JP2004309111A - 低NOxバーナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バーナ本体6と、燃料を供給するための燃料ノズル2とを備えた低NOxバーナであって、バーナ本体6が、その前端面14に、燃料ノズル2から供給された燃料11をバーナ本体6の前端面14の中心から前端面14の周囲に向けて噴射する複数の燃料供給孔3を有し、かつ燃料供給孔3が位置するバーナ本体6の前端面14の中心から離れた位置で、燃料供給孔3から噴射される燃料噴流と交差しない位置に、バーナ本体6の中心軸と平行な方向に空気12を噴射する複数の空気供給孔5を有することを特徴とする低NOxバーナ1。
【選択図】図1
Description
燃焼容量15kWの、図13(a)及び図13(b)に示すような形状の低NOxバーナ31を作製し、幅500mm×高さ500mm×長さ700mmの直方体の燃焼炉40に設置した。本実施例においては、燃焼に用いる燃料41はメタンとし、燃焼炉40内の温度を1400℃に維持するために約17NL/minで、燃料ノズル32の燃料供給孔33から供給した。また、燃焼用の空気42は、蓄熱体9(図1(a)参照)の代わりに電気炉を用いて、1200℃まで予熱し、空気ノズル34の空気供給孔35から燃焼炉40内に供給した。このようにして燃焼炉40内に供給した燃料41と空気42とを混合させて燃焼させた。
燃焼容量15kWの、図15(a)及び図15(b)に示すような形状の、空気/燃料単純直噴型のバーナ51を作製し、幅500mm×高さ500mm×長さ700mmの直方体の燃焼炉60に設置した。燃焼に用いる燃料61はメタンとし、燃焼炉60内の温度を1400℃に維持するために約17NL/minで、燃料ノズル52の燃料供給孔53から供給し、実施例1と同様に燃焼用の空気62を1200℃まで予熱してバーナ51の空気ノズル54の空気供給孔55から燃焼炉60内に供給し、供給した燃料61と空気62とを混合させて燃焼させた。
燃焼容量15kWの、図17(a)及び図17(b)に示すような形状の、保炎機構をもつバッフル保炎型のバーナ71を作製し、幅500mm×高さ500mm×長さ700mmの直方体の燃焼炉80に設置した。燃焼に用いる燃料81はメタンとし、燃焼炉80内の温度を1400℃に維持するために約17NL/minで、燃料ノズル72の燃料供給孔73から供給し、実施例1と同様に燃焼用の空気82を1200℃まで予熱してバーナ71の空気ノズル74の空気供給孔75から燃焼炉80内に供給し、供給した燃料81と空気82とを混合させて燃焼させた。
図20(a)及び図20(b)に示すような、燃料ノズル2から供給された燃料11をバーナ本体6の前端面14の中心から前端面14の周囲に向けて噴射する複数の燃料供給孔3を有し、かつ燃料供給孔3が位置する前端面14の中心から離れた位置で、燃料供給孔3から噴射される燃料噴流と交差しない位置に、バーナ本体6の中心軸と平行な方向に空気12を噴射する複数の空気供給孔5を有する低NOxバーナ20を製造した。本実施例の低NOxバーナ20は、燃料ノズル2の外周側に配設された補助空気24を供給するための補助空気ノズル21をさらに備えるとともに、補助空気ノズル21のバーナ本体6の前端面14側の先端部に、前端面14にて、補助空気ノズル21から供給された補助空気24を噴射する補助空気供給孔22を有する保炎板をさらに備え、補助空気ノズル21がバーナ本体6の中心軸に沿って移動可能なものである。本実施例においては、初期燃焼、即ち、燃焼炉内の温度が室温〜200℃の範囲においては、補助空気ノズル21の内径Dに対する、補助空気ノズル21の前端面14がら突き出した距離Hの割合(H/D)を、1.6とした。
図21(a)及び図21(b)に示すような、燃料ノズル2から供給された燃料をバーナ本体6の前端面14の中心から前端面14の周囲に向けて噴射する複数の燃料供給孔3を有し、かつ燃料供給孔3が位置する前端面14の中心から離れた位置で、燃料供給孔3から噴射される燃料噴流と交差しない位置に、バーナ本体6の中心軸と平行な方向に空気を噴射する複数の空気供給孔5を有する低NOxバーナ90を製造した。本実施例の低NOxバーナ90は、燃料ノズル2の内周側に配置された低温時燃焼用の燃料を供給するための低温時燃焼用燃料ノズル15と、燃料ノズル2の外周側に配設された補助空気を供給するための補助空気ノズル21とをさらに備えるとともに、バーナ本体6が、その前端面14に、低温時燃焼用燃料ノズル15から供給された低温時燃焼用の燃料をバーナ本体6の中心軸と平行な方向に噴射する低温時燃焼用燃料供給孔16と、補助空気ノズル21から供給された補助空気を、バーナ本体6の中心軸と平行な方向に噴射する補助空気供給孔22とを有している。また、バーナ本体6の前端面14には、燃料供給孔2から噴射される燃料噴流の流路19と、低温時燃焼用燃料供給孔16から噴射された燃料噴流により生ずる低温燃焼火炎の保炎を行うための保炎空間27とを有する筒状の保炎ブロック18をさらに備えた構成とした。本実施例においては、保炎ブロック18を構成する保炎空間27の、バーナ本体6の中心軸に垂直な断面における直径Dに対する、保炎空間27の高さHの割合(H/D)を、1.6とした。また、本実施例においては、保炎ブロック18の外周部に複数の溝を形成し、バーナ本体6と保炎ブロック18との接続部における溝を空気供給孔5とした。
補助空気供給孔が、補助空気ノズルから供給された補助空気を、バーナ本体の中心軸と平行な方向から、バーナ本体の中心軸に垂直な断面におけるバーナ本体の中心軸を中心とする円の円周接線方向に30°以下の角度で傾けた方向に噴射するように構成されている以外は、図21(a)及び図21(b)に示した低NOxバーナ90と同様に構成された低NOxバーナを製造した。
Claims (15)
- バーナ本体と、燃料を供給するための燃料ノズルとを備えた低NOxバーナであって、
前記バーナ本体が、その前端面に、前記燃料ノズルから供給された前記燃料を前記前端面の中心から前記前端面の周囲に向けて噴射する複数の燃料供給孔を有し、かつ前記燃料供給孔が位置する前記前端面の中心から離れた位置で、前記燃料供給孔から噴射される燃料噴流と交差しない位置に、前記バーナ本体の中心軸と平行な方向に空気を噴射する複数の空気供給孔を有することを特徴とする低NOxバーナ。 - 前記空気供給孔の上流側に蓄熱体をさらに備えた請求項1に記載の低NOxバーナ。
- 前記燃料ノズルが、前記バーナ本体の前記前端面の中心に、その先端部が前記バーナ本体の前記前端面から外方に突き出るように配置されるとともに、前記燃料供給孔が前記燃料ノズルの先端部の側壁に、前記バーナ本体の中心軸と垂直な方向に貫通して配設された請求項1又は2に記載の低NOxバーナ。
- 前記空気を供給するための空気ノズルをさらに備え、前記空気ノズルが、前記バーナ本体の前記前端面から外方に突き出るように配置されるとともに、前記空気ノズルの先端部の開口が前記空気供給孔となる請求項1〜3のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記燃料ノズルの外周側に、その先端部が前記バーナ本体の前記前端面から内方に引き込まれた状態で配置された、低温時燃焼用の前記燃料を供給するための低温時燃焼用燃料ノズルと、前記低温時燃焼用燃料ノズルの外周側に、その先端部が前記バーナ本体の前記前端面から内方に引き込まれた状態で配置された、補助空気を供給するための補助空気ノズルとをさらに備え、
前記低温時燃焼用燃料ノズルの前記先端部の開口が、前記低温時燃焼用燃料ノズルから供給された低温時燃焼用の前記燃料を前記バーナ本体の中心軸と平行な方向に噴射する低温時燃焼用燃料供給孔となるとともに、前記補助空気ノズルの前記先端部の開口が、前記補助空気ノズルから供給された前記補助空気を噴射する補助空気供給孔となる請求項1〜4のいずれかに記載の低NOxバーナ。 - 前記燃料ノズルの内周側に配置された、低温時燃焼用の前記燃料を供給するための低温時燃焼用燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外周側に配設された、補助空気を供給するための補助空気ノズルとをさらに備えるとともに、
前記バーナ本体が、その前記前端面に、前記低温時燃焼用燃料ノズルから供給された低温時燃焼用の前記燃料を前記バーナ本体の中心軸と平行な方向に噴射する低温時燃焼用燃料供給孔と、前記補助空気ノズルから供給された前記補助空気を噴射する補助空気供給孔とを有し、前記前端面近傍の燃焼雰囲気における所定の温度で、前記燃料ノズルと前記低温時燃焼用燃料ノズルとで前記燃料の供給の切り換えが可能な請求項1〜4のいずれかに記載の低NOxバーナ。 - 前記バーナ本体の前記前端面に、前記燃料供給孔から噴射される前記燃料噴流の流路と、前記低温時燃焼用燃料供給孔から噴射された燃料噴流により生ずる低温燃焼火炎の保炎を行うための保炎空間とを有する筒状の保炎ブロックをさらに備えた請求項6に記載の低NOxバーナ。
- 前記保炎ブロックを構成する前記保炎空間の形状が円柱状である請求項7に記載の低NOxバーナ。
- 前記補助空気を、前記バーナ本体の中心軸と平行な方向、又は前記バーナ本体の中心軸と平行な方向から、前記バーナ本体の中心軸に垂直な断面における前記バーナ本体の中心軸を中心とする円の円周接線方向に30°以下の角度で傾けた方向に噴射する請求項5〜8のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記保炎ブロックを構成する前記保炎空間の、前記バーナ本体の中心軸に垂直な断面における直径に対する、前記保炎空間の高さの割合が、1.5〜2である請求項8又は9に記載の低NOxバーナ。
- 前記補助空気供給孔が、前記バーナ本体の前記前端面の、前記低温時燃焼用燃料供給孔の外方に、複数分散して配設された請求項5〜10のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記低温時燃焼用燃料供給孔の内径に対する、前記空気供給孔と前記低温時燃焼用燃料供給孔との間隔の割合が、15〜20である請求項5〜11のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記燃料ノズルの外周側に配設された補助空気を供給するための補助空気ノズルをさらに備えるとともに、前記補助空気ノズルの前記バーナ本体の前記前端面側の先端部に、前記前端面にて、前記補助空気ノズルから供給された前記補助空気を噴射する補助空気供給孔を有する保炎板をさらに備え、前記燃料ノズルと前記保炎板とが一体で前記バーナ本体の中心軸に沿って移動可能な請求項1〜4のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記燃料ノズルの外周側に配設された補助空気を供給するための補助空気ノズルをさらに備えるとともに、前記補助空気ノズルの前記バーナ本体の前記前端面側の先端部に、前記前端面にて、前記補助空気ノズルから供給された前記補助空気を補助空気供給孔を有する保炎板をさらに備え、前記補助空気ノズルが前記バーナ本体の中心軸に沿って移動可能な請求項1〜4のいずれかに記載の低NOxバーナ。
- 前記補助空気を、前記バーナ本体の中心軸と平行な方向、又は前記バーナ本体の中心軸と平行な方向から、前記バーナ本体の中心軸に垂直な断面における前記バーナ本体の中心軸を中心とする円の円周接線方向に30°以下の角度で傾けた方向に噴射する請求項13又は14に記載の低NOxバーナ。
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