JPH0623607B2 - 石炭、石油又はガス炊きバーナー及びバーナーに使用するための火炎安定化リング及びガス噴出器 - Google Patents
石炭、石油又はガス炊きバーナー及びバーナーに使用するための火炎安定化リング及びガス噴出器Info
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- JPH0623607B2 JPH0623607B2 JP1103608A JP10360889A JPH0623607B2 JP H0623607 B2 JPH0623607 B2 JP H0623607B2 JP 1103608 A JP1103608 A JP 1103608A JP 10360889 A JP10360889 A JP 10360889A JP H0623607 B2 JPH0623607 B2 JP H0623607B2
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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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、燃料バーナーに関し、特に、微粒化固体燃
料、液体燃料又はガス燃料の燃焼中酸化窒素の発生を減
少させるように特別に設計されたガス噴出器、及び、そ
のようなガス噴出器を有するバーナーに関する。
料、液体燃料又はガス燃料の燃焼中酸化窒素の発生を減
少させるように特別に設計されたガス噴出器、及び、そ
のようなガス噴出器を有するバーナーに関する。
発明の背景 大気汚染の1つの源は、化石燃料炊き蒸気発生装置の排
気筒からの排ガス中に含まれる窒素酸化物NOxであ
る。酸化窒素NOは、不可視の、比較的無害のガスであ
るが、蒸気発生器内を通り、酸素と接触すると、反応し
て二酸化窒素NO2又は、集合的に窒素酸化物と称され
るその他の化合物となる。この二酸化窒素は、黄褐色の
ガスであり、高い濃度では動植物にとって有害である。
蒸気発生器の排気筒から出る可視の薄煙は、このガスで
ある。
気筒からの排ガス中に含まれる窒素酸化物NOxであ
る。酸化窒素NOは、不可視の、比較的無害のガスであ
るが、蒸気発生器内を通り、酸素と接触すると、反応し
て二酸化窒素NO2又は、集合的に窒素酸化物と称され
るその他の化合物となる。この二酸化窒素は、黄褐色の
ガスであり、高い濃度では動植物にとって有害である。
蒸気発生器の排気筒から出る可視の薄煙は、このガスで
ある。
酸化窒素は、窒素と酸素の反応の結果として発生し、熱
酸化窒素と、燃料酸化窒素とがある。前者は、化石燃料
を燃焼させるために供給される空気中の窒素と酸素との
反応によって発生し、後者は、燃料に含有された窒素と
燃焼用空気に含まれた酸素との反応によって発生する。
酸化窒素と、燃料酸化窒素とがある。前者は、化石燃料
を燃焼させるために供給される空気中の窒素と酸素との
反応によって発生し、後者は、燃料に含有された窒素と
燃焼用空気に含まれた酸素との反応によって発生する。
熱酸化窒素の発生率は、下記の変数の1つ又は2つ以上
の組合せによって決まる。
の組合せによって決まる。
(1) 火炎の温度、(2) 燃焼生成ガスの高温帯域内の滞留
時間、(3) 過剰酸素供給量。
時間、(3) 過剰酸素供給量。
酸化窒素の発生率は、火炎温度の上昇と共に増大する。
しかしながら、その反応には時間がかかるので、窒素と
酸素の混合物がある温度下で非常に短時間存在した場合
の方が、同じ混合物がそれより低い温度下で長時間存在
した場合より酸化窒素の発生量が少ない。燃料と空気の
燃焼により2037.8℃(3700゜F)程度の温度
の火炎を生じる、本発明が対象とする型式の蒸気発生器
において、その反応を支配する時間と温度の関係につい
ていえば、1593.3℃(2900゜F)以下の火炎
温度では酸化窒素NOは殆ど発生せず、1593.3℃
(2900゜F)を越える火炎温度では反応速度(反応
率)が急激に増大する。
しかしながら、その反応には時間がかかるので、窒素と
酸素の混合物がある温度下で非常に短時間存在した場合
の方が、同じ混合物がそれより低い温度下で長時間存在
した場合より酸化窒素の発生量が少ない。燃料と空気の
燃焼により2037.8℃(3700゜F)程度の温度
の火炎を生じる、本発明が対象とする型式の蒸気発生器
において、その反応を支配する時間と温度の関係につい
ていえば、1593.3℃(2900゜F)以下の火炎
温度では酸化窒素NOは殆ど発生せず、1593.3℃
(2900゜F)を越える火炎温度では反応速度(反応
率)が急激に増大する。
燃料酸化窒素の発生率は、主として、点火帯域における
酸素供給量によって決まり、還元雰囲気(即ち点火帯域
における酸素レベルが燃料の完全燃焼に必要なレベルよ
り低い条件)下では酸化窒素は殆ど発生しない。
酸素供給量によって決まり、還元雰囲気(即ち点火帯域
における酸素レベルが燃料の完全燃焼に必要なレベルよ
り低い条件)下では酸化窒素は殆ど発生しない。
以上の考察から明らかなように、熱酸化窒素の発生は、
火炎の温度を少しでも下げることによって減少させるこ
とができ、火炎温度を1593.3℃(2900゜F)
以下にすれば酸化窒素の発生を最少限にすることができ
る。一方、燃料酸化窒素は、火炎への酸素導入率、即ち
空気と燃料の混合率を減少させることによって抑止する
ことができる。
火炎の温度を少しでも下げることによって減少させるこ
とができ、火炎温度を1593.3℃(2900゜F)
以下にすれば酸化窒素の発生を最少限にすることができ
る。一方、燃料酸化窒素は、火炎への酸素導入率、即ち
空気と燃料の混合率を減少させることによって抑止する
ことができる。
米国合衆国では、連邦政府の規制も、州政府の規制も、
NOxの発生を抑制することができる化石燃料炊き燃焼
装置の開発を義霧付けている。NOxの規制は、石炭、
石油及び天然ガス等の微粒化固体燃料、液体燃料及びガ
ス燃料に向けられている。1970年代初期のエネルギ
ー不足が石油及びガスを節約、保存し、なるべく石炭を
使用することに眼を向けさせることになったのである
が、米国合衆国の多くの地域の電力及びガス会社は、既
存の設備の制約のためか、あるいは、石炭炊き蒸気発生
装置にすると粉塵の放出が増大するために、石油炊き及
びガス炊き蒸気発生装置を石炭炊き蒸気発生装置に変換
することができないでいる。あるいは又、必ずしも同時
にではないにしても、石炭、石油及びガスの3つの燃料
のすべてを使用することができるハードウエアを有する
バーナーを必要とする場合がある。従って、石炭、石
油、及び特に天然ガスを燃焼させた場合のNOxの放出
量を減少させることができ、既存の蒸気発生器に後から
組入れることができる装置を求める要望がある。
NOxの発生を抑制することができる化石燃料炊き燃焼
装置の開発を義霧付けている。NOxの規制は、石炭、
石油及び天然ガス等の微粒化固体燃料、液体燃料及びガ
ス燃料に向けられている。1970年代初期のエネルギ
ー不足が石油及びガスを節約、保存し、なるべく石炭を
使用することに眼を向けさせることになったのである
が、米国合衆国の多くの地域の電力及びガス会社は、既
存の設備の制約のためか、あるいは、石炭炊き蒸気発生
装置にすると粉塵の放出が増大するために、石油炊き及
びガス炊き蒸気発生装置を石炭炊き蒸気発生装置に変換
することができないでいる。あるいは又、必ずしも同時
にではないにしても、石炭、石油及びガスの3つの燃料
のすべてを使用することができるハードウエアを有する
バーナーを必要とする場合がある。従って、石炭、石
油、及び特に天然ガスを燃焼させた場合のNOxの放出
量を減少させることができ、既存の蒸気発生器に後から
組入れることができる装置を求める要望がある。
従来の技術 化石燃料炊き蒸気発生器からのNOxの放出量を減少さ
せるための方法としては、従来から幾つかの方法があ
る。1つの方法は、それが可能な場合窒素含有率の低い
燃料を使用することである。しかしながら、これは、問
題の一部に向けられているだけであり、燃焼過程自体か
ら発生するNOxの解決には向けられていない。しか
も、米国合衆国の連邦政府及び、又は州政府の規制は、
順守すべき基準を設定するに当って、燃料結合窒素のレ
ベルをより低くすることを考慮し、原燃料について従来
順守しなければならなかったレベルより低い目標レベル
を設定する可能性がある。
せるための方法としては、従来から幾つかの方法があ
る。1つの方法は、それが可能な場合窒素含有率の低い
燃料を使用することである。しかしながら、これは、問
題の一部に向けられているだけであり、燃焼過程自体か
ら発生するNOxの解決には向けられていない。しか
も、米国合衆国の連邦政府及び、又は州政府の規制は、
順守すべき基準を設定するに当って、燃料結合窒素のレ
ベルをより低くすることを考慮し、原燃料について従来
順守しなければならなかったレベルより低い目標レベル
を設定する可能性がある。
第2の方法は、燃料中の窒素と、燃料の燃焼効率とを全
体のプロセスにおける係数として考慮し、燃焼過程自体
によって発生したNOxを浄化操作によって除去する方
法である。この方法の一例は、本出願人自身の米国特許
第4,309,386号に開示されているように、排ガ
ス流からそれに含まれた粒状物を過により除去するの
と同時に、排ガスからNOxを除去するために選択的接
触還元法を用いるフィルタ室を利用する方法である。上
記2つの方法のこれ以上の説明は、本願発明の範囲とは
関係がないので必要がない。
体のプロセスにおける係数として考慮し、燃焼過程自体
によって発生したNOxを浄化操作によって除去する方
法である。この方法の一例は、本出願人自身の米国特許
第4,309,386号に開示されているように、排ガ
ス流からそれに含まれた粒状物を過により除去するの
と同時に、排ガスからNOxを除去するために選択的接
触還元法を用いるフィルタ室を利用する方法である。上
記2つの方法のこれ以上の説明は、本願発明の範囲とは
関係がないので必要がない。
第3の方法は、燃焼過程中のNOxの発生に向けられた
ものであり、先に述べたいわゆる熱酸化窒素及び、又は
燃料酸化窒素に関連する。この燃焼過程は、蒸気発生装
置の炉への燃料及び空気の導入を伴う。従って、従来の
研究開発は、燃料及び空気導入装置単独、並びに蒸気発
生装置の炉との組合せとしての燃料及び空気導入装置に
集中されている。
ものであり、先に述べたいわゆる熱酸化窒素及び、又は
燃料酸化窒素に関連する。この燃焼過程は、蒸気発生装
置の炉への燃料及び空気の導入を伴う。従って、従来の
研究開発は、燃料及び空気導入装置単独、並びに蒸気発
生装置の炉との組合せとしての燃料及び空気導入装置に
集中されている。
本出願人自身の米国特許第3,788,796号は、燃
料酸化窒素の発生を抑制し、かつ、熱酸化窒素の発生を
最少限にするために最高火炎温度を低くするための改良
された粒状燃料炊きバーナー装置及び燃焼方法を開示し
ている。このバーナーは、燃焼用空気流を内側環状通路
と外側環状通路とに分配するのと、燃焼用空気流を制御
するのとをそれぞれ別個に行なうための2つのダンパー
又はレジスタを使用するので、業界ではダブルレジスタ
型バーナー(DRB)と称されている。内側環状通路と
外側環状通路とは、中心の粒状燃料ノズルを囲繞して同
心的に配置されており、粒状燃料ノズルは、粒状燃料と
燃焼用兼搬送用空気の温合物を炉内へ搬送する。炉内で
該燃料と空気の混合物が着火し、内側環状通路及び外側
環状通路から供給される燃焼用空気と共に燃焼する。
料酸化窒素の発生を抑制し、かつ、熱酸化窒素の発生を
最少限にするために最高火炎温度を低くするための改良
された粒状燃料炊きバーナー装置及び燃焼方法を開示し
ている。このバーナーは、燃焼用空気流を内側環状通路
と外側環状通路とに分配するのと、燃焼用空気流を制御
するのとをそれぞれ別個に行なうための2つのダンパー
又はレジスタを使用するので、業界ではダブルレジスタ
型バーナー(DRB)と称されている。内側環状通路と
外側環状通路とは、中心の粒状燃料ノズルを囲繞して同
心的に配置されており、粒状燃料ノズルは、粒状燃料と
燃焼用兼搬送用空気の温合物を炉内へ搬送する。炉内で
該燃料と空気の混合物が着火し、内側環状通路及び外側
環状通路から供給される燃焼用空気と共に燃焼する。
やはり本出願人自身の米国特許第3,904,349号
は、中央通路と、第1及び第2環状通路を有し、燃料の
完全燃焼を達成し、かつ、酸化窒素の発生を減少させる
ように燃焼用空気流をこれらの通路に分配するための別
個の手段を有する改良された液体燃料又はガス状燃料炊
きバーナー装置を開示している。バーナーへ供給されバ
ーナー内で霧化された液体燃料は、炉の円形バーナーポ
ート内へ該ポートの軸線に関して実質的に対称的なパタ
ーンでスプレーされる。液体又はガス燃料は、中央燃料
ノズルを通して該ノズルの出口端に設けられたスプレー
板を有する噴霧器へ送られる。この中央燃料ノズルは、
先端に切頭円錐形の空気偏向器を担持した案内管を貫通
して突出しており、スプレー板は空気偏向器を貫通して
延長している。空気偏向器は、上記中央通路によって送
られてきた燃焼用空気と、第1環状通路によって送られ
てきた燃焼用空気の一部を偏向する。燃料の初期燃焼
は、中央通路を通して噴出される燃焼用空気の量を調節
することによって還元帯域内で行なわれる。第1環状通
路を通して導入される空気が還元帯域の外周の周りに空
気を再循環させ、火炎安定化帯域を創生する。最後に、
燃焼を完成させるための空気が第2環状通路を通して噴
出され、上記還元帯域及び火炎安定化帯域を包み、燃料
と混合してその燃焼を完成させる。
は、中央通路と、第1及び第2環状通路を有し、燃料の
完全燃焼を達成し、かつ、酸化窒素の発生を減少させる
ように燃焼用空気流をこれらの通路に分配するための別
個の手段を有する改良された液体燃料又はガス状燃料炊
きバーナー装置を開示している。バーナーへ供給されバ
ーナー内で霧化された液体燃料は、炉の円形バーナーポ
ート内へ該ポートの軸線に関して実質的に対称的なパタ
ーンでスプレーされる。液体又はガス燃料は、中央燃料
ノズルを通して該ノズルの出口端に設けられたスプレー
板を有する噴霧器へ送られる。この中央燃料ノズルは、
先端に切頭円錐形の空気偏向器を担持した案内管を貫通
して突出しており、スプレー板は空気偏向器を貫通して
延長している。空気偏向器は、上記中央通路によって送
られてきた燃焼用空気と、第1環状通路によって送られ
てきた燃焼用空気の一部を偏向する。燃料の初期燃焼
は、中央通路を通して噴出される燃焼用空気の量を調節
することによって還元帯域内で行なわれる。第1環状通
路を通して導入される空気が還元帯域の外周の周りに空
気を再循環させ、火炎安定化帯域を創生する。最後に、
燃焼を完成させるための空気が第2環状通路を通して噴
出され、上記還元帯域及び火炎安定化帯域を包み、燃料
と混合してその燃焼を完成させる。
やはり本出願人自身の米国特許第4,380,202号
は、微粒化燃料の燃焼のためのダブルレジスタ型バーナ
ーのための混合器を開示している。この特許において
は、上記米国特許第3,788,796号において用い
られているベンチューリ部材及び円錐端付ロッド部材の
代りに、プラグと囲い部材を有する偏向器及びディフュ
ーザが、粒状燃料ノズル内に配置されている。その結果
として、粒状燃料ノズル内に生じるおそれがある燃料流
れの分離即ち燃料のローピング(筋状流れ現象)が回避
され、一次空気と粒状燃料の流れの圧力損失を最少限に
する。
は、微粒化燃料の燃焼のためのダブルレジスタ型バーナ
ーのための混合器を開示している。この特許において
は、上記米国特許第3,788,796号において用い
られているベンチューリ部材及び円錐端付ロッド部材の
代りに、プラグと囲い部材を有する偏向器及びディフュ
ーザが、粒状燃料ノズル内に配置されている。その結果
として、粒状燃料ノズル内に生じるおそれがある燃料流
れの分離即ち燃料のローピング(筋状流れ現象)が回避
され、一次空気と粒状燃料の流れの圧力損失を最少限に
する。
先に述べたように、化石燃料の燃焼におけるNOxの発
生を減少させるためのもう1つの研究開発は、炉自体に
対する燃料/空気燃焼装置の組合せ及び配置に向けられ
たものであり、2段階燃焼(TSC)方式と称されてい
る。TSC方式は、炉の下方に空気不足バーナー帯域を
設定し、上方、かつ、下流に「アフター・エア」又は
「オーバー・ファイア・エア」帯域を設定する。下方バ
ーナー帯域において不足する量の空気が、下流のオーバ
ー・ファイア・エア帯域へ噴射され、燃焼過程を完成さ
せる。基本的に、炉全体が年法帯域として使用される。
日本におけるNOxの排出基準の厳格化に対応して開発
されたより洗練されたTSC方式は、炉内NOx減少方
式即ちIFNRと称されている。この方式の説明は、1
985年4月22〜24日に米国イリノイ州シカゴで開
催された米国電力会議に提示されたM.A・アクリー及
びA.D.ラルーの「排ガスを制御するための炉内NO
x減少システム」と題する論文に記載されている。
生を減少させるためのもう1つの研究開発は、炉自体に
対する燃料/空気燃焼装置の組合せ及び配置に向けられ
たものであり、2段階燃焼(TSC)方式と称されてい
る。TSC方式は、炉の下方に空気不足バーナー帯域を
設定し、上方、かつ、下流に「アフター・エア」又は
「オーバー・ファイア・エア」帯域を設定する。下方バ
ーナー帯域において不足する量の空気が、下流のオーバ
ー・ファイア・エア帯域へ噴射され、燃焼過程を完成さ
せる。基本的に、炉全体が年法帯域として使用される。
日本におけるNOxの排出基準の厳格化に対応して開発
されたより洗練されたTSC方式は、炉内NOx減少方
式即ちIFNRと称されている。この方式の説明は、1
985年4月22〜24日に米国イリノイ州シカゴで開
催された米国電力会議に提示されたM.A・アクリー及
びA.D.ラルーの「排ガスを制御するための炉内NO
x減少システム」と題する論文に記載されている。
簡単にいえば、バブコック−日立(株)と東京電力株式
会社との協同で開発されたこのINFR方式は、炉内に
多段燃焼帯域を設定する。最下方の主帯域、即ちバーナ
ー帯域は、NOxの総発生量を減少させるために理論空
気量未満の空気量レベルで作動される低NOxバーナー
を使用する。この主バーナー帯域からのガス及び炭は、
更に低い空気量レベルで作動する再燃焼帯域へ上昇す
る。再燃焼帯域においては空気量レベルが低いので、燃
料は、分解して炭化水素基を生成し、それらの炭化水素
基が化学的に結合してNOxを直接減少させるととも
に、既に存在するNOxをも更に減少させる。再燃焼帯
域を通過した後、排ガス中のNOxレベルが既に低下さ
れているので、燃焼に必要な残りの空気が、燃焼帯域内
へオーバー・ファイア・エア部分を経て導入される。
会社との協同で開発されたこのINFR方式は、炉内に
多段燃焼帯域を設定する。最下方の主帯域、即ちバーナ
ー帯域は、NOxの総発生量を減少させるために理論空
気量未満の空気量レベルで作動される低NOxバーナー
を使用する。この主バーナー帯域からのガス及び炭は、
更に低い空気量レベルで作動する再燃焼帯域へ上昇す
る。再燃焼帯域においては空気量レベルが低いので、燃
料は、分解して炭化水素基を生成し、それらの炭化水素
基が化学的に結合してNOxを直接減少させるととも
に、既に存在するNOxをも更に減少させる。再燃焼帯
域を通過した後、排ガス中のNOxレベルが既に低下さ
れているので、燃焼に必要な残りの空気が、燃焼帯域内
へオーバー・ファイア・エア部分を経て導入される。
TSC又はINFR技術を適用した新しい蒸気発生装置
においては、炉の容積及び高さは、排ガスが蒸気発生装
置の放射伝熱管及び、又は対流伝熱管を覆って流出する
前に燃焼生成物が完全に焼却されるようにするために、
拡張された燃焼要件を充足するように選定される。
においては、炉の容積及び高さは、排ガスが蒸気発生装
置の放射伝熱管及び、又は対流伝熱管を覆って流出する
前に燃焼生成物が完全に焼却されるようにするために、
拡張された燃焼要件を充足するように選定される。
しかしながら、既存の蒸気発生装置に後から新規なバー
ナーを組入れることによって改造する用例においては、
既存の炉の容積及び高さは変えることができないので、
TSC又はINFRを適正に適用するのに必要とされる
最適の炉寸法が得られない場合がある。この問題は、米
国環境保護庁と電力研究所の主催で1987年3月23
〜26日に米国ルイジアナ州ニュウオーリンズで開催さ
れた「定置燃焼におけるNOx制御に関する1987年
協同シンポジューム」において提示された成田、幸田、
正井、森田、亜津畑の「日立NOx低減バーナーを用い
た発電用石炭炊きボイラーの運転実験」と題する論文に
記載されている。
ナーを組入れることによって改造する用例においては、
既存の炉の容積及び高さは変えることができないので、
TSC又はINFRを適正に適用するのに必要とされる
最適の炉寸法が得られない場合がある。この問題は、米
国環境保護庁と電力研究所の主催で1987年3月23
〜26日に米国ルイジアナ州ニュウオーリンズで開催さ
れた「定置燃焼におけるNOx制御に関する1987年
協同シンポジューム」において提示された成田、幸田、
正井、森田、亜津畑の「日立NOx低減バーナーを用い
た発電用石炭炊きボイラーの運転実験」と題する論文に
記載されている。
上記アクリー他の論文及び成田他の論文に記載されてい
るように、NOxの発生を低減することは、下流におい
て処理すべきNOxの量を最少限にすることになる。既
存のダブルレジスタ型バーナーDRBの改良から、微粒
石炭用の日立−NRバーナー(HINR)と称されるも
のと、液体燃料及びガス燃料用一次ガス−ダブルレジス
タ型バーナー(PG−DRB)と称されるものが開発さ
れている。
るように、NOxの発生を低減することは、下流におい
て処理すべきNOxの量を最少限にすることになる。既
存のダブルレジスタ型バーナーDRBの改良から、微粒
石炭用の日立−NRバーナー(HINR)と称されるも
のと、液体燃料及びガス燃料用一次ガス−ダブルレジス
タ型バーナー(PG−DRB)と称されるものが開発さ
れている。
米国特許第4,545,307号は、上述の改良型HI
NRを開示している。上記米国特許第3,788,79
6号に開示されたような従来のDRBでは、微粒石炭の
流れに石炭を搬送するのに十分な空気が供給される。従
って、炉への入口であるバーナーの喉部のところにおけ
る火炎が良好な還元雰囲気を創生する。二次空気及び三
次空気と称される燃焼用空気は、それぞれ内側環状通路
及び外側環状通路を通してバーナーの喉部へ送られ、中
央の還元雰囲気のバーナー火炎の下流で混合する。しか
しながら、二次空気及び三次空気と還元雰囲気のバーナ
ー火炎との早過ぎる混合は、火炎を維持するのを困難に
する。
NRを開示している。上記米国特許第3,788,79
6号に開示されたような従来のDRBでは、微粒石炭の
流れに石炭を搬送するのに十分な空気が供給される。従
って、炉への入口であるバーナーの喉部のところにおけ
る火炎が良好な還元雰囲気を創生する。二次空気及び三
次空気と称される燃焼用空気は、それぞれ内側環状通路
及び外側環状通路を通してバーナーの喉部へ送られ、中
央の還元雰囲気のバーナー火炎の下流で混合する。しか
しながら、二次空気及び三次空気と還元雰囲気のバーナ
ー火炎との早過ぎる混合は、火炎を維持するのを困難に
する。
燃料ガスを燃焼帯域へ搬送するのに用いられるガス噴出
器のための幾つかの特定の構造が、本出願の第4〜7図
に示された従来技術のガス噴出器48′、48″にみら
れるように知られている。第4及び5図は、NOxの制
御のためにガス再循環を使用しない場合の燃料ガス炊き
用に設計された可変ミックスガス噴出器と称されるガス
噴出器48′を示す。第6及び7図は、NOxの制御の
ためにガス再循環を使用する場合の燃料ガス炊き用に設
計された可変ミックスガス噴出器と称されるガス噴出器
48″を示す。可変ミックスガス噴出器48′及び4
8″は、いずれも、その端壁に3種類の孔、即ち、安定
化孔A、補助孔B、及びチゼル孔Cを有する。安定化孔
Aは、一般に小径(6.35mm)であり、燃焼すべき
燃料ガスの少部分だけを搬送するように寸法づけされ
る。通常、可変ミックスガス噴出器48′には、その円
周の一部分に亙って45゜の間隔をおいて穿設された5
つの安定化孔Aが用いられ、可変ミックスガス噴出器4
8″には、その全周に亙って45゜の間隔をおいて穿設
された8つの安定化孔Aが用いられる。補助孔Bは、可
変ミックスガス噴出器48′、48″の端部近くに配置
され、ガス噴出器の一側にだけ穿設される。チゼル孔C
は、可変ミックスガス噴出器48′、48″のチゼル面
Dに、やはり一側にだけ穿設される。可変ミックスガス
噴出器48′、48″においては、各孔A、Bの長手軸
線は、ガス噴出器48′、48″の長手軸線に対して垂
直に配置されており、チゼル孔Cの長手軸線はチゼル面
Dに対して垂直に配置されている。チゼル面Dの表面
は、通常、可変ミックスガス噴出器48′、48″の長
手軸線に対して45゜の角度をなし、チゼル孔Cの軸線
は、通常、可変ミックスガス噴出器48′、48″の長
手軸線に対して45゜の角度をなしている。
器のための幾つかの特定の構造が、本出願の第4〜7図
に示された従来技術のガス噴出器48′、48″にみら
れるように知られている。第4及び5図は、NOxの制
御のためにガス再循環を使用しない場合の燃料ガス炊き
用に設計された可変ミックスガス噴出器と称されるガス
噴出器48′を示す。第6及び7図は、NOxの制御の
ためにガス再循環を使用する場合の燃料ガス炊き用に設
計された可変ミックスガス噴出器と称されるガス噴出器
48″を示す。可変ミックスガス噴出器48′及び4
8″は、いずれも、その端壁に3種類の孔、即ち、安定
化孔A、補助孔B、及びチゼル孔Cを有する。安定化孔
Aは、一般に小径(6.35mm)であり、燃焼すべき
燃料ガスの少部分だけを搬送するように寸法づけされ
る。通常、可変ミックスガス噴出器48′には、その円
周の一部分に亙って45゜の間隔をおいて穿設された5
つの安定化孔Aが用いられ、可変ミックスガス噴出器4
8″には、その全周に亙って45゜の間隔をおいて穿設
された8つの安定化孔Aが用いられる。補助孔Bは、可
変ミックスガス噴出器48′、48″の端部近くに配置
され、ガス噴出器の一側にだけ穿設される。チゼル孔C
は、可変ミックスガス噴出器48′、48″のチゼル面
Dに、やはり一側にだけ穿設される。可変ミックスガス
噴出器48′、48″においては、各孔A、Bの長手軸
線は、ガス噴出器48′、48″の長手軸線に対して垂
直に配置されており、チゼル孔Cの長手軸線はチゼル面
Dに対して垂直に配置されている。チゼル面Dの表面
は、通常、可変ミックスガス噴出器48′、48″の長
手軸線に対して45゜の角度をなし、チゼル孔Cの軸線
は、通常、可変ミックスガス噴出器48′、48″の長
手軸線に対して45゜の角度をなしている。
バーナー内に設置された状態では、補助孔Bの長手軸線
は、それを通って噴出する燃料ガスを実質的にバーナー
の中心に差向けるように位置づけされ、チゼル孔Cの長
手軸線は、それを通って噴出する燃料ガスをバーナーか
ら噴出する二次空気と実質的に同じ渦巻方向に、かつ、
可変ミックスガス噴出器48′、48″の長手軸線に対
するチゼル孔Cノ軸線の角度によって決定される外方
(炉に向う方向)に導くように位置づけされる。
は、それを通って噴出する燃料ガスを実質的にバーナー
の中心に差向けるように位置づけされ、チゼル孔Cの長
手軸線は、それを通って噴出する燃料ガスをバーナーか
ら噴出する二次空気と実質的に同じ渦巻方向に、かつ、
可変ミックスガス噴出器48′、48″の長手軸線に対
するチゼル孔Cノ軸線の角度によって決定される外方
(炉に向う方向)に導くように位置づけされる。
一般に、補助孔Bとチゼル孔Cとは同じ直径とし、それ
らの直径は、それらの孔を通る燃料ガスの速度がバーナ
ーの「がたつき」、即ち、炉の燃焼帯域内の火炎の圧力
脈動を防止するのに望ましい速度となるように選定され
る。
らの直径は、それらの孔を通る燃料ガスの速度がバーナ
ーの「がたつき」、即ち、炉の燃焼帯域内の火炎の圧力
脈動を防止するのに望ましい速度となるように選定され
る。
従って、微粒固形燃料、液体燃料又はガス燃料を別個に
燃焼させることができ、かつ、どの燃料を用いた場合で
もNOx放出量を減少させることができる改良されたバ
ーナー装置を開発することが望ましい。
燃焼させることができ、かつ、どの燃料を用いた場合で
もNOx放出量を減少させることができる改良されたバ
ーナー装置を開発することが望ましい。
発明の目的 本発明の目的は、石炭、石油又はガスを燃焼させること
ができ、かつ、どの燃料を用いた燃焼させたときも、N
Ox放出量の減少を達成することができる改良されたバ
ーナー装置を提供することである。
ができ、かつ、どの燃料を用いた燃焼させたときも、N
Ox放出量の減少を達成することができる改良されたバ
ーナー装置を提供することである。
発明の概要 本発明は、米国特許第3,788,796号及び4,5
45,307号に開示された型式のバーナーの改良に関
し、既存の蒸気発生装置に後から組み込むのにも適し、
蒸気発生装置を新しく製造するのにも使用することがで
きるバーナーに関する。本発明のバーナーの一部は、蒸
気発生装置のバーナー壁をそれに近接した炉壁との間に
画定され、所要の燃焼用空気の一部分を供給される風箱
内に配置される。このバーナー壁には、風箱内に位置す
るバーナーの部分を受容するための出入れ開口が形成さ
れている。炉壁には、燃料と空気とが結合して可熱混合
物となり、その着火を可能にするバーナーポートが形成
されている。着火した可燃混合物は、燃焼室、即ち蒸気
発生装置の炉内へ送られ、水又は蒸気を通流させる管列
を加熱する。
45,307号に開示された型式のバーナーの改良に関
し、既存の蒸気発生装置に後から組み込むのにも適し、
蒸気発生装置を新しく製造するのにも使用することがで
きるバーナーに関する。本発明のバーナーの一部は、蒸
気発生装置のバーナー壁をそれに近接した炉壁との間に
画定され、所要の燃焼用空気の一部分を供給される風箱
内に配置される。このバーナー壁には、風箱内に位置す
るバーナーの部分を受容するための出入れ開口が形成さ
れている。炉壁には、燃料と空気とが結合して可熱混合
物となり、その着火を可能にするバーナーポートが形成
されている。着火した可燃混合物は、燃焼室、即ち蒸気
発生装置の炉内へ送られ、水又は蒸気を通流させる管列
を加熱する。
本発明のバーナーは、石炭、石油又はガスを燃焼させる
ことができ、各燃料をバーナーの出口へ搬送するための
それぞれ別個の燃料噴出器と、燃焼に必要な空気をバー
ナーの出口へ搬送する空気搬送部材を有する。即ち、バ
ーナーの中心軸線上に石油と霧化用媒体の混合物を出口
端に配置された霧化用スプレー板へ搬送するための進退
自在の油噴霧器が設けられている。霧化用媒体(空気又
は蒸気)は、石油を着火可能な小さな液滴に破砕するの
に必要とされる。機械的又は圧力噴霧器も周知であり、
空気又は蒸気を使用する噴霧器の代りに使用することも
できる。この進退自在の油噴霧器を囲繞して筒状バーナ
ーノズルが設けられる。換言すれば、油噴霧器は、筒状
バーナーノズル内の中心に配置され、バーナーノズルの
内壁に付設した部材によって支持される。
ことができ、各燃料をバーナーの出口へ搬送するための
それぞれ別個の燃料噴出器と、燃焼に必要な空気をバー
ナーの出口へ搬送する空気搬送部材を有する。即ち、バ
ーナーの中心軸線上に石油と霧化用媒体の混合物を出口
端に配置された霧化用スプレー板へ搬送するための進退
自在の油噴霧器が設けられている。霧化用媒体(空気又
は蒸気)は、石油を着火可能な小さな液滴に破砕するの
に必要とされる。機械的又は圧力噴霧器も周知であり、
空気又は蒸気を使用する噴霧器の代りに使用することも
できる。この進退自在の油噴霧器を囲繞して筒状バーナ
ーノズルが設けられる。換言すれば、油噴霧器は、筒状
バーナーノズル内の中心に配置され、バーナーノズルの
内壁に付設した部材によって支持される。
油噴霧器の外周面とバーナーノズルの内壁との間に画定
される中央通路を通して、粉砕石炭粒子と一次空気の混
合物をバーナーの出口へ搬送し、炉内へ導入して該混合
物を着火させる。筒状バーナーノズルを囲繞して同心的
に配置されたガス帯域スリーブは、筒状バーナーノズル
との間に環状囲い領域の一部を画定する。又、筒状バー
ナーノズルの出口端には、火炎安定化リングが付設され
る。火炎安定化リングは、ガス帯域スリーブ及び筒状バ
ーナーノズルと協同して上記環状囲い領域を完全に画定
する。
される中央通路を通して、粉砕石炭粒子と一次空気の混
合物をバーナーの出口へ搬送し、炉内へ導入して該混合
物を着火させる。筒状バーナーノズルを囲繞して同心的
に配置されたガス帯域スリーブは、筒状バーナーノズル
との間に環状囲い領域の一部を画定する。又、筒状バー
ナーノズルの出口端には、火炎安定化リングが付設され
る。火炎安定化リングは、ガス帯域スリーブ及び筒状バ
ーナーノズルと協同して上記環状囲い領域を完全に画定
する。
この火炎安定化リングは、2つの部分を有する。即ち、
火炎安定化リングの第1部分は、前記中央通路に開口を
画定するように中央通路の全周に亙って延長し中央通路
内へ半径方向内方に突出した部分である。この開口を通
って前記一次空気と石炭粒子の混合物が流れる。火炎安
定化リングの第2部分は、第1部分に連結され、筒状バ
ーナーノズルの全周に亙って延長しバーナーノズルから
半径方向外方に突出したL字形部分である。
火炎安定化リングの第1部分は、前記中央通路に開口を
画定するように中央通路の全周に亙って延長し中央通路
内へ半径方向内方に突出した部分である。この開口を通
って前記一次空気と石炭粒子の混合物が流れる。火炎安
定化リングの第2部分は、第1部分に連結され、筒状バ
ーナーノズルの全周に亙って延長しバーナーノズルから
半径方向外方に突出したL字形部分である。
燃料ガスをバーナーの出口へ搬送するための複数の進退
自在の、回転自在ガス噴出器が、筒状バーナーノズルの
周りに同心的に配置されて前記環状囲い領域を貫通して
延設される。火炎安定化リングのL字形第2部分は、各
々バーナーノズルの出口端に近接して上記進退自在のガ
ス噴出器を密嵌合状態に受容するための複数の孔を備え
ている。火炎安定化リングは、NOxの放出量を減少さ
せるためにその周りを通して導入される二次空気から各
ガス噴出器の出口端を防護即ち遮蔽する。この二次空気
は、前記ガス帯域スリーブとそれを囲繞して同心的に配
置された内側帯域スリーブとの間に画定された内側環状
通路と、該内側帯域スリーブとそれを囲繞して同心的に
配置されたバーナーバレルとの間に画定された外側環状
通路を通してバーナーの出口へ搬送される。該内側及び
外側環状通路から噴出した空気を更に導くために、空気
分離羽根が内側帯域スリーブの外端に連結され、該外端
からその周りに半径方向外方へ同心的に延設されてい
る。この空気分離羽根は、バーナーから炉内へ噴出する
二次空気の経路に影響を与える。ガス噴出器の出口端を
それらが挿通されている火炎安定化リングによって遮蔽
することにより、酸素レベルが低く燃料の豊富な火炎が
創生され、その結果としてNOxの発生が抑制される。
自在の、回転自在ガス噴出器が、筒状バーナーノズルの
周りに同心的に配置されて前記環状囲い領域を貫通して
延設される。火炎安定化リングのL字形第2部分は、各
々バーナーノズルの出口端に近接して上記進退自在のガ
ス噴出器を密嵌合状態に受容するための複数の孔を備え
ている。火炎安定化リングは、NOxの放出量を減少さ
せるためにその周りを通して導入される二次空気から各
ガス噴出器の出口端を防護即ち遮蔽する。この二次空気
は、前記ガス帯域スリーブとそれを囲繞して同心的に配
置された内側帯域スリーブとの間に画定された内側環状
通路と、該内側帯域スリーブとそれを囲繞して同心的に
配置されたバーナーバレルとの間に画定された外側環状
通路を通してバーナーの出口へ搬送される。該内側及び
外側環状通路から噴出した空気を更に導くために、空気
分離羽根が内側帯域スリーブの外端に連結され、該外端
からその周りに半径方向外方へ同心的に延設されてい
る。この空気分離羽根は、バーナーから炉内へ噴出する
二次空気の経路に影響を与える。ガス噴出器の出口端を
それらが挿通されている火炎安定化リングによって遮蔽
することにより、酸素レベルが低く燃料の豊富な火炎が
創生され、その結果としてNOxの発生が抑制される。
従って、本発明の一側面は、石炭、石油又はガスを燃焼
させることができ、かつ、NOx放出量の減少を達成す
ることができる改良バーナーに向けられている。
させることができ、かつ、NOx放出量の減少を達成す
ることができる改良バーナーに向けられている。
本発明の他の側面は、筒状バーナーノズルの周りにそれ
に近接して配置するための独特の構成の進退自在回転自
在ガス噴出器に向けられている。
に近接して配置するための独特の構成の進退自在回転自
在ガス噴出器に向けられている。
実施例 添付図、特に第2、3図を参照すると、炉室即ち燃焼室
14を画定する水冷壁12を備えた蒸気発生装置10が
示されている。本発明によるバーナー16は、炉室14
内へ燃料/空気混合物を噴出する。炉室14内での燃焼
によって生じた高温の燃焼生成ガスは、蒸気発生装置の
鼻部18の回りを回り、二次過熱器を覆って上昇し、一
次過熱器24及びエコノマイザ26を有する対流通路2
2を通って下降する。燃焼生成ガスは、対流通路22を
出た後、空気加熱器28の管内を通り排気筒30を通っ
て排出される。燃焼生成ガスは、過熱器22、24及び
エコノマイザ26を覆って通る際、過熱器及びエコノマ
イザ内を流れる流体に対して放熱し、更に、空気加熱器
28の管内を通る際、それらの管を覆って流れる燃焼用
空気に対して放熱する。燃焼用空気は、強制通風ファン
32によって蒸気発生装置10内へ送られ、加熱器28
の管を覆って流れ、複数の反せ板34の周りを回り、次
いでダクト36を通って分岐ダクト38と40に分配さ
れる。
14を画定する水冷壁12を備えた蒸気発生装置10が
示されている。本発明によるバーナー16は、炉室14
内へ燃料/空気混合物を噴出する。炉室14内での燃焼
によって生じた高温の燃焼生成ガスは、蒸気発生装置の
鼻部18の回りを回り、二次過熱器を覆って上昇し、一
次過熱器24及びエコノマイザ26を有する対流通路2
2を通って下降する。燃焼生成ガスは、対流通路22を
出た後、空気加熱器28の管内を通り排気筒30を通っ
て排出される。燃焼生成ガスは、過熱器22、24及び
エコノマイザ26を覆って通る際、過熱器及びエコノマ
イザ内を流れる流体に対して放熱し、更に、空気加熱器
28の管内を通る際、それらの管を覆って流れる燃焼用
空気に対して放熱する。燃焼用空気は、強制通風ファン
32によって蒸気発生装置10内へ送られ、加熱器28
の管を覆って流れ、複数の反せ板34の周りを回り、次
いでダクト36を通って分岐ダクト38と40に分配さ
れる。
ダクト38を通る空気は、風箱42へ送られ、石炭炊き
の場合、バーナー16の筒状バーナーノズル44から噴
出される燃料の燃焼に必要な空気の多部分を占める。風
箱の空気は、内側環状通路90と外側環状通路94に分
配され、バーナーポート50を通して炉室14内に噴出
される。バーナー16は、石油炊きのために進退自在事
の油噴霧器46を備え、ガス炊きのために複数の進退自
在の回転自在ガス噴出器48を備えている。石油又はガ
ス炊きの場合は、燃焼に必要な空気の実質的に全部が風
箱を通して送られ、筒状バーナーノズル44を通して
は、後述するノズル掃引空気以外は、殆ど空気は送られ
ない。油噴霧器46及び進退自在回転自在ガス噴出器4
8の詳細については後に説明する。
の場合、バーナー16の筒状バーナーノズル44から噴
出される燃料の燃焼に必要な空気の多部分を占める。風
箱の空気は、内側環状通路90と外側環状通路94に分
配され、バーナーポート50を通して炉室14内に噴出
される。バーナー16は、石油炊きのために進退自在事
の油噴霧器46を備え、ガス炊きのために複数の進退自
在の回転自在ガス噴出器48を備えている。石油又はガ
ス炊きの場合は、燃焼に必要な空気の実質的に全部が風
箱を通して送られ、筒状バーナーノズル44を通して
は、後述するノズル掃引空気以外は、殆ど空気は送られ
ない。油噴霧器46及び進退自在回転自在ガス噴出器4
8の詳細については後に説明する。
ダクト40を通る空気は、燃焼のための所要空気の残部
であり、一次空気ファン52へ送られ、そこで更に加圧
された後ダクト54を通して空気掃引型石炭粉砕機56
へ通される。
であり、一次空気ファン52へ送られ、そこで更に加圧
された後ダクト54を通して空気掃引型石炭粉砕機56
へ通される。
炉室14内で燃焼させるために粉砕すべき燃料(石炭)
は、斯界において周知の態様で蒸気発生装置10の負荷
に応じて原燃料貯蔵器60から生の形でパイプ58を通
して送り装置62へ供給される。粉砕機56は、生の燃
料を所望の粒度に粉砕する。一次空気ファン52からの
加圧空気が、粉砕機56を通して掃引し、その空気と一
緒に粉砕燃料粒子が連行され、パイプ64を通ってバー
ナーノズル44へ流れ、そこからバーナーポート50を
通して炉室14内へ噴出される。
は、斯界において周知の態様で蒸気発生装置10の負荷
に応じて原燃料貯蔵器60から生の形でパイプ58を通
して送り装置62へ供給される。粉砕機56は、生の燃
料を所望の粒度に粉砕する。一次空気ファン52からの
加圧空気が、粉砕機56を通して掃引し、その空気と一
緒に粉砕燃料粒子が連行され、パイプ64を通ってバー
ナーノズル44へ流れ、そこからバーナーポート50を
通して炉室14内へ噴出される。
蒸気発生装置10へ導入される空気の総量を負荷要求に
応じて調整するために強制通風ファン32に関連してダ
ンパー66が設けられ、バーナノズル44を通して導入
される空気の量を調整するために一次空気ファン52に
関連してダンパー68が設けられている。
応じて調整するために強制通風ファン32に関連してダ
ンパー66が設けられ、バーナノズル44を通して導入
される空気の量を調整するために一次空気ファン52に
関連してダンパー68が設けられている。
図示を簡略にするために、添付図には1台の粉砕機に接
続された1基のバーナだけしか示されていないが、実際
の実施においては、1台の粉砕機に対して2基以上のバ
ーナーを接続することができ、1基の蒸気発生装置に対
して2台以上の粉砕器を接続することができることは明
らかである。
続された1基のバーナだけしか示されていないが、実際
の実施においては、1台の粉砕機に対して2基以上のバ
ーナーを接続することができ、1基の蒸気発生装置に対
して2台以上の粉砕器を接続することができることは明
らかである。
第3、4、5図を参照すると、バーナポート50を通し
て燃料/空気を噴射するように装着された本発明のバー
ナ16が示されている。バーナポート50は、通常、水
冷壁12の炉側に向って拡開する切頭円錐形とされる。
バーナポート50のところでは、水冷壁12を構成する
各管70が水冷壁12の垂直平面から折曲げられてバー
ナポート50を構成している。出入れ開口74を有する
外側バーナ壁72は、水冷壁12から外方に離隔されて
おり、外側バーナ壁72は、水冷壁12との間の空間が
風箱42を構成するようになされている。
て燃料/空気を噴射するように装着された本発明のバー
ナ16が示されている。バーナポート50は、通常、水
冷壁12の炉側に向って拡開する切頭円錐形とされる。
バーナポート50のところでは、水冷壁12を構成する
各管70が水冷壁12の垂直平面から折曲げられてバー
ナポート50を構成している。出入れ開口74を有する
外側バーナ壁72は、水冷壁12から外方に離隔されて
おり、外側バーナ壁72は、水冷壁12との間の空間が
風箱42を構成するようになされている。
バーナ16は、入口端44Aと出口端44Bを有する筒
状バーナノズル44を備えている。筒状バーナノズル4
4は、一次空気PAと粉砕された石炭粒子PCの混合物
PA/PCを該バーナーの出口へ搬送するための中央通
路45を画定し、出入れ開口のカバー板76を貫通して
風箱42を横切り、バーナポート50に近接した地点に
まで延長している。筒状バーナーノズルの入口端44A
にはエルボ管78が接続され、得るぼく湾のたたはパイ
プ64に接続されている。エルボ管78の外側湾曲部に
は端板80が設けられている。
状バーナノズル44を備えている。筒状バーナノズル4
4は、一次空気PAと粉砕された石炭粒子PCの混合物
PA/PCを該バーナーの出口へ搬送するための中央通
路45を画定し、出入れ開口のカバー板76を貫通して
風箱42を横切り、バーナポート50に近接した地点に
まで延長している。筒状バーナーノズルの入口端44A
にはエルボ管78が接続され、得るぼく湾のたたはパイ
プ64に接続されている。エルボ管78の外側湾曲部に
は端板80が設けられている。
バーナ16は、石油炊きのために、中央通路45内の中
心に配置されて支持され、入口端46Aと、出口端46
Bを有する進退自在の油噴霧器46を備えている。進退
自在の油噴霧器46は、石油と霧化用媒体(通常、空気
又は蒸気)の混合物を該噴霧器の出口端46Bに配置さ
れた霧化用スプレー板82へ送る。霧化用スプレー板8
2は、霧化された石油をバーナポート50の近傍のバー
ナの出口において分散し、燃焼室14内へ噴射させる。
霧化用媒体は、石油を着火されるのに十分に小さい液滴
の形に破砕させるのに必要とされる。この機能の一部
は、スプレー板82によっても果される。
心に配置されて支持され、入口端46Aと、出口端46
Bを有する進退自在の油噴霧器46を備えている。進退
自在の油噴霧器46は、石油と霧化用媒体(通常、空気
又は蒸気)の混合物を該噴霧器の出口端46Bに配置さ
れた霧化用スプレー板82へ送る。霧化用スプレー板8
2は、霧化された石油をバーナポート50の近傍のバー
ナの出口において分散し、燃焼室14内へ噴射させる。
霧化用媒体は、石油を着火されるのに十分に小さい液滴
の形に破砕させるのに必要とされる。この機能の一部
は、スプレー板82によっても果される。
入口端84Aと出口端84Bを有するガス帯域スリーブ
84が、筒状バーナーノズル44を囲繞して同心的に配
置され、筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域を8
6画定する。入口端88Aと出口端88Bを有する内側
帯域スリーブ88が、ガス帯域スリーブ84を囲繞して
同心的に配置され、燃焼に必要な二次空気の第1部分を
該バーナーの出口へ搬送するための内側環状通路90を
ガス帯域スリーブ84との間に画定する。入口端92A
と出口端92Bを有するバーナーバレル92が、内側帯
域スリーブ88を囲繞して同心的に配置され、燃焼に必
要な二次空気の第2部分を該バーナーの出口へ搬送する
ための外側環状通路94を内側帯域スリーブ88との間
に画定する。バーナー16と炉室14内との間の温度差
による熱膨張の差を吸収するためにバーナバレル92と
管70との取付部にシール96が設けられている。
84が、筒状バーナーノズル44を囲繞して同心的に配
置され、筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域を8
6画定する。入口端88Aと出口端88Bを有する内側
帯域スリーブ88が、ガス帯域スリーブ84を囲繞して
同心的に配置され、燃焼に必要な二次空気の第1部分を
該バーナーの出口へ搬送するための内側環状通路90を
ガス帯域スリーブ84との間に画定する。入口端92A
と出口端92Bを有するバーナーバレル92が、内側帯
域スリーブ88を囲繞して同心的に配置され、燃焼に必
要な二次空気の第2部分を該バーナーの出口へ搬送する
ための外側環状通路94を内側帯域スリーブ88との間
に画定する。バーナー16と炉室14内との間の温度差
による熱膨張の差を吸収するためにバーナバレル92と
管70との取付部にシール96が設けられている。
ここで、「一次空気」とは、石炭炊きの際、燃焼用空気
のうち粉砕石炭粒子を連行し搬送する空気のことをい
う。「二次空気」とは、石炭炊き、石油炊き又はガス炊
きの際、燃焼用空気のうち内側環状通路90及び外側環
状通路94を通して供給される空気のことをいう。この
用語は、単に便宜上使用されているだけであり、石油炊
き又はガス炊きの場合は燃焼に必要な空気の実質的に全
部が風箱42を通って流れることは当業者には周知であ
る。石油炊き又はガス炊きの場合は、後述するノズル掃
引空気以外は、バーナノズル44へは殆ど空気は通され
ない。従って、この明細書での説明においては、一次空
気を伴うことなく、二次空気だけが通される場合があ
る。
のうち粉砕石炭粒子を連行し搬送する空気のことをい
う。「二次空気」とは、石炭炊き、石油炊き又はガス炊
きの際、燃焼用空気のうち内側環状通路90及び外側環
状通路94を通して供給される空気のことをいう。この
用語は、単に便宜上使用されているだけであり、石油炊
き又はガス炊きの場合は燃焼に必要な空気の実質的に全
部が風箱42を通って流れることは当業者には周知であ
る。石油炊き又はガス炊きの場合は、後述するノズル掃
引空気以外は、バーナノズル44へは殆ど空気は通され
ない。従って、この明細書での説明においては、一次空
気を伴うことなく、二次空気だけが通される場合があ
る。
内側環状通路90及び外側環状通路94を通して供給さ
れる二次空気の量を調節するためにバーナバレル92内
の釣鐘形環状開口100空気流路断面積を変更するため
の摺動空気スリーブ98が、バーナーバレルの入口端9
2Aに付設されている。リップ104を有する環状のバ
ーナバレルカバー板102が、バーナバレルの入口端9
2A、及び、筒状スリーブ106に付設されている。ス
リーブ106は、出入れ開口のカバー板76に取付けら
れていてる。
れる二次空気の量を調節するためにバーナバレル92内
の釣鐘形環状開口100空気流路断面積を変更するため
の摺動空気スリーブ98が、バーナーバレルの入口端9
2Aに付設されている。リップ104を有する環状のバ
ーナバレルカバー板102が、バーナバレルの入口端9
2A、及び、筒状スリーブ106に付設されている。ス
リーブ106は、出入れ開口のカバー板76に取付けら
れていてる。
摺動空気スリーブ98は、カバー板76を貫通して延長
しており蒸気発生装置の運転中調節することができる制
御ロッド(図示せず)によって釣鐘形環状開口100の
流路断面積を所望の大きさに設定するように位置ぎめす
ることができる。そのような調節は、手動でも、あるい
は、適当な作動器によっても行なうことができるが、摺
動空気スリーブ98の位置の選択を容易にするために、
バーナ16へ導入される二次空気の総量を測定するため
の格子状に配列した複数のピトー管108を釣鐘形環状
開口100の下流で内側及び外側環状通路90、94の
下流でバーナバレル92内に配置することができる。
しており蒸気発生装置の運転中調節することができる制
御ロッド(図示せず)によって釣鐘形環状開口100の
流路断面積を所望の大きさに設定するように位置ぎめす
ることができる。そのような調節は、手動でも、あるい
は、適当な作動器によっても行なうことができるが、摺
動空気スリーブ98の位置の選択を容易にするために、
バーナ16へ導入される二次空気の総量を測定するため
の格子状に配列した複数のピトー管108を釣鐘形環状
開口100の下流で内側及び外側環状通路90、94の
下流でバーナバレル92内に配置することができる。
内側環状通路90を通る二次空気の第1部分に渦巻き運
動を付与するために複数の内側羽根110が筒状バーナ
ノズル44の周りに同心的に内側環状通路90内に配置
されている。同様にして、外側環状通路94を通る二次
空気の第2部分に渦巻き運動を付与するために複数の外
側羽根112、114が筒状バーナノズル44の周りに
同心的に外側環状通路94内に配置されている。外側羽
根114は、所望ならば、所定位置に固定してもよい。
外側環状通路94を通る二次空気には、2段階の外側羽
根112、114によって渦巻き運動を付与することが
好ましい。なぜなら、2段階の外側羽根112、114
を設けると、外側環状通路94を通る二次空気に付与さ
れる渦流の創生効率を高めるからである。所望ならば、
外側羽根112、114の位置調節は、米国特許第4,
380,202号に記載された態様で行うことができ
る。
動を付与するために複数の内側羽根110が筒状バーナ
ノズル44の周りに同心的に内側環状通路90内に配置
されている。同様にして、外側環状通路94を通る二次
空気の第2部分に渦巻き運動を付与するために複数の外
側羽根112、114が筒状バーナノズル44の周りに
同心的に外側環状通路94内に配置されている。外側羽
根114は、所望ならば、所定位置に固定してもよい。
外側環状通路94を通る二次空気には、2段階の外側羽
根112、114によって渦巻き運動を付与することが
好ましい。なぜなら、2段階の外側羽根112、114
を設けると、外側環状通路94を通る二次空気に付与さ
れる渦流の創生効率を高めるからである。所望ならば、
外側羽根112、114の位置調節は、米国特許第4,
380,202号に記載された態様で行うことができ
る。
米国特許第4,545,307号に開示された態様で、
バーナー16から噴出する二次空気の前記第1部分の経
路に影響を与えるための空気分離羽根116が、内側帯
域スリーブ88の外端88Bに連結され、該外端からそ
の周りに外方へ同心的に延設されている。
バーナー16から噴出する二次空気の前記第1部分の経
路に影響を与えるための空気分離羽根116が、内側帯
域スリーブ88の外端88Bに連結され、該外端からそ
の周りに外方へ同心的に延設されている。
ガス炊きを可能にするために、燃料ガスをバーナー16
の出口へ搬送するための複数の進退自在の回転自在ガス
噴出器48が、筒状バーナーノズル44の周りに同心的
に配置されて環状囲い領域86を貫通して延設されてい
る。各、ガス噴出器48は、筒状バーナーノズルの出口
端44Bに近接する位置に位置する出口端48Bを有し
ている。
の出口へ搬送するための複数の進退自在の回転自在ガス
噴出器48が、筒状バーナーノズル44の周りに同心的
に配置されて環状囲い領域86を貫通して延設されてい
る。各、ガス噴出器48は、筒状バーナーノズルの出口
端44Bに近接する位置に位置する出口端48Bを有し
ている。
第8、9図を参照すると、本発明によるガス噴出器48
が示されている。ガス噴出器48の出口端48Bは、本
体部分48aと、本体部分48aに連結された半球状端
部分48bとから成る。本体部分48aは、半球状端部
分48bと共通の長手軸線を有し、ガス噴出器48のの
長手軸線とも同軸関係をなす。先に、「従来の技術」の
項で説明した可変ミックスガス噴出器48′、48″と
は異なり、本発明のガス噴出器48は、その端部分48
bに4種類の孔、即ち、本体部分48aに円周方向に等
間隔に穿設された数個の火炎安定化孔Eと、本体部分の
一方の側に互いに隣接して穿設された2個の補助孔F
と、半球状端部分48aに穿設された1個の主孔Gと、
半球状端部分48aに壁に主孔Gに隣接して穿設された
1個の再燃焼用孔Hを有する。火炎安定化孔Eは、通
常、従来の可変ミックスガス噴出器48′、48″(第
4〜7図)の火炎安定化孔Aより小さく、2つの補助孔
Fと合わせて、該噴出器48により後述する火炎安定化
リング118の近傍にまで供給される燃料ガスの総量の
約50%を搬送するように寸法づけされており、その結
果、燃料ガスが豊富で空気が欠乏した状態を醸成する。
火炎安定化孔Aは、通常、4個とするが、6個設けても
よく、各孔Aの長手軸線が、噴出器48及びその本体部
分48aの長手軸線に対して角度γをなすように配置す
る。通常、角度γは45゜とされる。2個の補助孔F
は、半球状端部分48bの一側に互いに近接して穿設さ
れており、それらの長手軸線は、噴出器48及びその本
体部分48aの長手軸線に対して垂直をなすように配置
され、かつ、2個の補助孔Fは、それらの長手軸線と噴
出器48及びその本体部分の長手軸線とによって画定さ
れる第1共通平面内に配置される。主孔Gと再燃焼用孔
Hとは、ほぼ同じ直径であるが、必ずしも同じにする必
要はない。主孔Gは、ガス噴出器48の半球状端部分4
8bに穿設され、その長手軸線は、噴出器及びその本体
部分48aの長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜
の範囲の角度αをなすように配置される。再燃焼用孔H
は、ガス噴出器48の半球状端部分48bに穿設され、
その長手軸線が、ガス噴出器及びその本体部分の長手軸
線に対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす
ように配置され、通常は、バーナ16から噴出する天然
ガス火炎を若干「膨出」させるように0゜でない角度と
される。主孔Gの長手軸線と再燃焼用孔Hの長手軸線と
は、ガス噴出器48及びその本体部分の長手軸線上又は
その近傍の点Pにおいて交差し、ガス噴出器48の長手
軸線を包含する第2共通平面内に位置する。主孔G及び
再燃焼用孔Hの長手軸線と、ガス噴出器48の長手軸線
を包含するこの第2共通平面は、2個の補助孔Fの長手
軸線と、ガス噴出器48の長手軸線を包含する前記第1
共通平面に対して垂直をなす。
が示されている。ガス噴出器48の出口端48Bは、本
体部分48aと、本体部分48aに連結された半球状端
部分48bとから成る。本体部分48aは、半球状端部
分48bと共通の長手軸線を有し、ガス噴出器48のの
長手軸線とも同軸関係をなす。先に、「従来の技術」の
項で説明した可変ミックスガス噴出器48′、48″と
は異なり、本発明のガス噴出器48は、その端部分48
bに4種類の孔、即ち、本体部分48aに円周方向に等
間隔に穿設された数個の火炎安定化孔Eと、本体部分の
一方の側に互いに隣接して穿設された2個の補助孔F
と、半球状端部分48aに穿設された1個の主孔Gと、
半球状端部分48aに壁に主孔Gに隣接して穿設された
1個の再燃焼用孔Hを有する。火炎安定化孔Eは、通
常、従来の可変ミックスガス噴出器48′、48″(第
4〜7図)の火炎安定化孔Aより小さく、2つの補助孔
Fと合わせて、該噴出器48により後述する火炎安定化
リング118の近傍にまで供給される燃料ガスの総量の
約50%を搬送するように寸法づけされており、その結
果、燃料ガスが豊富で空気が欠乏した状態を醸成する。
火炎安定化孔Aは、通常、4個とするが、6個設けても
よく、各孔Aの長手軸線が、噴出器48及びその本体部
分48aの長手軸線に対して角度γをなすように配置す
る。通常、角度γは45゜とされる。2個の補助孔F
は、半球状端部分48bの一側に互いに近接して穿設さ
れており、それらの長手軸線は、噴出器48及びその本
体部分48aの長手軸線に対して垂直をなすように配置
され、かつ、2個の補助孔Fは、それらの長手軸線と噴
出器48及びその本体部分の長手軸線とによって画定さ
れる第1共通平面内に配置される。主孔Gと再燃焼用孔
Hとは、ほぼ同じ直径であるが、必ずしも同じにする必
要はない。主孔Gは、ガス噴出器48の半球状端部分4
8bに穿設され、その長手軸線は、噴出器及びその本体
部分48aの長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜
の範囲の角度αをなすように配置される。再燃焼用孔H
は、ガス噴出器48の半球状端部分48bに穿設され、
その長手軸線が、ガス噴出器及びその本体部分の長手軸
線に対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす
ように配置され、通常は、バーナ16から噴出する天然
ガス火炎を若干「膨出」させるように0゜でない角度と
される。主孔Gの長手軸線と再燃焼用孔Hの長手軸線と
は、ガス噴出器48及びその本体部分の長手軸線上又は
その近傍の点Pにおいて交差し、ガス噴出器48の長手
軸線を包含する第2共通平面内に位置する。主孔G及び
再燃焼用孔Hの長手軸線と、ガス噴出器48の長手軸線
を包含するこの第2共通平面は、2個の補助孔Fの長手
軸線と、ガス噴出器48の長手軸線を包含する前記第1
共通平面に対して垂直をなす。
バーナ16を蒸気発生装置に据付けた状態では、2個の
補助孔Fは、それから噴出する燃料ガスをバーナ16の
ほぼ中心に差向けるように位置づけされ、主孔Gと再燃
焼用孔Hは、それらから噴出する燃料ガスをバーナ16
から噴出する二次空気と同じ渦巻き方向に、かつ、角度
α及びβによって定められる外方(炉に向う方向)へ差
向けるように位置づけされる。火炎安定化孔E及び2個
の補助孔Fによって創生される渦巻きガス火炎と、主孔
Gによって創生される中間火炎との組合せの結果とし
て、より緩やかな燃焼を行なわせ、ピーク火炎温度を低
くし、火炎のニア・フィールド部分におけるNOxの発
生を抑制する。再燃焼用孔Hによって噴射される燃料ガ
スは、下流におけるNOx低減反応のための炭化水素基
を創生する働きをする。
補助孔Fは、それから噴出する燃料ガスをバーナ16の
ほぼ中心に差向けるように位置づけされ、主孔Gと再燃
焼用孔Hは、それらから噴出する燃料ガスをバーナ16
から噴出する二次空気と同じ渦巻き方向に、かつ、角度
α及びβによって定められる外方(炉に向う方向)へ差
向けるように位置づけされる。火炎安定化孔E及び2個
の補助孔Fによって創生される渦巻きガス火炎と、主孔
Gによって創生される中間火炎との組合せの結果とし
て、より緩やかな燃焼を行なわせ、ピーク火炎温度を低
くし、火炎のニア・フィールド部分におけるNOxの発
生を抑制する。再燃焼用孔Hによって噴射される燃料ガ
スは、下流におけるNOx低減反応のための炭化水素基
を創生する働きをする。
第10、11図を参照して説明すると、火炎安定化リン
グ118は、筒状バーナーノズル44の出口端44Bに
付設されて、バーナーノズル及び0ガス帯域スリーブ8
4と協同して環状囲い領域86と画定するようになされ
ている。火炎安定化リング118は、筒状バーナノズル
44の中央通路45に開口122を画定するように中央
通路45の全周に亙って延長し中央通路内へ半径方向内
方に突出した第1部分120と、第1部分120に連結
され、筒状バーナーノズル44の全周に亙って延長しバ
ーナーノズルから半径方向に外方に突出したL字形の第
2部分を有する。開口122は、石炭炊きの際、一次空
気と粉砕石炭粒子の混合物を通す開口である。第1部分
120は、切れ目のない表面であってよく、あるいは、
米国特許第4,545,307号に開示されているよう
に複数の鋸歯124を設けてもよい。L字形第2部分1
26には、各々進退自在の回転自在ガス噴出器48を密
嵌合状態に受容するための複数の孔128が穿設されて
いる。この火炎安定化リング118を設けたことによ
り、ガス噴出器48を内側及び外側環状通路90、94
を通る二次空気から遮蔽し、バーナ16がガス炊きで作
動される際NOxの発生を減少させる。このNOx低減
反応は、火炎安定化リング118が低酸素/燃料豊富火
炎を創生する渦流を創生することによって惹起される。
火炎安定化リング118の全体的寸法の基準は、米国特
許第4,545,307号において「ブラフ部材」と称
される部材に関して設定された基準にほぼ従って定めら
れる。
グ118は、筒状バーナーノズル44の出口端44Bに
付設されて、バーナーノズル及び0ガス帯域スリーブ8
4と協同して環状囲い領域86と画定するようになされ
ている。火炎安定化リング118は、筒状バーナノズル
44の中央通路45に開口122を画定するように中央
通路45の全周に亙って延長し中央通路内へ半径方向内
方に突出した第1部分120と、第1部分120に連結
され、筒状バーナーノズル44の全周に亙って延長しバ
ーナーノズルから半径方向に外方に突出したL字形の第
2部分を有する。開口122は、石炭炊きの際、一次空
気と粉砕石炭粒子の混合物を通す開口である。第1部分
120は、切れ目のない表面であってよく、あるいは、
米国特許第4,545,307号に開示されているよう
に複数の鋸歯124を設けてもよい。L字形第2部分1
26には、各々進退自在の回転自在ガス噴出器48を密
嵌合状態に受容するための複数の孔128が穿設されて
いる。この火炎安定化リング118を設けたことによ
り、ガス噴出器48を内側及び外側環状通路90、94
を通る二次空気から遮蔽し、バーナ16がガス炊きで作
動される際NOxの発生を減少させる。このNOx低減
反応は、火炎安定化リング118が低酸素/燃料豊富火
炎を創生する渦流を創生することによって惹起される。
火炎安定化リング118の全体的寸法の基準は、米国特
許第4,545,307号において「ブラフ部材」と称
される部材に関して設定された基準にほぼ従って定めら
れる。
本発明のバーナ16で石炭を燃焼させる場合、進退自在
回転自在ガス噴出器48及び進退自在油噴霧器46を、
過熱及び石炭の燃焼による煤等の付着による汚れから防
護するために、火炎安定化リング118の後の位置にま
で後退させる。本発明のバーナ16でガス又は石油を燃
焼させる場合は、進退自在回転自在ガス噴出器48又は
進退自在油噴霧器46を火炎安定化リング118の第1
部分120の平面を越えて突出させるようにバーナポー
ト50内へ挿入する。石油又はガス炊きの場合は、極く
僅かな量の二次空気がノズル空気ダクト130(第2図
参照)を通して筒状バーナノズル44へ導入される。こ
の僅かな量の二次空気即ちのする掃引空気は、筒状バー
ナノズル44への燃焼生成物の逆流を防止するために導
入される。
回転自在ガス噴出器48及び進退自在油噴霧器46を、
過熱及び石炭の燃焼による煤等の付着による汚れから防
護するために、火炎安定化リング118の後の位置にま
で後退させる。本発明のバーナ16でガス又は石油を燃
焼させる場合は、進退自在回転自在ガス噴出器48又は
進退自在油噴霧器46を火炎安定化リング118の第1
部分120の平面を越えて突出させるようにバーナポー
ト50内へ挿入する。石油又はガス炊きの場合は、極く
僅かな量の二次空気がノズル空気ダクト130(第2図
参照)を通して筒状バーナノズル44へ導入される。こ
の僅かな量の二次空気即ちのする掃引空気は、筒状バー
ナノズル44への燃焼生成物の逆流を防止するために導
入される。
バーナ16でガスを燃焼させる場合、燃料供給源(図示
せず)からの燃料ガスを複数の後退自在回転自在ガス噴
出器48へ送給するための追加の部材が必要である。そ
のために、各ガス噴出器48を抱持するガス噴出器支持
パイプ132が設けられている。ガス噴出器支持パイプ
132は、ガス噴出器48を火炎安定化リング118に
対して位置づけする。各ガス噴出器を位置づけする操作
は、ガス噴出器48を炉室14に接近又はそれから離隔
する方向に移動させ、ガス噴出器48をその長手軸線を
中心として回転させる操作、あるいはそれらの組合せ操
作を含む。各ガス噴出器48には、その回転及び進退を
可能にする可撓性のガスホース134が接続されてい
る。最後に、各ガス噴出器48へ燃料ガスを供給する共
通のガスマニホールド136が各可撓性ガスホースに接
続される。ガスマニホールド136は、出入れ及び、又
は修理を容易にするために風箱42の外に配置すること
が好ましい。この構成は、ガス噴出器48の保守サービ
スをも容易にする。なぜなら、蒸気発生装置10を作動
させたままでガス噴出器を点検又は掃除するためにバー
ナ16から取出すことができるからである。
せず)からの燃料ガスを複数の後退自在回転自在ガス噴
出器48へ送給するための追加の部材が必要である。そ
のために、各ガス噴出器48を抱持するガス噴出器支持
パイプ132が設けられている。ガス噴出器支持パイプ
132は、ガス噴出器48を火炎安定化リング118に
対して位置づけする。各ガス噴出器を位置づけする操作
は、ガス噴出器48を炉室14に接近又はそれから離隔
する方向に移動させ、ガス噴出器48をその長手軸線を
中心として回転させる操作、あるいはそれらの組合せ操
作を含む。各ガス噴出器48には、その回転及び進退を
可能にする可撓性のガスホース134が接続されてい
る。最後に、各ガス噴出器48へ燃料ガスを供給する共
通のガスマニホールド136が各可撓性ガスホースに接
続される。ガスマニホールド136は、出入れ及び、又
は修理を容易にするために風箱42の外に配置すること
が好ましい。この構成は、ガス噴出器48の保守サービ
スをも容易にする。なぜなら、蒸気発生装置10を作動
させたままでガス噴出器を点検又は掃除するためにバー
ナ16から取出すことができるからである。
バーナー16の出口のところに供給される燃料と空気の
混合物に点火するための周知の構造の進退自在の点火器
138が、バーナーの出口のところの特定の点にまで内
側環状通路90内へ挿入しうるように設置されている。
第3図に示されるように、点火器138は、出入れ開口
カバー板76を貫通し、風箱42を貫通して延長し、バ
ーナポート50の近傍に終端する。点火器138を自動
的に位置づけするために点火器に作動器140を接続す
ることができる。同様にして、油噴霧器46の入口端4
6A及び端板80に取付けた作動器142を用いて油噴
霧器46を位置づけすることができる。同様の態様で、
複数のガス噴出器48を火炎安定化リング118に対し
て位置づけするのに使用することができる。ガス噴出器
の位置づけを手動又は自動のいずれで行なうにせよ、順
守すべき肝要な事項は、各ガス噴出器48の出口端48
Bが、ガス炊き中、火炎安定化リング118によって与
えられる、二次空気からの遮蔽作用を完全に受ける位置
に位置づけされるようにすることである。
混合物に点火するための周知の構造の進退自在の点火器
138が、バーナーの出口のところの特定の点にまで内
側環状通路90内へ挿入しうるように設置されている。
第3図に示されるように、点火器138は、出入れ開口
カバー板76を貫通し、風箱42を貫通して延長し、バ
ーナポート50の近傍に終端する。点火器138を自動
的に位置づけするために点火器に作動器140を接続す
ることができる。同様にして、油噴霧器46の入口端4
6A及び端板80に取付けた作動器142を用いて油噴
霧器46を位置づけすることができる。同様の態様で、
複数のガス噴出器48を火炎安定化リング118に対し
て位置づけするのに使用することができる。ガス噴出器
の位置づけを手動又は自動のいずれで行なうにせよ、順
守すべき肝要な事項は、各ガス噴出器48の出口端48
Bが、ガス炊き中、火炎安定化リング118によって与
えられる、二次空気からの遮蔽作用を完全に受ける位置
に位置づけされるようにすることである。
進退自在の油噴霧器46を挿通する孔146を有する切
頭円錐形のディフューザ144をバーナーノズル44の
入口端44A内に配設することができる。切頭円錐形の
ディフューザ146は、前記一次空気中の石炭粒子の多
部分を筒状バーナーノズル44の内面148の近傍へ分
散させて中央通路45の中心部分を比較的石炭粒子の存
在しない状態に維持する。この切頭円錐形のディフュー
ザとして、米国特許第4,380,202号に開示され
た設計のものを応用することができる。
頭円錐形のディフューザ144をバーナーノズル44の
入口端44A内に配設することができる。切頭円錐形の
ディフューザ146は、前記一次空気中の石炭粒子の多
部分を筒状バーナーノズル44の内面148の近傍へ分
散させて中央通路45の中心部分を比較的石炭粒子の存
在しない状態に維持する。この切頭円錐形のディフュー
ザとして、米国特許第4,380,202号に開示され
た設計のものを応用することができる。
火炎安定化リング118は、石炭炊き作動中、一次空気
と粉砕石炭粒子の混合物に重要な作用をする。即ち、火
炎安定化リング118は、石炭粒子の点火及び火炎の安
定性を促進するような態様で一次空気/粉砕石炭粒子混
合物の流れを該リングの内側で再循環させる。又、火炎
安定化リング118は、筒状バーナノズル44とガス帯
域スリーブ84の間の環状囲い領域86を通しての二次
空気の流れを阻止する。従って、石炭炊きの場合、火炎
安定化リング118の内側において着火した粉砕石炭粒
子によって創生された火炎は、内側環状通路90及び外
側環状通路94を通して導入される調量された二次空気
と組合され、米国特許第4,545,307号に開示さ
れているようにNOxの放出量を低減する。
と粉砕石炭粒子の混合物に重要な作用をする。即ち、火
炎安定化リング118は、石炭粒子の点火及び火炎の安
定性を促進するような態様で一次空気/粉砕石炭粒子混
合物の流れを該リングの内側で再循環させる。又、火炎
安定化リング118は、筒状バーナノズル44とガス帯
域スリーブ84の間の環状囲い領域86を通しての二次
空気の流れを阻止する。従って、石炭炊きの場合、火炎
安定化リング118の内側において着火した粉砕石炭粒
子によって創生された火炎は、内側環状通路90及び外
側環状通路94を通して導入される調量された二次空気
と組合され、米国特許第4,545,307号に開示さ
れているようにNOxの放出量を低減する。
石油炊きの場合も、火炎安定化リング118の中心に配
置された霧化用スプレー板82によって創生された燃料
液滴の微細噴霧の燃焼が、NOxの発生を抑制する。即
ち、内側環状通路90及び外側環状通路94を通って流
出する二次空気の流れパターンは、火炎安定化リング1
18と空気分離羽根116によって影響され、バーナポ
ート50のすぐ下流の帯域における石油火炎に対する利
用可能な酸素量を減少させ、それによってNO及びNO
2の発生を抑止する。二次空気と部分的に燃焼した石油
燃料との完全な混合は、更に下流において低温、かつ、
低い酸素分圧での一連の反応として生じ、それによっ
て、炭の反応が完成し、NOxの発生が回避される。石
油炊きの場合、2段階燃焼法やガス再循環法を用いる必
要なしに、通常の過剰空気レベルでのNOxを無制御状
態での作動時の200ppmのレベルから120ppm
台のレベルにまで低下させることができることが燃焼テ
ストによって立証された。「無制御状態での作動」と
は、火炎安定化リング118又は空気分離羽根116を
装着せずに作動させた場合のことをいう。
置された霧化用スプレー板82によって創生された燃料
液滴の微細噴霧の燃焼が、NOxの発生を抑制する。即
ち、内側環状通路90及び外側環状通路94を通って流
出する二次空気の流れパターンは、火炎安定化リング1
18と空気分離羽根116によって影響され、バーナポ
ート50のすぐ下流の帯域における石油火炎に対する利
用可能な酸素量を減少させ、それによってNO及びNO
2の発生を抑止する。二次空気と部分的に燃焼した石油
燃料との完全な混合は、更に下流において低温、かつ、
低い酸素分圧での一連の反応として生じ、それによっ
て、炭の反応が完成し、NOxの発生が回避される。石
油炊きの場合、2段階燃焼法やガス再循環法を用いる必
要なしに、通常の過剰空気レベルでのNOxを無制御状
態での作動時の200ppmのレベルから120ppm
台のレベルにまで低下させることができることが燃焼テ
ストによって立証された。「無制御状態での作動」と
は、火炎安定化リング118又は空気分離羽根116を
装着せずに作動させた場合のことをいう。
ガス炊きの場合、進退自在回転自在ガス噴出器48を火
炎安定化リング118によって遮蔽されるように配置し
たことにより、極めて安定した火炎を創生する。燃焼テ
ストによれば、バーナへの入力100%のレベルから最
大限の入力の2%未満のレベルに至るまで、火炎によっ
て誘起されるバーナの過度の振動又はがたつきなしに、
安定した燃焼が得られることが立証された。
炎安定化リング118によって遮蔽されるように配置し
たことにより、極めて安定した火炎を創生する。燃焼テ
ストによれば、バーナへの入力100%のレベルから最
大限の入力の2%未満のレベルに至るまで、火炎によっ
て誘起されるバーナの過度の振動又はがたつきなしに、
安定した燃焼が得られることが立証された。
ガス炊き燃焼の燃焼テストは、本発明のバーナ16に従
来の可変ミックスガス噴出器48″を装着した場合と、
本発明によるガス噴出器48を装着した場合の両方につ
いて行なわれた。その結果は、表1に記載されている。
このテストに用いられた天然ガスは、比重0.59で、
1032BTU /ft3という比較的高い発熱量を有する高
メタンガスであった。テストによれば、ガス炊きの場合
の性能は、内側及び外側環状通路を通しての空気流の変
動には無関係であることが示された。テストに使用した
バーナ16は、12個のガス噴出器48″又は48を備
えたものであった。ガス噴出器48″、48の孔の構成
及び寸法は下記の通りである。
来の可変ミックスガス噴出器48″を装着した場合と、
本発明によるガス噴出器48を装着した場合の両方につ
いて行なわれた。その結果は、表1に記載されている。
このテストに用いられた天然ガスは、比重0.59で、
1032BTU /ft3という比較的高い発熱量を有する高
メタンガスであった。テストによれば、ガス炊きの場合
の性能は、内側及び外側環状通路を通しての空気流の変
動には無関係であることが示された。テストに使用した
バーナ16は、12個のガス噴出器48″又は48を備
えたものであった。ガス噴出器48″、48の孔の構成
及び寸法は下記の通りである。
表1のデータによれば、従来の可変ミックスガス噴出器
48″についてのテスト1.02から3.00は、NOxの放出
量が平均136ppmであることを示している。これに
対して、本発明の半球状端部付ガス噴出器48について
のテストD.140 からD1.11 は、NOxの放出量が平均6
4ppmであることを示している。これらのテストは、
性能比較を曖昧にするおそれのある排ガス再循環や2段
階燃焼等のその他のNOx減少手段を用いずに行なわれ
た。
48″についてのテスト1.02から3.00は、NOxの放出
量が平均136ppmであることを示している。これに
対して、本発明の半球状端部付ガス噴出器48について
のテストD.140 からD1.11 は、NOxの放出量が平均6
4ppmであることを示している。これらのテストは、
性能比較を曖昧にするおそれのある排ガス再循環や2段
階燃焼等のその他のNOx減少手段を用いずに行なわれ
た。
以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明
は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定される
ものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱すること
なく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変
更及び改変を加えることができることを理解されたい。
例えば、本発明のバーナは、不要な部材を省除すること
によって石炭、石油及びガスのうち1つ又は2つだけを
燃焼させるためのものとして構成することができる。い
ずれの場合も、バーナノズルは、全体又は一部がそのま
ま保持されるが、石炭を燃焼させない場合には燃料搬送
手段としては使用されない。
は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定される
ものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱すること
なく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変
更及び改変を加えることができることを理解されたい。
例えば、本発明のバーナは、不要な部材を省除すること
によって石炭、石油及びガスのうち1つ又は2つだけを
燃焼させるためのものとして構成することができる。い
ずれの場合も、バーナノズルは、全体又は一部がそのま
ま保持されるが、石炭を燃焼させない場合には燃料搬送
手段としては使用されない。
第1図は、従来技術のPG−PRBの概略図、第2図
は、本発明のバーナーを使用した蒸気発生装置の概略立
面図、第3図は、本発明のバーナーの一部断面による立
面図、第4図は、バーナー内にガスを再循環させない型
式の従来技術の可変ミックスガス噴出器の拡大図、第5
図は、第4図のガス噴出器の端面図、第6図は、バーナ
ー内にガスを再循環させる型式の従来技術の可変ミック
スガス噴出器の拡大図、第7図は、第6図のガス噴出器
の端面図、第8図は、本発明によるガス噴出器の拡大
図、第9図は、第8図のガス噴出器の端面図、第10図
は、第3図の右側部分の拡大図、第11図は、第10図
の端面図である。 16:バーナー 44:筒状バーナーノズル 44A:入口端 44B:出口端 45:中央通路 46:進退自在の油噴霧器 46A:入口端 46B:出口端 48:進退自在回転自在ガス噴出器 48A:入口端 48B:出口端 48a:本体部分 48b:反球状端部分 50:バーナーポート 82:霧化用スプレー板 84:ガス帯域スリーブ 84A:入口端 84B:出口端 86:環状囲い領域 88:内側帯域スリーブ 88A:入口端 88B:出口端 90:内側環状通路 92:バーナーバレル 92A:入口端 92B:出口端 94:外側環状通路 98:摺動空気スリーブ 100:釣鐘形環状開口 108:ピトー管 110:内側羽根 112、114:外側羽根 116:空気分離羽根 118:火炎安定化リング 120:第1部分 122:開口 126:L字形第2部分 128:孔 130:ノズル用 空気ダクト 132:ガス噴出器支持パイプ 134:可撓性ガスホース 136:ガスマニホールド 138:点火器組立体 142:作動器 144:ディフューザ 146:開口 148:内面 E:安定化孔 F:補助孔 G:主孔 H:再燃焼用孔
は、本発明のバーナーを使用した蒸気発生装置の概略立
面図、第3図は、本発明のバーナーの一部断面による立
面図、第4図は、バーナー内にガスを再循環させない型
式の従来技術の可変ミックスガス噴出器の拡大図、第5
図は、第4図のガス噴出器の端面図、第6図は、バーナ
ー内にガスを再循環させる型式の従来技術の可変ミック
スガス噴出器の拡大図、第7図は、第6図のガス噴出器
の端面図、第8図は、本発明によるガス噴出器の拡大
図、第9図は、第8図のガス噴出器の端面図、第10図
は、第3図の右側部分の拡大図、第11図は、第10図
の端面図である。 16:バーナー 44:筒状バーナーノズル 44A:入口端 44B:出口端 45:中央通路 46:進退自在の油噴霧器 46A:入口端 46B:出口端 48:進退自在回転自在ガス噴出器 48A:入口端 48B:出口端 48a:本体部分 48b:反球状端部分 50:バーナーポート 82:霧化用スプレー板 84:ガス帯域スリーブ 84A:入口端 84B:出口端 86:環状囲い領域 88:内側帯域スリーブ 88A:入口端 88B:出口端 90:内側環状通路 92:バーナーバレル 92A:入口端 92B:出口端 94:外側環状通路 98:摺動空気スリーブ 100:釣鐘形環状開口 108:ピトー管 110:内側羽根 112、114:外側羽根 116:空気分離羽根 118:火炎安定化リング 120:第1部分 122:開口 126:L字形第2部分 128:孔 130:ノズル用 空気ダクト 132:ガス噴出器支持パイプ 134:可撓性ガスホース 136:ガスマニホールド 138:点火器組立体 142:作動器 144:ディフューザ 146:開口 148:内面 E:安定化孔 F:補助孔 G:主孔 H:再燃焼用孔
Claims (17)
- 【請求項1】石炭、石油又はガス炊きバーナーであっ
て、 入口端(44A)と出口端(44B)を有し、粉砕され
た石炭粒子を包含した一次空気を該バーナーの出口(5
0)へ搬送するための中央通路(45)を画定する筒状
バーナーノズル(44)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りに外方へ同心的に延設さ
れており、該バーナーから噴出する二次空気の前記第1
部分の経路に影響を与えるための空気分離羽根(11
6)と、 前記中央通路(45)の中心に配置され支持されてお
り、入口端(46A)と、該バーナーの出口(50)の
ところに位置する出口端(46B)と、該出口端(46
B)に配設された霧化用スプレー板(82)を有し、石
油と霧化用媒体の混合物を該バーナーの出口(50)へ
搬送するための進退自在の油噴霧器(46)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するためのもの
であって、前記筒状バーナーノズル(44)の周りに同
心的に配置されて前記環状囲い領域(86)内に延設さ
れた該筒状バーナーノズルの出口端(44B)に近接す
る位置に位置する出口端(48B)を有する複数の進退
自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(4
8B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全
に挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安
定化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽さ
れるように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)
に近接する位置に配置されていることを特徴とする石
炭、石油又はガス炊きバーナー。 - 【請求項2】該バーナーが石炭炊き態様で使用される場
合、前記油噴霧器(46)及びそれに付設された霧化用
スプレー板(82)、及び前記ガス噴出器(48)を過
熱又は煤煙等の付着による汚れから防護するために、該
油噴霧器及び霧化用スプレー板を前記火炎安定化リング
(118)の後側へ後退させるための第1手段と、該ガ
ス噴出器を該火炎安定化リング(118)の後側へ後退
させるための第2手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載のバーナー。 - 【請求項3】前記内側環状通路(90)及び外側環状通
路(94)へ供給される二次空気の量を調節するため
に、前記バーナーバレル(92)内の釣鐘形環状開口
(100)の空気流路断面積を変更するための摺動空気
スリーブ(98)が該バーナーバレルの入口端(92
A)に付設されていることを特徴とする特許請求の範囲
第2項に記載のバーナー。 - 【請求項4】該バーナーが石炭炊き又はガス炊き態様で
使用される場合、前記筒状バーナーノズル(44)への
燃焼生成物の逆流を防止するのに十分な量の二次空気を
該バーナーノズルへ供給するためのノズル用空気ダクト
(130)が該バーナーノズルの入口端(44A)内に
配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第3項
に記載のバーナー。 - 【請求項5】前記一次空気中の石炭粒子の多部分を前記
筒状バーナーノズル(44)の内面近傍へ分散させて前
記中央通路(45)の中心部分を比較的石炭粒子の存在
しない状態に維持するための切頭円錐形のディフューザ
(144)が該バーナーノズルの入口端(44A)内に
配設されており、該ディフューザは前記進退自在の油噴
霧器(46)を挿通する孔(146)を有することを特
徴とする特許請求の範囲第4項に記載のバーナー。 - 【請求項6】各々、対応する前記各ガス噴出器(48)
を前記火炎安定化リング(118)に対して位置づけす
るための複数のガス噴出器支持パイプ(132)が対応
するガス噴出器を抱持するようにして設けられており、 対応する前記各ガス噴出器支持パイプへ燃料ガスを搬送
するための複数の可撓性ガスホース(134)が対応す
る各ガス噴出器支持パイプに、該パイプの回転及び進退
を可能にするような態様で接続されており、 対応する前記各ガスホースに燃料ガスを供給するための
ガスマニホールド(136)が対応する各ガスホースに
接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のバーナー。 - 【請求項7】燃料と空気の混合物に点火するための進退
自在の点火器(138)が、該バーナーの出口(50)
のところの特定の点にまで前記内側環状通路(90)内
へ挿入しうるように設置されていることを特徴とする特
許請求の範囲第6項に記載のバーナー。 - 【請求項8】前記内側環状通路(90)から出てくる二
次空気の第1部分に渦流動作を付与するための複数の内
側羽根(110)が、前記筒状バーナーノズルの周りに
同心的に該内側環状通路内に配置されており、 前記外側環状通路(94)から出てくる二次空気の第2
部分に渦流動作を付与するための複数の外側羽根(11
2,114)が、前記筒状バーナーノズルの周りに同心
的に該外側環状通路内に配置されており、 該バーナーへ導入された二次空気の総量を測定するため
の複数のピトー管(108)が前記釣鐘形開口(10
0)の下流で、前記内側及び外側環状通路の上流におい
て前記バーナーバレル内に格子状に配置されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のバーナー。 - 【請求項9】中央通路(45)と出口端(44B)を有
する筒状バーナーノズル(44)に近接し、該ノズルの
周りに同心的に配列された複数のガス噴出器(48)を
有し、燃焼用空気をバーナーの出口(40)にまで搬送
するために該複数のガス噴出器を囲繞して同心的に設け
られた少なくとも1つの環状通路を有するバーナーに使
用するための火炎安定化リング(118)であって、 前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)に付設され
ており、前記中央通路(45)に開口(122)を画定
するように該中央通路の全周に亙って延長し該中央通路
内へ半径方向内方に突出した第1部分(120)と、該
各ガス噴出器の出口端(48B)を前記少なくとも1つ
の環状通路を通して搬送されてくる燃焼用空気から遮蔽
するように、該第1部分に連結されて該筒状バーナーノ
ズルの全周に亙って延長し該バーナーノズルから半径方
向外方に突出しており、各々前記進退自在のガス噴出器
を密嵌合状態に受容するための複数の孔(128)を備
えたL字形の第2部分(126)とを有することを特徴
とする火炎安定化リング。 - 【請求項10】石油又はガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と、該バーナーの出口(50)のとこ
ろに配置された出口端(44B)を有する筒状バーナー
ノズル(44B)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端に連結され、該
外端からその周りに外方へ同心的に延設されており、該
バーナーから噴出する二次空気の前記第1部分の経路に
影響を与えるための空気分離羽根(116)と、 前記中央通路(45)の中心に配置され支持されてお
り、入口端(46A)と、該バーナーの出口(50)の
ところに位置する出口端(46B)と、該出口端(46
B)に配設された霧化用スプレー板(82)を有し、石
油と霧化用媒体の混合物を該バーナーの出口(50)へ
搬送するための進退自在の油噴霧器(46)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するためのもの
であって、前記筒状バーナーノズル(44)の周りに同
心的に配置されて前記環状囲い領域(86)内に延設さ
れ、該筒状バーナーノズルの出口端(44B)に近接す
る位置に位置する出口端(48B)を有する複数の進退
自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)とを有する火炎安定化リング(118)とから成
り、前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(4
8B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全
に挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安
定化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽さ
れるように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)
に近接する位置に配置されていることを特徴とする石油
又はガス炊きバーナー。 - 【請求項11】石油又はガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と出口端(44B)を有し、粉砕され
た石炭粒子を包含した一次空気を該バーナーの出口(5
0)へ搬送するための中央通路(45)を画定する筒状
バーナーノズル(44)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズルを囲繞して同心的に配置され、筒状バー
ナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画定するガ
ス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブ(84)との間に画定する内側帯域ス
リーブ(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブ(88)との間に画定するバーナーバ
レル(92)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りに外方へ同心的に延設さ
れており、該バーナーから噴出する二次空気の前記第1
部分の経路に影響を与えるための空気分離羽根(11
6)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するためのもの
であって、前記筒状バーナーノズル(44)の周りに同
心的に配置されて前記環状囲い領域(86)内に延設さ
れ、該筒状バーナーノズルの出口端(44B)に近接す
る位置に位置する出口端(48B)を有する複数の進退
自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(4
8B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全
に挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安
定化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽さ
れるように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)
に近接する位置に配置されていることを特徴とする石油
又はガス炊きバーナー。 - 【請求項12】ガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と、該バーナーの出口(50)のとこ
ろに配置された出口端(44B)を有する筒状バーナー
ノズル(44)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブ(84)との間に画定する内側帯域ス
リーブ(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブ(88)との間に画定するバーナーバ
レル(92)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りに外方へ同心的に延設さ
れており、該バーナーから噴出する二次空気の前記第1
部分の経路に影響を与えるための空気分離羽根(11
6)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するためのもの
であって、前記筒状バーナーノズル(44)の周りに同
心的に配置されて前記環状囲い領域(86)内に延設さ
れ、該筒状バーナーノズルの出口端(44B)に近接す
る位置に位置する出口端(48B)をする複数の進退自
在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(4
8B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全
に挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安
定化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽さ
れるように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)
に近接する位置に配置されていることを特徴とするガス
炊きバーナー。 - 【請求項13】石炭、石油又はガス炊きバーナーであっ
て、 入口端(44A)と出口端(44B)を有し、粉砕され
た石炭粒子を包含した一次空気を該バーナーの出口(5
0)へ搬送するための中央通路(45)を画定する筒状
バーナーノズル(44)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りにその周りに外方へ同心
的に延設されており、該バーナーから噴出する二次空気
の前記第1部分の経路に影響を与えるための空気分離羽
根(116)と、 前記中央通路(45)の中心に配置され支持されてお
り、入口端(46A)と、該バーナーの出口(50)の
ところに位置する出口端(46B)と、該出口端(46
B)に配設された霧化用スプレー板(82)を有し、石
油と霧化用媒体の混合物を該バーナーの出口(50)へ
搬送するための進退自在の油噴霧器(46)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するための複数
の進退自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、 前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(48
B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全に
挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安定
化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽され
るように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)に
近接する位置に配置されており、 前記各ガス噴出器は、 a)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に円周方向に
等間隔に穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に対して角
度γをなす長手軸線を有する数個の火炎安定化孔(E)
と、 b)該ガス噴出器の一側壁に互いに隣接して穿設され、
該ガス噴出器の長手軸線に対して垂直をなす長手軸線を
有し、かつ、該垂直をなす長手軸線とガス噴出器の長手
軸線とによって画定される第1共通平面内に位置する2
個の補助孔(F)と、 c)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に穿設され、
該噴出器の長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜の
範囲の角度αをなす長手軸線を有する1個の主孔(G)
と、 d)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に前記主孔
(G)に隣接して穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に
対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす長手
軸線を有する1個の再燃焼用孔(H)とを有し、該主孔
の長手軸線と再燃焼用孔の長手軸線とは、該ガス噴出器
の長手軸線上又はその近傍の点Pにおいて交差し、ガス
噴出器の長手軸線を包含し、かつ、前記第1共通平面に
対して垂直をなす第2共通平面内に位置していることを
特徴とする石炭、石油又はガス炊きバーナー。 - 【請求項14】バーナーに使用するためのガス噴出器で
あって、 長手軸線を有する本体部分(48a)と、該本体部分
に、その長手軸線と同軸関係をなすように連結された半
球状出口端部分(48b)とから成り、 a)該本体部分に円周方向に等間隔に穿設され、該本体
部分の長手軸線に対して角度γをなす長手軸線を有する
数個の火炎安定化孔(E)と、 b)該本体部分の一方の側に互いに隣接して穿設され、
該本体部分の長手軸線に対して垂直をなす長手軸線を有
し、かつ、該垂直をなす長手軸線と本体部分の長手軸線
とによって画定される第1共通平面内に位置する2個の
補助孔(F)と、 c)該半球状出口端部分に穿設され、該本体部分の長手
軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜の範囲の角度αを
なす長手軸線を有する1個の主孔(G)と、 d)該ガス噴出器の出口端部分の壁に前記主孔(G)に
隣接して穿設され、該本体部分の長手軸線に対してほぼ
0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす長手軸線を有す
る1個の再燃焼用孔(H)とを有し、該主孔の長手軸線
と再燃焼用孔の長手軸線とは、該本体部分の長手軸線上
又はその近傍の点Pにおいて交差し、本体部分の長手軸
線を包含し、かつ、前記第1共通平面に対して垂直をな
す第2共通平面内に位置することを特徴とするガス噴出
器。 - 【請求項15】石油又はガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と、該バーナーの出口(50)のとこ
ろに配置された出口端(44B)を有する筒状バーナー
ノズル(44B)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端に連結され、該
外端からその周りに外方へ同心的に延設されており、該
バーナーから噴出する二次空気の前記第1部分の経路に
影響を与えるための空気分離羽根(116)と、 前記中央通路(45)の中心に配置され支持されてお
り、入口端(46A)と、該バーナーの出口(50)の
ところに位置する出口端(46B)と、該出口端(46
B)に配設された霧化用スプレー板(82)を有し、石
油と霧化用媒体の混合物を該バーナーの出口(50)へ
搬送するための進退自在の油噴霧器(46)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するための複数
の進退自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)とを有する火炎安定化リング(118)とから成
り、 前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(48
B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全に
挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安定
化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽され
るように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)に
近接する位置に配置されており、 前記各ガス噴出器(48)は、 a)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に円周方向に
等間隔に穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に対して角
度γをなす長手軸線を有する数個の火炎安定化孔(E)
と、 b)該ガス噴出器の一側壁に互いに隣接して穿設され、
該ガス噴出器の長手軸線に対して垂直をなす長手軸線を
有し、かつ、該垂直をなす長手軸線とガス噴出器の長手
軸線とによって画定される第1共通平面内に位置する2
個の補助孔(F)と、 c)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に穿設され、
該噴出器の長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜の
範囲の角度αをなす長手軸線を有する1個の主孔(G)
と、 d)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に前記主孔
(G)に隣接して穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に
対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす長手
軸線を有する1個の再燃焼用孔(H)とを有し、該主孔
の長手軸線と再燃焼用孔の長手軸線とは、該ガス噴出器
の長手軸線上又はその近傍の点Pにおいて交差し、ガス
噴出器の長手軸線を包含し、かつ、前記第1共通平面に
対して垂直をなす第2共通平面内に位置していることを
特徴とする石油又はガス炊きバーナー。 - 【請求項16】石油又はガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と出口端(44B)を有し、粉砕され
た石炭粒子を包含した一次空気を該バーナーの出口(5
0)へ搬送するための中央通路(45)を画定する筒状
バーナーノズル(44)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りにその周りに外方へ同心
的に延設されており、該バーナーから噴出する二次空気
の前記第1部分の経路に影響を与えるための空気分離羽
根(116)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するための複数
の進退自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、 前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(48
B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全に
挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安定
化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽され
るように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)に
近接する位置に配置されており、 前記各ガス噴出器は、 a)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に円周方向に
等間隔に穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に対して角
度γをなす長手軸線を有する数個の火炎安定化孔(E)
と、 b)該ガス噴出器の一側壁に互いに隣接して穿設され、
該ガス噴出器の長手軸線に対して垂直をなす長手軸線を
有し、かつ、該垂直をなす長手軸線とガス噴出器の長手
軸線とによって画定される第1共通平面内に位置する2
個の補助孔(F)と、 c)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に穿設され、
該噴出器の長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜の
範囲の角度αをなす長手軸線を有する1個の主孔(G)
と、 d)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に前記主孔
(G)に隣接して穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に
対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす長手
軸線を有する1個の再燃焼用孔(H)とを有し、該主孔
の長手軸線と再燃焼用孔の長手軸線とは、該ガス噴出器
の長手軸線上又はその近傍の点Pにおいて交差し、ガス
噴出器の長手軸線を包含し、かつ、前記第1共通平面に
対して垂直をなす第2共通平面内に位置していることを
特徴とする石炭又はガス炊きバーナー。 - 【請求項17】ガス炊きバーナーであって、 入口端(44A)と、該バーナーの出口(50)のとこ
ろに出口端(44B)を有する筒状バーナーノズル(4
4)と、 入口端(84A)と出口端(84B)を有し、前記筒状
バーナーノズル(44)を囲繞して同心的に配置され、
筒状バーナーノズルとの間に環状囲い領域(86)を画
定するガス帯域スリーブ(84)と、 入口端(88A)と出口端(88B)を有し、前記ガス
帯域スリーブ(84)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第1部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための内側環状通路(90)を該
ガス帯域スリーブとの間に画定する内側帯域スリーブ
(88)と、 入口端(92A)と出口端(92B)を有し、前記内側
帯域スリーブ(88)を囲繞して同心的に配置されてお
り、燃焼に必要な二次空気の第2部分を該バーナーの出
口(50)へ搬送するための外側環状通路(94)を該
内側帯域スリーブとの間に画定するバーナーバレル(9
2)と、 前記内側帯域スリーブ(88)の出口端(88B)に連
結され、該出口端からその周りにその周りに外方へ同心
的に延設されており、該バーナーから噴出する二次空気
の前記第1部分の経路に影響を与えるための空気分離羽
根(116)と、 ガスを該バーナーの出口(50)へ搬送するための複数
の進退自在の回転自在ガス噴出器(48)と、 前記筒状バーナーノズル(44)の出口端(44B)に
付設されて、該バーナーノズル及び前記ガス帯域スリー
ブ(84)と協同して前記環状囲い領域(86)を画定
するようになされており、前記中央通路(45)に開口
(122)を画定するように該中央通路の全周に亙って
延長し該中央通路内へ半径方向内方に突出した第1部分
(120)と、該第1部分に連結され、該筒状バーナー
ノズル(44)の全周に亙って延長し該バーナーノズル
から半径方向外方に突出しており、各々対応する前記進
退自在のガス噴出器(48)を密嵌合状態に受容するた
めの複数の孔(128)を備えたL字形の第2部分(1
26)を有する火炎安定化リング(118)とから成
り、 前記各進退自在のガス噴出器(48)の出口端(48
B)は、該ガス噴出器(48)が該バーナー内に完全に
挿入された状態のとき該出口端(48B)が該火炎安定
化リング(118)によって前記二次空気から遮蔽され
るように前記筒状バーナーノズルの出口端(44B)に
近接する位置に配置されており、 前記各ガス噴出器は、 a)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に円周方向に
等間隔に穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に対して角
度γをなす長手軸線を有する数個の火炎安定化孔(E)
と、 b)該ガス噴出器の一側壁に互いに隣接して穿設され、
該ガス噴出器の長手軸線に対して垂直をなす長手軸線を
有し、かつ、該垂直をなす長手軸線とガス噴出器の長手
軸線とによって画定される第1共通平面内に位置する2
個の補助孔(F)と、 c)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に穿設され、
該噴出器の長手軸線に対してほぼ35゜〜ほぼ50゜の
範囲の角度αをなす長手軸線を有する1個の主孔(G)
と、 d)該ガス噴出器の出口端(48B)の壁に前記主孔
(G)に隣接して穿設され、該ガス噴出器の長手軸線に
対してほぼ0゜〜ほぼ15゜の範囲の角度βをなす長手
軸線を有する1個の再燃焼用孔(H)とを有し、該主孔
の長手軸線と再燃焼用孔の長手軸線とは、該ガス噴出器
の長手軸線上又はその近傍の点Pにおいて交差し、ガス
噴出器の長手軸線を包含し、かつ、前記第1共通平面に
対して垂直をなす第2共通平面内に位置していることを
特徴とするガス炊きバーナー。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US260435 | 1988-10-20 | ||
| US07/260,435 US4915619A (en) | 1988-05-05 | 1988-10-20 | Burner for coal, oil or gas firing |
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| CN (3) | CN1020655C (ja) |
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