JPH0771715A - 低ＮＯｘ燃焼装置 - Google Patents
低ＮＯｘ燃焼装置Info
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- JPH0771715A JPH0771715A JP24382093A JP24382093A JPH0771715A JP H0771715 A JPH0771715 A JP H0771715A JP 24382093 A JP24382093 A JP 24382093A JP 24382093 A JP24382093 A JP 24382093A JP H0771715 A JPH0771715 A JP H0771715A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼空気通路の圧力損失が少なく、燃料と燃
焼用空気との部分予混合を効果的に行って燃料の蒸発の
効率を良くし、且つ火炎の拡散を行うことで、ＮＯｘの
排出を抑制した予混合燃焼方式の燃焼装置を提供するこ
と 【構成】燃料を円錐状に噴射する燃料噴出ノズル６を先
端に有する燃料噴出パイプ５と、この外側にこれと間隔
を存して配置される１次空気噴出筒７と、この１次空気
噴出筒の内側に設けた旋回羽根８とを備え、前記１次空
気噴出筒の外側に２次空気噴出通路Ｘとこの２次空気噴
出通路Ｘから噴出する２次空気による誘引によって排ガ
スが流通する排ガス流出通路Ｙとを周方向に交互に複数
組設けると共に、２次空気噴出通路及び排ガス流出通路
の先端部を前記燃料噴出ノズルの近傍下流側に向けたこ
とを特徴とする。
焼用空気との部分予混合を効果的に行って燃料の蒸発の
効率を良くし、且つ火炎の拡散を行うことで、ＮＯｘの
排出を抑制した予混合燃焼方式の燃焼装置を提供するこ
と 【構成】燃料を円錐状に噴射する燃料噴出ノズル６を先
端に有する燃料噴出パイプ５と、この外側にこれと間隔
を存して配置される１次空気噴出筒７と、この１次空気
噴出筒の内側に設けた旋回羽根８とを備え、前記１次空
気噴出筒の外側に２次空気噴出通路Ｘとこの２次空気噴
出通路Ｘから噴出する２次空気による誘引によって排ガ
スが流通する排ガス流出通路Ｙとを周方向に交互に複数
組設けると共に、２次空気噴出通路及び排ガス流出通路
の先端部を前記燃料噴出ノズルの近傍下流側に向けたこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＮＯｘ（窒素酸化
物）の排出を抑制した低ＮＯｘ燃焼装置に関するもので
ある。
物）の排出を抑制した低ＮＯｘ燃焼装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の液体燃料燃焼装置は、燃料と燃焼
空気を異なる噴出口から供給し、燃焼室内で混合させな
がら燃焼させる拡散燃焼を用いたものが一般的である。
こうした拡散燃焼方式では例え燃料を希薄或いは過濃な
条件下で燃焼させても、最終的に適正空気比で燃焼を完
結させようとすれば燃料と空気との混合過程において空
気比が１付近となる領域が必ず存在し、高温火炎帯が形
成されるためＮＯｘの低減が困難である。こうした拡散
燃焼に対して、予混合燃焼を行うことで空気比１となる
所を避け、且つ均一火炎とすることで高温火炎帯の生成
を抑えることで低ＮＯｘ化が期待できる。予混合燃焼を
実現するためには、単に燃料と空気とを混合しただけで
は困難であり、液体燃料を効果的に蒸発させる手段が必
要である。こうした予混合燃焼を行う燃焼装置が、特開
昭60-232408 号公報にて提案されている。
空気を異なる噴出口から供給し、燃焼室内で混合させな
がら燃焼させる拡散燃焼を用いたものが一般的である。
こうした拡散燃焼方式では例え燃料を希薄或いは過濃な
条件下で燃焼させても、最終的に適正空気比で燃焼を完
結させようとすれば燃料と空気との混合過程において空
気比が１付近となる領域が必ず存在し、高温火炎帯が形
成されるためＮＯｘの低減が困難である。こうした拡散
燃焼に対して、予混合燃焼を行うことで空気比１となる
所を避け、且つ均一火炎とすることで高温火炎帯の生成
を抑えることで低ＮＯｘ化が期待できる。予混合燃焼を
実現するためには、単に燃料と空気とを混合しただけで
は困難であり、液体燃料を効果的に蒸発させる手段が必
要である。こうした予混合燃焼を行う燃焼装置が、特開
昭60-232408 号公報にて提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例においては、空気通路の圧力損失が大きいので、圧
力損失の少ないものと比較して供給空気の噴出速度が低
く、供給空気の噴出速度と燃料噴出速度の間に大きな相
対速度差を設けて液滴の蒸発を促進する面から好適でな
い。この空気流速を増加させる手段としては送風機の大
容量化が考えられるが、送風機の大型化や騒音の発生な
どの課題がある。又、蒸発筒で予混合をするだけでは、
火炎は束ねられた順流となり、高噴射量においては熱量
が増大するため火炎全体が密な高温火炎帯になりやす
い。本発明は、燃焼空気通路の圧力損失が少なく、燃料
と燃焼用空気との部分予混合を効果的に行って燃料の蒸
発の効率を良くし、且つ火炎の拡散を行うことで、ＮＯ
ｘの排出を抑制した部分予混合燃焼方式の燃焼装置を提
供することを目的とする。
来例においては、空気通路の圧力損失が大きいので、圧
力損失の少ないものと比較して供給空気の噴出速度が低
く、供給空気の噴出速度と燃料噴出速度の間に大きな相
対速度差を設けて液滴の蒸発を促進する面から好適でな
い。この空気流速を増加させる手段としては送風機の大
容量化が考えられるが、送風機の大型化や騒音の発生な
どの課題がある。又、蒸発筒で予混合をするだけでは、
火炎は束ねられた順流となり、高噴射量においては熱量
が増大するため火炎全体が密な高温火炎帯になりやす
い。本発明は、燃焼空気通路の圧力損失が少なく、燃料
と燃焼用空気との部分予混合を効果的に行って燃料の蒸
発の効率を良くし、且つ火炎の拡散を行うことで、ＮＯ
ｘの排出を抑制した部分予混合燃焼方式の燃焼装置を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するためになされたものであって、請求項１の発明
は、燃料を円錐状に噴射する燃料噴出ノズルを先端に有
する燃料噴出パイプと、この外側にこれと間隔を存して
配置される１次空気噴出筒と、この１次空気噴出筒の内
側に設けた旋回羽根とを備え、前記１次空気噴出筒の外
側に２次空気噴出通路とこの２次空気噴出通路から噴出
する２次空気による誘引によって排ガスが流通する排ガ
ス流出通路とを周方向に交互に複数組設けると共に、２
次空気噴出通路及び排ガス流出通路の先端部を前記燃料
噴出ノズルの下流側近傍に向けたこと特徴とし、請求項
２の発明は、請求項１において、２次空気噴出通路及び
排ガス流出通路の先端部を前記燃料噴出ノズルから下流
側に向けて少許離れた位置に向けて屈曲させたことを特
徴とし、請求項３の発明は、請求項１において、１次空
気噴出筒の周囲に互いに周方向に間隔を存して同心円状
に複数の２次空気噴出筒を配置し、２次空気噴出筒の外
側に燃料噴出ノズル及び１次空気噴出筒の先端開口を包
囲するように蒸発筒を配置することで２次空気噴出通路
と排ガス流出通路とを周方向に交互に複数組設けたこと
を特徴とする。
達成するためになされたものであって、請求項１の発明
は、燃料を円錐状に噴射する燃料噴出ノズルを先端に有
する燃料噴出パイプと、この外側にこれと間隔を存して
配置される１次空気噴出筒と、この１次空気噴出筒の内
側に設けた旋回羽根とを備え、前記１次空気噴出筒の外
側に２次空気噴出通路とこの２次空気噴出通路から噴出
する２次空気による誘引によって排ガスが流通する排ガ
ス流出通路とを周方向に交互に複数組設けると共に、２
次空気噴出通路及び排ガス流出通路の先端部を前記燃料
噴出ノズルの下流側近傍に向けたこと特徴とし、請求項
２の発明は、請求項１において、２次空気噴出通路及び
排ガス流出通路の先端部を前記燃料噴出ノズルから下流
側に向けて少許離れた位置に向けて屈曲させたことを特
徴とし、請求項３の発明は、請求項１において、１次空
気噴出筒の周囲に互いに周方向に間隔を存して同心円状
に複数の２次空気噴出筒を配置し、２次空気噴出筒の外
側に燃料噴出ノズル及び１次空気噴出筒の先端開口を包
囲するように蒸発筒を配置することで２次空気噴出通路
と排ガス流出通路とを周方向に交互に複数組設けたこと
を特徴とする。
【０００５】
【作用】請求項１の発明によれば、１次空気噴出筒内で
旋回羽根によって１次空気の旋回流が生じ、この旋回流
によって１次空気と燃料噴出ノズルから噴出される燃料
の円錐状噴流とのミキシングが行われ、このミキシング
流に対して２次空気噴出通路から噴出される２次空気の
噴流と、２次空気の高速噴出流によって生ずる排ガス流
出通路からの高温排ガス流とが加わって更にミキシング
を促進し、燃料の液滴の蒸発を促進する。こうして得ら
れたミキシング流体は１次空気の旋回運動エネルギーと
２次空気の高速噴出エネルギーによって大きく拡散され
燃焼火炎帯へ移動する。こうした予混合燃焼と火炎の拡
散によってＮＯｘ発生量が低減する。請求項２の発明に
よれば、２次空気噴出通路と排ガス流出通路の先端が燃
料噴出ノズルから下流側に向けて少許離れた位置に向け
て屈曲されているので、予混合が一層促進される。請求
項３の発明によれば、燃焼装置の構造が簡単となる。
旋回羽根によって１次空気の旋回流が生じ、この旋回流
によって１次空気と燃料噴出ノズルから噴出される燃料
の円錐状噴流とのミキシングが行われ、このミキシング
流に対して２次空気噴出通路から噴出される２次空気の
噴流と、２次空気の高速噴出流によって生ずる排ガス流
出通路からの高温排ガス流とが加わって更にミキシング
を促進し、燃料の液滴の蒸発を促進する。こうして得ら
れたミキシング流体は１次空気の旋回運動エネルギーと
２次空気の高速噴出エネルギーによって大きく拡散され
燃焼火炎帯へ移動する。こうした予混合燃焼と火炎の拡
散によってＮＯｘ発生量が低減する。請求項２の発明に
よれば、２次空気噴出通路と排ガス流出通路の先端が燃
料噴出ノズルから下流側に向けて少許離れた位置に向け
て屈曲されているので、予混合が一層促進される。請求
項３の発明によれば、燃焼装置の構造が簡単となる。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例を以下に図面に従い説明す
る。図１は同実施例の燃焼装置の要部拡大縦断面図、図
２は図１の要部底面図、図３は同実施例の燃焼装置の要
部図縦断面図である。
る。図１は同実施例の燃焼装置の要部拡大縦断面図、図
２は図１の要部底面図、図３は同実施例の燃焼装置の要
部図縦断面図である。
【０００７】図１〜図３において、１は図示しない多管
式貫流ボイラの缶体の上部に設けたウインドボックス
（風箱）で、内部に複数の整流板２、３を同軸状に配置
している。この整流板２、３はウインドボックス１の入
口Ｅに連通接続される送風機（図示しない）からバーナ
部（燃焼部）Ｂに向けて供給する燃焼用空気の偏流を防
止し、燃焼用空気の均一な流れを得るためのものであ
る。そして、このウインドボックス１の底板４を、バー
ナ部Ｂの取り付け部（面）として用いている。
式貫流ボイラの缶体の上部に設けたウインドボックス
（風箱）で、内部に複数の整流板２、３を同軸状に配置
している。この整流板２、３はウインドボックス１の入
口Ｅに連通接続される送風機（図示しない）からバーナ
部（燃焼部）Ｂに向けて供給する燃焼用空気の偏流を防
止し、燃焼用空気の均一な流れを得るためのものであ
る。そして、このウインドボックス１の底板４を、バー
ナ部Ｂの取り付け部（面）として用いている。
【０００８】次に、バーナ部Ｂの構造について説明す
る。５は液体燃料噴出パイプで、先端を底板４よりも下
流側（下方）に所定長さ突出させて取り付け、先端に液
体燃料の略円錐状噴射面Ｆを形成する燃料ノズル（噴出
孔）６を設けている。７は燃料噴出パイプ５の外側にこ
れと間隔（１次空気通路間隔）を存して設け１次空気Ｋ
１を噴出する１次空気噴出筒、８は燃料噴出パイプ５と
１次空気噴出筒７との間に設けた旋回流生成用の旋回羽
根、９は１次空気噴出筒７の外側にこれと間隔を存して
設けた２次空気噴出筒で、１次空気噴出筒７の下端にこ
の１次空気噴出筒７の一部を構成する逆円錐台状の第１
通路形成部材１０を取り付けると共に、２次空気噴出筒
９の下端には逆円錐台状の第２通路形成部材１１を取り
付けている。１次空気噴出筒７は燃料噴出パイプ５と図
示しない着火ガイシ( 点火用電極)を内包するために径
を大きく構成され、第１通路形成部材１０によって先端
の開口径を絞ることで１次空気量を制御し、全燃焼空気
量の約１０％〜６０％とする。燃料噴出パイプ５はそこ
からの噴霧が部材１０の先端開口部に接触しない程度に
第１通路形成部材１０の先端から後退している。第１通
路形成部材１０は先端部において１次空気を衝突させ、
空気流速を下げることで燃料噴出パイプ５からの燃料噴
霧に点火し易くさせる機能を有する。
る。５は液体燃料噴出パイプで、先端を底板４よりも下
流側（下方）に所定長さ突出させて取り付け、先端に液
体燃料の略円錐状噴射面Ｆを形成する燃料ノズル（噴出
孔）６を設けている。７は燃料噴出パイプ５の外側にこ
れと間隔（１次空気通路間隔）を存して設け１次空気Ｋ
１を噴出する１次空気噴出筒、８は燃料噴出パイプ５と
１次空気噴出筒７との間に設けた旋回流生成用の旋回羽
根、９は１次空気噴出筒７の外側にこれと間隔を存して
設けた２次空気噴出筒で、１次空気噴出筒７の下端にこ
の１次空気噴出筒７の一部を構成する逆円錐台状の第１
通路形成部材１０を取り付けると共に、２次空気噴出筒
９の下端には逆円錐台状の第２通路形成部材１１を取り
付けている。１次空気噴出筒７は燃料噴出パイプ５と図
示しない着火ガイシ( 点火用電極)を内包するために径
を大きく構成され、第１通路形成部材１０によって先端
の開口径を絞ることで１次空気量を制御し、全燃焼空気
量の約１０％〜６０％とする。燃料噴出パイプ５はそこ
からの噴霧が部材１０の先端開口部に接触しない程度に
第１通路形成部材１０の先端から後退している。第１通
路形成部材１０は先端部において１次空気を衝突させ、
空気流速を下げることで燃料噴出パイプ５からの燃料噴
霧に点火し易くさせる機能を有する。
【０００９】そして、２つの通路形成部材１０、１１の
間の通路及び２つの噴出筒７、８の間の通路を周方向に
多数の部分に仕切るように、仕切り板１２、１２・・・
を装着している。そして、第１通路形成部材１０には仕
切り板１２、１２・・・によって区画された通路を１つ
おきに塞ぐように閉塞部１０Ａ、１０Ａ・・・を設け、
閉塞部１０Ａ、１０Ａ・・・に対応する２次空気噴出筒
９の下端部には排ガス流入口１３、１３・・・を形成し
ている。こうした構造により、１次空気噴出筒７の外側
に２次空気噴出通路Ｘ、Ｘ・・・と、この２次空気噴出
通路Ｘ、Ｘ・・・から噴出する２次空気Ｋ２による誘引
に１って排ガスＥが誘引されて流通する排ガス流出通路
Ｙ、Ｙ・・・とを周方向に交互に複数組（この実施例で
は５組であるが、これに限定されない）設けると共に、
２次空気噴出通路Ｘ、Ｘ・・・及び排ガス流出通路Ｙ、
Ｙ・・・の先端部を前記燃料噴出ノズル６から下流側に
向けて少許離れた位置に向けて屈曲させた構成としてい
る。
間の通路及び２つの噴出筒７、８の間の通路を周方向に
多数の部分に仕切るように、仕切り板１２、１２・・・
を装着している。そして、第１通路形成部材１０には仕
切り板１２、１２・・・によって区画された通路を１つ
おきに塞ぐように閉塞部１０Ａ、１０Ａ・・・を設け、
閉塞部１０Ａ、１０Ａ・・・に対応する２次空気噴出筒
９の下端部には排ガス流入口１３、１３・・・を形成し
ている。こうした構造により、１次空気噴出筒７の外側
に２次空気噴出通路Ｘ、Ｘ・・・と、この２次空気噴出
通路Ｘ、Ｘ・・・から噴出する２次空気Ｋ２による誘引
に１って排ガスＥが誘引されて流通する排ガス流出通路
Ｙ、Ｙ・・・とを周方向に交互に複数組（この実施例で
は５組であるが、これに限定されない）設けると共に、
２次空気噴出通路Ｘ、Ｘ・・・及び排ガス流出通路Ｙ、
Ｙ・・・の先端部を前記燃料噴出ノズル６から下流側に
向けて少許離れた位置に向けて屈曲させた構成としてい
る。
【００１０】燃料噴出パイプ５はウインドボックス１の
頂板１４に固定され、１次空気噴出筒７、２次空気噴出
筒９、通路形成部材１０、１１及び仕切り板１２、１２
・・・は一体的に組付けられた状態でウインドボックス
１の底板４に固定されている。
頂板１４に固定され、１次空気噴出筒７、２次空気噴出
筒９、通路形成部材１０、１１及び仕切り板１２、１２
・・・は一体的に組付けられた状態でウインドボックス
１の底板４に固定されている。
【００１１】上記の如く構成される実施例の作用を説明
する。実施例の燃焼装置の定常燃焼状態について説明す
る。１次空気噴出筒７内で旋回羽根８によって１次空気
Ｋ１の旋回流が生じ、この旋回流によって１次空気Ｋ１
と燃料噴出ノズル６から噴出される燃料の円錐状噴流Ｆ
とのミキシング（予混合）がノズル６の比較的近傍から
開始される。このミキシング流に対して２次空気噴出通
路Ｘ、Ｘ・・・から噴出される２次空気Ｋ２の噴流と、
この２次空気の高速噴出流によって生ずる排ガス流出通
路Ｙ、Ｙ・・・からの高温排ガス流Ｇとが加わって更に
ミキシングを促進すると共に、加熱により燃料の液滴の
蒸発を促進する。こうして得られたミキシング流体は１
次空気Ｋ１の旋回運動エネルギー及び２次空気Ｋ２の高
速噴出エネルギーによりミキシング領域の下流側に形成
される拡散（拡大）火炎部へ移動する。こうした、液体
燃料と燃焼空気との予混合がノズル６の下流側の比較的
近い部分で行われ生成された予混合燃料が広範囲に拡散
（拡大）されるため、局部高温帯を無くし火炎の放熱量
を増すことでＮＯｘの低い燃焼が行われると共に、燃焼
火炎の長さは従来の単一の拡散燃焼方式のバーナのそれ
に比較して短くなる。
する。実施例の燃焼装置の定常燃焼状態について説明す
る。１次空気噴出筒７内で旋回羽根８によって１次空気
Ｋ１の旋回流が生じ、この旋回流によって１次空気Ｋ１
と燃料噴出ノズル６から噴出される燃料の円錐状噴流Ｆ
とのミキシング（予混合）がノズル６の比較的近傍から
開始される。このミキシング流に対して２次空気噴出通
路Ｘ、Ｘ・・・から噴出される２次空気Ｋ２の噴流と、
この２次空気の高速噴出流によって生ずる排ガス流出通
路Ｙ、Ｙ・・・からの高温排ガス流Ｇとが加わって更に
ミキシングを促進すると共に、加熱により燃料の液滴の
蒸発を促進する。こうして得られたミキシング流体は１
次空気Ｋ１の旋回運動エネルギー及び２次空気Ｋ２の高
速噴出エネルギーによりミキシング領域の下流側に形成
される拡散（拡大）火炎部へ移動する。こうした、液体
燃料と燃焼空気との予混合がノズル６の下流側の比較的
近い部分で行われ生成された予混合燃料が広範囲に拡散
（拡大）されるため、局部高温帯を無くし火炎の放熱量
を増すことでＮＯｘの低い燃焼が行われると共に、燃焼
火炎の長さは従来の単一の拡散燃焼方式のバーナのそれ
に比較して短くなる。
【００１２】上記実施例におけるＮＯｘ低減の効果は実
験により確かめられており、従来の拡散燃焼型の圧力噴
霧型液体燃料燃焼バーナを円筒状水管ボイラに装着した
場合ではＮＯｘが１００ppm （Ｏ2 ０％換算）であった
ものが、本実施例の燃焼装置を装着した場合ではＮＯｘ
が６０ppm （Ｏ2 ０％換算）と大幅に低減された。
験により確かめられており、従来の拡散燃焼型の圧力噴
霧型液体燃料燃焼バーナを円筒状水管ボイラに装着した
場合ではＮＯｘが１００ppm （Ｏ2 ０％換算）であった
ものが、本実施例の燃焼装置を装着した場合ではＮＯｘ
が６０ppm （Ｏ2 ０％換算）と大幅に低減された。
【００１３】尚、本発明は２次空気噴出通路Ｘ、Ｘ・・
・及び排ガス流出通路Ｙ、Ｙ・・・の構造は上記第一実
施例にのものに限定されるものではなく、他の実施例と
して示す図４及び図５の構造であっても良い。以下にこ
の実施例について説明する。
・及び排ガス流出通路Ｙ、Ｙ・・・の構造は上記第一実
施例にのものに限定されるものではなく、他の実施例と
して示す図４及び図５の構造であっても良い。以下にこ
の実施例について説明する。
【００１４】図４及び図５において、２７、２５、２８
はそれぞれ第１実施例の１次空気噴出筒７、液体燃料噴
出パイプ５、旋回羽根８に相当する１次空気噴出筒、液
体燃料噴出パイプ、旋回羽根である。液体燃料噴出パイ
プ２５ には、先端に液体燃料の略円錐状噴射面Ｆを形
成する燃料噴出ノズル（噴出孔）２６を設けている。１
次空気噴出筒２７は燃料噴出パイプ２５と図示しない着
火ガイシ( 点火用電極) を内包するために１次空気噴出
筒２７よりも径を大きく構成され、１次空気量をノズル
２６先端下方に位置するバッフル板４０の孔４１の内径
で制御し、全燃焼空気量の約１０％〜６０％とする。燃
料噴出パイプ２５はそこからの噴霧がバッフル板４０に
接触しない程度にバッフル板４０から後退している。バ
ッフル板４０はここで１次空気を衝突させ、空気流速を
下げることで燃料噴出パイプ２５からの燃料噴霧に点火
し易くする機能を有する。
はそれぞれ第１実施例の１次空気噴出筒７、液体燃料噴
出パイプ５、旋回羽根８に相当する１次空気噴出筒、液
体燃料噴出パイプ、旋回羽根である。液体燃料噴出パイ
プ２５ には、先端に液体燃料の略円錐状噴射面Ｆを形
成する燃料噴出ノズル（噴出孔）２６を設けている。１
次空気噴出筒２７は燃料噴出パイプ２５と図示しない着
火ガイシ( 点火用電極) を内包するために１次空気噴出
筒２７よりも径を大きく構成され、１次空気量をノズル
２６先端下方に位置するバッフル板４０の孔４１の内径
で制御し、全燃焼空気量の約１０％〜６０％とする。燃
料噴出パイプ２５はそこからの噴霧がバッフル板４０に
接触しない程度にバッフル板４０から後退している。バ
ッフル板４０はここで１次空気を衝突させ、空気流速を
下げることで燃料噴出パイプ２５からの燃料噴霧に点火
し易くする機能を有する。
【００１５】４２、４２・・・は１次空気噴出筒２７の
外周側にこれと壁面を接するように、且つ周方向に互い
に所定間隔Ｄを存して装着される２次空気噴出筒で、そ
の先端位置は燃料噴出パイプ２５の先端と略等しいか、
この位置から、液体燃料の略円錐状噴射面Ｆに触れない
（突入しない）位置迄の範囲とし、２次空気噴出筒４
２、４２・・・からの高速噴出流の運動エネルギーがノ
ズル２６から噴出される円錐状液体燃料に効果的に作用
するよう構成している。この実施例では、２次空気噴出
筒４２、４２・・・の先端を１次空気噴出筒２７と共
に、燃料ノズル２６よりも下流側に突設している。
外周側にこれと壁面を接するように、且つ周方向に互い
に所定間隔Ｄを存して装着される２次空気噴出筒で、そ
の先端位置は燃料噴出パイプ２５の先端と略等しいか、
この位置から、液体燃料の略円錐状噴射面Ｆに触れない
（突入しない）位置迄の範囲とし、２次空気噴出筒４
２、４２・・・からの高速噴出流の運動エネルギーがノ
ズル２６から噴出される円錐状液体燃料に効果的に作用
するよう構成している。この実施例では、２次空気噴出
筒４２、４２・・・の先端を１次空気噴出筒２７と共
に、燃料ノズル２６よりも下流側に突設している。
【００１６】３１は円筒状をなす排ガス自己再循環筒兼
用の蒸発筒で、２次空気噴出筒４２、４２・・の外方側
にこれらの外周壁と自らの内周壁とを接するように設け
ている。この蒸発筒３１はその下端を液体燃料の略円錐
状噴射面Ｆに触れない程度に下流側に突設させ、１次空
気噴出筒２７及び２次空気噴出筒４２の先端から所定の
範囲において燃料希薄で液体燃料が燃焼空気と予混合す
る蒸発ゾーンＨを形成している。蒸発筒３１の上端は２
次空気噴出筒４２、４２・・の略中段に迄延在させてい
るが、これに限定させるものではなく２次空気噴出筒４
２の先端近傍に位置させてもよい。
用の蒸発筒で、２次空気噴出筒４２、４２・・の外方側
にこれらの外周壁と自らの内周壁とを接するように設け
ている。この蒸発筒３１はその下端を液体燃料の略円錐
状噴射面Ｆに触れない程度に下流側に突設させ、１次空
気噴出筒２７及び２次空気噴出筒４２の先端から所定の
範囲において燃料希薄で液体燃料が燃焼空気と予混合す
る蒸発ゾーンＨを形成している。蒸発筒３１の上端は２
次空気噴出筒４２、４２・・の略中段に迄延在させてい
るが、これに限定させるものではなく２次空気噴出筒４
２の先端近傍に位置させてもよい。
【００１７】上記の１次空気噴出筒２７、２次空気噴出
筒４２、４２・・・及び蒸発筒３１の配置により、２次
空気噴出筒４２、４２・・の内側が２次空気噴出通路
Ｘ、Ｘ・・・となり、隣接する２次空気噴出筒４２、４
２・・の間が２次空気噴出筒から噴出される燃焼空気に
よって誘引、循環する燃焼排ガスの噴出通路Ｙ、Ｙ・・
・となる。
筒４２、４２・・・及び蒸発筒３１の配置により、２次
空気噴出筒４２、４２・・の内側が２次空気噴出通路
Ｘ、Ｘ・・・となり、隣接する２次空気噴出筒４２、４
２・・の間が２次空気噴出筒から噴出される燃焼空気に
よって誘引、循環する燃焼排ガスの噴出通路Ｙ、Ｙ・・
・となる。
【００１８】上記の如く構成される第二実施例の定常燃
焼状態について説明する。１次空気噴出筒２７内で旋回
羽根２８によって１次空気Ｋ１の旋回流が生じ、この旋
回流によって１次空気Ｋ１と燃料噴出ノズル２６から噴
出される燃料の円錐状噴流Ｆとのミキシング（予混合）
がノズル２６の比較的近傍から開始される。このミキシ
ング流に対して２次空気噴出筒４２、４２・・・から２
次空気Ｋ２が高速で噴射され噴霧状の燃料と衝突し、混
合して衝突エネルギーにより液滴の蒸発を促進する。同
時に、２次空気噴出筒４２、４２・・・からの燃焼空気
の高速噴出によって、蒸発筒３１の内側に負圧領域を生
じさせ、これによって高温の燃焼排ガスＧを燃焼排ガス
流出通路Ｙ、Ｙ・・・内に誘引し、その先端開口から蒸
発筒３１内に噴出させることで、蒸発筒３１内では燃料
の液滴流と燃焼空気と燃焼排ガスの３者のミキシングが
効果的に行われ、液滴の蒸発が効果的に行われる。こう
して得られたミキシング流体は１次空気Ｋ１の旋回運動
エネルギー及び２次空気Ｋ２の高速噴出エネルギーによ
りミキシング領域の下流側に形成される拡散（拡大）火
炎部へ移動する。こうした液体燃料と燃焼空気との予混
合がノズル２６の下流側の比較的近い部分で行われた
後、生成された予混合燃料が広範囲に拡大されるため、
局部高温帯を無くし，且つ火炎の放熱量を増すことでＮ
Ｏｘの低い燃焼が行われると共に、燃焼火炎の長さは従
来の拡散燃焼方式のバーナのそれに比較して短くなる。
尚、ＮＯｘ低減の効果は実験により確かめられており、
従来の拡散燃焼型の圧力噴霧型液体燃料燃焼バーナを円
筒状水管ボイラに装着した場合ではＮＯｘが１２０ppm
（Ｏ2 ０％換算）であったものが、本実施例の燃焼装置
を装着した場合ではＮＯｘが８０ppm （Ｏ2 ０％換算）
と大幅に低減された。
焼状態について説明する。１次空気噴出筒２７内で旋回
羽根２８によって１次空気Ｋ１の旋回流が生じ、この旋
回流によって１次空気Ｋ１と燃料噴出ノズル２６から噴
出される燃料の円錐状噴流Ｆとのミキシング（予混合）
がノズル２６の比較的近傍から開始される。このミキシ
ング流に対して２次空気噴出筒４２、４２・・・から２
次空気Ｋ２が高速で噴射され噴霧状の燃料と衝突し、混
合して衝突エネルギーにより液滴の蒸発を促進する。同
時に、２次空気噴出筒４２、４２・・・からの燃焼空気
の高速噴出によって、蒸発筒３１の内側に負圧領域を生
じさせ、これによって高温の燃焼排ガスＧを燃焼排ガス
流出通路Ｙ、Ｙ・・・内に誘引し、その先端開口から蒸
発筒３１内に噴出させることで、蒸発筒３１内では燃料
の液滴流と燃焼空気と燃焼排ガスの３者のミキシングが
効果的に行われ、液滴の蒸発が効果的に行われる。こう
して得られたミキシング流体は１次空気Ｋ１の旋回運動
エネルギー及び２次空気Ｋ２の高速噴出エネルギーによ
りミキシング領域の下流側に形成される拡散（拡大）火
炎部へ移動する。こうした液体燃料と燃焼空気との予混
合がノズル２６の下流側の比較的近い部分で行われた
後、生成された予混合燃料が広範囲に拡大されるため、
局部高温帯を無くし，且つ火炎の放熱量を増すことでＮ
Ｏｘの低い燃焼が行われると共に、燃焼火炎の長さは従
来の拡散燃焼方式のバーナのそれに比較して短くなる。
尚、ＮＯｘ低減の効果は実験により確かめられており、
従来の拡散燃焼型の圧力噴霧型液体燃料燃焼バーナを円
筒状水管ボイラに装着した場合ではＮＯｘが１２０ppm
（Ｏ2 ０％換算）であったものが、本実施例の燃焼装置
を装着した場合ではＮＯｘが８０ppm （Ｏ2 ０％換算）
と大幅に低減された。
【００１９】次に第二実施例の変形例である第三実施例
を図６に従い説明する。この実施例では２次空気噴出筒
４２、４２・・・の先端を燃料噴出パイプ２５の軸心方
向へ屈曲させてたものである。この屈曲により、２次空
気及び排ガスと燃料とのミキシング性能が向上する。
を図６に従い説明する。この実施例では２次空気噴出筒
４２、４２・・・の先端を燃料噴出パイプ２５の軸心方
向へ屈曲させてたものである。この屈曲により、２次空
気及び排ガスと燃料とのミキシング性能が向上する。
【００２０】
【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、燃焼用空気と高温の排ガスと液滴との燃料希薄の予
混合が効果的に行われ、微粒状の液滴の蒸発が促進さ
れ、且つ火炎の拡散による放熱効果によってＮＯｘの発
生量を低減でき、低ＮＯｘの燃焼装置を提供できる。
又、燃焼空気通路の圧力損失が少なく、送風機の容量を
増加させることなく、高い燃焼空気の噴出速度を得るこ
とができる等多大な効果を発揮する。
ば、燃焼用空気と高温の排ガスと液滴との燃料希薄の予
混合が効果的に行われ、微粒状の液滴の蒸発が促進さ
れ、且つ火炎の拡散による放熱効果によってＮＯｘの発
生量を低減でき、低ＮＯｘの燃焼装置を提供できる。
又、燃焼空気通路の圧力損失が少なく、送風機の容量を
増加させることなく、高い燃焼空気の噴出速度を得るこ
とができる等多大な効果を発揮する。
【図１】図は本発明一実施例の要部拡大縦断面で、図２
の１−１線断面図である。
の１−１線断面図である。
【図２】図は図１の要部底面図である。
【図３】図は本発明一実施例の燃焼装置の要部縦断面図
である。
である。
【図４】図は本発明二実施例の燃焼装置の要部拡大縦断
を示し、図５の４−４線断面図である。
を示し、図５の４−４線断面図である。
【図５】図は図４の要部底面図である。
【図６】図は本発明三実施例の燃焼装置の要部拡大縦断
面図である。
面図である。
５、２５ ・・・・・燃料噴出パイプ ７、２７・・・・・１次空気噴出筒 ６、２６・・・・・ノズル Ｘ・・・・・２次空気噴出通路 Ｙ・・・・・排ガス流出通路
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料を円錐状に噴射する燃料噴出ノズル
を先端に有する燃料噴出パイプと、この外側にこれと間
隔を存して配置される１次空気噴出筒と、この１次空気
噴出筒の内側に設けた旋回羽根とを備え、前記１次空気
噴出筒の外側に２次空気噴出通路とこの２次空気噴出通
路から噴出する２次空気による誘引によって排ガスが流
通する排ガス流出通路とを周方向に交互に複数組設ける
と共に、２次空気噴出通路及び排ガス流出通路の先端部
を前記燃料噴出ノズルの下流側近傍に向けたことを特徴
とする低ＮＯｘ燃焼装置。 - 【請求項２】 請求項１において、２次空気噴出通路及
び排ガス流出通路の先端部を前記燃料噴出ノズルから下
流側に向けて少許離れた位置に向けて屈曲させたことを
特徴とする低ＮＯｘ燃焼装置。 - 【請求項３】請求項１において、１次空気噴出筒の周囲
に互いに周方向に間隔を存して同心円状に複数の２次空
気噴出筒を配置し、２次空気噴出筒の外側に燃料噴出ノ
ズル及び１次空気噴出筒の先端開口を包囲するように蒸
発筒を配置することで２次空気噴出通路と排ガス流出通
路とを周方向に交互に複数組設けたことを特徴とする低
ＮＯｘ燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24382093A JPH0771715A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24382093A JPH0771715A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771715A true JPH0771715A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17109418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24382093A Pending JPH0771715A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0771715A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009204285A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Electric Power Dev Co Ltd | バーナおよびその運転方法 |
| US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
| JP2015105797A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 明光産業株式会社 | ペンタン燃焼バーナおよびペンタン燃焼装置 |
| JP2015183892A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ノズル、バーナ、燃焼器、ガスタービン、ガスタービンシステム |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP24382093A patent/JPH0771715A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
| JP2009204285A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Electric Power Dev Co Ltd | バーナおよびその運転方法 |
| JP2015105797A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 明光産業株式会社 | ペンタン燃焼バーナおよびペンタン燃焼装置 |
| JP2015183892A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ノズル、バーナ、燃焼器、ガスタービン、ガスタービンシステム |
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