JPS5843643B2 - 改良された燃焼ガス自己再循環式バ−ナ - Google Patents

改良された燃焼ガス自己再循環式バ−ナ

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JPS5843643B2
JPS5843643B2 JP51083701A JP8370176A JPS5843643B2 JP S5843643 B2 JPS5843643 B2 JP S5843643B2 JP 51083701 A JP51083701 A JP 51083701A JP 8370176 A JP8370176 A JP 8370176A JP S5843643 B2 JPS5843643 B2 JP S5843643B2
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JP
Japan
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air
combustion
nozzle
fuel injection
combustion gas
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JP51083701A
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English (en)
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JPS538824A (en
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■一郎 金藤
俊治 古川
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は窒素酸化物NOxの発生の少ない熱焼ガス自己
再循環式バーナの改良に関するものであり、更に詳しく
は該バーナにむける燃料噴射ノズルから噴射される燃料
中に噴入せしめる燃焼用空気の噴出角を2種の噴出ノズ
ルにて制御することにより、還流する燃焼ガスによる燃
料の改質の程変や燃焼位置を制御し、火炎の長さを任意
に変更させ得るようにした燃焼装置に関するものである
近年、石油、天然ガス等の流動性燃料を効率的に燃焼せ
しめ、會た窒素酸化物の発生が少なく、更に多目的に使
用され得るバーナ(燃焼装置)として、高温燃焼ガスの
一部をバーナ内で再循環させる、燃焼ガス自己再循環式
バーナが脚光を浴びている。
かかるバーナは、特公昭41−13069号公報等にも
示されている如く、一端が前方に向って開口し他端が閉
鎖された有底筒状のバーナ本体を有し、該バーナ本体の
閉鎖端にはその開口端に向けて燃料噴射ノズルが設けら
れ、また該ノズルの前方に位置し且つ該ノズルからの燃
料噴射方向に燃焼用空気を噴出せしめる噴出口を有する
燃焼用空気噴出ノズルと、噴射された燃料と燃焼用空気
とを混合せしめる円筒状混合室とが設けられて督り、更
に該混合室の前方に形成された燃焼室と該混合室の後方
空間とを連通せしめる燃焼ガスの還流路が前記混合室の
外周に設けられた構成を有するものである。
従って、噴射される流動性燃料は、空気噴出ノズルから
噴出した燃焼用空気と混合され、燃焼室内で燃焼させら
れるが、燃焼用空気は該ノズルから高速で噴出するため
、その周辺の圧力が低下し、該ノズル後方の雰囲気が燃
焼用空気流中に引き込1れる。
その結果、円筒状混合室後方(燃料噴射ノズルの噴射口
周辺)の圧力(燃焼背圧)が低下し、該混合室の前後に
圧力差が生じ、混合室前方の高温の燃焼ガスが混合室と
バーナ本体との間に設けられた還流路を通って混合室の
後方に還流するのである。
それ故、ノズルから噴射された燃料は先ず酸素が少なく
しかも高温の燃焼ガスと混合され、燃焼に適した燃料雰
囲気に化学的に或は物理的に改質されることとなるので
あり、その後に空気噴出ノズルから噴出する燃焼用空気
と混合され、燃焼室に釦いて燃焼せしめられるため、空
気過剰率が非常に低い場合でも通常のバーナに卦けるよ
うにスス等を発生することなく、極めて速やかに燃焼す
る。
特に、この燃焼ガス自己再循環式バーナにあっては、空
気比が1以下の場合にさえ、ススを発生することなく、
安定した燃焼を行なわせて多量の還元性ガスを含む燃焼
ガスが得られるのである。
しかも、かかるバーナは、燃焼装置で発生する窒素酸化
物の抑制手段とされている可及的に少量の酸素による可
及的に短時間内の燃焼が可能であるため、窒素酸化物の
発生が少なく、それ故今日の要求に応え得るバーナとし
て誠に理想的なものと考えられている。
ここにトいて、本発明は、かかる燃焼ガス自己再循環式
バーナに釦いて該バーナ内の還流路を通じて還流される
燃焼ガス量を変化せしめ、以て該ガスの混合によって惹
起される燃料の改質の度合を制御すると共に、燃料の燃
焼位置を制御し、生ずる火炎の長さを調節し得るように
することにより、更にその有用性を拡大することを目的
とするものであって、その要旨とするところは、前記バ
ーナにあ−いて、燃料噴射方向にほぼ平行に燃焼用空気
を噴出するノズルと、燃料噴射方向に斜交1〜で燃焼用
空気を噴出するノズルとからなる2種の空気噴出ノズル
を設けると共に、該2種のノズルから噴出される空気流
量を変化せしめ得る手段を設けたことにある。
このように、本発明は燃焼用空気を2種の空気噴出ノズ
ルから噴出せしめ、燃料に混合せしめるものであり、か
かる2種のノズルは燃料噴射方向に異なる角度で燃焼用
空気を噴出し、しかもそれぞれのノズルの空気噴出量が
変化せしめられ得るため、各々のノズルの空気噴出量の
相対的な変化によって燃焼用空気と燃料の混合特性を変
化せしめ、以て火炎の長さを自由に調節することが出来
るのであり、更に火炎が長ければ燃焼背圧が低下するの
で燃焼ガスの還流量が多くなるから、2種のノズルの空
気噴出量比によって還流される燃焼ガス流量をも変化せ
しめることが出来るため、かかる燃焼ガスによって惹起
される燃料の改質の妾合が制御出来、以て燃焼特性を種
々変化せしめ得ることは、従来のこの種のバーナでは全
く期待出来なかった効果である。
また、本発明に従って特に燃焼ガス自己再循環式バーナ
において上述した構成を採用することにより、他種のバ
ーナに比べて火炎のホント・ポイント(温度の一番高い
ところ)をバーナ側により接近せしめる(バリアプル特
性の範囲を大きくとる)ことが出来ることも、本発明の
大きな特徴の一つである。
以下、実施例に基づいて本発明の構成及び効果を更に詳
細に説明する。
先ず、第1図は本発明の一実施例たる燃焼ガス自己再循
環式バーナの縦断面図であり、有底筒状のバーナ本体1
の底部中心部を貫通して該本体の開口端に向けて燃料噴
射口2を有する燃料噴射ノズル3が設けられている。
また、本体底部の背部には燃焼用空気導管(図示せず)
にそれぞれ連通せる空気流路4a、4bが設けられ、か
つ該空気流路には各流路に流通する空気量を制御するた
めの弁5a、5bが設けられている。
燃焼用空気は燃焼用空気導管から前記2つの空気流路4
a。
4bに分割され、空気匍脚弁5a、5bによってそれぞ
れの流路に流通する空気量が調節された後、複数の空気
噴出ノズル6 a 、 6bを通じて混合室7へ噴出さ
れる。
空気噴出ノズル6a 、6bは、本体底部を貫通しそれ
ぞれ空気流路4a 、4bに連通されており、その開口
部(噴出口)がそれぞれ前記燃料噴射ノズル3の前方に
位置するように、しかも所定の角度をもって配置されて
いる。
な釦、空気噴出ノズル6a、6bの噴出口の中心は、い
ずれも本体1の軸線に垂直な一平面上に略位置するよう
に設けられて釦り、また空気噴出ノズル6aは燃料噴射
ノズル3にほぼ平行に設けられ、燃料噴射方向に略平行
に燃焼用空気が噴出されるようになっていると共に、空
気噴出ノズル6bは燃料噴射ノズル3に所定の角度をも
って設けられ、燃料噴射方向に斜交して燃焼用空気を噴
入する(燃料噴射口前方で燃料噴射方向に対して同方向
に空気を噴出せしめて斜交させる)ようになっている。
燃料と空気を混合せしめる円筒状混合室7は、外周に軸
線方向の溝を有する円筒体8を筒状バーナ本体1内に該
本体底部空間(燃料噴射空間部)9を形成すべく同心的
に配設することによって形成され、また該混合室7の前
方空間が燃焼室10となる。
さらに、該円筒体8の外周に設けられた溝とバーナ本体
1の内周面とによって燃焼ガスの還流路11が形成され
、燃焼室10の高温の燃焼ガスは還流路11を通って本
体底部空間9に至り、そこで燃料噴射口2から噴射され
る燃料と混合され、該燃料を改質せしめることとなる。
従って、第2図に示すように、空気制御弁5aを5bよ
り太きく開き、空気噴出ノズル6aに供給される空気量
を空気噴出ノズル6bのそれよりも相対的に犬とすれば
、燃焼用空気は大部分が燃料噴射方向に平行な流れとな
るため、燃料と空気の混合がゆるやかに行なわれ、以て
火炎Fは長炎となるのである。
他方、第3図に示すように、空気制御弁5bを5aより
大きく開き、空気噴出ノズル6bに供給される空気量を
空気噴出ノズル6aのそれよりも相対的に犬とすれば、
燃料噴射方向に傾斜して(鋭角に)噴入する燃焼用空気
が多くなるため 燃料と空気の混合が速やかに行なわれ
、以て火炎Fは短炎となるのである。
玄た、このように空気噴出ノズル6a、6bよりの空気
噴出量比−を変えることによって還流路11を通って還
流する燃焼ガス量を変化せしめることが出来、以て、燃
料の改質の程度も制御し得るのである。
このように、本実施例に釦いては空気流路4a4bにそ
れぞれ空気制御弁5a、5bを設け、それぞれの空気流
量を独立して制御することにより、火炎の長さ調節の自
由度を犬とし、また燃焼特性のコントロールをも容易と
しているが、その他前記2つの空気流路4a、4bに流
通する空気量を制御し、或は空気をそれぞれの流路に分
配することの出来る弁であれば一つの弁にて構成しても
何等差支えない。
また、燃料噴射方向に傾斜して燃焼用空気を噴入せしめ
る空力噴出ノズル6bの角度としては、一般に燃料噴射
ノズル3の中心線(燃料噴射方向の中心線)に対して約
5〜15゜であることが望1しく、更に空気噴出ノズル
6b内に旋回羽根を設けたり 或は該ノズル6bを前記
角度で傾斜させると共に前記燃料噴射ノズル3の中心線
と該ノズル6bの軸線とが立体的に交差するように設け
れば、噴出される空気にスピンがかかるため、短炎形成
時に本発明の効果をよりよく遠戚することが出来る。
なか、本発明にお・けるバーナ本体1の開口部は第1図
のように開口部を絞った形のものの他、第2図、第3図
のように開放された形のものであっても何等差支えない
以上詳述したように、本発明は、窒素酸化物の発生量が
少ない等優れた特徴を有する燃焼ガス自己再循環式バー
ナに、更にその燃焼特性を制御し、かつ火炎の長さを自
由に変化させ得る等の優れた性能を付与したものであり
、今日の種々なる要請に応え得る燃焼装置としてその工
業的意義を著しく高めるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例たる燃焼ガス自己再循環式バ
ーナの縦断面図、第2図及び第3図は本発明に係るバー
ナの燃焼状態図である。 1:バーナ本体、2:燃料噴射口、3:燃料噴射ノズル
、4a、4b:空気流路、5a、5b:空気制御弁、6
a、6b:空気噴出ノズル、7:混合室、8:円筒体、
9:燃料噴射空間部、10:燃焼室、11:燃焼ガス還
流路、F:火炎。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高温の燃焼ガスを燃焼室から燃料噴射ノズルの噴射
    口周辺に還流せしめることにより、該ノズルより噴射さ
    れる燃料の改質を促進させる型式の燃焼ガス自己再循環
    式バーナにおいて、燃料噴射方向にほぼ平行に燃焼用空
    気を噴出するノズルと、燃料噴射方向に斜交して燃焼用
    空気を噴出するノズルとを設けると共に、前記2種の燃
    焼用空気噴出ノズルの空気噴出流量を変化せしめ得る手
    段を設けたことを特徴とする改良された燃焼ガス自己再
    循環式バーナ。
JP51083701A 1976-07-14 1976-07-14 改良された燃焼ガス自己再循環式バ−ナ Expired JPS5843643B2 (ja)

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JP51083701A JPS5843643B2 (ja) 1976-07-14 1976-07-14 改良された燃焼ガス自己再循環式バ−ナ

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JP51083701A JPS5843643B2 (ja) 1976-07-14 1976-07-14 改良された燃焼ガス自己再循環式バ−ナ

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JPS538824A JPS538824A (en) 1978-01-26
JPS5843643B2 true JPS5843643B2 (ja) 1983-09-28

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JPS572462Y2 (ja) * 1976-04-27 1982-01-16
JP2575711Y2 (ja) * 1992-03-02 1998-07-02 株式会社ガスター 燃焼装置
DE4328130A1 (de) * 1993-08-20 1995-02-23 Saacke Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum emissionsarmen Verbrennen von fließfähigen und/oder gasförmigen Brennstoffen mit interner Rauchgasrezirkulation
EP0864812A3 (de) * 1997-03-12 1999-06-16 A. Schwarz + Co. Mischeinrichtung für Gas- und Ölbrenner
CN109945183B (zh) * 2018-12-26 2020-04-21 北京理工大学 一种具有内部自循环功能的分级旋流燃烧器

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JPS538824A (en) 1978-01-26

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