JPH0150804B2 - - Google Patents
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- JPH0150804B2 JPH0150804B2 JP55087996A JP8799680A JPH0150804B2 JP H0150804 B2 JPH0150804 B2 JP H0150804B2 JP 55087996 A JP55087996 A JP 55087996A JP 8799680 A JP8799680 A JP 8799680A JP H0150804 B2 JPH0150804 B2 JP H0150804B2
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/26—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid with provision for a retention flame
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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- F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
- F23M9/06—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
- F23M2900/09062—Tube-shaped baffles confining the flame
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス状燃料又は常温では液体で、燃
焼前に完全に蒸発する燃料を用いて常圧又は高め
た圧力下で、低い燃焼温度で、有害物質量の少な
い排ガスを形成させながら予備混合バーナーを作
動させる方法及びこの方法を実施するバーナーに
関する。
焼前に完全に蒸発する燃料を用いて常圧又は高め
た圧力下で、低い燃焼温度で、有害物質量の少な
い排ガスを形成させながら予備混合バーナーを作
動させる方法及びこの方法を実施するバーナーに
関する。
ガス状燃料及び液状燃料を燃焼させると、排ガ
ス中に有害物質として殊に窒素酸化物NO及び
NO2（総括してNOxと言われる）が生ずる。これ
らの有害物質は空気を汚し、多くの炉において、
炉中に存在する物質又はバーナー排ガスと接触し
ている物質にマイナスの作用を及ぼすことがあ
る。従つて、排ガス中のNOx含有率を出来るだ
け小さくする努力がなされている。NOx形成の
原因は知られており、例えば： 炎の直接冷却、例えば水噴射又は冷却された燃
焼面による燃焼温度の低下、 ２段階以上での燃焼、 返送路又は特殊な構造のバーナーにより炎のと
ころに排ガスを通すことによる排ガス再循環、 化学量論的量以上の燃焼 のように、排ガス中のNOx含有率を減少させる
手段も若干知られている。
ス中に有害物質として殊に窒素酸化物NO及び
NO2（総括してNOxと言われる）が生ずる。これ
らの有害物質は空気を汚し、多くの炉において、
炉中に存在する物質又はバーナー排ガスと接触し
ている物質にマイナスの作用を及ぼすことがあ
る。従つて、排ガス中のNOx含有率を出来るだ
け小さくする努力がなされている。NOx形成の
原因は知られており、例えば： 炎の直接冷却、例えば水噴射又は冷却された燃
焼面による燃焼温度の低下、 ２段階以上での燃焼、 返送路又は特殊な構造のバーナーにより炎のと
ころに排ガスを通すことによる排ガス再循環、 化学量論的量以上の燃焼 のように、排ガス中のNOx含有率を減少させる
手段も若干知られている。
それにもかかわらず、従来、排ガス中のNOx
含有率の極めて低い工業用又は商業用の高効率バ
ーナーは知られていない。
含有率の極めて低い工業用又は商業用の高効率バ
ーナーは知られていない。
本発明の課題は、ガス状燃料及び／又は蒸気状
燃料を常圧又は高めた圧力で、低い燃焼温度で
NOx含有率の極めて低い排ガスを形成させなが
ら完全に燃焼させうる予備混合バーナーの作動方
法を提示し、低い燃焼温度で高いバーナー効率が
達成され、その炎が広い効率範囲にわたつて安定
に燃焼する、前記方法を実施するバーナーを作る
ことである。
燃料を常圧又は高めた圧力で、低い燃焼温度で
NOx含有率の極めて低い排ガスを形成させなが
ら完全に燃焼させうる予備混合バーナーの作動方
法を提示し、低い燃焼温度で高いバーナー効率が
達成され、その炎が広い効率範囲にわたつて安定
に燃焼する、前記方法を実施するバーナーを作る
ことである。
この課題は本発明によればガス状又は蒸気状燃
料、燃料の完全燃焼に必要な量の燃焼用空気及び
1100℃〜1700℃、特に1200〜1300℃の理論的燃焼
温度調節するのに足りる量の冷却用ガスから成る
均一混合物をバーナーに供給し、公知のように若
干の支持炎リングに包囲されている中央主炎の少
なくとも１個で燃焼を起させ、生ずる炎を周囲の
空気及び／又は排ガスの侵入並びに冷却又は加熱
に対して燃焼完了までの長さにわたつて保護する
ことによつて達成される。
料、燃料の完全燃焼に必要な量の燃焼用空気及び
1100℃〜1700℃、特に1200〜1300℃の理論的燃焼
温度調節するのに足りる量の冷却用ガスから成る
均一混合物をバーナーに供給し、公知のように若
干の支持炎リングに包囲されている中央主炎の少
なくとも１個で燃焼を起させ、生ずる炎を周囲の
空気及び／又は排ガスの侵入並びに冷却又は加熱
に対して燃焼完了までの長さにわたつて保護する
ことによつて達成される。
冷却用ガスの量は、燃料の完全燃焼に必要な量
の空気の20〜600％であるのが好ましい。
の空気の20〜600％であるのが好ましい。
次に、第１図及び第２図に基づいて本発明方法
並びに本発明によるバーナーの構成及び作用効果
を説明する。
並びに本発明によるバーナーの構成及び作用効果
を説明する。
NOxは、一方では燃料中に結合された窒素か
ら生成し、他方では特に空気中及び場合により更
に燃料、例えば天然ガス中に存在する遊離窒素か
ら熱により生成する。熱によるNOx生成は、特
に高い燃焼温度で、例えば天然ガスの場合には約
1600℃以上で行なわれる。結合された窒素の含有
率の低い燃料の場合、本発明方法によれば燃焼用
空気と燃料との混合物を燃焼前に冷却用ガスと均
一に混合することによつて低い燃焼温度及び排ガ
ス中の低いNOx含有率を達成する。この冷却用
ガスは、空気、排ガス、水蒸気、又はこれらの成
分の２種以上の混合物であつてよい。例えば排ガ
ス中NOx1ppm（空気を含まない、乾燥した排ガ
スに対する100万当りの部）を理論的に達成する
には、１バールの圧力で、冷却用ガスとして20℃
の空気を使用する場合に、1330℃の理論的燃焼温
度に調節する必要がある。
ら生成し、他方では特に空気中及び場合により更
に燃料、例えば天然ガス中に存在する遊離窒素か
ら熱により生成する。熱によるNOx生成は、特
に高い燃焼温度で、例えば天然ガスの場合には約
1600℃以上で行なわれる。結合された窒素の含有
率の低い燃料の場合、本発明方法によれば燃焼用
空気と燃料との混合物を燃焼前に冷却用ガスと均
一に混合することによつて低い燃焼温度及び排ガ
ス中の低いNOx含有率を達成する。この冷却用
ガスは、空気、排ガス、水蒸気、又はこれらの成
分の２種以上の混合物であつてよい。例えば排ガ
ス中NOx1ppm（空気を含まない、乾燥した排ガ
スに対する100万当りの部）を理論的に達成する
には、１バールの圧力で、冷却用ガスとして20℃
の空気を使用する場合に、1330℃の理論的燃焼温
度に調節する必要がある。
第１図には、天然ガスの燃焼を例にとつて、
種々の空気温度T1及び排ガス温度T2における、
物質流量比ｅに対する理論的燃焼温度の依存性を
示す。
種々の空気温度T1及び排ガス温度T2における、
物質流量比ｅに対する理論的燃焼温度の依存性を
示す。
物質流動比ｅとは、燃料量、燃焼用空気量及び
冷却用ガス量から成る第一の物質流と同じ燃料量
及び化学量論的燃焼に必要な燃焼用空気量から成
る第二の物質流との比である。理論的燃焼温度
は、周囲と熱交換することなく、燃料を完全燃焼
してCO2及びH2Oにする際には、燃料の加熱度及
びバーナーに供給する物質のエンタルピーから生
ずる。エンタルピーは、物質の量、温度及び比熱
容量によつて決定される。
冷却用ガス量から成る第一の物質流と同じ燃料量
及び化学量論的燃焼に必要な燃焼用空気量から成
る第二の物質流との比である。理論的燃焼温度
は、周囲と熱交換することなく、燃料を完全燃焼
してCO2及びH2Oにする際には、燃料の加熱度及
びバーナーに供給する物質のエンタルピーから生
ずる。エンタルピーは、物質の量、温度及び比熱
容量によつて決定される。
第１図において第一の実線で示した曲線群は燃
料天然ガスを燃焼前に実線の曲線で示したその都
度の温度T1の空気とだけ均一に混合する場合、
即ち前記の物質流量比で第一の物質流が冷却用ガ
スとして返送排ガスを含まず、冷却用ガスとして
種々の量の空気だけを使用する場合に、物質流量
比ｅに応じてどの燃焼温度が達成されるかを示
す。
料天然ガスを燃焼前に実線の曲線で示したその都
度の温度T1の空気とだけ均一に混合する場合、
即ち前記の物質流量比で第一の物質流が冷却用ガ
スとして返送排ガスを含まず、冷却用ガスとして
種々の量の空気だけを使用する場合に、物質流量
比ｅに応じてどの燃焼温度が達成されるかを示
す。
第１図において鎖線で示した第二の曲線群は、
前記の物質流量比の第一の物質流が第二の物質流
における化学量論的燃焼に必要な空気の量と同じ
量の空気を含む場合、及び第一の物質流が冷却用
ガスとして返送排ガスを含む場合に、物質流量比
ｅに応じて起る燃焼温度を示す。この場合、供給
される燃焼用空気が20℃の温度を有し、冷却用ガ
スとして使用する排ガスが鎖線で示したその都度
の温度T2を有するのが妥当である。
前記の物質流量比の第一の物質流が第二の物質流
における化学量論的燃焼に必要な空気の量と同じ
量の空気を含む場合、及び第一の物質流が冷却用
ガスとして返送排ガスを含む場合に、物質流量比
ｅに応じて起る燃焼温度を示す。この場合、供給
される燃焼用空気が20℃の温度を有し、冷却用ガ
スとして使用する排ガスが鎖線で示したその都度
の温度T2を有するのが妥当である。
鎖線で示した曲線は、理論的燃焼温度又は物質
流動比の決定例を示したものにすぎない。明瞭に
するため、異なる温度の水蒸気を冷却用ガスとし
て使用するか、又は異なる温度の冷却用ガスを20
℃以外の温度の燃焼用空気と混合する場合の対応
する曲線を省略した。そのような曲線は関連する
ハンドブツク等に公表されている特定のデータを
使用して計算し、示すことができる。
流動比の決定例を示したものにすぎない。明瞭に
するため、異なる温度の水蒸気を冷却用ガスとし
て使用するか、又は異なる温度の冷却用ガスを20
℃以外の温度の燃焼用空気と混合する場合の対応
する曲線を省略した。そのような曲線は関連する
ハンドブツク等に公表されている特定のデータを
使用して計算し、示すことができる。
同時に冷却用ガスとして作用する20℃の燃焼用
空気だけを使用する場合（最も下の実線の曲線）
に例えば1300℃の理論的燃焼温度を達成するに
は、物質流量比ｅは1.74であり、冷却用ガスとし
ての100℃の排ガスと混合した20℃の燃焼用空気
を使用する場合には、物質流動比ｅは1.70である
ことが、第１図から判る。
空気だけを使用する場合（最も下の実線の曲線）
に例えば1300℃の理論的燃焼温度を達成するに
は、物質流量比ｅは1.74であり、冷却用ガスとし
ての100℃の排ガスと混合した20℃の燃焼用空気
を使用する場合には、物質流動比ｅは1.70である
ことが、第１図から判る。
実験室及び工業的用途で実施した試験で、燃料
として天然ガスを使用し、燃焼用ガス及び冷却用
ガスとして空気を使用して1.5ppm（空気を含ま
ず、乾燥状態）のNOx−値が達成され、その際
1300℃の理論的燃焼温度に調節された。このこと
は、更に前記の理論的数値が実際に広範に達成さ
れることを示す。従来常用のバーナーにおいて
は、排ガス中のNOx含有率は平均50〜500ppm
（空気を含まず、乾燥状態）である。
として天然ガスを使用し、燃焼用ガス及び冷却用
ガスとして空気を使用して1.5ppm（空気を含ま
ず、乾燥状態）のNOx−値が達成され、その際
1300℃の理論的燃焼温度に調節された。このこと
は、更に前記の理論的数値が実際に広範に達成さ
れることを示す。従来常用のバーナーにおいて
は、排ガス中のNOx含有率は平均50〜500ppm
（空気を含まず、乾燥状態）である。
しかし低い燃焼温度（天然ガスの場合、例えば
約1600℃以下）では、燃焼速度が極めて小さく、
燃焼が安定に進行せず、炎を更に冷却してCO及
びホルムアルデヒドのような燃焼中間生成物を容
易に安定化してしまうことがある。バーナーを本
発明により構成すれば、これらの欠点は回避され
る。
約1600℃以下）では、燃焼速度が極めて小さく、
燃焼が安定に進行せず、炎を更に冷却してCO及
びホルムアルデヒドのような燃焼中間生成物を容
易に安定化してしまうことがある。バーナーを本
発明により構成すれば、これらの欠点は回避され
る。
本発明によるバーナーは、燃焼前にはガス状又
は蒸気状であり、燃焼用空気及び冷却用ガスと均
一に混合しうるすべての燃料に適当である。この
バーナーは、常圧でも高めた圧力でも作動するこ
とができる。
は蒸気状であり、燃焼用空気及び冷却用ガスと均
一に混合しうるすべての燃料に適当である。この
バーナーは、常圧でも高めた圧力でも作動するこ
とができる。
本発明によるバーナーの実施例を第２図に示
す。次に本発明方法及びバーナーを説明する。
す。次に本発明方法及びバーナーを説明する。
混合管１には、燃料２、燃焼用空気３及び冷却
用ガスを供給しなければならない。燃焼用空気
は、混合管に例えば送風機（第２図には示さなか
つた）により供給される。
用ガスを供給しなければならない。燃焼用空気
は、混合管に例えば送風機（第２図には示さなか
つた）により供給される。
冷却用ガスとして空気を使用する場合には、こ
の空気は同じ方法で供給される。排ガス又は水蒸
気を冷却用ガスとして使用する場合には、その温
度或いは空気と冷却用ガスとの混合物の温度が送
風機に対して許容しうるなら、排ガス又は水蒸気
を燃焼用空気と一緒に送風機によつて搬送するこ
とができる。他の場合には、冷却用ガスを例えば
噴射作用によつて、燃料と同様に混合管に直接供
給することができる。混合管を短縮するため、燃
料を送風機の前に供給することもできる。
の空気は同じ方法で供給される。排ガス又は水蒸
気を冷却用ガスとして使用する場合には、その温
度或いは空気と冷却用ガスとの混合物の温度が送
風機に対して許容しうるなら、排ガス又は水蒸気
を燃焼用空気と一緒に送風機によつて搬送するこ
とができる。他の場合には、冷却用ガスを例えば
噴射作用によつて、燃料と同様に混合管に直接供
給することができる。混合管を短縮するため、燃
料を送風機の前に供給することもできる。
本発明方法を実施するバーナーは、燃料２、燃
焼用空気３及び冷却用ガス４用の混合管１、混合
管１に接している横断面６が混合管の横断面の
1.1倍〜3.8倍、特に1.8〜2.7倍であり、横断面が
その後混合管の横断面の2.0〜6.8倍、特に3.2倍〜
4.8倍に拡大する、混合管１に接続されているバ
ーナーヘツド５、バーナーヘツド５の拡大端に存
在し、バーナー軸に対して平行にのびる少なくと
も１個の大きい主炎孔８及び若干の小さい支持炎
孔９を含み、この支持炎孔９が主炎孔８を中心に
して若干の同心リング中でのび、そのうち最も外
側のリングの支持炎孔が燃焼軸に対して10゜〜
70゜、特に25〜45゜の角度でのびるバーナー板７、
バーナー板７に接続され、初めは円筒形に形成さ
れているが、次に混合管横断面の1.4〜4.9倍、特
に2.3〜3.5倍に狭くなつている同じ横断面のバー
ナー口１０、及び炎を包囲し、その内径が自由に
燃焼する炎の最大外径に相当する炎保護外筒１１
より成ることを特徴とする。
焼用空気３及び冷却用ガス４用の混合管１、混合
管１に接している横断面６が混合管の横断面の
1.1倍〜3.8倍、特に1.8〜2.7倍であり、横断面が
その後混合管の横断面の2.0〜6.8倍、特に3.2倍〜
4.8倍に拡大する、混合管１に接続されているバ
ーナーヘツド５、バーナーヘツド５の拡大端に存
在し、バーナー軸に対して平行にのびる少なくと
も１個の大きい主炎孔８及び若干の小さい支持炎
孔９を含み、この支持炎孔９が主炎孔８を中心に
して若干の同心リング中でのび、そのうち最も外
側のリングの支持炎孔が燃焼軸に対して10゜〜
70゜、特に25〜45゜の角度でのびるバーナー板７、
バーナー板７に接続され、初めは円筒形に形成さ
れているが、次に混合管横断面の1.4〜4.9倍、特
に2.3〜3.5倍に狭くなつている同じ横断面のバー
ナー口１０、及び炎を包囲し、その内径が自由に
燃焼する炎の最大外径に相当する炎保護外筒１１
より成ることを特徴とする。
本発明の装置を第２図に基づいて詳述する。
混合管１にはバーナーヘツド５が接続されてお
り、このバーナーヘツドの、混合管１に接してい
る横断面６は例えば２倍である。こうして流動横
断面の大きい部分への急激な移行により流動に対
する転向縁部が形成される。バーナーヘツド５
は、その後混合管横断面の例えば4.5倍に円錐形
に拡大する。図示した円錐形のバーナーヘツド外
套の代りに、湾曲した形の外套であつてもよい。
バーナーヘツドの端部には、バーナー板７が配設
されており、このバーナー板７は、１個の主炎孔
８と数個の小さい孔９を有し、この孔９は主炎孔
８を中心にして数個の同心リング中に配設されて
おり、支持炎の形成に役立つ。バーナーヘツドの
大きさに応じてバーナー板に数個の主炎孔が存在
してもよい。更に、小さい孔９を相応するスリツ
ト状の開口で代えてもよい。バーナー板は金属か
ら成るものでも、セラミツク材料から成るもので
もよい。合わせて主炎孔８より若干小さい自由横
断面を有する支持炎孔９の間隔は、最も外側の支
持炎から主炎への申し分ない点火及び支持炎の相
互安定化を保証するように選択する。主炎孔８は
バーナー軸に対して平行に走るが、少なくとも最
も外側のリングに存在する支持炎孔９はバーナー
軸に対して例えば約40゜の角度であるのが適切で
ある。最も外側の支持炎リングはこの方法でバー
ナー板７に接触しているバーナー口１０の円筒形
壁での逆流によつて安定化される。
り、このバーナーヘツドの、混合管１に接してい
る横断面６は例えば２倍である。こうして流動横
断面の大きい部分への急激な移行により流動に対
する転向縁部が形成される。バーナーヘツド５
は、その後混合管横断面の例えば4.5倍に円錐形
に拡大する。図示した円錐形のバーナーヘツド外
套の代りに、湾曲した形の外套であつてもよい。
バーナーヘツドの端部には、バーナー板７が配設
されており、このバーナー板７は、１個の主炎孔
８と数個の小さい孔９を有し、この孔９は主炎孔
８を中心にして数個の同心リング中に配設されて
おり、支持炎の形成に役立つ。バーナーヘツドの
大きさに応じてバーナー板に数個の主炎孔が存在
してもよい。更に、小さい孔９を相応するスリツ
ト状の開口で代えてもよい。バーナー板は金属か
ら成るものでも、セラミツク材料から成るもので
もよい。合わせて主炎孔８より若干小さい自由横
断面を有する支持炎孔９の間隔は、最も外側の支
持炎から主炎への申し分ない点火及び支持炎の相
互安定化を保証するように選択する。主炎孔８は
バーナー軸に対して平行に走るが、少なくとも最
も外側のリングに存在する支持炎孔９はバーナー
軸に対して例えば約40゜の角度であるのが適切で
ある。最も外側の支持炎リングはこの方法でバー
ナー板７に接触しているバーナー口１０の円筒形
壁での逆流によつて安定化される。
バーナー口１０は短い部分だけ円筒形に作ら
れ、次に混合管の横断面の例えば2.9倍に円錐形
に先細にされている。バーナー口の周面はバーナ
ーヘツドと同様に第２図に示したように円錐形で
あるか、外側へ向つて湾曲した構成されていても
よい。バーナー板７も図示した平坦な形ではな
く、円錐形又は外側へ向つて湾曲した形であつて
よい。
れ、次に混合管の横断面の例えば2.9倍に円錐形
に先細にされている。バーナー口の周面はバーナ
ーヘツドと同様に第２図に示したように円錐形で
あるか、外側へ向つて湾曲した構成されていても
よい。バーナー板７も図示した平坦な形ではな
く、円錐形又は外側へ向つて湾曲した形であつて
よい。
先ずる炎が外部から冷却されないように保護
し、炎又は燃焼範囲への余分なガスの不所望な侵
入を防止するため（これらのことは冒頭に記載し
たマイナスの作用をもたらす）、バーナー口１０
は炎保護外筒１１と結合されている。第２図に
は、これを円筒形管として示し、その円径は自由
に燃焼する炎の最大内径に相当する。炎保護外筒
の図示してない、他の好ましい実施形式は、円錐
形に拡大し、続いて円筒形になる、即ち炎の形に
適合する管から成る。炎保護外筒は炎を妨害しな
いか、又は細くしないように構成する。炎保護外
筒１１は、炎が空気及び／又は排ガスとの接触に
よつて周囲から更に冷却され、これによつて完全
燃焼を妨害するのを防止する。バーナー口１０及
び炎保護外筒１１を触媒作用しない物質又は周囲
の温度が低い場合には断熱材、例えばセラミツク
材料で内張りするのが有利であることが判つた。
炎保護外筒の機能は、有用な熱を導出せず、炎が
完全燃焼しうる燃焼室によつても満たされる。
し、炎又は燃焼範囲への余分なガスの不所望な侵
入を防止するため（これらのことは冒頭に記載し
たマイナスの作用をもたらす）、バーナー口１０
は炎保護外筒１１と結合されている。第２図に
は、これを円筒形管として示し、その円径は自由
に燃焼する炎の最大内径に相当する。炎保護外筒
の図示してない、他の好ましい実施形式は、円錐
形に拡大し、続いて円筒形になる、即ち炎の形に
適合する管から成る。炎保護外筒は炎を妨害しな
いか、又は細くしないように構成する。炎保護外
筒１１は、炎が空気及び／又は排ガスとの接触に
よつて周囲から更に冷却され、これによつて完全
燃焼を妨害するのを防止する。バーナー口１０及
び炎保護外筒１１を触媒作用しない物質又は周囲
の温度が低い場合には断熱材、例えばセラミツク
材料で内張りするのが有利であることが判つた。
炎保護外筒の機能は、有用な熱を導出せず、炎が
完全燃焼しうる燃焼室によつても満たされる。
前記種類の均一な混合物を極めて高い物質流動
比で完全に運転され、有害物質濃度を低くして燃
焼させることは、本発明方法を用いて初めて可能
である物質流動比を調節することによつて、前記
の方法で所望の燃焼温度を設定することができ
る。余分なガス、例えばバーナーの周囲に存在す
る空気又は排ガスと燃焼用ガスとの混合を極めて
広く回避することによつて、炎の温度は、加熱に
よるNOxの生成が理論的燃焼温度でのNOx生成
にほぼ相当する程度に均一に保持される。
比で完全に運転され、有害物質濃度を低くして燃
焼させることは、本発明方法を用いて初めて可能
である物質流動比を調節することによつて、前記
の方法で所望の燃焼温度を設定することができ
る。余分なガス、例えばバーナーの周囲に存在す
る空気又は排ガスと燃焼用ガスとの混合を極めて
広く回避することによつて、炎の温度は、加熱に
よるNOxの生成が理論的燃焼温度でのNOx生成
にほぼ相当する程度に均一に保持される。
本発明によるバーナーは、構造が極めて簡単で
あるにもかかわらず、特に広い効率範囲にわたつ
て容易で、有害物質を少ししか生成しない安定な
燃焼を行ないうる点で優れている。
あるにもかかわらず、特に広い効率範囲にわたつ
て容易で、有害物質を少ししか生成しない安定な
燃焼を行ないうる点で優れている。
本発明の対象の応用可能性は著しく多様であ
る。例えば食料品の加熱及び乾燥用の排ガスと空
気との混合物の製造、種々のボイラー及び工業用
炉の加熱及びガスタービン用の推進ガスの製造が
その例である。これらすべての場合に、本発明の
対象は、排ガス中のNOx含有率が極めて小さい
ため、空気を清浄に保持するのに著しく寄与する
ことができる。
る。例えば食料品の加熱及び乾燥用の排ガスと空
気との混合物の製造、種々のボイラー及び工業用
炉の加熱及びガスタービン用の推進ガスの製造が
その例である。これらすべての場合に、本発明の
対象は、排ガス中のNOx含有率が極めて小さい
ため、空気を清浄に保持するのに著しく寄与する
ことができる。
第１図は天然ガスを燃焼する際の物質流量比−
燃焼温度曲線図、第２図は本発明の装置の一実施
例の略示断面図である。 １……混合管、５……バーナーヘツド、７……
バーナー板、８……主炎孔、９……支持炎孔、１
１……炎保護外筒。
燃焼温度曲線図、第２図は本発明の装置の一実施
例の略示断面図である。 １……混合管、５……バーナーヘツド、７……
バーナー板、８……主炎孔、９……支持炎孔、１
１……炎保護外筒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス状燃料又は常温では液体で、燃焼前に完
全に蒸発する燃料を用いて常圧又は高めた圧力下
で、低い燃焼温度で、有害物質量の少ない排ガス
を形成させながら予備混合バーナーを作動させる
方法において、ガス状又は蒸気状燃料、燃料の完
全燃焼に必要な量の燃焼用空気及び1100〜1700℃
の理論的燃焼温度に調節するのに足りる量の冷却
用ガスから成る均一混合物をバーナーに供給し、
公知のように若干の支持炎リングに包囲されてい
る中央主炎の少なくとも１個で燃焼を起させ、生
ずる炎を周囲の空気及び／又は排ガスの侵入並び
に冷却又は加熱に対して燃焼完了まで炎の長さに
わたつて保護することを特徴とする予備混合バー
ナーの作動方法。 ２ バーナーに供給される燃焼していない混合物
中の冷却用ガスとして空気及び／又は排ガス及
び／又は水蒸気を使用する特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３ 冷却用ガス量が燃料の完全燃焼に必要な量の
空気の20〜600％である特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の方法。 ４ 燃料２、燃焼用空気３及び冷却用ガス４用の
混合管１、混合管１に接している横断面６が混合
管の横断面の1.1倍〜3.8倍であり、横断面がその
後混合管の横断面の2.0〜6.8倍に拡大する、混合
管１に接続されているバーナーヘツド５、バーナ
ーヘツド５の拡大端に存在し、公知のようにバー
ナー軸に対して平行にのびる少なくとも１個の大
きい主炎孔８及び若干の小さい支持炎孔９を含
み、この支持炎孔９が主炎孔８を中心にして若干
の同心リング中でのび、そのうち最も外側のリン
グの支持炎孔が燃焼軸に対して10゜〜70゜の角度で
のびるバーナー板７、バーナー板７に接続され、
初めは円筒形に形成されているが、次に混合管横
断面の1.4〜4.9倍に狭くなつている同じ横断面の
バーナー口１０、及び炎を完全に燃焼する位置ま
での長さにわたつて包囲し、その内径が自由に燃
焼する炎の最大外径に相当する炎保護外筒１１よ
り成ることを特徴とするバーナー。 ５ 炎保護外筒１１が円筒形管から成る特許請求
の範囲第４項記載のバーナー。 ６ 炎保護外筒１１が初めは円錐形に拡大し、続
いて円筒形になる管から成る特許請求の範囲第４
項記載のバーナー。 ７ バーナー口１０及び炎保護外筒１１が有用な
熱を実際に導出しない燃焼室の一部を形成する特
許請求の範囲第４項から第６項までのいずれか１
項記載のバーナー。 ８ バーナー口１０及び炎保護外筒１１が触媒作
用を有しない、或いは不活性な物質で内張りされ
ている特許請求の範囲第４項から第７項までのい
ずれか１項記載のバーナー。 ９ バーナー板７、バーナー口１０及び炎保護外
筒１１がセラミツク材料で内張りされているか、
セラミツク材料から製造されている特許請求の範
囲第８項記載のバーナー。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792926278 DE2926278A1 (de) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Verfahren zum betrieb von vormischbrennern und brenner zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610615A JPS5610615A (en) | 1981-02-03 |
| JPH0150804B2 true JPH0150804B2 (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=6074483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8799680A Granted JPS5610615A (en) | 1979-06-29 | 1980-06-30 | Premixture burner actuation method and burner for executing same |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US4439135A (ja) |
| EP (1) | EP0021035B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5610615A (ja) |
| BR (1) | BR8003995A (ja) |
| CA (1) | CA1142421A (ja) |
| DE (1) | DE2926278A1 (ja) |
| IN (1) | IN153603B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2926278A1 (de) * | 1979-06-29 | 1981-01-15 | Ruhrgas Ag | Verfahren zum betrieb von vormischbrennern und brenner zur durchfuehrung des verfahrens |
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| FR2595791B1 (fr) * | 1986-03-14 | 1989-07-28 | Centre Nat Rech Scient | Bruleur a faible emission de gaz polluants |
| DE3630177A1 (de) * | 1986-09-04 | 1988-03-10 | Ruhrgas Ag | Verfahren zum betreiben von vormischbrennern und vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens |
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- 1985-06-11 US US06/743,453 patent/US4582476A/en not_active Expired - Fee Related
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