JPS6339803B2 - - Google Patents
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- JPS6339803B2 JPS6339803B2 JP58238585A JP23858583A JPS6339803B2 JP S6339803 B2 JPS6339803 B2 JP S6339803B2 JP 58238585 A JP58238585 A JP 58238585A JP 23858583 A JP23858583 A JP 23858583A JP S6339803 B2 JPS6339803 B2 JP S6339803B2
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- JP
- Japan
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- fuel
- primary
- nozzle
- supply pipe
- air
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Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 76
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 19
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
- F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
本発明は低カロリー燃料用ガスバーナに関す
る。 従来から発熱量が低く、そのままでは燃焼の持
続が困難な低カロリーガスを燃焼させる方法とし
て、 高カロリーガスを混入してガスのカロリーア
ツプを図る方法、（例えば特開昭53−93667号公
報参照） 高カロリー燃料の助燃バーナを設ける方法、
（例えば特公昭52−29013号公報参照） 空気あるいは燃料ガスを予熱する方法、 などが知られている。 上記ではランニングコストが高くつき、
では従来、必要熱量が不明であつたために、すべ
ての空気または燃料ガスを予熱しており、このた
め加熱器が非常に大きくなり、設備費の増大をま
ねくという問題がある。 そこで本発明はかかる問題点を解消したガスバ
ーナを提供するものであつて、その特徴とすると
ころは、焚口先端を円錐状空間に形成し、その焚
口内に同心状に設けた一次空気ノズル内に、先端
部に一次燃料を半径方向に噴射する噴射口を有す
る一次燃料ノズルを同心状に挿入し、一次空気ノ
ズルの外側に二次燃料ノズルを配設し、該二次燃
料ノズルの外側に二次空気ノズルを配設し、前記
二次燃料ノズルおよび二次空気ノズルの先端部に
二次燃料および二次空気を旋回させる旋回手段を
設け、低カロリー燃料供給管から分岐してそれぞ
れ一次燃料ノズルおよび二次燃料ノズルに接続さ
れた一次燃料供給管および二次燃料供給管を設
け、前記一次燃料ノズルに接続された一次燃料供
給管に助燃ガス供給管を接続したことにある。か
かる構成によれば、燃料および空気をそれぞれ一
次と二次とに分け、その一次燃料に高カロリーの
助燃ガスを添加するものであるから、一次燃料ガ
スを適正カロリーの燃料ガスにすることができ、
これによつて確実に着火させて、その燃焼を持続
させることができ、しかも燃料または空気を加熱
するための加熱器が不要であり、かつ使用する高
カロリーガス量も最少でよく、従来に比べランニ
ングコストを下げることができる。 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。１は焚口であつて、その先端を円錐状空間に
形成してある。２は焚口１内に同心状に設けた一
次空気ノズル、３は該一次空気ノズル２内に同心
状に挿入された一次燃料ノズルで、その先端部に
は第１図に矢印で示すように一次燃料を半径方向
に噴射する噴射口を有する。４は一次空気ノズル
２の外側に配設された二次燃料ノズル、５は該二
次燃料ノズル４の外側に配設された二次空気ノズ
ル、６，７は二次の燃料ノズル４および空気ノズ
ル５の先端に配設された旋回翼であつて、二次燃
料および二次空気を第１図にイ示すごとく旋回さ
せるものである。８は低カロリー燃料主供給管で
あつて、これら２つに分岐した一次燃料供給管８
Ａと二次燃料供給管８Ｂとはそれぞれ一次、二次
の燃料ノズル３，４に接続してある。９は空気主
供給管であつて、これから２つに分岐した一次空
気供給管９Ａと二次空気供給管９Ｂとはそれぞれ
一次、二次の空気ノズル２，５に接続してある。
１８は一次燃料供給管８Ａに接続された助燃ガス
供給管、１１は一次燃料供給管８Ａの途中に介在
させた開閉弁である。前記一次燃料ノズル３の燃
料噴射口は該ノズル３の半径方向に沿つて形成さ
れている。したがつてノズル３からその半径方向
に沿つて噴射された燃料ガスは一次空気ノズル２
内を流れる空気流によつて第１図ロで示すごとく
焚口１から放射状に噴射されるものである。 上記構成において、一次空気供給管９Ａ内を流
れる一次空気は一次空気ノズル２に入り、また一
次燃料供給管８Ａ内を流れる低カロリーの一次燃
料には助燃ガス供給管１８から高カロリーの助燃
ガスが添加され、これによつて燃焼を持続するの
に必要なカロリーを有する燃料ガスとなる。その
適正カロリーの燃料は一次燃料ノズル３の噴射口
から一次燃料ノズル３の半径方向へ噴射され、一
次空気ノズル２から噴射される一次空気流に乗つ
て焚口１から第１図のロで示すごとく放射状に非
旋回で噴射される。また二次燃料ノズル４から低
カロリーの二次燃料が第１図のイに示すごとく旋
回させられながら噴射され、さらに二次空気ノズ
ル５から二次空気が旋回させられながら噴射され
る。そして適正カロリーの一次燃料が容易に着火
させられると共にその燃焼を持続させられ、また
一次燃料の燃焼熱によつて二次燃料および二次空
気を必要温度まで加熱し、全体として安定した燃
焼を持続するものである。 ここで自燃限界発熱量QL（kcal／Ｎm3）以下の
発熱量Qg（kcal／Ｎm3）を保有する低カロリーガ
スの燃焼を持続させるためには、その低カロリー
ガスにQL−Qg＝△Qkcal／Ｎm3（エンタルピー）
に相当する熱量を与えればよい。また一次燃料ノ
ズル３に供給される一次燃料の全燃料に対する割
合をｍとすれば、一次燃料ノズル３で燃焼を持続
させるために必要な熱量はｍ・△Ｑである。 これによつて発生する熱量はｍ・QLであり、
ｍ・QL≧△Ｑであれば燃焼は持続する。したが
つてｍ≧△Ｑ／QLであればよい。しかしながら
実機では、ガスの混合や熱放散などにより火炎を
十分安定させるには、次式の関係が成り立つよう
にすることが適当であることがわかつた。 1.3△Ｑ／QL≧ｍ≧1.1△Ｑ／QL 次に必要な助燃ガス量ｎは次式であらわされ
る。 ｎ≧ｍ△Ｑ／QH（Ｎm3／Ｎm3低カロリー ガス） ただしQH：助燃ガスの発熱量（kcal／Ｎm3） 好ましくは 1.2×ｍ△Ｑ／QH≧ｎ≧1.05×ｍ△Ｑ／QH である。 上記第１の実施例における旋回翼６，７に代え
て、第３図に示すごとくノズル４，５の内壁面に
ほぼ接線方向に沿う多数のスリツト１３を形成し
てもよいし（第２の実施例）、また第４図に示す
ごとくノズル４，５の端面に周方向に沿つてのび
る傾斜穴１４を形成してもよい（第３の実施例）。 （実施例） ガス発熱量500kcal／Ｎm3のC3H8−N2低カロ
リーガスの燃焼実験（計算値） 第６図より限界発熱量QLは640kcal／Ｎm3であ
る。これより一次燃料の割合ｍは 640−500／640×1.3≧ｍ≧640−500／640×1.1 0.28≧ｍ≧0.24となる。 助燃ガスとしてC3H8を使用した場合の助燃ガ
ス量ｎは 0.24（640−500）／22350×1.2≧ｎ≧0.24（640−5
00）／22350×1.05 0.0018≧ｎ≧0.0016となる。 （実 験） 燃焼実験結果を表１に示す。
る。 従来から発熱量が低く、そのままでは燃焼の持
続が困難な低カロリーガスを燃焼させる方法とし
て、 高カロリーガスを混入してガスのカロリーア
ツプを図る方法、（例えば特開昭53−93667号公
報参照） 高カロリー燃料の助燃バーナを設ける方法、
（例えば特公昭52−29013号公報参照） 空気あるいは燃料ガスを予熱する方法、 などが知られている。 上記ではランニングコストが高くつき、
では従来、必要熱量が不明であつたために、すべ
ての空気または燃料ガスを予熱しており、このた
め加熱器が非常に大きくなり、設備費の増大をま
ねくという問題がある。 そこで本発明はかかる問題点を解消したガスバ
ーナを提供するものであつて、その特徴とすると
ころは、焚口先端を円錐状空間に形成し、その焚
口内に同心状に設けた一次空気ノズル内に、先端
部に一次燃料を半径方向に噴射する噴射口を有す
る一次燃料ノズルを同心状に挿入し、一次空気ノ
ズルの外側に二次燃料ノズルを配設し、該二次燃
料ノズルの外側に二次空気ノズルを配設し、前記
二次燃料ノズルおよび二次空気ノズルの先端部に
二次燃料および二次空気を旋回させる旋回手段を
設け、低カロリー燃料供給管から分岐してそれぞ
れ一次燃料ノズルおよび二次燃料ノズルに接続さ
れた一次燃料供給管および二次燃料供給管を設
け、前記一次燃料ノズルに接続された一次燃料供
給管に助燃ガス供給管を接続したことにある。か
かる構成によれば、燃料および空気をそれぞれ一
次と二次とに分け、その一次燃料に高カロリーの
助燃ガスを添加するものであるから、一次燃料ガ
スを適正カロリーの燃料ガスにすることができ、
これによつて確実に着火させて、その燃焼を持続
させることができ、しかも燃料または空気を加熱
するための加熱器が不要であり、かつ使用する高
カロリーガス量も最少でよく、従来に比べランニ
ングコストを下げることができる。 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。１は焚口であつて、その先端を円錐状空間に
形成してある。２は焚口１内に同心状に設けた一
次空気ノズル、３は該一次空気ノズル２内に同心
状に挿入された一次燃料ノズルで、その先端部に
は第１図に矢印で示すように一次燃料を半径方向
に噴射する噴射口を有する。４は一次空気ノズル
２の外側に配設された二次燃料ノズル、５は該二
次燃料ノズル４の外側に配設された二次空気ノズ
ル、６，７は二次の燃料ノズル４および空気ノズ
ル５の先端に配設された旋回翼であつて、二次燃
料および二次空気を第１図にイ示すごとく旋回さ
せるものである。８は低カロリー燃料主供給管で
あつて、これら２つに分岐した一次燃料供給管８
Ａと二次燃料供給管８Ｂとはそれぞれ一次、二次
の燃料ノズル３，４に接続してある。９は空気主
供給管であつて、これから２つに分岐した一次空
気供給管９Ａと二次空気供給管９Ｂとはそれぞれ
一次、二次の空気ノズル２，５に接続してある。
１８は一次燃料供給管８Ａに接続された助燃ガス
供給管、１１は一次燃料供給管８Ａの途中に介在
させた開閉弁である。前記一次燃料ノズル３の燃
料噴射口は該ノズル３の半径方向に沿つて形成さ
れている。したがつてノズル３からその半径方向
に沿つて噴射された燃料ガスは一次空気ノズル２
内を流れる空気流によつて第１図ロで示すごとく
焚口１から放射状に噴射されるものである。 上記構成において、一次空気供給管９Ａ内を流
れる一次空気は一次空気ノズル２に入り、また一
次燃料供給管８Ａ内を流れる低カロリーの一次燃
料には助燃ガス供給管１８から高カロリーの助燃
ガスが添加され、これによつて燃焼を持続するの
に必要なカロリーを有する燃料ガスとなる。その
適正カロリーの燃料は一次燃料ノズル３の噴射口
から一次燃料ノズル３の半径方向へ噴射され、一
次空気ノズル２から噴射される一次空気流に乗つ
て焚口１から第１図のロで示すごとく放射状に非
旋回で噴射される。また二次燃料ノズル４から低
カロリーの二次燃料が第１図のイに示すごとく旋
回させられながら噴射され、さらに二次空気ノズ
ル５から二次空気が旋回させられながら噴射され
る。そして適正カロリーの一次燃料が容易に着火
させられると共にその燃焼を持続させられ、また
一次燃料の燃焼熱によつて二次燃料および二次空
気を必要温度まで加熱し、全体として安定した燃
焼を持続するものである。 ここで自燃限界発熱量QL（kcal／Ｎm3）以下の
発熱量Qg（kcal／Ｎm3）を保有する低カロリーガ
スの燃焼を持続させるためには、その低カロリー
ガスにQL−Qg＝△Qkcal／Ｎm3（エンタルピー）
に相当する熱量を与えればよい。また一次燃料ノ
ズル３に供給される一次燃料の全燃料に対する割
合をｍとすれば、一次燃料ノズル３で燃焼を持続
させるために必要な熱量はｍ・△Ｑである。 これによつて発生する熱量はｍ・QLであり、
ｍ・QL≧△Ｑであれば燃焼は持続する。したが
つてｍ≧△Ｑ／QLであればよい。しかしながら
実機では、ガスの混合や熱放散などにより火炎を
十分安定させるには、次式の関係が成り立つよう
にすることが適当であることがわかつた。 1.3△Ｑ／QL≧ｍ≧1.1△Ｑ／QL 次に必要な助燃ガス量ｎは次式であらわされ
る。 ｎ≧ｍ△Ｑ／QH（Ｎm3／Ｎm3低カロリー ガス） ただしQH：助燃ガスの発熱量（kcal／Ｎm3） 好ましくは 1.2×ｍ△Ｑ／QH≧ｎ≧1.05×ｍ△Ｑ／QH である。 上記第１の実施例における旋回翼６，７に代え
て、第３図に示すごとくノズル４，５の内壁面に
ほぼ接線方向に沿う多数のスリツト１３を形成し
てもよいし（第２の実施例）、また第４図に示す
ごとくノズル４，５の端面に周方向に沿つてのび
る傾斜穴１４を形成してもよい（第３の実施例）。 （実施例） ガス発熱量500kcal／Ｎm3のC3H8−N2低カロ
リーガスの燃焼実験（計算値） 第６図より限界発熱量QLは640kcal／Ｎm3であ
る。これより一次燃料の割合ｍは 640−500／640×1.3≧ｍ≧640−500／640×1.1 0.28≧ｍ≧0.24となる。 助燃ガスとしてC3H8を使用した場合の助燃ガ
ス量ｎは 0.24（640−500）／22350×1.2≧ｎ≧0.24（640−5
00）／22350×1.05 0.0018≧ｎ≧0.0016となる。 （実 験） 燃焼実験結果を表１に示す。
【表】
以上述べたごとく本発明によれば、低カロリー
燃料を一次と二次とに分け、その一次燃料に高カ
ロリーの助燃ガスを添加するものであるから、一
次燃料ガスを適正カロリーの燃料ガスにすること
ができ、また一次燃料は一次燃料ノズルの噴射口
から非旋回の１次空気中に直交するように噴射さ
れて供給されるとともに、二次燃料および二次空
気は旋回手段により旋回して供給されることによ
り、確実に着火させて、その燃焼を持続させるこ
とができ、しかも燃料または空気を加熱するため
の加熱器が不要であり、かつ使用する高カロリー
ガス量も最少でよく、従来に比べランニングコス
トを下げることができる。
燃料を一次と二次とに分け、その一次燃料に高カ
ロリーの助燃ガスを添加するものであるから、一
次燃料ガスを適正カロリーの燃料ガスにすること
ができ、また一次燃料は一次燃料ノズルの噴射口
から非旋回の１次空気中に直交するように噴射さ
れて供給されるとともに、二次燃料および二次空
気は旋回手段により旋回して供給されることによ
り、確実に着火させて、その燃焼を持続させるこ
とができ、しかも燃料または空気を加熱するため
の加熱器が不要であり、かつ使用する高カロリー
ガス量も最少でよく、従来に比べランニングコス
トを下げることができる。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示し、第１図は概略縦断面図、第２図は要部の概
略正面図である。第３図は本発明の第２の実施例
を示す要部の斜視図、第４図は本発明の第３の実
施例を示す要部の斜視図である。第５図は自燃限
界発熱量と予熱エンタルピーの関係を示すグラ
フ、第６図は予熱エンタルピーと総発熱量の関係
を示すグラフである。 １……焚口、２……一次空気ノズル、３……一
次燃料ノズル、４……二次燃料ノズル、５……二
次空気ノズル、６，７……旋回翼、８……低カロ
リー燃料供給管、８Ａ……一次燃料供給管、８Ｂ
……二次燃料供給管、１８……助燃ガス供給管。
示し、第１図は概略縦断面図、第２図は要部の概
略正面図である。第３図は本発明の第２の実施例
を示す要部の斜視図、第４図は本発明の第３の実
施例を示す要部の斜視図である。第５図は自燃限
界発熱量と予熱エンタルピーの関係を示すグラ
フ、第６図は予熱エンタルピーと総発熱量の関係
を示すグラフである。 １……焚口、２……一次空気ノズル、３……一
次燃料ノズル、４……二次燃料ノズル、５……二
次空気ノズル、６，７……旋回翼、８……低カロ
リー燃料供給管、８Ａ……一次燃料供給管、８Ｂ
……二次燃料供給管、１８……助燃ガス供給管。
Claims (1)
- １ 焚口先端を円錐状空間に形成し、その焚口内
に同心状に設けた一次空気ノズル内に、先端部に
一次燃料を半径方向に噴射する噴射口を有する一
次燃料ノズルを同心状に挿入し、一次空気ノズル
の外側に二次燃料ノズルを配設し、該二次燃料ノ
ズルの外側に二次空気ノズルを配設し、前記二次
燃料ノズルおよび二次空気ノズルの先端部に二次
燃料および二次空気を旋回させる旋回手段を設
け、低カロリー燃料供給管から分岐してそれぞれ
一次燃料ノズルおよび二次燃料ノズルに接続され
た一次燃料供給管および二次燃料供給管を設け、
前記一次燃料供給管に助燃ガス供給管を接続した
ことを特徴とする低カロリー燃料用ガスバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23858583A JPS60129518A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 低カロリー燃料用ガスバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23858583A JPS60129518A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 低カロリー燃料用ガスバーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129518A JPS60129518A (ja) | 1985-07-10 |
| JPS6339803B2 true JPS6339803B2 (ja) | 1988-08-08 |
Family
ID=17032385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23858583A Granted JPS60129518A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 低カロリー燃料用ガスバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129518A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626635A (ja) * | 1992-06-02 | 1994-02-04 | Leobersdorfer Maschinenfabrik Ag | 有害な物質を含む媒体を燃焼させるバーナー |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2686681A1 (fr) * | 1992-01-28 | 1993-07-30 | Lorraine Laminage | Bruleur industriel polycombustibles de grande puissance. |
| CN102261836A (zh) * | 2011-05-16 | 2011-11-30 | 鞍山普贝达科技有限公司 | 一种用于回转窑的富氧助燃燃烧器及其使用方法 |
| KR102211258B1 (ko) * | 2016-07-26 | 2021-02-02 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 전기로용 조연 버너 |
| CN109373316A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-22 | 常州大学 | 一种供暖天然气热水锅炉用低氮燃烧器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229013A (en) * | 1975-08-25 | 1977-03-04 | Yoshimitsu Sannomiya | Monorail carriage |
| JPS5393667A (en) * | 1977-01-26 | 1978-08-16 | Marutani Kakoki | Treatment of noxious waste gases |
| JPS5634016A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-06 | Hitachi Ltd | Burning method for low-caloric fuel |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23858583A patent/JPS60129518A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229013A (en) * | 1975-08-25 | 1977-03-04 | Yoshimitsu Sannomiya | Monorail carriage |
| JPS5393667A (en) * | 1977-01-26 | 1978-08-16 | Marutani Kakoki | Treatment of noxious waste gases |
| JPS5634016A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-06 | Hitachi Ltd | Burning method for low-caloric fuel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626635A (ja) * | 1992-06-02 | 1994-02-04 | Leobersdorfer Maschinenfabrik Ag | 有害な物質を含む媒体を燃焼させるバーナー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129518A (ja) | 1985-07-10 |
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