JP3692217B2

JP3692217B2 - Flame holder

Info

Publication number: JP3692217B2
Application number: JP20774397A
Authority: JP
Inventors: 昭一甲斐; 八郎川島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: JPH1151321A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は事業用、産業用ボイラのバーナに適用される保炎器に関し、保炎器の案内板にカーボンが付着するのを防止する構造にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の保炎器の正面図、図５は図４におけるＢ−Ｂ断面図ある。この保炎器は特開平７−１９８１１３号に開示され、本出願人により出願されたものであり、次にその概要を説明する。両図において、１は一次空気ノズルであり、後述する保炎器６の外側を円筒状に覆っている。２はバーナガイド管であり、内部にバーナガン３が配置されている。４はバーナガン３から供給される燃料、５は一次空気ノズルから供給される一次空気である。６は保炎器であり、炉内１０に向ってラッパ状に広がった形状をしており、６ａはコーン、６ｂは外筒、６ｃは内筒、６ｄは補強リブである。このように保炎器６はコーン６ａ、外筒６ｂ、内筒６ｃおよび補強リブ６ｄにより構成されており、バーナガンガイド管２の先端部に装着される。
【０００３】
７はコーン６ａに沿って形成されるリングフレーム、８は燃焼火炎、９は後述する案内板１２の表面に付着し、成長したカーボンである。１０は炉内を示し、１１はコーン６ａに明けられた一次空気取り入れ穴であり、図４に示すように円周状に複数個（図４では６個）配置されている。１２は前述の案内板であり、コーン６ａの一次空気取り入れ穴１１の位置に一定の空間を保ち、両側を開口した空気室１３を形成するように複数板（図４では６枚）が配置されている。
【０００４】
上記構成の保炎器において、燃料４はバーナガン３先端から炉内１０に供給される。一方、一次空気５は一次空気ノズル１出口に於いて図５に示すよう５ａ〜５ｅの流れとなり、炉内１０に供給される。上述した状態で図示していない点火源により着火させると、コーン６ａの表面にリングフレーム７が形成され、および炉内１０に燃焼火炎８を形成する。
【０００５】
リングフレーム７は一次空気５が供給されることにより保炎器６の表面近傍部が負圧となり、この負圧部分に一次空気５ｂと燃料４の一部が巻き込まれ、適正な混合気となるため形成されるものである。このリングフレーム７は安定な火炎であり一度形成されると点火源がなくても自己保炎して継続燃焼を可能とする。
【０００６】
一次空気５ｅはコーン６ａの一次空気取り入れ孔１１から入り、案内板１２とコーン６ａで形成された空気室１３の両側開口から図４に示すように保炎器６表面に流出し、コーン６ａの表面にエアカーテンを形成する。このエアカーテンは、燃焼により発生するカーボンを保炎器６表面に付着させないためのものである。
【０００７】
ところが、案内板１２の表面部は巻き込みの流れはあるものの軸流方向の流れがないため保炎器６の表面のカーボンの付着は防止されるが、案内板１２の表面にはカーボン９が付着し、図５に示すように成長していく。このカーボン９は付着力が弱い場合、ある程度成長すると自重により剥離するが、付着力が強い場合は成長したまま剥離しないことになる。カーボン９が付着成長したままでは、保炎器６の表面近傍部に一次空気５ｂと燃料４の一部の巻き込みが無くなり、リングフレーム７が消滅する。この結果、燃焼火炎８の着火点は不安定となり、最悪の場合は失火することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の保炎器においては、保炎器のコーンに一次空気取り入れ穴を複数設け、これら穴の上面には案内板を配置するようにして保炎器表面にエアカーテンを形成して表面にカーボンが付着するのを防止するような対策を施したので、このような対策をしない保炎器と比べて保炎器表面のカーボンの付着が防止されるものである。しかし、前述のように、案内板１２の表面部には空気の巻き込みの流れはあるものの軸流方向の流れがないため、案内板１２の表面には図５に示すようにカーボン９が付着して成長するようになる。このままカーボン９が成長していくと前述のようにリングフレーム７が消滅してしまい、この結果、燃焼火炎８の着火が不安定となり、最悪の場合は失火することになる。
【０００９】
そこで本発明は、保炎器に複数の一次空気取り入れ穴を設けると共に、これら穴を通過した一次空気を保炎器の表面に沿わせて噴出させる案内板を配置したものにおいて、更にこの保炎器を改良し、案内板の表面にも一次空気が流れるような構造にして案内板表面にカーボンが付着し、成長して堆積しないような保炎器とし、リングフレームが消失せずに安定した着火を有するようにすることを課題としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の手段を提供する。
【００１１】
燃料を炉内へ供給するバーナガンの炉内先端部の周囲に設けられたコーンと、同コーン表面の周囲に一次空気を流出させる複数の穴を設けると共に、同穴の炉内側に同穴から流出する一次空気を前記コーンの表面にほぼ平行に流出させる案内板とを有してなる保炎器において、前記案内板の表面に複数の穿孔を施したことを特徴とする保炎器。
【００１２】
本発明の保炎器は案内板表面にも穿孔を施したもので一次空気が複数の孔から案内板上面へ流出し、案内板上面にも軸流方向の流れが発生し、この流れにより案内板表面にカーボンが付着するのを防止し、そのために、保炎器コーン表面において一次空気と燃料の適正な混合がなされ、リングフレームが成長したカーボンにより消滅することがないので安定した燃焼が継続される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る保炎器の正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１における案内板の拡大断面図である。これら図において、従来例と異なる部分は案内板２２であり、従来の案内板１２とは案内板に複数の穿孔を設けたところが異なっている。その他の部分は従来例と同じものであるので、これらの部分の説明は省略し、本発明の特徴部分のみについて説明する。
【００１４】
図２において、一次空気ノズル１より流入する一次空気５のうち、保炎器６のコーン６ａに設けられた一次空気取り入れ穴１１に空気５ｅが流入し、空気室１３の両側から図１に示すように保炎器６のコーン６ａの表面に沿って流出し、エアカーテンを形成し、保炎器６表面にカーボンが付着するのを防止している。
【００１５】
同時に空気５ｅの１部は図３に示すように案内板２２の多数の穿孔１４から空気５ｆとなって軸流方向に噴出して案内板２２の表面に付着しようとするカーボンを吹き飛ばし、従来のようにカーボンが付着して堆積するのを防止している。
【００１６】
上記のように穿孔１４より軸流方向に空気５ｆが噴出することにより案内板２２の表面にカーボンが付着して成長するようなことがないので、一次空気５ｂと燃料４の一部が保炎器６の表面近傍で巻き込まれ、適正な混合気となってリングフレーム７が消滅することがない。
【００１７】
以上説明のように、本実施の形態においては、コーン６ａには一次空気取り入れ穴１１を設けると共に、その穴１１の炉内１０側に案内板２２を設け、これによりコーン６ａの表面に一次空気のエアカーテンを形成せしめてコーン６ａ表面にカーボンが付着して堆積するのを防止する。
【００１８】
更に、案内板２２に複数の穿孔１４を設けることにより案内板２２上面に軸流方向の流れを発生させ、案内板２２表面のカーボン付着を防止できるので、保炎器のコーン６ａ及び案内板２２のいずれにもカーボンが付着して成長することがなく、リングフレーム７の形成が妨害されないので着火点が安定し、自己保炎を継続し、燃焼を可能とするものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上、具体的に説明したように、本発明は、燃料を炉内へ供給するバーナガンの炉内先端部の周囲に設けられたコーンと、同コーン表面の周囲に一次空気を流出させる複数の穴を設けると共に、同穴の炉内側に同穴から流出する一次空気を前記コーンの表面にほぼ平行に流出させる案内板とを有してなる保炎器において、前記案内板の表面に複数の穿孔を施したことを特徴としている。このような構成により、案内板上面へ複数の孔より一次空気が流出し、軸流方向の流れを発生するので案内板上面へのカーボンの付着が防止され、リングフレームの形成を維持して安定した燃焼が継続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る保炎器の正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る保炎器の案内板の拡大断面図である。
【図４】従来の保炎器の正面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１一次空気ノズル
２バーナガイド管
３バーナガン
４燃料
５一次空気
６保炎器
６ａコーン
６ｂ外筒
６ｃ内筒
６ｄ補強リブ
７リングフレーム
８燃焼火炎
９カーボン
１０炉内
１１一次空気取り入れ穴
１２案内板
１３空気室
１４穿孔
２２案内板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flame holder applied to a burner of a business or industrial boiler, and has a structure that prevents carbon from adhering to a guide plate of the flame holder.
[0002]
[Prior art]
4 is a front view of a conventional flame holder, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. This flame holder is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-198113 and has been filed by the present applicant. The outline of the flame holder will be described below. In both figures, reference numeral 1 denotes a primary air nozzle, which covers the outside of a flame holder 6 described later in a cylindrical shape. Reference numeral 2 denotes a burner guide tube, in which a burner gun 3 is arranged. 4 is the fuel supplied from the burner gun 3, and 5 is the primary air supplied from the primary air nozzle. Reference numeral 6 denotes a flame holder, which is shaped like a trumpet toward the furnace interior 10; 6a is a cone, 6b is an outer cylinder, 6c is an inner cylinder, and 6d is a reinforcing rib. As described above, the flame holder 6 includes the cone 6a, the outer cylinder 6b, the inner cylinder 6c, and the reinforcing rib 6d, and is attached to the tip of the burner gun guide tube 2.
[0003]
Reference numeral 7 denotes a ring frame formed along the cone 6a, 8 denotes a combustion flame, and 9 denotes carbon grown on the surface of a guide plate 12 described later. Reference numeral 10 denotes the inside of the furnace, and 11 is a primary air intake hole opened in the cone 6a, and a plurality (six in FIG. 4) are arranged circumferentially as shown in FIG. Reference numeral 12 denotes the above-described guide plate, and a plurality of plates (six in FIG. 4) are arranged so as to form an air chamber 13 that is open at both sides while maintaining a certain space at the position of the primary air intake hole 11 of the cone 6a. ing.
[0004]
In the flame holder configured as described above, the fuel 4 is supplied into the furnace 10 from the tip of the burner gun 3. On the other hand, the primary air 5 becomes a flow of 5a to 5e at the outlet of the primary air nozzle 1 as shown in FIG. When ignited by an ignition source (not shown) in the above-described state, the ring frame 7 is formed on the surface of the cone 6 a and the combustion flame 8 is formed in the furnace 10.
[0005]
When the primary air 5 is supplied to the ring frame 7, the vicinity of the surface of the flame holder 6 has a negative pressure, and the primary air 5 b and a part of the fuel 4 are entrained in this negative pressure portion, so that an appropriate air-fuel mixture is obtained. Therefore, it is formed. This ring frame 7 is a stable flame, and once formed, self-flame holding is possible even if there is no ignition source, enabling continuous combustion.
[0006]
The primary air 5e enters from the primary air intake hole 11 of the cone 6a, flows out from both side openings of the air chamber 13 formed by the guide plate 12 and the cone 6a to the surface of the flame holder 6 as shown in FIG. An air curtain is formed on the surface. This air curtain is for preventing carbon generated by combustion from adhering to the surface of the flame holder 6.
[0007]
However, although the surface portion of the guide plate 12 has a flow of entrainment but does not flow in the axial direction, the adhesion of carbon on the surface of the flame holder 6 is prevented, but the carbon 9 adheres to the surface of the guide plate 12. Then, it grows as shown in FIG. If the carbon 9 has a weak adhesive force, it will peel off due to its own weight when it grows to some extent, but if the adhesive force is strong, it will not peel off while growing. If the carbon 9 remains adhered and grown, the primary air 5b and a part of the fuel 4 are not caught in the vicinity of the surface of the flame holder 6, and the ring frame 7 disappears. As a result, the ignition point of the combustion flame 8 becomes unstable and misfires in the worst case.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional flame stabilizer, a plurality of primary air intake holes are provided in the cone of the flame stabilizer, and an air curtain is formed on the surface of the flame stabilizer by arranging a guide plate on the upper surface of these holes. Since measures have been taken to prevent carbon from adhering to the flame, carbon adhesion on the flame holder surface can be prevented compared to flame holders that do not take such measures. However, as described above, the surface of the guide plate 12 has an air entrainment flow but no axial flow, so that carbon 9 is attached to the surface of the guide plate 12 as shown in FIG. To grow. If the carbon 9 grows as it is, the ring frame 7 disappears as described above, and as a result, the ignition of the combustion flame 8 becomes unstable, and in the worst case, it will misfire.
[0009]
Accordingly, the present invention provides a flame holder having a plurality of primary air intake holes and a guide plate for ejecting the primary air that has passed through the holes along the surface of the flame holder. Improved the vessel so that the primary air flows on the surface of the guide plate as well, making the flame holder so that carbon adheres to the guide plate surface and does not grow and accumulate, and the ring frame does not disappear and is stable It is made as a subject to make it have ignition.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the following means in order to solve the aforementioned problems.
[0011]
A cone provided around the furnace tip of the burner gun that supplies fuel into the furnace, and a plurality of holes that allow primary air to flow out around the cone surface, and out of the same hole inside the furnace And a guide plate for allowing primary air to flow out substantially parallel to the surface of the cone, wherein the guide plate has a plurality of perforations on the surface.
[0012]
The flame holder of the present invention has a perforation on the surface of the guide plate. Primary air flows out from the plurality of holes to the upper surface of the guide plate, and an axial flow is also generated on the upper surface of the guide plate. To prevent carbon from adhering to the plate surface, proper mixing of primary air and fuel is performed on the flame stabilizer cone surface, and the ring frame does not disappear due to the grown carbon, so stable combustion continues. Is done.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 is a front view of a flame holder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a guide plate in FIG. In these drawings, a portion different from the conventional example is a guide plate 22, which is different from the conventional guide plate 12 in that a plurality of perforations are provided in the guide plate. Since other parts are the same as those of the conventional example, description of these parts is omitted, and only characteristic parts of the present invention will be described.
[0014]
In FIG. 2, of the primary air 5 flowing from the primary air nozzle 1, air 5 e flows into the primary air intake hole 11 provided in the cone 6 a of the flame stabilizer 6, and is shown in FIG. 1 from both sides of the air chamber 13. In this way, it flows out along the surface of the cone 6a of the flame holder 6 to form an air curtain, thereby preventing carbon from adhering to the flame holder 6 surface.
[0015]
At the same time, as shown in FIG. 3, a part of the air 5e becomes air 5f from a large number of perforations 14 of the guide plate 22 and blows off the carbon to be attached to the surface of the guide plate 22 in the axial direction. Thus, carbon is prevented from adhering and depositing.
[0016]
As described above, since the air 5f is ejected from the perforations 14 in the axial direction, carbon does not adhere to the surface of the guide plate 22 and grow, so that the primary air 5b and a part of the fuel 4 are retained by the flame. The ring frame 7 does not disappear due to being caught in the vicinity of the surface of the vessel 6 and becoming an appropriate air-fuel mixture.
[0017]
As described above, in this embodiment, the cone 6a is provided with the primary air intake hole 11, and the guide plate 22 is provided on the inside of the furnace 10 with respect to the hole 11, whereby the primary air is provided on the surface of the cone 6a. The air curtain is formed to prevent carbon from adhering and accumulating on the surface of the cone 6a.
[0018]
Further, by providing a plurality of perforations 14 in the guide plate 22, it is possible to generate an axial flow on the upper surface of the guide plate 22 and prevent carbon adhesion on the surface of the guide plate 22. Therefore, the cone 6 a of the flame holder and the guide plate 22 are prevented. No carbon adheres and grows on both of them, and the formation of the ring frame 7 is not hindered. Therefore, the ignition point is stabilized, self-flame holding is continued, and combustion is possible.
[0019]
【The invention's effect】
As specifically described above, the present invention includes a cone provided around the tip of the burner gun for supplying fuel into the furnace, and a plurality of holes through which primary air flows out around the cone surface. And a guide plate for letting primary air flowing out of the hole inside the furnace in the same hole flow out substantially parallel to the surface of the cone, a plurality of perforations on the surface of the guide plate It is characterized by having given. With such a configuration, primary air flows out from the plurality of holes to the upper surface of the guide plate, and a flow in the axial direction is generated, so that carbon adhesion to the upper surface of the guide plate is prevented, and the formation of the ring frame is maintained and stabilized. Combustion can continue.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a flame holder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a guide plate of a flame holder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of a conventional flame holder.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary air nozzle 2 Burner guide pipe 3 Burner gun 4 Fuel 5 Primary air 6 Flame holder 6a Cone 6b Outer cylinder 6c Inner cylinder 6d Reinforcement rib 7 Ring frame 8 Combustion flame 9 Carbon 10 In-furnace 11 Primary air intake hole 12 Guide plate 13 Air chamber 14 Perforation 22 Guide plate

Claims

A burner gun that supplies fuel into the furnace has a cone provided around the tip of the furnace and a plurality of holes that allow the primary air to flow around the cone surface, and flows out of the hole inside the same hole. A flame holder having a guide plate for allowing primary air to flow out substantially parallel to the surface of the cone, wherein the guide plate has a plurality of perforations on the surface thereof.