JPS61264125A - 部分予混合燃焼装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、バッチ式定置炉型の熱処理炉、とくに焼鈍炉
に最適な部分子混合燃焼方法に関する。

（従来技術） 従来、上記のような焼鈍炉としては、第５図及び第６図
に示すように、炉本体１の装入扉２を開き、複数のコイ
ル３．・・・、３を積載した台車（不図千へ九七石山し
↓件Ｘ−山　廿、）１台９表ル賓々會小−イル置装４．
・・・、４上に積み代え、台車を炉外に走行させ、装入
扉２を閉じ、炉内を還元性雰囲気に保った後、炉上部に
略水平配置された複数のラジアント・チューブ（加熱・
冷却管）５．・・・、５をバーナ９で加熱し、同時に炉
内ガスをファン６で循環させてラジアントチューブ５で
加熱し、コイル３に上方から吹き付けてコイル３をＡ、
変態点程度まで昇温させ、この加熱工程の後、冷却工程
で、ラジアントチューブ５にエアを通して冷却し、同時
に炉内ガスを７７ン６で循環させてクーラ７及びラジア
ントチューブ５で冷却し、コイル３に上方から吹き付け
てコイル３を抽出可能温度まで冷却するようにしたもの
がある（特公昭５２−２０９２５号公報参照）。

ところで、上記のような焼鈍炉において、ラジアントチ
ューブ５を加熱するバーナ９としては、第４図に示すよ
うに、ラジアントチューブ５の端部にサイトホール１０
ａを有する外筒１０を連結し、外筒１０内に内筒１１を
取付け、該内筒１１力一端部１１１けバー十ノでル１２
か培排１−ｆｋ署成し、ガス燃料Ｇを、内筒１１内の１
次混合室１３に供給する一方、燃焼空気Ａ（Ａ、、Ａ２
）を、外筒１０内に供給して１次空気Ａ１と２大空％Ａ
２とに分配し、１次空気Ａ１は、内筒１１の他端口１１
ｂから１次混合室１３に供給してガス燃料Ｇと予混合す
ると共に、２次空気Ａ２は、バーナノズル１２から噴出
される予混合燃料Ｇ＋ＡＩ　を完全燃焼させるようにバ
ーナノズル１２の噴出口周囲に供給するようにした部分
予混合燃焼バーナが採用されている。

ところが、上記従来の部分予混合燃焼バーナ１９では、
ガス燃料Ｇの流量をセンサー１４で検出し、比率設定器
１５で設定されｔこ比率となるように流量計量器１６で
燃焼空気Ａの流量を制御するようになっているが、１大
空気Ａ、と２次空気Ａ２の分配比＜　ＡＩ　／　Ａ　２
　）が全燃焼負荷率を通じて一定値であった。

そして、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）に鎖線（ＩＩ）
で示すように、高負荷率燃焼時にはスモークは出にくい
がＮＯｘが高く、逆に、低負荷率燃焼時にはＮＯＸは低
いガスモークカ咄やすいだめ、空気温度：５５０°Ｃ１
徘〃ス０２：２％、燃焼負荷率：１００％＝１２０Ｘ１
０３Ｋｃａｌ／Ｈの燃焼条件で、１１０×（０２１１％
換算）：２００ｐｐｔｎ以下、スモーク（バ・ンカラッ
クＮｏ）：４以下を目標値にとした場合、ＮＯｘとスモ
ークの両者を満足しｒ−燃焼負荷率の範囲Ｗ゛は、２５
〜８０％ときわめて狭いものであった。

従って、高負荷率燃焼時にはＮＯｘが高くなりやすいの
で、燃焼空気の高温化が困難であり、低負荷率燃焼時に
はスモークが出やすいので低空気比燃焼が困難であると
いう問題があった。

（発明の目的） 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、広
範な燃焼負荷率でＮＯｘとスモークの両者を満足できる
ことを可能とした部分子混合燃焼方法を提供することを
目的とするものである。

（発明の構成） このため本発明は、バーナに供給される燃焼空気を、ガ
ス燃料と予混合される１次空気と、この予混合燃料を完
全燃焼させる２次空気とに分配する部分子混合燃焼方法
において、１次空気と２次空気の分配比を、燃焼負荷率
に応じて変化させるように構成したものである。

（発明の効果） 本発明によれば、ＮＯｘとスモークの生成に大とく影響
する１次空気と２次空気の分配比を、燃焼負荷率に応じ
て変化させるようにしたものであるから、高負荷率燃焼
時は１次空気を少なくすることによる緩慢燃焼効果でＮ
ＯＸは低くなり、低負荷率燃焼時は１次空気を多くする
ことによる急速燃焼効果でスモークが出にくくなる。

従って、広範な燃焼負荷率での燃焼が可能となるため、
燃焼空気の高温化を図ることができ、低負荷率燃焼時の
高空気比燃焼を図ることかでき、省エネルギー、低公害
燃焼が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。

の外筒１０．内筒１１及びバーナノズル１２は、第４図
の従来技術と同様に、ラジアントチューブ５の端部に外
筒１０が連結され、該外筒１０内に内筒１１が取付けら
れ、該内筒１１の一端部１１ａにバーナノズル１２が接
続されている。

そして、ガス燃料Ｇを、内筒１１内の１次混合室１３に
供給する一方、燃焼空気Ａ（Ａ、、Ａ２）を、外筒１０
内に供給して１次空気Ａ１と２次空気Ａ２　　。

とに分配し、１次空気Ａ１は、内筒１１の他端口１１ｂ
から１次混合室１３に供給してガス燃料Ｇと予混合する
と共に、２次空気Ａ２は、バーナノズル１２から噴出さ
れる予混合燃料Ｇ＋Ａ、を完全燃焼させるようにバーナ
ノズル１２の噴出口周囲に供給するようになっている。

また、ガス燃料Ｇの流量をセンサー１４で検出し、比率
設定器１５で設定された比率となるように流量計量器１
６で燃焼空気Ａの流量を制御するようになっている。

一方、上記外筒１０の底部１０ｂには、外方へＡ由且士
１勧惑叡１＾７１↑　曲スＬ＋　ｎ、９八。九有する１
次空気可変ロッド２０を前後摺動自在に嵌合する。

該可変ロッド２０には、外筒１０の紬受部１０ｃの外端
面に当接して、可変ロッド２０の前動を規制する閉度調
節ビン２１が植設されるとともに、上記外筒１０の底部
１０ｂには、可変ロッド２０の開閉ツバ２０ｂを当接さ
せて、可変ロッド２０の後動を規制する開度調節ビン２
２が植設されている。

従って、可変ロッド２０は、調節ビン２１．２２で規制
された範囲内で前後摺動することができ、前動時は、開
閉ツバ２０ｂと内筒１１の他端口１１ｂとの間の隙間ｔ
ｌが狭く（閉）なって、１次空気Ａ１の１次混合室１３
への供給量が少なくなり、後動時は、開閉ツバ２０ｂと
内筒１１の他端口１１ｂとの間の隙間ｔ２が広く（開）
なって、１次空気Ａ１の１次混合室１３への供給量が多
くなる。

上記可変ロッド２０を前後摺動させる駆動装置は、可変
ロッド２０に連結された屈曲可能なバネ付の駆動アーム
２３と、支点可変駆動アーム２４と、伸縮コイルばね２
５と、ピストンシリンダ２６とで構成され、該ピストン
シリンダ２６を作動させる計装装置は、ガス燃料Ｇの流
量を検出するセンサー１４と、該センサー１４の信号で
駆動されてピストンシリンダ２６を作動させる開閉設定
器２７とで構成されている。

即ち、ガス燃料Ｇの流量をセンサー１４で検出して、開
閉設定器２７により所望の燃焼負荷率でピストンシリン
ダ２６を作動させ、アーム２３゜２４等を介して可変ロ
ッド２０を前後摺動させることにより、１次空気Ａ１　
と２次空気Ａ２の分配比を自動的に調節変化させるよう
になっている。

上記のような構成において、燃焼負荷率５０％を境にし
て、１大空気Ａ、と２次空気Ａ２の配合比を、高負荷率
燃焼時は、Ａ、／Ａ２＝１１／８９に設定し、低負荷率
燃焼時は、ＡＩ／Ａ２＝３４／６６に設定した。

この配合比によれば、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）に
実線（Δ、○）で示すように、高負荷率燃焼時には、１
次空気Ａ１の少ない緩慢燃焼効果でＮＯｘは低くなり、
低負荷率燃焼時には、１次空気Ａ１の多い急速燃焼効果
でスモークが出にくくなっていることがわかる。

従って、広い範囲Ｗ（１０〜１００％）における燃焼負
荷率での燃焼が可能となる。

第２図（ａ）及び＠２図（ｂ）は、実炉において、ＮＯ
ｘ濃度を実測したデータで、鎖線で示す従来構造のバー
ナ９では、高負荷率燃焼時には目標値Ｋ（２００ｐｐｍ
以下）を越えたが、実線で示す本発明構造のバーナ９で
は、高負荷率燃焼時にも目標値Ｋを越えなかった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る部分予混合燃焼バーナの断面図、
第２図（、）及び第２図（ｂ）は実炉における燃焼量と
ＮＯｘ濃度との関係を示すグラフ、第３図（ａ）は燃焼
負荷率とスモーク濃度との関係を示すグラフ、第３図（
ｂ）は燃焼負荷率とＮＯｘ濃度との関係を示すグラフ、
第４図は従来の部分予混合燃焼バーナの断面図、第５図
は焼鈍炉の側面断面図、第６図は第５図の正面断面図で
ある。 １０・・・外筒、１１・・・内筒、１２・・・バーナノ
ズル、１３・・・１次混合室、１９・・・部分予混合燃
焼バーナ、２１・・・１次空気可変ロッド、２１・・・
閉度調節ビン、２２・・・開度調節ピン、２３．２４・
・・アーム、２６・・・ピストンシリンダ、２７・・・
開閉設定器、Ｇ・・・ガス燃料、Ａ・・・燃焼空気、Ａ
１・・・１次空気、Ａ２・・・２次空気。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バーナに供給される燃焼空気を、ガス燃料と予混
   合される１次空気と、この予混合燃料を完全燃焼させる
   ２次空気とに分配する部分子混合燃焼方法において、 １次空気と２次空気の分配比を、燃焼負荷率に応じて変
   化させることを特徴とする部分子混合燃焼方法。