JPH0642709A - Fuel-air collision type combustion device - Google Patents

Fuel-air collision type combustion device

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JPH0642709A
JPH0642709A JP20720592A JP20720592A JPH0642709A JP H0642709 A JPH0642709 A JP H0642709A JP 20720592 A JP20720592 A JP 20720592A JP 20720592 A JP20720592 A JP 20720592A JP H0642709 A JPH0642709 A JP H0642709A
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JP
Japan
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combustion
fuel
air
collision
combustion chamber
Prior art date
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Application number
JP20720592A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Yasuda
裕文 安田
Takahiro Matsuda
孝洋 松田
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Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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Publication date
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Publication of JPH0642709A publication Critical patent/JPH0642709A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a fuel-air collision type combustion device capable of achieving clean combustion (substantial reduction in the generation of soot and NOx) even when a combustion load is increased, thereby also achieving a high turn down ratio (high TDR). CONSTITUTION:In the title fuel-air collision type combustion device, a pair of burners 40 ejecting fuel and primary air for combustion are provided on both sides of a combustion chamber 2a so as to opposingly face each other, and the fuel and primary air for combustion ejected from the burners on both sides are collided with each other in the vicinity of the central part of the combustion chamber 2a so as to form a collision flame. Further, in the combustion chamber, secondary combustion air introducing ports 50 are opposingly provided at positions in the downstream of the position where the collision frame is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置、詳しくは一対
のバーナを両側に配し、両バーナからの燃料及び燃焼用
空気を燃焼室内で衝突させながら燃焼させる衝突燃焼装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion device, and more particularly to a collision combustion device in which a pair of burners are arranged on both sides and fuel and combustion air from both burners are burned while colliding in the combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一対のバーナからの燃料及び燃焼
用空気を燃焼室の中央付近で衝突させて燃焼させる衝突
燃焼装置が提供されている。この衝突燃焼装置は火炎を
燃焼室の中央部で形成できることから、狭い燃焼空間で
燃焼可能となり、高負荷燃焼が達成できること、衝突に
よる激しい混合作用と内部EGR(既燃・未燃ガスの混
合作用)効果とにより、煤、NOx の発生の少ないクリー
ンな燃焼が得られること等、優れた特徴を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a collision combustion device for causing fuel and combustion air from a pair of burners to collide and burn near the center of a combustion chamber. This collisional combustion device can form a flame in the central part of the combustion chamber, so that it can burn in a narrow combustion space and can achieve high-load combustion, and violent mixing action due to collision and internal EGR (mixing action of burned and unburned gas). ) Effect, clean combustion with less generation of soot and NOx can be obtained, and other excellent characteristics.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】噴流衝突による火炎安
定性は、その性質から、量論混合比付近で最も安定がよ
くなり、燃料流量変化幅も大きくなる。また、衝突燃焼
の特徴として、燃焼ガスが最も高温になる量論混合比付
近の燃焼条件であっても、十分なNOx 低減効果を得るこ
とができる。ところが上記従来の装置では次のような問
題がある。 例えば、図1における一対のバーナ40とし
て、図8に示すようなバーナを採用し、燃料ノズル41の
周囲から燃焼用1次空気を燃料と共に燃焼室に噴出させ
る方式では、燃焼負荷を上げていくと、燃料の蒸発状態
が減殺され、燃料及び燃焼用1次空気が衝突領域に至る
前に、局所的な高温領域の存在範囲が増加し始めるの
で、NOx 濃度が増加し始める。また量論混合比付近であ
っても、煤の排出が徐々にみられるようになる。このよ
うに、上記装置においては、NOx 及び煤の低減効果を十
分に発揮させながら、且つ高負荷、高ターンダウン燃焼
を行うには、衝突領域に至るまでの燃料の蒸発状態が大
きく影響を及ぼすようになる。
Due to its nature, flame stability due to jet impingement is most stable in the vicinity of the stoichiometric mixture ratio, and the fuel flow rate variation range is also large. Further, as a characteristic of collision combustion, a sufficient NOx reduction effect can be obtained even under combustion conditions near the stoichiometric mixing ratio where the combustion gas has the highest temperature. However, the above conventional device has the following problems. For example, a burner as shown in FIG. 8 is adopted as the pair of burners 40 in FIG. 1, and the combustion load is increased in a system in which primary combustion air is ejected from the periphery of the fuel nozzle 41 into the combustion chamber together with the fuel. Then, the evaporation state of the fuel is reduced, and before the fuel and the primary air for combustion reach the collision region, the existing range of the local high temperature region starts to increase, so that the NOx concentration starts to increase. Even near the stoichiometric mixture ratio, soot emission is gradually observed. As described above, in the above device, in order to achieve high load and high turndown combustion while sufficiently exerting the effect of reducing NOx and soot, the state of fuel evaporation up to the collision region has a great influence. Like

【0004】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、燃焼負荷を上昇させても、クリーン燃焼(煤及び
NOx の大幅な低減) を達成することができ、よって高タ
ーンダウン比(高TDR)も達成できる衝突燃焼装置の
提供を目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and even if the combustion load is increased, clean combustion (soot and soot) is performed.
The object of the present invention is to provide a collisional combustion device capable of achieving a significant reduction in NOx) and thus a high turndown ratio (high TDR).

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の衝突燃焼装置は、燃料と燃焼用1次空気と
を噴出するバーナを一対、燃焼室の両側に対抗して臨ま
せ、両側からの燃料及び燃焼用1次空気を燃焼室の中央
付近で衝突させて衝突火炎を形成するようにした衝突燃
焼装置であって、前記燃焼室には、前記衝突火炎が生ず
る位置より下流位置に燃焼用2次空気の導入口を設けた
ことを第1の特徴としている。また本発明の衝突燃焼装
置は、前記第1の特徴に加えて、燃料量と燃焼用1次空
気量との比率を、空気過剰率換算で0.7 以上1.2 以下と
したことを第2の特徴としている。また本発明の衝突燃
焼装置は、燃料と少なくとも燃焼用1次空気とを噴出す
るバーナを一対、燃焼室の両側に対抗して臨ませ、両側
からの燃料及び燃焼用1次空気を燃焼室の中央付近で衝
突させて衝突火炎を形成するようにした衝突燃焼装置で
あって、前記バーナの燃料ノズルの周囲に燃焼用1次空
気噴出手段と既燃ガス誘引室とを構成し、前記燃料ノズ
ルの周囲から燃料と共に燃焼用1次空気と既燃ガスを同
軸噴流として供給することを第3の特徴としている。ま
た本発明の衝突燃焼装置は、前記第3の特徴に加えて、
燃焼室には、衝突火炎を生ずる位置よりも下流位置に燃
焼用2次空気の導入口を設けたことを第4の特徴として
いる。
In order to achieve the above object, in the collision combustion apparatus of the present invention, a pair of burners for ejecting fuel and primary air for combustion are made to face each other on both sides of the combustion chamber. A collision combustion device in which fuel from both sides and primary air for combustion are caused to collide near the center of a combustion chamber to form a collision flame, wherein a position downstream of the position where the collision flame is generated in the combustion chamber. The first feature is that an inlet for introducing secondary air for combustion is provided in the. In addition to the first characteristic, the collision combustion device of the present invention has a second characteristic that the ratio of the fuel amount to the combustion primary air amount is 0.7 or more and 1.2 or less in terms of excess air ratio. There is. Further, in the collision combustion device of the present invention, a pair of burners for ejecting fuel and at least primary air for combustion are opposed to both sides of the combustion chamber so as to face the fuel and the primary air for combustion from both sides of the combustion chamber. A collision combustion device configured to collide in the vicinity of the center to form a collision flame, wherein a primary air jetting means for combustion and a burnt gas attracting chamber are formed around the fuel nozzle of the burner, and the fuel nozzle The third feature is that the primary air for combustion and the burnt gas are supplied as a coaxial jet together with the fuel from the surrounding area. The collision combustion device of the present invention is, in addition to the third feature,
The fourth feature is that the combustion chamber is provided with an inlet for secondary combustion air at a position downstream of the position where the collision flame is generated.

【0006】[0006]

【作用】上記第1の特徴によれば、燃焼室には、前記衝
突火炎が生ずる位置より下流位置に燃焼用2次空気の導
入口を設けているので、該導入口から燃焼室に入った燃
焼用2次空気によって、衝突燃焼領域で十分に酸化され
ずに発生したCO等の中間生成物が完全燃焼される。また
上記第2の特徴によれば、上記第1の特徴による作用に
加えて、燃料量と燃焼用1次空気量との比率を、空気過
剰率換算で0.7 以上1.2 以下とすることで、火炎安定性
を最も良好にすることができ、燃料流量可変幅を広くと
ることができる。よって本来的に衝突燃焼がもつ低NOx
及び低煤の効果に加えて完全燃焼化を促進することがで
き、高負荷燃焼に至るまでの高ターンダウン比におい
て、全体として低NOx 及び低煤のクリーンな燃焼を安定
して行うことができる。また上記第3の特徴によれば、
燃料ノズルの周囲から燃料及び燃焼用1次空気と共に既
燃ガスが再循環されることで、本来的に衝突燃焼が持つ
低NOx 及び低煤の効果をより促進させることができる。
また上記第4の特徴によれば、上記第3の特徴による作
用に加えて、下流部に2次空気を導入することによっ
て、衝突燃焼領域で十分に酸化されずに発生した中間生
成物を完全燃焼することができる。よって高負荷燃焼に
至るまでの高ターンダウン比において、全体として低NO
x 及び低煤のクリーンな燃焼を安定して行うことができ
る。
According to the first feature, since the combustion chamber is provided with the inlet for the secondary air for combustion at a position downstream from the position where the collision flame is generated, the secondary air for combustion enters the combustion chamber. The secondary air for combustion completely burns intermediate products such as CO generated without being sufficiently oxidized in the collision combustion region. Further, according to the second feature, in addition to the action of the first feature, the ratio of the fuel amount to the combustion primary air amount is 0.7 or more and 1.2 or less in terms of excess air ratio, so that the flame The stability can be optimized, and the fuel flow rate variable range can be widened. Therefore, low NOx inherent in collision combustion
In addition to the effect of low soot, it is possible to promote complete combustion, and it is possible to stably perform clean combustion of low NOx and low soot as a whole at a high turndown ratio up to high load combustion. . According to the third feature described above,
By recirculating the burnt gas together with the fuel and the primary air for combustion from the periphery of the fuel nozzle, the effects of low NOx and low soot inherent in collision combustion can be further promoted.
Further, according to the fourth feature, in addition to the action of the third feature, by introducing the secondary air into the downstream portion, the intermediate product generated without being sufficiently oxidized in the collision combustion region is completely removed. It can burn. Therefore, at high turndown ratios up to high load combustion, overall low NO
It is possible to stably perform clean combustion of x and low soot.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明装置の実施例を示す衝突燃焼装
置の全体の断面構成図で、図2は燃料流量と燃焼用1次
空気との比率による火炎の安定状態を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an overall cross-sectional structural view of a collisional combustion device showing an embodiment of the device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a stable state of a flame depending on a ratio of a fuel flow rate and primary air for combustion. .

【0008】1は円筒、矩形または両者の中間的な形で
形成された燃焼容器で、その内部に1次燃焼室2aと、そ
の上方、即ち火炎の下流に2次燃焼室2bとが構成されて
いる。2次燃焼室2bの上方部には、熱交換器3が設置さ
れている。前記1次燃焼室2aの両側には一対のバーナ40
を一直線上に対抗させて臨ませている。燃料と燃焼用一
次空気とを噴出するバーナ40を一対、1次燃焼室2aの両
側に対抗して臨まし、両側からの燃料及び燃焼用一次空
気を1次燃焼室の中央付近で衝突させて衝突火炎を形成
する。本実施例では、前記バーナ40は図8に示す従来の
バーナと同じものを用いている。即ち、図8において、
中心軸上に燃料ノズル41を配し、その周囲に燃焼用1次
空気噴出手段としての中空円筒状の1次空気噴出筒42を
配している。前記燃料ノズル41の先端部には液体燃料を
噴出するノズル孔41a が開口されている。またノズル孔
41a の少し手前の周囲には前記1次空気噴出筒42の先端
部の1次空気噴出孔42a が開孔されている。
Reference numeral 1 denotes a combustion container formed in a cylindrical shape, a rectangular shape, or an intermediate shape between the two. A primary combustion chamber 2a is formed inside the combustion container, and a secondary combustion chamber 2b is formed above it, that is, downstream of the flame. ing. A heat exchanger 3 is installed above the secondary combustion chamber 2b. A pair of burners 40 is provided on both sides of the primary combustion chamber 2a.
Against each other in a straight line. A pair of burners 40 for ejecting fuel and primary air for combustion are opposed to both sides of the primary combustion chamber 2a, and fuel and primary air for combustion from both sides are made to collide near the center of the primary combustion chamber. Form a collision flame. In this embodiment, the burner 40 is the same as the conventional burner shown in FIG. That is, in FIG.
A fuel nozzle 41 is arranged on the central axis, and a hollow cylindrical primary air ejecting cylinder 42 as a primary air ejecting means for combustion is arranged around the fuel nozzle 41. A nozzle hole 41a for ejecting liquid fuel is opened at the tip of the fuel nozzle 41. Also the nozzle hole
A primary air ejection hole 42a at the tip portion of the primary air ejection tube 42 is formed in the periphery slightly before 41a.

【0009】前記1次空気噴出筒42の基端側には、空気
筒43が取り付けられ、空気筒43には1次空気導入管9aが
取り付けられている。1次空気導入管9aには、ファン10
と連通する送風管11が接続され、ここから燃焼量に応じ
た燃焼用1次空気が1次空気導入管9aを通って空気筒43
に送られる。なおファン10はバーナ40の燃焼量に応じて
回転制御される。前記燃料ノズル41には基端側に燃料導
入口41b と噴射用空気導入口41c が設けられており、燃
料導入口41b には定油面器12と連通する送油管16が接続
され、液体燃料が供給される。また、噴射用空気導入管
41c には電磁弁13、制御弁14を介して高圧空気発生器15
と連通する高圧送風管19が接続されている。また、一
方、前記電磁弁13を介して圧力伝達管17が定油面器12の
上部に接続されている。前記2次空気燃焼室2bの両側に
は一対の2次空気導入口50が対抗して臨まされている。
2次空気導入口50には2次空気孔51が設けられている。
この2次空気導入口50には、ファン10から送風管11を介
して2次空気導入管9bが接続している。
An air cylinder 43 is attached to the base end side of the primary air jetting cylinder 42, and a primary air introducing pipe 9a is attached to the air cylinder 43. A fan 10 is installed in the primary air introducing pipe 9a.
An air tube 43 is connected to a blower pipe 11 communicating with the primary air for combustion according to the amount of combustion through the primary air introducing pipe 9a.
Sent to. The rotation of the fan 10 is controlled according to the combustion amount of the burner 40. The fuel nozzle 41 is provided with a fuel introduction port 41b and an injection air introduction port 41c on the base end side, and the fuel introduction port 41b is connected to an oil feed pipe 16 communicating with the constant oil level gauge 12 so that the liquid fuel Is supplied. Also, air injection pipe for injection
41c has a high pressure air generator 15 via a solenoid valve 13 and a control valve 14.
A high-pressure blower pipe 19 communicating with is connected. On the other hand, a pressure transmission pipe 17 is connected to the upper part of the constant oil level gauge 12 via the solenoid valve 13. A pair of secondary air inlets 50 face each other on both sides of the secondary air combustion chamber 2b.
The secondary air inlet 50 is provided with a secondary air hole 51.
A secondary air introducing pipe 9b is connected to the secondary air introducing port 50 from a fan 10 via a blower pipe 11.

【0010】燃焼は、先ずファン10を起動させると共
に、点火用電極棒18をスパークさせ、、次に、高圧空気
発生器15を起動し、制御弁14を作動させて空気量・圧力
を制御する。この制御弁14によって燃料ノズル41に導入
される燃料流量及び噴射用空気量が制御される。即ち、
電磁弁13を開にすると、高圧送風管19を通り燃料ノズル
41に噴射用空気が導入されると共に、圧力伝達管17を介
して定油面器12内にも圧力がかけられ、その圧力に応じ
て燃料が送油管16を通り、燃料ノズル41に導入される。
供給された燃料は、噴射用空気によって、ノズル孔41a
から噴霧状に噴射され、スパークによって点火される。
一方、燃焼用1次空気は、空気筒43に接続された1次空
気導入管9aにより導かれ、空気筒43から1次空気噴出筒
42に送られ、1次空気噴出孔42a から噴出する。
In combustion, first, the fan 10 is started, the ignition electrode rod 18 is sparked, then the high pressure air generator 15 is started, and the control valve 14 is operated to control the air amount and pressure. . The control valve 14 controls the flow rate of fuel introduced into the fuel nozzle 41 and the amount of injection air. That is,
When the solenoid valve 13 is opened, it passes through the high pressure blower pipe 19 and the fuel nozzle.
Along with the injection air being introduced into 41, pressure is also applied to the inside of the oil level gauge 12 via the pressure transmission pipe 17, and the fuel is introduced into the fuel nozzle 41 through the oil feeding pipe 16 according to the pressure. It
The supplied fuel is injected into the nozzle hole 41a by the air for injection.
It is ejected in the form of a spray from and is ignited by a spark.
On the other hand, the primary air for combustion is guided by the primary air introduction pipe 9a connected to the air cylinder 43, and the primary air ejection cylinder is ejected from the air cylinder 43.
It is sent to 42 and is ejected from the primary air ejection hole 42a.

【0011】噴出した噴霧燃料は、1次空気噴出孔42a
からの燃焼用1次空気噴流内で蒸発・混合する。そして
燃焼用1次空気の噴流は周囲の既燃ガスをも誘因し、こ
れらの混合気は、1次燃焼室2aの中央部の衝突領域にお
いて両側から衝突し、激しく混合・燃焼し、煤及びNOx
の排出の少ない燃焼を行う。この場合、噴出燃料量と燃
焼用1次空気量との比率を、量論混合比付近である、空
気過剰率換算で0.7 以上1.2 以下とすることで、図2に
示すように、非常に安定した火炎を得ることができ、燃
料流量可変幅、即ちターンダウン比(TDR)を大きく
採用することができる。また、衝突燃焼の特徴として、
燃焼ガスが最も高温になる量論混合比付近の燃焼条件で
あっても、十分なNOx 低減効果を得ることができる。し
かしながら、量論混合比付近ではCOの排出濃度が多い。
また量論混合比付近の燃焼条件であるので、燃焼負荷の
増加に伴い、NOx 濃度や煤の増加傾向がみられる本例に
おいては、衝突燃焼が行われる1次燃焼室2aの下流の2
次燃焼室2bに2次空気導入口50から燃焼用2次空気を導
入するので、衝突燃焼領域で十分に酸化されずに発生し
たCO等の中間生成物が完全燃焼される。よって、本来的
に衝突燃焼がもつ低NOx 及び低煤の効果に加えて完全燃
焼化を促進することができ、高負荷燃焼に至るまでの高
ターンダウン比において、全体として低NOx 及び低煤の
クリーンな燃焼を安定して行うことができる。
The atomized fuel that has ejected is the primary air ejection hole 42a.
Evaporate and mix in the primary air jet for combustion from. The jet of primary air for combustion also induces burnt gas in the surroundings, and these air-fuel mixtures collide from both sides in the central collision area of the primary combustion chamber 2a, vigorously mix and burn, and soot and soot are generated. NOx
Combustion with less emission of. In this case, by setting the ratio of the injected fuel amount and the combustion primary air amount to be 0.7 or more and 1.2 or less in terms of excess air ratio, which is near the stoichiometric mixing ratio, as shown in FIG. The flame can be obtained, and the variable range of the fuel flow rate, that is, the turndown ratio (TDR) can be largely adopted. In addition, as a feature of collision combustion,
A sufficient NOx reduction effect can be obtained even under combustion conditions near the stoichiometric mixing ratio where the combustion gas has the highest temperature. However, CO emission concentration is high near the stoichiometric mixture ratio.
In addition, since the combustion conditions are near the stoichiometric mixture ratio, in this example where the NOx concentration and soot tend to increase as the combustion load increases, in the downstream of the primary combustion chamber 2a where collision combustion is performed,
Since the secondary air for combustion is introduced into the secondary combustion chamber 2b from the secondary air inlet 50, intermediate products such as CO generated without being sufficiently oxidized in the collision combustion region are completely burned. Therefore, in addition to the effect of low NOx and low soot inherent in collision combustion, complete combustion can be promoted, and at the high turndown ratio up to high load combustion, low NOx and low soot as a whole can be achieved. Clean combustion can be stably performed.

【0012】図3は上記実施例とは異なるバーナを用い
た例を示すバーナの構成図で、(A)は断面構成図、
(B)は左側面図である。本例のバーナ40は、燃料ノズ
ル41の周囲に1次空気噴出手段としての中空円筒状の1
次空気噴出筒42を配して、燃焼用1次空気室Aを構成
し、更に1次空気噴出筒42の周囲に既燃ガス誘引混合筒
44を配して、既燃ガス誘引室Bを構成している。そして
既燃ガス誘引混合筒44の筒壁には複数の誘引孔44b を設
けている。他の構成は上記図8のバーナで説明したのと
同様である。同じ機能を果たす部材、要素には同一の符
号を付して説明を省略する。本実施例においては、燃料
が燃焼ノズル41から噴出され、また燃焼用1次空気が1
次空気噴出筒42内の燃焼用1次空気室Aから噴出される
際に、既燃ガス誘引混合筒44内の既燃ガス誘引室B内が
負圧になされ、これによって誘引孔44b から燃焼室内の
既燃ガスが引き込まれ、既燃ガス誘引混合筒44先端部の
既燃ガス噴出孔44a から一緒に噴出せられる。即ち、燃
料ノズル41の周囲から燃料と共に燃焼用1次空気と既燃
ガスが同軸噴流として1次燃焼室2a内に噴出供給され
る。噴出された燃料と燃焼用1次空気と既燃ガスの混合
気は周囲の既燃ガスをも誘引し、1次燃焼室2aの中央部
の衝突領域で激しく混合・燃焼し、煤及びNOx の排出の
少ない燃焼を行う。燃料ノズルの周囲から燃料及び燃焼
用1次空気と共に既燃ガスが再循環されることで、本来
的に衝突燃焼がもつ低NOx 及び低煤の効果をより促進さ
せることができる。よって高負荷燃焼に至るまでの高タ
ーンダウン比において、全体として低NOx 及び低煤のク
リーンな燃焼を安定して行うことができる。
FIG. 3 is a configuration diagram of a burner showing an example in which a burner different from the above embodiment is used. FIG. 3A is a sectional configuration diagram,
(B) is a left side view. The burner 40 of this example has a hollow cylindrical shape 1 around the fuel nozzle 41 as a primary air jetting means.
The primary air chamber A for combustion is formed by arranging the secondary air ejection cylinder 42, and the burned gas attracting mixing cylinder is provided around the primary air ejection cylinder 42.
44 are arranged to form the burnt gas attraction chamber B. A plurality of induction holes 44b are provided on the cylinder wall of the burnt gas induction mixing cylinder 44. Other configurations are the same as those described for the burner shown in FIG. Members and elements having the same function are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, fuel is ejected from the combustion nozzle 41 and the primary air for combustion is 1
When jetted from the primary air chamber A for combustion in the secondary air jetting cylinder 42, the inside of the burnt gas attracting chamber B in the burnt gas attracting / mixing cylinder 44 is made to have a negative pressure, which causes combustion from the attracting hole 44b. The burnt gas in the room is drawn in and is jetted together from the burnt gas spouting hole 44a at the tip of the burnt gas attracting and mixing cylinder 44. That is, from the periphery of the fuel nozzle 41, the combustion primary air and the burned gas are jetted and supplied as a coaxial jet into the primary combustion chamber 2a together with the fuel. The mixture of fuel, primary air for combustion, and burnt gas that has been ejected also attracts burnt gas in the surroundings and vigorously mixes and burns in the collision area in the center of the primary combustion chamber 2a, producing soot and NOx. Burn with low emissions. By recirculating the burned gas together with the fuel and the primary air for combustion from the periphery of the fuel nozzle, the effect of low NOx and low soot inherent in collision combustion can be further promoted. Therefore, it is possible to stably perform clean combustion with low NOx and low soot as a whole at a high turndown ratio up to high load combustion.

【0013】図4は上記実施例とは更に異なるバーナを
用いた例を示すバーナの構成図で、(A)は断面構成
図、(B)は左側面図である。本実施例では、前記図3
に示すバーナ40における1次空気噴出筒42の代わりに、
噴出ノズル41の回りに複数本の1次空気噴出パイプ45を
設けて、1次空気噴出手段としている。他の構成は図3
において説明した構成と同じであるので、同一の部材、
要素には同一の符号を付して、説明を省略する。作用効
果も図3で説明した例と同じである。
4A and 4B are configuration diagrams of a burner showing an example in which a burner different from the above embodiment is used. FIG. 4A is a sectional configuration view and FIG. 4B is a left side view. In this embodiment, as shown in FIG.
Instead of the primary air jet cylinder 42 in the burner 40 shown in
A plurality of primary air ejection pipes 45 are provided around the ejection nozzle 41 to serve as primary air ejection means. Other configurations are shown in FIG.
Since the configuration is the same as that described above, the same member,
The same reference numerals are given to the elements, and the description will be omitted. The function and effect are also the same as those in the example described with reference to FIG.

【0014】以上実施例においては、液体燃料を対象と
したが、ガス燃料を用いるようにしてもよい。この場合
には燃焼ノズルとして、ガスノズルを用い、ガス流量の
制御弁を取り付けることにより、同じような効果を得る
ことができる。また、燃料ノズル41は空気噴射ノズルの
他、超音波ノズル、リターン式ノズル、一定入力の無気
噴射ノズル等、他の適当なノズルを使うことができる。
In the above embodiments, the liquid fuel was used as the object, but gas fuel may be used. In this case, a similar effect can be obtained by using a gas nozzle as the combustion nozzle and attaching a gas flow rate control valve. Further, as the fuel nozzle 41, in addition to the air injection nozzle, another suitable nozzle such as an ultrasonic nozzle, a return type nozzle, a constant input airless injection nozzle, or the like can be used.

【0015】また2次空気導入口50については、図1に
示した構成の他、図5に示すように、1次燃焼室2aと2
次燃焼室2bとの間を2次空気導入口50によって絞るよう
にしてもよい。更に図6、図7に示すような2次空気導
入口50の構成としてもよい。
Regarding the secondary air inlet 50, in addition to the configuration shown in FIG. 1, as shown in FIG. 5, the primary combustion chambers 2a and 2a
The space between the secondary combustion chamber 2b and the secondary combustion chamber 2b may be throttled by the secondary air inlet 50. Further, the configuration of the secondary air inlet 50 as shown in FIGS. 6 and 7 may be adopted.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項1に記載の衝突燃焼装置によれば、前記燃焼室に
は、前記衝突火炎が生ずる位置より下流位置に燃焼用2
次空気の導入口を設けたので、燃焼用2次空気によって
衝突燃焼で残留発生するCO等の中間生成物を完全燃焼す
ることができ、よって本来的に衝突燃焼がもつ低NOx 及
び低煤の効果に加えて完全燃焼化を促進することがで
き、高負荷燃焼に至るまでの高ターンダウン比におい
て、全体として低NOx 及び低煤のクリーンな燃焼を安定
して行うことができる。また請求項2に記載の衝突燃焼
装置によれば、上記請求項1に記載の構成による効果に
加えて、燃料量と燃焼用1次空気量との比率を、空気過
剰率換算で0.7以上1.2 以下とすることで、火炎安定性
を最も良好にすることができ、燃料流量可変幅を広くと
ることができる。また請求項3に記載の衝突燃焼装置に
よれば、燃料ノズルの周囲に燃焼用1次空気噴出手段と
既燃ガス誘引室とを構成し、前記燃料ノズルの周囲から
燃料と共に燃焼用1次空気と既燃ガスを同軸噴流として
供給するようにしたので、本来的に衝突燃焼がもつ低NO
x 及び低煤の効果をより促進させることができる。よっ
て本来的に衝突燃焼がもつ低NOx 及び低煤の効果に加え
て完全燃焼化を促進することができ、高負荷燃焼に至る
までの高ターンダウン比において、全体として低NOx 及
び低煤のクリーンな燃焼を安定して行うことができる。
また請求項4に記載の衝突燃焼装置によれば、上記請求
項3に記載の構成による効果に加えて、下流部に2次空
気を導入することによって、衝突燃焼領域で十分に酸化
されずに発生した中間生成物を完全燃焼することができ
る。
The present invention has the above-described structure and operation. According to the collision combustion device of the first aspect, the combustion chamber 2 is provided at a position downstream from the position where the collision flame is generated.
Since the secondary air inlet is provided, it is possible to completely combust intermediate products such as CO remaining in the collisional combustion by the secondary combustion air, and thus the low NOx and soot inherent in the collisional combustion can be achieved. In addition to the effect, it is possible to promote complete combustion, and it is possible to stably perform clean combustion with low NOx and low soot as a whole at a high turndown ratio up to high load combustion. According to the collision combustion device of the second aspect, in addition to the effect of the configuration of the first aspect, the ratio of the fuel amount and the primary air amount for combustion is 0.7 or more and 1.2 or more in terms of excess air ratio. By setting the following, the flame stability can be made the best and the variable range of the fuel flow rate can be widened. Further, according to the collision combustion device of the third aspect, the combustion primary air jetting means and the burnt gas attraction chamber are formed around the fuel nozzle, and the combustion primary air is supplied from around the fuel nozzle together with the fuel. Since the burnt gas and the burned gas are supplied as a coaxial jet, the low NO that is inherent in collision combustion
The effect of x and low soot can be further promoted. Therefore, in addition to the effect of low NOx and low soot inherent in collision combustion, complete combustion can be promoted, and at the high turndown ratio up to high load combustion, overall low NOx and low soot cleanliness is achieved. The stable combustion can be performed.
Further, according to the collision combustion device of the fourth aspect, in addition to the effect of the configuration of the third aspect, by introducing the secondary air into the downstream portion, the collision combustion region is not sufficiently oxidized. The generated intermediate product can be completely burned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明装置の実施例を示す衝突燃焼装置の全体
の断面構成図である。
FIG. 1 is an overall cross-sectional configuration diagram of a collision combustion device showing an embodiment of the device of the present invention.

【図2】燃料流量と燃焼用1次空気との比率による火炎
の安定状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a stable state of a flame depending on a ratio between a fuel flow rate and primary air for combustion.

【図3】異なるバーナを用いた例を示すバーナの構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a burner showing an example using different burners.

【図4】更に異なるバーナを用いた例を示すバーナの構
成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a burner showing an example using a different burner.

【図5】他の2次空気導入口を有する例を示す衝突燃焼
装置の断面構成図である。
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of a collision combustion device showing an example having another secondary air introduction port.

【図6】更に他の2次空気導入口を有する例を示す衝突
燃焼装置の断面構成図である。
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of a collision combustion device showing an example having still another secondary air introduction port.

【図7】今一つの他の2次空気導入口を有する例を示す
衝突燃焼装置の断面構成図である。
FIG. 7 is a sectional configuration diagram of a collision combustion device showing an example having another secondary air inlet.

【図8】従来装置につけられている一般的なバーナの例
を示す断面構成する。
FIG. 8 is a sectional view showing an example of a general burner attached to a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃焼容器 2a 1次燃焼室 2b 2次燃焼室 40 バーナ 41 燃料ノズル 42 1次空気噴出筒 44 既燃ガス誘引混合筒 45 1次空気噴出パイプ 50 2次空気導入口 1 Combustion container 2a Primary combustion chamber 2b Secondary combustion chamber 40 Burner 41 Fuel nozzle 42 Primary air jet cylinder 44 Burned gas attracting and mixing cylinder 45 Primary air jet pipe 50 Secondary air inlet

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料と燃焼用1次空気とを噴出するバー
ナを一対、燃焼室の両側に対抗して臨まし、両側からの
燃料及び燃焼用1次空気を燃焼室の中央付近で衝突させ
て衝突火炎を形成するようにした衝突燃焼装置であっ
て、前記燃焼室には、前記衝突火炎が生ずる位置より下
流位置に燃焼用2次空気の導入口を設けたことを特徴と
する衝突燃焼装置。
1. A pair of burners for ejecting fuel and primary combustion air are opposed to both sides of the combustion chamber, and fuel and primary air from both sides are made to collide near the center of the combustion chamber. Collision combustion apparatus configured to form a collision flame by means of a combustion chamber, wherein an inlet for introducing secondary air for combustion is provided in the combustion chamber at a position downstream from a position where the collision flame is generated. apparatus.
【請求項2】 燃料量と燃焼用1次空気量との比率を、
空気過剰率換算で0.7 以上1.2 以下としたことを特徴と
する請求項1に記載の衝突燃焼装置。
2. The ratio between the fuel amount and the primary air amount for combustion is
The collision combustion device according to claim 1, wherein the excess air ratio is 0.7 or more and 1.2 or less.
【請求項3】 燃料と少なくとも燃焼用1次空気とを噴
出するバーナを一対、燃焼室の両側に対抗して臨まし、
両側からの燃料及び燃焼用1次空気を燃焼室の中央付近
で衝突させて衝突火炎を形成するようにした衝突燃焼装
置であって、前記バーナの燃料ノズルの周囲に燃焼用1
次噴出手段と既燃ガス誘引室とを構成し、前記燃料ノズ
ルの周囲から燃料と共に燃焼用1次空気と既燃ガスを同
軸噴流として供給することを特徴とする衝突燃焼装置。
3. A pair of burners for injecting fuel and at least primary air for combustion are provided facing both sides of the combustion chamber.
A collision combustion device in which fuel and primary air for combustion from both sides are caused to collide in the vicinity of the center of a combustion chamber to form a collision flame, and the combustion combustion device is provided around a fuel nozzle of the burner.
A collisional combustion device comprising a secondary jetting means and a burnt gas attracting chamber, wherein primary combustion air and burned gas are supplied as a coaxial jet together with fuel from the periphery of the fuel nozzle.
【請求項4】 燃焼室には、衝突火炎を生ずる位置より
も下流位置に燃焼用2次空気の導入口を設けた請求項3
に記載の衝突燃焼装置。
4. The combustion chamber is provided with an inlet for secondary combustion air at a position downstream of a position where an impact flame is generated.
The collision combustion device according to 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705855B2 (en) * 1999-12-22 2004-03-16 Tokyo Gas Co., Ltd. Low-NOx burner and combustion method of low-NOx burner

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