JPH09145013A - 低NOxバーナ - Google Patents

低NOxバーナ

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JPH09145013A
JPH09145013A JP7326416A JP32641695A JPH09145013A JP H09145013 A JPH09145013 A JP H09145013A JP 7326416 A JP7326416 A JP 7326416A JP 32641695 A JP32641695 A JP 32641695A JP H09145013 A JPH09145013 A JP H09145013A
Authority
JP
Japan
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amount
air supply
supply pipe
exhaust gas
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP7326416A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Zaizen
雅隆 財前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09145013A publication Critical patent/JPH09145013A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス再循環式の低NOxバーナにおいて、
低燃焼時には火炎の噴出速度の減少によって、火炎に巻
き込まれる排ガスの割合が低くなりNOx発生量が増加
するという欠点があったが、これを改善する。 【構成】 ベンチュリ効果によって炉内排ガスを空気供
給管2内へ吸い込むようにした自己排ガス再循環式低N
Oxバーナにおいて、燃焼量をターンダウンしたときに
空気供給量2に対する排ガス吸い込み量の比率を増加さ
せる手段を設けた。 【効果】 燃料供給量が減少したときに、空気供給量2
に対する排ガス吸い込み量の比率が増加するので、スロ
ート部5全体を通過する空気の運動量はあまり減少せ
ず、従って燃焼量をターンダウンした場合にも低NOx
を維持させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として工業用加熱炉
に用いられる低NOx型バーナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりこの種の低NOx型バーナとし
て、いわゆる自己排ガス再循環式バーナが知られてい
る。図3はその構造を示したもので、燃料供給管1の外
周に設けた空気供給管2の更に外周に先端が炉内に開口
した排ガス還流路3を形成し、空気供給管2の後部管壁
に穿設した透孔4と、透孔4の上流側に形成したスロー
ト部5によるベンチュリ効果によって、排ガスを吸引す
るインスピレータを形成したものである。この構成によ
れば、燃焼用空気が炉内の排ガスの一部と混合されて酸
素濃度が低くなるために、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の発生を抑
制することができるという利点があり、またその際に新
たな配管や補器類を用いなくても、炉内の排ガスを燃焼
用空気の運動量を利用して再循環させることができるの
で、小型化とコスト低減を図ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の排
ガス再循環方式において、燃焼量を増減した場合にも、
排ガス再循環率すなわち空気供給量に対する排ガス再循
環量の割合はほぼ一定に維持することができるが、低燃
焼時には炉内へ噴出する火炎の運動量の減少によって、
火炎に巻き込まれる排ガスの割合が低くなり、そのため
に火炎温度が高くなる。また主炎のリフトを防止するた
めに保炎を行っているが、低燃焼時にはこの保炎も過剰
になって、火炎温度を上昇させるように作用する。従っ
て低燃焼時には、燃焼温度が上昇してNOx発生量が増
加するという欠点があった。本発明は上述の問題点を解
消し、特に被処理物の種類によっては低燃焼量で長時間
運転する必要のある熱処理炉において、燃焼量の高低に
拘らず低NOxを維持し得るようなガスバーナを提供す
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バ
ーナは、燃料供給管1と、この燃料供給管1を囲む空気
供給管2とよりなり、空気供給管2の管壁に透孔4を設
けると共に、透孔4の上流側にスロート部5を設けて、
ベンチュリ効果により炉内排ガスを空気供給管2内へ吸
い込むようにした自己排ガス再循環式低NOxバーナに
おいて、燃焼量をターンダウンしたときに空気供給量に
対する排ガス吸い込み量の比率を増加させる手段を設け
たものである。排ガス吸い込み量を増加させる手段とし
ては、図1に示すような可動栓体6によってスロート部
5の通気面積を減少させ、空気供給量の低下に伴って透
孔4の内側を通過する空気の流速を大きくするようにし
たもの、あるいは図2に示すように、スロート部5を同
心状の二重ノズル5a,5bで構成し、両ノズルへの空
気供給路のいずれか一方に流量制御弁7を介装したもの
等が考えられる。
【0005】
【発明の実施の態様】図1は本発明による工業炉用バー
ナの一実施例を示したもので、燃料ガス供給管1を囲む
ように空気供給管2が設けられ、この空気供給管2が炉
壁8に穿設されたバーナ挿入孔に挿入されて、その内壁
面と空気供給管2の外周面との間に、先端が炉内に開口
した排ガス還流路3が形成されている。空気供給管2の
管壁には環状に複数の排ガス吸引用の透孔4が穿設さ
れ、この透孔4よりも若干上流側において、空気供給管
2の内周壁に突設された環状突部により通気断面積が絞
られてスロート部5が形成されており、このスロート部
5と上記透孔4とによって排ガス還流路3から空気供給
管2内へ排ガスを吸引するインスピレータが形成されて
いる。更にスロート部5のやや後方において、燃料供給
管1の外周に円錐台形の可動栓体6が軸方向に摺動自在
に嵌挿されて、ロッド9及びレバー10よりなる操作機
構によって前後に操作されるようになっており、この可
動栓体6の前後動によってスロート部5の通気断面積が
増減されるようになっている。
【0006】次に図1の実施例の動作を説明すると、い
ま燃料供給量及び空気供給量が絞られてバーナ燃焼量が
ターンダウンされると、火炎の運動量が減少するために
火炎に巻き込まれる炉内排ガス量が減少して、火炎中の
酸素濃度が高くなり、燃焼温度が上昇する。また一般に
燃料ノズル部に保炎孔を設けて、火炎がリフトしないよ
うに保炎を行っているが、燃料供給量が減少した場合に
は主炎孔の噴出速度の低下が著しいために保炎が相対的
に過剰になり、これが燃焼温度上昇の原因となる。そこ
で低燃焼時には、高燃焼時に比し燃焼空気供給量に対す
る排ガス吸い込み量の比率を高くして、結果的に火炎中
の排ガス混入比率を維持し、高燃焼時と同程度の緩慢燃
焼を行わせるために、本実施例では可動栓体6が燃料供
給量又は空気供給量と連動して操作される。すなわち燃
料供給量が減少すると、レバー10及びロッド9を介し
て可動栓体6が前方へ移動せられ、スロート部5の通気
面積を減少させることによって、透孔4の内側を通過す
る燃焼空気の流速を大きくし、空気供給管2内への排ガ
ス吸い込み量を増加させるのである。
【0007】図2は本発明の他の実施例を示したもの
で、空気供給量に対する排ガス吸い込み量の比率を制御
する手段として、スロート部5を同心状の二重ノズル5
a,5bで構成し、両ノズルへの空気供給路11a,1
1bのいずれか一方に流量制御弁7を介装したものであ
る。この場合にも、燃料供給量の減少に伴って燃焼空気
供給量の減少させる制御を一方の空気供給路11aのみ
で行うために、スロート部5全体を通過する空気の運動
量は燃料供給量ほどには減少せず、従って両ノズル5
a,5bの面積比を適当に選ぶことによって、燃焼量が
低くなるほど空気供給量に対する排ガス吸い込み量の比
率を増加させることができ、燃焼量をターンダウンした
場合にも低NOxを維持させることができるのである。
一例として、定格燃焼時のNOx値が92ppmのと
き、従来は1/4の燃焼量で200ppmに上昇してい
たのが、本発明によれば逆に62ppmに減少させるこ
とができた。
【0008】
【発明の効果】本発明の構成によれば上述のように、燃
料供給量が減少しても、スロート部5全体を通過する空
気の運動量があまり減少しないので、燃焼量をターンダ
ウンした場合に、空気供給量2に対する排ガス吸い込み
量の比率が増加し、それによって炉内においても周りの
排ガスが十分に火炎に巻き込まれ、低燃焼時にも高燃焼
時と同様に低NOxを維持させることができるという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の縦断面図。
【図2】 同上の他の実施例の縦断面図。
【図3】 従来例の縦断面図。
【符号の説明】
1 燃料ガス供給管 2 空気供給管 3 排ガス還流路 4 排ガス吸引孔 5 スロート部 6 インスピレータ 7 可動栓体 8 炉壁 9 ロッド 10 レバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料供給管と、該燃料供給管を囲む空気
    供給管とよりなり、空気供給管の管壁に透孔を設けると
    共に該透孔の上流側にスロート部を設けて、ベンチュリ
    効果により炉内排ガスを空気供給管内へ吸い込むように
    した自己排ガス再循環式低NOxバーナにおいて、燃焼
    量をターンダウンしたときに空気供給量に対する排ガス
    吸い込み量の比率を増加させる手段を設けたことを特徴
    とする低NOxバーナ。
  2. 【請求項2】 上記スロート部の通気面積を減少させる
    手段により、上記透孔の内側を通過する空気の流速を大
    きくして、空気供給量に対する排ガス吸い込み量の比率
    を増加させるようにしたことを特徴とする請求項1記載
    の低NOxバーナ。
  3. 【請求項3】 燃料供給管の外周に前後移動自在に嵌挿
    した可動栓体により、上記スロート部の通気面積を増減
    させるようにしたことを特徴とする請求項2記載の低N
    Oxバーナ。
  4. 【請求項4】 上記スロート部を同心状の二重ノズルで
    構成し、両ノズルへの空気供給路のいずれか一方に流量
    制御弁を介装することにより、空気供給量に対する排ガ
    ス吸い込み量の比率を制御するようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の低NOxバーナ。
JP7326416A 1995-11-20 1995-11-20 低NOxバーナ Pending JPH09145013A (ja)

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