JPH0531377Y2 - - Google Patents

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JPH0531377Y2
JPH0531377Y2 JP1989049259U JP4925989U JPH0531377Y2 JP H0531377 Y2 JPH0531377 Y2 JP H0531377Y2 JP 1989049259 U JP1989049259 U JP 1989049259U JP 4925989 U JP4925989 U JP 4925989U JP H0531377 Y2 JPH0531377 Y2 JP H0531377Y2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • F23D14/58Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ガス燃料噴出流による燃焼ガスの巻
込み効果によつて低NOx化できるように、ガス
ノズルの先端にガス燃料噴出孔を、ノズル周方向
に並べた状態で、かつ、ノズル中心に対して傾斜
する方向にガス燃料が噴出される状態で形成し、
前記ガスノズルの周部に燃焼用空気を供給する空
気口を形成したガスバーナに関する。
〔従来の技術〕
従来、特開昭57−31711号公報に示されるよう
に、3〜4個のガス燃料噴出孔をほぼ等間隔でノ
ズル周方向に並設していた。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかし、O2の絞りが不十分で燃焼性能面から
一層の改良の余地があつた。
さらに説明すると、燃焼排ガス中のCOを
300ppm以下にするために必要な燃焼排ガスの残
存O2濃度は一般に3%程度以下であることは要
求されるが、上述の従来技術では6%程度以上も
高い残存O2濃度が必要であつた。
本考案の目的は、低NOx化を十分に図りなが
ら良好なO2の絞り特性を得られるようにする点
にある。
〔課題を解決するための手段〕
本考案の特徴構成は、多数個の前記ガス燃料噴
出孔を、ほぼ等間隔でノズル周方向に並設し、 前記空気口のうち最外側方に位置するものの個
数が前記ガス燃料噴出孔と同個数であり、それら
最外側方の空気口の全てをほぼ等間隔でノズル周
方向に環状に並設し、 前記ガス燃料噴出孔と前記最外側方の空気口を
互いにノズル周方向において位相がラツプする状
態で相対配置し、 前記空気口を、前記最外側方の空気口の総面積
が、前記空気口のうち前記最外側方の空気口以外
のものの総面積S1よりも大となる状態で形成した
ことにあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用〕
ほぼ等間隔でノズル周方向に環状に配置する最
外側方の空気口の個数を、ノズル周方向にほぼ等
間隔で配置する多数個のガス燃料噴出孔と同個数
にし、それらガス燃料噴出孔と最外側方の空気口
を互いにノズル周方向において位相がラツプする
状態で相対配置し、更に、最外側方の空気口の総
面積を、空気口のうち最外側方の空気口以外のも
のの総面積よりも大として、燃焼用空気の主流と
なる空気を最外側方の空気口から噴出するように
してある。
従つて、ガス燃料噴出孔からの噴出ガス燃料と
最外側方の空気口からの燃焼用空気の主流となる
噴出空気とが互いに衝突するので、それら噴出ガ
ス燃料と噴出空気とは良好に混合して燃焼する。
又、最外側方の空気口からの空気の噴出に伴つ
て、ガス燃料噴出孔の前方と最外側方の空気口の
前方との間に負圧域が形成されることから、燃焼
排ガスは、最外側方の空気口からの噴出流どうし
の隙間を通つてバーナ前方外周側からガスノズル
側に循環するので、燃焼排ガスの巻込みが一層効
果的に生じて、より一層低NOx化が図れ、O2
絞り特性が向上する。
ちなみに、いかなる改良を施せば充分な低
NOx化を図りながらO2の絞り特性を向上できる
かについて、各種実験により追求した結果を、図
面に基づいて説明する。
第3図に実線で示すように、燃焼排ガスの
NOx濃度は、ガス燃料噴出孔の個数を8個以下
にすると、実用上望ましい範囲、つまり、50ppm程
度以下に抑えられる。
又、O2の絞り、換言すると、燃焼排ガス中の
COを300ppm以下にするために必要な燃焼排ガスの
残存O2濃度は、第3図に点線で示すように、ガ
ス燃料噴出孔の個数を6個以上にすると、実用上
望ましい範囲、つまり、3%程度以下に抑えられ
る。
従つて、ガス燃料噴出孔の個数を6個〜8個に
すると、低NOx化及びO2の絞り特性の両方にお
いて充分に優れた結果が得られる。
第5図において、Aタイプは、最外側方の空気
口を環状に連続する一個にしたもの、Bタイプ
は、最外側方の空気口をガス燃料噴出孔と同個数
(6〜8個)にしてほぼ等間隔でノズル周方向に
環状に並設したものである。
第5図に示すように、燃焼排ガスのNOx濃度
は、AタイプよりもBタイプの方が10ppm程度低
い。又、燃焼排ガス中のCOを300ppm以下にするた
めに必要な燃焼排ガス残存O2濃度は、Aタイプ
よりもBタイプの方が0.5%程度低い。
従つて、最外側方の空気口を環状に連続する1
個にするよりも、ガス燃料噴出孔と同個数にして
ほぼ等間隔でノズル周方向に環状に並設する方
が、より一層低NOx化とO2の絞り特性向上を図
れる。
第6図において、Cタイプは、最外側方の空気
口をガス燃料噴出孔に対してノズル周方向での位
相が相違するように配置したもの、Dタイプは、
その位相がラツプするように配置したものであ
る。
第6図に示すように、燃焼排ガスのNOx濃度
は、CタイプよりもDタイプの方が5ppm程度低
い。又、燃焼排ガス中のCOを300ppm以下にするた
めに必要な燃焼排ガス残存O2濃度は、Cタイプ
よりもDタイプの方が3%程度低い。
従つて、最外側方の空気口をガス燃料噴出孔に
対してノズル周方向での位相が相違するように配
置するよりもラツプするように配置する方が、よ
り一層低NOx化とO2絞り特性向上を図れる。
〔考案の効果〕
その結果、低NOx化を充分に図りながら、O2
の絞り特性を十分に向上して、燃焼性能において
一段と優れたガスバーナを提供できるようになつ
た。
〔実施例〕
次に、第1図及び第2図により実施例を示す。
バーナ本体1の内部に、ブロワBに接続する燃
焼用空気供給路2を形成し、バーナ本体1の先端
円筒部1aの中心に配置した状態でガスノズル3
をバーナ本体1に取付け、ガスノズル3の先端側
に、小孔状の空気口4aを分散配置して形成する
ための多孔円板5を取付け、先端円筒部1aとの
間に環状の空気口を形成するリング6を多孔円板
5に取付け、その環状の空気口をノズル周方向に
分割して最外側方の空気口4bを形成するための
ジヤマ板10をリング6に取付け、ガスノズル3
の先端側に形成したガス燃料噴出孔7からのガス
燃料と、空気口4a,4bからの燃焼用空気を先
混合して燃焼させるガスバーナを形成してある。
多孔円板5に対してガスノズル3の先端側小径
部分を嵌入すると共に基端側大径部分を接当させ
て、多孔円板5とガスノズル3の間の空気漏れを
防止してある。
ガス燃料を多孔円板5のパイロツト炎口8に向
かつて噴出するパイロツトバーナ9を設け、ガス
燃料を2000mmH2O程度の圧力で供給する調圧弁
Vに、ガスノズル3とパイロツトバーナ9を並列
接続してある。
ガス燃料噴出孔7の6〜8個を、全てがほぼ等
間隔でノズル周方向に並設し、かつ、ノズル中心
Pに対して傾斜する方向にガス燃料が60〜70m/
secの高速で噴出される状態で形成し、ノズル中
心Pとガス燃料噴出軸芯Qとの傾斜角θが40〜50
度にして、ガス燃料噴出流の巻込効果で燃焼排ガ
スを炎に混入し、低NOx化できるようにしてあ
る。
すなわち、ガス燃料噴出孔7を6〜8個にする
ことによつて、第3図に実線で示すように燃焼排
ガス中のNOx濃度(O2;O%換算)を50ppm程度
以下に抑えられ、かつ、第3図に点線で示すよう
にO2の絞り特性を向上できるようにしてある。
又、第4図に示すように、ガス燃料噴出孔7の
傾斜角θの設定によつても燃焼排ガス中のNOx
濃度(O2;O%換算)を50ppm程度以下に抑えら
れるようにしてある。
最外側方の空気口4bの個数をガス燃料噴出孔
7と同個数にし、それら空気口4bの全てをほぼ
等間隔でノズル周方向に環状に並設し、ガス燃料
噴出孔7と最外側方の空気口4bを互いにノズル
周方向において位相がラツプする状態で相対配置
し、最外側方の空気口4bからの噴出流どうしの
隙間を通じてバーナ外周側からノズル側に燃焼排
ガスを循環させて、一段と低NOx化とO2絞り特
性向上を図れるようにしてある。
小孔状の空気口4aの総面積S1と、最外側方の
空気口4bの総面積S2との比S1/S2を7.5/92.5
〜30/70の範囲にすることが、低NOx化やO2
り特性向上を図る上で望ましい。
すなわち、最外側方の空気口4bの個数をガス
燃料噴出孔7と同個数にすることによつて(Bタ
イプ参照)、ジヤマ板10が無いもの(Aタイプ)
よりも、第5図に示すようにNOx濃度を10ppm程
度低くでき、かつ、O2の絞り特性を向上できる
ようにしてある。
そして、最外側方の空気口4bとガス燃料噴出
孔7を互いにノズル周方向において位相がラツプ
する状態で相対配置することによつて(Dタイプ
参照)、位相が相違するもの(Cタイプ)よりも、
第6図に示すようにNOx濃度を低くでき、かつ、
O2の絞り特性を十分に向上できるようにしてあ
る。
ガスノズル3に接続した燃料供給管11を燃焼
用空気供給路2の内部に配置し、燃焼用空気供給
路2にガス燃料の一部(例えば20%程度)を供給
するための8個の小開口12を、燃料供給管11
にその周方向にほぼ等間隔で分散配置して形成
し、一段と低NOx化とO2の絞り特性向上を図れ
るようにしてある。
ガス燃料噴出孔7の総面積S3と小開口12の総
面積S4の相関を、 S4/S3+S4=16〜30% になるように設定することが、低NOx化を図る
上で望ましい。
すなわち、小開口12により燃焼用空気にガス
燃料を予混合すると(Fタイプ参照)、予混合し
ないもの(Eタイプ)よりも、第7図に示すよう
にNOx濃度を10ppm程度低くでき、かつ、O2の絞
り特性を向上できるようにしてある。
〔別実施例〕
次に別実施例を説明する。
ガス燃料噴出孔7の傾斜角θは、前述のように
40〜50度にするのが低NOx化の面で望ましいが、
適当に変更設定してもよい。
ガス燃料噴出孔7の形状・寸法は適当に選定で
きる。
空気口4aの形状、個数、配置、寸法などは適
当に選定できる。
燃焼用空気にガス燃料を予混合する小開口12
の形状、個数、配置、寸法なども適当に選定で
き、また、小開口12を省略してもよい。
ガス燃料の種類は、都市ガス、天然ガス、プロ
パン、その他適当に選定でき、又、ガスバーナの
用途は不問である。
尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対
照を便利にする為に符号を記すが、該記入により
本考案は添付図面の構造に限定されるものではな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本考案の実施例を示し、第
1図は断面図、第2図は正面図である。第3図乃
至第7図は実験結果を示すグラフである。 3……ガスノズル、4a,4b……空気口、7
……ガス燃料噴出孔、11……燃料供給管、12
……小開口、P……ノズル中心。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 ガスノズル3の先端にガス燃料噴出孔7を、
    ノズル周方向に並べた状態で、かつ、ノズル中
    心Pに対して傾斜する方向にガス燃料が噴出さ
    れる状態で形成し、前記ガスノズル3の周部に
    燃焼用空気を供給する空気口4a,4bを形成
    したガスバーナであつて、 多数個の前記ガス燃料噴出孔7を、ほぼ等間
    隔でノズル周方向に並設し、 前記空気口4a,4bのうち最外側方に位置
    するもの4bの個数が前記ガス燃料噴出孔7と
    同個数であり、それら最外側方の空気口4bの
    全てをほぼ等間隔でノズル周方向に環状に並設
    し、 前記ガス燃料噴出孔7と前記最外側方の空気
    口4bを互いにノズル周方向において位相がラ
    ツプする状態で相対配置し、 前記空気口4a,4bを、前記最外側方の空
    気口4bの総面積S2が、前記空気口4a,4b
    のうち前記最外側方の空気口4b以外のもの4
    aの総面積S1よりも大となる状態で形成してあ
    るガスバーナ。 2 前記ガス燃料噴出孔7の個数が6〜8個であ
    る請求項1記載のガスバーナ。 3 前記空気口4a,4bのうち前記最外側方の
    空気口4b以外のもの4aを、前記ガスノズル
    3と最外側方の空気口4bとの間に分散配置し
    た小孔状に形成し、前記小孔状の空気口4aの
    総面積S1と、前記最外側方の空気口4bの総面
    積S2との比S1/S2を7.5/92.5〜30/70の範囲
    にしてある請求項1又は2記載のガスバーナ。 4 前記ガスノズル3に接続した燃料供給管11
    を前記空気口4a,4bに連通する燃焼用空気
    供給路2の内部に配置し、前記燃焼用空気供給
    路2にガス燃料の一部を供給するための小開口
    12を、前記燃料供給管11にその周方向に分
    散配置して形成してある請求項1ないし3のい
    ずれかに記載のガスバーナ。 5 前記ガス燃料噴出孔7の総面積S3と前記小開
    口12の総面積S4の相関を、 S4/S3+S4=16〜30% になるように設定してある請求項4記載のガス
    バーナ。 6 前記ノズル中心Pに対するガス燃料噴出孔7
    の傾斜角θが40〜50度である請求項1ないし5
    のいずれかに記載のガスバーナ。
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