JPH07233920A - 酸素バーナの燃焼方法 - Google Patents
酸素バーナの燃焼方法Info
- Publication number
- JPH07233920A JPH07233920A JP2520694A JP2520694A JPH07233920A JP H07233920 A JPH07233920 A JP H07233920A JP 2520694 A JP2520694 A JP 2520694A JP 2520694 A JP2520694 A JP 2520694A JP H07233920 A JPH07233920 A JP H07233920A
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- fuel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 火炎温度を低下させて被加熱物の局所過熱お
よび炉壁の損傷をなくし、鋼片加熱炉等の加熱手段に利
用できる酸素バーナの燃焼方法を提供する。 【構成】 燃料の周囲から理論燃焼酸素量以下の純酸素
を供給して燃料リッチ状態の１次燃焼を行なわせるとと
もに、その周囲から燃焼に必要な残りの酸素を供給し
て、完全燃焼させることを特徴とする酸素バーナの燃焼
方法。
よび炉壁の損傷をなくし、鋼片加熱炉等の加熱手段に利
用できる酸素バーナの燃焼方法を提供する。 【構成】 燃料の周囲から理論燃焼酸素量以下の純酸素
を供給して燃料リッチ状態の１次燃焼を行なわせるとと
もに、その周囲から燃焼に必要な残りの酸素を供給し
て、完全燃焼させることを特徴とする酸素バーナの燃焼
方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素バーナの燃焼方法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気体または液体燃料を、理論燃焼酸素量
の純酸素で燃焼させる従来の酸素バーナにおいては、燃
料ノズルの外周から必要酸素量の全部を供給して燃焼さ
せている。そして、一般の燃焼用空気を使用するバーナ
と比べると、酸素バーナは、 １）燃焼排ガス量が減少し、省エネルギーが図れる。 ２）バーナ中心部における火炎温度が高い（図４参
照）。 ３）解離潜熱が大きい。 ４）輻射率が増大する。 ５）火炎温度が高く、輻射率が大であるため、輻射伝熱
量が大きい。 ６）サーマルＮＯＸの発生がない。 等の多くの利点を有する。特に、火炎温度が高いため、
酸素バーナは、従来、製鋼用アーク炉、ガラス溶解炉等
の加熱手段として広く使用されている。
の純酸素で燃焼させる従来の酸素バーナにおいては、燃
料ノズルの外周から必要酸素量の全部を供給して燃焼さ
せている。そして、一般の燃焼用空気を使用するバーナ
と比べると、酸素バーナは、 １）燃焼排ガス量が減少し、省エネルギーが図れる。 ２）バーナ中心部における火炎温度が高い（図４参
照）。 ３）解離潜熱が大きい。 ４）輻射率が増大する。 ５）火炎温度が高く、輻射率が大であるため、輻射伝熱
量が大きい。 ６）サーマルＮＯＸの発生がない。 等の多くの利点を有する。特に、火炎温度が高いため、
酸素バーナは、従来、製鋼用アーク炉、ガラス溶解炉等
の加熱手段として広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸素バ
ーナを、鋼片加熱炉等の加熱手段として使用すると、前
述のように、火炎温度が高いため、鋼片の局所過熱によ
るスケール発生量の増大、炉壁の焼損等を生じる。した
がって、従来、酸素バーナは多くの利点を有するもの
の、鋼片加熱炉等の加熱手段としては採用されなかっ
た。本発明は、燃料の燃焼速度を遅くすることにより局
所高温部の発生を防止して、他の利点を有効に活用し、
鋼片加熱炉等の加熱手段に利用することのできる酸素バ
ーナの燃焼方法を提供することを目的とする。
ーナを、鋼片加熱炉等の加熱手段として使用すると、前
述のように、火炎温度が高いため、鋼片の局所過熱によ
るスケール発生量の増大、炉壁の焼損等を生じる。した
がって、従来、酸素バーナは多くの利点を有するもの
の、鋼片加熱炉等の加熱手段としては採用されなかっ
た。本発明は、燃料の燃焼速度を遅くすることにより局
所高温部の発生を防止して、他の利点を有効に活用し、
鋼片加熱炉等の加熱手段に利用することのできる酸素バ
ーナの燃焼方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、酸素バーナの燃焼を、燃料の周囲から理
論燃焼酸素量以下の純酸素を供給して燃料リッチ状態の
１次燃焼を行なわせるとともに、その周囲から燃焼に必
要な残りの酸素を供給して、完全燃焼させるものであ
る。また、前記１次燃焼時の酸素量を、理論燃焼酸素量
の１０％〜５０％の範囲として燃焼させることである。
成するために、酸素バーナの燃焼を、燃料の周囲から理
論燃焼酸素量以下の純酸素を供給して燃料リッチ状態の
１次燃焼を行なわせるとともに、その周囲から燃焼に必
要な残りの酸素を供給して、完全燃焼させるものであ
る。また、前記１次燃焼時の酸素量を、理論燃焼酸素量
の１０％〜５０％の範囲として燃焼させることである。
【０００５】
【実施例】つぎに、本発明にかかる酸素バーナの燃焼方
法を図１，図２にしたがって説明する。本発明に適用さ
れる酸素バーナ１は、大略、図１のようになっている。
すなわち、バーナタイル２の中心部に、前面が解放され
た混合室３が設けられ、その中心部に気体燃料供給管４
が開口するとともに、この燃料供給管４の周囲に１次酸
素供給管５が混合室３に開口している。
法を図１，図２にしたがって説明する。本発明に適用さ
れる酸素バーナ１は、大略、図１のようになっている。
すなわち、バーナタイル２の中心部に、前面が解放され
た混合室３が設けられ、その中心部に気体燃料供給管４
が開口するとともに、この燃料供給管４の周囲に１次酸
素供給管５が混合室３に開口している。
【０００６】一方、前記バーナタイル２の前記混合室３
の外方には、同一円周上に複数個、本実施例では計４個
の２次酸素供給管６が等間隔で開口している。なお、前
記燃料供給管４は、溶損防止のため水冷構造となってい
る。
の外方には、同一円周上に複数個、本実施例では計４個
の２次酸素供給管６が等間隔で開口している。なお、前
記燃料供給管４は、溶損防止のため水冷構造となってい
る。
【０００７】前記構成において、前記燃料供給管４から
燃料を、１次酸素供給管５から、前記燃料の燃焼に必要
な理論燃焼酸素量の１０％〜５０％の純酸素を供給し、
混合室３の前方に燃料リッチ域Ａを作る。また、２次酸
素供給管６から残りの純酸素９０％〜５０％を前記燃料
リッチ域Ａの外周域に向けて供給して燃料リーン域Ｂを
形成して燃焼させるものである。なお、実操業では、前
記理論燃焼酸素より少し多く酸素を供給するものであ
る。すなわち、バーナ中心部においては、燃料リッチ域
Ａであるため、ここでは、燃料が完全燃焼せず、従来方
式の場合より低温であると同時に長炎となり、未燃分
は、燃料リーン域Ｂの酸素および未燃分の拡散に応じて
外方にて徐々に燃焼することになる。
燃料を、１次酸素供給管５から、前記燃料の燃焼に必要
な理論燃焼酸素量の１０％〜５０％の純酸素を供給し、
混合室３の前方に燃料リッチ域Ａを作る。また、２次酸
素供給管６から残りの純酸素９０％〜５０％を前記燃料
リッチ域Ａの外周域に向けて供給して燃料リーン域Ｂを
形成して燃焼させるものである。なお、実操業では、前
記理論燃焼酸素より少し多く酸素を供給するものであ
る。すなわち、バーナ中心部においては、燃料リッチ域
Ａであるため、ここでは、燃料が完全燃焼せず、従来方
式の場合より低温であると同時に長炎となり、未燃分
は、燃料リーン域Ｂの酸素および未燃分の拡散に応じて
外方にて徐々に燃焼することになる。
【０００８】したがって、バーナ中心部の１次燃焼にお
ける火炎温度は燃料リッチ域Ａでの酸素量に依存し、つ
まり、酸素量が大である程完全燃焼に近くなって高温で
あり、酸素量が少なくなるにつれて低温となるが、図２
に示すように炉幅方向において温度差が少なくなる。ま
た、前記２次酸素供給管６内に公知の旋回手段を設けて
２次酸素を旋回流として燃料リーン域Ｂでの燃料との混
合を良好にするようにしてもよい。
ける火炎温度は燃料リッチ域Ａでの酸素量に依存し、つ
まり、酸素量が大である程完全燃焼に近くなって高温で
あり、酸素量が少なくなるにつれて低温となるが、図２
に示すように炉幅方向において温度差が少なくなる。ま
た、前記２次酸素供給管６内に公知の旋回手段を設けて
２次酸素を旋回流として燃料リーン域Ｂでの燃料との混
合を良好にするようにしてもよい。
【０００９】なお、種々実験の結果、加熱炉の加熱手段
としては、１次燃焼時の酸素量が理論燃焼酸素量の１０
％〜５０％の範囲であることが好ましい。５０％を超え
ると火炎温度が１８００℃と高く、局所過熱が発生し、
一方、１０％未満であると安定した燃料リッチ域Ａが形
成されず、鋼片加熱用バーナとしては不適当であるから
である。
としては、１次燃焼時の酸素量が理論燃焼酸素量の１０
％〜５０％の範囲であることが好ましい。５０％を超え
ると火炎温度が１８００℃と高く、局所過熱が発生し、
一方、１０％未満であると安定した燃料リッチ域Ａが形
成されず、鋼片加熱用バーナとしては不適当であるから
である。
【００１０】また、前記混合室３の径をｄ1，２次酸素
供給管６が位置する同心円の径をＤ1とすると、Ｄ1／ｄ
1＝１．５〜５であることが望ましい。１．５未満であ
れば、燃料リッチ域Ａが形成されにくく、一方、５を超
えれば、燃料リッチ域Ａの前方外方に２次酸素が十分供
給されず、完全燃焼しにくくなり不都合であるからであ
る。なお、供給酸素は、排熱回収装置等を介して予熱す
るようにしてもよく、また、排ガスを混合してＮＯＸの
軽減を図るようにしてもよいものである。
供給管６が位置する同心円の径をＤ1とすると、Ｄ1／ｄ
1＝１．５〜５であることが望ましい。１．５未満であ
れば、燃料リッチ域Ａが形成されにくく、一方、５を超
えれば、燃料リッチ域Ａの前方外方に２次酸素が十分供
給されず、完全燃焼しにくくなり不都合であるからであ
る。なお、供給酸素は、排熱回収装置等を介して予熱す
るようにしてもよく、また、排ガスを混合してＮＯＸの
軽減を図るようにしてもよいものである。
【００１１】前記実施例においては、酸素バーナ１に供
給する燃料を気体燃料とした場合であるが、液体燃料を
使用する場合には、酸素バーナ１を図３に示す構造とす
ればよい。すなわち、冷却水により冷却された燃料供給
管４に液体燃料と噴霧用酸素を供給して、液体燃料を噴
霧状態として燃料供給管４から噴出する。その他は図１
に示すものと同一であるため、同一符号を付して説明を
省略する。また、得られる火炎温度も図２に示すものと
ほぼ同様の傾向であった。
給する燃料を気体燃料とした場合であるが、液体燃料を
使用する場合には、酸素バーナ１を図３に示す構造とす
ればよい。すなわち、冷却水により冷却された燃料供給
管４に液体燃料と噴霧用酸素を供給して、液体燃料を噴
霧状態として燃料供給管４から噴出する。その他は図１
に示すものと同一であるため、同一符号を付して説明を
省略する。また、得られる火炎温度も図２に示すものと
ほぼ同様の傾向であった。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、燃料を一度に完全燃焼させず、徐々に燃焼させ
るから、バーナ中心における火炎温度は、従来の酸素バ
ーナより低く、かつ、徐々に拡散した燃料が外周部で燃
焼するため、バーナ中心から外方にかけて余り温度差が
ない火炎を形成する（図２参照）。したがって、鋼片加
熱部の加熱手段としても、局所過熱や炉壁の損傷を生じ
なく、かつ、従来の酸素バーナの利点を備えた酸素バー
ナの燃焼方法とすることができる。
よれば、燃料を一度に完全燃焼させず、徐々に燃焼させ
るから、バーナ中心における火炎温度は、従来の酸素バ
ーナより低く、かつ、徐々に拡散した燃料が外周部で燃
焼するため、バーナ中心から外方にかけて余り温度差が
ない火炎を形成する（図２参照）。したがって、鋼片加
熱部の加熱手段としても、局所過熱や炉壁の損傷を生じ
なく、かつ、従来の酸素バーナの利点を備えた酸素バー
ナの燃焼方法とすることができる。
【図１】 本発明を適用する酸素バーナの説明用断面
図。
図。
【図２】 図１の酸素バーナを適用した場合の火炎温度
を示す図。
を示す図。
【図３】 他の酸素バーナの説明用断面図。
【図４】 従来の酸素バーナの火炎温度を示す図。
１…酸素バーナ、２…バーナタイル、３…混合室、４…
燃料供給管、５…１次酸素供給管、６…２次酸素供給
管、Ａ…燃料リッチ域、Ｂ…燃料リーン域。
燃料供給管、５…１次酸素供給管、６…２次酸素供給
管、Ａ…燃料リッチ域、Ｂ…燃料リーン域。
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料の周囲から理論燃焼酸素量以下の純
酸素を供給して燃料リッチ状態の１次燃焼を行なわせる
とともに、その周囲から燃焼に必要な残りの酸素を供給
して、完全燃焼させることを特徴とする酸素バーナの燃
焼方法。 - 【請求項２】 １次燃焼時の酸素量が、理論燃焼酸素量
の１０％〜５０％の範囲であることを特徴とする前記請
求項１に記載の酸素バーナの燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2520694A JPH07233920A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 酸素バーナの燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2520694A JPH07233920A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 酸素バーナの燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233920A true JPH07233920A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12159487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2520694A Pending JPH07233920A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 酸素バーナの燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07233920A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11132420A (ja) * | 1997-09-01 | 1999-05-21 | Tokyo Gas Co Ltd | 酸素燃焼バーナと該バーナを持つ燃焼炉 |
| JP2000074363A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 蓄熱燃焼装置 |
| WO2012102206A1 (ja) | 2011-01-26 | 2012-08-02 | 大陽日酸株式会社 | バーナの燃焼方法 |
| KR101310005B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2013-09-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 버너장치 및 연소방법 |
| JP2021055970A (ja) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | 中外炉工業株式会社 | 液体燃料燃焼装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5270440A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-11 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | Oxygennfuel burner |
| JPS5682306A (en) * | 1979-12-08 | 1981-07-06 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | Low nox burner for high temperature burning furnace |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP2520694A patent/JPH07233920A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5270440A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-11 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | Oxygennfuel burner |
| JPS5682306A (en) * | 1979-12-08 | 1981-07-06 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | Low nox burner for high temperature burning furnace |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11132420A (ja) * | 1997-09-01 | 1999-05-21 | Tokyo Gas Co Ltd | 酸素燃焼バーナと該バーナを持つ燃焼炉 |
| JP2000074363A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 蓄熱燃焼装置 |
| WO2012102206A1 (ja) | 2011-01-26 | 2012-08-02 | 大陽日酸株式会社 | バーナの燃焼方法 |
| US9261276B2 (en) | 2011-01-26 | 2016-02-16 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Burner combustion method |
| KR101310005B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2013-09-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 버너장치 및 연소방법 |
| JP2021055970A (ja) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | 中外炉工業株式会社 | 液体燃料燃焼装置 |
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