JP3815853B2 - 濃淡燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い炎口面を一端側に備え、その炎口面に燃料ガスと燃焼用空気との濃混合気を噴出して燃焼させる複数個の濃炎口部を備えた複数の濃用バ−ナを前記炎口面の幅方向に間隔を隔てて並設し、前記炎口面どうしの間に燃料ガスと燃焼用空気との淡混合気を噴出して燃焼させる淡炎口部を設けて、前記濃用バ−ナの炎口面と前記淡炎口部とを隣接してある濃淡燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の濃淡燃焼装置では、一般に濃用バ−ナの炎口面を形成する炎口板の横断面形状を、上面が閉鎖するコの字形に形成し、その平坦な上面の横方向の中間部にスリット状の炎孔を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、濃淡燃焼装置では、淡混合気に対する濃混合気の比率が小さくなると、装置全体として窒素酸化物であるＮＯｘの発生値が低くなる。従って、ＮＯｘの発生値を低くするためには、濃用バ−ナの間隔を広くして、淡炎口部を炎口面の幅方向に広げ、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすることが考えられるが、その場合には、淡混合気の噴出幅が広くなりすぎて、淡混合気が十分に燃焼できないという問題が起こる。
【０００４】
本発明は、かかる問題に着目してなされたものであり、その目的は濃火炎によって淡火炎を良好に保炎しながら、しかも、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくして、ＮＯｘの発生を極力低減させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、濃混合気を噴出する複数個の濃炎口部を備えた濃用バ−ナにおいて、濃用バ−ナの炎口面の全体を形成する炎口板を、横断面形状が濃混合気の噴出方向に膨出する膨出形状に形成し、かつ、濃炎口部を炎口板の全幅にわたって炎口面の幅方向に沿うスリット状の炎孔で構成し、そのスリット状の炎孔を前記膨出形状の炎口板の全幅にわたって形成してあり、前記淡炎口部には、前記濃用バーナの炎口面の長手方向に沿う整流板を、その上端が前記濃炎口部の前記スリット状の炎孔の開口下端とほぼ同じ高さになるように設けてある。
つまり、炎口板の横断面形状が、濃混合気の噴出方向に膨出する膨出形状に形成され、その炎口板の全幅にわたって炎口面の幅方向に沿うスリット状の炎孔が形成されているので、濃混合気により生成される濃火炎が、炎口板の幅方向に広がった形状になる。従って、炎口板の幅方向に隣接する淡炎口部から噴出される淡混合気との接触がよくなり、濃火炎が淡火炎に対する保炎をより効果的にできる。
このようにして、濃火炎による淡混合気に対する保炎効果を良好にすることにより、淡混合気を噴出する淡炎口部を炎口板の幅方向に適宜広げても、淡混合気を十分に燃焼させることができ、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすることができる。
【０００６】
従って、濃火炎による淡混合気に対する保炎をしながら、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくし、ＮＯｘの発生を低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、炎口板の横断面形状をほぼ半円形に形成し、かつ、前記濃炎口部を複数個のほぼ半円形のスリット状の炎孔で構成してある。
つまり、炎口板の横断面形状をほぼ半円形に構成することにより、淡混合気が炎口板の半円に沿って、濃炎口部方向に流入しやすくなる。そして、その濃炎口部を複数個のほぼ半円形のスリット状の炎孔で構成することにより、そのスリット状の炎孔に生成される複数の濃火炎と淡混合気との接触が良好になり、淡混合気を十分に燃焼させることができる。
【０００８】
従って、炎口板の横断面形状をほぼ半円形に構成し、かつ、前記濃炎口部を複数個のほぼ半円形のスリット状の炎孔で構成することにより、濃火炎による淡火炎に対する保炎をより一層効果的にすることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、前記濃炎口部を炎口面の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって配設し、かつ、前記炎口面の最端に位置する濃炎口部より外側に、平面視においてほぼＵ字形のスリット状の炎孔を設けてある。
つまり、濃炎口部を炎口面の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって配設することにより、炎口面の長手方向においても、濃火炎による淡火炎に対する保炎をすることができる。しかも、炎口面の最端に位置する濃炎口部より外側に、平面視Ｕ字状の炎孔を設けることで、炎口面の最端に位置する濃炎口部より外側に、外側に向かう濃火炎を生成することができ、外側への淡混合気が流出するのを防ぐことができ、不完全燃焼等を防ぐことができる。
【００１０】
従って、例えば、炎口面の長手方向の両端部よりも外側に、濃淡燃焼装置の結露等を防ぐためのエアーカーテン部が設けられている濃淡燃焼装置においては、このエアーカーテン部に淡混合気が流出するのを防ぎ、濃淡燃焼装置の結露等を防ぎながら、不完全燃焼等の問題が起こることを防止することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、前記濃用バ−ナの横側方に前記濃炎口部への淡混合気の流入を抑制する遮蔽部材を設けてある。
つまり、前記炎口面の幅方向において、隣接する淡炎口部から噴出される淡混合気が、前記濃炎口部に高速で流入して濃火炎をリフトするのが抑制されるので、濃火炎との接触を良好にしながら、淡混合気による濃火炎のリフト現象を抑制し、安定した燃焼をすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、前記遮蔽部材を板状の遮蔽板で構成し、その遮蔽板を前記炎口面の長手方向に沿って、前記濃用バ−ナの両横側方の全長にわたって位置させ、かつ、前記遮蔽板の淡混合気噴出方向の端部を前記濃炎口部の基部よりも濃混合気の噴出噴出方向下手側に位置させてある構成としている。
つまり、前記遮蔽部材を板状の遮蔽板で構成するものであるから、遮蔽部材を板金などによって比較的簡単に作ることができ、前記炎口面の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって設けることにより、濃火炎に対する淡混合気の流入抑制を確実にでき、より安定した燃焼をすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、濃淡燃焼装置は、図１と図２に示すように、バーナケース１やバーナケース１内に内装の箱状枠体２などを備え、上面の横断面がほぼ半円形の形状をした板金製の濃用バ−ナ３が、箱状枠体２内に所定の間隔を隔てて複数並設されて収納されている。
前記バーナケース１の下方には、燃焼用空気を供給するファン４が設けられ、その吐出口がバーナケース１の底部と箱状枠体２の底部との間に形成の空気室５に連通されている。
【００１４】
前記濃用バ−ナ３は、空気混合率の小さい濃混合気を噴出して燃焼させるためのもので、図３にも示すように、その上面の細長い炎口面６を形成する炎口板７の横断面形状がほぼ半円形に形成され、濃混合気の噴出方向に膨出している。そして、この炎口面６には、濃混合気を噴出するための複数の濃炎口部８と濃混合気を噴出しない複数の無炎口部９とが、炎口面６の長手方向に沿って交互に配設されている。
各濃炎口部８は、図３、図４に示すように、ほぼ半円形に膨出した炎口板７に沿って、その炎口板７の全幅にわたって、平面視において炎口面６の幅方向に直線状の濃混合気を噴出するスリット状の炎孔８ａの３つで構成され、この濃炎口部８が炎口面６の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって配設され、炎口面６の長手方向の最端に位置する濃炎口部８より外側に、淡混合気の流出を防ぐための平面視においてほぼＵ字形のスリット状の炎孔８ｂを設けている。
前記濃用バ−ナ３には、各濃炎口部８に連通する濃用混合室１０と、この濃用混合室１０に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する濃用導入口１１が設けられている。
【００１５】
このような構成の濃用バ−ナ３を図１、図２に示すように、炎口面６の幅方向に間隔を隔てて並設し、隣接する濃用バ−ナ３どうしの間には、空気混合率の大きい淡混合気を噴出する細長い淡炎口部１５を備えた淡用混合室１６が形成され、さらに、淡用混合室１６に燃料ガスと燃焼用空気との混合気を供給する淡用ガス導通路１２と、この淡用ガス導通路１２に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する淡用導入口１３も設けられ、淡用ガス導通路１２には多数の噴出孔１４が穿設されている。
そして、その淡用混合室１６に淡用ガス導通路１２の噴出孔１４を介して淡用混合気を供給し、かつ、箱状枠体２の底壁を形成する整風用の多孔板１７を介して前記空気室５から上方に向けて燃焼用空気を供給し得るように構成されている。
【００１６】
各濃用バ−ナ３に設けられた濃用導入口１１と淡用導入口１３とは、全て同一方向に向けて並設され、その前面に濃用燃料ガスと淡用燃料ガスとを分配供給するガスヘッダ１８が設けられ、そのガスヘッダ１８に取り付けられた濃用ガスノズル１９が、各濃用導入口１１に、淡用ガスノズル２０が、各淡用導入口１３にそれぞれ臨んでいて、各ガスノズル１９，２０からの燃料ガスの吹き込みによるエゼクタ作用で、空気室５の燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、各導入口１１，１３に導入するように構成されている。
また、ガスヘッダ１８に取り付けられた濃用ガスノズル１９、淡用ガスノズル２０に燃料ガスを供給するための図外のガス供給路に開閉弁、供給ガス量を調整する調整弁がそれぞれ備えられ、装置全体として、所望の加熱量に合わせて調整することができる。
【００１７】
各濃用バ−ナ３の横側面には、濃用バ−ナ３の側面とほぼ同じ形状の板金製のカバー板２１が設けられ、そのカバー板２１が濃用バ−ナ３の炎口面６の長手方向両端部において、濃用バ−ナ３にかしめられて取り付けられている。
この各カバー板２１には、６枚の板金製の整流板２２が取り付けられ、各カバー板２１の上端と各整流板２２の上端とが、濃炎口部８の基部つまりスリット状の炎孔８ａの開口下端とほぼ同じ高さになるように構成されている。
【００１８】
具体的に燃焼過程を説明すると、ガス供給路により供給された燃料ガスを、濃用ガスノズル１９、淡用ガスノズル２０を通して、エゼクタ作用により空気室５の燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、濃用導入口１１、淡用導入口１３にそれぞれ導入する。
そして、濃用導入口１１より供給された燃料ガスと空気室５より供給された燃焼用空気とが濃用混合室１０で混合され、空気混合率の小さい濃混合気を、炎口面６の濃炎口部８より噴出する。また一方で、淡用導入口１３より供給された燃料ガスと空気室５より供給された燃焼用空気とを、淡用ガス導通路１２を通して淡用ガス導通路１２に穿設されている多数の噴出孔１４から噴出して淡用混合室１６で混合され、淡炎口部１５から空気混合率の大きい淡混合気を噴出する。このように、濃炎口部８から噴出される濃混合気を燃焼させ、濃炎口部８に生成される濃火炎により、淡火炎に対する保炎をすることになる。
【００１９】
その際に、炎口面６を形成する炎口板７の横断面形状をほぼ半円形の形状に構成し、その炎口板７の全幅にわたって炎口面６の幅方向に直線形のスリット状の炎孔８ａを備えることにより、濃炎口部８に生成される濃火炎が、炎口面６の幅方向に広がった形状に生成される。つまり、淡炎口部１５を炎口面６の幅方向に適宜広げても、濃火炎による淡火炎の保炎をすることができる。このように、濃火炎による淡火炎の保炎をしながら、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすることができる。
このように、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすることにより、図５に示す濃淡燃焼装置の燃焼特性から明らかなように、ＮＯｘの発生を低減できる。しかし、極端に空気比を大きくすると、一酸化炭素であるＣＯの発生を増大するので、空気比を適宜選択して、濃火炎による淡混合気に対する保炎効果を損なうことなく、ＮＯｘの発生を低減しながら、ＣＯの発生をも抑制することができる。
【００２０】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、同じ数の濃炎口部８を備えた濃用バ−ナ３が、炎口面の幅方向に並設されているが、並設する濃用バ−ナ３の一部を濃炎口部８の数が少ない濃用バ−ナ３ａに置き換えてもよい。
例えば図６に示すように、濃炎口部８の数の少ない濃用バ−ナ３ａは、炎口面６の長手方向両端部に濃炎口部８を配設し、さらに、その両端部よりも外側に、平面視においてＵ字形のスリット状の炎孔８ｂを設け、その両端部よりも外側に淡混合気が流出するのを防ぎ、その両端部に備えられた濃炎口部８の間にひとつまたは複数の濃炎口部８が備えられている濃用バ−ナ３ａを設ける構成にしてもよい。または、炎口面６の長手方向両端部だけに濃炎口部８を備える構成としてもよい。
【００２１】
そして、炎口面６の幅方向において、両端部に濃炎口部８の数の多い濃用バ−ナ３を配設し、その間にひとつまたは複数の濃用バ−ナ３ａを並設するものを１ブロックとして、このブロックを複数個並設する構成としてもよい。
このようにして、さらに、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくして、ＮＯｘの発生を低減することができる。
【００２２】
（２）上記実施形態では、炎口板７の横断面形状をほぼ半円形としたが、例えば、図７、図８に示すように、炎口板７を三角形または四角形などの横断面形状としてもよい。
具体的に説明すると、炎口面６を形成する炎口板７の横断面形状を三角形または四角形として、濃混合気の噴出方向に膨出して、その膨出させた三角形または四角形の炎口板７に、先の実施形態と同様なスリット状の炎孔８ａを形成してもよい。
また、炎口板７を、半円形にする場合において、必ずしも完全な半円形でなく円弧などに構成してもよい。
【００２３】
（３）上記実施形態では、炎口面６の長手方向最端に位置する濃炎口部８よりも外側に、平面視においてほぼＵ字状の炎孔８ｂを設ける構成としているが、Ｕ字状のものに限らず、Ｖ字状のものなど他の形状をする構成のものでもよい。
【００２４】
（４）上記実施形態に付け加えて、遮蔽部材としての遮蔽板２３を濃用バ−ナ３の両側面の全長にわたって備える構成としてもよい。
図９に基づいて説明すると、濃用バ−ナ３の横側面つまり図９において、濃用バ−ナ３の右側横側面には、濃用バ−ナ３の横側面とほぼ同じ形状の板金製のカバー板２１が設けられ、そのカバー板２１が濃用バ−ナ３の炎口面６の長手方向両端部において、濃用バ−ナ３にかしめられて取り付けられている。
この各カバー板２１には、遮蔽部材としての遮蔽板２３が上方に向けて一体的に設けられていて、この遮蔽板２３の上端が、濃炎口部８の基部つまりスリット状の炎孔８ａの開口下端よりも適宜上方に突出しているので、図９において、濃用バ−ナ３の左側から淡混合気が流入するのを防いでいる。
また、図９において、濃用バ−ナ３の右側側面には、整流板２２とは別に遮蔽部材としての遮蔽板２３が設けられ、この遮蔽板２３が、スリット状の炎孔８ａの開口下端よりも適宜上方に突出しているので、図９において、濃用バ−ナ３の右側から淡混合気が流入するのを防いでいる。
このような構成にすることにより、各濃用バ−ナ３の両横側面に遮蔽板２３が設けられ、濃炎口部８に生成される濃火炎を広がった形状に保ちつつ、淡混合気が濃火炎側へ流入するのを抑制して、濃火炎のリフト現象を防止することができる。
【００２５】
尚、図７、図８に示したような、炎口板７の横断面形状が三角形または四角形の濃用バ−ナ３に遮蔽部材としての遮蔽板２３を設けてもよい。
【００２６】
（５）上記別実施形態では、遮蔽板２３の上端部が、濃炎口部８の基部よりも適宜上方に突出するように構成したが、さらに、図１０に示すように、遮蔽板２３の上端を淡混合気が噴出する淡炎口部１５側に折曲するような構成として、濃火炎のリフト現象を防止してもよい。
（６）上記別実施形態では、両側面の全長にわたって、遮蔽板２３を設ける構成としているが、濃炎口部８に対応する箇所だけ濃用バ−ナ３の両側面に遮蔽部材を設ける構成としてもよい。
図１１に基づいて説明すると、濃用バ−ナ３どうしの間に備えられた整流板２２において、両端つまり図１１において、濃用バ−ナ３に最も近い整流板２２を、濃炎口部８に対応する箇所だけ濃用バ−ナ３側にプレス加工により膨出させ、その膨出部を遮蔽部材２３として濃火炎のリフト現象を防止するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】濃淡燃焼装置の一部切欠き斜視図
【図２】濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図３】濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの斜視図
【図４】濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図５】濃淡燃焼装置の燃焼特性グラフ
【図６】別実施形態の濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図７】別実施形態の濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図８】別実施形態の濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図９】別実施形態の濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図１０】別実施形態の濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図１１】別実施形態を示す濃淡燃焼装置の平面図と一部切欠き斜視図
【符号の説明】
３ 濃用バ−ナ
６ 炎口面
７ 炎口板
８ 濃炎口部
８ａ スリット状の炎孔
８ｂ Ｕ字形のスリット状の炎孔
１５ 淡炎口部
２３ 遮蔽板

Claims (5)

1. 細長い炎口面を一端側に備え、その炎口面に燃料ガスと燃焼用空気との濃混合気を噴出して燃焼させる複数個の濃炎口部を備えた複数の濃用バ−ナを、前記炎口面の幅方向に間隔を隔てて並設し、前記濃用バ−ナの炎口面どうしの間に燃料ガスと燃焼用空気との淡混合気を噴出して燃焼させる淡炎口部を設けて、前記濃用バ−ナの炎口面と前記淡炎口部とを隣接してある濃淡燃焼装置であって、
   前記濃用バ−ナの炎口面の全体を形成する炎口板を、横断面形状が濃混合気の噴出方向に膨出する膨出形状に形成し、かつ、前記濃炎口部を炎口面の幅方向に沿うスリット状の炎孔で構成し、そのスリット状の炎孔を前記膨出形状の炎口板の全幅にわたって形成してあり、
   前記淡炎口部には、前記濃用バーナの炎口面の長手方向に沿う整流板を、その上端が前記濃炎口部の前記スリット状の炎孔の開口下端とほぼ同じ高さになるように設けてある濃淡燃焼装置。
2. 前記炎口板の横断面形状をほぼ半円形に形成し、かつ、前記濃炎口部を複数個のほぼ半円形のスリット状の炎孔で構成してある請求項１に記載の濃淡燃焼装置。
3. 前記濃炎口部を炎口面の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって配設し、かつ、前記炎口面の最端に位置する濃炎口部より外側に、平面視においてほぼＵ字形のスリット状の炎孔を設けてある請求項１または２に記載の濃淡燃焼装置。
4. 前記濃用バ−ナの横側方に前記濃炎口部への淡混合気の流入を抑制する遮蔽部材を設けてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の濃淡燃焼装置。
5. 前記遮蔽部材を板状の遮蔽板で構成し、その遮蔽板を前記炎口面の長手方向に沿って、前記濃用バ−ナの両横側方の全長にわたって位置させ、かつ、前記遮蔽板の淡混合気噴出方向の端部を前記濃炎口部の基部よりも濃混合気の噴出方向下手側に位置させてある請求項４に記載の濃淡燃焼装置。

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