JPS60129504A - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JPS60129504A JPS60129504A JP23518083A JP23518083A JPS60129504A JP S60129504 A JPS60129504 A JP S60129504A JP 23518083 A JP23518083 A JP 23518083A JP 23518083 A JP23518083 A JP 23518083A JP S60129504 A JPS60129504 A JP S60129504A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- nox
- fuel
- primary air
- combustion
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Spray-Type Burners (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】
本発明は燃焼装置に係り、特に排ガス中の窒素酸化物（
以下、ＮＯｘと称する）を低減するに好適なボイラ装置
等の燃焼装置に関するものである。
以下、ＮＯｘと称する）を低減するに好適なボイラ装置
等の燃焼装置に関するものである。
従来技術による浦バーナは、（１）蒸気などの２流体噴
荘、または（２）油圧による加圧噴霧、により油を火炉
内へ供給し、燃焼用空気と混合して燃焼を行っていた。
荘、または（２）油圧による加圧噴霧、により油を火炉
内へ供給し、燃焼用空気と混合して燃焼を行っていた。
しかし、いずれの噴霧形態のバーナにおいても燃焼を良
くするために、浦の噴霧角度は５０〜９０°と広くして
燃焼空気との混合を良くするように構成されている。そ
の結果、低ＮＯｘを目的として１次、２次、３次空気に
燃焼用空気を分割して供給しても、燃料の噴霧角が広い
ために、ＮＯｘの大幅な低減ができなかった。
くするために、浦の噴霧角度は５０〜９０°と広くして
燃焼空気との混合を良くするように構成されている。そ
の結果、低ＮＯｘを目的として１次、２次、３次空気に
燃焼用空気を分割して供給しても、燃料の噴霧角が広い
ために、ＮＯｘの大幅な低減ができなかった。
すなわち、噴角が広いために、燃料が２次、３次空気の
領域へ供給され、Ｏ２分圧の極めて高い領域で燃焼が行
われるため、ＮＯｘの発生量が多くなる欠点を有してい
た。従来技術による第２の欠点は、特に窒素（Ｎ）分の
多い低質油燃料に対して充分なＮ０ｘ（Ｉ！１ｌＩＩｉ
ができないことである。すなわち、燃料中のＮ分は、燃
焼の過程において高０２分圧中での燃焼が行われるため
に、Ｎ分のＮＯｘへの転換率が高くなる欠点を有してい
た。さらに第３の欠点は、低ＮＣ１ｘ化のために、燃焼
領域の一部を空気不足とし、２段燃焼を行なう場合、煤
塵の発生、ＣＯの発生量が多くなり、このために火炉を
大きくしなければならないことである。従来技術による
第４の欠点は、低ＮＯｘ化のためにマルチバーナシステ
ムを採用する場合、例えば、起動時または部分負荷時に
おいてＮＯｘが高くなることである。
領域へ供給され、Ｏ２分圧の極めて高い領域で燃焼が行
われるため、ＮＯｘの発生量が多くなる欠点を有してい
た。従来技術による第２の欠点は、特に窒素（Ｎ）分の
多い低質油燃料に対して充分なＮ０ｘ（Ｉ！１ｌＩＩｉ
ができないことである。すなわち、燃料中のＮ分は、燃
焼の過程において高０２分圧中での燃焼が行われるため
に、Ｎ分のＮＯｘへの転換率が高くなる欠点を有してい
た。さらに第３の欠点は、低ＮＣ１ｘ化のために、燃焼
領域の一部を空気不足とし、２段燃焼を行なう場合、煤
塵の発生、ＣＯの発生量が多くなり、このために火炉を
大きくしなければならないことである。従来技術による
第４の欠点は、低ＮＯｘ化のためにマルチバーナシステ
ムを採用する場合、例えば、起動時または部分負荷時に
おいてＮＯｘが高くなることである。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、排
ガス中の煤塵、ＣＯを増加させることなく、ＮＯｘを低
減できる燃焼装置を提供することにある。
ガス中の煤塵、ＣＯを増加させることなく、ＮＯｘを低
減できる燃焼装置を提供することにある。
本発明は、火炉側壁のバーナスロー１・部に設けられた
１次空気の噴出口と、該１次空気噴出口内に設りられた
燃料の噴出口と、該１次空気噴出口の開口端に設けられ
た保炎部材と、該１次空気噴出口の外側または外周に隣
接して設けられた２次空気の噴出口とを備え、前記保炎
部祠の後部に燃料の再循環渦流を形成して着火するとと
もに、その近傍に高温の強還元炎部を形成するようにし
たことを特徴とする。
１次空気の噴出口と、該１次空気噴出口内に設りられた
燃料の噴出口と、該１次空気噴出口の開口端に設けられ
た保炎部材と、該１次空気噴出口の外側または外周に隣
接して設けられた２次空気の噴出口とを備え、前記保炎
部祠の後部に燃料の再循環渦流を形成して着火するとと
もに、その近傍に高温の強還元炎部を形成するようにし
たことを特徴とする。
すなわち、本発明は、１次空気のみで燃料過剰の燃焼を
安定に行わせてＮＯｘの還元炎を構成して化学的に安定
なＮ２へ変換させた後、３次空気により完全燃焼を行わ
せるようにしたもので、燃料を油とした場合、２次空気
は、微細な油粒子を巻き込んでバーナ近傍で高温の酸化
炎を作り、１次空気中での油の蒸発およびＮＯｘのＮ２
への変換を容易にするための高温保持用として作用させ
るものである。
安定に行わせてＮＯｘの還元炎を構成して化学的に安定
なＮ２へ変換させた後、３次空気により完全燃焼を行わ
せるようにしたもので、燃料を油とした場合、２次空気
は、微細な油粒子を巻き込んでバーナ近傍で高温の酸化
炎を作り、１次空気中での油の蒸発およびＮＯｘのＮ２
への変換を容易にするための高温保持用として作用させ
るものである。
本発明に適用される燃料は油燃料が好適であるが、油と
石炭の混合燃料（ＣＯＭ）の他、微粉炭にも適用可能で
ある。微粉炭の場合にはガス（空気）、水等により搬送
される。
石炭の混合燃料（ＣＯＭ）の他、微粉炭にも適用可能で
ある。微粉炭の場合にはガス（空気）、水等により搬送
される。
本発明において、上記燃料および空気の噴出口を有する
バーナは、１次空気の領域内に燃料を噴出するよう、に
、１次空気の噴出口内に複数個のバナチソプを有し、該
バーナチップの噴射角を１次空気の領域内にあるように
設定することが好ましい。また上記バーナチップは流体
噴霧ノズルとし、かつ噴霧角を狭くするために単孔ノズ
ルとすることが好ましい。
バーナは、１次空気の領域内に燃料を噴出するよう、に
、１次空気の噴出口内に複数個のバナチソプを有し、該
バーナチップの噴射角を１次空気の領域内にあるように
設定することが好ましい。また上記バーナチップは流体
噴霧ノズルとし、かつ噴霧角を狭くするために単孔ノズ
ルとすることが好ましい。
本発明において、強還元炎部の後流に安定な酸化炎を形
成するために、２次空気口にノ＼ノフル板を設け、該パ
ンフル板により３次空気の供給を遅らせることが好まし
い。また２次空気の供給量は３次空気よりも大きく、特
に２次空気と３次空気との流量比を１：３以上とするこ
とが好ましい。
成するために、２次空気口にノ＼ノフル板を設け、該パ
ンフル板により３次空気の供給を遅らせることが好まし
い。また２次空気の供給量は３次空気よりも大きく、特
に２次空気と３次空気との流量比を１：３以上とするこ
とが好ましい。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明を油燃料に適用した場合のバーナ装置の
断面図、第２図は、そのＡ方向から見た平面図である。
断面図、第２図は、そのＡ方向から見た平面図である。
この装置は、火炉１３のノ１−ナスロート部１１に設り
られた１次空気の噴出口５と、該１次空気噴出口５内に
挿入された６本の油スプレーガン１と、該１次空気噴出
口５の開Ｌ１端に設りられた皿状の保炎部＋Ａ（フレー
ムホルダー）６と、該１次空気噴出口の外周に設りられ
た２次空気の噴出口８とを備えている。なお、２次空気
の噴出口８の開ｌ」端には２次空気流７に乱れを与える
と共に、３次空気１２への流動方向を規制するために、
漏斗状のパンフル板９が設げられている。
られた１次空気の噴出口５と、該１次空気噴出口５内に
挿入された６本の油スプレーガン１と、該１次空気噴出
口５の開Ｌ１端に設りられた皿状の保炎部＋Ａ（フレー
ムホルダー）６と、該１次空気噴出口の外周に設りられ
た２次空気の噴出口８とを備えている。なお、２次空気
の噴出口８の開ｌ」端には２次空気流７に乱れを与える
と共に、３次空気１２への流動方向を規制するために、
漏斗状のパンフル板９が設げられている。
上記の構成において、燃料油は、油スプレーガン１から
油バーナチップ２を通して火炉１３内に噴霧され、主噴
霧域３を構成する。１次空気４は、バーナ軸中央を流れ
、１次空気口５から火炉１３へ供給される。１次空気の
空気比（１次空気量／理論燃焼空気量）は、通當は０．
２±０．１の範囲（微粉炭の場合は０．４±０．１の範
囲）が好適である。
油バーナチップ２を通して火炉１３内に噴霧され、主噴
霧域３を構成する。１次空気４は、バーナ軸中央を流れ
、１次空気口５から火炉１３へ供給される。１次空気の
空気比（１次空気量／理論燃焼空気量）は、通當は０．
２±０．１の範囲（微粉炭の場合は０．４±０．１の範
囲）が好適である。
１次空気４は、フレームホルダ６により図示のような１
次渦１４を形成し、主噴霧域３中の微細な油粒子を巻き
込んで着火すると同時にフレーム」；ルダ６上に安定し
火炎を形成する。主燃焼域３Ｇこ囲まれた中心部には還
元炎部１６が形成され、ここで燃料油中のＮ分がＮ２へ
変換されるが、燃料油中のＮ分のＮ２への変換に必要な
高温は後述する酸化炎部１５で囲まれることにより充分
維持されるので、Ｎ２への変換効率を大幅に向上させる
ことができる。
次渦１４を形成し、主噴霧域３中の微細な油粒子を巻き
込んで着火すると同時にフレーム」；ルダ６上に安定し
火炎を形成する。主燃焼域３Ｇこ囲まれた中心部には還
元炎部１６が形成され、ここで燃料油中のＮ分がＮ２へ
変換されるが、燃料油中のＮ分のＮ２への変換に必要な
高温は後述する酸化炎部１５で囲まれることにより充分
維持されるので、Ｎ２への変換効率を大幅に向上させる
ことができる。
一方、２次空気７は、１茨空気４の外周を流れ、２次空
気口８から火炉１３へ供給される。その際、パンフル板
９により流動方向を変えられる結果、パンフル板９の後
流にも図示するような渦を形成し、このため、主噴霧域
３から微細な油粒子を巻き込んで酸化炎部１５を形成す
る。２次空気７の（ｊζ給量は、上述のように主噴霧域
３がらの微細な燃料粒子を巻き込む必要性のあることか
ら、３次空気の供給量よりも少なく、３次空気℃１／３
またはそれＪｕ下とすることが好ましい。３次空気１２
Ａば、３次エアレジスタ１０で旋回した後、３次空気口
１２から火炉１３へ供給され、前記の還元炎１６の後流
に完全燃焼部１８を形成する。前記還元炎部１６で生成
したＮ２は、周知のように、化学的に極めて安定であり
、ＮＯｘへは容易になりにくい性質を有している。この
ために、完全燃焼部１８における３次空気流１７との燃
焼では、ＮＯｘの発生はほとんど起こらない。このため
、３次空気を、図示するように還元炎部１６の後に供給
することは、本発明において重要な意味を有する。なお
、３次空気の供給量は還元炎部がらの未燃分を完全燃焼
させるに充分な量であればよい。
気口８から火炉１３へ供給される。その際、パンフル板
９により流動方向を変えられる結果、パンフル板９の後
流にも図示するような渦を形成し、このため、主噴霧域
３から微細な油粒子を巻き込んで酸化炎部１５を形成す
る。２次空気７の（ｊζ給量は、上述のように主噴霧域
３がらの微細な燃料粒子を巻き込む必要性のあることか
ら、３次空気の供給量よりも少なく、３次空気℃１／３
またはそれＪｕ下とすることが好ましい。３次空気１２
Ａば、３次エアレジスタ１０で旋回した後、３次空気口
１２から火炉１３へ供給され、前記の還元炎１６の後流
に完全燃焼部１８を形成する。前記還元炎部１６で生成
したＮ２は、周知のように、化学的に極めて安定であり
、ＮＯｘへは容易になりにくい性質を有している。この
ために、完全燃焼部１８における３次空気流１７との燃
焼では、ＮＯｘの発生はほとんど起こらない。このため
、３次空気を、図示するように還元炎部１６の後に供給
することは、本発明において重要な意味を有する。なお
、３次空気の供給量は還元炎部がらの未燃分を完全燃焼
させるに充分な量であればよい。
上記実施例において、油バーナデツプ２はここでは６細
膜りられているが、バーナの個数ハ、バーナの容量噴霧
性能等により適宜定めることができる。またハーナロ１
１は円形の場合を示したが、角形または多角形であって
もよい。
膜りられているが、バーナの個数ハ、バーナの容量噴霧
性能等により適宜定めることができる。またハーナロ１
１は円形の場合を示したが、角形または多角形であって
もよい。
なお、１次、２次、３次空気は、場合により排ガスをｌ
Ｑ１％混合させてもよく、また排ガスを１次、２次、
３次空気と個別または同時に混合させることも本発明に
含まれる。
Ｑ１％混合させてもよく、また排ガスを１次、２次、
３次空気と個別または同時に混合させることも本発明に
含まれる。
本発明によれば、保炎部材の後部において、先ず１次空
気のみで１次燃焼を行わせ、還元炎部を形成し、燃料中
のＮ分を化学的に安定なＮ２へ変換させた後、完全燃焼
が行われるので、従来に比べ１／３〜１１５のＮＯｘ発
生量に抑えることかでさる。本発明は、燃料油中のＮ分
が多い場合でもほとんどＮ２へ変換できることから、低
質燃料のＮＯｘ抑制に極めて効果的である。また、本発
明によれば、単一バーナにおいて低ＮＯｘ化が容易であ
り、単一バーナの全体の空気比を１．０以上とすること
が可能であり、煤塵、ＣＯの発生を低減することができ
る。さらに単一バーナで低Ｎ。
気のみで１次燃焼を行わせ、還元炎部を形成し、燃料中
のＮ分を化学的に安定なＮ２へ変換させた後、完全燃焼
が行われるので、従来に比べ１／３〜１１５のＮＯｘ発
生量に抑えることかでさる。本発明は、燃料油中のＮ分
が多い場合でもほとんどＮ２へ変換できることから、低
質燃料のＮＯｘ抑制に極めて効果的である。また、本発
明によれば、単一バーナにおいて低ＮＯｘ化が容易であ
り、単一バーナの全体の空気比を１．０以上とすること
が可能であり、煤塵、ＣＯの発生を低減することができ
る。さらに単一バーナで低Ｎ。
Ｘ化を行なうことができるので、起動時、部分負荷さら
に負荷変動に対して常に低ＮＯｘの状態が容易に得られ
る。
に負荷変動に対して常に低ＮＯｘの状態が容易に得られ
る。
第１図は、本発明に用いるバーナの断面図、第２図は第
１図のＡ方向から見た平面図、第３図は、本発明による
バーナの火炎機構を説明する図である。 １・・・油スプレーガン、２・・・油バーナチップ、３
・・・主噴霧域、４・・・１次空気、５・・・１次空気
口、６・・・フレームホルダ、７・・・２次空気、８・
・・２次空気口、９・・・バッフル板、１０・・・３次
エアレジスタ、１１・・・ハーナロ、１２・・・３次空
気口、１３・・・火炉、１４・・弓次渦、１５・・・酸
化炎部、１６・・・還元炎部、１７・・・３次空気流、
１日・・・完全燃焼部。 代理人 弁理士 川 北 武 長
１図のＡ方向から見た平面図、第３図は、本発明による
バーナの火炎機構を説明する図である。 １・・・油スプレーガン、２・・・油バーナチップ、３
・・・主噴霧域、４・・・１次空気、５・・・１次空気
口、６・・・フレームホルダ、７・・・２次空気、８・
・・２次空気口、９・・・バッフル板、１０・・・３次
エアレジスタ、１１・・・ハーナロ、１２・・・３次空
気口、１３・・・火炉、１４・・弓次渦、１５・・・酸
化炎部、１６・・・還元炎部、１７・・・３次空気流、
１日・・・完全燃焼部。 代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (1)
- （１）火炉側壁のバーナスロート部に設けられた１次空
気の噴出１コと、該１次空気噴出口内に設けられた燃料
の噴出口と、該１次空気噴出口の開口端に設けられた保
炎部材と、該１次空気噴出口の外側または外周にｌ！７
Ｊ接して設げられた２次空気の噴出口とを備え、前記保
炎部材の後部に燃料の再循環渦流を形成して着火すると
ともに、その近傍に高温の強還元炎部を形成するように
したことを特徴とする燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235180A JPH0680364B2 (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235180A JPH0680364B2 (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129504A true JPS60129504A (ja) | 1985-07-10 |
| JPH0680364B2 JPH0680364B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=16982245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235180A Expired - Lifetime JPH0680364B2 (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680364B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0432153A1 (en) * | 1988-09-02 | 1991-06-19 | American Combustion Inc | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A HIGHLIGHT GIVING FLAME. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175339U (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-24 | 住友金属工業株式会社 | バ−ナ装置 |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP58235180A patent/JPH0680364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175339U (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-24 | 住友金属工業株式会社 | バ−ナ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0432153A1 (en) * | 1988-09-02 | 1991-06-19 | American Combustion Inc | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A HIGHLIGHT GIVING FLAME. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680364B2 (ja) | 1994-10-12 |
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