JPH0324968Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はNOX発生の抑制及び低減とともに低
O₂完全燃焼を行なわしめるバーナに関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来のボイラ、炉における一般的燃焼方法とし
て、バーナより噴霧される燃料（油ガス等）はボ
イラ、炉の負荷の要求に対しバーナより一定比率
の燃料及び空気が供給される。

〔考案が解決しようとする課題〕

従つて形成される火炎は負荷（燃料の供給量）
に応じて一定形状の拡散燃火炎を形成する為に燃
料と燃焼用空気の混合は一定で、ある限界値を有
し過剰空気の低減にも限界値を有し省エネルギー
に貢献度も少ない、公害面からも一定火炎形状で
ある故に火炎温度が高く、NOXの発生にも限界
値を有する。

本考案はバーナより負荷に応じて定比率で供給
される燃料、空気により形成される一定火炎形状
に、時間的流量変化を加えてその火炎形状を変化
せしめ、燃焼用空気との濃淡燃焼による圧力減に
より混合を促進し、かつ低O₂化を計り、省エネ
ルギーに貢献せしめるとともに一定負荷時におい
て時間的に火炎形状を変化せしめることにより火
炎内部の温度が均一化され、また燃焼室内におい
て燃料過多、空気過多が微少時間内に交互に燃焼
されるようにし、燃焼ガスの拡散、混合が促進
NOX及び煤塵が抑制され公害面に大きく貢献し、
火炎形状が変化するために炉内の温度分布も均一
化されボイラ及び炉の効率向上を計ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記目的を達成するためになしたもの
で、バーナ本体を貫通するようにして設けたスプ
レイヤの先端にノズルを設け、一次及び二次燃焼
用空気供給路に夫々空気調整用のダンパーを設け
るとともにスプレイヤに噴霧媒体供給管と燃料供
給管とを接続し、かつ燃料供給管には電磁弁を経
て分岐管を接続し、この分岐管の一方には最小流
量を設定した調整弁を、他方には最大流量を設定
した調整弁を夫々備え、サイクル設定器にて燃料
供給量を最大値と最小値を波状に噴霧せしめる時
間を設定するための電磁作動弁を最大流量側分岐
管に設けることを要旨とする。

〔実施例〕

第１図は本考案の燃料の噴霧状態を示すもの
で、１は通常のバーナ本体で、このバーナ本体１
を貫通するようにして燃料及び噴霧用蒸気及び空
気を供給するスプレイヤ３を設ける。このスプレ
イヤ３の先端には微粒化を行う為のノズル６を装
備している。一方燃焼用空気はバーナ本体に設け
たダンパ２にてコントロールされバーナ本体内に
供給される。着火の保炎はスプレイヤ先端部に設
けた保炎器５及びバーナスロート４により保炎さ
れる。

一方ノズル６より噴霧された燃料は燃料の多い
時間と燃料の少ない時間が微少時間内に何回とな
く繰返され、いわゆる波状噴霧の形で噴射され濃
淡燃焼することを示すのが第１図左方に示す噴霧
群である。この噴霧群のうち燃料の多い場所を
７、また燃料の少ない場所を８でそれぞれ示す。
この濃淡燃焼を行うためにバーナ本体に第６図に
示す噴霧媒体供給管１０、燃料供給管１３より成
る管路が接続される。

前記波状噴霧燃焼を行うための作動系統は第６
図に示す。本実施例は蒸気または高圧空気を霧化
媒体として液体燃料を波状噴霧燃焼を行うもので
霧化媒体（蒸気または空気）は噴霧媒体供給管１
０より供給され電磁弁１１及び圧力調整弁１２を
通りバーナスプレイヤ３に供給される。

一方燃料は燃料供給管１３より供給され、電磁
弁１４を通り燃料は二方向に分流する。１５，１
６は何れも流量調節弁で調節弁１５は第２図の最
小流量が流れるように設定されている。また調整
弁１６は同最大流量から最小流量を差引いた流量
（第２図では50％、50％）が流れるように設定さ
れており、この２つの調整弁の開度は負荷変化に
対して同じ開展比で作動するように連動されてお
り、それぞれの弁の開度比は自由に設定可能であ
る。

波状噴霧の発生は前記系統中電磁作動弁１７の
開閉により火炎１９の噴霧に波状発生を起こす。
また第２図の波状のサイクル時間Ｔ１はサイクル
設定器１８により任意に設定可能である。

第２図は波状噴霧の発生原理を示す説明図で、
ある負荷において着火を保持するための最小流量
QMは常時噴射され一定時間Ｔ内に最大流量QA
の回数を決定する。最大流量と次の最大流量の時
間即ち波状のサイクル時間Ｔ１はボイラ、炉の形
状、大きさ、燃料の種類及び計画されたNOXの
値により決定される。

また第２図では例として最小流量QMと最大流
量QAの比を50％対50％に設定しているが、この
比率もNOX値により決定される。

またこの波状噴霧時の定格流量はQCとなる。

第３図は従来バーナの噴燃図を示す。また第４
図は第２図にて説明した波状噴霧時の燃焼火炎の
比較図である。従来形バーナにおいては燃焼量は
ある負荷においては一定比率流量のために時間に
関係なく第４図Ａに示すように一定火炎形状イで
あるのに対し、波状噴霧火炎は最大流量時火炎ロ
は同図Ｂに示すように大きく、また最小流量時火
炎ハは同図Ｃに示すように最大流量時火炎ロの約
１／２の火炎となり、微少時間内にこの火炎パター
ンは前記波状のサイクル時間Ｔ１の設定により繰
り返された燃焼ガスは拡散混合を促進され結果と
して低O₂及びNOX抑制に貢献する。

第５図は波状噴霧によるNOXの抑制の原理を
説明するもので、タテ軸にNOX発生量、ヨコ軸
に過剰空気係数を示し一般に液体燃料の燃焼の場
合過剰空気比1.2附近においてNOX発生量は最大
値を示し過剰空気比が小さくなるに従い発生量は
減少する。逆に過剰空気比1.2より大きくなると
減少する傾向にある。

ほんの波状噴霧燃焼の場合、第２図の最大流量
QAと最小流量QMの比率を50％、50％の比とし
た場合、バーナより供給される燃焼用空気量は同
一である、故に最大流量時の過剰空気係数は約
0.8最小量時の過剰空気係数は、1.65となり炉内
で両者は拡散混合され、過剰空気係数は一定数値
になる。なおこの過剰空気係数は最大、最小流率
比を変更することにより自由に設定できる。

今過剰空気係数とNOX発生の関係は第５図に
て、 過剰空気係数 0.8にてＢ 〃 1.2にてＣ（最大値） 〃 1.6にてＤ となる。

この場合最終的な過剰空気係数の設定を1.1と
すると、従来バーナ燃焼にて発生するNOX値Ａ
に対し本考案の燃焼方法でのNOX発生値はA′と
なりその差Ｅが従来バーナより抑制される。

〔考案の効果〕

本考案によるときはバーナ本体のスプレイヤに
供給する燃焼を最低流量と最大流量を供給するよ
うになした分岐管を介して、しかもこの最大流量
供給用の分岐管に、サイクル設定器にてコントロ
ールする電磁作動弁を設けているため、燃料供給
を濃淡即ち波状噴霧による燃焼を行うようになす
ことができ、これにより従来燃焼では達成不能で
あつた低NOX化、低O₂化、及び炉内温度の均一
分布の向上等、公害面及び省エネルギーにも大き
く貢献することができる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案バーナの実施例を示し、第１図は
本考案の燃料噴霧状態を示す説明図、第２図は波
状噴霧の発生原理説明図、第３図は従来の噴燃説
明図、第４図は本考案と従来法との比較説明図、
第５図はNOX抑制の原理説明図、第６図は本考
案の燃料及び噴霧媒体の供給管路の説明図であ
る。 １はバーナ、２はダンパ、３はスプレイヤ、４
はバーナスロート、５は保炎器、６はノズル、
７，８は噴霧群。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バーナ本体を貫通するようにして設けたスプレ
   イヤの先端にノズルを設け、一次及び二次燃焼用
   空気供給路に夫々空気調整用のダンパーを設ける
   とともにスプレイヤに噴霧媒体供給管と燃料供給
   管とを接続し、かつ燃料供給管には電磁弁を経て
   分岐管を接続し、この分岐管の一方には最小流量
   を設定した調整弁を、他方には最大流量を設定し
   た調整弁を夫々備え、サイクル設定器にて燃料供
   給量を最大値と最小値を波状に噴霧せしめる時間
   を設定するための電磁作動弁を最大流量側分岐管
   に設けたバーナ。