JPH0535323B2 - - Google Patents
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- JPH0535323B2 JPH0535323B2 JP6652485A JP6652485A JPH0535323B2 JP H0535323 B2 JPH0535323 B2 JP H0535323B2 JP 6652485 A JP6652485 A JP 6652485A JP 6652485 A JP6652485 A JP 6652485A JP H0535323 B2 JPH0535323 B2 JP H0535323B2
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- gas
- fuel
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- combustion
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はガス燃焼装置に係り、特に窒素酸化物
の発生量を低減し、かつ安定した燃焼を行うこと
のできるガス燃焼装置に関する。
の発生量を低減し、かつ安定した燃焼を行うこと
のできるガス燃焼装置に関する。
〈従来の技術及びその問題点〉
液化石油ガス（LPG）等を始めとするガス燃
料は燃料中の硫黄分等が少なく、いわゆるクリー
ン燃料でかつ制御性も高いことに注目されてい
る。
料は燃料中の硫黄分等が少なく、いわゆるクリー
ン燃料でかつ制御性も高いことに注目されてい
る。
従来技術によるガス燃焼装置について第１図に
その断面図を示す。ガス燃料Ｇはガス供給管２を
通して主孔燃料３、副孔燃料４および他の副孔燃
料５として火炉１７へ噴出し燃焼する。第２図に
おいて主孔燃料３はインペラ外周につきほぼ接線
方向に噴射し、副孔燃料４および副孔燃料５は、
インペラ６上で燃焼を行うために軸心方向に（軸
心と交叉するように）に噴射している。第３図及
び第４図はこの構成のガス供給管先端の構造を示
し、符号２２は主孔、２３，２４は副孔、２０は
フレームホルダである。
その断面図を示す。ガス燃料Ｇはガス供給管２を
通して主孔燃料３、副孔燃料４および他の副孔燃
料５として火炉１７へ噴出し燃焼する。第２図に
おいて主孔燃料３はインペラ外周につきほぼ接線
方向に噴射し、副孔燃料４および副孔燃料５は、
インペラ６上で燃焼を行うために軸心方向に（軸
心と交叉するように）に噴射している。第３図及
び第４図はこの構成のガス供給管先端の構造を示
し、符号２２は主孔、２３，２４は副孔、２０は
フレームホルダである。
この様な構成の従来技術による第１の欠点は、
副孔燃料４および副孔燃料５とバーナ軸心に沿つ
て噴射する燃焼空気流、すなわと、１次，２次お
よび３次空気流との交差角ばほぼ90°と大きく且
つインペラを中心とした空間において各火炎の前
縁が形成されるため各火炎が干渉し、かつ空気流
により火炎が揺らぐため燃焼による火炉１７内の
圧力変動が大きくなることであつた。このためガ
ス噴出圧力を低圧とし、ガス噴出流速を或る値以
下に抑える必要があり、必要量のガスを供給する
ためにはガス供給管を大きくしなければならず経
済的に不利であつた。
副孔燃料４および副孔燃料５とバーナ軸心に沿つ
て噴射する燃焼空気流、すなわと、１次，２次お
よび３次空気流との交差角ばほぼ90°と大きく且
つインペラを中心とした空間において各火炎の前
縁が形成されるため各火炎が干渉し、かつ空気流
により火炎が揺らぐため燃焼による火炉１７内の
圧力変動が大きくなることであつた。このためガ
ス噴出圧力を低圧とし、ガス噴出流速を或る値以
下に抑える必要があり、必要量のガスを供給する
ためにはガス供給管を大きくしなければならず経
済的に不利であつた。
従来技術による他の欠点は、供給する空気流に
対して比較的均一にガス燃料を拡散して燃焼させ
るため層状燃焼ができず窒素酸化物（NOx）の
生成量が大きくなることである。このため低
NOx化のためには排ガス混合割合を多くして火
炎温度を低下させて窒素酸化物を抑制する方法し
かなかつた。しかし排ガス混入法は燃焼部下流域
で未燃分の完全燃焼を行わねばならないため、火
炉を大きくして完全燃焼化を図る必要が生じこの
点からも不経済であつた。さらにバーナのターン
ダウン比が小さくこのためにボイラ等においては
このバーナを用いる装置の最低負荷を15％以下と
すると効率的運用が困難であつた。
対して比較的均一にガス燃料を拡散して燃焼させ
るため層状燃焼ができず窒素酸化物（NOx）の
生成量が大きくなることである。このため低
NOx化のためには排ガス混合割合を多くして火
炎温度を低下させて窒素酸化物を抑制する方法し
かなかつた。しかし排ガス混入法は燃焼部下流域
で未燃分の完全燃焼を行わねばならないため、火
炉を大きくして完全燃焼化を図る必要が生じこの
点からも不経済であつた。さらにバーナのターン
ダウン比が小さくこのためにボイラ等においては
このバーナを用いる装置の最低負荷を15％以下と
すると効率的運用が困難であつた。
〈本発明の目的〉
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、火炉内圧力変動を小さくし、ガス供給圧力
を高くして小径配管化し、且つ排ガス中の煤塵及
びCOを増加させることなく窒素酸化物を低減で
き且つ低負荷運用が可能なボイラ装置を提供する
ことにある。
くし、火炉内圧力変動を小さくし、ガス供給圧力
を高くして小径配管化し、且つ排ガス中の煤塵及
びCOを増加させることなく窒素酸化物を低減で
き且つ低負荷運用が可能なボイラ装置を提供する
ことにある。
〈本発明の概要〉
要するに本発明は火炉圧力変動の要因である火
炎前縁の空間的ゆらぎを防止するためにインペラ
上への保炎用燃料をバーナ軸心より供給すると共
に窒素酸化物を分解する脱硝用バーナを火炎中心
に設けることにより窒素酸化物の発生を抑え、又
バーナのターンダウン比を大きくするためにバー
ナ軸心と外周からのガス供給を電磁弁により制御
できるようにしたものである。
炎前縁の空間的ゆらぎを防止するためにインペラ
上への保炎用燃料をバーナ軸心より供給すると共
に窒素酸化物を分解する脱硝用バーナを火炎中心
に設けることにより窒素酸化物の発生を抑え、又
バーナのターンダウン比を大きくするためにバー
ナ軸心と外周からのガス供給を電磁弁により制御
できるようにしたものである。
〈実施例〉
以下本発明の実施例につき図面を用いて説明す
る。第５図は本発明の実施例を示すガス燃焼装置
の断面図を示す。ガス燃料G1として供給された
燃料はガス供給管２によつてフレームホルダ１６
の先端より噴出し主孔燃料２９として火炉１７内
に供給される。一方、ガス燃料G2はガス供給管
２６によつて供給され、インペラ６の中央部を貫
通したノズル先端より火炉１７内へ供給される。
このノズル先端は、インペラ保炎燃料２８と主孔
燃料２７とが別々に供給される。燃料空気はフア
ンにより昇圧され、空気加熱器で約300℃程度に
昇温された後、風箱７に供給される。風箱７は風
箱壁８およびボイラ壁１３によつて構成されてい
る。風箱７内の燃焼空気の一部は、１次スライド
ダンパ９により調節された１次空気取入口１０を
通り、インペラ６の周囲及びインペラ６に設けら
れた旋回用スリツトを通過して火炉１７へ供給さ
れる。燃焼空気の他の一部は、２次エアレジスタ
１１を通り２次ベーン１４で旋回強さを調節され
た後、２次空気噴出口１５より火炉１７へ供給さ
れる。残りの燃焼空気は３次エアレジスタ１２を
通り、フレームホルダ１６の周囲にある３次空気
噴出口１８より火炉１７へ供給される。このよう
にガス燃料G1は、第１図の従来型装置のような
副孔燃料４および副孔燃料５がなく単純に主孔燃
料２９とすることにより、１次空気噴出口１９、
２次空気噴出口１５および３次空気噴出口１８と
の大きな交差角をとる部分がなくなる。この結果
火炎前縁のゆらぎ強度を大幅に低下することがで
きる。一方、インペラ６上には、ガス燃料G2よ
り供給される燃料の一部を用い、インペラ保炎燃
料２８として供給される。この場合には、インペ
ラにより流れが乱され、インペラ側への逆流部が
形成されるためしつかりとした保炎が達成され、
上記火炎前縁のゆらぎ強度は低く抑えられる。
る。第５図は本発明の実施例を示すガス燃焼装置
の断面図を示す。ガス燃料G1として供給された
燃料はガス供給管２によつてフレームホルダ１６
の先端より噴出し主孔燃料２９として火炉１７内
に供給される。一方、ガス燃料G2はガス供給管
２６によつて供給され、インペラ６の中央部を貫
通したノズル先端より火炉１７内へ供給される。
このノズル先端は、インペラ保炎燃料２８と主孔
燃料２７とが別々に供給される。燃料空気はフア
ンにより昇圧され、空気加熱器で約300℃程度に
昇温された後、風箱７に供給される。風箱７は風
箱壁８およびボイラ壁１３によつて構成されてい
る。風箱７内の燃焼空気の一部は、１次スライド
ダンパ９により調節された１次空気取入口１０を
通り、インペラ６の周囲及びインペラ６に設けら
れた旋回用スリツトを通過して火炉１７へ供給さ
れる。燃焼空気の他の一部は、２次エアレジスタ
１１を通り２次ベーン１４で旋回強さを調節され
た後、２次空気噴出口１５より火炉１７へ供給さ
れる。残りの燃焼空気は３次エアレジスタ１２を
通り、フレームホルダ１６の周囲にある３次空気
噴出口１８より火炉１７へ供給される。このよう
にガス燃料G1は、第１図の従来型装置のような
副孔燃料４および副孔燃料５がなく単純に主孔燃
料２９とすることにより、１次空気噴出口１９、
２次空気噴出口１５および３次空気噴出口１８と
の大きな交差角をとる部分がなくなる。この結果
火炎前縁のゆらぎ強度を大幅に低下することがで
きる。一方、インペラ６上には、ガス燃料G2よ
り供給される燃料の一部を用い、インペラ保炎燃
料２８として供給される。この場合には、インペ
ラにより流れが乱され、インペラ側への逆流部が
形成されるためしつかりとした保炎が達成され、
上記火炎前縁のゆらぎ強度は低く抑えられる。
第５図に示すガス燃料G2の多くは、主孔燃料
２７として火炉内に供給することができる。特に
火炎の中心軸上で燃料過剰の状態を作り出し、上
記主孔燃料２９の燃焼により発生した窒素酸化物
を気相還元する燃焼中間生成物（COの外、・
NH2，CN等のラジカル等）を発生させる。火炎
後流に於いてこの燃焼中間生成物により、窒素酸
化物をN2に分解させ、結果的に窒素酸化物の発
生を抑制することができる。燃料過剰の状態は、
火炎の中心部に存在することになるために、例え
ばCO，煤などの未燃分発生は火炎外周の空気過
剰部で包まれ最終的には燃焼するために、比較的
少なくなる特徴がある。
２７として火炉内に供給することができる。特に
火炎の中心軸上で燃料過剰の状態を作り出し、上
記主孔燃料２９の燃焼により発生した窒素酸化物
を気相還元する燃焼中間生成物（COの外、・
NH2，CN等のラジカル等）を発生させる。火炎
後流に於いてこの燃焼中間生成物により、窒素酸
化物をN2に分解させ、結果的に窒素酸化物の発
生を抑制することができる。燃料過剰の状態は、
火炎の中心部に存在することになるために、例え
ばCO，煤などの未燃分発生は火炎外周の空気過
剰部で包まれ最終的には燃焼するために、比較的
少なくなる特徴がある。
第６図において主孔燃料２９により、火炎外周
で比較的高いO2濃度で完全燃焼させ、主孔燃料
２７により上記のように窒素酸化物をN2に還元
させ得る。なお、本図ではインペラ保炎燃料２８
は省略してある。
で比較的高いO2濃度で完全燃焼させ、主孔燃料
２７により上記のように窒素酸化物をN2に還元
させ得る。なお、本図ではインペラ保炎燃料２８
は省略してある。
第７図は、ガス燃料G1とガス燃料G2の制御系
統図を示すものである。今、一例としてガス燃料
G1を70％、ガス燃料G2を30％の割合とする。電
磁弁３１を開、電磁弁３２を開で100％燃料供給
となり、電磁弁３１のみを開で70％、電磁弁３２
のみを開として30％となり、ガス圧を変化させる
ことなくターンダウン比を3.3まで容易に変化さ
せることができる。一方、窒素酸化物の生成量の
制御の面では、上記の如く、ガス燃料G2の一部
は、N2への還元を目的としているので、電磁弁
３２が開で低窒素酸化物発生、電磁弁３２閉で高
窒素酸化物発生となるので、両者を調節すること
により負荷と窒素酸化物発生量との間で最適値を
設定することができ非常に運用が楽になる。
統図を示すものである。今、一例としてガス燃料
G1を70％、ガス燃料G2を30％の割合とする。電
磁弁３１を開、電磁弁３２を開で100％燃料供給
となり、電磁弁３１のみを開で70％、電磁弁３２
のみを開として30％となり、ガス圧を変化させる
ことなくターンダウン比を3.3まで容易に変化さ
せることができる。一方、窒素酸化物の生成量の
制御の面では、上記の如く、ガス燃料G2の一部
は、N2への還元を目的としているので、電磁弁
３２が開で低窒素酸化物発生、電磁弁３２閉で高
窒素酸化物発生となるので、両者を調節すること
により負荷と窒素酸化物発生量との間で最適値を
設定することができ非常に運用が楽になる。
本発明による他の実施例として前記主孔燃料２
７を無くし、単純にインペラ保炎燃料２８のみと
することもできる。特にこの場合には、火炎が短
かくなる傾向となるために火炉１７の奥行が少な
い場合や片面燃焼の場合に有効となる。
７を無くし、単純にインペラ保炎燃料２８のみと
することもできる。特にこの場合には、火炎が短
かくなる傾向となるために火炉１７の奥行が少な
い場合や片面燃焼の場合に有効となる。
〈効果〉
本発明は以上の構成となつているので、火炎が
安定し炉内圧力の変動を防止することができる。
安定し炉内圧力の変動を防止することができる。
また窒素酸化物の気相還元を行うことができる
ため低公害化を達成することができる。
ため低公害化を達成することができる。
第１図は従来技術によるガス燃焼装置の断面
図、第２図は第１図の正面図、第３図は従来技術
によるガス噴出ノズルの詳細図、第４図は第３図
の正面図、第５図は本発明の実施例を示すガス燃
焼装置の断面図、第６図は第５図の正面図、第７
図はガス燃料の制御系統図を示す。 ２，２６……ガス供給管、６……インペラ、１
７……火炉、２７，２８，２９……ガス流、G1，
G2……燃料ガス。
図、第２図は第１図の正面図、第３図は従来技術
によるガス噴出ノズルの詳細図、第４図は第３図
の正面図、第５図は本発明の実施例を示すガス燃
焼装置の断面図、第６図は第５図の正面図、第７
図はガス燃料の制御系統図を示す。 ２，２６……ガス供給管、６……インペラ、１
７……火炉、２７，２８，２９……ガス流、G1，
G2……燃料ガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 先端にインペラを有するガス供給管を燃焼装
置中心に配置し、このガス供給管の周囲に他のガ
ス供給管を複数本配置し、これらガス供給管先端
部からガス燃料を噴射するよう構成し、このうち
中心のガス供給管に対してはインペラ面に沿つて
ガスが噴出するようノズルを構成し、他のノズル
は燃焼用空気流れに対して噴射孔の軸心が90°以
下となるよう開口形成し、この空気流にほぼ沿つ
て噴射するよう構成したことを特徴とするガス燃
焼装置。 ２ 中心に配置したガス供給管に対しても空気流
にほぼ沿つてガスを噴射するようノズルを形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ガス燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6652485A JPS61228208A (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | ガス燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6652485A JPS61228208A (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | ガス燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61228208A JPS61228208A (ja) | 1986-10-11 |
| JPH0535323B2 true JPH0535323B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=13318345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6652485A Granted JPS61228208A (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | ガス燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61228208A (ja) |
-
1985
- 1985-04-01 JP JP6652485A patent/JPS61228208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61228208A (ja) | 1986-10-11 |
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