JPS60233416A - 燃焼器 - Google Patents
燃焼器Info
- Publication number
- JPS60233416A JPS60233416A JP8929084A JP8929084A JPS60233416A JP S60233416 A JPS60233416 A JP S60233416A JP 8929084 A JP8929084 A JP 8929084A JP 8929084 A JP8929084 A JP 8929084A JP S60233416 A JPS60233416 A JP S60233416A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- combustor
- combustion
- fuel
- assistant
- 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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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray 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】
産業上の利用分野
本発明はＭＨＤ用燃焼器、高温ガス炉、円筒ボイラ、加
熱炉等の燃焼器に関するものである。
熱炉等の燃焼器に関するものである。
従来の技術
通常の渦巻燃焼器を第３３図ないし第３ｃ図に示す。耐
火壁又は水冷壁構造の燃焼器本体０１０頭部軸心に燃料
の噴 機能を備えた生態バーナを挿入し、燃料の酸化剤
（空気、酸素等）の供給ノズルを燃焼筒の横断面の内壁
と切線方向に旋回噴口０３を必要数配設して渦巻式燃焼
器を構成している。
火壁又は水冷壁構造の燃焼器本体０１０頭部軸心に燃料
の噴 機能を備えた生態バーナを挿入し、燃料の酸化剤
（空気、酸素等）の供給ノズルを燃焼筒の横断面の内壁
と切線方向に旋回噴口０３を必要数配設して渦巻式燃焼
器を構成している。
第３ａ図に示す如く燃焼器本体０１０周方向内壁に沿っ
て流入した酸化剤は燃焼器内で強烈な旋回渦流を形成す
る。この旋回渦流の旋回速度Ｕは第３ｂ図に示すごとく
自然渦の法則、即ち［Ｊ／ ＝Ｒｅ ’ Ｕ２ ／ Ｒ
ｚに従う領域ａが生じ、この渦の中に回転気柱（うすの
目）を生じ回転棒と同じような回転をする強制渦領域す
に分れ、自然渦と強制渦の遷移域に円筒状の流れの境界
層０７を形成することは既に多くの研究によって明らか
にされていることである。
て流入した酸化剤は燃焼器内で強烈な旋回渦流を形成す
る。この旋回渦流の旋回速度Ｕは第３ｂ図に示すごとく
自然渦の法則、即ち［Ｊ／ ＝Ｒｅ ’ Ｕ２ ／ Ｒ
ｚに従う領域ａが生じ、この渦の中に回転気柱（うすの
目）を生じ回転棒と同じような回転をする強制渦領域す
に分れ、自然渦と強制渦の遷移域に円筒状の流れの境界
層０７を形成することは既に多くの研究によって明らか
にされていることである。
ここにＵｏ＝旋回噴出口出口における気流の旋回速度
Ｒｏ＝燃焼筒半径
Ｒ１＝任意の点における半径
Ｕ′＝任意の半径Ｒ′の点における気流の旋回速度
このような旋回渦流の気流（酸化剤）中にバーナ０４か
も微粒化された燃料を噴射することによって燃料微粒子
は旋回渦気流に乗って流れ酸化剤との混合が非常に効果
的に行なわれ、燃焼器内での燃料粒子の滞留時間が長く
保持されるため燃焼反応が促進され高負荷燃焼が得られ
る特質がある。
も微粒化された燃料を噴射することによって燃料微粒子
は旋回渦気流に乗って流れ酸化剤との混合が非常に効果
的に行なわれ、燃焼器内での燃料粒子の滞留時間が長く
保持されるため燃焼反応が促進され高負荷燃焼が得られ
る特質がある。
発明が解決しようとする問題点
しかし既に述べたごとく燃焼火炎が熱ピンチ効果によっ
て第３Ｃ図に示すごとく強制渦の円筒状気柱の中に閉じ
こめられるため、自然渦領域の一部の酸化剤が燃焼反応
に寄与することなく燃焼器出口へ素通シするために温度
分布の不均一を生じ、又高温ガスを必要とする場合、即
ち酸素当量比（燃料が完全燃焼するための理論酸素量／
燃焼器に投入される酸素量）が小さい燃焼条件において
は燃料過濃の火炎となシ、火炎が非常に伸びる欠点があ
った。
て第３Ｃ図に示すごとく強制渦の円筒状気柱の中に閉じ
こめられるため、自然渦領域の一部の酸化剤が燃焼反応
に寄与することなく燃焼器出口へ素通シするために温度
分布の不均一を生じ、又高温ガスを必要とする場合、即
ち酸素当量比（燃料が完全燃焼するための理論酸素量／
燃焼器に投入される酸素量）が小さい燃焼条件において
は燃料過濃の火炎となシ、火炎が非常に伸びる欠点があ
った。
発明の目的
本発明は高温ガスを必要とする燃焼器（例えばＭＨＤ燃
焼器）においては余剰酸素はほとんどなく、即ち酸素当
量比＝１であシ、燃料、酸化剤の混合を完結させ、完全
燃焼させ、燃焼火炎の拡散させる高負荷燃焼器を提供す
ることを目的とする。
焼器）においては余剰酸素はほとんどなく、即ち酸素当
量比＝１であシ、燃料、酸化剤の混合を完結させ、完全
燃焼させ、燃焼火炎の拡散させる高負荷燃焼器を提供す
ることを目的とする。
実施例
本発明を添付図面の実施例によシ説明する。第１ａ図、
第１ｂ図において、円筒状の燃焼器本体１の横断面内壁
に沿って切線方向に必要数の旋回噴出口３を配設し、燃
焼器頭部の軸心に燃料噴霧バーナ４を設ける。
第１ｂ図において、円筒状の燃焼器本体１の横断面内壁
に沿って切線方向に必要数の旋回噴出口３を配設し、燃
焼器頭部の軸心に燃料噴霧バーナ４を設ける。
この燃料噴霧バーナ４の外周部に旋回角３０〜４０度の
旋回羽根又は旋回噴口群を構成する環状のアシストスワ
ラ−１１を設け、さらに環状のアシストスワラ−１１の
外周に高速気流ジェットに燃料を搬送させる補助ジェッ
トバーナ１０を数個配設する。
旋回羽根又は旋回噴口群を構成する環状のアシストスワ
ラ−１１を設け、さらに環状のアシストスワラ−１１の
外周に高速気流ジェットに燃料を搬送させる補助ジェッ
トバーナ１０を数個配設する。
なお図中２は燃焼器出口、５は酸化剤、６は主燃料、７
は気流の境界層、１２はアシスト酸化剤、１３は補助燃
料、１４は補助燃料、１５は燃焼火炎である。
は気流の境界層、１２はアシスト酸化剤、１３は補助燃
料、１４は補助燃料、１５は燃焼火炎である。
作用
切線方向の主流の酸化剤５に対し、ある軸方向流速度成
分をもったアシスト酸化剤１２を燃焼器頭部のアシスト
スワラ−１１から投入することによって第２ａ図に示す
ごとく燃焼器頭部の渦流の乱れを生じさせると共に、燃
焼器中央部の循環流を安定させ、アシストスワラ−１１
の外周部に配設した高速ジェット補助バーナ１０がら空
気・燃料の混合ジェット（ノズル吹出し速度２００〜３
００ｍ／ｓ ）を軸方向に境界層近傍７へ噴出させるこ
とによって強制渦領域に閉じ込められた火炎（燃焼反応
ガス）を自然渦領域内に拡散させ、燃焼器内の実質燃焼
ゾーンを拡大させるものである。
分をもったアシスト酸化剤１２を燃焼器頭部のアシスト
スワラ−１１から投入することによって第２ａ図に示す
ごとく燃焼器頭部の渦流の乱れを生じさせると共に、燃
焼器中央部の循環流を安定させ、アシストスワラ−１１
の外周部に配設した高速ジェット補助バーナ１０がら空
気・燃料の混合ジェット（ノズル吹出し速度２００〜３
００ｍ／ｓ ）を軸方向に境界層近傍７へ噴出させるこ
とによって強制渦領域に閉じ込められた火炎（燃焼反応
ガス）を自然渦領域内に拡散させ、燃焼器内の実質燃焼
ゾーンを拡大させるものである。
なお旋回渦流の境界層の大きさ、および循環流の安定性
は燃焼器の形状（Ｌ／Ｄ 、 ｄ／Ｄ ：第３ａ図）と
主流旋回気流の流入速度、アシスト気流１２の投入割合
等によってめられるものである。
は燃焼器の形状（Ｌ／Ｄ 、 ｄ／Ｄ ：第３ａ図）と
主流旋回気流の流入速度、アシスト気流１２の投入割合
等によってめられるものである。
発明の効果
本発明は前記の構成によって、燃焼火炎は燃焼筒内の自
然渦内まで安定性を阻害することなく拡散することがで
きるため、燃料ペーパーの過濃域の形状を抑制して燃料
器内の実質有効燃焼ゾーンを倍増することができる。従
って燃焼ガス温度の均一性が大巾に改善され、燃焼負荷
率が数倍以上に大きくなシ、燃焼器性能が大きく向上で
きる。
然渦内まで安定性を阻害することなく拡散することがで
きるため、燃料ペーパーの過濃域の形状を抑制して燃料
器内の実質有効燃焼ゾーンを倍増することができる。従
って燃焼ガス温度の均一性が大巾に改善され、燃焼負荷
率が数倍以上に大きくなシ、燃焼器性能が大きく向上で
きる。
最も大きい効果は高温ガス（例えばＭＨＤ燃焼器Ｔｇ
＝＝ ２７００℃）を必要とする燃焼器として大容量の
高負荷燃焼器を実用できることである。
＝＝ ２７００℃）を必要とする燃焼器として大容量の
高負荷燃焼器を実用できることである。
なお第２ｂ図にモデル燃焼器で行った空気−灯油燃焼に
おける燃焼室後部Ｘ１−Ｘｌ線断面及び燃焼器用ロＸｘ
−Ｘｚａ断面の半径方向の燃焼ガス温度分布を従来方式
（第２ａ図のアシスト酸化剤１２、補助燃料１４．１３
を止めた場合）のＡ−０、Ａ−１（点線）と本発明方式
〇−１、Ｂ−１（実線）の場合の実測温度を比較したも
のである。本発明による燃焼方式においては燃焼器の外
周領域の温度が上昇し、火炎の広がシを示しており、燃
焼器出口の温度分布が均一になシ、効果が顕著に表われ
ている。
おける燃焼室後部Ｘ１−Ｘｌ線断面及び燃焼器用ロＸｘ
−Ｘｚａ断面の半径方向の燃焼ガス温度分布を従来方式
（第２ａ図のアシスト酸化剤１２、補助燃料１４．１３
を止めた場合）のＡ−０、Ａ−１（点線）と本発明方式
〇−１、Ｂ−１（実線）の場合の実測温度を比較したも
のである。本発明による燃焼方式においては燃焼器の外
周領域の温度が上昇し、火炎の広がシを示しており、燃
焼器出口の温度分布が均一になシ、効果が顕著に表われ
ている。
第１ａ図は本発明燃焼器の正面図、第１ｂ図は同側面図
、第２ａ図は本発明の軸方向断面における気流の流れ方
向を示した説明図、第２ｂ図は従来方式によるものと、
本発明によるものとの燃焼器内の温度分布を示した説明
図、第３ａ図は従来例の正面図、第３ｂ図は同横断面に
おける半径方向の気流の旋回速度分布図、第３Ｃ図は従
来例の火炎の形成状態を示した説明図である。 １・・燃焼器本体、２・・燃焼器出口、３・・旋回噴出
口、４・・燃料噴霧バーナ、１０・・補助ジェットバー
ナ、１１・・アシストスワラ−０第１α図 第１ｂ図 第２ｂ ＠ ７ｑ二ｌ
、第２ａ図は本発明の軸方向断面における気流の流れ方
向を示した説明図、第２ｂ図は従来方式によるものと、
本発明によるものとの燃焼器内の温度分布を示した説明
図、第３ａ図は従来例の正面図、第３ｂ図は同横断面に
おける半径方向の気流の旋回速度分布図、第３Ｃ図は従
来例の火炎の形成状態を示した説明図である。 １・・燃焼器本体、２・・燃焼器出口、３・・旋回噴出
口、４・・燃料噴霧バーナ、１０・・補助ジェットバー
ナ、１１・・アシストスワラ−０第１α図 第１ｂ図 第２ｂ ＠ ７ｑ二ｌ
Claims (1)
- 燃焼器本体内で酸化剤の旋回渦流を形成させる渦巻式燃
焼器において、燃焼器本体頭部の軸心に、アシストスワ
ラ−（１１）を備えた燃料噴霧バーナ（４）を設け、該
バーナの外周部に高速ジェットバーナを配設した燃焼器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929084A JPS60233416A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929084A JPS60233416A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60233416A true JPS60233416A (ja) | 1985-11-20 |
Family
ID=13966560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8929084A Pending JPS60233416A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60233416A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0913631A2 (de) * | 1997-11-03 | 1999-05-06 | Max Weishaupt GmbH | Ölfeuerungsanlage mit reduzierter Stickstoffoxid (NOx) - Emissionen |
| JP2012037114A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Ihi Corp | バーナ |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP8929084A patent/JPS60233416A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0913631A2 (de) * | 1997-11-03 | 1999-05-06 | Max Weishaupt GmbH | Ölfeuerungsanlage mit reduzierter Stickstoffoxid (NOx) - Emissionen |
| EP0913631A3 (de) * | 1997-11-03 | 1999-07-07 | Max Weishaupt GmbH | Ölfeuerungsanlage mit reduzierter Stickstoffoxid (NOx) - Emissionen |
| JP2012037114A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Ihi Corp | バーナ |
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