JPH01121610A - 低ＮＯｘガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低ＮＯｘガス燃焼装置に係り、特に高温還元燃
焼とサーマルＮＯｘ抑制燃焼とを組み合わせた燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物を大幅に低減するのに好適な低Ｎ　Ｏ
ｘガスバーナに関する。

〔従来の技術〕

従来の低ＮＯｘ燃焼を行うガスバーナは第４図に示すご
とく、主ガスバーナノズル８が、３次空気１２の流路内
に配置されているために、ウィンドボックス（風箱）内
の酸素濃度が１６％以下となるような高濃度の排ガスを
再循環させて低ＮＯｘ燃焼を行わせる場合には、ガスバ
ーナの保炎性が不充分となり火炎がバーナスロート６近
傍から離れ。

ガス燃焼が極めて不安定となる問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したごと〈従来技術においては、ウィンドボックス
内の酸素濃度が１６％以下となるような高濃度の排ガス
を再循環させて燃焼を行いサーマルＮＯｘの低減をはか
ろうとすると、ガスバーナの保炎性が著しく悪化し、バ
ーナ火炎がバーナスロート部から離れ、ガス燃焼が不安
定となり、低ＮＯｘ燃焼を続行させることができないと
いう問題があった。

本発明の目的は、高濃度の燃焼排ガスを再循環させて低
ＮＯｘ燃焼させる場合においてもバーナ火炎が安定し、
高温還元による低ＮＯｘ燃焼とサーマルＮＯｘ抑制燃焼
が可能な低ＮＯｘガスバーナを提供することにある。

（問題点を解決するための手段〕 上記本発明の目的は１例えば第１図、第２図および第３
図に示すごとく、 （１）１次燃焼域における保炎性の強化として。

（イ）保炎ガスバーナノズル１を１次空気１０の流路内
に設け、 （ロ）保炎ガスバーナノズルに対応して、保炎板２と保
炎リング３を設け、保炎ガスバーナノズル１から噴出さ
せる保炎ガスバーナ噴流１３を、保炎リング３に向けて
放射状に噴出させ、 （ハ）主ガスバーナノズル８を２次空気１１の流路内に
設け。

（ニ）１次空気１０と２次空気１１は燃焼排ガスを含ま
ないフレッシュエアを使用し、 （２）１次燃焼域における高温還元低ＮＯｘ燃焼を行わ
せる目的で、バーナ中央部の保炎ガスバーナノズル１の
火炎前方に向けて、主ガスバーナノズル８から噴出させ
る主ガスバーナ噴流１４を、３次空気旋回方向１５と同
方向の螺旋放射状に噴出させ、 （３）サーマルＮＯｘの抑制燃焼を行わせるために、 （イ）３次空気１２に燃焼排ガスを混合し、（ロ）３次
空気１２を３次空気旋回方向１５の方向に強旋回させ、 （ハ）１次空気１Ｏ１２次空気１１．３次空気１２の流
速を、１次〈２次く３次となるように、バーナの外周側
に至るほど流速を大きくし、バーナスロート６近傍の排
ガス再循環領域を拡大させる。

の構成とすることにより、達成される。

なお、主ガスバーナノズル８から噴出させる主ガスバー
ナ噴流１４および３次空気旋回方向１５を、上記第２図
および第３図においては左回りとしたが、この逆方向、
すなわち右回りであっても本発明の効果は変わらない。

〔作用〕

本発明の低ＮＯｘガスバーナは、上記（１）の構成とす
ることにより、燃焼用３次空気に高い比率で排ガスを混
合して燃焼させる高排ガス再循環燃焼時においてもバー
ナ火炎を安定化させることができ、上記（２）の構成と
することにより、バーナスロート部の１次燃焼域におい
て燃料リッチの雰囲気をつくり、ＮＯｘ還元反応に有効
な燃焼中間生成物を形成による高温還元燃焼を行わせる
ことによってＮＯｘの低減をはかることができ、また上
記（３）の構成とすることにより、高い比率で燃焼排ガ
スを燃焼用３次空気に温容（酸素濃度１６％以下）し燃
焼させる高排ガス再循環燃焼ができ、火炎温度を抑制す
るサーマルＮＯｘ抑制燃焼を行うことが可能である。そ
して、上記の高温還元燃焼と高排ガス再循環燃焼との組
み合わせ効果によってＮＯｘの発生を著しく低減させる
ことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさらに
詳細に説明する。

第１図は本発明の低ＮＯｘバーナの構造の一例を示す模
式図で、第２図は第１図のＡ矢視図であり、第３図は第
２図の中央部（保炎リング部）の拡大図を示す。図に示
すごとく、本発明の低ＮＯｘガスバーナは、１次空気ス
リーブ４．２次空気スリーブ５．３次エアレジスタ７お
よびバーナスロート６で構成される空気流路と、１水空
気ｌＯの流路に設けられた保炎ガスバーナノズル１およ
び保炎板２と、１次空気スリーブ４の先端に設けられた
保炎リング３で構成される保炎ガスバーナと、２次空気
１１の流路に設けられた主ガスバーナノズル８と、フレ
ームカップ９で構成される主ガスバーナに分類される。

（１）保炎ガスバーナは、１次空気スリーブ４内に配置
され、保炎ガスバーナノズル１、保炎板２および保炎リ
ング３で構成されている。保炎ガスバーナ噴流１３は保
炎リング３に向かって放射状に噴出される。１次空気１
０と２次空気１１により保炎リング３の後流側に発生す
る渦により。

保炎リング３の表面で燃料ガスと燃焼用空気の可燃混合
気を安定化し保炎性を良好にする。保炎板２は１次空気
１０に旋回を与え、燃料ガスと燃焼用空気の混合を良く
する。１水空気ｌＯと２次空気１１はフレッシュエアを
使用して、高排ガス再循環燃焼時においてバーナ火炎の
安定化をはかる。

（２）主ガスバーナは、主ガスバーナノズル８およびフ
レームカップ９を２次空気１１の流路内に設置し、２次
空気１１にはフレッシュエアを使用してバーナ火炎の安
定化をはかる。主ガスバーナの主ガス噴流１４を、保炎
ガスバーナの火炎の前方向に向けて、３次空気旋回方向
１５と同方向の螺旋放射状に噴出させ、燃料リッチの雰
囲気を作り、ＮＯｘ還元反応に有効な燃焼中間生成物を
発生させてＮＯｘの高温還元燃焼を行わせる。

（３）３次空気１２に高比率で排ガスを混合し、主ガス
バーナ火炎の外周部の０２分圧を低くし、また火炎温度
を低下させてサーマルＮＯｘの発生を抑制する。

（４）３次空気１２の旋回力を大きくし、３次空気１２
と主ガスバーナ火炎との混合を遅らせてサーマルＮＯｘ
の発生を抑制すると共に、上記火炎の後流において混合
を良くして未燃焼分の発・生を抑制する。

（５）１次空気１０．２次空気１１．３次空気１２の各
流路における流速を、１次〈２次く３次となし、バーナ
の外周側に至る程空気の流速を速くし、この空気流速の
相対差により生ずる渦によって。

バーナスロート６近傍における排ガスの再循環領域を発
達させ、サーマルＮＯｘの発生を抑制する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく１本発明による低ＮＯｘガス
バーナは、従来のガスバーナよりも高い比率で燃焼排ガ
スを混合してサーマルＮＯｘの低減をはかる高排ガス再
循環燃焼を安定したバーナ火炎のもとで効率よく行うこ
とができ、さらに１次燃焼域においては、高温還元燃焼
によりＮＯｘの発生を抑制することができるので、ＮＯ
ｘの低減効果は著しい。また、従来のガスバーナに比べ
て、１次、２次空気をフレッシュエア化することにより
、そのダクトが必要となるが、１次ガスダクトを省略す
ることができ、全体的にガスバーナの構造が簡略化され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において示した低ＮＯｘガスバ
ーナの構造を示す模式図、第２図は第１図のＡ矢視図、
第３図は第２図の中央部拡大図、第４図は従来のＰＧ　
（１次ガス）デュアルガスバーナの構造を示す模式図で
ある。 １・・・保炎ガスバーナノズル ２・・・保炎板　　　　　３・・・保炎リング４・・・
１次空気スリーブ ５・・・２次空気スリーブ ６・・・バーナスロート　７・・・３次エアレジスタ８
・・・主ガスバーナノズル ９・・・フレームカップ　１０・・・１次空気１１・・
・２次空気　　　　１２・・・３次空気１３・・・保炎
ガスバーナ噴流 １４・・・主ガスバーナ噴流 １５・・・３次空気旋回方向 １６・・・１次空気旋回方向 １７・・・１次ガススリーブ １８・・・１次ガス 代理人弁理士　　中　村　純之助 第１図 第２図 円　　゛ 第３図 ８−一・主ｐでバー１ノス゛ル 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＮＯ＿ｘの生成を抑制するために、バーナスロート
   近傍の１次燃焼域ではＮＯ＿ｘ還元雰囲気の形成による
   高温還元燃焼を行い、かつ上記１次燃焼域の回りに燃焼
   排ガスを再循環させてサーマルＮＯ＿ｘ抑制燃焼を行う
   低ＮＯ＿ｘガスバーナにおいて、上記低ＮＯ＿ｘガスバ
   ーナは、保炎ガスバーナ部と、主ガスバーナ部と、燃焼
   排ガスを燃焼用３次空気と混合して再循環させる３次エ
   アーレジスタ部によって構成され、上記保炎ガスバーナ
   部は、保炎ガスバーナノズルを燃焼用１次空気流路内に
   配置し、上記保炎ガスバーナノズルの先端部に設けられ
   た保炎板と保炎リングとによって、保炎ガスバーナのガ
   ス噴流を、上記保炎リングに向けて放射状に噴出させる
   構造とし、上記主ガスバーナ部は、主ガスバーナノズル
   を燃焼用２次空気流路内に配置し、上記保炎ガスバーナ
   の火炎の前方向に向けて、主ガスバーナのガス噴流を上
   記保炎ガスバーナのガス噴流よりも流速を速くして、上
   記３次エアーレジスタ部より噴流させる燃焼排ガスを含
   んだ燃焼用３次空気の旋回方向と同一方向に螺旋放射状
   に噴出させて、燃料リッチの雰囲気をつくりＮＯ＿ｘ還
   元反応に有効な燃焼中間生成物の形成によるＮＯ＿ｘの
   高温還元燃焼が行える構造となし、上記３次エアーレジ
   スタ部は、燃焼排ガスを含んだ燃焼用３次空気を、上記
   主ガスバーナ火炎との混合を、上記火炎の後流域に遅ら
   せ、かつ後流域における主ガスバーナ火炎との混合をよ
   くするために、上記主ガスバーナのガス噴流よりも流速
   を速くして主ガスバーナ火炎の回りに噴出させて強力な
   旋回流を形成させ、バーナスロート近傍の排ガス再循環
   領域を拡大し発達させる構造としたことを特徴とする低
   ＮＯ＿ｘガスバーナ。 ２、燃焼用１次空気、２次空気および酸素濃度が１６％
   以下となるように燃焼排ガスを高濃度に含む燃焼用３次
   空気を噴出させる流速が、１次空気＜２次空気＜３次空
   気と、バーナ中心部から外周側に至る程順次その流速を
   大きくさせる構造としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の低ＮＯ＿ｘバーナ。