JP4383364B2 - Mixed burner - Google Patents

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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

本発明は、混焼用バーナに関し、特に、天然ガス等のガス体燃料、重油等の液体燃料、又はガス体燃料と液体燃料を同時に燃焼するようにしたボイラ用の混焼用バーナであって、その中心部に蒸気噴霧式の油バーナを、その先端周囲に保炎用のスワラを配置し、ガス体燃料の一部を保炎用のスワラ内に供給し、残りのガス体燃料をスワラの周囲外部に配置されたメインガスノズルから供給することで、ガス体燃料及びガス・液体燃料混焼時に、より安定したコンパクトな火炎を形成するようにした混焼用バーナに関するものである。   The present invention relates to a mixed combustion burner, in particular, a gas combustion fuel such as natural gas, a liquid fuel such as heavy oil, or a mixed combustion burner for a boiler in which a gas fuel and a liquid fuel are burned simultaneously, A steam spray type oil burner is placed in the center, a flame-holding swirler is placed around the tip, a part of the gas fuel is supplied into the flame-holding swirler, and the remaining gas fuel is supplied around the swirler. The present invention relates to a co-burning burner which is supplied from a main gas nozzle arranged outside to form a more stable and compact flame at the time of co-firing gas fuel and gas / liquid fuel.

従来、天然ガス等のガス体燃料、重油等の液体燃料、又はガス体燃料と液体燃料を同時に燃焼するようにした産業用又は船舶用ボイラに採用する混焼用バーナにおいて、ガス火炎の安定を図るため、図4に示すように、スワラ外部からの巻き込みによる渦の中心部の負圧域に保炎用火炎を形成し、その火炎によって保炎するようにした混焼用バーナが提案されている。
ところで、この混焼用バーナは、バーナ中心部に保炎用スワラを配し、その中心部に油アトマイザが設置され、また、保炎用スワラの外周部には、複数本のガスノズルが設置されており、ガスはガス供給口から導入されガス室に導かれた後、各ガスノズルから均等に噴出され、また、空気は、風箱に導入された後、レジスター内側を通り炉内に導かれる。この際、空気の一部が保炎用スワラを通り、中心部に負圧域をもつ渦が形成され、ガスノズルから噴出されたガスの一部が負圧域に導かれ、スワラのごく近傍に保炎効果のある安定した火炎が形成されるようにしている。
Conventionally, gas flames are stabilized in a mixed-burning burner employed in an industrial or marine boiler in which gas fuel such as natural gas, liquid fuel such as heavy oil, or gas fuel and liquid fuel are burned simultaneously. Therefore, as shown in FIG. 4, there has been proposed a mixed combustion burner in which a flame holding flame is formed in the negative pressure region in the central part of the vortex caused by entrainment from the outside of the swirler, and the flame is held by the flame.
By the way, this mixed-burning burner has a flame holding swirler in the center of the burner, an oil atomizer is installed in the center, and a plurality of gas nozzles are installed in the outer periphery of the flame holding swirler. The gas is introduced from the gas supply port and guided to the gas chamber, and then ejected from each gas nozzle. The air is introduced into the wind box and then guided to the furnace through the inside of the register. At this time, a part of the air passes through the flame-holding swirler, a vortex having a negative pressure region is formed at the center, and a part of the gas ejected from the gas nozzle is led to the negative pressure region, and in the vicinity of the swirler. A stable flame with a flame holding effect is formed.

ところで、混焼用バーナにおいて、安定した最適な強度の保炎用火炎が形成されないと、特にボイラ等のように、高い燃焼室負荷で運転する設備や急激な負荷変動がある設備では、必要とされる火炎形成の安定性や火炎のコンパクト性が失われ、振動燃焼や不完全燃焼等を起こし易いものとなっていた。   By the way, in a mixed-burning burner, if a flame holding flame with a stable and optimum strength is not formed, it is particularly necessary for equipment operating at a high combustion chamber load or equipment having a rapid load fluctuation such as a boiler. The stability of flame formation and the compactness of the flame are lost, and vibration combustion, incomplete combustion, etc. are likely to occur.

このため、図4に示すような混焼用バーナにおいては、スワラ外部からのガスの巻き込みによって保炎を行うようにしているため、保炎用ガス量を任意に変化させることが困難で、中心部の負圧域に、負圧域を壊さずに任意の強度の保炎用火炎を自由に形成することは困難であった。   For this reason, in the mixed combustion burner as shown in FIG. 4, flame holding is performed by entrainment of gas from the outside of the swirler, so it is difficult to arbitrarily change the amount of flame holding gas. It was difficult to freely form a flame-holding flame having an arbitrary strength in the negative pressure region without breaking the negative pressure region.

本発明は、上記従来の混焼用バーナの有する問題点に鑑み、安定した火炎の形成を実現できるようにするとともに、ボイラのコンパクト化に十分に対応できるようにした混焼用バーナを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the conventional mixed-burning burner, the present invention provides a mixed-burning burner that can realize stable formation of a flame and can sufficiently cope with downsizing of a boiler. Objective.

上記目的を達成するため、本発明の混焼用バーナは、油アトマイザを先端部に取り付け、かつバーナのレジスターの中心部に配設した油バーナと、該油バーナの先端周囲の外周部に油バーナに対して同心状に配設したスワラと、前記油バーナに対して同心状に、環状に間隔をあけて配設した複数本のガスバーナとより構成する混焼用バーナにおいて、ガスバーナをメインガスバーナとパイロット用ガスバーナとに分離し、メインガスバーナをスワラの外周部に、パイロット用ガスバーナをスワラを貫通するようにそれぞれ配置した混焼用バーナであって、パイロット用ガスバーナからのガス噴出方向を、スワラによる空気の旋回方向と同方向で、かつ、環状に間隔をあけて配設したパイロット用ガスバーナの仮想配設円の接線方向に対し、該仮想配設円の中心側に0゜〜60゜の角度範囲となるように設定したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a burner for mixed combustion according to the present invention comprises an oil burner having an oil atomizer attached to the tip and disposed in the center of the register of the burner, and an oil burner on the outer periphery around the tip of the oil burner. In the mixed burner comprising a swirler disposed concentrically with respect to the oil burner and a plurality of gas burners disposed concentrically with respect to the oil burner, the gas burner is connected to the main gas burner and the pilot. The gas burner is separated from the main gas burner, and the pilot gas burner is disposed so as to penetrate the swirler. The gas jet direction from the pilot gas burner indicates the direction of the air blown by the swirler. With respect to the tangential direction of the virtual arrangement circle of the pilot gas burner arranged in the same direction as the turning direction and annularly spaced, Characterized in that the center side of the Sohai 設円 was set to be 0 ° to 60 ° angle range.

この場合において、メインガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向及びスワラによる空気の旋回方向と同方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定することができる In this case, the gas ejection direction from the main gas burner is directed toward the burner tip in the same direction as the outer circumferential direction of the virtual arrangement circle of the main gas burner arranged annularly and the swirling direction of the air by the swirler. Can be set to spout.

また、メインガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向、スワラによる空気の旋回方向と同方向及びこれらの中間方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定することができる Further, the direction of gas ejection from the main gas burner is set to the outer peripheral direction of the virtual arrangement circle of the main gas burner arranged annularly at intervals, the same direction as the swirling direction of the air by the swirler, and the intermediate direction between these directions. Can be set to spout toward

さらに、パイロット用ガスバーナからのガス供給量を、全供給ガス量の10%〜55%に設定することができる。 Furthermore , the gas supply amount from the pilot gas burner can be set to 10% to 55% of the total supply gas amount.

本発明の混焼用バーナによれば、油アトマイザを先端部に取り付け、かつバーナのレジスターの中心部に配設した油バーナと、該油バーナの先端周囲の外周部に油バーナに対して同心状に配設したスワラと、該スワラの周回方向に沿って破線環状に、すなわち、前記油バーナに対して同心状に、環状に間隔をあけて配設した複数本のガスバーナとより構成する混焼用バーナにおいて、ガスバーナをメインガスバーナとパイロット用ガスバーナとに分離し、メインガスバーナをスワラの外周部に、パイロット用ガスバーナをスワラを貫通するようにそれぞれ配置しているから、バーナ軸心に設定された保炎用のスワラで形成される負圧域にスワラの上流部よりスワラを貫通した位置にあるパイロット用ガスバーナから適量のガスを供給することにより、安定した火炎を形成することができ、また、中心軸上に設定した油アトマイザを設けることにより、油専焼、ガス専焼及び油・ガス混焼を可能にし、しかも安定したコンパクトな火炎形成を可能にすることができる。   According to the burner for mixed combustion of the present invention, an oil burner is attached to the tip of the oil atomizer and disposed at the center of the register of the burner, and an outer peripheral portion around the tip of the oil burner is concentric with the oil burner. And a plurality of gas burners arranged in a ring-shaped manner along the circumferential direction of the swirler, that is, concentrically with the oil burner and spaced annularly. In the burner, the gas burner is separated into the main gas burner and the pilot gas burner, the main gas burner is arranged on the outer periphery of the swirler, and the pilot gas burner is arranged so as to penetrate the swirler, so that the maintenance center set at the burner axis is set. Supply an appropriate amount of gas from the pilot gas burner at the position penetrating the swirler from the upstream side of the swirler to the negative pressure region formed by the flame swirler A more stable flame can be formed, and by providing an oil atomizer set on the central axis, oil-only firing, gas-only firing and oil-gas mixed firing are possible, and stable and compact flame formation is possible. Can be.

また、パイロット用ガスバーナからのガス供給量を、全供給ガス量の10%〜55%に設定することにより、バーナ中心部でスワラにより再循環を伴う火炎を形成し、かつこの火炎の渦によりメインノズルから噴出する燃料を安定して継続的に燃焼させることができる。   In addition, by setting the gas supply amount from the pilot gas burner to 10% to 55% of the total supply gas amount, a flame accompanied by recirculation is formed by a swirler at the center of the burner, and the flame vortex causes main flow. The fuel ejected from the nozzle can be stably and continuously burned.

特に、本発明の混焼用バーナにおいては、パイロット用ガスバーナからのガス噴出方向を、軸心方向に対し略直交方向の旋回円の接線方向に対し、−60゜〜0゜に設定すること、すなわち、スワラによる空気の旋回方向と同方向で、かつ、環状に間隔をあけて配設したパイロット用ガスバーナの仮想配設円の接線方向に対し、該仮想配設円の中心側に0゜〜60゜の角度範囲となるように設定することにより、保炎用のスワラで形成される空気の渦の流れを壊さずに導入することができ、安定した保炎用の火炎を形成することができる。   In particular, in the mixed combustion burner of the present invention, the gas ejection direction from the pilot gas burner is set to −60 ° to 0 ° with respect to the tangential direction of the swirl circle substantially perpendicular to the axial direction, , In the same direction as the swirling direction of air by the swirler and in the center side of the imaginary arrangement circle with respect to the tangential direction of the imaginary arrangement circle of the pilot gas burner arranged annularly, By setting the angle range to °, the air vortex flow formed by the flame-holding swirler can be introduced without breaking, and a stable flame-holding flame can be formed. .

また、メインガスバーナからのガス噴出方向を、外周方向及び旋回方向に噴出するように設定すること、すなわち、メインガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向及びスワラによる空気の旋回方向と同方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定することにより、保炎用のスワラで形成される空気の渦の流れを壊さずに空気とガス体燃料との混合を促進することができる。   In addition, the gas ejection direction from the main gas burner is set so as to eject in the outer circumferential direction and the turning direction, that is, the gas ejection direction from the main gas burner is virtually arranged in an annularly spaced manner. By setting to blow toward the tip side of the burner in the same direction as the outer circumference direction of the installation circle and the swirling direction of the air by the swirler, without destroying the flow of the air vortex formed by the flame holding swirler Mixing of air and gaseous fuel can be promoted.

また、メインガスバーナからのガス噴出方向を、外周方向、略旋回方向及びこれらの中間方向に噴出するように設定すること、すなわち、メインガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向、スワラによる空気の旋回方向と同方向及びこれらの中間方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定することにより、保炎用のスワラで形成される空気の渦の流れを壊さずに空気とガス体燃料との混合をさらに促進することができる。   In addition, the gas ejection direction from the main gas burner is set so as to be ejected in the outer circumferential direction, the substantially swiveling direction, and the intermediate direction between them, that is, the gas ejection direction from the main gas burner is annularly spaced. It is formed with a flame-holding swirler by setting it to blow toward the tip side of the burner in the outer circumferential direction of the virtual arrangement circle of the main gas burner, the same direction as the air swirling direction by the swirler, and the intermediate direction between them The mixing of air and gaseous fuel can be further promoted without breaking the air vortex flow.

以下、本発明の混焼用バーナの実施の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the co-burning burner of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings.

図1〜図3に、本発明の混焼用バーナの一実施例を示す。
安定したコンパクトな火炎の形成が可能な油、ガスの混焼用バーナとしては、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示すような構成の混焼用バーナBを用いることができる。
1 to 3 show an embodiment of a mixed burner according to the present invention.
The oil and gas co-firing burner capable of forming a stable and compact flame is not particularly limited. For example, the co-firing burner B having the configuration shown in FIG. 1 can be used.

この混焼用バーナBは、従来の該種バーナと同様に、混焼用バーナBの中心部(レジスターの中心部ともなる)に配置した、主として重油等の液体燃料を燃料とする1つの油バーナ1と、該油バーナ1の先端周囲の外周部に油バーナ1に対して同心状に配設した保炎用のスワラ3と、このスワラ3の周回方向に沿って破線環状に配設した複数本のスポーク型燃料ガスバーナのメインガスバーナ2及びパイロット用ガスバーナ4とから構成する。
この場合、各メインガスバーナ2及びパイロット用ガスバーナ4の先端部には、それぞれガスノズル2A、4Aを取り付け、それぞれ破線環状に、すなわち、前記油バーナに対して同心状に、環状に間隔をあけて配置する複数本のメインガスバーナ2とパイロット用ガスバーナ4とは、図2に示すように、油バーナ1を中心として、メインガスバーナ2を大径に、パイロット用ガスバーナ4を小径となる同心異径状に配置するものとする。
This mixed combustion burner B is a single oil burner 1 mainly using liquid fuel such as heavy oil, which is disposed in the central part of the mixed combustion burner B (which also serves as the central part of the register), like the conventional type burner. A flame holding swirler 3 concentrically disposed on the outer periphery of the oil burner 1 at the periphery of the oil burner 1, and a plurality of lines arranged in a dotted line along the circumferential direction of the swirler 3. The main gas burner 2 and the pilot gas burner 4 of the spoke type fuel gas burner.
In this case, the gas nozzles 2A and 4A are respectively attached to the front ends of the main gas burners 2 and the pilot gas burner 4, and are arranged in a ring-shaped manner, that is, concentrically with the oil burner and spaced in an annular manner. As shown in FIG. 2, the plurality of main gas burners 2 and pilot gas burners 4 are concentrically different in diameter with the main gas burner 2 having a large diameter and the pilot gas burner 4 having a small diameter, with the oil burner 1 as the center. Shall be placed.

油バーナ1の先端部には、従来の油バーナと同様に油アトマイザ1Aを取り付けるとともに、油バーナ1の基端側に燃料油としての重油及び噴霧用媒体としての蒸気を供給するための油供給口1BO及び蒸気供給口1BSをそれぞれ配設し、この油バーナ1の外周部で、油アトマイザ1Aの外周部を取り囲むようにして保炎用のスワラ3を配設するとともに、このスワラ3の内周側にホッパー5を取り付けるようにしている。   An oil atomizer 1A is attached to the distal end portion of the oil burner 1 in the same manner as a conventional oil burner, and oil supply for supplying heavy oil as fuel oil and steam as a spraying medium to the base end side of the oil burner 1 An outlet 1BO and a steam supply port 1BS are provided, and a flame-holding swirler 3 is provided at the outer periphery of the oil burner 1 so as to surround the outer periphery of the oil atomizer 1A. The hopper 5 is attached to the peripheral side.

メインガスバーナ2とパイロット用ガスバーナ4の基端側には、全メインガスバーナ2とパイロット用ガスバーナ4を導通するようにガス室6を配設し、該ガス室6に接続したガス供給口2Bから供給する天然ガス等の燃料ガスをガス室6を経て全ガスバーナ2、4に供給し、パイロット用ガスノズル4A及びメインガスノズル2Aから噴出するようにする。   A gas chamber 6 is disposed on the base end side of the main gas burner 2 and the pilot gas burner 4 so as to connect all the main gas burners 2 and the pilot gas burner 4, and is supplied from a gas supply port 2B connected to the gas chamber 6. A fuel gas such as natural gas is supplied to all the gas burners 2 and 4 through the gas chamber 6 and ejected from the pilot gas nozzle 4A and the main gas nozzle 2A.

また、中央に配置する油バーナ1並びにその外周部に配置する複数本のメインガスバーナ2及びパイロット用ガスバーナ4を1つのレジスター7内に納めるとともに、このレジスター7を風箱8内に配置し、該風箱8内に送風機(図示省略)から送り込まれる送風をレジスター8の空気供給口8Bからレジスター内に導入し、レジスター7の先端を経て、レジスター7先端外周部を取り囲むように配設したバーナタイル9内へと流れるように構成される。
なお、図中8Aは、流れの偏流を防止する空気分布板で、空気供給口8Bからレジスター内に導入される空気の流れを整えて筒状で先端部を先広がり形としたレジスター内を均等に流通するようにする。また、10はバーナ前板を示す。
In addition, the oil burner 1 disposed in the center and the plurality of main gas burners 2 and pilot gas burners 4 disposed on the outer periphery of the oil burner 1 are accommodated in one register 7, and the register 7 is disposed in the wind box 8, The air blower sent from the blower (not shown) into the wind box 8 is introduced into the register through the air supply port 8B of the register 8, and the burner tile is arranged so as to surround the outer periphery of the register 7 through the tip of the register 7. 9 is configured to flow into.
In addition, 8A in the figure is an air distribution plate for preventing the flow drift, and the inside of the register having a cylindrical shape and a tip-end shape is formed by adjusting the flow of air introduced from the air supply port 8B into the register. To circulate. Reference numeral 10 denotes a burner front plate.

また、図1(B)及び図2に示すように、油バーナ1の外周部において、油バーナ1の先端部外周に配設したスワラ3を取り巻くように破線環状に配置するメインガスバーナ2の本数は、その数をバーナ容量により変化させ、特に限定されるものではないが、例えば、3〜10本程度の複数本(本実施例においては、5本)とする。
この各メインガスバーナ2の先端に取り付けたメインガスノズル2Aには、図2に示すように、それぞれメインガスノズル2Aの1つ当たり、外周方向(略放射方向、すなわち、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナ2の仮想配設円の外周方向)で先端側に向けて噴射するように1〜5個程度(本実施例においては、1個)のガス噴出孔11a及び空気の旋回方向(略周回方向、すなわち、スワラ3による空気の旋回方向と同方向)で先端側に向けて噴射するように1〜5個程度(本実施例においては、1個)のガス噴出孔11bを設けるようにする。
このメインガスノズル2Aの構成は、これに限定されず、例えば、図3に示すように、それぞれメインガスノズル2Aの1つ当たり、外周方向(略放射方向、すなわち、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナ2の仮想配設円の外周方向)で先端側に向けて噴射するように1〜5個程度(本実施例においては、1個)のガス噴出孔11a、空気の旋回方向(略周回方向、すなわち、スワラ3による空気の旋回方向と同方向)で先端側に向けて噴射するように1〜5個程度(本実施例においては、1個)のガス噴出孔11b及びその中間で先端側に向けて噴射するように1〜5個程度(本実施例においては、1個)のガス噴出孔11cを設けるようにすることもできる。
これにより、メインガスノズル2Aからのガスの噴出方向は、外周方向及び旋回方向となり、レジスター内を均等に流通してスワラ3を通過する際、空気にはスワラ3の旋回羽根の作用により右又は左方向の旋回がかかり、かつスワラ3の外周部の空気にも作用して旋回しているので、メインガスノズル2Aから外周方向と旋回方向へ噴出されるガス体燃料との混合を促進するものとなる。
Further, as shown in FIG. 1B and FIG. 2, the number of main gas burners 2 arranged in an annular broken line so as to surround the swirler 3 arranged on the outer periphery of the tip end of the oil burner 1 in the outer periphery of the oil burner 1. The number varies depending on the burner capacity and is not particularly limited. For example, the number is about 3 to 10 (in this embodiment, 5).
As shown in FIG. 2, the main gas nozzles 2A attached to the tips of the main gas burners 2 are arranged in the outer circumferential direction (substantially in the radial direction, that is, annularly spaced) for each main gas nozzle 2A. About 1 to 5 (in this embodiment, 1) gas ejection holes 11a and air swirl direction (substantially round) so that the main gas burner 2 is jetted toward the front end side in the virtual arrangement circle of the main gas burner 2 About 1 to 5 (one in this embodiment) gas ejection holes 11b are provided so as to inject toward the tip in the direction, that is, the same direction as the air swirl direction by the swirler 3. .
The configuration of the main gas nozzle 2A is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, each main gas nozzle 2A is disposed in the outer circumferential direction (substantially in the radial direction, that is, annularly spaced). About 1 to 5 (in this embodiment, 1) gas ejection holes 11a and air swirl direction (substantially round) so that the main gas burner 2 is jetted toward the front end side in the virtual arrangement circle of the main gas burner 2 About 1 to 5 (one in this embodiment) gas ejection holes 11b and the tip in the middle so as to inject toward the tip side in the direction, that is, the same direction as the air swirl direction by the swirler 3 About 1 to 5 (one in this embodiment) gas ejection holes 11c may be provided so as to inject toward the side.
As a result, the gas ejection direction from the main gas nozzle 2A becomes the outer circumferential direction and the swirl direction. When the gas flows evenly through the register and passes through the swirler 3, the air is moved to the right or left by the swirl vanes of the swirler 3 Since the swirl in the direction is applied and the swirler 3 also acts on the air at the outer peripheral portion of the swirler 3 and swirls, the mixing of the gaseous fuel ejected from the main gas nozzle 2A in the outer peripheral direction and the swirling direction is promoted. .

パイロット用ガスバーナ4は、メインガスバーナ2と同様にバーナ容量により変化させ、特に限定されるものではないが、例えば、3〜10本程度の複数本(本実施例においては、5本)とし、この各パイロット用ガスバーナ4の先端に取り付けたパイロット用ガスノズル4Aには、そのガス噴出方向を、バーナ軸心方向に対し略直交方向の旋回円(保炎用スワラ3による旋回方向)の接線方向に対し、−60゜〜0゜(本実施例においては、−36゜)、すなわち、スワラ3による空気の旋回方向と同方向で、かつ、環状に間隔をあけて配設したパイロット用ガスバーナ4の仮想配設円の接線方向に対し、該仮想配設円の中心側に0゜〜60゜の角度範囲となるようにガス噴出孔11dを設けるようにする。
これにより、保炎用のスワラ3で形成される空気の渦の流れを壊さずにガスを導入することができ、安定した保炎用の火炎を形成することができる。
さらに、パイロット用ガスバーナからのガス供給量を、全供給ガス量の10%〜55%に設定する。このガス供給量は、10%〜55%の範囲内で自由に調整することができるようにする。
The pilot gas burner 4 is changed according to the burner capacity in the same manner as the main gas burner 2 and is not particularly limited. For example, the pilot gas burner 4 is a plurality of about 3 to 10 (5 in this embodiment). The pilot gas nozzle 4A attached to the tip of each pilot gas burner 4 has a gas ejection direction with respect to a tangential direction of a swirl circle (a swirl direction by the flame-holding swirler 3) substantially perpendicular to the burner axial direction. -60 ° to 0 ° (−36 ° in the present embodiment), that is, the virtual direction of the pilot gas burner 4 disposed in the same direction as the swirling direction of the air by the swirler 3 and spaced annularly. The gas ejection holes 11d are provided so as to have an angle range of 0 ° to 60 ° on the center side of the virtual arrangement circle with respect to the tangential direction of the arrangement circle.
As a result, gas can be introduced without breaking the air vortex flow formed by the flame-holding swirler 3, and a stable flame-holding flame can be formed.
Further, the gas supply amount from the pilot gas burner is set to 10% to 55% of the total supply gas amount. This gas supply amount can be freely adjusted within a range of 10% to 55%.

次に、この混焼用バーナの作用を、図面に基づいて説明する。
予め設定された油圧を有するようにした燃料油としての重油と、噴霧用媒体としての噴霧用蒸気とが、油バーナ1の油供給口1BO及び蒸気供給口1BSへ供給されると、油バーナ1内を経て先端に取り付けられた油アトマイザ1A内にて混合され、噴霧状となってバーナタイル9内の燃焼室内へ噴霧状にして吐出される。
Next, the operation of this mixed burner will be described with reference to the drawings.
When heavy oil as fuel oil having a predetermined hydraulic pressure and spraying steam as a spraying medium are supplied to the oil supply port 1BO and the steam supply port 1BS of the oil burner 1, the oil burner 1 It mixes in the oil atomizer 1A attached to the front-end | tip through the inside, becomes a spray form, and is discharged in the spray form into the combustion chamber in the burner tile 9.

一方、燃焼用の空気は、ブロアー等から空気供給口8Bを経て空気分布流板8Aにて流れの偏流を防止するようにして風箱8内に送り込まれると、該風箱8内に配設したレジスター7内に導入され、該レジスター7の先端を経て、レジスター7の先端外周部を取り囲むように配設したバーナタイル9内へと流れる。この際、レジスター7内を流れる空気の一部は、保炎用のスワラ3を通して中心部に負圧域をもった渦が形成され、残りの一部は保炎用スワラの外周部の隙間を流れ炉内に供給される。   On the other hand, when the combustion air is fed into the wind box 8 from the blower or the like through the air supply port 8B so as to prevent the flow drift in the air distribution flow plate 8A, the combustion air is disposed in the wind box 8. Then, the gas flows into the burner tile 9 arranged so as to surround the outer periphery of the tip of the register 7 through the tip of the register 7. At this time, a part of the air flowing in the register 7 is formed with a vortex having a negative pressure region at the center through the flame-holding swirler 3, and the remaining part is formed in the clearance around the outer periphery of the flame-holding swirler. Supplied into a flow furnace.

また、天然ガス等のガス体燃料は、ガス供給口2Bからガス室6内に供給され、該ガス室6に接続した複数本のインガスバーナ2とパイロット用ガスバーナ4とに供給され、先端に取り付けられたメインガスノズル2A及びパイロット用ガスノズル4Aから噴出される。
このパイロット用ガスノズル4Aから噴出されるガス量は、任意に決定することができ、特に限定されるものではなく、保炎用スワラの大きさによっても異なるが、例えば、全供給ガス量の10%〜55%程度とするのが最適となる。
このように、ガス体燃料の10%〜55%をバーナ中心部のスワラで形成される負圧域に供給し、残りのガス体燃料をメインガスノズルから供給して燃焼させることにより、バーナ中心部でスワラにより再循環を伴う火炎を形成し、かつこの火炎の渦によりメインガスノズルから噴出する燃料を安定して継続的に燃焼させることができる。
Gas body fuel such as natural gas is supplied into the gas chamber 6 from the gas supply port 2B, supplied to the plurality of in-gas burners 2 and the pilot gas burner 4 connected to the gas chamber 6, and attached to the tip. The main gas nozzle 2A and the pilot gas nozzle 4A are ejected.
The amount of gas ejected from the pilot gas nozzle 4A can be arbitrarily determined, and is not particularly limited, and varies depending on the size of the flame-holding swirler. It is optimal to be about ~ 55%.
Thus, 10% to 55% of the gaseous fuel is supplied to the negative pressure region formed by the swirler in the burner center, and the remaining gas fuel is supplied from the main gas nozzle and burned, thereby burning the burner center. The swirler can form a flame with recirculation, and the fuel ejected from the main gas nozzle can be stably and continuously burned by the vortex of the flame.

なお、このバーナ中心部に供給されるガス体燃料(パイロットガス量)が全供給ガス量の10%よりも少ないと、保炎用の火炎が安定せず、必要とされる保炎力が確保されずに、全体の火炎も不安定になり安定した火炎が得られにくくなるとともに、反対にバーナ中心部のスワラにより形成された渦部に供給されるガス体燃料(パイロットガス量)が全供給ガス量の55%よりも多いと、中心部の負圧域が弱くなり、全体の火炎は不安定になり、中心部の空気不足を招いて長炎になり、火炎のコンパクト性を失う。   If the gas fuel (pilot gas amount) supplied to the center of this burner is less than 10% of the total supply gas amount, the flame holding flame will not be stable and the required flame holding power will be secured. In addition, the entire flame becomes unstable and it becomes difficult to obtain a stable flame. On the contrary, the gas body fuel (amount of pilot gas) supplied to the swirl formed by the swirler at the center of the burner is fully supplied. When the amount of gas is more than 55%, the negative pressure region in the central part becomes weak, the entire flame becomes unstable, the air in the central part becomes short and a long flame is formed, and the compactness of the flame is lost.

この場合、パイロット用ガスノズル4Aから噴出されるパイロットガスの噴出方向が、バーナ軸心方向に略直交し、保炎用スワラの旋回の接線方向に対して−60゜から0゜の範囲に設定されているため、保炎用のスワラで形成される渦の流れが壊されないので、安定した保炎用の火炎を形成される。   In this case, the jet direction of the pilot gas jetted from the pilot gas nozzle 4A is set in a range of −60 ° to 0 ° with respect to the tangential direction of the swirling of the flame-holding swirler. Therefore, since the vortex flow formed by the flame holding swirler is not broken, a stable flame holding flame is formed.

また、バーナ中心となる油バーナの先端に油アトマイザを設けることにより、油専焼バーナ又は油とガスを同時に燃焼できる油・ガス混焼用バーナとしても使用できる。この場合、保炎用スワラにより形成された負圧域に、油火炎が十分に保炎され安定した火炎が形成される。従って油とガス体燃料を、同一のバーナで各々の燃料の専焼運転から両燃料の混焼まで高ターンダウン比運転が可能で、しかもコンパクトで安定した火炎を形成することができる。   Further, by providing an oil atomizer at the tip of the oil burner which is the center of the burner, it can be used as an oil-only burner or an oil / gas mixed burner capable of simultaneously burning oil and gas. In this case, the oil flame is sufficiently held in the negative pressure region formed by the flame holding swirler, and a stable flame is formed. Accordingly, it is possible to operate the oil and gas fuel with a high burn-up ratio from the exclusive combustion operation of each fuel to the mixed combustion of both fuels with the same burner, and to form a compact and stable flame.

以上、本発明の混焼用バーナについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。   As mentioned above, although the mixed burner of this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, The structure is suitably changed in the range which does not deviate from the meaning. It is something that can be done.

本発明の混焼用バーナは、バーナ中心部でスワラにより再循環を伴う火炎を形成し、かつこの火炎の渦によりメインガスノズルから噴出する燃料を安定して継続的に燃焼させることにより、安定した火炎の形成を実現できるようにするとともに、ボイラのコンパクト化に十分に対応できるという特性を有していることから、産業用或いは船舶用ボイラの用途に好適に用いることができる。   The burner for mixed combustion of the present invention forms a flame accompanied by recirculation by a swirler at the center of the burner, and stably burns the fuel ejected from the main gas nozzle by the vortex of the flame, thereby stabilizing the flame. Therefore, it can be suitably used for industrial or marine boiler applications.

本発明の混焼用バーナの一実施例を示し、(A)は断面図、(B)は正面図である。An example of the burner for mixed combustion of this invention is shown, (A) is sectional drawing, (B) is a front view. 同拡大正面図である。It is the same enlarged front view. 本発明の混焼用バーナの変形実施例を示し、(a)は混焼用バーナの拡大正面図、(b)はメインガスノズルの正面図、(c)はメインガスノズルの断面図、(d)はパイロット用ガスノズルの正面図、(e)はパイロット用ガスノズルの断面図である。The modification example of the burner for mixed combustion of this invention is shown, (a) is an enlarged front view of the burner for mixed combustion, (b) is a front view of the main gas nozzle, (c) is a sectional view of the main gas nozzle, (d) is a pilot The front view of the gas nozzle for operation, (e) is a sectional view of the gas nozzle for pilot. 従来のバーナの断面図である。It is sectional drawing of the conventional burner.

B 混焼用バーナ
1 油バーナ
1A 油アトマイザ
1BO 油供給口
1BS 蒸気供給口
2 メインガスバーナ
2A メインガスノズル
2B ガス供給口
3 スワラ
4 パイロット用ガスバーナ
4A パイロット用ガスノズル
5 ダンパー
6 ガス室
7 レジスター
8 風箱
8A 空気供給口
9 バーナタイル
10 バーナ前板
11a ガス噴出孔
11b ガス噴出孔
11c ガス噴出孔
11d ガス噴出孔
B Burner for mixed combustion 1 Oil burner 1A Oil atomizer 1BO Oil supply port 1BS Steam supply port 2 Main gas burner 2A Main gas nozzle 2B Gas supply port 3 Swirler 4 Pilot gas burner 4A Pilot gas nozzle 5 Damper 6 Gas chamber 7 Register 8 Air box 8A Supply port 9 Burner tile 10 Burner front plate 11a Gas ejection hole 11b Gas ejection hole 11c Gas ejection hole 11d Gas ejection hole

Claims (4)

油アトマイザを先端部に取り付け、かつバーナのレジスターの中心部に配設した油バーナと、該油バーナの先端周囲の外周部に油バーナに対して同心状に配設したスワラと、前記油バーナに対して同心状に、環状に間隔をあけて配設した複数本のガスバーナとより構成する混焼用バーナにおいて、ガスバーナをメインガスバーナとパイロット用ガスバーナとに分離し、メインガスバーナをスワラの外周部に、パイロット用ガスバーナをスワラを貫通するようにそれぞれ配置した混焼用バーナであって、パイロット用ガスバーナからのガス噴出方向を、スワラによる空気の旋回方向と同方向で、かつ、環状に間隔をあけて配設したパイロット用ガスバーナの仮想配設円の接線方向に対し、該仮想配設円の中心側に0゜〜60゜の角度範囲となるように設定したことを特徴とする混焼用バーナ。   An oil burner attached to the tip of an oil atomizer and disposed in the center of the register of the burner, a swirler disposed concentrically with respect to the oil burner on the outer periphery around the tip of the oil burner, and the oil burner The gas burner is divided into a main gas burner and a pilot gas burner, and the main gas burner is arranged on the outer periphery of the swirler. , A mixed-burning burner in which pilot gas burners are respectively arranged so as to penetrate the swirler, and the gas ejection direction from the pilot gas burner is the same direction as the air swirling direction by the swirler, and is annularly spaced With respect to the tangential direction of the imaginary arrangement circle of the arranged pilot gas burner, the angle range is 0 ° to 60 ° on the center side of the imaginary arrangement circle. Multi-fuel burner, characterized in that the sea urchin set. インガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向及びスワラによる空気の旋回方向と同方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定したことを特徴とする請求項1記載の混焼用バーナ。 The gas ejection direction from the main gas burners, so as to eject toward the front end side of the burner in the turning direction in the same direction of the air by the outer circumferential direction and swirler virtual distribution設円main gas burner which is disposed at intervals in the annular The mixed-burning burner according to claim 1, wherein インガスバーナからのガス噴出方向を、環状に間隔をあけて配設したメインガスバーナの仮想配設円の外周方向、スワラによる空気の旋回方向と同方向及びこれらの中間方向でバーナの先端側に向けて噴出するように設定したことを特徴とする請求項1記載の混焼用バーナ。 The gas ejection direction from the main gas burners, the outer peripheral direction of the virtual distribution設円main gas burner which is disposed at intervals in the annular distal end side of the burner in the turning direction in the same direction and these intermediate direction of the air by swirler The mixed-burning burner according to claim 1 , wherein the burner is set so as to be jetted out. パイロット用ガスバーナからのガス供給量を、全供給ガス量の10%〜55%に設定するようにしたことを特徴とする請求項1、2又は3記載の混焼用バーナ。   4. The mixed combustion burner according to claim 1, wherein the gas supply amount from the pilot gas burner is set to 10% to 55% of the total supply gas amount.
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