JP2537451B2 - 低NOxバ−ナ - Google Patents

低NOxバ−ナ

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JP2537451B2 JP4278124A JP27812492A JP2537451B2 JP 2537451 B2 JP2537451 B2 JP 2537451B2 JP 4278124 A JP4278124 A JP 4278124A JP 27812492 A JP27812492 A JP 27812492A JP 2537451 B2 JP2537451 B2 JP 2537451B2
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芳治 植田
正成 木下
景良 唐
雅通 山本
厚見 上梨
清幹 石谷
一哉 栗本
宏之 長谷部
亮 坂井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ等に使用される低
NOxバ−ナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、先混合式の低NOxバ−ナとして
は、薄膜燃焼、二段燃焼、濃淡燃焼、排ガス再循環、水
蒸気噴霧等の技術又はそれらの組合わせによるものが通
常使用されているが、これらは何れも火炎の温度を低く
抑制し、緩慢燃焼させる原理に基づくものであり、火炎
が長炎化する恨みがあつた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】低NOx化のために従
来のバ−ナを使用するとバ−ナの構造が複雑化するとと
もに大きな燃焼空間が必要となり、装置が大型化するた
めボイラが高価につくという問題点がある。上記に鑑
み、本発明は水蒸気噴射や排ガス再循環のように特別な
装置を必要とせず、著しく簡単なバ−ナ構造でボイラの
低NOx化を図り、かつ短炎で高負荷燃焼にも適用可能
なバ−ナを提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記に鑑み本発明の第1
は、先端を閉じた丸型インナーチューブ(1)の先端近
傍の周囲に放射状(半径方向)に燃料ガスを噴出するた
めのガスノズル孔(4)が設けられ、かつ該ガスノズル
孔(4)の後方に、空気を軸方向に噴出するためのプレ
ート(3)がインナーチューブ(1)とプラストチュー
ブ(2)との間に隙間なく設けられ、プレート(3)に
スリット状又はV字状の切欠きが設けられるか又は多数
の小径の円孔が設けられ、プレート(3)が多数の小径
の円孔で構成されている場合は小径の円孔の配列の中間
にガスノズル孔(4)が設けられ、V字状又はスリット
状の切欠きの場合は、切欠き周辺より内側に切欠き縁に
沿って燃料ガスが噴出するようにガスノズル孔が設けら
れたことを特徴とする低NOxバーナである。
【0005】本発明の第2は、ガスノズル孔の直径をd
gとしたとき、プレートとガスノズル孔中心間の距離
(1)を1/2dg以上、3dg以下となしたことを特
徴とする第1発明記載の低NOxバーナである。
【0006】本発明の第3は、ガスノズル孔の直径をd
gとしたとき、プレートからのブラストチューブの真直
に延長された出しシロ(L)が0以上、10dg以下に
するか又はブラストチューブ先端に絞り(8)を設けた
ことを特徴とする第1又は第2発明記載の低NOxバー
ナである。
【0007】本発明の第4は、インナーチューブ先端に
インナーチューブ(1)の外径(d)よりも大きく、ブ
ラストチューブの内径(D)よりも小さいフロントプレ
ート(9)が設けられたこどを特徴とする第1,第2又
は第3発明記載の低NOxバーナである。
【0008】更に本発明では、空気流速とガス流速とに
関連して空気側差圧が100 〜400mmAq 程度にとられる
が、この範囲においてガスノズル差圧は400mm Aq 以
上、好適には1000〜4000mmAq となるようにガスノズル
孔の直径dg を決めることにより、混合がよく、燃焼範
囲が広く、タ−ンダウンの広いバ−ナが得られる。更に
相隣れるガスノズル径を変化させて濃淡燃焼をさせると
若干火炎は長くなるが、更に低NOx化を達成すること
ができる。
【0009】
【作用】本発明はガスノズルから噴出するガスとプレ−
トから軸方向に噴出する空気が直接衝突するのではな
く、プレ−トの面上で空気の噴流に引つ張られてガスが
均一に混合するため安定した火炎が形成される。従つて
本発明の構成により1個のガスノズルで1火炎が形成さ
れ、全体としては火炎分割が行われる。即ち丸型の場合
は分割環状火炎が形成され、角型の場合はインナ−チユ
−ブの両側に分割帯状火炎が形成されることになる。ま
た火炎を分割しているため、通常の環状火炎や帯状火炎
よりも火炎表面積が増大し、その輻射冷却によつて火炎
の温度が低下して低NOx化が達成される。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図面によつて説明す
る。〔図1〕は本発明の丸型又は角型の一実施例による
横断面図、〔図2〕、〔図3〕は丸型、〔図4〕、〔図
5〕は角型の一実施例の正面図、〔図6〕は本発明の他
の一実施例の横断面図を示す。
【0011】〔図1〕、〔図2〕、〔図3〕に示す丸型
の本発明ではインナ−チユ−ブ(1)、ブラストチユ−ブ
(2) は丸型で、〔図1〕、〔図4〕、〔図5〕に示す角
型の場合は断面がそれぞれ角型又は長方形で構成されて
いる。燃料ガスは先端が閉ざされたインナ−チユ−ブ
(1) を通り先端近傍のガスノズル(4) から、丸型の場合
はプレ−ト(3) に沿つて矢印で示すように放射状に噴出
する。角型の場合はインナ−チユ−ブから矢印で示すよ
うに相対二方向にプレ−ト(3) のスリツト又は孔列の縁
に沿つて噴出する。一方空気は図示しないが押込みフア
ンからウインドボツクス(6) に入り、インナ−チユ−ブ
(1) とブラストチユ−ブ(2) の間を通りガスノズル後方
のプレ−ト(3) に設けられたV字状切欠き(5) 、又はス
リツト状切欠き(5′) 又は多数の小径円孔(5″) から軸
方向に噴出する。
【0012】ここでプレ−ト(3) が多数の小径孔(5″)
で構成されている場合、ガスノズル(4) は円孔(5″) の
配列間に位置するようになし、プレ−ト(3) がV字状切
欠き(5) 又はスリツト状切欠き(5′) で構成されている
場合はガスノズル(4) は周辺より若干内側に切欠き縁に
沿つて燃料ガスが噴出するように設けられている。また
本発明者等の研究結果によるとガスノズル孔の直径をd
g としたときプレ−ト(3) からガスノズル孔中心までの
距離lを3dg 以下としてできるだけ近付けて構成す
る。好適にはプレ−トとガスノズル孔が接する程度に1/
2 dg とするのがよい。上記の構成においては何れの場
合もガスノズルから噴出するガスとプレ−ト(3) から軸
方向に噴出する空気とが直接衝突しないため局部的混合
による火炎の不安定はない。
【0013】本発明においては、プレ−ト面に沿つて噴
出された燃料ガスは空気の噴流に引っ張られるようにし
て均一に混合し、火炎の形成、保持が効果的に行われ
る。丸型の場合は分割環状火炎が形成され、角型の場合
はインナ−チユ−ブの両側に分割帯状火炎が形成され
る。上記のようにこれらの個々の分割火炎は極めて混合
がよく短炎であるため全体の火炎も短く収まり高負荷燃
焼も可能となる。また火炎を分割しているため通常の環
状火炎や帯状火炎よりも火炎表面積が増大し、その輻射
冷却により火炎の温度が低下して低NOx化が達成され
る。
【0014】更に本発明においては、プレ−ト面からの
ブラストチユ−ブの出しシロL(2′) の寸法によつて火
炎の形状が大きく変化することが確認された。つまり該
出しシロL(2′) が0に近く短い場合には広がつた火炎
を形成し、燃焼性は若干悪くなるが、NOx値は低くな
る。逆に該出しシロL(2′) が長いと細く延びた火炎を
形成し、燃焼性はよくなるがNOx値は高くなる。また
該出しシロL(2′) を長くしすぎるとブラストチユ−ブ
先端が過熱焼損するようになる。上記よりブラストチユ
−ブ先端が焼損せずに燃焼性と低NOx性が満足される
条件として好適には該出しシロL(2′) をガスノズル孔
の直径をdg としたとき、0以上10dg以下とするのが
よい。更に燃焼性を高めて高負荷燃焼を行う場合にはN
Oxは多少増大するがブラストチユ−ブに先端絞り(8)
を設けると効果的である。
【0015】火炎の安定性から言えばインナ−チユ−ブ
先端にフロントプレ−ト(9) を設けて保炎を強化するの
が効果的である。なお着火用のパイロツトバ−ナ(7) は
本実施例にはインナ−チユ−ブ(1) の中を通してインナ
−チユ−ブの先端から外へ開口している。本発明ではこ
れに限定されるものではなくインナ−チユ−ブ(1) とブ
ラストチユ−ブ(2) の間を通してもよい。
【0016】〔図7〕、〔図8〕は火炉負荷が2000×10
4Kcal /m3hrのボイラに適用した本願実施例による結果
の一例を示すが、各負荷において広い燃焼性と低NOx
性が達成された。
【0017】
【発明の効果】本発明の効果を纏めると下記の通りであ
る。 (1) 本発明により簡単で安価な低NOxバ−ナが完成さ
れた。 (2) 本バ−ナを使用した高負荷燃焼ボイラはその燃焼室
を小さくできるためボイラの小型化が達成される。従来
困難とされていた火炉負荷が1000×104Kcal/m3hr以上の
場合でも良好な燃焼性とNOxが60ppm (O2 、0%換
算)以下の低NOx性とが達成された。 (3) 従来の低NOxバ−ナのように火炎が延びて水冷伝
熱面に当たり、伝熱面の過熱焼損や燃焼不良を起すこと
がない。 (4) ガスノズルから噴出するガスとプレ−トから軸方向
に噴出する空気が直接衝突しないため局部的混合による
火炎の不安定がない。即ちプレ−ト面に沿つて噴出され
る燃料ガスは空気の噴流に引っ張られるようにして均一
に混合し、火炎の形成、保持が効果的に行われる。 (5) また1個のガスノズルからの燃料ガスは空気と均一
に混合して安定した短炎を形成しガスノズルの個数だけ
火炎が分割される。即ち丸型の場合は分割環状火炎が形
成され、角型の場合はインナ−チユ−ブの両側に分割帯
状火炎が形成される。 (6) 個々の分割火炎は極めて混合がよく短炎であるため
全体の火炎が短く収まり高負荷燃焼が可能である。また
火炎を分割しているため通常の環状火炎や帯状火炎より
も火炎表面積が増大し、その輻射冷却により火炎の温度
が低下して、低NOx化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の丸型及び角型インナーチユ
ーブの横断面図。
【図2】丸型インナーチユーブの一実施例。
【図3】丸型インナーチユーブの一実施例。
【図4】角型インナーチユーブの一実施例。
【図5】角型インナーチユーブの一実施例。
【図6】本発明の他の一実施例の横断面図。
【図7】本発明の結果の一例。
【図8】本発明の結果の他の一例。
【符号の説明】
1.インナーチユーブ 2.ブラストチユーブ 2′.ブラストチユーブ出しシロ 3.プレート 4.ガスノズル 5.プレートのV字状切欠き部 5′.プレートのスリツト状切欠き部 5″.プレートの小径円孔 6.ウインドボツクス 7.パイロツトバーナ 8.ブラストチユーブ先端の絞り 9.フロントプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 広 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 植田 芳治 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 木下 正成 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 唐 景良 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 山本 雅通 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 上梨 厚見 滋賀県野洲郡野洲町大字三上2308番地 株式会社ヒラカワガイダム 滋賀事業所 内 (72)発明者 石谷 清幹 兵庫県芦屋市岩園町8番7号 (72)発明者 栗本 一哉 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦 斯株式会社本社内 (72)発明者 長谷部 宏之 大阪市中央区平野町4丁目1番2号 大 阪瓦斯株式会社 本社内 (72)発明者 坂井 亮 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦 斯株式会社 本社内 (56)参考文献 実開 平5−8208(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端を閉じた丸型インナーチューブ
    (1)の先端近傍の周囲に放射状(半径方向)に燃料ガ
    スを噴出するためのガスノズル孔(4)が設けられ、か
    つ該ガスノズル孔(4)の後方に、空気を軸方向に噴出
    するためのプレート(3)がインナーチューブ(1)と
    ブラストチューブ(2)との間に隙間なく設けられ、プ
    レート(3)にスリット状又はV字状の切欠きが設けら
    れるか又は多数の小径の円孔が設けられ、プレート
    (3)が多数の小径の円孔で構成されている場合は小径
    の円孔の配列の中間にガスノズル孔(4)が設けられ、
    V字状又はスリット状の切欠きの場合は、切欠き周辺よ
    り内側に切欠き縁に沿って燃料ガスが噴出するようにガ
    スノズル孔が設けられたことを特徴とする低NOxバー
    ナ。
  2. 【請求項2】 ガスノズル孔の直径をdgとしたとき、
    プレートとガスノズル孔中心間の距離(1)を1/2d
    g以上、3dg以下となしたことを特徴とする請求項1
    記載の低NOxバーナ。
  3. 【請求項3】 ガスノズル孔の直径をdgとしたとき、
    プレートからのブラストチューブの真直に延長された出
    しシロ(L)が0以上、10dg以下にするか又はブラ
    ストチューブ先端に絞り(8)を設けたことを特徴とす
    る請求項1又は2記載の低NOxバーナ。
  4. 【請求項4】 インナーチューブ先端にインナーチュー
    ブ(1)の外径(d)よりも大きく、ブラストチューブ
    の内径(D)よりも小さいフロントプレート(9)が設
    けられたことを特徴とする請求項1,2又は3記載の低
    NOxバーナ。
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KR101443855B1 (ko) * 2012-03-20 2014-09-23 주식회사 대열보일러 질소산화물 저감형 친환경 저녹스 버너
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