專利名稱：：擴(kuò)散燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種擴(kuò)散燃燒裝置。
背景技術(shù)：
：專利文獻(xiàn)1中披露了一種擴(kuò)散燃燒裝置，其是在向燃燒室內(nèi)直接噴射燃料和空氣并使之燃燒的擴(kuò)散燃燒裝置中，向朝著主燃燒室開口并設(shè)有導(dǎo)燃燒嘴(pilotburner)的一次燃燒室直接噴射燃料和一次空氣，從一次燃燒室附近向主燃燒室噴射二次空氣。此外，專利文獻(xiàn)2中披露了一種擴(kuò)散燃燒裝置，其二次空氣的供給路與排氣氣體的排出路交替工作(alternatingoperation)，并分別配設(shè)有蓄熱體。上述蓄熱交替式(regenerativetype)的擴(kuò)散燃燒裝置對(duì)氣體作為燃料具有實(shí)用性，但對(duì)液體燃料仍不實(shí)用。特別地，燃燒容量大的燃燒裝置在以重油作為燃料的使用上需求很大。但是，液體燃料時(shí)需要使被噴出的燃料暫時(shí)汽化，因此，特別是在低溫時(shí)，液體材料會(huì)發(fā)生點(diǎn)火遲緩和急速燃燒，并發(fā)生不完全燃燒和碳在爐壁(furnacewall)(特別是一次燃燒室內(nèi)壁)上附著等不良情況。專利文獻(xiàn)1:日本專利特公平8-26970號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2007-24335號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本發(fā)明以提供一種能使用液體燃料的擴(kuò)散燃燒裝置作為課題。為解決上述課題，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置具有一次燃燒室，其向主燃燒室開口；導(dǎo)燃燒嘴，其設(shè)于上述一次燃燒室；燃料噴嘴，其向上述一次燃燒室噴射燃料；一次空氣供給路，其在上述燃料噴嘴的周圍沿上述燃料噴嘴供給一次空氣；二次空氣供給路，其從上述一次燃燒室的附近向上述主燃燒室內(nèi)噴射二次空氣；一次空氣比調(diào)節(jié)裝置，其將上述一次空氣相對(duì)于上述一次空氣和二次空氣的總量的比例、即一次空氣比在上述主燃燒室的溫度較低時(shí)調(diào)高，在上述主燃燒室的溫度較高時(shí)調(diào)低。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在低溫時(shí)調(diào)高一次空氣比，將被噴出的燃料用一次空氣圍起，從而防止燃燒不完全的燃料附著在爐壁上，特別是防止在一次燃燒室的內(nèi)壁上附著碳。此外，在燃料容易汽化和容易燃燒的高溫時(shí)，調(diào)低一次空氣比，從而能減少N0X。此外，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置若還具有使上述一次空氣在上述燃料噴嘴周圍回旋的氣流回旋裝置，則回旋氣流會(huì)成為氣簾(aircurtain)而將燃料包入，因此能提高防止碳在上述一次燃燒室的內(nèi)壁上附著的效果。此外，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置中，若將上述主燃燒室的溫度較低時(shí)的上述一次空氣比設(shè)為5%以上，較為理想的是設(shè)為10%以上，則能有效地防止碳在上述一次燃燒室的內(nèi)壁上附著。此外，通過將上述一次空氣比設(shè)為40X以下，能將N0J勺產(chǎn)生抑制在與工業(yè)爐相關(guān)的法令的規(guī)定范圍內(nèi)。此外，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置中，若上述主燃燒室的較溫度高時(shí)的上述一次空氣3比為10%以下，則能得到充分的N0X抑制效果。此外，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置中，若為了交替地兼用作燃燒氣體的排氣用的流路而設(shè)置多個(gè)上述二次空氣供給路，并分別通過蓄熱體向上述二次空氣供給路導(dǎo)入上述二次空氣，則能通過在蓄熱體中從排氣氣體回收的熱量將上述二次空氣預(yù)熱，因此能提高熱效率。而且，上述主燃燒室的溫度較高時(shí)，由于調(diào)低上述一次空氣比來提高二次空氣的比率，因此能進(jìn)一步提高熱效率。如上所述，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置中，主燃燒室的溫度較低時(shí)，通過調(diào)高一次空氣比，一次空氣成為氣簾，能防止被噴出的燃料附著在一次燃燒室的內(nèi)壁上，而主燃燒室溫度較高時(shí)，調(diào)低一次空氣比來抑制NOx，并提高蓄熱體的熱回收效率。圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的擴(kuò)散燃燒裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示圖1的擴(kuò)散燃燒裝置中一次空氣比與NO,濃度之間的關(guān)系的曲線圖。(符號(hào)說明)1擴(kuò)散燃燒裝置2主燃燒室3爐壁4—次燃燒室5導(dǎo)燃燒嘴6燃料噴嘴7—次空氣供給路8二次空氣供給路9蓄熱體10蓄熱器11回旋翼(氣流回旋裝置)12鼓風(fēng)機(jī)13主供給風(fēng)門14增量供給風(fēng)門15溫度檢測(cè)器具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l表示本發(fā)明一實(shí)施方式的擴(kuò)散燃燒裝置1。擴(kuò)散燃燒裝置1形成于劃定主燃燒室2的爐壁3。擴(kuò)散燃燒裝置1具有一次燃燒室4，其由在爐壁3上形成為在主燃燒室2上開口的凹部形成；導(dǎo)燃燒嘴5，其在一次燃燒室4內(nèi)形成作為點(diǎn)火源的火焰；燃料噴嘴6，其通過一次燃燒室4向主燃燒室2內(nèi)噴射燃料；一次空氣供給路7，其由嵌裝于燃料噴嘴6的外側(cè)的管形成，并在燃料噴嘴6的周圍供給一次空氣；多個(gè)二次空氣供給路8(僅圖示一個(gè))，其能從一次燃燒室4附近向主燃燒室2內(nèi)噴射二次空氣；多個(gè)蓄熱器10(僅圖示一個(gè))，其分別有蓄熱體9，與二次空氣供給路8連通，并能通過蓄熱體9向二次空氣供給路8供給二次空氣?！獋€(gè)二次空氣供給路8和一個(gè)蓄熱器10為一套，按順序至少有一套作為二次空氣的吸氣路使用，同時(shí)其他至少有一套作為燃燒排氣的排氣路使用。蓄熱體9作為排氣路使用時(shí)，起到回收燃燒排氣的熱能的作用，作為二次空氣的吸氣路使用時(shí)，起到預(yù)熱二次空氣的作用。本實(shí)施方式中，對(duì)燃料噴嘴6供給液體燃料(例如重油)和用于噴灑液體燃料的噴霧空氣，但也可以不使用噴霧空氣而將液體燃料高壓噴出。此外，一次空氣供給路7包括用于使一次空氣在燃料噴嘴6周圍回旋的回旋翼11。擴(kuò)散燃燒裝置1中，通過鼓風(fēng)機(jī)12供給根據(jù)從燃料噴嘴6噴射的燃料量實(shí)現(xiàn)最合適的空氣燃料比的流量的燃燒用空氣，并分配給一次空氣供給路7和蓄熱室10。在供給一次空氣的流路中，并排設(shè)置有主供給風(fēng)門(damper)13和增量供給風(fēng)門14。擴(kuò)散燃燒裝置1中，設(shè)計(jì)為若只開放主供給風(fēng)門13，則將燃燒用空氣總量的5%作為一次空氣導(dǎo)入一次空氣供給路7，若同時(shí)開放主供給風(fēng)門13和增量供給風(fēng)門14，則將燃燒用空氣總量的10%作為一次空氣導(dǎo)入一次空氣供給路7。此外，擴(kuò)散燃燒裝置1具有測(cè)定主燃燒室2內(nèi)的溫度的溫度檢測(cè)器15，在燃燒進(jìn)行中，溫度檢測(cè)器15的檢測(cè)溫度為規(guī)定的設(shè)定值、例如800°C以上時(shí)，將增量供給風(fēng)門14封閉。換言之，擴(kuò)散燃燒裝置l中，將一次空氣相對(duì)于一次空氣和二次空氣的總量的比例、即一次空氣比在主燃燒室2的溫度為不足80(TC的低溫時(shí)設(shè)定為較高的10%，而在主燃燒室2的溫度為800°C以上時(shí)則設(shè)定為較低的5%(—次空氣比調(diào)節(jié)裝置)。圖2中表示的是擴(kuò)散燃燒裝置1的一次空氣比與燃燒排氣中的NOj農(nóng)度間的關(guān)系。如圖所示，一次空氣比越高則NOj農(nóng)度越高，這種關(guān)系在使用液體燃料的燃燒裝置中為一般所知。而且，若一次空氣比超過40X，則N0j農(nóng)度會(huì)急劇增加。此外，一般排氣氣體中的N0j農(nóng)度為法令所限制。例如，日本的法令中，對(duì)于工業(yè)爐，換算成氧濃度11%的值的上限為120150卯m，因此，作為工業(yè)爐的產(chǎn)品規(guī)格，以100ppm左右為上限較為合適。因此，本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置1中一次空氣比應(yīng)該在40%以下。此外，若一次空氣比為10%以下，則能充分降低排氣氣體中的N0X濃度，從N0X濃度來看是非常安全的。接著，表1中表示的是在常溫下確認(rèn)由于一次空氣比的不同而導(dǎo)致的擴(kuò)散燃燒裝置1的一次燃燒室4的內(nèi)壁上的碳附著狀態(tài)的變化的結(jié)果。表中，一次燃燒室4的內(nèi)壁上明顯附著有碳時(shí)用X表示，能確認(rèn)稍有發(fā)黑時(shí)用A表示，完全沒有污跡時(shí)用O表示。另外，為了本實(shí)驗(yàn)，主供給風(fēng)門13和增量供給風(fēng)門14適當(dāng)更換成適當(dāng)?shù)娜萘?。?<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>像上面那樣，擴(kuò)散燃燒裝置1中，在常溫下若一次空氣比為10%以上，則不會(huì)產(chǎn)生碳，能得到良好的燃燒狀態(tài)。此外，即使一次空氣比不足10%，根據(jù)主燃燒室2內(nèi)的溫度和外部氣體(燃燒用空氣)的溫度情況也能得到良好的燃燒，若一次空氣比為5%以上，則確認(rèn)能防止明顯產(chǎn)生黑煙等的不完全燃燒。因此，擴(kuò)散燃燒裝置l中，在常溫時(shí)，若一次空氣比為5%以上、40%以下，則無論在法令上還是在不完全燃燒上都不會(huì)存在問題。而且，表2表示的是主燃燒室2的溫度為80(TC時(shí)由于一次空氣比的不同而導(dǎo)致的碳附著狀態(tài)的變化。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>像上面那樣，擴(kuò)散燃燒裝置1中，在主燃燒室2的溫度較高時(shí)，即使將一次空氣比降低到5%也不會(huì)發(fā)現(xiàn)碳的產(chǎn)生?？紤]到以上的燃燒條件，擴(kuò)散燃燒裝置1中，為了能盡可能地降低NO,濃度并得到理想的燃燒，如先前說明，將一次空氣比在低溫時(shí)設(shè)為10%，在高溫時(shí)設(shè)為5%。藉此，即使擴(kuò)散燃燒裝置1使用液體燃燒，也不會(huì)發(fā)生冒煙和碳在爐壁上附著，能得到良好的燃燒，能將NO,的產(chǎn)生控制在最低限度。這是因?yàn)橥ㄟ^將低溫時(shí)大量產(chǎn)生的未燃燒的燃料及其不完全燃燒物(CO)在一次燃燒室4內(nèi)部用一次空氣包入并向主燃燒室2內(nèi)形成的火焰內(nèi)部導(dǎo)入，能防止其在爐壁3的內(nèi)表面、尤其是一次燃燒室4的內(nèi)表面上以碳的形式附著或成為燃燒排氣氣體中的煙。為了帶來上述氣簾的效果，本發(fā)明中，特別是在低溫時(shí)，有效的是通過本實(shí)施方式的回旋翼11等使一次燃燒空氣在燃料噴嘴6的周圍回旋地供給。此外，降低一次空氣比可提高通過蓄熱體9供給的二次空氣相對(duì)于燃燒用空氣總量的比率。因此，盡可能地降低一次空氣比還能提高熱效率。例如，若一次空氣比為40%以下，則擴(kuò)散燃燒裝置1將比包括同流換熱器(recuperator)的燃燒器(burner)等有優(yōu)勢(shì)，能得到作為蓄熱式燃燒器裝置的高熱效率。另外，擴(kuò)散燃燒裝置1中，也可將燃料噴嘴6或是其前端管頭更換為適合于LNG等氣體燃料的裝置，以便能使用氣體燃料。此外，上述實(shí)施方式中，根據(jù)主燃燒室2的溫度是否為80(TC以上將一次空氣比設(shè)定為5%和10%，但也可以使用能調(diào)節(jié)開度的風(fēng)門，隨著主燃燒室2的溫度上升慢慢地提升一次空氣比。另外，上述實(shí)施方式中，調(diào)整一次空氣比時(shí)的主燃燒室2的溫度的閾值為800°C，但上述溫度設(shè)定值也可以為通常被噴出的液體燃料自燃的溫度。而且，上述實(shí)施方式中，一次空氣比在低溫時(shí)設(shè)定為10%，高溫時(shí)設(shè)定為5%，但這是一例，其他實(shí)施方式中，根據(jù)其燃燒裝置，最適合的一次空氣比可能不同。因此，本發(fā)明意在將高溫時(shí)的一次空氣比設(shè)為比低溫時(shí)的一次空氣比低的值，其值也可以與上述實(shí)施方式不同。權(quán)利要求一種擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，具有一次燃燒室，該一次燃燒室向主燃燒室開口；導(dǎo)燃燒嘴，該導(dǎo)燃燒嘴設(shè)于所述一次燃燒室；燃料噴嘴，該燃料噴嘴向所述一次燃燒室噴射燃料；一次空氣供給路，該一次空氣供給路在所述燃料噴嘴的周圍沿所述燃料噴嘴供給一次空氣；二次空氣供給路，該二次空氣供給路從所述一次燃燒室的附近向所述主燃燒室內(nèi)噴射二次空氣；以及一次空氣比調(diào)節(jié)裝置，該一次空氣比調(diào)節(jié)裝置將所述一次空氣相對(duì)于所述一次空氣和所述二次空氣的總量的比例、即一次空氣比在所述主燃燒室的溫度較低時(shí)調(diào)高，而在所述主燃燒室的溫度較高時(shí)調(diào)低。2.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，還具有氣流回旋裝置，該氣流回旋裝置使所述一次空氣在所述燃料噴嘴的周圍回旋。3.如權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，所述主燃燒室的溫度較低時(shí)的所述一次空氣比為5%以上、40%以下。4.如權(quán)利要求3所述的擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，所述主燃燒室的溫度較低時(shí)的所述一次空氣比為10%以上。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，所述主燃燒室的溫度較高時(shí)的所述一次空氣比為10%以下。6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的擴(kuò)散燃燒裝置，其特征在于，為了交替地兼用作燃燒氣體的排氣用的流路而設(shè)置有多個(gè)所述二次空氣供給路，并且分別通過蓄熱體向所述二次空氣供給路導(dǎo)入所述二次空氣。全文摘要本發(fā)明提供一種能使用液體燃料的擴(kuò)散燃燒裝置。本發(fā)明的擴(kuò)散燃燒裝置(1)具有一次燃燒室(4)，其向主燃燒室(2)開口；導(dǎo)燃燒嘴(5)，其設(shè)于一次燃燒室(4)；燃料噴嘴(6)，其向一次燃燒室(4)噴射燃料；一次空氣供給路(7)，其在燃料噴嘴(6)的周圍沿燃料噴嘴(6)供給一次空氣；以及二次空氣供給路(8)，其從一次燃燒室(4)附近向主燃燒室(2)內(nèi)噴射二次空氣，在上述擴(kuò)散燃燒裝置(1)上設(shè)有一次空氣比調(diào)節(jié)裝置，其將一次空氣相對(duì)于一次空氣和二次空氣的總量的比例、即一次空氣比在主燃燒室的溫度較低時(shí)調(diào)高，在主燃燒室的溫度較低時(shí)調(diào)低。文檔編號(hào)F23L1/00GK101749701SQ20091022498公開日2010年6月23日申請(qǐng)日期2009年11月23日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者河本祐作申請(qǐng)人:中外爐工業(yè)株式會(huì)社