JPH07103424A - 濃淡燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次空気比率の小さい濃混合気を燃焼する濃
燃焼部と、一次空気比率の大きい淡混合気を燃焼する淡
燃焼部とが並設された濃淡燃焼装置において、ＣＯガス
の発生を抑制しながら、ＮＯｘの発生量を一層低減す
る。 【構成】 濃燃焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂは、淡燃焼部Ｂに
て形成される淡火炎の上方に濃燃焼部Ａにて形成される
濃火炎を位置させるように並設されている。又、濃燃焼
部Ａが、一端部に濃混合気用炎孔１、その一端部と向か
い合う他端部に受入口、内部に混合室を備える状態で偏
平筒状に形成され、濃燃焼部Ａの複数が、間隔を隔てて
上下方向に積層状態に並べた状態で筒状のケーシングＫ
の内部に収納され、淡燃焼部Ｂが、ケーシングＫの内部
において濃燃焼部ＡとケーシングＫの側壁とで囲まれる
偏平筒状の空間により形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一次空気比率の小さい
濃混合気を燃焼する濃燃焼部と、一次空気比率の大きい
淡混合気を燃焼する淡燃焼部とが並設された濃淡燃焼装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる濃淡燃焼装置は、濃燃焼部にて形
成される濃火炎の保炎作用により、淡燃焼部において淡
混合気を安定燃焼させることにより、燃焼温度を低くし
て、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を極力低減しようと
するものである。かかる濃淡燃焼装置において、従来
は、図８に示すように淡燃焼部Ｂにて形成される淡火炎
Ｆｂの横に濃燃焼部Ａにて形成される濃火炎Ｆａを位置
させるように、濃燃焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂを横方向に並
設していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮＯｘの発
生量を一層低減するためには、濃混合気と淡混合気を合
わせた全混合気における空気比率（以下、全空気比率と
称する）を大にする必要があるが、即ち、全混合気量に
占める淡混合気の量を多くする必要があるが、その場
合、淡混合気の量を多くするほど淡燃焼部にて形成され
る淡火炎の幅が広くなる。

【０００４】しかしながら、上記従来技術では、濃火炎
及び淡火炎のいずれも垂直方向上向きに形成されるの
で、淡火炎Ｆｂの幅（図８中のＷ）が広くなりすぎる
と、淡火炎Ｆｂの内方部においては濃火炎Ｆａとの接触
が不十分となり、淡混合気が未燃状態のままで放出され
てＣＯガスの発生量が増大するという問題が生じる。従
って、ＣＯガスの発生量の増大を防止するために、全混
合気量に占める淡混合気の量をある程度以上は多くでき
ないので、ＮＯｘの発生量を低減する上で限度があっ
た。例えば、図６の破線で示すように、全空気比率が
２．０以上になると、ＣＯガスの発生量が急激に増大す
るので、全空気比率を２．０以下にする必要があった。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ＣＯガスの発生を抑制しなが
ら、ＮＯｘの発生量を一層低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による濃淡燃焼装
置の第１の特徴構成は、前記濃燃焼部及び前記淡燃焼部
は、前記淡燃焼部にて形成される淡火炎の上方に前記濃
燃焼部にて形成される濃火炎を位置させるように並設さ
れている点にある。

【０００７】第２の特徴構成は、上記第１の特徴構成を
実施するための好ましい具体構成を示すものであって、
前記濃燃焼部が、一端部に濃混合気用炎孔、前記一端部
と向かい合う他端部に受入口、内部に混合室を備える状
態で偏平筒状に形成され、前記濃燃焼部の複数が、間隔
を隔てて上下方向に積層状態に並べた状態で筒状のケー
シングの内部に収納され、前記淡燃焼部が、前記ケーシ
ングの内部において前記濃燃焼部とケーシング側壁とで
囲まれる偏平筒状の空間により形成され、前記濃燃焼部
の受入口に、一次空気比率の小さい濃混合気を生成する
燃料ガス及び空気を供給し、且つ、前記淡燃焼部におけ
る前記受入口側の端部に、一次空気比率の大きい淡混合
気を生成する燃料ガス及び空気を供給する供給部が設け
られている点にある。

【０００８】

【作用】第１の特徴構成による作用は、以下の通りであ
る。淡火炎の上方に濃火炎が位置するので、淡火炎中に
淡混合気が未燃状態のままで残っていても、その未燃状
態の淡混合気は上方に流動して濃火炎に接触して燃焼す
る。

【０００９】第２の特徴構成による作用は、以下の通り
である。複数の濃燃焼部と複数の淡燃焼部は、上下方向
に交互に並設されている。供給部により、受入口から濃
燃焼部に供給された燃料ガス及び空気は混合室において
混合されて濃混合気が生成され、その濃混合気が濃混合
気用炎孔から噴出して燃焼し、濃火炎が形成される。
又、供給部により、淡燃焼部における濃燃焼部の受入口
側の端部から淡燃焼部に供給された燃料ガス及び空気は
混合されて淡混合気が生成され、その淡混合気が淡燃焼
部における濃燃焼部の濃混合気用炎孔側の端部から噴出
される。そして、噴出された淡混合気は、上方に位置す
る濃火炎に十分に接触して安定燃焼して、淡火炎が形成
される。

【００１０】

【発明の効果】従って、本発明によれば、淡混合気が未
燃状態のままで放出されるのを抑制することができるの
で、全空気比率を従来よりも大にすることができ、その
結果、ＣＯガスの発生を抑制しながら、ＮＯｘの発生量
を従来よりも低減することができるようになった。更
に、第２の特徴構成によれば、濃燃焼部の複数を、間隔
を隔てて上下方向に積層状態に並べた状態で筒状のケー
シングの内部に収納することにより、ケーシングの内部
において濃燃焼部とケーシング側壁とで囲まれる偏平筒
状の空間を淡燃焼部とするので、淡燃焼部を別途製作す
る必要がなく、部品点数が少ない簡単な構成にて本発明
を実施することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。先ず、図１ないし図５に基づいて、濃淡燃焼装置
の全体構成について説明する。図中のａは、一端部に濃
混合気用炎孔１、その一端部と向かい合う他端部に濃混
合気用受入口１１、内部に混合室１４を備えた偏平な角
筒状体である。有底角筒状のケーシングＫが開口部を横
向きにした状態で配置され、そのケーシングＫの内部
に、角筒状体ａの複数個が、濃混合気用炎孔１を前記開
口部に位置させた状態で、且つ、間隔を隔てて上下方向
に積層状態に並べた状態で収納されている。

【００１２】角筒状体ａにて、一次空気比率の小さい濃
混合気を燃焼する濃燃焼部Ａが形成され、且つ、ケーシ
ングＫの内部において濃燃焼部Ａ及びケーシングＫの側
壁６，７とで囲まれる偏平筒状の空間により、一次空気
比率の大きい淡混合気を燃焼する淡燃焼部Ｂが形成され
る。そして、淡燃焼部Ｂにおける濃燃焼部Ａの濃混合気
用炎孔１側の端部の開口が淡混合気用炎口２、及び、淡
燃焼部Ｂにおける濃燃焼部Ａの濃混合気用受入口１１側
の端部の開口が淡混合気用受入口１２とされる。

【００１３】ケーシングＫの底板５に、濃燃焼部Ａ及び
淡燃焼部Ｂの夫々に対応する濃混合用の供給口５ａと淡
混合用の供給口５ｂとが、淡混合用の供給口５ｂの開口
面積を濃混合用の供給口５ａの開口面積よりも大きくす
る状態で形成されている。

【００１４】底板５の外側には、濃混合用の供給口５ａ
に向けて燃料ガスを噴出する噴出ノズル３ａを備えた濃
混合用の燃料ガス供給管３と、淡混合用の供給口５ｂに
向けて燃料ガスを噴出する噴出ノズル４ａを備えた２本
の淡混合用の淡燃料ガス供給管４とが、底板５と平行に
上下方向に設けられている。

【００１５】濃混合気用受入口１１は、角筒状体ａがケ
ーシングＫに収納された状態において、ケーシングＫの
底板５に形成された給気口５ａに臨む状態となる。ケー
シングＫの底板５に形成される給気口５ｂは、淡混合気
用受入口１２に臨む状態で設けられている。

【００１６】つまり、濃燃焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂの夫々
に対して、供給口５ａ及び供給口５ｂを通して燃料ガス
が吹き込まれ、且つ、それに伴って燃焼用一次空気が吸
引されるように構成されている。そして、濃燃焼部Ａに
おいては、一次空気比率の小さい濃混合気が生成され、
淡燃焼部Ｂにおいては、一次空気比率の大きい淡混合気
が生成されるように構成されている。従って、供給口５
ａ，５ｂ、及び、噴出ノズル３ａ，４ａは、濃燃焼部Ａ
の濃混合気用受入口１１に、一次空気比率の小さい濃混
合気を生成する燃料ガス及び空気を供給し、且つ、淡燃
焼部Ｂの淡混合気用受入口１２に、一次空気比率の大き
い淡混合気を生成する燃料ガス及び空気を供給する供給
部Ｓとして機能する。

【００１７】従って、図２に示すように、濃混合気は、
濃燃焼部Ａの濃混合気用炎孔１から横方向に噴出されて
燃焼して濃火炎Ｆａを形成し、淡混合気は、淡燃焼部Ｂ
の淡混合気用炎口２から横向きに吐出されて、上方に位
置する濃火炎に十分に接触して燃焼して淡火炎Ｆｂを形
成する。つまり、濃燃焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂは、淡燃焼
部Ｂにて形成される淡火炎Ｆｂの上方に濃燃焼部Ａにて
形成される濃火炎Ｆａを位置させるように並設されてい
る。

【００１８】本実施例における濃淡燃焼装置は、いわゆ
るブンゼン・バーナで構成されている。

【００１９】濃燃焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂを収納するケー
シングＫ、並びに、濃燃料ガス供給管３及び淡燃料ガス
供給管４は、濃淡燃焼装置の燃焼室を形成する有底角筒
状の筒胴Ｒの内部に備えられている。ケーシングＫの外
周囲箇所には、筒胴ＲとケーシングＫとによって、濃燃
焼部Ａ及び淡燃焼部Ｂの側周部における燃焼用二次空気
の通過域としての隙間８が形成されている。隙間８は、
燃焼用の二次空気が横方向に向けて通風するように構成
され、燃焼用二次空気を濃混合気用炎孔１及び淡混合気
用炎口２に対して供給すると同時に、燃焼用二次空気の
通流によってケーシングＫを冷却し、且つ、筒胴Ｒに対
するケーシングＫからの熱を遮断する効果を奏するよう
に構成されている。

【００２０】筒胴Ｒの底部には、底板５及び隙間８に向
けて燃焼用一次空気及び燃焼用二次空気を送風する送風
ファン９のファン吐出口９ａが設けられている。

【００２１】ファン吐出口９ａには、吐出空気の流速分
布をより均一にして、筒胴Ｒ内の各部に均等な空気量を
送風するための整風板１０が設けられている。整風板１
０は、パンチング・メタルなどで構成されている。又、
整風板１０は、整風効果を奏しつつも極力送風ファン９
の送風効果の妨げとならぬよう、一般的には、通風空気
に対する開口面積ができるだけ大きくなるように構成さ
れているが、開口面積を絞ったり、複数枚の整風板１０
を設けたりすることにより、整風効果及び送風ファン９
の送風効果を調節することも可能なように構成されてい
る。

【００２２】次に、図１ないし図５に基づいて、濃燃焼
部Ａ及び淡燃焼部Ｂについて説明を加える。尚、図５に
は、所定の間隔を隔てて設けられた２枚の濃燃焼部Ａ
と、それら２枚の濃燃焼部Ａの間に形成される淡燃焼部
Ｂとが示されている。

【００２３】濃燃焼部Ａは、偏平な角筒状体ａで構成さ
れている。角筒状体ａには、燃料ガス及び燃焼用一次空
気が供給される濃混合気用受入口１１に連なる縦長な角
筒状のインレット部１３が形成されている。インレット
部１３に連なる状態で、偏平な角筒状の混合部１４が形
成されている。混合部１４において、燃料ガス及び燃焼
用一次空気の混合が行われるように構成されている。混
合部１４の中央部には、混合部１４内における混合気の
分布をより均一にするための絞り部１５が設けられてい
る。

【００２４】角筒状体ａの一端面には、濃混合気用炎孔
１が形成されている。本実施例において、濃混合気用炎
孔１は、長円形の炎孔１ａが３本一組で構成され、一個
の角筒状体ａについて１１個の濃混合気用炎孔１が、適
当なピッチで設けられている。従って、給気口５ａから
濃混合気用受入口１１に供給された燃料ガス及び燃焼用
一次空気は、インレット部１３内を通流し、混合部１４
内で混合及び拡散され、濃混合気用炎孔１から噴出され
て濃火炎を形成する。

【００２５】角筒状体ａの両側面における濃混合気用炎
孔１側には、後述する淡燃焼部Ｂのための整流板１６が
備えられている。又、角筒状体ａの濃混合気用炎孔１が
形成された端面の両端には、両端部に位置する濃混合気
用炎孔１に形成される濃火炎への、燃焼用二次空気の直
接的な吹き込みを阻止する阻止片１７が設けられてい
る。阻止片１７により、端部に位置する濃火炎における
不必要な空気過剰が防止され、燃焼状態が安定し、且
つ、排気ガスにおけるＣＯが低減される。本実施例にお
いて、整流板１６と阻止片１７とは一体に構成され、角
筒状体ａの側端部において角筒状体ａに固定されてい
る。

【００２６】角筒状体ａの側端部夫々には、後述するケ
ーシングＫの内面に設けられた抜け止め支持片６ｃを差
し込むための切欠部１８が形成されている。

【００２７】給気口５ｂから淡混合気用受入口１２に供
給された燃料ガス及び燃焼用一次空気は、淡燃焼部Ｂ内
で混合及び拡散されながら淡燃焼部Ｂ内を通流し、整流
板１６によって整流された後、淡混合気用炎口２から吐
出され、淡火炎を形成する。

【００２８】整流板１６は、両側に位置する角筒状体ａ
の両方ともに取り付けられているので、一つの淡燃焼部
Ｂについて２枚の整流板１６が備えられる。淡燃焼部Ｂ
において整流板１６は、燃料ガス及び燃焼用一次空気の
混合の促進、低インプット時などにおける逆火の防止、
及び、淡火炎の保炎効果などを奏するように構成されて
いる。整流板１６の端部は、角筒状体ａの端面と同一面
上に位置するように設けられている。整流板１６におけ
る淡混合気流動方向の幅は、淡混合気の通流抵抗が不必
要に増加しない状態で、燃料ガス及び燃焼用一次空気の
混合が促進され、且つ、淡火炎の燃焼時の騒音が低くな
るように調節されて形成されている。

【００２９】又、整流板１６には複数の凸部１６ａが形
成されており、それら複数の凸部１６ａにより、角筒状
体ａと整流板１６との間の間隔、及び、整流板１６同士
の間の間隔を保持するように構成されている。

【００３０】ケーシングＫの側壁６の端部には、角筒状
体ａの側端部を嵌合させる複数の切り込み部６ｂを形成
するための、折曲部６ａが形成されている。又、折曲部
６ａは、淡燃焼部Ｂの淡混合気用炎口２の端部分を塞ぐ
ように構成され、淡燃焼部Ｂの端部分に淡火炎が形成さ
れないようにすることによって、淡混合気用炎口２と隙
間８との間に間隔が形成されるように構成されている。

【００３１】図４に示されるように、側壁６のケーシン
グＫの内方側に位置する面には、角筒状体ａの側端部に
形成された切欠部１８に差し込むための抜け止め支持片
６ｃが設けられている。

【００３２】底板５の供給口５ａに沿う部分には、角筒
状体ａの底部を係止保持する固定金具１９が溶接されて
設けられている。固定金具１９は、板状体６の折曲部６
ａと共に、ケーシングＫ内における角筒状体ａの位置決
めを行うように構成されている。固定金具１９には、折
曲部６ａに設けられた切り込み部６ｂと同様に、角筒状
体ａの下端部が嵌合する複数の切り込み部１９ａが設け
られている。

【００３３】なお、底板５は、筒胴Ｒに固定される。

【００３４】次に、図６に基づいて、上述の如く構成し
た本発明による濃淡燃焼装置におけるＣＯガスの発生量
の抑制効果について説明する。図６において、実線は本
発明による濃淡燃焼装置におけるＣＯガスの発生量の測
定結果を示し、破線は従来の濃淡燃焼装置における測定
結果を示す。尚、図６は、インプットが４５，０００ｋ
ａｌ／ｈのときの測定結果を示す。従来の濃淡燃焼装置
では、全空気比率が２．０以上になると、ＣＯガスの発
生量が急激に増大するので、全空気比率を２．０以下に
する必要があるのに対して、本発明による濃淡燃焼装置
であれば、全空気比率を２．１程度にまで増大できるこ
とが分かる。従って、全空気比率を従来よりも増大でき
るので、ＮＯｘの発生量を従来よりも低減できる。

【００３５】〔別実施例〕次に別実施例を説明する。 濃燃焼部Ａの具体構成は、上記実施例に示した示し
た構成に限定されるものではなく、種々の構成が可能で
ある。又、上記実施例では、濃燃焼部Ａの複数を、間隔
を隔てて上下方向に積層状態に並べた状態で筒状のケー
シングＫの内部に収納することにより、ケーシングＫの
内部において濃燃焼部Ｂとケーシング側壁６，７とで囲
まれる偏平筒状の空間を淡燃焼部Ｂとしたが、淡燃焼部
Ｂを別途製作しても良い。

【００３６】 濃燃焼部Ａを、一次空気比率が小さく
なるように元混合された濃混合気が供給されるように構
成しても良い。又、淡燃焼部Ｂも、一次空気比率が大き
くなるように元混合された淡混合気が供給されるように
構成しても良い。

【００３７】 図７に基づいて、別実施例を説明す
る。複数の濃燃焼部Ａと複数の淡燃焼部Ｂとが、横方向
に交互に並設されている。濃燃焼部Ａには、濃混合気を
横向きに噴出するように濃混合気用炎孔２０が形成さ
れ、淡燃焼部Ｂには、濃燃焼部Ａにて形成される濃火炎
Ｆａの下方に向けて淡混合気を噴出するように、淡混合
気用炎孔２１が形成されている。従って、淡燃焼部Ｂに
て形成される淡火炎Ｆｂの上方に、濃燃焼部Ａにて形成
される濃火炎Ｆａが位置する。

【００３８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】濃淡燃焼装置の一部切り欠き斜視図

【図２】濃淡燃焼装置の縦断側面図

【図３】濃淡燃焼装置の正面図

【図４】濃淡燃焼装置の横断平面図

【図５】濃燃焼部と淡燃焼部を示す斜視図

【図６】ＣＯガスの発生量の測定結果を示す図

【図７】別実施例の濃淡燃焼装置の概略構成を示す斜視
図

【図８】従来の濃淡燃焼装置の概略構成を示す正面図

【符号の説明】

１ 濃混合気用炎孔 ６，７ ケーシング側壁 １１ 受入口 １３ 混合室 Ａ 濃燃焼部 Ｂ 淡燃焼部 Ｋ ケーシング Ｓ 供給部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次空気比率の小さい濃混合気を燃焼す
   る濃燃焼部（Ａ）と、一次空気比率の大きい淡混合気を
   燃焼する淡燃焼部（Ｂ）とが並設された濃淡燃焼装置で
   あって、 前記濃燃焼部（Ａ）及び前記淡燃焼部（Ｂ）は、前記淡
   燃焼部（Ｂ）にて形成される淡火炎の上方に前記濃燃焼
   部（Ａ）にて形成される濃火炎を位置させるように並設
   されている濃淡燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記濃燃焼部（Ａ）が、一端部に濃混合
   気用炎孔（１）、前記一端部と向かい合う他端部に受入
   口（１１）、内部に混合室（１４）を備える状態で偏平
   筒状に形成され、 前記濃燃焼部（Ａ）の複数が、間隔を隔てて上下方向に
   積層状態に並べた状態で筒状のケーシング（Ｋ）の内部
   に収納され、 前記淡燃焼部（Ｂ）が、前記ケーシング（Ｋ）の内部に
   おいて前記濃燃焼部（Ａ）とケーシング側壁（６），
   （７）とで囲まれる偏平筒状の空間により形成され、 前記濃燃焼部（Ａ）の受入口（１１）に、一次空気比率
   の小さい濃混合気を生成する燃料ガス及び空気を供給
   し、且つ、前記淡燃焼部（Ｂ）における前記受入口（１
   １）側の端部に、一次空気比率の大きい淡混合気を生成
   する燃料ガス及び空気を供給する供給部（Ｓ）が設けら
   れている請求項１記載の濃淡燃焼装置。