JP2000121010A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃淡燃焼法による燃焼装置において、希釈空
間をコンパクトにしながらも低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り
性の改善、低騒音化等を実現する。 【解決手段】 濃予混合気の一部と希釈用空気とが流入
して淡予混合気が形成される希釈空間３１の中心に向か
って放射状に設けた希釈用空気流入通路群３５を備えた
構成としてある。この構成によれば、希釈空間をコンパ
クトにしながらも良好に混合された淡予混合気を形成し
て低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の改善、低騒音化を実現
し、また液体燃料を加熱気化させて燃焼させることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低ＮＯｘ燃焼装置
に関するもので、特に濃淡燃焼方式に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の濃淡燃焼方式による燃焼装置は特
開平７−２６９８１３号公報に記載されているようなも
のが一般的であった。この燃焼装置は図７に示すように
所定間隔で多数併設された濃燃焼用バーナ１と、濃用の
ガスと空気を導入する濃用導入口２と、濃用のガスと空
気を混合する濃用混合室３と、濃用炎口４を備えてい
る。また濃燃焼用バーナ１の間に淡燃焼用バーナ５を形
成し、淡用のガスと空気を導入する淡用導入口６と、噴
出口７から噴出した予混合ガスと希釈用空気とを混合す
る淡用混合室８と、淡用炎口９とを備えている。

【０００３】そして上記濃用炎口４にて空気過剰率が１
以下の濃予混合ガスが燃焼して濃火炎が形成される。ま
た淡用炎口９にて空気過剰率が１以上の淡予混合ガスが
燃焼して淡火炎が形成され、ＮＯｘの発生が少ない淡火
炎は濃火炎にてリフトが抑制される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の燃焼装置では、希釈用空気と予混合ガスとが略平行の
流れで淡用混合室に供給されるため、淡用混合室の流れ
方向の長さを長くしても良好な混合を得るのが困難であ
る。その結果ガス濃度の濃い部分では空気過剰率が小さ
くなりＮＯｘが所望よりも多く発生し、一方ガス濃度の
薄い部分ではリフトが発生して淡火炎が不安定化するこ
とにより燃焼量の絞り性が悪くまた騒音が大きい課題が
あった。

【０００５】また液体燃料を加熱気化して使用する場
合、ほぼ常温の希釈用空気を混合された淡予混合ガスは
温度が低下し、淡用混合室の流れ方向の長さが長いため
低温の淡燃焼用バーナ内壁面近傍を流れる淡予混合ガス
はさらに温度が低下して内壁面で再液化する課題があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、濃予混合気の一部と希釈用空気とが流入して
淡予混合気が形成される希釈空間の中心に向かって放射
状に設けた希釈用空気流入通路群を備えた構成としてあ
る。

【０００７】上記発明によれば、希釈空間をコンパクト
にしながらも良好に混合された淡予混合気を形成して低
ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の改善、低騒音化を実現し、
また液体燃料を加熱気化させて燃焼させることが可能と
なる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる燃焼装
置は、濃予混合気の一部と希釈用空気とが流入して淡予
混合気が形成される希釈空間と、前記希釈空間の中心に
向かって放射状に設けた希釈用空気流入通路群と、前記
濃予混合気の残りが燃焼する濃炎口と、前記淡予混合気
が燃焼する淡炎口とを備えている。

【０００９】そして、希釈空間の中心部に向かって流入
する希釈用空気と濃予混合気が衝突して攪拌されるた
め、良好に混合された淡予混合気が形成される。よって
所望より空気過剰率が小さくなることによるＮＯｘ発生
増加を未然に防ぎ、一方空気過剰率が大きくなることに
よる淡火炎の不安定化を未然に防ぐ。その結果低ＮＯｘ
化、燃焼量の絞り性の改善、低騒音化が実現できる。ま
た良好に混合された淡予混合気形成を実現しつつも希釈
空間の高さを低く抑え淡炎口までの距離を短縮化できる
ため、装置のコンパクト化を実現しつつ淡予混合気の温
度低下が抑制され再液化することなく燃焼させることが
できる。

【００１０】本発明の請求項２にかかる燃焼装置は、希
釈用空気流入通路群を希釈空間の中心に対して偏心して
設けた構成としてある。

【００１１】そして、希釈空間で希釈用空気が旋回流を
形成し、より良好に混合された淡予混合気が形成される
ため、さらなる低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の改善、低
騒音化、コンパクト化が実現できる。

【００１２】本発明の請求項３にかかる燃焼装置は、希
釈空間に攪拌羽根を有する回転体を備えている。

【００１３】そして、回転する攪拌羽根が希釈空間を強
制的に攪拌し、さらに良好に混合された淡予混合気が形
成されるため、さらなる低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の
改善、低騒音化、コンパクト化が実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の実施例１の燃
焼装置における炎口体と仕切り体を示す平面図、図２、
図３および図４は同燃焼装置の要部断面図である。使用
する燃料は液体燃料として説明する。

【００１６】図において、１１は火炎が形成される円板
状の炎口体で、濃炎口１２となる第一の切り欠き群１
３、淡炎口１４となる第二の切り欠き群１５を交互に配
列し、中央に開口１６を配している。１７は炎口体１１
の間に挟まれる円板状の仕切り体であって、外径が炎口
体１１の外径と略同じで、内径が炎口体１１の第二の切
り欠き群１５の終端が位置する径よりも大きいリング形
状としている。また仕切り体１７に濃予混合気が通流す
る第一の開口群１８および淡予混合気が通流する第二の
開口１９を設けている。図３に示すように炎口体１１と
仕切り体１７を重ねると第一の開口群１８は第一の切り
欠き群１３の終端近傍と重なり、また第二の切り欠き群
１５の終端近傍に淡予混合気通流間隙２０が形成され
る。

【００１７】図２において、仕切り体１７、炎口体１１
の順に積層し、燃焼量により積層段数が選択される。積
層最上段に天板２１が設けられる。２２は底面を有する
筒状の保炎筒である。炎口体１１、仕切り体１７、天板
２１および保炎筒２２でバーナヘッドが構成される。２
３は保炎筒２２の底面に設けられ第一の開口群１８に対
応するよう設けた濃予混合気通流開口群であり、２４は
中央部に設けられた淡予混合気通流開口である。

【００１８】２５は液体燃料を気化する気化体であり、
ヒータ２６を内蔵している。２７は濃予混合室であり、
濃予混合室２７に濃予混合室回転体２８が設けられてい
る。２９は液体燃料を供給するノズルである。３０は気
化体２５の上部に設けた希釈体であり、淡予混合気が生
成される希釈空間３１と、濃予混合室２７と希釈空間３
１とを連通させる濃予混合気導入開口３２と、濃予混合
気通流開口群２３に対応するように設けた濃予混合気通
路群３３と、希釈空間３１と希釈用空気供給室３４とを
連通させる希釈用空気導入通路群３５を持つ。図４に示
すように希釈用空気導入通路群３５は希釈空間３１の中
心に向かって放射状に設けている。

【００１９】３６は空気供給手段、３７は濃予混合室２
７に連通する予混合用空気供給通路、３８は希釈用空気
供給室３４に連通する希釈用空気供給通路である。３９
は濃火炎、４０は淡火炎である。

【００２０】次に動作、作用について説明すると、図２
において、制御手段（図示せず）の着火指令信号により
ヒータ２６に通電し気化体２５を所定の温度に予熱す
る。予熱後、液体燃料は燃料ポンプ（図示せず）により
ノズル２９により濃予混合室回転体２８に供給される。
濃予混合室回転体２８はモータ（図示せず）によって駆
動され、遠心力で濃予混合室回転体２８より液体燃料を
振切り微粒化する。微粒化した液体燃料は気化体２５の
内側面に衝突し気化する。

【００２１】空気供給手段３６が供給する空気は二分割
され、一方は予混合用空気供給通路３７を通流して濃予
混合室２７に予混合用空気として供給される。もう一方
は希釈用空気供給通路３８を通流して希釈用空気供給室
３４に供給される。濃予混合気は濃予混合室２７におい
て気化燃料と予混合用空気とが混合して生成される。一
方、淡予混合気は濃予混合室２７で生成された濃予混合
気の一部が濃予混合気導入開口３２より希釈空間３１に
流入し、希釈用空気導入通路群３５を通流して希釈用空
気室３４から流入する希釈用空気と混合して生成され
る。希釈空間３１の中心に向かって複数方向から流入す
る希釈用空気と濃予混合気が衝突して攪拌される。これ
により良好に混合された淡予混合気形成を実現しつつ希
釈空間３１の高さを低く抑え、濃予混合室２７から淡炎
口１４までの距離を短縮化できるため、装置のコンパク
ト化を実現しつつ淡予混合気の温度低下が抑制され再液
化することなく燃焼させることができる。

【００２２】濃予混合気は希釈体３０の濃予混合気通路
群３３、保炎筒２２底面の濃予混合気通流開口群２３、
積層された仕切り体１７の第一の開口群１８および炎口
体１１の第一の切り欠き群１３の終端近傍を通流し、数
段で設けられた炎口体１１の第一の切り欠き群１３の開
口である濃炎口１２より噴出し、濃火炎３９が形成され
る。一方淡予混合気は保炎筒２２底面の淡予混合気通流
開口２４、積層された仕切り体１７の第二の開口１９、
炎口体１１の開口１６および淡予混合気通流間隙２０を
通流し、炎口体１１の第二の切り欠き群１５の開口であ
る淡炎口１４より噴出し、淡火炎４０が形成される。希
釈空間３１で良好に混合された淡予混合気が形成されて
いるため、所望より空気過剰率が小さくなることによる
ＮＯｘ発生増加を未然に防ぎし、一方空気過剰率が大き
くなることによる淡火炎４０の不安定化を未然に防ぐ。
その結果、低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の改善、低騒音
化が実現できる。

【００２３】保炎筒２２が濃火炎３９および淡火炎４０
により加熱され、希釈体３０を通して気化体２５に熱を
フィードバックする。着火してしばらくしてからヒータ
２６への通電は停止されるが、気化体２５は所定温度に
保たれ液体燃料は気化される。 （実施例２）図５は本
発明の実施例２の燃焼装置を示す要部断面図である。

【００２４】本実施例２において、実施例１と異なる点
は、希釈用空気流入通路群３５を希釈空間３１の中心に
対して偏心して設けた点である。なお、実施例１と同一
符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

【００２５】次に動作、作用を説明すると、希釈用空気
流入通路群３５を通流して希釈空間３１に向かって複数
の方向から流入する希釈用空気は希釈空間３１で旋回流
を形成し、濃予混合気と攪拌されてさらに良好に混合さ
れた淡予混合気が形成され、さらなる低ＮＯｘ化、燃焼
量の絞り性の改善、低騒音化、コンパクト化が実現でき
る。

【００２６】（実施例３）図６は本発明の実施例３の燃
焼装置を示す要部断面図である。

【００２７】本実施例３において、実施例１ないし２と
異なる点は、希釈空間に攪拌羽根４１を有する回転体４
２を設けた点である。なお、実施例１ないし２と同一符
号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

【００２８】次に動作、作用を説明すると、回転体４２
は濃予混合室回転体２８とともにモータ（図示せず）に
よって駆動される。回転体４２が有する攪拌羽根４１に
よって希釈空間３１を激しく攪拌し、さらに良好に混合
された淡予混合気が形成され、さらなる低ＮＯｘ化、燃
焼量の絞り性の改善、低騒音化、コンパクト化が実現で
きる。

【００２９】なお、前記各実施例において燃料は液体燃
料としたが、都市ガス等の気体燃料を用いることもでき
る。その場合、上記実施例で説明した液体燃料の気化に
関係する構成は省略できる。

【００３０】なお、気化体２５と希釈体３０を別構成と
して説明したが、気化体２５と希釈体３０を一体に構成
することもできる。

【００３１】なお、炎口体１１は円形として説明した
が、多角形とすることもできる。さらに濃炎口１２と淡
炎口１４を閉じた円周上に配したものとして説明した
が、これらを閉じていない直線状に配することもでき
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
は、希釈空間の中心部に向かって流入する希釈用空気と
濃予混合気が衝突して攪拌されるため、良好に混合され
た淡予混合気が形成される。よって所望より空気過剰率
が小さいことによるＮＯｘ発生増加を未然に防ぎ、一方
空気過剰率が大きくなることによる淡火炎の不安定化を
未然に防ぐ。その結果低ＮＯｘ化、燃焼量の絞り性の改
善、低騒音化が実現できる。また良好に混合された淡予
混合気形成を実現しつつも希釈空間の高さを低く抑え淡
炎口までの距離を短縮化できるため、装置のコンパクト
化を実現しつつ淡予混合気の温度低下が抑制され再液化
することなく燃焼させることができる。

【００３３】また、請求項２に係る発明は、希釈空間で
希釈用空気が旋回流を形成し、より良好に混合された淡
予混合気が形成されるため、さらなる低ＮＯｘ化、燃焼
量の絞り性の改善、低騒音化、コンパクト化が実現でき
る。

【００３４】また、請求項３に係る発明は、回転する攪
拌羽根が希釈空間を強制的に攪拌し、さらに良好に混合
された淡予混合気が形成されるため、さらなる低ＮＯｘ
化、燃焼量の絞り性の改善、低騒音化、コンパクト化が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例１における炎口体を示
す平面図 （ｂ）は同燃焼装置における仕切り体を示す平面図

【図２】同燃焼装置の図３におけるＡ−Ｂ−Ｃおよび図
４におけるＤ−Ｅ−Ｆの要部断面図

【図３】同燃焼装置の要部断面図

【図４】同燃焼装置の要部断面図

【図５】本発明の実施例２を示す要部断面図

【図６】本発明の実施例３を示す要部断面図

【図７】従来の燃焼装置を示す斜視図

【符号の説明】

１２ 濃炎口 １４ 淡炎口 ３１ 希釈空間 ３５ 希釈用空気流入通路群 ４１ 攪拌羽根 ４２ 回転体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 肆矢 規夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K052 EA02 EA08 EB05 3K065 TA01 TA07 TD04 TG01 TH04 TH16 TJ02 TJ06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濃予混合気の一部と希釈用空気とが流入し
   て淡予混合気が形成される希釈空間と、前記希釈空間の
   中心に向かって放射状に設けた希釈用空気流入通路群
   と、前記濃予混合気の残りが燃焼する濃炎口と、前記淡
   予混合気が燃焼する淡炎口とを備えた燃焼装置。
2. 【請求項２】希釈用空気流入通路群を希釈空間の中心に
   対して偏心して設けた請求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】希釈空間に攪拌羽根を有する回転体を備え
   た請求項１または２記載の燃焼装置。