JPS60202226A - 輝炎発生燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火炎の輻射率を向上させることによって、省
エネルイと窒素酸化物（以下ＮＯｘという）の発生を抑
制する燃焼装置如関するものである。

高温の炉においては、被熱物への伝熱は大部分が輻射伝
熱であり、燃焼炉では火炎の輻射率が炉内伝熱に大きな
影響を与える。火炎の輻射率が高い程、被熱物への伝熱
量が増大し、熱効率が向上すると同時に、伝熱量の増大
により、火炎温度自体が低下するので、サーマルＮＯｘ
の発生が抑制される効果も生じる。高輻射率火炎を得る
ためには、燃料の熱分解によって生成する炭素粒子の火
炎中の濃度を高める必要があるが、がス体燃料でこれを
実現するには、一般的には、第１図で示すような緩慢燃
焼を利用した従来のバーナが用いられる。

しかしながら、単純な緩慢燃焼では炎長が長くなりすぎ
、またバーナ近傍の温度が低くなる傾向にあり、実用上
問題となる。本発明は、緩慢燃焼を利用しながら、比較
的短炎で燃焼が完結し、しかも輻射率の高い火炎を形成
するものである。以下図について、本発明を説明すると
次の通りである。

先ず、第２図について、符号１は訃井キ叫バーナタイル
である。このバーナタイル１の内側に燃料管２を複数本
田−円周上に配設し、該燃料管２の先端部は、リング状
保炎板３を貫通した状態で保炎板３に固定し、バーナ中
心軸上には、前記リン６とから流出させる構成とすると
共に前記空気ノズル４からも流出させる構成として、前
記保炎板３の後流側に再循環流７の形成と共に全体とし
て中空円筒状火炎８を形成するように構成する。第６図
に示すものは、前記バーナタイル１に、それを貫通して
複数の空気孔９を設けたものであり、第４図に示すもの
は、バーナ中心軸に、先端を前記保炎板３から突出させ
て前記燃料管２よりも後流側に開口した二重管構造の空
気管１０を附加したものである。前記保炎板３には、作
用効果を増すために、空気小孔１３を設けることもでき
るしまた、燃料管２の先端には、保炎板３の後流の再循
環流７に於ける燃料と空気の混合状態を調節するために
、管壁に燃料小孔１４を形成し、てもよい。

しかして、第２図に於いて、燃料ガスが燃料管２ら流出
すると、リング状保炎板３の後流側に再循環流７が形成
される。この再循環流７に燃料管２から噴出口た。燃料
の一部が吸引され、逆流して空気と混合燃焼するために
、この再循環流７自体が安定した補助火炎となる。そし
て、この再循環流７は保炎板３の後流側全体に形成され
ているため燃料噴流は保炎板３にそって拡がり、一体化
され中空円筒状火炎８が形成される。かかる燃焼の際、
空気ノズル４からは、後述するように常に一定の空気量
を噴出させているので、低負荷時に於いても、前記中空
円筒状火炎８の直進性は失われず、流速低下による火炎
８の上昇が防止できる。前記中空円筒状火炎８に於いて
、燃焼反応が行われている火炎面は、外側火炎面１１と
内側火炎面１２の両面である。これは、第１図に示すバ
ーナの火２倍の反応面積を有するこハタなる。従って反
応へ 速度も２倍になり、短炎化され、バーナ近くの温度も充
分に高くなる。また、燃料管２から噴出する燃料がスの
他の部分は、薄い層状の流れとなり外側火炎面１１及び
内側火炎面１２の両面から加熱されるため、燃料の加熱
効果は、従来バーナと比較して、はるかに大きくなり、
熱分解が促進され、多くの炭素粒子を生成して高輻射率
火炎が得られるのである。一般に、バーナは、炉温制御
等のために、燃焼負荷を変化させるが、低負荷時には燃
料及び空気の流速が負荷に比例して低下する　□。

ため、火炎の流速も低下し、直進性が失われ、浮力の影
響により火炎が上昇してしまう傾向がある。

そのために炉壁或はスキントレール等に火炎が接触し、
過熱したりする弊害が生じる。本発明は、こねに対処す
るために、前記した構成の空気スズル４を設けである。

この空気ノズル４からは、燃焼負荷にかかわらず、常に
一定量の空気を比較的高速で噴出しておく、−電空気量
としては、理論空気量の１０％以下、通常は２〜ろチで
よい。空気ノズル４の先端は、単孔でも複孔でもよい。

高負荷時には、この空気量は、わずかであるため、燃焼
及び火炎の流れにはほとんど影響を与えないが、低負荷
時には、常に一定量であるところから全量に対する割合
が大きくなり、火炎の流れに大　−きく影響を与えるよ
５ｙなる。つまり、低負荷の低流速火炎は、中心の高速
空気流に吸引され、直進性が附加されるのである。従っ
て前記した弊害は完全に防止することができる。以上の
燃焼に際して、第３図のように、バーナタイル１に貫通
形成した複数の空気孔９が存在すると、燃焼用空気の一
部は、前記中空円筒状火炎８とは、若干距離を置いて噴
出する。かかる空気流は、火炎８に方向性を与えると共
に周囲の燃焼排ガスを吸引してその酸素濃度を低下させ
ながら燃焼に関与するため一層のＮＯｘ抑制効果が期待
できる。更に、第４図の場合は、前記した空気ノズル４
に代って、二重管構造の空気管１０を突設したので、空
気ノズル４の前記した効果に加えて、空気管１０から噴
出する空気流は、燃焼開始点より若干遅れて燃焼に関与
するため、二段燃焼の効果が発揮でき、火炎の輻射率向
上によるＮＯｘの低減効果と相まって一層のＮＯｘ抑制
を実現することができる。

以上の通り、本発明は、比較的短炎であって、バーナ近
くの燃焼率が高い火炎でありながら、炭素粒子の生成を
促進して高輻射率火炎とすることにより、熱効率の向上
とＮＯｘの低減を図かれる優れたものである。

【図面の簡単な説明】

符号１・・・バーナタイル、２・・・燃料管、３・・・
す／火炎、９・・空気孔、１０・・・空気管、１１　、
１１’・・・外側火炎面、１２・・・内側火炎面、１３
・・空気小孔、１４・・・燃料小孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　１ｉｔ＝≠＃＝バーナタイルの内側に、燃料管
   を複数本同一円周上に配設し、該燃料管の先端部はリン
   グ状保炎板を貫通した状態で前記保炎板に固定し、バー
   ナ中心軸上には、前記リング状保炎板をとすると共に前
   記空気ノズルからも流出する構成として、前記保炎板の
   後流側に再循環流の形成と共に全体として中空円筒状火
   炎を形成するように構成した輝炎発生燃焼装置。 ＋２１　Ｍバーナタイルの内側に、燃料管を複数本同一
   円周上に配設し、該燃料管の先端部はリング状保炎板を
   貫通した状態で前記保炎板に固定し、バーナ中心軸上に
   は繭記すング°状保炎板を突出した状態で空気ノズルを
   設置し、前記バーナタイルには、それを貫通した複数の
   空気孔を形成し、気ノズルからも流出する構成として、
   前記保炎板の後流側に再循環流の形成と共に全体として
   中空円筒状火炎を形成するように構成した輝炎発生燃焼
   装置。　・ （３１＄バーナタイルの内側に、燃料管を複数本同一円
   周上に配設し、該燃料管の先端部はリング状保炎板を貫
   通した状態で前記保炎板に固定し、バーナ中心軸上には
   、先端を前記保炎板から突出させて前記燃料管よりも後
   流側に開口した三共に前記空気管からも流出する構成と
   して、前記保炎板の後流側に再循環流の形成と共に全体
   として中空円筒状火炎を形成するように構成した輝炎発
   生燃焼装置。