JP2001254908A - 燃焼装置 - Google Patents
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Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 灯油、A重油等の液体燃料でもガス燃料と同
等の低NOx化が達成可能であり、燃焼性においても低
空気比で燃焼を完結させることができる燃焼装置を提供
する。 【解決手段】 先端から燃料を噴射する棒体状の燃料供
給部1と、この燃料供給部とほぼ同軸上に内筒と外筒で
形成した燃焼用空気を供給する環状空気室8と、この内
筒2と外筒5の先端間を閉塞する先端面6に設けた複数
の空気供給開口10と、燃焼量に対応した複数種類の前
記燃焼用空気を噴出する開口11,12を有する前記棒
体状の燃料供給部を軸心として回転可能なベーン部材7
とを備え、該ベーン部材を前記空気室の先端面に隣接し
て配置し、前記空気室の空気供給開口と前記ベーン部材
の開口とを位置合わせすることで、空気供給開口面積を
調整可能とした。
等の低NOx化が達成可能であり、燃焼性においても低
空気比で燃焼を完結させることができる燃焼装置を提供
する。 【解決手段】 先端から燃料を噴射する棒体状の燃料供
給部1と、この燃料供給部とほぼ同軸上に内筒と外筒で
形成した燃焼用空気を供給する環状空気室8と、この内
筒2と外筒5の先端間を閉塞する先端面6に設けた複数
の空気供給開口10と、燃焼量に対応した複数種類の前
記燃焼用空気を噴出する開口11,12を有する前記棒
体状の燃料供給部を軸心として回転可能なベーン部材7
とを備え、該ベーン部材を前記空気室の先端面に隣接し
て配置し、前記空気室の空気供給開口と前記ベーン部材
の開口とを位置合わせすることで、空気供給開口面積を
調整可能とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼装置に係り、特
に灯油やA重油等の液体燃料を用い、燃焼性を向上させ
ることができる燃焼装置に関するものである。
に灯油やA重油等の液体燃料を用い、燃焼性を向上させ
ることができる燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガス燃料を用いた燃焼装置での燃焼性の
向上やNOx、CO、煤塵等の有害燃焼排気物の低減化
に関しては多くの提案がなされており、特に低NOx化
に関しては種々の方法が提案されている。しかしなが
ら、灯油、A重油等の液体燃料ではガス燃料を用いた燃
焼装置までの燃焼性の向上や低NOx化を達成するのに
種々の問題があった。
向上やNOx、CO、煤塵等の有害燃焼排気物の低減化
に関しては多くの提案がなされており、特に低NOx化
に関しては種々の方法が提案されている。しかしなが
ら、灯油、A重油等の液体燃料ではガス燃料を用いた燃
焼装置までの燃焼性の向上や低NOx化を達成するのに
種々の問題があった。
【0003】従来の一般的な液体燃料を用いた燃焼装置
は、先端から燃料を噴射する棒体状の燃料供給部と、こ
の周囲に配置された燃焼用空気の供給筒とを備え、燃料
供給部の先端から燃料を噴射して燃焼用空気と混合して
燃焼するものである。このような場合に、空気供給筒か
ら供給される燃焼用空気の量は、一般に送風機出口に配
置された風量制御ダンパによって制御される。このた
め、風量制御ダンパによる圧力損失であるいわゆるダン
パロスが生じるため、過大な送風機の容量を必要とする
場合が多い。また、燃焼量を制御する都合から風量制御
ダンパにより燃焼空気量が低下すると、いわゆるバーナ
ロスが小さくなり燃焼性が悪化するという問題がある。
は、先端から燃料を噴射する棒体状の燃料供給部と、こ
の周囲に配置された燃焼用空気の供給筒とを備え、燃料
供給部の先端から燃料を噴射して燃焼用空気と混合して
燃焼するものである。このような場合に、空気供給筒か
ら供給される燃焼用空気の量は、一般に送風機出口に配
置された風量制御ダンパによって制御される。このた
め、風量制御ダンパによる圧力損失であるいわゆるダン
パロスが生じるため、過大な送風機の容量を必要とする
場合が多い。また、燃焼量を制御する都合から風量制御
ダンパにより燃焼空気量が低下すると、いわゆるバーナ
ロスが小さくなり燃焼性が悪化するという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、灯油、A重
油等の液体燃料でもガス燃料と同等の低NOx化が達成
可能であり、燃焼性においても低空気比で燃焼を完結さ
せることができる燃焼装置を提供することを目的とす
る。
油等の液体燃料でもガス燃料と同等の低NOx化が達成
可能であり、燃焼性においても低空気比で燃焼を完結さ
せることができる燃焼装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、先端から燃料を噴射する
棒体状の燃料供給部と、この燃料供給部とほぼ同軸上に
内筒と外筒で形成した燃焼用空気を供給する環状空気室
と、この内筒と外筒の先端間を閉塞する先端面に設けた
複数の空気供給開口と、燃焼量に対応した複数種類の前
記燃焼用空気を噴出する開口を有する前記棒体状の燃料
供給部を軸心として回転可能なベーン部材とを備え、該
ベーン部材を前記空気室の先端面に隣接して配置し、前
記空気室の空気供給開口と前記ベーン部材の開口とを位
置合わせすることで、空気供給開口面積を調整可能とし
たことを特徴とする燃焼装置である。
め、請求項1に記載の発明は、先端から燃料を噴射する
棒体状の燃料供給部と、この燃料供給部とほぼ同軸上に
内筒と外筒で形成した燃焼用空気を供給する環状空気室
と、この内筒と外筒の先端間を閉塞する先端面に設けた
複数の空気供給開口と、燃焼量に対応した複数種類の前
記燃焼用空気を噴出する開口を有する前記棒体状の燃料
供給部を軸心として回転可能なベーン部材とを備え、該
ベーン部材を前記空気室の先端面に隣接して配置し、前
記空気室の空気供給開口と前記ベーン部材の開口とを位
置合わせすることで、空気供給開口面積を調整可能とし
たことを特徴とする燃焼装置である。
【0006】上述したように、本発明の燃焼装置は、空
気室の先端面である空気噴射面に開口を設け、その開口
に燃焼状態に合わせた空気量に対応させて開口面積が異
なる開口を有するベーン部材を備え、そのベーン部材を
軸心の周りに回転可能としたものである。これにより、
燃焼空気はベーン部材に設けられた開口の寸法に合わせ
て噴出され、これにより風量制御ダンパ等を必要とする
ことなく、所要の風量の制御を行うことができる。この
ため、従来の燃焼装置に一般的に必要であった風量制御
ダンパが不要となり、これによる圧力損失の増加を抑え
ることができるので、過大な送風機の容量が必要でなく
なる。
気室の先端面である空気噴射面に開口を設け、その開口
に燃焼状態に合わせた空気量に対応させて開口面積が異
なる開口を有するベーン部材を備え、そのベーン部材を
軸心の周りに回転可能としたものである。これにより、
燃焼空気はベーン部材に設けられた開口の寸法に合わせ
て噴出され、これにより風量制御ダンパ等を必要とする
ことなく、所要の風量の制御を行うことができる。この
ため、従来の燃焼装置に一般的に必要であった風量制御
ダンパが不要となり、これによる圧力損失の増加を抑え
ることができるので、過大な送風機の容量が必要でなく
なる。
【0007】またバーナロスが大きくなることから送風
機の持つ風圧の全量が燃料の微粒化に利用できるので燃
焼性が向上する。また送風機の特性から燃焼量、つまり
燃焼空気量が低下するほどバーナロスが大きくなるので
低燃焼ほど良好な燃焼を得ることができる。
機の持つ風圧の全量が燃料の微粒化に利用できるので燃
焼性が向上する。また送風機の特性から燃焼量、つまり
燃焼空気量が低下するほどバーナロスが大きくなるので
低燃焼ほど良好な燃焼を得ることができる。
【0008】さらに、燃焼空気供給開口から燃焼空気を
高速で噴射することで吸引作用が発生し、高温の燃焼ガ
スが複数の燃焼空気供給開口から噴出する空気流と空気
流の間に吸引される。また、高温の燃焼ガスの一部は空
気噴射面の下面に沿って燃料噴射ノズル近傍へ引き込ま
れて、燃料噴射ノズルから噴射された燃料を予熱する。
つまり、燃料噴射ノズルから噴射された燃料は燃焼ガス
で予熱され、一部は気化して徐々に燃焼を開始し、燃焼
空気供給開口から噴射された空気と燃焼ガスの混合気に
よって燃焼が完了する。このように、燃焼室内で燃焼ガ
スが循環することによって、酸素濃度の低い混合気で燃
焼を継続することで火炎温度が低く抑えられてNOxの
発生が抑制される。さらに、複数の供給口から分割して
燃焼空気を供給することで火炎分割と、空気過剰域と燃
料過剰域を形成することによる濃淡燃焼によってNOx
の発生が抑制される。また、これらの作用は燃焼量に応
じた空気供給開口面積を選択することから、特に低燃焼
時でも空気流速を高く維持できるので、低燃焼、高燃焼
どちらでも変わらない。
高速で噴射することで吸引作用が発生し、高温の燃焼ガ
スが複数の燃焼空気供給開口から噴出する空気流と空気
流の間に吸引される。また、高温の燃焼ガスの一部は空
気噴射面の下面に沿って燃料噴射ノズル近傍へ引き込ま
れて、燃料噴射ノズルから噴射された燃料を予熱する。
つまり、燃料噴射ノズルから噴射された燃料は燃焼ガス
で予熱され、一部は気化して徐々に燃焼を開始し、燃焼
空気供給開口から噴射された空気と燃焼ガスの混合気に
よって燃焼が完了する。このように、燃焼室内で燃焼ガ
スが循環することによって、酸素濃度の低い混合気で燃
焼を継続することで火炎温度が低く抑えられてNOxの
発生が抑制される。さらに、複数の供給口から分割して
燃焼空気を供給することで火炎分割と、空気過剰域と燃
料過剰域を形成することによる濃淡燃焼によってNOx
の発生が抑制される。また、これらの作用は燃焼量に応
じた空気供給開口面積を選択することから、特に低燃焼
時でも空気流速を高く維持できるので、低燃焼、高燃焼
どちらでも変わらない。
【0009】また、請求項2に記載の発明は、前記棒体
状の燃料供給部の燃料噴射ノズルから噴射された燃料
と、前記開口から噴出される燃焼用空気が衝突合流する
領域に、該領域を取り囲むようにバッフル状の円環部材
と該部材の外周部からガスの流れ方向に延在する筒状部
材とからなる循環ガス化促進筒を設けたことを特徴とす
る。
状の燃料供給部の燃料噴射ノズルから噴射された燃料
と、前記開口から噴出される燃焼用空気が衝突合流する
領域に、該領域を取り囲むようにバッフル状の円環部材
と該部材の外周部からガスの流れ方向に延在する筒状部
材とからなる循環ガス化促進筒を設けたことを特徴とす
る。
【0010】これにより、燃焼ガスによって予熱されて
一部気化した燃料と、燃焼空気と、高温で酸素濃度の低
い燃焼ガスとの混合気が、衝突する位置に配置した循環
ガス化促進筒内に高速で導入される。従って、バッフル
状の円環部材とその外周部に延在する円筒部材とで形成
される領域に、燃焼空気と高温で酸素濃度の低い燃焼ガ
スによる渦流を生じて、燃料の気化が促進される。この
ため、以後の燃焼を低空気過剰のもとに完結させること
ができる。さらに、全燃焼量の混合気が高速で筒状の循
環ガス化促進筒内部へ導入されることによって吸引力が
増加し、空気室の空気噴射面と循環ガス化促進筒の間か
ら循環ガス化促進筒内部へ引き込まれる燃焼ガスの循環
が良化して、燃料の気化がさらに促進されるので燃焼性
が良化する。同時に燃焼ガスの循環により、低酸素濃度
で燃焼させることによって火炎温度が低く抑えられてN
Oxの発生が抑制される。
一部気化した燃料と、燃焼空気と、高温で酸素濃度の低
い燃焼ガスとの混合気が、衝突する位置に配置した循環
ガス化促進筒内に高速で導入される。従って、バッフル
状の円環部材とその外周部に延在する円筒部材とで形成
される領域に、燃焼空気と高温で酸素濃度の低い燃焼ガ
スによる渦流を生じて、燃料の気化が促進される。この
ため、以後の燃焼を低空気過剰のもとに完結させること
ができる。さらに、全燃焼量の混合気が高速で筒状の循
環ガス化促進筒内部へ導入されることによって吸引力が
増加し、空気室の空気噴射面と循環ガス化促進筒の間か
ら循環ガス化促進筒内部へ引き込まれる燃焼ガスの循環
が良化して、燃料の気化がさらに促進されるので燃焼性
が良化する。同時に燃焼ガスの循環により、低酸素濃度
で燃焼させることによって火炎温度が低く抑えられてN
Oxの発生が抑制される。
【0011】また、前記循環ガス促進筒には、前記バッ
フル状の円環部材の内周部から延在する筒状部材を備え
ることが好ましい。
フル状の円環部材の内周部から延在する筒状部材を備え
ることが好ましい。
【0012】更に、前記ベーン部材の空気供給開口に空
気の流れ方向と反対側に該ベーン部材から隙間を介して
延在する筒状部材を更に備えることことが好ましい。
気の流れ方向と反対側に該ベーン部材から隙間を介して
延在する筒状部材を更に備えることことが好ましい。
【0013】また、前記空気噴射面の空気噴出口から、
空気の流れ方向に沿って延在する筒状部材を備え、該筒
状部材の開口は前記ベーンの空気供給開口に対応したも
のであることが好ましい。
空気の流れ方向に沿って延在する筒状部材を備え、該筒
状部材の開口は前記ベーンの空気供給開口に対応したも
のであることが好ましい。
【0014】また、記空気噴射面の空気供給口は扇状ま
たは矩形で構成していることが好ましい。
たは矩形で構成していることが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。尚、各図中同一
又は相当する要素には、同一の符号を付して重複した説
明を省略する。
て、添付図面を参照しながら説明する。尚、各図中同一
又は相当する要素には、同一の符号を付して重複した説
明を省略する。
【0016】図1乃至図3は、本発明の第1の実施形態
の燃焼装置を示し、図1は燃焼装置の縦断面構成を示
し、図2はそのA矢視図であり、図3はそのB矢視図で
ある。なお、本実施形態では一般的な貫流ボイラの燃焼
装置に見られる高燃焼、低燃焼、停止の3位置制御によ
るものを示す。この燃焼装置は、先端に燃料噴射ノズル
1aを装着した棒体状の燃料供給部1と、この燃料供給
部1の周囲にほぼ同軸上に内筒2と先細状の外筒5を配
置して燃焼空気を供給する空気室8を形成し、この内筒
2と外筒5の先端間には燃焼空気供給開口10を所定個
数、分割して設けた空気噴射面6により閉塞されてい
る。さらに、空気噴射面6の空気室側には、空気噴射面
6の上面に接して燃料供給部1を軸心として回転するベ
ーン部材7を配置する。このベーン部材7には、前記空
気噴射面6に所定個数、分割して設けてある燃焼空気供
給開口10に合致するように、燃焼量に応じた開口面積
で低燃焼空気噴出口11と高燃焼空気噴出口12が所定
個数設けてある。ここで低燃焼空気噴出口11は、図2
に示すように小さな開口であり、円周方向に沿って6カ
所設けられており、図3に示す空気室の空気噴射面10
に設けられた空気供給開口10内に位置可能となるよう
に配置されている。また、ここで高燃焼空気噴出口12
は、図2に示すように大きな開口であり、円周方向に沿
って6カ所設けられており、図3に示す空気室の空気噴
射面10に設けられた空気供給開口10内に位置可能と
なるように配置されている。つまり、低燃焼時は低燃焼
空気噴出口11が燃焼空気供給開口10に、また高燃焼
時は高燃焼空気噴出口12が燃焼空気供給開口10に合
致するようにベーン部材7を回転させて選択することで
噴射空気量を決定する。
の燃焼装置を示し、図1は燃焼装置の縦断面構成を示
し、図2はそのA矢視図であり、図3はそのB矢視図で
ある。なお、本実施形態では一般的な貫流ボイラの燃焼
装置に見られる高燃焼、低燃焼、停止の3位置制御によ
るものを示す。この燃焼装置は、先端に燃料噴射ノズル
1aを装着した棒体状の燃料供給部1と、この燃料供給
部1の周囲にほぼ同軸上に内筒2と先細状の外筒5を配
置して燃焼空気を供給する空気室8を形成し、この内筒
2と外筒5の先端間には燃焼空気供給開口10を所定個
数、分割して設けた空気噴射面6により閉塞されてい
る。さらに、空気噴射面6の空気室側には、空気噴射面
6の上面に接して燃料供給部1を軸心として回転するベ
ーン部材7を配置する。このベーン部材7には、前記空
気噴射面6に所定個数、分割して設けてある燃焼空気供
給開口10に合致するように、燃焼量に応じた開口面積
で低燃焼空気噴出口11と高燃焼空気噴出口12が所定
個数設けてある。ここで低燃焼空気噴出口11は、図2
に示すように小さな開口であり、円周方向に沿って6カ
所設けられており、図3に示す空気室の空気噴射面10
に設けられた空気供給開口10内に位置可能となるよう
に配置されている。また、ここで高燃焼空気噴出口12
は、図2に示すように大きな開口であり、円周方向に沿
って6カ所設けられており、図3に示す空気室の空気噴
射面10に設けられた空気供給開口10内に位置可能と
なるように配置されている。つまり、低燃焼時は低燃焼
空気噴出口11が燃焼空気供給開口10に、また高燃焼
時は高燃焼空気噴出口12が燃焼空気供給開口10に合
致するようにベーン部材7を回転させて選択することで
噴射空気量を決定する。
【0017】さらに、燃料噴射ノズル1aから噴射され
た燃料と、空気供給開口10と一致した低燃焼空気噴出
口11、または高燃焼空気噴出口12から噴出された燃
焼空気が合流する領域の所定の位置に、燃料供給部1と
ほぼ同軸上に循環ガス化促進筒31が配置されている。
この循環ガス化促進筒31は空気室8の空気噴射面10
に対面するバッフル状(平板状)の円環部材29と、こ
の外周部からガスの流れ方向に沿って延びる筒状部材3
0とから構成されている。ここで筒状部材30は、ガス
の流れ方向に沿ってその先端部が先細状となり、その出
口直径がd4である。また、筒状部材の内径はd3であ
り、バッフル状の円環部材の内径はd2である。ここで
バッフル状の円環部材の内径d2は、空気噴射面6に配
置された空気供給開口10の外接径d1以上の大きさを
有している。そして、筒状部材30の出口径d4は、バ
ッフル状の円環部材29の外径(筒状部材30の内径)
d3と等しくしてもよく(ストレートであってもよ
く)、また図示するようにバッフル状の円盤部材29の
内径d2より大きく、その外径d3よりも小さくする先
細状であることが好ましい。しかしながら、これらの形
状は燃焼室の全体的な形状等により適宜決定する必要が
ある。また、バッフル状の円環部材29を、丸棒を筒状
部材30の内周に沿ってリング状に形成し、d2とd3
の巾を小さく構成することにより、粗悪油等を燃料とし
た場合に未燃分の付着が減少する(図示せず)。また、
循環ガス化促進筒31は空気室の外筒5や空気噴射面6
にサポート等によって取り付けられる(図示せず)。な
お、4はこの燃焼装置の取付用フランジであり、3は燃
焼空気の整流筒である。
た燃料と、空気供給開口10と一致した低燃焼空気噴出
口11、または高燃焼空気噴出口12から噴出された燃
焼空気が合流する領域の所定の位置に、燃料供給部1と
ほぼ同軸上に循環ガス化促進筒31が配置されている。
この循環ガス化促進筒31は空気室8の空気噴射面10
に対面するバッフル状(平板状)の円環部材29と、こ
の外周部からガスの流れ方向に沿って延びる筒状部材3
0とから構成されている。ここで筒状部材30は、ガス
の流れ方向に沿ってその先端部が先細状となり、その出
口直径がd4である。また、筒状部材の内径はd3であ
り、バッフル状の円環部材の内径はd2である。ここで
バッフル状の円環部材の内径d2は、空気噴射面6に配
置された空気供給開口10の外接径d1以上の大きさを
有している。そして、筒状部材30の出口径d4は、バ
ッフル状の円環部材29の外径(筒状部材30の内径)
d3と等しくしてもよく(ストレートであってもよ
く)、また図示するようにバッフル状の円盤部材29の
内径d2より大きく、その外径d3よりも小さくする先
細状であることが好ましい。しかしながら、これらの形
状は燃焼室の全体的な形状等により適宜決定する必要が
ある。また、バッフル状の円環部材29を、丸棒を筒状
部材30の内周に沿ってリング状に形成し、d2とd3
の巾を小さく構成することにより、粗悪油等を燃料とし
た場合に未燃分の付着が減少する(図示せず)。また、
循環ガス化促進筒31は空気室の外筒5や空気噴射面6
にサポート等によって取り付けられる(図示せず)。な
お、4はこの燃焼装置の取付用フランジであり、3は燃
焼空気の整流筒である。
【0018】以上の構成とすることにより、棒体状の燃
料供給部1の燃料噴射ノズル1aより噴射された燃料は
点火装置(図示せず)により着火される。燃焼空気は送
風機(図示せず)により供給されるが、整流筒3で整流
されて空気室8へ導入され、低燃焼時にはベーン部材7
が燃料供給部1を軸として回転させて低燃焼空気噴出口
11と燃焼空気供給開口10が連通して噴射される。ま
た、高燃焼時にはベーン部材7を回転させて高燃焼空気
噴出口12と燃焼空気供給開口10が連通して燃焼空気
が噴射され燃焼を継続する。つまり燃焼空気量は、ベー
ン部材7に燃焼量に応じた開口面積で所定個数設けてあ
る低燃焼空気噴出口11と高燃焼空気噴出口12によっ
て決定される。
料供給部1の燃料噴射ノズル1aより噴射された燃料は
点火装置(図示せず)により着火される。燃焼空気は送
風機(図示せず)により供給されるが、整流筒3で整流
されて空気室8へ導入され、低燃焼時にはベーン部材7
が燃料供給部1を軸として回転させて低燃焼空気噴出口
11と燃焼空気供給開口10が連通して噴射される。ま
た、高燃焼時にはベーン部材7を回転させて高燃焼空気
噴出口12と燃焼空気供給開口10が連通して燃焼空気
が噴射され燃焼を継続する。つまり燃焼空気量は、ベー
ン部材7に燃焼量に応じた開口面積で所定個数設けてあ
る低燃焼空気噴出口11と高燃焼空気噴出口12によっ
て決定される。
【0019】これにより、送風機出口に風量制御ダンパ
を持たないので送風機で発生した風圧は圧力損失、所謂
ダンパロスが殆どなく空気室8へ導入されて高い圧力の
まま空気噴出口11,12で燃焼量に応じて決定され、
空気噴射面6の燃焼空気供給開口10から噴射される。
よって、ダンパロス等の圧力損失が低く抑えられること
から過大な送風機を必要とせず、さらに、空気室8内の
圧力と燃焼室内の圧力差、所謂バーナロスが大きくなる
ことによって送風機で発生する風圧の全量を燃料の微粒
化に利用できるので燃焼性が向上する。さらに、本装置
では送風機の特性から燃焼量、つまり燃焼空気量が低下
するほどバーナロスが大きくなるので低燃焼ほど良好な
燃焼を得ることができる。なお、外筒5の形状は先細状
に限るものではないが、先細状に構成することで空気の
圧力損失の増加を抑え、空気流の停滞部をなくして部材
の過熱を防止することができる。
を持たないので送風機で発生した風圧は圧力損失、所謂
ダンパロスが殆どなく空気室8へ導入されて高い圧力の
まま空気噴出口11,12で燃焼量に応じて決定され、
空気噴射面6の燃焼空気供給開口10から噴射される。
よって、ダンパロス等の圧力損失が低く抑えられること
から過大な送風機を必要とせず、さらに、空気室8内の
圧力と燃焼室内の圧力差、所謂バーナロスが大きくなる
ことによって送風機で発生する風圧の全量を燃料の微粒
化に利用できるので燃焼性が向上する。さらに、本装置
では送風機の特性から燃焼量、つまり燃焼空気量が低下
するほどバーナロスが大きくなるので低燃焼ほど良好な
燃焼を得ることができる。なお、外筒5の形状は先細状
に限るものではないが、先細状に構成することで空気の
圧力損失の増加を抑え、空気流の停滞部をなくして部材
の過熱を防止することができる。
【0020】さらに、燃焼空気供給開口10(空気噴射
出口11または12)から燃焼空気を高速で噴射するこ
とで吸引作用が発生し、高温で酸素濃度の低い燃焼ガス
が、複数の燃焼空気供給開口10(空気噴射出口11,
12)から噴出する空気流と空気流の間に吸引される。
また、燃焼ガスの一部は空気噴射面6の下面に沿って燃
料噴射ノズル1a近傍へ引き込まれて噴射された燃料を
予熱する。高温の燃焼ガスで予熱された燃料は一部気化
しながら高温で酸素濃度の低い燃焼ガスと燃焼空気の混
合気を形成する。
出口11または12)から燃焼空気を高速で噴射するこ
とで吸引作用が発生し、高温で酸素濃度の低い燃焼ガス
が、複数の燃焼空気供給開口10(空気噴射出口11,
12)から噴出する空気流と空気流の間に吸引される。
また、燃焼ガスの一部は空気噴射面6の下面に沿って燃
料噴射ノズル1a近傍へ引き込まれて噴射された燃料を
予熱する。高温の燃焼ガスで予熱された燃料は一部気化
しながら高温で酸素濃度の低い燃焼ガスと燃焼空気の混
合気を形成する。
【0021】さらに、所定の位置に循環ガス化促進筒3
1を設けて、高温の燃焼ガスで予熱され一部気化した燃
料と高温で酸素濃度の低い燃焼ガスと燃焼空気の混合気
が循環ガス化促進筒31内に高速で導入される。これに
より、筒状部材30の上流側の内側に円環部材29とで
形成される領域a部に、燃焼空気と高温で酸素濃度の低
い燃焼ガスによる渦流(還流ガス)を生じて燃料の気化
が促進される。よって、以後の燃焼を低空気過剰のもと
に完結させることができる。
1を設けて、高温の燃焼ガスで予熱され一部気化した燃
料と高温で酸素濃度の低い燃焼ガスと燃焼空気の混合気
が循環ガス化促進筒31内に高速で導入される。これに
より、筒状部材30の上流側の内側に円環部材29とで
形成される領域a部に、燃焼空気と高温で酸素濃度の低
い燃焼ガスによる渦流(還流ガス)を生じて燃料の気化
が促進される。よって、以後の燃焼を低空気過剰のもと
に完結させることができる。
【0022】さらに、全燃焼量の混合気が高速で循環ガ
ス化促進筒31内部へ導入されることによって発生する
吸引力で、空気噴射面6と循環ガス化促進筒31のバッ
フル状の環状部材29との間から循環ガス化促進筒31
内部へ引き込まれる燃焼ガスの循環が良化して、燃料の
気化がさらに促進されるので、燃焼性が良化するととも
に、低酸素濃度で燃焼させることによって火炎温度が低
く抑えられてNOxの発生が抑制される。
ス化促進筒31内部へ導入されることによって発生する
吸引力で、空気噴射面6と循環ガス化促進筒31のバッ
フル状の環状部材29との間から循環ガス化促進筒31
内部へ引き込まれる燃焼ガスの循環が良化して、燃料の
気化がさらに促進されるので、燃焼性が良化するととも
に、低酸素濃度で燃焼させることによって火炎温度が低
く抑えられてNOxの発生が抑制される。
【0023】図4および図5は、上述の第1の実施形態
の変形例をそれぞれ示している。図4は、バッフル状の
円環部材29の内周面からガスの流れ方向に延びる短か
い筒状部材28aを備えている。そして、この実施形態
では循環ガス化促進筒31の筒状部材30は先細状では
なく、ストレート状になっている。図5に示す実施形態
は、循環ガス化促進筒31のバッフル状円環部材29の
内周面に内方に傾斜してガスの流れ方向に延びる短い筒
状部材28bを備えたものである。このような短い筒状
部材28a,28bを配置することで、上述した循環ガ
ス化促進筒内の領域aにおける環流ガスによる燃料の気
化が一層促進される。
の変形例をそれぞれ示している。図4は、バッフル状の
円環部材29の内周面からガスの流れ方向に延びる短か
い筒状部材28aを備えている。そして、この実施形態
では循環ガス化促進筒31の筒状部材30は先細状では
なく、ストレート状になっている。図5に示す実施形態
は、循環ガス化促進筒31のバッフル状円環部材29の
内周面に内方に傾斜してガスの流れ方向に延びる短い筒
状部材28bを備えたものである。このような短い筒状
部材28a,28bを配置することで、上述した循環ガ
ス化促進筒内の領域aにおける環流ガスによる燃料の気
化が一層促進される。
【0024】図6は、本発明の第2の実施形態の燃焼装
置の縦断面構成を示し、図7はそのA矢視図である。な
お、図6は図7のXX線に沿った断面図である。これ
は、第1実施形態のベーン部材7に設けた低燃焼空気噴
出口11と高燃焼空気噴出口12に、空気の噴出する方
向とは反対に向かって伸びる所定の長さのガイド部材2
1,22を、ベーン部材7に所定の隙間bを設けて配置
してある。このように構成することで、燃焼空気はガイ
ド部材21,22を通り整流されて高速で噴射され、空
気噴射面6の下面に沿って燃料噴射ノズル1a近傍へ引
き込まれる燃焼ガスや、空気流と空気流の間に吸引され
る燃焼ガスの循環が良化して燃焼性が向上するとともに
NOxの発生が抑制される。また一部の燃焼空気は隙間
bを通る空気による冷却効果で部材の過熱を防止し、整
流された燃焼空気と合流して燃焼空気供給開口10(空
気噴出口11,12)から噴射される。
置の縦断面構成を示し、図7はそのA矢視図である。な
お、図6は図7のXX線に沿った断面図である。これ
は、第1実施形態のベーン部材7に設けた低燃焼空気噴
出口11と高燃焼空気噴出口12に、空気の噴出する方
向とは反対に向かって伸びる所定の長さのガイド部材2
1,22を、ベーン部材7に所定の隙間bを設けて配置
してある。このように構成することで、燃焼空気はガイ
ド部材21,22を通り整流されて高速で噴射され、空
気噴射面6の下面に沿って燃料噴射ノズル1a近傍へ引
き込まれる燃焼ガスや、空気流と空気流の間に吸引され
る燃焼ガスの循環が良化して燃焼性が向上するとともに
NOxの発生が抑制される。また一部の燃焼空気は隙間
bを通る空気による冷却効果で部材の過熱を防止し、整
流された燃焼空気と合流して燃焼空気供給開口10(空
気噴出口11,12)から噴射される。
【0025】図8は、本発明の第3の実施形態の燃焼装
置の縦断面構成を示し、図9はそのA矢視図である。な
お、図8は図9のXX線に沿った断面図である。これは
第1の実施形態の燃焼空気供給開口10の開口部に低燃
焼空気供給開口9が仕切られて設けてあり、この空気供
給開口9,10のそれぞれに、噴出口の周囲を空気の流
れる方向に向かって伸びる所定の長さの筒状ガイド部材
21,22を設けてある。つまり、低燃焼時の燃焼空気
は低燃焼空気噴出口11と低燃焼空気供給開口9が合致
して筒状のガイド部材21から噴射され、高燃焼時には
燃焼空気噴出口12と低燃焼空気供給開口9、燃焼空気
供給開口10が合致してそれぞれ筒状のガイド部材2
1,22から噴射される構成とした。
置の縦断面構成を示し、図9はそのA矢視図である。な
お、図8は図9のXX線に沿った断面図である。これは
第1の実施形態の燃焼空気供給開口10の開口部に低燃
焼空気供給開口9が仕切られて設けてあり、この空気供
給開口9,10のそれぞれに、噴出口の周囲を空気の流
れる方向に向かって伸びる所定の長さの筒状ガイド部材
21,22を設けてある。つまり、低燃焼時の燃焼空気
は低燃焼空気噴出口11と低燃焼空気供給開口9が合致
して筒状のガイド部材21から噴射され、高燃焼時には
燃焼空気噴出口12と低燃焼空気供給開口9、燃焼空気
供給開口10が合致してそれぞれ筒状のガイド部材2
1,22から噴射される構成とした。
【0026】このように構成することで、燃焼空気は筒
状のガイド部材21,22から整流されて噴射されるこ
ととなり、前述の通り、燃焼空気の整流効果によって空
気流と空気流の間に吸引される燃焼ガスの循環が良化す
る。さらに、ガイド部材21,22が下流側に伸びるこ
とで燃料と空気が合流する領域も下流側に移行すること
になり、燃料の予熱領域が大きくなるとともに、ガイド
部材22同士の間は燃焼空気流の影響を受けることな
く、燃焼ガスが空気噴射面6の下面に沿って燃料噴射ノ
ズル1a近傍まで引き込まれることとなり、燃焼ガスの
循環が良化して燃料の予熱が促進される。なお、筒状部
材は低燃焼側には設けない場合もある。
状のガイド部材21,22から整流されて噴射されるこ
ととなり、前述の通り、燃焼空気の整流効果によって空
気流と空気流の間に吸引される燃焼ガスの循環が良化す
る。さらに、ガイド部材21,22が下流側に伸びるこ
とで燃料と空気が合流する領域も下流側に移行すること
になり、燃料の予熱領域が大きくなるとともに、ガイド
部材22同士の間は燃焼空気流の影響を受けることな
く、燃焼ガスが空気噴射面6の下面に沿って燃料噴射ノ
ズル1a近傍まで引き込まれることとなり、燃焼ガスの
循環が良化して燃料の予熱が促進される。なお、筒状部
材は低燃焼側には設けない場合もある。
【0027】図10は、本発明の第4の実施形態の燃焼
装置の断面構造を示し、図11はそのA矢視図であり、
図12はそのB矢視図である。なお図10は、図11の
XX線に沿った断面を示している。この燃焼装置の構成
は図8および図9に示す第3の実施形態の燃焼装置とほ
ぼ同様である。異なるところは、燃焼空気供給開口10
を扇状或いは矩形状で構成して、噴出口の周囲を空気の
流れる方向に向かって伸びる所定の長さのガイド部材2
2が先細状に形成されている。このように構成すること
で、空気の圧力損失の増加を抑えて噴出速度を高めるこ
とができ、さらに燃焼ガスの循環が良化して燃焼性の向
上、NOxの発生が抑制される。
装置の断面構造を示し、図11はそのA矢視図であり、
図12はそのB矢視図である。なお図10は、図11の
XX線に沿った断面を示している。この燃焼装置の構成
は図8および図9に示す第3の実施形態の燃焼装置とほ
ぼ同様である。異なるところは、燃焼空気供給開口10
を扇状或いは矩形状で構成して、噴出口の周囲を空気の
流れる方向に向かって伸びる所定の長さのガイド部材2
2が先細状に形成されている。このように構成すること
で、空気の圧力損失の増加を抑えて噴出速度を高めるこ
とができ、さらに燃焼ガスの循環が良化して燃焼性の向
上、NOxの発生が抑制される。
【0028】以上に本発明の種々の実施形態について説
明したが、本発明の趣旨はこれらの実施形態に限定され
るものでなく、種々の変形実施例が可能なことは勿論で
ある。即ち、上記実施形態ではベーン部材に高燃焼およ
び低燃焼用の開口をそれぞれ6個設ける例について説明
したが、これらの構成は全体的な構成を考慮し、適宜変
更すべきものである。
明したが、本発明の趣旨はこれらの実施形態に限定され
るものでなく、種々の変形実施例が可能なことは勿論で
ある。即ち、上記実施形態ではベーン部材に高燃焼およ
び低燃焼用の開口をそれぞれ6個設ける例について説明
したが、これらの構成は全体的な構成を考慮し、適宜変
更すべきものである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼ガスの吸引により液体燃料を予熱し気化を促進させ
て燃焼性を向上させるとともに、燃焼ガスの再循環によ
り酸素濃度の低い燃焼をさせることにより火炎温度を低
く抑えることが可能となる。これにより、比較的簡単な
構成で、灯油やA重油でも低NOx燃焼が可能で、ま
た、風量制御ダンパを不要とし、ダンパロス等の風圧の
圧力損失が低く抑えられ、かつバーナロスが大きくとれ
て燃焼性が向上する。特に、低燃焼時になればなるほど
煤の発生を抑えて良好な燃焼を得ることができる。
燃焼ガスの吸引により液体燃料を予熱し気化を促進させ
て燃焼性を向上させるとともに、燃焼ガスの再循環によ
り酸素濃度の低い燃焼をさせることにより火炎温度を低
く抑えることが可能となる。これにより、比較的簡単な
構成で、灯油やA重油でも低NOx燃焼が可能で、ま
た、風量制御ダンパを不要とし、ダンパロス等の風圧の
圧力損失が低く抑えられ、かつバーナロスが大きくとれ
て燃焼性が向上する。特に、低燃焼時になればなるほど
煤の発生を抑えて良好な燃焼を得ることができる。
【図1】本発明の第1の実施形態の燃焼装置を示す断面
図である。
図である。
【図2】図1のA矢視図である。
【図3】図1のB矢視図である。
【図4】循環ガス化促進筒の他の構成例を示す断面図で
ある。
ある。
【図5】循環ガス化促進筒の他の構成例を示す断面図で
ある。
ある。
【図6】本発明の第2の実施形態の燃焼装置を示す断面
図である。
図である。
【図7】図6のA矢視図である。
【図8】本発明の第3の実施形態の燃焼装置を示す断面
図である。
図である。
【図9】図8の矢視図である。
【図10】本発明の第4の実施形態の燃焼装置を示す断
面図である。
面図である。
【図11】図10のA矢視図である。
【図12】図10のB矢視図である。
1 燃料供給部 1a 燃料噴射ノズル 2 内筒 3 整流筒 4 フランジ 5 外筒 6 空気噴射面 7 ベーン部材 8 空気室 9 低燃焼空気供給開口 10 燃焼空気供給開口 11 低燃焼空気噴出口 12 高燃焼空気噴出口 21 筒状のガイド部材 22 筒状のガイド部材 28 筒状部材 29 バッフル状の円環部材 30 筒状部材 31 循環ガス化促進筒 a 渦流発生領域 b 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷 健一 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 荏 原ボイラ株式会社内 Fターム(参考) 3K023 PA03 PA07 PC02 PE02 3K055 AA06 BA08 BA11 BB01 BB09 BC02 BC04 BC10 BD01 3K065 TA01 TA04 TE01 TJ03 TJ08 TL03 TL04
Claims (6)
- 【請求項1】 先端から燃料を噴射する棒体状の燃料供
給部と、この燃料供給部とほぼ同軸上に内筒と外筒で形
成した燃焼用空気を供給する環状空気室と、この内筒と
外筒の先端間を閉塞する先端面に設けた複数の空気供給
開口と、燃焼量に対応した複数種類の前記燃焼用空気を
噴出する開口を有する前記棒体状の燃料供給部を軸心と
して回転可能なベーン部材とを備え、該ベーン部材を前
記空気室の先端面に隣接して配置し、前記空気室の空気
供給開口と前記ベーン部材の開口とを位置合わせするこ
とで、空気供給開口面積を調整可能としたことを特徴と
する燃焼装置。 - 【請求項2】 前記棒体状の燃料供給部の燃料噴射ノズ
ルから噴射された燃料と、前記開口から噴出される燃焼
用空気が衝突合流する領域に、該領域を取り囲むように
バッフル状の円環部材と該部材の外周部からガスの流れ
方向に延在する筒状部材とからなる循環ガス化促進筒を
設けたことを特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。 - 【請求項3】 前記循環ガス化促進筒には、前記バッフ
ル状の円環部材の内周部から延在する筒状部材を更に備
えたことを特徴する請求項2に記載の燃焼装置。 - 【請求項4】 前記ベーン部材の開口に空気の流れ方向
と反対側に、該ベーン部材から隙間を介して延在する筒
状部材を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の
燃焼装置。 - 【請求項5】 前記空気室の空気供給開口から、空気の
流れ方向に沿って延在する筒状部材を備え、該筒状部材
の開口は前記ベーンの開口に対応したものであることを
特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。 - 【請求項6】 前記空気室の空気供給開口は扇状または
矩形状で構成していることを特徴とする請求項5に記載
の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066630A JP2001254908A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066630A JP2001254908A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 燃焼装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001254908A true JP2001254908A (ja) | 2001-09-21 |
Family
ID=18585964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066630A Pending JP2001254908A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001254908A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015094583A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 韓国生産技術研究院Korea Institute Of Industrial Technology | 燃焼ガスの内部再循環による超低窒素酸化物燃焼装置およびその運転方法 |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066630A patent/JP2001254908A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015094583A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 韓国生産技術研究院Korea Institute Of Industrial Technology | 燃焼ガスの内部再循環による超低窒素酸化物燃焼装置およびその運転方法 |
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