JPH02306005A - 低ｎｏｘガスバーナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガスバーナに関し、特にガス燃料を予混合させ
て燃焼を行なわせる低ＮＯＸ予混合燃焼に関するもので
ある。

従来の技術 従来技術による予混合燃焼バーナの代表的なものとして
ブンゼンバーナがある。このバーナな第６図及び第７図
を用いて説明する。ガス燃料１０はガスノズル１１より
ベンチュリースロート　１３に噴出し、その噴流の運動
エネルギーにより一次空気１２を吸引′する。

このようにガス燃料の圧力を利用して一次空気１２を吸
引し、予混合させて燃焼を行なわせる従来技術の欠点は
燃焼によって生じるＮＯＸ　（主としてサーマルＮＯＸ
と呼ばれている）が高いことであった。ここで生じるＮ
ＯＸは予混合率が理論混合比に近い程火炎温度か高くな
るためＮ　ＯＸの濃度も高くなるものである。

従来技術によればこの低ＮＯＸ化を達成するために例え
は火炎を冷却したり、燃焼ガスを再循環させて火炎温度
の低下を計ってきたか、これらの方法では未燃ガス、例
えばＣｏ１煤などが発生しやすい欠点を有していた。

さらに火炎温度の低下により燃焼反応速度か低下するた
めに火炎か長くなり、又燃焼負荷を低くしなければなら
ない欠点を有していた。

発明が解決しようとする課題 燃焼によって発生するＮＯＸはいわゆる窒素酸化物であ
り、大気汚染の一因となっている。本発明の課題は燃焼
によって発生するＮＯＸの濃度レベルを少なくすること
である。

課題を解決するだめの手段 燃焼により得られた高温雰囲気（１５００°〜１６００
０Ｃ）によって空気中の窒素が酸化されてＮＯＸとなる
が、炭化水素系燃料が高温雰囲気に置かれると分解し、
化学的に不安定な中間生成物、例えばＣ２、ＯＨ，ＣＮ
と言った分子が生成される。これらの分子はそのライフ
タイムか１０数ｍｓと短く、且つ化学的に不安定なるが
故に還元能力を有している。

本発明では高温によって酸化して生成するＮＯｘを上記
生成物を用いてＮ２．０２の安定な分子に分解させ、Ｎ
ＯＸを低減させるものであり、具体的にはバーナの炎口
な内側炎口と、そのまわりの外側炎口とで構成し、内側
炎口にガスン農度の濃い混合ガスを供給し、外側炎口に
希薄な混合カスを供給して燃焼を行なわせるものである
。

作　　用 予混合燃焼ではガス燃料と一次空気を混合させた後に燃
焼を行なうものであるから炎口上での燃焼によって窒素
の一部が酸化され、ＮＯＸとなることが知られている。

生成されるＮＯＸの量は当然のことながら一次空気との
混合比によって若干変化するが、理論燃焼空気混合比近
傍にて最高の火炎温度が得られるのでＮＯＸ濃度も上昇
することになる。

本発明では外側炎口で希薄な混合ガスを燃焼させ、それ
によって生成したＮＯＸをガス濃度の濃い内側炎口で発
生する炭化水素燃料によって化学的に安定なＮ２．０２
に分解させることにより低ＮＯＸ化を計るものである。

実施例 以下本発明の実施例を図面に従がって説明する。

第１図及び第２図において５ガスノズル２はベンチュリ
ースロート４の中央部に対面している。

ベンチュリースロート４には圧力回復のためのベンチュ
リー管である拡大管５が連らなり、その内部には拡大管
５の内壁と一定の間隙を保持して内部拡大管６が挿入さ
れている。内部拡大管６は拡大管５とほぼ同し形状をし
ており、入口側開口部をノズル２の先端と対面させ、出
口をバーナの内側炎口８に連らねている。また内部拡大
管６と拡大管５との間にも混合気の通路か形成され、そ
の出「Ｊは内側炎口８のまわりに形成した外側炎ロアに
連らなっている。

これらの構成において、ガス燃料１はガスノズル２より
ベンチュリースロート４内に噴出し、その運動エネルギ
ーにより一次空気３を吸引し、拡大管５内に流入して圧
力回復を行なう。

このとき−次空気は噴出ガスをつつむようにその周囲か
ら供給されるためノズル２に対面した内部拡大管６内に
はガス濃度の濃い混合ガスか供給され、その外側の内部
拡大管６と拡大管５との通路には一次空気の多い希薄な
混合ガスが供給され、それぞれのガス通路をへて内側炎
口８、外側炎ロアに供給される。

ここでガス濃度の濃い混合ガスを供給する内側炎口８は
中央に配置され、希薄な混合ガスを供給する外側炎ロア
はその外側に配置されているので、外側炎ロアでは安定
した通常の燃焼を行ない、ＮＯＸを発生させ、かつＮＯ
Ｘ還元反応を速やかに行なうための高温雰囲気を確保さ
せる。したがって内側炎口８より噴出した濃い混合ガス
（場合によってはガス燃料のみ）は分解し、上記燃焼の
中間生成物Ｃ２，ＯＨ，ＣＮなどの発生を促進させるこ
とかできる。当然のことながら内側炎口８に近い上部空
間では空気不足による還元雰囲気を構成している。

外側炎ロアによる発生ＮＯＸと内側炎口８による中間生
成物の発生により火炎上部ではＮＯＸの還元反応が行な
われ、化学的に安定なＮ２　、０２に還元させるもので
ある。このために低ＮＯＸ化を達成できるものである。

第３図は本発明の原理となるガスノズル２からの噴流の
濃度分布を示したものである。ガスノズル２より噴出し
たガス燃料の噴流拡がり９はこれまでの試験により拡が
り角α中２０°であることか知られている。ノズル２よ
りの距＠ａの点におけるガス温度分布は図示のように噴
流の軸芯上が最も高いことが知られている。

つまり第１図に示すような構成によって内部拡大管６内
のガス濃度は高くなる。

したがってこの高濃度のガス燃料を内側炎口８に供給す
ることができる。第４図及び第５図は本発明の他の実施
例を示すものである。

この実施例では上記実施例の内部拡大管６の代りに直接
的に副ガス供給口　１７よりガス燃料の一部を内側炎口
８に供給するものである。

これによっても上記実施例と同様の燃焼を行なうもので
ある。

発明の効果 本発明の第１の効果は火炎を冷却することなくＮＯＸの
還元作用を利用するのでＣｏ１媒などの未然ガスの発生
が殆んどなく、広い負荷帯に対応して低ＮＯＸ化を達成
することができることである。

また本発明の第２の効果は燃焼温度か従来の高ＮＯＸ燃
焼時と殆んど同じであり、燃焼負荷を低下させることな
く低ＮＯＸを得ることができることである。

さらに本発明の最も大きな効果は大気汚染物質を低減さ
せることができることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低ＮＯＸ燃焼法の一実施例を示す
ガスバーナの断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ断面図、第
３図は本発明の基礎となるガス噴流の濃度分布を示す図
、第４図は本発明による低ＮＯＸ燃焼法の他の実施例を
示すガスバーナの断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ断面
図、第６図は従来技術による予混合バーナの断面図、第
７図は第６図のＣ−Ｃ断面図を示す。 図において、２はガスノズル、５は拡大管、６は内部拡
大管、７は外側炎口、８は内側炎口である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス燃料をガスノズル（２）を介してベンチュリ
   ースロート（４）内に噴出させ、そのガス噴流の運動エ
   ネルギーにより一次空気を吸引し、拡大管（５）内で予
   混合し、炎口で燃焼を行なわせるものにおいて、前記炎
   口を内側炎口（８）とそのまわりの外側炎口（７）とで
   構成し、内側炎口（８）にガス濃度の濃い混合ガスを供
   給し、外側炎口（７）に希薄な混合ガスを供給すること
   を特徴とする低ＮＯＸガスバーナ。
2. （２）圧力回復のためのベンチュリー管を拡大管（５）
   と、その内部に挿入した内部拡大管（６）とで構成し、
   内部拡大管（６）を内側炎口（８）に連ね、内部拡大管
   （６）と拡大管（５）との通路を外側炎口（７）に連ら
   ねてなる請求項第１項記載の低ＮＯＸガスバーナ。
3. （３）拡大管（５）内にガスノズル（２）と異なる副ガ
   ス供給口（１７）を設け、この副ガス供給口（１７）よ
   り内側炎口（８）に燃料ガスを供給するようにしてなる
   請求項第１項記載の低ＮＯＸガスバーナ。