JPS61240008A - 流体燃料焼型バ−ナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体燃料燃焼型バーナに関する。

炉内における燃料の燃焼工程によって生ずるＮＯＸ　（
窒素酸化物）は、炎温度を低下させることによって制御
されうるとともに軽減されうろことが知られている。炎
温度を低下させるための対１　　　　　　　　　策を講
する場合には、炎の輪郭を制御できることおよび最少限
の過剰空気量で燃料を完全に燃焼させ、汚染物質が少な
くＮＯＸ放出量の少ない高効率、少過剰空気量燃焼を維
持しうろことが必要であることが認められている。炎の
うちで最も熱い部分が主炎であり、従って、安定でかつ
制御された主炎を維持して、制御された全炎、従って制
御された汚染物質放出を確保することが必要である。

本発明によれば、燃焼空気供給通路と、燃焼空気に煙道
ガスを導入するための手段と、炎を安定させかつ燃焼空
気と燃料を混合するための旋回羽根を存する流体燃料燃
焼型バーナであって、前記旋回羽根の上流において煙道
ガスが燃焼空気に導入されることを特徴とするバーナが
提供される。

このような構成によれば、燃料が導入された燃焼が発生
する前における燃焼空気と不活性の煙道ガスの混合が改
善される。これによって、炎の温度が低下し、ＮＯＸの
生成が軽減される。燃料は旋回羽根のすぐ下流に導入さ
れ、それによって燃料が燃焼空気と混合され、炎の安定
性が向上される。

燃焼空気に煙道ガスを導入するための手段は、バーナの
炎帯域から遠隔の位置に入口を存する１つまたは複数の
通路よりなることが好ましい。

炎に隣接した煙道ガスが１つまたは複数の煙道ガス通路
内に導入される場合には、再循環される煙道ガスの酸素
含有量が多くなり、それに伴い、ＮＯＸ軽減の効果が低
下してしまう傾向がある。

炎帯域から遠隔の煙道ガスが導入される場合には、ＮＯ
Ｘ軽減が著しく改善される。好ましくはセラミックまた
は耐火性構造のスプレッダ・プレート（ｓｐｒｅａｄｅ
ｒ　ｐｌａｔｅ）を設け、このスプレッダ・プレートと
炉の燃焼フェースとの間に、上記１つまたは複数の通路
に対する入口を形成することによって達成されることが
好ましい、その場合、煙道ガスはスプレッダ・プレート
の周囲から吸入され、上記入口に沿って上記１つまたは
複数の通路内に流入する。上記入口は、例えば蒸気、窒
素等のような他のガスを燃焼ガス流内に導入するために
も用いられうる。

従って、不活性の煙道ガス（すなわち燃焼の生成物）を
例えば炉のベースから取り出すこと、および炎形状を維
持しかつ他の汚染物質を最少限に抑えて、主炎温度を低
下させ、従って発生されるＮＯＸ量を減少させるのに必
要な場所にその煙道ガスを与えることが可能である。さ
らに、このことは、煙道ガスを再循環させるための付加
的なファンを設けることなしに、従って、少ないランニ
ング・コストであるいは余分なランニング・コストを伴
うことなしに達成されうる。

本発明の好ましい特徴によれば、旋回羽根の上流におい
て燃焼空気供給通路にベンチュリが設けられる。このベ
ンチュリは、炉の燃焼フェースに連結した１つまたは複
数の煙道ガス供給通路を通じて燃焼空気供給通路内に煙
道ガスを導入する。

ベンチュリを用いることの利点は、煙道ガスを流動させ
るために可動部分が必要とされない点であり、ベンチュ
リを用いない場合には、ファンまたは同様の手段が必要
とされる。

このようなバーナは、技術的操作の点で価値があること
に加えて、スペース上の制限を存しかつ全動作範囲にわ
たって制御が容易であるという要件をともなったあらゆ
る種類の炉に適用するのに好適である。

本発明は、燃料の窒素含有量が多いから発生されるＮＯ
Ｘが多い液体（例えば油）燃料型バーナに特に好適であ
るが、ガス燃焼型バーナおよび油およびガス燃焼型（複
合型）バーナにも適用されうる。

これら３つの特徴を具備した本発明の１つの実施例につ
いて図面を参照して説明する。なお、図面は本発明によ
る流体燃料燃焼型バーナの概略的な断面図である。

図面を参照すると、バーナ１０は炉の燃焼フェース１１
に装着されている。バーナ１０は、風箱１２と、バーナ
のフロント・プレート３２によって支持された燃料バイ
ブ１３と、風箱１２の１つの壁を貫通しておりかつ羽根
またはバー（図示せず）によって互いに連結された２つ
の円心状スリーブ１４および１５を具備している。外側
スリーブ１５は、旋回羽根２７を包囲した耐火スフオー
ルＩｌａを支持している。スリーブ１４および１５はそ
れら間に空気人口１７を形成しており、この空気入口は
、二次燃焼空気のための軸線方向に向けられた環状通路
１８に通じている。風箱１２内に突入した内側スリーブ
１′４の端とバーナのフロント・プレート３２との間に
一次空気人口１９が形成されており、この空気人口１９
は、燃料パイプ１３を包囲して軸方向に向けられた環状
の一次空気通路２０に通じている。

燃料パイプ１３の自由端には燃料供給ノズル２６が設け
られている。燃料バイブ１３には燃料供給ノズル２Ｇに
隣接して、一次燃焼空気と吸入された煙道ガスに回転運
動を与えるための旋回羽根２７が取付けられている。こ
れにより、ノズル２６を通して供給されるガスと燃料の
混合が改善され、バーナｌＯによって生じた炎が安定化
される。

通路２０内には、煙道ガスを誘導する作用をするベンチ
ュリ２１が設けられている。ベンチュリ２１は収斂部分
２１ａと散開部分２１ｂを有している。上流の収斂部分
と下流の平行部分（図示せず）を有するような他の構造
を有するベンチュリを作成することも可能である。収斂
部分２１ａの下流端は散開部分２１ｂの上流端内に入り
込んでいて、それら画部分２１ａおよび２Ｉｂ間には環
状のインスピレータ開口２２が形成されている。

散開部分２１ｂの下流端は内側スリーブ１４に固定され
ており、収斂部分２１ａの上流端は調節棒３１によって
支持されている。

ベンチュリ２１と内側スリーブ１４との間に形成された
室２４は、複数の、例えば６個のダクト２５を通じて炉
の燃焼端に連通しており、それらのダクト２５はバーナ
１０の軸線のまわりで等間隔をもって離間されており、
かつ環状通路２５ａと連通している。バーナ１０の外壁
２３と外側スリーブ１５との間に形成された環状通路２
５ａは、炉の燃焼フェース１１に設けられた通路２５ｂ
に連結している。燃焼フェー支１１は耐火レンガで形成
されつる。通路２５ｂの上方には、スプレッダ・プレー
ト９が支持されており、このスプレッダ・プレート９は
バーナｌＯの軸線から半径方向に離れる方向に延長して
いて、燃焼フェース１１とスプレッダ・プレート９との
間に吸込路２５ｃが形成される。このようにして、バー
ナ１０の炎から遠隔の煙道ガスがベンチュリ２１によっ
て誘導される。環状通路２５ａは、環状に構成される代
りに、１つ以上の個々の通路で形成されてもよい０例え
ば、６つのダクト２５のそれぞれは別個の通路に通じて
いてもよい、また、このダクトは単一の環状ダクトで形
成されてもよい。

矢印３３．３４で示された燃焼空気はファン（図示せず
）によって風箱１２に供給されそして一次空気人口１９
および二次空気人口１７に供給される。

ベンチュリ２１を通って流れる矢印３４で示された一次
空気が、矢印３５で示された煙道ガスを炉の燃焼端から
、吸込路２５Ｃ１通路２５ｂ、環状通路２５ａ、ダクト
２５、室２４およびインス・ピレータ開口２２を通じて
ベンチュリ２１内に誘導する。煙道ガス３５と一次燃焼
空気３４は旋回羽根を通過し、それらの運動によって煙
道ガスと一次燃焼空気３４との混合が改善される。

５ＷＩＲＬＥＲ２７のすぐ下流において、燃料供給ノズ
ル２６から燃料が噴射され、煙道ガス３５と一次燃焼空
気３４の混合物に導入される。旋回羽根２７のすぐ下方
において、その混合物に二次燃焼空気３３も導入される
。一次燃焼空気３４、煙道ガス３５および燃料が旋回羽
根２７によって混合されて、矢印３６で示されている回
転通路をとり、これにより、炎の安定化が促進される。

誘導される煙道ガスの流速は調節棒３１を介してインス
ビレータ開口２２の寸法を変更することによって要件に
適合するように変化されうる。誘導される煙道ガスの百
分率はこのようにして変更しうる。ある量の煙道ガスが
炎の１１御および安定性を維持しつつ、−火炎燃焼を遅
延させ、それにより、炎温度が低下し、従うて生成され
るＮＯＸの量が減少される。

煙道ガスは、上述のように燃焼空気内に導入されること
に加えて、ファンを用いて主燃焼空気供給源内に導入さ
れてもよい、そのようにして、燃ブ 焼空気内の煙道ガスの全百分率が増加され、煙道ガスの
ＮＯＸ含存置がさらに減少されうる。

低負荷状態で動作するように設計されたバーナの場合に
は、ベンチュリを含んだ単一の空気供給通路を設けるだ
けで十分′でありうる。二次空気供給源は省略されうる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による液体燃料燃焼型バーナの
概略断面図である。 図中、１０はバーナ、２０は一次空気通路、２１はベン
チュリ、２６はノズル、２７は旋回羽根、３４は一次燃
焼空気、３５は煙道ガスをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼空気供給通路（２０）と、燃焼空気（３４）に
   煙道ガス（３５）を導入するための手段と、炎を安定化
   させかつ燃焼空気（３４）と燃料を混合するための旋回
   羽根を有する流体燃料燃焼型バーナ（１０）において、
   旋回羽根（２７）の上流において、燃焼空気（３４）に
   煙道ガス（３５）が導入されることを特徴とする流体燃
   料燃焼型バーナ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の流体燃料燃焼型バーナ
   （１０）において、前記燃焼空気（３４）に煙道ガス（
   ３５）を導入するための手段が、バーナ（１０）の炎帯
   域から遠隔の入口を有する１つまたは複数の煙道ガス供
   給通路（２５ａ）よりなる前記バーナ。 ３、特許請求の範囲第２項記載のバーナにおいて、バー
   ナ（１０）の炎帯域から遠隔の煙道ガスが煙道ガス供給
   通路（２５ａ）に流入するのを改善するためにスプレッ
   ダ・プレート（９）が設けられていることを特徴とする
   前記バーナ。 ４、特許請求の範囲第１〜３項に記載されたバーナにお
   いて、前記燃焼空気供給通路（２０）が、旋回羽根（２
   ７）の上流において燃焼空気供給通路（２０）内に煙道
   ガス（３５）を誘導するためのベンチュリ（２１）を具
   備していることを特徴とする前記バーナ。 ５、特許請求の範囲第２および４項に記載されたバーナ
   において、ベンチュリ（２１）が１つまたは複数の煙道
   ガス供給通路に連通していることを特徴とする前記バー
   ナ。 ６、特許請求の範囲第５項記載のバーナにおいて、ベン
   チュリ（２１）が収斂部分（２１ａ）と散開部分（２１
   ｂ）を具備していることを特徴とする前記バーナ。 ７、特許請求の範囲第６項記載のバーナにおいて、ベン
   チュリ部分（２１ａ、２１ｂ）の一方が他の部分（２１
   ｂ、２１ａ）に対して相対的に可動であり、誘導される
   煙道ガスの流量を変更しうるようになされていることを
   特徴とする前記バーナ。 ８、特許請求の範囲第１〜７項に記載されたバーナにお
   いて、バーナ（１０）が一次および二次燃焼空気供給通
   路（１８、２０）を有していることを特徴とする前記バ
   ーナ。 ９、特許請求の範囲第４項および９項に記載されたバー
   ナにおいて、ベンチュリ（２１）が一次燃焼空気供給通
   路（２０）内に配置されていることを特徴とする前記バ
   ーナ。