JPH037843B2 - - Google Patents

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JPH037843B2
JPH037843B2 JP60037190A JP3719085A JPH037843B2 JP H037843 B2 JPH037843 B2 JP H037843B2 JP 60037190 A JP60037190 A JP 60037190A JP 3719085 A JP3719085 A JP 3719085A JP H037843 B2 JPH037843 B2 JP H037843B2
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JP
Japan
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burner
air
gas
combustion air
nozzle
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JP60037190A
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Japanese (ja)
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JPS61195206A (en
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Tetsuo Akyama
Kengo Kazumae
Yoshifumi Sakamoto
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Chugai Ro Co Ltd
Original Assignee
Chugai Ro Co Ltd
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  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、中間混合型ガスバーナに関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an intermediate mixing type gas burner.

(従来の技術とその問題点) 従来、ノズルミツクス型ガスバーナとして、た
とえば、第5図に示される形式のものがある。
(Prior Art and its Problems) Conventionally, there is a type of nozzle-mix gas burner shown in FIG. 5, for example.

すなわち、図において、1はガス燃料管で、こ
の管1の先端には、斜め外方に開口するガスノズ
ル3を備えたチツプ2が取り付けられるととも
に、チツプ2の外周には内部で混合室5を形成す
るカツプ型の燃焼用空気ノズルリング4が取り付
けられている。
That is, in the figure, 1 is a gas fuel pipe, and a tip 2 equipped with a gas nozzle 3 that opens diagonally outward is attached to the tip of this tube 1, and a mixing chamber 5 is provided inside the tip 2 on its outer periphery. A cup-shaped combustion air nozzle ring 4 is attached.

一方、前記燃焼用空気ノズルリング4の先端外
周には、前記ガス燃料管1との間で燃焼用空気通
路8を構成する外管7が取り付けられている。ま
た、前記燃焼用空気ノズルリング4には、円周接
線方向に傾斜した空気ノズル6が設けられてい
る。
On the other hand, an outer tube 7 that forms a combustion air passage 8 with the gas fuel pipe 1 is attached to the outer periphery of the tip of the combustion air nozzle ring 4 . Further, the combustion air nozzle ring 4 is provided with an air nozzle 6 that is inclined in the tangential direction of the circumference.

なお、9は前記外管7に設けた燃焼用空気供給
口、10は外管7の端部を閉塞する閉塞板であ
る。
Note that 9 is a combustion air supply port provided in the outer tube 7, and 10 is a closing plate for closing the end of the outer tube 7.

前記構成からなるため、燃料ガスはガスノズル
3から混合室5に噴出し、ここで空気ノズル6か
ら噴出する旋回燃焼用空気で十分に混合され、混
合室出口11で着火し、燃焼室12で燃焼する。
With the above configuration, fuel gas is ejected from the gas nozzle 3 into the mixing chamber 5, where it is sufficiently mixed with swirling combustion air ejected from the air nozzle 6, ignited at the mixing chamber outlet 11, and combusted in the combustion chamber 12. do.

しかしながら、前記形式のバーナにおいては、
たとえ、前記燃焼用空気ノズルにより強力な旋回
力が付与されても、空気比を1.0以下で運転する
と、燃料ガスと空気との混合不良をきたす結果、
火炎が炉内側に伸長するとともに、遊離酸素濃度
が増大する。したがつて、材料を無酸化直火加熱
するガスバーナとして最適状態で使用するには、
適用範囲に制約が生じることがあり、バーナをタ
ーンダウンすると前記の傾向は更に増長される。
However, in the above type of burner,
Even if a strong swirling force is applied by the combustion air nozzle, operating at an air ratio of 1.0 or less will result in poor mixing of fuel gas and air.
As the flame extends inside the furnace, the free oxygen concentration increases. Therefore, in order to use the material optimally as a gas burner that heats the material over a non-oxidizing direct flame,
Coverage constraints may arise, and turning down the burner further exacerbates this tendency.

一方、完全予混合気を供給する予混合(プレミ
ツクス)バーナでは、前述のような遊離酸素が生
じず、高負荷燃焼が可能であるが、ターンダウン
すると、逆火現象を生じる危険性が高く、かつ、
高温予熱空気を使用することは、安全上、不可能
であり、省エネルギーを図るうえで種々の支障が
あるという問題点を有していた。
On the other hand, a premix burner that supplies a complete premixture does not produce free oxygen as mentioned above and is capable of high-load combustion, but when it is turned down, there is a high risk of flashback occurring. and,
The use of high-temperature preheated air is not possible from a safety standpoint, and has the problem of various problems in achieving energy savings.

本発明は、空気比1.0以下での運転においても、
遊離酸素が生じにくく、高負荷燃焼が行え、か
つ、予熱空気の使用を可能とするガスバーナを提
供することを目的とする。
The present invention can also operate at an air ratio of 1.0 or less.
An object of the present invention is to provide a gas burner that hardly generates free oxygen, can perform high-load combustion, and can use preheated air.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記目的を達成するために、ガス燃
料が管を通して供給され、燃焼用空気がガス燃料
管の周囲に形成された通路を通して供給されるバ
ーナにおいて、バーナ先端に設けたバーナチツプ
内に、前記燃焼用空気通路に連通する空気ノズル
を設けるとともに、このノズルの上流側となす角
が鋭角に連通する、前記ガス燃料管と連通するガ
スノズルを設け、かつ、両ノズルの合流点下流で
混合ポートを形成し、この混合ポートで燃焼用空
気とガス燃料とを衝突混合させ、この混合気を
100m/s〜220m/sの高速でポート出口から噴
出させるようにし、かつ、空気比1.0以下で運転
するようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a burner in which gas fuel is supplied through a pipe and combustion air is supplied through a passage formed around the gas fuel pipe. , an air nozzle communicating with the combustion air passage is provided in a burner chip provided at the tip of the burner, and a gas nozzle communicating with the gas fuel pipe, the nozzle having an acute angle with the upstream side thereof, and , a mixing port is formed downstream of the confluence of both nozzles, and the combustion air and gas fuel are collided and mixed at this mixing port, and this air-fuel mixture is
The fuel is ejected from the port outlet at a high speed of 100 m/s to 220 m/s, and is operated at an air ratio of 1.0 or less.

(実施例) つぎに、本発明を実施例である図面にしたがつ
て説明する。
(Example) Next, the present invention will be explained with reference to drawings which are examples.

第1図は、本発明にかかる中間混合型ガスバー
ナ20を示し、21はガス燃料管、22はバーナ
チツプで、このバーナチツプ22の中央には凹部
からなるガスヘツダ23が設けてある。そして、
前記ガス燃料管21の先端はガスヘツダ23内に
適宜手段で挿入固定されている。
FIG. 1 shows an intermediate mixing type gas burner 20 according to the present invention, in which 21 is a gas fuel pipe, 22 is a burner chip, and the burner chip 22 is provided with a gas header 23 in the center thereof. and,
The tip of the gas fuel pipe 21 is inserted and fixed into the gas header 23 by appropriate means.

30はバーナ外管で、その先端は前記バーナチ
ツプ22の外周に固定されるとともに、その後端
はシール板32でバーナ外管30のフランジ部3
1に取り付けられ、前記ガス燃料管21との間で
燃焼用空気通路33が形成されている。なお、3
4はバーナ外管30に設けた燃焼用空気供給管で
ある。
Reference numeral 30 denotes a burner outer tube, the tip of which is fixed to the outer periphery of the burner tip 22, and the rear end of which is connected to the flange portion 3 of the burner outer tube 30 by a seal plate 32.
1, and a combustion air passage 33 is formed between it and the gas fuel pipe 21. In addition, 3
4 is a combustion air supply pipe provided in the burner outer tube 30.

前記バーナチツプ22には、前記燃焼用空気通
路33と連通する空気ノズル24が、バーナ軸線
に対し10゜〜30゜の広がり角度α゜を有し(第2図参
照)、かつ、バーナ軸直角断面内に径方向に対し
て7゜〜35゜の傾斜角度β゜を有する(第3図参照)よ
うに設けてある。なお、より広い無酸化加熱の安
定範囲を得るためには、傾斜角度を13゜〜20゜にす
るのが望ましい。また、前記バーナチツプ22に
は前記ガスヘツダ23と空気ノズル24とを連通
するガスノズル25が設けてある。このガスノズ
ル25は、前記空気ノズル24に対してθ゜が鋭角
になるように連通し、この連通(合流)点下流の
前記燃焼用空気通路延長線上に混合ポート26を
形成している。
In the burner chip 22, an air nozzle 24 communicating with the combustion air passage 33 has a spread angle α° of 10° to 30° with respect to the burner axis (see Fig. 2), and has a cross section perpendicular to the burner axis. It is provided so that it has an inclination angle β° of 7° to 35° with respect to the radial direction (see FIG. 3). In addition, in order to obtain a wider stable range of non-oxidation heating, it is desirable that the inclination angle is 13° to 20°. Further, the burner tip 22 is provided with a gas nozzle 25 that communicates the gas header 23 and the air nozzle 24. This gas nozzle 25 communicates with the air nozzle 24 at an acute angle θ°, and forms a mixing port 26 on the extension line of the combustion air passage downstream of this communication (merging) point.

前記構成からなるバーナ20は、炉壁35に設
けた装着孔36に挿入され、シール機構38によ
り固定される。なお、37は燃焼室である。
The burner 20 having the above configuration is inserted into a mounting hole 36 provided in a furnace wall 35 and fixed by a sealing mechanism 38. Note that 37 is a combustion chamber.

前記構成において、空燃比1.0以下としてガス
燃料と燃焼用空気とが供給されると、ガス燃料は
ガスノズル25を通つて燃焼用空気と合流し、混
合ポート26で十分混合された状態でポート出口
27から高速で燃焼室37に旋回しながら噴出し
て燃焼する。
In the above configuration, when gas fuel and combustion air are supplied with an air-fuel ratio of 1.0 or less, the gas fuel passes through the gas nozzle 25 and joins with the combustion air, and is thoroughly mixed at the mixing port 26 before passing through the port outlet 27. The fuel is jetted out while swirling into the combustion chamber 37 at high speed and is combusted.

この場合、前記混合気のポート出口27での噴
出速度は100m/s〜220m/sの範囲としてい
る。これは、あまり噴出速度が大であると、保炎
機能が阻害されて、いわゆる吹飛現象が生じるた
めであり、逆に小さいと、混合ポート26内での
燃料ガスと空気との混合が不完全になるので、火
炎からの遊離酸素が多くなるためである。したが
つて、無酸化直火加熱用としては約100m/s〜
220m/sの範囲の噴出速度が特に有効である。
また、下記するように、本発明にかかるバーナで
は、高温予熱燃焼用空気の使用が可能であるた
め、このときの最大速度が約220m/sであり、
常温燃焼用空気使用の場合の最大速度が130m/
sである。
In this case, the jet speed of the air-fuel mixture at the port outlet 27 is set in a range of 100 m/s to 220 m/s. This is because if the ejection speed is too high, the flame holding function will be inhibited and a so-called blow-off phenomenon will occur.On the other hand, if the ejection speed is too small, the fuel gas and air will not be mixed in the mixing port 26. This is because the amount of free oxygen from the flame increases. Therefore, for non-oxidizing direct flame heating, it is approximately 100m/s~
Ejection velocities in the range of 220 m/s are particularly effective.
Furthermore, as described below, in the burner according to the present invention, since it is possible to use high-temperature preheated combustion air, the maximum speed at this time is about 220 m/s,
Maximum speed when using normal temperature combustion air is 130m/
It is s.

前述のようにポート出口27から噴出する混合
ガスは、混合ポート26で十分に混合され、か
つ、最適な速度で噴出して燃焼するため、途中で
混合ガス中の酸素が遊離することがない。
As described above, the mixed gas ejected from the port outlet 27 is sufficiently mixed at the mixing port 26, and is ejected and combusted at an optimal speed, so that oxygen in the mixed gas is not liberated during the process.

なお、第4図に示すように、バーナチツプ22
に複数の空気専用ノズル28を設け、このノズル
28をバーナチツプ22の外周に設けた環状凹溝
29に連通するようにし、全燃焼用空気の25%程
度をこの環状凹溝29から噴出させるようにする
と、この空気は低速でバーナタイルの内面に沿つ
て流れ、逆流してくる濃未燃混合気を燃焼する。
この空気は10〜〜30%の範囲であつても逆流混合
気を燃焼できる。また、この空気を旋回して供給
してもよい。
In addition, as shown in FIG. 4, the burner tip 22
A plurality of air-only nozzles 28 are provided in the burner tip 22, and these nozzles 28 are communicated with an annular groove 29 provided on the outer periphery of the burner tip 22, so that about 25% of the total combustion air is ejected from the annular groove 29. This air then flows at low speed along the inner surface of the burner tile and burns the rich unburned mixture flowing back.
This air can burn backflow mixtures even in the range of 10 to ~30%. Alternatively, this air may be supplied by swirling it.

したがつて、このようにすることにより、強還
元性の燃焼ガスが加熱材に当たるため、無酸化加
熱性能を向上させることができる。
Therefore, by doing this, the strongly reducing combustion gas hits the heating material, so that the non-oxidation heating performance can be improved.

(発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、ガス燃料と燃焼用空気とはバーナチツプの内
部で高速混合するため完全な予混合を行うことが
でき、かつ、この混合気は高速でポート出口から
噴出するため、極めて短時間で燃焼を完結する。
したがつて、炉内に浮遊する遊離酸素がほとんど
存在しないため、空気比1.0以下で運転する直火
無酸化加熱に最適である。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the present invention, gas fuel and combustion air are mixed at high speed inside the burner chip, so complete premixing can be performed. Since Qi is ejected from the port outlet at high speed, combustion is completed in an extremely short time.
Therefore, there is almost no free oxygen floating in the furnace, making it ideal for direct fire non-oxidation heating operated at an air ratio of 1.0 or less.

また、混合気はポートから高速で噴出するた
め、ターンダウンとしてもバーナチツプ内部への
逆火は生じない。
Furthermore, since the mixture is ejected from the port at high speed, no backfire will occur inside the burner chip even during turndown.

さらに、ガス燃料と燃焼用空気とは予め混合す
るものでなく、空気ノズルの中間部で高速流によ
つて混合するものであるため、燃焼用空気として
高温予熱空気を使用することができる。
Furthermore, since the gaseous fuel and the combustion air are not mixed in advance but are mixed in a high-speed flow in the middle of the air nozzle, high-temperature preheated air can be used as the combustion air.

なお、バーナチツプの外周から燃焼用空気の一
部を炉内に供給するようにすれば、その空気量に
相当する分だけ空気ノズルへ供給する空気量が少
なくてすみ混合ポートから噴出する混合気の空気
比を低くすることができ、つまり、酸素不足状態
となるので、還元性の強い燃焼ガスが炉内の加熱
材料に当たることとなり無酸化加熱性能をさらに
向上させることができる。
Furthermore, if a part of the combustion air is supplied into the furnace from the outer periphery of the burner chip, the amount of air supplied to the air nozzle will be reduced by the amount corresponding to the amount of air, and the amount of air-fuel mixture ejected from the mixing port will be reduced. Since the air ratio can be lowered, that is, an oxygen-deficient state is created, highly reducing combustion gas hits the heating material in the furnace, and the non-oxidation heating performance can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる中間混合型ガスバーナ
の断面図、第2図は第1図の部分拡大断面図、第
3図は第2図の正面図、第4図は変形例を示す部
分拡大断面図で、第5図は従来のノズルミツクス
型バーナの断面図である。 21……ガス燃料管、22……バーナチツプ、
23……ガスヘツダ、24……空気ノズル、26
……混合ポート、28……空気専用ノズル、29
……環状凹溝、30……バーナ外管、33……燃
焼用空気通路。
Fig. 1 is a sectional view of an intermediate mixing type gas burner according to the present invention, Fig. 2 is a partially enlarged sectional view of Fig. 1, Fig. 3 is a front view of Fig. 2, and Fig. 4 is a partially enlarged view of a modified example. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional nozzle mix type burner. 21... Gas fuel pipe, 22... Burna tip,
23... Gas header, 24... Air nozzle, 26
...Mixing port, 28...Air-only nozzle, 29
...Annular groove, 30...Burner outer tube, 33...Combustion air passage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ガス燃料が管を通して供給され、燃焼用空気
がガス燃料管の周囲に形成された通路を通して供
給されるバーナにおいて、バーナ先端に設けたバ
ーナチツプ内に、前記燃焼用空気通路に連通しバ
ーナ軸線に対し10゜〜30゜の広がり角度α゜を有し、
かつ、バーナ軸直角断面内の径方向に対して7゜〜
35゜の傾斜角度を有するよう空気ノズルを設ける
とともに、このノズルの上流側となす角が鋭角に
連通する、前記ガス燃料管と連通するガスノズル
を設け、かつ、両ノズルの合流点下流の前記燃焼
用空気通路延長線上に混合ポートを形成する一
方、この混合ポートで燃焼用空気とガス燃料とを
衝突混合させ、この混合気を100m/s〜220m/
sの高速でポート出口から噴出させるようにし、
かつ、空気比1.0以下で運転するようにしたこと
を特徴とする中間混合型ガスバーナ。
1. In a burner in which gas fuel is supplied through a pipe and combustion air is supplied through a passage formed around the gas fuel pipe, a burner chip provided at the tip of the burner is provided with a burner chip that communicates with the combustion air passage and extends along the burner axis. It has a spread angle α° of 10° to 30°,
And, 7° to radial direction in the cross section perpendicular to the burner axis.
An air nozzle is provided so as to have an inclination angle of 35 degrees, and a gas nozzle communicating with the gas fuel pipe is provided with an acute angle communicating with the upstream side of the nozzle, and the combustion air is provided downstream of the confluence of both nozzles. A mixing port is formed on the extension line of the combustion air passage, and the combustion air and gas fuel are collided and mixed at this mixing port, and this air-fuel mixture is
Make it eject from the port outlet at a high speed of s,
An intermediate mixing type gas burner characterized in that the burner is operated at an air ratio of 1.0 or less.
JP3719085A 1985-02-25 1985-02-25 Intermediate mixing type gas burner Granted JPS61195206A (en)

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JP3719085A JPS61195206A (en) 1985-02-25 1985-02-25 Intermediate mixing type gas burner

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Publication Number Publication Date
JPS61195206A JPS61195206A (en) 1986-08-29
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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100728834B1 (en) * 2000-09-27 2007-06-15 주식회사 포스코 Nozzle mixer burner of direct fired furnace
KR100628685B1 (en) * 2000-11-25 2006-09-28 주식회사 포스코 Main burnner for preventing of flowing backward fire in a direct rired furnace

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JPS5260443A (en) * 1975-10-31 1977-05-18 Zink Co John Burner device for liquid

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