JP3552994B2 - Low NOx burner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低NOxバーナに関し、特に、燃焼時に発生する窒素酸化物(本明細書において、「NOx」という。)を低減することができる低NOxバーナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、大気汚染が大きな社会問題となっており、その防止が、社会的に要請されている。
これに伴って、特に、NOxの発生を抑制することが、ボイラや焼却炉等に搭載されるバーナにとって必要不可欠の条件となりつつある。
そして、都市部においては、NOxの排出基準が、液体燃料で80ppm以下(O2=0%換算値。以下、同じ。)となっているが、近い将来、さらにこの基準値が厳しくなる情勢となりつつある。
一方、舶用機器分野においても、海上汚染防止の観点から、舶用主機ディーゼルエンジンに関するNOx規制が実施されたことから、いずれボイラや焼却炉等に搭載されるバーナ等の補助用機器についても同様の措置が実施されると予想される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のバーナにおけるNOxの値を低減する方法として、例えば、自己排ガス循環方式、水・蒸気噴霧方式、二段燃焼方式、濃淡燃焼方式、分割火炎方式、薄膜火炎方式、外部排ガス循環方式等が採用されているが、これら従来方式によるバーナによっては、燃料に灯油、軽油、A重油などの窒素分の少ない燃料を使用した場合であっても、NOxを80ppm以下に抑制することは困難であった。
なお、外部排ガス循環方式の場合、循環排ガス量がドラフトに影響されやすく、循環率の調整が困難であるため、NOx低減率の信頼性に欠けることや、排ガス混入によって火炎が不安定になりやすいというという問題があった。
さらに、これらの方法による副作用として、火炎が長くなり、燃焼室を大きくしなければならず、このことが、ボイラ、焼却炉等の容積を増大させ、イニシャルコストを増大させるという問題があった。
【0004】
本発明は、上記従来の低NOxバーナの有する問題点に鑑み、火炎の長さを短くし、かつ、NOxの発生を抑制することができるようにした低NOxバーナを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の低NOxバーナは、燃焼筒の中心位置に、先端に燃料噴霧アトマイザを備えたアトマイザホルダ及び該アトマイザホルダを外嵌するように、燃焼筒内を流通する燃焼用空気の一部を取り入れる補助空気孔を開口した補助空気筒を設けるとともに、燃焼筒とアトマイザホルダの間の補助空気筒の先端位置に半径流型スワラを設けた低NOxバーナにおいて、半径流型スワラを、異径の円板形状をした前板と後板との間に、複数枚の羽根を配設して構成し、前板の外径を、燃焼筒の内径よりも小さく、かつ、後板の外径よりも大きくし、かつ前板の中心に開口する円孔の内径を、後板の中心に開口する円孔の内径以上とし、さらに、後板の外径を、補助空気筒の外径よりも大きくしたことを特徴とする。
【0006】
この低NOxバーナは、燃焼筒とアトマイザホルダの間の補助空気筒の先端位置に設けた半径流型スワラを介して導入される一次空気によって、強力な旋回渦が発生し、この旋回渦中に燃料が噴射されるために、火炎が形成される直前に燃料と空気との活発な混合が行われて噴霧された燃料粒子のガス化が促進されるとともに、燃焼空間内を放射状に拡がった乱れの激しい主流領域では、空気と燃料との混合が促進され、さらに、この領域で二次空気との混合が活発になり、これらの作用により、局所的な高温領域が形成されにくくなり、NOxが低減されるとともに、短炎化が実現され、また、補助空気筒を介して導入される必要最小限の補助空気によって、燃料噴霧アトマイザの冷却と、旋回渦による逆流を防ぐことができる。
【0007】
そして、半径流型スワラを、異径の円板形状をした前板と後板との間に、複数枚の羽根を配設して構成し、前板の外径を、燃焼筒の内径よりも小さく、かつ、後板の外径よりも大きくし、かつ前板の中心に開口する円孔の内径を、後板の中心に開口する円孔の内径以上とし、さらに、後板の外径を、補助空気筒の外径よりも大きくすることにより、一次空気と二次空気との最適な比率を決定することができ、また、下流側へ旋回渦を発生させながら、逆流を防ぐことができる。
【0008】
また、半径流型スワラの前板の外縁と、燃焼筒の内周面との間に形成される二次空気通路を、複数の分割板によって部分的に数箇所閉塞して、複数の二次空気孔を形成することができる。
【0009】
これにより、二次空気を分割して供給し、この作用によって濃淡燃焼が生じ、NOxの発生量を低減することができる。
【0010】
また、燃焼筒の先端開口部の内径が他の部分の内径よりも小さくなるように絞りを形成することができる。
【0011】
これにより、縮流させた二次空気を早い段階で衝突、混合させることで、一層の低NOx化及び短炎化を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の低NOxバーナの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1〜図4に、本発明の低NOxバーナの第1実施例を示す。
【0014】
この低NOxバーナは、円筒形あるいは多角形をなし、内部に燃焼用空気Bを流通するようにした燃焼筒1を備え、この燃焼筒1の先端開口部の中心位置に、アトマイザホルダ2を配設するとともに、アトマイザホルダ2の先端に燃料噴霧アトマイザ3を取り付ける。
【0015】
この燃焼筒1内には、その内部に燃焼用空気Bが供給され、先端開口部より空気を噴出するように構成されている。
【0016】
また、燃焼筒1の中心位置に設けられた燃料噴霧アトマイザ3は、後方より液体燃料が供給され、この燃料噴霧アトマイザ3によって微粒化し噴霧するように構成されている。
【0017】
そして、アトマイザホルダ2を外嵌するように、燃焼筒1内を流通する燃焼用空気Bの一部を取り入れる複数の補助空気孔5aを開口した補助空気筒5を設けるとともに、燃焼筒1とアトマイザホルダ2の間の補助空気筒5の先端位置に半径流型スワラ4を設けるようにする。
【0018】
また、アトマイザホルダ2の外周面に沿うようにして電極棒7を取り付けるとともに、この電極棒7の先端を、補助空気筒5の後面に形成した補助空気孔5aを介して、燃料噴霧アトマイザ3の先端に近接して設けるようにする。
【0019】
半径流型スワラ4は、異径の円板形状をした前板4aと後板4cとの間に、複数枚の羽根4bを、旋回空気通路が形成されるようにして構成される。
この場合、異径の円板形状をした前板4aと後板4cとの関係は、前板4aの外径をD1、燃焼筒1の内径をD、後板4cの外径をD3とすると、D>D1>D3の関係を満たすように、すなわち、前板4aの外径D1を、燃焼筒1の内径Dよりも小さく、後板4cの外径D3よりも大きくなるように設定する。
そして、前板4aの中心に開口する円孔内径をD2、後板4cの中心に開口する円孔内径をD4とすると、D2≧D4の関係を満たすように、前板4aの中心に開口する円孔内径D2を、後板4cの中心に開口する円孔内径D4よりも大径若しくは同径となるように設定する。
さらに、後板4cの外径D3を、補助空気筒5の外径D5よりも大きくなるように設定する。
【0020】
一方、前板4aと後板4cとの間に接合される複数枚の羽根4bは、図3に示すように、半径軸に対して角度θだけ傾斜して接合され、これにより、前板4aと後板4cとの間には、旋回空気通路4dを、羽根4b,4b間に形成するようにする。
【0021】
また、燃焼筒1内に配設した半径流型スワラ4の前板4aと燃焼筒1との間には、前板4aの外径D1と、燃焼筒1の内径Dとの異径差によりリング状の空間が形成され、この空間を二次空気通路6とする。
この場合、図2に示すように、リング状の二次空気通路6の周回方向に沿って、複数の分割板6bを配置し、これによって、リング状の二次空気通路6を、複数の分割板によって部分的に数箇所閉塞して、複数の二次空気孔6aを形成するようにする。
【0022】
次に、この低NOxバーナの作用について説明する。
送風機(図示省略)から供給される燃焼用空気Bは、燃焼筒1の後方より供給され、燃焼筒1内を流通し、燃焼筒内先端部分で燃焼用の一次空気B1、二次空気B2及び補助空気B0の3通りに分けられる。
すなわち、燃焼用空気Bの一部は、補助空気筒5の外周部又は後面に形成した補助空気孔5aより補助空気筒5内に吸引され、補助空気B0となり、補助空気筒5内を通過し、半径流型スワラ4の中心部に形成された開口、さらに旋回混合部8を経て、燃焼空間9に流入する。
また、他の一部の燃焼用空気Bは、半径流型スワラ4に形成された旋回空気通路4dを通過し、一次空気B1として、半径流型スワラ4の旋回混合部8を通過して、燃焼空間9に流入する。
さらに、残りの燃焼用空気Bは、半径流型スワラ4の外周部に形成された二次空気孔6aを通過して二次空気B2として燃焼室間9に流入する。
【0023】
このように、燃焼筒1内を流通する燃焼用空気Bは、補助空気B0、一次空気B1及び二次空気B3の3通りに分けられ、それぞれ異なる通路から燃焼筒1内の燃焼室間9に導入された後、燃料噴霧アトマイザ3により噴射される燃料の点火、燃焼を行う。
すなわち、アトマイザホルダ2を介して燃料噴霧アトマイザ3に供給された燃料は、燃料噴霧アトマイザ3の噴射孔から噴射され、補助空気B0とともに、旋回混合部8を通過して燃焼空間9内に流入する。そして、燃焼空間9に形成される火炎は、一次空気B1によって保炎され、さらに、二次空気B2によって燃焼空間9で完全燃焼が行われる。
【0024】
次に、半径流型スワラ4の作用について説明する。
燃焼用空気Bの一部は、半径流型スワラ4の旋回空気通路4dを通過し、一次空気B1としてさらに半径流型スワラ4内の旋回混合部8を通過して燃焼空間9に流入するが、一次空気B1は、外側から半径方向内側に向けて、角度θを有しながら流入するため、旋回混合部8内において、強力な旋回渦が発生する。
この旋回渦中に燃料が噴射されるために、火炎が形成される直前に燃料と空気との活発な混合が行われて噴射された燃料噴霧12のガス化が促進される。
さらに、一次空気B1による旋回渦は、燃焼空間内9の中心軸上に再循環領域10を形成し保炎される。
この再循環領域10の外周領域は、この旋回渦の作用によって形成された主流領域11であり、乱れの激しい領域であるが、燃料噴霧12の主流が再循環領域10内ではなく、ほとんどがこの乱れの激しい領域を通過するため、燃料と燃焼用空気との混合が活発になる。
さらに、この流れは、燃焼室間9内を放射状に拡がるため、その後の二次空気B2と衝突し混合が活発になる。
以上の作用により、局所的な高温領域が形成されにくくなり、NOxが低減されるとともに、短炎化が実現される。
【0025】
次に、半径流型スワラ4の寸法について説明する。
NOxを低減するためには、一次空気B1と二次空気B0との空気配分が重要であり、本実施例においては、他のバッフル型保炎器を使用したバーナと比較すると、一次空気B1の配分比率が大きくなっている。
半径流型スワラ4の前板4aの外径D1を、燃焼筒1の内径Dよりも小さく、後板4cの外径D3よりも大きく設定するのには次のような理由がある。
すなわち、仮にD=D1すると、二次空気通路6が確保されないことになり、二次空気が流れなくなる。二次空気は、噴霧燃焼によって必要であるため、D>D1とする必要がある。一次空気B1が旋回空気通路4dを通過するには、半径方向内側へ流れ方向を変える必要があるが、D1=D3とすると、ほとんどが二次空気B2となり、一次空気B1はほとんど流れなくなる。したがって、D1>D3とすることで、一次空気B1と二次空気B2との最適な比率が確保される。
【0026】
また、半径流型スワラ4の前板4aの中心に開口する円孔内径D2は、後板4cの中心に開口する円孔内径D4以上(D2≧D4)と設定するのには次のような理由がある。
すなわち、仮に、D2<D4とすると、一次空気B1が下流側だけでなく、上流側への噴出作用が大きくなる。したがって、D2≧D4とすることで、確実に下流側へ旋回渦を発生させ、極力、逆流を防ぐようにしている。
【0027】
次に補助空気筒5について説明する。
補助空気B0は、噴霧燃料アトマイザ3を冷却すると同時に、一次空気B1による逆流を防ぐために最小限の空気を流している。
すなわち、旋回流によって渦の中心部が負圧になるために、下流域の燃焼ガスを一部巻き込むが、この燃焼ガスが上流に巻き込まないようにするためである。
この補助空気B0は、補助空気筒5の外周及び後板に開口されている補助空気孔5aから導入され、この通過面積の大小によって通過量を決定している。
【0028】
次に複数の二次空気孔6a及び分割板6bについて説明する。
二次空気通路6を分割板6bで閉塞すると、二次空気が接触しやすい領域としにくい領域が燃焼空間9中に形成される。
このような分割型二次空気の作用によって濃淡燃焼が生じ、これによってNOxの発生量が低減する。上述した旋回空気は放射状に拡がる作用が大きいので、分割板6bに位置する下流部では、二次空気B2の流れがないために、下流から火炎を観察すると、あたかも火炎が分割しているかのように見える。
【0029】
次に、図5に、本発明の低NOxバーナの第2実施例を示す。
【0030】
この低NOxバーナは、燃焼筒1と半径流型スワラ4間に、分割板6bを配設することなく、燃焼筒1の先端部を縮径する絞り13を形成したもので、この点を除き、第1実施例の低NOxバーナと、構成を同一にするものである。
【0031】
そして、この低NOxバーナは、これにより、二次空気B2が、第1実施例の低NOxバーナとは異なり分割されず、半径流型スワラ4の周囲から一様に流入する。
そして、燃焼筒1の先端開口部の内径が、他の部分の内径よりも小さくなる絞り13が形成されているため、二次空気B2を縮流させることができ、これにより、燃焼空間9内を放射状に拡がる一次空気B1及び燃料と、この縮流させた二次空気B2を早い段階で衝突、混合させることができ、低NOx化及び短炎化を実現することができる。
【0032】
以上、本発明の低NOxバーナについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
例えば、上記実施例における燃料噴霧アトマイザ3は、石油等の液体燃料を噴射する圧力噴射弁であるが、石油等の燃料のほか、ガス燃料や予混合ガス等の燃料を噴射するものでもよく、また、蒸気や空気を噴霧媒体とする二流体噴射弁であってもよい。
また、同様に、燃料噴霧アトマイザ3は、単孔型のアトマイザについて述べたが、これに限定されず、多孔型のアトマイザを使用することもできる。これにより、濃淡燃焼が実現される可能性が高まり、NOx低減効果が上昇する効果が期待できる。
【0033】
【発明の効果】
本発明の低NOxバーナによれば、燃焼筒とアトマイザホルダの間の補助空気筒の先端位置に設けた半径流型スワラを介して導入される一次空気によって、強力な旋回渦が発生し、この旋回渦中に燃料が噴射されるために、火炎が形成される直前に燃料と空気との活発な混合が行われて噴霧された燃料粒子のガス化が促進されるとともに、燃焼空間内を放射状に拡がった乱れの激しい主流領域では、空気と燃料との混合が促進され、さらに、この領域で二次空気との混合が活発になり、これらの作用により、局所的な高温領域が形成されにくくなり、NOxが低減されるとともに、短炎化が実現され、また、補助空気筒を介して導入される必要最小限の補助空気によって、燃料噴霧アトマイザの冷却と、旋回渦による逆流を防ぐことができる。
これによって、燃焼室を含むボイラ、焼却炉等の容積を小さくすることができ、イニシャルコストを低廉にすることができる低NOxバーナを得ることができる。
【0034】
そして、半径流型スワラを、異径の円板形状をした前板と後板との間に、複数枚の羽根を配設して構成し、前板の外径を、燃焼筒の内径よりも小さく、かつ、後板の外径よりも大きくし、かつ前板の中心に開口する円孔の内径を、後板の中心に開口する円孔の内径以上とし、さらに、後板の外径を、補助空気筒の外径よりも大きくすることにより、一次空気と二次空気との最適な比率を決定することができ、また、下流側へ旋回渦を発生させながら、逆流を防ぐことができる。
【0035】
また、半径流型スワラの前板の外縁と、燃焼筒の内周面との間に形成される二次空気通路を、複数の分割板によって部分的に数箇所閉塞して、複数の二次空気孔を形成することにより、二次空気を分割して供給し、この作用によって濃淡燃焼が生じ、NOxの発生量を低減することができる。
【0036】
また、燃焼筒の先端開口部の内径が他の部分の内径よりも小さくなるように絞りを形成することにより、縮流させた二次空気を早い段階で衝突、混合させることで、一層の低NOx化及び短炎化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低NOxバーナの第1実施例を示す断面図である。
【図2】同側面図である。
【図3】図2のA−A線に沿う側面縦断面図である。
【図4】同低NOxバーナの燃料、空気流れの状態を示す説明図である。
【図5】本発明の低NOxバーナの第2実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼筒
2 アトマイザホルダ
3 燃料噴霧アトマイザ
4 半径流型スワラ
4a 前板
4b 羽根
4c 後板
4d 旋回空気通路
5 補助空気筒
5a 補助空気孔
6 二次空気通路
6a 二次空気孔
6b 分割板
7 電極棒
8 旋回混合部
9 燃焼空間
10 再循環領域
11 旋回流主流領域
12 燃料噴霧
13 絞り
B 燃焼用空気
B0 補助空気
B1 一次空気
B2 二次空気
D 燃焼筒の内径
D1 前板外径
D2 前板内径
D3 後板外径
D4 後板内径[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a low NOx burner, and more particularly to a low NOx burner capable of reducing nitrogen oxides (hereinafter referred to as “NOx”) generated during combustion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, air pollution has become a major social problem, and prevention thereof has been demanded by society.
Along with this, in particular, suppression of NOx generation is becoming an indispensable condition for burners mounted in boilers, incinerators, and the like.
In urban areas, NOx emission standards are 80 ppm or less for liquid fuels (O 2 = 0% converted value; the same applies hereinafter). However, in the near future, this standard value will become even more severe. It is getting.
On the other hand, in the field of marine equipment, NOx regulations for main marine diesel engines have been implemented from the viewpoint of marine pollution prevention, and similar measures have been taken for auxiliary equipment such as burners installed in boilers and incinerators. Is expected to be implemented.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a method of reducing the NOx value in the conventional burner, for example, a self-exhaust gas circulation system, a water / steam spray system, a two-stage combustion system, a rich-burn combustion system, a split flame system, a thin-film flame system, an external exhaust gas circulation system, etc. However, depending on these conventional burners, it is difficult to suppress NOx to 80 ppm or less even when a fuel with a low nitrogen content such as kerosene, light oil, or heavy fuel oil A is used as the fuel. there were.
In the case of the external exhaust gas circulation system, the amount of circulated exhaust gas is easily affected by the draft, and it is difficult to adjust the circulation rate. Therefore, the reliability of the NOx reduction rate is lacking, and the flame tends to be unstable due to the mixing of the exhaust gas. There was a problem that.
Further, as a side effect of these methods, there is a problem that the flame becomes longer and the combustion chamber must be enlarged, which increases the volume of a boiler, an incinerator and the like, and increases initial costs.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional low NOx burner, and has as its object to provide a low NOx burner capable of reducing the length of a flame and suppressing generation of NOx. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a low NOx burner according to the present invention is provided with an atomizer holder having a fuel spray atomizer at a tip thereof at a center position of the combustion cylinder, and a combustion flowing through the combustion cylinder so as to externally fit the atomizer holder. In a low NOx burner in which an auxiliary air cylinder having an auxiliary air hole for taking in a part of air for use is provided and a radial flow type swirler is provided at a tip position of the auxiliary air cylinder between the combustion cylinder and the atomizer holder, a radial flow type is provided. The swirler is configured by arranging a plurality of blades between a front plate and a rear plate having a disk shape of different diameters, the outer diameter of the front plate is smaller than the inner diameter of the combustion cylinder, and The outer diameter of the rear plate is larger than the inner diameter of the hole opening at the center of the front plate, and the inner diameter of the hole opening at the center of the rear plate is set to be equal to or larger than the inner diameter of the hole opening at the center of the rear plate. Is characterized in that it is larger than the outer diameter of .
[0006]
In this low NOx burner, a strong swirling vortex is generated by primary air introduced through a radial flow type swirler provided at a tip end of an auxiliary air cylinder between a combustion cylinder and an atomizer holder, and fuel is generated in the swirling vortex. As fuel is injected, active mixing of fuel and air is performed just before the flame is formed, which promotes gasification of the sprayed fuel particles and reduces the turbulence that spreads radially in the combustion space. In the violent mainstream region, the mixing of air and fuel is promoted, and further, the mixing with the secondary air is activated in this region. Due to these effects, a local high-temperature region is less likely to be formed, and NOx is reduced. At the same time, the flame is shortened, and the required minimum amount of auxiliary air introduced through the auxiliary air cylinder can cool the fuel spray atomizer and prevent backflow due to swirling vortex.
[0007]
The radial swirler is configured by arranging a plurality of blades between a front plate and a rear plate each having a disc shape having a different diameter, and the outer diameter of the front plate is determined by the inner diameter of the combustion cylinder. Is smaller than the outer diameter of the rear plate, and the inner diameter of the hole opening at the center of the front plate is equal to or larger than the inner diameter of the hole opening at the center of the rear plate. By making the diameter larger than the outside diameter of the auxiliary air cylinder, it is possible to determine the optimal ratio between primary air and secondary air, and to prevent backflow while generating swirling vortices downstream. Can be.
[0008]
Further, the secondary air passage formed between the outer edge of the front plate of the radial flow type swirler and the inner peripheral surface of the combustion cylinder is partially closed by a plurality of divided plates at a plurality of positions, and a plurality of secondary air passages are formed. Air holes can be formed.
[0009]
As a result, the secondary air is divided and supplied, and this action causes a lean combustion to reduce the generation amount of NOx.
[0010]
Further, the throttle can be formed such that the inner diameter of the opening at the tip end of the combustion cylinder is smaller than the inner diameter of the other portion.
[0011]
Thereby, the reduced secondary air can be collided and mixed at an early stage, thereby further reducing NOx and shortening the flame.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a low NOx burner according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0013]
1 to 4 show a first embodiment of a low NOx burner according to the present invention.
[0014]
This low NOx burner is provided with a
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
An
[0018]
The
[0019]
The
In this case, the relationship between the
When the inside diameter of the hole opening at the center of the
Further, the outer diameter D3 of the
[0020]
On the other hand, the plurality of
[0021]
Further, a difference between the outer diameter D1 of the
In this case, as shown in FIG. 2, a plurality of divided
[0022]
Next, the operation of the low NOx burner will be described.
Combustion air B supplied from a blower (not shown) is supplied from the rear of the
That is, a part of the combustion air B is sucked into the
Further, another part of the combustion air B passes through the swirling air passage 4d formed in the
Further, the remaining combustion air B flows through the
[0023]
As described above, the combustion air B flowing in the
That is, the fuel supplied to the
[0024]
Next, the operation of the
A part of the combustion air B passes through the swirling air passage 4d of the
Since fuel is injected during the swirling vortex, active mixing of fuel and air is performed immediately before the flame is formed, and gasification of the injected
Furthermore, the swirling vortex due to the primary air B1 forms a
The outer peripheral region of the
Further, since this flow radially spreads between the
By the above operation, a local high-temperature region is hardly formed, NOx is reduced, and flame shortening is realized.
[0025]
Next, the dimensions of the
In order to reduce NOx, the air distribution between the primary air B1 and the secondary air B0 is important. In this embodiment, the air distribution of the primary air B1 is smaller than that of a burner using another baffle type flame stabilizer. Allocation ratio is increasing.
The outer diameter D1 of the
That is, if D = D1, the
[0026]
The following is a method for setting the inner diameter D2 of the circular hole opening at the center of the
In other words, if D2 <D4, the primary air B1 has a greater effect of blowing not only downstream but also upstream. Therefore, by setting D2 ≧ D4, a swirling vortex is reliably generated on the downstream side, and a backflow is prevented as much as possible.
[0027]
Next, the
The auxiliary air B0 cools the atomized
That is, although the central part of the vortex becomes negative pressure due to the swirling flow, a part of the combustion gas in the downstream region is involved, but this combustion gas is prevented from being involved in the upstream.
The auxiliary air B0 is introduced from the
[0028]
Next, the plurality of
When the
The action of such divided secondary air causes a lean burn, thereby reducing the amount of NOx generated. Since the swirling air described above has a large effect of radially expanding, the downstream portion located at the dividing
[0029]
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the low NOx burner of the present invention.
[0030]
This low NOx burner has a
[0031]
In this low NOx burner, the secondary air B2 is not divided, unlike the low NOx burner of the first embodiment, and flows uniformly from around the
Since the
[0032]
As described above, the low NOx burner of the present invention has been described based on a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration may be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. It can be changed.
For example, the
Similarly, the
[0033]
【The invention's effect】
According to the low NOx burner of the present invention, a strong swirling vortex is generated by the primary air introduced through the radial swirler provided at the distal end of the auxiliary air cylinder between the combustion cylinder and the atomizer holder. Because fuel is injected into the swirling vortex, active mixing of fuel and air is performed just before the flame is formed, which promotes gasification of the sprayed fuel particles and radially in the combustion space. In the turbulent mainstream region that spreads, the mixing of air and fuel is promoted, and furthermore, the mixing with secondary air becomes active in this region, and these effects make it difficult for local high-temperature regions to be formed. , NOx is reduced, flame shortening is realized, and cooling of the fuel spray atomizer and backflow due to swirling vortex can be prevented by the minimum necessary auxiliary air introduced through the auxiliary air cylinder.
Thereby, the volume of the boiler including the combustion chamber, the incinerator and the like can be reduced, and a low NOx burner that can reduce the initial cost can be obtained.
[0034]
The radial swirler is configured by arranging a plurality of blades between a front plate and a rear plate each having a disc shape having a different diameter, and the outer diameter of the front plate is determined by the inner diameter of the combustion cylinder. Is smaller than the outer diameter of the rear plate, and the inner diameter of the hole opening at the center of the front plate is equal to or larger than the inner diameter of the hole opening at the center of the rear plate. By making the diameter larger than the outside diameter of the auxiliary air cylinder, it is possible to determine the optimal ratio between primary air and secondary air, and to prevent backflow while generating swirling vortices downstream. Can be.
[0035]
Further, the secondary air passage formed between the outer edge of the front plate of the radial flow type swirler and the inner peripheral surface of the combustion cylinder is partially closed by a plurality of divided plates at a plurality of positions, and a plurality of secondary air passages are formed. By forming the air holes, the secondary air is supplied in a divided manner, and this action causes a lean combustion to reduce the amount of generated NOx.
[0036]
Further, by forming a throttle so that the inner diameter of the front end opening of the combustion cylinder is smaller than the inner diameter of the other portion, the reduced-flow secondary air is collided and mixed at an early stage, thereby further lowering the flow. NOx and flame reduction can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a low NOx burner according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the same.
FIG. 3 is a side longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of fuel and air flow of the low NOx burner.
FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the low NOx burner of the present invention.
[Explanation of symbols]
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