Composite gas burner structure
专利汇可以提供Composite gas burner structure专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To provide a composite gas burner structure capable of stable combustion, of preventing production of any dust, and of reduction of fuel cost, and further of improvements of combustion efficiency and environmental condition.
CONSTITUTION: A high calorie gas burner 18 is disposed on the outer periphery of a low heat value gas burner 8, and a gas collision plate 21 is provided in the vicinity of the high heat value gas burner 18, whereby a mixture ratio is improved and a flame holding region is widened.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Composite gas burner structure专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に設けられた複合ガスバーナ構造に係り、特に高炉などから副生する低カロリーガスと、天然ガスなどの高カロリーガスとを、同軸上で燃焼させるのに好適な複合ガスバーナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油の埋蔵量の将来の枯渇の懸念や、産地の政情の不安定さ、さらには環境規制の問題などから、従来から製鉄所内などで発生する高炉ガス、転炉ガス及びコークス炉ガスなどの副生ガスを主燃料として、
製鉄所内の自家発電用ボイラを運転していた。 また副生ガスの不足分や、安定用バーナまたは副生ガスがないときのバックアップ燃料として、従来使用してきた重油の代りに、液化天然ガス（ＬＮＧ）を使用するケースが増加しつつある。
【０００３】図５〜図７に上述したような副生ガスをボイラ燃料として使用する場合の従来のバーナ構造を示す。 副生ガスとして例えば高炉ガス（ＢＦＧ）は、その成分がＮ 2が５２〜５６％、Ｈ 2が２．５〜４％、ＣＯが２１〜２３％、ＣＯ 2が１７〜２０％であり、発熱量が６００〜１１００ＫＣａｌ／ｍ 3 Ｎと、重油や天然ガスの発熱量の１／１０またはそれ以下である。 このため、
安定用バーナなしでは自燃することが困難であり、低流速でバーナから噴出させて拡散燃焼させるような設計思想が採り入れられている。 しかも発熱量が少ないため極めて大量の燃料を供給する必要がある。 従って図５〜図７に示すように、高炉ガスバーナ（低カロリーガスバーナ）８は、バーナ中心を軸とした大型円筒形となっておりＢＦＧは供給口７から１５〜２５ｍ／ｓという低流速でバーナ内に供給される。 さらにＢＦＧは若干の旋回を与えられながら高炉ガスバーナ８の先端部から火炉１へ供給され、保炎が維持されるようになっている。
【０００４】図５は高炉ガスバーナ８の中心軸上に重油バーナ（高カロリーガスバーナ）９が装着されたものであり、重油バーナ９の先端にはバーナインペラ１３が設けられている。 また重油バーナ９は抜差装置１６を介して高炉ガスバーナ８に着脱可能となっており、重油バーナ９の基端から重油１０が供給される。 さらに高炉ガスバーナ８の先端はウィンドボックス３のケーシング６内に挿入されており、エアレジスタ４を経由して燃焼用空気５がバーナスロート２に向って供給される。
【０００５】図６は重油バーナ９の外周に同心上にコークス炉ガスバーナ１２を設けたものであり、コークス炉ガス（ＣＯＧ）１１はコークス炉ガスバーナ１２の基端から供給され、先端のＣＯＧ噴出ノズル１９から噴出する。 ＣＯＧ１１は４５００ＫＣａｌ／ｍ 3 Ｎ程度の発熱量を有しており、ＢＦＧ７を消火したときや、ＢＦＧ７
と同時に燃焼させる。 ＣＯＧ１１を用いるとカロリーが高いため燃焼の継続が可能となり、ガスの噴出速度も速くすることができる。 ＣＯＧ噴出ノズル１９を放射状に設けることにより、ＣＯＧ噴出ノズル１９の下流側にＣ
ＯＧ巻返し流２０を発生させて、保炎が行なえるようにしている。
【０００６】図７は図６に示すコークス炉ガスバーナ１
２と重油バーナ９との間に転炉ガスバーナ１５を同軸上に設けたものである。
【０００７】図８にＬＮＧと重油とを混焼するバーナの一例の構成を示す。 発熱量１００００〜１１０００ＫＣ
ａｌ／ｍ 3 Ｎを有するＬＮＧは、ガスリング１７からガス供給管２２を経由してＬＮＧバーナ１８から、１５０
〜３００ｍ／ｓの速度で噴出される。 噴出したＬＮＧの一部の１５〜４０％をバーナインペラ１３へ導いて保炎するとともに、６０〜８５％のＬＮＧを燃焼用空気５とよく混合させ、煤や一酸化酸素の発生を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のように高炉やコークス炉から派生するＢＦＧやＣＯＧなどの低カロリー燃料の供給を、各バーナの入口弁を閉じて止め、ＬＮＧバーナを点火したとすると、バーナ中心部近傍には燃料ノズルがあり、燃焼用空気を供給してもそのほとんどが到達しない。 このためＬＮＧは高温で熱分解し、遊離した炭素によって煤が発生するという問題があった。
【０００９】また低カロリーガスの燃焼性を阻害することなくＬＮＧ火炎の保炎を行なうために、高炉ガスバーナの内側に保炎板を設置することは困難である。 このためＬＮＧ火炎が吹き飛び、失火が発生する危険性が大きいという問題もあった。
【００１０】本発明は、安定した燃焼が可能で媒塵などの発生を防止することができ、燃料コストの低減、燃焼効率の改善及び環境の改善を図ることのできる複合ガスバーナ構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するため、本発明に係る複合ガスバーナ構造は、低カロリーガスバーナと高カロリーガスバーナとを同軸上に配設した複合ガスバーナ構造において、低カロリーガスバーナの外周に複数の高カロリーガスバーナを配設するとともに、それぞれの高カロリーガスバーナの近傍に、それぞれＬ型断面形状を有するガス衝突板を設けた構成とする。
【００１２】そしてガス衝突板は、高カロリーガスバーナから噴出するガスのうち１５〜５０％のガスを衝突させ保炎用ガスを形成させる位置に設けられている構成でもよい。
【００１３】また高カロリーガスバーナは、噴出するガスのうち１５〜５０％のガスを保炎用ガスとし、該保炎ガスの噴出方向を燃焼用空気の旋回流と同一方向そして／または逆方向の組合せとする構成でもよい。
【００１４】
【作用】本発明によれば、Ｌ型断面形状を有するガス衝突板の底部へ高カロリーガスバーナの先端から噴出したガスの約１５〜３０％を衝突させる。 そして衝突した高カロリーガスとガス衝突板の下流に生じる燃焼用空気の渦流との混合気で保炎域を作る。 さらに残りの高カロリーガスは燃焼用空気との混合が達成できるように、バーナ軸芯に対して傾斜した角度で火炉へ向って噴出させる。 このようにして広い保炎域が得られ、しかも燃焼用空気が十分にノズル先端に到達して、安定した燃焼を行なうことができる。
【００１５】
【実施例】本発明の複合ガスバーナ構造の一実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１６】図１〜図４に本発明の一実施例の構成を示す。 これらの図において、図５〜図８に示す従来例の部分に対応する部分には同一の符号を付して示し、その説明は適宜省略する。 本実施例ではＢＦＧバーナ（高炉ガスバーナ）８とＬＮＧバーナ１８とを複合した複合ガスバーナについて説明する。 本実施例の特徴はＢＦＧバーナ（低カロリーガスバーナ）８の外周上に複数本、例えば６本のＬＮＧバーナ（高カロリーガスバーナ）１８を同軸上に配設し、ＢＦＧバーナ８の先端部に軸方向に平行な底板と直角な垂直板とからなるＬ型断面形状を有するガス衝突板２１を、ＬＮＧバーナ１８の数にリンクさせて取り付けた点にあり、その他の部分の構造は図８に示す従来例とほぼ同様である。
【００１７】次に図１〜図４を参照して本実施例の作用を説明する。 ＬＮＧ燃焼時にはＢＦＧバーナ８内に燃焼用空気が少なく、煙を出すおそれがあるため、燃料噴出ノズルから燃焼用空気流路であるスロート２に向う噴出角度が決められる。 すなわち図４に示すように、ＬＮＧ
バーナ１８から噴出するＬＮＧの約７０〜８５％を負荷用ガス２４とし、ＬＮＧバーナ１８の軸芯に対する角度α 1 〜α 2を３０〜５０度として、火炉１の方向へ向って噴出させる。 この結果燃料と空気との混合比が改善でき、ＬＮＧが高温で輝炎化することを防止し、熱分解によって炭素が遊離してすすが発生することを防止できる。
【００１８】またＬＮＧバーナ１８のノズルから噴出する残りの約１５〜３０％を保炎用ガス２３とし、ガス衝突板２１の底板部へ衝突させる。 衝突した保炎用ガス２
３と燃焼用空気５とは、ガス衝突板２１の垂直板の下流で混合されて渦流となり、ＬＮＧ保炎域を形成する。 このとき保炎域を広く確保するため、保炎用ガス２３の噴出方向を燃焼用空気の噴出方向に対し、同一方向旋回とするか、同一方向及び逆方向の両方の組合せとする。
【００１９】上記実施例出はＢＦＧバーナ８とＬＮＧバーナ１８とを複合した複合ガスバーナについて説明したが、他の高カロリーガスバーナと低カロリーガスバーナとを複合した複合ガスバーナについても応用することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の複合ガスバーナ構造によれば、
低カロリーガスバーナの外周に高カロリーガスバーナを配設し、高カロリーガスバーナのガス噴出口の近傍にガス衝突板を設けたため、燃料と空気の混合比が改善され、炭素が遊離してすすが発生することなどを防止でき、環境の改善を図ることができる。 また、高カロリーガスバーナから噴出するガスの一部をガス衝突板に衝突させるようにしたため、保炎域を広く形成することができて安定した燃焼を図ることができ、燃焼コストの低減と燃焼効率の向上とが達成できる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の要部を示す拡大図である。
【図４】図１のガス衝突板の作用を説明する部分拡大断面図である。
【図５】従来の重油バーナとＢＦＧバーナとの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
【図６】従来の重油バーナ、ＢＦＧバーナ及びＣＯＧバーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
【図７】従来の重油バーナ、ＢＦＧバーナ、ＬＮＧバーナ及びＣＯＧバーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
【図８】従来の重油バーナとＬＮＧバーナとの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
５ 燃焼用空気 ８ 高炉ガスバーナ（低カロリーガスバーナ） １８ ＬＮＧバーナ（高カロリーガスバーナ） ２１ ガス衝突板
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