JPH0133727B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0133727B2 JPH0133727B2 JP58238584A JP23858483A JPH0133727B2 JP H0133727 B2 JPH0133727 B2 JP H0133727B2 JP 58238584 A JP58238584 A JP 58238584A JP 23858483 A JP23858483 A JP 23858483A JP H0133727 B2 JPH0133727 B2 JP H0133727B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- primary
- fuel
- nozzle
- air
- supply pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details
- F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- 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)
- Gas Burners (AREA)
Description
本発明はガスバーナに関する。
従来から発熱量が低く、そのままでは燃焼の持
続が困難な低カロリーガスを燃焼させる方法とし
て、 高カロリーガスを混入してガスのカロリーア
ツプを図る方法、 高カロリー燃料の助燃バーナを設ける方法、 空気あるいは燃料ガスを予熱する方法、 などが知られている。 上記ではランニングコストが高くつき、
では従来、必要熱量が不明であつたために、すべ
ての空気または燃料ガスを予熱しており、このた
め加熱器が非常に大きくなり、設備費の増大をま
ねくという問題がある。 そこで本発明はかかる問題点を解消したガスバ
ーナを提供するものであつて、その特徴とすると
ころは、焚口先端を円錘状空間に形成し、その焚
口内に同心状に設けた一次空気ノズル内に一次燃
料ノズルを同心状に挿入し、一次空気ノズルの外
側に二次燃料ノズルを配設し、該二次燃料ノズル
の外側に二次空気ノズルを配設し、一次燃料ノズ
ルに接続された一次燃料供給管もしくは一次空気
ノズルに接続された一次空気供給管またはその両
方に加熱器を設けたことにある。かかる構成によ
れば、燃料および空気をそれぞれ一次と二次とに
分け、その一次の燃料もしくは空気またはその両
方を加熱するものであるから、低カロリーガスで
も確実に着火させて、その燃焼を持続させること
ができ、しかも二次側の燃料または空気を加熱し
なくてもよい分だけ、加熱器を小さくすることが
できるものであつて、経済性に優れている。 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。１は焚口であつて、その先端を円錘状空間に
形成してある。２は焚口１内に同心状に設けた一
次空気ノズル、３は該一次空気ノズル２内に同心
状に挿入された一次燃料ノズル、４は一次空気ノ
ズル２の外側に配設された二次燃料ノズル、５は
該二次燃料ノズル４の外側に配設された二次空気
ノズル、６，７は二次の燃料ノズル４および空気
ノズル５の先端に配設された旋回翼であつて、二
次燃料および二次空気を第１図にイで示すごとく
旋回させるものである。８は低カロリー燃料主供
給管であつて、これから２つに分岐した一次燃料
供給管８Ａと二次燃料供給管８Ｂとはそれぞれ一
次、二次の燃料ノズル３，４に接続してある。９
は空気主供給管であつて、これから２つに分岐し
た一次空気供給管９Ａと二次空気供給管９Ｂとは
それぞれ一次、二次の空気ノズル２，５に接続し
てある。１０は一次空気供給管９Ａの途中に介在
させた空気加熱器、１１は一次燃料供給管８Ａの
途中に介在させた開閉弁である。前記一次燃料ノ
ズル３の燃料噴射口は該ノズル３の半径方向に沿
つて形成されている。したがつてノズル３からそ
の半径方向に沿つて噴射された燃料ガスは一次空
気ノズル２内を流れる空気流によつて第１図にロ
で示すごとく焚口１から放射状に噴射されるもの
である。 上記構成において、一次空気供給管９Ａ内を流
れる一次空気は空気加熱器１０によつて低カロリ
ー燃料が燃焼を持続するのに必要な温度まで加熱
された後、一次空気ノズル２内に入る。また一次
燃料供給管８Ａから一次燃料ノズル３内に入つた
低カロリー燃料はその噴射口から一次燃料ノズル
３の半径方向へ噴射され、一次空気ノズル２から
噴射される高温の一次空気流に乗つて焚口１から
第１図のロで示すごとく放射状に噴射される。ま
た二次燃料ノズル４から低カロリーの二次燃料が
第１図のイに示すごとく旋回させられながら噴射
され、さらに二次空気ノズル５から二次空気が旋
回させられながら噴射される。そして一次燃料が
高温の一次空気の作用により容易に着火させられ
ると共にその燃焼を持続させられ、また一次燃料
の燃焼熱によつて二次燃料および二次空気を必要
温度まで加熱し、全体として安定した燃焼を持続
するものである。 ここで第３図および第４図に示すごとく、自燃
限界発熱量（QL）Kcal／Ｎm3以下の発熱量（Qg）
Kcal／Ｎm3を保有する低カロリーガスの燃焼を
持続させるためには、予熱によつて空気を、QL
−Qg＝△QKcal／Ｎm3（予熱エンタルピー）に
相当する熱量を与えればよい。今、一次燃料ノズ
ル３に供給される一次燃料の全燃料に対する割合
を（ｍ）とすれば、一次燃料ノズル３で燃焼を持
続させるために必要な熱量はｍ・△Ｑである。こ
れによつて発生する熱量はｍ・QLであり、ｍ・
QL≧△Ｑであれば燃焼は持続する。したがつて
ｍ≧△Ｑ／QLであればよい。しかしながら実機
では、ガスの混合や熱放散などにより火炎を十分
安定させるには、次式の関係が成り立つようにす
ることが適当であることがわかつた。 △Ｑ／QL×1.3≧ｍ≧△Ｑ／QL×1.1 ここで低カロリーガスの理論空気量をVas（Ｎ
m3／Ｎm3）、実際の空気比をλ、空気の比熱を
Cpaとすれば空気の予熱温度△Ｔ（℃）は △Ｑ＝λ・Cap・Vas・△Ｔから △Ｔ＝△Ｑ／λ・Cpa・Vas必要である。 上記実施例では、一次空気を加熱するようにし
たが、これに代えて、またはこれとともに第１図
仮想線で示すごとく一次燃料供給管８Ａに燃料加
熱器１２を介在させてもよい（第２の実施例）。 この場合の予熱温度は △Ｔ＝△Ｑ／Cpgである。 ただし、低カロリーガスの比熱をCpg（Kcal／Ｎ
m3）とした。 また第１、第２の実施例における旋回翼６，７
に代えて、第５図に示すごとくノズル４，５の内
壁面にほぼ接線方向に沿う多数のスリツト１３を
形成してもよいし（第３の実施例）、また第６図
に示すごとくノズル４，５の端面に周方向に沿つ
てのびる傾斜穴１４を形成してもよい（第４の実
施例）。 （実験例） ガス発熱量500Kcal／Ｎm3のC3H8−N2低カロ
リーガスの燃焼実験 （計算値） 第４図によりこのガスの限界発熱量（QL）は
640Kcal／Ｎm3である。 これより一次燃料の割合（ｍ）は 640−500／640×1.3≧ｍ≧640−500／640×1.1 0.28≧ｍ≧0.24となる これを自燃させるためには一次空気に予熱エンタ
ルピーとしてｍ△Ｑ＝0.24（640−500）＝
33.6Kcal／Ｎm3以上与える必要がある。 （実験） 燃焼実験結果を表１に示す（20℃1atmを基
準）。
続が困難な低カロリーガスを燃焼させる方法とし
て、 高カロリーガスを混入してガスのカロリーア
ツプを図る方法、 高カロリー燃料の助燃バーナを設ける方法、 空気あるいは燃料ガスを予熱する方法、 などが知られている。 上記ではランニングコストが高くつき、
では従来、必要熱量が不明であつたために、すべ
ての空気または燃料ガスを予熱しており、このた
め加熱器が非常に大きくなり、設備費の増大をま
ねくという問題がある。 そこで本発明はかかる問題点を解消したガスバ
ーナを提供するものであつて、その特徴とすると
ころは、焚口先端を円錘状空間に形成し、その焚
口内に同心状に設けた一次空気ノズル内に一次燃
料ノズルを同心状に挿入し、一次空気ノズルの外
側に二次燃料ノズルを配設し、該二次燃料ノズル
の外側に二次空気ノズルを配設し、一次燃料ノズ
ルに接続された一次燃料供給管もしくは一次空気
ノズルに接続された一次空気供給管またはその両
方に加熱器を設けたことにある。かかる構成によ
れば、燃料および空気をそれぞれ一次と二次とに
分け、その一次の燃料もしくは空気またはその両
方を加熱するものであるから、低カロリーガスで
も確実に着火させて、その燃焼を持続させること
ができ、しかも二次側の燃料または空気を加熱し
なくてもよい分だけ、加熱器を小さくすることが
できるものであつて、経済性に優れている。 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。１は焚口であつて、その先端を円錘状空間に
形成してある。２は焚口１内に同心状に設けた一
次空気ノズル、３は該一次空気ノズル２内に同心
状に挿入された一次燃料ノズル、４は一次空気ノ
ズル２の外側に配設された二次燃料ノズル、５は
該二次燃料ノズル４の外側に配設された二次空気
ノズル、６，７は二次の燃料ノズル４および空気
ノズル５の先端に配設された旋回翼であつて、二
次燃料および二次空気を第１図にイで示すごとく
旋回させるものである。８は低カロリー燃料主供
給管であつて、これから２つに分岐した一次燃料
供給管８Ａと二次燃料供給管８Ｂとはそれぞれ一
次、二次の燃料ノズル３，４に接続してある。９
は空気主供給管であつて、これから２つに分岐し
た一次空気供給管９Ａと二次空気供給管９Ｂとは
それぞれ一次、二次の空気ノズル２，５に接続し
てある。１０は一次空気供給管９Ａの途中に介在
させた空気加熱器、１１は一次燃料供給管８Ａの
途中に介在させた開閉弁である。前記一次燃料ノ
ズル３の燃料噴射口は該ノズル３の半径方向に沿
つて形成されている。したがつてノズル３からそ
の半径方向に沿つて噴射された燃料ガスは一次空
気ノズル２内を流れる空気流によつて第１図にロ
で示すごとく焚口１から放射状に噴射されるもの
である。 上記構成において、一次空気供給管９Ａ内を流
れる一次空気は空気加熱器１０によつて低カロリ
ー燃料が燃焼を持続するのに必要な温度まで加熱
された後、一次空気ノズル２内に入る。また一次
燃料供給管８Ａから一次燃料ノズル３内に入つた
低カロリー燃料はその噴射口から一次燃料ノズル
３の半径方向へ噴射され、一次空気ノズル２から
噴射される高温の一次空気流に乗つて焚口１から
第１図のロで示すごとく放射状に噴射される。ま
た二次燃料ノズル４から低カロリーの二次燃料が
第１図のイに示すごとく旋回させられながら噴射
され、さらに二次空気ノズル５から二次空気が旋
回させられながら噴射される。そして一次燃料が
高温の一次空気の作用により容易に着火させられ
ると共にその燃焼を持続させられ、また一次燃料
の燃焼熱によつて二次燃料および二次空気を必要
温度まで加熱し、全体として安定した燃焼を持続
するものである。 ここで第３図および第４図に示すごとく、自燃
限界発熱量（QL）Kcal／Ｎm3以下の発熱量（Qg）
Kcal／Ｎm3を保有する低カロリーガスの燃焼を
持続させるためには、予熱によつて空気を、QL
−Qg＝△QKcal／Ｎm3（予熱エンタルピー）に
相当する熱量を与えればよい。今、一次燃料ノズ
ル３に供給される一次燃料の全燃料に対する割合
を（ｍ）とすれば、一次燃料ノズル３で燃焼を持
続させるために必要な熱量はｍ・△Ｑである。こ
れによつて発生する熱量はｍ・QLであり、ｍ・
QL≧△Ｑであれば燃焼は持続する。したがつて
ｍ≧△Ｑ／QLであればよい。しかしながら実機
では、ガスの混合や熱放散などにより火炎を十分
安定させるには、次式の関係が成り立つようにす
ることが適当であることがわかつた。 △Ｑ／QL×1.3≧ｍ≧△Ｑ／QL×1.1 ここで低カロリーガスの理論空気量をVas（Ｎ
m3／Ｎm3）、実際の空気比をλ、空気の比熱を
Cpaとすれば空気の予熱温度△Ｔ（℃）は △Ｑ＝λ・Cap・Vas・△Ｔから △Ｔ＝△Ｑ／λ・Cpa・Vas必要である。 上記実施例では、一次空気を加熱するようにし
たが、これに代えて、またはこれとともに第１図
仮想線で示すごとく一次燃料供給管８Ａに燃料加
熱器１２を介在させてもよい（第２の実施例）。 この場合の予熱温度は △Ｔ＝△Ｑ／Cpgである。 ただし、低カロリーガスの比熱をCpg（Kcal／Ｎ
m3）とした。 また第１、第２の実施例における旋回翼６，７
に代えて、第５図に示すごとくノズル４，５の内
壁面にほぼ接線方向に沿う多数のスリツト１３を
形成してもよいし（第３の実施例）、また第６図
に示すごとくノズル４，５の端面に周方向に沿つ
てのびる傾斜穴１４を形成してもよい（第４の実
施例）。 （実験例） ガス発熱量500Kcal／Ｎm3のC3H8−N2低カロ
リーガスの燃焼実験 （計算値） 第４図によりこのガスの限界発熱量（QL）は
640Kcal／Ｎm3である。 これより一次燃料の割合（ｍ）は 640−500／640×1.3≧ｍ≧640−500／640×1.1 0.28≧ｍ≧0.24となる これを自燃させるためには一次空気に予熱エンタ
ルピーとしてｍ△Ｑ＝0.24（640−500）＝
33.6Kcal／Ｎm3以上与える必要がある。 （実験） 燃焼実験結果を表１に示す（20℃1atmを基
準）。
【表】
これより計算値はほぼ満足していることがわか
つた。 以上述べたごとく本発明によれば、燃料および
空気をそれぞれ一次と二次とに分け、その一次の
燃料もしくは空気またはその両方を加熱し、一次
燃料を自燃可能とし、その一次燃焼の燃焼熱によ
つて残りの低カロリーガスを順次燃焼させるもの
であるから、低カロリーガスでも確実に着火させ
て、その燃焼を持続させることができ、しかも二
次側の燃料または空気を加熱しなくてもよい分だ
け、加熱器を小さくすることができるものであつ
て、経済性に優れている。
つた。 以上述べたごとく本発明によれば、燃料および
空気をそれぞれ一次と二次とに分け、その一次の
燃料もしくは空気またはその両方を加熱し、一次
燃料を自燃可能とし、その一次燃焼の燃焼熱によ
つて残りの低カロリーガスを順次燃焼させるもの
であるから、低カロリーガスでも確実に着火させ
て、その燃焼を持続させることができ、しかも二
次側の燃料または空気を加熱しなくてもよい分だ
け、加熱器を小さくすることができるものであつ
て、経済性に優れている。
第１図実線〜第４図は本発明の第１の実施例を
示し、第１図実線は概略縦断面図、第２図は要部
の概略正面図、第３図は自燃限界発熱量と予熱エ
ンタルピーの関係を示すグラフ、第４図は予熱エ
ンタルピーと総発熱量の関係を示すグラフであ
る。第１図仮想線は本発明の第２の実施例を示す
概略縦断面図、第５図は本発明の第３の実施例を
示す要部の斜視図、第６図は本発明の第４の実施
例を示す要部の斜視図である。 １…焚口、２…一次空気ノズル、３…一次燃料
ノズル、４…二次燃料ノズル、５…二次空気ノズ
ル、８Ａ…一次燃料供給管、９Ａ…一次空気供給
管、１０…空気加熱器、１２…燃料加熱器。
示し、第１図実線は概略縦断面図、第２図は要部
の概略正面図、第３図は自燃限界発熱量と予熱エ
ンタルピーの関係を示すグラフ、第４図は予熱エ
ンタルピーと総発熱量の関係を示すグラフであ
る。第１図仮想線は本発明の第２の実施例を示す
概略縦断面図、第５図は本発明の第３の実施例を
示す要部の斜視図、第６図は本発明の第４の実施
例を示す要部の斜視図である。 １…焚口、２…一次空気ノズル、３…一次燃料
ノズル、４…二次燃料ノズル、５…二次空気ノズ
ル、８Ａ…一次燃料供給管、９Ａ…一次空気供給
管、１０…空気加熱器、１２…燃料加熱器。
Claims (1)
- １ 焚口先端を円錘状空間に形成し、その焚口内
に同心状に設けた一次空気ノズル内に一次燃料ノ
ズルを同心状に挿入し、一次空気ノズルの外側に
二次燃料ノズルを配設し、該二次燃料ノズルの外
側に二次空気ノズルを配設し、一次燃料ノズルに
接続された一次燃料供給管もしくは一次空気ノズ
ルに接続された一次空気供給管またはその両方に
加熱器を設けたことを特徴とするガスバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238584A JPS60129517A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ガスバ−ナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238584A JPS60129517A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ガスバ−ナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129517A JPS60129517A (ja) | 1985-07-10 |
| JPH0133727B2 true JPH0133727B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=17032369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238584A Granted JPS60129517A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ガスバ−ナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129517A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2708421B2 (ja) * | 1987-06-15 | 1998-02-04 | 大阪瓦斯株式会社 | 装飾用ガスバーナ |
| CN101220954A (zh) * | 2008-01-25 | 2008-07-16 | 上海锅炉厂有限公司 | 一种纯烧高炉煤气或低热值煤气的燃烧器及燃烧方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53143251U (ja) * | 1977-04-19 | 1978-11-11 | ||
| JPS5634016A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-06 | Hitachi Ltd | Burning method for low-caloric fuel |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58238584A patent/JPS60129517A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129517A (ja) | 1985-07-10 |
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