专利名称：：扩散燃烧装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种扩散燃烧装置。
背景技术：
：专利文献1中披露了一种扩散燃烧装置，其是在向燃烧室内直接喷射燃料和空气并使之燃烧的扩散燃烧装置中，向朝着主燃烧室开口并设有导燃烧嘴(pilotburner)的一次燃烧室直接喷射燃料和一次空气，从一次燃烧室附近向主燃烧室喷射二次空气。此外，专利文献2中披露了一种扩散燃烧装置，其二次空气的供给路与排气气体的排出路交替工作(alternatingoperation)，并分别配设有蓄热体。上述蓄热交替式(regenerativetype)的扩散燃烧装置对气体作为燃料具有实用性，但对液体燃料仍不实用。特别地，燃烧容量大的燃烧装置在以重油作为燃料的使用上需求很大。但是，液体燃料时需要使被喷出的燃料暂时汽化，因此，特别是在低温时，液体材料会发生点火迟缓和急速燃烧，并发生不完全燃烧和碳在炉壁(furnacewall)(特别是一次燃烧室内壁)上附着等不良情况。专利文献1:日本专利特公平8-26970号公报专利文献2:日本专利特开2007-24335号公报
发明内容鉴于上述问题，本发明以提供一种能使用液体燃料的扩散燃烧装置作为课题。为解决上述课题，本发明的扩散燃烧装置具有一次燃烧室，其向主燃烧室开口；导燃烧嘴，其设于上述一次燃烧室；燃料喷嘴，其向上述一次燃烧室喷射燃料；一次空气供给路，其在上述燃料喷嘴的周围沿上述燃料喷嘴供给一次空气；二次空气供给路，其从上述一次燃烧室的附近向上述主燃烧室内喷射二次空气；一次空气比调节装置，其将上述一次空气相对于上述一次空气和二次空气的总量的比例、即一次空气比在上述主燃烧室的温度较低时调高，在上述主燃烧室的温度较高时调低。根据上述结构，在低温时调高一次空气比，将被喷出的燃料用一次空气围起，从而防止燃烧不完全的燃料附着在炉壁上，特别是防止在一次燃烧室的内壁上附着碳。此外，在燃料容易汽化和容易燃烧的高温时，调低一次空气比，从而能减少N0X。此外，本发明的扩散燃烧装置若还具有使上述一次空气在上述燃料喷嘴周围回旋的气流回旋装置，则回旋气流会成为气帘(aircurtain)而将燃料包入，因此能提高防止碳在上述一次燃烧室的内壁上附着的效果。此外，本发明的扩散燃烧装置中，若将上述主燃烧室的温度较低时的上述一次空气比设为5%以上，较为理想的是设为10%以上，则能有效地防止碳在上述一次燃烧室的内壁上附着。此外，通过将上述一次空气比设为40X以下，能将N0J勺产生抑制在与工业炉相关的法令的规定范围内。此外，本发明的扩散燃烧装置中，若上述主燃烧室的较温度高时的上述一次空气3比为10%以下，则能得到充分的N0X抑制效果。此外，本发明的扩散燃烧装置中，若为了交替地兼用作燃烧气体的排气用的流路而设置多个上述二次空气供给路，并分别通过蓄热体向上述二次空气供给路导入上述二次空气，则能通过在蓄热体中从排气气体回收的热量将上述二次空气预热，因此能提高热效率。而且，上述主燃烧室的温度较高时，由于调低上述一次空气比来提高二次空气的比率，因此能进一步提高热效率。如上所述，本发明的扩散燃烧装置中，主燃烧室的温度较低时，通过调高一次空气比，一次空气成为气帘，能防止被喷出的燃料附着在一次燃烧室的内壁上，而主燃烧室温度较高时，调低一次空气比来抑制NOx，并提高蓄热体的热回收效率。图1是表示本发明一实施方式的扩散燃烧装置的结构的剖视图。图2是表示图1的扩散燃烧装置中一次空气比与NO,浓度之间的关系的曲线图。(符号说明)1扩散燃烧装置2主燃烧室3炉壁4—次燃烧室5导燃烧嘴6燃料喷嘴7—次空气供给路8二次空气供给路9蓄热体10蓄热器11回旋翼(气流回旋装置)12鼓风机13主供给风门14增量供给风门15温度检测器具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图l表示本发明一实施方式的扩散燃烧装置1。扩散燃烧装置1形成于划定主燃烧室2的炉壁3。扩散燃烧装置1具有一次燃烧室4，其由在炉壁3上形成为在主燃烧室2上开口的凹部形成；导燃烧嘴5，其在一次燃烧室4内形成作为点火源的火焰；燃料喷嘴6，其通过一次燃烧室4向主燃烧室2内喷射燃料；一次空气供给路7，其由嵌装于燃料喷嘴6的外侧的管形成，并在燃料喷嘴6的周围供给一次空气；多个二次空气供给路8(仅图示一个)，其能从一次燃烧室4附近向主燃烧室2内喷射二次空气；多个蓄热器10(仅图示一个)，其分别有蓄热体9，与二次空气供给路8连通，并能通过蓄热体9向二次空气供给路8供给二次空气。—个二次空气供给路8和一个蓄热器10为一套，按顺序至少有一套作为二次空气的吸气路使用，同时其他至少有一套作为燃烧排气的排气路使用。蓄热体9作为排气路使用时，起到回收燃烧排气的热能的作用，作为二次空气的吸气路使用时，起到预热二次空气的作用。本实施方式中，对燃料喷嘴6供给液体燃料(例如重油)和用于喷洒液体燃料的喷雾空气，但也可以不使用喷雾空气而将液体燃料高压喷出。此外，一次空气供给路7包括用于使一次空气在燃料喷嘴6周围回旋的回旋翼11。扩散燃烧装置1中，通过鼓风机12供给根据从燃料喷嘴6喷射的燃料量实现最合适的空气燃料比的流量的燃烧用空气，并分配给一次空气供给路7和蓄热室10。在供给一次空气的流路中，并排设置有主供给风门(damper)13和增量供给风门14。扩散燃烧装置1中，设计为若只开放主供给风门13，则将燃烧用空气总量的5%作为一次空气导入一次空气供给路7，若同时开放主供给风门13和增量供给风门14，则将燃烧用空气总量的10%作为一次空气导入一次空气供给路7。此外，扩散燃烧装置1具有测定主燃烧室2内的温度的温度检测器15，在燃烧进行中，温度检测器15的检测温度为规定的设定值、例如800°C以上时，将增量供给风门14封闭。换言之，扩散燃烧装置l中，将一次空气相对于一次空气和二次空气的总量的比例、即一次空气比在主燃烧室2的温度为不足80(TC的低温时设定为较高的10%，而在主燃烧室2的温度为800°C以上时则设定为较低的5%(—次空气比调节装置)。图2中表示的是扩散燃烧装置1的一次空气比与燃烧排气中的NOj农度间的关系。如图所示，一次空气比越高则NOj农度越高，这种关系在使用液体燃料的燃烧装置中为一般所知。而且，若一次空气比超过40X，则N0j农度会急剧增加。此外，一般排气气体中的N0j农度为法令所限制。例如，日本的法令中，对于工业炉，换算成氧浓度11%的值的上限为120150卯m，因此，作为工业炉的产品规格，以100ppm左右为上限较为合适。因此，本发明的扩散燃烧装置1中一次空气比应该在40%以下。此外，若一次空气比为10%以下，则能充分降低排气气体中的N0X浓度，从N0X浓度来看是非常安全的。接着，表1中表示的是在常温下确认由于一次空气比的不同而导致的扩散燃烧装置1的一次燃烧室4的内壁上的碳附着状态的变化的结果。表中，一次燃烧室4的内壁上明显附着有碳时用X表示，能确认稍有发黑时用A表示，完全没有污迹时用O表示。另外，为了本实验，主供给风门13和增量供给风门14适当更换成适当的容量。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>像上面那样，扩散燃烧装置1中，在常温下若一次空气比为10%以上，则不会产生碳，能得到良好的燃烧状态。此外，即使一次空气比不足10%，根据主燃烧室2内的温度和外部气体(燃烧用空气)的温度情况也能得到良好的燃烧，若一次空气比为5%以上，则确认能防止明显产生黑烟等的不完全燃烧。因此，扩散燃烧装置l中，在常温时，若一次空气比为5%以上、40%以下，则无论在法令上还是在不完全燃烧上都不会存在问题。而且，表2表示的是主燃烧室2的温度为80(TC时由于一次空气比的不同而导致的碳附着状态的变化。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>像上面那样，扩散燃烧装置1中，在主燃烧室2的温度较高时，即使将一次空气比降低到5%也不会发现碳的产生。考虑到以上的燃烧条件，扩散燃烧装置1中，为了能尽可能地降低NO,浓度并得到理想的燃烧，如先前说明，将一次空气比在低温时设为10%，在高温时设为5%。藉此，即使扩散燃烧装置1使用液体燃烧，也不会发生冒烟和碳在炉壁上附着，能得到良好的燃烧，能将NO,的产生控制在最低限度。这是因为通过将低温时大量产生的未燃烧的燃料及其不完全燃烧物(CO)在一次燃烧室4内部用一次空气包入并向主燃烧室2内形成的火焰内部导入，能防止其在炉壁3的内表面、尤其是一次燃烧室4的内表面上以碳的形式附着或成为燃烧排气气体中的烟。为了带来上述气帘的效果，本发明中，特别是在低温时，有效的是通过本实施方式的回旋翼11等使一次燃烧空气在燃料喷嘴6的周围回旋地供给。此外，降低一次空气比可提高通过蓄热体9供给的二次空气相对于燃烧用空气总量的比率。因此，尽可能地降低一次空气比还能提高热效率。例如，若一次空气比为40%以下，则扩散燃烧装置1将比包括同流换热器(recuperator)的燃烧器(burner)等有优势，能得到作为蓄热式燃烧器装置的高热效率。另外，扩散燃烧装置1中，也可将燃料喷嘴6或是其前端管头更换为适合于LNG等气体燃料的装置，以便能使用气体燃料。此外，上述实施方式中，根据主燃烧室2的温度是否为80(TC以上将一次空气比设定为5%和10%，但也可以使用能调节开度的风门，随着主燃烧室2的温度上升慢慢地提升一次空气比。另外，上述实施方式中，调整一次空气比时的主燃烧室2的温度的阈值为800°C，但上述温度设定值也可以为通常被喷出的液体燃料自燃的温度。而且，上述实施方式中，一次空气比在低温时设定为10%，高温时设定为5%，但这是一例，其他实施方式中，根据其燃烧装置，最适合的一次空气比可能不同。因此，本发明意在将高温时的一次空气比设为比低温时的一次空气比低的值，其值也可以与上述实施方式不同。权利要求一种扩散燃烧装置，其特征在于，具有一次燃烧室，该一次燃烧室向主燃烧室开口；导燃烧嘴，该导燃烧嘴设于所述一次燃烧室；燃料喷嘴，该燃料喷嘴向所述一次燃烧室喷射燃料；一次空气供给路，该一次空气供给路在所述燃料喷嘴的周围沿所述燃料喷嘴供给一次空气；二次空气供给路，该二次空气供给路从所述一次燃烧室的附近向所述主燃烧室内喷射二次空气；以及一次空气比调节装置，该一次空气比调节装置将所述一次空气相对于所述一次空气和所述二次空气的总量的比例、即一次空气比在所述主燃烧室的温度较低时调高，而在所述主燃烧室的温度较高时调低。2.如权利要求1所述的扩散燃烧装置，其特征在于，还具有气流回旋装置，该气流回旋装置使所述一次空气在所述燃料喷嘴的周围回旋。3.如权利要求1或2所述的扩散燃烧装置，其特征在于，所述主燃烧室的温度较低时的所述一次空气比为5%以上、40%以下。4.如权利要求3所述的扩散燃烧装置，其特征在于，所述主燃烧室的温度较低时的所述一次空气比为10%以上。5.如权利要求1至4中任一项所述的扩散燃烧装置，其特征在于，所述主燃烧室的温度较高时的所述一次空气比为10%以下。6.如权利要求1至5中任一项所述的扩散燃烧装置，其特征在于，为了交替地兼用作燃烧气体的排气用的流路而设置有多个所述二次空气供给路，并且分别通过蓄热体向所述二次空气供给路导入所述二次空气。全文摘要本发明提供一种能使用液体燃料的扩散燃烧装置。本发明的扩散燃烧装置(1)具有一次燃烧室(4)，其向主燃烧室(2)开口；导燃烧嘴(5)，其设于一次燃烧室(4)；燃料喷嘴(6)，其向一次燃烧室(4)喷射燃料；一次空气供给路(7)，其在燃料喷嘴(6)的周围沿燃料喷嘴(6)供给一次空气；以及二次空气供给路(8)，其从一次燃烧室(4)附近向主燃烧室(2)内喷射二次空气，在上述扩散燃烧装置(1)上设有一次空气比调节装置，其将一次空气相对于一次空气和二次空气的总量的比例、即一次空气比在主燃烧室的温度较低时调高，在主燃烧室的温度较低时调低。文档编号F23L1/00GK101749701SQ20091022498公开日2010年6月23日申请日期2009年11月23日优先权日2008年11月27日发明者河本祐作申请人:中外炉工业株式会社