JP3139946B2 - 低ＮＯｘバーナのガスノズル - Google Patents
低ＮＯｘバーナのガスノズルInfo
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- JP3139946B2 JP3139946B2 JP07256671A JP25667195A JP3139946B2 JP 3139946 B2 JP3139946 B2 JP 3139946B2 JP 07256671 A JP07256671 A JP 07256671A JP 25667195 A JP25667195 A JP 25667195A JP 3139946 B2 JP3139946 B2 JP 3139946B2
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- gas
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- gas nozzle
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種加熱炉やボイ
ラーなどに適用される燃料二段供給式低ＮＯｘバーナー
などにおいて、たとえば一次バーナーを構成するガスノ
ズルに関するものである。
ラーなどに適用される燃料二段供給式低ＮＯｘバーナー
などにおいて、たとえば一次バーナーを構成するガスノ
ズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料二段式低ＮＯｘガスバーナは
図３に示す構造であった。すなわち従来型は、一次バー
ナー（メインバーナー）11により、一次燃焼域に全燃料
ガスの40〜50％が供給されるとともに、風箱12や空気筒
13を介して、一次バーナー11の外周から全燃焼空気（10
0 ％）が供給されるので、一次燃焼域には空気比2.0 以
上の予混合気が生成される。一次バーナ11において、一
次ガスノズル14のガス噴出口15から噴出される40〜50％
の燃料ガス流Ｃは、空気筒13内を流れる燃焼空気流Ｄに
対し直交（θ＝90°）されており、これにより予混合効
果が促進されるとともに、空気流速および燃料ガス流速
が高速であるためガス噴出口15の近傍では着火（保炎）
されない。
図３に示す構造であった。すなわち従来型は、一次バー
ナー（メインバーナー）11により、一次燃焼域に全燃料
ガスの40〜50％が供給されるとともに、風箱12や空気筒
13を介して、一次バーナー11の外周から全燃焼空気（10
0 ％）が供給されるので、一次燃焼域には空気比2.0 以
上の予混合気が生成される。一次バーナ11において、一
次ガスノズル14のガス噴出口15から噴出される40〜50％
の燃料ガス流Ｃは、空気筒13内を流れる燃焼空気流Ｄに
対し直交（θ＝90°）されており、これにより予混合効
果が促進されるとともに、空気流速および燃料ガス流速
が高速であるためガス噴出口15の近傍では着火（保炎）
されない。
【０００３】着火は一次ガスノズル14の先端部で発生す
る混合気の過流、およびパイロット炎Ｅにより行うこと
を基本原理としている。この燃焼形態は上半図に示され
る正常燃焼時となり、最も安定燃焼されるとともにＮＯ
ｘ低減に効果が発揮される。なお一次バーナー11の周辺
には複数本（四本）の二次バーナー16が配設され、これ
らにより二次燃焼が行われる。
る混合気の過流、およびパイロット炎Ｅにより行うこと
を基本原理としている。この燃焼形態は上半図に示され
る正常燃焼時となり、最も安定燃焼されるとともにＮＯ
ｘ低減に効果が発揮される。なお一次バーナー11の周辺
には複数本（四本）の二次バーナー16が配設され、これ
らにより二次燃焼が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、化学プラン
トから発生されるオフガスには、Ｈ2 （水素）分が50％
以上含有されているものがあり、燃焼速度は1.0 ｍ／ｓ
を超えている。このように燃焼速度の速い燃料ガスで、
上記の一次ガスノズル14を用い、運転上バーナ負荷を順
次低下させると、火炎の着火点は、上半図に示される正
常燃焼時（通常）における一次ガスノズル14の先端部外
方のＡ点から、下半図に示される異常燃焼時におけるガ
ス噴出口15に近いＢ点側へと移動される。これは燃焼速
度の速い燃料ガスが、空気流速の低下にともなってガス
噴出口15から噴出後に即刻着火されるためである。この
着火点の移動は、振動燃焼、共鳴騒音および一次ガスノ
ズル14の赤熟Ｆなどの要因になる。
トから発生されるオフガスには、Ｈ2 （水素）分が50％
以上含有されているものがあり、燃焼速度は1.0 ｍ／ｓ
を超えている。このように燃焼速度の速い燃料ガスで、
上記の一次ガスノズル14を用い、運転上バーナ負荷を順
次低下させると、火炎の着火点は、上半図に示される正
常燃焼時（通常）における一次ガスノズル14の先端部外
方のＡ点から、下半図に示される異常燃焼時におけるガ
ス噴出口15に近いＢ点側へと移動される。これは燃焼速
度の速い燃料ガスが、空気流速の低下にともなってガス
噴出口15から噴出後に即刻着火されるためである。この
着火点の移動は、振動燃焼、共鳴騒音および一次ガスノ
ズル14の赤熟Ｆなどの要因になる。
【０００５】そこで本発明のうち請求項１記載の発明
は、バーナーの負荷変動の全域において安定燃焼し得る
低ＮＯｘバーナのガスノズルを提供することを目的とし
たものである。
は、バーナーの負荷変動の全域において安定燃焼し得る
低ＮＯｘバーナのガスノズルを提供することを目的とし
たものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の低ＮＯｘバーナ
のガスノズルは、空気筒内に配置する一次ガスノズルの
周方向の複数箇所に、ノズル内面側がノズル基端部側に
位置するとともにノズル外面側がノズル先端部側に位置
するよう傾斜したガス噴出口を設け、これらガス噴出口
の噴出角度を25°〜35°に設定し、前記一次ガスノズル
の先端部には、その周方向の複数箇所に、噴出角度が90
°に設定されたパイロット口を形成したことを特徴とし
たものである。
ために、本発明のうちで請求項１記載の低ＮＯｘバーナ
のガスノズルは、空気筒内に配置する一次ガスノズルの
周方向の複数箇所に、ノズル内面側がノズル基端部側に
位置するとともにノズル外面側がノズル先端部側に位置
するよう傾斜したガス噴出口を設け、これらガス噴出口
の噴出角度を25°〜35°に設定し、前記一次ガスノズル
の先端部には、その周方向の複数箇所に、噴出角度が90
°に設定されたパイロット口を形成したことを特徴とし
たものである。
【０００７】ここでガスノズルは、燃料二段供給式低Ｎ
Ｏｘバーナーなどにおける一次ガスノズル、二次ガスノ
ズルなど、種々なガスノズルである。したがって請求項
１の発明によると、ガス噴出口の噴出角度を25°〜35°
の角度内として燃料ガスを噴出させることにより、空気
筒内を流れる燃焼空気の流れとの交叉角度を緩やかにし
得、直角状に交叉する場合と比較して、予混合効果を抑
制し得る。このように予混合を抑制することにより、直
角交叉する場合と比較して、燃焼遅れが生じることにな
り、その結果、燃焼速度の速い燃料ガスを使用するとき
や、燃焼空気の流速が低下したときでも、着火点をガス
ノズルの先端部外方とし得、常に安定燃焼を可能として
いる。
Ｏｘバーナーなどにおける一次ガスノズル、二次ガスノ
ズルなど、種々なガスノズルである。したがって請求項
１の発明によると、ガス噴出口の噴出角度を25°〜35°
の角度内として燃料ガスを噴出させることにより、空気
筒内を流れる燃焼空気の流れとの交叉角度を緩やかにし
得、直角状に交叉する場合と比較して、予混合効果を抑
制し得る。このように予混合を抑制することにより、直
角交叉する場合と比較して、燃焼遅れが生じることにな
り、その結果、燃焼速度の速い燃料ガスを使用するとき
や、燃焼空気の流速が低下したときでも、着火点をガス
ノズルの先端部外方とし得、常に安定燃焼を可能として
いる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図１、図２に基づいて説明する。図１において、たとえ
ば燃料二段供給式低ＮＯｘバーナーにおいて一次バーナ
ー１を構成する一次ガスノズル２には、その周方向の複
数箇所に、ノズル内面３側がノズル基端部側に位置され
るとともにノズル外面４側がノズル先端部側に位置され
るよう傾斜したガス噴出口５が設けられる。そして、こ
れらガス噴出口５の噴出角度θ°は25°〜35°に設定さ
れている。前記一次ガスノズル２の先端部には、その周
方向の複数箇所に、噴出角度が90°に設定されたパイロ
ット口６が形成されている。なお一次ガスノズル２は空
気筒７内に配置されている。
図１、図２に基づいて説明する。図１において、たとえ
ば燃料二段供給式低ＮＯｘバーナーにおいて一次バーナ
ー１を構成する一次ガスノズル２には、その周方向の複
数箇所に、ノズル内面３側がノズル基端部側に位置され
るとともにノズル外面４側がノズル先端部側に位置され
るよう傾斜したガス噴出口５が設けられる。そして、こ
れらガス噴出口５の噴出角度θ°は25°〜35°に設定さ
れている。前記一次ガスノズル２の先端部には、その周
方向の複数箇所に、噴出角度が90°に設定されたパイロ
ット口６が形成されている。なお一次ガスノズル２は空
気筒７内に配置されている。
【０００９】ここで一次ガスノズル２は、一次燃料ガス
８の噴出量がガス噴出口５群とパイロット口６群とに区
分され、容量比でそれぞれ、ガス噴出口５群が90〜95
％、パイロット口６群が10〜５％に案分されている。な
おガス噴出口５は、外周に等間隔で一列に配置されてい
る。
８の噴出量がガス噴出口５群とパイロット口６群とに区
分され、容量比でそれぞれ、ガス噴出口５群が90〜95
％、パイロット口６群が10〜５％に案分されている。な
おガス噴出口５は、外周に等間隔で一列に配置されてい
る。
【００１０】以下に、上記した実施の形態における作用
を説明する。ガス噴出口５の噴出角度θ°を、設定され
た25°〜35°の角度内として、一次燃料ガス８を噴出さ
せることにより、燃焼空気９の流れとの交叉角度が緩や
かとなり、直角状に交叉される場合と比較して、予混合
効果が抑制される。このように予混合が抑制されること
により、直角状に交叉される場合と比較して、燃焼遅れ
が生じることになり、その結果、燃焼速度の速い一次燃
料ガス８を使用するときや、燃焼空気９の流速が低下し
たときでも、着火点は一次ガスノズル２の先端部外方と
なり、常に安定燃焼が可能となる。
を説明する。ガス噴出口５の噴出角度θ°を、設定され
た25°〜35°の角度内として、一次燃料ガス８を噴出さ
せることにより、燃焼空気９の流れとの交叉角度が緩や
かとなり、直角状に交叉される場合と比較して、予混合
効果が抑制される。このように予混合が抑制されること
により、直角状に交叉される場合と比較して、燃焼遅れ
が生じることになり、その結果、燃焼速度の速い一次燃
料ガス８を使用するときや、燃焼空気９の流速が低下し
たときでも、着火点は一次ガスノズル２の先端部外方と
なり、常に安定燃焼が可能となる。
【００１１】上記した一次ガスノズル２のテストデータ
が図２に示されている。すなわち、一次バーナー１の運
転負荷を減じてゆくと、噴出角度θ°がθ°＝35°以上
でかつ大きいほど振動燃焼域に移行し、ノズル赤熱や共
鳴騒音を生じることが判明した。また噴出角度θ°を小
さくすると、θ°＝25°以下では運転負荷の変動に殆ど
関係なくリフト燃焼域に移行し、火炎がリフト（吹飛び
消炎）することが判明した。そしてθ°＝25〜35°の範
囲内において、一次バーナー１の負荷変動の全域で、振
動、赤熱、リフト現象のいづれも発生せず、安定燃焼す
る領域を確保し得る。
が図２に示されている。すなわち、一次バーナー１の運
転負荷を減じてゆくと、噴出角度θ°がθ°＝35°以上
でかつ大きいほど振動燃焼域に移行し、ノズル赤熱や共
鳴騒音を生じることが判明した。また噴出角度θ°を小
さくすると、θ°＝25°以下では運転負荷の変動に殆ど
関係なくリフト燃焼域に移行し、火炎がリフト（吹飛び
消炎）することが判明した。そしてθ°＝25〜35°の範
囲内において、一次バーナー１の負荷変動の全域で、振
動、赤熱、リフト現象のいづれも発生せず、安定燃焼す
る領域を確保し得る。
【００１２】
【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、ガ
ス噴出口の噴出角度を25°〜35°の角度内として燃料ガ
スを噴出させることで、空気筒内を流れる燃焼空気の流
れとの交叉角度を緩やかにできて、予混合効果を抑制で
きる。これにより燃焼遅れが生じることになり、その結
果、燃焼速度の速い燃料ガスを使用するときや、燃焼空
気の流速が低下したときでも、着火点をガスノズルの先
端部外方にでき、以て、バーナーの負荷変動の全域にお
いて常に安定燃焼を可能にできて、振動燃焼、共鳴騒音
およびガスノズルの赤熟などの発生を防止できる。
ス噴出口の噴出角度を25°〜35°の角度内として燃料ガ
スを噴出させることで、空気筒内を流れる燃焼空気の流
れとの交叉角度を緩やかにできて、予混合効果を抑制で
きる。これにより燃焼遅れが生じることになり、その結
果、燃焼速度の速い燃料ガスを使用するときや、燃焼空
気の流速が低下したときでも、着火点をガスノズルの先
端部外方にでき、以て、バーナーの負荷変動の全域にお
いて常に安定燃焼を可能にできて、振動燃焼、共鳴騒音
およびガスノズルの赤熟などの発生を防止できる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、低ＮＯｘバ
ーナの一次ガスノズルの縦断面図である。
ーナの一次ガスノズルの縦断面図である。
【図２】同低ＮＯｘバーナの一次ガスノズルにおけるテ
ストデータの説明図である。
ストデータの説明図である。
【図３】従来例を示し、低ＮＯｘバーナの縦断面図であ
る。
る。
１ 一次バーナー ２ 一次ガスノズル ３ ノズル内面 ４ ノズル外面 ５ ガス噴出口 ６ パイロット口 ８ 一次燃料ガス ９ 燃焼空気 θ° 噴出角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 和範 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 山崎 勝彦 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 実開 平６−30631（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−90162（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−153423（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 14/02 - 14/08 F23D 14/22 F23D 14/48
Claims (1)
- 【請求項１】 空気筒内に配置する一次ガスノズルの周
方向の複数箇所に、ノズル内面側がノズル基端部側に位
置するとともにノズル外面側がノズル先端部側に位置す
るよう傾斜したガス噴出口を設け、これらガス噴出口の
噴出角度を25°〜35°に設定し、前記一次ガスノズルの
先端部には、その周方向の複数箇所に、噴出角度が90°
に設定されたパイロット口を形成したことを特徴とする
低ＮＯｘバーナのガスノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07256671A JP3139946B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 低ＮＯｘバーナのガスノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07256671A JP3139946B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 低ＮＯｘバーナのガスノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101005A JPH09101005A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3139946B2 true JP3139946B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17295857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07256671A Expired - Fee Related JP3139946B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 低ＮＯｘバーナのガスノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139946B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI387710B (zh) * | 2007-03-16 | 2013-03-01 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | 輻射管燃燒器 |
| CN101815905A (zh) * | 2007-07-20 | 2010-08-25 | 国际壳牌研究有限公司 | 无焰燃烧加热器 |
| US8408197B2 (en) * | 2008-10-13 | 2013-04-02 | Corning Incorporated | Submergible combustion burner |
| CN102537955A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 西安航天远征流体控制股份有限公司 | 加热炉用多喷嘴双排燃烧器 |
| CN110173687A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-27 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 一种燃气配风器及燃烧器 |
| CN111578294B (zh) * | 2020-04-03 | 2022-12-23 | 乐清市亿得利燃烧器有限公司 | 一种侧喷燃烧器 |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP07256671A patent/JP3139946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09101005A (ja) | 1997-04-15 |
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