JPH04164B2 - - Google Patents

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JPH04164B2
JPH04164B2 JP58198259A JP19825983A JPH04164B2 JP H04164 B2 JPH04164 B2 JP H04164B2 JP 58198259 A JP58198259 A JP 58198259A JP 19825983 A JP19825983 A JP 19825983A JP H04164 B2 JPH04164 B2 JP H04164B2
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JP
Japan
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gas
box
low
combustion
combustion air
Prior art date
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Application number
JP58198259A
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English (en)
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JPS6091126A (ja
Inventor
Mitsuo Imamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
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Publication of JPS6091126A publication Critical patent/JPS6091126A/ja
Publication of JPH04164B2 publication Critical patent/JPH04164B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低カロリーガスを燃料とする燃焼装置
に使用される低カロリーガスバーナに関する。
第1図は従来の低カロリーガスバーナの断面
図、第2図は第1図に示す矢印からみたバーナ
ノズル先端の正面図である。図で、1は燃焼装置
の炉壁、2は炉壁の開孔部に設けられたバーナタ
イル、3は炉ケーシングである。4は炉壁1の外
側に設けられたバーナケーシング、5はバーナケ
ーシング4の周壁の所定個所に設けられた燃焼用
空気入口ノズルである。燃焼用空気入口ノズル5
からは燃焼用空気aが採り入れられる。4は燃焼
用空気入口ノズル5からの燃焼用空気aが導入さ
れる風箱であり、バーナケーシング4をその外側
の壁としている。7は炉壁1の開口に面して設置
されるガスバーナノズルであり、低カロリーガス
gが低カロリーガス入口ノズル8から供給され
る。9は風箱6とガスバーナノズル7との間に介
在する空気制御羽根であり、風箱6に導入された
燃焼用空気aをガスバーナノズル7に導く。ガス
バーナノズル7の先端には、第2図に示すように
燃焼用空気噴射口と低カロリーガス噴射口とが交
互に多数設けられている。10はガスバーナノズ
ル7に挿入された補助バーナである。
燃焼用空気入口ノズル5から導入された燃焼用
空気aは風箱6、空気制御羽根9を経てガスバー
ナノズル7に供給され、又、低カロリーガス入口
ノズル8から導入された低カロリーガスgは直接
ガスバーナノズル7に供給され、ガスバーナノズ
ル7により両者が噴出して混合される。この混合
ガスは補助バーナ10の燃焼により燃焼せしめら
れる。
ここで、低カロリーガスの構成(容量比)の1
例を示すと次のようになる。
H2…7.5%、CO…10.0%、CH4…0.4%、C2H…
0.4%、CO2…3.0%、N2…36.7%、H2O…42%、
低位発熱量…535Kcal/Nm3 この低カロリーガスは、理論的に燃焼後の燃焼温
度を計算すると約1000℃となり、自己の燃焼熱で
燃焼を継続するに充分な発熱量を有することがわ
かる。
しかしながら、第1,2図に示すような従来の
低カロリーガスバーナにおいては、ガスバーナ先
端部で燃焼用空気と低カロリーガスとを混合する
ため、バーナタイル2付近での燃焼用空気と低カ
ロリーガスとの混合が遅れる傾向にある。この結
果、バーナタイル2付近で燃焼を維持させるため
の発熱が得られず、この燃焼維持のためには補助
バーナ10に補助燃料を供給して、バーナ燃焼熱
量の10〜20%を補助燃焼しなければならない。
又、上述した混合の遅れを伴なう従来の低カロリ
ーガスバーナを用いた燃焼炉にあつて完全燃焼を
達成するためには、燃焼炉の体積を大きくしなけ
ればならない。そして、もし種々の条件により燃
焼炉の体積を大きくすることができない場合に
は、火炉負荷を50×104Kcal/m3・hr以下に抑え
ねばならない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、補助燃料を使用すること
なく火炉負荷を大きくすることができる低カロリ
ーガスバーナを提供するにある。
空気導入部から供給された燃焼用空気が内部で
旋回流となるように構成された風箱と、 ガス導入部から供給された低カロリーガスが内
部で旋回流となるように構成されたガス箱と、 前記風箱とガス箱との間に設けられた予混合室
と、 その予混合室と連通するとともに、前記風箱あ
るいはガス箱と隣接する燃焼室とを備え、 その燃焼室と風箱あるいはガス箱との仕切部材
が熱良導体で構成されて、 前記風箱のガス箱と対向する側に燃焼用空気排
出部が設けられ、 前記ガス箱の風箱と対向する側に低カロリーガ
ス排出部が設けられて、 前記風箱内で生じた燃焼用空気の旋回流と、前
記ガス箱内で生じた低カロリーガスの旋回流とを
前記予混合室においてほぼ対向状態で衝突させて
混合するとともに、 前記仕切部材を介して燃焼室からの熱によつて
燃焼用空気あるいは低カロリーガスを加熱するこ
とにより、燃焼用空気と低カロリーガスの混合ガ
スの温度を上昇させたことを特徴とするものであ
る。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
第3図は本発明の実施例に係る低カロリーガス
バーナの断面図、第4図は第3図に示す線−
断面図、第5図は第3図に示す線−断面図で
ある。図で、第1図に示す部分と同一部分には同
一符号が付してある。6aは風箱6の仕切板であ
る。即ち、風箱6はバーナケーシング4と仕切板
6aにより構成される。11は燃焼用空気aを風
箱6に導入するための燃焼用空気入口ノズルであ
る。燃焼用空気入口ノズル11は、燃焼用空気a
が円筒状のバーナケーシング4の接線方向に導入
されるように設置される。12は低カロリーガス
箱であり、バーナケーシング4、内面仕切板12
aおよび後面仕切板12bにより構成されてい
る。内面仕切板12aには金属のような熱良導体
材料が用いられる。13は低カロリーガスgを低
カロリーガス箱12に導入する低カロリーガス入
口ノズルである。この低カロリーガス入口ノズル
13も燃焼用空気入口ノズル11と同じく、低カ
ロリーガスgがバーナケーシング4の接線方向に
導入されるように設置される。14は後面仕切板
12bにあけられた多数のガス噴出孔であり(第
4図参照)、低カロリーガス箱12内の低カロリ
ーガスgを外部に噴出させる。15は風箱6の仕
切板6aの外周に設けられた整流板であり、(第
4図参照)風箱6内の燃焼用空気aを外部に導出
する。16は整流板15から導出された燃焼用空
気aとガス噴出孔14から噴出された低カロリー
ガスgとを混合する予混合室であり、仕切板6
a,12a,12bおよび保炎板17で構成され
ている。mは燃焼用空気aと低カロリーガスgと
の混合気体を示す。保炎板17は第5図に示すよ
うに断面T字形の板体で構成されていて、予混合
室16の混合気体mの室外への流れを一部で阻止
している。18は仕切板12aと保炎板17で区
分された燃焼室であり、予混合室16の混合気体
mを導いてこれを燃焼させる室である。19は先
端が燃焼室18に臨むように設置された起動バー
ナである。
燃焼用空気入口ノズル11から供給された燃焼
用空気aはバーナケーシング4に対して接線方向
に導入され、風箱6内で旋回流となり、整流板1
5を通つて予混合室16へ導かれる。燃焼用空気
aは風箱6内における旋回流により、風箱6内で
軸方向、即ちバーナ長手方向の流量分布が均一化
され、又、整流板15は第4図に示すように円周
上に等間隔に配置されているので、予混合室16
への流量分布も全周にわたつて均一化される。一
方、低カロリーガス入口ノズル13から供給され
た低カロリーガスgもバーナケーシング4に対し
て接線方向に導入され、低カロリーガス箱12内
で旋回流となつて軸方向の流量分布が均一化され
る。この低カロリーガスgは、第4図に示すよう
に円周上に等間隔に配置されたガス噴出孔14か
ら、均一な流量分布で予混合室16へ導入され
る。
このようにして予混合室16へ導入された燃焼
用空気aと低カロリーガスgはこの予混合室16
で均一に混合されて両者の混合気体mが生じる。
この混合気体mは保炎板17を経て燃焼室18へ
導入されてここで燃焼される。なお、起動バーナ
19は炉起動時、低カロリーガスgへの着火が困
難であるため、ウオーミング用としてバーナ中心
に設けられているものである。混合気体mは燃焼
室18へ導入されるとき、保炎板17の存在のた
め第5図に示すように保炎板17の下流側におい
て渦流meとなり、ここに負圧を生じて炎を引く
ことにより高温ガスが環流し、炎が保持される。
燃焼室18内の燃焼により生じる高温は、低カロ
リーガス箱12の内面仕切板12aを経て低カロ
リーガス箱12内の低カロリーガスgに伝へられ
て熱交換が行なわれ、このため低カロリーガスg
の温度が上昇し、結果的に予混合室16内で生じ
る混合気体mの温度をその着火温度近くに上昇せ
しめて混合気体mの着火を早める。即ち、低カロ
リーガスgは、燃焼物としてみるとき、H2とCO
が主成分であり、これらの着火温度は約600℃で
ある。そして、混合気体mは、燃焼用空気aと低
カロリーガスgの混合が均一であるほど、又、そ
の混合時の温度が着火温度に近いほど、燃焼完結
時間が短かくなる。
第6図はバーナからの距離に対する燃焼温度の
特性図である。図で、横軸にはバーナからの距離
が、縦軸には燃焼温度がとつてある。実線で示す
曲線Aは本実施例のバーナの燃焼温度特性曲線、
破線で示す曲線Bは従来のバーナの燃焼温度特性
曲線である。図から明らかなように、従来のバー
ナの最高燃焼ガス温度位置がバーナ口から遠い距
離L2において現われるのに対して、本実施例の
バーナの最高燃焼ガス温度位置はバーナ口近くの
距離L1に現われており、バーナタイル2付近で
の燃焼が維持されているのが判る。
このように、本実施例では、バーナケーシング
に、燃焼用空気と低カロリーガスとを予め混合す
る予混合室と、これらの混合ガスを燃焼する燃焼
室とを設けたので、両者の混合の遅れがなく、低
カロリーガスのみの燃焼を維持することができ、
補助燃料を不要とすることができる。又、燃焼が
急速に行なわれるため火炉負荷を大きくすること
ができ、ひいては炉容積を小さくすることができ
る。さらに、燃焼用空気入口ノズルおよび低カロ
リーガス入口ノズルをバーナケーシングに対して
接線方向に設け、かつ、低カロリーガス箱の仕切
板に熱良導体を用いたので、混合を均一にし、か
つ、混合時の温度を高めることができ、より一層
燃焼を急速に行なうことができる。
なお、上記実施例では、燃焼室側に低カロリー
ガス箱を設け、燃焼熱の一部と低カロリーガスを
熱交換させ、低カロリーガスの温度を上げるよう
な構造としているが、燃焼室側に風箱を設けて燃
焼用空気の温度を上げるような構造とすることも
できる。
以上述べたように、本発明では、風箱内で燃焼
用空気に旋回エネルギーを与え、一方、ガス箱内
で低カロリーガスに旋回エネルギーを与え、その
両方の旋回流をほぼ対向する状態、換言すれば旋
回流のほぼ軸方向において対向させるように衝突
させるから、両者の混合状態は非常に良好であ
る。
また燃焼室からの熱により、燃焼用空気と低カ
ロリーガスの混合気体が着火温度近くまで予熱さ
れる。
このようなことから、低カロリーガスを効率よ
く燃焼させることのできる低カロリーガスバーナ
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の低カロリーガスバーナの断面
図、第2図は第1図に示す矢印からみたバーナ
ノズル先端の正面図、第3図は本発明の実施例に
係る低カロリーガスバーナの断面図、第4図は第
3図に示す線−断面図、第5図は第3図に示
す線−断面図、第6図はバーナからの距離に
対する燃焼温度の特性図である。 1…炉壁、2…バーナタイル、4…バーナケー
シング、6…風箱、11…燃焼用空気入口ノズ
ル、12…低カロリーガス箱、12a…内面仕切
板、12b…後面仕切板、13…低カロリーガス
入口ノズル、14…ガス噴出孔、15…整流板、
16…予混合室、17…保炎板、18…燃焼室。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 空気導入部から供給された燃焼用空気が内部
    で旋回流となるように構成された風箱と、 ガス導入部から供給された低カロリーガスが内
    部で旋回流となるように構成されたガス箱と、 前記風箱とガス箱との間に設けられた予混合室
    と、 その予混合室と連通するとともに、前記風箱あ
    るいはガス箱と隣接する燃焼室とを備え、 その燃焼室と風箱あるいはガス箱との仕切部材
    が熱良導体で構成されて、 前記風箱のガス箱と対向する側に燃焼用空気排
    出部が設けられ、 前記ガス箱の風箱と対向する側に低カロリーガ
    ス排出部が設けられて、 前記風箱内で生じた燃焼用空気の旋回流と、前
    記ガス箱内で生じた低カロリーガスの旋回流とを
    前記予混合室においてほぼ対向状態で衝突させて
    混合するとともに、 前記仕切部材を介して燃焼室からの熱によつて
    燃焼用空気あるいは低カロリーガスを加熱するこ
    とにより、燃焼用空気と低カロリーガスの混合ガ
    スの温度を上昇させたことを特徴とする低カロリ
    ーガスバーナ。
JP19825983A 1983-10-25 1983-10-25 低カロリ−ガスバ−ナ Granted JPS6091126A (ja)

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JPS6091126A JPS6091126A (ja) 1985-05-22
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2720242B2 (ja) * 1992-05-19 1998-03-04 東京特殊電線株式会社 屈曲性に優れたヒータ線
FR2889292B1 (fr) * 2005-07-26 2015-01-30 Optimise Procede et installation de combustion sans soutien de gaz combustible pauvre a l'aide d'un bruleur et bruleur associe

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5316923A (en) * 1976-07-30 1978-02-16 Miyawaki Steam Trap Mfg Disc type steam trap with cover

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