JPS63238308A - 放射チューブバーナーによる燃焼方法とそのバーナー - Google Patents
放射チューブバーナーによる燃焼方法とそのバーナーInfo
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- JPS63238308A JPS63238308A JP62229430A JP22943087A JPS63238308A JP S63238308 A JPS63238308 A JP S63238308A JP 62229430 A JP62229430 A JP 62229430A JP 22943087 A JP22943087 A JP 22943087A JP S63238308 A JPS63238308 A JP S63238308A
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-
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- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/09002—Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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）
本発明は放射チューブバーナー、特に低ノックス放出を
実現する放射チューブバーナーによる燃焼方法、および
そのような放出を実現するためのバーナーに関する。
実現する放射チューブバーナーによる燃焼方法、および
そのような放出を実現するためのバーナーに関する。
（従来の技術）
火力ヒーター、ボイラー、油田スチーマ−などの多くの
利用において、燃焼中の窒素酸化物の発生を最小限に抑
えることが必要条件となってきている。このような要件
はまた、処理工程に放射チューブおよびバーナーを火力
源として利用する熱処理炉などの装置にとっても現実と
なってきている。
利用において、燃焼中の窒素酸化物の発生を最小限に抑
えることが必要条件となってきている。このような要件
はまた、処理工程に放射チューブおよびバーナーを火力
源として利用する熱処理炉などの装置にとっても現実と
なってきている。
ノックス発生には２つの根本的な起因が存在することが
知られており、主に大気中の窒素からの発生と、さらに
燃料結合窒素からの発生がある。エネルギーを保存する
必要性の増加とともに、新たに使用可能となった多量の
結合窒素を含有する合成燃料の利用により、低ノックス
放出がますます必要になってきている。
知られており、主に大気中の窒素からの発生と、さらに
燃料結合窒素からの発生がある。エネルギーを保存する
必要性の増加とともに、新たに使用可能となった多量の
結合窒素を含有する合成燃料の利用により、低ノックス
放出がますます必要になってきている。
ノックス放出を減少させるために、さまざまな形の段階
的燃焼や低火炎温度が従来のバーナーに採用されてきた
。しかし、放射チューブ炉利用装置からノックス放射を
減少させるために放射チューブバーナーを改良する余地
は残っている。
的燃焼や低火炎温度が従来のバーナーに採用されてきた
。しかし、放射チューブ炉利用装置からノックス放射を
減少させるために放射チューブバーナーを改良する余地
は残っている。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は許容レベルまでノックス放出を減少させる放射
チューブバーナーによる燃焼方法とそのためのバーナー
を提供している。さらに、本発明は放射チューブに沿っ
て最小の温度変化を実現すべく放射チューブをより均一
に加熱する。これはまた、改善されたサイクル効率と低
燃料費を達成する０本発明は、低温放射チューブシステ
ムまたは燃焼空気を予熱するレキュペレータを採用した
システムに利用できる。
チューブバーナーによる燃焼方法とそのためのバーナー
を提供している。さらに、本発明は放射チューブに沿っ
て最小の温度変化を実現すべく放射チューブをより均一
に加熱する。これはまた、改善されたサイクル効率と低
燃料費を達成する０本発明は、低温放射チューブシステ
ムまたは燃焼空気を予熱するレキュペレータを採用した
システムに利用できる。
（問題点を解決するための手段）
本発明の放射チューブバーナーによる燃焼方法は、渦巻
状態を避けるべく高速燃焼空気を空気プレナムへ軸方向
に向かわせること、および混合物を形成するために燃焼
生成物と燃焼空気を混合すべく放射チューブの排気レッ
グからの燃焼生成物を吸引する工程を有する。そのあと
で、混合物は燃焼を起こすべくさらに放射チューブのバ
ーナーレッグ内および火炎安定装置の下流で燃料と混合
される。
状態を避けるべく高速燃焼空気を空気プレナムへ軸方向
に向かわせること、および混合物を形成するために燃焼
生成物と燃焼空気を混合すべく放射チューブの排気レッ
グからの燃焼生成物を吸引する工程を有する。そのあと
で、混合物は燃焼を起こすべくさらに放射チューブのバ
ーナーレッグ内および火炎安定装置の下流で燃料と混合
される。
本発明の放射チューブバーナーは、バーナーレッグおよ
び排気レッグを有した放射チューブからなる。燃焼空気
と排気レッグからの燃焼生成物を混合するプレナムはこ
の混合物をバーナーレッグ内へ送るべく位置している。
び排気レッグを有した放射チューブからなる。燃焼空気
と排気レッグからの燃焼生成物を混合するプレナムはこ
の混合物をバーナーレッグ内へ送るべく位置している。
また、高速燃焼空気をノズルを介して、プレナムの中心
軸心に沿って向かわせるジェットポンプがプレナムおよ
び排気レッグと連通ずるダクトを介して排気レッグから
燃焼生成物を吸引する。ダクトに設けられたしぼりオリ
フィスがジェットポンプノズルと関連した寸法を有して
おり、プレナムに吸引される燃焼生成物の量を制御する
。
軸心に沿って向かわせるジェットポンプがプレナムおよ
び排気レッグと連通ずるダクトを介して排気レッグから
燃焼生成物を吸引する。ダクトに設けられたしぼりオリ
フィスがジェットポンプノズルと関連した寸法を有して
おり、プレナムに吸引される燃焼生成物の量を制御する
。
燃料パイプを有する従来の燃料源と従来の排気手段もま
た本バーナーの一部を構成する。
た本バーナーの一部を構成する。
この放射チューブバーナーアセンブリの好適な態様は、
燃焼空気を熱するために排気レッグに配置されたレキュ
ペレータを有している。燃焼生成物を空気プレナムへ送
るためのダクトはレキュペレータの上流にあっても下流
にあってもよい、さまざまな形の段階的空気または燃料
供給が本発明のバーナーとの組み合わせで利用できる。
燃焼空気を熱するために排気レッグに配置されたレキュ
ペレータを有している。燃焼生成物を空気プレナムへ送
るためのダクトはレキュペレータの上流にあっても下流
にあってもよい、さまざまな形の段階的空気または燃料
供給が本発明のバーナーとの組み合わせで利用できる。
（作用および効果）
以上のような構成によって、ノックス放出を許容レベル
まで減少させながら、放射チューブの均一な加熱が可能
となった。
まで減少させながら、放射チューブの均一な加熱が可能
となった。
（実施例）
本発明の放射チューブバーナーアセンブリ１０はさまざ
まな放射チューブ火力炉に利用される。そのような炉の
代表的な例はアルミニウム炉、エアヒーター、ローラ炉
床、塩炉底、鉛炉底、連続冷却炉、ワイヤ冷却炉、エナ
メル加工炉、バッチ冷却炉、ガラス炉などである。
まな放射チューブ火力炉に利用される。そのような炉の
代表的な例はアルミニウム炉、エアヒーター、ローラ炉
床、塩炉底、鉛炉底、連続冷却炉、ワイヤ冷却炉、エナ
メル加工炉、バッチ冷却炉、ガラス炉などである。
放射チューブバーナーアセンブリ１０は第１図にＵ字型
で示されている放射チューブ１２を有している０本アセ
ンブリがあらゆる形状のチューブに適しており、特定の
形状のチューブが本発明の一部を構成するものではない
、第１図の放射チューブ１２は屈曲連結レッグ部１８に
よって連結されたバーナーレッグ１４と、排気レッグ１
６を有している。燃焼空気を予熱するレキュペレータ２
０が排気レッグ１６によって形成さ゛れた排気ダクト内
に位置している。ジェットポンプ２２はアセンブリ１０
へ燃焼空気を供給する。
で示されている放射チューブ１２を有している０本アセ
ンブリがあらゆる形状のチューブに適しており、特定の
形状のチューブが本発明の一部を構成するものではない
、第１図の放射チューブ１２は屈曲連結レッグ部１８に
よって連結されたバーナーレッグ１４と、排気レッグ１
６を有している。燃焼空気を予熱するレキュペレータ２
０が排気レッグ１６によって形成さ゛れた排気ダクト内
に位置している。ジェットポンプ２２はアセンブリ１０
へ燃焼空気を供給する。
ジェットポンプ本体３４は第１図に示すようにバーナ一
本体から独立していてもよいし、または第４図のように
バーナ一本体の一部となっていてもよい、ジェットポン
プダクト２４はレキュペレータ２０と連通しており、そ
こを介して燃焼空気がファン４０によって送り込まれる
。
本体から独立していてもよいし、または第４図のように
バーナ一本体の一部となっていてもよい、ジェットポン
プダクト２４はレキュペレータ２０と連通しており、そ
こを介して燃焼空気がファン４０によって送り込まれる
。
加熱された燃焼空気はジェットポンプ２２のノズル２６
を介して軸方向に排気される。空気圧はおよそ１平方イ
ンチあたり１ボンドである。
を介して軸方向に排気される。空気圧はおよそ１平方イ
ンチあたり１ボンドである。
排気ダクト４２は排気レッグ１６の終端部から排気室４
３へ連通している。排気室４３は略Ｔ字型で、その一端
は排気ファン４６によって補助されている排気口４４で
終端しており、他端はしぼりオリフィス４８で終端して
いる０本システムが正常に機能するためには必ずしも排
気ファンを必要とはしない、しぼりオリフィス４８の上
流側には始動の際に利用される冷気バルブが設けられて
いる。しぼりオリフィス４８は排気室４３およびジェッ
トポンプ本体３４と連通している。
３へ連通している。排気室４３は略Ｔ字型で、その一端
は排気ファン４６によって補助されている排気口４４で
終端しており、他端はしぼりオリフィス４８で終端して
いる０本システムが正常に機能するためには必ずしも排
気ファンを必要とはしない、しぼりオリフィス４８の上
流側には始動の際に利用される冷気バルブが設けられて
いる。しぼりオリフィス４８は排気室４３およびジェッ
トポンプ本体３４と連通している。
ジェットポンプ本体３４は、放射チューブ１２のバーナ
ーレッグ１４へ空気を送り込むプレナム３６と連通して
いる縮小部３５を有している。
ーレッグ１４へ空気を送り込むプレナム３６と連通して
いる縮小部３５を有している。
燃料チューブ２８はバーナーレッグ１４内に延びており
、オイルや気体燃料などの燃料源（図示されず）を形成
する６点火は従来の点火装置３０、好ましくは小容量予
備混合燃焼パイロットで行なわれる。燃料チューブ２８
は火炎安定器３２で終端している。この安定器は安定を
図るためにガス流の周囲に空気を均一に分配するととも
に、２つの流れの間に部分的な真空空間を作る。
、オイルや気体燃料などの燃料源（図示されず）を形成
する６点火は従来の点火装置３０、好ましくは小容量予
備混合燃焼パイロットで行なわれる。燃料チューブ２８
は火炎安定器３２で終端している。この安定器は安定を
図るためにガス流の周囲に空気を均一に分配するととも
に、２つの流れの間に部分的な真空空間を作る。
作動中、ノズル２６を介して軸方向に向けられた燃焼空
気が加速されて、ノズル周辺に排気室４３の絶対圧力以
下の負圧領域をつくる。オリフィス４８はその孔径再循
環物の量を制御する。このオリフィスは所定の設計のも
のであり・てもよいし、あるいは燃焼温度によってオリ
フィス面積を変える多羽根式バイメタル装置であっても
よい、空気ダクト３８は空気をシステム内へ送り込むの
に適したブロア４０に接続されている。
気が加速されて、ノズル周辺に排気室４３の絶対圧力以
下の負圧領域をつくる。オリフィス４８はその孔径再循
環物の量を制御する。このオリフィスは所定の設計のも
のであり・てもよいし、あるいは燃焼温度によってオリ
フィス面積を変える多羽根式バイメタル装置であっても
よい、空気ダクト３８は空気をシステム内へ送り込むの
に適したブロア４０に接続されている。
バルブ５０は低温始動のために必要であり、再循環され
る燃焼の生成物による気体または液体燃料の耳炎限界内
で作動することを可能にする。ジェットポンプはファン
の原則によると、温度が低いほどより多くの燃焼生成物
を誘発するので、低温始動時には可炎限界を越え得る。
る燃焼の生成物による気体または液体燃料の耳炎限界内
で作動することを可能にする。ジェットポンプはファン
の原則によると、温度が低いほどより多くの燃焼生成物
を誘発するので、低温始動時には可炎限界を越え得る。
通常作動中では、プレナム３６中の混合気流は気体燃料
の場合で１６〜１８％の酸素量、液体燃料の場合で１４
〜１８％の酸素量であることが望ましい、混合気流は次
に火炎安定ノズル３２で燃料と合流する。調整された火
炎はチューブ内を伝播してレキュペレータ２０に至る前
に燃焼を終える。燃焼ガスはそれからさらにレキュペレ
ータを横切ってダクト４２を通り排気口４４から外に出
る。排気口４４における排気をサクションファン４６と
連通させる場合は、このダクトにおける圧力は、空気お
よび燃料燃焼比に応じて適切な手段によって調整され、
プレナム３６からバーナーレッグ１４内および排気レッ
グ１６のレキュペレータ２０を横切る空気／燃焼生成物
の流れを維持する。この適切な調整がなければ、ノズル
２６から出る燃焼空気は短絡してオリフィス４８および
排気口４４へ流れることになる。
の場合で１６〜１８％の酸素量、液体燃料の場合で１４
〜１８％の酸素量であることが望ましい、混合気流は次
に火炎安定ノズル３２で燃料と合流する。調整された火
炎はチューブ内を伝播してレキュペレータ２０に至る前
に燃焼を終える。燃焼ガスはそれからさらにレキュペレ
ータを横切ってダクト４２を通り排気口４４から外に出
る。排気口４４における排気をサクションファン４６と
連通させる場合は、このダクトにおける圧力は、空気お
よび燃料燃焼比に応じて適切な手段によって調整され、
プレナム３６からバーナーレッグ１４内および排気レッ
グ１６のレキュペレータ２０を横切る空気／燃焼生成物
の流れを維持する。この適切な調整がなければ、ノズル
２６から出る燃焼空気は短絡してオリフィス４８および
排気口４４へ流れることになる。
第２図の放射チューブバーナーアセンブリ１０は、燃焼
生成物がレキュペレータ２０の上流部分からダクト５４
を通って流出することを除けば、第１図のものとほぼ同
一である。この設計は、再循環燃焼生成物／レキュペレ
ータ性能のための全体の効率ロスを最小にする。ジェッ
トポンプ２２および空気プレナム３６からの外包への熱
ロスを度外視すれば、第２図のアセンブリ１０は、再循
環燃焼生成物がなく低ノックス放出および改善されたチ
ューブ温度特性を備えた場合と同じ効率で作動する。
生成物がレキュペレータ２０の上流部分からダクト５４
を通って流出することを除けば、第１図のものとほぼ同
一である。この設計は、再循環燃焼生成物／レキュペレ
ータ性能のための全体の効率ロスを最小にする。ジェッ
トポンプ２２および空気プレナム３６からの外包への熱
ロスを度外視すれば、第２図のアセンブリ１０は、再循
環燃焼生成物がなく低ノックス放出および改善されたチ
ューブ温度特性を備えた場合と同じ効率で作動する。
第３図の実施例はレキュペレータが設けられていないこ
とを除けば第１図の実施例と同様である。この実施例で
は、燃焼生成物は排気口４９を通って排気されるか、あ
るいは排気レッグ１６の下流に位置しているしぼりオリ
フィス４８を通って吸引されるかのどちらかである。
とを除けば第１図の実施例と同様である。この実施例で
は、燃焼生成物は排気口４９を通って排気されるか、あ
るいは排気レッグ１６の下流に位置しているしぼりオリ
フィス４８を通って吸引されるかのどちらかである。
この実施例でも他の実施例と同じように、ジェットポン
プダクト２４から送られた空気がジェットポンプ本体３
４と、プレナム３６と連通している縮小部３５の軸中心
線に沿ってジェットポンプノズル２６から排気されるこ
とが重要である。このような構成は渦巻効果つまりコア
ンダ効果を避けて、最適作動条件を与える。
プダクト２４から送られた空気がジェットポンプ本体３
４と、プレナム３６と連通している縮小部３５の軸中心
線に沿ってジェットポンプノズル２６から排気されるこ
とが重要である。このような構成は渦巻効果つまりコア
ンダ効果を避けて、最適作動条件を与える。
第４図では、本発明の別の形態を示しており、これも同
様に直列に連結された放射チューブと放射器の機能特性
を利用している。放射チューブバーナーアセンブリ５６
はバーナーレッグ５８、屈曲連結レッグ６２、排気レッ
グ６０を有している。排気ダクト８０が排気レッグ６０
とプレナム７４を連結している。しぼりオリフィス７８
はプレナム７４と排気部８２を有するダクト８０の間を
連通している。この実施例では、ジェットポンプ６４は
取入口６８からの燃焼空気を受けて、この燃焼空気を、
プレナム７４領域内に燃料チューブ７０と同心に配置さ
れたノズル６６へ向かわせる。排気ダクト８０からオリ
フィス７８を通って吸引された燃焼生成物と燃焼空気は
プレナム７４で合流して、縮小部７６を通って加速し、
火炎安定ノズル７２から排出される燃料とバーナーレッ
グ５８内で合流する。第４図に示されたアセンブリは燃
焼空気のレキュペレータが設けられていない低温システ
ムである。
様に直列に連結された放射チューブと放射器の機能特性
を利用している。放射チューブバーナーアセンブリ５６
はバーナーレッグ５８、屈曲連結レッグ６２、排気レッ
グ６０を有している。排気ダクト８０が排気レッグ６０
とプレナム７４を連結している。しぼりオリフィス７８
はプレナム７４と排気部８２を有するダクト８０の間を
連通している。この実施例では、ジェットポンプ６４は
取入口６８からの燃焼空気を受けて、この燃焼空気を、
プレナム７４領域内に燃料チューブ７０と同心に配置さ
れたノズル６６へ向かわせる。排気ダクト８０からオリ
フィス７８を通って吸引された燃焼生成物と燃焼空気は
プレナム７４で合流して、縮小部７６を通って加速し、
火炎安定ノズル７２から排出される燃料とバーナーレッ
グ５８内で合流する。第４図に示されたアセンブリは燃
焼空気のレキュペレータが設けられていない低温システ
ムである。
熱入力がプロセス需要によって減少するにつれて、ノズ
ル６６からのジェット流は減少し、チューブはより効果
的になり、放射器とチューブ間の連結特性もより効率性
を増す、これによって、再循環質量流れが増加し、その
結果火炎温度が下がり、熱入力需要減少とは不均衡に質
量流れを増加させる。この質量流れにおける不均衡な増
加は、さらに酸化剤く空気）の希薄をもたらしなり、典
型的な「ホットスポット」が再循環ガスによって最小化
された火炎放射のために取り除かれるほどまで火炎の発
光性の減少を促したりする。余剰ガスはボート８２から
排気される。
ル６６からのジェット流は減少し、チューブはより効果
的になり、放射器とチューブ間の連結特性もより効率性
を増す、これによって、再循環質量流れが増加し、その
結果火炎温度が下がり、熱入力需要減少とは不均衡に質
量流れを増加させる。この質量流れにおける不均衡な増
加は、さらに酸化剤く空気）の希薄をもたらしなり、典
型的な「ホットスポット」が再循環ガスによって最小化
された火炎放射のために取り除かれるほどまで火炎の発
光性の減少を促したりする。余剰ガスはボート８２から
排気される。
また、レキュペレータを第４図の低温システムに追加す
ることもできる。第５図に示されているように、レキュ
ペレータ８４は排気レッグ６０内に位置しており、第４
図のジェットポンプ６４に空気供給する空気ダクト９０
に連通している。燃焼生成物は排気口９４から排気する
か、あるいはダクト９２としぼりノズル（図示せず）か
ら吸引される。この改変例では、ファン８８はレキュペ
レータ８４の開口部８６から空気を送って、ジェットポ
ンプ６４を作動させる。
ることもできる。第５図に示されているように、レキュ
ペレータ８４は排気レッグ６０内に位置しており、第４
図のジェットポンプ６４に空気供給する空気ダクト９０
に連通している。燃焼生成物は排気口９４から排気する
か、あるいはダクト９２としぼりノズル（図示せず）か
ら吸引される。この改変例では、ファン８８はレキュペ
レータ８４の開口部８６から空気を送って、ジェットポ
ンプ６４を作動させる。
放射チューブの排気レッグ６０に典型的に設けられたレ
キュペレータ８４にジェットポンプ６４が連結されても
、作用パターンは第４図のそれと類似する。つまり、熱
入力が減少するにつれて、レキュペレータへ入るときの
温度が下がり、その結果プレナムの温度も下がり、放射
器の本来的な特性が質量流れを増加させて、廃棄ガスと
空気の不均衡と、均衡のとれた質量流れの場合以上の空
気温度の上昇をもたらす、この一時的な状態は、増加質
量流れが増加（再循環）するとともに空気予熱が上昇し
、ジェットから生じる速度も増加するにつれて均一化し
、それによって前述した低温空気システムよりも再循環
質量流れを増加させる。同じ効果が火炎発光性の減少を
引き起こす再循環ガス比率の増加によって得られる。そ
のことにより、ホットスポットを取り除き、空気予熱レ
ベルを上げ、チューブ温度分析をより均一にする。
キュペレータ８４にジェットポンプ６４が連結されても
、作用パターンは第４図のそれと類似する。つまり、熱
入力が減少するにつれて、レキュペレータへ入るときの
温度が下がり、その結果プレナムの温度も下がり、放射
器の本来的な特性が質量流れを増加させて、廃棄ガスと
空気の不均衡と、均衡のとれた質量流れの場合以上の空
気温度の上昇をもたらす、この一時的な状態は、増加質
量流れが増加（再循環）するとともに空気予熱が上昇し
、ジェットから生じる速度も増加するにつれて均一化し
、それによって前述した低温空気システムよりも再循環
質量流れを増加させる。同じ効果が火炎発光性の減少を
引き起こす再循環ガス比率の増加によって得られる。そ
のことにより、ホットスポットを取り除き、空気予熱レ
ベルを上げ、チューブ温度分析をより均一にする。
段階的な燃焼も第６図〜第８図に示されているように、
さらにノックス放出を減少させるために採用されること
ができる。第６図は二玲階燃料低ノックスバーナーの形
状を示しており、ここでは燃料の約５０％が複数のオリ
フィス９８から排出し、残りの燃料が１つあるいは複数
のオリフィス１０１から排出されるよう管路９６を介し
て供給される。また、従来の点火装置９７が備えられて
いる。減速された空気の総量は第１段階領域内の火炎維
持装置１０２を通遇する０部分的に燃焼した流れは火炎
維持装置１０２へ向けて下流に広がり、余剰酸素と混合
された部分的に燃焼した火炎は空間１１９を通過して、
オリフィス１０１を出る燃料と合流する。火炎はさらに
広がり、チューブを介して排気口へ連通する。
さらにノックス放出を減少させるために採用されること
ができる。第６図は二玲階燃料低ノックスバーナーの形
状を示しており、ここでは燃料の約５０％が複数のオリ
フィス９８から排出し、残りの燃料が１つあるいは複数
のオリフィス１０１から排出されるよう管路９６を介し
て供給される。また、従来の点火装置９７が備えられて
いる。減速された空気の総量は第１段階領域内の火炎維
持装置１０２を通遇する０部分的に燃焼した流れは火炎
維持装置１０２へ向けて下流に広がり、余剰酸素と混合
された部分的に燃焼した火炎は空間１１９を通過して、
オリフィス１０１を出る燃料と合流する。火炎はさらに
広がり、チューブを介して排気口へ連通する。
第７図は二段階空気燃焼装置を示しており、燃料はダク
ト１０４を介して連通ずるとともに維持フランジ１０５
のオリフィスで排気される。
ト１０４を介して連通ずるとともに維持フランジ１０５
のオリフィスで排気される。
スリーブ１０７はバーナーレッグ１０３内に内部室１０
８と環状部１１０を形成している。標準点火装置１０６
が室１０８で燃焼を起こし、そこを燃焼空気の約５０％
が通過する。残りの燃焼空気は環状部１１０を通って、
ノズル１０２の下流で室１０８からの酸素不足生成物と
合流する。
８と環状部１１０を形成している。標準点火装置１０６
が室１０８で燃焼を起こし、そこを燃焼空気の約５０％
が通過する。残りの燃焼空気は環状部１１０を通って、
ノズル１０２の下流で室１０８からの酸素不足生成物と
合流する。
第８図には多段階空気燃焼装置が示されている。内部ス
リーブ１２１は第７図の実施例と同様に内部室１１６と
環状部１１７を形成している。しかし、複数のオリフィ
ス１１５がスリーブ１２１の中間部に設けられており、
制御された方法で燃焼工程を続行し、火炎温度とノック
スの発生を最小に抑える。！＆終燃焼は燃焼領域１１８
で行なわれる。
リーブ１２１は第７図の実施例と同様に内部室１１６と
環状部１１７を形成している。しかし、複数のオリフィ
ス１１５がスリーブ１２１の中間部に設けられており、
制御された方法で燃焼工程を続行し、火炎温度とノック
スの発生を最小に抑える。！＆終燃焼は燃焼領域１１８
で行なわれる。
第１図に示すようなアセンブリについて一連のテストが
行なわれた。まず、盲板をジェットポンプとガスダクト
の間に挿入して、燃焼生成物が再循環できないようにし
た。′そしてアセンブリは、１時間あたり３００，０Ｏ
ＯＢＴＵで酸素２％を含有する燃料入力で、燃焼生成物
を含まないという固定状態のもとで作動された。
行なわれた。まず、盲板をジェットポンプとガスダクト
の間に挿入して、燃焼生成物が再循環できないようにし
た。′そしてアセンブリは、１時間あたり３００，０Ｏ
ＯＢＴＵで酸素２％を含有する燃料入力で、燃焼生成物
を含まないという固定状態のもとで作動された。
アセンブリから放出されるノックスのレベルおよび放射
チューブ２０インチ毎の温度を含むさまざまな試験測定
が行なわれた。
チューブ２０インチ毎の温度を含むさまざまな試験測定
が行なわれた。
次に盲板が取り除かれ、代りに好適な酸素含有量を得る
ためにバタフライバルブが用いられた。再びアセンブリ
は一１時間あたり３００゜０００ＢＴＵで作動され、酸
素含有量を変化させて、ノックスレベルおよび平均以上
のホットスポット（ＨＳＯＡ）が測定された。
ためにバタフライバルブが用いられた。再びアセンブリ
は一１時間あたり３００゜０００ＢＴＵで作動され、酸
素含有量を変化させて、ノックスレベルおよび平均以上
のホットスポット（ＨＳＯＡ）が測定された。
結果は第９図および第１０図に示されている。
第９図において、縦軸は放射チューブの温度（”Ｆ）、
横軸は放射チューブの２０インチ毎の距離で、チューブ
温度曲線１２０は再循環燃焼生成物を使用しない第１図
のシステムの場合を示しており、曲線１２２は再循環燃
焼生成物を用いた放射チューブに沿った温度を示してい
る。
横軸は放射チューブの２０インチ毎の距離で、チューブ
温度曲線１２０は再循環燃焼生成物を使用しない第１図
のシステムの場合を示しており、曲線１２２は再循環燃
焼生成物を用いた放射チューブに沿った温度を示してい
る。
本発明の放射チューブアセンブリではチューブ温度がよ
り均一であることがわかる。
り均一であることがわかる。
第１０図は燃焼生成物の増加と酸素含有量の減少のノッ
クスレベルと放射チューブの平均以上のホットスポット
に対する効果を示しており、縦軸は酸素２％を含有する
燃料入力でのノックスレベル（ＰＰＭ）とホットスポッ
トの温度（’Ｆ）、横軸は酸素含有量（％）である、再
循環燃焼生成物の総量が増加するに従って、チューブの
温度特性が改善されているのがわかる（曲線１２６を参
照）、この曲線１２６は燃焼生成物が増加し、酸素含有
量は減少することにより均一化される加熱を示している
。同様に、曲線１２４は燃焼生成物が増加するとノック
ス放出が減少することを示している。酸素含有量が１７
％まで減少すると、ノックスレベルが再循環燃焼生成物
を使用しない場合の約２００ＰＰＭから１１００ＰＰ以
下に減少し、再循環燃焼生成物の追加によって更に減少
することがわかる。
クスレベルと放射チューブの平均以上のホットスポット
に対する効果を示しており、縦軸は酸素２％を含有する
燃料入力でのノックスレベル（ＰＰＭ）とホットスポッ
トの温度（’Ｆ）、横軸は酸素含有量（％）である、再
循環燃焼生成物の総量が増加するに従って、チューブの
温度特性が改善されているのがわかる（曲線１２６を参
照）、この曲線１２６は燃焼生成物が増加し、酸素含有
量は減少することにより均一化される加熱を示している
。同様に、曲線１２４は燃焼生成物が増加するとノック
ス放出が減少することを示している。酸素含有量が１７
％まで減少すると、ノックスレベルが再循環燃焼生成物
を使用しない場合の約２００ＰＰＭから１１００ＰＰ以
下に減少し、再循環燃焼生成物の追加によって更に減少
することがわかる。
第１図は排気レッグに配されたレキュペレータを有する
本放射チューブバーナーアセンブリの概略図、 第２図は吸引される燃焼生成物がレキュペレータ上流で
排気レッグから排出されるように構成された第１図の別
の実施例の概略図、第３図は低温放射チューブバーナー
アセンブリ装置の概略図、 第４図は低温放射チューブバーナーアセンブリの別の実
施例を示す図、 第５図は第４図のバーナーに使用される排気レッグ内の
レキュペレータの概略図、 第６図は段階的燃料供給式バーナーの概略図、第７図は
段階的空気供給式バーナーの概略図、第８図は多段階空
気供給式バーナーの概略図、第９図は従来のアセンブリ
と本アセンブリについて、放射チューブに沿って測定さ
れた温度を示すグラフ、 第１０図は酸素含有量を関数としたノックス放出および
チューブ温度を示すグラフである。 （１２）・・・放射チューブ、 （１４）、（５８）
・・・バーナーレッグ、 （１６）、（６０）・・・
排気レッグ、 （２２）、（６４）・・・ジェットポ
ンプ、 （３６）、（７４）・・・プレナム、 （
４８）、（７８）・・・しぼりオリフィス。 ヒ！９．２ １゜
本放射チューブバーナーアセンブリの概略図、 第２図は吸引される燃焼生成物がレキュペレータ上流で
排気レッグから排出されるように構成された第１図の別
の実施例の概略図、第３図は低温放射チューブバーナー
アセンブリ装置の概略図、 第４図は低温放射チューブバーナーアセンブリの別の実
施例を示す図、 第５図は第４図のバーナーに使用される排気レッグ内の
レキュペレータの概略図、 第６図は段階的燃料供給式バーナーの概略図、第７図は
段階的空気供給式バーナーの概略図、第８図は多段階空
気供給式バーナーの概略図、第９図は従来のアセンブリ
と本アセンブリについて、放射チューブに沿って測定さ
れた温度を示すグラフ、 第１０図は酸素含有量を関数としたノックス放出および
チューブ温度を示すグラフである。 （１２）・・・放射チューブ、 （１４）、（５８）
・・・バーナーレッグ、 （１６）、（６０）・・・
排気レッグ、 （２２）、（６４）・・・ジェットポ
ンプ、 （３６）、（７４）・・・プレナム、 （
４８）、（７８）・・・しぼりオリフィス。 ヒ！９．２ １゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、渦巻を避けるべく高速燃焼空気を空気プレナムへ軸
方向に送り込み、前記燃焼空気によって放射チューブの
排気レッグからの燃焼生成物を吸引し、混合物を形成す
べく前記燃焼生成物と燃焼空気を混合し、燃焼を起こす
べく前記混合物を放射チューブのバーナーレッグ内にお
いて火炎保持装置の下流で燃料と混合することからなる
放射チューブバーナーによる燃焼方法。 ２、バーナーレッグおよび排気レッグを有する放射チュ
ーブ、燃焼空気と前記排気レッグからの燃焼生成物を混
合するとともにこの混合物を前記バーナーレッグ内へ送
るべく位置しているプレナム、高速燃焼空気をノズルへ
、また前記プレナムの中心軸心に沿って送るとともに燃
焼生成物を吸引するジェットポンプ、前記プレナムおよ
び排気レッグと連通するとともに燃焼生成物をプレナム
へ送るダクト、前記ダクトと連通するとともにジェット
ポンプノズルと関連する寸法を有して、前記プレナムに
吸引される燃焼生成物の量を制御するしぼりオリフィス
、前記排気レッグまたはダクトと連通して、前記ジェッ
トポンプに吸引されなかった燃焼生成物を排気する排気
手段、バーナーレッグへ延出して燃焼空気および燃焼生
成物と混合する燃料を供給する燃料源からなり、前記燃
料、燃焼空気および燃焼生成物が、ノックス放射を減少
させ放射チューブに沿つて均一の放射を与える低温で均
一な火炎を発生させる放射チューブバーナー。 ３、燃焼空気を熱するために排気レッグに設けられたレ
キュペレータを有する特許請求の範囲第２項に記載の放
射チューブバーナー。 ４、前記ダクトがレキュペレータの上流にある特許請求
の範囲第３項に記載の放射チューブバーナー。 ５、前記燃料源が、バーナーレッグ内へ延出されて火炎
安定器で終端している燃料チューブを有し、燃料と燃焼
空気および燃焼生成物との前記混合が前記火炎安定器の
下流で行なわれる特許請求の範囲第２項に記載の放射チ
ューブバーナー。 ６、前記排気手段がしぼりオリフィスの上流のダクトと
部分連通している特許請求の範囲第２項に記載の放射チ
ューブバーナー。 ７、前記排気手段が前記ダクトの下流で排気レッグ内に
ある特許請求の範囲第４項に記載の放射チューブバーナ
ー。 ８、前記ダクトのしぼりオリフィスの下流に低温始動の
ための追加燃焼空気を供給するバルブを有している特許
請求の範囲第２項に記載の放射チューブバーナー。 ９、前記ジェットポンプが燃焼空気を燃料チューブと同
心の縮小喉部領域を通過する軸方向に向わせるとともに
、前記縮小喉部が前記火炎安定器の拡大部で終端してい
る特許請求の範囲第５項に記載の放射チューブバーナー
。 １０、燃料チューブの端部の上流に位置している燃料チ
ューブの複数のオリフィスによって形成されて、燃料の
一部が前記複数のオリフィスから排気して残りの燃料が
燃料チューブの終端から排気する二段階燃料バーナーを
有する特許請求の範囲第２項に記載の放射チューブバー
ナー。 １１、バーナーレッグ内に同心に配置されるとともに前
記燃料チューブの下流を外囲して延びているスリーブに
よって形成されて、燃焼空気と燃焼生成物の混合物の一
部が前記スリーブ内を通過し、残りの混合物がスリーブ
とバーナーチューブによつて形成される環状部を通過す
る特許請求の範囲第２項に記載の放射チューブバーナー
。 １２、前記スリーブが、スリーブに沿つて追加燃焼を起
こすべく、スリーブ中間部に複数のオリフィスを有する
特許請求の範囲第１１項に記載の放射チューブバーナー
。 １３、前記プレナムが燃焼空気および燃焼生成物を受け
る縮小部を有するとともに、この縮小部がバーナーへの
混合物をさらに制御すべく縮小形オリフィスおよびジェ
ットポンプノズルと関連した寸法である特許請求の範囲
第２項に記載の放射チューブバーナー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2536587A | 1987-03-13 | 1987-03-13 | |
| US025365 | 1987-03-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238308A true JPS63238308A (ja) | 1988-10-04 |
| JPH0792205B2 JPH0792205B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=21825608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229430A Expired - Lifetime JPH0792205B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-09-11 | ラジアントチューブバーナー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0290665B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0792205B2 (ja) |
| AT (1) | ATE75532T1 (ja) |
| CA (1) | CA1280685C (ja) |
| DE (1) | DE3778697D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| FR2629900B1 (fr) * | 1988-04-07 | 1994-04-15 | Stein Heurtey | Perfectionnements apportes aux bruleurs auto-recuperateurs |
| US5269679A (en) * | 1992-10-16 | 1993-12-14 | Gas Research Institute | Staged air, recirculating flue gas low NOx burner |
| US5775317A (en) * | 1996-08-30 | 1998-07-07 | Bloom Engineering Company, Inc. | Recuperative radiant tube with hot side vitiation |
| DE19718878B4 (de) * | 1997-05-03 | 2005-06-30 | Lbe Feuerungstechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Verbrennung von Brennstoff |
| US11187408B2 (en) * | 2019-04-25 | 2021-11-30 | Fives North American Combustion, Inc. | Apparatus and method for variable mode mixing of combustion reactants |
| FR3130945B1 (fr) | 2021-12-21 | 2023-12-22 | Fives Stein | Récupérateur à effet coandă et équipement de combustion à tube radiant équipé dudit récupérateur |
Citations (7)
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| JPS5817364A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-02-01 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | サンプル濃縮装置 |
| JPS58154311U (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-15 | 大同特殊鋼株式会社 | ラジアントチユ−ブバ−ナ |
| JPS6143061U (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-20 | 株式会社リコー | インク放出型感圧複写材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1246151B (de) * | 1962-09-17 | 1967-08-03 | Bloom Eng Co Inc | Strahlheizrohr mit in einem Rohrschenkel angeordneten Waermetauscher |
| DE3131948A1 (de) * | 1981-08-12 | 1983-03-10 | Gosudarstvennyj sojuznyj institut po proektirovaniju agregatov staleplavil'nogo i prokatnogo proizvodstva dlja černoj metallurgii "Stalproekt", Moskva | Brenner fuer einen strahlungs-roehrenheizkoerper |
| DE3307539A1 (de) * | 1983-03-03 | 1984-09-06 | Fa. Klaus Reinhold, 4540 Lengerich | Brennstoff-heizkessel |
-
1987
- 1987-05-22 AT AT87107502T patent/ATE75532T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-05-22 DE DE8787107502T patent/DE3778697D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-05-22 EP EP87107502A patent/EP0290665B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-05 CA CA000543755A patent/CA1280685C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-11 JP JP62229430A patent/JPH0792205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5244805A (en) * | 1975-10-07 | 1977-04-08 | Sanshiyuu Jiyuuki Kougiyou Gou | Roofing tile transfer apparatus |
| JPS52138728A (en) * | 1976-05-17 | 1977-11-19 | Daido Steel Co Ltd | Range nox combusting method of self-recirculation system radiant tube burner and its apparatus |
| JPS5560104A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-07 | Nippon Steel Corp | Two-stage combustion burner for radiant tube |
| JPS5817364A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-02-01 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | サンプル濃縮装置 |
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| JPS58154311U (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-15 | 大同特殊鋼株式会社 | ラジアントチユ−ブバ−ナ |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1280685C (en) | 1991-02-26 |
| ATE75532T1 (de) | 1992-05-15 |
| EP0290665B2 (en) | 1995-01-25 |
| JPH0792205B2 (ja) | 1995-10-09 |
| EP0290665A1 (en) | 1988-11-17 |
| EP0290665B1 (en) | 1992-04-29 |
| DE3778697D1 (de) | 1992-06-04 |
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