JP2000179837A - Cyclone type combustion equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素成分を含有す
るＡ重油等の油燃料を使用するサイクロン形燃焼装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cyclone type combustion apparatus using an oil fuel such as fuel oil A containing a nitrogen component.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来からも、ＮＯx の低減を図った燃焼
装置として種々の形式のものが提案されている。しか
し、その多くはガス燃料や窒素成分を含有しない灯油等
の油燃料を使用するものであり、窒素成分を含有するＡ
重油等の油燃料を使用する場合には、サーマルＮＯx に
加えフューエルＮＯx の生成をも考慮する必要があるこ
とから、高負荷，低ＮＯx 燃焼を達成し得ないものであ
った。このため、Ａ重油等の油燃料を使用した高負荷，
低ＮＯx 燃焼の実現が強く要請されている。From Conventionally, a variety of formats have been proposed as a combustion device thereby reducing the NO x. However, most of them use gas fuel or oil fuel such as kerosene which does not contain nitrogen component.
When using oil fuel such as heavy oil, since it is also necessary to consider the generation of fuel NO x in addition to the thermal NO x, high load, it was those not achieving low NO x combustion. For this reason, high load using oil fuel such as heavy fuel oil A,
The realization of a low-NO x combustion has been strongly demanded.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる要請
に応えるべくなされたもので、窒素成分を含有するＡ重
油等の油燃料を使用して、高負荷，低ＮＯx 燃焼を行う
ことができる実用的なサイクロン形燃焼装置を提供する
ことを目的とするものである。[SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to meet such a request, using an oil fuel such as heavy oil A containing nitrogen component, high load, it is made low NO x combustion It is an object of the present invention to provide a practical and practical cyclone-type combustion device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明のサイクロン形燃焼装置は、一端部を閉塞すると共に
他端部に燃焼ガス出口を設けた断面円形の燃焼室と、燃
焼室の内周面に開口する油燃焼ガス噴出口と油燃料を噴
霧，燃焼させる燃焼部とを備えており、この燃焼部に理
論燃焼空気量未満の一次燃焼空気を供給しつつ油燃料を
燃焼させて、その油燃焼ガスを油燃焼ガス噴出口から燃
焼室内にその内周面の接線方向に噴出させる油燃焼ガス
噴出ノズルと、燃焼室内に、油燃焼ガス噴出ノズルによ
る油燃焼ガス噴出領域より燃焼ガス出口側の領域におい
て、二次燃焼空気を燃焼室の内周面に開口する二次燃焼
空気噴出口から燃焼室内にその内周面の接線方向に噴出
させる二次燃焼空気噴出ノズルと、油燃焼ガス噴出ノズ
ルの少なくとも燃焼部周辺部分及び燃焼室を囲繞する被
加熱媒体の貯留領域と、を具備するものである。According to the present invention, there is provided a cyclone-type combustion apparatus comprising: a combustion chamber having a circular cross section having one end closed and a combustion gas outlet provided at the other end; It has an oil-combustion gas injection port that opens on the peripheral surface and a combustion section that sprays and burns oil fuel, and burns oil fuel while supplying primary combustion air less than the theoretical combustion air amount to this combustion section. An oil-combustion gas ejection nozzle for ejecting the oil-combustion gas from the oil-combustion gas ejection port into the combustion chamber in a tangential direction of the inner peripheral surface thereof; and a combustion-gas exit from the oil-combustion-gas ejection area of the oil combustion gas ejection nozzle into the combustion chamber. A secondary combustion air jet nozzle for jetting secondary combustion air into the combustion chamber from a secondary combustion air outlet opening in the inner peripheral surface of the combustion chamber in a tangential direction of the inner peripheral surface, and an oil combustion gas. At least the fuel of the jet nozzle Parts and the peripheral portion and the reservoir region of the heated medium surrounding the combustion chamber is intended to include a.
【０００５】かかるサイクロン形燃焼装置にあっては、
燃焼室の内周面に、複数の油燃焼ガス噴出口を開口して
おくことが好ましく、更には、複数の二次燃焼空気噴出
口を開口しておくことが好ましい。また、油燃焼ガス噴
出ノズルが内径ｄ1 の円筒形状をなすものであり、当該
ノズルの燃焼部は油燃料を油燃焼ガス噴出口に向けて噴
霧する油燃料噴霧器及びその噴霧口に対向する保炎板を
具備するものであり、油燃焼ガス噴出口から保炎板まで
の距離Ｌ4 が０．５ｄ1 ≦Ｌ4 ≦２ｄ1 に設定されてい
ることが好ましい。この場合において、一次燃焼空気
は、保炎板を１２ｍ／ｓ以上の流速で通過するように、
油燃焼ガス噴出ノズルの燃焼部に供給されることが好ま
しい。また、油燃焼ガス噴出ノズルが円筒形状をなすも
のであり、その内径ｄ1 が燃焼室の内径Ｄの１／６を超
えないように設定されていることが好ましい。また、油
燃焼ガス噴出ノズルが内径ｄ1 の円筒状のものであり、
燃焼室の閉塞端から油燃焼ガス噴出口までの軸線方向距
離Ｌ1 がｄ1 ≦Ｌ1 ≦３ｄ1に設定されていることが好
ましい。油燃焼ガス噴出ノズルの燃焼部への一次燃焼空
気供給量が、理論燃焼空気量の０．４〜０．８倍に設定
されていることが好ましい。また、二次燃焼空気噴出ノ
ズルから燃焼室への二次燃焼空気供給量が、理論燃焼空
気量の０．３倍以上であって、一次燃焼空気供給量との
合計が理論燃焼空気量の１．１〜１．５倍となるように
設定されており、二次燃焼空気が二次燃焼空気噴出口か
ら２０ｍ／ｓ以上の流速で噴出されることが好ましい。
また、二次燃焼空気噴出ノズルが内径ｄ2 の円筒形状を
なすものであり、二次燃焼空気噴出口が、燃焼室の径方
向であって二次燃焼空気の噴出方向に直交する方向にお
いて燃焼室の内周面から中心へと所定量Ｌ5 （０．２５
ｄ2 ≦Ｌ5 ≦ｄ2 ）偏倚した位置に配置されていること
が好ましい。また、燃焼室の燃焼ガス出口が熱交換器を
介して煙道に接続されていることが好ましい。この場合
において、熱交換器が被加熱媒体の貯留領域に連通する
複数の伝熱管で構成されていることが好ましい。In such a cyclone type combustion device,
Preferably, a plurality of oil-combustion gas jets are opened on the inner peripheral surface of the combustion chamber, and more preferably, a plurality of secondary combustion air jets are opened. The oil combustion gas ejection nozzle is intended to form a cylindrical shape having an inner diameter d 1, the coercive combustion portion of the nozzle that faces the oil fuel oil fuel atomizer and spray nozzle to spray toward the oil combustion gas port is intended to include a flame plate, it is preferable that the distance L 4 from the oil combustion gas ports to flame holding plate is set to 0.5d 1 ≦ L 4 ≦ 2d 1 . In this case, the primary combustion air passes through the flame holding plate at a flow velocity of 12 m / s or more.
It is preferable that the oil is supplied to the combustion section of the oil combustion gas ejection nozzle. It is intended oil combustion gas ejection nozzle forms a cylindrical shape, it is preferable that an inner diameter d 1 is set so as not to exceed 1/6 of the inner diameter D of the combustion chamber. Further, the oil combustion gas ejection nozzle is a cylindrical one having an inner diameter d 1 ,
It is preferable that the axial distance L 1 to the oil combustion gas ports is set to d 1 ≦ L 1 ≦ 3d 1 from the closed end of the combustion chamber. It is preferable that the primary combustion air supply amount to the combustion section of the oil combustion gas ejection nozzle is set to 0.4 to 0.8 times the theoretical combustion air amount. The secondary combustion air supply amount from the secondary combustion air ejection nozzle to the combustion chamber is at least 0.3 times the theoretical combustion air amount, and the sum of the primary combustion air supply amount is 1% of the theoretical combustion air amount. It is preferable that the secondary combustion air is jetted from the secondary combustion air jet at a flow rate of 20 m / s or more.
It is intended secondary combustion air injection nozzle forms a cylindrical shape having an inner diameter d 2, the secondary combustion air injection port, the combustion in the direction orthogonal to the ejection direction of the secondary combustion air to a radial direction of the combustion chamber The predetermined amount L 5 (0.25
d 2 ≦ L 5 ≦ d 2 ) It is preferable to be arranged at a deviated position. Preferably, the combustion gas outlet of the combustion chamber is connected to the flue via a heat exchanger. In this case, it is preferable that the heat exchanger is constituted by a plurality of heat transfer tubes communicating with the storage area of the medium to be heated.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図４に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説明
において、前後とは図１における左右を意味するものと
する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be specifically described with reference to FIGS. In the following description, front and rear mean left and right in FIG.
【０００７】本発明に係るサイクロン形燃焼装置１は、
図１〜図４に示す如く、本体ケース２と火炉たる燃焼室
３と油燃焼ガス噴出機構４と二次燃焼空気噴出機構５と
を具備する温水ヒータに構成されている。[0007] The cyclone type combustion apparatus 1 according to the present invention comprises:
As shown in FIGS. 1 to 4, the hot water heater includes a main body case 2, a combustion chamber 3 as a furnace, an oil combustion gas ejection mechanism 4, and a secondary combustion air ejection mechanism 5.
【０００８】本体ケース２は、図１及び図２に示す如
く、箱状をなす金属板壁構造のものであり、所定量の被
加熱媒体たる熱媒水６１が貯溜されている。また、この
熱媒水６１の貯溜領域（以下「熱媒水貯留領域」とい
う）６の上方空間は、所定圧に減圧した減圧領域７とさ
れている。なお、減圧領域７には、通常の温水ヒータと
同様に、給湯，暖房等のための温水循環路（図示せず）
が配置されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the main body case 2 has a box-shaped metal plate wall structure, and stores a predetermined amount of a heating medium water 61 as a medium to be heated. The space above the storage area (hereinafter, referred to as “heat medium water storage area”) 6 for the heat medium water 61 is a decompression area 7 that is reduced to a predetermined pressure. The decompression region 7 has a hot water circulation path (not shown) for hot water supply, heating, and the like, similarly to a normal hot water heater.
Is arranged.
【０００９】燃焼室３は、図１〜図３に示す如く、後端
部を燃焼ガス出口３１として開放した炉筒構造をなすも
のであり、円筒状の周壁３２とその前端部を閉塞する円
板状の端壁３３とからなる金属板製のものである。燃焼
室３は、その軸線を水平とした状態で且つ端壁３３を本
体ケース２の前壁２１から所定量離間させた状態で、熱
媒水貯溜領域６に浸漬配置されている。すなわち、周壁
３２及び端壁３３は、その全面が熱媒水６１に接触する
伝熱壁に構成されており、熱媒水６１との熱交換により
冷却されるようになっている。なお、端壁３３は、適宜
のステー（図示せず）により本体ケース２の前壁２１に
取り付けられている。As shown in FIGS. 1 to 3, the combustion chamber 3 has a furnace tube structure in which the rear end is opened as a combustion gas outlet 31 and has a cylindrical peripheral wall 32 and a circle closing the front end thereof. It is made of a metal plate having a plate-shaped end wall 33. The combustion chamber 3 is immersed in the heat medium storage area 6 with its axis lined horizontally and with the end wall 33 separated from the front wall 21 of the main body case 2 by a predetermined amount. That is, the entire surface of the peripheral wall 32 and the end wall 33 is configured as a heat transfer wall that is in contact with the heat medium water 61, and is cooled by heat exchange with the heat medium water 61. The end wall 33 is attached to the front wall 21 of the main body case 2 by an appropriate stay (not shown).
【００１０】燃焼室３の燃焼ガス出口３１は、熱交換器
８を介して煙道９に連通接続されている。すなわち、熱
交換器８は、図１及び図２に示す如く、燃焼室３の後方
に位置して熱媒水貯溜領域６に浸漬配置されており、燃
焼室３の燃焼ガス出口３１に接続された角筒状の周壁８
１とその上下端部に貫通支持された複数本の伝熱水管８
２…とからなる。各伝熱水管８２は上下方向に延びてお
り、その上下端部は熱媒水貯溜領域６に開口されてい
る。伝熱水管８２…は、図２に示す如く、千鳥状に配置
されており、周知のように、伝熱水管相互の間隔（ピッ
チ）を燃焼ガス出口３１から後方に向かうに従って小さ
くなるように設定すると共に、後方側の伝熱水管８２の
外周面には適宜形状のフィン８３…が取り付けられてい
る。この熱交換器８４の後端部には、金属筒で構成され
る煙道９が連通接続されている。燃焼室３で発生した燃
焼ガス１５は燃焼ガス出口３１から伝熱水管８２，８２
間を通過して煙道９に排出されるが、各伝熱水管８２内
の熱媒水６１は燃焼ガス１５との熱交換により加熱さ
れ、自然循環せしめられる。A combustion gas outlet 31 of the combustion chamber 3 is connected to a flue 9 via a heat exchanger 8. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchanger 8 is located behind the combustion chamber 3 and immersed in the heat medium water storage area 6, and is connected to the combustion gas outlet 31 of the combustion chamber 3. Square cylindrical peripheral wall 8
1 and a plurality of heat transfer water pipes 8 penetratingly supported at upper and lower ends thereof
2 ... Each heat transfer water pipe 82 extends in the up-down direction, and the upper and lower ends thereof are open to the heat medium water storage area 6. The heat transfer water pipes 82 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 2, and the interval (pitch) between the heat transfer water pipes is set so as to decrease from the combustion gas outlet 31 toward the rear as is well known. At the same time, fins 83 of appropriate shape are attached to the outer peripheral surface of the heat transfer water pipe 82 on the rear side. A flue 9 formed of a metal tube is connected to the rear end of the heat exchanger 84. The combustion gas 15 generated in the combustion chamber 3 is supplied from the combustion gas outlet 31 to the heat transfer water pipes 82, 82.
The heat transfer water 61 in each heat transfer water pipe 82 is heated by heat exchange with the combustion gas 15 and is naturally circulated.
【００１１】油燃焼ガス噴出機構４は、図１〜図３に示
す如く、一対の油燃焼ガス噴出ノズル４１，４１と、各
ノズル４１の基端部に接続された一次燃焼空気供給管４
２，４２とを具備する。As shown in FIGS. 1 to 3, the oil combustion gas ejection mechanism 4 includes a pair of oil combustion gas ejection nozzles 41, and a primary combustion air supply pipe 4 connected to a base end of each nozzle 41.
2, 42.
【００１２】各油燃焼ガス噴出ノズル４１は、油燃焼ガ
ス１３を遅速部分や淀み部分を生じさせることなく円滑
に流動させ得る断面形状の金属パイプで構成されてお
り、この例では断面円形のものとされている。各油燃焼
ガス噴出ノズル４１の内径ｄ1は燃焼室３の内径（周壁
３２の内径）Ｄに応じて適宜に設定される。一般には、
油燃焼ガス噴出ノズル４１の内径ｄ1 は、後述するサイ
クロン燃焼を効果的に行うために、ｄ1 ＜Ｄ／６の範囲
で設定しておくことが好ましい。Each oil-combustion-gas injection nozzle 41 is formed of a metal pipe having a cross-sectional shape capable of causing the oil-combustion gas 13 to flow smoothly without generating a slow portion or a stagnation portion. It has been. Inside diameter d 1 of the oil combustion gas ejection nozzle 41 is appropriately set according to D (inner diameter of the peripheral wall 32) the combustion chamber 3 of the internal diameter. Generally,
The inner diameter d 1 of the oil combustion gas ejection nozzle 41 is preferably set in the range of d 1 <D / 6 in order to effectively perform cyclone combustion described later.
【００１３】両油燃焼ガス噴出ノズル４１，４１の先端
開口部である油燃焼ガス噴出口４１ａ，４１ａは、図１
〜図３に示す如く、燃焼室３の閉塞端である端壁３３か
ら後方に所定量Ｌ1 離間した位置であって燃焼室３の径
方向に対向する位置において、後述する油燃焼ガス１３
を燃焼室３の内周面に対する接線方向に噴出させうる形
態で且つその噴出方向が燃焼室３の周方向において同一
となる形態で、燃焼室３の内周面つまり周壁３２の内周
面に開口されている。各油燃焼ガス噴出ノズル４１の内
周面と周壁３２の内周面とは、図３に示す如く、面一状
に連なっている。端壁３３と油燃焼ガス噴出口４１ａと
の軸線方向距離Ｌ1 は、油燃焼ガス噴出口４１ａの径つ
まり油燃焼ガス噴出ノズル４１の内径ｄ1 に応じて設定
されるが、後述するサイクロン燃焼が効果的に行われる
ように、特に、端板３３と油燃焼ガス噴出口４１ａとの
間に油燃焼ガス１３の再循環域が形成されるように、ｄ
1≦Ｌ1 ≦３ｄ1 となるように設定しておくことが好ま
しい。The oil-combustion gas injection ports 41a, 41a, which are the tip openings of the oil-combustion gas injection nozzles 41, 41, are shown in FIG.
As shown in to 3, in a position facing in the radial direction of the combustion chamber 3 from the end wall 33 is a closed end of the combustion chamber 3 a predetermined amount L 1 position spaced rearward, which will be described later oil combustion gases 13
Can be ejected in the tangential direction to the inner peripheral surface of the combustion chamber 3 and the ejection direction is the same in the peripheral direction of the combustion chamber 3. It is open. As shown in FIG. 3, the inner peripheral surface of each of the oil combustion gas jet nozzles 41 and the inner peripheral surface of the peripheral wall 32 are flush with each other. The axial distance L 1 between the end wall 33 and the oil combustion gas ejection port 41 a is set according to the diameter of the oil combustion gas ejection port 41 a, that is, the inner diameter d 1 of the oil combustion gas ejection nozzle 41. In particular, d is set so that a recirculation zone of the oil combustion gas 13 is formed between the end plate 33 and the oil combustion gas ejection port 41a.
It is preferable to set such that 1 ≦ L 1 ≦ 3d 1 .
【００１４】各ノズル４１の先端部には、油燃料１１を
噴霧，燃焼させて、その燃焼ガスである油燃焼ガス１３
を油燃焼ガス噴出口４１ａから燃焼室３内に噴出させる
燃焼部４３が設けられている。燃焼部４３は、図３に示
す如く、油燃料１１を油燃焼ガス噴出口４１ａに向けて
噴霧する油燃料噴霧器４４と、その下流側（ノズル４１
の先端側）において油燃料噴霧器４４の噴霧口に対向し
て配置された保炎板４５と、噴霧器４４から噴霧された
油燃料（以下「噴霧油滴」という）に着火させる点火電
極（先端部のみ図示）４６と、油燃料噴霧器４４の上流
側（ノズル４１の基端側）に配設された複数枚の整流板
４７…とを具備する。油燃料噴霧器４５は、油燃焼ガス
噴出ノズル４１の中心部に配置されたノズル構造をなす
ものであり、通常、平均粒径５０μｍ程度の噴霧油滴を
噴出する。油燃料噴霧器４５には、油燃焼ガス噴出ノズ
ル４１の基端閉塞板４１ｂを貫通し且つ油燃焼ガス噴出
ノズル４１の中心部を通過する油燃料供給管４４ａが接
続されている。油燃料１１としては、窒素成分を含有す
るもの、この例ではＡ重油が使用されている。なお、油
燃料噴霧器４４としては、燃焼制御が比例制御である場
合、戻り燃焼方式のものが使用される。保炎板４５は円
環状板で構成されたもので、火炎を安定保持させる機能
を発揮させるものである。この保炎板４５は、油燃焼ガ
ス噴出口４１ａから所定量Ｌ4 隔たった位置に配して、
油燃料噴霧器４４に取り付けられている。保炎板４５か
ら油燃焼ガス噴出口４１ａまでの距離Ｌ4 は、保炎板４
５による火炎安定機能を有効に発揮させるために、油燃
焼ガス噴出ノズル４１の内径ｄ 1 に応じて設定しておく
ことが好ましく、具体的には０．５ｄ1 ≦Ｌ4 ≦２ｄ1
の範囲で適宜に設定しておくことが好ましい。なお、油
燃料噴霧器４４と保炎板４５との間隔は、通常、５〜７
ｍｍに設定しておくことが好ましい。整流板４７…は、
図３に示す如く、一次燃焼空気供給管４２の接続箇所と
噴霧器４４との間に配して、油燃焼ガス噴出ノズル４１
の内周面と油燃料供給管４４ａの外周面との間に放射状
に配置されている。整流板４７…は、油燃焼ガス噴出ノ
ズル４１の軸線と平行する状態で配置されており、一次
燃焼空気供給管４２から燃焼部４３に供給される一次燃
焼空気１２を整流するようになっている。なお、整流板
４７…を、油燃焼ガス噴出ノズル４１の軸線に対して１
０〜４０°の傾斜をなすように配置して、一次燃焼空気
１２を旋回流をなして燃焼部４３に供給させるようにし
てもよい。なお、油燃焼ガス噴出ノズル４１の基端閉塞
板４１ｂには、安全対策上、火炎状態を検出する火炎検
出器４８が設けられている。At the tip of each nozzle 41, the oil fuel 11 is placed.
Sprayed and burned, oil combustion gas 13 as the combustion gas
From the oil combustion gas outlet 41a into the combustion chamber 3.
A combustion section 43 is provided. The combustion part 43 is shown in FIG.
As described above, the oil fuel 11 is directed toward the oil combustion gas ejection port 41a.
The oil fuel sprayer 44 to be sprayed and its downstream side (nozzle 41
At the tip of the oil fuel sprayer 44)
Sprayed from the flame stabilizing plate 45 and the sprayer 44
Ignition power to ignite oil fuel (hereinafter referred to as “spray oil droplets”)
Pole (only the tip is shown) 46 and upstream of the oil fuel sprayer 44
Sheets on the side (the base end side of the nozzle 41)
47 ... The oil fuel sprayer 45 is an oil combustion gas
Forming a nozzle structure arranged at the center of the ejection nozzle 41
Usually, spray oil droplets having an average particle size of about 50 μm
Gushing. The oil fuel sprayer 45 has an oil combustion gas jet nozzle.
Through the base closing plate 41b of the nozzle 41 and eject oil combustion gas
The oil fuel supply pipe 44a passing through the center of the nozzle 41 is
Has been continued. The oil fuel 11 contains a nitrogen component.
In this example, heavy oil A is used. In addition, oil
As the fuel sprayer 44, when the combustion control is proportional control,
In this case, a return combustion type is used. Flame holding plate 45 is a circle
It is composed of an annular plate and has the function of holding the flame stably
Is to demonstrate. This flame holding plate 45 is an oil combustion gas
A predetermined amount L from the spout 41aFourPlace them in a separate location,
It is attached to an oil fuel sprayer 44. Flame holding plate 45
L to the oil combustion gas outlet 41aFourIs flame holding plate 4
In order to effectively exhibit the flame stabilizing function of 5
Inner diameter d of firing gas jet nozzle 41 1Set according to
Preferably, specifically, 0.5d1≤LFour≦ 2d1
It is preferable to set appropriately within the range described above. In addition, oil
The distance between the fuel sprayer 44 and the flame holding plate 45 is usually 5 to 7
mm. The current plate 47 ...
As shown in FIG. 3, the connection point of the primary combustion air supply pipe 42 and
The oil-combustion gas ejection nozzle 41
Radially between the inner peripheral surface of the oil fuel supply pipe 44a and the outer peripheral surface of the oil fuel supply pipe 44a.
Are located in The flow straightening plates 47 ...
It is arranged in parallel with the axis of the chisel 41,
Primary fuel supplied from the combustion air supply pipe 42 to the combustion section 43
The baked air 12 is rectified. In addition, rectifier plate
47 with respect to the axis of the oil combustion gas jet nozzle 41
The primary combustion air is arranged at an inclination of 0 to 40 °.
12 is supplied to the combustion section 43 in a swirling flow.
You may. The base end of the oil combustion gas jet nozzle 41 is closed.
The plate 41b has a flame detector for detecting a flame state for safety measures.
An output device 48 is provided.
【００１５】各油燃焼ガス噴出ノズル４１の少なくとも
燃焼部４３の周辺部分は、図３に示す如く、熱媒水貯溜
領域６に浸漬されており、熱媒水６１によって冷却され
るようになっている。すなわち、燃焼部４３を冷却する
ことにより、噴霧油滴の着火による（火炎による）ノズ
ル４１の焼損を防止すると共に、火炎温度を低下させる
ように工夫されている。特に、火炎温度の低下により、
複数の油燃焼ガス噴出口４１ａ，４１ａから油燃焼ガス
１３を燃焼室３内に噴出させること及び後述する如く理
論燃焼空気量以下の条件で還元燃焼させることとも相俟
って、ＮＯx の発生が効果的に抑制される。As shown in FIG. 3, at least the peripheral portion of the combustion portion 43 of each oil combustion gas jet nozzle 41 is immersed in the heat medium water storage area 6 and is cooled by the heat medium water 61. I have. That is, by cooling the combustion part 43, it is possible to prevent burning of the nozzle 41 due to ignition of the spray oil droplets (due to the flame) and to reduce the flame temperature. In particular, due to the decrease in flame temperature,
A plurality of oil combustion gas ports 41a, an oil combustion gases 13 I theoretical combustion air amount following conditions in the reduction combustion is to be the even phase俟as it is ejected and later into the combustion chamber 3 from 41a, of the NO x generation Is effectively suppressed.
【００１６】一次燃焼空気供給管４２は、理論燃焼空気
量より少ない量の一次燃焼空気１２を燃焼部４３に供給
させるものである。具体的には、一次燃焼空気１２の燃
焼部４３への供給量は、理論燃焼空気量の０．４〜０．
８倍に設定しておくこと、つまり理論燃焼空気に対する
空気比が０．４〜０．８となるように設定しておくこと
が好ましい。かかる一次燃焼空気１２の供給により、燃
焼部４３においては、油燃料１１が還元燃焼され、ＮＯ
x の発生が抑制されるのである。また、一次燃焼空気１
２の流速は、保炎板４５の下流側に一次燃焼空気１２に
よる強い再循環域が形成されるように、設定しておくこ
とが好ましい。具体的には、一次燃焼空気１２は、保炎
板４５を１２ｍ／ｓ以上の流速で通過するように、燃焼
部４３に供給されることが好ましい。The primary combustion air supply pipe 42 supplies the primary combustion air 12 to the combustion section 43 in an amount smaller than the theoretical combustion air amount. Specifically, the supply amount of the primary combustion air 12 to the combustion part 43 is 0.4 to 0.1 of the theoretical combustion air amount.
It is preferable to set eight times, that is, to set the air ratio to the theoretical combustion air to be 0.4 to 0.8. By the supply of the primary combustion air 12, the oil fuel 11 is reduced and combusted in the combustion section 43, and NO
The generation of x is suppressed. The primary combustion air 1
It is preferable that the flow velocity of 2 is set so that a strong recirculation zone by the primary combustion air 12 is formed downstream of the flame holding plate 45. Specifically, it is preferable that the primary combustion air 12 be supplied to the combustion part 43 so as to pass through the flame holding plate 45 at a flow velocity of 12 m / s or more.
【００１７】二次燃焼空気噴出機構５は、図１、図２及
び図４に示す如く、燃焼室３の周壁３２に一対の二次燃
焼空気噴出ノズル５１，５１を取り付けて、油燃焼ガス
１３の噴出領域より下流側（燃焼ガス出口側たる後方
側）において二次燃焼空気１４を燃焼室３に噴出させる
ように構成されている。各二次燃焼空気噴出ノズル５１
は、断面円形の金属パイプで構成されている。両ノズル
５１，５１の先端開口部である二次燃焼空気噴出口５１
ａ，５１ａは、図１に示す如く、油燃焼ガス噴出口４１
ａから後方に所定量Ｌ2 離間した位置であって燃焼室３
の径方向に対向する位置において、二次燃焼空気１４を
燃焼室３の内周面に対する接線方向に噴出させうる形態
で且つその噴出方向が燃焼室３の周方向において油燃焼
ガス噴出方向と同一となる形態で、燃焼室３の内周面つ
まり周壁３２の内周面に開口されている。二次燃焼空気
噴出口５１ａの軸線方向位置は、油燃焼ガス噴出口４１
ａの下流側であればよく、Ｌ2 ＞０であればよい。ま
た、各二次燃焼空気噴出口５１ａは、図４に示す如く、
燃焼室３の径方向であって二次燃焼空気１４の噴出方向
に直交する方向において燃焼室３の内周面から中心へと
所定量Ｌ5 偏倚した位置に配置されている。この偏倚量
Ｌ5 は、後述するように油燃焼ガス１３のサイクロン流
れと二次燃焼空気１４のサイクロン流れとが良好に混合
されるように、二次燃焼空気噴出口５１ａの口径つまり
二次燃焼空気噴出ノズル５１の内径ｄ2 に応じて設定さ
れる。具体的には、０．２５ｄ2 ≦Ｌ5 ≦ｄ2 に設定し
ておくことが好ましい。なお、二次燃焼空気噴出ノズル
５１の内径ｄ2 は、一般に、油燃焼ガス噴出ノズル４１
の内径ｄ1 と略同一に設定される。また、燃焼室３の軸
線方向における二次燃焼空気噴出口５１ａと燃焼ガス出
口３１との距離Ｌ3 は、後述するサイクロン燃焼が良好
に行われるように、燃焼室３の内径Ｄに応じて適宜に設
定しておくことが好ましい。The secondary combustion air ejection mechanism 5 has a pair of secondary combustion air ejection nozzles 51 attached to a peripheral wall 32 of the combustion chamber 3 as shown in FIGS. The secondary combustion air 14 is ejected into the combustion chamber 3 on the downstream side (the rear side, which is the combustion gas outlet side) from the ejection area of the combustion gas. Each secondary combustion air jet nozzle 51
Is composed of a metal pipe having a circular cross section. Secondary combustion air injection port 51, which is the opening at the tip of both nozzles 51, 51
a, 51a are, as shown in FIG.
a and a predetermined distance L 2 backward from the combustion chamber 3
At a position facing the radial direction of the combustion chamber 3, the secondary combustion air 14 can be ejected tangentially to the inner peripheral surface of the combustion chamber 3, and the ejection direction is the same as the oil combustion gas ejection direction in the circumferential direction of the combustion chamber 3. The opening is formed in the inner peripheral surface of the combustion chamber 3, that is, the inner peripheral surface of the peripheral wall 32. The axial position of the secondary combustion air jet 51a is the oil combustion gas jet 41
It suffices if L 2 > 0, and L 2 > 0. Further, as shown in FIG. 4, each secondary combustion air injection port 51a is
The combustion chamber 3 is disposed at a position deviated by a predetermined amount L 5 from the inner peripheral surface of the combustion chamber 3 to the center in a radial direction of the combustion chamber 3 and orthogonal to a direction in which the secondary combustion air 14 is ejected. The bias amount and L 5, so that the cyclone flow of the cyclone flow and secondary combustion air 14 oil combustion gases 13 are well mixed as described below, bore clogging secondary combustion of secondary combustion air injection port 51a It is set according to the inner diameter d 2 of the air ejection nozzle 51. Specifically, it is preferable to set 0.25d 2 ≦ L 5 ≦ d 2 . The inner diameter d 2 of the secondary combustion air ejection nozzle 51 is generally equal to the oil combustion gas ejection nozzle 41.
Is set to be substantially the same as the inner diameter d 1 . Further, the distance L 3 between the secondary combustion air injection port 51a and the combustion gas outlet 31 in the axial direction of the combustion chamber 3 is appropriately determined according to the inner diameter D of the combustion chamber 3 so that cyclone combustion described below is performed favorably. It is preferable to set to.
【００１８】全二次燃焼空気噴出ノズル５１，５１から
燃焼室３への二次燃焼空気供給量は、全一次燃焼空気供
給管４２，４２から燃焼室３に供給される空気量との合
計が理論燃焼空気量の１．１〜１．５倍となることを条
件として、理論燃焼空気量の０．３倍以上に設定され
る。また、各二次燃焼空気噴出口５１ａから噴出される
二次燃焼空気１４の流速は、油燃焼ガス１３の噴出速度
より大きく設定しておくことが好ましく、具体的には、
２０ｍ／ｓ以上となるように設定しておくことが好まし
い。二次燃焼空気１４の噴出速度が２０ｍ／ｓ未満の場
合には、油燃焼ガス１３との混合等によるサイクロン燃
焼作用が良好に行われないからである。なお、油燃焼ガ
ス噴出口４１ａはＮＯx の生成抑制効果を発揮させる上
で、複数設けておくことが好ましいが、二次燃焼空気噴
出口５１ａについては一つのみでもよい。The amount of secondary combustion air supplied from all the secondary combustion air jet nozzles 51, 51 to the combustion chamber 3 is the sum of the amount of air supplied to the combustion chamber 3 from all the primary combustion air supply pipes 42, 42. On condition that the amount is 1.1 to 1.5 times the theoretical combustion air amount, it is set to 0.3 times or more the theoretical combustion air amount. Further, the flow velocity of the secondary combustion air 14 injected from each secondary combustion air injection port 51a is preferably set to be higher than the injection velocity of the oil combustion gas 13, specifically,
It is preferable to set the speed to 20 m / s or more. If the ejection speed of the secondary combustion air 14 is less than 20 m / s, the cyclone combustion action by mixing with the oil combustion gas 13 or the like is not performed well. Incidentally, the oil combustion gas ports 41a is on to exhibit the formation inhibitory effect of NO x, it is preferable that a plurality may be provided only in one of the secondary combustion air injection port 51a.
【００１９】以上のように構成されたサイクロン形燃焼
装置１によれば、次のような２段燃焼且つサイクロン燃
焼が行われ、高負荷，低ＮＯx 燃焼を実現することがで
きる。According to cyclone combustion apparatus 1 configured as described above, two-stage combustion and cyclone combustion as follows is performed, it is possible to realize a high load, a low NO x combustion.
【００２０】すなわち、各油燃焼ガス噴出ノズル４１の
燃焼部４３においては、油燃料噴霧器４４から噴霧され
た油燃料（噴霧油滴）１１が着火，燃焼され、その燃焼
ガスたる油燃焼ガス１３が各油燃焼ガス噴出口５１ａか
ら燃焼室３に供給される。このとき、火炎は、保炎板４
５による保炎機能により、その下流側に燃焼ガス１３の
強い再循環が形成されることとも相俟って、安定に保持
される。また、燃焼部４３の周辺部分が熱媒水６１によ
って冷却されることから、火炎温度が低下し、理論燃焼
空気量以下の還元燃焼であることとも相俟って、ＮＯx
の生成が効果的に抑制される。また、燃焼部４３に供給
される一次燃焼空気量が、理論燃焼空気量より少ないた
め、還元物質を含んだ中間生成物の生成，余剰の噴霧油
滴１１の気化が促進されつつ、良好な燃焼が行われる。That is, in the combustion section 43 of each oil combustion gas ejection nozzle 41, the oil fuel (sprayed oil droplets) 11 sprayed from the oil fuel sprayer 44 is ignited and burned, and the oil combustion gas 13 as the combustion gas is emitted. The fuel is supplied to the combustion chamber 3 from each oil combustion gas ejection port 51a. At this time, the flame is the flame holding plate 4
Due to the flame holding function of 5, the strong recirculation of the combustion gas 13 is formed on the downstream side, and the combustion gas 13 is stably maintained. Further, since the peripheral portion of the combustion section 43 is cooled by the heat medium water 61, the flame temperature is lowered, it and also I phase俟the theoretical combustion air amount less reducing combustion, NO x
Is effectively suppressed. Further, since the amount of primary combustion air supplied to the combustion unit 43 is smaller than the theoretical amount of combustion air, the generation of intermediate products containing reducing substances and the vaporization of excess spray oil droplets 11 are promoted, and good combustion is achieved. Is performed.
【００２１】そして、噴霧油滴１１の燃焼により発生す
る燃焼ガスつまり油燃焼ガス１３は、各油燃焼ガス噴出
口４１ａから燃焼室３の内周面の接線方向に高速で噴出
され、燃焼室３内にその内周面に沿う旋回流つまりサイ
クロン流れを形成しつつ燃焼ガス出口３１へと流動す
る。このとき、油燃焼ガス１３の一部１３ａは端壁３３
に向かって流れ、油燃焼ガス噴出口４１ａの前方側（端
壁３３側）に再循環域を形成する。この領域において
は、供給空気に相当する燃焼は行われるが、燃焼の中間
生成物も多く生成される。特に、ＣＯ，Ｈ2 ，ＣＨラジ
カル等の還元物質が生成される。Then, the combustion gas generated by the combustion of the spray oil droplets 11, that is, the oil combustion gas 13 is spouted at a high speed in the tangential direction of the inner peripheral surface of the combustion chamber 3 from each oil combustion gas ejection port 41a. The gas flows toward the combustion gas outlet 31 while forming a swirling flow, that is, a cyclone flow along the inner peripheral surface thereof. At this time, a part 13a of the oil combustion gas 13 is
To form a recirculation zone on the front side (the end wall 33 side) of the oil combustion gas ejection port 41a. In this region, combustion corresponding to the supply air is performed, but a large amount of intermediate products of combustion are also generated. In particular, reducing substances such as CO, H 2 and CH radicals are generated.
【００２２】同時に、各二次燃焼空気噴出口５１ａから
二次燃焼空気１４が噴出されて、これが油燃焼ガス１３
のサイクロン流れ中に供給される。このとき、二次燃焼
空気１４も油燃焼ガス１３と同様のサイクロン流れをな
して、燃焼ガス出口３１へと向かう。その結果、油燃焼
ガス１３と二次燃焼空気１４とがサイクロン流れを形成
しつつ混合され、生成したＮＯx を還元，抑制しつつ、
油燃焼ガス１３を二次燃焼（２段燃焼）させる。その燃
焼ガス（二次燃焼ガス）１５は、燃焼ガス出口３１から
熱交換器８を通過して煙道９へと排出される。この間に
おいては、燃焼ガス温度が低く、問題となるようなＮＯ
x の生成はない。このように、ＮＯx 生成の大きな割合
を占める空気中の窒素成分によるサーマルＮＯx は、２
段燃焼によるピーク燃焼温度の抑制ないし熱媒水６１に
よる吸熱作用により、燃焼温度が抑制され、これによっ
てＮＯx の生成が抑制される。また、サイクロン流れの
ため、燃焼室３内の中心部にはその外周部分のサイクロ
ン流れによる負圧領域が形成されて、燃焼ガス１５の一
部１５ａは上流側に戻される。すなわち、上流側に戻さ
れる燃焼ガス１５ａによる自己排ガス再循環作用が生
じ、この作用によりＮＯx 生成がより効果的に抑制され
る。At the same time, secondary combustion air 14 is ejected from each secondary combustion air ejection port 51a, and this is
Into the cyclone stream. At this time, the secondary combustion air 14 also makes a cyclone flow similar to that of the oil combustion gas 13 and heads toward the combustion gas outlet 31. As a result, the oil combustion gas 13 and the secondary combustion air 14 are mixed while forming a cyclone flow, and while reducing and suppressing the generated NO x ,
The oil combustion gas 13 is subjected to secondary combustion (two-stage combustion). The combustion gas (secondary combustion gas) 15 passes through the heat exchanger 8 from the combustion gas outlet 31 and is discharged to the flue 9. During this time, the combustion gas temperature is low and NO
There is no generation of x . Thus, thermal NO x due to the nitrogen component in the air, which accounts for a large proportion of NO x generation, is 2%.
The combustion temperature is suppressed by the suppression of the peak combustion temperature due to the stage combustion or the endothermic effect of the heating medium water 61, whereby the generation of NO x is suppressed. In addition, due to the cyclone flow, a negative pressure region is formed in the center of the combustion chamber 3 due to the cyclone flow in the outer peripheral portion, and a part 15a of the combustion gas 15 is returned to the upstream side. In other words, a self-exhaust gas recirculation action is caused by the combustion gas 15a returned to the upstream side, and this action suppresses NO x generation more effectively.
【００２３】このようにして、サイクロン形燃焼装置１
によれば、窒素成分含有の油燃料であるＡ重油を使用し
た高負荷燃焼にあっても、ＮＯx の生成が極めて効果的
に抑制される。例えば、Ａ重油には一般に０．０２〜
０．０７ｗｔ％の窒素成分が含まれているが、かかるＡ
重油を燃焼させた場合、その燃焼条件等によって多少異
なるものの、一般的な燃焼によっては、含有窒素分の約
８０％がＮＯx に変換され、空気比１．３で約１０ｐｐ
ｍｌ／０．０１Ｎ分程度のフューエルＮＯx が生成され
る。しかし、上記した如く２段燃焼とサイクロン燃焼と
を組み合わせた燃焼方式によれば、Ａ重油を燃焼させた
場合にも、ＮＯx の生成を大幅に低減することができ
る。しかも、一般に、２段燃焼を行う場合において、二
次燃焼部は下流側の方がＮＯx 低減効果は大きいとされ
るが、サイクロン流れで軸線方向の一次燃焼部に近接し
た箇所において二次燃焼空気１４を供給できるため、燃
焼装置全体の小型化を容易に図ることができる。As described above, the cyclone type combustion device 1
According to, even in a high load combustion using A heavy oil is an oil fuel nitrogen components-containing, generation of the NO x is extremely effectively suppressed. For example, fuel oil A generally has
A nitrogen component of 0.07 wt% is contained.
If the combustion of heavy oil, slightly different although depending on the combustion conditions, etc., by the general combustion, approximately 80% of the nitrogen content is converted to NO x, about an air ratio 1.3 10pp
Fuel NO x of about ml / 0.01N is generated. However, according to the combustion system which combines the two-stage combustion and a cyclone combustion as described above, even when the combustion of fuel oil A, it is possible to significantly reduce the formation of NO x. Moreover, in general, in the case of a two-stage combustion, secondary combustion unit is towards the downstream NO x reduction effect is greater, the secondary at a point close to the primary combustion section of the axial cyclone flow combustion Since the air 14 can be supplied, the size of the entire combustion device can be easily reduced.
【００２４】以上のように、上記構成をなすサイクロン
形燃焼装置１によれば、２段燃焼による一次燃焼領域
での還元物質の生成によりＮＯx が還元されること、
２段燃焼における最高燃焼温度が低減されることにより
ＮＯx が抑制されること、ＮＯx の生成が大きい燃焼
開始部（燃焼部４３）をノズル４１内に配して、その燃
焼部４３を熱媒水６１により冷却させるようにしたか
ら、の火炎温度低減と相俟って、ＮＯx の生成が極め
て効果的に抑制されること、及びサイクロン流れによ
る燃焼ガス１５ａの自己循環作用によりＮＯx の生成が
抑制されることから、窒素成分を含有する油燃料（Ａ重
油）１１を使用した高負荷燃焼で低ＮＯx，低ＣＯ（完
全燃焼）燃焼を達成することができるのである。As described above, according to the cyclone type combustion apparatus 1 having the above-described configuration, NO x is reduced by the generation of reducing substances in the primary combustion region by the two-stage combustion.
The reduction of the maximum combustion temperature in the two-stage combustion suppresses NO x, and a combustion start portion (combustion portion 43) that generates a large amount of NO x is disposed in the nozzle 41, and the combustion portion 43 is heated. it is so arranged to cool the Nakadachisui 61, the I flame temperature reduction coupled with, the generation of the NO x is extremely effectively suppressed, and the closed-loop action of the combustion gas 15a by the cyclone flow of the NO x Since generation is suppressed, low NO x and low CO (complete combustion) combustion can be achieved by high load combustion using the oil fuel (heavy fuel oil A) 11 containing a nitrogen component.
【００２５】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良，変更することができる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.
【００２６】本発明に係るサイクロン形燃焼装置は、特
に、小容量の温水ヒータ，ボイラ等に適用して好適なも
のであり、例えば、上記した温水ヒータの他、図５に示
す如き煙管式ボイラに適用することができる。図５に示
すサイクロン形燃焼装置１０は、以下の点を除いて、前
記したサイクロン形燃焼装置１と同一構造をなすもので
あり、これと同一構成をなす部分については、図５に図
１〜図４と同一符号を付することにより、その説明を省
略する。The cyclone type combustion apparatus according to the present invention is particularly suitable for application to a small-capacity hot water heater, a boiler or the like. For example, in addition to the above-described hot water heater, a flue-tube type boiler as shown in FIG. Can be applied to The cyclone-type combustion device 10 shown in FIG. 5 has the same structure as the above-described cyclone-type combustion device 1 except for the following points. Portions having the same configuration are shown in FIGS. The description is omitted by giving the same reference numerals as those in FIG.
【００２７】すなわち、本体ケース２０は、円筒状をな
す金属板壁構造のものであり、内部には被加熱媒体たる
缶水６２の貯溜領域（以下「缶水貯溜領域」という）６
０が形成されている。缶水貯溜領域６０の上部空間は蒸
気発生領域７１とされている。燃焼室３０は、前記燃焼
室３と同様構造をなすものであり、前端部を閉塞された
円筒状の周壁３２を有し、その後端部を燃焼ガス出口３
１とした金属板製のものである。すなわち、燃焼室３０
は、その軸線を水平とした状態で缶水貯溜領域６０に浸
漬配置されており、その周壁３２及び端壁３３は缶水６
２との熱交換により冷却される伝熱壁に構成されてい
る。また、燃焼室３０の周壁３２には、前記したと同様
構成をなす各一対の油燃焼ガス噴出ノズル４１，４１及
び二次燃焼空気噴出ノズル５１，５１が取り付けられて
いる。燃焼室３０の燃焼ガス出口３１と煙道９０との間
に配設される熱交換器８０は、燃焼室３０の側方に位置
して前後方向に水平に延びる複数の煙管８４…を缶水貯
溜領域６０に浸漬配置し、これらの煙管８４…の後端部
を連通室８５を介して燃焼ガス出口３１に連通接続する
と共に当該煙管８４…の前端部を煙道９０に連通させて
なる。燃焼ガス１５は、燃焼ガス出口３１から煙管８４
…を経て煙道９０に排出される間において、被加熱媒体
である缶水６２との間で熱交換されるように構成されて
いる。That is, the main body case 20 has a cylindrical metal plate wall structure, and has a storage area (hereinafter referred to as a “can water storage area”) 6 for can water 62 as a medium to be heated.
0 is formed. The upper space of the canned water storage area 60 is a steam generation area 71. The combustion chamber 30 has the same structure as the combustion chamber 3 and has a cylindrical peripheral wall 32 whose front end is closed, and the rear end of which has a combustion gas outlet 3.
It is made of a metal plate as No. 1. That is, the combustion chamber 30
Is immersed in the canned water storage area 60 with its axis horizontal, and its peripheral wall 32 and end wall 33 are
2 is formed by a heat transfer wall cooled by heat exchange with the heat transfer wall 2. Further, a pair of oil combustion gas ejection nozzles 41, 41 and secondary combustion air ejection nozzles 51, 51 having the same configuration as described above are attached to the peripheral wall 32 of the combustion chamber 30. A heat exchanger 80 disposed between the combustion gas outlet 31 of the combustion chamber 30 and the flue 90 is provided with a plurality of flue tubes 84 located laterally of the combustion chamber 30 and extending horizontally in the front-rear direction. The smoke pipes 84 are arranged so as to be immersed in the storage area 60, and the rear ends of the smoke tubes 84 are connected to the combustion gas outlet 31 through the communication chamber 85, and the front ends of the smoke tubes 84 communicate with the flue 90. The combustion gas 15 flows from the combustion gas outlet 31 to the smoke pipe 84.
.. Are discharged to the flue 90, and heat is exchanged with the can water 62 as the medium to be heated.
【００２８】また、複数の油燃焼ガス噴出口４１ａ…を
燃焼室３，３０の内周面に開口させておく場合、それら
の油燃焼ガス噴出口４１ａ…を、上記した如く、燃焼室
３，３０の内周方向に並列させておく他、燃焼室３，３
０の軸線方向に並列させておいてもよい。すなわち、油
燃焼ガス噴出口４１ａ及び二次燃焼空気噴出口５１ａの
数，配置等の油燃焼ガス噴出条件は、燃焼室３，３０の
内径等の燃焼条件に応じて、上記した良好なサイクロン
燃焼を確保できる範囲において任意に設定することがで
きる。When a plurality of oil combustion gas injection ports 41a are opened in the inner peripheral surfaces of the combustion chambers 3, 30, the oil combustion gas injection ports 41a are connected to the combustion chambers 3, 3, as described above. 30 in parallel with the inner circumferential direction of the combustion chambers 3, 3
0 may be arranged in parallel in the axial direction. That is, the oil-combustion-gas injection conditions such as the number and arrangement of the oil-combustion-gas injection ports 41a and the secondary-combustion-air injection ports 51a depend on the above-described good cyclone combustion in accordance with the combustion conditions such as the inner diameters of the combustion chambers 3, 30. Can be set arbitrarily as long as the distance can be secured.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明のサイクロン形燃焼装置は、窒素成分を含有
するＡ重油等の油燃料を使用した高負荷，低ＮＯx 燃焼
を安定して行なうことができるものであり、しかも装置
の小型化を実現することができ、その実用的価値極めて
大なるものである。As will be readily understood from the above description, cyclone combustion apparatus of the present invention, a high load using an oil fuel such as heavy oil A containing nitrogen components, a low-NO x combustion stable The apparatus can be downsized, and its practical value is extremely large.
【図１】本発明に係るサイクロン形燃焼装置の一例を示
す縦断側面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing an example of a cyclone type combustion device according to the present invention.
【図２】図１のII−II線に沿う横断平面図である。FIG. 2 is a cross-sectional plan view taken along the line II-II of FIG.
【図３】図１のIII−III線に沿う縦断背面図である。FIG. 3 is a vertical sectional rear view along the line III-III in FIG. 1;
【図４】図１のIV−IV線に沿う縦断正面図である。FIG. 4 is a vertical sectional front view taken along the line IV-IV of FIG. 1;
【図５】本発明に係るサイクロン形燃焼装置の変形例を
示す縦断側面図である。FIG. 5 is a vertical sectional side view showing a modified example of the cyclone type combustion device according to the present invention.
１，１０…サイクロン形燃焼装置、２，２０…ケース本
体、３，３０…燃焼室、４…油燃焼ガス噴出機構、５…
二次燃焼空気噴出機構、６…熱媒水貯溜領域（被加熱媒
体の貯溜領域）、８，８０…熱交換器、９，９０…煙
道、１１…油燃料、１２…一次燃焼空気、１３…油燃焼
ガス、１４…二次燃焼空気、１５…燃焼ガス、３１…燃
焼ガス出口、３２…周壁、３３…端壁、４１…油燃焼ガ
ス噴出ノズル、４１ａ…油燃焼ガス噴出口、５１…二次
燃焼空気噴出ノズル、５１ａ…二次燃焼空気噴出口、６
０…缶水貯溜領域（被加熱媒体の貯溜領域）、６１…熱
媒水（被加熱媒体）、６２…缶水（被加熱媒体）。1, 10: cyclone type combustion device, 2, 20: case body, 3, 30: combustion chamber, 4: oil combustion gas ejection mechanism, 5:
Secondary combustion air ejection mechanism, 6: heat medium water storage area (storage area of medium to be heated), 8, 80: heat exchanger, 9, 90: flue, 11: oil fuel, 12: primary combustion air, 13 ... oil combustion gas, 14 ... secondary combustion air, 15 ... combustion gas, 31 ... combustion gas outlet, 32 ... peripheral wall, 33 ... end wall, 41 ... oil combustion gas ejection nozzle, 41a ... oil combustion gas ejection outlet, 51 ... Secondary combustion air jet nozzle, 51a... Secondary combustion air jet port, 6
0: canned water storage area (storage area of medium to be heated), 61: heating medium water (medium to be heated), 62: canned water (medium to be heated).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑垣 功 京都府京都市南区久世殿城町600番地の１ 株式会社タクマ京都工場内 Ｆターム(参考） 3K023 DA07 DC04 EA03 EA09 3K065 TA01 TA15 TB01 TB08 TB10 TC02 TD04 TE02 TF03 TG04 TH02 TH06 TJ02 TJ06 TJ07 TM03 TM06 3K091 AA01 AA17 BB03 BB36 CC02 CC22 DD05 DD08 FB05 FB13 FB22 FB32 FB43 FB49 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Isao Kuwagaki, Inventor 600-1, Kuzedonojo-cho, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture F-term (reference) 3K023 DA07 DC04 EA03 EA09 3K065 TA01 TA15 TB01 TB08 TB10 TC02 TD04 TE02 TF03 TG04 TH02 TH06 TJ02 TJ06 TJ07 TM03 TM06 3K091 AA01 AA17 BB03 BB36 CC02 CC22 DD05 DD08 FB05 FB13 FB22 FB32 FB43 FB49
Claims (12)
ス出口を設けた断面円形の燃焼室と、 燃焼室の内周面に開口する油燃焼ガス噴出口と油燃料を
噴霧，燃焼させる燃焼部とを備えており、この燃焼部に
理論燃焼空気量未満の一次燃焼空気を供給しつつ油燃料
を燃焼させて、その油燃焼ガスを油燃焼ガス噴出口から
燃焼室内にその内周面の接線方向に噴出させる油燃焼ガ
ス噴出ノズルと、 燃焼室内に、油燃焼ガス噴出ノズルによる油燃焼ガス噴
出領域より燃焼ガス出口側の領域において、二次燃焼空
気を燃焼室の内周面に開口する二次燃焼空気噴出口から
燃焼室内にその内周面の接線方向に噴出させる二次燃焼
空気噴出ノズルと、 油燃焼ガス噴出ノズルの少なくとも燃焼部周辺部分及び
燃焼室を囲繞する被加熱媒体の貯留領域と、 を具備することを特徴とするサイクロン形燃焼装置。1. A combustion chamber having a circular cross section having one end closed and a combustion gas outlet provided at the other end, an oil combustion gas injection opening opened on the inner peripheral surface of the combustion chamber, and spraying and burning oil fuel. A combustion section, and supplying primary combustion air less than the theoretical combustion air amount to the combustion section to burn the oil fuel, and the oil combustion gas is injected into the combustion chamber from the oil combustion gas ejection port into the combustion chamber. And a secondary combustion air opening in the inner peripheral surface of the combustion chamber in a region on the combustion gas outlet side of an oil combustion gas injection region by the oil combustion gas injection nozzle in the combustion chamber. A secondary combustion air ejection nozzle for ejecting the secondary combustion air from the secondary combustion air ejection port into the combustion chamber in a tangential direction of its inner peripheral surface, and at least a portion around the combustion portion of the oil combustion gas ejection nozzle and a heated medium surrounding the combustion chamber. And a storage area Cyclone combustion apparatus according to claim Rukoto.
出口が開口されていることを特徴とする、請求項１に記
載するサイクロン形燃焼装置。2. The cyclone type combustion apparatus according to claim 1, wherein a plurality of oil combustion gas injection ports are opened on an inner peripheral surface of the combustion chamber.
噴出口が開口されていることを特徴とする、請求項１又
は請求項２に記載するサイクロン形燃焼装置。3. The cyclone type combustion apparatus according to claim 1, wherein a plurality of secondary combustion air injection ports are opened in an inner peripheral surface of the combustion chamber.
形状をなすものであり、当該ノズルの燃焼部は油燃料を
油燃焼ガス噴出口に向けて噴霧する油燃料噴霧器及びそ
の噴霧口に対向する保炎板を具備するものであり、油燃
焼ガス噴出口から保炎板までの距離Ｌ4 が０．５ｄ1 ≦
Ｌ4 ≦２ｄ1 に設定されていることを特徴とする、請求
項１、請求項２又は請求項３に記載するサイクロン形燃
焼装置。4. An oil-fuel-gas injection nozzle having a cylindrical shape with an inner diameter d 1 , wherein a combustion portion of the nozzle is provided with an oil-fuel atomizer for spraying oil fuel toward the oil-fuel-gas injection port and a spray port thereof. It is those comprising opposing flame holding plate, the distance L 4 from the oil combustion gas ports to flame holding plate 0.5d 1 ≦
4. The cyclone type combustion apparatus according to claim 1, wherein L 4 ≦ 2d 1 is set.
上の流速で通過するように、油燃焼ガス噴出ノズルの燃
焼部に供給されることを特徴とする、請求項４に記載す
るサイクロン形燃焼装置。5. The oil combustion gas jet nozzle according to claim 4, wherein the primary combustion air is supplied to the combustion section of the oil combustion gas jet nozzle so as to pass through the flame holding plate at a flow rate of 12 m / s or more. Cyclone type combustion device.
ものであり、その内径ｄ1 が燃焼室の内径Ｄの１／６を
超えないように設定されていることを特徴とする、請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記
載するサイクロン形燃焼装置。6. Oil combustion gas ejection nozzle is intended to form a cylindrical shape, wherein the inner diameter d 1 is set so as not to exceed 1/6 of the inner diameter D of the combustion chamber, claim The cyclone-type combustion device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
状のものであり、燃焼室の閉塞端から油燃焼ガス噴出口
までの軸線方向距離Ｌ1 がｄ1 ≦Ｌ1 ≦３ｄ 1 に設定さ
れていることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求
項 3、請求項４、請求項５又は請求項６に記載するサイ
クロン形燃焼装置。7. An oil combustion gas ejection nozzle having an inner diameter d.1Cylinder
Oil combustion gas outlet from the closed end of the combustion chamber
Axial distance L up to1Is d1≤L1≦ 3d 1Set to
Claim 1, Claim 2, Claim 1
The size described in claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6
Clone type combustion device.
燃焼空気供給量が、理論燃焼空気量の０．４〜０．８倍
に設定されていることを特徴とする、請求項１、請求項
２、請求項 3、請求項４、請求項５、請求項６又は請求
項７に記載するサイクロン形燃焼装置。8. The method according to claim 1, wherein the primary combustion air supply amount to the combustion portion of the oil combustion gas ejection nozzle is set to 0.4 to 0.8 times the theoretical combustion air amount. The cyclone-type combustion device according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
二次燃焼空気供給量が、理論燃焼空気量の０．３倍以上
であって、一次燃焼空気供給量との合計が理論燃焼空気
量の１．１〜１．５倍となるように設定されており、二
次燃焼空気が二次燃焼空気噴出口から２０ｍ／ｓ以上の
流速で噴出されることを特徴とする、請求項１、請求項
２、請求項 3、請求項４、請求項５、請求項６、請求項
７又は求項８に記載するサイクロン形燃焼装置。9. The secondary combustion air supply amount from the secondary combustion air ejection nozzle to the combustion chamber is at least 0.3 times the theoretical combustion air amount, and the sum of the primary combustion air supply amount is the theoretical combustion air supply amount. The amount is set to be 1.1 to 1.5 times the amount, and the secondary combustion air is jetted from the secondary combustion air jet at a flow rate of 20 m / s or more. The cyclone-type combustion device according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 5, claim 6, claim 7, or claim 8.
円筒形状をなすものであり、二次燃焼空気噴出口が、燃
焼室の径方向であって二次燃焼空気の噴出方向に直交す
る方向において燃焼室の内周面から中心へと所定量Ｌ5
（０．２５ｄ 2 ≦Ｌ5 ≦ｄ2 ）偏倚した位置に配置され
ていることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項
3、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項
８又は請求項９に記載するサイクロン形燃焼装置。10. The secondary combustion air jet nozzle has an inner diameter d.Twoof
It has a cylindrical shape, and the secondary combustion air
Radial direction of the firing chamber and orthogonal to the direction of secondary combustion air
A predetermined amount L from the inner circumferential surface of the combustion chamber to the center in the directionFive
(0.25d Two≤LFive≦ dTwo) Is located in a biased position
Claim 1, Claim 2, Claim 1 characterized by the above-mentioned.
3, Claim 4, Claim 5, Claim 6, Claim 7, Claim
The cyclone type combustion device according to claim 8 or 9.
して煙道に接続されていることを特徴とする、請求項
１、請求項２、請求項 3、請求項４、請求項５、請求項
６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０に記
載するサイクロン形燃焼装置。11. A combustion gas outlet of a combustion chamber is connected to a flue via a heat exchanger. The cyclone type combustion apparatus according to claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10.
通する複数の伝熱管で構成されていることを特徴とす
る、請求項１１に記載するサイクロン形燃焼装置。12. The cyclone-type combustion apparatus according to claim 11, wherein the heat exchanger is constituted by a plurality of heat transfer tubes communicating with the storage area of the medium to be heated.
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| JP35563598A JP3781332B2 (en) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | Cyclone combustion device |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010185631A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Kyushu Olympia Kogyo Kk | Biofuel combustion device |
| JP2020003185A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 株式会社日本サーモエナー | Gas combustion device and vacuum water warmer |
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1998
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