JPH08285223A - Method and device for nitrogen oxide low generating combustion - Google Patents

Method and device for nitrogen oxide low generating combustion

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JPH08285223A
JPH08285223A JP7094036A JP9403695A JPH08285223A JP H08285223 A JPH08285223 A JP H08285223A JP 7094036 A JP7094036 A JP 7094036A JP 9403695 A JP9403695 A JP 9403695A JP H08285223 A JPH08285223 A JP H08285223A
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JP
Japan
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fuel
air
combustion
pipe
low
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JP7094036A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Mogi
徹 茂木
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To recirculate own exhaust gas effectively before starting combustion to improve the reducing effect of NOx by a method wherein side fuel injection pipes are provided at both sides of slot type air injection units formed on a shielding plate, provided at the tip end of a fuel pipe, while auxiliary fuel injecting ports are provided in the axial direction of the fuel pipe. CONSTITUTION: A combustion device, employing own exhaust gas recirculating method, is provided with a fuel pipe 1, inserted into an air pipe 2, and a shielding plate 4, provided at the tip end of the fuel pipe 1 and provided with a plurality of slot type air injection units 3. A side fuel injection pipe 5, communicated with the fuel pipe 1, is provided at both sides of respective air injection units 3 while a side fuel injection unit 6 is provided at the side of the injection pipes 5. Further, fuel injection ports 14, injecting auxiliary fuel into the axial direction of the fuel pipe 1, are provided at the tip end of the fuel pipe 1 and a disc plate 7, having a large diameter, is provide at the upstream side of the injection ports 14 while fuel of 10-20% of total fuel is injected from the fuel injection ports 14 as auxiliary fuel. On the other hand, the ratio of the flow speed of air to the flow speed of fuel is specified to be 0.2 or more.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生燃焼方
法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for low-nitrogen oxide generation combustion.

【0002】[0002]

【従来技術】燃焼によって生じるNOxに対する排出規
制は年々厳しくなっており、NOx低減のための技術開
発が盛んである。燃焼時に発生するNOxとしては、フ
ューエルNOx,プロンプトNOx及びサーマルNOx
があると言われ、これらの中で、サーマルNOxは、燃
焼空気中の窒素分子成分が、高温雰囲気中で酸化される
ことによって生成するものであり、温度依存性が高く、
燃焼温度が高くなるにつれて生成量は急激に増大する。
サーマルNOxは、燃焼ガス中に窒素分子成分が存在す
る場合には必ず生成し、特に燃料が炭化水素系気体燃料
である場合には、排出されるNOxのほとんどがサーマ
ルNOxといわれ、数多くの低減方法が考案されてい
る。サーマルNOx低減の目的で、多段燃焼法、排気ガ
ス再循環法、希薄燃焼法などの燃焼方法が考案され、い
くつかの方法を組み合わせた燃焼方法も数多く考案され
ている。
2. Description of the Related Art Emission regulations for NOx generated by combustion are becoming stricter year by year, and technological development for reducing NOx is being actively conducted. NOx generated during combustion includes fuel NOx, prompt NOx, and thermal NOx.
It is said that among these, thermal NOx is generated by the oxidation of nitrogen molecular components in combustion air in a high temperature atmosphere, and has high temperature dependence,
The production amount rapidly increases as the combustion temperature increases.
Thermal NOx is always generated when a nitrogen molecule component is present in the combustion gas, and especially when the fuel is a hydrocarbon-based gaseous fuel, most of the NOx discharged is said to be thermal NOx, and many reductions are made. A method has been devised. For the purpose of reducing thermal NOx, combustion methods such as a multi-stage combustion method, an exhaust gas recirculation method and a lean combustion method have been devised, and many combustion methods combining several methods have been devised.

【0003】[0003]

【発明が解決すべき課題】多段燃焼法は、燃料あるい
は、燃焼空気を2段もしくは多段に分割して燃焼させる
ことを特徴とするもので、火炎温度の低下あるいは、酸
素濃度の低下によって低NOx燃焼を実現させるもので
ある。かかる燃焼方式においては、多段に燃焼させるた
めに、燃焼器が複雑になるという課題があった。排気ガ
ス再循環法は、燃焼ガスの一部を燃焼空気または燃料に
混合させ、火炎温度の低下、酸素濃度の低下を目的とし
たもので、強制排気ガス再循環法と自己排気ガス再循環
法に大別される。強制排気ガス再循環法は、燃焼ガスの
一部を、再循環用ダクトとブロアーを用いて強制的に燃
焼空気または燃料に混合させたものでもっとも一般的な
方法である。自己排ガス再循環法は燃焼器に工夫を加
え、噴流に周囲の気体が吸引される現象を用いて、燃焼
空気流、燃料流に燃焼ガスを混合させて排ガス再循環の
効果を持たせることを特徴としており、強制的に燃焼ガ
スを再循環させる事なく、排気ガス再循環の効果を得ら
れるメリットがある。また多段燃焼法のように燃料もし
くは燃焼空気を複数の系統に分割する複雑さもない。自
己排ガス再循環を利用した事を特徴とする燃焼器として
はたとえば特開昭62−17506公報があって、その
ほかにも数多くの燃焼器が自己排ガス再循環法を利用し
ているが、NOx低減には限度があって、昨今の厳しい
NOx規制に対応するには更なる技術開発が必要になっ
ている。そこで、自己排ガス再循環法のメリットを最大
限に利用した燃焼方法として、特開平1−30010
3、特開平3−91601、実開昭52−61545が
ある。これらの燃焼方法においては、自己排ガス再循環
の効果を最大限に利用するため、バーナには保炎機構を
有せず、燃焼空気流と、燃料流を分離して独立に炉内に
噴射することを特徴としている。これによって、火炎は
バーナに定着することなくリフトして形成され、炉内の
燃焼ガスの一部を、燃料流、燃焼空気流に充分に吸引し
てから燃焼が開始する。かかる燃焼方法においては、火
炎は緩慢な拡散炎となるが、保炎機構を持たないため
に、安定な着火を得るためには燃焼域の温度が高くない
と使用できない場合があり、加熱炉、溶解炉などの高温
炉には向いているが、ボイラや低温の加熱炉に利用する
場合、未燃分の排出が増加したり、完全燃焼のために炉
体を大きくしなければならないと言う課題があった。サ
ーマルNOxの低減方法として予混合炎を用いる方法も
ある。予混合燃焼で、空気比を高くして燃焼させると大
幅なNOx低減が可能であるが、高空気比燃焼では過剰
空気が増えるために燃焼、伝熱効率の低下が大きくまた
予混合炎の安定性に劣るという問題点があった。そこ
で、予混合燃焼に自己排気ガス再循環の効果を与えてサ
ーマルNOxを低減させる方法として、特開平3−17
5211がある。かかる燃焼方法においては、保炎器に
工夫を加えることによって、予混合気が燃焼する前に、
低温の燃焼ガスの一部を予混合気に混合し火炎温度を低
下する、または酸素濃度を小さくすることで、NOxを
低減することを特徴としている。かかる燃焼方法および
燃焼装置においては、予混合燃焼を利用しているために
予混合気をつくるための混合器が必要なこと、可燃限界
内の予混合気体を用いるため、火炎がバーナ内あるいは
混合器内に戻るいわゆるバックの危険があることなどの
予混合燃焼器共通の課題がある。また可燃予混合気に燃
焼ガスの一部を混合させるため、混合させる燃焼ガスが
高温である場合には、予混合気が燃焼ガスと混合すると
すぐに着火してしまい自己排ガス再循環の効果を充分に
利用できず、そこで予混合気と燃焼ガスの一部を、予混
合気が着火しないように混合させるために、保炎器に特
別な工夫が必要であるなどの課題があった。自己排気ガ
ス再循環法は、上述したように、多段燃焼法、希薄予混
合燃焼法などの他の低NOx燃焼法に比べて、燃焼装置
が簡便で、低NOx燃焼が可能になるなどのメリットを
有している。自己排気ガス再循環を利用してサーマルN
Oxの低減をはかる燃焼方法にあっては、拡散炎に自己
排気ガス再循環を最大限に利用するものでは、使用でき
る炉内温度範囲に制限があり利用できる燃焼設備が限ら
れているという問題点があった。また予混合炎に自己排
気ガス再循環を応用するものにあっては、バック燃焼な
どの予混合燃焼器特有の火炎安定性の問題がありさらに
保炎器に特別な工夫が必要であるという課題があった。
燃焼器の年々厳しくなるNOx規制に対応し、さらなる
低NOx燃焼を実現するには、自己排ガス再循環法をさ
らに効果的に利用する燃焼技術が望まれている。 本発
明の目的は、このような点に着目して為されたものであ
って、拡散燃焼を用いつつ、燃焼が開始する前に自己排
気ガス再循環が効果的におこなわれ、低温雰囲気におい
ても火炎安定性に優れた窒素酸化物低発生燃焼方法及び
燃焼装置を提供するものである。
The multi-stage combustion method is characterized in that fuel or combustion air is divided into two or more stages and burned, and low NOx is caused by a decrease in flame temperature or a decrease in oxygen concentration. It realizes combustion. In such a combustion method, there is a problem that the combustor becomes complicated because the combustion is performed in multiple stages. The exhaust gas recirculation method aims to lower the flame temperature and oxygen concentration by mixing a part of the combustion gas with the combustion air or fuel.The forced exhaust gas recirculation method and the self-exhaust gas recirculation method are used. It is roughly divided into. The forced exhaust gas recirculation method is the most general method in which a part of combustion gas is forcibly mixed with combustion air or fuel by using a recirculation duct and a blower. In the self-exhaust gas recirculation method, by devising a combustor and using the phenomenon that the surrounding gas is sucked into the jet flow, it is possible to mix the combustion gas with the combustion air flow and fuel flow to have the effect of exhaust gas recirculation As a feature, there is an advantage that the effect of exhaust gas recirculation can be obtained without forcibly recirculating the combustion gas. Further, there is no complexity of dividing fuel or combustion air into a plurality of systems unlike the multi-stage combustion method. As a combustor characterized by utilizing self-exhaust gas recirculation, there is, for example, JP-A-62-17506, and many other combustors use the self-exhaust gas recirculation method, but NOx reduction Has a limit, and further technological development is needed to comply with the recent severe NOx regulations. Therefore, as a combustion method making the most of the merit of the self-exhaust gas recirculation method, Japanese Patent Laid-Open No. 1-3010
3, Japanese Patent Laid-Open No. 3-91601 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 52-61545. In these combustion methods, in order to maximize the effect of self-exhaust gas recirculation, the burner does not have a flame holding mechanism, and the combustion air flow and the fuel flow are separated and injected into the furnace independently. It is characterized by that. As a result, the flame is lifted and formed without being fixed to the burner, and a portion of the combustion gas in the furnace is sufficiently sucked into the fuel flow and the combustion air flow before combustion starts. In such a combustion method, the flame becomes a slow diffusion flame, but since it does not have a flame holding mechanism, it may not be able to be used unless the temperature of the combustion region is high in order to obtain stable ignition, a heating furnace, It is suitable for high-temperature furnaces such as melting furnaces, but when used for boilers and low-temperature heating furnaces, the problem is that the amount of unburned components increases and the furnace body must be enlarged for complete combustion. was there. There is also a method of using a premixed flame as a method of reducing thermal NOx. In premixed combustion, burning NOx with a high air ratio can significantly reduce NOx, but in high air ratio burning, excess air increases, resulting in a large decrease in combustion and heat transfer efficiency and stability of the premixed flame. There was a problem that it was inferior to. Then, as a method of reducing the thermal NOx by giving the effect of self-exhaust gas recirculation to premixed combustion, Japanese Patent Laid-Open No. 3-17
There is 5211. In such a combustion method, by adding a device to the flame stabilizer, before the premixed gas burns,
NOx is reduced by mixing a part of the low-temperature combustion gas with a premixed gas to reduce the flame temperature or reduce the oxygen concentration. In such a combustion method and combustion apparatus, since the premixed combustion is used, a mixer for producing the premixed gas is required, and since the premixed gas within the flammability limit is used, the flame is burned in the burner or mixed. There are problems common to premixed combustors, such as the danger of so-called backing when returning to the interior of the reactor. Also, since a part of the combustion gas is mixed with the combustible premixed gas, if the combustion gas to be mixed is at a high temperature, it will ignite as soon as the premixed gas mixes with the combustion gas, and the effect of self-exhaust gas recirculation will be improved. There is a problem that the flame stabilizer needs to be specially devised in order to mix the premixed air and a part of the combustion gas so that the premixed air does not ignite. As described above, the self-exhaust gas recirculation method has a merit that the combustion device is simple and low NOx combustion is possible as compared with other low NOx combustion methods such as the multi-stage combustion method and the lean premixed combustion method. have. Thermal N using self exhaust gas recirculation
In the combustion method aiming at the reduction of Ox, the problem that the furnace temperature range that can be used is limited and the usable combustion equipment is limited in the method that makes maximum use of the self-exhaust gas recirculation for the diffusion flame. There was a point. In addition, in the case of applying self-exhaust gas recirculation to the premixed flame, there is a problem of flame stability peculiar to the premixed combustor such as back combustion, and a special device is required for the flame stabilizer. was there.
Combustion technology that uses the self-exhaust gas recirculation method more effectively is desired in order to meet the increasingly stringent NOx regulations of the combustor and realize even lower NOx combustion. The object of the present invention has been made by paying attention to such a point, and while using diffusion combustion, self-exhaust gas recirculation is effectively performed before combustion starts, and even in a low temperature atmosphere. Provided are a nitrogen oxide low generation combustion method and a combustion apparatus which are excellent in flame stability.

【0004】[0004]

【課題を解決する手段】前記課題を解決するために、本
発明は、 空気管に装入した燃料管先端部の外周に、複
数の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置し、その
遮へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出部を形成
し、前記複数の長孔状空気噴出部の両側には前記燃料管
と連通した側部燃料噴出管を設置し、その燃料噴出管の
側部には、前記遮へい板の円周方向に燃料を噴出する側
部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前記遮へい
板より突出させ、その燃料管の先端部に、燃料管の中心
軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴出孔を設
け、その中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前記燃料管よ
り大きい円盤プレ−トを設置し、前記円筒状空気流形成
用空気噴出部から空気を噴出させながら、前記長孔状空
気噴出部から噴出する空気流に対して、前記側部燃料噴
出部の両側から燃料を直角方向に噴出させ混合燃焼させ
つつ、前記中心軸方向燃料噴出孔から全燃料の10〜2
0%を補助燃料として中心軸方向に噴出して、その噴出
エネルギ−によって炉内燃焼ガスを伴流しつつ燃焼さ
せ、前記長孔状空気噴出部での空気流速と前記側部燃料
噴出部での燃料流速の比が0.2以上であることを特徴
とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供するものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a shield plate provided with a plurality of long-hole-shaped air jets on the outer periphery of the tip of a fuel pipe inserted in an air pipe, Cylindrical air flow forming air jets are formed on the edge of the shielding plate, and side fuel jets communicating with the fuel pipes are installed on both sides of the plurality of long hole air jets. The side portion of the pipe is provided with a side fuel jet portion for jetting fuel in the circumferential direction of the shield plate, the tip of the fuel pipe is projected from the shield plate, and the fuel is attached to the tip portion of the fuel pipe. A central axial fuel injection hole for ejecting auxiliary fuel is provided in the central axis direction of the pipe, and a disk plate larger than the fuel pipe is installed upstream of the central axial fuel injection hole to form the cylindrical air flow. The air is ejected from the elongated air ejector while the air is ejected from the air ejector. 10 to 2 of all the fuel from the fuel injection hole in the central axis direction while jetting fuel from both sides of the side fuel jetting portion at right angles to the air flow to mix and burn.
0% is injected as an auxiliary fuel in the direction of the central axis, and the combustion energy is burned with the combustion energy accompanied by the injection energy, and the air flow velocity at the elongated hole air ejection portion and the side fuel ejection portion The present invention provides a low-nitrogen oxide generation combustion method characterized in that a ratio of fuel flow rates is 0.2 or more.

【0005】また、前記課題を解決するために、本発明
は、空気管に装入した燃料管先端部の外周に、複数の長
孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置し、その遮へい
板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出部を形成し、前
記複数の長孔状空気噴出部の両側には前記燃料管と連通
した側部燃料噴出管を設置し、その燃料噴出管の側部に
は、前記遮へい板の円周方向に燃料を噴出する側部燃料
噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前記遮へい板より
突出させ、その燃料管の先端部に、燃料管の中心軸方向
に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴出孔を設け、そ
の中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前記燃料管より大き
い円盤プレ−トを設置したことを特徴とする窒素酸化物
低発生燃焼装置を提供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention installs a shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jetting portions on the outer periphery of the tip of the fuel pipe inserted into the air pipe, and shields the shield. Cylindrical air flow forming air jets are formed on the edge side of the plate, and side fuel jets communicating with the fuel pipes are installed on both sides of the plurality of long hole air jets. The side portion is provided with a side fuel jetting portion for jetting fuel in the circumferential direction of the shield plate, the tip of the fuel pipe is projected from the shield plate, and the fuel pipe is attached to the tip portion of the fuel pipe. A nitrogen oxide low characterized in that a central axial fuel ejection hole for ejecting auxiliary fuel is provided in the central axial direction, and a disc plate larger than the fuel pipe is installed upstream of the central axial fuel ejection hole. A generative combustion device is provided.

【0006】また、前記課題を解決するために、本発明
は、中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット円孔に構成
して、その中心軸方向燃料噴出孔からリング状の燃料を
噴出して、炉内ガスを伴流混合しながら燃焼するように
したこをことを特徴をする窒素酸化物低発生燃焼方法を
提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the shape of the central axial fuel injection hole is formed as a slit circular hole, and the ring-shaped fuel is ejected from the central axial fuel injection hole. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion, which is characterized in that the gas in the furnace is combusted while being mixed by wake mixing.

【0007】また、前記課題を解決するために、本発明
は、中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット円孔に構成
したことを特徴をする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供
するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a low-nitrogen oxide combustion apparatus characterized in that the shape of the central axial fuel injection hole is a slit hole. .

【0008】また、前記課題を解決するために、本発明
は、スリット円孔内に旋回羽根を装置し、前記スリット
円孔から旋回リング状の燃料を噴出して、炉内ガスを伴
流しながら混合燃焼させることを特徴とする窒素酸化物
低発生燃焼方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a swirl vane in a slit circular hole, ejects a swirling ring-shaped fuel from the slit circular hole, and circulates the gas in the furnace. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion, which is characterized by performing mixed combustion.

【0009】また、前記課題を解決するために、本発明
は、スリット円孔内に旋回羽根を装置したことを特徴と
する窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a low-nitrogen-oxide generation combustion apparatus characterized in that a swirl vane is provided in a slit circular hole.

【0010】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状状空気流形成用空気噴出部は、空気管と遮へ
い板との間に、環状スリットを設けて構成し、その環状
スリットから円筒状に空気を噴出しながら燃焼させるこ
とを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供するも
のである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by providing an annular slit between an air pipe and a shield plate, and the annular slit is provided. The invention provides a nitrogen oxide low generation combustion method, characterized in that air is ejected in a cylindrical shape to burn.

【0011】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気管と遮へい
板との間に、環状スリットを設けて構成してなることを
特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するもので
ある。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by providing an annular slit between the air pipe and the shield plate. The present invention provides a low-nitrogen oxide combustion device.

【0012】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へい板の縁の
内側に環状に多数の小孔を配列することによって構成
し、その多数の小孔から空気を噴出しながら燃焼させる
ことを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供する
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by arranging a large number of small holes in a ring shape inside the edge of the shield plate. It is intended to provide a nitrogen oxide low generation combustion method, characterized in that air is jetted from a large number of small holes and burned.

【0013】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へい板の縁の
内側に環状に多数の小孔を配列することによって構成し
てなることを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提
供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of the shield plate. The present invention provides a low-nitrogen oxide generation combustion device characterized by the above.

【0014】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状空気流形成用空気噴出部の面積は、全空気導
入面積に対して、20%以下の面積に構成して燃焼させ
ることを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供す
るものである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the area of the air ejecting portion for forming a cylindrical air flow is set to 20% or less of the total air introduction area for combustion. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion characterized by the above.

【0015】また、前記課題を解決するために、本発明
は、円筒状空気流形成用空気噴出部の面積は、全空気導
入面積に対して、20%以下の面積に構成したことを特
徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the area of the air jet portion for forming a cylindrical air flow is 20% or less of the total air introduction area. The present invention provides a low-nitrogen-oxide-generating combustor.

【0016】また、前記課題を解決するために、本発明
は、空気管に導入する燃焼用空気を酸素の体積濃度21
%以上の酸素富化空気を使用することを特徴とする窒素
酸化物低発生燃焼方法を提供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the combustion air introduced into the air pipe has a volume concentration of oxygen of 21.
% Of oxygen-enriched air is used to provide a nitrogen oxide low generation combustion method.

【0019】[0019]

【作用】長孔状空気噴出部から噴出する空気流の中に直
角方向から燃料を噴出して空気が燃料をつつむようにし
て形成される拡散炎について、燃料の一部を分離し、補
助燃料として噴出させ、且つ、その拡散炎を空気噴出部
或は燃料噴出部に定着させないで燃焼させることによ
り、そして、その拡散炎を形成する前に、燃焼ガスの一
部が、補助燃料流、空気流並びに燃料流に巻き込まれる
ようにして、自己排ガス再循環を頗る効果的に実現する
と共に、その燃焼に際して、円筒状空気流形成用空気噴
出部から噴出する空気は、遮へい板の下流側に筒状空気
流を形成し、その筒状空気流の内部に強力な負圧部が形
成されて、炉内燃焼ガス流の逆流、再循環流の増大によ
り内部再循環を一層に助長する。この内部再循環の一層
の助長によって、高温の炉内燃焼ガスの再循環による強
力な着火源がつくられ、優れた保炎性能と燃焼の安定性
をもたらし、前記した自己排ガス再循環燃焼を効果的に
促進し、NOxの大幅な低減を図るものである。
[Function] With respect to a diffusion flame formed by jetting fuel from a direction perpendicular to the air stream jetted from the long-hole-shaped air jetting part and separating the fuel from the diffusion flame, a part of the fuel is separated and jetted as an auxiliary fuel. And burning the diffusion flame without fixing it to the air ejection portion or the fuel ejection portion, and before forming the diffusion flame, a part of the combustion gas contains a supplementary fuel flow, an air flow and As it is caught in the fuel flow, it effectively realizes self-exhaust gas recirculation, and at the time of its combustion, the air ejected from the cylindrical air flow forming air ejecting section is tubular air on the downstream side of the shield plate. Flow is formed, and a strong negative pressure portion is formed inside the tubular air flow, further promoting internal recirculation by increasing the reverse flow and recirculation flow of the combustion gas flow in the furnace. With the further promotion of this internal recirculation, a strong ignition source is created by the recirculation of high temperature combustion gas in the furnace, which provides excellent flame holding performance and combustion stability, and the self-exhaust gas recirculation combustion described above is performed. It is intended to effectively promote and significantly reduce NOx.

【0020】[0020]

【実施例】先ず、図1及び図2に於いて、符号1は、空
気管2内に装入した燃料管であって、この燃料管1の先
端部の外周に、複数の長孔状空気噴出部3を設けた遮へ
い板4を設置し、その遮へい板4の縁側に円筒状空気流
形成用空気噴出部18を形成し、前記複数の長孔状空気
噴出部3の両側には、前記燃料管1と連通した側部燃料
噴出管5を設置し、その側部燃料噴出管5の側部には、
円周方向に燃料を噴出する側部燃料噴出部6を設ける構
成とする。前記燃料管1の先端部には、前記燃料管1の
中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴出孔
14を設ける構成とし、その中心軸方向燃料噴出孔14
の上流側には燃料管1より大きい円盤プレート7を設け
る構成とする。前記中心軸方向燃料噴出孔14の形状
は、図示の如く、スリット円孔15でもよい。前記円筒
状空気流形成用空気噴出部18は、図示の通り、前記空
気管2と遮へい板4との間に、環状スリット19を設け
ることによって構成してもよいし、また、遮へい板4の
縁の内側に環状に小孔20を配列することによって構成
してもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, in FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is a fuel tube loaded in an air tube 2, and a plurality of long air holes are formed on the outer periphery of the tip of the fuel tube 1. A shield plate 4 provided with a jet portion 3 is installed, a cylindrical air flow forming air jet portion 18 is formed on the edge side of the shield plate 4, and the both sides of the plurality of long hole-shaped air jet portions 3 are A side fuel jet pipe 5 communicating with the fuel pipe 1 is installed, and a side portion of the side fuel jet pipe 5 is
A side fuel jet portion 6 that jets fuel in the circumferential direction is provided. A central axial fuel ejection hole 14 for ejecting auxiliary fuel in the central axial direction of the fuel pipe 1 is provided at the tip of the fuel pipe 1, and the central axial fuel ejection hole 14 is provided.
A disk plate 7 larger than the fuel pipe 1 is provided on the upstream side of the. The shape of the fuel injection hole 14 in the central axis direction may be a slit circular hole 15 as shown in the drawing. The cylindrical air flow forming air ejection portion 18 may be configured by providing an annular slit 19 between the air tube 2 and the shield plate 4 as shown in the drawing, or the shield plate 4 may be provided. It may be configured by arranging the small holes 20 annularly inside the edge.

【0021】長孔状空気噴出部3から空気が噴出し、そ
の空気流中に、側部燃料噴出部6からは、燃料ガスを前
記空気流に対して直角方向から噴出させる。この際、長
孔状空気噴出部3に於ける空気流速及び側部燃料噴出部
6に於ける燃料ガス流速の比を0.2以上、実操業上
は、0.2〜5程度に設定する。前記比を0.2以下に
設定すると、燃料ガスが、空気流を貫通して空気管2の
内壁に衝突して拡散し空気管2に定着した火炎が形成さ
れてしまうので、前記比は0.2以下とすることはでき
ない。しかしながら、前記比を前記のように設定する
と、長孔状空気噴出部3に定着した拡散炎を発生しない
だけでなく、直角方向から噴出した燃料ガス流9は、図
3に示すように空気流10中につつみ込まれた状態の流
れとなる。この時、中心軸方向燃料噴出孔14から、補
助燃料を、燃料ガス流9、空気流10、炉内燃焼ガス流
11及び内部再循環領域12等に向かって噴出すると、
補助燃料17は、燃焼する前に、燃焼ガスを巻き込むた
め、内部再循環領域12ににおける自己排ガス再循環
が、更に促進されて、内部再循環促進領域8が形成さ
れ、一層の低NOx化が実現できる。即ち、中心部に燃
料ガス流9、その周囲にドーナツ状に空気流10、そし
てその外周に矢印で示す伴流が行われ、炉内燃焼ガス流
11及び炉内ガス流11を巻き込んだ補助燃料流17が
形成される。しかして、空気流10は、その外側から
は、高温の炉内ガス流11が、同時にその内側からは、
燃料ガス流9及び補助燃料流17が拡散混合して行く。
通常の拡散炎では空気噴出孔或は燃料ガス噴出孔に定着
した火炎が形成されるために、燃料は空気流が周囲炉内
ガスを伴流する前に燃焼を開始してしまうが、本発明
は、前記した流速比を持つので、長孔状空気噴出部3及
び側部燃料噴出部6には火炎は附着しない。即ち、本発
明に於いては、空気流10は、その周囲の炉内ガス流1
1と混合しながら温度を上昇して行くと同時に、その内
側にある燃料ガス流9及び補助燃料流17と徐々に混合
状態を形成して行く。そして、前記四者が良好な混合状
態を発展させて行き、温度、燃料濃度、酸素濃度の諸点
に於いて、着火条件を満たした時点で燃焼が開始し、拡
散火炎が形成される。かかる拡散火炎に於いては、燃焼
が開始する前に燃焼ガスの一部が充分に燃焼空気、強い
ては補助燃料流に混合するため、自己排ガス再循環の効
果が最大限得られ、火炎温度の低下、酸素濃度の低下に
よりNOxが著しく低下する。以上に於いて、内部再循
環領域12及び外部再循環領域13は、炉内ガス流11
を多量に伴流する上で、多大の貢献をするものである。
Air is ejected from the long hole-shaped air ejecting portion 3, and the fuel gas is ejected from the side fuel ejecting portion 6 into the air flow from a direction perpendicular to the air flow. At this time, the ratio of the air flow velocity in the long hole-shaped air jet portion 3 and the fuel gas flow velocity in the side fuel jet portion 6 is set to 0.2 or more, and in actual operation, it is set to about 0.2 to 5. . When the ratio is set to 0.2 or less, the fuel gas penetrates the air flow, collides with the inner wall of the air tube 2 and diffuses to form a flame fixed on the air tube 2, so the ratio is 0. It cannot be less than or equal to 2. However, when the ratio is set as described above, not only does the diffusion flame fixed in the long hole-shaped air ejection portion 3 not occur, but the fuel gas flow 9 ejected from the right angle direction is the air flow as shown in FIG. The flow is in the state of being wrapped in 10. At this time, when the auxiliary fuel is ejected from the central axial fuel ejection hole 14 toward the fuel gas flow 9, the air flow 10, the in-furnace combustion gas flow 11, the internal recirculation region 12, etc.,
Since the auxiliary fuel 17 entrains the combustion gas before it burns, the self-exhaust gas recirculation in the internal recirculation region 12 is further promoted to form the internal recirculation promotion region 8 to further reduce the NOx. realizable. That is, a fuel gas flow 9 is formed in the center, a donut-shaped air flow 10 is formed around it, and a wake indicated by an arrow is formed on the outer periphery thereof. Stream 17 is formed. Thus, the air flow 10 has a high-temperature furnace gas flow 11 from the outside, and at the same time from the inside,
The fuel gas stream 9 and the auxiliary fuel stream 17 are diffusively mixed.
In a normal diffusion flame, a flame is settled in the air ejection hole or the fuel gas ejection hole, so that the fuel starts burning before the air flow accompanies the gas in the surrounding furnace. Has the above-mentioned flow velocity ratio, so that the flame is not attached to the long hole-shaped air ejection portion 3 and the side fuel ejection portion 6. That is, in the present invention, the air flow 10 is the gas flow 1 in the furnace surrounding it.
As the temperature rises while mixing with 1, the fuel gas flow 9 and the auxiliary fuel flow 17 inside thereof gradually form a mixed state. Then, the four members develop a good mixed state, and combustion is started when the ignition conditions are satisfied at various points of temperature, fuel concentration, and oxygen concentration, and a diffusion flame is formed. In such a diffusion flame, a part of the combustion gas is sufficiently mixed with the combustion air, that is, the auxiliary fuel flow before the combustion starts, so that the effect of self-exhaust gas recirculation is maximized and the flame temperature NOx decreases remarkably due to the decrease in the oxygen concentration. In the above, the internal recirculation region 12 and the external recirculation region 13 are defined as the furnace gas flow 11
It greatly contributes to the large amount of wakes.

【0022】以上の燃焼に際して、円筒状空気流形成用
空気噴出部18から噴出する空気は、遮へい板4の下流
側に筒状空気流21を形成し、その筒状空気流21の内
部に強力な負圧部が形成されて、炉内燃焼ガスの逆流、
再循環流の増大により内部再循環領域12内での自己排
ガス再循環を一層助長する。この内部再循環の一層の助
長によって、高温の炉内燃焼ガスの再循環による強力な
着火源がつくられ、優れた保炎性能と燃焼の安定性をも
たらし、前記した自己排ガス再循環燃焼を効果的に促進
してNOxの低減効果を助長する(図6及び図7参
照)。前記円筒状空気流形成用空気噴出部18は、環状
スリット19又は小孔20から構成しても、同様の作用
効果をもたらす。更に、前記した円筒状空気流形成用空
気噴出部18の面積は、全前空気導入面積に対して、2
0%以下の面積であれば、前記作用効果を促進する。
(図7参照)。 更に、以上の燃焼に際して、円筒状
空気流形成用空気噴出部18は、燃焼範囲の拡大につい
て多大の貢献をするものである。即ち、図8は、円筒状
空気流形成用空気噴出部18がある場合と、それのない
場合のCO限界空気比の上限界及び下限界について測定
した結果を示すものであるが、この図から本発明の円筒
状空気流形成用空気噴出部18は、CO上限界空気比を
格段に大きくしていることが明瞭に理解できる。
During the above combustion, the air ejected from the air ejecting portion 18 for forming a cylindrical air flow forms a cylindrical air flow 21 on the downstream side of the shielding plate 4, and the air inside the cylindrical air flow 21 is strongly compressed. Negative pressure part is formed, the back flow of combustion gas in the furnace,
Increased recirculation flow further facilitates self-exhaust gas recirculation within the internal recirculation zone 12. By further promoting this internal recirculation, a strong ignition source is created by the recirculation of high temperature combustion gas in the furnace, resulting in excellent flame holding performance and combustion stability, and the self-exhaust gas recirculation combustion described above is performed. It effectively promotes and promotes the NOx reduction effect (see FIGS. 6 and 7). Even if the cylindrical airflow forming air jetting portion 18 is composed of the annular slit 19 or the small hole 20, the same operational effect is brought about. Further, the area of the above-mentioned cylindrical air flow forming air ejection portion 18 is 2 with respect to the total front air introduction area.
If the area is 0% or less, the above-mentioned effects are promoted.
(See FIG. 7). Further, in the above combustion, the cylindrical air flow forming air ejection portion 18 makes a great contribution to the expansion of the combustion range. That is, FIG. 8 shows the measurement results of the upper limit and the lower limit of the CO limit air ratio with and without the cylindrical air flow forming air jetting portion 18. It can be clearly understood that the cylindrical air flow forming air jetting portion 18 of the present invention has a remarkably large CO upper limit air ratio.

【0023】長孔状空気噴出部3の両側に、側部燃料噴
出管5を設けた本発明の場合には、側部燃料噴出部6が
複数個所設けられて複数個所から分割的に遮へい板4の
円周方向で、且つ長孔状空気噴出部3の空気流10に対
して直角方向から燃料を噴出させることができるので、
前記した燃焼前の空気流10、燃料ガス流9及び炉内燃
焼ガス流11の一部との拡散混合が良好に実行されて、
低NOx燃焼を一層効果的に持続する。
In the case of the present invention in which the side fuel ejection pipes 5 are provided on both sides of the long hole-shaped air ejection portion 3, a plurality of side fuel ejection portions 6 are provided and the shield plate is divided from the plurality of portions. Since the fuel can be jetted in the circumferential direction of 4 and in the direction perpendicular to the air flow 10 of the long hole-shaped air jetting portion 3,
Diffusion mixing with the above-described pre-combustion air stream 10, fuel gas stream 9 and part of the in-furnace combustion gas stream 11 is well performed,
Maintain low NOx combustion more effectively.

【0024】更に、円盤プレート7を装置したので、円
盤プレート7の下流側に、内部再循環促進領域8が形成
され、内部再循環領域12が拡大されて、排ガスの再循
環量が格段に増大し、NOxの低減に一層の効果を生じ
させる。即ち円盤プレート7の存在によって、空気流1
0の、高温の内部再循環領域12側への拡大が阻止さ
れ、自己排ガス再循環量が増大する。かかる伴流量の増
大はNOxの低減効果を著しく助長する。
Further, since the disc plate 7 is provided, the internal recirculation promoting region 8 is formed on the downstream side of the disc plate 7, the internal recirculation region 12 is expanded, and the recirculation amount of exhaust gas is remarkably increased. However, it further increases the effect of reducing NOx. That is, due to the existence of the disc plate 7, the air flow 1
The expansion of 0 to the high temperature internal recirculation region 12 side is prevented, and the amount of self exhaust gas recirculation increases. Such an increase in the accompanying flow rate remarkably promotes the NOx reduction effect.

【0025】更に、前記中心軸方向燃料噴出孔14の形
状を、スリット円孔15に構成することによって、リン
グ状の燃料が拡大されながら伴流混合するので、炉内ガ
ス11との接触面積が増大し、NOx低減効果に一層貢
献するものである。
Further, by forming the shape of the fuel injection hole 14 in the direction of the central axis into the slit circular hole 15, the ring-shaped fuel is wake-mixed while being expanded, so that the contact area with the in-reactor gas 11 is increased. It increases the amount and further contributes to the NOx reduction effect.

【0026】更に、前記スリット円孔15に旋回羽根1
6を装置すると、燃料が旋回しながらリング状に噴出す
るので、炉内ガスの巻き込みが増大し、伴流効果を更に
向上させてNOx低減効果を助長する。
Further, the swirl vane 1 is provided in the slit circular hole 15.
In the case of No. 6, since the fuel is ejected in a ring shape while swirling, the gas entrainment in the furnace is increased, and the wake effect is further improved to promote the NOx reduction effect.

【0027】更に、空気管2内に設けた燃料管1の先端
外周と、前記空気管2の内壁に接して設けた遮へい板4
には、長孔状空気噴出部3が設けてあり、この長孔状空
気噴出部3から燃焼用空気を噴出するので、その噴流の
表面積を大きくすることができ、周囲の燃焼ガスを効率
よく伴流することができる。また、長孔状空気噴出部3
は、複数個形成されているので、空気流10は、分割さ
れて噴出され、夫々の噴流が炉内ガス流11を伴流する
ため、単一の空気噴流を持った燃焼器に比べてより効率
的に周囲の燃焼ガスを伴流でき、自己排ガス再循環の効
果を高めることができる。複数の燃焼空気噴流で囲まれ
た部分には内部再循環領域12が形成され、また周囲に
は外部再循環領域13が形成されて、どちらの再循環領
域にも燃焼ガスの一部が再循環して燃焼空気噴流に伴流
される。特に、内部再循環領域12には高温の燃焼ガス
が循環するので、定着部を持たない拡散炎を安定的に着
火させ、火炎を形成する。
Further, a shield plate 4 provided in contact with the outer periphery of the tip of the fuel tube 1 provided in the air tube 2 and the inner wall of the air tube 2.
Is provided with a long hole-shaped air ejecting portion 3, and the combustion air is ejected from the long hole-shaped air ejecting portion 3, so that the surface area of the jet flow can be increased and the surrounding combustion gas can be efficiently emitted. Can be waked. In addition, the long hole-shaped air ejection portion 3
Is formed in plural, the air flow 10 is divided and ejected, and each jet is accompanied by the in-furnace gas flow 11. Therefore, compared with a combustor having a single air jet, The surrounding combustion gas can be efficiently circulated, and the effect of self-exhaust gas recirculation can be enhanced. An internal recirculation region 12 is formed in a portion surrounded by a plurality of combustion air jets, and an external recirculation region 13 is formed in the periphery, so that a part of the combustion gas is recirculated in both recirculation regions. And is accompanied by the jet of combustion air. In particular, since the high temperature combustion gas circulates in the internal recirculation region 12, a diffusion flame having no fixing portion is ignited stably to form a flame.

【0028】空気流に対して、直角に燃料を噴出させる
と同時に、空気流速と燃料流速の比を前記したように調
整することによって、燃料噴流を燃焼空気噴流の中心部
に噴出させることができる。この場合、図4及び図5に
示すように、燃料噴流はいわゆる双子状の渦を形成す
る。この渦は、燃料と空気が混合するにつれ、側部燃料
噴出部6更には、長孔状空気噴出部3から離れるに従っ
て発達していく。この渦には、燃料と空気が混合してゆ
くだけではなく、さらには空気に伴流された燃焼ガスの
一部が徐々に巻き込まれ、燃料が着火するのに充分な量
の燃焼ガスが巻き込まれると燃料は燃焼を開始する。こ
の渦によって火炎は長孔状空気噴出部3、更には、側部
燃料噴出部6に定着することなく安定に着火する。な
お、長孔状空気噴出部3を通る空気流10の方向に対し
て、直角方向に燃料を噴出させる場合には、燃焼空気噴
流と燃料噴流の流速の比を0.2以上とすると、火炎は
噴出孔に定着しないで形成され、著しい低NOx火炎に
なることは、前記した通りである。
By jetting the fuel at right angles to the air flow and adjusting the ratio of the air flow velocity to the fuel flow velocity as described above, the fuel jet can be jetted to the center of the combustion air jet. . In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, the fuel jet forms a so-called twin vortex. As the fuel and the air are mixed, the vortices develop as they move away from the side fuel jet portion 6 and further from the long hole-shaped air jet portion 3. Not only the fuel and air are mixed in this vortex, but also a part of the combustion gas entrained in the air is gradually entrained, and a sufficient amount of combustion gas for fuel ignition is entrained. Then, the fuel starts to burn. Due to this vortex, the flame is stably ignited without being fixed to the long hole-shaped air ejection portion 3 and further to the side fuel ejection portion 6. When the fuel is jetted in a direction perpendicular to the direction of the air flow 10 passing through the long hole-shaped air jet portion 3, if the ratio of the flow velocity of the combustion air jet to the fuel jet is set to 0.2 or more, the flame As described above, is formed without fixing to the ejection holes, resulting in a significantly low NOx flame.

【0029】以上の燃焼に際して、前記燃料管1の中心
軸方向に中心軸方向燃料噴出孔14から、補助燃料を噴
出するので、前記した如く、補助燃料と炉内ガスとの混
合が、燃焼前に良好に促進されて、前記した燃焼に相乗
してNOx低減効果を一層助長するものである。かかる
自己排ガス再循環燃焼に際して、前記した円筒状空気流
形成用空気噴出部18が形成する筒状空気流21は、そ
の内部に有効な連続着火源をつくり、前記自己排ガス再
循環燃焼を効果的に安定させるものであること前記した
通りである。
During the above combustion, the auxiliary fuel is ejected from the fuel injection hole 14 in the central axis direction of the fuel pipe 1, so that the auxiliary fuel and the gas in the furnace are mixed before combustion as described above. The NOx reduction effect is further promoted by synergistically promoting the above-mentioned combustion. During such self-exhaust gas recirculation combustion, the cylindrical air flow 21 formed by the above-mentioned cylindrical air flow forming air jetting portion 18 forms an effective continuous ignition source therein, and the self-exhaust gas recirculation combustion is effective. It is as described above that it is to be stabilized.

【0030】以上の燃焼に際しては、前記中心軸方向燃
料噴出孔14の形状をスリット円孔15に構成すると、
補助燃料がリング状に噴出されるので、炉内ガスとの接
触面積が増大して、前記伴流効果を著しく向上させてN
Ox低減効果を助長する。
In the above combustion, when the shape of the fuel injection hole 14 in the central axis direction is formed as the slit circular hole 15,
Since the auxiliary fuel is jetted in a ring shape, the contact area with the gas in the furnace is increased and the wake effect is remarkably improved, so that N
Promotes Ox reduction effect.

【0031】更に、前記スリット円孔15に旋回羽根1
6を装置すると、燃料が旋回しながらリング状に噴出す
るので、炉内ガスの巻き込みが増大し、伴流効果を更に
向上させてNOx低減効果を助長する。
Further, the swirl vane 1 is provided in the slit circular hole 15.
In the case of No. 6, since the fuel is ejected in a ring shape while swirling, the gas entrainment in the furnace is increased, and the wake effect is further improved to promote the NOx reduction effect.

【0032】以上の燃焼に際して、空気管2に導入する
燃焼用空気を、酸素の体積濃度21%以上の酸素富化空
気を使用することによっても、低NOxの燃焼を持続さ
せると共に、燃焼量の増大を図かることができる。
By using oxygen-enriched air having a volume concentration of oxygen of 21% or more as the combustion air to be introduced into the air pipe 2 in the above combustion, low NOx combustion can be continued and the combustion amount can be increased. Can be increased.

【0033】図6は、本発明によるNOx低減効果を示
したものである。従来例と比較した図6よって、空気/
燃料の流速比が0.2以上で、且つ全燃料の10〜20
%を補助燃料として噴出し、且つ円筒状空気流形成用空
気噴出部18の面積を全空気導入部面積の20%以下に
構成すれば、実用上の広い空気比にわたって、NOxが
格段に低減していることが理解できる。
FIG. 6 shows the NOx reduction effect according to the present invention. According to FIG. 6 comparing with the conventional example, air /
Fuel flow velocity ratio is 0.2 or more and 10-20 of all fuels
% As auxiliary fuel, and if the area of the cylindrical air flow forming air ejection portion 18 is 20% or less of the total air introduction portion area, NOx is significantly reduced over a wide practical air ratio. Can understand.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は以上の通りの低NOx燃焼法と
その装置を使用することによって、従来の課題を一挙に
解決し、図7に示すように、円筒状空気流形成用空気噴
出部の面積を全空気導入部面積の20%以下に構成する
ことにより、従来バ−ナに比較して、NOxの発生を格
段に抑制することができる優れたものである。その際、
円筒状空気流の内部に形成される内部循環流は、火炎の
強力な連続着火源となって、前記自己排ガス再循環燃焼
を安定的に一層助長するものである。加えて、図8は、
円筒状空気流形成用空気噴出部がある場合と、それのな
い場合のCO限界空気比の上限界及び下限界について測
定した結果を示すものであるが、この図から本発明の円
筒状空気流形成用空気噴出部は、CO上限界空気比を格
段に大きくしている効果を奏していることが理解でき
る。
The present invention solves the conventional problems all at once by using the low NOx combustion method and its apparatus as described above, and as shown in FIG. 7, a cylindrical air flow forming air ejecting portion. By configuring the area of 20% or less of the total air introduction portion area, the generation of NOx can be remarkably suppressed as compared with the conventional burner. that time,
The internal circulation flow formed inside the cylindrical air flow serves as a strong continuous ignition source for the flame and stably promotes the self-exhaust gas recirculation combustion. In addition, FIG.
The results of measuring the upper and lower limits of the CO limit air ratio in the case where there is an air jet for forming a cylindrical air flow and in the case where it is not provided are shown in FIG. It can be understood that the forming air jetting portion has the effect of significantly increasing the CO upper limit air ratio.

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

【図1】図1は、本発明の実施例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の他の実施例を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】図3は、流体の流れと伴流状態を示す模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a fluid flow and a wake state.

【図4】図4は、空気流の中で燃料の流れを示す模式図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a fuel flow in an air flow.

【図5】図5は、空気流の中で燃料の流れを示す模式図
である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a fuel flow in an air flow.

【図6】図6は、本発明と従来法を比較したNOx性能
図である。
FIG. 6 is a NOx performance diagram comparing the present invention with a conventional method.

【図7】図7は、本発明の円筒状空気流形成用空気噴出
部の面積の、全空気導入面積に対する割合の影響につい
て、従来バ−ナと比較したNOx性能図である。
FIG. 7 is a NOx performance chart comparing the effect of the ratio of the area of the air ejecting portion for forming a cylindrical air flow of the present invention with respect to the total air introduction area, compared with a conventional burner.

【図8】図8は、円筒状空気流形成用空気噴出部がある
場合と、それのない場合のCO限界空気比の上限界及び
下限界について測定した結果を示す性能比較図である。
FIG. 8 is a performance comparison diagram showing the results of measurement of the upper limit and the lower limit of the CO limit air ratio with and without the cylindrical air flow forming air ejection portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols] 【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料管 2 空気管 3 長孔状空気噴出部 4 遮へい板 5 側部燃料噴出管 6 側部燃料噴出部 7 円盤プレート 8 内部再循環促進領域 9 燃料ガス流 10 空気流 11 炉内ガス流 12 内部再循環領域 13 外部再循環領域 14 中心軸方向燃料噴出孔 15 スリット円孔 16 旋回羽根 17 補助燃料流 18 円筒状空気流形成用空気噴出部 19 環状スリット 20 小孔 21 円筒状空気流 1 Fuel Pipe 2 Air Pipe 3 Long Hole Air Jet 4 Shield 5 Side Fuel Jet 6 Side Fuel Jet 7 Disc Plate 8 Internal Recirculation Promotion Area 9 Fuel Gas Flow 10 Air Flow 11 Reactor Gas Flow 12 Internal recirculation area 13 External recirculation area 14 Central axial fuel injection hole 15 Slit circular hole 16 Swirl vane 17 Auxiliary fuel flow 18 Cylindrical air flow forming air injection part 19 Annular slit 20 Small hole 21 Cylindrical air flow

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気管に装入した燃料管先端部の外周
に、複数の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置
し、その遮へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出
部を形成し、前記複数の長孔状空気噴出部の両側には前
記燃料管と連通した側部燃料噴出管を設置し、その燃料
噴出管の側部には、前記遮へい板の円周方向に燃料を噴
出する側部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前
記遮へい板より突出させ、その燃料管の先端部に、燃料
管の中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴
出孔を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前記
燃料管より大きい円盤プレ−トを設置し、前記円筒状空
気流形成用空気噴出部から空気を噴出させながら、前記
長孔状空気噴出部から噴出する空気流に対して、前記側
部燃料噴出部の両側から燃料を直角方向に噴出させ混合
燃焼させつつ、前記中心軸方向燃料噴出孔から全燃料の
10〜20%を補助燃料として中心軸方向に噴出して、
その噴出エネルギ−によって炉内燃焼ガスを伴流しつつ
燃焼させ、前記長孔状空気噴出部での空気流速と前記側
部燃料噴出部での燃料流速の比が0.2以上であること
を特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法。
1. A shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jets is installed on the outer periphery of the tip end of a fuel pipe charged in an air pipe, and a cylindrical air flow forming air jet is provided on the edge side of the shield plate. And a side fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed on both sides of the plurality of long hole-shaped air ejection portions, and the side surface of the fuel ejection pipe has a circumferential direction of the shield plate. A side fuel jetting portion for jetting fuel is provided, the tip end portion of the fuel pipe is projected from the shield plate, and the auxiliary fuel is jetted to the tip end portion of the fuel pipe in the central axis direction of the fuel pipe. A fuel ejection hole is provided, a disk plate larger than the fuel pipe is installed upstream of the fuel ejection hole in the central axis direction, and the elongated hole is formed while ejecting air from the cylindrical airflow forming air ejection portion. The air flow ejected from the air jets from both sides of the side fuel jets. While the fuel is jetted at right angles to cause mixed combustion, 10% to 20% of the total fuel is jetted in the central axis direction as auxiliary fuel from the central axial fuel jet holes,
It is characterized in that combustion energy is burnt in the furnace by the jetting energy while being accompanied, and the ratio of the air flow velocity at the elongated hole air jetting portion to the fuel flow velocity at the side fuel jetting portion is 0.2 or more. A method for low-nitrogen oxide combustion.
【請求項2】 空気管に装入した燃料管先端部の外周
に、複数の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置
し、その遮へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出
部を形成し、前記複数の長孔状空気噴出部の両側には前
記燃料管と連通した側部燃料噴出管を設置し、その燃料
噴出管の側部には、前記遮へい板の円周方向に燃料を噴
出する側部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前
記遮へい板より突出させ、その燃料管の先端部に、燃料
管の中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴
出孔を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前記
燃料管より大きい円盤プレ−トを設置したことを特徴と
する窒素酸化物低発生燃焼装置。
2. A shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jetting portions is provided on the outer periphery of the tip end of the fuel pipe charged in the air pipe, and a cylindrical air flow forming air jet is provided on the edge side of the shield plate. And a side fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed on both sides of the plurality of long hole-shaped air ejection portions, and the side surface of the fuel ejection pipe has a circumferential direction of the shield plate. A side fuel jetting portion for jetting fuel is provided, the tip end portion of the fuel pipe is projected from the shield plate, and the auxiliary fuel is jetted to the tip end portion of the fuel pipe in the central axis direction of the fuel pipe. A low-nitrogen oxide generation combustion apparatus, characterized in that a fuel injection hole is provided, and a disk plate larger than the fuel tube is installed upstream of the fuel injection hole in the central axis direction.
【請求項3】 中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット
円孔に構成して、その中心軸方向燃料噴出孔からリング
状の燃料を噴出して、炉内ガスを伴流混合しながら燃焼
するようにしたこをことを特徴をする請求項1記載の窒
素酸化物低発生燃焼方法。
3. The shape of the central axial fuel injection hole is formed as a slit circular hole, and a ring-shaped fuel is ejected from the central axial fuel injection hole, and burns while wake mixing the in-reactor gas. The method for low-nitrogen oxide generation combustion according to claim 1, wherein the method is as described above.
【請求項4】 中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット
円孔に構成したことを特徴をする請求項2記載の窒素酸
化物低発生燃焼装置。
4. The low-nitrogen oxide combustion device according to claim 2, wherein the shape of the fuel injection hole in the central axis direction is a slit circular hole.
【請求項5】 スリット円孔内に旋回羽根を装置し、前
記スリット円孔から旋回リング状の燃料を噴出して、炉
内ガスを伴流しながら混合燃焼させることを特徴とする
請求項3記載の記載の窒素酸化物低発生燃焼方法。
5. A swirl vane is provided in the slit circular hole, and a swirling ring-shaped fuel is ejected from the slit circular hole to carry out mixed combustion with the gas in the furnace accompanied. 4. A method for low-nitrogen oxide combustion according to 1.
【請求項6】 スリット円孔内に旋回羽根を装置したこ
とを特徴とする請求項4記載の窒素酸化物低発生燃焼装
置。
6. The low-nitrogen oxide combustion apparatus according to claim 4, wherein a swirl vane is provided in the slit circular hole.
【請求項7】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気
管と遮へい板との間に、環状スリットを設けて構成し、
その環状スリットから円筒状に空気を噴出しながら燃焼
させることを特徴とする請求項1、3及び5記載の窒素
酸化物低発生燃焼方法。
7. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured by providing an annular slit between the air tube and the shield plate,
6. The low-nitrogen-oxide generation combustion method according to claim 1, wherein combustion is performed while ejecting air in a cylindrical shape from the annular slit.
【請求項8】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気
管と遮へい板との間に、環状スリットを設けて構成して
なることを特徴とする請求項2、4、及び6記載の窒素
酸化物低発生燃焼装置。
8. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured by providing an annular slit between the air tube and the shield plate, as set forth in claim 2, 4, or 6. Nitrogen oxide low generation combustor.
【請求項9】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へ
い板の縁の内側に環状に多数の小孔を配列することによ
って構成し、その多数の小孔から空気を噴出しながら燃
焼させることを特徴とする請求項1、3及び5記載の窒
素酸化物低発生燃焼方法。
9. The cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of a shield plate, and air is jetted and burned from the large number of small holes. 6. The low-nitrogen-oxide generation combustion method according to claim 1, 3 or 5, wherein.
【請求項10】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮
へい板の縁の内側に環状に多数の小孔を配列することに
よって構成してなることを特徴とする請求項2、4、及
び6記載の窒素酸化物低発生燃焼装置。
10. The cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of the shield plate. 6. A low-nitrogen oxide combustion device according to item 6.
【請求項11】 円筒状空気流形成用空気噴出部の面積
は、全空気導入面積に対して、20%以下の面積に構成
して燃焼させることを特徴とする請求項1、3、5、7
及び9記載の窒素酸化物低発生燃焼方法。
11. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured to have an area of 20% or less with respect to the total air introduction area for combustion. 7
And a method for low-nitrogen oxide combustion according to item 9 above.
【請求項12】 円筒状空気流形成用空気噴出部の面積
は、全空気導入面積、に対して、20%以下の面積に構
成したことを特徴とする請求項2、4、6、8及び10
記載の窒素酸化物低発生燃焼装置。
12. The area of the air ejecting portion for forming a cylindrical air flow is set to be 20% or less of the total air introduction area, as claimed in claim 2, 4, 6, 8 and 10
A low-nitrogen oxide generation combustion device as described.
【請求項13】 空気管に導入する燃焼用空気を酸素の
体積濃度21%以上の酸素富化空気を使用することを特
徴とする請求項1、3、5、7、9及び11記載の記載
の窒素酸化物低発生燃焼方法。
13. The oxygen-enriched air having a volume concentration of oxygen of 21% or more is used as the combustion air to be introduced into the air pipe, according to any one of claims 1, 3, 5, 7, 9 and 11. Method of low-nitrogen oxide generation combustion of.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727538A (en) * 2013-12-23 2014-04-16 广州市红日燃具有限公司 Control device for infrared gas combustor

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