JP3322582B2 - Gas-fired burner - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発電用あるいは暖
房用等の蒸気発生を行うための燃焼炉、若しくは化学工
業炉等において使用され、主たる燃料としてガス燃料を
使用するようにしたガス燃料焚きバーナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-fired fuel used in a combustion furnace for generating steam for power generation or heating, or in a chemical industrial furnace, wherein gas fuel is used as a main fuel. About burners.
【０００２】[0002]
【従来の技術】蒸気を発生させるため、炉内に、主とし
てガス燃料を燃焼させるガス燃料焚き炉に使用されるガ
ス燃料焚きバーナとして、図３，図４に示すものが、従
来から使用されている。2. Description of the Related Art As a gas-fired burner used in a gas-fired furnace for mainly burning gas fuel in a furnace for generating steam, the burner shown in FIGS. I have.
【０００３】すなわち、ガス燃料を燃焼させる炉内０２
２を包囲して設けられた火炉壁０２１に設置される、従
来のガス燃料焚きバーナ０２５は、大きく区分すると、
図に示すように、中心部分に配置された１次空気筒０２
の内部に形成される１次空気通路０５、１次空気筒０２
の外周を包囲して、同軸状に配置された２次空気筒０３
の内周面と１次空気筒０２の外周面との間に形成され
る、円環状の２次空気通路０６、２次空気筒０３の外周
を包囲して、同様に同軸状に配置された３次空気筒０４
の内周面と２次空気筒０３の外周面との間に形成され
る、円環状の３次空気通路０７から構成される。[0003] That is, in a furnace 02 for burning gaseous fuel.
The conventional gas fuel-fired burner 025 installed on the furnace wall 021 provided surrounding the furnace 2 is roughly divided into:
As shown in the figure, a primary air cylinder 02 disposed in the center portion
Primary air passage 05, primary air cylinder 02 formed inside
Secondary air cylinder 03 arranged coaxially around the outer circumference of
And an annular outer air passage 06 formed between the inner peripheral surface of the primary air cylinder 02 and the outer peripheral surface of the primary air cylinder 02. Tertiary air cylinder 04
And an annular tertiary air passage 07 formed between the inner peripheral surface of the secondary air cylinder 03 and the outer peripheral surface of the secondary air cylinder 03.
【０００４】１次空気通路０５は、火炉壁０２１の外周
辺部に設けられ、図示しない通風機で燃焼用空気が供給
されるバーナ風箱０１から流入する、１次空気０１６の
流量を調整する１次空気量調整ダンパ０８を設けた通路
に、後端部が開口するとともに、後端は後述するオイル
バーナガン用ガイドパイプ０１２、およびガス燃料ノズ
ル０１５等が貫通した塞ぎ板０２３で閉鎖されるように
している。[0004] The primary air passage 05 is provided in the outer peripheral portion of the furnace wall 021 and adjusts the flow rate of the primary air 016 flowing from a burner wind box 01 to which combustion air is supplied by a ventilator (not shown). The rear end of the passage provided with the primary air amount adjusting damper 08 is opened, and the rear end is closed by a guide pipe 012 for an oil burner gun and a closing plate 023 through which a gas fuel nozzle 015 and the like described later penetrate. Like that.
【０００５】また、１次空気通路０５の中心部には、前
述した塞ぎ板０２３を貫通したオイルバーナガン用ガイ
ドパイプ０１２が同軸状に挿通され、１次空気通路０５
の前端部に配設される、オイルバーナガン用ガイドパイ
プ０１２の先端部の外周には、１次空気通路０５に流入
した１次空気０１６が炉内０２２へ流出できるようにし
た保炎器０１１が設けられている。さらに、オイルバー
ナガン用ガイドパイプ０１２の内部には、オイルバーナ
ガン０１３が挿通され、前後に出し入れできるようにさ
れている。A guide pipe 012 for an oil burner gun that penetrates the above-described closing plate 023 is coaxially inserted into the center of the primary air passage 05, and
On the outer periphery of the tip of the oil burner gun guide pipe 012 disposed at the front end of the flame holder 011, the primary air 016 flowing into the primary air passage 05 can flow out into the furnace 022. Is provided. Further, an oil burner gun 013 is inserted through the inside of the oil burner gun guide pipe 012 so that the oil burner gun 13 can be moved in and out.
【０００６】また、１次空気筒０２と１次空気筒０２の
外周に配設された２次空気筒０３との間に、１次空気通
路０５と同軸状に形成される円環状の２次空気通路０６
には、１次空気通路０５と同様に、バーナ風箱０１から
流入する２次空気０１７の流量を調整する２次空気量調
整ダンパ０９を設けた通路に後端部を開口させている。
この２次空気通路０６には、前述した塞ぎ板０２３を貫
通し、２次空気通路０６と同軸状に配置され、炉内０２
２にガス燃料０１９を供給する８本のガス燃料ノズル０
１５が、図４に示すように、同方向に等ピッチに配置さ
れ、設置されている。また２次空気通路０６の先端から
前方へ突出させたガス燃料ノズル０１５の先端部には、
燃料噴孔０２０が穿設されており、ガス燃料ノズル０１
５で供給されたガス燃料０１９を炉内０２２の所定の方
向に噴出できるようにしている。An annular secondary cylinder formed coaxially with the primary air passage 05 between the primary air cylinder 02 and the secondary air cylinder 03 disposed on the outer periphery of the primary air cylinder 02. Air passage 06
As in the case of the primary air passage 05, the rear end is opened to a passage provided with a secondary air amount adjustment damper 09 for adjusting the flow rate of the secondary air 017 flowing from the burner wind box 01.
The secondary air passage 06 penetrates the blocking plate 023 described above, is disposed coaxially with the secondary air passage 06, and is provided inside the furnace 02.
8 gas fuel nozzles 0 that supply gas fuel 019 to
As shown in FIG. 4, 15 are arranged and arranged at the same pitch in the same direction. In addition, at the tip of the gas fuel nozzle 015 protruding forward from the tip of the secondary air passage 06,
A fuel injection hole 020 is formed, and a gas fuel nozzle 01 is provided.
The gaseous fuel 019 supplied in Step 5 can be ejected in a predetermined direction in the furnace 022.
【０００７】さらに、２次空気筒０３と２次空気筒０３
の外周に配設された３次空気筒０４との間に、２次空気
通路０６と同軸状に形成される円環状の３次空気通路０
７には、１次空気通路０５若しくは２次空気通路０６と
同様に、バーナ風箱０１から流入する３次空気０１８の
流量を調整する３次空気量調整ダンパ０１０を設けた通
路に後端部を開口させている。また、３次空気通路０７
の炉内０２２への開口部外周縁には、炉内０２２に燃焼
用空気、およびガス燃料０１９等を効率良く吹き込むた
めのバーナタイル０１４が、その内周縁を開口部外周縁
と同一位置にして配設されている。Further, a secondary air cylinder 03 and a secondary air cylinder 03
Annular tertiary air passages 0 formed coaxially with the secondary air passages 06 between the tertiary air cylinders 04 arranged on the outer periphery of
7, a rear end portion of a passage provided with a tertiary air amount adjustment damper 010 for adjusting the flow rate of tertiary air 018 flowing from the burner wind box 01, similarly to the primary air passage 05 or the secondary air passage 06. Is opened. The tertiary air passage 07
A burner tile 014 for efficiently blowing combustion air and gaseous fuel 019 into the furnace 022 is provided at an outer peripheral edge of the opening to the furnace 022 at the same position as the outer peripheral edge of the opening. It is arranged.
【０００８】従来のガス燃料焚きバーナ０２５は、上述
の構成にされているので、図示されてない通風機によっ
て、バーナ風箱０１内に送り込まれて来た燃焼用空気
は、バーナ風箱０１内で１次空気０１６、２次空気０１
７、及び３次空気０１８に分流されて、夫々１次空気筒
０２内の１次空気通路０５、１次空気筒０２と２次空気
筒０３によって形成される２次空気通路０６、および２
次空気筒０３と３次空気筒０４によって形成される３次
空気通路０７へそれぞれ送り込まれる。Since the conventional gas-fired burner 025 has the above-described configuration, the combustion air sent into the burner wind box 01 by the ventilator (not shown) is supplied to the burner wind box 01. With primary air 016, secondary air 01
And secondary air passages 06 and 2 formed by the primary air passage 05, the primary air cylinder 02 and the secondary air cylinder 03 in the primary air cylinder 02, respectively.
The air is sent to a tertiary air passage 07 formed by the secondary air cylinder 03 and the tertiary air cylinder 04, respectively.
【０００９】この分流されて、送り込まれる各空気の流
量配分は各空気通路０５〜０７の各後端部に開口する通
路に設けられた１次空気量調整ダンパ０８、２次空気量
調整ダンパ０９、および３次空気量調整ダンパ０１０に
よって行われる。なお、これらの空気通路０５〜０７に
送り込まれる１次空気０１６、２次空気０１７、および
３次空気０１８は、大気を通風機によって送り込み、そ
のまま使用する場合と、図示されてない再循環ガス送風
機によって、ガス燃料０１９の燃焼によって炉内０２２
で発生した燃焼ガスを、通風機によって送り込まれたバ
ーナ風箱０１へ入る前の燃焼用空気に吹込み、混合した
後、１次空気０１６、２次空気０１７、および３次空気
０１８に分流して使用する場合とがある。[0009] The flow distribution of each of the divided and sent air is controlled by a primary air amount adjusting damper 08 and a secondary air amount adjusting damper 09 provided in the passages opened at the rear ends of the air passages 05 to 07. , And the tertiary air amount adjustment damper 010. The primary air 016, the secondary air 017, and the tertiary air 018 sent into the air passages 05 to 07 are sent through an air ventilator and used as they are. In the furnace 022, the gas fuel 019 is burned.
The combustion gas generated in the above is blown into the combustion air before entering the burner wind box 01 sent by the ventilator, mixed, and then divided into primary air 016, secondary air 017, and tertiary air 018. May be used.
【００１０】また、上述したように、１次空気通路０５
の先端の中心部には保炎器０１１が設けられ、その保炎
器０１１を先端部が貫通したオイルバーナガン用ガイド
パイプ０１２内に、オイルバーナガン０１３が装備され
るようにしているので、１次空気通路０５の後端部へ送
り込まれて来た１次空気０１６は、オイルバーナガン用
ガイドパイプ０１２の外周を通って、１次空気通路０５
の前端部へ流れ、保炎器０１１を通して炉内０２２へ吹
込まれ、炉内０２２に循環流を発生させる。As described above, the primary air passage 05
A flame stabilizer 011 is provided at the center of the tip of the oil burner gun, and an oil burner gun 013 is provided in an oil burner gun guide pipe 012 having the tip portion penetrating the flame stabilizer 011. The primary air 016 sent to the rear end of the primary air passage 05 passes through the outer periphery of the oil burner gun guide pipe 012, and the primary air passage 05
And is blown into the furnace 022 through the flame stabilizing unit 011 to generate a circulating flow in the furnace 022.
【００１１】また、このオイルバーナガン０１３は、図
示されてない液体燃料供給設備から送り込まれて来た液
体燃料を炉内０２２へ噴霧し、燃焼を行わせるものであ
るが、主としてガス燃料焚き炉の起動時、あるいはガス
燃料０１９を何らかの理由により、炉内０２２に供給出
来ない場合に使用される。オイルバーナガン０１３で炉
内２２へ噴霧された液体燃料は、図示されてない着火源
によって着火し、火炎を形成するが、火炎の着火点は、
保炎器０１１を通して炉内０２２へ吹込まれて、炉内０
２２に形成される１次空気０１６の循環流によって安定
したものになる。The oil burner gun 013 sprays liquid fuel sent from a liquid fuel supply facility (not shown) into a furnace 022 to perform combustion. Or when the gas fuel 019 cannot be supplied to the furnace 022 for some reason. The liquid fuel sprayed into the furnace 22 by the oil burner gun 013 is ignited by an ignition source (not shown) to form a flame.
It is blown into the furnace 022 through the flame stabilizer 011, and the furnace 0
22 is stabilized by the circulating flow of the primary air 016 formed in the nozzle 22.
【００１２】次に、１次空気筒０２と２次空気筒０３に
よって形成される、円環状の２次空気通路０６内に周方
向に等ピッチで装着された８個のガス燃料ノズル０１５
の先端には、それぞれ複数の燃料噴孔０２０が穿設され
ている。これらの燃料噴孔０２０のうちの一部分は、火
炎の着火安定性を図って、１次空気通路０５の前方に向
けてガス燃料０１９が噴射されるようにし、炉内０２２
に形成されている１次空気０１６の循環流へ、他は主燃
焼用空気である２次空気０１７、３次空気０１８の流れ
に、それぞれガス燃料０１９を噴射できるようにしてい
る。Next, eight gas fuel nozzles 015 mounted at equal pitches in the circumferential direction in an annular secondary air passage 06 formed by the primary air cylinder 02 and the secondary air cylinder 03.
A plurality of fuel injection holes 020 are drilled at the ends of the fuel injection holes. A part of these fuel injection holes 020 is designed to inject the gas fuel 019 toward the front of the primary air passage 05 in order to stabilize the ignition of the flame.
The gas fuel 019 can be injected into the circulating flow of the primary air 016 formed in the other, and into the flow of the secondary air 017 and the tertiary air 018 which are the other main combustion air.
【００１３】このように、ガス燃料ノズル０１５へ、図
示されてないガス燃料供給設備から送り込まれて来たガ
ス燃料０１９は、ガス燃料ノズル０１５を通って炉内２
２へ噴射され、図示されてない着火源によって着火し、
ガス火炎を炉内０２２に形成し、発電用若しくは暖房用
等の蒸気を発生させる。このガス火炎の着火安定性は、
前述したように、ガス燃料ノズル０１５に供給されたガ
ス燃料０１９の一部分が、燃料噴孔０２０から１次空気
０１６の循環流中へ吹込まれることにより、火炎伝播速
度以下の領域が形成されることにより維持される。As described above, the gas fuel 019 sent from the gas fuel supply facility (not shown) to the gas fuel nozzle 015 passes through the gas fuel nozzle 015 to the inside of the furnace 2.
2, and ignited by an ignition source (not shown),
A gas flame is formed in the furnace 022 to generate steam for power generation or heating. The ignition stability of this gas flame is
As described above, a part of the gas fuel 019 supplied to the gas fuel nozzle 015 is blown into the circulating flow of the primary air 016 from the fuel injection hole 020 to form a region having a flame propagation speed or less. Is maintained by
【００１４】さらに、２次空気０１７および３次空気の
流れの中へ吹込まれるガス燃料０１９の大部分は、炉内
０２２で主火炎を形成し、２次空気０１７および３次空
気０１８と拡散混合しながら燃焼を継続する。このよう
にして炉内０２２に形成されるガス火炎は拡散炎である
が、一般的に知られているように、拡散炎は燃焼時の空
気比によって、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が変化す
る。Further, most of the gas fuel 019 blown into the flow of the secondary air 017 and the tertiary air forms a main flame in the furnace 022 and diffuses with the secondary air 017 and the tertiary air 018. Continue burning while mixing. The gas flame thus formed in the furnace 022 is a diffusion flame. As is generally known, the amount of nitrogen oxide (NOx) generated by the diffusion flame depends on the air ratio at the time of combustion. Change.
【００１５】図５は、一般的な拡散炎のＮＯｘ発生特性
を示す図である。図から明らかなように、図３に示すよ
うな、従来から使用されているガス燃料焚きバーナで
は、空気比、すなわち、１次空気通路０５、２次空気通
路０６、および３次空気０７の如き、空気通路から炉内
０２２に供給される空気流量を分子とし、ガス燃料ノズ
ル０１５等から炉内０２２に供給されるガス燃料０１９
の流量、およびその流量のガス燃料０１９を燃焼させる
ために必要な理論空気量の和を分母とする空気比が、大
きくなるほど燃焼ガス中に発生するＮＯｘが上昇する。FIG. 5 is a diagram showing NOx generation characteristics of a general diffusion flame. As is apparent from FIG. 3, in the conventional gas-fuel-fired burner as shown in FIG. 3, the air ratio, that is, the primary air passage 05, the secondary air passage 06, and the tertiary air 07 The gas flow rate supplied to the furnace 022 from the gas fuel nozzle 015 or the like is determined by using the flow rate of air supplied from the air passage to the furnace 022 as a molecule.
The NOx generated in the combustion gas increases as the flow rate of the fuel gas and the air ratio having the sum of the theoretical air amounts required to burn the gas fuel 019 at the flow rate as the denominator increase.
【００１６】この有害なＮＯｘの低減を図るためには、
空気比を小さくし、低過剰空気燃焼にした、低ＮＯｘ燃
焼が、必要であることは公知であるが、従来のガス燃料
焚きバーナ０２５では、低ＮＯｘ燃焼を行うと、主燃焼
用空気である２次空気０１７、および３次空気０１８と
火炎との拡散混合が遅れて、炉内０２２に形成される燃
焼ガス火炎の長さが長くなり、ガス燃料０１９の未燃
分、及び一酸化炭素（ＣＯ）の発生量が増加し、燃焼効
率が低下するという不具合があった。In order to reduce this harmful NOx,
It is known that low NOx combustion is necessary, in which the air ratio is reduced and low excess air combustion is performed. However, in the conventional gas fuel-fired burner 025, when low NOx combustion is performed, the air becomes main combustion air. Diffusion and mixing of the secondary air 017 and the tertiary air 018 with the flame are delayed, so that the length of the combustion gas flame formed in the furnace 022 increases, and the unburned portion of the gas fuel 019 and carbon monoxide ( There is a problem that the amount of generated CO) increases and the combustion efficiency decreases.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のガス燃料焚きバーナの不具合を解消するため、ガス
燃料を燃焼させる炉内に“濃・淡”２種類のガス燃料濃
度の火炎を形成し、濃度の濃いガス燃料で形成される濃
火炎は、拡散炎、濃度の淡いガス燃料で形成される淡火
炎は予混合炎となるようにして、燃焼ガスに発生するＮ
Ｏｘを低減するとともに、ガス燃料の未燃分およびＣＯ
の発生量を小さくして、高効率燃焼を行うことのできる
ようにしたガス燃料焚きバーナを提供することを課題と
する。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems of the conventional gas-fuel-burning burner, a flame having two types of gas fuel concentrations, "rich" and "light", is provided in a furnace for burning gas fuel. The rich flame formed by the gas fuel having a high concentration is a diffusion flame, and the lean flame formed by the gas fuel having a low concentration is a premixed flame.
Ox is reduced, and unburned gas fuel and CO
It is an object of the present invention to provide a gas-fuel-burning burner capable of performing high-efficiency combustion by reducing the amount of generated gas.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】このため、第１番目の本
発明のガス燃料焚きバーナは、次の手段とした。 （１）１次空気通路のまわりに配置された環状の２次空
気通路の内部に設置され、炉内にガス燃料を供給するガ
ス燃料ノズルを、内管および外管からなる二重管で形成
し、（ａ）内管の内部を、供給されたガス燃料を分流し
て、１次空気通路から炉内に吹き込まれた主燃焼用の１
次空気中に吹き込み、炉内に高燃料濃度の拡散炎を形成
する濃火炎用ガス燃料を炉内に供給するようにした濃火
炎用燃料通路にした。（ｂ）内管と外管との間に形成さ
れる環状の空間を、供給されたガス燃料のうち、濃火炎
用燃料通路に供給された残余のガス燃料を、２次空気通
路のまわりに配置された３次空気通路内を流れる３次空
気の中に吹き込み、炉内に低燃料濃度の予混合炎を形成
する淡火炎用ガス燃料を炉内に供給するようにした淡火
炎用ガス燃料通路にした。For this reason, the first aspect of the present invention provides the following means. (1) A gas fuel nozzle installed inside an annular secondary air passage arranged around the primary air passage and supplying gaseous fuel into the furnace is formed by a double tube consisting of an inner tube and an outer tube. And (a) splitting the supplied gas fuel into the inside of the inner pipe, and blowing the primary fuel into the furnace from the primary air passage for the main combustion.
The fuel gas was blown into the secondary air to form a rich flame gas fuel which forms a diffusion flame having a high fuel concentration in the furnace, and was supplied to the furnace through a rich flame fuel passage. (B) The annular space formed between the inner pipe and the outer pipe is filled with the remaining gas fuel supplied to the rich flame fuel passage out of the supplied gas fuel around the secondary air passage. A lean flame gas fuel that is blown into tertiary air flowing in the arranged tertiary air passage to supply a lean flame gas fuel that forms a premixed flame with a low fuel concentration into the furnace into the furnace. In the passage.
【００１９】本発明のガス燃料焚きバーナは、上述の手
段により、２次空気通路に単数、若しくは複数配設され
るガス燃料ノズルの、それぞれ１個のガス燃料ノズルに
よって、濃火炎用ガス燃料および淡火炎用ガス燃料を同
時に炉内に供給でき、濃火炎用ガス燃料は濃火炎用燃料
通路の先端、すなわち内管の先端に穿設された濃火炎用
燃料噴孔から、１次空気通路から保炎器を通って炉内に
噴射された１次空気流中へ吹込まれ、炉内に高燃料濃度
の拡散炎を形成する。According to the gas fuel burning burner of the present invention, the gas fuel for rich flame and the fuel gas for rich flame are provided by one gas fuel nozzle of the single or plural gas fuel nozzles provided in the secondary air passage by the means described above. Light flame gas fuel can be supplied into the furnace at the same time, and rich flame gas fuel is supplied from the rich flame fuel injection hole drilled at the tip of the rich flame fuel passage, that is, the tip of the inner pipe, from the primary air passage. It is blown into the primary air stream injected into the furnace through a flame stabilizer, forming a high fuel concentration diffusion flame in the furnace.
【００２０】また、淡火炎用ガス燃料は、二重管で形成
されたガス燃料ノズルの外管に穿設された淡火炎用燃料
噴孔から、２次空気通路と３次空気通路とを仕切る、２
次空気筒に穿設された淡火炎用燃料吹込み孔を通って、
３次空気通路を流れる３次空気流中に吹込まれ、３次空
気と混合した後、炉内へ吹込まれ、炉内に低燃料濃度の
予混合炎を形成する。The lean flame gas fuel separates a secondary air passage and a tertiary air passage from a lean flame fuel injection hole formed in an outer pipe of a gas fuel nozzle formed of a double pipe. , 2
Through the fuel injection hole for light flame drilled in the next air cylinder,
It is blown into the tertiary air flow flowing through the tertiary air passage, mixed with the tertiary air, and then blown into the furnace to form a premixed flame having a low fuel concentration in the furnace.
【００２１】このように、本発明のガス燃料焚きバーナ
では、１個のガス燃料ノズルによって濃火炎用ガス燃料
および淡火炎用ガス燃料を同時に供給して、炉内に高燃
料濃度の拡散炎と低燃料濃度の予混合炎とを形成できる
ので、図２に示すように、全体空気比ＣにおけるＮＯｘ
発生量を、従来のガス燃料焚きバーナによる（ＮＯｘ）
T ′発生量よりも小さい（ＮＯｘ）T 発生量にまで低減
することができる。As described above, in the gas fuel fired burner of the present invention, the gas fuel for rich flame and the gas fuel for lean flame are simultaneously supplied by one gas fuel nozzle, and the diffusion flame having a high fuel concentration is supplied into the furnace. Since a premixed flame having a low fuel concentration can be formed, as shown in FIG.
Generated amount by conventional gas-fueled burner (NOx)
The amount of (NOx) T smaller than the amount of generated T 'can be reduced to the amount of generated T '.
【００２２】換言すれば、同じＮＯｘ発生量となる空気
比を、より大きい値にすることができ、燃焼用空気と火
炎との拡散混合が遅れて、炉内に形成されるガス火炎の
長さが長くなり、未燃分およびＣＯの発生量が増加する
不具合が生じていた、従来のＮＯｘ低減のために行われ
ていた、空気比を小さくした低過剰空気燃焼時に発生し
ていた不具合を解消し、高効率燃焼ができるようにな
る。また、濃火炎用ガス燃料および淡火炎用ガス燃料を
１個のガス燃料ノズルによって供給できるようにしたこ
とにより、バーナ構造を簡略化できる利点もある。In other words, the air ratio at which the same NOx generation amount can be set to a larger value, the diffusion and mixing of the combustion air and the flame is delayed, and the length of the gas flame formed in the furnace is reduced. The problem that occurred during low excess air combustion with a reduced air ratio, which was previously performed to reduce NOx, which had caused the problem of increased unburned components and the amount of generated CO Then, high-efficiency combustion can be performed. Further, since the gas fuel for rich flame and the gas fuel for light flame can be supplied by one gas fuel nozzle, there is an advantage that the burner structure can be simplified.
【００２３】また、第２番目の本発明のガス燃料焚きバ
ーナは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。 （２）ガス燃料ノズル内に供給されたガス燃料を、濃火
炎用燃料通路から、炉内に供給された一次空気中に吹込
む濃火炎用ガス燃料と、淡火炎用ガス燃料通路から３次
空気通路を流れる３次空気中に吹込まれて、炉内に供給
される淡火炎用ガス燃料との配分比に調節して、濃火炎
用燃料通路および淡火炎用燃料通路のそれぞれに流量配
分する、流量比調節弁をガス燃料ノズルに設けた。な
お、流量比調節弁による濃火炎用ガス燃料と淡火炎用ガ
ス燃料の配分比の調節は、濃火炎用燃料通路入口に流量
比調節弁を設け、流量比調節弁の作動によって、濃火炎
用燃料通路の入口面積を開閉して行うようにすることが
好ましい。The second gas-fuel-fired burner according to the present invention employs the following means in addition to the above-mentioned means (1). (2) The gas fuel supplied into the gas fuel nozzle is blown into the primary air supplied into the furnace from the rich flame fuel passage, and the tertiary gas fuel is supplied from the lean flame gas fuel passage. The fuel is blown into the tertiary air flowing through the air passage and adjusted to the distribution ratio with the gas fuel for lean flame supplied to the furnace, and the flow is distributed to each of the fuel passage for rich flame and the fuel passage for lean flame. And a flow ratio control valve was provided in the gas fuel nozzle. The distribution ratio of the rich flame gas fuel and the lean flame gas fuel by the flow ratio control valve is adjusted by providing a flow ratio control valve at the inlet of the rich flame fuel passage, and operating the flow ratio control valve. It is preferable to open and close the entrance area of the fuel passage.
【００２４】本発明のガス燃料焚きバーナによれば、上
述した手段（１）による作用、効果に加えて、炉内に形
成される高燃料濃度の拡散炎と低燃料濃度の予混合炎の
空気比が自在に調節でき、炉内で発生するＮＯｘ濃度、
ガス燃料の未燃分の発生量およびＣＯの発生量を自在に
コントロールでき、より高効率の燃焼をさせることがで
きる。According to the gas-fuel-fired burner of the present invention, in addition to the action and effect of the above-mentioned means (1), the air of the high-fuel-concentration diffusion flame and the low-fuel-concentration premixed flame formed in the furnace. The ratio can be adjusted freely, NOx concentration generated in the furnace,
The amount of unburned gas fuel and the amount of CO generated can be controlled freely, and more efficient combustion can be achieved.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】本発明のガス燃料焚きバーナの実
施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は本発明の
ガス燃料焚きバーナの実施の第１形態を示す断面図であ
る。なお、図において、図３に示す従来のガス燃料焚き
バーナと同じ、若しくは類似の部材には、図３と同じ符
号を付し、説明は省略した。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a gas-fired burner according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a gas-fired burner according to the present invention. In the drawing, the same or similar members as those of the conventional gas-fuel-fired burner shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3, and description thereof is omitted.
【００２６】図示されてないガス燃料供給設備から送り
込まれて来たガス燃料１９は、１次空気筒０２と２次空
気筒０３の後端を塞ぐ、塞ぎ板０２３を貫通し、１次空
気筒０２と２次空気筒０３との間に形成された、環状の
２次空気通路６内に、周方向に等ピッチに配列された８
個のガス燃料ノズル１５のそれぞれへ送り込まれる。ガ
ス燃料ノズル１５は、その軸方向と直交する方向から流
入するガス燃料１９が１時的に貯留される、ガス溜り１
５１が後端部に設けられるとともに、後端部と先端部と
の間は、内管１５２および外管１５３からなる２重管で
構成されている。The gas fuel 19 sent from a gas fuel supply facility (not shown) penetrates a closing plate 023 for closing the rear ends of the primary air cylinder 02 and the secondary air cylinder 03, and passes through the primary air cylinder. 8 arranged at equal pitches in the circumferential direction in an annular secondary air passage 6 formed between the secondary air cylinder 02 and the secondary air cylinder 03.
The gas is supplied to each of the gas fuel nozzles 15. The gas fuel nozzle 15 has a gas reservoir 1 in which gas fuel 19 flowing from a direction perpendicular to the axial direction is temporarily stored.
51 is provided at the rear end portion, and between the rear end portion and the front end portion is constituted by a double pipe composed of an inner pipe 152 and an outer pipe 153.
【００２７】また、ガス燃料ノズル１５の先端部を構成
する内管１５２の先端には、内管１５２の内部に形成さ
れた濃火炎用燃料通路１５５と連通した複数の濃火炎用
燃料噴孔１５４が穿設されている。さらに、内管１５２
の外周面と外管１５３の内周面とで形成された円環状の
淡火炎用燃料通路１５６と連通させた淡火炎用燃料噴孔
１５７が、外管１５３の先端部に穿設されている。A plurality of rich flame fuel injection holes 154 communicating with a rich flame fuel passage 155 formed inside the inner pipe 152 are provided at the tip of the inner pipe 152 constituting the tip of the gas fuel nozzle 15. Are drilled. Further, the inner pipe 152
A light flame fuel injection hole 157 communicating with an annular light flame fuel passage 156 formed by the outer peripheral surface of the outer tube 153 and the inner peripheral surface of the outer tube 153 is bored at the tip of the outer tube 153. .
【００２８】ガス燃料ノズル１５のガス溜り１５１へ送
り込まれて来たガス燃料１９は、ガス溜り１５１内で、
濃火炎用ガス燃料１９１と淡火炎用ガス燃料１９２に分
流され、濃火炎用ガス燃料１９１は、内管１５２内部の
濃火炎用燃料通路１５５を通って濃火炎用燃料噴孔１５
４から、炉内０２２へ１次空気通路０５より保炎器０１
１を通過して吹き込まれた１次空気０１６中へ吹込まれ
る。一方、淡火炎用ガス燃料１９２は、内管１５２と外
管１５３との間の淡火炎用燃料通路１５６を通って、淡
火炎用燃料噴孔１５７から、２次空気筒０３にガス燃料
ノズル１５と同数だけ穿設された、淡火炎用燃料吹込み
孔３１を通して３次空気通路０７内へ吹込まれ、３次空
気通路０７内を流れる３次空気０１８と混合された後、
炉内０２２へ吹込まれる。The gas fuel 19 sent into the gas reservoir 151 of the gas fuel nozzle 15 is
The rich flame gas fuel 191 and the lean flame gas fuel 192 are diverted, and the rich flame gas fuel 191 passes through the rich flame fuel passage 155 inside the inner pipe 152 and the rich flame fuel injection hole 15.
4 to the furnace 022 from the primary air passage 05 through the flame stabilizer 01
1 is blown into the primary air 016 blown. On the other hand, the lean flame gas fuel 192 passes through the lean flame fuel passage 156 between the inner pipe 152 and the outer pipe 153, and from the lean flame fuel injection hole 157 to the secondary air cylinder 03 to the gas fuel nozzle 15. After being blown into the tertiary air passage 07 through the fresh flame fuel injection hole 31 formed by the same number as that of the tertiary air passage 07 and mixed with the tertiary air 018 flowing through the tertiary air passage 07,
It is blown into the furnace 022.
【００２９】このようにして炉内０２２へ吹込まれた、
濃火炎用ガス燃料１９１および淡火炎用ガス燃料１９２
は、図示されてない着火源によって着火し、炉内０２２
にそれぞれ、濃度の濃いガス燃料で形成される濃火炎お
よび濃度の淡いガス燃料で形成される淡火炎を形成す
る。また、炉内０２２に供給する濃火炎および淡火炎を
それぞれ形成する、濃火炎用ガス燃料１９１および淡火
炎用ガス燃料１９２の配分比の調整は、ガス燃料ノズル
１５の後端壁を貫通する軸をもち、ガス溜り１５１に開
口させた、内管１５２内部の濃火炎用燃料通路１５５の
入口を開閉できるようにした弁体を設けた、流量比調節
弁３０を前後動させることによって、の入口面積を調節
して行うようにしている。[0029] Thus, it was blown into the furnace 022,
Gas fuel 191 for rich flame and gas fuel 192 for lean flame
Is ignited by an ignition source (not shown),
Respectively, a rich flame formed by a gas fuel having a high concentration and a light flame formed by a gas fuel having a low concentration are formed. Adjustment of the distribution ratio of the rich flame gas fuel 191 and the lean flame gas fuel 192 which form the rich flame and the lean flame to be supplied to the furnace 022, respectively, is performed by adjusting the axis passing through the rear end wall of the gas fuel nozzle 15. By opening and closing the inlet of the rich flame fuel passage 155 inside the inner pipe 152, which is opened to the gas reservoir 151, and by moving the flow ratio control valve 30 back and forth, The area is adjusted.
【００３０】このようにして、流量配分比が調整され
て、炉内０２２に供給された濃火炎用ガス燃料１９１で
形成される濃火炎は、拡散炎であり、また淡火炎用ガス
燃料１９２で形成される淡火炎は、予混合炎であるが、
これらの拡散炎および予混合炎によって発生する、空気
比に対応するＮＯｘの発生状況は異る。図２は、一般的
によく知られている拡散炎と予混合炎のＮＯｘ発生特性
を示す図である。In this manner, the rich flame formed by the rich flame gas fuel 191 supplied to the furnace 022 with the flow distribution ratio adjusted is a diffusion flame, and the rich flame is produced by the lean flame gas fuel 192. The light flame that is formed is a premixed flame,
The state of NOx generation corresponding to the air ratio generated by these diffusion flames and premixed flames is different. FIG. 2 is a diagram showing NOx generation characteristics of diffusion flames and premixed flames which are generally well known.
【００３１】前述したように、拡散炎では、空気比の上
昇とともに、燃焼時のＮＯｘ発生量は上昇するが、予混
合炎では、図に示すように特定の空気比で燃焼時のＮＯ
ｘ発生量はピークとなり、特定の空気比から燃焼時の燃
焼空気を増減すると、ＮＯｘ発生量は燃焼空気の増減に
応じて減少する。従って、図２に示すように濃度の濃い
ガス燃料の燃焼、すなわち低空気比燃焼で発生する拡散
炎の燃焼時の空気比を“Ａ”、濃度の淡いガス燃料の燃
焼、すなわち高空気比燃焼で発生する予混合炎の燃焼時
の空気比を“Ｂ”とすることにより、炉内０２２内の燃
焼に使用される全体の空気比“Ｃ”における、ＮＯｘ発
生量を（ＮＯｘ）T とすることができる。As described above, in the diffusion flame, the amount of NOx generated during combustion increases as the air ratio increases. However, in the premixed flame, as shown in FIG.
The amount of x generation reaches a peak, and when the amount of combustion air during combustion is increased or decreased from a specific air ratio, the amount of generated NOx decreases in accordance with the increase or decrease in the amount of combustion air. Therefore, as shown in FIG. 2, the combustion of the gas fuel with a high concentration, that is, the air ratio at the time of combustion of the diffusion flame generated by the combustion with a low air ratio is "A", and the combustion of the gas fuel with a low concentration, that is, the combustion with a high air ratio By setting the air ratio at the time of combustion of the premixed flame generated at the time "B" to the total air ratio "C" used for combustion in the furnace 022, the NOx generation amount is (NOx) T. be able to.
【００３２】すなわち、従来のガス燃料焚きバーナによ
る拡散炎の全体空気比“Ｃ”におけるＮＯｘ発生量（Ｎ
Ｏｘ）T ′に比較して大幅に低減することができる。こ
のことは、見方を変えれば、従来のガス燃料焚きバーナ
において発生するＮＯｘ量と同等のＮＯｘ発生量を発生
させても良ければ、本実施の形態のガス燃料焚きバーナ
では、従来のガス燃料焚きバーナよりも、よりガス燃料
の濃度を淡くした高空気比燃焼が出来ることとなり、低
ＮＯｘ、低未燃分、低ＣＯ発生量にできる高効率燃焼が
達成できる。That is, the NOx generation amount (N) at the overall air ratio "C" of the diffusion flame by the conventional gas fuel-fired burner
Ox) T ′ can be significantly reduced. From a different point of view, the gas-fuel-burning burner according to the present embodiment is not limited to the conventional gas-fuel-burning burner, as long as it is possible to generate a NOx generation amount equivalent to the NOx amount generated in the conventional gas-fuel-burning burner. Higher air ratio combustion with a lower gaseous fuel concentration than with a burner can be performed, and high efficiency combustion with low NOx, low unburned content, and low CO generation can be achieved.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス燃料
焚きバーナによれば、特許請求の範囲に示す構成により （１）１個のガス燃料ノズルによって、濃火炎用ガス燃
料および淡火炎用ガス燃料を同時に供給して、炉内に高
燃料濃度の拡散炎と低燃料濃度の予混合炎とを形成でき
るので、炉内で燃焼を行う燃焼ガスの全体空気比におけ
るＮＯｘ発生量を、従来のガス燃料焚きバーナにより発
生するＮＯｘ発生量よりも低減することができる。ま
た、過剰空気燃焼が行えることにより、燃料ガスの未燃
分およびＣＯの発生を少くでき燃焼効率を上げることが
できる。 （２）また、濃火炎用ガス燃料および濃火炎用ガス燃料
を、１個のガス燃料ノズルによって供給できることによ
り、バーナ構造を簡略化できる。 （３）さらに、流量比調節弁を設けたことにより、炉内
に形成される高燃料濃度の拡散炎と低燃料濃度の予混合
炎の空気比を自在に調節でき、炉内で発生するＮＯｘ濃
度、ガス燃料の未燃分の発生量およびＣＯの発生量を自
在にコントロールできるようになり、より高効率の燃焼
を行うことができる。As described above, according to the gas-fuel-fired burner of the present invention, according to the constitution set forth in the claims, (1) One gas-fuel nozzle is used for rich-flame gas fuel and lean-flame gas fuel. Since gas fuel can be supplied simultaneously to form a diffusion flame having a high fuel concentration and a premixed flame having a low fuel concentration in the furnace, the amount of NOx generated in the total air ratio of the combustion gas burning in the furnace can be reduced. The amount of NOx generated by the gas-fuel-fired burner can be reduced. In addition, since excess air combustion can be performed, the generation of unburned fuel gas and CO can be reduced, and the combustion efficiency can be increased. (2) Further, the burner structure can be simplified because the rich flame gas fuel and the rich flame gas fuel can be supplied by one gas fuel nozzle. (3) Further, by providing the flow ratio control valve, the air ratio between the diffusion flame having a high fuel concentration and the premixed flame having a low fuel concentration formed in the furnace can be freely adjusted, and NOx generated in the furnace can be adjusted. The concentration, the amount of unburned gas fuel, and the amount of CO generated can be freely controlled, so that more efficient combustion can be performed.
【図１】本発明のガス燃料焚きバーナの実施の第１形態
を示す断面図，FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a gas-fired burner according to the present invention,
【図２】予混合炎および拡散炎の空気比とＮＯｘ発生量
を示す図，FIG. 2 is a diagram showing an air ratio of a premixed flame and a diffusion flame and a NOx generation amount,
【図３】従来のガス燃料焚きバーナの断面図，FIG. 3 is a sectional view of a conventional gas-fired burner,
【図４】図３に示す矢視Ａ−Ａにおける正面図，4 is a front view taken along the line AA shown in FIG. 3,
【図５】従来のガス燃料焚きバーナの空気比とＮＯｘ発
生量を示す状態図である。FIG. 5 is a state diagram showing an air ratio and a NOx generation amount of a conventional gas fuel fired burner.
０１ バーナ風箱 ０２ １次空気筒 ０３ ２次空気筒 ０４ ３次空気筒 ０５ １次空気通路 ０６ ２次空気通路 ０７ ３次空気通路 ０８ １次空気量調整ダンパ ０９ ２次空気量調整ダンパ ０１０ ３次空気量調整ダンパ ０１１ 保炎器 ０１２ オイルバーナガン用ガイドパイプ ０１３ オイルバーナガン ０１４ バーナタイル １５，０１５ ガス燃料ノズル １５１ ガス溜り １５２ 内管 １５３ 外管 １５４ 濃火炎用燃料噴孔 １５５ 濃火炎用燃料通路 １５６ 淡火炎用燃料通路 １５７ 淡火炎用燃料噴孔 ０１６ １次空気 ０１７ ２次空気 ０１８ ３次空気 ０１９ ガス燃料 １９１ 濃火炎用ガス燃料 １９２ 淡火炎用ガス燃料 ０２０ 燃料噴孔 ０２１ 火炉壁 ０２２ 炉内 ０２３ 塞ぎ板 ０２５ ガス燃料焚きバーナ ３０ 流量比調節弁 01 burner wind box 02 primary air cylinder 03 secondary air cylinder 04 tertiary air cylinder 05 primary air passage 06 secondary air passage 07 tertiary air passage 08 primary air amount adjustment damper 09 secondary air amount adjustment damper 010 3 Next air amount adjustment damper 011 Flame holder 012 Oil burner gun guide pipe 013 Oil burner gun 014 Burner tile 15,015 Gas fuel nozzle 151 Gas reservoir 152 Inner tube 153 Outer tube 154 Fuel injection hole for rich flame 155 Fuel for rich flame Passageway 156 Light flame fuel passage 157 Light flame fuel injection hole 016 Primary air 017 Secondary air 018 Tertiary air 019 Gas fuel 191 Rich flame gas fuel 192 Light flame gas fuel 020 Fuel injection hole 021 Fire wall 022 Furnace 023 Blocking plate 025 Gas-fired burner 30 Flow rate control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−88609（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−50408（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−241416（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−324028（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−291905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 14/62 F23C 11/00 F23D 14/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-88609 (JP, A) JP-A-3-50408 (JP, A) JP-A-6-241416 (JP, A) JP-A-4- 324028 (JP, A) JP-A-8-291905 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 14/62 F23C 11/00 F23D 14/48
Claims (2)
りに配置され、内部にガス燃料ノズルが装備された環状
の２次空気通路、および前記２次空気通路のまわりに配
置された３次空気通路を設けたガス燃料焚きバーナにお
いて、前記ガス燃料ノズルが内管および外管からなる二
重管で形成され、供給されたガス燃料から分流されて、
前記１次空気通路から炉内に吹き込まれた１次空気中に
吹き込まれ、炉内に高燃料濃度の拡散炎を形成する、濃
火炎用ガス燃料を炉内に供給する濃火炎用燃料通路を前
記内管内に設け、前記濃火炎用燃料通路に供給された残
余の前記ガス燃料を、３次空気通路内に吹き込み、炉内
に低燃料濃度の予混合炎を形成する、淡火炎用ガス燃料
を供給する環状の淡火炎用燃料通路を前記内管と外管と
の間に設けたことを特徴とするガス燃料焚きバーナ。1. A primary air passage, an annular secondary air passage disposed around the primary air passage and having a gas fuel nozzle therein, and a third air passage disposed around the secondary air passage. In a gas fuel burning burner provided with a secondary air passage, the gas fuel nozzle is formed of a double pipe consisting of an inner pipe and an outer pipe, and is diverted from the supplied gas fuel,
A rich-flame fuel passage for supplying rich-flame gas fuel into the furnace, which is blown into the primary air blown into the furnace from the primary air passage and forms a diffusion flame having a high fuel concentration in the furnace; A light flame gas fuel provided in the inner pipe and blowing the remaining gas fuel supplied to the rich flame fuel passage into a tertiary air passage to form a low fuel concentration premixed flame in the furnace. A gas-fired burner, wherein an annular light flame fuel passage for supplying air is provided between the inner pipe and the outer pipe.
料通路から炉内に供給される濃火炎用ガス燃料と、前記
淡火炎用燃料通路から炉内に供給される淡火炎用ガス燃
料とに流量配分する流量比調節弁を前記ガス燃料ノズル
に設けたことを特徴とする請求項１のガス燃料焚きバー
ナ。2. The gas fuel for rich flame supplied to the furnace from the fuel passage for rich flame and the gas fuel for lean flame supplied to the furnace from the fuel passage for lean flame. 2. The gas fuel fired burner according to claim 1, wherein a flow rate control valve for distributing the flow rate to the gas fuel nozzle is provided in the gas fuel nozzle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31481596A JP3322582B2 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Gas-fired burner |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP31481596A JP3322582B2 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Gas-fired burner |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH10160135A JPH10160135A (en) | 1998-06-19 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105627304A (en) * | 2016-01-27 | 2016-06-01 | 北京泷涛环境科技有限公司 | Strong-swirling-flow fuel staging ultra-low-nitrogen gas burner |
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1996
- 1996-11-26 JP JP31481596A patent/JP3322582B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH10160135A (en) | 1998-06-19 |
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