燃烧器的制作方法

本发明涉及一种燃烧器，特别是涉及一种通过来自火焰的热辐射加热或熔解被加热物的燃烧器。

本申请基于2016年9月16日在日本申请的专利申请2016-181092号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术：

一般而言，钢铁用加热炉或玻璃熔解炉等的工业用高温加热工艺具有如下结构：即，在炉内下部放置钢坯或熔化玻璃等的被加热物，并且在该炉内的上部空间形成火焰，通过来自该火焰的热辐射加热或熔解被加热物。

因此，要求燃烧器的火焰为热辐射强的火焰的同时，要求燃烧器的火焰为能够均匀地加热被加热物的火焰。

作为形成热辐射强的火焰的方法，在专利文献1及2中公开了如下的方法：即，该方法利用喷流的自激振动现象，使从流体喷出口喷出的气体进行振动(周期性地增减流量)，从而大范围地供给火焰，并且提高热辐射的同时进行均匀的加热。

根据专利文献1所记载的方法，利用自激振动现象以使火焰左右摆动，从而与通常的燃烧器相比能够加热大范围区域。

另外，根据专利文献2所记载的方法，通过在生成自激振动的流体喷出口的周围另行设置第二气体喷流，从而能够利用专利文献1所公开的方法来进一步加热大范围区域。

专利文献1：日本专利公开2005-113200号公报

专利文献2：日本专利公开2013-079753号公报

然而，专利文献2所记载的方法具有如下的问题：即，未对生成自激振动的流体喷出口的方向与第二气体喷流的喷出口的方向之间的关系进行任何规定，如果自激振动的火焰的振幅较大，则由于燃烧缓慢而导致火焰温度较低，因此热辐射变弱。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种燃烧器，该燃烧器即使在自激振动的火焰的振幅较大的情况下也不会降低热辐射而能够均匀地加热大范围。

(1)本发明所涉及的燃烧器从朝向前端扩开的中央扩开喷出口使主燃烧用流体自激振动的同时被喷出，并且从设置于所述中央扩开喷出口的两侧的一对侧部喷出口喷出副燃烧用流体并使之燃烧，所述燃烧器的特征在于，

所述一对侧部喷出口配置在关于所述中央扩开喷出口的中心轴对称的位置上，

以在将所述中央扩开喷出口的扩开角度设为α且将所述一对侧部喷出口的中心轴所成的角度设为β时满足-5°≤β≤α+15°的关系的方式，设置有所述中央扩开喷出口及所述侧部喷出口。

(2)本发明的燃烧器从朝向前端扩开的中央扩开喷出口及设置于该中央扩开喷出口的两侧且沿喷出方向扩开的一对侧部扩开喷出口分别使主燃烧用流体及副燃烧用流体自激振动的同时被喷出并使之燃烧，所述燃烧器的特征在于，

所述一对侧部扩开喷出口配置在关于所述中央扩开喷出口的中心轴对称的位置上，

以在将所述中央扩开喷出口的扩开角度设为α且将所述一对侧部扩开喷出口的内侧壁彼此所成的角度设为βin时满足-5°≤βin的关系、并且在将所述一对侧部扩开喷出口的外侧壁彼此所成的角度设为βout时满足βout≤α+15°的关系的方式，设置有所述中央扩开喷出口及所述侧部扩开喷出口。

在本发明中，燃烧器从朝向前端扩开的中央扩开喷出口使主燃烧用流体自激振动的同时被喷出，并且从设置于所述中央扩开喷出口的两侧的一对侧部喷出口喷出副燃烧用流体并使之燃烧，其中，所述一对侧部喷出口配置在关于所述中央扩开喷出口的中心轴对称的位置上，以在将所述中央扩开喷出口的扩开角度设为α且将所述一对侧部喷出口的中心轴所成的角度设为β时满足-5°≤β≤α+15°的关系的方式，设置有所述中央扩开喷出口及所述侧部喷出口。因此，即使在自激振动的火焰的振幅较大的情况下，也能够优良地混合主燃烧用流体和副燃烧用流体而增加燃烧效率，并且大范围地形成火焰的同时提高热辐射。

附图说明

图1是说明第一实施方式所涉及的燃烧器的结构的图(俯视剖面图)。

图2是说明第一实施方式所涉及的燃烧器的结构的图，表示从正面观察中央扩开喷出口及侧部喷出口的状态。

图3是表示第一实施方式所涉及的燃烧器中的主燃烧用流体的中央喷出状态的图，图3的(a)表示主燃料量流体沿中央扩开喷出口的一侧扩开壁流动的状态，图3的(b)表示主燃料量流体沿中央扩开喷出口的另一侧扩开壁流动的状态。

图4是说明在第一实施方式所涉及的燃烧器中自激振动的火焰的行迹的图，图4的(a)表示在中央扩开喷出口的左侧(扩开壁3b侧)形成火焰的状态，图4的(b)表示在中央扩开喷出口的中央部附近形成火焰的状态，图4的(c)表示在中央扩开喷出口的右侧(扩开壁3a侧)形成火焰的状态。

图5是说明第一实施方式中的变形例的燃烧器的图，表示从正面观察中央扩开喷出口及侧部喷出口的状态。

图6是说明第二实施方式所涉及的燃烧器的结构的图(之一)。

图7是说明第二实施方式所涉及的燃烧器的结构的图(之二)。

图8是实施例1中的传热量的测量结果的图表。

图9是说明在实施例3的比较例中使用的燃烧器的结构的图。

图10是实施例3中的传热量的测量结果的图表。

图11是说明通过在实施例3中使用的燃烧器来形成的火焰的自激振动的图，图11的(a)表示在中央扩开喷出口的左侧(侧部喷出口7侧)形成火焰的状态，图11的(b)表示在中央扩开喷出口的中央部附近形成火焰的状态，图11的(c)表示在中央扩开喷出口的右侧(侧部喷出口5侧)形成火焰的状态。

图12是实施例5中的传热量的测量结果的图表。

具体实施方式

下面，在对本发明中的燃烧用流体进行说明之后，基于图1～3对各实施方式中的燃烧器结构进行详细说明。此外，为了便于理解特征，在以下说明中使用的附图中为了方便起见有时候放大表示作为特征的部分，各结构要素的尺寸比率等并不一定与实际相同。

<燃烧用流体>

在本发明中，燃烧用流体是指燃料流体、助燃性流体或燃料流体与助燃性流体的混合流体，作为主燃烧用流体和副燃烧用流体的组合，除去双方均为助燃性流体的情况，主燃烧用流体或副燃烧用流体中的任一种流体为燃料流体或混合流体。

[第一实施方式]

如图1所示，本实施方式所涉及的燃烧器1从朝向前端扩开的中央扩开喷出口3使主燃烧用流体自激振动的同时被喷出，并且从设置于中央扩开喷出口3的两侧的侧部喷出口5及7喷出副燃烧用流体并使之燃烧。

<中央扩开喷出口>

中央扩开喷出口3喷出主燃烧用流体，如图1及图2所示，中央扩开喷出口3设置在供给主燃烧用流体的主燃烧用流体供给流路9的前端部，并且与主燃烧用流体的流动方向正交的剖面呈矩形状。

在比管道开口部11更上游侧的主燃烧用流体供给流路9中设置有方筒状的直体部13，在比管道开口部11更下游侧的主燃烧用流体供给流路9中设置有中央扩开喷出口3。

如前所述，与主燃烧用流体的流动方向正交的中央扩开喷出口3的剖面为矩形状。更具体而言，中央扩开喷出口3在燃烧器的俯视剖面上的形状为朝向前端扩开的扇形形状，能够利用作为主燃烧用流体供给流路9的管道开口部11设置侧的侧壁的扩开壁3a和3b所成的扩开角度α来表示该扇形形状。即，俯视剖面观察燃烧器时的中央扩开喷出口3的形状为扇形，形成该扇形的两个半径的一侧扩开壁3a和另一侧扩开壁3b所成的扩开角度为α°。

管道开口部11彼此通过设置于燃烧器1的后部侧的连通管道15来连通。如此，通过在燃烧器1的主燃烧用流体供给流路9上相对配置由连通管道15连通的一对管道开口部11，从而能够使从中央扩开喷出口3喷出的主燃烧用流体发生如图3所示的所谓触发式喷嘴(フリップフロップノズル)喷流的自激振动。

即，在流入到直体部13的主燃烧用流体朝向中央扩开喷出口3流出时，通过交替反复处于沿中央扩开喷出口3的一侧扩开壁3a流出的状态(参照图3的(b))和沿另一侧扩开壁3b流出的状态(参照图3的(a))而进行自激振动(左右摆动)。

能够通过变更中央扩开喷出口3、管道开口部11、直体部13及连通管道15的各部分的尺寸或者主燃烧用流体的流速等的各种条件，来调整该自激振动的振幅(喷出的主燃烧用流体的振幅)或振动频率(频率)。

另外，由于自激振动的频率根据管道开口部11的连通状态而变动，因此还能够通过在连通管道15中设置调节阀以调节气体流量或压力而控制自激振动的频率。

<侧部喷出口>

如图1所示，侧部喷出口5及7喷出副燃烧用流体，该侧部喷出口5及7设置在供给副燃烧用流体的副燃烧用流体供给流路17及19的前端部，并且配置在关于中央扩开喷出口3的中心轴C对称的位置上。

并且，在将中央扩开喷出口3的扩开角度设为α，将侧部喷出口5的中心轴Ca和侧部喷出口7的中心轴Cb所成的角度设为β时，以满足-5°≤β≤α+15°的关系的方式设定α和β。在此，对于角度β来说，将以侧部喷出口5的中心轴Ca为基准沿逆时针方向(在图1中的箭头所示方向)测量的角度设为正，沿顺时针方向测量的角度设为负。并且，在侧部喷出口5的中心轴Ca和侧部喷出口7的中心轴Cb交叉的情况下，以沿顺时针方向测量的角度即负的角度表示角度β。

基于图4对由本实施方式所涉及的燃烧器1进行自激振动的火焰的行迹进行说明。

在本实施方式中，作为主燃烧用流体供给燃料流体，作为副燃烧用流体供给助燃性流体。从主燃烧用流体供给流路9的直体部13喷出的燃料流体在朝向中央扩开喷出口3喷出时，处于交替地沿中央扩开喷出口3的两侧扩开壁3a、3b流动并进行自激振动(左右摆动)的状态。

并且，在燃料流体沿扩开壁3b喷出时，与从位于中央扩开喷出口3的左侧的侧部喷出口7喷出的助燃性流体混合，并且在中央扩开喷出口3的左侧形成火焰(图4的(a))。另一方面，在燃料流体沿扩开壁3a喷出时，与从位于中央扩开喷出口3的右侧的侧部喷出口5喷出的助燃性流体混合，并且在中央扩开喷出口3的右侧形成火焰(图4的(c))。

在本实施方式的燃烧器1中，如上所述，中央扩开喷出口3的扩开角度α与中心轴Ca和中心轴Cb所成的角度β被设定为-5°≤β≤α+15°，从侧部喷出口5及7喷出的助燃性流体分别沿中心轴Ca和Cb的方向喷出。

通过将侧部喷出口5及7和中央扩开喷出口3的形状及位置关系设定为β≤α+15°，从而即使随火焰的自激振动产生的振幅较大，也能够将从中央扩开喷出口3喷出的燃料流体与从侧部喷出口5及7中的任一喷出口喷出的助燃性流体混合并使之燃烧，因此能提高燃烧效率的同时大范围地形成火焰，并且提高热辐射。

另一方面，通过设定为角度的下限(-5°≤β)以上，从中央扩开喷出口3喷出的燃料流体的自激振动的振幅不会受到从侧部喷出口5及7喷出的副燃烧用流体的限制，由此能够将来自火焰的热辐射范围维持为较宽。

此外，利用后述的实施例来证实角度β的上限值(＝α+15°)和下限值(＝-5°)。

另外，在第一实施方式所涉及的燃烧器1中，中央扩开喷出口3与侧部喷出口5(或7)之间的偏移距离L(参照图2)被设定为30mm左右，但并不限定于此，可进行适当变更。

并且，能够通过变更角度β和中央扩开喷出口3与侧部喷出口5(或7)之间的偏移距离L而调整燃烧器1的燃烧效率。

此外，如图2所示，侧部喷出口5及7的与流体流动方向正交的面为矩形状，但并不限定于该形状，可根据期望的流体流量及流速而应用圆筒状或多孔状等。

另外，作为本实施方式的变形例，如图5所示，可列举如下的燃烧器21：即，该燃烧器21在设置于中央扩开喷出口3的左右两侧的侧部喷出口5及7的基础上，在中央扩开喷出口3的上下设置有第二喷出口23及25的燃烧器。

能够向侧部喷出口5及7和第二喷出口23及25分别供给副燃烧用流体，并且能够分别设定它们的流量，并且供给期望的燃烧用流体(燃料流体、助燃性流体及混合流体)。

此时，从第二喷出口23及25喷出副燃烧用流体的方向(第二喷出口23及25的中心轴所成的角度)并不特别受限。

此外，在后述的实施例中对设置第二喷出口23及25的效果进行说明。

[第二实施方式]

基于图6对本发明的第二实施方式所涉及的燃烧器31进行说明。此外，对与前述的第一实施方式中描述的结构要素相同的结构要素使用相同的附图标记，并在以下省略该结构要素的说明。

图6所示的燃烧器31从朝向前端扩开的中央扩开喷出口3及设置于中央扩开喷出口3的两侧且沿喷出方向扩开的一对侧部扩开喷出口41、51分别使主燃烧用流体及副燃烧用流体自激振动的同时被喷出并使之燃烧。

下面，基于图6对燃烧器31进行详细说明。

<侧部扩开喷出口>

侧部扩开喷出口41及51喷出副燃烧用流体，如图6所示，该侧部扩开喷出口41及51设置在供给副燃烧用流体的副燃烧用流体供给流路43及53各自的前端部。

一侧侧部扩开喷出口41具备靠近中央扩开喷出口3的内侧壁41a和远离中央扩开喷出口3的外侧壁41b。另一侧侧部扩开喷出口51具备靠近中央扩开喷出口3的内侧壁51a和远离中央扩开喷出口3的外侧壁51b。

在此，只是侧部扩开喷出口41和侧部扩开喷出口51各自的中心轴的朝向(喷出副燃烧用流体的方向)不同，双方的结构和功能相同，因此以下除必要情况以外，对侧部扩开喷出口41进行说明。

对于副燃烧用流体供给流路43的中间部的侧壁43a来说，在相对的位置上设置有一对管道开口部45。

在比管道开口部45更上游侧的副燃烧用流体供给流路43中设置有方筒状的直体部47，在比管道开口部45更下游侧的副燃烧用流体供给流路43中设置有侧部扩开喷出口41。

并且，管道开口部45彼此通过设置于燃烧器31的后部侧的连通管道49来连通。如此，通过在副燃烧用流体供给流路43中相对配置由连通管道49连通的一对管道开口部45，从而能够使从侧部扩开喷出口41喷出的副燃烧用流体发生自激振动。

此外，对于侧部扩开喷出口41及51来说，如图7所示，在将中央扩开喷出口3的扩开角度设为α，将侧部扩开喷出口41及51的靠近中央扩开喷出口3的内侧壁41a和51a所成的角度设为βin时，α和βin满足-5°≤βin的关系。并且在将侧部扩开喷出口41及51的远离中央扩开喷出口的外侧壁41b和51b所成的角度设为βout时，满足βout≤α+15°的关系。如此，设定α、βin及βout。

此外，对于角度βin及βout来说，与第一实施方式所涉及的燃烧器1同样，以侧部扩开喷出口41的内侧壁41a或外侧壁41b为基准，将沿逆时针方向测量的角度设为正，将沿顺时针方向测量的角度设为负。即，在图7中，通过以侧部扩开壁41a为基准沿顺时针方向测量的负的角度来表示角度βin，通过以侧部扩开壁41为基准沿逆时针方向测量的正的角度来表示角度βout。

在前述的第一实施方式所涉及的燃烧器1中，如果设置于中央扩开喷出口3的两侧的喷出口5和7所成的角度β为-5°以上，则能够加大从中央扩开喷出口3喷出的主燃烧用流体(燃料流体)的自激振动的振幅。

然而，对于该第二实施方式所涉及的燃烧器31来说，在从中央扩开喷出口3喷出的主燃烧用流体(燃料流体)和从侧部扩开喷出口41及51喷出的副燃烧用流体(助燃性流体)均无相位差地自激振动的情况下，可将侧部扩开喷出口41及51的内侧壁41a和51a所成的角度βin设定为小于-5°。

另一方面，如果在主燃烧用流体的自激振动与副燃烧用流体的自激振动之间生成相位差，则主燃烧用流体的喷流和副燃烧用流体的喷流交叉而限制火焰的自激振动，导致由来自火焰的热辐射进行的传热面积减少。

因此，在将侧部扩开喷出口41及51的内侧壁41a和51a所成的角度βin设定为小于-5°的角度的情况下，将主燃烧用流体的自激振动和副燃烧用流体的自激振动的相位合在一起的情况很重要。

但是，将主燃烧用流体的自激振动和副燃烧用流体的自激振动的相位差合在一起的情况并不一定容易实现，有时在生成相位差的状态下主燃烧用流体和副燃烧用流体进行自激振动的同时喷出。

即使在生成相位差的状态下主燃烧用流体和副燃烧用流体进行自激振动的同时喷出时，若将侧部扩开喷出口41及51的内侧壁41a和51a所成的角度βin设定为-5°以上，则与第一实施方式所涉及的燃烧器1同样，也能在主燃烧用流体的自激振动的振幅不会因副燃烧用流体而被限制为较窄的情况下形成自激振动的火焰。

以上，根据该第二实施方式所涉及的燃烧器31，能够更优良地混合从中央扩开喷出口3自激振动并喷出的燃料流体和从侧部扩开喷出口41或51自激振动并喷出的助燃性流体并使之燃烧，因此能提高燃烧效率的同时大范围地形成火焰，并且进一步提高热辐射。

实施例1

进行用于确认本发明所涉及的燃烧器的效果的具体实验，在以下对其结果进行说明。

在实施例1中，使用图1所示的燃烧器1来形成自激振动的火焰，准备多个将中央扩开喷出口3的扩开角度α设为60°且变更一侧侧部喷出口5的中心轴Ca和另一侧侧部喷出口7的中心轴Cb所成的角度β的燃烧器1，并且确认角度β对来自火焰的热辐射带来的影响。

在实施例1中，使用LP气体作为主燃烧用流体，使用包含40体积％氧的富氧空气作为副燃烧用流体。并且，经由主燃烧用流体供给流路9以8Nm³/h向中央扩开喷出口3供给LP气体，并且经由副燃烧用流体供给流路17及19以105Nm³/h向侧部喷出口5及7供给富氧空气，从而使LP气体在氧比1.05下进行燃烧。

在此，氧比是表示相对于规定量燃料而供给几倍化学计量比的氧的值。例如，氧比1.05表示与用于使燃料完全燃烧的理论氧量相比稍微过剩地(1.05倍)供给氧的状态。

在实验中使用如下的燃烧器1，并且通过向流过传热测量盘的冷却水传递的传热量来评价各角度β下形成的火焰的热辐射量，其中，该燃烧器1在距离燃烧器1前端600mm的位置上设置有传热测量盘(未图示)，并且将扩开角度α固定为60°，将角度β设定为-10°、-5°、0°、60°、75°、90°。

传热测量盘为连接多个供冷却水流过的微小宽度的水冷管而成的盘，能够测量各水冷管中的冷却水的入口温度和出口温度以及冷却水的流量。

在本实施例1中，如上所述，向燃烧器1供给LP气体和富氧空气并使之点燃，并且使自激振动的火焰与传热测量盘碰撞，利用传热测量盘中的冷却水的出口与入口的温度差及冷却水的流量来算出各水冷管中的传热量。

图8表示各角度β下的传热量的测量结果。在图8中，横轴表示在距离燃烧器1前端600mm的位置上离燃烧器1的中心轴的距离[mm]，纵轴表示在传热测量盘的各部位测量的向冷却水传递的传热量[kJ/h]。

在β＝60°及75°的情况下，可知与其他角度的情况相比大范围地进行热辐射。然而，在β＝90°的情况下，向传热测量盘传递的总传热量降低。被推测为这是因为，由于富氧空气比自激振动的LP气体的振幅更向外侧喷出，因此无法充分混合从中央扩开喷出口3喷出的LP气体和富氧空气。

另一方面，在β≤0的情况下，火焰扩展得到抑制且热辐射范围靠近中心轴。

可知虽然在β＝0°及-5°的情况下，在热辐射范围中具有某种程度的扩展，但在β＝-10°的情况下，热辐射被限制在狭窄的范围，难以利用自激振动来获得大范围的热辐射。

综上，通过将喷出口5及7的角度β设为-5°≤β≤α+15°，从而能够在不降低总传热量的情况下，利用自激振动来大范围地进行热辐射。

实施例2

在实施例2中，使用图1所示的燃烧器1来形成自激振动的火焰，并且将中央扩开喷出口3的扩开角度α固定在45°，将一对侧部喷出口的中心轴所成的角度β变更为-10°、-5°、0°、45°、60°、75°，与前述的实施例同样地测量来自火焰的传热量。

关于燃烧条件，与实施例1同样地经过主燃烧用流体供给流路9向中央扩开喷出口3以8Nm³/h供给LP气体作为主燃烧用流体，并且经过副燃烧用流体供给流路17及19向喷出口5及7以105Nm³/h供给包含40体积％的氧的富氧空气作为副燃烧用流体，从而使LP气体在氧比1.05下进行燃烧。

进行实验的结果，在β＝-10°、-5°、0°的燃烧器1中，得到与中央扩开喷出口3的扩开角度α为60°的实施例1同样的结果。即，该结果如下：在β＝-5°、0°的情况下，形成来自火焰的热辐射范围具有某种程度的扩展的优良的火焰，但在β＝-10°的情况下，热辐射被限制在狭窄的范围内。

在β＝45°、60°(≤α+15°)的燃烧器1中，从火焰大范围地得到优良的热辐射。然而，在β＝75°的情况下，与在实施例1中β＝90°的情况同样，成为向传热测量盘传递的总传热量大幅降低的结果。

综上，即使在将中央扩开喷出口3的扩开角度α设为45°的情况下，通过将一对喷出口5及7的角度β设为-5°≤β≤α+15°，也能在不降低总传热量的情况下，利用自激振动来大范围地进行热辐射。

实施例3

在实施例3中，使用图1及图2所示的燃烧器1来形成自激振动的火焰，并且将中央扩开喷出口3的扩开角度设为α＝90°，在-10°～120°的范围内变更侧部喷出口的中心轴所成的角度β，从而与前述的实施例1及实施例2同样地测量来自火焰的传热量。

在此，角度β以外的燃烧器1的形状与实施例1及2相同，并且燃烧条件也与实施例1及2相同。

在β＝-5°～0°的燃烧器1中，来自火焰的热辐射范围具有某种程度的扩展且得到优良的辐射热，但在β＝-10°的燃烧器1中，成为热辐射被限制在狭窄的范围内的结果。

另一方面，在β≤105°(＝α+15°)的燃烧器1中，利用火焰大范围地得到优良的热辐射，与此相对地，在β＞105°的燃烧器1中，成为向传热测量盘传递的总传热量大幅降低的结果。

此外，在实施例3中，作为比较例，使用在与扩开角度α＝90°的中央扩开喷出口3的扩开方向(自激振动的方向)正交的方向上设置有一对喷出口63及65的燃烧器61(参照图9)，并且利用设置于燃烧器61的前方的传热测量盘来测量来自火焰的热辐射。在比较例中与实施例1及2同样地向中央扩开喷出口3供给LP气体，并且从喷出口63及65喷出富氧空气以作为副燃烧用流体，LP气体、富氧空气的供给量和氧比为与实施例1及2相同的条件(＝1.05)。

图10表示在本实施例3中设定为β＝0°及90°的燃烧器1中的传热量和比较例所涉及的燃烧器61的传热量的测量结果。

在比较例的燃烧器中，中央扩开喷出口3的扩开角度α＝90°而较大，因此能观察到火焰的振幅较大的状况，但如图10所示那样，与实施例1及2的结果相比较的结果，总传热量降低且未能有效地进行热辐射。

与此相对地，在沿中央扩开喷出口3的扩开方向设置有喷出口5的燃烧器1(β＝0°及90°)中，即使将中央扩开喷出口3的扩开角度设为α＝90°，也与比较例相比并未出现总传热量下降的情况(参照图10)。另外，可知通过调整喷出口5和7所成的角度β，从而能够适当地调整热辐射范围和传热量。

以上，即使在将中央扩开喷出口3的扩开角度α设为90°的情况下，通过将喷出口5和7所成的角度β设定在-5°≤β≤α+15°的范围内，也能在不降低总传热量的情况下，利用自激振动来大范围地进行热辐射。

实施例4

在实施例4中，如图5所示，使用在中央扩开喷出口3的扩开方向的两侧设置有喷出口5及7并且沿与扩开方向正交的方向设置有第二喷出口23及25的燃烧器21来形成自激振动的火焰，并且进行测量来自火焰的传热量的实验。

在实施例4中，将中央扩开喷出口3的扩开角度α设为60°，将侧部喷出口5和7所成的角度β设为60°，将第二喷出口23和25各自的中心轴所成的角度γ设为0°。

在实验中，向中央扩开喷出口3以8Nm³/h供给LP气体作为主燃烧用流体，并且向喷出口5及7和第二喷出口23及25以105Nm³/h供给包含40体积％氧的富氧空气作为副燃烧用流体。

在此，以分别向侧部喷出口5及7和第二喷出口23及25供给的流量比为6:4的方式分配富氧空气，并且将从侧部喷出口5及7喷出的富氧空气的流速设为100m/s，将从第二喷出口23及25喷出的富氧空气的流速设为40m/s。在此，富氧空气在燃烧器21中喷出的状况如图11所示。

进行燃烧实验的结果，确认使用沿中央扩开喷出口3的上下方向设置有第二喷出口23及25的燃烧器21即能提高燃烧效率，并且进一步提高来自火焰的热辐射。

此外，虽然在实施例4中将第二喷出口23和25所成的角度γ设为0°，但并不限定于该角度。

实施例5

在实施例5中，如图6及图7所示，使用在中央扩开喷出口3的两侧设置有侧部扩开喷出口41及51的燃烧器31来形成自激振动的火焰，并且进行测量来自火焰的传热量的实验。

在实验中，向中央扩开喷出口3以8Nm³/h供给LP气体作为主燃烧用流体，并且向侧部扩开喷出口41及51以105Nm³/h供给包含40体积％氧的富氧空气作为副燃烧用流体。

并且，利用设置在距离燃烧器31前端600mm的位置上的传热测量盘(未图示)来测量传热量。

对于在实施例5中使用的燃烧器31的形状来说，将中央扩开喷出口3的扩开角度α设为60°，将侧部扩开喷出口41的内侧壁41a和侧部扩开喷出口51的内侧壁51a所成的角度βin设为0°，将侧部扩开喷出口41的外侧壁41b和侧部扩开喷出口51的外侧壁51b所成的角度βout设定为60°。

此外，通过以没有相位差(在相同的定时下左右摆动)的方式调节从中央扩开喷出口3喷出的燃料流体的自激振动和从侧部扩开喷出口41及51喷出的富氧空气的自激振动而进行实验。

在图12中示出传热量的测量结果。在图12中，作为比较对象，一并记载了使用图1所示的燃烧器1且富氧空气未进行自激振动而从侧部扩开喷出口5及7喷出的情况(实施例1中的β＝60°)的结果。

通过图12可知，在使用燃烧器31的情况下，热辐射的范围变宽，并且总传热量也增加。认为这是因为通过使从侧部扩开喷出口41及51喷出的富氧空气进行自激振动，从而优良地混合自激振动的方向上的燃料和富氧空气并提高燃烧性。

综上，可知通过使从自激振动地喷出燃料流体的中央扩开喷出口的两侧喷出的富氧空气也进行自激振动，能够扩大热辐射的范围，并且能够增加总传热量。

产业上的可利用性

本发明的燃烧器即使在自激振动的火焰的振幅较大的情况下，也能够优良地混合主燃烧用流体和副燃烧用流体而增加燃烧效率，并且大范围地形成火焰的同时提高热辐射。

附图标记说明

1 燃烧器

3 中央扩开喷出口

3a、3b 扩开壁

5、7 侧部喷出口

9 主燃烧用流体供给流路

9a 侧壁

11 管道开口部

13 直体部

15 连通管道

17、19 副燃烧用流体供给流路

21 燃烧器

23、25 第二喷出口

31 燃烧器

41、51 侧部扩开喷出口

41a、51a 侧部扩开壁(内侧壁)

41b、51b 侧部扩开壁(外侧壁)

43、53 副燃烧用流体供给流路

45、55 管道开口部

47、57 直体部

49、59 连通管道

61 燃烧器(比较例)

63、65 喷出口(比较例)