JP2013195044A - Combustion device and heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃焼に使用する燃料に燃料ガスや燃料オイルを使用した燃焼装置及びこのような燃焼装置を用いて被処理物を加熱させる加熱炉に関するものである。特に、燃焼装置に使用する燃料に燃料ガスと燃料オイルとの何れか一方或いは両方を使用できるようにすると共に、その修理やメンテナンス等が容易に行えるようにし、また燃料オイルと燃料ガスとを同時に燃焼させる際に、燃料オイルが不完全燃焼して、オイルノズルに煤が付着して詰まったりするのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。 The present invention relates to a combustion apparatus using fuel gas or fuel oil as a fuel used for combustion, and a heating furnace for heating an object to be processed using such a combustion apparatus. In particular, either or both of fuel gas and fuel oil can be used for the fuel used in the combustion device, and repair and maintenance can be easily performed, and fuel oil and fuel gas can be used simultaneously. It is characterized in that the fuel oil is prevented from burning incompletely and causing soot from sticking to the oil nozzle during combustion.
従来の燃焼装置においては、一般に、燃焼に使用する燃料に、燃料ガスを使用したものと、燃料オイルを使用したものとが用いられていた。 In a conventional combustion apparatus, generally, a fuel using fuel gas and a fuel oil are used as fuels used for combustion.
そして、このような燃焼装置において、燃料ガスや燃料オイルを燃焼させる場合、燃料ガスや燃料オイルが燃焼用空気と効率よく接触して燃焼されるようにするため、一般に、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルの内周側に、燃料ガスを噴出させるガスノズルや、燃料オイルを噴出させるオイルノズルを設け、ガスノズルから噴出される燃料ガスや、オイルノズルから噴出される燃料オイルの周囲に燃焼用空気を噴出させるようにしている。 In such a combustion apparatus, when fuel gas or fuel oil is burned, in order to cause the fuel gas or fuel oil to come into contact with combustion air efficiently and burn, generally, the combustion air is ejected. A gas nozzle for injecting fuel gas and an oil nozzle for injecting fuel oil are provided on the inner peripheral side of the air nozzle, and combustion air is injected around the fuel gas injecting from the gas nozzle and the fuel oil injecting from the oil nozzle. I try to make it erupt.
ここで、このように燃焼用空気を噴出させる空気ノズルの内周側にガスノズルやオイルノズルを設けた燃焼装置において、使用する燃料を燃料ガスと燃料オイルとの間で転換する場合、配管を交換する工事等が必要になり、作業が非常に面倒で、時間を要すると共にコストも高く付く等の様々な問題があった。 Here, in the combustion apparatus in which the gas nozzle and the oil nozzle are provided on the inner peripheral side of the air nozzle for injecting the combustion air in this way, when the fuel to be used is converted between the fuel gas and the fuel oil, the piping is replaced. There are various problems, such as the construction work to be performed, the work is very troublesome, time consuming and expensive.
また、従来においては、燃料ガスと燃料オイルとを使用する燃焼装置として、特許文献1に示されるように、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルの内周側に、燃料オイルを噴出させるオイルノズルを設ける一方、燃料ガスを噴出させるガスノズルを空気ノズルの外周側に設けたものが提案されている。 Conventionally, as a combustion apparatus that uses fuel gas and fuel oil, as disclosed in Patent Document 1, an oil nozzle that ejects fuel oil is provided on the inner peripheral side of an air nozzle that ejects combustion air. On the other hand, a gas nozzle that ejects fuel gas is provided on the outer peripheral side of the air nozzle.
しかし、このような燃焼装置においては、オイルノズルの外周に空気ノズルとガスノズルとを設けた多重管構造になっているため、その修理やメンテナンス等が非常に面倒になると共に、オイルノズルとガスノズルとから燃料オイルと燃料ガスとを同時に噴出させて燃焼させるようにした場合、燃料オイルよりも燃料ガスの方が燃焼しやすいため、ガスノズルから噴出された燃料ガスの方が先に燃焼されてその周囲における燃焼用空気が消費され、オイルノズルから噴出された燃料オイルが不完全燃焼になって煤が発生し、この煤がオイルノズルに付着して、オイルノズルが詰まる等の問題があった。 However, in such a combustion apparatus, since it has a multi-tube structure in which an air nozzle and a gas nozzle are provided on the outer periphery of the oil nozzle, its repair and maintenance are very troublesome, and the oil nozzle and the gas nozzle When fuel oil and fuel gas are simultaneously ejected from the fuel and burned, the fuel gas is easier to burn than the fuel oil, so the fuel gas ejected from the gas nozzle is burned first and its surroundings. The combustion air is consumed, the fuel oil ejected from the oil nozzle is incompletely combusted and soot is generated, and the soot adheres to the oil nozzle and the oil nozzle is clogged.
また、近年においては、燃焼排ガスの熱を利用して燃料ガスを効率よく燃焼させるために、非燃焼時において、加熱炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部を通して排出させ、燃焼排ガスの熱を蓄熱材に蓄熱させる一方、燃焼時において、燃焼用空気をこのように蓄熱された蓄熱材が収容された蓄熱部を通して加熱させ、このように加熱された燃焼用空気を空気ノズルから噴出させて、燃料ガスを燃焼させるようにした蓄熱式の燃焼装置が用いられている。 In recent years, in order to efficiently burn the fuel gas using the heat of the combustion exhaust gas, the combustion exhaust gas in the heating furnace is discharged through the heat storage part in which the heat storage material is stored during non-combustion, and the combustion exhaust gas While the heat is stored in the heat storage material, at the time of combustion, the combustion air is heated through the heat storage portion in which the heat storage material thus stored is stored, and the combustion air thus heated is ejected from the air nozzle. Thus, a regenerative combustion apparatus that burns fuel gas is used.
そして、このような蓄熱式の燃焼装置においては、燃料ガスを噴出させるガスノズルを、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルの内周側に設けるようにしたものや、特許文献2,3に示されるように、燃料ガスを噴出させるガスノズルを、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルと離れた位置に設け、上記のガスノズルから燃料ガスを、空気ノズルから噴出される燃焼用空気に向けて噴出させて燃焼させるようにしたものが存在した。 In such a heat storage type combustion apparatus, a gas nozzle that ejects fuel gas is provided on the inner peripheral side of an air nozzle that ejects combustion air, and Patent Documents 2 and 3 show. In addition, a gas nozzle for ejecting fuel gas is provided at a position away from the air nozzle for ejecting combustion air, and the fuel gas is ejected from the gas nozzle toward the combustion air ejected from the air nozzle and burned. There was something like that.
しかし、このような蓄熱式の燃焼装置においては、燃料ガスを噴出させるガスノズルが設けられているだけであるため、使用する燃料を燃料ガスから燃料オイルに転換する場合には、配管を交換する工事等が必要になり、作業が非常に面倒で、時間を要すると共にコストが高くつくという問題があった。また、このようにガスノズルから噴出された燃料ガスを空気ノズルから噴出された燃焼用空気と混合させて燃焼させるだけでは、目的に応じて火炎の形状を変更させて、加熱炉内における被処理物を適切に加熱させることが困難になる等の問題があった。 However, in such a regenerative combustion apparatus, only a gas nozzle for ejecting fuel gas is provided. Therefore, when the fuel to be used is converted from fuel gas to fuel oil, the work for replacing the piping is performed. Etc., and the work is very troublesome, time consuming and expensive. In addition, by simply mixing the fuel gas ejected from the gas nozzle with the combustion air ejected from the air nozzle and burning it, the shape of the flame is changed according to the purpose, and the object to be processed in the heating furnace There is a problem that it becomes difficult to heat the resin properly.
この発明は、燃料ガスや燃料オイルを燃焼させる燃焼装置において、その燃料に燃料ガスと燃料オイルとの何れか一方或いは両方を使用できるようにすると共に、燃焼装置の修理やメンテナンス等が容易に行えるようにし、また燃料オイルと燃料ガスとを同時に燃焼させる際に、燃料オイルが不完全燃焼して、オイルノズルに煤が付着して詰まる等の現象を抑制することを課題とするものである。 The present invention enables a combustion apparatus that burns fuel gas or fuel oil to use either or both of fuel gas and fuel oil as the fuel, and facilitates repair and maintenance of the combustion apparatus. In addition, when the fuel oil and the fuel gas are burned at the same time, it is an object to suppress a phenomenon in which the fuel oil is incompletely burned and soot adheres to and clogs the oil nozzle.
この発明における燃焼装置においては、上記のような課題を解決するため、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃料オイルを噴出させるオイルノズルと、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルとを備えた燃焼装置において、上記のガスノズルとオイルノズルとを、上記の空気ノズルから離れたそれぞれ別の位置に設け、上記の空気ノズルから噴出される燃焼用空気に向けて、上記のガスノズルから燃料ガスを噴出させる一方、上記のオイルノズルから燃料オイルを噴出させるようにした。 In the combustion apparatus according to the present invention, in order to solve the above-described problems, in a combustion apparatus provided with a gas nozzle that ejects fuel gas, an oil nozzle that ejects fuel oil, and an air nozzle that ejects combustion air The gas nozzle and the oil nozzle are provided at different positions apart from the air nozzle, and the fuel gas is ejected from the gas nozzle toward the combustion air ejected from the air nozzle, Fuel oil was ejected from the oil nozzle.
このように、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃料オイルを噴出させるオイルノズルとを別に設けると、燃焼させる燃料を、燃料ガスと燃料オイルとで切り換えたり、燃料ガスと燃料オイルとの両方を使用したりすることが簡単に行えるようになる。 In this way, if a gas nozzle that ejects fuel gas and an oil nozzle that ejects fuel oil are provided separately, the fuel to be burned can be switched between fuel gas and fuel oil, or both fuel gas and fuel oil are used. It becomes easy to do.
また、ガスノズルとオイルノズルとを空気ノズルから離れたそれぞれ別の位置に設けると、修理やメンテナンス等を行う際に、ガスノズルとオイルノズルとを個別に取り外すことができる。 In addition, when the gas nozzle and the oil nozzle are provided at different positions away from the air nozzle, the gas nozzle and the oil nozzle can be detached individually when repair or maintenance is performed.
そして、上記の燃焼装置において、上記のガスノズルから噴出させる燃料ガスの量を調整する燃料ガス調整装置と、上記のオイルノズルから噴出させる燃料オイルの量を調整する燃料オイル調整装置とを設けると、燃焼させる燃料を燃料ガスと燃料オイルとで切り換える以外に、燃焼させる燃料における燃料ガスと燃料オイルとの割合を適切に調整することができ、目的に応じた適切な燃焼が行えるようになると共に、燃料オイルの割合を多くすると、燃料オイルの燃焼時における輝炎による熱放射を増加させて、放熱を大きくすることができ、加熱時間の短縮や省エネルギー化を図ることができる。 In the combustion apparatus, when a fuel gas adjusting device that adjusts the amount of fuel gas ejected from the gas nozzle and a fuel oil adjusting device that adjusts the amount of fuel oil ejected from the oil nozzle are provided, In addition to switching the fuel to be burned between fuel gas and fuel oil, the ratio of fuel gas and fuel oil in the fuel to be burned can be adjusted appropriately, and appropriate combustion according to the purpose can be performed, When the ratio of the fuel oil is increased, the heat radiation due to the bright flame at the time of combustion of the fuel oil can be increased, the heat radiation can be increased, and the heating time can be shortened and the energy can be saved.
また、上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置と、上記のオイルノズルから噴出された燃料オイルが上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流する位置とを異ならせると、燃料ガスと燃料オイルとが燃焼用空気と別の位置で接触して燃焼されるようになり、燃料オイルが不完全燃焼になるのが抑制されると共に、不完全燃焼によって発生した煤がオイルノズルに付着するのも防止される。 In addition, the combustion air ejected from the air nozzle and the fuel gas ejected from the gas nozzle merge, and the combustion in which the fuel oil ejected from the oil nozzle is ejected from the air nozzle. If the position where the air for merging is made different, the fuel gas and the fuel oil come into contact with the combustion air at different positions and are burned, thereby suppressing the incomplete combustion of the fuel oil. At the same time, soot generated by incomplete combustion is prevented from adhering to the oil nozzle.
また、上記の燃焼装置において、上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置より噴出方向下流側の位置で、オイルノズルから噴出された燃料オイルを空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流させるようにすると、燃焼による火炎を長くして、燃焼装置から離れた位置においても十分に加熱させることができるようになる。 Further, in the above combustion apparatus, the fuel ejected from the oil nozzle at a position downstream of the ejection direction from the position where the combustion air ejected from the air nozzle and the fuel gas ejected from the gas nozzle merge. If the oil is combined with the combustion air ejected from the air nozzle, the flame caused by the combustion can be lengthened and sufficiently heated even at a position away from the combustion device.
ここで、空気ノズルから噴出された燃焼用空気とガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置と、オイルノズルから噴出された燃料オイルを空気ノズルから噴出された燃焼用空気とが合流する位置を異ならせるにあたっては、空気ノズルから噴出される燃焼用空気に向けて、上記のガスノズルから燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴出角度と、オイルノズルから燃料オイルを噴出させる燃料オイル噴出角度とを異ならせたり、空気ノズルとガスノズルとの間隔と、空気ノズルとオイルノズルとの間隔とを異ならせたりすることによってできる。 Here, the position where the combustion air ejected from the air nozzle and the fuel gas ejected from the gas nozzle merge and the position where the fuel oil ejected from the oil nozzle merges with the combustion air ejected from the air nozzle The fuel gas ejection angle at which the fuel gas is ejected from the gas nozzle and the fuel oil ejection angle at which the fuel oil is ejected from the oil nozzle are made different from each other toward the combustion air ejected from the air nozzle. Or by differentiating the interval between the air nozzle and the gas nozzle and the interval between the air nozzle and the oil nozzle.
また、上記の燃焼装置においては、上記の空気ノズルから燃焼用空気を噴出させるにあたり、非燃焼時に燃焼排ガスの熱を蓄熱部に蓄熱させる一方、燃焼時に燃焼用空気をこのように蓄熱された蓄熱部を通して加熱させて上記の空気ノズルから噴出させるようにすることができる。このようにすると、燃焼排ガスの熱を利用して燃料ガスや燃料オイルを効率よく燃焼させることができる。 Further, in the above combustion apparatus, when the combustion air is ejected from the air nozzle, the heat of the combustion exhaust gas is stored in the heat storage part at the time of non-combustion, while the heat storage in which the combustion air is stored in this way at the time of combustion is stored. It can be made to heat through a part and to eject from said air nozzle. If it does in this way, fuel gas and fuel oil can be burned efficiently using the heat of combustion exhaust gas.
また、この発明の加熱炉においては、被処理物を加熱させるにあたり、上記の燃焼装置を用いるようにした。 In the heating furnace of the present invention, the above-described combustion apparatus is used to heat the workpiece.
この発明における燃焼装置においては、ガスノズルとオイルノズルとを空気ノズルから離れたそれぞれ別の位置に設け、空気ノズルから噴出される燃焼用空気に向けて、ガスノズルから燃料ガスを噴出させる一方、オイルノズルから燃料オイルを噴出させるようにしたため、燃焼させる燃料を、燃料ガスと燃料オイルとで切り換えたり、燃料ガスと燃料オイルとの両方を使用したりすることが簡単に行えるようになる。 In the combustion apparatus according to the present invention, the gas nozzle and the oil nozzle are provided at different positions apart from the air nozzle, and the fuel gas is ejected from the gas nozzle toward the combustion air ejected from the air nozzle. Since the fuel oil is ejected from the fuel gas, the fuel to be burned can be easily switched between the fuel gas and the fuel oil, or both the fuel gas and the fuel oil can be used.
また、燃料ガスと燃料オイルとの両方を燃焼させる場合にも、燃料ガスと燃料オイルとが燃焼用空気と別の位置で接触して燃焼されるようになり、燃料オイルが不完全燃焼になるのが抑制されると共に、不完全燃焼によって発生した煤がオイルノズルに付着するのも防止される。 Also, when both the fuel gas and the fuel oil are burned, the fuel gas and the fuel oil come into contact with the combustion air at different positions and are burned, so that the fuel oil becomes incompletely burned. Is suppressed, and soot generated by incomplete combustion is also prevented from adhering to the oil nozzle.
さらに、ガスノズルとオイルノズルとを空気ノズルから離れたそれぞれ別の位置に設けたため、ガスノズルとオイルノズルとを個別に取り外すことができ、修理やメンテナンス等が容易に行えるようになる。 Further, since the gas nozzle and the oil nozzle are provided at different positions apart from the air nozzle, the gas nozzle and the oil nozzle can be individually removed, and repair and maintenance can be easily performed.
以下、この発明の実施形態に係る燃焼装置及びこの燃焼装置を用いた加熱炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る燃焼装置及び加熱炉は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。 Hereinafter, a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention and a heating furnace using the combustion apparatus will be specifically described with reference to the accompanying drawings. In addition, the combustion apparatus and heating furnace which concern on this invention are not limited to what was shown to the following embodiment, In the range which does not change the summary of invention, it can change and implement suitably.
この実施形態においては、図1に示すように、加熱炉1の側壁1aに燃焼装置10を加熱炉1の内部に向けて設けている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a
ここで、この燃焼装置10においては、燃焼用空気を加熱炉1内に噴出させる空気ノズル11を設け、燃焼用空気を蓄熱材12aが収容された蓄熱部12を通してこの空気ノズル11に導くようにしている。
Here, in this
また、上記の空気ノズル11から離れた位置に、加熱炉1内に燃料ガスを噴出させるガスノズル13を設け、このガスノズル13内に、燃料ガスを空気ノズル11から噴出された燃焼用空気に向けて噴出させるガスノズルユニット14を装着させると共に、このガスノズルユニット14に燃料ガスを供給する燃料ガス供給経路15に、ガスノズルユニット14に供給する燃料ガスの量を調整する燃料ガス調整装置として燃料ガス調整弁15aを設けている。また、このガスノズルユニット14の近傍に、ガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスを着火させるためのパイロットバーナ14aを設けている。
Further, a
また、上記の空気ノズル11から離れた位置であって、上記のガスノズル13と異なる位置に、加熱炉1内に燃料オイルを噴出させるオイルノズル16を設け、このオイルノズル16内に、燃料オイルを空気ノズル11から噴出された燃焼用空気に向けて噴出させるオイルノズルユニット17を設けると共に、このオイルノズルユニット17に燃料オイルを供給する燃料オイル供給経路18に、オイルノズルユニット17に供給する燃料オイルの量を調整する燃料オイル調整装置として燃料オイル調整弁18aを設けている。また、このオイルノズルユニット17の近傍に、このオイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを着火させるためのパイロットバーナ17aを設けている。
In addition, an
ここで、この燃焼装置10において、燃料ガスだけを使用して燃焼を行う場合には、図2に示すように、上記の燃料ガス調整弁15aを開け、燃料ガス供給経路15を通して燃料ガスをガスノズルユニット14に導く一方、上記の燃料オイル調整弁18aを閉じて、燃料オイルをオイルノズルユニット17に導かないようにする。
Here, in the
そして、燃焼用空気を非燃焼時に燃焼排ガスの熱を蓄熱材12aに蓄熱させた蓄熱部12を通して上記の空気ノズル11に導き、この蓄熱部12において加熱された燃焼用空気を空気ノズル11から加熱炉1内に噴出させると共に、上記のように燃料ガスが導かれたガスノズルユニット14から、燃料ガスを加熱炉1内に噴出された燃焼用空気に向けて噴出させ、この燃料ガスを加熱炉1内において燃焼させるようにする。なお、加熱炉1内における温度が燃料ガスの着火温度に達していない場合には、上記のパイロットバーナ14aによりガスノズルユニット14から噴出させた燃料ガスを着火させるようにする。
The combustion air is guided to the
一方、この燃焼装置10において、燃料オイルだけを使用して燃焼を行う場合には、図3に示すように、上記の燃料オイル調整弁18aを開け、燃料オイル供給経路18を通して燃料オイルをオイルノズルユニット17に導く一方、燃料ガス調整弁15aを閉じて、燃料ガスをガスノズルユニット14に導かないようにする。
On the other hand, in the
そして、上記の燃料ガスの場合と同様に、燃焼用空気を上記の蓄熱部12を通して空気ノズル11に導き、蓄熱部12において加熱された燃焼用空気をこの空気ノズル11から加熱炉1内に噴出させると共に、上記のように燃料オイルが導かれたオイルノズルユニット17から、燃料オイルを加熱炉1内に噴出された燃焼用空気に向けて噴出させ、この燃料オイルを加熱炉1内において燃焼させるようにする。なお、加熱炉1内における温度が燃料オイルの着火温度に達していない場合には、上記のパイロットバーナ17aによりオイルノズルユニット17から噴出させた燃料オイルを着火させるようにする。
As in the case of the fuel gas, the combustion air is guided to the
このようにすると、この燃焼装置10における燃焼において使用する燃料を、燃料ガスと燃料オイルとの間で簡単に切り換えることができるようになる。
In this way, the fuel used in the combustion in the
また、この燃焼装置10において、燃料ガスと燃料オイルとの両方を使用して燃焼を行う場合には、図4に示すように、上記の燃料ガス調整弁15aと燃料オイル調整弁18aとを開け、燃料ガス供給経路15を通して燃料ガスをガスノズルユニット14に導くと共に、燃料オイル供給経路18を通して燃料オイルをオイルノズルユニット17に導くようにする。
In the
そして、上記の燃料ガスや燃料オイルの場合と同様に、燃焼用空気を上記の蓄熱部12を通して空気ノズル11に導き、蓄熱部12において加熱された燃焼用空気をこの空気ノズル11から加熱炉1内に噴出させると共に、上記のように燃料ガスが導かれたガスノズルユニット14と、燃料オイルが導かれたオイルノズルユニット17とから、それぞれ燃料ガスと燃料オイルとを加熱炉1内に噴出された燃焼用空気に向けて噴出させ、この燃料ガスと燃料オイルとを加熱炉1内において燃焼させるようにする。
As in the case of the fuel gas or fuel oil, the combustion air is guided to the
ここで、上記の燃焼装置10において、オイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを加熱炉1内において単独で燃焼させないようにし、常にガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスと一緒に燃焼させる場合には、このオイルノズルユニット17における前記のパイロットバーナ17a等をなくすこともできる。また、燃料オイルの着火温度以上でのみ、燃料オイルを噴出させる場合においても、このオイルノズルユニット17における前記のパイロットバーナ17a等をなくすことができる。
Here, in the
また、上記のように燃料ガスと燃料オイルとの両方を使用して燃焼を行うにあたっては、燃料ガス調整弁15aと燃料オイル調整弁18aとにより、ガスノズルユニット14に導く燃料ガスの量と、オイルノズルユニット17に導く燃料オイルの量とを適当に調整することができる。
Further, when combustion is performed using both fuel gas and fuel oil as described above, the amount of fuel gas guided to the
次に、上記の燃焼装置10における燃料の燃焼量を一定にし、ガスノズルユニット14に導く燃料ガスの比率と、オイルノズルユニット17に導く燃料オイルの比率とを変更させた場合における、NOx発生量と火炎長の変化を調べ、その結果を図5及び図6に示した。
Next, the amount of NOx generated when the combustion amount of fuel in the
ここで、図5においては、燃料オイルだけを燃焼させた場合におけるNOx発生量を1.00として、燃料オイルと燃料ガスとの比率を変化させた場合におけるNOxの発生量の変化を示した。 Here, FIG. 5 shows the change in the amount of NOx generated when the ratio of the fuel oil and the fuel gas is changed with the amount of NOx generated when only fuel oil is burned being 1.00.
また、図6においては、燃料オイルだけを燃焼させた場合における火炎長を1.00として、燃料オイルと燃料ガスとの比率を変化させた場合における火炎長の変化を示した。 FIG. 6 shows the change in the flame length when the ratio between the fuel oil and the fuel gas is changed by setting the flame length when the fuel oil alone is burned to 1.00.
この結果、オイルノズルユニット17に導く燃料オイルの比率が高くなると、NOx発生量が増加する一方、火炎長が長くなって燃焼装置10から離れた位置においても十分に加熱が行えることが分かる。また、燃料オイルの比率が高くなると、燃料オイルの燃焼による火炎による放射伝熱が高くなって、加熱炉1内において被処理物(図示せず)を効率よく加熱させることができるようになる。
As a result, it can be seen that when the ratio of the fuel oil led to the
このように、燃料ガスと燃料オイルとの両方を使用して燃焼を行う時の燃料オイルの比率は、必要される火炎長や温度によって決定できるが、それ以外にも、燃料ガスや燃料オイルの時価やNOx発生量によっても決定でき、それを調整することにより、低コスト、低公害な燃焼にも寄与できる。 As described above, the ratio of the fuel oil when combustion is performed using both the fuel gas and the fuel oil can be determined by the required flame length and temperature. It can also be determined by the market price and the amount of NOx generated, and by adjusting it, it can contribute to low cost and low pollution combustion.
また、上記のようにガスノズルユニット14とオイルノズルユニット17とから燃料ガスと燃料オイルとを、それぞれ空気ノズル11から噴出された燃焼用空気に向けて噴出させて、加熱炉1内において燃料ガスと燃料オイルとを燃焼させるにあたり、オイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを、ガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスよりも噴出方向下流側の位置で、空気ノズル11から噴出された燃焼用空気と合流させるようにすると、燃えやすい燃料ガスが先に燃焼し、燃えにくい燃料オイルが後から燃焼されるため、燃焼時における火炎長がさらに長くなって、加熱炉1内の広い範囲で燃焼が行われ、加熱炉1内が均一に加熱されるようになる。
Further, as described above, the fuel gas and the fuel oil are ejected from the
そして、このようにオイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを、ガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスよりも噴出方向下流側の位置において、空気ノズル11から噴出された燃焼用空気と合流させるにあたっては、例えば、図7や図8に示すような方法を用いることができる。
When the fuel oil ejected from the
ここで、図7に示す方法においては、空気ノズル11とガスノズル13との間隔d1と、空気ノズル11とオイルノズル16との間隔d2とを同じにする一方、空気ノズル11から噴出される燃焼用空気に向けて、ガスノズル13から燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴出角度θ1、すなわち空気ノズル11の軸線L1とガスノズル13の軸線L2とが交差する角度よりも、空気ノズル11から噴出される燃焼用空気に向けて、オイルノズル16から燃料オイルを噴出させる燃料オイル噴出角度θ2、すなわち空気ノズル11の軸線L1とオイルノズル16の軸線L3とが交差する角度を小さくしている。
Here, in the method shown in FIG. 7, the distance d1 between the
また、図8に示す方法においては、空気ノズル11とガスノズル13との間隔d1よりも、空気ノズル11とオイルノズル16との間隔d2を大きくする一方、空気ノズル11から噴出される燃焼用空気に向けて、ガスノズル13から燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴出角度θ1と、オイルノズル16から燃料オイルを噴出させる燃料オイル噴出角度θ2とを同じにしている。
Further, in the method shown in FIG. 8, the interval d2 between the
また、図示していないが、図7に示す方法と図8に示す方法とを組み合わせて、オイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを、ガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスよりも噴出方向下流側の位置において、空気ノズル11から噴出された燃焼用空気と合流させるようにすることもできる。
Although not shown, the method shown in FIG. 7 and the method shown in FIG. 8 are combined to cause the fuel oil ejected from the
また、上記の場合とは逆に、オイルノズルユニット17から噴出された燃料オイルを、ガスノズルユニット14から噴出された燃料ガスよりも噴出方向上流側の位置において、空気ノズル11から噴出された燃焼用空気と合流させるようにしてもよい。このようにすると、燃えにくい燃料オイルに先に燃焼用空気が混合されるので、燃料オイルが不完全燃焼するのが抑制されて、煤が発生するのを防止することが可能になる。
Contrary to the above case, the fuel oil ejected from the
なお、上記の実施形態においては、燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱部12を備えた蓄熱式の燃焼装置10について説明したが、このような蓄熱部12を備えていない通常の燃焼装置においても同様に構成することができる。
In addition, in said embodiment, although the thermal storage
1 加熱炉
1a 側壁
10 燃焼装置
11 空気ノズル
12 蓄熱部、 12a 蓄熱材
13 ガスノズル
14 ガスノズルユニット、 14a パイロットバーナ
15 燃料ガス供給経路、 15a 燃料ガス調整弁(燃料ガス調整装置)
16 オイルノズル
17 オイルノズルユニット、 17a パイロットバーナ
18 燃料オイル供給経路、 18a 燃料オイル調整弁(燃料オイル調整装置)
d1 空気ノズルとガスノズルとの間隔
d2 空気ノズルとオイルノズルとの間隔
L1 空気ノズルの軸線
L2 ガスノズルの軸線
L3 オイルノズルの軸線
θ1 燃焼用空気に対して燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴出角度
θ2 燃焼用空気に対して燃料オイルを噴出させる燃料オイル噴出角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16
d1 Distance between the air nozzle and gas nozzle d2 Distance between the air nozzle and oil nozzle L1 Axis line of the air nozzle L2 Axis line of the gas nozzle L3 Axis line of the oil nozzle θ1 Fuel gas ejection angle for ejecting fuel gas to the combustion air Fuel oil ejection angle for ejecting fuel oil to air
この発明における燃焼装置においては、上記のような課題を解決するため、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃料オイルを噴出させるオイルノズルと、燃焼用空気を噴出させる空気ノズルとを備えた燃焼装置において、上記のガスノズルとオイルノズルとを、上記の空気ノズルから離れたそれぞれ別の位置に設け、上記の空気ノズルから噴出される燃焼用空気に向けて、上記のガスノズルから燃料ガスを噴出させる一方、上記のオイルノズルから燃料オイルを噴出させるようにし、上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置と、上記のオイルノズルから噴出された燃料オイルが上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流する位置とを異ならせ、上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置より噴出方向下流側の位置で、上記のオイルノズルから噴出された燃料オイルが上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流するようにした。 In the combustion apparatus according to the present invention, in order to solve the above-described problems, in a combustion apparatus provided with a gas nozzle that ejects fuel gas, an oil nozzle that ejects fuel oil, and an air nozzle that ejects combustion air The gas nozzle and the oil nozzle are provided at different positions apart from the air nozzle, and the fuel gas is ejected from the gas nozzle toward the combustion air ejected from the air nozzle, Fuel oil is ejected from the oil nozzle, a position where combustion air ejected from the air nozzle and fuel gas ejected from the gas nozzle merge, and fuel ejected from the oil nozzle The position where the oil merges with the combustion air ejected from the air nozzle is different from that of the air nozzle. Combustion in which the fuel oil ejected from the oil nozzle is ejected from the air nozzle at a position downstream of the ejection direction from the position where the combustion air ejected and the fuel gas ejected from the gas nozzle merge. It was made to merge with commercial air .
また、上記のように空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置と、上記のオイルノズルから噴出された燃料オイルが上記の空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流する位置とを異ならせると、燃料ガスと燃料オイルとが燃焼用空気と別の位置で接触して燃焼されるようになり、燃料オイルが不完全燃焼になるのが抑制されると共に、不完全燃焼によって発生した煤がオイルノズルに付着するのも防止される。 Further, a position where the fuel gas ejected from the combustion air and the gas nozzle ejected from the air nozzles as described above are merged, the fuel oil ejected from the oil nozzle is jetted from the air nozzle If the position where it merges with the combustion air is made different, the fuel gas and fuel oil come into contact with the combustion air at different positions and burn, and the fuel oil is prevented from incomplete combustion. At the same time, soot generated by incomplete combustion is prevented from adhering to the oil nozzle.
さらに、上記のように空気ノズルから噴出された燃焼用空気と上記のガスノズルから噴出された燃料ガスとが合流する位置より噴出方向下流側の位置で、オイルノズルから噴出された燃料オイルを空気ノズルから噴出された燃焼用空気と合流させるようにすると、燃焼による火炎を長くして、燃焼装置から離れた位置においても十分に加熱させることができるようになる。
Further, at the position of the ejection direction downstream side of the position where the jetted fuel gas merges from jet combustion air and the gas nozzle from the air nozzle, as described above, the air nozzle fuel oil jetted from the oil nozzle When the combustion air jetted from is combined with the combustion air, the flame caused by the combustion can be lengthened and sufficiently heated even at a position away from the combustion device.
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