JPS5844165B2 - バ−ナノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 く要旨の解説〉 この発明はボイラー等に配設されるバーナノズルにおい
て１次エアと２次エア間に燃料を微粒化して混合率良く
理論空燃比に近似させて完全燃焼させることが出来るよ
うにしたバーナノズルに関する発明であり、特に、１次
エア中心に予混合要用ガスノズルを設けることにより混
合効率をより促進させるようにしたバーナノズルに係る
発明である。

〈従来技術〉 従来、ボイラー等に装備されるバーナには各種のものが
用いられているが、中心ノズルより液体燃料を噴霧微粒
化し、更に、随伴的に空気や水蒸気等をノズルから噴出
させる２流体噴霧型式のバーナが広く採用されるように
なって来ている。

〈従来技術の問題点〉 さりながら、該種２流体噴霧型式の在来型バーナにおい
ては理論空気量より多い空気量になりがちになり、ＮＯ
ｘ発生の見地から公害問題が無視出来なくなる欠点があ
った。

而して、近似該ＮＯｘ対策として排ガス循環等の新技術
が開発されて採用されるようになって来てはいる。

そこで、前記在来型バーナにＥＧＲ手段を適用しても燃
料ジェットのガス巻込タイプのものでは燃料の微粒化が
促進されないままに混合されるために混合効率が悪い難
点があり、したがって、温度抑制や炭粒ガス化が充分行
われず、その結果、満足すべき低ＮＯｘ燃焼が行えない
不利点があった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づくバーナの問題点
を解決すべき技術的課題とし、中心に予混合用ガスノズ
ルを設けてその周囲に１次エアノズルと燃料ノズルとを
配設することにより燃料の微粒化を促進し、低ＮＯｘ燃
焼が出来るようにしてエネルギー産業におけるバーナ利
用分野に益する優れたバーナノズルを提供せんとするも
のである。

〈発明の構成〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成はバーナ中心より燃料に比例した口径を介して
予混合要用ガスの排ガス、或は、２次エアが噴出され、
該噴出ノズル端でその外側の１次エアと該１次エアに随
伴して供給される燃料を攪拌混合するプロセスで該燃料
の微粒化、均一化分散、混合を効率的に行い、しかも、
ジェットプロセスで周囲の２次空気を激しく巻込んで理
論空燃比に近い低空気比でも完全燃焼し、しかも、排ガ
ス循環効果も促進されて低ＮＯｘ燃焼が行えるようにし
た技術的手段を講じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明すれば以
下の通りである。

第１図において、１はバーナノズルであり、図示しない
ボイラー等に配設されるものであり、中心には予混合要
用のガスノズル２が設けられ、排ガス噴出導腔となって
おり、その断面積Ｓは、第２図に示す様に、燃焼量Ｏの
増加に比例する所定比例曲線Ｃの上側、即ち、広い部分
Ａ側になるような所定拡大面積を設計上必要とする。

而して、該予混合要用ノズル２の外側には１次エア流路
としての所定微小リング状間隙の１次エア供給導腔３を
介して同軸的に先細テーパー状の１次エアノズル４が囲
繞して設けられている。

そして、該１次エアノズル４の外側には２次エア流路と
しての所定リング状間隙の２次エア供給導腔５を介して
同軸的に２次エアノズル６が囲繞して設けられており、
前記ガスノズル２に対し１次エアノズル４はＬｌだけ、
又、１次エアノズル４に対し２次エアノズル６はＬ２だ
げ前方に開口されている。

又、上記２次エア供給導腔５に円周方向に均一に複数配
列した軸方向の燃料供給管７の先端に設けた燃料ノズル
８が周点在状に前記１次エア供給導腔３ガスノズル２の
先端上方であって、１次エアノズル４の先端内のし０
ゾーンに開口して臨まされている。

〈実施例−作用〉 上述構成において、予混合要用ガスノズル２内に矢印の
如く排ガスを再循環供給し、リング状間隙の１次エア供
給導腔３に１次エア圧送供給し、その外側のリング状間
隙の２次エア供給導腔５には２次エアを圧送供給する。

又、前記複数本の燃料供給管７，７・・・・・・所定の
重油等の燃料を供給すると、該燃料は上記１次エアの圧
送噴出負圧に吸引されて随伴導出されると共に擾乱作用
を受け１次攪拌され、同時に上記予混合要用ガスノズル
２内を通って噴出する排ガスにより激しく巻込作用を受
け、２次攪拌され充分に微粒化作用を受けると共に混合
され、更に、１次エアノズル４のノゼル先端のテーバ−
拡大部９を拡散して噴出するプロセスで上記２次エアノ
ズル６内のリング状間隙の２次エア供給導腔５を通過し
て噴出する２次エアにより再び２次攪拌され、確実に均
一化され、１次、２次エア、排ガス、微粒化された燃料
はホモジナイズされた適宜点火されることにより図示し
ない火炎を起生させ、該火炎による燃焼は上記微粒均一
混合によるホモジナイズのため温度抑制、炭粒ガス化が
促進されて排ガス循環効果が良好となり低ＮＯｘ燃焼が
行われる。

尚、上記最適混合による低ＮＯｘ燃焼が行われるために
は燃料の微粒化、ホモジナイズが充分行われる必要があ
るが、前記１次エア供給導腔３先端において円周上点在
状に配列開口する燃料ノズル８，８・・・・・・の間隙
に対して、即ち、第２図に示す様に燃焼量に対して所定
比例関係以上に犬にする必要があり、したがって、設計
上可及的に予混合要用ガスノズル２の断面積Ｓは上記比
例関係以上に犬にすることが臨ましい。

く他の実施例〉 尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、設計及び運転の都合によっ
ては上記予混合要用ガスノズル２内に２次エアを圧送す
るようにし、一方、リング状間隙の２次エア供給導腔５
に排ガスを供給圧送噴出するようにしても良い。

又、１次エアノズル４の外側に２次エアを供給する場合
は流速によって２次エアノズル６を設けずに大気巻込に
よる２次エア流路としての自然２次エア供給型に設計す
ることも可能である。

〈発明の効果〉 以上この発明によれば、ボイラー等に配設するバーナノ
ズルにおいて、中心に予混合要用ガスノズルを開口させ
、該ガスノズルの外側に１次エアノズルをリング状に設
けて該ガスノズルとの間に１次エア流路を形成させ、更
に、該１次エアノズル外側に２次エアノズルをリング状
に設けて該１次エアノズルとの間に２次エア流路を形成
し、複数の燃料供給管を該２次エア流路内に配設すると
共に該各燃料供給管の先端に設けた燃料ノズルを上記ガ
スノズル上方の該１次エアノズル先端内に臨ませるよう
にしたことにより、上記燃料ノズルよりの燃料は１次エ
アノズルからの１次エアにより攪拌され、微粒化される
と共に内方の予混合要用ガスノズルよりの排ガス等によ
り激しく擾乱され、更に、２次エアノズルからの２次エ
アにより再び２次攪拌され、確実に均一化され、平均し
てホモジナイズ作用を受けることにより極めて良好な燃
料の微粒混合が促進され、その限り、理論空燃比に近い
低空気比でも完全燃焼が行える優れた効果が奏される。

又、上記予混合要用ガスとして排ガスを圧送噴出させた
場合、該排ガスとの混合も充分に行われ、したがって、
温度抑制効果、炭粒ガス化が促進され、低ＮＯｘ燃焼が
可能となり、低公害燃焼に役立つ優れた効果を奏するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであり、第１図はｌ
実施例の断面図、第２図は予混合要用ガスノズルの断面
積と燃焼量の関係説明図である。 ８・・・・・・燃焼ノズル、３・・・・・１次エア流路
、５・・・・・・２次エア流路、１・・・・・・バーナ
ノズル、２・・・・・・予混合要用ガスノズル、４・・
・・・・１次エアノズル、６・・・・・・２次エアノズ
ル、７・・・・・・燃料供給管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料ノズルが１次エア流路及び２次エア流路に介装
   されて設げられているバーナノズルにおいて、中心に予
   混合要用ガスノズルが開口し、該ガスノズル外側に１次
   エアノズルがリング状に開口して該ガスノズルとの間に
   前記１次エア流路を形成し、更に該１次エアノズル外側
   に２次エアノズルがリング状に開口して該１次エアノズ
   ルとの間に前記２次エア流路を形成し、而して複数の燃
   料供給管が該２次エア流路内に配設されると共に該各燃
   料供給管の先端に設けられた前記燃料ノズルが上記ガス
   ノズル上方の上記１次エアノズル先端内に臨まされてい
   ることを特徴とするバーナノズル。