JPH085023A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】濃淡燃焼装置について、淡混合気の混合状態を
良好にすると共に、複雑な構造でなく、安価に製作でき
る濃淡燃焼装置を提供する。 【構成】間隔をあけて並設するバーナユニット２と、こ
のバーナユニット２に設けられ空気比の低い濃混合気を
噴出する濃側炎口７と、隣接する各々のバーナユニット
２との間に設けられ、濃混合気と燃焼用空気とを混合し
て淡混合気を生成する淡混合気室４と、バーナユニット
２の上側部に設けられ、濃混合気の一部を噴出する吐出
孔８と、吐出孔８からの濃混合気を淡混合気室４の下方
の上流に案内するガイド板９と、淡混合気室４の下流に
位置し、濃側炎口７に隣接して空気比の高い淡混合気を
噴出する淡側炎口６とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料過剰混合気（濃混合
気）と空気過剰混合気（淡混合気）とを同時に燃焼させ
て有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制する、いわ
ゆる濃淡燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低ＮＯｘを図る燃焼装置の一
つとして濃淡燃焼装置が知られている。この装置は、複
数の炎口のいくつかから空気比（理論空気量に対する実
際の空気量の比）の低い濃混合気を、他の炎口から空気
比の高い淡混合気をそれぞれ同時に噴出して燃焼させる
ものである。例えば、特開平３−２６３５０１号公報に
は図４（イ）に示すように、濃混合気を噴出する濃側バ
ーナＲＢと淡混合気を噴出する淡側バーナＬＢとを交互
に一列に並べ同時に燃焼させる濃淡燃焼装置が提案され
ている。この場合、濃側バーナＲＢの濃側炎口ＲＨから
の炎（以下、濃火炎と呼ぶ）の基部では酸素不足とな
り、上方では淡側バーナＬＢの淡側炎口ＬＨからの炎
（以下、淡火炎と呼ぶ）の排ガスにより酸素不足とな
り、ＮＯｘの生成が抑制される。一方、淡側炎口ＬＨか
らの淡火炎は、燃料ガスが希薄なため火炎温度が低下し
てＮＯｘの生成が抑制され、これらの相乗的効果によっ
て全体としての低ＮＯｘ化が図られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、濃側バ
ーナと淡側バーナとを独立して交互に各々設ける必要が
あるために、通常のブンゼン式バーナに比してバーナお
よびノズルが２倍必要となり、コストが約２倍となる問
題があった。また、実開平２−１１５６２７号公報（図
４（ロ）に示す）あるいは特開平６−２８１９号公報
（図４（ハ）に示す）には濃混合気の一部を燃焼用空気
で再混合して希薄な淡混合気を生成する安価な構造が提
案されている。（図中において、実線矢印は燃料ガスの
流れを、破線矢印は燃焼用空気の流れを表す。） これらの場合には淡側バーナを独立して設けないので安
価に製作できる利点はあるが、いずれも淡混合気の混合
性が悪いという問題があった。つまり、構造上、淡混合
気室５４における混合開始部から淡側炎口５６までの距
離、即ち混合距離が短いので、混合が不完全なまま淡側
炎口５６から噴出することになってしまう問題があっ
た。従って、淡混合気の燃焼用ガスと燃焼用空気との混
合が不均一で濃度むらがあると、燃焼炎はリフティング
あるいは逆火（フラッシュバック）が起こり易くなり、
燃焼性が著しく悪化する。つまり、淡混合気の所定濃度
より希薄な部分は空気過剰となり、炎がリフティングし
て燃焼しやすい。また、濃厚な部分は燃焼速度が速くな
って逆火して燃焼しやすくなる。そこで、本発明の燃焼
装置は上記課題を解決し、安価に製作できると共に、淡
混合気気の混合性を良くして燃焼性の良い濃淡燃焼装置
の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の燃焼装置は、燃料ガスと燃焼用空気とを吸入混合し
て空気比の低い濃混合気を濃側炎口から噴出する複数の
濃側バーナを間隔をあけて並設し、隣接する各々の上記
濃側バーナの間から上記濃混合気より空気比の高い淡混
合気を噴出させることで上記濃側炎口の隣に淡側炎口を
形成し、上記淡側炎口への淡混合気流路は、上記濃側バ
ーナの濃混合気の一部と上記淡側炎口方向へと送られる
燃焼用空気とを混合して上記淡混合気を生成する淡混合
気室を備えた燃焼装置において、上記濃側バーナから上
記淡混合気室へ上記濃混合気の一部を噴出する吐出孔
を、上記濃側バーナの側面上部に設けると共に、上記吐
出孔からの濃混合気を上記淡混合気室の上流に案内する
ガイド板を設けたことを要旨とする。

【０００５】

【作用】上記構成を有する本発明の燃焼装置は、濃側バ
ーナの側面上部に設けた吐出孔から濃混合気の一部を吐
出し、ガイド板が吐出孔から噴出された濃混合気を淡混
合気室の上流に案内する。つまり、吐出孔を濃側バーナ
の側面上部に設けるので、濃側炎口近くの充分に混合さ
れた濃混合気を淡混合気室へ導く。また、ガイド板は、
吐出孔からの濃混合気を淡混合気室の上流に案内するの
で、濃混合気と燃焼用空気との混合距離を淡混合気室の
上流から下流の淡側炎口に至るまで充分確保する。従っ
て、均一濃度の淡混合気を得ることができる。

【０００６】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の燃焼装置の好適な実施例
について説明する。

【０００７】図１は一実施例としての燃焼装置の概略構
成を表す。尚、図中において、実線矢印は燃料ガスの流
れを、破線矢印は燃焼用空気の流れを表す。燃焼装置１
は、複数のバーナユニット２を一列に並べ、その下方か
ら燃焼用空気が供給されるように構成されている。バー
ナユニット２の下部には、燃料ガスの吸入口となるスロ
ート３が横方向に形成されガスノズル台４０に設けられ
たガスノズル４２から燃料ガスが噴射供給され、それに
伴って燃焼用空気（１次空気）が吸い込まれる（図
２）。スロート３の下流側は上方向に曲げられて混合室
５（以下、濃混合気室と呼ぶ）に連なり、濃混合気室５
の頭部には複数の炎口７（以下、濃側炎口と呼ぶ）を形
成した炎口形成面２４が設けられる。従って、燃料ガス
と燃焼用空気とはスロート３および濃混合気室５を通過
中に混合され、その混合気が濃側炎口７から上方に噴出
する。この混合気の過剰空気率（ガスの理論空気量に対
する一次空気量の比）は低く設定されており、本実施例
では０．５としている。以下、この混合気を濃混合気と
呼ぶ。

【０００８】各バーナユニット２は、図１に示すよう
に、バーナケース１１内に所定間隔をあけて並行に配置
されて燃焼室１２内に収められる。この燃焼室１２の下
方には送風機１３（図示略）が設けられ燃焼用空気を燃
焼室１２内に供給するよう構成されている。そして、バ
ーナケース１１の底面には整流板１４（例えばパンチン
グメタル）が設けられ、この整流板に開口された複数の
孔を通過した燃焼用空気が均一な流速となって、バーナ
ユニット２間を上方向に流れるようになっている。

【０００９】他方、バーナユニット２の濃混合気室５の
側面上部には複数の混合気吐出口８（以下、吐出孔と呼
ぶ）が一列に形成される。この吐出孔８はできるだけ濃
側炎口７に近い位置に設ける。また、バーナユニット２
の上部には吐出孔８からの濃混合気を導くガイド板９が
設けられる。ガイド板９は、吐出孔８を包囲するように
設けられバーナユニット２と平行に下方に延びて開口し
ている。従って、吐出孔８から噴出した濃混合気がガイ
ド板９によって導かれ、各々のバーナユニット２とバー
ナユニット２との間に流れる燃焼用空気とぶつかって混
合され、上方に送られる。こうして、向かい合うガイド
板９とガイド板９との間で空気比の高い淡混合気が作ら
れて、バーナユニット２間の淡側炎口６から上方に噴出
する。つまり、この向かい合うガイド板９間の空間が淡
混合気室４となる（以下、この空間を淡混合気室と呼
ぶ）。

【００１０】尚、本実施例では、淡混合気室４で行う燃
焼用空気との再混合によって空気比が高められ、過剰空
気率を２．７としている。

【００１１】この結果、各バーナユニット２の濃側炎口
７から濃混合気が噴出すると同時に、そのバーナユニッ
トの炎口形成面２４の間（淡側炎口６からなる）から淡
混合気が噴出し、図示しない点火装置により着火して濃
淡燃焼が行われる。尚、淡側炎口６には火炎を安定して
保持するために帯状の保炎板１０が配置される。

【００１２】ここで、バーナユニット２の濃混合気室５
に設ける複数の吐出孔８を濃側炎口７の近傍に位置する
理由を説明する。その理由は、吐出孔８から噴出する淡
混合気の基となる濃混合気を、充分に混合し、均一な濃
度とした濃混合気とするためである。つまり、バーナユ
ニット２内の濃混合気は、濃側炎口７に近いほど均一な
濃混合気となり、この圧力分布も均一となっている。よ
って、吐出孔８を濃側炎口７の近傍に設けることで、濃
度および量ともに安定な濃混合気が得られ、淡混合気の
生成に供されることになる。

【００１３】また、吐出孔８からの濃混合気を淡混合気
室４の上流に導くガイド板９は、充分に混合された淡混
合気を得るために設けられる。つまり、ガイド板９によ
って、吐出孔８からの濃混合気を淡混合気室４の下方の
上流まで案内し燃焼用空気と混合して淡混合気とするの
で、混合開始位置から淡側炎口６までの混合距離を充分
確保できることになる。よって、淡混合気の混合を均一
な濃度とすることができると共に、淡側炎口６への圧力
分布をも均一にすることができる。

【００１４】こうして、濃側炎口７からの濃火炎ＦＲと
淡側炎口６からの淡火炎ＦＬとの接触により低ＮＯｘ化
を図ることができる。しかも、淡混合気を作るのに、ま
ず濃混合気室５からの均一な濃混合気を淡混合気室４の
下方に導いて燃焼用空気と混合して上方向の淡側炎口６
に導き、また、少ないスペースで混合距離を有効に確保
することができ混合状態を良好にすることができる。更
に、ガイド板９と一体形成したバーナユニット２を間隔
をあけて配置するものであるため、部品点数や製造工数
が低減され、また位置決めも容易である。

【００１５】また、濃混合気がガイド板９によって淡混
合気室４の下方に導かれ、燃焼用空気の上方向への流れ
に交錯するように構成したため、混合性が増して、バー
ナユニット２の高さ寸法をさらに短くすることができ
る。これらの結果、燃焼装置１自身をコンパクトにしつ
つ淡混合気の混合状態を良好にすることができる。

【００１６】また、従来の濃淡燃焼装置では、バーナユ
ニット２の炎口が温度上昇（燃焼用空気が少ないため）
することによって濃混合気温度が上昇して逆火を生じる
不安もあったが、この装置１では、バーナユニット２の
外側上端から下方に濃混合気が流れ、バーナユニット２
の上端に取り付けたガイド板９が‡射熱を遮ると共に、
放熱板となる役割も担って、バーナユニット２が冷却さ
れて逆火不安がなくなる。

【００１７】尚、一般に濃淡燃焼を行う場合には、能力
（燃焼量）を小さくしたときに燃焼が不安定となる。そ
こで、能力が小の場合に燃焼バーナ本数を切り替えても
良い。

【００１８】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは無論である。例えば、濃混合
気を淡混合気室の上流に案内するガイド板９はバーナユ
ニット２と一体的に形成されることに限定されず、淡側
炎口７である保炎板１０とガイド板９とを一体形成して
バーユニット２に嵌合装着をして、保炎板１０およびガ
イド板９とバーナユニット２との関係位置の確保を行っ
ても良い。また、ガイド板９は吐出孔８を包囲するよう
にバーナユニット２と一体的に形成されることに限定さ
れず、バーナケース１１側に仕切るように設けても良
い。

【００１９】また、ガイド板９の形状は実施例に限定さ
れず、例えば図３に示すように、濃混合気と燃焼用空気
を対向してぶつけないで補助板１３を設けて燃焼用空気
を巻き込むようにして、混合性を高めても良い。また当
然に、この補助板１３とガイド板９とを一体に形成して
も良い。また、同じく図３に示すように、均一な濃混合
気を淡混合気の生成に供すために、ガイド板９と淡側炎
口６の保炎板１０の形状を斜めに形成することによっ
て、吐出孔８は、濃側炎口７と最も近接する位置に設け
ても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃焼装置
によれば、淡混合気を濃度むらなく均一にすることがで
きるので、安定した濃淡燃焼を実現することができ、Ｎ
Ｏｘの発生を抑えることができる。また、複雑な構造で
なく、安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての燃焼装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例に係るバーナユニットの側
断面図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る燃焼部の概略図であ
る。

【図４】従来の燃焼装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 燃焼装置 ２ バーナユニット ４ 淡混合気室 ５ 濃混合気室 ６ 淡側炎口 ７ 濃側炎口 ８ 吐出孔 ９ ガイド板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと燃焼用空気とを吸入混合して
   空気比の低い濃混合気を濃側炎口から噴出する複数の濃
   側バーナを間隔をあけて並設し、 隣接する各々の上記濃側バーナの間から上記濃混合気よ
   り空気比の高い淡混合気を噴出させることで上記濃側炎
   口の隣に淡側炎口を形成し、 上記淡側炎口への淡混合気流路は、上記濃側バーナの濃
   混合気の一部と上記淡側炎口方向へと送られる燃焼用空
   気とを混合して上記淡混合気を生成する淡混合気室を備
   えた燃焼装置において、 上記濃側バーナから上記淡混合気室へ上記濃混合気の一
   部を噴出する吐出孔を、上記濃側バーナの側面上部に設
   けると共に、 上記吐出孔からの濃混合気を上記淡混合気室の上流に案
   内するガイド板を設けたことを特徴とする燃焼装置。