JP4758202B2 - 火葬炉用オイルバーナ - Google Patents

Description

本発明は、火葬炉に取り付けて用いられるオイルバーナであって、バーナの先を傾動（上下動）させながら使用するオイルバーナに関するものである。

火葬炉の場合、特許文献１（特開２００２−３３３１１２号公報）で明らかなように、燃料燃焼用のバーナの先は、主熱室に向けて傾動自在に取り付けられている。また、バーナは、火力を任意に調節自在であることが求められることから、オイルバーナよりは使い勝手の良いガスバーナの方が多用されている。しかし、このガスバーナの場合は、燃料費が高くつくと云う欠点がある。

このようなことから、最近は、多少使い勝手は悪くても、燃料コストの安い灯油を用いるオイルバーナが使用されるようになって来ているが、このオイルバーナには火葬炉専用のものがないことから、汎用タイプのものが使用されている。

例えば、特許文献２（特開平７−００４６１９号公報）のものは、「噴霧すべき燃料を供給するための手段２２、前記燃料が中央軸に沿って流れる際にその燃料を噴霧するための手段２４、噴霧された燃料を拡張する円錐形状に放出するための手段２６、および噴霧流体の境界層冷却環を円錐放出形状の近くで前記中央軸と同心状に流し、その様な円錐形状を抑え、その機構の出口端部を冷却するための手段１６、２６、６０、５０を含む燃料配送機構２０、および前記燃料機構の出口端部に酸化剤を供給し、放出された噴霧燃料の前記拡張円錐形状の回りに燃焼可能な酸化剤の袋を形成し、前記燃料と混合し、燃焼可能な混合物および望ましい炎を与えるための手段９２、９４、１９、５０からなる」構造である。

また、特許文献３（特開２００１−１４１２１０号公報）のものは、「オイルバーナの先端面には、第１の１次空気噴出口５０と、この第１の１次空気噴出口５０を取り巻く環形の燃料噴出口７０と、この燃料噴出口７０を取り巻く第２の１次空気噴出口８０とが形成され、燃料噴出口７０から環状（筒状）に噴出された燃料は、その噴出燃料の環の内外両面において第１及び第２の１次空気噴出口５０、８０から噴出された１次空気噴出流と接触し、細かく剪断されて十分に霧化される構造」である。

その他、火葬炉に良く用いられるオイルバーナーには、通常図９に示すような構造のアトマイザが用いられている。このアトマイザ１は、中心部に燃料噴出流路２を形成すると共に、この燃料噴出流路２の先端に燃料噴出口３を形成した燃料噴出ノズル４と、このノズル４の外側に燃焼空気供給通路５を形成すると共に、前記ノズル４の先端に形成した燃料噴出口３の周囲に燃焼空気噴出口６を形成し、前記燃焼空気供給流路５内に旋回翼７を組み込んだ構成である。なお、図９においてバーナ外筒等の図示は省略してある。

しかし、この図９に示したアトマイザ１を用いたオイルバーナの場合、次のような欠点がある。
１．火葬炉用のオイルバーナは、特許文献１で説明したように、火炎の向き（角度）を 水平から下向きに移行して使用できるように、炉壁の治具に取り付けられるが、オイ ルバーナの場合、このバーナの角度を下向きから上向きに移行させたときに、アトマ イザ１内の燃料供給流路２内において液面が変動して、液切れの状態となることがあ る。この状態は、完全な液切れではないが、空気量に対する液量比が変化するため、 火炎が不安定となり、特に、低負荷燃焼時にこの傾向が顕著に現れる。
２．火葬炉用バーナの場合、火炎にはシャープなものからソフトなものまで、様々なも のが求められるが、このような要求に応えにくい。
３．火葬炉内の状況に合わせて幅広いターンダウンレシオが求められるが、これにも応 えにくい。
４．アトマイザ１の頭部等にカーボンの生成・付着が激しく、しばしばその除去作業が 必要になっている。

本発明の目的の第１は、バーナ傾動時に発生する液面変動に起因する火炎の不安定化を防止することができる火葬炉用オイルバーナを提供することである。
更に、本発明の目的の第２は、火炎をシャープなものからソフトなものまで、自由に調整可能な火葬炉用オイルバーナを提供することである。
更に、本発明の目的の第３は、炉内の状況に合わせて幅広いターンダウンレシオを有する火葬炉用オイルバーナを提供することである。
更に、本発明の目的の第４は、アトマイザの頭部等にカーボンが付着しない火葬用オイルバーナを提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、火葬炉用オイルバーナにおいて、アトマイザの先端に形成された燃料噴出口に至る燃料供給流路内に燃料逆流阻止用のオリフィスを組み込むことにより、バーナー傾動時に燃料供給流路内の液面が変動するのを抑えて火炎の安定を図るように構成したことを特徴とするものである。

更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の火葬炉用オイルバーナにおいて、前記オリフィスは、１段又は一定の間隔をあけて２段組み込まれていると共に、２段に組み込まれたオリフィスの場合は、燃料の供給側に位置する上段オリフィスにはその中心に透孔があけられ、この上段オリフィスの下流側に位置する下段オリフィスには円周線上に複数の透孔があけられていることを特徴とするものである。
この発明により、バーナ傾動時に液面が変化しないために火炎が安定する。

更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の火葬炉用オイルバーナにおいて、前記アトマイザの先端部分に先端側を少し拡径した保炎器を取り付けると共に、この保炎器において、前記アトマイザの頭部が位置する部位に空気噴出孔を複数形成し、更に、前記保炎器の先端に、前記保炎器の先端の外径部との間に二次空気噴出口を形成するようにして保炎筒を取り付け、更に、前記アトマイザの外側には、前記空気噴出孔及び二次空気噴出口に連通する二次空気供給流路を形成するようにしてバーナ外筒を取り付け、このバーナ外筒の先端には、前記保炎筒部分を包含し、且つ前方に延長された保炎外筒を取り付けて成ることを特徴とするものである。
この発明により、シャープで安定した直進火炎を形成することができる。

更に、請求項４に記載の発明においては、請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナにおいて、前記アトマイザ内の燃焼空気供給流路内及び二次空気噴出口に旋回翼を取り付けて成ることを特徴とするものである。
この発明により、熱効率が向上し、燃料の節約が可能になる。

更に、請求項５に記載の発明においては、請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナにおいて、前記保炎筒内に点火プラグを臨ませ、この点火プラグを起動してダイレクト点火を行うように構成して成ることを特徴とするものである。

更に、請求項６に記載の発明においては、請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナにおいて、前記保炎筒の先端の外周に鍔部を形成し、この鍔部と保炎外筒との間に前記二次空気供給路に連通している三次空気噴出口を形成して成ることを特徴とするものである。

〔作用〕
加圧された燃料となる例えば灯油は、燃料供給流路内を前進し、先ず上段オリフィスのところではその中心の透孔を通り抜けて下段オリフィスの中心に衝突して拡散した後、下段オリフィスに形成された複数の透孔を通り抜けて下流側に流れ、燃料噴出口から噴出する。同時に、燃焼用の空気は、燃焼空気供給流路内を前進し、旋回翼により乱流化されて燃焼空気噴出口から噴出することにより、保炎筒内で燃料を霧状に微粒化しながら燃料と混合する。
この混合気は、保炎筒内の点火プラグにより点火されて保炎筒の先端に定着する。

また、二次空気流路から供給された加圧二次空気は、二次空気噴出口から保炎筒内に噴出し、前記した火炎の定着部分に噴出して完全燃焼を可能にする。
このようにして形成された火炎は、バーナ外筒の先端に形成された保炎外筒により拘束を受けて直進し、ストレートでシャープな火炎となって炉内に噴出する。
また、保炎器に形成した空気噴出孔からは、二次空気の一部がアトマイザの頭部に勢いよく吹きつけて、このアトマイザの頭部に付着したカーボン類を飛散する。
また、三次空気噴出口から噴出した三次空気は、火炎に勢いをつけ、同時に保炎外筒内に付着するカーボン類を飛散して清掃の負担を軽減する。

上記火葬用のオイルバーナは、その使用中に傾動を伴うが、例えば、下向きから水平あるいは上向きにバーナの向きが変化しても、オリフィスが燃料供給流路内に存在するため、このオリフィスにより逆流が阻止される。この結果、このオリフィスの下流側（燃料噴出口側）の液面が安定するため、安定した火炎を常時保つことができる。
また、保炎筒内には、二次空気が供給されるため、火炎の定着部分に対する空気の供給が十分に行われて、更に火炎は安定する。また、二次空気を旋回流とすることにより、火炎の周囲には空気の旋回流がつくられるため、火炎は、その速度を増し、より安定した直進火炎となる。

本発明は以上の如き構成と作用により、次の効果を奏する。
１．オリフィスにより、バーナの傾動時における液面変化を抑えるため、特に低負荷時 において火炎が不安定になるのを阻止できる。
２．火炎をシャープな火炎からソフトな火炎のものまで安定させることができるため、 火葬条件に合わせた使用ができる。
３．火炎の安定効果により、幅広いターンダウンレシオでの利用が可能である。
４．アトマイザの頭部に二次空気の一部を吹きつけるように構成したため、このアトマ イザの頭部等にカーボンが付着するのを防止できる。この結果、メンテナンスのため の費用と労力が軽減される。

本発明の実施例を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るオイルバーナを火葬炉に取り付けた状態の説明図、図２はオイルバーナ全体を示す断面図、図３はバーナヘッド部分の断面図、図４はアトマイザの断面図、図５（Ａ）〜（Ｃ）は前段オリフィスの説明図、図６（Ａ）〜（Ｃ）は後段オリフィスの説明図、図７は図２でのＡ−Ａ´線段面図、図８は図４でのＢ−Ｂ´線断面図である。
図１において、５０は火葬炉、５１は主燃室、５２は台車、５４はオイルバーナ取付治具であって、本発明に係るオイルバーナＡは、前記治具５４により、主燃室５１の後壁５３に対し、傾動自在に取り付けられている。５６は主燃室５１の前扉、５７は主燃室５１から続く煙道である。

上記各図において、本発明に係るオイルバーナＡのアトマイザ１の構成は、図９で説明したアトマイザ１と同一構造である。
相違点は、図４に示すように、オイルバーナＡを傾動したときに、燃料供給流路２内の液面の変動を防止するために、燃料供給流路２内に前段オリフィス２０と後段オリフィス２２を組み込んだ点である。そして、前段オリフィス２０には、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、その中心に入口２１ａが大径で、出口２１ｂが小径に形成された透孔２１を設け、後段オリフィス２２には、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、入口２３ａは大径で、出口側が複数の小孔２３ｂから成る透孔２３が形成されている。
なお、透孔２１、２３の形状は、円形又はスリット状でも良く、透孔２０、２１の開口面積は、後段オリフィス２２＞前段オリフィス２０とするのが有効であるが、この逆又は同一であっても実用が否定される訳ではない。また、１段だけのオリフィスを用いても良く、これらの選定は、オイルバーナの大きさ等により決定する。

更に、本発明での相違点は、前記アトマイザ１の先端に、図２、図３に示すようにカップ状の保炎器２４が取り付けられていて、この保炎器２４には、アトマイザ１の頭部１ａに臨む位置に空気噴出孔２５が形成されている。更に、前記保炎器２４の先端には、二次空気噴出口２６を保炎器２４の先端の外径部との間に形成して保炎筒２７が取り付けられている。２８は保炎筒２７の先端の外周に形成した折り返し鍔部であって、この鍔部２８の外周と後述する保炎外筒３１との間には、二次空気供給路２９に連通された三次空気噴出口２８ａが形成されている。
更に、前記アトマイザ１の外側には、前記二次空気噴出口２６に続く二次空気供給流路２９を空けてバーナ外筒３０が取り付けられており、このバーナ外筒３０の先端には、前記保炎筒を包含するようにして保炎外筒３１が取り付けられている。

３２は二次空気噴出口２６内に組み込まれた旋回翼、３３は燃料供給管、３４はアトマイザ１内に燃焼空気を供給する燃焼空気供給口、３５は二次空気供給流路２９を経由して二次空気噴出口２６に二次空気を供給する二次空気供給口である。
３６は前記二次空気噴出口２６から保炎筒２７内に少し突き出るようにして組み込まれた点火プラグであって、この点火プラグ３６は、図外の点火トランスから高電圧が印加されるとスパークし、保炎筒２７内において混合気に点火を行うものである。

次に実施例のオイルバーナＡの使用例を説明する。オイルバーナＡは、図１に示すように、火葬炉５０の後壁５３のところに治具５４を用いて取り付けて使用される。
加圧された燃料となる例えば灯油は、燃料供給管３３から供給され、この供給された燃料は、アトマイザ１の燃料供給流路２内を前進し、前段オリフィス２１の透孔を通過し、空間２ａ内で開放されて、後段オリフィス２２の中心に衝突したのち、周囲の透孔２３を通過し、燃料噴出口３から保炎器２４内に噴出する。同時に、加圧された燃焼用の空気は、燃焼空気供給口３４から供給され、燃焼空気供給流路５内を前進し、前記アトマイザ１の燃焼空気噴出口６から噴出して、前記燃料と混合する。
この混合気は、アトマイザ１の前方であって、保炎器２４内から保炎筒２７内へと移行し、点火プラグ３６により点火され、この火炎は保炎筒２７の先端に定着する。

また、二次空気供給口３５から二次空気供給流路２９内に供給された加圧二次空気は、二次空気噴出口２６から旋回翼３２の作用で旋回流となって保炎筒２７内に噴出し、火炎に対して効率良く燃焼するのに必要な二次空気を供給し、且つ旋回流の作用で火炎の周囲を拘束し、シャープで直進性に優れた火炎Ｂ（図１参照）を形成する。
このようにして形成された火炎Ｂは、バーナ外筒３０の先端において保炎外筒３１により更に拘束を受けて遠くまで直進し、直線的な火炎Ｂとなって主燃室５１内に噴出する。
また、保炎器２４に形成した空気噴出孔２５からは、二次空気の一部がアトマイザ１の先端の頭部１ａに勢いよく吹きつけて頭部１ａにカーボンが付着するのを阻止する。
また、三次空気噴出口２８ａからは、保炎外筒３１の内面に沿って三次空気が供給されて火炎Ｂに勢いをつけ、同時に保炎外筒３１の内面に付着するカーボン類を吹き飛ばす。

オイルバーナＡは、その使用中に傾動を伴うが、燃料供給流路２内において、その液面位置は、オリフィス２０、２２により流路２が絞られ、逆流が阻止されるため、このオリフィス２０、２２の先においては殆ど変動せず、仮に変動しても微小のため、対空気比の変動幅が小さく、安定した火炎Ｂを常時保つことができる。
また、保炎筒２７内においては、二次空気の供給により、更に火炎Ｂは安定する。この時、二次空気を旋回翼３２により旋回流とすることにより、保炎筒２７及び保炎外筒３１内において、火炎Ｂと空気との混合がより促進されて完全燃焼を行い、シャープな火炎から、ソフトな火炎まで、安定した火炎Ｂを形成することができる。また、幅広いターンダウンレシオでの燃焼が可能である。

本発明に係るオイルバーナを取り付けた火葬炉の説明図 本発明に係るオイルバーナの断面図 バーナヘッド部分の断面図 アトマイザの断面図 （Ａ）〜（Ｃ） 前段オリフィスの説明図 （Ａ）〜（Ｃ） 後段オリフィスの説明図 Ａ−Ａ´線断面図 Ｂ−Ｂ´線断面図 従来のオイルバーナの説明図

符号の説明

１ ノズル
２ 燃料流路
３ 燃料噴出口
４ 燃料噴射ノズル
５ 燃焼空気供給流路
６ 燃焼空気噴出口
２０ 前段オリフィス
２１ 後段オリフィス
２４ 保炎器
２７ 保炎筒
３０ バーナ外筒
３１ 保炎外筒

Claims (6)

1. アトマイザの先端に形成された燃料噴出口に至る燃料供給流路内に燃料逆流阻止用のオリフィスを組み込むことにより、バーナー傾動時に燃料供給流路内の液面が変動するのを抑えて火炎の安定を図るように構成した火葬炉用オイルバーナ。
2. 前記オリフィスは、１段又は一定の間隔をあけて２段組み込まれていると共に、２段に組み込まれたオリフィスの場合は、燃料の供給側に位置する上段オリフィスにはその中心に透孔があけられ、この上段オリフィスの下流側に位置する下段オリフィスには円周線上に複数の透孔があけられていることを特徴とする請求項１に記載の火葬炉用オイルバーナ。
3. 前記アトマイザの先端部分に先端側を少し拡径した保炎器を取り付けると共に、この保炎器において、前記アトマイザの頭部が位置する部位に空気噴出孔を複数形成し、更に、前記保炎器の先端に、前記保炎器の先端の外径部との間に二次空気噴出口を形成するようにして保炎筒を取り付け、更に、前記アトマイザの外側には、前記空気噴出孔及び二次空気噴出口に連通する二次空気供給流路を形成するようにしてバーナ外筒を取り付け、このバーナ外筒の先端には、前記保炎筒部分を包含し、且つ前方に延長された保炎外筒を取り付けて成る請求項１に記載の火葬炉用オイルバーナ。
4. 前記アトマイザ内の燃焼空気供給流路内及び二次空気噴出口に旋回翼を取り付けて成る請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナ。
5. 前記保炎筒内に点火プラグを臨ませ、この点火プラグを起動してダイレクト点火を行うように構成して成る請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナ。
6. 前記保炎筒の先端の外周に鍔部を形成し、この鍔部と保炎外筒との間に前記二次空気供給路に連通している三次空気噴出口を形成して成る請求項３に記載の火葬炉用オイルバーナ。
   

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