JP2001263608A - 酸素富化液体燃料バーナー - Google Patents
酸素富化液体燃料バーナーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 現状の燃焼形態や燃焼炉の根本的な変更を伴
うことなく、しかも、必要最小限の酸素コストで、空気
燃焼に比べて燃焼効率の向上及びＮＯｘ総量の低減を図
ることができる酸素富化液体燃料バーナーを提供する。 【解決手段】 液体燃料ノズル１２の外周に燃焼用酸素
ノズル１５を設けた酸素バーナー部１１と、該酸素バー
ナー部１１の外周に設けた空気ノズル２１とを備えた多
段燃焼式酸素富化液体燃料バーナーにおいて、前記酸素
バーナー部１１に酸素濃度８０％以上の酸素を供給する
とともに、燃焼用酸素ノズル１５から噴出する酸素を渦
巻き状に旋回させて噴出させる旋回器１６を設ける。
うことなく、しかも、必要最小限の酸素コストで、空気
燃焼に比べて燃焼効率の向上及びＮＯｘ総量の低減を図
ることができる酸素富化液体燃料バーナーを提供する。 【解決手段】 液体燃料ノズル１２の外周に燃焼用酸素
ノズル１５を設けた酸素バーナー部１１と、該酸素バー
ナー部１１の外周に設けた空気ノズル２１とを備えた多
段燃焼式酸素富化液体燃料バーナーにおいて、前記酸素
バーナー部１１に酸素濃度８０％以上の酸素を供給する
とともに、燃焼用酸素ノズル１５から噴出する酸素を渦
巻き状に旋回させて噴出させる旋回器１６を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素富化液体燃料
バーナーに関し、詳しくは、燃料に重油等の液体燃料を
用いるとともに、支燃剤として空気と酸素とを併用した
酸素富化液体燃料バーナーに関する。
バーナーに関し、詳しくは、燃料に重油等の液体燃料を
用いるとともに、支燃剤として空気と酸素とを併用した
酸素富化液体燃料バーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼効率の向上とＮＯｘの低減とを図る
ためのバーナーとして、酸素バーナーが知られている。
この酸素バーナーは、酸素燃焼によって火炎の温度及び
輝度を向上させるとともに、燃焼に不要な窒素がほとん
ど無いことから排ガスとして系外に排出される熱量を低
減し、燃焼効率を向上させるだけでなく、ＮＯｘの発生
源である窒素量が少ないことによって排ガス中のＮＯｘ
総量の低減も図れると言う利点を有している。
ためのバーナーとして、酸素バーナーが知られている。
この酸素バーナーは、酸素燃焼によって火炎の温度及び
輝度を向上させるとともに、燃焼に不要な窒素がほとん
ど無いことから排ガスとして系外に排出される熱量を低
減し、燃焼効率を向上させるだけでなく、ＮＯｘの発生
源である窒素量が少ないことによって排ガス中のＮＯｘ
総量の低減も図れると言う利点を有している。
【０００３】また、空気バーナーに供給する空気の酸素
を富化することによって供給空気の酸素濃度を高めた
り、ランス等を用いて空気バーナーの燃焼火炎に酸素を
吹込んだりすることにより、火炎温度を上昇させて熱効
率を改善させる方法が行われている。
を富化することによって供給空気の酸素濃度を高めた
り、ランス等を用いて空気バーナーの燃焼火炎に酸素を
吹込んだりすることにより、火炎温度を上昇させて熱効
率を改善させる方法が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、酸素バーナー
（酸素燃焼）は、空気燃焼に比べて燃焼効率及びＮＯｘ
総量の削減において優位であるが、空気に比べて酸素の
供給にコストがかかることや、火炎温度が極端に高くな
るために燃焼炉に対する負荷が大きくなること、及び、
排ガス量が１／５程度に減少するので、排ガスからの熱
回収が困難になるなど、既存の空気燃焼設備を酸素燃焼
に変更するためには、燃焼方法や燃焼炉を根本的に変更
する必要があった。
（酸素燃焼）は、空気燃焼に比べて燃焼効率及びＮＯｘ
総量の削減において優位であるが、空気に比べて酸素の
供給にコストがかかることや、火炎温度が極端に高くな
るために燃焼炉に対する負荷が大きくなること、及び、
排ガス量が１／５程度に減少するので、排ガスからの熱
回収が困難になるなど、既存の空気燃焼設備を酸素燃焼
に変更するためには、燃焼方法や燃焼炉を根本的に変更
する必要があった。
【０００５】一方、酸素を富化する方法では、供給した
酸素を十分に活用できず、酸素供給量に比べて熱効率が
向上しなかったり、空気中の窒素リッチな雰囲気中で酸
素によって高温域を生成するためにＮＯｘが大量に生成
してしまうなどの問題が生じている。
酸素を十分に活用できず、酸素供給量に比べて熱効率が
向上しなかったり、空気中の窒素リッチな雰囲気中で酸
素によって高温域を生成するためにＮＯｘが大量に生成
してしまうなどの問題が生じている。
【０００６】そこで本発明は、現状の燃焼形態や燃焼炉
の根本的な変更を伴うことなく、しかも、必要最小限の
酸素コストで、空気燃焼に比べて熱伝達効率の向上及び
ＮＯｘ総量の低減を図ることができる酸素富化液体燃料
バーナーを提供することを目的としている。
の根本的な変更を伴うことなく、しかも、必要最小限の
酸素コストで、空気燃焼に比べて熱伝達効率の向上及び
ＮＯｘ総量の低減を図ることができる酸素富化液体燃料
バーナーを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の酸素富化液体燃料バーナーは、燃料ノズル
の外周に酸素ノズルを設けた酸素バーナー部と、該酸素
バーナー部の外周に設けられた空気ノズルとを備えた多
段燃焼式酸素富化液体燃料バーナーにおいて、前記酸素
バーナー部に酸素濃度８０％以上の酸素を供給するとと
もに、前記酸素ノズルから噴出する酸素を、前記燃料ノ
ズルから噴出する液体燃料を包み込むように渦巻き状に
旋回させて噴出させる旋回手段を設けたことを特徴とし
ている。
め、本発明の酸素富化液体燃料バーナーは、燃料ノズル
の外周に酸素ノズルを設けた酸素バーナー部と、該酸素
バーナー部の外周に設けられた空気ノズルとを備えた多
段燃焼式酸素富化液体燃料バーナーにおいて、前記酸素
バーナー部に酸素濃度８０％以上の酸素を供給するとと
もに、前記酸素ノズルから噴出する酸素を、前記燃料ノ
ズルから噴出する液体燃料を包み込むように渦巻き状に
旋回させて噴出させる旋回手段を設けたことを特徴とし
ている。
【０００８】また、本発明の酸素富化液体燃料バーナー
は、前記空気ノズルに供給する空気の温度が０〜８００
℃であること、前記空気ノズルは、空気を燃焼方向に対
して３０度以下の範囲で斜行させて噴出するように、前
記酸素バーナー部を中心とする円周に沿った方向に傾斜
していること、あるいは、空気を燃焼方向に平行に噴出
することを特徴としている。さらに、前記酸素ノズルか
ら噴出する酸素の流速を１５ｍ／ｓ以下とし、空気ノズ
ルから噴出する空気の流速を３０〜１００ｍ／ｓとする
ことを特徴とし、また、前記酸素バーナー部に供給する
酸素量を、完全燃焼に必要な酸素量の５〜５０％の範囲
とすることを特徴とする請求項１記載の酸素富化液体燃
料バーナー。
は、前記空気ノズルに供給する空気の温度が０〜８００
℃であること、前記空気ノズルは、空気を燃焼方向に対
して３０度以下の範囲で斜行させて噴出するように、前
記酸素バーナー部を中心とする円周に沿った方向に傾斜
していること、あるいは、空気を燃焼方向に平行に噴出
することを特徴としている。さらに、前記酸素ノズルか
ら噴出する酸素の流速を１５ｍ／ｓ以下とし、空気ノズ
ルから噴出する空気の流速を３０〜１００ｍ／ｓとする
ことを特徴とし、また、前記酸素バーナー部に供給する
酸素量を、完全燃焼に必要な酸素量の５〜５０％の範囲
とすることを特徴とする請求項１記載の酸素富化液体燃
料バーナー。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の酸素富化液体燃料
バーナーの一形態例を示す断面側面図、図２は同じく正
面図である。この酸素富化液体燃料バーナーは、中心の
酸素バーナー部１１と、その外周に設けられた複数の空
気ノズル２１とを有しており、酸素バーナー部１１での
燃焼用酸素による一次燃焼と、空気ノズル２１からの空
気中の酸素による二次燃焼とが行われる多段燃焼タイプ
と呼ばれるものである。
バーナーの一形態例を示す断面側面図、図２は同じく正
面図である。この酸素富化液体燃料バーナーは、中心の
酸素バーナー部１１と、その外周に設けられた複数の空
気ノズル２１とを有しており、酸素バーナー部１１での
燃焼用酸素による一次燃焼と、空気ノズル２１からの空
気中の酸素による二次燃焼とが行われる多段燃焼タイプ
と呼ばれるものである。
【００１０】酸素バーナー部１１は、中心の液体燃料ノ
ズル１２及びその外周に同軸に設けられた燃料噴霧用酸
素ノズル１３からなる二流対噴霧ノズル１４と、該二流
対噴霧ノズル１４の外周に設けられた燃焼用酸素ノズル
１５とにより形成された三重管構造を有している。
ズル１２及びその外周に同軸に設けられた燃料噴霧用酸
素ノズル１３からなる二流対噴霧ノズル１４と、該二流
対噴霧ノズル１４の外周に設けられた燃焼用酸素ノズル
１５とにより形成された三重管構造を有している。
【００１１】液体燃料には、一般的な重油や軽油等を使
用することができ、これらの液体燃料は、自身の圧力や
燃料噴霧用酸素ノズル１３からの噴霧用酸素の推進力に
よって酸素バーナー部１１の軸線方向に適度に拡散して
霧状に噴出する。なお、液体燃料を圧送して噴霧器から
圧力噴霧する場合は、二流対噴霧ノズルにする必要はな
く、噴霧用酸素ノズル１３を省略して液体燃料ノズル１
２と燃焼用酸素ノズル１５との二重管構造で形成するこ
とができる。
用することができ、これらの液体燃料は、自身の圧力や
燃料噴霧用酸素ノズル１３からの噴霧用酸素の推進力に
よって酸素バーナー部１１の軸線方向に適度に拡散して
霧状に噴出する。なお、液体燃料を圧送して噴霧器から
圧力噴霧する場合は、二流対噴霧ノズルにする必要はな
く、噴霧用酸素ノズル１３を省略して液体燃料ノズル１
２と燃焼用酸素ノズル１５との二重管構造で形成するこ
とができる。
【００１２】燃焼用酸素ノズル１５の噴出口近傍には、
燃焼用酸素に旋回力を与えるための手段として、噴出方
向に対して斜めに設置した複数枚の羽根板を有する旋回
器１６が設けられており、燃焼用酸素は、この旋回器１
６によって旋回力を与えられ、先端が絞られたノズル開
口１５ａを通り、液体燃料ノズル１２から噴出した液体
燃料の周囲を包み込むようにして渦巻き状に噴出する。
このように酸素を噴出させることにより、燃料と酸素と
の混合を促進して燃焼速度を速めることができるととも
に、安定した火炎を形成することができる。
燃焼用酸素に旋回力を与えるための手段として、噴出方
向に対して斜めに設置した複数枚の羽根板を有する旋回
器１６が設けられており、燃焼用酸素は、この旋回器１
６によって旋回力を与えられ、先端が絞られたノズル開
口１５ａを通り、液体燃料ノズル１２から噴出した液体
燃料の周囲を包み込むようにして渦巻き状に噴出する。
このように酸素を噴出させることにより、燃料と酸素と
の混合を促進して燃焼速度を速めることができるととも
に、安定した火炎を形成することができる。
【００１３】このとき、燃焼用酸素の酸素濃度が低い
と、火炎温度が低下したり、不純物としての窒素に起因
するＮＯｘの発生原因となったりするので、酸素濃度８
０％以上のものを使用する必要がある。なお、前記噴霧
用酸素は、この燃焼用酸素とは別個に用意してもよい
が、燃焼用酸素と同じものを使用することができる。
と、火炎温度が低下したり、不純物としての窒素に起因
するＮＯｘの発生原因となったりするので、酸素濃度８
０％以上のものを使用する必要がある。なお、前記噴霧
用酸素は、この燃焼用酸素とは別個に用意してもよい
が、燃焼用酸素と同じものを使用することができる。
【００１４】また、燃焼用酸素の流速は、酸素バーナー
部１１の近傍で一次燃焼が行われるように、燃焼方向に
平行な方向に向かって１５ｍ／ｓ以下、好ましくは５〜
１０ｍ／ｓに設定することが好ましい。この噴出速度を
高くし過ぎると、酸素バーナー部１１から離れた位置で
酸素燃焼による高温火炎が発生するため、空気ノズル２
１からの空気が高温の燃焼火炎に巻き込まれてＮＯｘの
発生原因となる。
部１１の近傍で一次燃焼が行われるように、燃焼方向に
平行な方向に向かって１５ｍ／ｓ以下、好ましくは５〜
１０ｍ／ｓに設定することが好ましい。この噴出速度を
高くし過ぎると、酸素バーナー部１１から離れた位置で
酸素燃焼による高温火炎が発生するため、空気ノズル２
１からの空気が高温の燃焼火炎に巻き込まれてＮＯｘの
発生原因となる。
【００１５】さらに、酸素バーナー部１１から噴出する
酸素量（噴霧用酸素を含む）は、燃料を完全燃焼させる
ための酸素量に対して５〜５０％、好ましくは２０〜４
０％の範囲が適当であり、酸素量が少な過ぎると一次燃
焼が十分に行われず、酸素を使用する意味が少なくなっ
てしまう。逆に酸素量を多くし過ぎると、酸素に要する
コストが上昇するだけでなく、燃焼方法や燃焼炉の変更
が必要になる場合がある。また、燃焼用酸素と噴霧用酸
素との割合は任意に設定できるが、噴霧用酸素は液体燃
料を噴霧できる程度とすればよい。
酸素量（噴霧用酸素を含む）は、燃料を完全燃焼させる
ための酸素量に対して５〜５０％、好ましくは２０〜４
０％の範囲が適当であり、酸素量が少な過ぎると一次燃
焼が十分に行われず、酸素を使用する意味が少なくなっ
てしまう。逆に酸素量を多くし過ぎると、酸素に要する
コストが上昇するだけでなく、燃焼方法や燃焼炉の変更
が必要になる場合がある。また、燃焼用酸素と噴霧用酸
素との割合は任意に設定できるが、噴霧用酸素は液体燃
料を噴霧できる程度とすればよい。
【００１６】上述の燃焼用酸素の流速、酸素濃度、酸素
量、旋回力は、バーナーの操業形態や炉の状況等の条
件、例えば、所望の火炎温度や火炎長、加熱対象物の種
類や性状、バーナー設置場所、液体燃料の噴出状態等の
条件に応じて適宜に設定することができる。
量、旋回力は、バーナーの操業形態や炉の状況等の条
件、例えば、所望の火炎温度や火炎長、加熱対象物の種
類や性状、バーナー設置場所、液体燃料の噴出状態等の
条件に応じて適宜に設定することができる。
【００１７】一方、前記空気ノズル２１は、酸素バーナ
ー部１１の外周に適当な距離を設けた位置に設置されて
おり、空気を燃焼方向に平行に噴出するように形成され
ている。この空気ノズル２１から噴出させる空気量は、
該空気中の酸素量と酸素バーナー部１１からの酸素量と
の合計量が燃料を完全燃焼させるのに必要な量と同程度
になるように設定すればよい。
ー部１１の外周に適当な距離を設けた位置に設置されて
おり、空気を燃焼方向に平行に噴出するように形成され
ている。この空気ノズル２１から噴出させる空気量は、
該空気中の酸素量と酸素バーナー部１１からの酸素量と
の合計量が燃料を完全燃焼させるのに必要な量と同程度
になるように設定すればよい。
【００１８】また、空気の流速は、３０〜１００ｍ／
ｓ、好ましくは４０〜６０ｍ／ｓの範囲が好適であり、
流速が遅いと酸素バーナー部１１で形成された高温火炎
中に空気が巻き込まれてＮＯｘの発生原因となり、流速
を速くすると酸素火炎との混合が十分に行えずに燃焼効
率が低下することがある。空気ノズル２１に供給する空
気の温度は、０〜８００℃、通常は大気温度〜５００℃
の範囲で任意に設定することができるが、燃焼排ガスか
らの熱回収によって予熱した空気を使用することによ
り、火炎温度を高くすることができる。
ｓ、好ましくは４０〜６０ｍ／ｓの範囲が好適であり、
流速が遅いと酸素バーナー部１１で形成された高温火炎
中に空気が巻き込まれてＮＯｘの発生原因となり、流速
を速くすると酸素火炎との混合が十分に行えずに燃焼効
率が低下することがある。空気ノズル２１に供給する空
気の温度は、０〜８００℃、通常は大気温度〜５００℃
の範囲で任意に設定することができるが、燃焼排ガスか
らの熱回収によって予熱した空気を使用することによ
り、火炎温度を高くすることができる。
【００１９】この空気ノズル２１の酸素バーナー部１１
に対する設置位置や設置本数は、バーナー能力や所望の
燃焼形態に応じて設定することができ、空気供給管２２
にマニホールド２３を介して各空気ノズル２１を所定位
置に取付けておくことができる。また、本形態例では、
図２に示すように、酸素バーナー部１１を中心とする二
つの同心円の円周上に等間隔で６個ずつそれぞれ設けて
いるが、設置した全ての空気ノズル２１から空気を噴出
させずに、一部の空気ノズル２１を選択して空気を噴出
させる用に形成することもできる。
に対する設置位置や設置本数は、バーナー能力や所望の
燃焼形態に応じて設定することができ、空気供給管２２
にマニホールド２３を介して各空気ノズル２１を所定位
置に取付けておくことができる。また、本形態例では、
図２に示すように、酸素バーナー部１１を中心とする二
つの同心円の円周上に等間隔で６個ずつそれぞれ設けて
いるが、設置した全ての空気ノズル２１から空気を噴出
させずに、一部の空気ノズル２１を選択して空気を噴出
させる用に形成することもできる。
【００２０】さらに、図３の正面図、図４の説明図に示
すように、空気ノズル２１からの空気の噴出方向αを酸
素バーナー部１１からの火炎の燃焼方向βに対する角度
θが３０度以下、好ましくは２０度以下の範囲で斜行さ
せて噴出するように、空気ノズル２１の先端部２１ａを
前記酸素バーナー部１１を中心とする円周Ｃに沿った方
向に傾斜させておくことにより、酸素火炎との混合を最
適な状態に調整することができる。
すように、空気ノズル２１からの空気の噴出方向αを酸
素バーナー部１１からの火炎の燃焼方向βに対する角度
θが３０度以下、好ましくは２０度以下の範囲で斜行さ
せて噴出するように、空気ノズル２１の先端部２１ａを
前記酸素バーナー部１１を中心とする円周Ｃに沿った方
向に傾斜させておくことにより、酸素火炎との混合を最
適な状態に調整することができる。
【００２１】このように形成したバーナーは、酸素バー
ナー部１１において、液体燃料ノズル１２から噴出し、
燃料噴霧用酸素ノズル１３からの噴霧用酸素の作用で拡
散した液体燃料が、燃焼用酸素ノズル１５から液体燃料
を包み込むようにして渦巻き状に噴出する燃焼用酸素と
迅速に混合するので、酸素バーナー部１１の近傍で燃料
と酸素とが効率よく混合して一次燃焼が発生する。この
一次燃焼の領域は、燃焼用酸素に旋回力を与えた状態で
燃焼方向に平行に噴出させて燃焼速度を速めたこと、及
び、酸素バーナー部１１と空気ノズル２１との間に適当
な距離を設けたことにより、空気ノズル２１から噴出す
る空気の巻き込みを防止して高濃度酸素での燃焼が可能
となる。
ナー部１１において、液体燃料ノズル１２から噴出し、
燃料噴霧用酸素ノズル１３からの噴霧用酸素の作用で拡
散した液体燃料が、燃焼用酸素ノズル１５から液体燃料
を包み込むようにして渦巻き状に噴出する燃焼用酸素と
迅速に混合するので、酸素バーナー部１１の近傍で燃料
と酸素とが効率よく混合して一次燃焼が発生する。この
一次燃焼の領域は、燃焼用酸素に旋回力を与えた状態で
燃焼方向に平行に噴出させて燃焼速度を速めたこと、及
び、酸素バーナー部１１と空気ノズル２１との間に適当
な距離を設けたことにより、空気ノズル２１から噴出す
る空気の巻き込みを防止して高濃度酸素での燃焼が可能
となる。
【００２２】このような高濃度酸素による燃焼は、燃焼
効率が向上して火炎温度が高くなるとともに、燃料の完
全燃焼に必要な酸素量の５〜５０％の酸素量でも安定し
た火炎を保持することができる。また、燃焼用酸素の供
給割合を調節することによって火炎温度を調節すること
ができ、燃焼用酸素や空気の流速を調節することによっ
て火炎の状態を変化させることができるので、加熱対象
物に適した熱伝達効率を得ることができる。
効率が向上して火炎温度が高くなるとともに、燃料の完
全燃焼に必要な酸素量の５〜５０％の酸素量でも安定し
た火炎を保持することができる。また、燃焼用酸素の供
給割合を調節することによって火炎温度を調節すること
ができ、燃焼用酸素や空気の流速を調節することによっ
て火炎の状態を変化させることができるので、加熱対象
物に適した熱伝達効率を得ることができる。
【００２３】しかも、この一次燃焼領域は、酸素量が不
足した燃料過剰燃焼によって還元性雰囲気が形成されて
いるため、かつ、高温の一次燃焼領域への窒素の混入が
少ないため、一次燃焼領域でのＮＯｘの発生を抑制する
ことができる。
足した燃料過剰燃焼によって還元性雰囲気が形成されて
いるため、かつ、高温の一次燃焼領域への窒素の混入が
少ないため、一次燃焼領域でのＮＯｘの発生を抑制する
ことができる。
【００２４】一次燃焼領域で生成した燃焼ガス及び燃焼
排ガスは、空気ノズル２１から供給される空気に巻き込
まれ、空気中の酸素によって二次燃焼領域が形成され
る。このとき、空気の流速を３０ｍ／ｓ以上に設定して
おくことにより、一次燃焼領域で生成した燃焼ガス及び
燃焼排ガスを効果的に巻き込むことができ、空気中の酸
素と燃焼ガスとによる燃焼によって輝度の高い火炎を形
成することができ、被溶解物・被加熱物等に対する伝熱
能力を向上させることができる。
排ガスは、空気ノズル２１から供給される空気に巻き込
まれ、空気中の酸素によって二次燃焼領域が形成され
る。このとき、空気の流速を３０ｍ／ｓ以上に設定して
おくことにより、一次燃焼領域で生成した燃焼ガス及び
燃焼排ガスを効果的に巻き込むことができ、空気中の酸
素と燃焼ガスとによる燃焼によって輝度の高い火炎を形
成することができ、被溶解物・被加熱物等に対する伝熱
能力を向上させることができる。
【００２５】また、高速で供給された空気は、燃焼排ガ
スを巻き込んで酸素濃度が空気よりも希薄な状況となる
ため、燃焼が緩慢になって比較的フラットな温度特性を
示すので、ここでもＮＯｘの発生を抑制することができ
る。さらに、図３，図４に示すように空気ノズル２１の
先端部２１ａを傾斜させることにより、斜行状態で噴出
する空気と燃焼ガス及び燃焼排ガスとの混合状態をより
適切な状態にすることができる。
スを巻き込んで酸素濃度が空気よりも希薄な状況となる
ため、燃焼が緩慢になって比較的フラットな温度特性を
示すので、ここでもＮＯｘの発生を抑制することができ
る。さらに、図３，図４に示すように空気ノズル２１の
先端部２１ａを傾斜させることにより、斜行状態で噴出
する空気と燃焼ガス及び燃焼排ガスとの混合状態をより
適切な状態にすることができる。
【００２６】加えて、従来の空気燃焼バーナーに代えて
この酸素富化液体燃料バーナーを使用した場合、ＮＯｘ
総量を低減しながら火炎温度や排ガス量を適当に設定す
ることができるので、燃焼方法や燃焼炉を根本的に変更
する必要がなく、既存の設備を有効に利用することがで
き、排ガスからの熱回収も同様にして行うことができ
る。
この酸素富化液体燃料バーナーを使用した場合、ＮＯｘ
総量を低減しながら火炎温度や排ガス量を適当に設定す
ることができるので、燃焼方法や燃焼炉を根本的に変更
する必要がなく、既存の設備を有効に利用することがで
き、排ガスからの熱回収も同様にして行うことができ
る。
【００２７】すなわち、このバーナーは、燃焼用酸素及
び空気の供給割合を変更することによって火炎温度を調
節することができ、燃焼用酸素の供給量に応じて熱伝達
効率を向上できる。しかも、高温燃焼域への窒素の巻き
込みを抑制できるので、燃焼に空気を使用してもＮＯｘ
の発生量を低減することができる。また、燃焼用酸素の
供給量を５０％以下にしておくことにより、空気バーナ
ーでの操業方法や燃焼炉に大幅な改造を必要とせず、既
存の設備への適用も容易に行うことができる。加えて、
排ガスの熱回収も既存設備を利用でき、熱回収によって
加熱した空気を空気ノズル２１に供給することによって
火炎温度を高めることもできる。
び空気の供給割合を変更することによって火炎温度を調
節することができ、燃焼用酸素の供給量に応じて熱伝達
効率を向上できる。しかも、高温燃焼域への窒素の巻き
込みを抑制できるので、燃焼に空気を使用してもＮＯｘ
の発生量を低減することができる。また、燃焼用酸素の
供給量を５０％以下にしておくことにより、空気バーナ
ーでの操業方法や燃焼炉に大幅な改造を必要とせず、既
存の設備への適用も容易に行うことができる。加えて、
排ガスの熱回収も既存設備を利用でき、熱回収によって
加熱した空気を空気ノズル２１に供給することによって
火炎温度を高めることもできる。
【００２８】さらに、空気ノズル２１の位置を選択する
ことにより、加熱用として効果的な火炎形状を形成する
ことができる。例えば、アルミニウム溶融炉等にこのバ
ーナーを設置する場合は、酸素バーナー部１１の上下に
空気ノズル２１を設置することにより、比較的フラット
な火炎を得ることができるので、熱伝達効率が向上して
溶解効率の向上が図れる。また、燃焼用酸素の供給量が
少ないときには、酸素バーナーー部１１に近い位置に空
気ノズル２１を設置することによって安定した火炎を得
ることができる。
ことにより、加熱用として効果的な火炎形状を形成する
ことができる。例えば、アルミニウム溶融炉等にこのバ
ーナーを設置する場合は、酸素バーナー部１１の上下に
空気ノズル２１を設置することにより、比較的フラット
な火炎を得ることができるので、熱伝達効率が向上して
溶解効率の向上が図れる。また、燃焼用酸素の供給量が
少ないときには、酸素バーナーー部１１に近い位置に空
気ノズル２１を設置することによって安定した火炎を得
ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸素富化
液体燃料バーナーによれば、酸素バーナー部の燃焼用酸
素の供給量を調節することにより、燃焼方法や燃焼炉を
大きく変化させることなく、空気バーナーに比べて熱伝
達効率を向上させ、かつ、排ガス中のＮＯｘ総量も低減
することができる。また、空気ノズルの位置や空気の流
速を調節することによって火炎形状を変更することがで
きるので、熱伝達効率の向上が図れる。さらに、排ガス
量も減少するので、排ガス処理設備の負担も軽減でき
る。
液体燃料バーナーによれば、酸素バーナー部の燃焼用酸
素の供給量を調節することにより、燃焼方法や燃焼炉を
大きく変化させることなく、空気バーナーに比べて熱伝
達効率を向上させ、かつ、排ガス中のＮＯｘ総量も低減
することができる。また、空気ノズルの位置や空気の流
速を調節することによって火炎形状を変更することがで
きるので、熱伝達効率の向上が図れる。さらに、排ガス
量も減少するので、排ガス処理設備の負担も軽減でき
る。
【図１】 本発明の酸素富化液体燃料バーナーの一形態
例を示す断面側面図である。
例を示す断面側面図である。
【図２】 同じく正面図である。
【図３】 酸素富化液体燃料バーナーの他の形態例を示
す正面図である。
す正面図である。
【図４】 同じく説明図である。
１１…酸素バーナー部、１２…液体燃料ノズル、１３…
燃料噴霧用酸素ノズル、１４…二流対噴霧ノズル、１５
…燃焼用酸素ノズル、１６…旋回器、２１…空気ノズ
ル、２２…空気供給管、２３…マニホールド
燃料噴霧用酸素ノズル、１４…二流対噴霧ノズル、１５
…燃焼用酸素ノズル、１６…旋回器、２１…空気ノズ
ル、２２…空気供給管、２３…マニホールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 英俊 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K052 AA10 GA06 GA10 GB01 GC07 GE07 HA01 3K065 TA01 TB07 TB08 TB11 TD04 TE04 TE06 TF03 TH01 TJ03 TJ05
Claims (6)
- 【請求項１】 燃料ノズルの外周に酸素ノズルを設けた
酸素バーナー部と、該酸素バーナー部の外周に設けられ
た空気ノズルとを備えた多段燃焼式酸素富化液体燃料バ
ーナーにおいて、前記酸素バーナー部に酸素濃度８０％
以上の酸素を供給するとともに、前記酸素ノズルから噴
出する酸素を、前記燃料ノズルから噴出する液体燃料を
包み込むように渦巻き状に旋回させて噴出させる旋回手
段を設けたことを特徴とする酸素富化液体燃料バーナ
ー。 - 【請求項２】 前記空気ノズルに供給する空気の温度が
０〜８００℃であることを特徴とする請求項１記載の酸
素富化液体燃料バーナー。 - 【請求項３】 前記空気ノズルは、空気を燃焼方向に平
行に噴出することを特徴とする請求項１記載の酸素富化
液体燃料バーナー。 - 【請求項４】 前記空気ノズルは、空気を燃焼方向に対
して３０度以下の範囲で斜行させて噴出するように、前
記酸素バーナー部を中心とする円周に沿った方向に傾斜
していることを特徴とする請求項１記載の酸素富化液体
燃料バーナー。 - 【請求項５】 前記酸素ノズルから噴出する酸素の流速
を１５ｍ／ｓ以下とし、空気ノズルから噴出する空気の
流速を３０〜１００ｍ／ｓとすることを特徴とする請求
項１記載の酸素富化液体燃料バーナー。 - 【請求項６】 前記酸素バーナー部に供給する酸素量
を、完全燃焼に必要な酸素量の５〜５０％の範囲とする
ことを特徴とする請求項１記載の酸素富化液体燃料バー
ナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079841A JP2001263608A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 酸素富化液体燃料バーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079841A JP2001263608A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 酸素富化液体燃料バーナー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001263608A true JP2001263608A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18597034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079841A Pending JP2001263608A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 酸素富化液体燃料バーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001263608A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100645351B1 (ko) | 2005-01-18 | 2006-11-14 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 에멀션 분무기 노즐 및 버너, 그리고 옥시-연료 버너용도를 위한 방법 |
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-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079841A patent/JP2001263608A/ja active Pending
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