JPH08285221A - Nitrogen oxide low generation combustion method and apparatus - Google Patents

Nitrogen oxide low generation combustion method and apparatus

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JPH08285221A
JPH08285221A JP7093709A JP9370995A JPH08285221A JP H08285221 A JPH08285221 A JP H08285221A JP 7093709 A JP7093709 A JP 7093709A JP 9370995 A JP9370995 A JP 9370995A JP H08285221 A JPH08285221 A JP H08285221A
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JP
Japan
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fuel
air
combustion
pipe
low
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JP7093709A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Mogi
徹 茂木
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 拡散燃焼を用いつつ、自己排気ガス再循環を
効果的に行い、火炎安定性に優れた窒素酸化物低発生燃
焼方法及び装置を提供する。 【構成】 空気管2に装入した燃料管1の先端部外周
に、複数の長孔状空気噴出部3を設けた遮へい板4を設
置し、その縁側に円筒状空気流形成用空気噴出部18、
を形成し、その基部には、燃料管と連通した基部燃料噴
出管5、6を設置し、遮へい板より突出させた燃料管の
先端部に中心軸方向燃料噴出孔14を設け、その上流側
に燃料管より大きい円盤プレ−ト7を設置し、円筒状空
気流形成用空気噴出部21と長孔状空気噴出部3から噴
出する空気流に対して、燃料を直角方向に噴出させて混
合燃焼させつつ、半径方向燃料噴出孔14から全燃料の
10〜20%を補助燃料として噴出燃焼させ、空気流速
と燃料流速の比が0.2以上である。
(57) [Summary] (Correction) [Objective] To provide a low-nitrogen oxide generation combustion method and apparatus which effectively perform self-exhaust gas recirculation while using diffusion combustion and is excellent in flame stability. [Structure] A shield plate 4 provided with a plurality of long hole-shaped air jets 3 is installed on the outer periphery of the tip of a fuel pipe 1 charged in an air pipe 2, and a cylindrical air flow forming air jet is provided on the edge side thereof. 18,
The base fuel injection pipes 5, 6 communicating with the fuel pipe are installed at the base thereof, and the central axial fuel injection hole 14 is provided at the tip end of the fuel pipe protruding from the shield plate, and the upstream side thereof A disk plate 7 larger than the fuel pipe is installed in the cylinder, and the fuel is jetted in a direction perpendicular to the airflows jetted from the cylindrical airflow forming air jetting portion 21 and the long hole-shaped air jetting portion 3 and mixed. While burning, 10 to 20% of the total fuel is jetted and burned as auxiliary fuel from the radial fuel jet holes 14, and the ratio of the air flow velocity to the fuel flow velocity is 0.2 or more.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生燃焼方
法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for low-nitrogen oxide generation combustion.

【0002】[0002]

【従来技術】燃焼によって生じるNOxに対する排出規
制は年々厳しくなっており、NOx低減のための技術開
発が盛んである。燃焼時に発生するNOxとしては、フ
ューエルNOx,プロンプトNOx及びサーマルNOx
があると言われ、これらの中で、サーマルNOxは、燃
焼空気中の窒素分子成分が、高温雰囲気中で酸化される
ことによって生成するものであり、温度依存性が高く、
燃焼温度が高くなるにつれて生成量は急激に増大する。
サーマルNOxは、燃焼ガス中に窒素分子成分が存在す
る場合には必ず生成し、特に燃料が炭化水素系気体燃料
である場合には、排出されるNOxのほとんどがサーマ
ルNOxといわれ、数多くの低減方法が考案されてい
る。サーマルNOx低減の目的で、多段燃焼法、排気ガ
ス再循環法、希薄燃焼法などの燃焼方法が考案され、い
くつかの方法を組み合わせた燃焼方法も数多く考案され
ている。
2. Description of the Related Art Emission regulations for NOx generated by combustion are becoming stricter year by year, and technological development for reducing NOx is being actively conducted. NOx generated during combustion includes fuel NOx, prompt NOx, and thermal NOx.
It is said that among these, thermal NOx is generated by the oxidation of nitrogen molecular components in combustion air in a high temperature atmosphere, and has high temperature dependence,
The production amount rapidly increases as the combustion temperature increases.
Thermal NOx is always generated when a nitrogen molecule component is present in the combustion gas, and especially when the fuel is a hydrocarbon-based gaseous fuel, most of the NOx discharged is said to be thermal NOx, and many reductions are made. A method has been devised. For the purpose of reducing thermal NOx, combustion methods such as a multi-stage combustion method, an exhaust gas recirculation method and a lean combustion method have been devised, and many combustion methods combining several methods have been devised.

【0003】[0003]

【発明が解決すべき課題】多段燃焼法は、燃料あるい
は、燃焼空気を2段もしくは多段に分割して燃焼させる
ことを特徴とするもので、火炎温度の低下あるいは、酸
素濃度の低下によって低NOx燃焼を実現させるもので
ある。かかる燃焼方式においては、多段に燃焼させるた
めに、燃焼器が複雑になるという課題があった。排気ガ
ス再循環法は、燃焼ガスの一部を燃焼空気または燃料に
混合させ、火炎温度の低下、酸素濃度の低下を目的とし
たもので、強制排気ガス再循環法と自己排気ガス再循環
法に大別される。強制排気ガス再循環法は、燃焼ガスの
一部を、再循環用ダクトとブロアーを用いて強制的に燃
焼空気または燃料に混合させたものでもっとも一般的な
方法である。自己排ガス再循環法は燃焼器に工夫を加
え、噴流に周囲の気体が吸引される現象を用いて、燃焼
空気流、燃料流に燃焼ガスを混合させて排ガス再循環の
効果を持たせることを特徴としており、強制的に燃焼ガ
スを再循環させる事なく、排気ガス再循環の効果を得ら
れるメリットがある。また多段燃焼法のように燃料もし
くは燃焼空気を複数の系統に分割する複雑さもない。自
己排ガス再循環を利用した事を特徴とする燃焼器として
はたとえば特開昭62−17506公報があって、その
ほかにも数多くの燃焼器が自己排ガス再循環法を利用し
ているが、NOx低減には限度があって、昨今の厳しい
NOx規制に対応するには更なる技術開発が必要になっ
ている。そこで、自己排ガス再循環法のメリットを最大
限に利用した燃焼方法として、特開平1−30010
3、特開平3−91601、実開昭52−61545が
ある。これらの燃焼方法においては、自己排ガス再循環
の効果を最大限に利用するため、バーナには保炎機構を
有せず、燃焼空気流と、燃料流を分離して独立に炉内に
噴射することを特徴としている。これによって、火炎は
バーナに定着することなくリフトして形成され、炉内の
燃焼ガスの一部を、燃料流、燃焼空気流に充分に吸引し
てから燃焼が開始する。かかる燃焼方法においては、火
炎は緩慢な拡散炎となるが、保炎機構を持たないため
に、安定な着火を得るためには燃焼域の温度が高くない
と使用できない場合があり、加熱炉、溶解炉などの高温
炉には向いているが、ボイラや低温の加熱炉に利用する
場合、未燃分の排出が増加したり、完全燃焼のために炉
体を大きくしなければならないと言う課題があった。サ
ーマルNOxの低減方法として予混合炎を用いる方法も
ある。予混合燃焼で、空気比を高くして燃焼させると大
幅なNOx低減が可能であるが、高空気比燃焼では過剰
空気が増えるために燃焼、伝熱効率の低下が大きくまた
予混合炎の安定性に劣るという問題点があった。そこ
で、予混合燃焼に自己排気ガス再循環の効果を与えてサ
ーマルNOxを低減させる方法として、特開平3−17
5211がある。かかる燃焼方法においては、保炎器に
工夫を加えることによって、予混合気が燃焼する前に、
低温の燃焼ガスの一部を予混合気に混合し火炎温度を低
下する、または酸素濃度を小さくすることで、NOxを
低減することを特徴としている。かかる燃焼方法および
燃焼装置においては、予混合燃焼を利用しているために
予混合気をつくるための混合器が必要なこと、可燃限界
内の予混合気体を用いるため、火炎がバーナ内あるいは
混合器内に戻るいわゆるバックの危険があることなどの
予混合燃焼器共通の課題がある。また可燃予混合気に燃
焼ガスの一部を混合させるため、混合させる燃焼ガスが
高温である場合には、予混合気が燃焼ガスと混合すると
すぐに着火してしまい自己排ガス再循環の効果を充分に
利用できず、そこで予混合気と燃焼ガスの一部を、予混
合気が着火しないように混合させるために、保炎器に特
別な工夫が必要であるなどの課題があった。自己排気ガ
ス再循環法は、上述したように、多段燃焼法、希薄予混
合燃焼法などの他の低NOx燃焼法に比べて、燃焼装置
が簡便で、低NOx燃焼が可能になるなどのメリットを
有している。自己排気ガス再循環を利用してサーマルN
Oxの低減をはかる燃焼方法にあっては、拡散炎に自己
排気ガス再循環を最大限に利用するものでは、使用でき
る炉内温度範囲に制限があり利用できる燃焼設備が限ら
れているという問題点があった。また予混合炎に自己排
気ガス再循環を応用するものにあっては、バック燃焼な
どの予混合燃焼器特有の火炎安定性の問題がありさらに
保炎器に特別な工夫が必要であるという課題があった。
燃焼器の年々厳しくなるNOx規制に対応し、さらなる
低NOx燃焼を実現するには、自己排ガス再循環法をさ
らに効果的に利用する燃焼技術が望まれている。 本発
明の目的は、このような点に着目して為されたものであ
って、拡散燃焼を用いつつ、燃焼が開始する前に自己排
気ガス再循環が効果的におこなわれ、低温雰囲気におい
ても火炎安定性に優れた窒素酸化物低発生燃焼方法及び
燃焼装置を提供するものである。
The multi-stage combustion method is characterized in that fuel or combustion air is divided into two or more stages and burned, and low NOx is caused by a decrease in flame temperature or a decrease in oxygen concentration. It realizes combustion. In such a combustion method, there is a problem that the combustor becomes complicated because the combustion is performed in multiple stages. The exhaust gas recirculation method aims to lower the flame temperature and oxygen concentration by mixing a part of the combustion gas with the combustion air or fuel.The forced exhaust gas recirculation method and the self-exhaust gas recirculation method are used. It is roughly divided into. The forced exhaust gas recirculation method is the most general method in which a part of combustion gas is forcibly mixed with combustion air or fuel by using a recirculation duct and a blower. In the self-exhaust gas recirculation method, by devising a combustor and using the phenomenon that the surrounding gas is sucked into the jet flow, it is possible to mix the combustion gas with the combustion air flow and fuel flow to have the effect of exhaust gas recirculation As a feature, there is an advantage that the effect of exhaust gas recirculation can be obtained without forcibly recirculating the combustion gas. Further, there is no complexity of dividing fuel or combustion air into a plurality of systems unlike the multi-stage combustion method. As a combustor characterized by utilizing self-exhaust gas recirculation, there is, for example, JP-A-62-17506, and many other combustors use the self-exhaust gas recirculation method, but NOx reduction Has a limit, and further technological development is needed to comply with the recent severe NOx regulations. Therefore, as a combustion method making the most of the merit of the self-exhaust gas recirculation method, Japanese Patent Laid-Open No. 1-3010
3, Japanese Patent Laid-Open No. 3-91601 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 52-61545. In these combustion methods, in order to maximize the effect of self-exhaust gas recirculation, the burner does not have a flame holding mechanism, and the combustion air flow and the fuel flow are separated and injected into the furnace independently. It is characterized by that. As a result, the flame is lifted and formed without being fixed to the burner, and a portion of the combustion gas in the furnace is sufficiently sucked into the fuel flow and the combustion air flow before combustion starts. In such a combustion method, the flame becomes a slow diffusion flame, but since it does not have a flame holding mechanism, it may not be able to be used unless the temperature of the combustion region is high in order to obtain stable ignition, a heating furnace, It is suitable for high-temperature furnaces such as melting furnaces, but when used for boilers and low-temperature heating furnaces, the problem is that the amount of unburned components increases and the furnace body must be enlarged for complete combustion. was there. There is also a method of using a premixed flame as a method of reducing thermal NOx. In premixed combustion, burning NOx with a high air ratio can significantly reduce NOx, but in high air ratio burning, excess air increases, resulting in a large decrease in combustion and heat transfer efficiency and stability of the premixed flame. There was a problem that it was inferior to. Then, as a method of reducing the thermal NOx by giving the effect of self-exhaust gas recirculation to premixed combustion, Japanese Patent Laid-Open No. 3-17
There is 5211. In such a combustion method, by adding a device to the flame stabilizer, before the premixed gas burns,
NOx is reduced by mixing a part of the low-temperature combustion gas with a premixed gas to reduce the flame temperature or reduce the oxygen concentration. In such a combustion method and combustion apparatus, since the premixed combustion is used, a mixer for producing the premixed gas is required, and since the premixed gas within the flammability limit is used, the flame is burned in the burner or mixed. There are problems common to premixed combustors, such as the danger of so-called backing when returning to the interior of the reactor. Also, since a part of the combustion gas is mixed with the combustible premixed gas, if the combustion gas to be mixed is at a high temperature, it will ignite as soon as the premixed gas mixes with the combustion gas, and the effect of self-exhaust gas recirculation will be improved. There is a problem that the flame stabilizer needs to be specially devised in order to mix the premixed air and a part of the combustion gas so that the premixed air does not ignite. As described above, the self-exhaust gas recirculation method has a merit that the combustion device is simple and low NOx combustion is possible as compared with other low NOx combustion methods such as the multi-stage combustion method and the lean premixed combustion method. have. Thermal N using self exhaust gas recirculation
In the combustion method aiming at the reduction of Ox, the problem that the furnace temperature range that can be used is limited and the usable combustion equipment is limited in the method that makes maximum use of the self-exhaust gas recirculation for the diffusion flame. There was a point. In addition, in the case of applying self-exhaust gas recirculation to the premixed flame, there is a problem of flame stability peculiar to the premixed combustor such as back combustion, and a special device is required for the flame stabilizer. was there.
Combustion technology that uses the self-exhaust gas recirculation method more effectively is desired in order to meet the increasingly stringent NOx regulations of the combustor and realize even lower NOx combustion. The object of the present invention has been made by paying attention to such a point, and while using diffusion combustion, self-exhaust gas recirculation is effectively performed before combustion starts, and even in a low temperature atmosphere. Provided are a nitrogen oxide low generation combustion method and a combustion apparatus which are excellent in flame stability.

【0004】[0004]

【課題を解決する手段】本発明は、前記課題を解決する
ために、空気管に装入した燃料管先端部の外周に、複数
の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置し、その遮
へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出部を形成
し、前記複数の長孔状空気噴出部の基部には、前記燃料
管と連通した基部燃料噴出管を設置し、その基部燃料噴
出管の先端には、空気管に対して放射方向に燃料を噴出
する基部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前記
遮へい板より突出させ、その燃料管の先端部に、その燃
料管の中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料
噴出孔を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前
記燃料管より大きい円盤プレ−トを設置し、前記円筒状
空気流形成用空気噴出部から空気を噴出させながら、前
記長孔状空気噴出部から噴出する空気流に対して前記基
部燃料噴出部から噴出する燃料を直角方向に噴出させ混
合燃焼させつつ、前記中心軸方向燃料噴出孔から全燃料
の10〜20%を補助燃料として中心軸方向に噴出し
て、その噴出エネルギ−によって炉内燃焼ガスを伴流し
つつ燃焼させ、前記長孔状空気噴出部での空気流速と前
記基部燃料噴出部での燃料流速の比が0.2以上である
ことを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供する
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a shield plate provided with a plurality of long hole-shaped air jetting portions on the outer periphery of the tip of a fuel tube inserted into an air tube, A cylindrical air flow forming air ejection portion is formed on the edge side of the shield plate, and a base fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed at the base of the plurality of long hole-shaped air ejection portions. At the tip of the ejection pipe, a base fuel ejection portion for ejecting fuel in a radial direction with respect to the air pipe is provided, and the tip of the fuel pipe is projected from the shield plate, and the fuel is attached to the tip of the fuel pipe. A central axial fuel injection hole for ejecting auxiliary fuel is provided in the central axis direction of the pipe, and a disk plate larger than the fuel pipe is installed upstream of the central axial fuel injection hole to form the cylindrical air flow. The long hole-shaped air jetting portion while jetting air from the special air jetting portion The fuel ejected from the base fuel ejection portion is ejected at right angles to the air flow ejected from the base fuel ejection portion for mixed combustion, and 10% to 20% of the total fuel is used as auxiliary fuel from the central axial fuel ejection hole in the central axial direction. And is burnt with the combustion energy in the furnace accompanied by the jet energy, and the ratio of the air flow velocity at the elongated hole air jet portion and the fuel flow velocity at the base fuel jet portion is 0.2 or more. The present invention provides a low-nitrogen oxide generation combustion method characterized by the following.

【0005】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、空気管に装入した燃料管先端部の外周に、複数の長
孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置し、その遮へい
板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出部を形成し、前
記複数の長孔状空気噴出部の基部には、前記燃料管と連
通した基部燃料噴出管を設置し、その基部燃料噴出管の
先端には、空気管に対して放射方向に燃料を噴出する基
部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端部を前記遮へい
板より突出させ、その燃料管の先端部に、その燃料管の
中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴出孔
を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の上流側に前記燃料
管より大きい円盤プレ−トを設置したことを特徴とする
窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention installs a shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jetting portions on the outer periphery of the tip end of the fuel pipe charged in the air pipe, and shields the shield. A cylindrical air flow forming air ejection portion is formed on the edge side of the plate, and a base fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed at the base of the plurality of elongated hole air ejection portions, and the base fuel ejection pipe At the tip of, a base fuel jetting portion for jetting fuel in a radial direction with respect to the air pipe is provided, the tip end of the fuel pipe is projected from the shielding plate, and the fuel pipe is attached to the tip end of the fuel pipe. A nitrogen oxide low characterized in that a central axial fuel ejection hole for ejecting auxiliary fuel is provided in the central axial direction, and a disc plate larger than the fuel pipe is installed upstream of the central axial fuel ejection hole. A generative combustion device is provided.

【0006】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット円孔に構成
して、その中心軸方向燃料噴出孔からリング状に燃料を
噴出して、炉内ガスを伴流しながら混合燃焼させること
を特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供するもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms the central axial fuel injection hole into a slit circular hole and ejects the fuel in a ring shape from the central axial fuel injection hole. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion, which is characterized in that mixed combustion is carried out while the gas in the furnace is circulated.

【0007】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット円孔に構成
たことを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供す
るものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a low-nitrogen oxide generation combustion apparatus characterized in that the shape of the fuel injection hole in the central axis direction is a slit hole. .

【0008】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、スリット円孔内に旋回羽根を装置し、前記スリット
円孔から旋回リング状に燃料を噴出して、炉内ガスを伴
流しながら混合燃焼させることを特徴とする窒素酸化物
低発生燃焼方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a swirl vane in a slit circular hole, ejects fuel in a swirl ring shape from the slit circular hole, and circulates the gas in the furnace. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion, which is characterized by performing mixed combustion.

【0009】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、スリット円孔内に旋回羽根を装置したことを特徴と
する窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention also provides a nitrogen oxide low-generating combustion device characterized in that a swirl vane is provided in the slit circular hole.

【0010】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気管と遮へい
板との間に、環状スリットを設けて構成し、その環状ス
リットから円筒状に空気を噴出しながら燃焼させること
を特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供するもの
である。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by providing an annular slit between the air pipe and the shield plate, and The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion, which comprises burning air while ejecting it in a cylindrical shape.

【0011】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気管と遮へい
板との間に、環状スリットを設けて構成してなることを
特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by providing an annular slit between the air pipe and the shielding plate. The present invention provides a low-nitrogen oxide combustion device.

【0012】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へい板の縁の
内側に環状に多数の小孔を配列することによって構成
し、その多数の小孔から空気を噴出しながら燃焼させる
ことを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供する
ものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that a cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by arranging a large number of small holes in a ring shape inside an edge of a shield plate. It is intended to provide a nitrogen oxide low generation combustion method, characterized in that air is jetted from a large number of small holes and burned.

【0013】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へい板の縁の
内側に環状に多数の小孔を配列することによって構成し
てなることを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提
供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of the shield plate. The present invention provides a low-nitrogen oxide generation combustion device characterized by the above.

【0014】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部の面積は、全空気導
入面積に対して、20%以下の面積に構成して燃焼させ
ることを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法を提供す
るものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the area of the air jet portion for forming a cylindrical air flow is set to 20% or less of the total air introduction area for combustion. The present invention provides a method for low-nitrogen oxide generation combustion characterized by the above.

【0015】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、円筒状空気流形成用空気噴出部の面積は、全空気導
入面積に対して、20%以下の面積に構成したことを特
徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置を提供するものであ
る。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the area of the cylindrical air flow forming air ejection portion is set to 20% or less of the total air introduction area. The present invention provides a low-nitrogen-oxide-generating combustor.

【0016】また、本発明は、前記課題を解決するため
に、空気管に導入する燃焼用空気を酸素の体積濃度21
%以上の酸素富化空気を使用することを特徴とする窒素
酸化物低発生燃焼方法を提供するものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides that the combustion air introduced into the air pipe has a volume concentration of oxygen of 21.
% Of oxygen-enriched air is used to provide a nitrogen oxide low generation combustion method.

【0017】[001]

【作用】長孔状空気噴出部から噴出する空気流の中に直
角方向から燃料を噴出して空気が燃料をつつむようにし
て形成される拡散炎について、燃料の一部を分離し、補
助燃料として噴出させ、且つ、その拡散炎を空気噴出部
或は燃料噴出部に定着させないで燃焼させることによ
り、そして、その拡散炎を形成する前に、燃焼ガスの一
部が、補助燃料流、空気流並びに燃料流に巻き込まれる
ようにして、自己排ガス再循環を頗る効果的に実現する
と共に、その燃焼に際して、円筒状空気流形成用空気噴
出部から噴出する空気は、遮へい板の下流側に筒状空気
流を形成し、その筒状空気流の内部に強力な負圧部が形
成されて、炉内燃焼ガス流の逆流、再循環流の増大によ
り内部再循環を一層に助長する。この内部再循環の一層
の助長によって、高温の炉内燃焼ガスの再循環による強
力な着火源がつくられ、優れた保炎性能と燃焼の安定性
をもたらし、前記した自己排ガス再循環燃焼を効果的に
促進し、NOxの大幅な低減を図るものである。
[Function] With respect to a diffusion flame formed by jetting fuel from a direction perpendicular to the air stream jetted from the long-hole-shaped air jetting part and separating the fuel from the diffusion flame, a part of the fuel is separated and jetted as an auxiliary fuel. And burning the diffusion flame without fixing it to the air ejection portion or the fuel ejection portion, and before forming the diffusion flame, a part of the combustion gas contains a supplementary fuel flow, an air flow and As it is caught in the fuel flow, it effectively realizes self-exhaust gas recirculation, and at the time of its combustion, the air ejected from the cylindrical air flow forming air ejecting section is tubular air on the downstream side of the shield plate. Flow is formed, and a strong negative pressure portion is formed inside the tubular air flow, further promoting internal recirculation by increasing the reverse flow and recirculation flow of the combustion gas flow in the furnace. With the further promotion of this internal recirculation, a strong ignition source is created by the recirculation of high temperature combustion gas in the furnace, which provides excellent flame holding performance and combustion stability, and the self-exhaust gas recirculation combustion described above is performed. It is intended to effectively promote and significantly reduce NOx.

【0018】[00118]

【実施例】先ず、図1及び図2に於いて、符号1は、空
気管2内に装入した燃料管であって、この燃料管1の先
端部の外周に、複数の長孔状空気噴出部3を設けた遮へ
い板4を設置し、その遮へい板4の縁側に円筒状空気流
形成用空気噴出部18を形成し、前記複数の長孔状空気
噴出部3の基部には、前記燃料管1と連通した基部燃料
噴出管5を設置し、その基部燃料噴出管5の先端には、
放射方向に燃料を噴出する基部燃料噴出部6を設ける構
成とする。前記燃料管1の先端部には、前記燃料管1の
中心軸方向に補助燃料を噴出する中心軸方向燃料噴出孔
14を設ける構成とし、その中心軸方向燃料噴出孔14
の上流側には燃料管1より大きい円盤プレート7を設け
る構成とする。前記中心軸方向燃料噴出孔14の形状
は、図に示す如く、スリット円孔15としてもよい。1
7はスリット円孔15内に装置した旋回羽根である。前
記円筒状空気流形成用空気噴出部18は、図示の通り、
前記空気管2と遮へい板4との間に、環状スリット19
を設けることによって構成してもよいし、また、遮へい
板4の縁の内側に環状に小孔20を配列することによっ
て構成してもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, in FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is a fuel tube loaded in an air tube 2, and a plurality of long air holes are formed on the outer periphery of the tip of the fuel tube 1. A shield plate 4 provided with a jet portion 3 is installed, a cylindrical air flow forming air jet portion 18 is formed on the edge side of the shield plate 4, and the base of the plurality of long hole-shaped air jet portions 3 is provided with A base fuel injection pipe 5 communicating with the fuel pipe 1 is installed, and the tip of the base fuel injection pipe 5 is
The base fuel jetting portion 6 for jetting fuel in the radial direction is provided. A central axial fuel ejection hole 14 for ejecting auxiliary fuel in the central axial direction of the fuel pipe 1 is provided at the tip of the fuel pipe 1, and the central axial fuel ejection hole 14 is provided.
A disk plate 7 larger than the fuel pipe 1 is provided on the upstream side of the. The shape of the fuel injection hole 14 in the central axis direction may be a slit circular hole 15, as shown in the figure. 1
Reference numeral 7 is a swirl vane installed in the slit circular hole 15. The cylindrical air flow forming air jetting portion 18 is, as shown in the drawing,
An annular slit 19 is provided between the air tube 2 and the shield plate 4.
May be provided, or the small holes 20 may be annularly arranged inside the edge of the shield plate 4.

【0019】長孔状空気噴出部3から空気が噴出し、そ
の空気流中に、基部燃料噴出部6からは、燃料ガスを前
記空気流に対して直角方向から噴出させる。この際、長
孔状空気噴出部3に於ける空気流速及び基部燃料噴出部
6に於ける燃料ガス流速の比を0.2以上、実操業上
は、0.2〜5程度に設定する。前記比を0.2以下に
設定すると、燃料ガスが、空気流を貫通して空気管2の
内壁に衝突して拡散し空気管2に定着した火炎が形成さ
れてしまうので、前記比は0.2以下とすることはでき
ない。しかしながら、前記比を前記のように設定する
と、長孔状空気噴出部3に定着した拡散炎を発生しない
だけでなく、直角方向から噴出した燃料ガス流9は、図
3に示すように空気流10中につつみ込まれた状態の流
れとなる。この時、中心軸方向燃料噴出孔14から、補
助燃料16を、燃料ガス流9、空気流10、炉内燃焼ガ
ス流11及び内部再循環領域12等に向かって噴出する
と、補助燃料16は、燃焼する前に、大量に燃焼ガスを
巻き込むため、内部再循環領域12に於ける自己排ガス
再循環が、更に促進されて、内部再循環促進領域8が形
成されて一層の低NOx化が実現できる。即ち、中心部
に燃料ガス流9、その周囲にドーナツ状に空気流10、
そしてその外周に矢印で示す伴流が行われ、炉内ガス流
11及び炉内ガス流11を巻き込んだ補助燃料流16が
形成される。しかして、空気流10は、その外側から
は、高温の炉内ガス流11が、同時にその内側からは、
燃料ガス流9が拡散混合して行く。通常の拡散炎では空
気噴出孔或は燃料ガス噴出孔に定着した火炎が形成され
るために、燃料は空気流が周囲炉内ガスを伴流する前に
燃焼を開始してしまうが、本発明は、前記した流速比を
持つので、長孔状空気噴出部3及び基部燃料噴出部6に
は火炎は附着しない。即ち、本発明に於いては、空気流
10は、その周囲の炉内燃焼ガス流11と混合しながら
温度を上昇して行くと同時に、その内側にある燃料ガス
流9及び補助燃料流16と徐々に混合状態を形成して行
く。そして、前記四者が良好な混合状態を発展させて行
き、温度、燃料濃度、酸素濃度の諸点に於いて、着火条
件を満たした時点で燃焼が開始し、拡散火炎が形成され
る。かかる拡散火炎に於いては、燃焼が開始する前に燃
焼ガスの一部が充分に燃焼空気、強いては補助燃料流に
混合するため、自己排ガス再循環の効果が最大限得ら
れ、火炎温度の低下、酸素濃度の低下によりNOxが著
しく低下する。以上に於いて、内部再循環領域12及び
外部再循環領域13は、炉内燃焼ガス流11を多量に伴
流する上で、多大の貢献をするものである。
Air is ejected from the long hole-shaped air ejecting portion 3, and the fuel gas is ejected from the base fuel ejecting portion 6 in a direction perpendicular to the air flow during the air flow. At this time, the ratio of the air flow velocity in the long hole-shaped air jetting portion 3 and the fuel gas flow velocity in the base fuel jetting portion 6 is set to 0.2 or more, and in actual operation, it is set to about 0.2 to 5. When the ratio is set to 0.2 or less, the fuel gas penetrates the air flow, collides with the inner wall of the air tube 2 and diffuses to form a flame fixed on the air tube 2, so the ratio is 0. It cannot be less than or equal to 2. However, when the ratio is set as described above, not only does the diffusion flame fixed in the long hole-shaped air ejection portion 3 not occur, but the fuel gas flow 9 ejected from the right angle direction is the air flow as shown in FIG. The flow is in the state of being wrapped in 10. At this time, when the auxiliary fuel 16 is ejected from the fuel injection hole 14 in the central axis direction toward the fuel gas flow 9, the air flow 10, the in-furnace combustion gas flow 11, the internal recirculation region 12, etc., the auxiliary fuel 16 becomes Since a large amount of combustion gas is entrained before combustion, the self-exhaust gas recirculation in the internal recirculation region 12 is further promoted, and the internal recirculation promotion region 8 is formed, so that further NOx reduction can be realized. . That is, the fuel gas flow 9 is at the center, and the donut-shaped air flow 10 is around the fuel gas flow 9.
Then, a wake indicated by an arrow is performed on the outer periphery of the in-furnace gas flow 11 and an auxiliary fuel flow 16 including the in-reactor gas flow 11 formed therein. Thus, the air flow 10 has a high-temperature furnace gas flow 11 from the outside, and at the same time from the inside,
The fuel gas stream 9 diffuses and mixes. In a normal diffusion flame, a flame is settled in the air ejection hole or the fuel gas ejection hole, so that the fuel starts burning before the air flow accompanies the gas in the surrounding furnace. Has the above-mentioned flow velocity ratio, so that flame is not attached to the long hole-shaped air ejection portion 3 and the base fuel ejection portion 6. That is, in the present invention, the air flow 10 rises in temperature while mixing with the in-furnace combustion gas flow 11 around the air flow 10 and, at the same time, the fuel gas flow 9 and the auxiliary fuel flow 16 inside the air flow 10 rise. A mixed state is gradually formed. Then, the four members develop a good mixed state, and combustion is started when the ignition conditions are satisfied at various points of temperature, fuel concentration, and oxygen concentration, and a diffusion flame is formed. In such a diffusion flame, a part of the combustion gas is sufficiently mixed with the combustion air, that is, the auxiliary fuel flow before the combustion starts, so that the effect of self-exhaust gas recirculation is maximized and the flame temperature NOx decreases remarkably due to the decrease in the oxygen concentration. In the above, the internal recirculation region 12 and the external recirculation region 13 make a great contribution to the large amount of the combustion gas flow 11 in the furnace.

【0020】以上の燃焼に際して、円筒状空気流形成用
空気噴出部18から噴出する空気は、遮へい板4の下流
側に筒状空気流21を形成し、その筒状空気流21の内
部に強力な負圧部が形成されて、炉内燃焼ガスの逆流、
再循環流の増大により内部再循環領域12内での自己排
ガス再循環を一層助長する。この内部再循環の一層の助
長によって、高温の炉内燃焼ガスの再循環による強力な
着火源がつくられ、優れた保炎性能と燃焼の安定性をも
たらし、前記した自己排ガス再循環燃焼を効果的に促進
してNOxの低減効果を助長する(図6及び7参照)。
前記円筒状空気流形成用空気噴出部18は、環状スリッ
ト19又は小孔20から構成しても、同様の作用効果を
もたらす。更に、前記した円筒状空気流形成用空気噴出
部18の面積は、全前空気導入面積に対して、20%以
下の面積であれば、前記作用効果を促進する。(図7参
照)。更に、以上の燃焼に際して、円筒状空気流形成用
空気噴出部18は、燃焼範囲の拡大について多大の貢献
をするものである。即ち、図8は、円筒状空気流形成用
空気噴出部18がある場合と、それのない場合のCO限
界空気比の上限界及び下限界について測定した結果を示
すものであるが、この図から本発明の円筒状空気流形成
用空気噴出部18は、CO上限界空気比を格段に大きく
していることが明瞭に理解できる。
During the above combustion, the air ejected from the air ejecting portion 18 for forming a cylindrical air flow forms a cylindrical air flow 21 on the downstream side of the shielding plate 4, and the air in the cylindrical air flow 21 is strong. Negative pressure part is formed, the back flow of combustion gas in the furnace,
Increased recirculation flow further facilitates self-exhaust gas recirculation within the internal recirculation zone 12. With the further promotion of this internal recirculation, a strong ignition source is created by the recirculation of high temperature combustion gas in the furnace, which provides excellent flame holding performance and combustion stability, and the self-exhaust gas recirculation combustion described above is performed. It effectively promotes and promotes the NOx reduction effect (see FIGS. 6 and 7).
Even if the cylindrical airflow forming air jetting portion 18 is composed of the annular slit 19 or the small hole 20, the same operational effect is brought about. Furthermore, if the area of the above-mentioned cylindrical air flow forming air jetting portion 18 is 20% or less of the total front air introduction area, the above-mentioned action and effect are promoted. (See FIG. 7). Further, in the above combustion, the cylindrical air flow forming air ejection portion 18 makes a great contribution to the expansion of the combustion range. That is, FIG. 8 shows the measurement results of the upper limit and the lower limit of the CO limit air ratio with and without the cylindrical air flow forming air jetting portion 18. It can be clearly understood that the cylindrical air flow forming air jetting portion 18 of the present invention has a remarkably large CO upper limit air ratio.

【0021】以上の燃焼に際して、円盤プレート7を装
置した実施例の場合には、円盤プレート7の下流側に、
内部再循環促進領域8が形成され、内部再循環領域12
が拡大されて、排ガスの再循環量が格段に増大し、NO
xの低減に一層の効果を生じさせる。即ち円盤プレート
7の存在によって、空気流10の、高温の内部再循環領
域12側への拡大が阻止され、自己排ガス再循環量が増
大する。かかる伴流量の増大はNOxの低減効果を著し
く助長する。
In the case of the embodiment in which the disk plate 7 is installed during the above combustion, the downstream side of the disk plate 7 is
The internal recirculation promoting region 8 is formed and the internal recirculation region 12 is formed.
Is expanded, the recirculation amount of exhaust gas is significantly increased, and NO
This produces a further effect in reducing x. That is, the presence of the disk plate 7 prevents the air flow 10 from expanding toward the high temperature internal recirculation region 12 side, and increases the amount of self-exhaust gas recirculation. Such an increase in the accompanying flow rate remarkably promotes the NOx reduction effect.

【0022】更に、空気管2内に設けた燃料管1の先端
外周と、前記空気管2の内壁に接して設けた遮へい板4
には、長孔状空気噴出部3が設けてあり、この長孔状空
気噴出部3から燃焼用空気を噴出するので、噴流の表面
積を大きくすることができ、周囲の燃焼ガスを効率よく
伴流することができる。また、長孔状空気噴出部3は、
複数個形成されているので、空気流10は、分割されて
噴出され、夫々の噴流が炉内ガス流11を伴流するた
め、単一の空気噴流を持った燃焼器に比べてより効率的
に周囲の燃焼ガスを伴流でき、自己排ガス再循環の効果
を高めることができる。複数の燃焼空気噴流で囲まれた
部分には内部再循環領域12が形成され、また周囲には
外部再循環領域13が形成されて、どちらの再循環領域
にも燃焼ガスの一部が再循環して燃焼空気噴流に伴流さ
れる。特に、内部再循環領域12には高温の燃焼ガスが
循環するので、定着部を持たない拡散炎を安定的に着火
させ、火炎を形成する。
Further, a shield plate 4 provided in contact with the outer circumference of the tip of the fuel tube 1 provided in the air tube 2 and the inner wall of the air tube 2.
Has a long hole-shaped air ejecting portion 3 and ejects combustion air from the long hole-like air ejecting portion 3, so that the surface area of the jet flow can be increased and the surrounding combustion gas can be efficiently collected. Can be washed away. In addition, the long hole-shaped air ejection portion 3 is
Since a plurality of air streams 10 are formed, the air stream 10 is divided and jetted, and each jet stream is accompanied by the in-furnace gas stream 11, which is more efficient than a combustor having a single air jet stream. Moreover, the surrounding combustion gas can be circulated, and the effect of self-exhaust gas recirculation can be enhanced. An internal recirculation region 12 is formed in a portion surrounded by a plurality of combustion air jets, and an external recirculation region 13 is formed in the periphery, so that a part of the combustion gas is recirculated in both recirculation regions. And is accompanied by the jet of combustion air. In particular, since the high temperature combustion gas circulates in the internal recirculation region 12, a diffusion flame having no fixing portion is ignited stably to form a flame.

【0023】空気流に対して、直角に燃料を噴出させる
と同時に、空気流速と燃料流速の比を前記したように調
整することによって、燃料噴流を燃焼空気噴流の中心部
に噴出させることができる。この場合、図4及び図5に
示すように、燃料噴流はいわゆる双子状の渦を形成す
る。この渦は、燃料と空気が混合するにつれ、基部燃料
噴出部6、長孔状空気噴出部3から離れるに従って発達
していく。この渦には、燃料と空気が混合してゆくだけ
ではなく、さらには空気に伴流された燃焼ガスの一部が
徐々に巻き込まれ、燃料が着火するのに充分な量の燃焼
ガスが巻き込まれると燃料は燃焼を開始する。この渦に
よって火炎は長孔状空気噴出部3、基部燃料噴出部6に
定着することなく安定に着火する。なお、長孔状空気噴
出部3を通る空気流10の方向に対して、直角方向に燃
料を噴出させる場合には、燃焼空気噴流と燃料噴流の流
速の比を0.2以上とすると、火炎は噴出孔に定着しな
いで形成され、著しい低NOx火炎になることは、前記
した通りである。
By jetting the fuel at right angles to the air flow and adjusting the ratio of the air flow velocity to the fuel flow velocity as described above, the fuel jet can be jetted to the center of the combustion air jet. . In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, the fuel jet forms a so-called twin vortex. The vortex develops as the fuel and the air are mixed, as the distance from the base fuel ejection portion 6 and the long hole-shaped air ejection portion 3 increases. Not only the fuel and air are mixed in this vortex, but also a part of the combustion gas entrained in the air is gradually entrained, and a sufficient amount of combustion gas for fuel ignition is entrained. Then, the fuel starts to burn. Due to this vortex, the flame is stably ignited without being fixed to the long hole-shaped air ejection portion 3 and the base fuel ejection portion 6. When the fuel is jetted in a direction perpendicular to the direction of the air flow 10 passing through the long hole-shaped air jet portion 3, if the ratio of the flow velocity of the combustion air jet to the fuel jet is set to 0.2 or more, the flame As described above, is formed without fixing to the ejection holes, resulting in a significantly low NOx flame.

【0024】以上の燃焼に際して、前記燃料管1の中心
軸方向に中心軸方向燃料噴出孔14から、補助燃料を噴
出するので、前記した如く、補助燃料と炉内ガスとの混
合が、燃焼前に良好に促進されて、前記した燃焼に相乗
してNOx低減効果を一層助長するものである。かかる
自己排ガス再循環燃焼に際して、前記した円筒状空気流
形成用空気噴出部18が形成する筒状空気流21は、そ
の内部に有効な連続着火源をつくり、前記自己排ガス再
循環燃焼を効果的に安定させるものであること前記した
通りである。
During the above combustion, the auxiliary fuel is ejected from the central axial fuel injection hole 14 in the central axis direction of the fuel pipe 1. Therefore, as described above, the mixing of the auxiliary fuel and the in-reactor gas does not occur before combustion. The NOx reduction effect is further promoted by synergistically promoting the above-mentioned combustion. During such self-exhaust gas recirculation combustion, the cylindrical air flow 21 formed by the above-mentioned cylindrical air flow forming air jetting portion 18 forms an effective continuous ignition source therein, and the self-exhaust gas recirculation combustion is effective. It is as described above that it is to be stabilized.

【0025】以上の燃焼に際しては、前記中心軸方向燃
料噴出孔14の形状をスリット円孔15に構成すると、
補助燃料がリング状に噴出されるので、炉内ガスの接触
面積が増大して、前記伴流効果を著しく向上させてNO
x低減効果を助長する。
In the above combustion, if the shape of the fuel injection hole 14 in the direction of the central axis is formed as a slit circular hole 15,
Since the auxiliary fuel is ejected in a ring shape, the contact area of the gas in the furnace is increased, and the wake effect is significantly improved, and NO
Promote the x reduction effect.

【0026】更に、前記スリット円孔15に旋回羽根1
7を装置すると、燃料が旋回しながらリング状に噴出す
るので、炉内ガスの巻き込みが増大し、伴流効果を更に
向上させてNOx低減効果を助長する。
Further, the swirl vane 1 is provided in the slit circular hole 15.
When No. 7 is used, the fuel is jetted in a ring shape while swirling, so that the entrainment of the gas in the furnace is increased, and the wake effect is further improved to promote the NOx reduction effect.

【0027】以上の燃焼に際して、空気管2に導入する
燃焼用空気を、酸素の体積濃度21%以上の酸素富化空
気を使用することによっても、低NOxの燃焼を持続さ
せると共に、燃焼量の増大を図かることができる。
In the above combustion, by using the combustion air introduced into the air pipe 2 as oxygen enriched air having a volume concentration of oxygen of 21% or more, the combustion of low NOx can be continued and the combustion amount can be increased. Can be increased.

【0028】図6は、本発明によるNOx低減効果を示
したものである。従来例と比較した図6によって、空気
/燃料の流速比が0.2以上で、且つ全燃料の10〜2
0%を補助燃料として噴出し、且つ円筒状空気流形成用
空気噴出部18の面積を全空気導入部面積の20%以下
に構成すれば、実用上の広い空気比にわたって、NOx
が格段に低減していることが理解できる。
FIG. 6 shows the NOx reduction effect according to the present invention. According to FIG. 6 comparing with the conventional example, the flow rate ratio of air / fuel is 0.2 or more, and 10-2 of all fuels is used.
If 0% is ejected as auxiliary fuel and the area of the cylindrical air flow forming air ejecting portion 18 is set to 20% or less of the total air introducing portion area, NOx is spread over a wide practical air ratio.
It can be understood that is significantly reduced.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は以上の通りの低NOx燃焼法と
その装置を使用することによって、従来の課題を一挙に
解決し、図7に示すように、円筒状空気流形成用空気噴
出部18の面積を全空気導入部面積の20%以下に構成
することにより、従来バ−ナに比較して、NOxの発生
を格段に抑制することができる優れたものである。その
際、円筒状空気流の内部に形成される内部循環流は、火
炎の強力な連続着火源となって、前記自己排ガス再循環
燃焼を安定的に一層助長するものである。加えて、図8
は、円筒状空気流形成用空気噴出部がある場合と、それ
のない場合のCO限界空気比の上限界及び下限界につい
て測定した結果を示すものであるが、この図から本発明
の円筒状空気流形成用空気噴出部は、CO上限界空気比
を格段に大きくしている効果を奏していることが理解で
きる。
The present invention solves the conventional problems all at once by using the low NOx combustion method and its apparatus as described above, and as shown in FIG. 7, a cylindrical air flow forming air ejecting portion. By configuring the area of 18 to be equal to or less than 20% of the area of the total air introduction portion, the generation of NOx can be remarkably suppressed as compared with the conventional burner. At this time, the internal circulation flow formed inside the cylindrical air flow serves as a strong continuous ignition source for the flame to stably promote the self-exhaust gas recirculation combustion. In addition, FIG.
Shows the results of measurement of the upper and lower limits of the CO limit air ratio with and without the cylindrical air flow forming air jet portion. It can be understood that the air jet for air flow formation has the effect of significantly increasing the CO upper limit air ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の実施例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の他の実施例を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】図3は、流体の流れと伴流状態を示す模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a fluid flow and a wake state.

【図4】図4は、空気流の中で燃料の流れを示す模式図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a fuel flow in an air flow.

【図5】図5は、空気流の中で燃料の流れを示す模式図
である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a fuel flow in an air flow.

【図6】図6は、本発明と従来法を比較したNOx性能
図である。
FIG. 6 is a NOx performance diagram comparing the present invention with a conventional method.

【図7】図7は、本発明の円筒状空気流形成用空気噴出
部の面積の、全空気導入面積に対する割合の影響につい
て、従来バ−ナと比較したNOx性能図である。
FIG. 7 is a NOx performance chart comparing the effect of the ratio of the area of the air ejecting portion for forming a cylindrical air flow of the present invention with respect to the total air introduction area, compared with a conventional burner.

【図8】図8は、円筒状空気流形成用空気噴出部がある
場合と、それのない場合のCO限界空気比の上限界及び
下限界について測定した結果を示す性能比較図である。
FIG. 8 is a performance comparison diagram showing the results of measurement of the upper limit and the lower limit of the CO limit air ratio with and without the cylindrical air flow forming air ejection portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料管 2 空気管 3 長孔状空気噴出部 4 遮へい板 5 基部燃料噴出管 6 基部燃料噴出部 7 円盤プレート 8 内部再循環促進領域 9 燃料ガス流 10 空気流 11 炉内ガス流 12 内部再循環領域 13 外部再循環領域 14 中心軸方向燃料噴出孔 15 スリット円孔 16 補助燃料流 17 旋回羽根 18 円筒状空気流形成用空気噴出部 19 環状スリット 20 小孔 21 円筒状空気流 1 Fuel Pipe 2 Air Pipe 3 Long Hole Air Jet 4 Shield 5 Base Fuel Jet 6 Base Fuel Jet 7 Disk Plate 8 Internal Recirculation Promotion Area 9 Fuel Gas Flow 10 Air Flow 11 Reactor Gas Flow 12 Internal Reflow Circulation region 13 External recirculation region 14 Central axial fuel injection hole 15 Slit circular hole 16 Auxiliary fuel flow 17 Swirling vane 18 Cylindrical air flow forming air ejection part 19 Annular slit 20 Small hole 21 Cylindrical air flow

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気管に装入した燃料管先端部の外周
に、複数の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置
し、その遮へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出
部を形成し、前記複数の長孔状空気噴出部の基部には、
前記燃料管と連通した基部燃料噴出管を設置し、その基
部燃料噴出管の先端には、空気管に対して放射方向に燃
料を噴出する基部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端
部を前記遮へい板より突出させ、その燃料管の先端部
に、その燃料管の中心軸方向に補助燃料を噴出する中心
軸方向燃料噴出孔を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の
上流側に前記燃料管より大きい円盤プレ−トを設置し、
前記円筒状空気流形成用空気噴出部から空気を噴出させ
ながら、前記長孔状空気噴出部から噴出する空気流に対
して前記基部燃料噴出部から噴出する燃料を直角方向に
噴出させ混合燃焼させつつ、前記中心軸方向燃料噴出孔
から全燃料の10〜20%を補助燃料として中心軸方向
に噴出して、その噴出エネルギ−によって炉内燃焼ガス
を伴流しつつ燃焼させ、前記長孔状空気噴出部での空気
流速と前記基部燃料噴出部での燃料流速の比が0.2以
上であることを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼方法。
1. A shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jets is installed on the outer periphery of the tip end of a fuel pipe charged in an air pipe, and a cylindrical air flow forming air jet is provided on the edge side of the shield plate. Forming a portion, the base of the plurality of long hole-shaped air ejection portion,
A base fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed, and a base fuel ejection portion for ejecting fuel in a radial direction with respect to the air pipe is provided at the tip of the base fuel ejection pipe, and the tip of the fuel pipe is A central axial fuel ejection hole for ejecting auxiliary fuel in the central axial direction of the fuel pipe is provided at the tip of the fuel pipe so as to project from the shielding plate, and the fuel is provided upstream of the central axial fuel ejection hole. Install a disk plate larger than the pipe,
While ejecting air from the cylindrical air flow forming air ejection portion, the fuel ejected from the base fuel ejection portion is ejected in a direction perpendicular to the air flow ejected from the elongated hole air ejection portion to cause mixed combustion. At the same time, 10 to 20% of the total fuel is ejected from the fuel injection hole in the central axis direction in the direction of the central axis as an auxiliary fuel, and the combustion energy is burned while the combustion gas in the furnace is being circulated by the ejected energy. A low-nitrogen oxide generation combustion method, characterized in that the ratio of the air flow velocity at the jet portion and the fuel flow velocity at the base fuel jet portion is 0.2 or more.
【請求項2】 空気管に装入した燃料管先端部の外周
に、複数の長孔状空気噴出部を設けた遮へい板を設置
し、その遮へい板の縁側に円筒状空気流形成用空気噴出
部を形成し、前記複数の長孔状空気噴出部の基部には、
前記燃料管と連通した基部燃料噴出管を設置し、その基
部燃料噴出管の先端には、空気管に対して放射方向に燃
料を噴出する基部燃料噴出部を設け、前記燃料管の先端
部を前記遮へい板より突出させ、その燃料管の先端部
に、その燃料管の中心軸方向に補助燃料を噴出する中心
軸方向燃料噴出孔を設け、その中心軸方向燃料噴出孔の
上流側に前記燃料管より大きい円盤プレ−トを設置した
ことを特徴とする窒素酸化物低発生燃焼装置。
2. A shield plate provided with a plurality of elongated hole-like air jetting portions is provided on the outer periphery of the tip end of the fuel pipe charged in the air pipe, and a cylindrical air flow forming air jet is provided on the edge side of the shield plate. Forming a portion, the base of the plurality of long hole-shaped air ejection portion,
A base fuel ejection pipe communicating with the fuel pipe is installed, and a base fuel ejection portion for ejecting fuel in a radial direction with respect to the air pipe is provided at the tip of the base fuel ejection pipe, and the tip of the fuel pipe is A central axial fuel ejection hole for ejecting auxiliary fuel in the central axial direction of the fuel pipe is provided at the tip of the fuel pipe so as to project from the shielding plate, and the fuel is provided upstream of the central axial fuel ejection hole. A nitrogen oxide low generation combustion device, which is equipped with a disk plate larger than a pipe.
【請求項3】 中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット
円孔に構成して、その中心軸方向燃料噴出孔からリング
状に燃料を噴出して、炉内ガスを伴流しながら混合燃焼
させることを特徴とする請求項1記載の窒素酸化物低発
生燃焼方法。
3. The central axial fuel injection hole is formed into a slit circular hole, and the fuel is ejected in a ring shape from the central axial fuel injection hole, and mixed combustion is carried out while the in-reactor gas is accompanied. The method for low-nitrogen oxide generation combustion according to claim 1, characterized in that.
【請求項4】 中心軸方向燃料噴出孔の形状をスリット
円孔に構成たことを特徴とする請求項2記載の窒素酸化
物低発生燃焼装置。
4. The low-nitrogen oxide-generating combustion apparatus according to claim 2, wherein the shape of the fuel injection hole in the central axis direction is a slit hole.
【請求項5】 スリット円孔内に旋回羽根を装置し、前
記スリット円孔から旋回リング状に燃料を噴出して、炉
内ガスを伴流しながら混合燃焼させることを特徴とする
請求項3記載の窒素酸化物低発生燃焼方法。
5. A swirl vane is installed in the slit circular hole, and fuel is jetted in a swirl ring shape from the slit circular hole to carry out mixed combustion with the gas in the furnace accompanied. Method of low-nitrogen oxide generation combustion of.
【請求項6】 スリット円孔内に旋回羽根を装置したこ
とを特徴とする請求項4記載の窒素酸化物低発生燃焼装
置。
6. The low-nitrogen oxide combustion apparatus according to claim 4, wherein a swirl vane is provided in the slit circular hole.
【請求項7】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気
管と遮へい板との間に、環状スリットを設けて構成し、
その環状スリットから円筒状に空気を噴出しながら燃焼
させることを特徴とする請求項1、3及び5記載の窒素
酸化物低発生燃焼方法。
7. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured by providing an annular slit between the air tube and the shield plate,
6. The low-nitrogen-oxide generation combustion method according to claim 1, wherein combustion is performed while ejecting air in a cylindrical shape from the annular slit.
【請求項8】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、空気
管と遮へい板との間に、環状スリットを設けて構成して
なることを特徴とする請求項2、4及び6記載の窒素酸
化物低発生燃焼装置。
8. The nitrogen according to claim 2, 4, or 6, wherein the cylindrical air flow forming air jetting portion is formed by providing an annular slit between the air pipe and the shield plate. Low oxide generation combustion equipment.
【請求項9】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮へ
い板の縁の内側に環状に多数の小孔を配列することによ
って構成し、その多数の小孔から空気を噴出しながら燃
焼させることを特徴とする請求項1、3及び5記載の窒
素酸化物低発生燃焼方法。
9. The cylindrical air flow forming air jetting portion is constituted by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of a shield plate, and air is jetted and burned from the large number of small holes. 6. The low-nitrogen-oxide generation combustion method according to claim 1, 3 or 5, wherein.
【請求項10】 円筒状空気流形成用空気噴出部は、遮
へい板の縁の内側に環状に多数の小孔を配列することに
よって構成してなることを特徴とする請求項2、4及び
6記載の窒素酸化物低発生燃焼装置。
10. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured by arranging a large number of small holes annularly inside the edge of the shield plate. A low-nitrogen oxide generation combustion device as described.
【請求項11】 円筒状空気流形成用空気噴出部の面積
は、全空気導入面積に対して、20%以下の面積に構成
して燃焼させることを特徴とする請求項1、3、5、
7、及び9記載の窒素酸化物低発生燃焼方法。
11. The cylindrical air flow forming air jetting portion is configured to have an area of 20% or less with respect to the total air introduction area for combustion.
7. A low-nitrogen oxide generation combustion method according to 7 or 9.
【請求項12】 円筒状空気流形成用空気噴出部の面積
は、全空気導入面積に対して、20%以下の面積に構成
したことを特徴とする請求項2、4、6、8、及び10
記載の窒素酸化物低発生燃焼装置。
12. The area of the cylindrical airflow forming air jetting portion is set to be 20% or less of the total air introduction area, as claimed in claim 2, 4, 6, 8 and 10
A low-nitrogen oxide generation combustion device as described.
【請求項13】 空気管に導入する燃焼用空気を酸素の
体積濃度21%以上の酸素富化空気を使用することを特
徴とする請求項1、3、5、7、9及び11記載の窒素
酸化物低発生燃焼方法。
13. Nitrogen according to claim 1, wherein the combustion air introduced into the air pipe is oxygen-enriched air having a volume concentration of oxygen of 21% or more. Low oxide generation combustion method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115143459A (en) * 2022-06-30 2022-10-04 深圳市佳运通电子有限公司 A low-nitrogen burner with internal circulation of ejected premixed flue gas

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