JP2004294043A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置を提供する。
【解決手段】ガス燃料Gを噴出して、そのガス燃料Gの噴出に伴って外気Aをそのガス燃料Gの燃焼用空気Aとして吸引するガス燃料噴出部Sgが設けられ、空気Aを噴出して、その空気Aの噴出に伴って外気Aを吸引する燃焼用空気供給部Saが、噴出する空気A及び吸引する外気Aを燃焼用空気Aとしてガス燃料噴出部Sgにて噴出されるガス燃料Gに供給するように設けられている。
【選択図】 図2
【解決手段】ガス燃料Gを噴出して、そのガス燃料Gの噴出に伴って外気Aをそのガス燃料Gの燃焼用空気Aとして吸引するガス燃料噴出部Sgが設けられ、空気Aを噴出して、その空気Aの噴出に伴って外気Aを吸引する燃焼用空気供給部Saが、噴出する空気A及び吸引する外気Aを燃焼用空気Aとしてガス燃料噴出部Sgにて噴出されるガス燃料Gに供給するように設けられている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置に関し、詳しくは、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、例えば、溶融鉄を貯留する取鍋を予熱するために、取鍋内で燃焼させる等、ガス燃料を外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能なようにしたものである。
このような燃焼装置では、従来、先端にバーナを接続した予混合気供給管の末端側に、空気を噴出してその噴出に伴って外気を燃焼用空気として吸引して燃焼用空気量を増大させる空気増幅器と、その増大された燃焼用空気の流れによりガス燃料を吸引して吸引したガス燃料を燃焼用空気と混合させるミキサとを設け、そのミキサで混合された予混合気を予混合気供給管を通してバーナに供給して、燃焼させるようにしていた。又、予混合気供給管の外周に、冷却空気を通流させて予混合気供給管内を通流する予混合気を冷却する予混合気冷却管を付設して、逆火を抑制するようにしていた(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−235107号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、上述のように空気の圧力によって、外気を燃焼用空気として吸引すると共に、ガス燃料をも吸引して予混合気を生成し、その予混合気を予混合気供給管を通してバーナに供給して燃焼させるものであるが、空気の圧力だけでは、ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を得難かった。
従って、燃焼装置を例えば取鍋を予熱する用途で用いる場合は、火炎を取鍋内の底部側で形成するように燃焼させるほど燃焼用空気が不足するので、火炎を取鍋内の上方側で形成するように燃焼せざるを得ず、火炎が取鍋の底部から離れた状態で形成されるばかりか、取鍋外に溢れ出す状態となり易く、加熱効率が悪くなっていた。
そして、燃焼用空気の不足分を補うためにブロアを設けると、構成が複雑化し、又、各所に設置されている取鍋を予熱する用途等、各所に燃焼装置を移動させて使用する用途に用い易くするために、燃焼装置を移動可能に構成する場合は、ブロアを設けると、そのブロアに規制されて、燃焼装置を移動させ難くなる。
又、逆火を抑制するために、予混合気供給管の外周に予混合気冷却管を付設する必要があることから、構成が複雑化するという問題もあった。
【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、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1記載の発明〕
請求項1に記載の燃焼装置は、ガス燃料を噴出して、そのガス燃料の噴出に伴って外気をそのガス燃料の燃焼用空気として吸引するガス燃料噴出部が設けられ、
空気を噴出して、その空気の噴出に伴って外気を吸引する燃焼用空気供給部が、噴出する空気及び吸引する外気を燃焼用空気として前記ガス燃料噴出部にて噴出されるガス燃料に供給するように設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部により、ガス燃料が噴出されると共に、そのガス燃料の噴出に伴って、外気がそのガス燃料の燃焼用空気として吸引され、燃焼用空気供給部により、空気がガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として供給されるように噴出されると共に、その空気の噴出に伴って、外気がガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として供給されるように吸引される。
つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力を用いて、外気をその噴出ガス燃料の燃焼用空気として吸引すると共に、燃焼用空気供給部からガス燃料の燃焼用空気として噴出される空気の圧力を用いて、外気をガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として吸引するので、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を供給するようにすることが可能になる。
そして、そのようにガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を用いて、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を供給するようにすることが可能となるので、ブロアにより燃焼用空気を補うことなく、取鍋の内部等、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能となるので、燃焼用空気供給用のブロアを設置しなくても良くなり、又、燃焼装置を移動可能に構成する場合は、燃焼用空気供給用のブロアを設置していないことから、移動を楽に行える。
従って、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置を提供することができるようになった。
【0007】
〔請求項2記載の発明〕
請求項2に記載の燃焼装置は、請求項1において、前記ガス燃料噴出部が、ガス燃料をその燃焼域に噴出するのに伴って、外気を燃焼用空気として前記燃焼域に吸引するように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部により、ガス燃料がその燃焼域に噴出されると共に、その噴出に伴って、外気が燃焼用空気としてガス燃料の燃焼域に吸引される。
又、ガス燃料噴出部から燃焼域に噴出されるガス燃料に供給されるように、燃焼用空気供給部により、空気が燃焼用空気として噴出されると共に、その空気の噴出に伴って外気が燃焼用空気として吸引される。
つまり、ガス燃料噴出部により吸引される燃焼用空気、並びに、燃焼用空気供給部により噴出される燃焼用空気及び吸引される燃焼用空気は、ガス燃料の燃焼域においてガス燃料に混合されることになり、ガス燃料を先混合にて燃焼させるようにすることが可能になるので、逆火が起こり難いようにすることができる。
従って、構成の簡略化を図りながら、逆火が起こり難いようにすることが可能になった。
【0008】
〔請求項3記載の発明〕
請求項3に記載の燃焼装置は、請求項1又は2において、前記燃焼用空気供給部が、前記ガス燃料噴出部からのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、前記ガス燃料噴出部を囲繞するように設けられて、前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気を供給するように設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部からのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、ガス燃料噴出部を囲繞するように設けられている燃焼用空気供給部により、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気が供給される。
そして、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気が供給されるので、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも、ガス燃料を一層安定して燃焼させることができる。
従って、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも一層安定して燃焼させることが可能になった。
【0009】
〔請求項4記載の発明〕
請求項4に記載の燃焼装置は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を変更調節自在な空気圧調節手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、空気圧調節手段により、燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くするように変更調節すると、燃焼用空気供給部からの空気の噴出に伴って吸引される外気の量が増加して、ガス燃料に供給される燃焼用空気の量が増加するので、燃焼が促進されて火炎の長さが短くなり、逆に、空気圧調節手段により、燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を低くするように変更調節すると、燃焼用空気供給部からの空気の噴出に伴って吸引される外気の量が減少して、ガス燃料に供給される燃焼用空気の量が減少するので、燃焼が遅くなって火炎の長さが長くなる。ちなみに、燃焼用空気供給部から噴出される空気の噴出圧力を調節するに当たっては、一般に、空気供給源としてのコンプレッサから空気が供給される流路に空気圧調節弁を設けて、その空気圧調節弁の開度を調節することにより、具体的には噴出圧力を高くするときは開度を大きくするように調節することにより、空気の噴出圧力を調節することになり、その場合は、空気の噴出圧力を調節することにより、空気の噴出量も、噴出圧力を高くすると噴出量が多くなるように調節されることになるので、空気の噴出圧力の変更調節に伴う燃焼用空気の供給量の増減量が大きくなり、もって、火炎の長さを大きく変更調節することが可能になる。
つまり、空気圧調節手段により燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を変更調節して、火炎の形成長さを変更調節することができるので、例えば、取鍋の深さに応じて火炎の長さを調節することが可能になる。
従って、火炎の形成長さを変更調節することができるので、使い勝手を向上することができるようになった。
【0010】
〔請求項5記載の発明〕
請求項5に記載の燃焼装置は、請求項1〜4のいずれかにおいて、移動自在な台車に、前記ガス燃料噴出部及び前記燃焼用空気供給部が昇降調節自在に設けられている点を特徴構成とする。
即ち、台車を用いて、ガス燃料供給部及び燃焼用空気供給部を所定の場所に移動させ、ガス燃料噴出部及び前記燃焼用空気供給部を加熱対象物に応じて昇降調節して、その加熱対象物を適切に加熱することが可能な高さに設定することができる。
各所に設置されている取鍋を予熱する用途等、各所に燃焼装置を移動させて使用する用途に用いる場合は、所定の場所にまで台車を用いてガス燃料供給部及び燃焼用空気供給部を移動させて、例えば予熱対象の取鍋の深さ等、加熱対象物の形状等に応じて、ガス燃料噴出部及び燃焼用空気供給部を昇降調節して、その取鍋を適切に加熱することが可能な高さに調節することができる。
従って、ガス燃料噴出部及び燃焼用空気供給部を任意の場所に容易に移動させることができると共に、任意の高さに高さ調節して使用することができるので、使い勝手を一段と向上することができるようになった。
【0011】
〔請求項6記載の発明〕
請求項6に記載の燃焼装置は、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記ガス燃料噴出部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音するガス燃料噴出部側吸音材、及び、前記燃焼用空気供給部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音する空気供給部側吸音材が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部にて吸引される燃焼用空気の通風音がガス燃料噴出部側吸音材により吸音され、燃焼用空気供給部にて吸引される燃焼用空気の通風音が空気供給部側吸音材により吸音される。
つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を用いて、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を吸引することが可能なようにするためには、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くする必要があり、そのようにガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くすると、それらにより吸引される空気の通風音が大きくなるが、その通風音がガス燃料噴出部側吸音材や空気供給部側吸音材により吸音されるので、低通風音化を図ることが可能になる。
従って、低通風音化を図りながら、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能になった。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2に示すように、燃焼装置は、ガス燃料噴出部Sgと燃焼用空気供給部Saを備えた本体部Mを、移動自在な台車V上に昇降装置Lにて昇降調節自在に設けて構成してある。
【0013】
ガス燃料噴出部Sgには、可撓性を有するメタルホースを用いたガス供給路1を接続し、燃焼用空気供給部Saには、同じく可撓性を有するメタルホースを用いた空気供給路2を接続して、ガス供給路1には、10〜150kPa程度の圧力のガス燃料(所謂、中圧の都市ガス)を供給し、空気供給路2には、ガス供給路1にてガス燃料噴出部Sgに供給されるガス燃料の圧力よりも高い例えば0.1〜1Mpa程度の圧力のコンプレッサ(図示省略)からの空気を供給する。
そして、可撓性を有するメタルホースを用いたガス供給路1及び空気供給路2を接続することにより、移動が規制されないようにしながら、台車Vにより所定の位置に移動させて、昇降装置Lにて、加熱対象物(図1では取鍋Nを示す)に応じてその加熱対象物を適切に加熱することができる高さに本体部Mの高さを調節して、加熱対象物を加熱するようになっている。
【0014】
以下、図2ないし図4に基づいて、本体部Mについて説明を加える。尚、図2においては、ガス燃料Gの流れを実線矢印にて示し、空気A、外気A、燃焼用空気Aの流れを破線矢印にて示す。
ガス燃料噴出部Sgは、ガス供給路1にて供給されるガス燃料Gを噴出してそのガス燃料Gの噴出に伴って外気Aをそのガス燃料Gの燃焼用空気Aとして吸引するように、本体部Mに設け、燃焼用空気供給部Saは、空気供給路2にて供給される空気Aを噴出してその空気Aの噴出に伴って外気Aを吸引すると共に、噴出する空気A及び吸引する外気Aを燃焼用空気Aとしてガス燃料噴出部Sgにて噴出されるガス燃料Gに供給するように設けてある。空気供給路2には、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気Aの圧力を変更調節する空気圧調節手段としての空気圧調節弁24と、その空気圧調節弁24にて調節される空気Aの圧力を計測する圧力計25を設けてある。
【0015】
本体部Mの全体構成について詳細に説明する。
先端面の中心に1個のガス噴出孔3hを形成した円筒状のガス噴出筒3の先端に、周壁にその全周にわたって複数の一次空気吸引孔4hを穿設した円筒状の混合筒4をガス噴出筒3の軸芯(以下、ガス噴出筒軸心と記載する場合がある)と同心状にガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向(以下、単にガス燃料噴出方向と称する場合がある)に延びるように付設し、その混合筒4の先端に、複数(本実施形態では8個)の一次空気吸引孔5hを周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態に穿設した環状の一次燃焼域底板5を付設し、その一次燃焼域底板5に、円筒状の一次燃焼域形成筒6をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設してある。
そして、一次燃焼域形成筒6内に、ガス噴出筒3から噴出されるガス燃料Gの一次燃焼域R1を形成してある。
前記混合筒4には、複数(本実施形態では8個)の一次空気吸引孔4hが周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ一次空気吸引孔列を2列形成してあり、各一次空気吸引孔4hの軸芯は、筒内側ほどガス燃料噴出方向側に位置する斜め前向きに傾斜させて形成してある
【0016】。
又、混合筒4の先端には、その混合筒4の内径と同径の内径で且つ混合筒4の肉厚よりも薄い肉厚の円筒状の一次空気吸引路形成筒7を一次燃焼域形成筒6内に突出するようにガス噴出筒軸心と同心状に付設してある。そして、一次燃焼域形成筒6と一次空気吸引路形成筒7との間に、前記一次燃焼域R1に連通する環状の一次空気吸引路17を形成してある。
【0017】
更に、一次燃焼域形成筒6の基端側に、環状の空気溜め室底板8を付設し、その空気溜め室底板8に、円筒状の二次空気吸引室形成筒9をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設し、その二次空気吸引室形成筒9の先端と一次燃焼域形成筒6の先端との間を、複数(本実施形態では8個)の二次空気噴出筒10を周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態で貫通状態に付設した二次空気室前板11にて閉じ、更に、二次空気吸引室形成筒9と一次燃焼域形成筒6との間におけるガス燃料噴出方向の中間部分に環状の仕切り板12を嵌め込んである。
そして、二次空気吸引室形成筒9と一次燃焼域形成筒6との間において、二次空気吸引室仕切り板12に対してガス燃料噴出方向とは反対側に空気溜め室18を形成し、二次空気吸引室仕切り板12に対してガス燃料噴出方向側に二次空気吸引室19を形成してある。
【0018】
二次空気吸引室仕切り板12には、複数本(本実施形態では8本)の二次空気噴出ノズル13を、周方向に複数の二次空気噴出筒10と同位相に並べて、各二次空気噴出ノズル13の先端の噴出口を各二次空気噴出筒10に臨ました状態で、基端を空気溜め室18に連通する状態で支持させてある。各二次空気噴出ノズル13の噴出方向は、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行になるように設定してある。
【0019】
更に、二次空気吸引室形成筒9の先端には、それよりも大径の円筒状の二次燃焼域形成筒14をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設して、二次燃焼域形成筒14内に、ガス噴出筒3から噴出されるガス燃料Gの二次燃焼域R2を形成し、二次空気吸引室形成筒9の先端には、二次空気吸引室形成筒9の径方向外方に延びる状態で、覆い板15を付設してある。
更に、円筒状の二次空気吸引筒16を、その先端を二次空気吸引室19に連通する状態で二次空気吸引室形成筒9に接続して設け、二次空気吸引筒16の基端に、上部に開口した直方体形状の箱状の二次空気吸引箱26を連通接続してある。
【0020】
一次燃焼域底板5には、内周面にガス燃料噴出部側吸音材20を貼付したガス燃料噴出部側吸音カバー21を、ガス噴出筒3及び混合筒4の外周を囲む状態で付設し、二次空気吸引筒16の内周面と二次空気吸引箱26の内周面には、空気供給部側吸音材22を貼付してある。
【0021】
前記ガス噴出筒3の基端に、前記ガス供給路1を接続し、空気溜め室18に連通する状態で空気溜め室底板8に付設した空気受入筒23に、空気供給路2を接続してある。
【0022】
そして、図1に示すように、上述のように一体状態に構成した本体部Mを、二次空気吸引箱26にて前記台車Vの前記昇降装置Lに保持させて、本体部Mを昇降装置Lにて昇降調節自在に台車Vに設けてあり、例えば、取鍋Nを予熱する場合は、台車Vにより、加熱対象の取鍋Nに隣接する位置に移動させて、昇降装置Lにて、本体部Mの二次燃焼筒14の先端が取鍋Nの開口部に位置して覆い板15にて取鍋Nの開口部を覆うようになるように本体部Mの高さを調節して、その本体部Mにて取鍋N内に火炎を形成するようにガス燃料Gを燃焼させることが可能なように構成してある。
【0023】
次に、図2に基づいて、本体部Mによる燃焼作用について説明する。
ガス供給路1により供給されるガス燃料Gがガス噴出筒3を通じてガス噴出孔3から一次燃焼域R1及び二次燃焼域R2に噴出されると、その噴出に伴って、外気Aが混合筒4の複数の一次空気吸引孔4h及び一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hを通じて一次燃焼用空気Aとして一次燃焼域R1に吸引されて、ガス燃料Gが一次燃焼用空気Aにて燃焼する。混合筒4の複数の一次空気吸引孔4hは、上述のように斜め前向きに傾斜して形成されているので、外気Aが吸引され易い。又、一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hからは、一次空気吸引路形成筒7にてガス燃料Gの流れから遮られる一次空気吸引路17を通して一次燃焼域R1に外気Aが一次燃焼用空気Aとして吸引されるので、外気Aが吸引され易い。
【0024】
空気供給路2により供給される空気は、空気溜め室18に溜められる状態で、各二次空気噴出ノズル13の先端の噴出口から二次空気噴出筒10を通過させる状態で二次燃焼用空気Aとして二次燃焼域R2に噴出され、その噴出に伴って、二次空気噴出ノズル13の先端と二次空気噴出筒10の開口部の隙間を通してエジェクタ―作用を作用させて、そのエジェクタ―作用により、外気Aが二次空気吸引箱26の上向き開口部から内部に吸引され、二次空気吸引筒16、二次空気吸引室19を通過して、二次空気噴出筒10を通じて二次燃焼域R2に二次燃焼用空気Aとして噴出される。
そして、ガス噴出筒3からのガス燃料Gの噴出に伴う燃焼用空気Aの吸引と、複数の二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気Aの噴出、及び、その噴出に伴う二次燃焼用空気Aの吸引とを合わせて、ガス噴出筒3からのガス燃料Gを燃焼させるに足る燃焼用空気Aを供給することが可能になる。
【0025】
各二次空気噴出ノズル13からは、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行に二次燃焼用空気Aが噴出され、又、その二次燃焼用空気Aの噴出に伴って吸引されて二次空気噴出筒10を通過する二次燃焼用空気Aも、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行に噴出されるので、長さの長い火炎を形成することが可能になる。
【0026】
ガス噴出筒3からのガス燃料Gに噴出に伴って、混合筒3の一次空気吸引孔3hや一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hを通して吸引される一次燃焼用空気Aの通風音は、ガス燃料噴出部側吸音材20にて吸音され、又、複数の二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気Aの噴出に伴って、二次空気吸引箱26の上向き開口部から吸引されて二次空気吸引箱26及び二次空気吸引筒16を通流する二次燃焼用空気Aの通風音は、二次空気吸引箱26及び二次空気吸引筒16の内周面に貼付された空気供給部側吸音材22により吸音されるので、低通風音化を図ることが可能になる。
【0027】
又、複数の二次空気噴出筒10は、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にてガス噴出筒3の周囲に全周にわたって均等に分散されて設けられているので、二次燃焼用空気Aは、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hから噴出されるガス燃料Gの全周にわたって供給され、ガス燃料Gを安定して燃焼させることが可能になる。
又、空気圧調節弁24により、二次空気噴出ノズル13から噴出される空気Aの圧力を調節することにより、形成する火炎の長さを調節することができる。
【0028】
上述の説明から分かるように、ガス燃料噴出部Sgは、ガス噴出筒3、混合筒4、一次空気燃焼域底板5、一次空気燃焼域形成筒6、及び、一次空気吸引路形成筒7等により構成してある。
又、燃焼用空気供給部Saは、一次空気燃焼域形成筒6、空気溜め室底板8、二次空気吸引室形成筒9、複数の二次空気噴出筒10を周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態で備えた二次空気室前板11、仕切り板12、複数の二次空気噴出ノズル13、二次空気吸引筒16、及び、二次空気吸引箱26等により構成してある。
【0029】
又、ガス燃料噴出部Saを、ガス燃料Gをその一次燃焼域R1に噴出するのに伴って、外気Aを燃焼用空気Aとして一次燃焼域R1に吸引するように構成してある。
又、燃焼用空気供給部Saを、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、ガス燃料噴出部Sgを囲繞するように設けて、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料Gの全周又は略全周にわたって燃焼用空気Aを供給するように設けてある。
【0030】
次に、図5ないし図8に基づいて、上記のように構成した燃焼装置による燃焼用空気の吸引量を検証した結果を説明する。ちなみに、図5ないし図8は、ガス燃料として都市ガスの13Aを用いて検証した結果を示す。
図5は、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の圧力と噴出量との関係を示し、図6は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力と噴出量との関係を示し、図7は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量との関係を示し、図8は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部Sgにより吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量との関係を示す。各図において、G○○の○○は、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の噴出量(m3/h)を示し、例えば、G18は、ガス燃料噴出部Sgから18m3/hにてガス燃料を噴出したときのデータを示す。
【0031】
図5に示すように、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の圧力を高くするほど、ガス燃料の噴出量は多くなり、図6に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、空気の噴出量は多くなる。
又、図7に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量は多くなり、又、図8に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部Sgにより吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量は多くなる。
【0032】
そして、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料の噴出量が18、27、36、45、54m3/hのときの理論空気量は、それぞれ200、300、400、500、600m3/hである。
図8に示すように、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料の噴出量が18、27、36、45、54m3/hのときは、燃焼用空気供給部Saからの空気の噴出量をそれぞれ8.5、14.5、19、35、40m3/h以上に設定すると、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料の理論空気量の燃焼用空気を吸引することができる。
【0033】
つまり、例えば、ガス燃料噴出部Sgから146kPa程度の圧力にてガス燃料を噴出し、燃焼用空気供給部Saから0.495Mpa程度の圧力にて空気を噴出すると、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を吸引することができる。
【0034】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) ガス燃料噴出部Sg及び燃焼用空気供給部Sa夫々の具体構成は、上記の実施形態において例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。例えば、ガス燃料噴出部Sgを、予混合気を生成するように外気を予混合用の燃焼用空気として吸引するように構成しても良い。
又、上記の実施形態においては、燃焼用空気供給部Saの二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気の噴出方向をガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行になるように設定する場合について例示したが、二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気の噴出方向をガス噴出筒3の軸芯側に向くように内向きに傾斜させると、長さが短くてシャープな火炎を形成することが可能になる。
又、上記の実施形態において燃焼用空気供給部Saに備えた二次燃焼域形成筒14を省略しても良い。
【0035】
(ロ) 燃焼装置の用途は、上記の実施形態において例示した取鍋Nの予熱用に限定されるものではなく、又、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所での燃焼用に限定されるものでもない。例えば、溶接部分をスポット的に予熱する用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る燃焼装置の全体構成を示す斜視図
【図2】実施形態に係る燃焼装置の本体部の縦断面図
【図3】実施形態に係る燃焼装置の本体部の平面図
【図4】実施形態に係る燃焼装置の本体部の底面図
【図5】ガス燃料噴出部から噴出するガス燃料の圧力と噴出量との関係を示す図
【図6】燃焼用空気供給部から噴出する空気の圧力と噴出量との関係を示す図
【図7】燃焼用空気供給部から噴出する空気の噴出量と燃焼用空気供給部により吸引される燃焼用空気の吸引量との関係を示す図
【図8】燃焼用空気供給部から噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部により吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部により吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量との関係を示す図
【符号の説明】
20 ガス燃料噴出部側吸音材
22 空気供給部側吸音材
24 空気圧調節手段
A 外気、空気、燃焼用空気
G ガス燃料
R1,R2 燃焼域
Sa 燃焼用空気供給部
Sg ガス燃料噴出部
V 台車
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置に関し、詳しくは、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、例えば、溶融鉄を貯留する取鍋を予熱するために、取鍋内で燃焼させる等、ガス燃料を外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能なようにしたものである。
このような燃焼装置では、従来、先端にバーナを接続した予混合気供給管の末端側に、空気を噴出してその噴出に伴って外気を燃焼用空気として吸引して燃焼用空気量を増大させる空気増幅器と、その増大された燃焼用空気の流れによりガス燃料を吸引して吸引したガス燃料を燃焼用空気と混合させるミキサとを設け、そのミキサで混合された予混合気を予混合気供給管を通してバーナに供給して、燃焼させるようにしていた。又、予混合気供給管の外周に、冷却空気を通流させて予混合気供給管内を通流する予混合気を冷却する予混合気冷却管を付設して、逆火を抑制するようにしていた(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−235107号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、上述のように空気の圧力によって、外気を燃焼用空気として吸引すると共に、ガス燃料をも吸引して予混合気を生成し、その予混合気を予混合気供給管を通してバーナに供給して燃焼させるものであるが、空気の圧力だけでは、ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を得難かった。
従って、燃焼装置を例えば取鍋を予熱する用途で用いる場合は、火炎を取鍋内の底部側で形成するように燃焼させるほど燃焼用空気が不足するので、火炎を取鍋内の上方側で形成するように燃焼せざるを得ず、火炎が取鍋の底部から離れた状態で形成されるばかりか、取鍋外に溢れ出す状態となり易く、加熱効率が悪くなっていた。
そして、燃焼用空気の不足分を補うためにブロアを設けると、構成が複雑化し、又、各所に設置されている取鍋を予熱する用途等、各所に燃焼装置を移動させて使用する用途に用い易くするために、燃焼装置を移動可能に構成する場合は、ブロアを設けると、そのブロアに規制されて、燃焼装置を移動させ難くなる。
又、逆火を抑制するために、予混合気供給管の外周に予混合気冷却管を付設する必要があることから、構成が複雑化するという問題もあった。
【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、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1記載の発明〕
請求項1に記載の燃焼装置は、ガス燃料を噴出して、そのガス燃料の噴出に伴って外気をそのガス燃料の燃焼用空気として吸引するガス燃料噴出部が設けられ、
空気を噴出して、その空気の噴出に伴って外気を吸引する燃焼用空気供給部が、噴出する空気及び吸引する外気を燃焼用空気として前記ガス燃料噴出部にて噴出されるガス燃料に供給するように設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部により、ガス燃料が噴出されると共に、そのガス燃料の噴出に伴って、外気がそのガス燃料の燃焼用空気として吸引され、燃焼用空気供給部により、空気がガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として供給されるように噴出されると共に、その空気の噴出に伴って、外気がガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として供給されるように吸引される。
つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力を用いて、外気をその噴出ガス燃料の燃焼用空気として吸引すると共に、燃焼用空気供給部からガス燃料の燃焼用空気として噴出される空気の圧力を用いて、外気をガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料の燃焼用空気として吸引するので、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を供給するようにすることが可能になる。
そして、そのようにガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を用いて、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を供給するようにすることが可能となるので、ブロアにより燃焼用空気を補うことなく、取鍋の内部等、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能となるので、燃焼用空気供給用のブロアを設置しなくても良くなり、又、燃焼装置を移動可能に構成する場合は、燃焼用空気供給用のブロアを設置していないことから、移動を楽に行える。
従って、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能な燃焼装置を提供することができるようになった。
【0007】
〔請求項2記載の発明〕
請求項2に記載の燃焼装置は、請求項1において、前記ガス燃料噴出部が、ガス燃料をその燃焼域に噴出するのに伴って、外気を燃焼用空気として前記燃焼域に吸引するように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部により、ガス燃料がその燃焼域に噴出されると共に、その噴出に伴って、外気が燃焼用空気としてガス燃料の燃焼域に吸引される。
又、ガス燃料噴出部から燃焼域に噴出されるガス燃料に供給されるように、燃焼用空気供給部により、空気が燃焼用空気として噴出されると共に、その空気の噴出に伴って外気が燃焼用空気として吸引される。
つまり、ガス燃料噴出部により吸引される燃焼用空気、並びに、燃焼用空気供給部により噴出される燃焼用空気及び吸引される燃焼用空気は、ガス燃料の燃焼域においてガス燃料に混合されることになり、ガス燃料を先混合にて燃焼させるようにすることが可能になるので、逆火が起こり難いようにすることができる。
従って、構成の簡略化を図りながら、逆火が起こり難いようにすることが可能になった。
【0008】
〔請求項3記載の発明〕
請求項3に記載の燃焼装置は、請求項1又は2において、前記燃焼用空気供給部が、前記ガス燃料噴出部からのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、前記ガス燃料噴出部を囲繞するように設けられて、前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気を供給するように設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部からのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、ガス燃料噴出部を囲繞するように設けられている燃焼用空気供給部により、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気が供給される。
そして、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気が供給されるので、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも、ガス燃料を一層安定して燃焼させることができる。
従って、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも一層安定して燃焼させることが可能になった。
【0009】
〔請求項4記載の発明〕
請求項4に記載の燃焼装置は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を変更調節自在な空気圧調節手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、空気圧調節手段により、燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くするように変更調節すると、燃焼用空気供給部からの空気の噴出に伴って吸引される外気の量が増加して、ガス燃料に供給される燃焼用空気の量が増加するので、燃焼が促進されて火炎の長さが短くなり、逆に、空気圧調節手段により、燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を低くするように変更調節すると、燃焼用空気供給部からの空気の噴出に伴って吸引される外気の量が減少して、ガス燃料に供給される燃焼用空気の量が減少するので、燃焼が遅くなって火炎の長さが長くなる。ちなみに、燃焼用空気供給部から噴出される空気の噴出圧力を調節するに当たっては、一般に、空気供給源としてのコンプレッサから空気が供給される流路に空気圧調節弁を設けて、その空気圧調節弁の開度を調節することにより、具体的には噴出圧力を高くするときは開度を大きくするように調節することにより、空気の噴出圧力を調節することになり、その場合は、空気の噴出圧力を調節することにより、空気の噴出量も、噴出圧力を高くすると噴出量が多くなるように調節されることになるので、空気の噴出圧力の変更調節に伴う燃焼用空気の供給量の増減量が大きくなり、もって、火炎の長さを大きく変更調節することが可能になる。
つまり、空気圧調節手段により燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を変更調節して、火炎の形成長さを変更調節することができるので、例えば、取鍋の深さに応じて火炎の長さを調節することが可能になる。
従って、火炎の形成長さを変更調節することができるので、使い勝手を向上することができるようになった。
【0010】
〔請求項5記載の発明〕
請求項5に記載の燃焼装置は、請求項1〜4のいずれかにおいて、移動自在な台車に、前記ガス燃料噴出部及び前記燃焼用空気供給部が昇降調節自在に設けられている点を特徴構成とする。
即ち、台車を用いて、ガス燃料供給部及び燃焼用空気供給部を所定の場所に移動させ、ガス燃料噴出部及び前記燃焼用空気供給部を加熱対象物に応じて昇降調節して、その加熱対象物を適切に加熱することが可能な高さに設定することができる。
各所に設置されている取鍋を予熱する用途等、各所に燃焼装置を移動させて使用する用途に用いる場合は、所定の場所にまで台車を用いてガス燃料供給部及び燃焼用空気供給部を移動させて、例えば予熱対象の取鍋の深さ等、加熱対象物の形状等に応じて、ガス燃料噴出部及び燃焼用空気供給部を昇降調節して、その取鍋を適切に加熱することが可能な高さに調節することができる。
従って、ガス燃料噴出部及び燃焼用空気供給部を任意の場所に容易に移動させることができると共に、任意の高さに高さ調節して使用することができるので、使い勝手を一段と向上することができるようになった。
【0011】
〔請求項6記載の発明〕
請求項6に記載の燃焼装置は、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記ガス燃料噴出部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音するガス燃料噴出部側吸音材、及び、前記燃焼用空気供給部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音する空気供給部側吸音材が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、ガス燃料噴出部にて吸引される燃焼用空気の通風音がガス燃料噴出部側吸音材により吸音され、燃焼用空気供給部にて吸引される燃焼用空気の通風音が空気供給部側吸音材により吸音される。
つまり、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を用いて、ガス燃料噴出部からの噴出ガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を吸引することが可能なようにするためには、ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くする必要があり、そのようにガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の圧力及び燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を高くすると、それらにより吸引される空気の通風音が大きくなるが、その通風音がガス燃料噴出部側吸音材や空気供給部側吸音材により吸音されるので、低通風音化を図ることが可能になる。
従って、低通風音化を図りながら、燃焼用空気供給用のブロアを設けることなく、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所でも燃焼させることが可能になった。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2に示すように、燃焼装置は、ガス燃料噴出部Sgと燃焼用空気供給部Saを備えた本体部Mを、移動自在な台車V上に昇降装置Lにて昇降調節自在に設けて構成してある。
【0013】
ガス燃料噴出部Sgには、可撓性を有するメタルホースを用いたガス供給路1を接続し、燃焼用空気供給部Saには、同じく可撓性を有するメタルホースを用いた空気供給路2を接続して、ガス供給路1には、10〜150kPa程度の圧力のガス燃料(所謂、中圧の都市ガス)を供給し、空気供給路2には、ガス供給路1にてガス燃料噴出部Sgに供給されるガス燃料の圧力よりも高い例えば0.1〜1Mpa程度の圧力のコンプレッサ(図示省略)からの空気を供給する。
そして、可撓性を有するメタルホースを用いたガス供給路1及び空気供給路2を接続することにより、移動が規制されないようにしながら、台車Vにより所定の位置に移動させて、昇降装置Lにて、加熱対象物(図1では取鍋Nを示す)に応じてその加熱対象物を適切に加熱することができる高さに本体部Mの高さを調節して、加熱対象物を加熱するようになっている。
【0014】
以下、図2ないし図4に基づいて、本体部Mについて説明を加える。尚、図2においては、ガス燃料Gの流れを実線矢印にて示し、空気A、外気A、燃焼用空気Aの流れを破線矢印にて示す。
ガス燃料噴出部Sgは、ガス供給路1にて供給されるガス燃料Gを噴出してそのガス燃料Gの噴出に伴って外気Aをそのガス燃料Gの燃焼用空気Aとして吸引するように、本体部Mに設け、燃焼用空気供給部Saは、空気供給路2にて供給される空気Aを噴出してその空気Aの噴出に伴って外気Aを吸引すると共に、噴出する空気A及び吸引する外気Aを燃焼用空気Aとしてガス燃料噴出部Sgにて噴出されるガス燃料Gに供給するように設けてある。空気供給路2には、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気Aの圧力を変更調節する空気圧調節手段としての空気圧調節弁24と、その空気圧調節弁24にて調節される空気Aの圧力を計測する圧力計25を設けてある。
【0015】
本体部Mの全体構成について詳細に説明する。
先端面の中心に1個のガス噴出孔3hを形成した円筒状のガス噴出筒3の先端に、周壁にその全周にわたって複数の一次空気吸引孔4hを穿設した円筒状の混合筒4をガス噴出筒3の軸芯(以下、ガス噴出筒軸心と記載する場合がある)と同心状にガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向(以下、単にガス燃料噴出方向と称する場合がある)に延びるように付設し、その混合筒4の先端に、複数(本実施形態では8個)の一次空気吸引孔5hを周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態に穿設した環状の一次燃焼域底板5を付設し、その一次燃焼域底板5に、円筒状の一次燃焼域形成筒6をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設してある。
そして、一次燃焼域形成筒6内に、ガス噴出筒3から噴出されるガス燃料Gの一次燃焼域R1を形成してある。
前記混合筒4には、複数(本実施形態では8個)の一次空気吸引孔4hが周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ一次空気吸引孔列を2列形成してあり、各一次空気吸引孔4hの軸芯は、筒内側ほどガス燃料噴出方向側に位置する斜め前向きに傾斜させて形成してある
【0016】。
又、混合筒4の先端には、その混合筒4の内径と同径の内径で且つ混合筒4の肉厚よりも薄い肉厚の円筒状の一次空気吸引路形成筒7を一次燃焼域形成筒6内に突出するようにガス噴出筒軸心と同心状に付設してある。そして、一次燃焼域形成筒6と一次空気吸引路形成筒7との間に、前記一次燃焼域R1に連通する環状の一次空気吸引路17を形成してある。
【0017】
更に、一次燃焼域形成筒6の基端側に、環状の空気溜め室底板8を付設し、その空気溜め室底板8に、円筒状の二次空気吸引室形成筒9をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設し、その二次空気吸引室形成筒9の先端と一次燃焼域形成筒6の先端との間を、複数(本実施形態では8個)の二次空気噴出筒10を周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態で貫通状態に付設した二次空気室前板11にて閉じ、更に、二次空気吸引室形成筒9と一次燃焼域形成筒6との間におけるガス燃料噴出方向の中間部分に環状の仕切り板12を嵌め込んである。
そして、二次空気吸引室形成筒9と一次燃焼域形成筒6との間において、二次空気吸引室仕切り板12に対してガス燃料噴出方向とは反対側に空気溜め室18を形成し、二次空気吸引室仕切り板12に対してガス燃料噴出方向側に二次空気吸引室19を形成してある。
【0018】
二次空気吸引室仕切り板12には、複数本(本実施形態では8本)の二次空気噴出ノズル13を、周方向に複数の二次空気噴出筒10と同位相に並べて、各二次空気噴出ノズル13の先端の噴出口を各二次空気噴出筒10に臨ました状態で、基端を空気溜め室18に連通する状態で支持させてある。各二次空気噴出ノズル13の噴出方向は、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行になるように設定してある。
【0019】
更に、二次空気吸引室形成筒9の先端には、それよりも大径の円筒状の二次燃焼域形成筒14をガス噴出筒軸心と同心状にガス燃料噴出方向に延びるように付設して、二次燃焼域形成筒14内に、ガス噴出筒3から噴出されるガス燃料Gの二次燃焼域R2を形成し、二次空気吸引室形成筒9の先端には、二次空気吸引室形成筒9の径方向外方に延びる状態で、覆い板15を付設してある。
更に、円筒状の二次空気吸引筒16を、その先端を二次空気吸引室19に連通する状態で二次空気吸引室形成筒9に接続して設け、二次空気吸引筒16の基端に、上部に開口した直方体形状の箱状の二次空気吸引箱26を連通接続してある。
【0020】
一次燃焼域底板5には、内周面にガス燃料噴出部側吸音材20を貼付したガス燃料噴出部側吸音カバー21を、ガス噴出筒3及び混合筒4の外周を囲む状態で付設し、二次空気吸引筒16の内周面と二次空気吸引箱26の内周面には、空気供給部側吸音材22を貼付してある。
【0021】
前記ガス噴出筒3の基端に、前記ガス供給路1を接続し、空気溜め室18に連通する状態で空気溜め室底板8に付設した空気受入筒23に、空気供給路2を接続してある。
【0022】
そして、図1に示すように、上述のように一体状態に構成した本体部Mを、二次空気吸引箱26にて前記台車Vの前記昇降装置Lに保持させて、本体部Mを昇降装置Lにて昇降調節自在に台車Vに設けてあり、例えば、取鍋Nを予熱する場合は、台車Vにより、加熱対象の取鍋Nに隣接する位置に移動させて、昇降装置Lにて、本体部Mの二次燃焼筒14の先端が取鍋Nの開口部に位置して覆い板15にて取鍋Nの開口部を覆うようになるように本体部Mの高さを調節して、その本体部Mにて取鍋N内に火炎を形成するようにガス燃料Gを燃焼させることが可能なように構成してある。
【0023】
次に、図2に基づいて、本体部Mによる燃焼作用について説明する。
ガス供給路1により供給されるガス燃料Gがガス噴出筒3を通じてガス噴出孔3から一次燃焼域R1及び二次燃焼域R2に噴出されると、その噴出に伴って、外気Aが混合筒4の複数の一次空気吸引孔4h及び一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hを通じて一次燃焼用空気Aとして一次燃焼域R1に吸引されて、ガス燃料Gが一次燃焼用空気Aにて燃焼する。混合筒4の複数の一次空気吸引孔4hは、上述のように斜め前向きに傾斜して形成されているので、外気Aが吸引され易い。又、一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hからは、一次空気吸引路形成筒7にてガス燃料Gの流れから遮られる一次空気吸引路17を通して一次燃焼域R1に外気Aが一次燃焼用空気Aとして吸引されるので、外気Aが吸引され易い。
【0024】
空気供給路2により供給される空気は、空気溜め室18に溜められる状態で、各二次空気噴出ノズル13の先端の噴出口から二次空気噴出筒10を通過させる状態で二次燃焼用空気Aとして二次燃焼域R2に噴出され、その噴出に伴って、二次空気噴出ノズル13の先端と二次空気噴出筒10の開口部の隙間を通してエジェクタ―作用を作用させて、そのエジェクタ―作用により、外気Aが二次空気吸引箱26の上向き開口部から内部に吸引され、二次空気吸引筒16、二次空気吸引室19を通過して、二次空気噴出筒10を通じて二次燃焼域R2に二次燃焼用空気Aとして噴出される。
そして、ガス噴出筒3からのガス燃料Gの噴出に伴う燃焼用空気Aの吸引と、複数の二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気Aの噴出、及び、その噴出に伴う二次燃焼用空気Aの吸引とを合わせて、ガス噴出筒3からのガス燃料Gを燃焼させるに足る燃焼用空気Aを供給することが可能になる。
【0025】
各二次空気噴出ノズル13からは、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行に二次燃焼用空気Aが噴出され、又、その二次燃焼用空気Aの噴出に伴って吸引されて二次空気噴出筒10を通過する二次燃焼用空気Aも、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行に噴出されるので、長さの長い火炎を形成することが可能になる。
【0026】
ガス噴出筒3からのガス燃料Gに噴出に伴って、混合筒3の一次空気吸引孔3hや一次燃焼域底板5の一次空気吸引孔5hを通して吸引される一次燃焼用空気Aの通風音は、ガス燃料噴出部側吸音材20にて吸音され、又、複数の二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気Aの噴出に伴って、二次空気吸引箱26の上向き開口部から吸引されて二次空気吸引箱26及び二次空気吸引筒16を通流する二次燃焼用空気Aの通風音は、二次空気吸引箱26及び二次空気吸引筒16の内周面に貼付された空気供給部側吸音材22により吸音されるので、低通風音化を図ることが可能になる。
【0027】
又、複数の二次空気噴出筒10は、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にてガス噴出筒3の周囲に全周にわたって均等に分散されて設けられているので、二次燃焼用空気Aは、ガス噴出筒3のガス噴出孔3hから噴出されるガス燃料Gの全周にわたって供給され、ガス燃料Gを安定して燃焼させることが可能になる。
又、空気圧調節弁24により、二次空気噴出ノズル13から噴出される空気Aの圧力を調節することにより、形成する火炎の長さを調節することができる。
【0028】
上述の説明から分かるように、ガス燃料噴出部Sgは、ガス噴出筒3、混合筒4、一次空気燃焼域底板5、一次空気燃焼域形成筒6、及び、一次空気吸引路形成筒7等により構成してある。
又、燃焼用空気供給部Saは、一次空気燃焼域形成筒6、空気溜め室底板8、二次空気吸引室形成筒9、複数の二次空気噴出筒10を周方向全周にわたって等間隔を隔てて並ぶ状態で備えた二次空気室前板11、仕切り板12、複数の二次空気噴出ノズル13、二次空気吸引筒16、及び、二次空気吸引箱26等により構成してある。
【0029】
又、ガス燃料噴出部Saを、ガス燃料Gをその一次燃焼域R1に噴出するのに伴って、外気Aを燃焼用空気Aとして一次燃焼域R1に吸引するように構成してある。
又、燃焼用空気供給部Saを、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、ガス燃料噴出部Sgを囲繞するように設けて、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料Gの全周又は略全周にわたって燃焼用空気Aを供給するように設けてある。
【0030】
次に、図5ないし図8に基づいて、上記のように構成した燃焼装置による燃焼用空気の吸引量を検証した結果を説明する。ちなみに、図5ないし図8は、ガス燃料として都市ガスの13Aを用いて検証した結果を示す。
図5は、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の圧力と噴出量との関係を示し、図6は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力と噴出量との関係を示し、図7は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量との関係を示し、図8は、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部Sgにより吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量との関係を示す。各図において、G○○の○○は、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の噴出量(m3/h)を示し、例えば、G18は、ガス燃料噴出部Sgから18m3/hにてガス燃料を噴出したときのデータを示す。
【0031】
図5に示すように、ガス燃料噴出部Sgから噴出するガス燃料の圧力を高くするほど、ガス燃料の噴出量は多くなり、図6に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、空気の噴出量は多くなる。
又、図7に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量は多くなり、又、図8に示すように、燃焼用空気供給部Saから噴出する空気の圧力を高くするほど、燃焼用空気供給部Saにより吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部Sgにより吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量は多くなる。
【0032】
そして、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料の噴出量が18、27、36、45、54m3/hのときの理論空気量は、それぞれ200、300、400、500、600m3/hである。
図8に示すように、ガス燃料噴出部Sgからのガス燃料の噴出量が18、27、36、45、54m3/hのときは、燃焼用空気供給部Saからの空気の噴出量をそれぞれ8.5、14.5、19、35、40m3/h以上に設定すると、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料の理論空気量の燃焼用空気を吸引することができる。
【0033】
つまり、例えば、ガス燃料噴出部Sgから146kPa程度の圧力にてガス燃料を噴出し、燃焼用空気供給部Saから0.495Mpa程度の圧力にて空気を噴出すると、ガス燃料噴出部Sgから噴出されるガス燃料を燃焼させるに足る燃焼用空気を吸引することができる。
【0034】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) ガス燃料噴出部Sg及び燃焼用空気供給部Sa夫々の具体構成は、上記の実施形態において例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。例えば、ガス燃料噴出部Sgを、予混合気を生成するように外気を予混合用の燃焼用空気として吸引するように構成しても良い。
又、上記の実施形態においては、燃焼用空気供給部Saの二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気の噴出方向をガス噴出筒3のガス噴出孔3hからのガス燃料噴出方向と略平行になるように設定する場合について例示したが、二次空気噴出ノズル13からの二次燃焼用空気の噴出方向をガス噴出筒3の軸芯側に向くように内向きに傾斜させると、長さが短くてシャープな火炎を形成することが可能になる。
又、上記の実施形態において燃焼用空気供給部Saに備えた二次燃焼域形成筒14を省略しても良い。
【0035】
(ロ) 燃焼装置の用途は、上記の実施形態において例示した取鍋Nの予熱用に限定されるものではなく、又、外気が燃焼用空気として入り込み難い場所での燃焼用に限定されるものでもない。例えば、溶接部分をスポット的に予熱する用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る燃焼装置の全体構成を示す斜視図
【図2】実施形態に係る燃焼装置の本体部の縦断面図
【図3】実施形態に係る燃焼装置の本体部の平面図
【図4】実施形態に係る燃焼装置の本体部の底面図
【図5】ガス燃料噴出部から噴出するガス燃料の圧力と噴出量との関係を示す図
【図6】燃焼用空気供給部から噴出する空気の圧力と噴出量との関係を示す図
【図7】燃焼用空気供給部から噴出する空気の噴出量と燃焼用空気供給部により吸引される燃焼用空気の吸引量との関係を示す図
【図8】燃焼用空気供給部から噴出する空気の噴出量と、燃焼用空気供給部により吸引される燃焼用空気の吸引量及びガス燃料噴出部により吸引される燃焼用空気の吸引量を合わせた空気総吸引量との関係を示す図
【符号の説明】
20 ガス燃料噴出部側吸音材
22 空気供給部側吸音材
24 空気圧調節手段
A 外気、空気、燃焼用空気
G ガス燃料
R1,R2 燃焼域
Sa 燃焼用空気供給部
Sg ガス燃料噴出部
V 台車
Claims (6)
- ガス燃料を噴出して、そのガス燃料の噴出に伴って外気をそのガス燃料の燃焼用空気として吸引するガス燃料噴出部が設けられ、
空気を噴出して、その空気の噴出に伴って外気を吸引する燃焼用空気供給部が、噴出する空気及び吸引する外気を燃焼用空気として前記ガス燃料噴出部にて噴出されるガス燃料に供給するように設けられている燃焼装置。 - 前記ガス燃料噴出部が、ガス燃料をその燃焼域に噴出するのに伴って、外気を燃焼用空気として前記燃焼域に吸引するように構成されている請求項1記載の燃焼装置。
- 前記燃焼用空気供給部が、前記ガス燃料噴出部からのガス燃料噴出方向に沿うガス燃料噴出方向視にて、前記ガス燃料噴出部を囲繞するように設けられて、前記ガス燃料噴出部から噴出されるガス燃料の全周又は略全周にわたって燃焼用空気を供給するように設けられている請求項1又は2記載の燃焼装置。
- 前記燃焼用空気供給部から噴出される空気の圧力を変更調節自在な空気圧調節手段が設けられている請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃焼装置。
- 移動自在な台車に、前記ガス燃料噴出部及び前記燃焼用空気供給部が昇降調節自在に設けられている請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃焼装置。
- 前記ガス燃料噴出部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音するガス燃料噴出部側吸音材、及び、前記燃焼用空気供給部にて吸引される燃焼用空気の通風音を吸音する空気供給部側吸音材が設けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃焼装置。
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Cited By (2)
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-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003090919A patent/JP2004294043A/ja active Pending
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