JPH0749221Y2 - 排ガス再燃バーナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ガスタービンやディーゼルエンジン等の排ガ
スを燃焼用空気の代りに使用し、液体燃料または気体燃
料をボイラ火炉や化学工業炉等で燃焼させる排ガス再燃
バーナに関する。

〔従来の技術〕

第４図は燃焼用空気の代りに燃焼排ガスを使用する従来
の液体燃料焚きボイラ火炉の一例を示す縦断側面図、第
５図は同じくバーナ部の縦断側面図、第６図は第５図の
VI-VI矢視正面図、第７図は第５図のVII-VII水平断面図
である。これらの図において、（01）はボイラ火炉、
（02）はバーナ風箱、（03）はオイルコンパートメン
ト、（04）はエアコンパートメント、（05）は一次排ガ
ス調整ダンパ、（06）は二次排ガス調整ダンパ、（07）
はオイルエアノズル、（08）は二次エアノズル、（09）
は保炎器、（10）はバーナガン、（11）は燃焼用排ガス
ダクト、（12）は燃料油配管、（13）は燃焼用排ガス、
（14）は燃料油、（15）は一次排ガス、（16）は二次排
ガス、（17）はガイドパイプ、（18）は火炎をそれぞれ
示す。

ガスタービンやディーゼルエンジン等の燃焼排ガスは、
高温で且つ酸素を高濃度で含有しているので、ボイラ火
炉における燃焼用空気の代りに利用することができる。
燃焼用排ガスダクト（11）を通して送られて来たそのよ
うな燃焼排ガス（13）はバーナ風箱（02）へ入る。

バーナ風箱（02）には、１つのオイルコンパートメント
（03）と、２つのエアコンパートメント（04）からなる
バーナが複数個設けられている。オイルコンパートメン
ト（03）の入口には一次排ガス調整ダンパ（05）が、エ
アコンパートメント（04）の入口には二次排ガス調整ダ
ンパ（06）が設けれていて、それぞれ一次排ガス（15）
および二次排ガス（16）の流量調整を行なう。また、オ
イルコンパートメント（03）の出口部にはオイルエアノ
ズル（07）が装着され、そのオイルエアノズル（07）の
内部には、保炎器（09）が設けられている。そしてその
保炎器（09）の中心部を貫通して、ガイドパイプ（17）
が設けられ、そのガイドパイプ（17）の内部にはバーナ
ガン（10）が装着されている。

オイルコンパートメント（03）へ送り込まれて来た一次
排ガス（15）は、一部分が保炎器（09）を通してボイラ
火炉（01）内へ吹込まれ、残りの大部分は、保炎器（0
9）の外周部とオイルエアノズル（07）との間の噴出口
から、ボイラ火炉（01）内へ吹込まれる。一方、エアコ
ンパートメント（04）へ送り込まれた二次排ガス（16）
は、二次エアノズル（08）からボイラ火炉（01）内へ吹
込まれる。

図示されていない燃料油供給設備から送られて来た燃料
油（14）は、燃料油配管（12）を通して、オイルコンパ
ートメント（03）に装着されたバーナガン（10）へ送り
込まれ、ボイラ火炉（01）内へ噴霧される。ボイラ火炉
（01）内へ噴霧された燃料油（14）は、図示されていな
い着火源によって着火して火炎（18）を形成するが、着
火部近傍の燃焼は一次排ガス（15）中の酸素によってな
され、それ以降の燃焼は二次排ガス（16）中の酸素によ
ってなされる。形成された火炎（18）は、保炎器（09）
を通して流れる一次排ガス（15）が保炎器（09）背面に
形成する渦流によって、安定が図られ、二次排ガス（1
6）中の酸素と拡散混合しながら燃焼を断続する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、一次排ガス（15）および二次排ガス（16）の
酸素濃度は空気に比べて薄いため、前記従来の排ガス再
燃バーナでは、火炎（18）の着火性が問題となって来
る。

第８図は各種燃料の着火安定限界を燃焼用排ガスの温度
と酸素濃度の関係を示す図で、実機のデータと燃焼試験
炉によるテストデータをプロットしたものである。ガス
タービンやディーゼルエンジン等から排出される燃焼用
排ガスの温度および酸素濃度が、この図に示す着火不安
定領域内にある場合、従来の排ガス再燃バーナでは安定
した火炎の形成が困難であった。

そこで本考案は、ガスタービンやディーゼルエンジン等
から送り込まれる燃焼用排ガスの温度と酸素濃度が燃焼
に供される燃料の着火安定領域外であっても、安定した
火炎が形成できるような、排ガス再燃バーナを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、前記目的を達成するために、燃焼排ガス中に
含まれる酸素により液体燃料または気体燃料を火炉内で
燃焼させるものにおいて、上記火炉内に燃料を吹込むバ
ーナガンと、上記バーナガンの先端部を囲んで設けられ
た保炎器と、上記バーナガンおよび保炎器を囲んで設け
られ、側面に複数の貫通孔を有し、かつ内部にフレッシ
ュエアが供給される保炎器保護筒と、同保炎器保護筒を
囲んで設けられ、かつ内部に燃焼排ガスが供給される燃
料空気ノズルと、同燃料空気ノズルの上方および下方に
設けられ、かつ内部に燃焼排ガスが供給される二次空気
ノズルと、上記保炎器保護筒内部へのフレッシュエア供
給を遮断でき、かつ上記貫通孔を開閉できるスライドダ
ンパと、上記保炎器の入口の酸素濃度を検出する酸素濃
度計と、同酸素濃度計の検出値に基づいて上記スライド
ダンパの開度を制御するダンパ開度制御装置とを具備し
たことを特徴とする排ガス再燃バーナを提案するもので
ある。

〔作用〕

燃焼排ガスの温度および酸素濃度が使用燃料の着火安定
領域内であれば、燃料空気ノズルの保炎器保護筒外周部
と保炎器保護筒内の保炎器内および保炎器外周部とから
火炉内へ、その燃焼排ガスを吹込む。

しかし、燃焼排ガスの温度および酸素濃度が低く使用燃
料の着火安定領域外の場合は、スライドダンパを作動さ
せ、保炎器保護筒の貫通孔を閉じて保炎器保護筒内へ燃
焼排ガスが流入するのを防止し、代りにフレッシュエア
を保炎器保護筒へ流入させる。保炎器保護筒内へ流入し
たフレッシュエアは、保炎器内と保炎器外周部とから火
炉内へ吹込まれる。この結果、別途バーナガンによって
噴射された燃料は、その近傍から酸素濃度の高い流体が
送り込まれるため、着火が極めて安定した火炎を形成す
る。

スライドダンパの作動は、保炎器入口部における燃焼排
ガスの酸素濃度を検出して、自動的または手動により行
なう。自動操作の場合は、保炎器入口部における燃焼排
ガスの酸素濃度を使用燃料の着火安定領域内のどのよう
な値にでも設定できるから、必要最小限のフレッシュエ
アを送り込むようにすることもできる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示す縦断側面図、第２図は
第１図のII-II矢視正面図、第３図は第１図のIII-III水
平断面図である。これらの図において、前記第４図ない
し第７図により説明した従来のものと同様の部分につい
ては、冗長になるのを避けるため、同一の符号を付け詳
しい説明を省く。

本実施例で新たに用いられる符号として、（21）は保炎
器保護筒、（22）はスライドダンパ、（23）は空気風
箱、（24）は空気配管、（25）は一次排ガス導入口、
（26）はフレッシュエア、（27）はスライドダンパ操作
桿、（28）は酸素濃度計、（29）はスライドダンパ開度
調整装置をそれぞれ示す。

本実施例では、保炎器（09）外周部にガイドパイプ（1
7）をも取囲んで保炎器保護筒（21）が設けられる。ま
た、バーナ風箱（02）に空気風箱（23）が設けられ、フ
レッシュエア（26）を送り込むことができるようになっ
ている。そして上記保炎器保護筒（21）は、内部がこの
空気風箱（23）と連通するように装着されている。ま
た、この保炎器保護筒（21）の側面を貫通して、一次排
ガス導入口（25）が複数個開けられていて、オイルコン
パートメント（03）へ送り込まれて来た一次排ガス（1
5）の一部を保炎器保護筒（21）内へ導入できるように
なっている。この一次排ガス（15）は、保炎器（09）の
入口部でサンプリングされ、酸素濃度計（28）によって
酸素濃度が測定される。

空気風箱（23）内と保炎器保護筒（21）内との連通部に
はスライドダンパ（22）が装着されていて、空気風箱
（23）から保炎器保護筒（21）内へ流入する空気量を調
節するとともに、上記一次排ガス導入口（25）の開度も
調節して、一次排ガス（15）とフレッシュエア（26）の
どちらをも保炎器保護筒（21）内へ任意に送り込むこと
ができるようになっている。また、このスライドダンパ
（22）には、スライドダンパ操作桿（27）がバーナ風箱
（02）を貫通して取付けられ、スライドダンパ開度制御
装置（29）に連結されている。

スライドダンパ開度制御装置（29）は、制御器Ｃとスラ
イドダンパ（22）駆動機器Ｍから成る。そして制御器Ｃ
では、使用燃料油（14）の着火安定領域内に酸素濃度が
設定されており、酸素濃度計（28）から送信されて来る
酸素濃度との差を検出して、スライドダンパ（22）駆動
機器Ｍへ伝え、スライドダンパ（22）を作動させるよう
になっている。

オイルコンパートメント（03）へ送り込まれて来た一次
排ガス（15）のうち、一部は保炎器保護筒（21）に開口
された一次排ガス導入口（25）から保炎器保護筒（21）
内へ流入して、保炎器（09）とその外周部からボイラ火
炉（01）内へ吹込まれ、残りは保炎器保護筒（21）の外
周部からボイラ火炉（01）内へ吹込まれる。一方、バー
ナ風箱（02）内に設けられた空気風箱（23）には、図示
されてない送風設備から空気配管（24）を通して、フレ
ッシュエア（26）が送り込まれて来る。

保炎器保護筒（21）内へ流入した一次排ガス（15）は、
保炎器（09）の入口部で、連続的にサンプリングされ、
酸素濃度計（28）によっての酸素濃度が測定される。そ
の測定値はスライドダンパ開度制御装置（29）へ送信さ
れ、設定値と比較される。酸素濃度の設定は、火炎（1
8）の着火安定面を配慮して、使用燃料油（14）の着火
安定限界よりも高い酸素濃度とする。

送信されて来る一次排ガス（15）の酸素濃度測定値が設
定値よりも低い場合は、その偏差分だけスライドダンパ
（22）が作動して、保炎器保護筒（21）の一次排ガス導
入口（25）の開度を狭め、一次排ガス（15）の流入を制
限する。それと同時に空気風箱（23）内と保炎器保護筒
（21）内とが連通し、フレッシュエア（26）が保炎器保
護筒（21）内へ流入して一次排ガス（15）と混合し、保
炎器保護筒（21）内からボイラ火炉（01）内へ吹込まれ
る一次排ガス（15）の酸素濃度が高まる。

逆に、送信されて来る一次排ガス（15）の酸素濃度測定
値が設定値よりも高い場合は、上記とは逆の作動とな
る。

このようにして、保炎器保護筒（21）内からボイラ火炉
（01）内へ吹込まれる一次排ガス（15）の酸素濃度が設
定値通りに調節されるが、スライドダンパ（22）の作動
と手動操作によることもできる。

〔考案の効果〕

本考案においては、バーナガンとその先端部周辺の保炎
器とを取囲んで保炎器保護筒を設け、その内部にフレッ
シュエアを供給するとともに、燃焼排ガスが供給される
燃料空気ノズルを、スライドダンパを介して上記保炎器
保護筒内と連通させたので、火炎の着火点近傍へ送り込
まれる一次排ガスの酸素濃度を任意に高めることがで
き、酸素濃度の低い燃焼用排ガスが送り込まれて来て
も、着火が安定した火炎を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断側面図、第２図は
第１図のII-II矢視正面図、第３図は第１図のIII-III水
平断面図である。第４図は燃焼用空気の代りに燃焼排ガ
スを使用する従来の液体燃料焚きボイラ火炉の一例を示
す縦断側面図、第５図は同じくバーナ部の縦断側面図、
第６図は第５図のVI-VI矢視正面図、第７図は第５図のV
II-VII水平断面図である。第８図は各種燃料の着火安定
限界を示す図である。 （01）……ボイラ火炉；（02）……バーナ風箱；（03）
……オイルコンパートメント；（04）……エアコンパー
トメント；（05）……一次排ガス調整ダンパ；（06）…
…二次排ガス調整ダンパ；（07）……オイルエアノズ
ル；（08）……二次エアノズル；（09）……保炎器；
（10）……バーナガン；（11）……燃焼用排ガスダク
ト；（12）……燃料油配管；（13）……燃焼用排ガス；
（14）……燃料油；（15）……一次排ガス；（16）……
二次排ガス；（17）……ガイドパイプ；（18）……火
炎；（21）……保炎器保護筒；（22）……スライドダン
パ；（23）……空気風箱；（24）……空気配管；（25）
……一次排ガス導入口；（26）……フレッシュエア；
（27）……スライドダンパ操作桿；（28）……酸素濃度
計；（29）……スライドダンパ開度制御装置;C……制御
器;M……駆動機器。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｎ 5/00 Ｆ Ｓ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼排ガス中に含まれる酸素により液体燃
   料または気体燃料を火炉内で燃焼させるものにおいて、
   上記火炉内に燃料を吹込むバーナガンと、上記バーナガ
   ンの先端部を囲んで設けられた保炎器と、上記バーナガ
   ンおよび保炎器を囲んで設けられ、側面に複数の貫通孔
   を有し、かつ内部にフレッシュエアが供給される保炎器
   保護筒と、同保炎器保護筒を囲んで設けられ、かつ内部
   に燃焼排ガスが供給される燃料空気ノズルと、同燃料空
   気ノズルの上方および下方に設けられ、かつ内部に燃焼
   排ガスが供給される二次空気ノズルと、上記保炎器保護
   筒内部へのフレッシュエア供給を遮断でき、かつ上記貫
   通孔を開閉できるスライドダンパと、上記保炎器の入口
   の酸素濃度を検出する酸素濃度計と、同酸素濃度計の検
   出値に基づいて上記スライドダンパの開度を制御するダ
   ンパ開度制御装置とを具備したことを特徴とする排ガス
   再燃バーナ。