JPH03191202A - ボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バーナ - Google Patents

ボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バーナ

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JPH03191202A
JPH03191202A JP32671589A JP32671589A JPH03191202A JP H03191202 A JPH03191202 A JP H03191202A JP 32671589 A JP32671589 A JP 32671589A JP 32671589 A JP32671589 A JP 32671589A JP H03191202 A JPH03191202 A JP H03191202A
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secondary air
inner tube
burner
front plate
injection holes
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JP32671589A
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Kazuo Kaiya
和男 海谷
Daisuke Koshimizu
大介 越水
Toshimitsu Ido
井戸 俊光
Hiroshi Kobayashi
小林 広
Hiroaki Imatani
浩昭 今谷
Yoshiharu Ueda
植田 芳治
Eiriyou Tou
唐 影良
Kiyomiki Ishitani
石谷 清幹
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HIRAKAWA TEKKOSHO KK
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
HIRAKAWA TEKKOSHO KK
Tokyo Gas Co Ltd
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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) 本発明はボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バーナに関す
るものである。
(従来の技術) 従来、ボイラ用バーナとしては、当業者に於いて周知の
、いわゆる「先混合プラストバーナ」が多く使用されて
いる。かかるバーナは、窒素酸化物(以下NOXという
)の発生値が、01=0%換算で、75〜1)00pp
であり、公的規制値をオーバーしてしまう。このため、
反応温度を低く抑制するために、例えば水蒸気噴霧等が
必要となり、設備費等に影響せざるを得なかった。更に
従来の前記バーナは、燃焼室負荷が150〜350×1
0’kcaj!/rrf・hと小さく、ボイラの小型化
が困難であった。
(発明が解決しようとする課題) 水蒸気噴霧装置等のバーナに附属させる特別の装置を設
けないで、燃焼の段階でNO,の発生を公的規制値以下
に抑制し、具体的には0□=0%換算で60ppm以下
に抑制すると同時に、燃焼室負荷2000〜3000 
X 10’kca i! / rrr −hの高負荷燃
焼が達成でき、低圧使用できる小型で安価なバーを提供
することが課題である。
(課題を解決するための手段) 前記した課題を達成するために次の手段を必要とする。
即ち、インナーチューブ先端部近傍外周にリアプレート
を設け、該リアプレートには多数の二次空気噴出孔を放
射状に配列し、前記インナーチューブの先端部にはフロ
ントプレートを設け、該フロントプレートと前記リアプ
レート間の前記インナーチューブには、半径方向に混合
ガス噴出孔を設けた構成である。
また、前記混合ガス噴出孔は、前記二次空気噴出孔の配
列間に設けた構成としてもよく、また、前記二次空気噴
出孔は配列毎にその大きさを変化させた構成としてもよ
く、また、前記二次空気噴出孔は、インナーチューブ側
から外側に行くにつれて、その大きさを変化させた構成
としてもよく、また、前記インナーチューブの上流側に
ガス噴出孔を設け、且つその近傍に一次空気噴出孔を設
けた構成としてもよく、また、前記インナーチューブの
中心部にパイロットバーナ管を設け、該パイロットバー
ナ管の先端部は、前記フロントプレートを貫通させた構
成としてもよく、更に、前記フロントプレートの外側に
先広がり状のバーナタイルを設けた構成としてもよい。
(作 用) 二次空気噴出孔から噴出する二次空気の一部はフロント
プレートに衝突してフロントプレート裏側全域に無数の
小渦流を形成する。かかる小渦流に混合気噴出孔から噴
出するガス空気の混合ガスが衝突して、更に良好な混合
気となって着火する。
このようにして、独特の着火源を得ることができると同
時に二次空気噴出孔から噴出する二次空気の他の部分と
、更に衝突混合しながら、フロントプレートに案内され
て、フロントプレートの表側に燃焼ガスの循環流をつく
りつつ、フロントプレートの外周に薄膜環状火炎を形成
する。
(実施例) 符号Iはインナーチューブ1の先端部近傍外周にリアプ
レート2を設け、該リアプレート2には、多数の二次空
気噴出孔3を放射状に配列し、前記インナーチューブl
の先端部にはフロントプレート4を設け、該フロントプ
レート4と前記リニアプレート2間の前記インナーチュ
ーブ1には半径方向に混合ガス噴出孔5を設ける構成と
する。
前記混合ガス噴出孔4は前記二次空気噴出孔の配列間に
設けてもよく、また、前記二次空気噴出孔3は配列毎に
その大きさを変化させてもよく、また、前記二次空気噴
出孔3はインナーチューブ側から外側に行くにつれて、
その大きさを変化させてもよい。更に、前記インナーチ
ューブ1の上流側にガス噴出孔6を設け、且つその近傍
に一次空気噴出孔7を設ける構成としてもよい、更に前
記インナーチューブ1の中心部にパイロットバーナ管8
を設け、該パイロットバーナ管8の先端部は前記フロン
トプレート4を貫通させた構成としてもよく、また、前
記フロントプレート4の外側に先広がり状のバーナタイ
ル9を設けた構成としてもよい。
以上の構成に於いて、燃焼用空気が図中矢印の通り、二
次空気流通部10に導入されてくると、その一部は、−
次空気噴出孔7から、インナーチューブ1内に入る。一
方、ガス噴出孔6からは燃焼ガスが噴出しているので、
ガスと一次空気は混合しながら、インナーチューブ1の
先端部に達し混合ガス噴出孔5から噴出する。かかる際
、二次空気の他の部分は二次空気流通部10を、図中矢
印の通り流れて二次空気噴出孔3の個所に達し、そこか
ら噴出する。二次空気の一部はフロントプレート4に衝
突して、フロントプレート4の裏側全域に無数の小渦流
を形成する。かかる小渦流に前記した混合ガスが、混合
ガス噴出孔5から噴出するので、混合ガスと二次空気は
衝突して、更に良好な混合気となって着火する。このよ
うにして、独特な着火源を得ることができると同時に二
次空気噴出孔3から噴出する二次空気の他の部分と、更
に衝突混合しながら、フロントプレート4に案内されて
、フロントプレート4の表側に燃焼ガスの循環流をつく
りつつ、フロントプレート4の外周に薄膜環状火炎1)
を形成する。
以上に際して、前記二次空気噴出孔の配列間に図の通り
、混合ガス噴出孔4を設けると混合ガスと二次空気との
混合が局部的とならず、前記した小渦流との混合ガスが
良好に行なわれる。また、二次空気噴出孔3の大きさを
、放射状の配列毎に変化させることにより或はインナー
チューブ1側から外側に行くにつれて適宜変化させるこ
とにより、前記混合ガスと二次空気の局部的混合を避け
ることができ、火炎の形成、保持を一層良好なものとす
ることができる。更に、実施例ではインナーチューブ1
の上流側にガス噴出孔6を設けると共にその近傍に一次
空気噴出孔7を設ける構成としたが、インナーチューブ
1内を流れる気体がガス空気の混合ガスであれば、いか
なる構成を採用してもよく、例えばあらかじめ混合され
たものをインナーチューブ1を介して混合ガス噴出孔5
に導くようにしてもよい、また、インナーチューブl内
にパイロットバーナ管8を設け、フロントプレート4を
貫通させた状態にし、フロントプレート4の表側でパイ
ロット炎12を形成すると、ターンダウンレシオが大き
くとれ、燃焼範囲を広(することができ、前記した燃焼
の安定を一層促進することができる。更に、前記フロン
トプレート4の外側に先広がり状のバーナタイル9を設
けることにより、前記した薄膜環状火炎を、バーナタイ
ルの広がり角度によって所望のものとすることができる
しかして、前記した薄膜環状火炎1)は、大きな表面積
をもっているので、ボイラに取着けた場合、水管、水冷
壁との熱の授受が急速に行なわれ、火炎温度が低下し、
且つ滞留時間が短かいので、NO,lの生成が抑制され
る。更にフロントプレート4の表側に形成される再循環
流13によって燃焼ガスの巻き込み効果が促進され、低
温燃焼が実行できNOxの発生が低減される。
更に、前記した通り、独特の混合方式による良好な混合
燃焼によって火炎の長さは従来の1)5〜1/3と非常
に短かく、従来では考えられない2000〜3000 
X 10’kca e / rd ・hの高負荷燃焼が
達成でき、ボイラ自体のコンパクト化が実現できる。
第3図は本発明のNO,排出特性図であり、第4図は従
来バーナと比較した負荷に対する排ガス02特性図であ
る。かかる図によって本発明が燃焼に優れていることが
明白に理解できる。
(発明の効果) 本発明は以上の通り、バーナに特別の基準を附属させる
ことなく、バーナ自体でNO,の発生を公的規制値まで
低減できるものであり、加えて格段に優れた保炎効果に
よる燃焼の安定によって抜群の高負荷燃焼が達成できる
等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明バーナの全体を示す断面的説明図、第2
図はA−A線断面図、第3図はNOx排出特性図、第4
図は高負荷燃焼特性図である。 符号1・・・インナーチューブ、2・・・リアプレート
、3・・・二次空気噴出孔、4・・・フロントプレート
、5・・・混合ガス噴出孔、6・・・ガス噴出孔、7・
・・−次空気噴出孔、8・・・パイロットバーナ管、9
・・・バーナタイル、10・・・二次空気流通部、1)
・・・薄膜環状火炎、工2・・・パイロット炎。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)インナーチューブ先端部近傍外周にリアプレート
    を設け、該リアプレートには多数の二次空気噴出孔を放
    射状に配列し、前記インナーチューブの先端部にはフロ
    ントプレートを設け、該フロントプレートと前記リアプ
    レート間の前記インナーチューブには、半径方向に混合
    ガス噴出孔を設けたボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バ
    ーナ
  2. (2)前記混合ガス噴出孔は、前記二次空気噴出孔の配
    列間に設けた第1項記載のボイラ用高負荷窒素酸化物低
    発生バーナ
  3. (3)前記二次空気噴出孔は配列毎にその大きさを変化
    させた第1項記載のボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バ
    ーナ
  4. (4)前記二次空気噴出孔は、インナーチューブ側から
    外側に行くにつれて、その大きさを変化させた第1項記
    載のボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バーナ
  5. (5)前記インナーチューブの上流側にガス噴出孔を設
    け、且つその近傍に一次空気噴出孔を設けた第1項記載
    のボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バーナ
  6. (6)前記インナーチューブの中心部にパイロットバー
    ナ管を設け、該パイロットバーナ管の先端部は、前記フ
    ロントプレートを貫通させた第1項記載のボイラ用高負
    荷窒素酸化物低発生バーナ
  7. (7)前記フロントプレートの外側に先広がり状のバー
    ナタイルを設けたボイラ用高負荷窒素酸化物低発生バー
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