JP3001571B1 - ダクトバ―ナおよびダクトバ―ナ装置 - Google Patents
ダクトバ―ナおよびダクトバ―ナ装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 小型で低ＮＯｘを図るとともに高価な耐熱鋼
鈑を必要としないダクトバーナを提供する。 【解決手段】 複数の燃料ガス噴出口１２を備えた燃料
ガスヘッダ１１と、この燃料ガスヘッダの対向位置に基
端部１５ａが固定され、基端部から排ガス下流側に向か
って拡開し、かつ、基端部から先端遊端部１５ｂにかけ
て複数の排ガス導入孔１６を有する２枚の保炎部材１
４，１４と、この保炎部材の両側端を閉鎖する側板１７
とからなる排ガスダクト内に設置されるダクトバーナに
おいて、前記保炎部材の長手方向中央部に最大孔径の排
ガス導入孔を配設するとともに、燃料ガスヘッダの燃料
ガス噴出口が、保炎部材の基端部側の１列目に配設した
排ガス導入孔１６ａよりも前方になるように位置させ、
前記保炎部材の基端部側と中央部の排ガス導入孔からの
空気比が１．０〜１．６となるように排ガスを供給する
ダクトバーナ。
鈑を必要としないダクトバーナを提供する。 【解決手段】 複数の燃料ガス噴出口１２を備えた燃料
ガスヘッダ１１と、この燃料ガスヘッダの対向位置に基
端部１５ａが固定され、基端部から排ガス下流側に向か
って拡開し、かつ、基端部から先端遊端部１５ｂにかけ
て複数の排ガス導入孔１６を有する２枚の保炎部材１
４，１４と、この保炎部材の両側端を閉鎖する側板１７
とからなる排ガスダクト内に設置されるダクトバーナに
おいて、前記保炎部材の長手方向中央部に最大孔径の排
ガス導入孔を配設するとともに、燃料ガスヘッダの燃料
ガス噴出口が、保炎部材の基端部側の１列目に配設した
排ガス導入孔１６ａよりも前方になるように位置させ、
前記保炎部材の基端部側と中央部の排ガス導入孔からの
空気比が１．０〜１．６となるように排ガスを供給する
ダクトバーナ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるコージェ
ネレーションシステム等に使用されるダクトバーナおよ
びダクトバーナ装置に関するものである。
ネレーションシステム等に使用されるダクトバーナおよ
びダクトバーナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コージェネレーションシステムは、ガス
タービン内の燃焼室で圧縮機によって燃焼用空気と燃料
ガスとを混合して燃焼させ、燃焼で発生した燃焼排ガス
によってガスタービンを駆動し、この駆動により発電機
を駆動させて発電する。ところで、前記タービン排ガス
は約５００〜６００℃と高温のため、ガスタービンの下
流側に廃熱ボイラを設置してタービン排ガスの顕熱を回
収して蒸気を得るとともに、廃熱ボイラの下流にエコノ
マイザを設置して余剰の排ガス顕熱を回収し、前記廃熱
ボイラに供給される水を加熱するようになっている。
タービン内の燃焼室で圧縮機によって燃焼用空気と燃料
ガスとを混合して燃焼させ、燃焼で発生した燃焼排ガス
によってガスタービンを駆動し、この駆動により発電機
を駆動させて発電する。ところで、前記タービン排ガス
は約５００〜６００℃と高温のため、ガスタービンの下
流側に廃熱ボイラを設置してタービン排ガスの顕熱を回
収して蒸気を得るとともに、廃熱ボイラの下流にエコノ
マイザを設置して余剰の排ガス顕熱を回収し、前記廃熱
ボイラに供給される水を加熱するようになっている。
【０００３】しかしながら、廃熱ボイラから大量の蒸気
を必要とする場合、前記燃焼排ガスの顕熱だけでは十分
な蒸気を発生させることができないため、従来、たとえ
ば、実開平４−１２２９２２号公報で開示されるダクト
バーナ（あるいは追い焚きバーナ）をガスタービンの下
流のダクト内に設置してタービン排ガスを昇温して対処
するようにしている。
を必要とする場合、前記燃焼排ガスの顕熱だけでは十分
な蒸気を発生させることができないため、従来、たとえ
ば、実開平４−１２２９２２号公報で開示されるダクト
バーナ（あるいは追い焚きバーナ）をガスタービンの下
流のダクト内に設置してタービン排ガスを昇温して対処
するようにしている。
【０００４】ところで、ガスタービンの燃焼はタービン
ブレードを燃焼室で発生する高温の燃焼ガスから保護す
るために空気比が約２．５〜４の超過剰空気で燃焼され
る。その結果、タービン排ガス中の残存酸素濃度が１２
〜１６％となることから、前記タービン排ガスのみを該
ダクトバーナの燃焼用空気としてバーナ内部に導入して
燃料ガスを燃焼させている。
ブレードを燃焼室で発生する高温の燃焼ガスから保護す
るために空気比が約２．５〜４の超過剰空気で燃焼され
る。その結果、タービン排ガス中の残存酸素濃度が１２
〜１６％となることから、前記タービン排ガスのみを該
ダクトバーナの燃焼用空気としてバーナ内部に導入して
燃料ガスを燃焼させている。
【０００５】前記公知のダクトバーナ１は、図３に示す
ように、複数の燃料ガス噴出口３を備えた燃料ガスヘッ
ダ２と、この燃料ガスヘッダ２の対向位置に基端部５ａ
が固定され、基端部５ａから排ガス下流側である先端遊
端部５ｂに向かって拡開し、かつ、基端部５ａから遊端
部５ｂにかけて径が徐々に大径となった複数の排ガス導
入孔６を有する２枚の保炎部材４と、この保炎部材４の
両側端を閉鎖する側板７とから構成されている。
ように、複数の燃料ガス噴出口３を備えた燃料ガスヘッ
ダ２と、この燃料ガスヘッダ２の対向位置に基端部５ａ
が固定され、基端部５ａから排ガス下流側である先端遊
端部５ｂに向かって拡開し、かつ、基端部５ａから遊端
部５ｂにかけて径が徐々に大径となった複数の排ガス導
入孔６を有する２枚の保炎部材４と、この保炎部材４の
両側端を閉鎖する側板７とから構成されている。
【０００６】そして、前記ダクトバーナ１においては、
前記燃料ガスヘッダ２へ燃料ガス供給管８から燃料ガス
を供給して燃料ガス噴出口３から噴出させる一方、酸素
濃度１２〜１６％のタービン排ガスの一部を前記排ガス
導入孔６からバーナ内部Ａに導入して燃焼させる。すな
わち、燃料ガスにタービン排ガスを徐々に混合して燃焼
を完結する、いわゆる緩慢燃焼させるようになってい
る。
前記燃料ガスヘッダ２へ燃料ガス供給管８から燃料ガス
を供給して燃料ガス噴出口３から噴出させる一方、酸素
濃度１２〜１６％のタービン排ガスの一部を前記排ガス
導入孔６からバーナ内部Ａに導入して燃焼させる。すな
わち、燃料ガスにタービン排ガスを徐々に混合して燃焼
を完結する、いわゆる緩慢燃焼させるようになってい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のダクトバー
ナ１においては、前述のように緩慢燃焼を行なうため、
燃焼を完結するためには前記保炎部材４を大型（長尺）
にしなければならず、ダクトバーナ１自体が大型化す
る。また、保炎部材４はタービン排ガス下流に向かって
拡開し、かつ長尺なためダクトバーナ１外周のタービン
排ガス流路が狭まって、ダクトバーナ１の上流側と下流
側との差圧、つまり、圧力損失が大きくなり、最上流側
に設置するガスタービンの出力ロスが発生する可能性が
あるばかりか、緩慢燃焼では火炎が長くなるため、ダク
トバーナ１と廃熱ボイラの壁面までの距離を長く確保し
なければならず、コージェネレーションシステムそのも
のが大型化する。
ナ１においては、前述のように緩慢燃焼を行なうため、
燃焼を完結するためには前記保炎部材４を大型（長尺）
にしなければならず、ダクトバーナ１自体が大型化す
る。また、保炎部材４はタービン排ガス下流に向かって
拡開し、かつ長尺なためダクトバーナ１外周のタービン
排ガス流路が狭まって、ダクトバーナ１の上流側と下流
側との差圧、つまり、圧力損失が大きくなり、最上流側
に設置するガスタービンの出力ロスが発生する可能性が
あるばかりか、緩慢燃焼では火炎が長くなるため、ダク
トバーナ１と廃熱ボイラの壁面までの距離を長く確保し
なければならず、コージェネレーションシステムそのも
のが大型化する。
【０００８】また、ダクトバーナ１においては、燃焼用
空気として酸素濃度１２〜１６％のタービン排ガスを用
いるため、通常の燃焼用空気で燃焼させるものに比べて
ＮＯｘの排出量は低くなるが、近年においては、さらな
る低ＮＯｘ化を要求されている。
空気として酸素濃度１２〜１６％のタービン排ガスを用
いるため、通常の燃焼用空気で燃焼させるものに比べて
ＮＯｘの排出量は低くなるが、近年においては、さらな
る低ＮＯｘ化を要求されている。
【０００９】さらに、上述した緩慢燃焼は燃料ガス噴出
口から直ちに始まり、火炎の基部から先端部になるに連
れて火炎温度が上昇すると同時に、保炎部材は燃焼が完
結するまで長時間火炎にさらされることになるので、た
とえば遊端部５ｂでは９７０℃の高温となり、例えばイ
ンコネルやハステロイ等の高級材である耐熱鋼を使用し
なければならず、高価になるという問題を有する。そこ
で、本発明者らは、種々検討の結果、ダクトバーナにお
ける局部的な火炎温度の上昇を抑制し、かつ、短炎化す
ることにより前記課題を解決することができることを見
出して本発明に至ったものである。
口から直ちに始まり、火炎の基部から先端部になるに連
れて火炎温度が上昇すると同時に、保炎部材は燃焼が完
結するまで長時間火炎にさらされることになるので、た
とえば遊端部５ｂでは９７０℃の高温となり、例えばイ
ンコネルやハステロイ等の高級材である耐熱鋼を使用し
なければならず、高価になるという問題を有する。そこ
で、本発明者らは、種々検討の結果、ダクトバーナにお
ける局部的な火炎温度の上昇を抑制し、かつ、短炎化す
ることにより前記課題を解決することができることを見
出して本発明に至ったものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、請求項１では、複数の燃料ガス噴出口を
備えた燃料ガスヘッダと、この燃料ガスヘッダの対向位
置に基端部が固定され、基端部から排ガス下流側に向か
って拡開し、かつ、基端部から先端遊端部にかけて複数
の排ガス導入孔を有する２枚の保炎部材と、この保炎部
材の両側端を閉鎖する側板とからなる排ガスダクト内に
設置されるダクトバーナにおいて、前記保炎部材の長手
方向中央部に最大孔径の排ガス導入孔を配設するととも
に、前記燃料ガスヘッダの燃料ガス噴出口が、前記保炎
部材の基端部側の１列目に配設した排ガス導入孔よりも
前方になるように位置させ、前記保炎部材の基端部側と
中央部の排ガス導入孔から空気比が１．０〜１．６とな
るように排ガスを供給するものである。また、請求項２
では、前記請求項１に記載のダクトバーナをダクト内に
設置したダクトバーナ装置において、前記ダクトバーナ
の保炎部材の遊端部が面するダクト内壁にダクト内の排
ガス流路を絞る差圧調整板を設けたものである。
決するために、請求項１では、複数の燃料ガス噴出口を
備えた燃料ガスヘッダと、この燃料ガスヘッダの対向位
置に基端部が固定され、基端部から排ガス下流側に向か
って拡開し、かつ、基端部から先端遊端部にかけて複数
の排ガス導入孔を有する２枚の保炎部材と、この保炎部
材の両側端を閉鎖する側板とからなる排ガスダクト内に
設置されるダクトバーナにおいて、前記保炎部材の長手
方向中央部に最大孔径の排ガス導入孔を配設するととも
に、前記燃料ガスヘッダの燃料ガス噴出口が、前記保炎
部材の基端部側の１列目に配設した排ガス導入孔よりも
前方になるように位置させ、前記保炎部材の基端部側と
中央部の排ガス導入孔から空気比が１．０〜１．６とな
るように排ガスを供給するものである。また、請求項２
では、前記請求項１に記載のダクトバーナをダクト内に
設置したダクトバーナ装置において、前記ダクトバーナ
の保炎部材の遊端部が面するダクト内壁にダクト内の排
ガス流路を絞る差圧調整板を設けたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
にしたがって説明する。本発明にかかるダクトバーナ１
０は、図１，図２に示すように、前記従来のダクトバー
ナ１と同様、先端面に複数の燃料ガス噴出口１２を備
え、両端を閉鎖された断面長方形状の角筒からなる燃料
ガスヘッダ１１と、この燃料ガスヘッダ１１に連通する
燃料ガス供給管１３と、前記燃料ガスヘッダ１１の対向
する両側に基端部１５ａが取り付けられ、多数の排ガス
導入口１６を有するとともに、先端遊端部１５ｂが互い
に拡開するとともに遊端部１５ｂが外側に折曲した屈曲
部１５ｃを有する２枚の保炎部材１４と、この２枚の保
炎部材１４の両端を閉鎖する側板１７とからなる。
にしたがって説明する。本発明にかかるダクトバーナ１
０は、図１，図２に示すように、前記従来のダクトバー
ナ１と同様、先端面に複数の燃料ガス噴出口１２を備
え、両端を閉鎖された断面長方形状の角筒からなる燃料
ガスヘッダ１１と、この燃料ガスヘッダ１１に連通する
燃料ガス供給管１３と、前記燃料ガスヘッダ１１の対向
する両側に基端部１５ａが取り付けられ、多数の排ガス
導入口１６を有するとともに、先端遊端部１５ｂが互い
に拡開するとともに遊端部１５ｂが外側に折曲した屈曲
部１５ｃを有する２枚の保炎部材１４と、この２枚の保
炎部材１４の両端を閉鎖する側板１７とからなる。
【００１２】前記保炎部材１４を更に詳述すると、図２
に示すように、保炎部材１４はその巾方向に３グループ
ａ，ｂ，ｃからなる排ガス導入孔１６ａ〜１６ｅが設け
てある。基端部側である第１グループａの排ガス導入孔
１６ａの面積を１とすると、中央部である第２グループ
ｂを構成する排ガス導入孔１６ｂ，１６ｃの各面積は
２．３３と４．３４、先端部である第３グループｃを構
成する排ガス導入孔１６ｄ，１６ｅの面積は１．０９
で、これらは略千鳥状となるように設けてあり、前記第
１グループａに空気比０．３、第２グループｂに空気比
１．１３、第３グループｃに空気比０．３５のタービン
排ガスを供給するようになっている。
に示すように、保炎部材１４はその巾方向に３グループ
ａ，ｂ，ｃからなる排ガス導入孔１６ａ〜１６ｅが設け
てある。基端部側である第１グループａの排ガス導入孔
１６ａの面積を１とすると、中央部である第２グループ
ｂを構成する排ガス導入孔１６ｂ，１６ｃの各面積は
２．３３と４．３４、先端部である第３グループｃを構
成する排ガス導入孔１６ｄ，１６ｅの面積は１．０９
で、これらは略千鳥状となるように設けてあり、前記第
１グループａに空気比０．３、第２グループｂに空気比
１．１３、第３グループｃに空気比０．３５のタービン
排ガスを供給するようになっている。
【００１３】そして、第１グループａの排ガス導入孔１
６ａは、前記燃料ガスヘッダ１１の燃料ガス噴出口１２
より後方、換言すれば、前記燃料ガス噴出口１２が前記
第１グループａの排ガス導入孔１６ａより前方に位置し
ている。
６ａは、前記燃料ガスヘッダ１１の燃料ガス噴出口１２
より後方、換言すれば、前記燃料ガス噴出口１２が前記
第１グループａの排ガス導入孔１６ａより前方に位置し
ている。
【００１４】ここで、前記構成のダクトバーナ１０をタ
ービン排ガス量：４０００ｍ3Ｎ／ｈ、タービン排ガス
温度：５００℃、残存酸素濃度：１４．７％、燃料ガ
ス：１３Ａ都市ガス、バーナ燃焼容量：８０×１０4ｋ
ｃａｌ／ｈの条件において操業した例について説明す
る。前記ダクトバーナ１０は、図１に示すように、ター
ビン排ガスダクトＴ内の軸芯上に、燃料ガスをタービン
排ガス下流に向かって噴出するように設置する。なお、
１８は差圧調整板である。
ービン排ガス量：４０００ｍ3Ｎ／ｈ、タービン排ガス
温度：５００℃、残存酸素濃度：１４．７％、燃料ガ
ス：１３Ａ都市ガス、バーナ燃焼容量：８０×１０4ｋ
ｃａｌ／ｈの条件において操業した例について説明す
る。前記ダクトバーナ１０は、図１に示すように、ター
ビン排ガスダクトＴ内の軸芯上に、燃料ガスをタービン
排ガス下流に向かって噴出するように設置する。なお、
１８は差圧調整板である。
【００１５】そして、前記燃料ガス噴出口１２から燃料
ガスを供給し、図示しない点火装置により点火する。
ガスを供給し、図示しない点火装置により点火する。
【００１６】この場合、前記第１グループａの排ガス導
入孔１６ａから流入するタービン排ガス（燃焼用気体）
は、燃料ガスヘッダ１１の外周に沿って前方に流れ、そ
の間に燃料ガスヘッダ１１を冷却したのち、燃料ガスと
混合し燃焼する。なお、前記排ガス導入孔１６ａから流
入するタービン排ガス（燃焼用気体）は、理論空気量よ
り少ない（空気比ｍ＝０．３）ため、領域Ａでは燃料ガ
スの一部が燃焼することとなる。
入孔１６ａから流入するタービン排ガス（燃焼用気体）
は、燃料ガスヘッダ１１の外周に沿って前方に流れ、そ
の間に燃料ガスヘッダ１１を冷却したのち、燃料ガスと
混合し燃焼する。なお、前記排ガス導入孔１６ａから流
入するタービン排ガス（燃焼用気体）は、理論空気量よ
り少ない（空気比ｍ＝０．３）ため、領域Ａでは燃料ガ
スの一部が燃焼することとなる。
【００１７】ついで、第２グループｂの排ガス導入孔１
６ｂ，１６ｃから領域Ｂに流入するタービン排ガス（燃
焼用気体）は理論空気量よりも多い（空気比ｍ＝１．１
３）ため、領域Ｂにおいて前記領域Ａでの残りの燃料ガ
スを燃焼する。つまり、領域Ａ，Ｂで燃料ガスは二段燃
焼を行ないＮＯｘの上昇を抑制する。なお、領域Ｂでの
全空気比は領域Ａからのタービン排ガス（燃焼用気体）
を加えると、空気比ｍ＝１．４３であるため、領域Ｂで
燃焼反応は完結する。
６ｂ，１６ｃから領域Ｂに流入するタービン排ガス（燃
焼用気体）は理論空気量よりも多い（空気比ｍ＝１．１
３）ため、領域Ｂにおいて前記領域Ａでの残りの燃料ガ
スを燃焼する。つまり、領域Ａ，Ｂで燃料ガスは二段燃
焼を行ないＮＯｘの上昇を抑制する。なお、領域Ｂでの
全空気比は領域Ａからのタービン排ガス（燃焼用気体）
を加えると、空気比ｍ＝１．４３であるため、領域Ｂで
燃焼反応は完結する。
【００１８】また、第３グループｃの排ガス導入孔１６
ｄ，１６ｅからも空気比ｍ＝０．３５のタービン排ガス
（燃焼用気体）が流入するが、前述のように燃焼は領域
Ｂで完結しているため燃焼には何ら寄与せず、火炎温度
よりも低い５００〜６００℃のタービン排ガス（燃焼用
気体）が領域Ｂで形成された燃焼火炎の外周を包囲して
流れるため、ＣＯ等の未燃焼分は生成されず、局部的な
火炎温度の上昇のみを抑制してＮＯｘ低減に寄与すると
ともに保炎部材１４の昇温を防止する。因みに、遊端部
１５ｂの温度を測定したところ７２５℃であった。
ｄ，１６ｅからも空気比ｍ＝０．３５のタービン排ガス
（燃焼用気体）が流入するが、前述のように燃焼は領域
Ｂで完結しているため燃焼には何ら寄与せず、火炎温度
よりも低い５００〜６００℃のタービン排ガス（燃焼用
気体）が領域Ｂで形成された燃焼火炎の外周を包囲して
流れるため、ＣＯ等の未燃焼分は生成されず、局部的な
火炎温度の上昇のみを抑制してＮＯｘ低減に寄与すると
ともに保炎部材１４の昇温を防止する。因みに、遊端部
１５ｂの温度を測定したところ７２５℃であった。
【００１９】前述のように、保炎部材１４のほぼ中央部
に位置する領域Ｂで燃料ガスの燃焼が完結するため、結
果的に前記保炎部材１４の長さＬも従来のもの（２５０
〜３００ｍｍ）に比べて大巾に短くすることができ（１
００〜１３０ｍｍ）、前記８０×１０4ｋｃａｌ／ｈの
燃焼容量で、火炎長さが１．１ｍの短炎燃焼ができる。
に位置する領域Ｂで燃料ガスの燃焼が完結するため、結
果的に前記保炎部材１４の長さＬも従来のもの（２５０
〜３００ｍｍ）に比べて大巾に短くすることができ（１
００〜１３０ｍｍ）、前記８０×１０4ｋｃａｌ／ｈの
燃焼容量で、火炎長さが１．１ｍの短炎燃焼ができる。
【００２０】なお、前記排ガス導入口１６から流入する
タービン排ガス（燃焼用気体）量は、ダクトバーナ１０
の上流側と下流側との圧力差により変動する。したがっ
て、ダクトＴの内壁で前記保炎部材１４遊端部１５ｂと
対向する位置に差圧調整板１８を配設して調整するのが
好ましい。この場合、実験によると前記差圧が２０ｍｍ
Ｈ2Ｏ程度になるように調整すれば、最上流側に設置す
るガスタービンの出口ロスを発生させることなく安定燃
焼が確保できることが確かめられた。
タービン排ガス（燃焼用気体）量は、ダクトバーナ１０
の上流側と下流側との圧力差により変動する。したがっ
て、ダクトＴの内壁で前記保炎部材１４遊端部１５ｂと
対向する位置に差圧調整板１８を配設して調整するのが
好ましい。この場合、実験によると前記差圧が２０ｍｍ
Ｈ2Ｏ程度になるように調整すれば、最上流側に設置す
るガスタービンの出口ロスを発生させることなく安定燃
焼が確保できることが確かめられた。
【００２１】また、前記保炎部材１４の遊端部１５ｂが
外方に屈曲した屈曲部１５ｃが設けてあるため、この近
傍に図に示すように渦流が発生し、この渦流により燃焼
火炎バーナ内に巻き戻して保炎するため、ターンダウン
比を１：１／１０と広くすることができる。
外方に屈曲した屈曲部１５ｃが設けてあるため、この近
傍に図に示すように渦流が発生し、この渦流により燃焼
火炎バーナ内に巻き戻して保炎するため、ターンダウン
比を１：１／１０と広くすることができる。
【００２２】前記第１グループａおよび第２グループｂ
から流入するタービン排ガス（燃焼用気体）の合計の空
気比は１．０〜１．６の間となっており、好ましくは、
空気比ｍ＝１．４である。空気比が１．０より低いとバ
ーナ内部（前記領域Ｂ）で燃料過剰となり、煤の発生
や、前記過剰な燃料ガスが前記第３グループｃからのタ
ービン排ガス（燃焼用気体）で燃焼することになり、燃
焼が緩慢となって火炎が伸び過ぎるためである。逆に空
気比が１．６を超えると、燃料ガスとタービン排ガス
（燃焼用気体）との混合過程で過剰のタービン排ガス
（燃焼用気体）が供給されるため、生成する燃焼火炎の
温度が低下してＣＯ等の未燃焼分が発生するからであ
る。
から流入するタービン排ガス（燃焼用気体）の合計の空
気比は１．０〜１．６の間となっており、好ましくは、
空気比ｍ＝１．４である。空気比が１．０より低いとバ
ーナ内部（前記領域Ｂ）で燃料過剰となり、煤の発生
や、前記過剰な燃料ガスが前記第３グループｃからのタ
ービン排ガス（燃焼用気体）で燃焼することになり、燃
焼が緩慢となって火炎が伸び過ぎるためである。逆に空
気比が１．６を超えると、燃料ガスとタービン排ガス
（燃焼用気体）との混合過程で過剰のタービン排ガス
（燃焼用気体）が供給されるため、生成する燃焼火炎の
温度が低下してＣＯ等の未燃焼分が発生するからであ
る。
【００２３】さらに、前記両保炎部材１４，１４の開度
αは３５°〜６０°、好ましくは４６．８°である。そ
の理由は開度αが３５°より小さいと、タービン排ガス
の排ガス導入孔１６からの導入量が少なく、逆に６０°
を超えると、導入量が多過ぎて燃料ガスと酸素が急速混
合し、ＮＯｘが増加するからである。
αは３５°〜６０°、好ましくは４６．８°である。そ
の理由は開度αが３５°より小さいと、タービン排ガス
の排ガス導入孔１６からの導入量が少なく、逆に６０°
を超えると、導入量が多過ぎて燃料ガスと酸素が急速混
合し、ＮＯｘが増加するからである。
【００２４】本実施の形態では燃料ガスを１３Ａ都市ガ
スについて述べたが、これに限定されることはなく、た
とえば、ブタンガス等の異なる種類の燃料ガスを使用す
るときは、前記第１グループａおよび第２グループｂか
ら流入するタービン排ガス（燃焼用気体）の合計の空気
比を確保するために排ガス導入孔１６の開口率を適宜変
化させればよい。
スについて述べたが、これに限定されることはなく、た
とえば、ブタンガス等の異なる種類の燃料ガスを使用す
るときは、前記第１グループａおよび第２グループｂか
ら流入するタービン排ガス（燃焼用気体）の合計の空気
比を確保するために排ガス導入孔１６の開口率を適宜変
化させればよい。
【００２５】なお、前記説明は、ダクト内に１台のダク
トバーナを設置する場合であるが複数台設置してもよ
い。また、ダクトバーナはタービン排ガスダクトに設置
するものに限らず、たとえば塗装乾燥炉から排出される
残存酸素濃度１８〜１９％の臭気のある排ガスダクト内
の脱臭あるいは熱風発生装置のダクト内に設置してもよ
い。
トバーナを設置する場合であるが複数台設置してもよ
い。また、ダクトバーナはタービン排ガスダクトに設置
するものに限らず、たとえば塗装乾燥炉から排出される
残存酸素濃度１８〜１９％の臭気のある排ガスダクト内
の脱臭あるいは熱風発生装置のダクト内に設置してもよ
い。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、保炎部材の中央部に最大径の排ガス導入孔を設
けて、この領域までで燃焼を完結するようにしたため、
火炎を短炎とすることができ、その結果、保炎部材を従
来のものより短くすることができる。しかも、高温の燃
焼火炎は火炎より低温のタービン排ガスで包囲されるた
め、局部的な火炎温度の上昇を抑制し、ＮＯｘの発生
を、タービン排ガス量：２６３８０ｍ3Ｎ／ｈ、タービ
ン排ガス温度：５６６℃、残存酸素濃度：１３．９１％
の条件である実機設備において４７ｐｐｍと大幅に低減
することができるばかりか、保炎部材も余り昇温せず、
高価な耐熱鋼鈑を使用する必要がなく、ダクトバーナそ
のものを安価なものとすることができる。また、ダクト
内にダクトバーナを設置したダクトバーナ装置において
は、保炎部材遊端部と対向するダクト内面に圧力調整板
を設け、ダクトバーナの上流側と下流側との圧力差を調
整することによりダクトバーナを安定燃焼させることが
できる。
よれば、保炎部材の中央部に最大径の排ガス導入孔を設
けて、この領域までで燃焼を完結するようにしたため、
火炎を短炎とすることができ、その結果、保炎部材を従
来のものより短くすることができる。しかも、高温の燃
焼火炎は火炎より低温のタービン排ガスで包囲されるた
め、局部的な火炎温度の上昇を抑制し、ＮＯｘの発生
を、タービン排ガス量：２６３８０ｍ3Ｎ／ｈ、タービ
ン排ガス温度：５６６℃、残存酸素濃度：１３．９１％
の条件である実機設備において４７ｐｐｍと大幅に低減
することができるばかりか、保炎部材も余り昇温せず、
高価な耐熱鋼鈑を使用する必要がなく、ダクトバーナそ
のものを安価なものとすることができる。また、ダクト
内にダクトバーナを設置したダクトバーナ装置において
は、保炎部材遊端部と対向するダクト内面に圧力調整板
を設け、ダクトバーナの上流側と下流側との圧力差を調
整することによりダクトバーナを安定燃焼させることが
できる。
【図１】 本発明のダクトバーナをダクト内に設置した
状態の断面図。
状態の断面図。
【図２】 図１のダクトバーナにおける保炎部材の平面
図。
図。
【図３】 従来のダクトバーナの断面図。
１０…ダクトバーナ、１１…燃料ガスヘッダ、１２…燃
料ガス噴出口、１４…保炎板、１５ａ…基端部、１５ｂ
…遊端部、１６（１６ａ，１６ｂ〜１６ｅ）…排ガス導
入口、１７…側板、１８…差圧調整板、Ａ，Ｂ，Ｃ…領
域。
料ガス噴出口、１４…保炎板、１５ａ…基端部、１５ｂ
…遊端部、１６（１６ａ，１６ｂ〜１６ｅ）…排ガス導
入口、１７…側板、１８…差圧調整板、Ａ，Ｂ，Ｃ…領
域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 康郎 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−74602（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−3222（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 14/26
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の燃料ガス噴出口を備えた燃料ガス
ヘッダと、この燃料ガスヘッダの対向位置に基端部が固
定され、基端部から排ガス下流側に向かって拡開し、か
つ、基端部から先端遊端部にかけて複数の排ガス導入孔
を有する２枚の保炎部材と、この保炎部材の両側端を閉
鎖する側板とからなる排ガスダクト内に設置されるダク
トバーナにおいて、 前記保炎部材の長手方向中央部に最大孔径の排ガス導入
孔を配設するとともに、前記燃料ガスヘッダの燃料ガス
噴出口が、前記保炎部材の基端部側の１列目に配設した
排ガス導入孔よりも前方になるように位置させ、前記保
炎部材の基端部側と中央部の排ガス導入孔から空気比が
１．０〜１．６となるように排ガスを供給することを特
徴とするダクトバーナ。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載のダクトバーナをダ
クト内に設置したダクトバーナ装置において、前記ダク
トバーナの保炎部材の遊端部が面するダクト内壁にダク
ト内の排ガス流路を絞る差圧調整板を設けたことを特徴
とするダクトバーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4490699A JP3001571B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | ダクトバ―ナおよびダクトバ―ナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4490699A JP3001571B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | ダクトバ―ナおよびダクトバ―ナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3001571B1 true JP3001571B1 (ja) | 2000-01-24 |
| JP2000240909A JP2000240909A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12704524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4490699A Expired - Lifetime JP3001571B1 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | ダクトバ―ナおよびダクトバ―ナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001571B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118391693A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-07-26 | 金华市亚轮化纤有限公司 | 一种针对含可燃物废气的节能环保型燃烧处理装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820254B1 (ko) | 2008-01-10 | 2008-04-08 | 최혁순 | 버너 열화 방지 장치 |
| JP6127658B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-05-17 | 三浦工業株式会社 | ガスエンジンコージェネレーションシステム |
| JP7470855B1 (ja) | 2023-09-19 | 2024-04-18 | 東京瓦斯株式会社 | 水素燃焼式ダクトバーナ |
| JP7404589B1 (ja) * | 2023-09-19 | 2023-12-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素燃焼式ダクトバーナ |
-
1999
- 1999-02-23 JP JP4490699A patent/JP3001571B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118391693A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-07-26 | 金华市亚轮化纤有限公司 | 一种针对含可燃物废气的节能环保型燃烧处理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000240909A (ja) | 2000-09-08 |
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