JPH10213311A - 低NOxガスバーナ - Google Patents

低NOxガスバーナ

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JPH10213311A
JPH10213311A JP1487197A JP1487197A JPH10213311A JP H10213311 A JPH10213311 A JP H10213311A JP 1487197 A JP1487197 A JP 1487197A JP 1487197 A JP1487197 A JP 1487197A JP H10213311 A JPH10213311 A JP H10213311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
main nozzle
gas burner
low nox
nozzle
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP1487197A
Other languages
English (en)
Inventor
Muneo Iwauchi
宗男 岩内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料ガスの燃焼量を減少してもガスバーナの
振動等がなく、燃焼量の広い範囲で使用出来る。 【解決手段】 燃料ガスGをノズル中心線26に対して
斜め外方に噴出するガス噴出孔10bを有するメインノ
ズル10aと、メインノズル10aの周囲を同軸状に覆
うように配置されメインノズル10aの周囲に1次燃焼
用空気A1を噴出させる1次空気通路を形成する内筒2
0とを含む低NOxガスバーナ1において、メインノズ
ル10aの上流端近傍からメインノズル10aの先端側
に円錐状に拡大すると共に、拡大方向に複数段に設けら
れ、円周方向に複数の小孔15を有する保炎板12を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガスを燃焼さ
せるガスバーナに係り、特に吸収式冷凍機や温水機等の
加熱源として使用される低NOxガスバーナに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来技術に係る低NOxガスバ
ーナの一例を示す縦断面図である(実開平4−1385
20号公報)。図6に示す低NOxガスバーナ100
は、円錐台状の傾斜面部に形成された複数のガス噴出孔
110bを有するメインノズル110aと、このメイン
ノズル110aの外周に装着された円環状の保炎板11
2とを備えている。メインノズル110aは、円盤状の
ノズルパイプホルダー105に固着されたノズルパイプ
104の先端に装着されている。保炎板112は、メイ
ンノズル110aと同軸状の円周線上に複数個の小孔1
15を有している。
【0003】更に、ノズルパイプ104の外周面とノズ
ルパイプホルダー105に固定された内筒120の内周
面との間に1次空気通路122が形成され、内筒120
の外周面とノズルパイプホルダー105にウインドボッ
クス117を介して固定された外筒121の内周面との
間に2次空気通路123が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構造を有す
る低NOxガスバーナ100において、燃料ガスGは、
ノズルパイプ104を通ってメインノズル110aのガ
ス噴出孔110bよりノズル中心線に対し斜め外方に噴
出する。1次燃焼用空気A1は、保炎板の小孔115及
び環状部116から供給され、保炎板の小孔115及び
保炎板112の外縁に保炎される。2次燃焼用空気A2
は2次空気通路123を経て2次空気噴出孔108から
噴出すると共に、スキマ環状部114近傍に形成される
低圧力で炉内の燃焼ガスを吸引し、2次燃焼用空気A2
と共に再循環流路124に送り込んで自己再循環流を形
成する。この自己再循環流は、ノズル中心方向に曲げら
れ、燃焼中の火炎内部に浸透する。
【0005】しかしながら、上記燃料ガスGの供給量、
即ち、燃料ガスの燃焼量を減少していくと、燃焼状態が
不安定となり、ガスバーナが振動したり、騒音が大きく
なり燃焼が困難になる虞れがあった。
【0006】図7は、図6の低NOxガスバーナの燃焼
量と排ガス中の酸素量の関係を示す線図である。図7に
おいて、上記燃焼量を減少していくと、燃焼量凡そ5万
kcal/h(点p101)で振動と騒音(以下、「振動
等」という)が発生し、排ガス中の酸素量が多い程燃焼
量の限界点は下がり、略4万kcal/h(点p102
で振動限界及びCO限界に達する。因に、排ガス中の酸
素量が10%の時に、燃焼量略4万kcal/h(点p
102)から燃焼量を増加させると略9万kcal/h
(点p103)でCO限界及び送風機限界に達し、排ガス
中の酸素量の減少と共に、略10万kcal/h(点p
104)で送風機限界とCO限界に達する。
【0007】本発明の課題は、燃料ガスの燃焼量を減少
してもガスバーナの振動等がなく、低NOx及び低燃焼
量の燃焼が可能であり、燃焼量の広い範囲に渡って使用
出来ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、燃料ガスをノズル中心線に対して斜め外方に
噴出するガス噴出孔を有するメインノズルと、該メイン
ノズルの周囲を同軸状に覆うように配置され前記メイン
ノズルの周囲に燃焼用空気を噴出させる空気通路を形成
する筒体とを含む低NOxガスバーナにおいて、前記メ
インノズルの上流端近傍から該メインノズルの先端側に
円錐状に拡大すると共に、円周方向に複数の小孔を有す
る保炎板を備えたことである。
【0009】円錐状に拡大すると共に、円周方向に複数
の小孔を有する保炎板を備えたことにより、メインノズ
ルから噴出した燃料ガスは燃焼量を減少しても保炎板の
円周方向に設けられた複数の小孔により保炎され、そこ
で形成される炎によって振動等が抑制される。
【0010】更に、上記低NOxガスバーナにおいて、
前記筒体の周囲を同軸状に覆うように配置され前記筒体
の外周面に沿って軸方向に燃焼用空気を噴出させる別の
空気通路を形成する外筒体を備えたことである。外筒体
を備えることにより、上記低NOxガスバーナの作用に
加え、上記筒体によって供給される燃焼用空気で燃焼し
きれなかった火炎内部の不完全燃焼ガスに対しても、外
筒体によって供給される燃焼用空気を十分に浸透させる
ことが出来、一酸化炭素等の発生が防止される。
【0011】更に、上記いずれかの低NOxガスバーナ
において、前記保炎板の複数の小孔は、該保炎板の拡大
方向に複数段に設けられたことである。保炎板の複数の
小孔が複数段に設けられたことにより、上記いずれかの
低NOxガスバーナの作用に加え、燃料ガスの燃焼量の
増加に応じて、1段目の小孔、2段目の小孔、3段目の
小孔、……の順に保炎され、最終的には環状部116で
保炎されるため、低燃焼量から高燃焼量まで燃焼可能に
なる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る低NOxガス
バーナの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
尚、図1〜4において、同じ構造、作用部分には同じ符
号を付けて示す。
【0013】図1は、本発明に係る低NOxガスバーナ
の一実施の形態を示す縦断面図、図2は、図1の I−I
線断面図である。本実施の形態の低NOxガスバーナ1
は、燃料ガスGをノズル中心線26に対して斜め外方に
噴出するガス噴出孔10bを有するメインノズル10a
と、このメインノズル10aの周囲を同軸状に覆うよう
に配置されメインノズル10aの周囲に1次燃焼用空気
1(燃焼用空気)を噴出させる1次空気通路22(空
気通路)を形成する筒体である内筒20とを含んでい
る。
【0014】更に、この内筒20の周囲を同軸状に覆う
ように配置され内筒20の外周面に沿って軸方向に2次
燃焼用空気A2を流通させ噴出させる2次空気通路23
を形成する外筒21と、内筒20の下流側端部外周面と
の間に再循環流路24となる間隔をおいて同軸状に配置
された円筒部9a及び円筒部9aの下流端側に接続され
先端部がノズル中心線26側に傾斜したコーン部9bと
からなり2次空気通路23から噴出した2次燃焼用空気
2が再循環流路24上流端に流入するエアコーン9
と、このエアコーン9の円筒部9a及び2次空気通路2
3の下流端近傍に形成されて再循環流路24及び/又は
2次空気通路23を燃焼室27と連通する再循環開口で
あるスキマ環状部14とを含んでいる。
【0015】図3は、図1、2に示した低NOxガスバ
ーナ1に備えられた保炎板12の要部拡大縦断面図、図
4は、図3の破砕斜視図である。保炎板12は、メイン
ノズル10aの上流端近傍からメインノズル10aの下
流先端側に円錐状に拡大すると共に円周方向に複数の小
孔15を有している。そして、円周方向の複数の小孔1
5は、保炎板12の拡大方向に複数段、例えばこの実施
の形態においては1段目の小孔15a、2段目の小孔1
5b、3段目の小孔15cの3段に設けられている。保
炎板12の円錐状に拡大するノズル中心線26との傾斜
角θは、30°とすることが燃焼範囲の確保の点から好
ましい。即ち、後出の図5において、p12の線をより
左側に出来る。小孔15の直径は、1段目から2段目、
2段目から3段目と順次大きく形成されている。又、円
周方向の小孔の数、拡大方向の段数は、保炎の状態、燃
料ガス量等に応じて適宜選定する。
【0016】尚、図4において、2点鎖線で示す保炎板
12は従来の形状の場合を合わせて示したものである。
【0017】更に、図1、2において、低NOxガスバ
ーナ1は、メインノズル10aの上流端側に固定された
ノズルパイプ4と、このノズルパイプ4を中央部に貫通
させる貫通孔を有しノズルパイプ4を固定した円盤状の
ノズルパイプホルダー5と、ノズルパイプホルダー5の
外周面に固着された円盤状のバックプレート2と、この
バックプレート2に固着されて内筒20の外周面との間
に環状の環状空気通路18を形成するフランジ付円筒状
のウインドボックス17と、ノズルパイプホルダー5外
周面に装着されたスパークロッド6、フレームロッド7
及びパイロットバーナ11とを含んでいる。
【0018】そして、外筒21は、このウインドボック
ス17のフランジ内周面に一端を固着され、他端を2次
空気噴出孔8の形成された円環状の端板21aを介して
内筒20の外周面に固着されている。更に、内筒20に
は、送風機30によって環状空気通路18に送られた燃
焼用空気の一部を導入するための1次空気孔3が、保炎
板12の外周縁と内筒20の内周面の間には環状部16
が、それぞれ形成されている。エアコーン9の後端部
(上流側端)と外筒21の先端部の間にはノズル中心線
26方向の隙間が出来ており、再循環開口(燃焼ガスの
流路)であるスキマ環状部14が形成されている。
【0019】次に上記構成を有する低NOxガスバーナ
1の作用について説明する。燃料ガスGは、ノズルパイ
プ4を通ってメインノズル10aのガス噴出孔10bよ
りノズル中心線26に対し斜め外方に噴出する。送風機
30から供給される燃焼用空気は、ウインドボックス1
7の環状空気通路18に入った後、1次空気孔3を経て
1次空気通路22を流れる1次燃焼用空気A1と、2次
空気通路23を流れる2次燃焼用空気A2とに分れる。
1次燃焼用空気A1は、保炎板12の小孔15を通るも
のと環状部16を通るものとに分れる。従って、メイン
ノズル10aから噴出した燃料ガスGは、その供給され
る量、即ち、燃焼量を減少されても保炎板12の円周方
向に設けられた1段目の複数の小孔15aから噴出する
1次燃焼用空気A1により保炎され、そこで形成される
炎によって振動等が抑制される。
【0020】一方、燃料ガスGの燃焼量の増加に対して
は、1段目の小孔15aで燃焼しきれなかった燃料ガス
Gは、2段目の小孔15bから噴出する1次燃焼用空気
1で、次に3段目の小孔15cから噴出する1次燃焼
用空気A1で保炎され、最終的には保炎板12外縁と内
筒20との間の環状部16から噴出する1次燃焼用空気
1で保炎されるため、低燃焼量から高燃焼量まで燃焼
出来る。メインノズル10aの近傍に形成される火炎は
燃料過剰の低酸素燃焼となり、火炎温度が低下すると共
に酸素分圧が低下するのでサーマルNOxの発生が低減
される。
【0021】図5は、本実施の形態の低NOxガスバー
ナ1の燃焼量と排ガス中の酸素量の関係を示す線図であ
る。図5において、燃料ガスGの燃焼量を減少していく
と、燃焼量凡そ1万kcal/h(点p1)で排ガス中
の酸素量が2〜10%において振動等が発生するが、図
7に示した従来技術の5万kcal/h(点p101)に
比べ、はるかに低い燃焼量迄燃焼可能である。因に、燃
焼量略1万kcal/h(点p2)から排ガス中の酸素
量が10%の時に、燃焼量を増加させると略9万kca
l/h(点p3)でCO限界及び送風機限界に達し、排
ガス中の酸素量の減少と共に、略10万kcal/h
(点p4)で送風機限界とCO限界に達する。
【0022】一方、図1において、2次燃焼用空気A2
は2次空気通路23を経て2次空気噴出孔8から噴出さ
れ、再循環流路24を通ってエアコーン9に流れ込む。
このとき、炉内の燃焼ガスは、スキマ環状部14内側を
通過する2次燃焼用空気A2の流れによってこのスキマ
環状部14近傍に形成される低圧力に吸引され、この2
次燃焼用空気A2と共に再循環流路24を通ってエアコ
ーン9に流れる自己再循環を形成する。この2次燃焼用
空気A2と燃焼ガスが混合された自己再循環流はコーン
部9bにより流れ方向がノズル中心方向に曲げられ、燃
焼中の火炎内部に浸透する。
【0023】故に、上記自己再循環流作用により、2次
燃焼用空気A2と共に火炎中に浸透する燃焼ガスによっ
て火炎燃焼温度及び燃焼部の酸素分圧が低下するのでサ
ーマルNOxの発生が抑制されると共に、エアコーン9
の下流側は中心部に向かって絞られているので、火炎内
部の不完全燃焼域に対しても十分に2次燃焼用空気A2
を浸透させることが出来、一酸化炭素等の発生が防止さ
れる。
【0024】本実施の形態の低NOxガスバーナによれ
ば、ガスバーナに低圧ガスを使用することが可能とな
り、バーナ空気差圧も小さくてすむので、従来のガス配
管及び燃焼用送風機を変更することなく使用することが
出来、燃焼排ガスの低NOx化が容易である。更に、構
造が単純であり、燃焼用送風機も小型のものですむの
で、設備コストが安く、騒音も低く、エネルギ消費も少
なくてすむ。
【0025】
【発明の効果】本発明の低NOxガスバーナによれば、
燃料ガスの燃焼量を減少してもガスバーナの振動等がな
く、低NOxの燃焼が可能で且つ低燃焼量の燃焼が可能
であり、燃焼量の広い範囲で使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る低NOxガスバーナの一実施の形
態を示す縦断面図である。
【図2】図1の I−I 線断面図である。
【図3】図1、2に示した保炎板の要部拡大縦断面図で
ある。
【図4】図3の破砕斜視図である。
【図5】本実施の形態の低NOxガスバーナの燃焼量と
排ガス中の酸素量の関係を示す線図である。
【図6】従来技術に係る低NOxガスバーナの縦断面図
である。
【図7】図6の低NOxガスバーナの燃焼量と排ガス中
の酸素量の関係を示す線図である。
【符号の説明】
1 低NOxガスバーナ 10a メインノズル 10b ガス噴出孔 12 保炎板 15 小孔 20 内筒(筒体) 21 外筒(外筒体) 22 1次空気通路(空気通路) 23 2次空気通路(別の空気通路) 26 ノズル中心線 G 燃料ガス A1 1次燃焼用空気(燃焼用空気) A2 2次燃焼用空気(燃焼用空気)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ガスをノズル中心線に対して斜め外
    方に噴出するガス噴出孔を有するメインノズルと、該メ
    インノズルの周囲を同軸状に覆うように配置され前記メ
    インノズルの周囲に燃焼用空気を噴出させる空気通路を
    形成する筒体とを含む低NOxガスバーナにおいて、前
    記筒体の内側に設けられ前記メインノズルの上流端近傍
    から該メインノズルの先端側に円錐状に拡大すると共
    に、円周方向に複数の小孔を有する保炎板を備えたこと
    を特徴とする低NOxガスバーナ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記筒体の周囲を同
    軸状に覆うように配置され前記筒体の外周面に沿って軸
    方向に燃焼用空気を噴出させる別の空気通路を形成する
    外筒体を備えたことを特徴とする低NOxガスバーナ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記保炎板の
    複数の小孔は、該保炎板の拡大方向に複数段に設けられ
    たことを特徴とする低NOxガスバーナ。
JP1487197A 1997-01-29 1997-01-29 低NOxガスバーナ Abandoned JPH10213311A (ja)

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JP1487197A JPH10213311A (ja) 1997-01-29 1997-01-29 低NOxガスバーナ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008076042A (ja) * 2006-09-18 2008-04-03 General Electric Co <Ge> 分散型ジェット燃焼ノズル
KR100938871B1 (ko) 2009-10-27 2010-01-27 합자회사 세화산업사 화장 시스템
JP2012202632A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Tokyo Gas Co Ltd バーナ
JP2012202561A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Tokyo Gas Co Ltd バーナ

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JP2012202561A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Tokyo Gas Co Ltd バーナ
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20031210