JPS62123207A - 水噴霧式二段燃焼方法及びその装置 - Google Patents
水噴霧式二段燃焼方法及びその装置Info
- Publication number
- JPS62123207A JPS62123207A JP26212685A JP26212685A JPS62123207A JP S62123207 A JPS62123207 A JP S62123207A JP 26212685 A JP26212685 A JP 26212685A JP 26212685 A JP26212685 A JP 26212685A JP S62123207 A JPS62123207 A JP S62123207A
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- Japan
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- combustion
- water
- secondary air
- flame
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
- F23L7/002—Supplying water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/20—Burner staging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2203/00—Flame cooling methods otherwise than by staging or recirculation
- F23C2203/30—Injection of tempering fluids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は水噴霧と二段燃焼併用によりNoχ発生の低減
を目指したボイラー・加熱炉等に使用される燃焼装置に
関するものである。
を目指したボイラー・加熱炉等に使用される燃焼装置に
関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点]
燃焼排ガス中のNoχ濃度を低減させる方法は数多く提
案され、実施されている。そのうち主な方法は次の通り
である。
案され、実施されている。そのうち主な方法は次の通り
である。
(1)燃焼用空気を分割した二段燃焼法。
(シ 燃焼用空気に燃焼ガスを混ぜた排ガス循環法。
(3) 燃料に水を添加するエマルジョン法。
(4)火炎の外方より噴霧水を吹きかける噴霧法。
これらの方法はボイラー、加熱炉等において単独、また
は組合わせて採用されている。
は組合わせて採用されている。
しかし、これら従来の方法においては、(1)−次空気
用あるいは一次燃焼部のガス滞留時間の適切な調整が困
難なこと。
用あるいは一次燃焼部のガス滞留時間の適切な調整が困
難なこと。
(乙 排ガス循環貴の調整が困難である上に設備費が高
くつくこと。
くつくこと。
(3)水添加による乳化油中の水粒子が均質になり難く
エマルジョンは崩壊しやすく、良質のエマルジョンを得
るためには高価な界面活性剤が必要でランニングコスト
が高くつくこと。
エマルジョンは崩壊しやすく、良質のエマルジョンを得
るためには高価な界面活性剤が必要でランニングコスト
が高くつくこと。
(4)火炎に直接噴霧水を吹きつけると排ガス中に多量
の水分が逃げるとともに火炎が不安定となること。
の水分が逃げるとともに火炎が不安定となること。
等の問題により、Noχ低減効果並びに燃焼性について
は必ずしも充分でなく、又、設備及びランニングコスト
も高く問題であった。
は必ずしも充分でなく、又、設備及びランニングコスト
も高く問題であった。
[発明の目的]
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであって、そ
の目的は、燃焼性を悪化させることなく、Noχ発生の
低減を図ることのできる燃焼方法及びその装置を提供す
ることにある。
の目的は、燃焼性を悪化させることなく、Noχ発生の
低減を図ることのできる燃焼方法及びその装置を提供す
ることにある。
[発明の概要j
上記目的を達成するために本発明では、燃焼室に燃焼用
空気を二段またはそれ以上に分割供給して燃焼ガス中の
NOxを低減させる二段燃焼方法において、二段目又は
それ以降の空気中に水を噴霧することを特徴とする。
空気を二段またはそれ以上に分割供給して燃焼ガス中の
NOxを低減させる二段燃焼方法において、二段目又は
それ以降の空気中に水を噴霧することを特徴とする。
[発明の実施例]
以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて説明する
。第1図は本発明における一実施例の説明図、第2図は
第1図の■−■矢祝図である。図面中の符号(1)は底
部に開口部Aを有する筒状の一次空気用ウィンドボック
スである。(4)は−次空気用ウィンドボックス頂部よ
り開口部Aと同軸状に挿入し、燃料噴霧口を開口部Aに
位置して設けられる燃料供給手段である。(3)は−次
空気用ウィンドボックス底部に連接し、前記開口部Aと
同軸状に設けられ内側に一次燃焼部(2)を形成する筒
状の燃焼筒である。(5)は前記燃焼筒を包囲して燃焼
筒と同軸状に設けられる筒状の二次空気用ウィンドボッ
クスであり、その底部には二次空気噴出口(6)が設け
られている。該二次空気噴出口は一次燃焼室に続く二次
燃焼vaIl)における炎表面に対し適度の角度(例え
ば約15゛)をもって対向した状態で開口しており、該
噴出口からの二次空気より二次燃焼室の炎の形状が乱さ
れることなく二次空気が炎内部に到達するごとく複数個
に分割され、二次空気用ウィンドボックス底部に設けら
れている。
。第1図は本発明における一実施例の説明図、第2図は
第1図の■−■矢祝図である。図面中の符号(1)は底
部に開口部Aを有する筒状の一次空気用ウィンドボック
スである。(4)は−次空気用ウィンドボックス頂部よ
り開口部Aと同軸状に挿入し、燃料噴霧口を開口部Aに
位置して設けられる燃料供給手段である。(3)は−次
空気用ウィンドボックス底部に連接し、前記開口部Aと
同軸状に設けられ内側に一次燃焼部(2)を形成する筒
状の燃焼筒である。(5)は前記燃焼筒を包囲して燃焼
筒と同軸状に設けられる筒状の二次空気用ウィンドボッ
クスであり、その底部には二次空気噴出口(6)が設け
られている。該二次空気噴出口は一次燃焼室に続く二次
燃焼vaIl)における炎表面に対し適度の角度(例え
ば約15゛)をもって対向した状態で開口しており、該
噴出口からの二次空気より二次燃焼室の炎の形状が乱さ
れることなく二次空気が炎内部に到達するごとく複数個
に分割され、二次空気用ウィンドボックス底部に設けら
れている。
(7)は−次空気用ウィンドボックスに連通ずる一次空
気用ダクト、(8)は二次空気用ウィンドボックスに連
通ずる二次空気用ダクトである。O,(121はそれぞ
れ一次空気用ダクトと二次空気用ダクトに設けられる一
次空気調節装置と二次空気調節装置である。(9)は二
次空気ダクトに連設される水噴霧手段であって、二次空
気ダクト内に向いて開口する水噴霧ノズル[F]、給水
ラインに設けられ、水噴霧を制御するための電磁弁(1
4)、給水ポンプ西、圧力計■、給水バイパス回路に設
けられる噴′1!I量微調整バルブ(1θ、給水タンク
t17)とからなる。
気用ダクト、(8)は二次空気用ウィンドボックスに連
通ずる二次空気用ダクトである。O,(121はそれぞ
れ一次空気用ダクトと二次空気用ダクトに設けられる一
次空気調節装置と二次空気調節装置である。(9)は二
次空気ダクトに連設される水噴霧手段であって、二次空
気ダクト内に向いて開口する水噴霧ノズル[F]、給水
ラインに設けられ、水噴霧を制御するための電磁弁(1
4)、給水ポンプ西、圧力計■、給水バイパス回路に設
けられる噴′1!I量微調整バルブ(1θ、給水タンク
t17)とからなる。
次に燃焼方法について説明する。まず燃焼装置を稼動に
セットすると燃料供給手段より燃料が燃焼室に向って噴
霧される。一方、燃焼用空気は一次空気と二次空気に分
割され、−次・二次空気調節装置によりH1量の微調整
が行われて、−次空気用ダクトと二次空気用ダクトから
供給される。−次空気用ウィンドボックスに達した一次
空気は開口部△より一次燃焼室に至り噴霧燃料と混合し
、着火手段(図示されていない)により着火する。
セットすると燃料供給手段より燃料が燃焼室に向って噴
霧される。一方、燃焼用空気は一次空気と二次空気に分
割され、−次・二次空気調節装置によりH1量の微調整
が行われて、−次空気用ダクトと二次空気用ダクトから
供給される。−次空気用ウィンドボックスに達した一次
空気は開口部△より一次燃焼室に至り噴霧燃料と混合し
、着火手段(図示されていない)により着火する。
−次燃焼至内は空気不足の状態となり火炎は長くなり最
高火炎温度は低くNoχ発生は抑制されている。他方、
水噴霧手段においては燃焼部に相応した容量の水噴霧ノ
ズル、給水ポンプが採用されており、燃焼装置稼動セッ
トと同時に給水ポンプが稼動し、電磁弁が開いて適量の
水が二次空気中に噴霧される。このときバルブ■にて圧
力計をみながら水の噴n量の微調整が可能である。適量
の噴霧水を含んだ二次空気は二次空気用ウィンドボック
スに至り、二次空気ウィンドボックス及び燃焼固を冷却
し、二次空気噴出孔より不完全燃焼の状態にある炎内に
噴出混合し、二次燃焼が行われる。このとぎ火炎に到達
した水は瞬時にガス状となり、火炎の温度の上昇を防ぎ
NOxの生成を抑制するとともに火炎中の遊離炭素と水
性ガス化反応を起しNOxの発生を防止する。なお、二
次空気噴出口を複数個独立分離して設け、その開口部を
炎表面に対して適度の角度をもたせることにより噴霧水
は、火炎を乱さず、燃焼性を損うことなく火炎の中心ま
で達し、すべての水が有効に水性ガス化反応に関与づる
。
高火炎温度は低くNoχ発生は抑制されている。他方、
水噴霧手段においては燃焼部に相応した容量の水噴霧ノ
ズル、給水ポンプが採用されており、燃焼装置稼動セッ
トと同時に給水ポンプが稼動し、電磁弁が開いて適量の
水が二次空気中に噴霧される。このときバルブ■にて圧
力計をみながら水の噴n量の微調整が可能である。適量
の噴霧水を含んだ二次空気は二次空気用ウィンドボック
スに至り、二次空気ウィンドボックス及び燃焼固を冷却
し、二次空気噴出孔より不完全燃焼の状態にある炎内に
噴出混合し、二次燃焼が行われる。このとぎ火炎に到達
した水は瞬時にガス状となり、火炎の温度の上昇を防ぎ
NOxの生成を抑制するとともに火炎中の遊離炭素と水
性ガス化反応を起しNOxの発生を防止する。なお、二
次空気噴出口を複数個独立分離して設け、その開口部を
炎表面に対して適度の角度をもたせることにより噴霧水
は、火炎を乱さず、燃焼性を損うことなく火炎の中心ま
で達し、すべての水が有効に水性ガス化反応に関与づる
。
上記のごとく、遊離炭素との水性ガス化反応により一酸
化炭素と水素ガスとが生成され、余剰酸素と反応して炭
酸ガスと水とになるが余剰酸素を少なくして理論燃焼空
気量に近づけると、水性ガスは還元性があるため、窒素
酸化物(NOx)を還元し燃焼ガス中の窒素酸化物が更
に減少する。
化炭素と水素ガスとが生成され、余剰酸素と反応して炭
酸ガスと水とになるが余剰酸素を少なくして理論燃焼空
気量に近づけると、水性ガスは還元性があるため、窒素
酸化物(NOx)を還元し燃焼ガス中の窒素酸化物が更
に減少する。
又、ウィンドボックス及び燃焼筒は噴霧水により冷却さ
れる効果があり、燃焼筒の焼損あるいはウィンドボック
ス上部に設けられる燃焼装置制御l1機器(図示せず)
の焼損といった事態も防止することができる。
れる効果があり、燃焼筒の焼損あるいはウィンドボック
ス上部に設けられる燃焼装置制御l1機器(図示せず)
の焼損といった事態も防止することができる。
なお、以上は二次空気ダクトに水を噴aづる場合を示し
ているが以下の如く、二次空気用ウィンドボックスで水
を噴霧することもができる。
ているが以下の如く、二次空気用ウィンドボックスで水
を噴霧することもができる。
これを図面にて説明すると第3図は本発明における他の
実施例の説明図、第4図は第3図のIV−■矢視図であ
る。図面中の符号(1)から(8)、■、(11)、G
4)からαBは前記実施例と同様であるので説明を省く
。■は各二次空気噴出口に同軸状に設けられ二次空気中
に水を霧状に噴霧する水噴霧ノズルである。■は前記水
噴霧ノズルに連通して設けられる給水手段であって、前
記実施例と同じく給水ラインに設けられ水噴霧をi+1
Itllするための電磁弁α0、給水ポンプ凸、圧力計
[相]、給水バイパス回路に設けられる噴i量微調整バ
ルブ□□□、給水タンク0フとからなる。
実施例の説明図、第4図は第3図のIV−■矢視図であ
る。図面中の符号(1)から(8)、■、(11)、G
4)からαBは前記実施例と同様であるので説明を省く
。■は各二次空気噴出口に同軸状に設けられ二次空気中
に水を霧状に噴霧する水噴霧ノズルである。■は前記水
噴霧ノズルに連通して設けられる給水手段であって、前
記実施例と同じく給水ラインに設けられ水噴霧をi+1
Itllするための電磁弁α0、給水ポンプ凸、圧力計
[相]、給水バイパス回路に設けられる噴i量微調整バ
ルブ□□□、給水タンク0フとからなる。
次に燃焼方法について説明する。まず、燃焼装置を稼動
にセットすると燃料供給手段より燃料が燃焼層に向って
噴霧される。一方、燃焼用空気は一次空気と二次空気に
分割され、−次・二次空気調部装置により風量の微調整
が行われて、−次空気用ダクトと二次空気用ダクトから
供給される。
にセットすると燃料供給手段より燃料が燃焼層に向って
噴霧される。一方、燃焼用空気は一次空気と二次空気に
分割され、−次・二次空気調部装置により風量の微調整
が行われて、−次空気用ダクトと二次空気用ダクトから
供給される。
−次空気用ウィンドボックスに達した一次空気は開口部
Aより一次燃焼室に至り噴霧燃料と混合し、着火手段(
図示せず)により着火する。−次燃焼室内は空気不測の
状態となり火炎は長くなり最高火炎温度は低くNOχ発
生は抑制されている。他方、二次空気用ダクトから供給
させた二次空気は二次空気用ウィンドボックスの働きに
より均等に分配されて二次空気噴出口に至る。二次空気
噴出口においては、水噴霧ノズルと給水手段は燃焼層に
相応したた容量の水噴霧ノズル、給水ポンプが採用され
ているので、燃焼装置稼動セットと同時に給水ポンプが
稼動し、電磁弁が開いて適量の水が二次空気中に噴出さ
れる。このときバルブ0にて圧力計面をみながら水の噴
霧量の微調整が可能である。このようにして適度の噴霧
水を含む二次空気は不完全燃焼の状態にある炎内に噴出
混合させ二次燃焼が行われ、火炎に到着した水は瞬時に
ガス状となり、火炎の温度の上昇を防ぎNOxの 。
Aより一次燃焼室に至り噴霧燃料と混合し、着火手段(
図示せず)により着火する。−次燃焼室内は空気不測の
状態となり火炎は長くなり最高火炎温度は低くNOχ発
生は抑制されている。他方、二次空気用ダクトから供給
させた二次空気は二次空気用ウィンドボックスの働きに
より均等に分配されて二次空気噴出口に至る。二次空気
噴出口においては、水噴霧ノズルと給水手段は燃焼層に
相応したた容量の水噴霧ノズル、給水ポンプが採用され
ているので、燃焼装置稼動セットと同時に給水ポンプが
稼動し、電磁弁が開いて適量の水が二次空気中に噴出さ
れる。このときバルブ0にて圧力計面をみながら水の噴
霧量の微調整が可能である。このようにして適度の噴霧
水を含む二次空気は不完全燃焼の状態にある炎内に噴出
混合させ二次燃焼が行われ、火炎に到着した水は瞬時に
ガス状となり、火炎の温度の上昇を防ぎNOxの 。
生成を抑制するとともに火炎中の遊離炭素と水性ガス化
反応を起しNOxの発生を防止する。このとき、二次空
気に含まれた噴霧水は、炎表面に対して適度の角度を持
ち二次空気用ウィンドボックス底部同一円周上に均等に
適当数設けられた二次空気噴出口の働きにより火炎を乱
さず燃焼性を損うことなく炎中合部まで達し、前記実施
例と同様に窒素酸化物の生成が抑制される。
反応を起しNOxの発生を防止する。このとき、二次空
気に含まれた噴霧水は、炎表面に対して適度の角度を持
ち二次空気用ウィンドボックス底部同一円周上に均等に
適当数設けられた二次空気噴出口の働きにより火炎を乱
さず燃焼性を損うことなく炎中合部まで達し、前記実施
例と同様に窒素酸化物の生成が抑制される。
[発明の効果]
本発明は□上記のような燃焼方法並びに構成であるので
噴霧水を火炎の温度低下と窒素酸化物(NOx)の還元
作用に効率よく利用することができく水が排ガス中に蒸
気として多量に逃げることがなくなり)、上記両件用の
相乗効果により窒素酸化物の発生が大幅に低減されると
ともに、火炎面の乱れの発生が抑制されて良好な燃焼が
維持される。本発明は上述のように二次空気ダクトに水
噴霧手段を設けるのみであるので、Noχ低減装置とし
ても従来に比ベコストを大幅に低減することができる。
噴霧水を火炎の温度低下と窒素酸化物(NOx)の還元
作用に効率よく利用することができく水が排ガス中に蒸
気として多量に逃げることがなくなり)、上記両件用の
相乗効果により窒素酸化物の発生が大幅に低減されると
ともに、火炎面の乱れの発生が抑制されて良好な燃焼が
維持される。本発明は上述のように二次空気ダクトに水
噴霧手段を設けるのみであるので、Noχ低減装置とし
ても従来に比ベコストを大幅に低減することができる。
第1図は本発明における一実施例の説明図、第2図は第
1図の■−■矢視図、第3図は本発明における他の実施
例の説明図、第4図は第3図の■−■の矢視図である。 (1)は−次空気用ウィンドボックス (2)は−火燃焼室 (3)は燃焼筒(4)は燃
料供給手段 (9は二次空気用ウィンドボックス (6)は二次空気噴出口 ■は一次空気用ダクト(8
)は二次空気用ダクト (9)は水噴霧手段■は二次燃
焼室 αυは一次空気調節装置面は二次空気調節
装置 ■は水噴霧ノズル+14)はIla弁
[F]は給水ポンプ(151はバルブ (
17)は給水タンク皿は圧力計 西は水噴霧
ノズル■は給水手段
1図の■−■矢視図、第3図は本発明における他の実施
例の説明図、第4図は第3図の■−■の矢視図である。 (1)は−次空気用ウィンドボックス (2)は−火燃焼室 (3)は燃焼筒(4)は燃
料供給手段 (9は二次空気用ウィンドボックス (6)は二次空気噴出口 ■は一次空気用ダクト(8
)は二次空気用ダクト (9)は水噴霧手段■は二次燃
焼室 αυは一次空気調節装置面は二次空気調節
装置 ■は水噴霧ノズル+14)はIla弁
[F]は給水ポンプ(151はバルブ (
17)は給水タンク皿は圧力計 西は水噴霧
ノズル■は給水手段
Claims (2)
- (1)燃焼室に燃焼用空気を二段またはそれ以上に分割
供給して燃焼ガス中のNOχを低減させる二段燃焼方法
において、二段目又はそれ以降の空気中に水を噴霧する
ことを特徴とする水噴霧式二段燃焼方法。 - (2)中心部に開口部Aを有する一次空気用ウィンドボ
ックス(1)、 開口部A側のウィンドボックス(1)に連接し内側に一
次燃焼室(2)を形成する燃焼筒(3)、開口部Aに位
置して燃料噴霧口を設けた燃料供給手段(4)、 燃焼筒(3)を包囲して設けられる二次空気用ウィンド
ボックス(5)、 二次空気用ウィンドボックス(5)の下部に設けられる
二次空気噴出口(6)、 一次空気用ウィンドボックス(1)に連通する一次空気
ダクト(7)、 二次空気用ウィンドボックス(5)に連通する二次空気
用ダクト(8)、 二次空気用ダクト(8)に連設される水噴霧手段(9)
からなることを特徴とする水噴霧式二段燃焼用装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26212685A JPS62123207A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 水噴霧式二段燃焼方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26212685A JPS62123207A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 水噴霧式二段燃焼方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62123207A true JPS62123207A (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=17371409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26212685A Pending JPS62123207A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 水噴霧式二段燃焼方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62123207A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007139266A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ装置とその運転方法 |
JP2008304147A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Miura Co Ltd | バーナの制御方法 |
US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
JP2023005128A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-18 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | ガスバーナ及びボイラ |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP26212685A patent/JPS62123207A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7878130B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-02-01 | Babcock-Hitachi K.K. | Overfiring air port, method for manufacturing air port, boiler, boiler facility, method for operating boiler facility and method for improving boiler facility |
JP2007139266A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ装置とその運転方法 |
JP2008304147A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Miura Co Ltd | バーナの制御方法 |
JP2023005128A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-18 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | ガスバーナ及びボイラ |
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