JPH10300018A - 低ＮＯｘバーナ - Google Patents
低ＮＯｘバーナInfo
- Publication number
- JPH10300018A JPH10300018A JP12020097A JP12020097A JPH10300018A JP H10300018 A JPH10300018 A JP H10300018A JP 12020097 A JP12020097 A JP 12020097A JP 12020097 A JP12020097 A JP 12020097A JP H10300018 A JPH10300018 A JP H10300018A
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- secondary air
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 コンパクトで低ＮＯｘ効果の大きい工業炉用
バーナを提供する。 【解決手段】 主燃料供給管１、パイロット燃料供給管
２及びパイロット空気供給管３よりなる複合ノズル４
を、金属製の二次空気供給管５内に偏心させて配設し、
あるいは上記複合ノズル４と二次空気供給管５とをバー
ナタイル内に相互間に若干の間隔をおいて穿設した。
バーナを提供する。 【解決手段】 主燃料供給管１、パイロット燃料供給管
２及びパイロット空気供給管３よりなる複合ノズル４
を、金属製の二次空気供給管５内に偏心させて配設し、
あるいは上記複合ノズル４と二次空気供給管５とをバー
ナタイル内に相互間に若干の間隔をおいて穿設した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として工業加熱炉に
用いる低ＮＯｘ型のガスバーナに関するものである。
用いる低ＮＯｘ型のガスバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１の従来例は、特にＮＯｘ対策を施し
ていない金属燃焼筒付き炉加熱用バーナを示したもの
で、燃料供給管１１、保炎機構１２及び金属製燃焼筒１
３が同軸状に構成されたものであり、燃焼筒１３を耐火
物で形成したバーナに比べ軽量且つコンパクトで、炉壁
への取付けも簡単ではあるが、燃料と空気とが燃焼筒内
で急速に混合されて燃焼するために、燃焼は安定するも
のの火炎温度が高く、そのためにＮＯｘの発生量が多い
という欠点がある。また図２の従来例は、空気二段燃焼
式の低ＮＯｘバーナを示したもので、一次空気供給管内
に挿入された燃料供給管１１の先端に保炎機構１２が設
けられており、火炎はこの部分から形成されて安定燃焼
する。このとき一次空気量は燃料の理論空気量よりも少
なく、不足分の空気は二次空気供給管１４から補われる
が、この二次空気が炉内排気を巻き込むために燃焼が緩
慢となり、火炎温度が低くなってＮＯｘが抑制されるの
である。
ていない金属燃焼筒付き炉加熱用バーナを示したもの
で、燃料供給管１１、保炎機構１２及び金属製燃焼筒１
３が同軸状に構成されたものであり、燃焼筒１３を耐火
物で形成したバーナに比べ軽量且つコンパクトで、炉壁
への取付けも簡単ではあるが、燃料と空気とが燃焼筒内
で急速に混合されて燃焼するために、燃焼は安定するも
のの火炎温度が高く、そのためにＮＯｘの発生量が多い
という欠点がある。また図２の従来例は、空気二段燃焼
式の低ＮＯｘバーナを示したもので、一次空気供給管内
に挿入された燃料供給管１１の先端に保炎機構１２が設
けられており、火炎はこの部分から形成されて安定燃焼
する。このとき一次空気量は燃料の理論空気量よりも少
なく、不足分の空気は二次空気供給管１４から補われる
が、この二次空気が炉内排気を巻き込むために燃焼が緩
慢となり、火炎温度が低くなってＮＯｘが抑制されるの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２の二段燃焼方式に
おいては、二次空気管１５は炉内排気を巻き込む必要か
ら、一次火炎噴出口１１，１４の周囲に若干の距離を隔
てて等角度間隔に複数設置されている。しかしこのよう
に構成するためには、バーナ先端の燃焼筒を耐火物のキ
ャスタ１６で成形する必要があり、従って図１の金属燃
焼筒付きバーナのように軽量、コンパクトな構造にする
ことができないという欠点があり、また炉への取付けに
際しても、炉壁７に大径のバーナ嵌挿孔を設ける必要が
あるという問題があった。また二段燃焼方式において
も、一次空気の割合をできるだけ減らし、一次空気と燃
料との燃焼反応を抑制して、保炎部における局所高温域
の発生を抑えることが低ＮＯｘ化のために必要である
が、従来の二段燃焼方式では、一次空気量は全燃料に対
して燃焼反応が起こる量だけは必要であり、それ以下の
空気量では保炎が不完全となって火炎がリフトしてしま
うために、一次空気の割合はどうしても理論空気量の５
０％程度以下にすることは困難であった。
おいては、二次空気管１５は炉内排気を巻き込む必要か
ら、一次火炎噴出口１１，１４の周囲に若干の距離を隔
てて等角度間隔に複数設置されている。しかしこのよう
に構成するためには、バーナ先端の燃焼筒を耐火物のキ
ャスタ１６で成形する必要があり、従って図１の金属燃
焼筒付きバーナのように軽量、コンパクトな構造にする
ことができないという欠点があり、また炉への取付けに
際しても、炉壁７に大径のバーナ嵌挿孔を設ける必要が
あるという問題があった。また二段燃焼方式において
も、一次空気の割合をできるだけ減らし、一次空気と燃
料との燃焼反応を抑制して、保炎部における局所高温域
の発生を抑えることが低ＮＯｘ化のために必要である
が、従来の二段燃焼方式では、一次空気量は全燃料に対
して燃焼反応が起こる量だけは必要であり、それ以下の
空気量では保炎が不完全となって火炎がリフトしてしま
うために、一次空気の割合はどうしても理論空気量の５
０％程度以下にすることは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による低ＮＯｘバ
ーナは、図３〜４に示すように、主燃料供給管１、パイ
ロット燃料供給管２及びパイロット空気供給管３よりな
る複合ノズル４を、金属製の二次空気供給管５内に偏心
させて配設し（図３）、あるいは上記複合ノズル４と二
次空気供給管５とをバーナタイル６内に相互間に若干の
間隔をおいて併設した（図４）ものであって、この構成
によれば、複合ノズル４の先端から噴出する一次火炎Ｂ
の中心と二次空気供給管５から噴出する二次空気の中心
との間に距離ｄの隔たりがあるために、一次火炎Ｂと二
次空気とが反応するまでに炉内排気を巻き込んで燃焼を
緩慢にし、ＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも
パイロット空気量を全空気量の１０％以下としても、保
炎により一次火炎を形成することができるので、全燃焼
量の９０％以上を緩慢燃焼とすることができる。
ーナは、図３〜４に示すように、主燃料供給管１、パイ
ロット燃料供給管２及びパイロット空気供給管３よりな
る複合ノズル４を、金属製の二次空気供給管５内に偏心
させて配設し（図３）、あるいは上記複合ノズル４と二
次空気供給管５とをバーナタイル６内に相互間に若干の
間隔をおいて併設した（図４）ものであって、この構成
によれば、複合ノズル４の先端から噴出する一次火炎Ｂ
の中心と二次空気供給管５から噴出する二次空気の中心
との間に距離ｄの隔たりがあるために、一次火炎Ｂと二
次空気とが反応するまでに炉内排気を巻き込んで燃焼を
緩慢にし、ＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも
パイロット空気量を全空気量の１０％以下としても、保
炎により一次火炎を形成することができるので、全燃焼
量の９０％以上を緩慢燃焼とすることができる。
【０００５】
【発明の実施の態様】図３は本発明による低ＮＯｘバー
ナの一実施例を示したもので、炉壁７の嵌挿孔に挿入さ
れた金属製の燃焼筒すなわち二次空気供給管５内には、
この二次空気供給管５の中心軸から偏心した位置に三重
管構造の複合ノズル４が設けられており、この複合ノズ
ル４は中心部の主燃料供給管１の周囲にパイロット燃料
供給管２が、更にその周囲にパイロット空気供給管３が
同軸状に配設されたもので、その先端噴出口からは、パ
イロット火炎Ａが環状に形成され、このパイロット火炎
Ａの中央に主燃料が噴出して、一次火炎が形成されるよ
うになっている。
ナの一実施例を示したもので、炉壁７の嵌挿孔に挿入さ
れた金属製の燃焼筒すなわち二次空気供給管５内には、
この二次空気供給管５の中心軸から偏心した位置に三重
管構造の複合ノズル４が設けられており、この複合ノズ
ル４は中心部の主燃料供給管１の周囲にパイロット燃料
供給管２が、更にその周囲にパイロット空気供給管３が
同軸状に配設されたもので、その先端噴出口からは、パ
イロット火炎Ａが環状に形成され、このパイロット火炎
Ａの中央に主燃料が噴出して、一次火炎が形成されるよ
うになっている。
【０００６】図３の構成において、パイロット燃料及び
パイロット空気は、バーナの点火時におけるパイロット
炎の形成と、主燃料噴出時における保炎の役目を果たす
ものであり、主燃料が燃焼する際には、一次火炎の二次
空気供給管５の中心側の部分は空気過剰状態となるが、
その反対側の部分は燃料過剰状態となり、いずれの状態
からも完全燃焼するまでに時間がかかるために、炉内排
気を巻き込んで燃焼が緩慢となって低ＮＯｘ化が実現で
きる。
パイロット空気は、バーナの点火時におけるパイロット
炎の形成と、主燃料噴出時における保炎の役目を果たす
ものであり、主燃料が燃焼する際には、一次火炎の二次
空気供給管５の中心側の部分は空気過剰状態となるが、
その反対側の部分は燃料過剰状態となり、いずれの状態
からも完全燃焼するまでに時間がかかるために、炉内排
気を巻き込んで燃焼が緩慢となって低ＮＯｘ化が実現で
きる。
【０００７】図４は本発明の他の実施例を示したもの
で、三重管構造の複合ノズル４は図３の場合と同様であ
るが、この複合ノズル４と二次空気供給管５とが１本ず
つバーナタイル６内で互いに若干の間隔ｄをおいて穿設
されており、それによって二次空気が燃料ガスと反応す
る前に酸素濃度の低い炉内排気を巻き込むために、やは
り燃焼が緩慢となって、ＮＯｘ発生量を低減することが
できる。
で、三重管構造の複合ノズル４は図３の場合と同様であ
るが、この複合ノズル４と二次空気供給管５とが１本ず
つバーナタイル６内で互いに若干の間隔ｄをおいて穿設
されており、それによって二次空気が燃料ガスと反応す
る前に酸素濃度の低い炉内排気を巻き込むために、やは
り燃焼が緩慢となって、ＮＯｘ発生量を低減することが
できる。
【０００８】また図３及び図４のいずれの場合にも、上
記複合ノズル４の構成によればパイロット空気量を全空
気量の１０％以下にしても保炎が可能であり、従って炉
温が低い時からの安定燃焼を確保しつつ、保炎部におけ
る局所高温域の形成を抑制して、ＮＯｘ発生量を大幅に
低減することができるのである。
記複合ノズル４の構成によればパイロット空気量を全空
気量の１０％以下にしても保炎が可能であり、従って炉
温が低い時からの安定燃焼を確保しつつ、保炎部におけ
る局所高温域の形成を抑制して、ＮＯｘ発生量を大幅に
低減することができるのである。
【０００９】図５のグラフは、本発明の図３の実施例と
図２の従来例による火炎の中心軸上の温度を、下記のよ
うな条件で測定した結果を示したもので、本発明実施例
の方がバーナ近傍において効果的な排気の循環流が起こ
るため、この部分の温度分布が改善されると共に局所高
温域がなくなり、ＮＯｘ値を低減することができた。 測定条件： 燃料： 天然ガス 燃焼量： １００万ｋｃａｌ／ｈ 空気比： １．１ 炉温： １，３００℃ ＮＯｘ測定値： 本発明バーナ（図３）： ４５ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換
算） 従来バーナ（図２）： ６５ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換
算）
図２の従来例による火炎の中心軸上の温度を、下記のよ
うな条件で測定した結果を示したもので、本発明実施例
の方がバーナ近傍において効果的な排気の循環流が起こ
るため、この部分の温度分布が改善されると共に局所高
温域がなくなり、ＮＯｘ値を低減することができた。 測定条件： 燃料： 天然ガス 燃焼量： １００万ｋｃａｌ／ｈ 空気比： １．１ 炉温： １，３００℃ ＮＯｘ測定値： 本発明バーナ（図３）： ４５ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換
算） 従来バーナ（図２）： ６５ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換
算）
【００１０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、複合ノズル４
は二次空気供給管５内に偏心して設けられているので、
燃焼筒にバーナタイルを必要とせず、従ってバーナを軽
量コンパクトに構成できるという利点があり、また請求
項２の発明によれば、複合ノズル４と二次空気供給管５
とが各１本ずつ相互に若干の間隔ｄを隔ててバーナタイ
ル６内に併設したので、複数の二次空気供給管５を周設
した図２の従来例に比して、バ−ナタイル６の重量が半
分以下で済み、やはり軽量小型化できるという利点があ
る。更にいずれの場合にも、複合ノズル４にはパイロッ
トバーナ２，３と主燃料供給管１とが併設されているの
で、前述のように全空気量の１０％以下のパイロット空
気によって一次火炎の保炎を行うことができ、それによ
って低温時からの安定燃焼を確保しつつ、保炎部におけ
る局所高温域の形成を抑制することができるので、従来
例（図２）において約６０％の一次空気を必要としたの
に比べ、大幅な低ＮＯｘ化が可能になるという利点があ
る。
は二次空気供給管５内に偏心して設けられているので、
燃焼筒にバーナタイルを必要とせず、従ってバーナを軽
量コンパクトに構成できるという利点があり、また請求
項２の発明によれば、複合ノズル４と二次空気供給管５
とが各１本ずつ相互に若干の間隔ｄを隔ててバーナタイ
ル６内に併設したので、複数の二次空気供給管５を周設
した図２の従来例に比して、バ−ナタイル６の重量が半
分以下で済み、やはり軽量小型化できるという利点があ
る。更にいずれの場合にも、複合ノズル４にはパイロッ
トバーナ２，３と主燃料供給管１とが併設されているの
で、前述のように全空気量の１０％以下のパイロット空
気によって一次火炎の保炎を行うことができ、それによ
って低温時からの安定燃焼を確保しつつ、保炎部におけ
る局所高温域の形成を抑制することができるので、従来
例（図２）において約６０％の一次空気を必要としたの
に比べ、大幅な低ＮＯｘ化が可能になるという利点があ
る。
【図１】従来例を示す縦断面図。
【図２】他の従来例を示す縦断面図。
【図３】本発明の一実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図。
【図５】本発明実施例の測定結果を示すグラフ。
１ 主燃料供給管 ２ パイロット燃料供給管 ３ パイロット空気供給管 ４ 複合ノズル ５ 二次空気供給管 ６ バーナタイル ７ 炉壁 Ａ 保炎 Ｂ 一次火炎
Claims (2)
- 【請求項１】 主燃料供給管、パイロット燃料供給管及
びパイロット空気供給管よりなる複合ノズルを、金属製
の二次空気供給管内に偏心させて配設しことを特徴とす
る低ＮＯｘバーナ。 - 【請求項２】 主燃料供給管、パイロット燃料供給管及
びパイロット空気供給管よりなる複合ノズルと、二次空
気供給管とをバーナタイル内に相互間に若干の間隔をお
いて併設したことを特徴とする低ＮＯｘバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12020097A JPH10300018A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 低ＮＯｘバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12020097A JPH10300018A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 低ＮＯｘバーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300018A true JPH10300018A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14780388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12020097A Pending JPH10300018A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 低ＮＯｘバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10300018A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004309111A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-11-04 | Ngk Insulators Ltd | 低ＮＯｘバーナ |
| KR100725264B1 (ko) | 2004-10-01 | 2007-06-04 | 한국에너지기술연구원 | 편심형 버너타일 |
| KR100832303B1 (ko) | 2007-01-09 | 2008-05-26 | 한국에너지기술연구원 | 화염조절이 가능한 배가스 재순환형 가스연료용저질소산화물 산소연소기 |
| JP2008151502A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-07-03 | Air Products & Chemicals Inc | 点火支援燃料ランスを有する多段燃焼システム |
| JP2008527292A (ja) * | 2005-01-03 | 2008-07-24 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 非対称炎を生じさせる多段燃焼方法 |
| KR100882115B1 (ko) * | 2002-08-26 | 2009-02-06 | 주식회사 포스코 | 출력조절이 자유로운 2중관형 열처리버너 |
| KR100886228B1 (ko) * | 2007-10-30 | 2009-03-02 | 한국에너지기술연구원 | 편심 분사형 가스연료용 저질소산화물 산소연소기 |
| JP2010511140A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | エフエルシュミッド エー／エス | 燃料流の方向を変えるための手段を備えた燃焼器 |
| JP2011038690A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物ガス化溶融炉の燃焼室の助燃バーナ用のバーナタイル |
| KR101199261B1 (ko) | 2011-05-12 | 2012-11-09 | 한국에너지기술연구원 | 2단 원통형 예혼합 연소관과 배가스 재순환 분사 기능을 갖는 저질소산화물 산소연소기 |
| CN110864294A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-03-06 | 杭州中景科技有限公司 | 非对称烧嘴 |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP12020097A patent/JPH10300018A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882115B1 (ko) * | 2002-08-26 | 2009-02-06 | 주식회사 포스코 | 출력조절이 자유로운 2중관형 열처리버너 |
| JP2004309111A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-11-04 | Ngk Insulators Ltd | 低ＮＯｘバーナ |
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| JP2008527292A (ja) * | 2005-01-03 | 2008-07-24 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 非対称炎を生じさせる多段燃焼方法 |
| JP4902550B2 (ja) * | 2005-01-03 | 2012-03-21 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 非対称炎を生じさせる多段燃焼方法 |
| JP2010511140A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | エフエルシュミッド エー／エス | 燃料流の方向を変えるための手段を備えた燃焼器 |
| KR100832303B1 (ko) | 2007-01-09 | 2008-05-26 | 한국에너지기술연구원 | 화염조절이 가능한 배가스 재순환형 가스연료용저질소산화물 산소연소기 |
| KR100886228B1 (ko) * | 2007-10-30 | 2009-03-02 | 한국에너지기술연구원 | 편심 분사형 가스연료용 저질소산화물 산소연소기 |
| WO2009057839A1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Korea Institute Of Energy Research | Eccentric jet oxyfuel burner with low nitrogen oxide emission |
| JP2011038690A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物ガス化溶融炉の燃焼室の助燃バーナ用のバーナタイル |
| KR101199261B1 (ko) | 2011-05-12 | 2012-11-09 | 한국에너지기술연구원 | 2단 원통형 예혼합 연소관과 배가스 재순환 분사 기능을 갖는 저질소산화물 산소연소기 |
| CN110864294A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-03-06 | 杭州中景科技有限公司 | 非对称烧嘴 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060905 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20061106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070313 |