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公開番号2025097455
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213662
出願日2023-12-19
発明の名称バーナーの燃焼制御方法及びバーナー設備
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F23N 1/02 20060101AFI20250624BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】NOx及びすすの発生を抑制できるバーナーの燃焼制御方法を提供する。
【解決手段】ガスノズルから供給される燃焼ガスと1次混合空気口から供給される1次混合空気とを混合して燃焼させる1次燃焼工程と、1次燃焼工程後の燃焼ガスと2次混合空気口から供給される2次混合空気とを混合して燃焼させる2次燃焼工程と、を有するバーナーの燃焼制御方法であって、1次燃焼工程より前にガスノズル内の燃焼ガスの流速に応じて燃焼ガスに予混合空気を混合する予混合空気混合工程を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスノズルから供給される燃焼ガスと１次混合空気口から供給される１次混合空気とを混合して燃焼させる１次燃焼工程と、
前記１次燃焼工程後の燃焼ガスと２次混合空気口から供給される２次混合空気とを混合して燃焼させる２次燃焼工程と、を有するバーナーの燃焼制御方法であって、
前記１次燃焼工程より前に前記ガスノズル内の前記燃焼ガスの流速に応じて前記燃焼ガスに予混合空気を混合する予混合空気混合工程を有する、バーナーの燃焼制御方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記予混合空気混合工程では、前記燃焼ガスの流速が予め定められる閾値以下の場合には前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合し、前記燃焼ガスの流速が前記閾値を超えている場合には前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合しない、請求項１に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項３】
前記予混合空気混合工程では、予混合空気率が６０％以上７０％以下の範囲内になるように前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合する、請求項１又は請求項２に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項４】
前記予混合空気混合工程では、１次混合空気口よりも上流側、かつ前記ガスノズルの先端から１０００ｍｍ以下となる範囲内の位置で前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合する、請求項１又は請求項２に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項５】
前記予混合空気混合工程では、１次混合空気口よりも上流側、かつ前記ガスノズルの先端から１０００ｍｍ以下となる範囲内の位置で前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合する、請求項３に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項６】
前記１次混合空気及び前記２次混合空気との体積割合を２０：８０～４０：６０の範囲内にする、請求項１又は請求項２に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項７】
前記１次混合空気及び前記２次混合空気との体積割合を２０：８０～４０：６０の範囲内にする、請求項３に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項８】
前記１次混合空気及び前記２次混合空気との体積割合を２０：８０～４０：６０の範囲内にする、請求項４に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項９】
前記１次混合空気及び前記２次混合空気との体積割合を２０：８０～４０：６０の範囲内にする、請求項５に記載のバーナーの燃焼制御方法。
【請求項１０】
燃焼ガスを供給するガスノズルと、前記燃焼ガスに混合する混合空気が導入される混合空気導入口と、１次燃焼室に１次混合空気を供給する１次混合空気口と、前記１次燃焼室で燃焼された燃焼ガスを燃焼させる２次燃焼室に２次混合空気を供給する２次混合空気口とを有するバーナーと、
前記ガスノズルに予混合空気を供給する予混合空気供給装置と、
前記燃焼ガスの流量を測定する流量計と、
前記流量計で測定される前記燃焼ガスの流量に基づいて前記予混合空気供給装置による前記予混合空気の供給を制御する制御装置と、
を有する、バーナー設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼によるＮＯｘ及びすすの発生を抑制できるバーナーの燃焼制御方法及びバーナー設備に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
燃焼ガスを使用した厚鋼板の焼き入れに用いる熱処理炉等において、バーナーを用いた燃焼装置が使用されている。これらの燃焼装置においては、環境負荷低減のため、混合空気を２段階に分けて燃焼ガスに混合する２段燃焼方式のバーナーが用いられる。
【０００３】
しかしながら、２段燃焼方式のバーナーを用いる場合、一般的に使用される都市ガス等の天然ガスは燃焼範囲が狭く、不安定な燃焼や失火、ＮＯｘ及びすすの増大など様々な燃焼現象の不具合が発生する。この問題を解決する技術として、特許文献１には、１次混合空気と２次混合空気の供給割合を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１８３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術によれば、１次混合空気と２次混合空気の供給割合を制御することにより燃焼を安定させることができる。しかしながら、この場合であっても、ＮＯｘやすすの発生を抑制するという観点では依然改善の余地があった。本発明はこのような従来技術を鑑みてなされた発明であり、その目的は、ＮＯｘ及びすすの発生を抑制できるバーナーの燃焼制御方法及びバーナー設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ガスノズルから供給される燃焼ガスと１次混合空気口から供給される１次混合空気とを混合して燃焼させる１次燃焼工程と、前記１次燃焼工程後の燃焼ガスと２次混合空気口から供給される２次混合空気とを混合して燃焼させる２次燃焼工程と、を有するバーナーの燃焼制御方法であって、前記１次燃焼工程より前に前記ガスノズル内の前記燃焼ガスの流速に応じて前記燃焼ガスに予混合空気を混合する予混合空気混合工程を有する、バーナーの燃焼制御方法。
［２］前記予混合空気混合工程では、前記燃焼ガスの流速が予め定められる閾値以下の場合には前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合し、前記燃焼ガスの流速が前記閾値を超えている場合には前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合しない、［１］に記載のバーナーの燃焼制御方法。
［３］前記予混合空気混合工程では、予混合空気率が６０％以上７０％以下の範囲内になるように前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合する、［１］又は［２］に記載のバーナーの燃焼制御方法。
［４］前記予混合空気混合工程では、１次混合空気口よりも上流側、かつ前記ガスノズルの先端から１０００ｍｍ以下となる範囲内の位置で前記燃焼ガスに前記予混合空気を混合する、［１］から［３］のいずれかに記載のバーナーの燃焼制御方法。
［５］前記１次混合空気及び前記２次混合空気との体積割合を２０：８０～４０：６０の範囲内にする、［１］から［４］のいずれかに記載のバーナーの燃焼制御方法。
［６］燃焼ガスを供給するガスノズルと、前記燃焼ガスに混合する混合空気が導入される混合空気導入口と、１次燃焼室に１次混合空気を供給する１次混合空気口と、前記１次燃焼室で燃焼された燃焼ガスを燃焼させる２次燃焼室に２次混合空気を供給する２次混合空気口とを有するバーナーと、前記ガスノズルに予混合空気を供給する予混合空気供給装置と、前記燃焼ガスの流量を測定する流量計と、前記流量計で測定される前記燃焼ガスの流量に基づいて前記予混合空気供給装置による前記予混合空気の供給を制御する制御装置と、を有する、バーナー設備。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガスノズル内の燃焼ガスの流速に応じて燃焼ガスに予混合空気を混合することで、燃焼によるＮＯｘ及びすすの発生を抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本実施形態に係るバーナーの燃焼制御方法が実施できるバーナー設備の構成例を示す断面模式図である。
図２は、燃焼ガスが燃焼した状態のバーナー設備を示す断面模式図である。
図３は、制御装置の構成例を示す模式図である。
図４は、本実施形態に係るバーナー設備の別例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を通じて本発明を具体的に説明する。但し、以下の実施形態は、本発明の好適な一例を示すものであり、これらの実施形態によって、本発明は何ら限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るバーナーの燃焼制御方法が実施できるバーナー設備７０の構成例を示す断面模式図である。また、図２は、燃焼ガスが燃焼した状態のバーナー設備７０を示す断面模式図である。図１及び図２を用いてバーナー設備７０の構成について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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