JPS60105806A - 旋回器角度可変型バ−ナ - Google Patents
旋回器角度可変型バ−ナInfo
- Publication number
- JPS60105806A JPS60105806A JP21464183A JP21464183A JPS60105806A JP S60105806 A JPS60105806 A JP S60105806A JP 21464183 A JP21464183 A JP 21464183A JP 21464183 A JP21464183 A JP 21464183A JP S60105806 A JPS60105806 A JP S60105806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- fuel
- furnace
- swirler
- temperature
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
- F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
- F23C7/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes adjustable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は、旋回器を有するバーすに関する。
(従来技術)
最近の石油価格の高騰に伴い、多量の石油燃料を使用す
る工業用の各種の加熱炉・ボイラ・溶解炉等において、
省エネルギー技術は、めざましく進展している。一方、
旅、焼によるNOxや煤煙停の生成・排出の量は、公害
を防ぐために厳しく規制されている。従って、燃焼管理
には、非常な厳密さか要jjξされている。このことは
、バーナ(燃焼器)や燃焼制御において特に顕著であり
、絶えず、より高度な、より厳密な技術開発が望まれで
いる。
る工業用の各種の加熱炉・ボイラ・溶解炉等において、
省エネルギー技術は、めざましく進展している。一方、
旅、焼によるNOxや煤煙停の生成・排出の量は、公害
を防ぐために厳しく規制されている。従って、燃焼管理
には、非常な厳密さか要jjξされている。このことは
、バーナ(燃焼器)や燃焼制御において特に顕著であり
、絶えず、より高度な、より厳密な技術開発が望まれで
いる。
工業炉用バーナの開発においては、省エネルギーのため
の加熱性向上と公害を防ぐためのNOx生成抑制とが重
要な課題であり、両者を十分に満足することが絶対に必
要である。
の加熱性向上と公害を防ぐためのNOx生成抑制とが重
要な課題であり、両者を十分に満足することが絶対に必
要である。
鉄鋼用連続加熱炉において、排ガス温度の低下l+ ♂
Tiル七゛−バーーIハ士白1φ七1 +す・耘キ火炎
および燃焼〃スが、炉内で十分に放散すればそれだけ被
加熱物(鋼片)に熱か伝わり、熱効率が向上して、省エ
ネルギーが達成される。この方法として、燃焼用過剰空
気率(排ガス中の酸素量)の低下や、計算機を用いる自
動燃焼制御によるヒートパターンの改善などが開発され
ている。
Tiル七゛−バーーIハ士白1φ七1 +す・耘キ火炎
および燃焼〃スが、炉内で十分に放散すればそれだけ被
加熱物(鋼片)に熱か伝わり、熱効率が向上して、省エ
ネルギーが達成される。この方法として、燃焼用過剰空
気率(排ガス中の酸素量)の低下や、計算機を用いる自
動燃焼制御によるヒートパターンの改善などが開発され
ている。
しh化、バーナによる伝熱向上は、上記の課題を解決す
るためのより基本的な方向である。
るためのより基本的な方向である。
近年の鉄鋼業では、従来の一般的燃料である重油やLP
Gなどが呟製鉄所内で発生する副生力ス(転炉ガス・高
炉ガス・コークス炉ガス)への燃料の転換か進み、燃料
は多様化する傾向を示している。同一の炉で、上記の各
種の燃料を個々にまたは混合して1史用する場合、炉内
の温度分布は、燃料の種類に対応して、火炎輻射特性や
理論燃焼温度が異なるため太幅に変化する。このため、
加熱効率の低下や不均一加熱を招いていた。
Gなどが呟製鉄所内で発生する副生力ス(転炉ガス・高
炉ガス・コークス炉ガス)への燃料の転換か進み、燃料
は多様化する傾向を示している。同一の炉で、上記の各
種の燃料を個々にまたは混合して1史用する場合、炉内
の温度分布は、燃料の種類に対応して、火炎輻射特性や
理論燃焼温度が異なるため太幅に変化する。このため、
加熱効率の低下や不均一加熱を招いていた。
第1図に、転炉ガスと重油をそれぞれ単独に燃焼したと
きの炉内での相対熱流束分布の一例を示す。炉の大きさ
は、長さ61n×幅31n×高さ2mであり、バーナの
先端は、炉の技手方向の一方の端面に配置されていて、
炉長は、この端面からの距離である。排ガス出口は、炉
の底面の対向する端面側の端部に設けられている。相対
熱流束は、平均熱流束に対する各位置での熱流束の比で
ある。
きの炉内での相対熱流束分布の一例を示す。炉の大きさ
は、長さ61n×幅31n×高さ2mであり、バーナの
先端は、炉の技手方向の一方の端面に配置されていて、
炉長は、この端面からの距離である。排ガス出口は、炉
の底面の対向する端面側の端部に設けられている。相対
熱流束は、平均熱流束に対する各位置での熱流束の比で
ある。
ここで、炉温は1200°Cであり、燃焼量は1.44
X 10 ’ kcal/I+である。
X 10 ’ kcal/I+である。
第1図より明らかなように、重油と転炉ガスとでは、相
対熱流束の分布は全く異なっている。一般に、重油燃焼
の火炎では、輝炎効果によりバーナ側で熱放散が大きく
なるか、逆tこ、輝炎効果の小さいガス燃料では、熱放
散はバーナ側で小さく、火炎後方で大きくなる。
対熱流束の分布は全く異なっている。一般に、重油燃焼
の火炎では、輝炎効果によりバーナ側で熱放散が大きく
なるか、逆tこ、輝炎効果の小さいガス燃料では、熱放
散はバーナ側で小さく、火炎後方で大きくなる。
したか゛って、固定されたバーナを使用する場合、炉内
の加熱状態は、燃料の種類か変ると全く異ってしまい、
このため、省エネルギー上の池に品質上も問題が生じ、
また、制御上での面倒をも招いていた。
の加熱状態は、燃料の種類か変ると全く異ってしまい、
このため、省エネルギー上の池に品質上も問題が生じ、
また、制御上での面倒をも招いていた。
炉内温度分布を改善するために従来なされていた方法は
、一つは、燃料のまたは燃焼用の空気の流速を制御する
ことである。また、一つは、ノ〜・−すや旋回器なとを
バーナの技手方向に移動可能に設けることであり、特公
昭54−10051号公報、特開昭56−44505号
公報、実開昭57−1001) 31号公報において開
示されている。
、一つは、燃料のまたは燃焼用の空気の流速を制御する
ことである。また、一つは、ノ〜・−すや旋回器なとを
バーナの技手方向に移動可能に設けることであり、特公
昭54−10051号公報、特開昭56−44505号
公報、実開昭57−1001) 31号公報において開
示されている。
しかし、これらの方法では、燃料の種類に応じて最適な
炉内温度分布を得ることはできない。もし、かりに異種
燃料に対してこれらの方法を適用して改善したとしても
、その効果が小さいことは明らかである。なぜな呟上に
記したように、問題は火炎の輻射特性という本質にかか
わっているからである。たとえば、転炉ガスでは、火炎
はどんな燃焼をしても重油の炎のような輝炎にはならな
い。重油と転炉ガスとを混焼して鋼材を加熱する場合、
重油に月して転炉ガスの割合を増大させていくと、バー
ナから後方側の銅相が次第に加熱されやすくなり、逆に
バーナ側の鋼材は加熱されにくくなる。従って、単に燃
料と燃焼用空気の混合状態を変えるだけでは、炉内温度
分布を十分にによるNOxの増加などの弊害が当然生し
うる。
炉内温度分布を得ることはできない。もし、かりに異種
燃料に対してこれらの方法を適用して改善したとしても
、その効果が小さいことは明らかである。なぜな呟上に
記したように、問題は火炎の輻射特性という本質にかか
わっているからである。たとえば、転炉ガスでは、火炎
はどんな燃焼をしても重油の炎のような輝炎にはならな
い。重油と転炉ガスとを混焼して鋼材を加熱する場合、
重油に月して転炉ガスの割合を増大させていくと、バー
ナから後方側の銅相が次第に加熱されやすくなり、逆に
バーナ側の鋼材は加熱されにくくなる。従って、単に燃
料と燃焼用空気の混合状態を変えるだけでは、炉内温度
分布を十分にによるNOxの増加などの弊害が当然生し
うる。
また、固定バーす方式では、あらゆる安全係数を大きめ
にとるため、たとえば、火炎と被加熱物との距離が遠す
ぎたり、火炎が長すぎたり、逆に短かすぎたりしていた
。この場合実炉での調整は不可能であり、バーナを交換
するなどの処置がとられていた。
にとるため、たとえば、火炎と被加熱物との距離が遠す
ぎたり、火炎が長すぎたり、逆に短かすぎたりしていた
。この場合実炉での調整は不可能であり、バーナを交換
するなどの処置がとられていた。
また、別の問題として、燃焼分野におり・て、火炎やバ
ーナの相似則が十分に解明されて−なり)ということが
ある。テスト類における結果をそのまま実炉に適用して
も、テスト類の成果を十分に出せないことは、よく経験
することであり、場合に応して対処しているのが現状で
ある。そこで、実炉にバーナを取り付けた後でも、その
炉の特性を考慮して、最終調整が容易に出来るようにし
ておくことか望ましい。
ーナの相似則が十分に解明されて−なり)ということが
ある。テスト類における結果をそのまま実炉に適用して
も、テスト類の成果を十分に出せないことは、よく経験
することであり、場合に応して対処しているのが現状で
ある。そこで、実炉にバーナを取り付けた後でも、その
炉の特性を考慮して、最終調整が容易に出来るようにし
ておくことか望ましい。
(発明の目的)
本発明の目的は、このような背景の中で、燃料の種類の
違いによる火炎特性の変化や、炉構造にNIi’−1グ
妬山y町V分太か齋歪、中央入加りλ炉用バ−すを提
供することである。
違いによる火炎特性の変化や、炉構造にNIi’−1グ
妬山y町V分太か齋歪、中央入加りλ炉用バ−すを提
供することである。
そこで、本発明者は、大部分のバーナに、保炎などを目
的として取り(=jけられている旋回器(スワラ)の利
用に着目した。バーナは、通常、燃料を噴出するバーナ
管と、バーナ管の外側に同心円的に設けられる、空気を
噴出す2空気管とからなる。旋回器は、空気管の空気を
噴出する先端部に摺動自在に保持されている旋回羽根を
含み、この羽根の旋回により噴出する空気の流れを旋回
させる。
的として取り(=jけられている旋回器(スワラ)の利
用に着目した。バーナは、通常、燃料を噴出するバーナ
管と、バーナ管の外側に同心円的に設けられる、空気を
噴出す2空気管とからなる。旋回器は、空気管の空気を
噴出する先端部に摺動自在に保持されている旋回羽根を
含み、この羽根の旋回により噴出する空気の流れを旋回
させる。
従来の旋回器は、通常、羽根角度や、バーナ管に則する
位置と角度とは固定されているが、冒頭で記したように
、バーナ管の軸方向での旋回器の移動は、すでに試みら
れている。この旋回器の位置の移動により、軸方向での
火炎の広がりは容易に変えられ、また、燃料と空気とを
適正に混合し燃焼温度を下げてNOxの生成を抑制でき
る。しかし、上で記したように、この軸方向での位置の
移動だけでは、最適な炉内温度分布を実現することは困
難である。
位置と角度とは固定されているが、冒頭で記したように
、バーナ管の軸方向での旋回器の移動は、すでに試みら
れている。この旋回器の位置の移動により、軸方向での
火炎の広がりは容易に変えられ、また、燃料と空気とを
適正に混合し燃焼温度を下げてNOxの生成を抑制でき
る。しかし、上で記したように、この軸方向での位置の
移動だけでは、最適な炉内温度分布を実現することは困
難である。
(発明の構成)
そこで、本発明の旋回器角度可変型バーナは、燃料を供
給する管と、酸素を供給する管と、この酸素を供給する
管の中に設置した旋回器とから構成されるバーナにおい
て、上記の旋回器をバーナの軸方向に関して進退可能に
且つ傾けて支持可能な移動手段と、この移動手段を上記
の旋回器に取イ;]ける結合手段と、上記の移動手段を
操作する繰作手段とを設ける。
給する管と、酸素を供給する管と、この酸素を供給する
管の中に設置した旋回器とから構成されるバーナにおい
て、上記の旋回器をバーナの軸方向に関して進退可能に
且つ傾けて支持可能な移動手段と、この移動手段を上記
の旋回器に取イ;]ける結合手段と、上記の移動手段を
操作する繰作手段とを設ける。
また、この旋回器角度可変型バーナを取1旧すだ炉を用
いて、この炉内に設置した材料を加熱する方法において
、輻射特性の異なる燃料を同時にあるいは単独に燃焼す
る場合、各燃料の混合割合に応して旋回器の角度を上記
の材料とバーナとを含む面内で変更し、上記の拐料の温
度分布を均一になるように制御することを特徴とする。
いて、この炉内に設置した材料を加熱する方法において
、輻射特性の異なる燃料を同時にあるいは単独に燃焼す
る場合、各燃料の混合割合に応して旋回器の角度を上記
の材料とバーナとを含む面内で変更し、上記の拐料の温
度分布を均一になるように制御することを特徴とする。
(実施例)
第2図は、本発明の実施例を示す。バーナタイル1に設
けた開口に、空気を供給する空気スロート2の一端が接
続される。空気スロート2の他端は、供給路3の端部に
互いに直交するように接続される。空気スロート2と供
給路3とは、耐火物4.5でそれぞれ内張りされている
。バーナ管6か空気スロート2の内部に軸を共通にして
配置される。バーナ管6の一端(火口)は、空気スロー
ト2の炉側の端部にあり、他方、他端は供給路3の蓋部
7を突き抜けて、供給路3の外に出ている。
けた開口に、空気を供給する空気スロート2の一端が接
続される。空気スロート2の他端は、供給路3の端部に
互いに直交するように接続される。空気スロート2と供
給路3とは、耐火物4.5でそれぞれ内張りされている
。バーナ管6か空気スロート2の内部に軸を共通にして
配置される。バーナ管6の一端(火口)は、空気スロー
ト2の炉側の端部にあり、他方、他端は供給路3の蓋部
7を突き抜けて、供給路3の外に出ている。
旋回器(スワラ)8は、旋回器内筒9とこの内筒に摺動
自在に収り刊けられている旋回羽根1()とからなり、
バーナ管6の外周側の火口付近に配置されている。
自在に収り刊けられている旋回羽根1()とからなり、
バーナ管6の外周側の火口付近に配置されている。
移動棒11,12が、旋回器内筒9に収り(すけられで
いる。第3図は、この取イ」けを示すI−i線での正面
断面図であり、第4図は、部分側面断面図であり、そし
て、第5図は、部分側面図である。また、第6図は、I
I−II線と旋回器を加えた断面図である。二部の連絡
支柱13は、内筒9の火口とは反対側の端部に、中心軸
に関して対称的な位置に溶接されている。連絡支柱13
.13は、第4図に示すように、移動棒11,12の円
状に加工された端部14を収容するための内部空間を備
え、この内部空間に連結ビス15を通すための開口1f
3.17が設けられている。移動n11゜12は、連結
ビスを開口16・円状端部1・1の中心・開口17を通
して割ピン18で脱れないようにすることにより、連結
ビス15の回りに部分的に回転できる。 三筒の旋回器
移動ガイドレール21.22は、第5図と第6図とに示
すように、バーす管6の外周部に、火口側から長手方向
に沿って溶接されている。第3図に示すよう(−旋回器
内筒9に、ネジ穴23.24が設けられている。
いる。第3図は、この取イ」けを示すI−i線での正面
断面図であり、第4図は、部分側面断面図であり、そし
て、第5図は、部分側面図である。また、第6図は、I
I−II線と旋回器を加えた断面図である。二部の連絡
支柱13は、内筒9の火口とは反対側の端部に、中心軸
に関して対称的な位置に溶接されている。連絡支柱13
.13は、第4図に示すように、移動棒11,12の円
状に加工された端部14を収容するための内部空間を備
え、この内部空間に連結ビス15を通すための開口1f
3.17が設けられている。移動n11゜12は、連結
ビスを開口16・円状端部1・1の中心・開口17を通
して割ピン18で脱れないようにすることにより、連結
ビス15の回りに部分的に回転できる。 三筒の旋回器
移動ガイドレール21.22は、第5図と第6図とに示
すように、バーす管6の外周部に、火口側から長手方向
に沿って溶接されている。第3図に示すよう(−旋回器
内筒9に、ネジ穴23.24が設けられている。
案内ビス25.26は、第6図に示すように、このネジ
穴23.24を通り、ガイドレール2L22の上にのり
、こうして、旋回器8を支乃し、且つ、バーナ管6の長
手方向に案内する。
穴23.24を通り、ガイドレール2L22の上にのり
、こうして、旋回器8を支乃し、且つ、バーナ管6の長
手方向に案内する。
移動棒11,1.2は、第2図に示すように、蓋部7に
設けた開口を通って、炉の外にまで伸びている。位置固
定用ポル)27+28が、炉の外部にそれぞれ移動棒1
1.12を固定するために設けられる。こうして、移動
棒11.’12は、炉の外部に設けた操作端部29.3
0により、それぞれバーナの軸方向への進退の操作が可
能となる。
設けた開口を通って、炉の外にまで伸びている。位置固
定用ポル)27+28が、炉の外部にそれぞれ移動棒1
1.12を固定するために設けられる。こうして、移動
棒11.’12は、炉の外部に設けた操作端部29.3
0により、それぞれバーナの軸方向への進退の操作が可
能となる。
移動棒11.12を外部から操作すると、旋回器8の位
置を前後に移動できる。第2図において、ノ\は、旋回
器8が最先端にある場合、またCは、最後端にある場合
に示す。旋回器8の移動距離は、通常のバーナにおいて
は最大G 00 +11m程度で十分である。さらに、
移動棒11.12を、互に相対的に移動すると、旋回器
8の中心軸は、バーナ管6の中心軸に則して傾く。第2
図において、13は、旋回器が傾いている例を示[。こ
の傾斜角度の最大値は、内筒9の長さと、内筒9とバー
ナ管6との開のクリアランスとによって制限される。こ
の最大角度は、通常、30°で十分である。
置を前後に移動できる。第2図において、ノ\は、旋回
器8が最先端にある場合、またCは、最後端にある場合
に示す。旋回器8の移動距離は、通常のバーナにおいて
は最大G 00 +11m程度で十分である。さらに、
移動棒11.12を、互に相対的に移動すると、旋回器
8の中心軸は、バーナ管6の中心軸に則して傾く。第2
図において、13は、旋回器が傾いている例を示[。こ
の傾斜角度の最大値は、内筒9の長さと、内筒9とバー
ナ管6との開のクリアランスとによって制限される。こ
の最大角度は、通常、30°で十分である。
なお、連結支柱13.13は、旋回羽根10に直接取り
付けてもよい。この場合、内筒9を短かくできるので、
」二記のクリアランスを小さくで趣る利点がある。
付けてもよい。この場合、内筒9を短かくできるので、
」二記のクリアランスを小さくで趣る利点がある。
旋回器の移動距離や傾斜角度の調整は、火灸を確認しな
から手動で移動棒を動力化、最適の位置に固定して行な
うか、また、炉内に温度センサを設置して、それからの
信号に対処して調整してもよい。
から手動で移動棒を動力化、最適の位置に固定して行な
うか、また、炉内に温度センサを設置して、それからの
信号に対処して調整してもよい。
第7図に示す第2の実施例においては、異種燃料の燃焼
割合に応して、自動的に旋回器角度が調整される。第2
図に示された実施例と異なる点を以下に記す。バーナ管
6の内部に、バーナ管と同軸の重油バーナ管31が設け
られ、バーナ管6は、転炉ガスなどのガスを供給し、重
油バーナ管31は重油を供給する。
割合に応して、自動的に旋回器角度が調整される。第2
図に示された実施例と異なる点を以下に記す。バーナ管
6の内部に、バーナ管と同軸の重油バーナ管31が設け
られ、バーナ管6は、転炉ガスなどのガスを供給し、重
油バーナ管31は重油を供給する。
シリング32.33は、蓋部7に:H接された支柱3゜
4,35にそれぞれ取すイτjけられる。シリング32
.33としては、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動シ
リング等が用いられる。移動棒1]。
4,35にそれぞれ取すイτjけられる。シリング32
.33としては、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動シ
リング等が用いられる。移動棒1]。
12は、それぞれ接続管36.37とシリング軸38.
39に接続される。
39に接続される。
燃焼の制御ラインは、次のように構成される。
温度設定調節器41は、炉内の温度検出器42で測定さ
れた温度信号と、予め設定された所望の炉内温度とを比
較し、その偏差に応じて出力信号を燃料配分演算器43
と空気流量演算器44の入力端子に出力する。
れた温度信号と、予め設定された所望の炉内温度とを比
較し、その偏差に応じて出力信号を燃料配分演算器43
と空気流量演算器44の入力端子に出力する。
燃料使用配分システム45は、燃料制御ラインより上;
寵側での燃料の需給バランスや副生〃ス発生量などから
、異種燃料の混合割合を決定し燃料配分演算器・13と
空気流量演算器11.4の入力端子に出力する。
寵側での燃料の需給バランスや副生〃ス発生量などから
、異種燃料の混合割合を決定し燃料配分演算器・13と
空気流量演算器11.4の入力端子に出力する。
燃料配分演算器43は、燃料使用配分システム4、5か
らの信号と温度設定調節器・・[1の信号とから、それ
ぞれの燃料の使用割合に配分して、それぞれの燃料に対
応する流量調節器=15..=lf3に信号を出力する
。
らの信号と温度設定調節器・・[1の信号とから、それ
ぞれの燃料の使用割合に配分して、それぞれの燃料に対
応する流量調節器=15..=lf3に信号を出力する
。
重油流量調節器46.ガス)光量調筋器・17は、それ
ぞれ、燃料配分演算器43からの信号に対応して流量設
定値を設定し、そして、重油配管、=18゜ガス配管4
!〕に設置された流量検出器5(1,5]と流量発振器
52.53とからのより定信号をこの流量設定値と比較
し、偏差に応した制御信号を流量調節弁54.、55に
出力する。流量調節弁54゜55は、この制御信号に対
応して、燃料の流量を調節する。
ぞれ、燃料配分演算器43からの信号に対応して流量設
定値を設定し、そして、重油配管、=18゜ガス配管4
!〕に設置された流量検出器5(1,5]と流量発振器
52.53とからのより定信号をこの流量設定値と比較
し、偏差に応した制御信号を流量調節弁54.、55に
出力する。流量調節弁54゜55は、この制御信号に対
応して、燃料の流量を調節する。
空気流量演算器44は、上記の燃料流量に対応する空気
流量を設定するもので、燃料使用配分システム45から
与えられる異種燃料混合割合から理論空気量をめ、この
割合に対応しjこ過剰空気比率を設定し、そして、温度
設定調節器11. ]からの信号から投入熱量がわかる
ので、上記のデータと併せて必要空気量を決定し、空気
量調節器61に出力する。
流量を設定するもので、燃料使用配分システム45から
与えられる異種燃料混合割合から理論空気量をめ、この
割合に対応しjこ過剰空気比率を設定し、そして、温度
設定調節器11. ]からの信号から投入熱量がわかる
ので、上記のデータと併せて必要空気量を決定し、空気
量調節器61に出力する。
空気量調節器61は、空気流量演算器4.・lからの信
号に対応して流量設定値を設定し、そして、空気配管6
2に設置された流量検出器63と流量発振器64とから
のイ則定信号をこの流量設定値と比較し、偏差に応した
制御信号をl’AU量調布弁65に出力する。流量調節
弁65は、この制御信号に対応して、空気の流量を調節
する。
号に対応して流量設定値を設定し、そして、空気配管6
2に設置された流量検出器63と流量発振器64とから
のイ則定信号をこの流量設定値と比較し、偏差に応した
制御信号をl’AU量調布弁65に出力する。流量調節
弁65は、この制御信号に対応して、空気の流量を調節
する。
旋回器位置演算器71は、燃料配分演算器43からの燃
料配分に関する入力信号に対応し一〇h&回器8の位置
とこの煉、料配分に相当する旋回器角度とを決定し、こ
の位置と角度とに対応するシリンダ軸38,39の移動
量についての信号をポジショナ72.73に送る。ポジ
ショナ72.73は、この信号をシリンダ軸:l、39
の移動距離に変換上シリンダ32.33にシリンダ軸3
8゜39を移動させる。こうして、旋回器8の位置と角
度とか制御される。
料配分に関する入力信号に対応し一〇h&回器8の位置
とこの煉、料配分に相当する旋回器角度とを決定し、こ
の位置と角度とに対応するシリンダ軸38,39の移動
量についての信号をポジショナ72.73に送る。ポジ
ショナ72.73は、この信号をシリンダ軸:l、39
の移動距離に変換上シリンダ32.33にシリンダ軸3
8゜39を移動させる。こうして、旋回器8の位置と角
度とか制御される。
燃料配分演算器43.空気流量演算器44における流量
の演算と、旋回器位置演算器71におけるシリンダ軸3
3.39の移動量の演算とについての必要なデータは、
燃焼の予備試験の結果から、予め与えられている。
の演算と、旋回器位置演算器71におけるシリンダ軸3
3.39の移動量の演算とについての必要なデータは、
燃焼の予備試験の結果から、予め与えられている。
旋回器位置演算器71への入力信号は、燃料使用配分シ
ステムから配分割合を直接に入力してもよいか、本実施
例のように燃料配分演算器43カ・ら入力すると、燃料
配分に加え、流量についての補正もでト、より好ましい
。さらに、燃料制御系の過渡期での遅れなどを考慮する
と、各燃料流量発振器52.53の信号を分岐して、直
接、旋回器位置演算器71に入力するようにしてもよい
。
ステムから配分割合を直接に入力してもよいか、本実施
例のように燃料配分演算器43カ・ら入力すると、燃料
配分に加え、流量についての補正もでト、より好ましい
。さらに、燃料制御系の過渡期での遅れなどを考慮する
と、各燃料流量発振器52.53の信号を分岐して、直
接、旋回器位置演算器71に入力するようにしてもよい
。
また、温度検出器42を炉内の複数個の位置(たとえば
、バーナ側とバーナから離れた側)に配置し、得られた
温度分布に対応して旋回器を移動するようにしでもよい
。
、バーナ側とバーナから離れた側)に配置し、得られた
温度分布に対応して旋回器を移動するようにしでもよい
。
次に、加熱炉(長さGmX幅3mX高さ21n)に本発
明による第一の実施例のバーナを取り付けた場合の炉内
温度分布の制御の結果を記す。バーナは、加熱炉の長手
方向に、端面の中央部に取り1τjけられ、排気口は、
底面のバーナから最も遠いところに設けられる。加熱さ
れる鋼材は、長さ・4.511+で、底面におかれる。
明による第一の実施例のバーナを取り付けた場合の炉内
温度分布の制御の結果を記す。バーナは、加熱炉の長手
方向に、端面の中央部に取り1τjけられ、排気口は、
底面のバーナから最も遠いところに設けられる。加熱さ
れる鋼材は、長さ・4.511+で、底面におかれる。
燃料はCOを約70%含む転炉力スであり、燃焼量は1
.5xlt、16kcal/l+である。排ガス中の酸
素量は1%とする。
.5xlt、16kcal/l+である。排ガス中の酸
素量は1%とする。
はじめに、旋回器角度か0° であり、すなわち、バー
ナ管6の中心軸と旋回器8の中心軸か平行であり、且つ
、旋回器8が最もバーナ管火口よりにある場合(I)を
記す。第8図は、この場合の火炎71と空気流(螺旋で
図式的に示す)とを示す。この場合、燃焼用空気の主l
光は、空気スロート2がらバーナタイルに沿って広がっ
ていく旋回流となり、燃料ガスは、この旋回流の内部を
貫通して噴射される。したがって、燃料と空気との混合
は抑制され、いわゆる緩慢燃焼が生し、火炎はロングフ
レームとなる。
ナ管6の中心軸と旋回器8の中心軸か平行であり、且つ
、旋回器8が最もバーナ管火口よりにある場合(I)を
記す。第8図は、この場合の火炎71と空気流(螺旋で
図式的に示す)とを示す。この場合、燃焼用空気の主l
光は、空気スロート2がらバーナタイルに沿って広がっ
ていく旋回流となり、燃料ガスは、この旋回流の内部を
貫通して噴射される。したがって、燃料と空気との混合
は抑制され、いわゆる緩慢燃焼が生し、火炎はロングフ
レームとなる。
第9図は、この場合のバーナ軸垂直断面での炉内温度分
布と鋼片の測温結果とを示す。ここで、左端面の矢印は
バーナの位置を示す。また、右下部の矢印は排気の出る
方向を示す。最高温度の形成位置は、バーナタイル炉内
側面から約4111のところである。鋼片の温度も、バ
ーナ側では近く、あまり加熱されていないか、一方、バ
ーナから遠い位置では高い。また、排ガス温度も107
0°Cと高い。
布と鋼片の測温結果とを示す。ここで、左端面の矢印は
バーナの位置を示す。また、右下部の矢印は排気の出る
方向を示す。最高温度の形成位置は、バーナタイル炉内
側面から約4111のところである。鋼片の温度も、バ
ーナ側では近く、あまり加熱されていないか、一方、バ
ーナから遠い位置では高い。また、排ガス温度も107
0°Cと高い。
第10図は、旋回器角度は同じく0°であるか、旋回器
を最も炉から遠さ゛けた位置に設けた場合(II)の火
炎81と空気流との様子を示す。第11図は、この場合
のバーナ軸垂直断面での炉内温度分布と鋼片の測温結果
とを示す。この場合、空気流の乱れが空気スロート2の
絞り部で生じ、旋回流の整流効果も強まって、バーナ先
端部の混合が促進され、火炎は大とく広がり、且つ、短
がい。
を最も炉から遠さ゛けた位置に設けた場合(II)の火
炎81と空気流との様子を示す。第11図は、この場合
のバーナ軸垂直断面での炉内温度分布と鋼片の測温結果
とを示す。この場合、空気流の乱れが空気スロート2の
絞り部で生じ、旋回流の整流効果も強まって、バーナ先
端部の混合が促進され、火炎は大とく広がり、且つ、短
がい。
このため、炉内温度分布図から明らかなように、最高温
度位置は、バーナ側よりにあり、また最高温度も、第8
図の場合と較べてやや高い。また、鋼片はよく加熱され
、また、最高温度位置はバーナ側よりになる。排ガスの
温度も7()℃低下し、省エネルギー上好ましい。しカ
ル、混合促進のため、NOxの量は、場合(I)に較べ
て約2倍になった。
度位置は、バーナ側よりにあり、また最高温度も、第8
図の場合と較べてやや高い。また、鋼片はよく加熱され
、また、最高温度位置はバーナ側よりになる。排ガスの
温度も7()℃低下し、省エネルギー上好ましい。しカ
ル、混合促進のため、NOxの量は、場合(I)に較べ
て約2倍になった。
以」二の結果より、旋回器の位置の移動だけでは、省エ
ネルギー上の対策はある程度でべろか、NOx発生抑制
の点では問題が生しやすいことが明らかになった。
ネルギー上の対策はある程度でべろか、NOx発生抑制
の点では問題が生しやすいことが明らかになった。
第12図は、旋回器の位置を最ら火口側に設は且つ旋回
器を鋼ヰ旧11に約15°傾けた場合(III)の火炎
91と空気流の形を図式的に示す。第13図は、この場
合のバーナ軸垂直断面での炉内温度分布と銅相の温度と
を示す。旋回器の傾斜により、燃料ガスと燃料用空気の
流れは、初期の混合位置で偏流となり、火炎は銅相側に
曲げられる。
器を鋼ヰ旧11に約15°傾けた場合(III)の火炎
91と空気流の形を図式的に示す。第13図は、この場
合のバーナ軸垂直断面での炉内温度分布と銅相の温度と
を示す。旋回器の傾斜により、燃料ガスと燃料用空気の
流れは、初期の混合位置で偏流となり、火炎は銅相側に
曲げられる。
偏流による緩慢燃焼化により、炉内温度は均一化し、ま
た最高温度域(1300’C以」二)か、バーナ側にあ
り且つ鋼ヰ4側に近付いている。高温ガス流が銅相直」
二を流れるので、十分熱交換か行われ、このため排ガス
温度は、場合(I)よりも、さらに60°C低下してい
る。また、加熱温度は短縮でとる。こうして、総合的に
5〜15%の省エネルギー効果が実現できる。
た最高温度域(1300’C以」二)か、バーナ側にあ
り且つ鋼ヰ4側に近付いている。高温ガス流が銅相直」
二を流れるので、十分熱交換か行われ、このため排ガス
温度は、場合(I)よりも、さらに60°C低下してい
る。また、加熱温度は短縮でとる。こうして、総合的に
5〜15%の省エネルギー効果が実現できる。
一方、偏流による緩慢燃焼化により、燃焼は非量論的に
なり、NOxの生成量は、場合(1)よりもさらに15
%低下したー 以上のように、旋回器の位置、特にその角度を制御可能
にすることは、炉内の温度分布の最適化に有効であり、
省エネルギーとNOx生成抑制に大きく寄与する。
なり、NOxの生成量は、場合(1)よりもさらに15
%低下したー 以上のように、旋回器の位置、特にその角度を制御可能
にすることは、炉内の温度分布の最適化に有効であり、
省エネルギーとNOx生成抑制に大きく寄与する。
次に、本発明による第二の実施例のバーナを同し加熱炉
に収り付けた場合の炉内温度分布の最適化の結果を示す
。
に収り付けた場合の炉内温度分布の最適化の結果を示す
。
異種燃料としては、COを70%含む転炉ガスとミナス
重油とを用い、燃焼量は1.5X106kcal/hと
した。排ガス中の酸素濃度は、転炉ガスのみを使用して
いるときは、1.0%とし、重油のみを使用していると
きは、2.0%とし、この二種の燃料を混焼していると
きは、混合比に応して設定するようにした。
重油とを用い、燃焼量は1.5X106kcal/hと
した。排ガス中の酸素濃度は、転炉ガスのみを使用して
いるときは、1.0%とし、重油のみを使用していると
きは、2.0%とし、この二種の燃料を混焼していると
きは、混合比に応して設定するようにした。
まず、旋回器を最も火口側の位置に、旋回器角度を0°
として設置した。第14図と第15図とに、それぞれ
燃料として、転炉ガス50%と重油50%を使用した場
合と、重油のみを使用した場合の、バーナ軸垂直断面の
炉内温度分布と鋼材の温度とを示す。なお、転炉ガスの
みを使用した場合のデータは、すでに第9図に示されて
いる。
として設置した。第14図と第15図とに、それぞれ
燃料として、転炉ガス50%と重油50%を使用した場
合と、重油のみを使用した場合の、バーナ軸垂直断面の
炉内温度分布と鋼材の温度とを示す。なお、転炉ガスの
みを使用した場合のデータは、すでに第9図に示されて
いる。
第9図、第14図および第15図を比較すると明らかな
ように、転炉力スのみを使用した場合、最高温度位置は
、バーナから遠い側にあるが、重油の割合が増すにつれ
、バーナ側に移動する。鋼材は、重油の割合か増すにつ
れ、次第にバーナ側かよく加熱されるようになるので、
調料の温度分布は次第に均一になる。これに対応して、
排ガス温度は、重油の割合が増すにつれ低くなっていく
。
ように、転炉力スのみを使用した場合、最高温度位置は
、バーナから遠い側にあるが、重油の割合が増すにつれ
、バーナ側に移動する。鋼材は、重油の割合か増すにつ
れ、次第にバーナ側かよく加熱されるようになるので、
調料の温度分布は次第に均一になる。これに対応して、
排ガス温度は、重油の割合が増すにつれ低くなっていく
。
転炉ガスの使用割合が大きいとぎは、加熱性か悪いが、
以上の結果か呟火炎を積極的に鋼材に近づけて加熱性を
向上させると、省エネルギーの効果が期待できる。この
ため、本発明による第二の実施例において、旋回器角度
が最大15°にできるように設計し、そして、転炉ガス
のみを燃焼するときは、旋回器角度を15°に、重油の
みを燃焼するときはOoになるようにし、混焼の場合に
は、混合比に比例するように、旋回器位置演算器を設定
した。
以上の結果か呟火炎を積極的に鋼材に近づけて加熱性を
向上させると、省エネルギーの効果が期待できる。この
ため、本発明による第二の実施例において、旋回器角度
が最大15°にできるように設計し、そして、転炉ガス
のみを燃焼するときは、旋回器角度を15°に、重油の
みを燃焼するときはOoになるようにし、混焼の場合に
は、混合比に比例するように、旋回器位置演算器を設定
した。
第16図は、この柔性で、軒炉力゛ス5()%と重油5
0%とを混焼したときの、鋼材の温度を示す。
0%とを混焼したときの、鋼材の温度を示す。
なお、転炉ガスのみを燃焼したととの結果は、すでに第
13図に示されている。第1・・1図と第16図を比較
すると明らかなように、バーナ側での加熱性かよく、鋼
材温度は、はぼ均一になる。また、排力゛ス温度も約5
0’C底下して、省エネルギーの効果もあることがわか
る。
13図に示されている。第1・・1図と第16図を比較
すると明らかなように、バーナ側での加熱性かよく、鋼
材温度は、はぼ均一になる。また、排力゛ス温度も約5
0’C底下して、省エネルギーの効果もあることがわか
る。
したがって、同一炉で異種燃料を使用する場合、第1図
に示したように、もし、各燃料の輻射特性1+↓−lT
:ll−f十賛1ノ、1771ラロIかl、\1〜:J
、/J−市iT量−プ^;ilクー−↓ルギー上や品質
」二で問題を生じるならば、旋回器角度を変えて火炎の
方向を変えることにより、加熱性が大幅に改善でき、省
エネルギー効果をあげることかでと、また、NOX生成
抑制の効果もある。
に示したように、もし、各燃料の輻射特性1+↓−lT
:ll−f十賛1ノ、1771ラロIかl、\1〜:J
、/J−市iT量−プ^;ilクー−↓ルギー上や品質
」二で問題を生じるならば、旋回器角度を変えて火炎の
方向を変えることにより、加熱性が大幅に改善でき、省
エネルギー効果をあげることかでと、また、NOX生成
抑制の効果もある。
なお、上記の例では、その効果が十分1′、す別でとる
ように、異種燃料の混合の割合が一定の場合で説明した
が、この割合が時間的に変動する場合でも、自動制御系
を用いることにより、改善効助は十分認められた。
ように、異種燃料の混合の割合が一定の場合で説明した
が、この割合が時間的に変動する場合でも、自動制御系
を用いることにより、改善効助は十分認められた。
本発明による実施例のバーナの構造は、簡単で耐久性に
もすぐれ、冥用上全く問題がないことを確認した。
もすぐれ、冥用上全く問題がないことを確認した。
(発明の効果)
旋回器角度を可変にしたことにより、加熱炉で輻射特性
の異った燃料を燃焼する場合、旋回器角度を変更して均
一な炉内温度分布を相ることができる。このため、省エ
ネルギーに役立つ。また、NOxの増加などの弊害を防
ぐことができる。
の異った燃料を燃焼する場合、旋回器角度を変更して均
一な炉内温度分布を相ることができる。このため、省エ
ネルギーに役立つ。また、NOxの増加などの弊害を防
ぐことができる。
さらに、炉内に設置した材料の加熱に際し、燃焼炎の方
向を材料に関して変更することにより、燃料の輻射特性
の変化に対応して材料を均一に加熱で外る。
向を材料に関して変更することにより、燃料の輻射特性
の変化に対応して材料を均一に加熱で外る。
第1図は、転炉が又と重油とをそれぞれ単独に燃焼した
ときの炉内でのオl tJ熱流速分布の一例を示すグラ
フである。 第2図は、本発明による第一の実施例を炉に取すイ・j
けたところを示す断面図である。 第3図は、第2図のI−I線でのjE面断面図である。 第4図は、第3図の部分側面断面図である。 第5図は、第3図の部分側面図である。 第6図は、第5図の11.−II線での断面図である。 第7図は、本発明による第二の実施例を炉に取り1旧す
だところを示f断面図である。 第8図と第10図と第12図とは、バーナと燃焼の様子
とを示す断面図である。 第9図と第11図と第13図とは、それぞれ、第8図と
第10図と第12図とに示した燃焼による炉内の温度分
布と材料温度とを示すグラフである。 第14図と第15図とは、それぞれ異った燃料の燃焼に
よる炉内の温度分布と材料温度とを示すグラフである。 第16図は、材料の温度分布を示すグラフである。 1・・・炉壁、 2・・・空気スロート、6・・・バー
ナ管、 ト・・旋回器、 11.12・・移動棒、13・・連絡支柱、14・・・
移動棒端部、 15・・・連結ビス、21.22・・・
旋回器移動ガイl’レール、25.26・・・案内ビス
、 27+ 28・・・位置固定用ボルト、29.30・・
・移動棒操作端部、 31・・・重油バーナ管、32.33・・・シリンダ、
34.35・・・支柱、36.37・・・接続管、38
.39・・・シリング軸、 41〜73・・・旋回器位置自動制御系。
ときの炉内でのオl tJ熱流速分布の一例を示すグラ
フである。 第2図は、本発明による第一の実施例を炉に取すイ・j
けたところを示す断面図である。 第3図は、第2図のI−I線でのjE面断面図である。 第4図は、第3図の部分側面断面図である。 第5図は、第3図の部分側面図である。 第6図は、第5図の11.−II線での断面図である。 第7図は、本発明による第二の実施例を炉に取り1旧す
だところを示f断面図である。 第8図と第10図と第12図とは、バーナと燃焼の様子
とを示す断面図である。 第9図と第11図と第13図とは、それぞれ、第8図と
第10図と第12図とに示した燃焼による炉内の温度分
布と材料温度とを示すグラフである。 第14図と第15図とは、それぞれ異った燃料の燃焼に
よる炉内の温度分布と材料温度とを示すグラフである。 第16図は、材料の温度分布を示すグラフである。 1・・・炉壁、 2・・・空気スロート、6・・・バー
ナ管、 ト・・旋回器、 11.12・・移動棒、13・・連絡支柱、14・・・
移動棒端部、 15・・・連結ビス、21.22・・・
旋回器移動ガイl’レール、25.26・・・案内ビス
、 27+ 28・・・位置固定用ボルト、29.30・・
・移動棒操作端部、 31・・・重油バーナ管、32.33・・・シリンダ、
34.35・・・支柱、36.37・・・接続管、38
.39・・・シリング軸、 41〜73・・・旋回器位置自動制御系。
Claims (1)
- (1)燃料を供給する管と、酸素を供給する管と、この
酸素を供給する管の中に設置した旋回器とから構成され
るバ′−すにおいて、 」1記の旋回器をバーすの軸方向に関して進退可能に且
つ傾けて支持可能な移動手段と、この移動手段を上記の
旋回器に取f」ける結合手段と、」1記の支持手段を操
作する操作手段とを設けたことを特徴とする旋回器角度
可変型バーナ。 (2、特許請求の範囲第1項に記載したバーナを取・1
11けたか中でのこの炉内に配置した材料を加熱する方
)去において、 輻射特性の異なる燃料を同時にあるいは単独に燃焼する
場合に、各燃料の燃焼割合に応じて旋回器のバーナの軸
方向に関する角度を上記の材料とバーナの軸とを含む面
内で変更することを特徴と十ノー1no!すL±8j二
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21464183A JPS60105806A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 旋回器角度可変型バ−ナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21464183A JPS60105806A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 旋回器角度可変型バ−ナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60105806A true JPS60105806A (ja) | 1985-06-11 |
Family
ID=16659109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21464183A Pending JPS60105806A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 旋回器角度可変型バ−ナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60105806A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112166288A (zh) * | 2019-08-14 | 2021-01-01 | 太平洋水泥株式会社 | 可燃性废弃物吹入装置及其运转方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5821709B2 (ja) * | 1975-11-18 | 1983-05-02 | リコ−トケイ カブシキガイシヤ | 電子時計の時刻合せ方法 |
-
1983
- 1983-11-14 JP JP21464183A patent/JPS60105806A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5821709B2 (ja) * | 1975-11-18 | 1983-05-02 | リコ−トケイ カブシキガイシヤ | 電子時計の時刻合せ方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112166288A (zh) * | 2019-08-14 | 2021-01-01 | 太平洋水泥株式会社 | 可燃性废弃物吹入装置及其运转方法 |
US11421871B2 (en) | 2019-08-14 | 2022-08-23 | Taiheiyo Cement Corporation | Combustible waste injection device and method for operating the same |
CN112166288B (zh) * | 2019-08-14 | 2024-05-31 | 太平洋水泥株式会社 | 可燃性废弃物吹入装置及其运转方法 |
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