JPH028204B2 - - Google Patents

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JPH028204B2
JPH028204B2 JP61158111A JP15811186A JPH028204B2 JP H028204 B2 JPH028204 B2 JP H028204B2 JP 61158111 A JP61158111 A JP 61158111A JP 15811186 A JP15811186 A JP 15811186A JP H028204 B2 JPH028204 B2 JP H028204B2
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JP
Japan
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air
combustion
fuel
burner
wind box
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JP61158111A
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JPS6217507A (ja
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Daburyu Piitaason Moorisu
Shii Kuripene Buretsudo
Emu Maasharu Deebitsudo
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Babcock and Wilcox Co
Original Assignee
Babcock and Wilcox Co
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Publication date
Application filed by Babcock and Wilcox Co filed Critical Babcock and Wilcox Co
Publication of JPS6217507A publication Critical patent/JPS6217507A/ja
Publication of JPH028204B2 publication Critical patent/JPH028204B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/002Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space spraying nozzle arranged within furnace openings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F23C7/004Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008Flow control devices

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  • 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

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料燃焼装置、特に燃焼帯の温度を
下げることと着火帯を還元雰囲気にすることによ
り窒素酸化物の生成を減少せしめる流動性燃料の
燃焼装置に関する。
世界を通じ工業文明の向上の結果として生ずる
大気汚染の急速な悪化に基因する直ちに解決せね
ばならずかつ長期にわたる問題についての関心が
今日増大している。この汚染の傾向を押し戻すた
めに直ちに対策がとられねばならずまた公の若し
くは個人の経済団体が大気に放出されて汚染源と
なる可能性のある微粒子及びガスの放出防止のた
めの手段を開発するため緊急事項として最大の努
力をすべきものであることが理解される。そのよ
うな大気汚染源としては化石燃料燃焼蒸気発生装
置の煙突から排出されるガス中に存在する窒素酸
化物(NOx)がある。酸化窒素(NO)は不可視
の比較的無害のガスである。然しこのNOが蒸気
発生装置を通り酸素と接触すると、反応により窒
素酸化物と総称される二酸化窒素その他の窒素酸
化物が生成される。二酸化窒素は黄褐色のガス
で、相当な濃度のときは動物、植物にとつて有毒
である。蒸気発生装置の煙突排出部で可視のもや
をつくるのはこのガスである。
酸化窒素は窒素と酸素の反応によりつくられ、
また熱酸化窒素及び又は燃料酸化窒素ともいわれ
る。前者は化石燃料の燃焼のために供給される空
気中に含まれる窒素と酸素から生じ、後者は燃料
中に含まれる窒素と燃焼空気中の酸素との反応に
よつて生ずるものである。
熱酸化窒素の生成される比率は次の変化因子の
何れか一つ又は組合せに依存している。即ち(1)火
炎温度、(2)高温帯への燃焼ガスの滞留時間、(3)過
剰酸素供給、がその因子である。酸化窒素の生成
率は火炎温度の高くなるに従い増加する。しか
し、その反応には時間を要し、また窒素と酸素の
混物を特定温度に極く短時間保持したときは、同
一混合物をそれより低い温度でかつ長時間におい
た時より少い酸化窒素が生成される。以下に検討
する、燃料と空気の燃焼に際し3700〓(2038℃)
級の火炎温度を生じさせる型の蒸気発生装置にお
いては、反応を制御する時間と温度との関係は
2900〓(1593℃)以下の火炎温度では評価しうる
程度の酸化窒素(NO)の生成はなく、また前記
2900〓(1593℃)を越すと急速に反応率は増加す
るというものである。
燃料酸化窒素のつくられる比率は主として着火
帯における酸素の供給に依存し、還元雰囲気では
認められる程度の酸化窒素の生成はない。換言す
れば燃料の完全燃焼に必要とする酸素量より着火
帯の酸素量水準が低いという場合をいうものであ
る。
以上の検討から明かなことは、熱酸化窒素の生
成はどんな程度であれ火炎温度を下げることによ
り減少させることができ、2900〓(1593℃)以下
にすることにより最低にすることができ、また燃
料酸化窒素は着火帯を還元雰囲気にすることによ
り抑制することができることである。
より厳格な有害物排出規制の制定と共に、燃料
燃焼装置の製造者は化石燃料の燃焼から形成され
る汚染物の量を制限する手段を活発に探し求めて
いる。
クリツペン(KRIPPENE)氏等に対し与えら
れその発明の譲受人に譲渡された米国特許第
3788796号は、微粉炭燃焼に関連して使用される
技術を開示し、また酸化窒素の生成の減少を達成
しかつ燃料のより完全な燃焼を得ているもであ
る。
要するに本発明は酸化窒素の発生を減少させ、
一方においては従来可能であつたものより流体燃
料のより完全な燃焼を行うことのできる装置を提
供するものである。
従つて本発明にかかる装置は燃焼空気が供給さ
れる風箱内に少くともその装置の一部が位置し、
また蒸気発生装置の壁と隣接せるバーナとの間に
形成されるものである。火炉壁は燃焼混合物とそ
の着火のための燃料と空気の結合に適するように
バーナポートを有しているので、通常風箱内に位
置する装置部分を通過させることのできる近接開
口がバーナ壁には設けてある。その装置は、風箱
内で終る開放部材をもち、放出端がバーナポート
に終る同心円形断面であつて化学的理論上必要と
する空気量の15ないし30%が流れる中央通路を含
むものである。開放部材のまわりに同心に間隔を
もつて位置する部分をもつ導管は、それによりバ
ーナポートに排出ししかも前記空気量の5ないし
35%が流れる第1環状通路をその間において形成
する。導管のまわりに同心に間隔をもつて位置す
るレジスタはバーナポートに開口する第2環状通
路を形成し、その中を前記空気量の50ないし65%
が流れるようにする。前記通路間に燃焼空気を前
記比率に配分する手段が風箱内に設けられる。ノ
ズル手段はポートの軸と実質的に対称な噴霧型形
成のためバーナポートに流動性燃料のできるよう
に風箱内に展出する。
本発明の目的の一つは初期燃焼が燃料酸化窒素
の生成を抑制する還元雰囲気をつくるため燃料リ
ツチ(過剰)で行われ、熱酸化窒素の生成を最低
限にするより低いピーク温度を生ぜしめることに
ある。
他の目的は火炎を安定させる再循環帯をつくる
流動燃料と空気の初期混合を制限するにある。
更に他の目的は、還元かつ火炎安定帯のまわり
をかこみ実質的に流動燃料と混合し完全燃焼をす
るフローパターン(流れ型式)に従つて完全燃焼
に必要とする残余の空気を受け入れるにある。
本発明の一実施例を液体燃料と組合わされた燃
料燃焼装置に関連して以下図面により説明する。
然し本発明はガス状燃料の使用にも同様に適用で
きるものである。
第1図において符号10は燃料燃焼装置を示す
もので、サーキユラーバーナポート12を通じ燃
焼を行う。バーナポート12は耐火材がほどこさ
れており、前壁14の火炉側に向つて末広がりの
截頭円錐状をなし、管16内を流れる流体で冷却
される。バーナあるいは外壁18は火炉前壁14
から離隔しその間に風箱20を形成する。バーナ
壁18には近接開口22を設け、通常風箱20内
に位置する燃料燃焼装置の部品をこれを通して取
り込みする。
図面ではジエー、フレツチヤー(J.Fletcher)
氏に付与され本発明の譲受人に譲渡されている米
国特許第2414459号に開示されている型式の液体
燃料バーナ24が示されており、またバーナポー
ト12との関係で同心に風箱20を貫通してのび
る案内管26を含むものである。案内管26は入
口部をヨーク組28にねじ取付けられ、そのヨー
ク組は図示しない液状燃料と噴霧用流体ラインに
接続されるものである。ヨーク組28と部材30
はその接続対応面間に図示してないガスケツトを
挿入し、ロツク装置32で圧力をかけ漏洩のない
ようにされる。燃料管若しくはノズル34は案内
管26を通りその遠隔端から展出する。ノズル3
4は入口端で中間部材30に接続し、ポートの軸
に対し実質的対称のパターン(型)をつくるバー
ナポート12へ噴霧燃料を導入するスプレヤプレ
ート36を含む噴霧装置組に出口端として位置す
る。案内管26の遠隔端は支持リング38を有し
それに空気デフレクタ(バーナコーン)40が取
付けされる。デフレクタ40は截頭円錐状をなし
バーナポート12と中心軸を共通にし、スプレヤ
プレート36の通る通路となる開口を含むもので
ある。
本発明によれば、両端開放部材42が液体燃料
バーナ案内管26の一部と同心にこれと離隔して
位置し、その開放口をバーナポート12にもつ同
心環状断面中央通路44を形成する。導管46は
風箱20を貫通し、両端開放部材42と同心に離
隔する出口端部をもち、バーナポート12へ排出
する第1環状通路48を形成する。導管46はバ
ーナ近接口22の蓋をする閉じ部材50を貫通し
突出する入口部をもつ。その入口端は、ついで円
板部材52で蓋がされる。バーナ壁18の閉鎖部
材50と板部材52とは断熱材54によりその部
を通じ熱の伝達がなされないように覆われる。燃
焼空気は望ましくはバーナ壁18に近接し導管4
6の周壁に1以上の個数で間隔をもつて位置する
スロツト56を通じて導入される。スロツト56
は望ましくは弧状の角穴をなし導管壁でつくられ
るリブ58で分離される。スリーブ状部材60は
導管46の内に位置し、スリーブ壁に部分的に引
き込められたリブ58に接する車輪62を設け、
導管46に導入する空気量を制御する手段となる
一部又は全部のスロツト56の面積を覆うよう
に、スリーブ部材60がスロツト56を横切り動
かすのに便ならしめるものである。スリーブ部材
60の外径は導管46の内径より少し小さく、軸
方向長さはスロツト56の軸方向長さより少し大
きくしておく。一対の位置決め棒64は水平にか
つ相互に離隔して位置し、その遠隔端をスリーブ
部材60に溶接取付する。他端は風箱20の外に
突出し、風箱の外からスリーブ60の位置決めが
できるように把柄部66が取付けられている。位
置決め棒64はそれぞれの管部材68に案内支持
され、管部材は板52及び断熱材を貫通しての
び、スロツト56に対しスリーブ60を選定位置
に保持することができるように支持棒64を固定
する固定手段70を有する。スロツト56の後縁
端と管部材68の風箱端間の距離はスリーブ部材
の軸方向長さと実質的に等しく、スリーブ60が
管68の風箱端に接して導管46に燃焼空気が流
入のときスロツト56が全開となるようにできて
いる。カラー状をなす止め71は位置決め棒64
に設けられ、スリーブ部材60がスロツト56を
完全に覆い導管46への燃焼空気の流入を実質的
に遮断するとき管部材68の外方端に接触できる
ように固定して位置される。
複数個のベーン72は両端開放部材42の外方
に囲むようにして第1環状通路48内に位置し、
またベーン72は等間隔に離隔配置され、望まし
くは相互にリンク接続され、そのため軸部材74
は風箱20の外から手動操作ハンドル76により
統一的にかつ瞬時的に操作することができる。ベ
ーン72の主作用は第1環状通路48を通る燃焼
用空気に旋転分力を与えるにある。
管状部材78はその一端を固定的に板52と接
続し、導管46内を同心にのび、バーナノズル案
内管26とは間隔をもつて位置し、また両端開放
部材42の入口端とは軸方向に離れて位置せしめ
る。周方向に間隔をもつて位置する支柱80は管
部材78の軸方向中間部に位置し、部材78で導
管46を支持する。部材78はまた複数本の支柱
81で案内管26を支え、支持棒81はカラー状
をなし管状部材78の内壁に接する。
スリーブ状部材82は、中央部材44を通して
流れる燃焼用空気量を制御するために、部材78
の前方端部を覆い滑動できるように取付けられ、
部材82の前方端85と部材42の入口端との間
のスペース83を変化させる。滑動部材82はこ
の図面では全量引込みの状態を示し、導管46か
ら中央通路44に燃焼空気量の全量が流れうるよ
うに全開の状態を示している。
一対の位置決め棒64Aは相互に垂直方向に離
れて位置し、その遠隔端は滑動部材82の後端部
に溶接取付され、他端は風箱20を貫通展出し、
その端にはハンドル66Aが取付けられ、滑動部
材82を風箱の外から制御することができる。位
置決め棒64Aはそれぞれ管部材68Aに案内支
持され、管部材68Aは板52と断熱材を貫通し
のび、また滑動部材82を開放端部材42に対し
選定した位置に保持できるように位置決め部材6
4Aを固定保持するロツク手段70Aが設けられ
ている。支柱80は、スリーブ部材82の後端が
支柱80にぶつかつたときスペース83が最大寸
法であるように、スリーブ部材82の後方止めの
役目をも兼ねている。カラー状をなす止め71A
は位置決め棒64Aに設けられており、前方端フ
ランジ85が開放端部材42の入口端86に接し
ているとき即ちスペース83が閉となり開放端部
材42の燃焼空気流入が実質的に遮断されると
き、管部材68Aの外方端に突き当るように固定
される。
レジスタ組87は導管46を囲み位置し、一端
は板52に固定接続され、他端はバーナポート1
2に開口する。レジスタ組は、導管46を近接し
て囲む円筒状ハウジング88と、スロツト56と
実質的に同形状のスロツト89を有し、導管46
への障碍のない流入通路を与えるよう重ね合して
配置する。ハウジング88の遠隔端は環状板部材
90の内周に固定され、部材90はレジスタ組8
7の入口をなす壁のひとつとなる。他方側の壁板
は収れん截頭円錐部材92と接続する環状板部材
91を形成する。板91と部材92は導管46と
共にその間に環状通路98を形成する。
部材93は板91と部材92を前壁14に接続
する。複数のダンパ即ちレジスタドア94は周上
に間隔をもつて位置し、壁91と90間にピボツ
ト(枢軸)取付けされ、開閉位置間で作動し、第
2環状通路98を通る燃焼空気量を制御する。ダ
ンパ94の開閉位置決めは軸95により全ダンパ
を同時にし、また軸95は風箱20の外に展出す
る操作ハンドル96を有する。公知の点火装置9
7は閉鎖部材50と板部材90を貫通し、その炉
側端は第2環状通路98に終る。
要すれば、位置決め棒64,64A、ダンパ9
4は適当に歯車組み、リンク組又は他の連結方式
によつてよく、自動制御装置の制御に対応するこ
とができるようになしうる。
第2図は板部材52の端面を示す図面で、その
構成要素として、発明の構成要素であるスリーブ
部材の位置決めに関連する例えばハンドル66,
66A、固定手段70,70Aが取付けられてい
る。また液体燃料燃焼装置24に跨る一対の監視
窓99及び中央通路内に位置するベーン制御に用
いる軸に関連したハンドル76が示されている。
好ましい実施例による運転操作においては、液
体燃料はバーナ24に供給されて噴霧され、ポー
ト12内へポート12の軸心に実質的に対称の形
で噴霧がつくられる。燃料の燃焼に必要とする全
空気量は風箱20を通じ供給され、ポート12内
へ排出する3つの分離した通路に配分される。そ
の3つの通路は中央通路44、第1環状通路48
及び第2環状通路98である。各通路に受入れさ
れる燃焼空気量は分離した流量燃焼手段によつて
行われる。即ち中央通路44の入口に関するスペ
ース83を変える調節をするスリーブ部材82、
導管46によりつくられる第1環状通路の導入口
となるスロツト56の開度を調整して変えるスリ
ーブ部材60及び第2環状通路を形成しかつこれ
を含みかつレジスタ組87の開口を調節し変える
ダンパ94である。本発明によれば、開示された
装置は、中央通路44に排出する燃焼空気量を制
限するためスリーブ部材82を調整して初期の燃
料燃焼が還元雰囲気で行われる手段を提供するも
のである。また還元帯の外周に空気の再循環をお
こすため導管46に受け入れられまた第1環状通
路を通じて排出される空気量を制御するスリーブ
部材60の調整により火炎安定がつくり出される
手段が提供される。最後のものは、還元帯と火炎
安定帯を包み込み、終局的に燃料と混合し燃焼を
完了させるための第2環状通路に排出されるとこ
ろの残余空気量をダンパ94で調整制御する手段
である。
実際の運転において、化学的理論上必要とする
空気量の15ないし30%の範囲内のものが中央通路
44を流れ、第1環状通路を前記理論空気量の5
ないし35%が流れて還元雰囲気の下で安定した着
火をしかつより低いピーク火炎温度を生じさせ
る。第2環状通路98を流れる燃焼用空気は前記
理論空気量の50ないし65%の範囲に維持されるの
で、燃料の燃焼を完了させるに必要な空気が補給
され本発明の所期の目的が達成されるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である流動燃料燃焼
装置と関連した部分側面図であり、第2図は第1
図の装置の端面部分図である。 10……燃料燃焼装置、12……バーナポー
ト、14……前壁、18……外壁、20……風
箱、26……案内管、40……デフレクタ、42
……両端開放部材、44……中央通路、46……
導管、48……第1環状通路、56……スロツ
ト、64……支持棒、72……ベーン、78……
管部材、82……取付け部材、85……前方端フ
ランジ、87……レジスタ組、97……点火装
置、98……第2環状通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 火炉の周壁と組になり、その周壁に少なくと
    も一つのバーナポートを設け、その周壁と間隔を
    もつて位置するバーナ壁との間に風箱を構成さ
    せ、その風箱に燃焼用空気を供給するものにおい
    て、排出開口を前記バーナポートにもち同心円形
    断面であつて化学的理論上必要とする空気量の15
    ないし30%が流れる中央通路を形成し風箱内に位
    置する両端解放部材と、前記両端解放部材と同心
    に間隔をもつて位置し前記バーナポートに排出し
    しかも前記空気量の5ないし35%が流れる第1環
    状通路を形成する導管手段と、前記バーナポート
    に排出ししかも前記空気量の50ないし65%が流れ
    る第2環状通路を形成する前記第1環状通路と同
    心にするレジスタと、前記風箱内に位置し前記各
    通路間に燃焼用空気を前記比率に配分する手段
    と、バーナポートにその軸にたいし実質的に対象
    な形で液体燃料を噴霧するノズル手段とよりなる
    ことを特徴とする燃料燃焼装置。
JP61158111A 1974-05-22 1986-07-07 燃料燃焼装置 Granted JPS6217507A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US472583A US3904349A (en) 1974-05-22 1974-05-22 Fuel burner
US472583 1974-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6217507A JPS6217507A (ja) 1987-01-26
JPH028204B2 true JPH028204B2 (ja) 1990-02-22

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50057498A Pending JPS50156728A (ja) 1974-05-22 1975-05-16
JP1983052766U Pending JPS58181108U (ja) 1974-05-22 1983-04-11 燃料燃焼装置
JP61158111A Granted JPS6217507A (ja) 1974-05-22 1986-07-07 燃料燃焼装置

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50057498A Pending JPS50156728A (ja) 1974-05-22 1975-05-16
JP1983052766U Pending JPS58181108U (ja) 1974-05-22 1983-04-11 燃料燃焼装置

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US (1) US3904349A (ja)
JP (3) JPS50156728A (ja)
CA (1) CA1020078A (ja)
DE (1) DE2521840C2 (ja)
FR (1) FR2272337B1 (ja)
GB (1) GB1505278A (ja)
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