JPH1061911A - バーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成で、火炎をコンパクトにま
とめてＮＯｘの低減を図りつつ、燃焼室負荷の高いボイ
ラにも適用できるようにしたバーナ装置を提供する。 【解決手段】 空気供給室２のほぼ中央部に配置した燃
料噴霧ノズル４に前記空気供給室２の開口部２ａから燃
焼用空気を供給するようにしたバーナ装置において、前
記空気供給室２内に前記燃焼噴霧ノズル４を囲繞する一
次空気筒１０を配置するとともに、この一次空気筒１０
の内部に一次空気導入口１０ａを設け、前記空気供給室
２の開口部２ａに該開口部２ａを閉塞する保炎板１１と
該保炎板１１から火炎方向沿って延びるコーン１２とを
有する二次空気筒１３を連接し、前記保炎板１１に二次
空気導入部１４を、前記コーン１２に再循環ガス導入口
１６をそれぞれ設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼によるＮＯｘ
の生成を極力抑制するようにしたバーナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＮＯｘ規制に伴い、バーナ装置に
おける低ＮＯｘ化が不可欠になってきている。

【０００３】この種のＮＯｘ抑制方法としては、油燃料
の場合、蒸気または水噴射方式、排ガス再循環方式等を
採用したものが広く知られているが、これらの方式を採
用すると、そのための装置や配管が必要となって、コス
トアップに繋がってしまうばかりでなく、蒸気噴射方式
にあっては、熱効率の低下を伴い、また排ガス再循環方
式にあっては、ドラフトの影響により排ガスの循環量が
変動して燃焼の安定性が悪いといった問題点がある。

【０００４】このため、例えば実用新案登録第３，０１
０，７０１号として、燃料油を噴霧する燃料噴霧ノズル
を備え、この燃料噴霧ノズルの周囲を火炎安定用空気供
給体で囲繞するとともに、燃焼用空気供給室体の開口端
面を閉塞するバッフル板に複数の燃焼用空気吹付口を設
け、これによって、噴霧油滴の微粒化とガス化を促進し
て火炎の安定性を図るとともに、前記火炎安定用空気供
給体を介して着火の確実性を図った油バーナが提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
ボイラの小型化に伴い、高い燃焼室負荷に適用するため
には、燃焼室へのマッチングを満足させながら低ＮＯｘ
化を実現しなければならないが、低ＮＯｘ化を図った従
来例にあっては、二段燃焼法、分割火炎法、薄膜火炎
法、自己排ガス再循環法等を採用したものであるため、
適応するボイラに一定の制限があるのが現状であった。

【０００６】例えば、前記実用新案登録第３，０１０，
７０１号公報に記載のものは、火炎外側の自己再循環効
果を主体としているため、比較的燃焼室寸法の大きなボ
イラには効果があるものの、燃焼室負荷の高いボイラへ
の適用には限界があると考えられる。

【０００７】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、比較的簡単な構成で、火炎をコンパクトにまとめて
ＮＯｘの低減を図りつつ、燃焼室負荷の高いボイラにも
適用できるようにしたバーナ装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のバーナ装置は、
空気供給室のほぼ中央部に配置した燃料噴霧ノズルに前
記空気供給室の開口部から燃焼用空気を供給するように
したバーナ装置において、前記空気供給室内に前記燃焼
噴霧ノズルを囲繞する一次空気筒を配置するとともに、
この一次空気筒の内部に一次空気導入口を設け、前記空
気供給室の開口部に該開口部を閉塞する保炎板と該保炎
板から火炎方向沿って延びるコーンとを有する二次空気
筒を連接し、前記保炎板に二次空気導入部を、前記コー
ンに再循環ガス導入口をそれぞれ設けたことを特徴とす
る。

【０００９】上記のように構成した本発明によれば、バ
ーナ装置のコンパクト化を図りつつ、一次空気導入口か
ら導入される一次空気と二次空気導入部から導入される
二次空気による二段燃焼、前記二次空気の空気密度の濃
淡による濃淡燃焼、及び再循環ガス導入口を介した自己
排ガス再循環の相乗効果により、ＮＯｘの生成を大幅に
低減することができる。

【００１０】ここに、前記二次空気導入部を前記保炎板
に粗密に設けることにより、前記二次空気の空気密度の
濃淡のコントラストがより確実に生じるようにすること
ができる。

【００１１】更に、前記再循環ガス導入口を前記二次空
気導入部の密な部分に近接させて設けることにより、高
速で噴出される二次空気流のエゼクタ効果を最大限に利
用して、燃焼ガスを再循環ガス導入口からコーン内部に
巻き込むことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１及び図２は、本発明に係るバーナ装置の概
要を示すもので、同図に示すように、このバーナ装置に
は、空気導入管１に接続され内部を空気供給室２とした
風箱３が備えられ、この空気供給室２のほぼ中央に位置
して液体燃料を噴霧する燃料噴霧ノズル４と着火装置５
とが互いに平行に配置されている。

【００１３】ここに、前記燃料噴霧ノズル４は、液体燃
料が順次送られてくる配管６に接続され、この配管６に
は開閉バルブ７が介装されている。前記空気供給室２内
には、前記燃料噴霧ノズル４及び着火装置５の周囲をそ
の全長に亘って囲繞する一次空気筒１０が配置され、こ
の一次空気筒１０の上部には、空気供給室２内の空気の
一部を該一次空気筒１０の内部に流入させる一次空気導
入口１０ａが設けられている。

【００１４】前記空気供給室２に設けられた空気吹出し
用の開口部２ａには、該開口部２ａを塞ぐ保炎板１１
と、この保炎板１１から下方に延出する直径Ｄのコーン
１２とを備えた二次空気筒１３が連接されており、前記
一次空気筒１０の端部は、前記保炎板１１に気密的に接
続されている。

【００１５】前記保炎板１１には、前記一次空気筒１０
の内部に位置して、中央の大孔と該大孔を同心状に取り
囲む多数の小孔からなる開口部１１ａが設けられている
とともに、一次空気筒１０の外方に位置して、二次空気
導入部としての二次空気導入パイプ１４が設けられてい
る。

【００１６】ここに、前記二次空気導入パイプ１４は、
その軸心に沿った延長線が前記燃料噴霧ノズル４の軸心
に沿った延長線上で互いに交差角θで交わるように傾斜
して配置されているとともに、図２に示すように、左右
各２個の計４個設けられ、これによって、左右の密な部
分と、上下の粗の部分が生じるように構成されている。

【００１７】これによって、燃焼用空気は、空気供給室
２内で一次空気と二次空気に分けられ、一次空気は、一
次空気導入口１０ａから一次空気筒１０の内側を経由し
保炎板１１の開口部１１ａから、二次空気は、二次空気
導入パイプ１４を経由してこの先端の二次空気噴射口１
４ａから中央に向かって二次空気流１５となってそれぞ
れ供給される。しかも二次空気噴射口１４ａは、図２に
示すように４個所が上下に接近し、左右に離れた位置に
配置されているので、そこから噴射される二次空気に左
右の濃い部分と上下の薄い部分の濃淡が生じるようにな
っている。

【００１８】ここに、前記コーン１２の外径Ｄ及び二次
空気導入パイプ１３の軸心に沿った延長線のなす交差角
θを変化させて火炎形成をコントロールすることによ
り、燃焼室の形状に適合させることができる。

【００１９】一方、前記コーン１２には、前記二次空気
導入パイプ１４から導入される空気の密な部分に近接さ
せて、即ち図２に示すように、左右の２カ所に再循環ガ
ス導入口１６が設けられている。これによって、高速で
噴出される二次空気流１５のエゼクタ効果を最大限に利
用して、燃焼ガスを再循環ガス導入口１６からコーン１
２の内部に巻き込むことができるようになっている。

【００２０】この実施例において、燃料噴霧ノズル４か
ら適正な粒子径で噴霧された燃料は、一次空気導入口１
０ａから供給される全空気量の１０〜３０％の一次空気
と混合し燃焼するが、酸素濃度不足の状態で燃焼するた
め、火炎温度は低く維持される。

【００２１】同時に、二次空気導入パイプ１４を経由し
てこの先端の二次空気噴射口１４ａから高速の二次空気
流１５がコーン１２の中央に向かって供給されるので、
一次燃焼後の燃焼ガス及び未燃ガスは、高速の二次空気
流１４に巻き込まれながら徐々に燃焼し、これにより、
２段燃焼によるＮＯｘの低減を図ることができる。

【００２２】ここに、前述のように、二次空気導入パイ
プ１４の二次空気導入口１４ａより導入される二次空気
には、その左右で空気密度が濃くて上下で薄い濃淡が生
じており、これにより濃淡火災ができるので、更なるＮ
Ｏｘの低減効果が得られる。

【００２３】また、コーン１２の二次空気噴射口１４ａ
の近傍位置に再循環ガス導入口１６が設けられているの
で、高速で噴出される二次空気流１５のエゼクタ効果に
より燃焼ガスを再循環ガス導入口１６よりコーン１２の
内部に巻き込むことができ、これによって、より一層の
自己再循環効果が得られＮＯｘの発生を低減させること
ができる。

【００２４】ここに、上記実施例においては、二次空気
導入パイプ１４を左右に２個づつ、合計４個備えた例を
示しているが、これに限ることなく、例えば図３に示す
ように、円周方向に３分割した位置に各２個、合計６個
の二次空気導入パイプ１４を設けるとともに、この二次
空気導入パイプ１４で空気が密となっている３カ所に再
循環ガス導入口１６を設けるようにすることもできる。

【００２５】次に、上記構成のバーナ装置を備えたボイ
ラの断面を図４に示す。このボイラ２０には、水管壁２
１で区画された燃焼室２２が備えられており、この燃焼
室２２内に分割火炎流２３が生じ、この燃焼ガスが自己
排ガス再循環流２４に沿って流れて再循環ガス導入口１
６からコーン１２の内部に巻き込まれるようになってい
る。

【００２６】即ち、燃焼用空気は、空気供給室２内で一
次空気と二次空気に分けられて、一次空気は、一次空気
導入口１０ａから一次空気筒１０の内側を経由し保炎板
１１の開口部１１ａから供給され、二次空気は二次空気
導入パイプ１４を経由してこの先端の二次空気噴射口１
４ａから供給され、燃料噴霧ノズル４から適正な粒子径
で噴霧された燃料は、一次空気導入口１０ａから供給さ
れる全空気量の１０〜３０％の一次空気と混合して燃焼
するが、酸素濃度不足の状態で燃焼するため、火炎温度
は低く維持され、その後二次空気と混合燃焼して分割火
炎流２３が燃焼室２２の内部に形成される。

【００２７】この時、二次空気の空気密度の濃淡による
分割火炎の効果も重なり、更なるＮＯｘ低減効果も得ら
れる。また、高速で噴出される二次空気流８のエゼクタ
効果により燃焼ガスを自己排ガス再循環流２３に沿って
再循環ガス導入口１６よりコーン１２の内部に巻き込む
ので、より一層の自己再循環効果が得られＮＯｘの発生
を低減させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一次空気と二次空気の二段燃焼、二次空気供給の濃淡燃
焼及び自己再循環の相乗効果により大幅なＮＯｘの低減
を図ることができ、しかも比較的に簡単な構成で、燃焼
室負荷の高いボイラにも適用することができる。また、
既存のボイラにも使用できるばかりでなく、着火装置を
一次空気筒内に挿入することにより、着火の安定性を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図。

【図２】同じく、図１のＡ−Ａ線端面図。

【図３】二次空気導入パイプ及び再循環ガス導入口の変
形例を示す図２相当図。

【図４】図１及び図２に示すバーナ装置をボイラに適用
した状態の断面図。

【符号の説明】 ２ 空気供給室 ２ａ 同開口部 ４ 燃料噴霧ノズル ５ 着火装置 １０ 一次空気筒 １０ａ 一次空気導入口 １１ 保炎板 １１ａ 同開口部 １２ コーン １３ 二次空気筒 １４ 二次空気導入パイプ（二次空気導入部） １４ａ 二次空気導入口 １６ 再循環ガス導入口 ２０ ボイラ ２２ 燃焼室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気供給室のほぼ中央部に配置した燃料
   噴霧ノズルに前記空気供給室の開口部から燃焼用空気を
   供給するようにしたバーナ装置において、 前記空気供給室内に前記燃焼噴霧ノズルを囲繞する一次
   空気筒を配置するとともに、この一次空気筒の内部に一
   次空気導入口を設け、 前記空気供給室の開口部に該開口部を閉塞する保炎板と
   該保炎板から火炎方向に沿って延びるコーンとを有する
   二次空気筒を連接し、 前記保炎板に二次空気導入部を、前記コーンに再循環ガ
   ス導入口をそれぞれ設けたことを特徴とするバーナ装
   置。
2. 【請求項２】 前記二次空気導入部を前記保炎板に粗密
   に設けたことを特徴とする請求項１記載のバーナ装置。
3. 【請求項３】 前記再循環ガス導入口を前記二次空気導
   入部の空気の密な部分に近接させて設けたことを特徴と
   する請求項２記載のバーナ装置。