JP2860282B2 - Liquid combustion burner - Google Patents

Liquid combustion burner

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JP2860282B2
JP2860282B2 JP2601196A JP2601196A JP2860282B2 JP 2860282 B2 JP2860282 B2 JP 2860282B2 JP 2601196 A JP2601196 A JP 2601196A JP 2601196 A JP2601196 A JP 2601196A JP 2860282 B2 JP2860282 B2 JP 2860282B2
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flame holding
plate
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、液体燃料を用い
る液体燃焼バーナに関し、より具体的には、その短炎化
を可能にする手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid combustion burner using a liquid fuel, and more particularly to a means for shortening the flame thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図14は、従来の液体燃焼バーナの一例
を示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing an example of a conventional liquid combustion burner.

【0003】このバーナは、外部から燃焼用空気4が供
給される燃焼筒2と、この燃焼筒2内の先端部付近に設
けられていて外部から液体の燃料16が供給されそれを
霧化して燃焼筒2の先の方へ(即ち下流側へ)噴射する
ノズル12と、燃焼筒2内におけるノズル12の近傍に
設けられていて火炎18を安定化させる保炎板6と、こ
の保炎板6の外周部と燃焼筒2の内壁との間に形成され
ていて燃焼筒2内に供給された燃焼用空気4を保炎板6
の周囲から下流側へ噴出させる環状の空気口10とを備
えている。なお、着火装置は図示を省略している(後述
する実施例においても同様)。
The burner is provided with a combustion cylinder 2 to which combustion air 4 is supplied from the outside, and is provided near the front end of the combustion cylinder 2 and supplied with a liquid fuel 16 from the outside to atomize it. A nozzle 12 for injecting toward the tip of the combustion tube 2 (ie, downstream); a flame holding plate 6 provided near the nozzle 12 in the combustion tube 2 for stabilizing a flame 18; The combustion air 4 formed between the outer peripheral portion of the combustion tube 2 and the inner wall of the combustion tube 2 and supplied into the combustion tube 2
And an annular air port 10 for jetting from the periphery to the downstream side. The illustration of the ignition device is omitted (the same applies to the embodiments described later).

【0004】燃焼筒2は例えば円筒状をしており、その
内部へは通常は図示例のように、燃焼用空気4の流れを
安定化させる等の作用をするウインドボックス3を経由
して燃焼用空気4が供給される。
The combustion cylinder 2 has, for example, a cylindrical shape, and the inside thereof is normally burned through a wind box 3 which acts to stabilize the flow of combustion air 4 as shown in the figure. Supply air 4 is supplied.

【0005】保炎板6は、その下流側に燃焼用空気4の
流速で負圧域を作って着火面を保炎板6に近づけること
で火炎18を安定化させる作用をするものであり、この
例では円板状をしている。その中心部にこの例では、ノ
ズル12から噴射された燃料16を通す孔8が設けられ
ている。また、保炎板表面のスス付着防止のために、こ
の保炎板6の板面内に通気用の複数の小孔9またはスリ
ットを設ける場合がある。
The flame stabilizing plate 6 has a function of stabilizing the flame 18 by creating a negative pressure region at the downstream side with the flow velocity of the combustion air 4 and bringing the ignition surface closer to the flame stabilizing plate 6. In this example, it has a disk shape. In this example, a hole 8 through which fuel 16 injected from the nozzle 12 passes is provided at the center thereof. Further, a plurality of small holes 9 or slits for ventilation may be provided in the plate surface of the flame holding plate 6 in order to prevent soot adhesion on the surface of the flame holding plate.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記液体燃焼バーナに
おいては、燃焼用空気4は燃焼筒2の先端部からその軸
方向に噴出するため、またノズル12から下流側に向け
て燃料16を単に噴射するだけであるため、火炎18
は、その途中までを図14中に示しているが、当該バー
ナの軸に沿った細長いものになる。
In the above-described liquid combustion burner, the combustion air 4 is jetted from the tip of the combustion cylinder 2 in the axial direction thereof, and the fuel 16 is simply injected from the nozzle 12 toward the downstream side. Just fire
Is shown in FIG. 14 up to the middle, but it becomes elongated along the axis of the burner.

【0007】ところが、近年は、ボイラ等の傾向とし
て、省スペースおよび低コスト化が進み、それに応じて
ボイラ等の燃焼室も奥行寸法の短いものに変わりつつあ
り、それに合わせて、バーナの火炎についても短炎化が
要求されるようになってきており、図14に示した従来
のバーナでは、火炎18が細長いのでこの要求に応える
ことはできない。
However, in recent years, as boilers and the like tend to save space and reduce costs, the combustion chambers of boilers and the like are also changing to those having shorter depth dimensions. However, the conventional burner shown in FIG. 14 cannot meet this demand because the flame 18 is elongated.

【0008】そこでこの発明は、短炎化を可能にした液
体燃焼バーナを提供することを主たる目的とする。
Accordingly, it is a main object of the present invention to provide a liquid combustion burner which can shorten the flame.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の液体燃焼バーナは、前記保炎板をその中
央部付近が上流側に凹んだ立体状にし、かつこの保炎板
の下流側付近に当該保炎板に対向するように気化保炎板
を設け、両保炎板の間に予燃焼空間を形成しており、し
かも前記燃焼筒の先端から前記保炎板の前面までの距離
をA、前記気化保炎板から前記保炎板の前面までの距離
をB、前記燃焼筒の内寸法をC、前記気化保炎板の外寸
法をDとしたとき、比A/Cを0〜0.4の範囲内に
し、比B/Cを0.05〜0.35の範囲内にし、かつ
比D/Cを0.5〜1.0の範囲内にしていることを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid combustion burner according to the present invention is characterized in that the flame stabilizing plate is formed in a three-dimensional shape whose central part is recessed toward the upstream side, and the flame stabilizing plate is located downstream of the flame stabilizing plate. vaporization flame holding plate so as to face the flame stabilization plate near the side provided, it forms a pre-combustion space both flame holding plates, teeth
The distance from the tip of the combustion cylinder to the front of the flame holding plate
A, distance from the vaporized flame holding plate to the front surface of the flame holding plate
B, the inner dimension of the combustion cylinder is C, the outer dimension of the vaporization flame holding plate
When the method is D, the ratio A / C falls within the range of 0 to 0.4.
And the ratio B / C is in the range of 0.05 to 0.35, and
The ratio D / C is in the range of 0.5 to 1.0 .

【0010】上記構成によれば、ノズルから噴射された
燃料の大部分は、下流側に設けられた気化保炎板に当た
って気化が促進されながらその外周方向に向かうため、
予燃焼空間からその外周方向に向かう環状の火炎が形成
されることになる。一方、燃焼用空気は、燃焼筒の出口
からほぼ軸方向に噴出されるため、外周方向に向かう火
炎とこの軸方向に流れる燃焼用空気とが合成されて、燃
焼筒の出口付近に、予燃焼空間から斜め下流側に向かっ
て大きく広がる錐体状の火炎が形成される。その結果、
短炎化することができる。
[0010] According to the above configuration, most of the fuel injected from the nozzles strikes the vaporizing flame holding plate provided on the downstream side and is vaporized and accelerates toward the outer peripheral direction.
An annular flame is formed from the pre-combustion space toward the outer periphery thereof. On the other hand, the combustion air is ejected substantially axially from the outlet of the combustion cylinder, so that the flame going in the outer peripheral direction and the combustion air flowing in the axial direction are synthesized, and the pre-combustion is generated near the exit of the combustion cylinder. A cone-shaped flame that spreads greatly from the space toward the oblique downstream side is formed. as a result,
Flame can be shortened.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る液体燃焼
バーナの一例を示す断面図である。図14の従来例と同
一または相当する部分には同一符号を付し、以下におい
ては当該従来例との相違点を主に説明する。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a liquid combustion burner according to the present invention. Parts that are the same as or correspond to those in the conventional example of FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and differences from the conventional example will be mainly described below.

【0012】この実施例においては、前述した燃焼筒2
内の先端部付近に、従来例の保炎板6に対応する保炎板
26を設けている。この保炎板26は、この例では、そ
の中央部付近が上流側に凹んだすり鉢状(換言すれば円
錐状)をしている。この保炎板26のほぼ中心部に孔2
8を設けており、この例ではこの孔28の上流側近傍に
前述したノズル12を設けて、それから噴射した燃料1
6をこの孔28を通して保炎板26の下流側に噴射する
ようにしている。この孔28からは、燃焼用空気4もわ
ずかに下流側へ供給される。また、燃焼量が大きい場合
には、この保炎板26の板面内に通気用の複数の小孔2
9またはスリットが設けられる場合があるが、燃焼量が
小さい場合はこの小孔29またはスリットは不要であ
る。
In this embodiment, the above-described combustion cylinder 2
A flame holding plate 26 corresponding to the conventional flame holding plate 6 is provided in the vicinity of the front end portion inside. In this example, the flame holding plate 26 has a mortar shape (in other words, a conical shape) in which the vicinity of the center portion is concave toward the upstream side. A hole 2 is formed in the center of the flame holding plate 26 almost.
In this example, the nozzle 12 described above is provided near the upstream side of the hole 28, and the fuel 1 injected from the nozzle 12 is provided.
6 is injected to the downstream side of the flame holding plate 26 through the hole 28. From this hole 28, the combustion air 4 is also supplied slightly downstream. When the combustion amount is large, a plurality of small holes 2 for ventilation are formed in the surface of the flame holding plate 26.
9 or a slit may be provided, but when the combustion amount is small, the small hole 29 or the slit is unnecessary.

【0013】またこの例では、保炎板26の外周部と前
述した燃焼筒2の内壁との間に、前述したような環状の
空気口10を形成している。
In this embodiment, the above-described annular air port 10 is formed between the outer peripheral portion of the flame holding plate 26 and the above-mentioned inner wall of the combustion tube 2.

【0014】更に、上記保炎板26の下流側付近に、当
該保炎板26に対向するように、この例では円板状の気
化保炎板30を設けており、それによってこの気化保炎
板30と上記保炎板26との間に予燃焼空間32を形成
している。この気化保炎板30および上記保炎板26の
中心軸は、更にこの例では上記ノズル12も、燃焼筒2
のほぼ中心軸上に配置されている。
Further, in the present embodiment, a disk-shaped vaporizing flame holding plate 30 is provided near the downstream side of the flame holding plate 26 so as to face the flame holding plate 26. A pre-combustion space 32 is formed between the plate 30 and the flame holding plate 26. The central axes of the vaporization flame holding plate 30 and the flame holding plate 26 are, in this example, also the nozzle 12
Are arranged substantially on the central axis.

【0015】この液体燃焼バーナにおいては、ノズル1
2から噴霧された燃料16の大部分は、下流側に設けら
れた気化保炎板30に当たってその外周方向に向かうた
め(矢印E参照)、予燃焼空間32からその外周方向に
向かう環状の火炎18が形成されることになる。一方、
燃焼用空気4は、燃焼筒2の出口からそのほぼ軸方向に
噴出されるため(矢印F参照)、外周方向に向かう火炎
18とこの軸方向に流れる燃焼用空気4とが合成されて
(より正確に表現すればそれらの力が合成されて)、火
炎18は矢印Gで示すように斜め外方向に向かうように
なり、燃焼筒2の出口付近に、予燃焼空間32から斜め
下流側に向かって放射状に大きく広がる円錐状の火炎1
8が形成される。その結果、火炎18を短くする、即ち
短炎化することができる。
In this liquid combustion burner, the nozzle 1
Most of the fuel 16 sprayed from the fuel tank 2 hits the vaporization flame holding plate 30 provided on the downstream side and goes to the outer peripheral direction (see the arrow E), so that the annular flame 18 from the pre-combustion space 32 to the outer peripheral direction. Is formed. on the other hand,
Since the combustion air 4 is ejected from the outlet of the combustion cylinder 2 substantially in the axial direction (see arrow F), the flame 18 heading in the outer peripheral direction and the combustion air 4 flowing in the axial direction are synthesized (more). The flame 18 is directed obliquely outward as indicated by the arrow G, and flows obliquely downstream from the pre-combustion space 32 near the outlet of the combustion tube 2 as indicated by the arrow G. Flame 1 Spreading Radially Large
8 are formed. As a result, the flame 18 can be shortened, that is, the flame can be shortened.

【0016】その場合、保炎板26を上記のように立体
状にすることによって、それを平板状にする場合と違っ
て、それと気化保炎板30との間に比較的大きな体積の
予燃焼空間32が形成され、そこでの燃料16の燃焼
(予燃焼)による熱によって、そこに噴霧された燃料1
6の気化が促進される。しかも、気化保炎板30の下流
側には、上記火炎18と、保炎板26の外周部の空気口
10から噴出する空気流(矢印F参照)とによって、図
示例のような排ガス循環流34が発生し、この排ガス循
環流34の熱によって気化保炎板30が加熱されるの
で、予燃焼空間32における燃料16の気化が更に促進
される。従って、気化保炎板30を設けても、それによ
って、ノズル12から噴霧された燃料16の気化が妨げ
られることはなく、むしろ上記のような作用によって燃
料16の気化が促進されるので、燃料16の燃焼は良く
なる。
In this case, unlike the case where the flame holding plate 26 is formed in a three-dimensional shape as described above, a relatively large volume of pre-combustion is provided between the flame holding plate 26 and the vaporized flame holding plate 30. A space 32 is formed, and the heat generated by the combustion (pre-combustion) of the fuel 16 there causes the fuel 1 sprayed there.
6 is promoted. In addition, on the downstream side of the vaporization flame holding plate 30, the above-described flame 18 and the air flow (see arrow F) ejected from the air port 10 on the outer peripheral portion of the flame holding plate 26 cause the exhaust gas circulation flow as shown in the illustrated example. 34 is generated and the vaporization flame holding plate 30 is heated by the heat of the exhaust gas circulating flow 34, so that the vaporization of the fuel 16 in the pre-combustion space 32 is further promoted. Therefore, even if the vaporization flame holding plate 30 is provided, the vaporization of the fuel 16 sprayed from the nozzle 12 is not hindered by the provision thereof, but rather, the vaporization of the fuel 16 is promoted by the above-described operation. The combustion of 16 is better.

【0017】また、上記火炎18は、上記のように円錐
状に大きく広がる結果、その厚さが薄くなっていわゆる
薄膜火炎になる。薄膜火炎になると、それとボイラ等の
燃焼炉との熱交換が良くなって火炎18の燃焼温度が下
がるので、排ガス中のNOx(窒素酸化物)濃度が下が
る。しかも、上記気化保炎板30を設けることによって
前述したように排ガス循環流34が発生し、それによっ
て排ガスの一部が火炎18内へ再循環し、いわゆる排ガ
ス自己再循環型になり、それによって火炎18の燃焼温
度が下がるので、この理由からも排ガス中のNOx濃度
が下がる。この二つの作用によって、このバーナでは、
短炎化だけでなく、従来例のバーナよりも排ガス中のN
Ox濃度を下げることができるという効果が得られる。
As a result, the flame 18 spreads largely in a conical shape as described above, and as a result, the thickness of the flame 18 becomes thin and becomes a so-called thin film flame. When a thin-film flame is formed, the heat exchange between the thin-film flame and a combustion furnace such as a boiler is improved, and the combustion temperature of the flame 18 is reduced, so that the NOx (nitrogen oxide) concentration in the exhaust gas is reduced. In addition, the provision of the vaporizing flame holding plate 30 generates the exhaust gas circulating flow 34 as described above, whereby a part of the exhaust gas is recirculated into the flame 18, and becomes a so-called exhaust gas self-recirculation type. Since the combustion temperature of the flame 18 decreases, the NOx concentration in the exhaust gas also decreases for this reason. By these two actions, in this burner,
Not only the flame is shortened, but the N in the exhaust gas is lower than that of the conventional burner.
The effect that the Ox concentration can be reduced is obtained.

【0018】図2および図3は、それぞれ、図14に示
した従来例および図1に示した実施例のバーナにおける
可視火炎長および可視火炎幅の測定結果の一例を示すも
のである。可視火炎長というのは、目視によって炎と認
められる部分の長さを測定したものである。可視火炎幅
も同様であり、これは換言すれば火炎の太さを表してい
る。
FIGS. 2 and 3 show examples of the measurement results of the visible flame length and the visible flame width of the burners of the conventional example shown in FIG. 14 and the embodiment shown in FIG. 1, respectively. The visible flame length is a measurement of the length of a portion visually recognized as a flame. The same applies to the visible flame width, which in other words represents the thickness of the flame.

【0019】両図から分かるように、実施例のバーナで
は、全ての燃焼量域において、従来例のバーナよりも、
可視火炎長が小さく、かつ可視火炎幅が大きい。即ち、
実施例のバーナでは、太くて短い火炎が得られており、
短炎化が実現されていることが分かる。また、短炎化の
効果は、燃焼量が大きくなるほど顕著であることが分か
る。なお、両図中において、可視火炎長および可視火炎
幅の値が上下に幅を持っているのは、燃焼時の空燃比
を変えると火炎形状が多少変化する、目視によるため
測定結果に多少のバラツキがある、という理由による。
As can be seen from both figures, in the burner of the embodiment, the burner of the conventional example is higher than that of the conventional burner in all combustion ranges.
The visible flame length is small and the visible flame width is large. That is,
In the burner of the embodiment, a thick and short flame is obtained,
It can be seen that short flame is realized. Further, it can be seen that the effect of shortening the flame becomes more remarkable as the combustion amount increases. In both figures, the values of the visible flame length and the visible flame width have upper and lower values because the flame shape changes slightly when the air-fuel ratio during combustion changes, and the measurement results are slightly different due to visual observation. This is because there is variation.

【0020】図4は、この発明に係る液体燃焼バーナの
他の例を示す断面図である。図5は、図4の液体燃焼バ
ーナの正面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the liquid combustion burner according to the present invention. FIG. 5 is a front view of the liquid combustion burner of FIG.

【0021】この実施例では、前述した空気口10を、
環状のものではなく、保炎板26の周方向に複数に(図
示例では5個に)分割し、それを保炎板26の周方向に
ほぼ均等に配置している。空気口でない部分11は、例
えばじゃま板を設ける等して塞いでいる。この空気口1
0の分割数は、特定のものに限定されるものではなく、
例えば4〜12個、通常は6〜8個であるが、燃焼筒2
の内径が大きくなるほど分割数は多くなる。
In this embodiment, the aforementioned air port 10 is
Instead of being annular, it is divided into a plurality of parts (five in the illustrated example) in the circumferential direction of the flame holding plate 26, and they are arranged substantially uniformly in the circumferential direction of the flame holding plate 26. The portion 11 that is not the air port is closed by, for example, providing a baffle plate. This air port 1
The number of divisions of 0 is not limited to a specific one,
For example, 4 to 12, usually 6 to 8,
The larger the inner diameter of, the larger the number of divisions.

【0022】空気口10を上記のように分割すると、空
気口10の下流側は特にエアリッチ領域になって火炎が
形成されなくなるので、火炎18は、例えば図5中に示
すように、放射状に分割された形、即ち分割火炎にな
る。これによって火炎18の燃焼温度を図1の実施例の
場合よりも更に下げることができるので、排ガス中のN
Ox濃度を更に下げることができる。
When the air port 10 is divided as described above, the downstream side of the air port 10 becomes an air-rich region and no flame is formed. Therefore, the flame 18 is divided radially as shown in FIG. It becomes a divided shape, that is, a divided flame. As a result, the combustion temperature of the flame 18 can be further reduced than in the embodiment of FIG.
The Ox concentration can be further reduced.

【0023】図1および図4のいずれの実施例のバーナ
においても、その燃焼筒2の先端から保炎板26の前面
までの距離Aおよび気化保炎板30から保炎板26の前
面までの距離Bを調整することによって、火炎18の形
状を、ボイラ等の燃焼室に合ったものに調整することが
可能である。例えば、距離Aを小さくするほど、また距
離Bを小さくするほど、外周方向への燃料16の流れが
大になるので、火炎18をより広げてより短炎化するこ
とができる。
1 and 4, the distance A from the tip of the combustion cylinder 2 to the front surface of the flame holding plate 26 and the distance A from the vaporized flame holding plate 30 to the front surface of the flame holding plate 26. By adjusting the distance B, the shape of the flame 18 can be adjusted to a shape suitable for a combustion chamber such as a boiler. For example, as the distance A becomes smaller and the distance B becomes smaller, the flow of the fuel 16 in the outer peripheral direction becomes larger, so that the flame 18 can be further expanded and shortened.

【0024】また、上記距離A、距離B、燃焼筒2の内
寸法Cおよび気化保炎板30の外寸法D間の比A/C、
B/CおよびD/Cの大小によって、排ガス中のNOx
濃度および燃焼状態が変化する。その測定結果を図6〜
図8に示す。これらは、図4に示した空気口10を分割
したバーナについての測定結果であるが、図1に示した
空気口10を分割しないバーナの場合も、NOx濃度が
若干大きくなる点を除けば、これとほぼ同様の傾向の結
果が得られる。
The ratio A / C between the distance A, the distance B, the inner dimension C of the combustion cylinder 2 and the outer dimension D of the vaporizing flame holding plate 30,
NOx in exhaust gas depends on the size of B / C and D / C
Concentrations and combustion conditions change. The measurement results are shown in FIGS.
As shown in FIG. These are the measurement results of the burner in which the air port 10 is divided as shown in FIG. 4. However, in the case of the burner in which the air port 10 is not divided as shown in FIG. 1, except that the NOx concentration becomes slightly larger, The result of the similar tendency is obtained.

【0025】図6から分かるように、比A/Cを0〜
0.4の範囲内にすると、NOx濃度を80ppm以下
に下げることができる。ちなみに、東京都、大阪市、名
古屋市等の主要都市における排ガス中のNOx濃度の規
制値は、液体燃料の場合で80ppmである。比A/C
を大きくするにつれてNOx濃度が上がるのは、保炎板
26が燃焼筒2内の奥に位置するようになって火炎18
の広がりが小さくなり、その燃焼温度が高くなるからで
あると考えられる。
As can be seen from FIG. 6, the ratio A / C is 0 to 0.
When it is within the range of 0.4, the NOx concentration can be reduced to 80 ppm or less. Incidentally, the regulated value of the NOx concentration in exhaust gas in major cities such as Tokyo, Osaka and Nagoya is 80 ppm in the case of liquid fuel. Ratio A / C
The reason why the NOx concentration increases as the pressure increases is that the flame holding plate 26 is positioned deeper in the combustion cylinder 2 and the flame 18
It is considered that the spread of the gas becomes small and the combustion temperature becomes high.

【0026】図7から分かるように、比B/Cを0.0
5〜0.35の範囲内にすると、NOx濃度を80pp
m以下に抑えることができると共に、安定燃焼を維持す
ることができる。比B/Cを0.05よりも小さくする
と、予燃焼空間32が狭くなってそこでの燃焼不安定が
起こると共にNOx濃度も上がる。比B/Cを0.35
よりも大きくすると、気化保炎板30の効果が低下する
と共に、保炎板26の外周部から予燃焼空間32に回り
込んで来る燃焼用空気4が相対的に多くなって、予燃焼
空間32での燃焼不安定が起こると共にNOx濃度も上
がる。
As can be seen from FIG. 7, the ratio B / C is set to 0.0
When the concentration is within the range of 5 to 0.35, the NOx concentration becomes 80 pp.
m or less, and stable combustion can be maintained. When the ratio B / C is smaller than 0.05, the pre-combustion space 32 becomes narrow, combustion instability occurs there, and the NOx concentration increases. 0.35 ratio B / C
If it is larger than this, the effect of the vaporization flame holding plate 30 is reduced, and the combustion air 4 circulating from the outer peripheral portion of the flame holding plate 26 into the pre-combustion space 32 is relatively increased. And the NOx concentration increases.

【0027】図8から分かるように、比D/Cを0.5
〜1.0の範囲内にすると、NOx濃度を80ppm以
下に抑えることができると共に、安定燃焼を維持するこ
とができる。比D/Cを0.5よりも小さくすると、気
化保炎板30が相対的に小さくなってその効果が低下す
ると共に、保炎板26の外周部から予燃焼空間32に回
り込んで来る燃焼用空気4が相対的に多くなって、予燃
焼空間32での燃焼不安定が起こると共にNOx濃度も
上がる。比D/Cを1.0よりも大きくすると、保炎板
26の外周部からの燃焼用空気4が気化保炎板30に当
たるようになり、予燃焼空間32での燃焼不安定が起こ
ると共にNOx濃度も上がる。
As can be seen from FIG. 8, the ratio D / C is 0.5
When it is in the range of 1.0 to 1.0, the NOx concentration can be suppressed to 80 ppm or less and stable combustion can be maintained. When the ratio D / C is smaller than 0.5, the vaporization flame holding plate 30 becomes relatively small, the effect is reduced, and at the same time, the combustion coming around from the outer peripheral portion of the flame holding plate 26 into the pre-combustion space 32. The use air 4 becomes relatively large, combustion instability in the pre-combustion space 32 occurs, and the NOx concentration increases. When the ratio D / C is larger than 1.0, the combustion air 4 from the outer peripheral portion of the flame holding plate 26 hits the vaporized flame holding plate 30, causing unstable combustion in the pre-combustion space 32 and NOx. The concentration also goes up.

【0028】なお、空気口10を分割する場合および分
割しない場合のいずれについても、次のことが言える。
Regarding the case where the air port 10 is divided and the case where it is not divided, the following can be said.

【0029】即ち、気化保炎板30の形状は、前述した
板状に限定されるものではなく、例えば図9に示すよう
な下流側が凹状の皿状、図10に示すような上流側が凹
の皿状、図11に示すような下流側が凹の円錐状等にし
ても良い。そのようにすれば、ノズル12から噴霧され
た燃料16の流れ方向等を種々に変えることができるの
で、火炎18の形状やその燃焼状態等を種々に変えるこ
とができる。また、気化保炎板30の材質も、特定のも
のに限定されるものではなく、例えば金属やセラミック
ス等にしても良い。
That is, the shape of the vaporization flame holding plate 30 is not limited to the above-mentioned plate shape. For example, the downstream side has a concave dish shape as shown in FIG. 9, and the upstream side has a concave shape as shown in FIG. A dish shape or a conical shape with a concave downstream side as shown in FIG. 11 may be used. By doing so, the flow direction and the like of the fuel 16 sprayed from the nozzle 12 can be changed in various ways, so that the shape of the flame 18 and its combustion state can be changed in various ways. Further, the material of the vaporization flame holding plate 30 is not limited to a specific material, but may be, for example, metal or ceramic.

【0030】気化保炎板30に、例えば電気ヒータを付
加する等して、加熱等の機能を持たせても良い。気化保
炎板30を電気ヒータ等によって加熱するようにする
と、着火時に燃料16の気化性が更に高まって着火しや
すくなると共に、着火後の燃焼性も良くなる。
The vaporization flame holding plate 30 may be provided with a function such as heating, for example, by adding an electric heater. When the vaporization flame holding plate 30 is heated by an electric heater or the like, the vaporization of the fuel 16 at the time of ignition is further increased, and the fuel 16 is easily ignited, and the combustibility after ignition is also improved.

【0031】保炎板26の形状は、前述したすり鉢状に
限定されるものではなく、例えば図12に示すように、
下流側が開口している有底筒状、より具体的には有底円
筒状にしても良く、要はその中央部付近が上流側に凹ん
だ立体状をしていれば良い。そのようにすれば、この保
炎板26と気化保炎板30との間に比較的大きな体積の
予燃焼空間32を形成することができる。それによる作
用効果は前述のとおりである。
The shape of the flame holding plate 26 is not limited to the above-mentioned mortar shape. For example, as shown in FIG.
It may have a cylindrical shape with a bottom and an opening on the downstream side, more specifically a cylindrical shape with a bottom. In short, it may be a three-dimensional shape whose central part is concave toward the upstream side. By doing so, a relatively large volume pre-combustion space 32 can be formed between the flame holding plate 26 and the vaporized flame holding plate 30. The function and effect thereby are as described above.

【0032】燃焼筒2、保炎板26および気化保炎板3
0の正面形状は、上記例の円形に限られるものではな
く、他の形状、例えば多角形等でも良い。
Combustion cylinder 2, flame holding plate 26 and vaporization flame holding plate 3
The front shape of 0 is not limited to the circular shape in the above example, and may be another shape, for example, a polygon.

【0033】ノズル12の位置は、上記各例のような保
炎板26の上流側近傍に限定されるものではなく、例え
ば図13に示す例のように、保炎板26の下流側近傍
に、即ち予燃焼空間32内においても良い。これは、要
はノズル12から保炎板26の下流側に燃料16を噴霧
することができれば良いからである。その場合、保炎板
26の中心部の孔28はノズル12への燃料供給パイプ
13で塞いでも良い。その場合、保炎板26の下流面側
への通気が不足するのであれば、前述したように保炎板
26の板面内に複数の小孔またはスリットを設ければ良
い。
The position of the nozzle 12 is not limited to the vicinity of the upstream side of the flame stabilizing plate 26 as in each of the above-described examples. For example, as shown in FIG. That is, it may be in the pre-combustion space 32. This is because it is only necessary that the fuel 16 can be sprayed from the nozzle 12 to the downstream side of the flame holding plate 26. In this case, the hole 28 at the center of the flame holding plate 26 may be closed by the fuel supply pipe 13 to the nozzle 12. In this case, if ventilation to the downstream surface side of the flame holding plate 26 is insufficient, a plurality of small holes or slits may be provided in the plate surface of the flame holding plate 26 as described above.

【0034】ノズル12の数は、上記各例のような1個
に限定されるものではなく、燃焼量を大きくする場合は
2、3・・・等の複数個にしても良い。
The number of nozzles 12 is not limited to one as in each of the above examples, but may be two or more, such as 2, 3,.

【0035】ノズル12からの燃料16の噴霧方式は、
油圧エネルギーだけで燃料16を霧化する油圧噴霧
式、燃料16の霧化を蒸気で行う蒸気噴霧式、燃料
16の霧化を空気で行う空気噴霧式、等の各種方式が採
り得る。
The method of spraying the fuel 16 from the nozzle 12 is as follows.
Various systems such as a hydraulic spray system in which the fuel 16 is atomized only by hydraulic energy, a vapor spray system in which the fuel 16 is atomized by steam, and an air spray system in which the fuel 16 is atomized by air can be adopted.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0037】請求項1の発明によれば、ノズルから噴霧
され気化保炎板に当たって外周方向に向かう燃料と、燃
焼筒の出口からそのほぼ軸方向に流れる燃焼用空気とが
合成されて、燃焼筒の出口付近に、予燃焼空間から斜め
下流側に向かって大きく広がる円錐状の火炎が形成され
るので、短炎化を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the fuel sprayed from the nozzle and directed toward the outer peripheral direction on the vaporizing flame holding plate and the combustion air flowing substantially axially from the outlet of the combustion cylinder are synthesized. In the vicinity of the outlet, a conical flame is formed which spreads greatly from the pre-combustion space toward the obliquely downstream side, so that the flame can be shortened.

【0038】しかも、火炎が上記のように広がることに
よって薄膜火炎になり、かつ気化保炎板を設けることに
よって排ガス循環流が発生し、これら両作用によって火
炎の燃焼温度が下がるので、排ガス中のNOx濃度を下
げることができる。更に、上記比A/C、B/Cおよび
D/Cを上記範囲内にしたことによって、排ガス中のN
Ox濃度を80ppm以下に抑えることができると共
に、安定燃焼を維持することができる。
Moreover, the spread of the flame as described above results in a thin-film flame, and the provision of the vaporizing flame-preventing plate generates an exhaust gas circulating flow, which reduces the combustion temperature of the flame. NOx concentration can be reduced. Further, the ratios A / C, B / C and
By setting D / C within the above range, N in the exhaust gas is reduced.
When the Ox concentration can be suppressed to 80 ppm or less,
In addition, stable combustion can be maintained.

【0039】請求項2の発明によれば、火炎が放射状に
分割された分割火炎になり、これによって火炎の燃焼温
度が更に下がるので、排ガス中のNOx濃度を更に下げ
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the flame is divided into radially divided flames, which further lowers the combustion temperature of the flame, so that the NOx concentration in the exhaust gas can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る液体燃焼バーナの一例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a liquid combustion burner according to the present invention.

【図2】可視火炎長の測定結果の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a measurement result of a visible flame length.

【図3】可視火炎幅の測定結果の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a measurement result of a visible flame width.

【図4】この発明に係る液体燃焼バーナの他の例を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the liquid combustion burner according to the present invention.

【図5】図4の液体燃焼バーナの正面図である。FIG. 5 is a front view of the liquid combustion burner of FIG. 4;

【図6】比A/Cに対する排ガス中のNOx濃度(O2
=0%換算)の測定結果の一例を示す図である。
FIG. 6 shows the NOx concentration (O 2
FIG. 10 is a diagram showing an example of a measurement result of (= 0% conversion).

【図7】比B/Cに対する排ガス中のNOx濃度(O2
=0%換算)の測定結果の一例を示す図である。
FIG. 7 shows the NOx concentration (O 2
FIG. 10 is a diagram showing an example of a measurement result of (= 0% conversion).

【図8】比D/Cに対する排ガス中のNOx濃度(O2
=0%換算)の測定結果の一例を示す図である。
FIG. 8 shows the NOx concentration (O 2
FIG. 10 is a diagram showing an example of a measurement result of (= 0% conversion).

【図9】気化保炎板の形状の他の例を示す図である。FIG. 9 is a view showing another example of the shape of the vaporization flame holding plate.

【図10】気化保炎板の形状の他の例を示す図である。FIG. 10 is a view showing another example of the shape of the vaporization flame holding plate.

【図11】気化保炎板の形状の他の例を示す図である。FIG. 11 is a view showing another example of the shape of the vaporization flame holding plate.

【図12】保炎板の形状の他の例を示す図である。FIG. 12 is a view showing another example of the shape of the flame holding plate.

【図13】ノズル位置の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a nozzle position.

【図14】従来の液体燃焼バーナの一例を示す断面図で
ある。
FIG. 14 is a sectional view showing an example of a conventional liquid combustion burner.

【符号の説明】 2 燃焼筒 4 燃焼用空気 10 空気口 12 ノズル 16 燃料 18 火炎 26 保炎板 30 気化保炎板 32 予燃焼空間[Description of Signs] 2 Combustion cylinder 4 Combustion air 10 Air port 12 Nozzle 16 Fuel 18 Flame 26 Flame holding plate 30 Vaporizing flame holding plate 32 Pre-combustion space

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部から燃焼用空気が供給される燃焼筒
と、この燃焼筒内に設けられていて外部から液体の燃料
が供給されそれを燃焼筒の先の方へ噴射するノズルと、
燃焼筒内におけるノズルの近傍に設けられていて火炎を
安定化させる保炎板と、この保炎板と燃焼筒内壁間また
はこの保炎板の周縁部付近に設けられていて燃焼筒内に
供給された燃焼用空気を保炎板の周囲付近から下流側へ
噴出させる空気口とを備える液体燃焼バーナにおいて、
前記保炎板をその中央部付近が上流側に凹んだ立体状に
し、かつこの保炎板の下流側付近に当該保炎板に対向す
るように気化保炎板を設け、両保炎板の間に予燃焼空間
を形成しており、しかも前記燃焼筒の先端から前記保炎
板の前面までの距離をA、前記気化保炎板から前記保炎
板の前面までの距離をB、前記燃焼筒の内寸法をC、前
記気化保炎板の外寸法をDとしたとき、比A/Cを0〜
0.4の範囲内にし、比B/Cを0.05〜0.35の
範囲内にし、かつ比D/Cを0.5〜1.0の範囲内に
していることを特徴とする液体燃焼バーナ。
A combustion cylinder to which combustion air is supplied from the outside, a nozzle provided in the combustion cylinder, to which a liquid fuel is supplied from the outside and which injects the fuel toward the end of the combustion cylinder;
A flame stabilizing plate provided near the nozzle in the combustion cylinder to stabilize the flame, and provided between the flame stabilizing plate and the inner wall of the combustion cylinder or near the periphery of the flame stabilizing plate and supplied to the combustion cylinder. An air port for ejecting the combustion air that has been blown from near the periphery of the flame holding plate to the downstream side,
The flame stabilizing plate is formed in a three-dimensional shape in which its central portion is recessed toward the upstream side, and a vaporized flame stabilizing plate is provided near the downstream side of the flame stabilizing plate so as to face the flame stabilizing plate. A pre-combustion space is formed , and the flame holding is performed from the tip of the combustion cylinder.
The distance to the front of the plate is A, and the flame holding plate is
The distance to the front of the plate is B, the internal dimension of the combustion cylinder is C,
When the outer dimension of the vaporized flame holding plate is D, the ratio A / C is 0 to
0.4, and the ratio B / C is in the range of 0.05 to 0.35.
Within the range, and the ratio D / C within the range of 0.5 to 1.0.
Liquid combustion burner, characterized by that.
【請求項2】 前記空気口を保炎板の周方向に複数に分
割し、かつそれらを保炎板の周方向にほぼ均等に配置し
ている請求項1記載の液体燃焼バーナ。
2. The liquid combustion burner according to claim 1, wherein the air port is divided into a plurality of portions in the circumferential direction of the flame holding plate, and they are arranged substantially uniformly in the circumferential direction of the flame holding plate.
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