JPH0527003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼器に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の燃焼器による燃焼は、空気と燃料を爆
発限界範囲内の濃度で混合し、これを電気のスパ
ーク等の手段にて着火させて火炎の形成をなし、
その後は上記空気と燃料の混合体を継続して燃焼
させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の燃焼器にあつては火炎を形成するために
部分的に高温の場所が存在し、そのためにNOX
の発生は避けられない。

これを防ぐために触媒による接触燃焼の方法も
あるが、燃焼温度が1300℃以上になる場合は触媒
の寿命の点で長時間の使用に耐えることができ
ず、また燃料中に硫黄分がある場合には触媒を使
用することができない。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は上記のことにかんがみなされたもの
で、硫黄分を含有する燃料をも使用でき、しかも
NOXの発生を極めて少なくすることができる燃
料器を提供しようとするもので、その構成は、両
端部を保持板にて保持した多数本の加熱管を筒体
内に内装し、その一側端を混合ガス入口函に臨ま
せて主燃焼器を構成し、この生燃焼器の両保持板
の間の胴部に、主燃焼器の加熱管の外側から主燃
料器の燃料の着火温度以上に加熱管を加熱するめ
の燃料ガスを供給する補助燃焼器を接続した構成
となつており、主燃焼器の加熱管は補助燃焼器か
らの燃焼ガスにより加熱され、加熱管内に、着火
温度未満で、かつ空気中爆発限界以下の濃度の範
囲に混合されて流入した主燃焼器の燃料の混合ガ
スは、加熱管壁面で着火され、ついで燃焼熱によ
り順次燃焼される。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図中１は筒状に構成された主燃焼器であり、こ
の主燃焼器１内には、多数本の加熱管２が、それ
ぞれの両端部を保持板３，４に固着保持して内装
してある。また主燃焼器１の上流側端部には混合
ガス入口函５が設けてあり、この混合ガス入口函
５に、予熱空気供給管６ａと燃料供給管６ｂを接
続した燃焼混合器７が臨ませてある。上記両保持
板３，４のうち、上流側の保持板３の内側面に断
熱材８が張り付けてある。また主燃焼器１の内面
には耐火材がコーテイングしてある。

９は筒体に構成された補助燃焼器であり、この
補助燃焼器９は燃焼触媒１０と、これの上流側に
位置する燃焼混合器１１とからなつている。燃料
混合器１１には空気供給管１２と燃料供給管１３
とが接続されている。そしてこの補助燃焼器９の
下流側端部は上記主燃焼器１の胴部で、かつ両保
持板３，４の間の上流側に接続されている。１４
は両保持板３，４間での燃焼ガスの流路を形成す
るための邪魔板である。また下流側の保持板４に
は多数個の孔１５が設けてある。１６は主燃焼器
１の下流側に設けられた熱保持体で、これはハニ
カム状またはモノリス状のセラミツクにて構成さ
れている。

上記のように構成された燃焼器の作用を説明す
る。

まず補助燃焼器９を作動させてこの保持燃焼器
９からの燃焼ガスを主燃焼器１の胴内に供給す
る。補助燃焼器９では空気供給管１２から供給さ
れる予熱空気と燃料供給管１３から供給される燃
料とが燃料混合器１１にて混合され、この混合ガ
スが燃焼触媒にて燃焼することにより高温の、例
えば1200℃の燃焼ガスが得られる。

上記補助燃焼器９からの燃焼ガスは主燃焼器１
の保持板３，４の間に流入してこの保持板３，４
に保持された加熱管２を加熱する。

加熱管２の温度が所定の温度になつた状態で主
燃焼器１の混合ガス入口函５に燃料混合器７より
混合ガスを供給する。混合ガス入口函５内に供給
された混合ガスは加熱管２を通つて下流側へ流れ
るが、このとき加熱管２は加熱されているので、
上記混合ガスの温度は上昇し、これの着火温度以
上になつた部分から順次燃焼が始まり、遂にその
全量が完全に燃焼し、このときの燃焼ガスは各加
熱管２を通つて流れ、さらに熱保持体１６を通つ
て排出される。加熱管２より流出した燃焼ガス中
に未燃焼分があつた場合、この未燃焼分は熱保持
体１６を通る間に完全に燃焼される。

補助燃焼器９から流入した燃焼ガスは邪魔板１
４にて構成される流路を通つて流れ、保持板４の
孔１５より下流側へ流出する。

またこのときの混合ガス入口函５は、保持板３
に張り付けた断熱材８にて温度上昇が抑制され、
混合ガスの着火温度以上になることがない。

上記作用において、主燃焼器１の燃料の種類に
より加熱管２の温度は異なる。例えばメタンの場
合にはその着火温度は800〜850℃であり、プロパ
ンの場合で525〜588℃、重油の場合で530〜580℃
となり、この加熱管２の温度の調整は補助燃焼器
９の燃焼ガスの温度を変えることにより行なう。
また着火温度が高い場合には主燃焼器１の空気の
予熱温度を高くする。この場合、補助燃焼器９の
燃焼量を少なくすることができる。

また主燃焼器１内での混合ガスは爆発限界以下
の濃度になるようにする必要があるので、燃焼温
度により空気の予熱温度を変える必要がある。例
えば、1600℃の燃焼ガスを得る場合で、燃料がプ
ロパンの場合、主燃焼器１での空気の予熱温度は
500℃、燃料混合濃度は2.1vol％となり爆発限界
濃度以下となる。この状態での着火温度は560℃
位であるので、加熱管２の壁面が着火温度以上に
加熱されていると燃焼が始まり、この燃焼量だけ
主燃焼用燃料と空気の混合物の温度が上昇し、着
火温度以上になつた部分から順次燃焼する。

なお補助燃焼器９の燃焼ガスを主燃焼器１の混
合ガスと直接混合しない理由は、主燃焼器１の混
合ガスと補助燃焼器９の燃焼ガスとが混合すると
混合速度が速く、主燃焼器１の混合ガスと補助燃
焼器９の燃焼ガスの混合物が各々顕熱による温度
上昇しか得られないので、混合ガス全体を着火温
度にするので難かしく、安定した燃焼を継続して
得ることができないためである。そして上記混合
ガスの全体の温度を高くするためには補助燃焼器
９の燃焼量を多くすると共に燃焼温度を高くしな
ければならないので、補助燃焼器９のNOX対策
が必要となる。

補助燃焼器９に燃焼触媒を使用した場合、補助
燃焼器９の燃焼ガス中のNOXは数p.p.mであり、
この補助燃焼器９でのNOX発生は無視すること
ができる。そして主燃焼器１での燃焼ガス中の
NOXは、1300℃で５〜7p.p.mであつた。

なお上記補助燃焼器９は一般的なバーナを使用
してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、両端部を保持板３，４にて保
持した多数本の加熱管２を筒体内に内装し、その
上流側端を混合ガス入口函５に臨ませて主燃焼器
１を構成し、この主燃焼器１の両保持板３，４の
間の胴部に、主燃焼器１の加熱管２の外側から主
燃焼器１の燃料の着火温度以上に加熱管２を加熱
するための燃料ガスを供給する補助燃焼器９を接
続し、上器両保持板３，４の下流側の保持板４
に、主燃焼器１の両保持板３，４の間の胴部と下
流側を連通する孔１５を設けた構成となつている
ことにより、主燃焼器の加熱管は補助燃焼器から
の燃焼ガスにより加熱され、加熱管内に、着火温
度未満で、かつ空気中爆発限界以下の濃度の範囲
に混合されて流入した主燃焼器の燃料の混合ガス
は、加熱管壁面で着火され、ついで燃焼熱により
順次燃焼されることになり、その結果、硫黄分を
含有する燃料をも使用でき、しかもNoxの発生
を極めて少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
要部を示す断面図、第２図は第１図の−線に
沿う断面矢視図である。 １は主燃焼器、２は加熱管、３，４は保持板、
５は混合ガス入口函、９は補助燃焼器、１５は
孔、１６は熱保持体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端部を保持板３，４にて保持した多数本の
   加熱管２を筒体内に内装し、その上流側端を混合
   ガス入口函５に臨ませて主燃焼器１を構成し、こ
   の主燃焼器１の両保持板３，４の間の胴部に、主
   燃焼器１の加熱管２の外側から主燃焼器１の燃料
   の着火温度以上に加熱管２を加熱するための燃料
   ガスを供給する補助燃焼器９を接続し、上記両保
   持板３，４の下流側の保持板４に、主燃焼器１の
   両保持板３，４の間の胴部と下流側を連通する孔
   １５を設けたことを特徴とする燃焼器。 ２ 主燃焼器１の加熱管の下流側に、ハニカム状
   あるいはモノリス状の熱保持板１６を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼
   器。 ３ 補助燃焼器９に触媒燃焼器を用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼器。