JPS5875613A - 共鳴振動を減少したバ−ナ装置 - Google Patents
共鳴振動を減少したバ−ナ装置Info
- Publication number
- JPS5875613A JPS5875613A JP17204681A JP17204681A JPS5875613A JP S5875613 A JPS5875613 A JP S5875613A JP 17204681 A JP17204681 A JP 17204681A JP 17204681 A JP17204681 A JP 17204681A JP S5875613 A JPS5875613 A JP S5875613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alpha2
- burner
- nozzle
- angle
- flame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃焼に伴う火炉の振動を防止するのに好適な
バーナ装置に関する。
バーナ装置に関する。
ボイラ火炉等に配置したバーナの振動燃焼により、ボイ
ラ火炉もしくはダクト等の空間内で気柱共鳴振動（以下
単に「共鳴振動」と称す）を生じることがあり、激しい
騒音を発したり、場合によっては機器に損傷を与える事
故も発生している。このため発明者等は先に特願昭５３
−１５１９４６号、同５３−１５１９４８号において共
鳴振動の発生を予知もしくは監視する方法を提供した。
ラ火炉もしくはダクト等の空間内で気柱共鳴振動（以下
単に「共鳴振動」と称す）を生じることがあり、激しい
騒音を発したり、場合によっては機器に損傷を与える事
故も発生している。このため発明者等は先に特願昭５３
−１５１９４６号、同５３−１５１９４８号において共
鳴振動の発生を予知もしくは監視する方法を提供した。
すなわちこの発明は燃焼機器内において、ランダムに振
動強度が変動している状態から、このうちの特定の周波
数の振動強度のみが成長して共鳴振動が発生することに
着目して、この特定の周波数の振動強度がある程度成長
した段階において共鳴振動の発生を予知しく特願昭５３
−１５１９４６号）、かつこの予知機能をさらに高めた
もの（特願昭５３−１５１９４．８号）である。これら
の発明は共鳴振動発生防止のため所期の効果を奏してい
る反面次の如き問題がある。
動強度が変動している状態から、このうちの特定の周波
数の振動強度のみが成長して共鳴振動が発生することに
着目して、この特定の周波数の振動強度がある程度成長
した段階において共鳴振動の発生を予知しく特願昭５３
−１５１９４６号）、かつこの予知機能をさらに高めた
もの（特願昭５３−１５１９４．８号）である。これら
の発明は共鳴振動発生防止のため所期の効果を奏してい
る反面次の如き問題がある。
つまりこの発明は共鳴振動の発生時期を早期に予知する
方法であって、共鳴振動の発生原因である振動燃焼を防
止するものではないので、ボイラ等の機器（以下ボイラ
で説明する）を運転している間は常時共鳴振動発生の危
険性が存在する。より具体的には共鳴振動の発生が予知
される度にボイラ運転モードを変更して共鳴振動発生を
防止せねばならず、ボイラの安定した運転が困難になる
という問題がある。このため共鳴振動の発生を恒久的に
防止するにはバーナにおける燃焼を制御して振動燃焼の
発生を防止する必要がある。
方法であって、共鳴振動の発生原因である振動燃焼を防
止するものではないので、ボイラ等の機器（以下ボイラ
で説明する）を運転している間は常時共鳴振動発生の危
険性が存在する。より具体的には共鳴振動の発生が予知
される度にボイラ運転モードを変更して共鳴振動発生を
防止せねばならず、ボイラの安定した運転が困難になる
という問題がある。このため共鳴振動の発生を恒久的に
防止するにはバーナにおける燃焼を制御して振動燃焼の
発生を防止する必要がある。
ここで振動燃焼の発生原因を考察すると、着火温度に熱
せられた混合気体の流速が火炎の伝播速度より大きくな
ると着火点は下流に移行し反対に火炎の伝播速度の方が
大きい場合には着火点は上流に移行する。これにより着
火が不安定な場合には着火点が上流下流間を往復して振
動燃焼を生じることになる。この振動燃焼は火炎が長炎
化すると着火が安定すること等により比較的少ないこと
が知られている。しかし最近の燃料事情および公害防止
対策上クリーンエネルギーとして天然ガスの使用が増加
しているかこの天然ガスを始めとする気体燃料はその性
質上短炎を形成して振動燃焼を発生し易く、振動燃焼発
生防止が重要な課題となってきた。
せられた混合気体の流速が火炎の伝播速度より大きくな
ると着火点は下流に移行し反対に火炎の伝播速度の方が
大きい場合には着火点は上流に移行する。これにより着
火が不安定な場合には着火点が上流下流間を往復して振
動燃焼を生じることになる。この振動燃焼は火炎が長炎
化すると着火が安定すること等により比較的少ないこと
が知られている。しかし最近の燃料事情および公害防止
対策上クリーンエネルギーとして天然ガスの使用が増加
しているかこの天然ガスを始めとする気体燃料はその性
質上短炎を形成して振動燃焼を発生し易く、振動燃焼発
生防止が重要な課題となってきた。
この発明は以上の問題点に鑑み構成したものであって、
バーナ火炎の長炎化を図って振動燃焼の発生を防止する
バーナ装置を提供することにある。
バーナ火炎の長炎化を図って振動燃焼の発生を防止する
バーナ装置を提供することにある。
要するにこの発明は軸心に対して一定の角度をもって主
孔を形成したエレメントノズルを回転変位可能にするバ
ーナ装置において、軸心に対する主孔の取り付は角を約
５”−’５００未満の間としたことを特徴とするバーナ
装置である。
孔を形成したエレメントノズルを回転変位可能にするバ
ーナ装置において、軸心に対する主孔の取り付は角を約
５”−’５００未満の間としたことを特徴とするバーナ
装置である。
以下この発明の詳細な説明するが、これに先立ってこの
発明を構成するに至った技術的経緯をより具体的に説明
する。
発明を構成するに至った技術的経緯をより具体的に説明
する。
振動燃焼の発生は火炎形状と保炎性に大きく左右される
ことユｉ、らバーナのエレメントノズルの構造につき種
々検討を行なった。
ことユｉ、らバーナのエレメントノズルの構造につき種
々検討を行なった。
第１図および第２図はバーナ本体４に対して複数本のエ
レメントノズルｌを配置したデュアルバーナを示し、各
エレメントノズルｌの先端部には主孔２が形成しである
。この主孔２はノズル中心軸１ａに対してなす角より正
確には主孔２の噴射中心線とノズル中心軸１ａとのなす
角α、が約５００としてあり、さらにノズル先端部側壁
には中心軸１ａとなす角θが約９０°の副孔３が保炎用
として形成しである。以上の構成の各エレメントノズル
１を回転変位させるこトニより燃料の噴射方向を種々変
化させ、これにより燃料ガスＧをバーナの中心部に噴射
して火炎を安定させたり、反対に燃料を外側に噴射して
緩慢な燃焼を行なわせたりして火炉壁近傍に局所的な発
熱領域が形成されないようにしている。
レメントノズルｌを配置したデュアルバーナを示し、各
エレメントノズルｌの先端部には主孔２が形成しである
。この主孔２はノズル中心軸１ａに対してなす角より正
確には主孔２の噴射中心線とノズル中心軸１ａとのなす
角α、が約５００としてあり、さらにノズル先端部側壁
には中心軸１ａとなす角θが約９０°の副孔３が保炎用
として形成しである。以上の構成の各エレメントノズル
１を回転変位させるこトニより燃料の噴射方向を種々変
化させ、これにより燃料ガスＧをバーナの中心部に噴射
して火炎を安定させたり、反対に燃料を外側に噴射して
緩慢な燃焼を行なわせたりして火炉壁近傍に局所的な発
熱領域が形成されないようにしている。
しかしボイラの大容量化に伴い炉幅も増大し中心軸に対
する主孔の取り付角α、が約５０のバーナでは十分長炎
化することが不可能となってきておりより長炎化できる
バーナが要望されている。
する主孔の取り付角α、が約５０のバーナでは十分長炎
化することが不可能となってきておりより長炎化できる
バーナが要望されている。
以下この発明につき説明する。
第３図は第１図および第２図に示すバーナの主孔２につ
いて、この主孔２とノズル中心軸１ａとのなす角α、を
種々変化（変化させた角度をαで示す）させて工ｆ／工
０値の！変化を調べたものである。ここに工ｆ／工０値
とは共鳴振動発生確率を示す。より具体的には特定周波
数成分の振動強度ＩＯと、各周波数成分全体の平均振動
強度Ｉｏとの比であって、共鳴周波数成分発生重工ｆ／
工０は発明者等の実験結果から共鳴振動発生確率を表わ
すことが確認されている。この点を考慮して第３図を見
ると、工ｆ／工Ｏ値はα２が約５００を最大として以後
αｌ減少するに従って減少し、約１５笥最少となり、以
後Ｏ０まではやや増加傾向となる。約５０°から１５’
ｔでの間はα２が減少するに従って火炎が長炎化するた
め工ｆ／ＩＯ値は減少するものと考えられる。一方約１
５°以下で工ｆ／工０値が増加傾向となるのは燃料ガス
Ｇの噴射方向が各エレメントノズル１の軸心１ａとほぼ
一致してしまうため各ニレメン・トノズルを回転させる
効果が殆んどなくなってしまうためと考えられる。以上
の点から角度αは約５〜５０）未満が実用的である。
いて、この主孔２とノズル中心軸１ａとのなす角α、を
種々変化（変化させた角度をαで示す）させて工ｆ／工
０値の！変化を調べたものである。ここに工ｆ／工０値
とは共鳴振動発生確率を示す。より具体的には特定周波
数成分の振動強度ＩＯと、各周波数成分全体の平均振動
強度Ｉｏとの比であって、共鳴周波数成分発生重工ｆ／
工０は発明者等の実験結果から共鳴振動発生確率を表わ
すことが確認されている。この点を考慮して第３図を見
ると、工ｆ／工Ｏ値はα２が約５００を最大として以後
αｌ減少するに従って減少し、約１５笥最少となり、以
後Ｏ０まではやや増加傾向となる。約５０°から１５’
ｔでの間はα２が減少するに従って火炎が長炎化するた
め工ｆ／ＩＯ値は減少するものと考えられる。一方約１
５°以下で工ｆ／工０値が増加傾向となるのは燃料ガス
Ｇの噴射方向が各エレメントノズル１の軸心１ａとほぼ
一致してしまうため各ニレメン・トノズルを回転させる
効果が殆んどなくなってしまうためと考えられる。以上
の点から角度αは約５〜５０）未満が実用的である。
なお発明者等は主孔２とノズル軸心１ａとのなす角α２
が１５°のとき、従来型の５０’（７）バーナに比較し
て火炎の長さが約１．６倍になることを確認した。
が１５°のとき、従来型の５０’（７）バーナに比較し
て火炎の長さが約１．６倍になることを確認した。
第４図は前記角度αを５０°〜１５°の範囲で減少した
場合の燃焼状態を模式的に示したもので丙る。
場合の燃焼状態を模式的に示したもので丙る。
副孔３からの燃料Ｆ８は１次、２次の各空気Ａ□Ａ２と
混合して燃焼し一次燃境域Ｂ工を形成する。
混合して燃焼し一次燃境域Ｂ工を形成する。
これによりインペラ５に対する再循環域を加熱し保炎す
る。主孔２からの燃料Ｆは先ず１次燃境域Ｂからのガス
流中の酸素によって燃焼し２次燃境域Ｂを形成する。最
後に残存する主燃料Ｆｍと３次空気Ａ３により３次燃焼
域Ｂ３を形成する。
る。主孔２からの燃料Ｆは先ず１次燃境域Ｂからのガス
流中の酸素によって燃焼し２次燃境域Ｂを形成する。最
後に残存する主燃料Ｆｍと３次空気Ａ３により３次燃焼
域Ｂ３を形成する。
ここで前記角度αを減少させると２次燃焼域Ｂ２３次燃
境域Ｂｐ下流に移行・して長炎化するため■ｆ／工Ｏ値
が減少する。第５図は前記角度α２を変えて排ガス中の
窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を計測した結果を示し、ＮＯ
ｘ濃度の変化は第３図の工ｆ／工０値の場合とほぼ同様
な変化を示すことが確認された。これはα２を減少させ
ると、第４図における２次燃境域Ｂｐ相対的に減少し、
主孔２からの燃料Ｆは主として３次空気札と混合して燃
焼するためバーナ近傍に高温域が形成されないため、い
わゆるサーマルＮＯｘの生成量が減少するためと考えら
れる。すなわち角度α２を約１５°とすれば共鳴振動発
生率およびＮＯｘ排出量ともに最も減少させることがで
きる。
境域Ｂｐ下流に移行・して長炎化するため■ｆ／工Ｏ値
が減少する。第５図は前記角度α２を変えて排ガス中の
窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を計測した結果を示し、ＮＯ
ｘ濃度の変化は第３図の工ｆ／工０値の場合とほぼ同様
な変化を示すことが確認された。これはα２を減少させ
ると、第４図における２次燃境域Ｂｐ相対的に減少し、
主孔２からの燃料Ｆは主として３次空気札と混合して燃
焼するためバーナ近傍に高温域が形成されないため、い
わゆるサーマルＮＯｘの生成量が減少するためと考えら
れる。すなわち角度α２を約１５°とすれば共鳴振動発
生率およびＮＯｘ排出量ともに最も減少させることがで
きる。
この発明を実施することによりバーナ火炎を長炎化する
ことが可能となるため、ボイラ等の燃焼装置における共
鳴振動を大幅に減少させることができ、しかもＮＯｘの
排出量の減少も可能となる。
ことが可能となるため、ボイラ等の燃焼装置における共
鳴振動を大幅に減少させることができ、しかもＮＯｘの
排出量の減少も可能となる。
第１図はデュアルバ・−すのエレメントノズルの斜視部
分図、第２図はデュアルバーナの正面図、第３図はノズ
ル軸心と主孔の噴射中心線とのなす角αと工ｆ／工０値
の関係を示す線図、第４図はデュアルバーナの燃焼状態
を示す模式図、第５図はノズル軸心と主孔の噴射中心線
とのなす角へとＮＯｘ生成量の関係を示す線図である。 １・・・・・・エレメントノズル ｌａ・・・・・・ノズル軸心 ４・・・・・・バーナ本体 α・・・・・・ノズル軸心と主孔の噴射中心線とのなす
角 代理人弁理士 岡 田梧部
分図、第２図はデュアルバーナの正面図、第３図はノズ
ル軸心と主孔の噴射中心線とのなす角αと工ｆ／工０値
の関係を示す線図、第４図はデュアルバーナの燃焼状態
を示す模式図、第５図はノズル軸心と主孔の噴射中心線
とのなす角へとＮＯｘ生成量の関係を示す線図である。 １・・・・・・エレメントノズル ｌａ・・・・・・ノズル軸心 ４・・・・・・バーナ本体 α・・・・・・ノズル軸心と主孔の噴射中心線とのなす
角 代理人弁理士 岡 田梧部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 エレメントノズル先端にエレメントノズル軸心に
対してその軸心が一定の角度をもつ主孔を形成しかつこ
のエレメントノズルの複数本をバーナ本体に対し回転変
位可能に配置したものにおいて、この主孔の噴射中心線
とノズル軸心とのなす角を約５°以上５０”未満とした
ことを特徴とする共鳴振動を減少したバーナ装置。 ２、前記主孔の噴射中心線とエレメントノズル軸心との
なす角を約１５°としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の共鳴振動を減少したバーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17204681A JPS5875613A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 共鳴振動を減少したバ−ナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17204681A JPS5875613A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 共鳴振動を減少したバ−ナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875613A true JPS5875613A (ja) | 1983-05-07 |
| JPH0252764B2 JPH0252764B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=15934527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17204681A Granted JPS5875613A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 共鳴振動を減少したバ−ナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5875613A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0145381A2 (en) * | 1983-11-22 | 1985-06-19 | Babcock Power Limited | Improvements in or relating to burner tips |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501433A (ja) * | 1973-03-22 | 1975-01-09 |
-
1981
- 1981-10-29 JP JP17204681A patent/JPS5875613A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501433A (ja) * | 1973-03-22 | 1975-01-09 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0145381A2 (en) * | 1983-11-22 | 1985-06-19 | Babcock Power Limited | Improvements in or relating to burner tips |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252764B2 (ja) | 1990-11-14 |
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