部品2Aに溶接等を行って固定されている。 The central axis of the combustion header 2 is parallel to the central axes of the air pipe 3 and the fuel pipe 4. The gas passage 21 of the combustion header 2 is formed in the central portion including the central axis of the combustion header 2. The tip of the gas passage 21 is closed by a closing member 27 provided on the combustion header 2. The combustion header 2 of this embodiment includes a first header part 2A in which a gas passage 21, a plurality of gas outlets 221 and a plurality of first air outlets 23 are formed, a flange portion 24 and a plurality of second air outlets. It is configured by combining with the second header part 2B in which 241 is formed. The second header component 2B is attached to the outer periphery of the base end portion of the first header component 2A, and is fixed to the first header component 2A by welding or the like.

図3に示すように、第1ヘッダー部品2Aの外周面には、その中心軸線の周りの周方向Cに向けて、第1空気噴出口231を形成する複数の凹部230と、凸部22とが交互に並んで形成されている。各凹部230は、第1ヘッダー部品2Aの外周面から陥没し、中心軸線に沿って形成されており、中心軸線に平行な状態で形成されている。図1、図3に示すように、複数のガス噴出口221は、第1ヘッダー部品2Aの周方向Cにおける複数の凸部22の形成箇所において、ガス通路21から第1ヘッダー部品2Aの径方向Rに向けて形成されている。そして、ガス噴出口221と第1空気噴出口23とは、燃焼用ヘッダー2の周方向Cの複数個所において、交互に並んで形成されている。 As shown in FIG. 3, on the outer peripheral surface of the first header component 2A, a plurality of concave portions 230 that form the first air ejection port 231 and a convex portion 22 are formed in the circumferential direction C around the central axis thereof. Are formed alternately. Each recess 230 is recessed from the outer peripheral surface of the first header component 2A, is formed along the central axis, and is formed in a state parallel to the central axis. As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the plurality of gas ejection ports 221 are formed in the radial direction of the first header part 2A from the gas passage 21 at the formation positions of the plurality of protrusions 22 in the circumferential direction C of the first header part 2A. It is formed toward R. Then, the gas ejection ports 221 and the first air ejection ports 23 are formed alternately at a plurality of positions in the circumferential direction C of the combustion header 2.

図1〜図3に示すように、第2ヘッダー部品2Bは、円環形状を有しており、第1ヘッダー部品2Aの外周に装着される装着部25と、装着部25から径方向Rの外方に突出するフランジ部24とを有する。各第1空気噴出口231の一部は、凹部230と装着部25とに囲まれた貫通穴として形成されている。複数の第2空気噴出口241は、フランジ部24の周方向Cに等間隔に並んで形成されている。また、フランジ部24には、着火用のスパークロッド281を挿通させるための挿通口242も形成されている。スパークロッド281の先端部は、第1ヘッダー部品2Aの外周面に設けられた着火用のアース棒282と対向して配置されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the second header component 2B has an annular shape, and has a mounting portion 25 mounted on the outer periphery of the first header component 2A and a radial direction R from the mounting portion 25. And a flange portion 24 protruding outward. A part of each first air ejection port 231 is formed as a through hole surrounded by the recess 230 and the mounting portion 25. The plurality of second air ejection ports 241 are formed side by side at equal intervals in the circumferential direction C of the flange portion 24. Further, the flange portion 24 is also formed with an insertion port 242 for inserting the spark rod 281 for ignition. The tip portion of the spark rod 281 is arranged so as to face an ignition earth rod 282 provided on the outer peripheral surface of the first header part 2A.

第2ヘッダー部品2Bの装着部25は、第1ヘッダー部品2Aの基端側部分の外周に装着され、第1ヘッダー部品2Aのテーパ外周面201は、第1ヘッダー部品2Aの先端側部分に形成されている。
本形態の通気性部材26は、繊維材としての耐熱金属繊維からなるメタルニットである。通気性部材26は、メタルニットの他にも、気体を通過させる複数の気孔又は空隙を有する金属又はセラミックスから構成することができる。通気性部材26は、例えば、ガラスの繊維によって形成されたグラスウール等によって構成することもできる。また、通気性部材26は、耐熱性を有するとともに通気性を有し、かつ不燃性である種々の材料によって構成することができる。通気性部材26は、第1ヘッダー部品2A及び第2ヘッダー部品2Bに溶接等によって固定されている。
The mounting portion 25 of the second header component 2B is mounted on the outer periphery of the base end side portion of the first header component 2A, and the tapered outer peripheral surface 201 of the first header component 2A is formed on the distal end side portion of the first header component 2A. Has been done.
The breathable member 26 of this embodiment is a metal knit made of heat-resistant metal fiber as a fiber material. The breathable member 26 can be made of metal or ceramics having a plurality of pores or voids that allow gas to pass, in addition to the metal knit. The breathable member 26 can also be made of, for example, glass wool formed of glass fibers. The breathable member 26 can be made of various materials that have heat resistance, breathability, and are nonflammable. The breathable member 26 is fixed to the first header component 2A and the second header component 2B by welding or the like.

表面燃焼バーナ1においては、燃焼用ヘッダー2によって、通気性部材26の直前まで燃料ガスFと燃焼用空気Aとが別経路で導かれ、燃料ガスFと燃焼用空気Aとが通気性部材26の表面において混合燃焼される。
表面燃焼バーナ1において燃焼を行うに当たっては、燃料ガスFは、燃料管4内を通過して燃焼用ヘッダー2のガス通路21を通過し、ガス通路21から複数のガス噴出口221に分岐して流れ、テーパ外周面201における、各ガス噴出口221の開口先端から噴出されて、通気性部材26の内側から外側へ通過する。
In the surface-combustion burner 1, the combustion header 2 guides the fuel gas F and the combustion air A through different paths until just before the air-permeable member 26, and the fuel gas F and the combustion air A are communicated with each other. Is mixed and burned on the surface of the.
When performing combustion in the surface combustion burner 1, the fuel gas F passes through the fuel pipe 4 and the gas passage 21 of the combustion header 2, and is branched from the gas passage 21 into a plurality of gas ejection ports 221. The gas flows and is ejected from the opening tip of each gas ejection port 221 in the tapered outer peripheral surface 201, and passes from the inside to the outside of the breathable member 26.

一方、燃焼用空気Aは、空気管3内を通過して、燃焼用ヘッダー2内の複数の第1空気噴出口23と燃焼用ヘッダー2のフランジ部24の複数の第2空気噴出口241とに分岐して流れる。そして、燃焼用空気Aは、テーパ外周面201における、複数の第1空気噴出口23の開口先端から噴出されて、通気性部材26の内側から外側へ通過するとともに、フランジ部24に衝突しつつ、複数の第2空気噴出口241から噴出されて、燃焼用ヘッダー2の先端側L1へ通過する。 On the other hand, the combustion air A passes through the air pipe 3 to form a plurality of first air outlets 23 in the combustion header 2 and a plurality of second air outlets 241 of the flange portion 24 of the combustion header 2. It branches and flows. Then, the combustion air A is ejected from the opening tips of the plurality of first air ejection ports 23 on the tapered outer peripheral surface 201, passes from the inside to the outside of the breathable member 26, and collides with the flange portion 24. , And is ejected from the plurality of second air ejection ports 241 and passes to the front end side L1 of the combustion header 2.

そして、複数のガス噴出口221から噴出される燃料ガスFと、複数の第1空気噴出口23から噴出される燃焼用空気Aとは、通気性部材26の表面(外側)において、周方向Cに移動しつつ互いに混ざり合う。また、通気性部材26の表面(外側)において、複数のガス噴出口221から噴出される燃料ガスFと、複数の第1空気噴出口23から噴出される燃焼用空気Aとには、複数の第2空気噴出口241から噴出される燃焼用空気Aが混合される。これにより、通気性部材26の表面(外側)において、燃料ガスFと燃焼用空気Aとの混合が十分に行われ、この混合気における燃料ガスFの濃度に偏りが生じにくくすることができる。そして、燃料ガスFと燃焼用空気Aとの混合ガスは、スパークロッド281とアース棒282との間に生じるスパークによって着火されて、通気性部材26の表面において燃焼し、空気管3内に火炎Hを形成する。このとき、混合気における燃料ガスFの濃度に偏りが生じにくいことにより、安定して火炎Hを形成することができる。 Then, the fuel gas F ejected from the plurality of gas ejection ports 221 and the combustion air A ejected from the plurality of first air ejection ports 23 are in the circumferential direction C on the surface (outside) of the air-permeable member 26. Move to and mix with each other. Further, on the surface (outer side) of the breathable member 26, the fuel gas F ejected from the plurality of gas ejection ports 221 and the combustion air A ejected from the plurality of first air ejection ports 23 have a plurality of The combustion air A ejected from the second air ejection port 241 is mixed. As a result, the fuel gas F and the combustion air A are sufficiently mixed on the surface (outer side) of the air-permeable member 26, and the concentration of the fuel gas F in this mixture can be prevented from becoming uneven. Then, the mixed gas of the fuel gas F and the combustion air A is ignited by the spark generated between the spark rod 281 and the earth rod 282, burns on the surface of the breathable member 26, and the flame in the air tube 3 is generated. Form H. At this time, since the concentration of the fuel gas F in the air-fuel mixture is less likely to be biased, the flame H can be stably formed.

また、本形態においては、複数の第2空気噴出口241がフランジ部24の周方向Cに等間隔に並んで形成されている。これにより、燃焼用ヘッダー2の周方向Cの各部位において、複数のガス噴出口221から噴出される燃料ガスFと、複数の第1空気噴出口23から噴出される燃焼用空気Aとに、複数の第2空気噴出口241から噴出される燃焼用空気Aがより均等に混合される。そして、燃焼用ヘッダー2の周方向Cの各部位における空気比(空気過剰率)の偏りを少なくし、火炎Hをより安定して形成することができる。 Further, in the present embodiment, the plurality of second air ejection ports 241 are formed side by side at equal intervals in the circumferential direction C of the flange portion 24. Thereby, in each part of the combustion header 2 in the circumferential direction C, the fuel gas F ejected from the plurality of gas ejection ports 221 and the combustion air A ejected from the plurality of first air ejection ports 23 are provided. The combustion air A ejected from the plurality of second air ejection ports 241 is mixed more uniformly. Then, the bias of the air ratio (excess air ratio) in each portion of the combustion header 2 in the circumferential direction C can be reduced, and the flame H can be formed more stably.

また、複数のガス噴出口221と凹部230による複数の第1空気噴出口23とが燃焼用ヘッダー2における周方向Cの異なる位置にあることにより、通気性部材26の表面において、燃料ガスFと燃焼用空気Aとが急激に混合されず、緩やかに混合される。これにより、通気性部材26の略全域において緩慢燃焼が行われ、形成される火炎Hの温度が低く維持される。 Further, since the plurality of gas ejection ports 221 and the plurality of first air ejection ports 23 formed by the recesses 230 are located at different positions in the circumferential direction C in the combustion header 2, the fuel gas F and the fuel gas F are formed on the surface of the breathable member 26. The combustion air A is not rapidly mixed, but is gently mixed. Thereby, the slow combustion is performed in substantially the entire region of the breathable member 26, and the temperature of the flame H formed is kept low.

また、通気性部材26は、燃焼用ヘッダー2の先端側L1に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面201に沿って設けられている。これにより、図1、図2に示すように、空気管3と通気性部材26との径方向Rの間隔は、燃焼用ヘッダー2の先端側L1に行くに連れて広くなる。そのため、通気性部材26の外側には、燃焼用空気A及び燃焼ガスの流れの下流側に行くに連れて広くなるスペースSを確保することができる。そして、通気性部材26の表面における燃料ガスFと燃焼用空気Aとの燃焼は、このスペースSを利用して行われ、通気性部材26が、燃焼用ヘッダー2の先端側L1(又は燃焼用空気A及び燃焼ガスの流れの下流側)に行くに連れて激しく加熱されることを回避することができる。言い換えれば、燃焼による熱が、燃焼用ヘッダー2の径方向に重なりにくくし、燃焼用ヘッダー2の先端側L1に向かって逃げやすくすることができる。その結果、通気性部材26の耐久性を向上させることができる。 Further, the breathable member 26 is provided along the tapered outer peripheral surface 201 whose outer shape is reduced toward the tip side L1 of the combustion header 2. As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, the distance between the air tube 3 and the air-permeable member 26 in the radial direction R becomes wider toward the tip end side L1 of the combustion header 2. Therefore, on the outside of the breathable member 26, it is possible to secure a space S that becomes wider as it goes to the downstream side of the flow of the combustion air A and the combustion gas. Then, the combustion of the fuel gas F and the combustion air A on the surface of the air permeable member 26 is performed using this space S, and the air permeable member 26 causes the air permeable member 26 to move toward the tip end side L1 (or for combustion) of the combustion header 2. Vigorous heating can be avoided as it goes to the downstream side of the flow of air A and the combustion gas. In other words, it is possible to prevent the heat generated by combustion from overlapping in the radial direction of the combustion header 2 and to easily escape toward the tip side L1 of the combustion header 2. As a result, the durability of the breathable member 26 can be improved.

それ故、本形態の表面燃焼バーナ1によれば、通気性部材26の耐久性を向上させ、燃料ガスFの濃度の偏りが生じにくくすることができる。 Therefore, according to the surface combustion burner 1 of the present embodiment, it is possible to improve the durability of the breathable member 26 and prevent the concentration of the fuel gas F from becoming uneven.

(実施形態2)
本形態は、排熱回収を行う表面燃焼バーナ1のバリエーションの一つを示す。
本形態の表面燃焼バーナ1は、直火式(直接加熱式)の自己排熱回収バーナを構成する。具体的には、図4に示すごとく、表面燃焼バーナ1の空気管3の外周側には、燃焼後の排ガスGを回収するための排気管5が設けられている。排気管5には、排ガスGが排気される排気口51が設けられている。また、空気管3には、燃焼用空気Aが導入される給気口31が設けられている。
(Embodiment 2)
The present embodiment shows one variation of the surface combustion burner 1 that recovers exhaust heat.
The surface combustion burner 1 of the present embodiment constitutes a direct-fire (direct heating) self-exhaust heat recovery burner. Specifically, as shown in FIG. 4, an exhaust pipe 5 for collecting the exhaust gas G after combustion is provided on the outer peripheral side of the air pipe 3 of the surface combustion burner 1. The exhaust pipe 5 is provided with an exhaust port 51 through which the exhaust gas G is exhausted. Further, the air pipe 3 is provided with an air supply port 31 into which the combustion air A is introduced.

本形態の表面燃焼バーナ1は、火炎Hによって被加熱物の直接加熱を行う加熱炉等に用いることができる。そして、燃焼用ヘッダー2における燃焼が行われ、筒状の空気管3の先端側L1へ向けて火炎Hが形成され、この火炎Hによって加熱炉等の炉内が加熱された後、燃焼後の排ガスGが排気管5から回収される。このとき、排気管5を通過する排ガスGと、空気管3を通過する燃焼用空気Aとの熱交換が行われ、燃焼用空気Aへの排ガスGの排熱回収が行われる。
本形態においては、排ガスGの排熱回収を行うことにより、排気損失を抑えた高効率燃焼を行うことができる。本形態においても、その他の構成及び図中の符号が示す構成要素は実施形態1と同様であり、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
The surface combustion burner 1 of this embodiment can be used for a heating furnace or the like that directly heats an object to be heated by the flame H. Then, the combustion in the combustion header 2 is performed, a flame H is formed toward the tip side L1 of the tubular air tube 3, and the flame H heats the inside of the furnace such as a heating furnace, The exhaust gas G is recovered from the exhaust pipe 5. At this time, heat exchange between the exhaust gas G passing through the exhaust pipe 5 and the combustion air A passing through the air pipe 3 is performed, and exhaust heat of the exhaust gas G is recovered to the combustion air A.
In this embodiment, by recovering the exhaust heat of the exhaust gas G, it is possible to perform highly efficient combustion with suppressed exhaust loss. Also in this embodiment, the other configurations and the components indicated by the reference numerals in the drawing are the same as those in the first embodiment, and the same effects as the first embodiment can be obtained.

(実施形態3)
本形態も、排熱回収を行う表面燃焼バーナ1のバリエーションの他の一つを示す。
本形態の表面燃焼バーナ1は、間接加熱式の自己排熱回収バーナを構成する。具体的には、図5に示すごとく、表面燃焼バーナ1の空気管3の外周側には、燃焼後の排ガスGを回収するための排気管5と、排気管5の先端側L1に接続され、先端部が閉塞された筒状のラジアントチューブ6とが設けられている。ラジアントチューブ6は、伝熱性及び耐熱性に優れたセラミックス、鋳物等から構成することができる。
(Embodiment 3)
This embodiment also shows another variation of the surface combustion burner 1 that recovers exhaust heat.
The surface combustion burner 1 of this embodiment constitutes an indirect heating type self-exhaust heat recovery burner. Specifically, as shown in FIG. 5, an exhaust pipe 5 for collecting exhaust gas G after combustion and a tip side L1 of the exhaust pipe 5 are connected to the outer peripheral side of the air pipe 3 of the surface combustion burner 1. A cylindrical radiant tube 6 having a closed end is provided. The radiant tube 6 can be made of ceramics, casting, or the like having excellent heat transfer and heat resistance.

本形態の表面燃焼バーナ1は、火炎Hによって被加熱物の間接加熱を行う加熱炉、溶湯の溶解保持炉、雰囲気熱処理炉等に用いることができる。表面燃焼バーナ1は、溶湯の溶解保持炉に用いる場合には、溶湯内に浸漬させて用いることができる。そして、燃焼用ヘッダー2における燃焼が行われて火炎Hが形成されたときには、ラジアントチューブ6を介して、炉内が火炎Hの輻射熱によって間接的に加熱され、燃焼後の排ガスGが排気管5から排気される。このとき、排気管5を通過する排ガスGと、空気管3を通過する燃焼用空気Aとの熱交換が行われ、排ガスGの排熱回収が行われる。 The surface combustion burner 1 of the present embodiment can be used in a heating furnace for indirectly heating an object to be heated by a flame H, a melting and holding furnace for molten metal, an atmosphere heat treatment furnace, and the like. When the surface combustion burner 1 is used in a melting and holding furnace for molten metal, it can be used by immersing it in the molten metal. Then, when combustion is performed in the combustion header 2 to form the flame H, the inside of the furnace is indirectly heated by the radiant heat of the flame H via the radiant tube 6, and the exhaust gas G after combustion is exhausted from the exhaust pipe 5 Exhausted from. At this time, heat exchange between the exhaust gas G passing through the exhaust pipe 5 and the combustion air A passing through the air pipe 3 is performed, and exhaust heat of the exhaust gas G is recovered.

本形態の表面燃焼バーナ1においては、図5に示すように、燃焼用ヘッダー2によって形成された火炎Hは、空気管3内において、空気管3の先端側L1に向けて形成される。一方、表面燃焼バーナ1においては、図6に示すように、燃焼用ヘッダー2におけるテーパ外周面201を空気管3よりも先端側L1に位置させることもできる。この場合、燃焼用ヘッダー2によって形成された火炎Hは、ラジアントチューブ6内において、基端側L2に向けて形成される。
本形態においても、排ガスGの排熱回収を行うことにより、排気損失を抑えた高効率燃焼を行うことができる。本形態においても、その他の構成及び図中の符号が示す構成要素は実施形態1,2と同様であり、実施形態1,2と同様の作用効果を得ることができる。
In the surface combustion burner 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the flame H formed by the combustion header 2 is formed inside the air pipe 3 toward the tip side L1 of the air pipe 3. On the other hand, in the surface combustion burner 1, as shown in FIG. 6, the tapered outer peripheral surface 201 of the combustion header 2 can be located closer to the tip side L1 than the air tube 3. In this case, the flame H formed by the combustion header 2 is formed in the radiant tube 6 toward the base end side L2.
Also in this embodiment, by recovering the exhaust heat of the exhaust gas G, it is possible to perform highly efficient combustion with suppressed exhaust loss. Also in this embodiment, the other configurations and the components indicated by the reference numerals in the drawings are the same as those in the first and second embodiments, and the same operational effects as those in the first and second embodiments can be obtained.

なお、本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態に適用することが可能である。例えば、燃料管4においては、燃料ガスFの代わりに、燃料ガスFと燃焼用空気Aとの混合気が通過し、燃焼用ヘッダー2の複数のガス噴出口221からは、燃料ガスFの代わりに、混合気が噴出されてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to each of the embodiments, and can be applied to further different embodiments without departing from the scope of the invention. For example, in the fuel pipe 4, instead of the fuel gas F, a mixture of the fuel gas F and the combustion air A passes, and from the plurality of gas ejection ports 221 of the combustion header 2, the fuel gas F is replaced. Alternatively, the air-fuel mixture may be jetted.

1 表面燃焼バーナ
2 燃焼用ヘッダー
201 テーパ外周面
21 ガス通路
22 凸部
221 ガス噴出口
23 第1空気噴出口
230 凹部
24 フランジ部
241 第2空気噴出口
26 通気性部材
3 空気管
4 燃料管
F 燃料ガス
A 燃焼用空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface-combustion burner 2 Combustion header 201 Tapered outer peripheral surface 21 Gas passage 22 Convex part 221 Gas ejection port 23 First air ejection port 230 Recessed part 24 Flange part 241 Second air ejection port 26 Air permeable member 3 Air pipe 4 Fuel pipe F Fuel gas A Combustion air

Claims (1)

燃焼用空気が通過する空気管と、
該空気管内に配置され、燃料ガスが通過する燃料管と、
該燃料管の先端側に接続されるとともに上記空気管内に配置され、上記燃焼用空気及び上記燃料ガスを噴出させるための燃焼用ヘッダーと、
該燃焼用ヘッダーの外側面に設けられた、金属繊維材を用いて形成されたメタルニットからなる通気性部材と、を備え、
上記燃焼用ヘッダーの、上記通気性部材が設けられた先端側部位には、上記燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所に凸部と凹部とが交互に形成されており、
上記凸部の外周面には、上記燃焼用ヘッダーの先端側に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面が形成されており、
上記通気性部材は、上記テーパ外周面に沿って設けられており、
上記燃焼用ヘッダーには、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線に沿って形成されたガス通路と、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所において、上記ガス通路と上記凸部の上記テーパ外周面とを連通する複数のガス噴出口と、
該燃焼用ヘッダーの中心軸線の周りの複数個所において、該燃焼用ヘッダーの基端面と上記凹部とを連通する複数の第1空気噴出口と、
前記空気管の内周面との間に隙間を形成した状態で、上記燃焼用ヘッダーの基端部において外周側に突出するフランジ部と、
該フランジ部の前記中心軸線の周りの複数箇所において、該フランジ部を貫通する複数の第2空気噴出口とが形成されている、表面燃焼バーナ。
An air tube through which combustion air passes,
Disposed within the air pipe, a fuel pipe fuel gas passes,
Are arranged in the air tube is connected to the distal end side of the fuel tube, the combustion header for jetting air Ki及 beauty the fuel gas for the combustion,
A breathable member made of metal knit formed of a metal fiber material, which is provided on the outer surface of the combustion header,
In the combustion header, the tip side portion where the breathable member is provided, convex portions and concave portions are alternately formed at a plurality of places around the central axis of the combustion header,
On the outer peripheral surface of the convex portion, a tapered outer peripheral surface is formed whose outer shape is reduced toward the tip side of the combustion header,
The breathable member is provided along the tapered outer peripheral surface,
In the above combustion header,
A gas passage formed along the central axis of the combustion header,
A plurality of gas outlets communicating the gas passage with the tapered outer peripheral surface of the protrusion at a plurality of locations around the central axis of the combustion header;
A plurality of first air jets communicating the base end surface of the combustion header and the recess at a plurality of locations around the central axis of the combustion header;
In a state where a gap is formed between the inner peripheral surface of the air pipe and a flange portion protruding toward the outer peripheral side at the base end portion of the combustion header,
A surface combustion burner in which a plurality of second air jets penetrating the flange portion are formed at a plurality of locations around the central axis of the flange portion .
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