JPH08247410A - 工業炉用ガスバーナ - Google Patents
工業炉用ガスバーナInfo
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- JPH08247410A JPH08247410A JP7079683A JP7968395A JPH08247410A JP H08247410 A JPH08247410 A JP H08247410A JP 7079683 A JP7079683 A JP 7079683A JP 7968395 A JP7968395 A JP 7968395A JP H08247410 A JPH08247410 A JP H08247410A
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温の予熱空気を使用できる低ＮＯｘ型の工
業炉用バーナを提供する。 【構成】 前面が炉内壁面１に開口した凹所２をバーナ
タイル３内に設けて、凹所２の後端面に予熱空気供給路
４の出口を開口させると共に、予熱空気供給路４の出口
部分を絞って凹所２内へ還流する炉内排ガスを吸引して
凹所２内で混合させるエゼクタ５を形成し、凹所２の側
方の炉壁面１に燃料ガス噴出口６を設けて成るバーナ
と、別途炉内を燃料着火温度まで昇温する手段とを備え
た。 【効果】 エゼクタ５により予熱空気と排ガスが攪拌混
合され、酸素濃度の低い混合気により燃料を燃焼させる
ので、燃焼温度を十分低く抑制してＮＯｘ発生量を低減
することができ、また混合気は凹所２内でエゼクタ５に
よって充分混合されているので、燃料ガス噴出口６と凹
所２との間に従来のように距離を設ける必要がない上
に、燃料噴射方向を混合気流側に傾けて短炎化すること
ができ、それによってバーナや炉を小型化することがで
きる。
業炉用バーナを提供する。 【構成】 前面が炉内壁面１に開口した凹所２をバーナ
タイル３内に設けて、凹所２の後端面に予熱空気供給路
４の出口を開口させると共に、予熱空気供給路４の出口
部分を絞って凹所２内へ還流する炉内排ガスを吸引して
凹所２内で混合させるエゼクタ５を形成し、凹所２の側
方の炉壁面１に燃料ガス噴出口６を設けて成るバーナ
と、別途炉内を燃料着火温度まで昇温する手段とを備え
た。 【効果】 エゼクタ５により予熱空気と排ガスが攪拌混
合され、酸素濃度の低い混合気により燃料を燃焼させる
ので、燃焼温度を十分低く抑制してＮＯｘ発生量を低減
することができ、また混合気は凹所２内でエゼクタ５に
よって充分混合されているので、燃料ガス噴出口６と凹
所２との間に従来のように距離を設ける必要がない上
に、燃料噴射方向を混合気流側に傾けて短炎化すること
ができ、それによってバーナや炉を小型化することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鍛造炉等の工業炉に用
いる低ＮＯｘ型のガスバーナに関するものである。
いる低ＮＯｘ型のガスバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりこの種の炉においては、ガスバ
ーナの予熱空気が高温（４００〜５００℃以上）の場
合、ＮＯｘ発生量が多くなることが知られており、その
対策として、図５に示すようなガスバーナ（特開平１−
３００１０３号）が試みられている。これは、炉内温度
を燃料着火温度まで立上げたのちは、予熱空気と燃料と
をそれぞれ別個に炉内に噴出させて、燃料と予熱空気と
が反応する前に、炉内の排気が予熱空気に巻き込まれて
混合するために、燃焼が緩慢になって燃焼温度を低く保
つことができ、それによってＮＯｘの発生量を抑制する
ものである。
ーナの予熱空気が高温（４００〜５００℃以上）の場
合、ＮＯｘ発生量が多くなることが知られており、その
対策として、図５に示すようなガスバーナ（特開平１−
３００１０３号）が試みられている。これは、炉内温度
を燃料着火温度まで立上げたのちは、予熱空気と燃料と
をそれぞれ別個に炉内に噴出させて、燃料と予熱空気と
が反応する前に、炉内の排気が予熱空気に巻き込まれて
混合するために、燃焼が緩慢になって燃焼温度を低く保
つことができ、それによってＮＯｘの発生量を抑制する
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来方式
は、炉内で予熱空気と排ガスを混合させて、この混合気
に燃料を接触反応させるものであるから、予熱空気噴出
口１０と燃料ガス噴出口６との距離を大きくとって燃料
と排ガスとの混合をよくする必要があるために、バーナ
が大型化するという問題があり、また燃焼速度をできる
だけ緩慢にするために火炎が長くなって、小さな炉には
設置できないという問題があった。本発明は従来方式に
おける上述のような問題点を解決し、低ＮＯｘでしかも
火炎長の短いバーナを提供することを目的とするもので
ある。
は、炉内で予熱空気と排ガスを混合させて、この混合気
に燃料を接触反応させるものであるから、予熱空気噴出
口１０と燃料ガス噴出口６との距離を大きくとって燃料
と排ガスとの混合をよくする必要があるために、バーナ
が大型化するという問題があり、また燃焼速度をできる
だけ緩慢にするために火炎が長くなって、小さな炉には
設置できないという問題があった。本発明は従来方式に
おける上述のような問題点を解決し、低ＮＯｘでしかも
火炎長の短いバーナを提供することを目的とするもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による低ＮＯｘ工
業炉は、図１に示すように、前面が炉内壁面１に開口し
た凹所２をバーナタイル３内に設けて、凹所２の後端面
に予熱空気供給路４の出口を開口させると共に、予熱空
気供給路４の出口部分を絞って凹所２内へ還流する炉内
排ガスを吸引して凹所２内で混合させるエゼクタ５を形
成し、凹所２の側方の炉壁面１に燃料ガス噴出口６を設
けて成るバーナと、別途炉内を燃料着火温度まで昇温す
る手段とを備えたものであり、この昇温手段としては、
同図に示すように、予熱空気供給路４内へ立ち上げ用燃
料を供給する燃料供給孔７を設けるか、あるいは図２に
示すように、凹所２内へ立ち上げ用燃料及び空気を供給
する燃料・空気供給孔８を設けることができる。
業炉は、図１に示すように、前面が炉内壁面１に開口し
た凹所２をバーナタイル３内に設けて、凹所２の後端面
に予熱空気供給路４の出口を開口させると共に、予熱空
気供給路４の出口部分を絞って凹所２内へ還流する炉内
排ガスを吸引して凹所２内で混合させるエゼクタ５を形
成し、凹所２の側方の炉壁面１に燃料ガス噴出口６を設
けて成るバーナと、別途炉内を燃料着火温度まで昇温す
る手段とを備えたものであり、この昇温手段としては、
同図に示すように、予熱空気供給路４内へ立ち上げ用燃
料を供給する燃料供給孔７を設けるか、あるいは図２に
示すように、凹所２内へ立ち上げ用燃料及び空気を供給
する燃料・空気供給孔８を設けることができる。
【０００５】
【作用】上述の構成において、昇温手段により炉内の温
度が燃料の着火温度に達したのちは、昇温手段の作動を
停止して、燃料ガス噴出口６からの燃料供給のみによっ
て燃焼を続行する。このとき予熱空気がその運動量によ
ってエゼクタ５の周囲から排ガスを吸引するので、凹所
２内ではエゼクタ５の攪拌効果により予熱空気と排気と
がよく混合され、そのために混合気の酸素濃度が低くな
って燃焼温度を下げることができる。また従来方式で
は、燃料が空気流と直接接するところでは部分的に高温
が発生し、低ＮＯｘ化が不完全であったが、本発明では
空気と排気とがよく混合されるので、部分的にも酸素濃
度が高いところが発生するおそれがない。また凹所２内
でエゼクタ５によって予熱空気に排ガスが十分混合され
ているので、燃料噴射口６をもっと凹所２に近付け、あ
るいは燃料噴射口６のノズルを斜めに混合気に向けて設
置することができ、それによってバーナの小型化と短炎
化を実現することができる。また短炎化の必要のない炉
においては、一層の低ＮＯｘ化が可能となる。
度が燃料の着火温度に達したのちは、昇温手段の作動を
停止して、燃料ガス噴出口６からの燃料供給のみによっ
て燃焼を続行する。このとき予熱空気がその運動量によ
ってエゼクタ５の周囲から排ガスを吸引するので、凹所
２内ではエゼクタ５の攪拌効果により予熱空気と排気と
がよく混合され、そのために混合気の酸素濃度が低くな
って燃焼温度を下げることができる。また従来方式で
は、燃料が空気流と直接接するところでは部分的に高温
が発生し、低ＮＯｘ化が不完全であったが、本発明では
空気と排気とがよく混合されるので、部分的にも酸素濃
度が高いところが発生するおそれがない。また凹所２内
でエゼクタ５によって予熱空気に排ガスが十分混合され
ているので、燃料噴射口６をもっと凹所２に近付け、あ
るいは燃料噴射口６のノズルを斜めに混合気に向けて設
置することができ、それによってバーナの小型化と短炎
化を実現することができる。また短炎化の必要のない炉
においては、一層の低ＮＯｘ化が可能となる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示したもので、
（ｂ）と（ｃ）はそれぞれ（ａ）におけるＸ−Ｘ断面及
びＹ−Ｙ断面を示したものである。同図において、前面
が炉内壁面１に開口した凹所２がバーナタイル３内に設
けられ、この凹所２の後端面に予熱空気供給路４の出口
が開口しており、予熱空気供給路４の出口部分が細く絞
られて、エゼクタ５が形成されている。このエゼクタ５
は、噴出する予熱空気の運動量によって凹所２内へ還流
する炉内排ガスを吸引し、これを凹所２内で予熱空気と
混合させて再び炉内へ噴出させるものであり、更に凹所
２の側方の炉内壁面１には、同図（ａ）及び（ｃ）に示
すように、噴射方向を中心側へ傾斜させた燃料ガス噴出
口６が設けられており、炉内温度が燃料着火温度以上に
達したのちは、この燃料ガス噴出口６から噴射される燃
料と、凹所２から噴出する混合気とによって、低酸素濃
度の低ＮＯｘ燃焼が行われるようになっている。
（ｂ）と（ｃ）はそれぞれ（ａ）におけるＸ−Ｘ断面及
びＹ−Ｙ断面を示したものである。同図において、前面
が炉内壁面１に開口した凹所２がバーナタイル３内に設
けられ、この凹所２の後端面に予熱空気供給路４の出口
が開口しており、予熱空気供給路４の出口部分が細く絞
られて、エゼクタ５が形成されている。このエゼクタ５
は、噴出する予熱空気の運動量によって凹所２内へ還流
する炉内排ガスを吸引し、これを凹所２内で予熱空気と
混合させて再び炉内へ噴出させるものであり、更に凹所
２の側方の炉内壁面１には、同図（ａ）及び（ｃ）に示
すように、噴射方向を中心側へ傾斜させた燃料ガス噴出
口６が設けられており、炉内温度が燃料着火温度以上に
達したのちは、この燃料ガス噴出口６から噴射される燃
料と、凹所２から噴出する混合気とによって、低酸素濃
度の低ＮＯｘ燃焼が行われるようになっている。
【０００７】いま図１において、炉内温度が燃料着火温
度以下の場合には、燃料ガス噴出口６から炉内へ直接燃
料を噴射する燃焼方式では、酸素濃度及び予熱空気の温
度が不足して燃焼が不安定となったり、失火したりする
おそれがある。そこで図１の実施例では、炉内を燃料着
火温度まで昇温する手段として、同図（ｂ）に示すよう
に、予熱空気供給路４内へ立上げ用燃料を供給する燃料
供給孔７が予熱空気供給路４の出口付近に設けられてお
り、こうして未だ温度は低いけれども酸素濃度の高い予
熱空気と立上げ用燃料とが凹所２内で混合されるために
炉内で確実に燃焼し、炉内の温度を燃料着火温度に達す
るまで昇温させる。炉温が燃料着火温度に達したことを
温度センサを通じて制御装置が感知すると、立上げ用燃
料供給孔７に供給されていた燃料は遮断されて、炉内へ
直接噴射する燃料ガス噴出口６へと切り換えられる。
度以下の場合には、燃料ガス噴出口６から炉内へ直接燃
料を噴射する燃焼方式では、酸素濃度及び予熱空気の温
度が不足して燃焼が不安定となったり、失火したりする
おそれがある。そこで図１の実施例では、炉内を燃料着
火温度まで昇温する手段として、同図（ｂ）に示すよう
に、予熱空気供給路４内へ立上げ用燃料を供給する燃料
供給孔７が予熱空気供給路４の出口付近に設けられてお
り、こうして未だ温度は低いけれども酸素濃度の高い予
熱空気と立上げ用燃料とが凹所２内で混合されるために
炉内で確実に燃焼し、炉内の温度を燃料着火温度に達す
るまで昇温させる。炉温が燃料着火温度に達したことを
温度センサを通じて制御装置が感知すると、立上げ用燃
料供給孔７に供給されていた燃料は遮断されて、炉内へ
直接噴射する燃料ガス噴出口６へと切り換えられる。
【０００８】図２は本発明の他の実施例を示したもの
で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図であ
る。本実施例は、図１における凹所２内を混合部と排ガ
ス吸引通路とに区画して排ガス吸引効率を高めたもの
で、前面が炉内壁面１に開口し、後端面に予熱空気供給
路４の出口すなわちエゼクタ５が開口している混合用凹
所２の側方のバーナタイル３内に、前端が炉内壁面１に
開口し、後端が屈曲して凹所２内の後部の側壁面に開口
した排ガス吸引通路９が形成されており、エゼクタ５は
この排ガス吸引通路９を通じて炉内排ガスを吸引し、排
ガスと予熱空気とを凹所２内で混合して炉内へ噴出させ
るようになっている。更に図３の実施例は、図２の実施
例における炉内を燃料着火温度まで昇温する手段とし
て、凹所２内へ立上げ用燃料及び空気を供給する燃料・
空気供給孔８を、排ガス吸引通路９を横断して設けたも
のであり、図はその立上げ燃焼時の状態を示したもので
ある。
で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図であ
る。本実施例は、図１における凹所２内を混合部と排ガ
ス吸引通路とに区画して排ガス吸引効率を高めたもの
で、前面が炉内壁面１に開口し、後端面に予熱空気供給
路４の出口すなわちエゼクタ５が開口している混合用凹
所２の側方のバーナタイル３内に、前端が炉内壁面１に
開口し、後端が屈曲して凹所２内の後部の側壁面に開口
した排ガス吸引通路９が形成されており、エゼクタ５は
この排ガス吸引通路９を通じて炉内排ガスを吸引し、排
ガスと予熱空気とを凹所２内で混合して炉内へ噴出させ
るようになっている。更に図３の実施例は、図２の実施
例における炉内を燃料着火温度まで昇温する手段とし
て、凹所２内へ立上げ用燃料及び空気を供給する燃料・
空気供給孔８を、排ガス吸引通路９を横断して設けたも
のであり、図はその立上げ燃焼時の状態を示したもので
ある。
【０００９】図４は、本発明による低ＮＯｘ化の実際の
効果を測定データとして示したもので、炉寸法１３００
ｍｍ（直径）×３１００ｍｍ（長さ），燃焼量３５万Ｋ
ｃａｌ／ｈ，空気比１．０８〜１．１０の鍛造炉におい
て、図５の従来方式のバーナ（曲線Ａ）と図３の実施例
に示した本発明バーナ（曲線Ｂ）を燃焼させ、立上げ燃
焼停止後の炉温に対するＮＯｘ値を測定したものである
が、本発明によりＮＯｘ発生率（酸素濃度０％換算）が
約６〜８ｐｐｍ改善し、しかも火炎長を１／２〜１／３
に短縮することができた。
効果を測定データとして示したもので、炉寸法１３００
ｍｍ（直径）×３１００ｍｍ（長さ），燃焼量３５万Ｋ
ｃａｌ／ｈ，空気比１．０８〜１．１０の鍛造炉におい
て、図５の従来方式のバーナ（曲線Ａ）と図３の実施例
に示した本発明バーナ（曲線Ｂ）を燃焼させ、立上げ燃
焼停止後の炉温に対するＮＯｘ値を測定したものである
が、本発明によりＮＯｘ発生率（酸素濃度０％換算）が
約６〜８ｐｐｍ改善し、しかも火炎長を１／２〜１／３
に短縮することができた。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、炉内温度
が燃料着火温度に達したのち、運動量の大きい予熱空気
によって排ガスが効果的に吸引され、エゼクタ５の攪拌
効果によって混合された酸素濃度の低い予熱空気と排ガ
スの混合気と燃料とを接触させて燃焼させるものである
から、たとえ混合気の温度が高くても、燃焼温度を十分
低く抑制してＮＯｘ発生量を低減することができ、また
混合気は凹所２内でエゼクタ５によって充分混合されて
いるので、燃料ガス噴出口６と凹所２との間に従来のよ
うに距離を設ける必要がない上に、燃料噴射方向を混合
気流側に傾けて火炎を短くすることができ、それによっ
てバーナや炉を小型化することができるという利点があ
る。
が燃料着火温度に達したのち、運動量の大きい予熱空気
によって排ガスが効果的に吸引され、エゼクタ５の攪拌
効果によって混合された酸素濃度の低い予熱空気と排ガ
スの混合気と燃料とを接触させて燃焼させるものである
から、たとえ混合気の温度が高くても、燃焼温度を十分
低く抑制してＮＯｘ発生量を低減することができ、また
混合気は凹所２内でエゼクタ５によって充分混合されて
いるので、燃料ガス噴出口６と凹所２との間に従来のよ
うに距離を設ける必要がない上に、燃料噴射方向を混合
気流側に傾けて火炎を短くすることができ、それによっ
てバーナや炉を小型化することができるという利点があ
る。
【図１】本発明による低ＮＯｘ型ガスバーナを示したも
ので、（ａ）は上面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ部の縦断面
図、（ｃ）はそのＹ−Ｙ部の縦断面図。
ので、（ａ）は上面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ部の縦断面
図、（ｃ）はそのＹ−Ｙ部の縦断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示すもので、（ａ）は縦
断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ部の横断面図。
断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ部の横断面図。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明と従来例の効果を比較するグラフ。
【図５】従来例の縦断面図。
１ 炉内壁面 ２ 凹所 ３ バーナタイル ４ 予熱空気供給路 ５ エゼクタ ６ 燃料ガス噴出口 ７ 燃料供給孔 ８ 燃料・空気供給孔 ９ 排ガス吸引通路 １０ 予熱空気噴出口
Claims (4)
- 【請求項１】 前面が炉内壁面に開口した凹所をバーナ
タイル内に設けて、凹所の後端面に予熱空気供給路の出
口を開口させると共に、予熱空気供給路の出口部分を絞
って凹所内へ還流する炉内排ガスを吸引して凹所内で混
合させるエゼクタを形成し、凹所の側方の炉壁面に燃料
ガス噴出口を設けて成るバーナと、別途炉内を燃料着火
温度まで昇温する手段とを備えて成る工業炉用ガスバー
ナ。 - 【請求項２】 前面が炉内壁面に開口した凹所をバーナ
タイル内に設けて、凹所の後端面に予熱空気供給路の出
口を開口させ、凹所の側方に前端が炉壁面に開口し後端
が屈曲して凹所の後部側壁面に開口した排ガス吸引通路
を形成して、予熱空気供給路の出口部分を絞って排ガス
吸引通路を通じて炉内排ガスを吸引し凹所内で混合させ
るエゼクタを形成すると共に、凹所の側方の炉壁面に燃
料ガス噴出口を設けて成るバーナと、別途炉内を燃料着
火温度まで昇温する手段とを備えて成る工業炉用ガスバ
ーナ。 - 【請求項３】 上記昇温手段として、予熱空気供給路内
へ燃料を供給する燃料供給孔を該予熱空気供給路の出口
付近に設けて成る請求項１又は２記載の工業炉用ガスバ
ーナ。 - 【請求項４】 上記昇温手段として、凹所内へ燃料及び
空気を供給する燃料・空気供給孔を設けて成る請求項１
又は２記載の工業炉用ガスバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079683A JPH08247410A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 工業炉用ガスバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079683A JPH08247410A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 工業炉用ガスバーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247410A true JPH08247410A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13697010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7079683A Pending JPH08247410A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 工業炉用ガスバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247410A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8297969B2 (en) * | 2003-11-28 | 2012-10-30 | Techint Compagnia Tecnica Internazionale S.P.A. | Low polluting emission gas burner |
-
1995
- 1995-03-11 JP JP7079683A patent/JPH08247410A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8297969B2 (en) * | 2003-11-28 | 2012-10-30 | Techint Compagnia Tecnica Internazionale S.P.A. | Low polluting emission gas burner |
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