JPH0435644B2 - - Google Patents

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JPH0435644B2
JPH0435644B2 JP62072598A JP7259887A JPH0435644B2 JP H0435644 B2 JPH0435644 B2 JP H0435644B2 JP 62072598 A JP62072598 A JP 62072598A JP 7259887 A JP7259887 A JP 7259887A JP H0435644 B2 JPH0435644 B2 JP H0435644B2
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JP
Japan
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fuel
air
burner
furnace
nozzle
Prior art date
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JP62072598A
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English (en)
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JPS63238319A (ja
Inventor
Kenichi Kuwabara
Makoto Myata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUWAHARA SEISAKUSHO KK
MATSUKUGIRU ENBAIARONMENTARU SHISUTEMUZU Inc
Original Assignee
KUWAHARA SEISAKUSHO KK
MATSUKUGIRU ENBAIARONMENTARU SHISUTEMUZU Inc
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Priority to US07/167,983 priority patent/US4887961A/en
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Priority to DE8888104499T priority patent/DE3872282T2/de
Publication of JPS63238319A publication Critical patent/JPS63238319A/ja
Publication of JPH0435644B2 publication Critical patent/JPH0435644B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/125Radiant burners heating a wall surface to incandescence
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は輻射炉用バーナに係り、特にエチレン
分解炉の如く炉内反応管を炉壁側からの輻射熱に
より加熱させるべく炉壁に沿う火炎を形成する輻
射用バーナの改良に関する。
〔従来の技術〕
エチレン分解炉のような輻射炉は、第4図に示
すように、炉の中央部に反応管1を配置し、この
反応管1を加熱すべく炉底のメインバーナ2の他
に、炉壁3に多数のラジアントウオールバーナと
称される輻射炉用バーナ4を配設している。この
輻射炉用バーナ4は、火炎が直接反応管1に達す
ると危険であるため、炉壁に沿う火炎を形成すべ
く種々の工夫がなされている。
第5図に従来の輻射炉用バーナ4の概略構成図
を示す。このバーナ4はバーナブロツク5の中心
部を貫通してバーナ本体6の先端を炉内に臨ませ
て配置されている。燃焼ガスGはバーナ本体6に
直接供給されるが、バーナ本体6の基端側に形成
された1次空気A1の導入口7からの吸入空気に
より予混合され、本体6の外周面に形成したスリ
ツトまたは多孔ノズル8から放射状に噴射され
る。また、バーナブロツク5とバーナ本体6の外
面部との間には2次空気A2の導入通路9を形成
し、追加空気の導入を可能にしている。
このようなバーナでは、大気中の常温空気と燃
料ガスGの噴射力により1次空気を吸い込んで、
燃料と空気の混合気を作り、この混合気をスリツ
トノズル等8から噴射させるとともに2次空気を
導入して燃焼させ、耐火性のバーナブロツク5の
上に炉壁3に沿つた火炎を形成する。
ところが、上記従来の輻射炉用バーナでは、プ
ラント等の省エネルギ対策を目的として、余剰加
熱空気やガスタービン廃ガスを燃焼用空気として
用いる場合、予混合時に爆発燃焼を起こす危険性
がある。このため、加熱空気や廃ガス利用の場合
には第6〜7図に示した構造のバーナすなわち燃
料と燃焼用空気をノズル口まで分別送給するバー
ナが用いられている。第6図のものは、三重管構
造のバーナ本体10を有し、中心通路11に燃料
オイルOを、内環状通路12に燃料ガスGを、更
に外環状通路13に燃焼用空気Aをそれぞれ通
し、ノズル形状の工夫により旋回噴射させること
で炉壁3に沿う火炎Fを形成するようにしてい
る。また、第7図に示したものはバーナ本体14
を燃料用ガス管15とこれを囲繞する燃焼用空気
管16とから構成し、特にガス管15の先端は2
重分岐管15A,15Bとして捩り、噴出流が旋
回流となるようにしたものである。これによりバ
ーナノズルからの噴射ガスGは空気Aとともに旋
回して燃焼し、炉壁3に沿つた火炎Fを形成す
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来構造の予混合させない
バーナは、予混合に伴う危険性は回避できるもの
の、燃焼速度の速い燃料を用いることにより、火
炎が炉壁に沿わず、反応管1(第4図参照)を直
撃する火炎を形成する危険性があつた。例えば燃
料ガスとして水素ガスを用いる場合、燃焼速度が
大であるため、第6〜7図に示すような炉壁3と
直交するような火炎FAが形成され、反応管1を
損壊する危険性があつた。
本発明は、上記従来の問題点に着目し、燃料や
燃焼用空気の条件が変わつても、予混合による危
険もなく、かつ反応管を直撃するような火炎を形
成することがなく、かて燃焼効率が高い構造とし
た輻射炉用バーナを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係る輻射
炉用バーナは、空気供給管の端部外周面に空気吹
出しノズルを形成するとともに、当該空気供給管
の先端側に燃料供給管と接続され外周面に燃料吹
出しノズルを形成した燃料ヘツダを設け、当該燃
料ヘツダの先端面に熱遮蔽プレートを設けること
により前記燃料ヘツダとの間に環状または多孔列
ノズルを形成し、前記燃料ヘツダには熱遮蔽プレ
ート内周側に燃焼用空気を導入する導入路を開口
させて前記環状または多孔列ノズルからの空気吹
出しを可能とすることにより、吹出し空気による
吹出し燃料のサンドイツチ噴射を可能としたもの
である。
〔作用〕
上記構成により、燃焼用空気が熱遮蔽プレート
により方向規制されて円周ノズルから放射状に噴
き出され、燃料もこの燃焼空気とともに放射状に
噴射されることになり、火炎は確実に炉壁に沿う
形状となる。そして、熱遮蔽プレートは炉内反応
管に向けて燃料および燃焼用空気が噴出すること
を防止するので、火炎が反応管を直撃することが
なく、かつ当該プレートが燃料ノズル部を炉内温
度による過熱から防護する作用をなす。したがつ
て悪い火炎の形成を防止すると同時にノズルチツ
プの焼損をも防止できる。更には前記プレート自
身は内面側で燃焼用空気で冷却されることにな
り、プレートを含むバーナ自身の保護機能も発揮
される。また、バーナから吹出される燃料は炉壁
側と炉の中心側からの吹出空気によつてサンドイ
ツチ状に噴射されるため、混合が極めて良好に行
われ、燃焼効率を大幅に向上することになる。
〔発明の実施例〕
以下に、本発明に係る輻射炉用バーナの実施例
を図面を参照して詳細に説明する。
第1〜3図は実施例に係る輻射炉用バーナを示
したものである。このバーナは輻射炉20の炉壁
22に耐火レンガ等からなるバーナブロツク24
を介して取付けられる。このバーナは基本的には
二重パイプ構造とされ中心部の燃料供給管26と
外套管としての燃焼用空気供給管28とからなる
バーナ本体30を具備している。このようなバー
ナ本体30の先端部には、第2図に示してあるよ
うに、空気供給管28の先端縁と所定隙間を隔て
て燃料供給管26と連通されている小円筒体の燃
料ヘツダ32が設けられている。この燃料ヘツダ
32は空気供給管28と略同径とされるが、その
外周面には全周に亘る円周溝34が形成され、こ
の円周溝34に千鳥状の燃料吹出しノズル36を
穿設し、燃料供給管26からの燃料を放射状に噴
射させるようにしている。また、燃料ヘツダ32
と空気供給管28の先端縁との間は円周状に開口
しており、この開口を第1空気吹出しノズル38
としてやはり放射状に燃焼用空気を吹き出させる
ようにしている。
このようなバーナ本体30に対し、当該バーナ
は、更にその先端面に円板からなる熱遮蔽プレー
ト40をヘツダ32との間に所定〓間を隔てて取
り付けている。このプレート40はヘツダ32の
先端面中心にて立設した取付けねじ42に装着さ
れ、このねじ42に螺着された一対の締め付けナ
ツト44により挟持固定されて取付けられる。プ
レート40の外周縁にはヘツダ32に向かう折返
し片46が形成され、この折返し片46とヘツダ
32との間に形成された内周上の〓間を第2空気
吹出しノズル48としている。このプレート40
とヘツダ32との間の空気部内には前述した空気
供給管28からの燃焼用空気が導入されるように
なつており、これはヘツダ32を貫通する空気導
入通路50を通じて行われる。空気導入通路50
は、第3図に示すように、円環状の空気供給路に
対面するように同一円周上に沿つてヘツダ32に
貫通して取付けられる複数の小円筒体により形成
され、直接プレート40の内面に向けて吹き出す
ようにしている。これによりプレート40は炉内
側から加熱されるが、内面側から燃焼用空気にて
冷却され、同時に空気ヘツダの機能を合わせもつ
構造を形成し、第2空気吹出しノズル48から放
射状に空気吹出させる。このノズル48からの吐
出空気は前述の第1空気吹出しノズル38からの
吹出し空気との間で吹出し燃料をサンドイツチ状
に挟み、燃焼が良好に行われるように作用し、ま
た燃料がバーナ軸に沿う火炎を形成しないように
燃料吹出しノズル36からの燃料吹出し方向を炉
壁に沿うように方向規制する。
このように構成された輻射炉用バーナの作用は
次のようになる。バーナ本体30の先端を炉内に
突出するように取付けられることによつて第1、
第2空気吹出しノズル38,48および燃料吹出
しノズル36からの各吐出方向を放射状にして炉
壁22の壁面に沿う火炎を形成することができ
る。特に、熱遮蔽プレート40は環状ノズルであ
る第2空気吹出しノズル48を形成させているた
め、これから吐き出される空気は放射状に吹出さ
れ、燃料吹出しノズル36からの燃料が炉中心側
に拡散することを防止する。また、特に燃料ヘツ
ダ32の周面に円周溝34を形成しているため、
ヘツダ32の両側から吹出される空気は円周溝3
4が負圧ゾーンとなり、吹出し燃料を巻込み、燃
焼時には火炎の拡散を防止しつつ良好な燃焼を行
わせることにより輻射効果を高める。負圧ゾーン
の存在は更に燃料と空気の混合を促進し、燃焼効
率を高める作用もなす。更に、バーナ本体30の
先端面に設けた熱遮蔽プレート40は当該バーナ
からの火炎が炉中心側の反応管に向かう形状とな
らないようにする作用があるが、同時に炉内中心
側から受ける輻射熱からノズルチツプを保護し、
燃料中のカーボン遊離を防ぐ作用をなす。この場
合、プレート40は内面が燃焼用空気にて冷却さ
れているので、熱保護作用は有効に行われる。
なお、上記実施例ひおいて、第1、第2空気吹
出しノズル38,48は環状ノズルとしたが、多
孔列ノズルとして形成してもよい。また、円周溝
34は必ずしも形成しなくても負圧ゾーンが生成
されるが、溝34を形成した場合の方が燃料の差
し込み効果が高い。更に、燃料の吹出しノズル3
6も千鳥配置に限らず、直列でも差し支えないこ
とはもちろんである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、空気供
給管の端部外周面に空気吹出しノズルを形成する
とともに、当該空気供給管の先端側に燃料供給管
と接続され外周面に燃料吹出しノズルを形成した
燃料ヘツダを設け、当該燃料ヘツダの先端面に熱
遮蔽プレートを設けることにより前記燃料ヘツダ
との間に環状または多孔列ノズルを形成し、前記
燃料ヘツダには熱遮蔽プレート内面側に燃焼用空
気を導入する導入路を開口させて前記環状または
多孔列ノズルからの空気吹出しを可能とすること
により、吹出し空気による吹出し燃料のサンドイ
ツチ噴射を可能としたので、燃料や空気の諸条件
が変わつても反応管を直撃するような火炎の形成
が全くなくなり、余剰加熱空気の使用やガスター
ビン廃ガスの使用等が可能となつて省エネルギ対
策への寄与も可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例のバーナ側面図、第2図は同バ
ーナの要部拡大断面図、第3図は第2図の−
線断面図、第4図は輻射炉の断面図、第5図は従
来の予混合式バーナ側面図、第6図は従来の分別
供給式バーナ断面図、第7図は他の従来例の断面
図である。 20……輻射炉、22……炉壁、26……燃料
供給管、28……燃焼用空気供給管、30……バ
ーナ本体、32……燃料ヘツダ、36……燃料吹
出しノズル、38……第1空気吹出しノズル、4
0……熱遮蔽ノズル、48……第2空気吹出しノ
ズル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 空気供給管の端部外周面に空気吹出しノズル
    を形成するとともに、当該空気供給管の先端側に
    燃料供給管と接続され外周面に燃料吹出しノズル
    を形成した燃料ヘツダを設け、当該燃料ヘツダの
    先端面に熱遮蔽プレートを設けることにより前記
    燃料ヘツダとの間に環状または多孔列ノズルを形
    成し、前記燃料ヘツダには熱遮蔽プレート内面側
    に燃焼用空気を導入する導入路を開口させて前記
    環状または多孔列ノズルからの空気吹出しを可能
    とすることにより、吹出し空気による吹出し燃料
    のサンドイツチ噴射を可能としたことを特徴とす
    る輻射炉用バーナ。
JP62072598A 1987-03-26 1987-03-26 輻射炉用バ−ナ Granted JPS63238319A (ja)

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JP62072598A JPS63238319A (ja) 1987-03-26 1987-03-26 輻射炉用バ−ナ
US07/167,983 US4887961A (en) 1987-03-26 1988-03-14 Radiant wall burner apparatus
EP88104499A EP0284004B1 (en) 1987-03-26 1988-03-21 Radiant wall burner apparatus
DE8888104499T DE3872282T2 (de) 1987-03-26 1988-03-21 Wandstrahlungsbrenner-apparat.

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EP (1) EP0284004B1 (ja)
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