JP3434096B2 - 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、ガス燃料を利用す
るバーナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner using gas fuel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガス燃料を燃焼させるとき、ＮＯｘの発
生を低く抑える低ＮＯｘ燃焼法としては、次のようなも
のが知られている。2. Description of the Related Art The following is known as a low NOx combustion method for suppressing the generation of NOx when burning a gas fuel.
【０００３】（１）二段燃焼法、（２）排ガス再循環燃
焼法、（３）炉内還元法、（４）予混合濃淡燃焼法、こ
れらのうち、（１）のものは、バーナで空気比（燃焼用
空気量の理論空気量に対する比をいう。これをλで表
し、λ＞１で空気過剰となる）、λ＜１の酸素不足状態
の低ＮＯｘ燃焼を行ったあと、バーナの位置と離れた炉
内の燃焼ガスの後流域に、不足の空気を吹き込んで未燃
分を燃焼させるようにしたものである。(1) Two-stage combustion method, (2) Exhaust gas recirculation combustion method, (3) In-furnace reduction method, (4) Premixed rich and lean combustion method, of which (1) is a burner The air ratio (the ratio of the combustion air amount to the theoretical air amount. This is represented by λ, and λ> 1 results in an excess of air), λ <1 and after performing low NOx combustion in an oxygen-deficient state, the burner's The unburned component is burned by blowing insufficient air into the downstream region of the combustion gas in the furnace away from the position.
【０００４】また（２）のものは、炉からの排ガスの一
部を冷却したあと、ブロワーで吸引して燃焼用空気に混
入し、酸素濃度を１６〜１８％の低濃度にして燃焼に使
うことによって、燃焼温度を下げてＮＯｘの発生を低く
抑えるようにしたものである。In the case of (2), after cooling part of the exhaust gas from the furnace, it is sucked by a blower and mixed into the combustion air to reduce the oxygen concentration to 16-18% and used for combustion. As a result, the combustion temperature is lowered to suppress the generation of NOx.
【０００５】また（３）のものは、λ＝１〜１．２の燃
焼を終えた燃焼ガスに燃料を追加混入し、全体としてλ
＜１の状態をつくり、あと未燃分の燃焼を図るための空
気を後流域に投入するようにしたものである。Further, in the case of (3), the fuel is additionally mixed into the combustion gas after the combustion of λ = 1 to 1.2, and the total λ
The condition <1 is created, and air for burning the unburned components is introduced into the downstream region.
【０００６】しかるに、上記（１）ないし（３）のもの
はいずれも火炉及びシステムを使った大形燃焼を主とし
て対象とするものであり、設備費が嵩むものである。However, the above items (1) to (3) are mainly intended for large-scale combustion using a furnace and a system, and the equipment cost is high.
【０００７】これに対し、（４）のものは、バーナ単体
で実施でき、比較的簡易に小形燃焼に適用できるもので
あり、これを図５と図６により更に詳しく説明する。On the other hand, the type (4) can be implemented by the burner alone and can be applied to the small combustion relatively easily. This will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
【０００８】この予混合濃淡燃焼法は、ガス燃料と空気
を予混合したあと火炎を形成して燃焼させる予混合燃焼
の低ＮＯｘ特性を基本としている。The premixed rich / lean combustion method is based on the low NOx characteristic of premixed combustion in which a gas fuel and air are premixed and then a flame is formed and burned.
【０００９】図５の例は、希薄炎中央形バーナであり、
中央部の希薄気燃料管１４Ａから供給される燃料と、風
箱２２を経て空気旋回羽根１６で旋回力を付与された燃
焼用空気とが予混合したのち、バーナタイル１８で囲わ
れたバーナ内筒壁１９の中で希薄炎Ｌを形成して低ＮＯ
ｘ燃焼する。The example of FIG. 5 is a lean-flame central burner,
In the burner surrounded by burner tiles 18, after the fuel supplied from the lean fuel tube 14A in the central portion is premixed with the combustion air that has been swirled by the air swirl vanes 16 through the wind box 22, A lean flame L is formed in the cylinder wall 19 to reduce NO.
x Burn.
【００１０】この希薄炎Ｌ中には過剰酸素をもった燃焼
ガスが存在するので、上記バーナ内筒壁１９の外側で上
下に配置された追加燃料ノズル１７から供給されて過濃
炎Ｒを形成する燃料と、上記燃焼ガスとを後流で燃焼し
て燃焼を完結させる。Since the combustion gas having excess oxygen exists in the lean flame L, it is supplied from the additional fuel nozzles 17 arranged above and below the burner inner cylinder wall 19 to form the rich flame R. The fuel to be burned and the combustion gas are combusted in a wake to complete the combustion.
【００１１】また、図６の例は過濃炎中央形バーナであ
り、中央に配置した過濃気ノズル１７Ｂと、その外側で
上下に各１個配置した希濃気ノズル１４Ｂとよりなり、
過濃気ノズル１７Ｂでは、風箱２２からの空気と過濃気
燃料管１７Ａからの燃料とを予混合して後に過濃炎Ｒを
形成し、また、希薄気ノズル１４Ｂでは、希薄気燃料管
１５Ｂからの燃料を風箱２２を経て供給される空気と予
混合して後に希薄炎Ｌを形成する。Further, the example of FIG. 6 is a rich burner central burner, which is composed of a rich air nozzle 17B arranged in the center and one lean air nozzle 14B arranged one above and one below the rich rich air nozzle 17B.
In the rich air nozzle 17B, the air from the wind box 22 and the fuel from the rich air fuel pipe 17A are premixed to form a rich flame R later, and in the lean gas nozzle 14B, the lean air fuel tube is formed. The fuel from 15B is premixed with the air supplied through the wind box 22 to later form a lean flame L.
【００１２】そしてこの予混合炎の過濃炎Ｒと希薄炎Ｌ
の低ＮＯｘ燃焼を組合せてバーナ全体の低ＮＯｘを達成
するものである。なお１８はバーナタイル、２１は保炎
器を示す。The rich flame R and the lean flame L of this premixed flame
In order to achieve low NOx in the entire burner, the low NOx combustion is combined. In addition, 18 is a burner tile and 21 is a flame stabilizer.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のものに
おいて、（１）ないし（３）のものは、前述したように
いずれも火炉及びシステムを使った大型燃焼を主対象と
したものであって設備費が嵩むという問題は避けえない
ものであった。Among the above-mentioned conventional ones, the items (1) to (3) are mainly intended for large-scale combustion using a furnace and a system as described above. The problem of increased equipment costs was inevitable.
【００１４】また、上記（４）のものは、ガス燃料の低
ＮＯｘ燃焼法として予混合による燃焼が有効な手段であ
ることと相俟って、ＮＯｘを低く抑えることができるも
のの、以下のような問題点を有するものである。Further, although the above-mentioned (4) can suppress NOx to a low level in combination with the fact that the combustion by premixing is an effective means as a low NOx combustion method for gas fuel, it is as follows. It has a serious problem.
【００１５】まず、図６の過濃炎中央形バーナは、本発
明のものと比較するべく図３の予混合燃焼のＮＯｘ発生
特性図中に示したように、バーナ中央の過濃炎ＲのＮＯ
ｘ値はＡ点の値となり、同過濃炎Ｒの上下段の希薄炎Ｌ
のＮＯｘ値はＢ点のものとなる。そしてその後流で両方
の燃焼ガスの燃焼が終了した最後のＮＯｘ値は、Ｃ点の
値に抑えられる。First, as shown in the NOx generation characteristic diagram of premixed combustion of FIG. 3, the rich burner center type burner of FIG. 6 is compared with that of the present invention. NO
The x value becomes the value at point A, and the lean flame L above and below the rich flame R
The NOx value of is the value at point B. The final NOx value at which the combustion of both combustion gases has ended in the subsequent flow is suppressed to the value at point C.
【００１６】なお、このとき過濃炎Ｒの燃焼安定性は良
いが、希薄炎Ｌは燃焼が不安定であり、この不安定さは
希薄になる程大きくなるので、空気比１．３程度が限界
である。At this time, the combustion stability of the rich flame R is good, but the combustion of the lean flame L is unstable, and this instability becomes larger as it becomes leaner. Therefore, the air ratio is about 1.3. It is the limit.
【００１７】また、図５の希薄炎中央形バーナでは、希
薄炎Ｌを主体としているので、空気比は１．２ないし
１．２５程度が限界となり、ＮＯｘ値はＢ′点の値とな
る。これにその後流位置で、追加燃料による二次燃焼を
行なうと、終了後のＮＯｘ値はＣ′点の値となる。この
Ｃ′点の値、及び上記したＣ点の値は低ＮＯｘ化の成果
として十分に満足できるものかと言えば、未だ未だこれ
でよしとできるものではない。In the lean flame central burner shown in FIG. 5, the lean flame L is the main component, so the air ratio is limited to about 1.2 to 1.25, and the NOx value becomes the value at point B '. When secondary combustion with additional fuel is performed at the subsequent flow position, the NOx value after completion becomes the value at point C '. Speaking whether the value at the point C ′ and the value at the point C described above are sufficiently satisfactory as a result of the reduction of NOx, this is not yet satisfactory.
【００１８】本発明はこのような従来のものの問題点、
不満点等を解消し、低ＮＯｘ化をより一層促進したもの
を得ることを課題とするものである。The present invention has the above-mentioned problems of the conventional ones,
It is an object of the present invention to eliminate dissatisfaction points and the like and to obtain a material that further promotes reduction of NOx.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたもので、燃料噴出口の外周に保炎器が
取り付けられ、内部にスワラを装着した安定燃焼用燃料
を供給する１次バーナと、前記１次バーナを囲んで設け
られ、その内筒壁内で主燃焼用燃料供給管を導かれてき
た燃料と空気を混合する際に空気に旋回を与えるための
空気旋回羽根が装着され、更に該内筒壁は、噴流の進行
方向に拡張する複数の段差部が設けられている主燃焼用
燃料を供給する２次バーナと、前記１次バーナ内の中央
部にスワラを貫通し、又は２次バーナ外側部のいずれか
一方に設けられた追加燃焼用燃料を供給する３次バーナ
とを配設したガス焚きバーナを提供し、燃料の供給を１
次、２次、３次バーナと３分割して行ない、空気比の関
係で本来的に燃焼性の劣る予混合ガスとなりがちな２次
バーナからの主燃焼用燃料を、１次バーナの安定燃焼用
燃料による保炎でサポートし、更に３次バーナによる追
加燃焼用燃料の供給により全体の燃焼を調整し、好まし
い低ＮＯｘ域へ到達するようにした。Means for Solving the Problems The present invention has the object intended to have been resolved all Kunasa, flame holder on the outer circumference of the fuel injection holes is
A primary burner that is installed and that supplies a stable combustion fuel with a swirler installed inside, and is provided so as to surround the primary burner.
The main combustion fuel supply pipe has been guided inside the inner cylinder wall.
To give a swirl to the air when mixing fuel and air
Air swirl vanes mounted, further the inner cylinder wall, for the main combustion in which a plurality of step portions that extends in the traveling <br/> direction of the jet is provided
A secondary burner that supplies fuel and the center of the primary burner
Either through the swirler or outside the secondary burner
A tertiary burner that supplies fuel for additional combustion provided on one side
Providing gas-fired burners were provided with bets, the supply of fuel 1
The main combustion fuel from the secondary burner, which is liable to be a premixed gas that is inherently inferior in combustibility due to the air ratio, is divided into three secondary, secondary and tertiary burners for stable combustion of the primary burner. The combustion is supported by the flame holding by the combustion fuel, and further, the combustion of the whole is adjusted by supplying the fuel for additional combustion by the tertiary burner to reach the preferable low NOx range.
【００２０】しかも上記したように、保炎器、スワラ等
を有し安定燃焼用燃料を供給する１次バーナ、空気旋回
羽根を有し主燃焼用燃料を供給する２次バーナ、及び追
加燃焼用燃料を供給する３次バーナの組み合わせた本発
明において、特に２次バーナの内筒壁は、噴流の進行方
向に拡張する複数の段差部を設けて構成しているので、
２次バーナの燃料による主燃焼は、上記１次バーナによ
る安定燃焼の保炎に加えて、その内筒壁に設けられた段
差部に形成される吹きだまりにより高温燃焼ガスを保持
して、強烈な燃焼促進がはかられ、燃焼の不安定さは全
く生じないものである。Moreover, as described above, a flame stabilizer, a swirler, etc.
Primary burner that supplies fuel for stable combustion with air swirl
A secondary burner having vanes for supplying main combustion fuel, and an additional burner
This is a combination of a third burner that supplies fuel for combustion and combustion.
In the light, in particular the inner cylindrical wall of the secondary burners, since the configuration provided with a plurality of step portions that extends in the traveling direction <br/> direction of the jet,
The main combustion by the fuel of the secondary burner is strong in that, in addition to the stable combustion flame holding by the primary burner, the high temperature combustion gas is retained by the drift formed in the stepped portion provided on the inner cylindrical wall of the secondary burner. Combustion is promoted and combustion instability does not occur at all.
【００２１】また本発明は、上記１次ないし３次バーナ
から供給する燃料の配分比は、１次バーナは１０％以
下、２次バーナは５０〜９０％、３次バーナは残量にし
たガス焚きバーナを提供し、１次ないし３次バーナに３
分割した各バーナからの燃料を、好ましい燃焼を行う供
給量に配分するものである。According to the present invention, the distribution ratio of the fuel supplied from the primary to tertiary burners is 10% or less for the primary burner, 50 to 90% for the secondary burner, and the residual gas for the tertiary burner. Providing a fired burner and 3 for primary to tertiary burners
The fuel from each of the divided burners is distributed to the supply amount for performing preferable combustion.
【００２２】また、本発明は、上記１次ないし３次バー
ナのそれぞれの空気比は、１次バーナは１以上、２次バ
ーナは１．２〜１．５、３次バーナは空気を供給したと
しても０．５以下に調整したガス焚きバーナを提供し、
各バーナは夫々の役割に応じて、夫々ふさわしい空気比
を与えられ、保炎をし、主燃焼を行ない、そして最終的
に超低ＮＯｘ燃焼を達成するというようにしたものであ
る。In the present invention, the air ratio of each of the primary to tertiary burners is 1 or more for the primary burner, 1.2 to 1.5 for the secondary burner, and the air is supplied for the tertiary burner. Also, provide a gas-fired burner adjusted to 0.5 or less,
Depending on their respective roles, each burner is provided with an appropriate air ratio, performs flame holding, performs main combustion, and finally achieves ultra-low NOx combustion.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の１形態を、
図１，図３、及び図４に基づいて説明する。なお、上記
した従来のものと共通する部分については図中同一の符
号を付して示し、相互の理解を助長するようにした。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below.
Description will be made with reference to FIGS. 1, 3, and 4. It should be noted that parts common to the above-mentioned conventional ones are designated by the same reference numerals in the drawings so as to facilitate mutual understanding.
【００２４】１１は安定燃焼用燃料を供給する１次バー
ナで、安定燃焼用燃料供給管１２ａからの燃料と、安定
燃焼用空気供給管１２ｂからの空気とを混合し、その混
合体をスワラ１３で旋回させて燃焼部へ噴出する。Reference numeral 11 denotes a primary burner for supplying a stable combustion fuel, which mixes the fuel from the stable combustion fuel supply pipe 12a with the air from the stable combustion air supply pipe 12b, and the mixture is swirler 13 It is swirled and is ejected to the combustion part.
【００２５】１４は主燃焼用燃料を供給する２次バーナ
で、上記１次バーナ１１を囲んで設けられ主燃焼用燃料
供給管１５ａを経て燃料ヘッダ２３から出る燃料を、主
燃焼用空気供給管１５ｂを導かれ、空気旋回羽根１６で
旋回された空気に巻き込んで混合し、その混合体を燃焼
部へ噴出する。Reference numeral 14 is a secondary burner for supplying the fuel for main combustion, which is provided around the primary burner 11 to supply the fuel discharged from the fuel header 23 through the fuel supply pipe 15a for main combustion to the air supply pipe for main combustion. 15b is introduced, and is entrained in the air swirled by the air swirl vane 16 to be mixed, and the mixture is jetted to the combustion section.
【００２６】１７は追加燃焼用燃料を供給する３次バー
ナで、図示しない前方に、空気供給量調整装置付きの追
加燃焼用空気の混入部を設け、空気の混入の必要がある
ときは必要量を選んでそこで混入させるようになってい
る。Reference numeral 17 denotes a tertiary burner for supplying fuel for additional combustion, which is provided at the front side (not shown) with a portion for mixing additional combustion air with an air supply amount adjusting device. Is selected and mixed there.
【００２７】１８はバーナタイルで、バーナ内筒壁１９
との接合部を有し、同接合部のバーナタイル１８と内筒
壁１９とは、噴流の進行方向に拡張する複数の段差部２
０を設けている。Reference numeral 18 is a burner tile, which is an inner wall 19 of the burner.
The burner tile 18 and the inner cylindrical wall 19 at the joint have a plurality of step portions 2 that expand in the advancing direction of the jet flow.
0 is set.
【００２８】２１は保炎器で、１次バーナ１１の噴出口
に設けられている。２２は２次バーナへ送る主燃焼用空
気の風箱である。Reference numeral 21 denotes a flame stabilizer, which is provided at the ejection port of the primary burner 11. Reference numeral 22 is an air box for the main combustion air sent to the secondary burner.
【００２９】なお特に図示はしてないが、１次バーナ１
１、２次バーナ１４、３次バーナ１７の夫々へ供給され
る燃料及び空気の供給量を調整、制御する装置が別途設
けられており、各バーナへの燃料の配分及び夫々のバー
ナでの空気比が適宜決められるようになっている。Although not specifically shown, the primary burner 1
A device for adjusting and controlling the supply amount of fuel and air supplied to each of the primary, secondary burner 14, and tertiary burner 17 is separately provided, and the distribution of fuel to each burner and the air in each burner are provided. The ratio is set appropriately.
【００３０】上記のように構成された本実施の形態にお
いて、いま、全ガス燃料のうち１０％以下を安定燃焼用
燃料として１次バーナ１１より供給する。この場合空気
比は、約１．２となるように空気供給管１２ｂの供給量
を調整し、上記燃料と予混合してスワラ１３で旋回さ
せ、燃焼部に噴出させて保炎器２１で保炎を確保する。In the present embodiment configured as described above, 10% or less of the total gas fuel is now supplied from the primary burner 11 as a stable combustion fuel. In this case, the supply ratio of the air supply pipe 12b is adjusted so that the air ratio is about 1.2, premixed with the above fuel, swirled by the swirler 13 and ejected to the combustion part and retained by the flame stabilizer 21. Secure the flame.
【００３１】次に全ガス燃料のうち５０〜９０％を主燃
焼用燃料として、空気旋回羽根１６を経て強制回流とな
った主燃焼用空気と混合させたあと２次バーナ１４を通
してバーナ内筒壁１９に吹きつける。Next, 50 to 90% of the total gas fuel is used as the main combustion fuel and mixed with the main combustion air that has been forced to flow through the air swirl vanes 16 and then passed through the secondary burner 14 to form the inner wall of the burner. Spray at 19.
【００３２】この主燃焼用燃料と空気との予混合ガス
は、安定燃焼用燃料による炎で着火され、バーナ内筒壁
１９に押しつけられた火炎を形成する。The premixed gas of the main combustion fuel and air is ignited by the flame of the stable combustion fuel and forms a flame pressed against the burner inner cylinder wall 19.
【００３３】更にこのバーナ内筒壁１９の段差部２０の
存在による流れの乱れによって、吹きだまりを形成して
ここに保持された高温燃焼ガスにより燃焼は一段と促進
され、主燃焼の炎は極短炎で燃焼を終える。Further, due to the turbulence of the flow due to the existence of the stepped portion 20 of the inner wall 19 of the burner, combustion is further promoted by the high temperature combustion gas held in the blister and the main combustion flame is extremely short flame. Finishes burning.
【００３４】上記した主燃焼の炎と安定燃焼の炎の燃焼
では、過剰な酸素が残存し、熱損失が大きくなるので、
燃焼全体を適正な空気比（たとえば、λ＝１．０５〜
１．２、残存酸素濃度では１〜４％）とするため、全ガ
ス燃料のうち１０〜３０％相当の追加燃焼用燃料を３次
バーナ１７より吹き込んで燃焼を完結させる。In the combustion of the main combustion flame and the stable combustion flame described above, since excess oxygen remains and heat loss becomes large,
A proper air ratio (for example, λ = 1.05 to
1.2, the residual oxygen concentration is 1 to 4%), so 10 to 30% of the total gas fuel is added to the additional combustion fuel from the tertiary burner 17 to complete the combustion.
【００３５】上記したように過剰な酸素が残存すること
により、３次バーナ１７では燃料単味とすることが多く
なるが、燃料単味とすると、スート又はＣＯを発生し易
くなる。As described above, since excess oxygen remains, the tertiary burner 17 often uses only fuel, but if it uses only fuel, soot or CO is easily generated.
【００３６】他方、空気を混入して空気比を大きくする
と、主燃焼用燃料による燃焼ガスの残存酸素低減効果が
少くなるので、ここで空気を混入する場合であっても、
その空気比λは０．１〜０．５が適当である。On the other hand, if air is mixed to increase the air ratio, the effect of reducing the residual oxygen in the combustion gas by the main combustion fuel is reduced, so even if air is mixed here,
The air ratio λ is preferably 0.1 to 0.5.
【００３７】なお、この実施の形態において、燃料の配
分比をより明確に特定した場合の、負荷変動に対する燃
料ガス量、空気量及び空気比の変動を図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に夫々示す。In this embodiment, the variation of the fuel gas amount, the air amount and the air ratio with respect to the load variation when the fuel distribution ratio is specified more clearly is shown in FIG.
Shown in (b) and (c), respectively.
【００３８】ここでは１次バーナ１１から供給する安定
燃焼用燃料を全体の１０％以下である６．７％とし、２
次バーナ１４から供給する主燃焼用燃料を全体の５０〜
９０％の範囲内である７１．３％とし、また、３次バー
ナ１７から供給する追加燃焼用燃料を残量に相当する全
体の１０〜３０％の範囲内である２１．８％としてい
る。Here, the stable combustion fuel supplied from the primary burner 11 is 6.7%, which is 10% or less of the total, and 2
50 to 50% of the main combustion fuel supplied from the next burner 14
It is set to 71.3% which is within the range of 90%, and the additional combustion fuel supplied from the tertiary burner 17 is set to 21.8% which is within the range of 10 to 30% corresponding to the remaining amount.
【００３９】また、供給空気については１次バーナ１１
以外の全ての空気は２次バーナ１４から供給し、３次バ
ーナ１７からは供給しない例であり、１次バーナ１１の
空気比、λ＝１．２５、２次バーナ１４ではλ＝１．４
３となるように制御したものである。Regarding the supply air, the primary burner 11
All the air except for is supplied from the secondary burner 14 and is not supplied from the tertiary burner 17, and the air ratio of the primary burner 11 is λ = 1.25, and in the secondary burner 14 is λ = 1.4.
It is controlled so as to be 3.
【００４０】このように本実施の形態によれば、空気比
λが高いがために本来的には燃焼性が劣る主燃焼用燃料
の予混合ガスを、保炎効果を持った安定燃焼用燃料の炎
によりまず燃焼性を確保させ、更に同主燃焼用燃料の予
混合ガスは、空気旋回羽根１６による強旋回とバーナ内
筒壁１９の段差部２０による効果によって、強烈な燃焼
促進が図られ、燃焼の不安定さは全く生じないものであ
る。As described above, according to the present embodiment, the premixed gas of the main combustion fuel, which is originally inferior in combustibility due to the high air ratio λ, is used as the stable combustion fuel having the flame holding effect. First, the combustibility is secured by the flame of No. 1, and the premixed gas of the main combustion fuel is strongly swirled by the effect of the strong swirl by the air swirl vanes 16 and the step portion 20 of the burner inner cylinder wall 19. Instability of combustion does not occur at all.
【００４１】これによって、この１次バーナ１１と２次
バーナ１４とによる燃焼の段階では、図３のＤ点のＮＯ
ｘ値を実現することができた。As a result, at the stage of combustion by the primary burner 11 and the secondary burner 14, NO at point D in FIG.
The x value could be achieved.
【００４２】また、この主燃焼用燃料による燃焼炎は短
炎で燃焼できるので、燃焼後流では既に低Ｏ2 の燃焼ガ
スとなっており、そこに３次バーナ１７から追加燃焼用
燃料を吹き込んでもＮＯｘの上昇をみることなく燃焼が
促進されるものである。Further, since the combustion flame from the main combustion fuel can be burned with a short flame, it is already low O 2 combustion gas in the post-combustion flow, and the additional combustion fuel is blown into the combustion gas from the tertiary burner 17. However, combustion is promoted without seeing a rise in NOx.
【００４３】このようにして１次バーナ１１、２次バー
ナ１４、及び３次バーナ１７の全てが作動し、トータル
の空気比は、λ＝１．０５〜１．２となり、図３のＥ点
に示す超低ＮＯｘを達成できたものである。In this way, all of the primary burner 11, the secondary burner 14, and the tertiary burner 17 operate, and the total air ratio becomes λ = 1.05 to 1.2, and point E in FIG. The ultra low NOx shown in (3) was achieved.
【００４４】なお、実験結果によれば、本実施の形態の
ものによれば、ＮＯｘは１０〜２０ｐｐｍという極めて
低い値のものとなった。According to the experimental results, according to the present embodiment, NOx has an extremely low value of 10 to 20 ppm.
【００４５】ちなみに比較の為に実験した図５で説明し
た、従来の希薄炎中央形バーナでのＮＯｘ値は、７０〜
８０ｐｐｍであり、また図６で説明した、従来の過濃炎
中央形バーナでのＮＯｘ値は、６０〜７０ｐｐｍであ
り、これら従来のものに比べ本実施の形態のものが、い
かに低ＮＯｘ値を達成しえたかということが明らかにな
った。By the way, the NOx value in the conventional lean-flame central burner explained in FIG.
The NOx value of the conventional rich-flame central burner described in FIG. 6 is 60 to 70 ppm, and the low NOx value of the present embodiment is lower than those of the conventional ones. It became clear that it was achieved.
【００４６】図２には、本発明の他の実施の形態を示
す。図１により説明した実施の形態との相違点は、図１
のものでは１次バーナ１１の中央部に３次バーナ１７を
配設しているのに対し、図２の他の実施の形態では、３
次バーナ１７を一番外側に、即ち、２次バーナ１７より
外側に配設した点が異る以外は、他の構成はもとより、
全体としての作用も効果も実質的に両者同一であるの
で、図面中同一部分に同一符号を付して示し、重複する
説明は省略する。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. 1 is different from the embodiment described with reference to FIG.
In contrast, the third burner 17 is arranged in the central portion of the primary burner 11 in the first embodiment, whereas in the other embodiment of FIG.
Apart from the other configuration, except that the next burner 17 is arranged on the outermost side, that is, on the outer side of the secondary burner 17,
Since the operation and effect as a whole are substantially the same, the same parts are designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicated description will be omitted.
【００４７】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。Although the present invention has been described above with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.
It goes without saying that various modifications may be made to the specific structure within the scope of the present invention.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上本発明によれば、燃料の供給を１次
バーナ、２次バーナ、３次バーナと３分割し、夫々安定
燃焼用、主燃焼用、追加燃焼用として役割分担を課する
ことにより、燃焼の安定性を確保した上で、低ＮＯｘ、
ＣＯ低減による燃焼を行うことができたものである。As described above, according to the present invention, the fuel supply is divided into a primary burner, a secondary burner, and a tertiary burner, and the roles of the stable combustion, main combustion, and additional combustion are divided. As a result, low NOx,
It was possible to perform combustion by reducing CO.
【００４９】しかも本発明によれば、バーナ内筒壁の段
差部で高温燃焼ガスを保持して燃焼の安定性を一段と向
上し、ひいては燃焼域の縮少に連なぎ、装置全体のコン
パクト化に寄与しうるものである。Further, according to the present invention, the high temperature combustion gas is retained at the stepped portion of the inner wall of the burner to further improve the combustion stability, which leads to the reduction of the combustion region and the downsizing of the entire apparatus. It can contribute.
【００５０】また請求項２の発明によれば、３分割した
１次バーナ、２次バーナ、３次バーナ夫々が受持つ燃料
の供給量が特定され、各バーナ相互の役割分担のバラン
スを保って、安定した低ＮＯｘ燃焼を達成しうるもので
ある。According to the second aspect of the present invention, the fuel supply amounts of the primary burner, the secondary burner and the tertiary burner, which are divided into three, are specified, and the roles of the respective burners are balanced. In addition, stable low NOx combustion can be achieved.
【００５１】更にまた、請求項３の発明によれば、３分
割した１次バーナ、２次バーナ、３次バーナ夫々が、夫
々の役割にかなう空気比を特定され、それにより、トー
タル燃焼の結果として低ＮＯｘ化の確保を確実にし得た
ものである。Furthermore, according to the invention of claim 3 , the primary burner, the secondary burner, and the tertiary burner divided into three parts each have an air ratio specified to fulfill their respective roles, whereby the result of total combustion is obtained. As a result, it is possible to ensure the reduction of NOx.
【図１】本発明の実施の１形態を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施の形態を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の各実施の形態等に於ける予混合燃焼の
ＮＯｘ発生特性を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing NOx generation characteristics of premixed combustion in each embodiment of the present invention.
【図４】本発明の各実施の形態に於ける燃料、空気等の
供給量等と負荷の関係を示し、（ａ）は燃料ガス量、
（ｂ）は空気量、（ｃ）は空気比に関する説明図。FIG. 4 shows the relationship between the supply amount of fuel, air and the like and the load in each embodiment of the present invention, (a) shows the fuel gas amount,
(B) is explanatory drawing regarding an air amount and (c) is an air ratio.
【図５】従来の装置である希薄炎中央形バーナを示す説
明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a lean flame center type burner which is a conventional device.
【図６】従来の装置である過濃炎中央形バーナを示す説
明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a rich burner central burner which is a conventional device.
１１ １次バーナ １４ ２次バーナ １７ ３次バーナ １９ バーナ内筒壁 ２０ 段差部 11 Primary burner 14 Secondary burner 17 Third Burner 19 Burner inner wall 20 step
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山地 守 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (72)発明者 仙場 篤夫 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (72)発明者 加藤 新一 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (72)発明者 立岩 幹雄 横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱 重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 清水 義仁 横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱 重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 坂井 正康 長崎市深堀町５丁目717番地１ 長菱エ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−340508（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11116（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−52496（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭58−27217（ＪＰ，Ｙ１) 国際公開94／011675（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00 326 F23D 14/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Mamoru Yamaji, 12 Nishiki-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Yokohama Works (72) Inventor Atsuo Semba 12, Nishiki-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Shinichi Kato 12 Nishiki-cho, Naka-ku, Yokohama Mitsubishi Heavy Industries Ltd.Yokohama Works (72) Inventor Mikio Tateiwa 1-8-8 Sachiura, Kanazawa-ku, Yokohama Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Yokohama Research Institute (72) Invention Author Yoshihito Shimizu 1-8-1, Sachiura, Kanazawa-ku, Yokohama City Yokohama Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Masayasu Sakai 5-717, Fukahori-cho, Nagasaki-shi 1 In Nagahishi Engineering Co., Ltd. (56) References Special Kaihei 5-340508 (JP, A) JP 6-11116 (JP, A) JP 57-52496 (JP, B1) JP 5 8-27217 (JP, Y1) International Publication 94/011675 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F23C 11/00 326 F23D 14/02
Claims (3)
れ、内部にスワラを装着した安定燃焼用燃料を供給する
１次バーナと、前記１次バーナを囲んで設けられ、その
内筒壁内で主燃焼用燃料供給管を導かれてきた燃料と空
気を混合する際に空気に旋回を与えるための空気旋回羽
根が装着され、更に該内筒壁は、噴流の進行方向に拡張
する複数の段差部が設けられている主燃焼用燃料を供給
する２次バーナと、前記１次バーナ内の中央部にスワラ
を貫通し、又は２次バーナ外側部のいずれか一方に設け
られた追加燃焼用燃料を供給する３次バーナとを配設し
たことを特徴とするガス焚きバーナ。1. A flame stabilizer is attached to the outer periphery of the fuel injection port.
Is a primary burner for supplying a stable combustion fuel equipped with a swirler therein, provided surrounding the primary burner, the
The fuel and the empty space that have been guided through the main combustion fuel supply pipe in the inner cylinder wall
Air swirl wing to give swirl to the air when mixing the air
Roots are mounted, further the inner cylinder wall, supplying a main combustion fuel in which a plurality of step portions that extends in the traveling direction of the jet is provided
Secondary burner and swirler in the center of the primary burner
Or through the outside of the secondary burner
And a tertiary burner that supplies the additional combustion fuel .
燃料の配分比は、１次バーナは１０％以下、２次バーナ
は５０〜９０％、３次バーナは残量にしたことを特徴と
する請求項１に記載のガス焚きバーナ。2. The distribution ratio of the fuel supplied from the primary to tertiary burners is such that the primary burner is 10% or less, the secondary burner is 50 to 90%, and the tertiary burner is the remaining amount. The gas-fired burner according to claim 1.
空気比は、１次バーナは１以上、２次バーナは１．２〜
１．５、３次バーナは空気を供給したとしても０．５以
下に調整したことを特徴とする請求項１に記載のガス焚
きバーナ。3. The air ratio of each of the primary to tertiary burners is 1 or more for the primary burner and 1.2 to 1.2 for the secondary burner.
The gas-fired burner according to claim 1, wherein the third and third burners are adjusted to 0.5 or less even if air is supplied.
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| JPH0989212A JPH0989212A (en) | 1997-04-04 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-09-21 JP JP24284795A patent/JP3434096B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016114329A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Operational method for gas burning burner and gas burning burner |
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| JPH0989212A (en) | 1997-04-04 |
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