JPH11173506A - 低ＮＯｘバーナ - Google Patents
低ＮＯｘバーナInfo
- Publication number
- JPH11173506A JPH11173506A JP9361726A JP36172697A JPH11173506A JP H11173506 A JPH11173506 A JP H11173506A JP 9361726 A JP9361726 A JP 9361726A JP 36172697 A JP36172697 A JP 36172697A JP H11173506 A JPH11173506 A JP H11173506A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel nozzle
- burner
- exhaust gas
- air
- flame
- Prior art date
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- Pending
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】自己再循環型の低ＮＯｘバーナの火炎を小型化
する。 【解決手段】 バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノ
ズル２の周囲に、複数の主空気噴出口３を燃料ノズル２
と若干の距離を隔てて設けることにより、炉内の排ガス
を誘引するようにした自己排ガス再循環型低ＮＯｘバー
ナにおいて、燃料ノズル２の周囲に、燃料ノズル２に近
接して複数の補助空気ノズル４を設け、この補助空気ノ
ズル４から、０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気を
噴出させた。
する。 【解決手段】 バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノ
ズル２の周囲に、複数の主空気噴出口３を燃料ノズル２
と若干の距離を隔てて設けることにより、炉内の排ガス
を誘引するようにした自己排ガス再循環型低ＮＯｘバー
ナにおいて、燃料ノズル２の周囲に、燃料ノズル２に近
接して複数の補助空気ノズル４を設け、この補助空気ノ
ズル４から、０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気を
噴出させた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる自己排ガス再
循環型の低ＮＯｘバーナの改良に関するものである。
循環型の低ＮＯｘバーナの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のこの種の低ＮＯｘバーナを
示したもので、バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノ
ズル２の周囲に、複数の空気噴出口３を燃料ノズル２と
若干の距離を隔てて設けることによって、炉内の排ガス
を誘引するようにしたものである。この構成によれば、
空気噴出口３から噴出した燃焼空気が、炉内の排ガスを
巻き込みながら火炎と接触するために、燃焼が緩慢とな
って火炎温度が低下し、ＮＯｘの発生量を低減すること
ができる。
示したもので、バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノ
ズル２の周囲に、複数の空気噴出口３を燃料ノズル２と
若干の距離を隔てて設けることによって、炉内の排ガス
を誘引するようにしたものである。この構成によれば、
空気噴出口３から噴出した燃焼空気が、炉内の排ガスを
巻き込みながら火炎と接触するために、燃焼が緩慢とな
って火炎温度が低下し、ＮＯｘの発生量を低減すること
ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の従来構成
は、燃焼空気を火炎に直接当てないように噴出させてい
るために、通常のバーナと比較して著しく火炎形状が大
きくなるという欠点があり、炉内容積の小さな炉などで
は炉扉の周りから火炎が吹き出してきたり、あるいはそ
のために燃焼量が制限されるというような問題があっ
た。本発明はこのような問題点を解消し、低ＮＯｘでし
かも火炎長の小さい加熱炉用バーナを提供することを目
的とするものである。
は、燃焼空気を火炎に直接当てないように噴出させてい
るために、通常のバーナと比較して著しく火炎形状が大
きくなるという欠点があり、炉内容積の小さな炉などで
は炉扉の周りから火炎が吹き出してきたり、あるいはそ
のために燃焼量が制限されるというような問題があっ
た。本発明はこのような問題点を解消し、低ＮＯｘでし
かも火炎長の小さい加熱炉用バーナを提供することを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノズル２の
周囲に、複数の主空気噴出口３を燃料ノズル２と若干の
距離を隔てて設けることにより、炉内の排ガスを誘引す
るようにした自己排ガス再循環型の低ＮＯｘバーナにお
いて、燃料ノズル２の周囲に、燃料ノズル２に近接して
複数の補助空気ノズル４を設け、この補助空気ノズル４
から０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気を噴出させ
たものであり、少量の高圧空気で火炎の外周付近を撹拌
することにより、空気と炉気との混合を均一化して酸素
の濃淡による局所高温域の発生を阻止すると共に、この
均質な混合気と燃料との混合を促進することによって、
火炎形状の小型化を図ったものである。
うに、バーナタイル１の中心部に設けた燃料ノズル２の
周囲に、複数の主空気噴出口３を燃料ノズル２と若干の
距離を隔てて設けることにより、炉内の排ガスを誘引す
るようにした自己排ガス再循環型の低ＮＯｘバーナにお
いて、燃料ノズル２の周囲に、燃料ノズル２に近接して
複数の補助空気ノズル４を設け、この補助空気ノズル４
から０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気を噴出させ
たものであり、少量の高圧空気で火炎の外周付近を撹拌
することにより、空気と炉気との混合を均一化して酸素
の濃淡による局所高温域の発生を阻止すると共に、この
均質な混合気と燃料との混合を促進することによって、
火炎形状の小型化を図ったものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示した
もので、バーナタイル１の中央に二重管が貫設されて、
その内管６の先端に燃料ノズル孔２が設けられ、外管７
の先端に環状に複数（本例では８個）の補助空気ノズル
孔４が穿設されており、補助空気の通路すなわち上記外
管７はエアコンプレッサに連結されて、少なくとも０．
１ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気が供給されるようになってい
る。また二重管の周囲のバーナタイル１には、複数（本
例では４個）の主空気噴出口３が設けられており、この
主空気の供給路８は送風機に接続されて、０．００５〜
０．０５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で空気が供給されてい
る。
もので、バーナタイル１の中央に二重管が貫設されて、
その内管６の先端に燃料ノズル孔２が設けられ、外管７
の先端に環状に複数（本例では８個）の補助空気ノズル
孔４が穿設されており、補助空気の通路すなわち上記外
管７はエアコンプレッサに連結されて、少なくとも０．
１ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気が供給されるようになってい
る。また二重管の周囲のバーナタイル１には、複数（本
例では４個）の主空気噴出口３が設けられており、この
主空気の供給路８は送風機に接続されて、０．００５〜
０．０５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で空気が供給されてい
る。
【０００６】図１の構成によれば、補助空気ノズル４か
ら０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気が燃料と近接
して噴出し、この高圧空気によって火炎の外周付近が撹
拌され、主空気の流れの間から燃料中に酸素濃度の低い
炉気が混入するので、酸素濃度の高い空気と燃料との混
合による局所高温域の発生が防止されると同時に、それ
ぞれに炉気を巻き込んだ主空気と燃料との混合が促進さ
れるために、火炎形状を短くすることができる。すなわ
ち補助空気は、燃料中に炉気を巻き込む作用と高温部で
の滞留時間を短くする作用によって低ＮＯｘ化に寄与
し、燃焼反応を促進する作用によって短炎化に寄与して
いるのである。
ら０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気が燃料と近接
して噴出し、この高圧空気によって火炎の外周付近が撹
拌され、主空気の流れの間から燃料中に酸素濃度の低い
炉気が混入するので、酸素濃度の高い空気と燃料との混
合による局所高温域の発生が防止されると同時に、それ
ぞれに炉気を巻き込んだ主空気と燃料との混合が促進さ
れるために、火炎形状を短くすることができる。すなわ
ち補助空気は、燃料中に炉気を巻き込む作用と高温部で
の滞留時間を短くする作用によって低ＮＯｘ化に寄与
し、燃焼反応を促進する作用によって短炎化に寄与して
いるのである。
【０００７】図２は本発明の他の実施例を示したもの
で、主空気噴出口３の更に外周に、主空気噴出口３に対
して千鳥状に、同数（４個）の排ガス吸引口５が設けら
れており、この排ガスの通路と主空気の通路とは、バー
ナタイル１の後方で金属隔壁を介して熱交換されるよう
になっている。このように構成すれば、高温の排ガスの
熱によって燃焼空気を予熱することができる上に、主空
気噴出口３と排ガス吸引口５が互いに千鳥に配列されて
いるために、排ガスが主空気の流れの間から、高速の補
助空気流に吸引されて内側へ巻き込まれ易くなり、低Ｎ
Ｏｘ化の効果を一層高めることができる。
で、主空気噴出口３の更に外周に、主空気噴出口３に対
して千鳥状に、同数（４個）の排ガス吸引口５が設けら
れており、この排ガスの通路と主空気の通路とは、バー
ナタイル１の後方で金属隔壁を介して熱交換されるよう
になっている。このように構成すれば、高温の排ガスの
熱によって燃焼空気を予熱することができる上に、主空
気噴出口３と排ガス吸引口５が互いに千鳥に配列されて
いるために、排ガスが主空気の流れの間から、高速の補
助空気流に吸引されて内側へ巻き込まれ易くなり、低Ｎ
Ｏｘ化の効果を一層高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下に、図２の構造（熱交換器付き）のバー
ナを用いて行った実験のデータを示す。 （条件） 燃料： 都市ガス１３Ａ 燃焼量： ２０万ｋｃａｌ／ｈ 空気比： １．２５ 炉内温度： １０５０℃ 予熱空気温度： ８００℃ （結果） （１）補助空気の圧力 ０．１ ｋｇ／ｃｍ2 流量 １．９ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： １０５ｐｐｍ， 火炎長： １８００ｍｍ （２）補助空気の圧力 ０．５ ｋｇ／ｃｍ2 流量 ４．３ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： ４８ｐｐｍ， 火炎長： １５００ｍｍ （３）補助空気の圧力 １．０５ ｋｇ／ｃｍ2 流量 ６．１ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： ４０ｐｐｍ， 火炎長： １２００ｍｍ 各実験を通じて、主空気供給量は約２００ｍ3 ／ｈで一
定であった。また実験（２）及び（３）では、火炎が短
くなると共に、非定在な火炎がなくなって安定化した。
上記結果より、火炎が長いことが必ずしも低ＮＯｘ化に
つながらず、排ガスと空気との混合がきわめて重要であ
る点が明確になった。また撹拌用の補助空気量は僅かで
よく、主空気の圧力は低くてもよい（５００ｍｍＡｑ）
ので、大容量の送風機を必要としない。
ナを用いて行った実験のデータを示す。 （条件） 燃料： 都市ガス１３Ａ 燃焼量： ２０万ｋｃａｌ／ｈ 空気比： １．２５ 炉内温度： １０５０℃ 予熱空気温度： ８００℃ （結果） （１）補助空気の圧力 ０．１ ｋｇ／ｃｍ2 流量 １．９ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： １０５ｐｐｍ， 火炎長： １８００ｍｍ （２）補助空気の圧力 ０．５ ｋｇ／ｃｍ2 流量 ４．３ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： ４８ｐｐｍ， 火炎長： １５００ｍｍ （３）補助空気の圧力 １．０５ ｋｇ／ｃｍ2 流量 ６．１ Ｎｍ3 ／ｈ の場合 ＮＯｘ値： ４０ｐｐｍ， 火炎長： １２００ｍｍ 各実験を通じて、主空気供給量は約２００ｍ3 ／ｈで一
定であった。また実験（２）及び（３）では、火炎が短
くなると共に、非定在な火炎がなくなって安定化した。
上記結果より、火炎が長いことが必ずしも低ＮＯｘ化に
つながらず、排ガスと空気との混合がきわめて重要であ
る点が明確になった。また撹拌用の補助空気量は僅かで
よく、主空気の圧力は低くてもよい（５００ｍｍＡｑ）
ので、大容量の送風機を必要としない。
【０００９】図３は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、図２の実施例と同様に排ガス吸引口５と熱交換部
を有しているが、排ガス吸引口５が主空気噴出口３と同
一半径上に交互に設けられている点が異なっている。本
例は図２の例に比し、熱交換部の構造が若干複雑になる
が、排気流路がバーナ中心に近くなるために、補助空気
による排ガスの巻き込みが起こり易くなり、より低い圧
力の補助空気でＮＯｘの低減を図ることができる。
ので、図２の実施例と同様に排ガス吸引口５と熱交換部
を有しているが、排ガス吸引口５が主空気噴出口３と同
一半径上に交互に設けられている点が異なっている。本
例は図２の例に比し、熱交換部の構造が若干複雑になる
が、排気流路がバーナ中心に近くなるために、補助空気
による排ガスの巻き込みが起こり易くなり、より低い圧
力の補助空気でＮＯｘの低減を図ることができる。
【００１０】図５は、補助空気圧力と火炎長との関係を
図３の構造のバーナを用いてテストした結果を示したも
のであるが、火炎長の測定と同時に、空気圧の変化に伴
って火炎の状態がどのように変化するかを、以下の５段
階に分けて観測した。 補助空気の圧力： ０ 〜 ０．１ ｋｇ／ｃｍ2 ０．１ 〜 ０．５ ｋｇ／ｃｍ2 ０．５ 〜 １．０ ｋｇ／ｃｍ2 １．０ 〜 ５．０ ｋｇ／ｃｍ2 ５．０ 〜 ｋｇ／ｃｍ2 観測結果： この範囲では、赤黒いソフトな火炎で、炉内中央部
まで火炎が届く前に排ガス吸引口へ火炎自体が戻ってく
る、所謂ショートパス現象が起こる。従ってこの範囲
は、本発明の適用は不可能である。 この範囲では、火炎長は約１ｍ、オレンジ色のソフ
トな火炎で、ショートパスは起こらず、輻射伝熱を多く
求められる鉄鋼加熱炉や鍛造炉等に適した火炎である。 この範囲では、火炎長は０．８ｍと短く、オレンジ
色（根元はブルー）の安定した火炎であり、すべての工
業炉に適用可能である。またＮＯｘ値も低く、約５０ｐ
ｐｍである。 この範囲では、完全にブルー色の火炎であり、炉内
は透き通って火炎長の測定は難しい。ＮＯｘ値は更に低
く、３０ｐｐｍ以下である。 この範囲では、火炎がバーナからリフトして不安定
であり、実用バーナとしては使用不可能である。 以上より本発明バーナは、補助空気圧がほぼ０．１〜
５．０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲で実用可能であり、効果を発
揮し得る。
図３の構造のバーナを用いてテストした結果を示したも
のであるが、火炎長の測定と同時に、空気圧の変化に伴
って火炎の状態がどのように変化するかを、以下の５段
階に分けて観測した。 補助空気の圧力： ０ 〜 ０．１ ｋｇ／ｃｍ2 ０．１ 〜 ０．５ ｋｇ／ｃｍ2 ０．５ 〜 １．０ ｋｇ／ｃｍ2 １．０ 〜 ５．０ ｋｇ／ｃｍ2 ５．０ 〜 ｋｇ／ｃｍ2 観測結果： この範囲では、赤黒いソフトな火炎で、炉内中央部
まで火炎が届く前に排ガス吸引口へ火炎自体が戻ってく
る、所謂ショートパス現象が起こる。従ってこの範囲
は、本発明の適用は不可能である。 この範囲では、火炎長は約１ｍ、オレンジ色のソフ
トな火炎で、ショートパスは起こらず、輻射伝熱を多く
求められる鉄鋼加熱炉や鍛造炉等に適した火炎である。 この範囲では、火炎長は０．８ｍと短く、オレンジ
色（根元はブルー）の安定した火炎であり、すべての工
業炉に適用可能である。またＮＯｘ値も低く、約５０ｐ
ｐｍである。 この範囲では、完全にブルー色の火炎であり、炉内
は透き通って火炎長の測定は難しい。ＮＯｘ値は更に低
く、３０ｐｐｍ以下である。 この範囲では、火炎がバーナからリフトして不安定
であり、実用バーナとしては使用不可能である。 以上より本発明バーナは、補助空気圧がほぼ０．１〜
５．０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲で実用可能であり、効果を発
揮し得る。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、自己再循
環型の低ＮＯｘバーナにおいて、僅かの圧縮空気を使用
することにより、ＮＯｘ値を一層低減すると共に、火炎
を小型化することができるという利点がある。
環型の低ＮＯｘバーナにおいて、僅かの圧縮空気を使用
することにより、ＮＯｘ値を一層低減すると共に、火炎
を小型化することができるという利点がある。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す縦断面図。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明バーナのテスト結果を示すグラフ。
【図５】従来例の縦断面図。
１ バーナタイル ２ 燃料ノズル ３ 主空気噴出口 ４ 補助空気ノズル ５ 排ガス吸引口 ６ 内管 ７ 外管 ８ 主空気供給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田和 敏雄 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 広瀬 靖夫 横浜市中区万代町一丁目２番地12 株式会 社ファーネステクノ内
Claims (2)
- 【請求項１】 バーナタイルの中心部に設けた燃料ノズ
ルの周囲に、複数の主空気噴出口を燃料ノズルと若干の
距離を隔てて設けることにより、炉内の排ガスを誘引す
るようにした自己排ガス再循環型低ＮＯｘバーナにおい
て、燃料ノズルの周囲に、燃料ノズルに近接して複数の
補助空気ノズルを設け、該補助空気ノズルから０．１〜
５．０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧空気を噴出せしめて成る低Ｎ
Ｏｘバーナ。 - 【請求項２】 上記主空気噴出口の更に外側若しくは同
一半径上に、主空気噴出口と千鳥状に排ガス吸引口を設
けて成る請求項１記載の低ＮＯｘバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9361726A JPH11173506A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 低ＮＯｘバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9361726A JPH11173506A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 低ＮＯｘバーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173506A true JPH11173506A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18474675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9361726A Pending JPH11173506A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 低ＮＯｘバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11173506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102911A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Air Liquide Japan Ltd | 燃焼バーナ |
| WO2022168381A1 (ja) | 2021-02-03 | 2022-08-11 | 三浦工業株式会社 | ガスバーナ及びボイラ |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP9361726A patent/JPH11173506A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102911A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Air Liquide Japan Ltd | 燃焼バーナ |
| WO2022168381A1 (ja) | 2021-02-03 | 2022-08-11 | 三浦工業株式会社 | ガスバーナ及びボイラ |
| KR20230138458A (ko) | 2021-02-03 | 2023-10-05 | 미우라고교 가부시키카이샤 | 가스 버너 및 보일러 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060525 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061003 |