JP3380409B2 - 酸素富化燃焼バーナ - Google Patents
酸素富化燃焼バーナInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸素富化燃焼バーナ
に関し、特に、焼却灰を溶融するための焼却灰溶融炉に
用いるのに適した酸素富化燃焼バーナに関する。
に関し、特に、焼却灰を溶融するための焼却灰溶融炉に
用いるのに適した酸素富化燃焼バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】生活や産業の高度化、複雑化の進展と共
に都市ごみの発生量も年々増加の一途をたどっている。
発生する都市ごみの内訳は、不燃ごみが約１／４、可燃
ごみが約３／４であり、不燃ごみはそのまま、可燃ごみ
は焼却処理され焼却灰として、最終処分場に埋め立てら
れている。しかし、大都市圏では最終処分場の確保が年
々難しくなってきており、ごみの減量化、焼却灰減容
化、再資源化により最終処分場の延命化を図ることが求
められている。近年、焼却灰を加熱、溶融し、焼却灰の
無害化と同時にスラグとしてリサイクル活用する、いわ
ゆる溶融システムが処分分野でも導入されつつある。
に都市ごみの発生量も年々増加の一途をたどっている。
発生する都市ごみの内訳は、不燃ごみが約１／４、可燃
ごみが約３／４であり、不燃ごみはそのまま、可燃ごみ
は焼却処理され焼却灰として、最終処分場に埋め立てら
れている。しかし、大都市圏では最終処分場の確保が年
々難しくなってきており、ごみの減量化、焼却灰減容
化、再資源化により最終処分場の延命化を図ることが求
められている。近年、焼却灰を加熱、溶融し、焼却灰の
無害化と同時にスラグとしてリサイクル活用する、いわ
ゆる溶融システムが処分分野でも導入されつつある。
【０００３】図３は、その一例であり、予熱された燃焼
空気Ａを燃料Ｇと共に溶融炉３２に設けられたバーナ３
３に供給し、溶融炉３２内に押出し装置３４により送り
込まれた焼却灰をバーナ３３による火炎に曝すことによ
って灰の溶融減容化を行う。この方法では省エネルギー
のために空気と燃焼排ガスの熱交換が必要となり、また
排気ガス量が多いことから灰の一部が排気と共に搬送さ
れるので煙道部に大きな集塵機が必要とされる。
空気Ａを燃料Ｇと共に溶融炉３２に設けられたバーナ３
３に供給し、溶融炉３２内に押出し装置３４により送り
込まれた焼却灰をバーナ３３による火炎に曝すことによ
って灰の溶融減容化を行う。この方法では省エネルギー
のために空気と燃焼排ガスの熱交換が必要となり、また
排気ガス量が多いことから灰の一部が排気と共に搬送さ
れるので煙道部に大きな集塵機が必要とされる。
【０００４】近年、さらに改良された焼却灰溶融システ
ムとして、図４に示すように、酸素バーナあるいは酸素
富化燃焼バーナ４３を備た灰溶融炉４１とＰＳＡ方式を
採用した酸素製造装置４２とを備え、該酸素製造装置４
２を自家発電による電力により運転して酸素Ｏ2 を取り
出し、この酸素を灰溶融炉４１の酸素富化燃焼バーナ４
３に供給する構成とした焼却灰溶融システムが提案され
ている（特開平７−１１３５１４号公報）。このように
酸素富化燃焼バーナを用いることにより、通常の空気燃
焼に比較して高温燃焼がもたらされ、効率的な灰溶融が
可能となり、また、排気ガス量も減少することから焼却
灰の巻き上げも少なく、集塵機も小規模のもので良好な
運転が可能となる。
ムとして、図４に示すように、酸素バーナあるいは酸素
富化燃焼バーナ４３を備た灰溶融炉４１とＰＳＡ方式を
採用した酸素製造装置４２とを備え、該酸素製造装置４
２を自家発電による電力により運転して酸素Ｏ2 を取り
出し、この酸素を灰溶融炉４１の酸素富化燃焼バーナ４
３に供給する構成とした焼却灰溶融システムが提案され
ている（特開平７−１１３５１４号公報）。このように
酸素富化燃焼バーナを用いることにより、通常の空気燃
焼に比較して高温燃焼がもたらされ、効率的な灰溶融が
可能となり、また、排気ガス量も減少することから焼却
灰の巻き上げも少なく、集塵機も小規模のもので良好な
運転が可能となる。
【０００５】図５、図６は、上記のような焼却灰溶融シ
ステムに通常用いられる酸素富化燃焼バーナの代表的な
形式を示している。図５に示す形式のバーナは２重管構
造であり、中央に位置する燃焼ガス供給用のガス流路５
１と、その周囲の空気供給用の空気流路５５から構成さ
れる。空気流路５５には空気流に旋回を与えるための旋
回器５７が配置され、また、ノズル先端拡大図に示すよ
うに、ガス流路５１の先端には空気流路５５に面する保
炎板５３が備えられている。そして、空気流路５５の上
流位置には、空気に酸素を混ぜて空気中の酸素濃度を高
めるための酸素ノズル５０が備えられ、該酸素ノズル５
０は図４に示したような酸素製造装置に接続している。
ステムに通常用いられる酸素富化燃焼バーナの代表的な
形式を示している。図５に示す形式のバーナは２重管構
造であり、中央に位置する燃焼ガス供給用のガス流路５
１と、その周囲の空気供給用の空気流路５５から構成さ
れる。空気流路５５には空気流に旋回を与えるための旋
回器５７が配置され、また、ノズル先端拡大図に示すよ
うに、ガス流路５１の先端には空気流路５５に面する保
炎板５３が備えられている。そして、空気流路５５の上
流位置には、空気に酸素を混ぜて空気中の酸素濃度を高
めるための酸素ノズル５０が備えられ、該酸素ノズル５
０は図４に示したような酸素製造装置に接続している。
【０００６】図６に示す形式のバーナは３重管構造であ
り、ガス流路５１の内部に酸素供給用の酸素流路６０を
備え、該ガス流路５１の周囲に空気供給用の空気流路５
５を備えている。ノズル先端拡大図に示すように、前記
酸素流路６０の先端はガス流路５１の先端位置近傍で開
放している。さらに、図５に示したバーナと同様に、前
記空気流路５５には空気流に旋回を与える旋回器５７が
備えられ、かつ、ガス流路５１の先端には空気流路５５
に面する保炎板５３が備えられている。
り、ガス流路５１の内部に酸素供給用の酸素流路６０を
備え、該ガス流路５１の周囲に空気供給用の空気流路５
５を備えている。ノズル先端拡大図に示すように、前記
酸素流路６０の先端はガス流路５１の先端位置近傍で開
放している。さらに、図５に示したバーナと同様に、前
記空気流路５５には空気流に旋回を与える旋回器５７が
備えられ、かつ、ガス流路５１の先端には空気流路５５
に面する保炎板５３が備えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記し
た形式の酸素富化燃焼バーナを用いて焼却灰の溶融実験
を継続して行ったところ、図５に示す形式のバーナの場
合、空気中の酸素濃度を高めていくと、それと共に燃焼
速度が増加し、保炎板やバーナタイル３０近傍の火炎温
度が急激に上昇することを経験した。それにより、この
形式のバーナでは酸素濃度は２５％程度が上限であり、
それ以上の酸素濃度で長時間運転すると、保炎板やバー
ナタイルが溶解する危険があることを経験した。また、
高温火炎が小さくかつバーナ先端に近い箇所に形成され
ることから、高温領域が被加熱物（焼却灰）から遠くな
り、高い溶融効率は得られなかった。
た形式の酸素富化燃焼バーナを用いて焼却灰の溶融実験
を継続して行ったところ、図５に示す形式のバーナの場
合、空気中の酸素濃度を高めていくと、それと共に燃焼
速度が増加し、保炎板やバーナタイル３０近傍の火炎温
度が急激に上昇することを経験した。それにより、この
形式のバーナでは酸素濃度は２５％程度が上限であり、
それ以上の酸素濃度で長時間運転すると、保炎板やバー
ナタイルが溶解する危険があることを経験した。また、
高温火炎が小さくかつバーナ先端に近い箇所に形成され
ることから、高温領域が被加熱物（焼却灰）から遠くな
り、高い溶融効率は得られなかった。
【０００８】また、図６に示す形式のバーナのように、
３重管構造にして中央から酸素をガスと同軸的に平行に
供給する場合には、保炎板やバーナタイル近傍の火炎温
度を急激に高めることなく、酸素濃度を３０％程度まで
高めることが可能であるが、図７に示すように、中央部
にガスと酸素による高温火炎（白い火炎）、周囲にガス
と空気による通常の火炎（青い火炎）が形成され、か
つ、高温領域が小さいことから、やはり高温火炎と被溶
融物との間の距離が大きくなり、効率的な溶融ができな
いことを経験した。
３重管構造にして中央から酸素をガスと同軸的に平行に
供給する場合には、保炎板やバーナタイル近傍の火炎温
度を急激に高めることなく、酸素濃度を３０％程度まで
高めることが可能であるが、図７に示すように、中央部
にガスと酸素による高温火炎（白い火炎）、周囲にガス
と空気による通常の火炎（青い火炎）が形成され、か
つ、高温領域が小さいことから、やはり高温火炎と被溶
融物との間の距離が大きくなり、効率的な溶融ができな
いことを経験した。
【０００９】また、いずれの場合にも、火炎長や高温領
域の大きさが、酸素濃度によって大きく変化するので、
酸素供給量を被溶融物の量や組成の変動に応じて変える
ことは困難であり、実際の炉の運転では、当初設定した
酸素流量で継続して運転せざるを得なかった。
域の大きさが、酸素濃度によって大きく変化するので、
酸素供給量を被溶融物の量や組成の変動に応じて変える
ことは困難であり、実際の炉の運転では、当初設定した
酸素流量で継続して運転せざるを得なかった。
【００１０】本発明の目的は、従来の酸素富化燃焼バー
ナの持つ上記のような不都合、特に、該バーナを焼却灰
を溶融するための焼却灰溶融炉に用いた場合に生じる恐
れのある不都合を解消することにあり、より具体的に
は、長時間の運転によっても保炎板やバーナタイルが熱
による損傷を受けることがなく、かつ、高温火炎を被溶
融物に近接した状態で生じさせることができ、それによ
り、焼却灰溶融炉を高い効率で長時間連続運転すること
を可能とする酸素富化燃焼バーナを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、被溶融物の量や組成の変動に
応じて酸素流量を調整することができ、それにより、一
層効率的な溶融運転を行うことを可能とする酸素富化燃
焼バーナを提供することにある。
ナの持つ上記のような不都合、特に、該バーナを焼却灰
を溶融するための焼却灰溶融炉に用いた場合に生じる恐
れのある不都合を解消することにあり、より具体的に
は、長時間の運転によっても保炎板やバーナタイルが熱
による損傷を受けることがなく、かつ、高温火炎を被溶
融物に近接した状態で生じさせることができ、それによ
り、焼却灰溶融炉を高い効率で長時間連続運転すること
を可能とする酸素富化燃焼バーナを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、被溶融物の量や組成の変動に
応じて酸素流量を調整することができ、それにより、一
層効率的な溶融運転を行うことを可能とする酸素富化燃
焼バーナを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よれば、中央に酸素供給用の酸素流路、その周囲の燃焼
ガス供給用のガス流路、さらにその周囲の空気供給用の
空気流路から構成される３重管構造の酸素富化燃焼バー
ナにおいて、前記空気流路の先端には保炎板が備えら
れ、前記ガス流路にはガス流に旋回を与える旋回器が備
えられ、さらに、前記酸素流路の前記旋回器の下流位置
には前記ガス流路内に酸素を供給する酸素ノズルが備え
られる構成によって達成される。
よれば、中央に酸素供給用の酸素流路、その周囲の燃焼
ガス供給用のガス流路、さらにその周囲の空気供給用の
空気流路から構成される３重管構造の酸素富化燃焼バー
ナにおいて、前記空気流路の先端には保炎板が備えら
れ、前記ガス流路にはガス流に旋回を与える旋回器が備
えられ、さらに、前記酸素流路の前記旋回器の下流位置
には前記ガス流路内に酸素を供給する酸素ノズルが備え
られる構成によって達成される。
【００１２】上記の構成である本発明による酸素富化燃
焼バーナにおいて、燃料ガスにはガス流路におけるガス
旋回器を通過することによって旋回が与えられ、旋回し
ているガスに対して、酸素流路からガス流に交差する方
向（好ましくは、直角方向）に酸素が供給される。それ
により、ガスと酸素は急速に混合し、さらに、ガス流に
旋回がかかっていることから、バーナ下流に再循環領域
が形成され、図８に示すように、被溶融物の溶融に最適
な黄色に輝炎である高温領域がバーナ先端からやや離れ
た位置に大きく形成される。それにより、バーナ先端の
保炎板やバーナタイルが火炎からの熱により焼損するの
は阻止される。また、好ましくは旋回器により旋回流と
なった空気流がバーナタイルに沿って流れるために、バ
ーナタイルは冷却され、高温火炎からの熱による損傷も
受けない。
焼バーナにおいて、燃料ガスにはガス流路におけるガス
旋回器を通過することによって旋回が与えられ、旋回し
ているガスに対して、酸素流路からガス流に交差する方
向（好ましくは、直角方向）に酸素が供給される。それ
により、ガスと酸素は急速に混合し、さらに、ガス流に
旋回がかかっていることから、バーナ下流に再循環領域
が形成され、図８に示すように、被溶融物の溶融に最適
な黄色に輝炎である高温領域がバーナ先端からやや離れ
た位置に大きく形成される。それにより、バーナ先端の
保炎板やバーナタイルが火炎からの熱により焼損するの
は阻止される。また、好ましくは旋回器により旋回流と
なった空気流がバーナタイルに沿って流れるために、バ
ーナタイルは冷却され、高温火炎からの熱による損傷も
受けない。
【００１３】そのために、このバーナを、例えば、図３
に示すような焼却灰溶融炉のバーナとして用いる場合に
は、該焼却灰溶融炉を高い溶融効率で長時間連続運転す
ることが可能となる。
に示すような焼却灰溶融炉のバーナとして用いる場合に
は、該焼却灰溶融炉を高い溶融効率で長時間連続運転す
ることが可能となる。
【００１４】本発明者らの実験によれば、酸素流速は８
０ｍ／ｓ〜１２０ｍ／ｓ程度、ガス流速を３０ｍ／ｓ〜
５０ｍ／ｓ程度とし、最適な再循環領域を作るためにガ
ス流の旋回角度を１０〜１５度とした場合に、バーナ先
端からやや離れた位置に、全体が黄色い輝炎となった火
炎が形成された。火炎の大きさは、酸素の供給を停止し
てガスと空気のみによる燃焼を行った場合と同じ大きさ
の火炎であった。
０ｍ／ｓ〜１２０ｍ／ｓ程度、ガス流速を３０ｍ／ｓ〜
５０ｍ／ｓ程度とし、最適な再循環領域を作るためにガ
ス流の旋回角度を１０〜１５度とした場合に、バーナ先
端からやや離れた位置に、全体が黄色い輝炎となった火
炎が形成された。火炎の大きさは、酸素の供給を停止し
てガスと空気のみによる燃焼を行った場合と同じ大きさ
の火炎であった。
【００１５】酸素流速を１２０ｍ／ｓ程度以上とするに
はバーナへの酸素供給に酸素の加圧を必要とし、高価な
酸素圧縮機が必要となり、また、８０ｍ／ｓ程度以下と
すると酸素流路内に高温火炎が形勢され、バーナ先端が
熱により焼損するの現象が見られた。ガス流速が３０ｍ
／ｓ以下の場合にも同様にバーナ先端が焼損するの現象
が見られ、また、５０ｍ／ｓ以上とすると燃焼ガスの再
循環量が多くなりすぎて、やはりバーナ先端が高熱によ
る損傷を受けた。さらに、被溶融物（灰）の舞い上がり
現象も見られた。
はバーナへの酸素供給に酸素の加圧を必要とし、高価な
酸素圧縮機が必要となり、また、８０ｍ／ｓ程度以下と
すると酸素流路内に高温火炎が形勢され、バーナ先端が
熱により焼損するの現象が見られた。ガス流速が３０ｍ
／ｓ以下の場合にも同様にバーナ先端が焼損するの現象
が見られ、また、５０ｍ／ｓ以上とすると燃焼ガスの再
循環量が多くなりすぎて、やはりバーナ先端が高熱によ
る損傷を受けた。さらに、被溶融物（灰）の舞い上がり
現象も見られた。
【００１６】ガス旋回角度が１０度以下では再循環が形
成されず、１５度以上とすると再循環量が多くなりすぎ
てバーナ先端が高熱による損傷を受けた。以上のことか
ら、ガス旋回器は燃焼ガスに１０〜１５度の旋回を与え
るように設計されることは好ましい態様であり、バーナ
として使用するに際しては、ガス流速５０ｍ／ｓ以下と
し、酸素流速は８０ｍ／ｓ以上とすることが最も最適な
火炎状態を作り得ることがわかった。
成されず、１５度以上とすると再循環量が多くなりすぎ
てバーナ先端が高熱による損傷を受けた。以上のことか
ら、ガス旋回器は燃焼ガスに１０〜１５度の旋回を与え
るように設計されることは好ましい態様であり、バーナ
として使用するに際しては、ガス流速５０ｍ／ｓ以下と
し、酸素流速は８０ｍ／ｓ以上とすることが最も最適な
火炎状態を作り得ることがわかった。
【００１７】さらに、本発明による酸素富化燃焼バーナ
では、酸素濃度が変化しても火炎の大きさはほぼ一定で
あり、酸素流量が完全燃焼に必要な量の３０％程度から
０％まで安定して燃焼できる。それにより、溶融炉内の
温度を変化させることなしに、酸素流量を変えることで
もって、溶融量や被溶融物の組成変化の変動に適切に対
応することが可能となる。
では、酸素濃度が変化しても火炎の大きさはほぼ一定で
あり、酸素流量が完全燃焼に必要な量の３０％程度から
０％まで安定して燃焼できる。それにより、溶融炉内の
温度を変化させることなしに、酸素流量を変えることで
もって、溶融量や被溶融物の組成変化の変動に適切に対
応することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による酸素富化燃焼
バーナを好ましい実施の形態に基づき説明する。図１は
本発明による酸素富化燃焼バーナの要部を説明する断面
図であり、図２ａはノズル先端部分を拡大して示す断面
図、図２ｂはその正面図である。
バーナを好ましい実施の形態に基づき説明する。図１は
本発明による酸素富化燃焼バーナの要部を説明する断面
図であり、図２ａはノズル先端部分を拡大して示す断面
図、図２ｂはその正面図である。
【００１９】この酸素富化燃焼バーナ１００は、中央に
燃焼ガス供給用のガス流路１を構成する円管状のガス流
路管２を有し、該ガス流路管２の先端には薄板状の保炎
板３が放射方向に一体形成されている。保炎板３には空
気流に乱れを作り火炎を定着させる目的で同心円上に多
数の透孔４が形成されている。ガス流路管２はバーナケ
ーシング２０の後壁を貫通して延出おり、図示しないガ
ス供給源に接続している。ガス流路管２の外周域には空
気流路５が形成され、該空気流路５は、適宜の管路６を
介して図示しない加圧空気源に接続している。また、空
気流路５にはそこを通過する空気Ａに旋回を与える目的
で旋回器７が設けられている。なお、以上の構成は、燃
焼炉等において従来から用いられているガスバーナと同
様であり、ガス流路管２内に供給されてその先端から噴
出する燃料ガスＧは、空気流路５を旋回器７により旋回
しながら流下する空気Ａと混合して混合ガスとなり、溶
融炉等の炉内において燃焼火炎を形成する。
燃焼ガス供給用のガス流路１を構成する円管状のガス流
路管２を有し、該ガス流路管２の先端には薄板状の保炎
板３が放射方向に一体形成されている。保炎板３には空
気流に乱れを作り火炎を定着させる目的で同心円上に多
数の透孔４が形成されている。ガス流路管２はバーナケ
ーシング２０の後壁を貫通して延出おり、図示しないガ
ス供給源に接続している。ガス流路管２の外周域には空
気流路５が形成され、該空気流路５は、適宜の管路６を
介して図示しない加圧空気源に接続している。また、空
気流路５にはそこを通過する空気Ａに旋回を与える目的
で旋回器７が設けられている。なお、以上の構成は、燃
焼炉等において従来から用いられているガスバーナと同
様であり、ガス流路管２内に供給されてその先端から噴
出する燃料ガスＧは、空気流路５を旋回器７により旋回
しながら流下する空気Ａと混合して混合ガスとなり、溶
融炉等の炉内において燃焼火炎を形成する。
【００２０】本発明において、図２に示すように、ガス
流路管２の内部には同心状に酸素流路１０として機能す
る第２の円管１１が挿入されており、その後端は、ガス
流路管２と同様にバーナケーシング２０の後壁を貫通し
て、図示しない酸素供給源に接続している。酸素供給源
は任意であるが、ＰＳＡ方式を採用した酸素製造装置で
あることはコスト的に有効である。第２の円管１１の先
端は、ほぼ前記保炎板３の位置まで達していて、そこで
閉鎖されている。そして、該閉鎖端よりやや上流位置に
は、放射方向に複数（図示の例では４個）の貫通孔１２
が形成されており、酸素噴出ノズルとしての機能を果た
す。
流路管２の内部には同心状に酸素流路１０として機能す
る第２の円管１１が挿入されており、その後端は、ガス
流路管２と同様にバーナケーシング２０の後壁を貫通し
て、図示しない酸素供給源に接続している。酸素供給源
は任意であるが、ＰＳＡ方式を採用した酸素製造装置で
あることはコスト的に有効である。第２の円管１１の先
端は、ほぼ前記保炎板３の位置まで達していて、そこで
閉鎖されている。そして、該閉鎖端よりやや上流位置に
は、放射方向に複数（図示の例では４個）の貫通孔１２
が形成されており、酸素噴出ノズルとしての機能を果た
す。
【００２１】該貫通孔１２よりやや上流側における前記
第２の円管１１の外周面とガス流路管２の内周面との間
には、前記空気流路５におけると同様に、そこを通過す
るガスに旋回を与えるためのガス旋回器１３が設けられ
ている。ガス旋回器１３の構成は任意であり、ねじりを
持つ羽根状のもの、ブロックに溝を刻設したもの等、従
来知られたガスバーナの空気旋回器の作動原理に基づい
て設計したものを用いうる。但し、前記したように、好
ましくは、ガス流に対して、１０〜１５度の旋回を与え
るように設計することが望まれる。
第２の円管１１の外周面とガス流路管２の内周面との間
には、前記空気流路５におけると同様に、そこを通過す
るガスに旋回を与えるためのガス旋回器１３が設けられ
ている。ガス旋回器１３の構成は任意であり、ねじりを
持つ羽根状のもの、ブロックに溝を刻設したもの等、従
来知られたガスバーナの空気旋回器の作動原理に基づい
て設計したものを用いうる。但し、前記したように、好
ましくは、ガス流に対して、１０〜１５度の旋回を与え
るように設計することが望まれる。
【００２２】燃焼に際して、酸素供給源からの酸素Ｏ2
は、酸素供給流路である第２の管路１１を通り、その先
端に形成した貫通孔１２から、放射方向に噴出する。一
方、第２の管路１１の外周面とガス流路管２の内面の間
であるガス流路１内に供給されるガスＧは、ガス旋回器
１３を通過することにより好ましくは１０〜１５度の旋
回流となって、前記ガスノズルである貫通孔１２上を流
下する。それにより、ガスＧと酸素Ｏ2 は急速に混合す
ると共に、ガス流路１から炉内に噴出した混合気に旋回
がかかっていることから、バーナ先端よりも下流域に再
循環領域が形成される。そして、そこに、図８に示すよ
うに、全体が黄色い輝炎となった高温領域が形成され
る。
は、酸素供給流路である第２の管路１１を通り、その先
端に形成した貫通孔１２から、放射方向に噴出する。一
方、第２の管路１１の外周面とガス流路管２の内面の間
であるガス流路１内に供給されるガスＧは、ガス旋回器
１３を通過することにより好ましくは１０〜１５度の旋
回流となって、前記ガスノズルである貫通孔１２上を流
下する。それにより、ガスＧと酸素Ｏ2 は急速に混合す
ると共に、ガス流路１から炉内に噴出した混合気に旋回
がかかっていることから、バーナ先端よりも下流域に再
循環領域が形成される。そして、そこに、図８に示すよ
うに、全体が黄色い輝炎となった高温領域が形成され
る。
【００２３】この火炎は、大きな領域を持ち、高温でか
つノズル先端から離れていることから、ノズル先端やバ
ーナタイルに焼損を与えることはない。また、図３に示
したように焼却灰溶融炉の炉壁に装着し、酸素富化燃焼
を行う場合には、該高温火炎領域は被溶融物（焼却灰）
に近いところに形成されることから、溶融効率を向上さ
せることができる。
つノズル先端から離れていることから、ノズル先端やバ
ーナタイルに焼損を与えることはない。また、図３に示
したように焼却灰溶融炉の炉壁に装着し、酸素富化燃焼
を行う場合には、該高温火炎領域は被溶融物（焼却灰）
に近いところに形成されることから、溶融効率を向上さ
せることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明による酸素富化燃焼バーナによれ
ば、バーナ先端よりも下流に再循環領域が形成され、そ
こに、全体が黄色い輝炎となった高温領域が形成され
る。この火炎は、大きな領域を持ち、高温でかつノズル
先端から離れていることから、灰溶融炉のバーナとして
用いるときに、ノズル先端やバーナタイルに焼損を与え
ることはなく、また、高温火炎が被溶融物にも近いこと
から溶融効率も向上させることができる。
ば、バーナ先端よりも下流に再循環領域が形成され、そ
こに、全体が黄色い輝炎となった高温領域が形成され
る。この火炎は、大きな領域を持ち、高温でかつノズル
先端から離れていることから、灰溶融炉のバーナとして
用いるときに、ノズル先端やバーナタイルに焼損を与え
ることはなく、また、高温火炎が被溶融物にも近いこと
から溶融効率も向上させることができる。
【図１】本発明による酸素富化燃焼バーナを説明する断
面図。
面図。
【図２】ノズル先端部分を拡大して示す断面図（ａ）及
び正面図（ｂ）。
び正面図（ｂ）。
【図３】焼却灰溶融炉の一例を示す図。
【図４】酸素富化燃焼バーナを用いた焼却灰溶融炉シス
テムの一例を示す図。
テムの一例を示す図。
【図５】従来の酸素富化燃焼バーナの一例を説明する
図。
図。
【図６】従来の酸素富化燃焼バーナの他の一例を説明す
る図。
る図。
【図７】図６に示す酸素富化燃焼バーナでの火炎の状態
を説明する図。
を説明する図。
【図８】本発明による酸素富化燃焼バーナでの火炎の状
態を説明する図。
態を説明する図。
１００…酸素富化燃焼バーナ、１…ガス流路、２…ガス
流路管、３…保炎板、４…透孔、５…空気流路、６…管
路、７…空気旋回器、１０…酸素流路、１１…第２の円
管（酸素流路管）、１２…貫通孔（酸素ノズル）、１３
…ガス旋回器、２０…バーナケーシング、Ａ…空気、Ｇ
…ガス、Ｏ2 …酸素
流路管、３…保炎板、４…透孔、５…空気流路、６…管
路、７…空気旋回器、１０…酸素流路、１１…第２の円
管（酸素流路管）、１２…貫通孔（酸素ノズル）、１３
…ガス旋回器、２０…バーナケーシング、Ａ…空気、Ｇ
…ガス、Ｏ2 …酸素
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｂ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23D 14/22 - 14/24
F23D 14/32 - 14/52
F23L 7/00
F23G 5/00 115
F23J 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 中央に酸素供給用の酸素流路、その周囲
の燃焼ガス供給用のガス流路、さらにその周囲の空気供
給用の空気流路から構成される３重管構造のバーナにお
いて、前記空気流路の先端には保炎板が備えられ、前記
ガス流路にはガス流に旋回を与える旋回器が備えられ、
さらに、前記酸素流路の前記旋回器の下流位置には前記
ガス流路内に酸素を供給する酸素ノズルが備えられてい
ることを特徴とする酸素富化燃焼バーナ。 - 【請求項２】 前記ガス旋回器は燃焼ガスに１０〜１５
度の旋回を与えるように設計されていることを特徴とす
る請求項１記載の酸素富化燃焼バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32542596A JP3380409B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 酸素富化燃焼バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32542596A JP3380409B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 酸素富化燃焼バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169929A JPH10169929A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3380409B2 true JP3380409B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=18176719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32542596A Expired - Fee Related JP3380409B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 酸素富化燃焼バーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380409B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6155818A (en) * | 1999-12-16 | 2000-12-05 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et, L'exploitation Des Procedes, Georges Claude | Oxy-burner having a back-up firing system and method of operation |
| CN100416165C (zh) * | 2006-03-24 | 2008-09-03 | 王福林 | 富氧无油点火稳燃装置 |
| CN103398379A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 中冶华天工程技术有限公司 | 富氧燃烧器 |
| CN103438457B (zh) * | 2013-08-28 | 2016-01-20 | 湖南鲁湘节能技术有限公司 | 一种局部富氧火焰增温拉长式燃烧器 |
| KR101465418B1 (ko) * | 2013-09-09 | 2014-11-27 | 지에스건설 주식회사 | 산소 인젝터에 의해 최적화된 연소 안정성을 갖는 황회수 공정용 클라우스 버너 |
| CN103438452A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-11 | 广西有色再生金属有限公司 | 纯氧燃烧器 |
| CN103528059A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-01-22 | 哈尔滨前程科技发展有限公司 | 工业炉窑用多功能分步高氧燃烧器 |
| CN106838901B (zh) * | 2017-02-27 | 2023-09-01 | 海湾环境科技（北京）股份有限公司 | 燃烧器 |
| CN107270290A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-10-20 | 西安拓沃能动科技有限公司 | 一种烧嘴结构及超贫氧燃烧器 |
| CN112050213B (zh) * | 2020-10-12 | 2022-02-01 | 宁波方太厨具有限公司 | 燃烧器 |
| CN116164307B (zh) * | 2023-03-09 | 2024-04-19 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种气体旋流式空气氢气火炬点火器 |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP32542596A patent/JP3380409B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10169929A (ja) | 1998-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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