JP2005273960A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトな燃焼室でも低ＮＯｘ化を図りながら安定して燃焼させ得る燃焼装置を提供する。
【解決手段】 同心状又は略同心状に設けられた燃焼筒１とガス供給筒２との間に、燃焼用空気を吐出する複数の空気吐出口５を燃焼筒周方向に分散する状態で形成する空気吐出口形成体４が設けられ、ガス供給筒２の先端側の周壁に、ガス燃料を噴出する複数のガス噴出部３が燃焼筒周方向に分散する状態で設けられ、燃焼筒１とガス供給筒２との間を通流させる燃焼用空気をガス供給筒２の外周部を旋回させる状態で通流させる旋回式の通風手段Ｆが設けられ、複数のガス噴出部３が、旋回状態で通流して燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気の流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料を噴出するように設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒状の燃焼筒と、それの内部に同心状又は略同心状に設けられたガス供給筒との間を通して燃焼用空気を筒先端側に向けて通流させるように構成され、
前記燃焼筒と前記ガス供給筒との間に、燃焼用空気を吐出する複数の空気吐出口を燃焼筒周方向に分散する状態で形成する空気吐出口形成体が設けられ、
前記ガス供給筒の先端側の周壁に、ガス燃料を噴出する複数のガス噴出部が前記燃焼筒周方向に分散する状態で設けられ、
前記複数のガス噴出部から噴出されるガス燃料を前記複数の空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させるように構成された燃焼装置に関する。

かかる燃焼装置は、同心状又は略同心状に設けられた燃焼筒とガス供給筒との間を通して燃焼用空気を筒先端側に通流させて、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口から吐出させると共に、ガス供給筒の先端側の周壁に燃焼筒周方向に分散する状態で設けられた複数のガス噴出部からガス燃料を噴出して、それら複数のガス噴出部から噴出されるガス燃料を、複数の空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて火炎が分割状に形成される状態で燃焼させるようにしたものである。
つまり、複数のガス噴出部により燃焼筒周方向に分散した位置からガス燃料を噴出することにより、噴出ガス燃料流の周囲に負圧域（周囲よりも圧力が低い域）を形成して、噴出ガス燃料流に燃焼ガスを巻き込むようにして、ガス燃料を火炎が分割状に形成される状態で緩慢燃焼させるようにして、火炎温度を低下させて低ＮＯｘ化を図るようになっている。

このような燃焼装置において、従来は、燃焼用空気を燃焼筒とガス供給筒との間を燃焼筒軸心に平行な方向に沿って真っ直ぐに通流させるように構成し、複数のガス噴出部を、そのように燃焼筒とガス供給筒との間を真っ直ぐに通流して、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から燃焼筒軸心に平行な方向に沿って真っ直ぐに吐出される複数の燃焼用空気の流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料を噴出するように設けていた。
そして、ガス噴出部から噴出されるガス燃料と空気吐出口から吐出される燃焼用空気との急激な混合を抑制して、ガス燃料と燃焼用空気とをゆっくりと混合させることにより、ガス燃料の緩慢燃焼を促進して、低ＮＯｘ化を図るようになっていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−２３５９０７号公報

ところで、このような燃焼装置を設置する燃焼装置設置対象装置（例えば、ボイラや炉等）では、そのコンパクト化のために、燃焼室をコンパクト化するという要求があり、そのような要求に対応するには、コンパクトな燃焼室（特に、奥行を短くした燃焼室）内でも燃焼装置を安定燃焼させることが可能なようにする必要がある。
つまり、火炎を燃焼筒の前方で長い範囲にわたって形成すると、火炎がボイラの水管等の加熱対象物に接触して冷却されて燃焼が不安定になる虞があるので、コンパクトな燃焼室内にて安定燃焼させるには、燃焼筒前方の短い範囲で燃焼を完結させるようにする必要がある。

しかしながら、従来では、燃焼用空気を、燃焼筒とガス供給筒との間を真っ直ぐに通流させて各空気吐出口から真っ直ぐに吐出させるので、火炎が燃焼筒軸心に平行な方向に沿って真っ直ぐに形成されるものとなり、燃焼範囲が燃焼筒前方に長く延びることになる。
従って、従来では、燃焼範囲が燃焼筒前方に長くなるので、燃焼室をその奥行を短くするようにコンパクト化すると、火炎が加熱対象物に接触して燃焼が不安定になり、燃焼室のコンパクト化に対応することができなかった。

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、コンパクトな燃焼室でも低ＮＯｘ化を図りながら安定して燃焼させ得る燃焼装置を提供することにある。

本発明の燃焼装置は、円筒状の燃焼筒と、それの内部に同心状又は略同心状に設けられたガス供給筒との間を通して燃焼用空気を筒先端側に向けて通流させるように構成され、
前記燃焼筒と前記ガス供給筒との間に、燃焼用空気を吐出する複数の空気吐出口を燃焼筒周方向に分散する状態で形成する空気吐出口形成体が設けられ、
前記ガス供給筒の先端側の周壁に、ガス燃料を噴出する複数のガス噴出部が前記燃焼筒周方向に分散する状態で設けられ、
前記複数のガス噴出部から噴出されるガス燃料を前記複数の空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させるように構成されたものであって、
第１特徴構成は、前記燃焼筒と前記ガス供給筒との間を通流させる燃焼用空気を前記ガス供給筒の外周部を旋回させる状態で通流させる旋回式の通風手段が設けられ、
前記複数のガス噴出部が、前記旋回状態で通流して前記燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から前記燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気の流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料を噴出するように設けられている点を特徴とする。

即ち、燃焼用空気が、燃焼筒とガス供給筒との間をガス供給筒の外周部を旋回する状態で通流して、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出され、複数のガス噴出部からは、そのように複数の空気吐出口の夫々から燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気の流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料が噴出されるので、ガス燃料は火炎が燃焼筒周方向一方側に傾いて分割状に形成される状態で緩慢燃焼する。

つまり、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から燃焼用空気が燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出されるので、複数のガス噴出部の夫々から噴出されるガス燃料は、火炎が燃焼筒周方向一方側に傾いて形成される状態で燃焼することになり、燃焼筒前方での燃焼筒軸心方向に沿う方向の燃焼範囲を短縮することが可能となって、燃焼筒前方の短い範囲で燃焼を完結させるようにすることが可能となるのである。
そして、ガス噴出部からは、燃焼筒周方向に隣接する空気吐出口から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される２つの燃焼用空気の流動域同士の間を通るようにガス燃料が噴出されて、各筒状ガスノズルから噴出されるガス燃料と各空気吐出口から吐出される燃焼用空気との急激な混合を抑制することができるので、各筒状ガスノズルから噴出されるガス燃料を、それに燃焼ガスを巻き込みながら燃焼用空気とゆっくりと混合させて、燃焼速度を遅らせて緩慢燃焼させることができ、もって、低ＮＯｘ化を図ることができるのである。
従って、コンパクトな燃焼室でも低ＮＯｘ化を図りながら安定して燃焼させ得る燃焼装置を提供することができるようになった。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記旋回式の通風手段が、有底円筒状に構成されてその底壁とそれに対向する前記燃焼筒の後端開口縁との間に空気導入用間隙を形成する状態で且つ前記燃焼筒と同心状又は略同心状となる状態で前記燃焼筒の後端側部分を囲むように設けられた風箱に、送風手段からの燃焼用空気を前記燃焼筒の外周部を旋回する状態で導入することにより、燃焼用空気を前記ガス供給筒の外周部を旋回させる状態で通流させるように構成されている点を特徴とする。

即ち、風箱により導入されて燃焼筒の外周部を旋回状態で通流する燃焼用空気は、空気導入用間隙を通じて燃焼筒内に導入され、そして、燃焼用空気は、燃焼筒とガス供給筒との間をガス供給筒の外周部を旋回する状態で通流して、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される。

つまり、燃焼用空気を風箱内にその接線方向又は略接線方向外方からその内周面に沿って旋回させるように導入して、燃焼用空気を空気導入用間隙を通して燃焼筒内に導入しつつ燃焼筒の外周部を旋回させることにより、燃焼用空気の旋回角度（即ち、燃焼用空気の流動方向が燃焼筒周方向に傾く角度に定義する）を十分に大きくすることが可能となり、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から燃焼筒周方向一方側に一層大きい傾斜角度で傾く方向に吐出させることが可能となるので、火炎を燃焼筒周方向一方側に一層大きい傾斜角度にて傾けて形成することが可能となる。
従って、燃焼筒前方での燃焼筒軸心方向に沿う方向の燃焼範囲を一層短縮することが可能になるので、一層コンパクト化が図られた燃焼室においても、低ＮＯｘ化を図りながら安定して燃焼させることができるようになった。

第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、
前記空気導入用間隙が、その空気導入用間隙を通して前記燃焼筒内に導入される燃焼用空気導入量の周方向における差を小さくすべく、周方向において異なる広さの部分が存在するように形成されている点を特徴とする。

即ち、空気導入用間隙が、その空気導入用間隙を通して燃焼筒内に導入される燃焼用空気導入量の周方向における差を小さくすべく、周方向において異なる広さの部分が存在するように形成されていることから、風箱により導入されて燃焼筒の外周部を旋回状態で通流する燃焼用空気は、空気導入用間隙を通じて、周方向での導入量のバラツキが小さくなる状態で燃焼筒内に導入される。
そして、燃焼用空気は、燃焼筒とガス供給筒との間をガス供給筒の外周部を旋回する状態で通流して、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々からバラツキが小さくなる状態で燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出されるので、そのように吐出される燃焼用空気にて、複数のガス噴出部から噴出されるガス燃料は、火炎が燃焼筒周方向一方側に一層大きい傾斜角度で傾いて形成される状態で周方向全周にわたって一層安定して燃焼する。

つまり、燃焼用空気は、風箱の内周面と燃焼筒の外周面との間に導入されて、空気導入用間隙を通過して燃焼筒内に導入されつつ空気導入用間隙の周りを旋回することになり、空気導入用間隙において、その周囲を旋回する燃焼用空気の圧力が高い部分（換言すれば、流速が速い部分）は燃焼用空気が通過し易く、燃焼用空気の圧力の低い部分（換言すれば、流速が遅い部分）は燃焼用空気が通過し難い。そこで、周方向において、周囲を旋回する燃焼用空気の圧力が高い部分は狭くし、周囲を旋回する燃焼用空気の圧力が低い部分は広くする状態で、空気導入用間隙を周方向において異なる広さの部分が存在するように形成することにより、空気導入用間隙を通じての燃焼筒への燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキを小さくすることが可能になるのである。
従って、一層のコンパクト化が図られた燃焼室においても低ＮＯｘ化を図りながら燃焼の安定化を更に促進させるようにする上で好ましい手段を得ることができるようになった。

第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに加えて、
前記ガス噴出部としての筒状ガスノズルが、前記ガス供給筒の周壁にその周壁から突出する状態で設けられている点を特徴とする。

即ち、ガス供給筒の周壁から突出する状態でその周方向に分散されて設けられた複数の筒状ガスノズルの夫々から、ガス燃料が直進性を効果的に与えられた状態で噴出される。
つまり、筒状ガスノズルは、内径に対して軸芯方向での長さを長くすることが可能であるので、筒状ガスノズルにより、ガス燃料を、直進性を効果的に与えて拡散を抑制する状態で噴出することができる。
そして、直進性を効果的に与えて拡散を抑制する状態でガス燃料を噴出するようにすることにより、噴出ガス燃料流の周囲に負圧域を効果的に形成することができるので、噴出ガス燃料流への燃焼ガスの巻き込み作用を増大させて緩慢燃焼を促進させることができ、又、火炎の分割性を向上させることができるのである。
従って、緩慢燃焼の促進及び形成火炎の分割性の向上により、更なる低ＮＯｘ化を図ることができるようになった。

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ないし図３に示すように、燃焼装置は、円筒状の燃焼筒１と、それの内部に同心状に設けたガス供給筒２との間を通して燃焼用空気Ａを筒先端側に向けて通流させるように構成し、その燃焼筒１とガス供給筒２との間を通流させる燃焼用空気Ａをガス供給筒２の外周部を旋回させる状態で通流させる旋回式の通風手段Ｆを設け、燃焼筒１とガス供給筒２との間に、燃焼用空気Ａを吐出する複数（本実施形態では８個）の空気吐出口５を燃焼筒周方向に分散する状態で形成する空気吐出口形成体としてのバッフル板４を設け、ガス供給筒２の先端側の周壁に、ガス燃料Ｇを噴出する複数（本実施形態では、前記空気吐出口５と同数の８個）のガス噴出部としての筒状ガスノズル３をその周壁から突出する状態でその周方向（燃焼筒周方向に相当する）に分散する状態で設けて、複数の筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料Ｇを複数の空気吐出口５から吐出される燃焼用空気Ａにて燃焼させるように構成してある。

以下、燃焼装置の各部について説明を加える。
前記ガス供給筒２は、その先端を閉塞し、その先端を燃焼筒１の先端よりも突出させた状態で、燃焼筒１と同心状に燃焼筒１内に設け、その後端に、都市ガス等のガス燃料Ｇが導入されるガス燃料供給路１７を接続して、８本の筒状ガスノズルからガス燃料Ｇを噴出するように構成してある。
前記各筒状ガスノズル３は、その筒軸心がガス供給筒２の径方向に沿う姿勢でガス供給筒２の周壁に設けて、各筒状ガスノズル３からは、ガス燃料Ｇがガス供給筒２の径方向に沿う方向に噴出される。
ちなみに、筒状ガスノズル３としては、一方が他方に比べて大径となり且つ長さが短くなる形態で２種類のものがあり、８本の筒状ガスノズル３は、大径のものと小径のものが交互になる状態でガス供給筒２に周方向に並べて設けて、濃淡燃焼を行わせるように構成してある。

前記バッフル板４は、環状に形成して、燃焼筒１の先端よりも後退させた位置に、その内周縁をガス供給筒２に外嵌し且つその外周縁を燃焼筒１に内嵌する状態で設けてある。
このバッフル板４について説明を加えると、図６に示すように、バッフル板４の外周側に、バッフル板４の周方向に沿う長さが夫々同一で径方向の切り欠き深さが深い８個の吐出口用切り欠き４ａを周方向に等間隔で形成し、吐出口用切り欠き４ａ同士の間に形成される突部４ｂ夫々の外周縁における周方向の中央には、径方向外方に突出する外周側突部４ｃを形成してある。

バッフル板４の内周側には、バッフル板４の周方向に沿う長さが夫々同一で径方向の切り欠き深さが浅い８個の保炎用スリット用切り欠き４ｄを周方向に吐出口用切り欠き４ａと同位相で形成してある。そして、８個の保炎用スリット用切り欠き４ｄを形成することにより、バッフル板４の内周縁に、径方向内方側に突出する８個の内周側突部４ｅが前記８個の外周側突部４ｃと周方向に同位相で形成される。

そして、図６及び図７に示すように、バッフル板４を、８個の外周側突部４ｃを燃焼筒１の内周面に当接させ且つ８個の内周側突部４ｅをガス供給筒２の外周面に当接させた状態で、燃焼筒１とガス供給筒２との間に設ける。そして、８個の吐出口用切り欠き４ａにより、燃焼筒１を流れる燃焼用空気Ａを吐出する前記８個の空気吐出口５を燃焼筒径方向において燃焼筒１の側に偏って位置する状態で形成し、８個の外周側突部４ｃにより、各空気吐出口５における燃焼筒径方向外方端の周方向の両端から周方向に沿って延びて、燃焼筒１を流れる燃焼用空気Ａを吐出する外周側保炎用スリット６を形成し、８個の保炎用スリット用切り欠き４ｄにより、燃焼筒１を流れる燃焼用空気Ａを吐出し且つ燃焼筒１の周方向に長い８個の内周側保炎用スリット７を、燃焼筒径方向においてガス供給筒２の側に偏って位置する状態で燃焼筒周方向の全周にわたって分散させて形成する。

ちなみに、外周側突部４ｃ及び内周側突部４ｅ夫々は、燃焼筒径方向に例えば０．５ｍｍ程度突起させて、外周側保炎用スリット６及び内周側保炎用スリット７夫々の幅（燃焼筒径方向に沿う方向での幅）を０．５ｍｍに設定してある。

又、図２に示すように、バッフル板４には、パイロットバーナ取り付け孔及び点火プラグ取り付け孔（図示省略）を形成して、パイロットバーナ１４を前記パイロットバーナ取り付け孔に挿通した状態でビス（図示省略）にてバッフル板４に固定し、点火プラグ１５を、前記点火プラグ取り付け孔に挿通した状態で、パイロットバーナ１４に支持させた点火プラグ取り付け具（図示省略）を用いて取り付けてある。

図１及び図８に示すように、前記８本の筒状ガスノズル３は、燃焼筒１とガス供給筒２との間を旋回状態で通流して燃焼筒周方向に分散する８個の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気Ａの流動域に対して、それらの隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料Ｇを噴出するように設けてある。

説明を加えると、８本の筒状ガスノズル３は、燃焼筒軸芯方向視にて、周方向に隣接する空気吐出口５の間の夫々における周方向の中央よりも燃焼用空気Ａの旋回方向側に偏った位置に１本ずつ位置するように設けてある。
各筒状ガスノズル３を、前記燃焼筒軸心方向視にて、周方向に隣接する空気吐出口５の間における周方向の中央よりも燃焼用空気Ａの旋回方向側に偏った位置に位置するように設けるに当たって、その周方向の中央からの偏り度合いの設定の仕方について説明する。

即ち、後述するように、燃焼用空気Ａはガス供給筒２の外周部を旋回する状態で通流して、８個の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出されることになる。
そして、各筒状ガスノズル３は、燃焼筒周方向に隣接する空気吐出口５から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される２つの燃焼用空気Ａの流動域同士の間を通るようにガス燃料Ｇを噴出すべく、ガス供給筒２の軸心方向視にて、周方向に隣接する空気吐出口５の間における周方向の中央よりも燃焼用空気Ａの旋回方向側に偏った位置に筒状ガスノズル３の筒軸心が位置するように設けることになる。

つまり、筒状ガスノズル３の設置位置の前記偏り度合いは、空気吐出口５から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される燃焼用空気Ａの傾斜角度、及び、燃焼筒軸心方向に沿う方向での空気吐出口５と筒状ガスノズル３との間隔により決まることになる。
この実施形態においては、筒状ガスノズル３の設置位置の前記偏り度合いは、周方向に隣接する空気吐出口５の中央から燃焼用空気旋回方向側への中心角で５°に設定してある。

図１ないし図３に示すように、前記旋回式の通風手段Ｆは、有底円筒状に構成されてその底壁８ｂとそれに対向する燃焼筒１の後端開口縁１Ｅとの間に空気導入用間隙１１を形成する状態で且つ燃焼筒１と同心状となる状態で燃焼筒１の後端側部分を囲むように設けた風箱Ｗに、送風手段としての送風機１３からの燃焼用空気Ａを燃焼筒１の外周部を旋回する状態で導入することにより、燃焼用空気Ａをガス供給筒２の外周部を旋回させる状態で通流させるように構成してある。つまり、旋回式の通風手段Ｆは、送風機１３と風箱Ｗとにより構成されることになる。

そして、前記風箱Ｗは、円筒状の風箱本体部８と、前記送風機１３からの燃焼用空気Ａを導入する導風路部９とを備えて、その導風路部９を通して燃焼用空気Ａを燃焼筒１の外周部を旋回する状態で導入するように構成してある。
そして、風箱Ｗにより導入されて燃焼筒１の外周部を旋回状態で通流する燃焼用空気Ａは、前記空気導入用間隙１１を通じて燃焼筒１内に導入され、その導入された燃焼用空気Ａは、燃焼筒１とガス供給筒２との間をガス供給筒２の外周部を旋回する状態で筒先端側に通流して、燃焼筒周方向に分散する前記８個の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される。

図１ないし図３に示すように、前記風箱Ｍの風箱本体部８は、円筒状の側周壁８ｓの両端を夫々平板状の上壁８ｆ及び底壁８ｂにて閉じる円筒状の箱に形成し、その底壁８ｂに、ガス供給筒２を内嵌させるための円形のガス供給筒挿通用開口を形成し、上壁８ｆに燃焼筒１を内嵌させるために円形の燃焼筒挿通用開口を形成し、側周壁８ｓに導風路部９を連通させるための矩形状の導風路接続用開口を形成してある。

前記導風路部９は、その燃焼用空気Ａの通流方向に直交する横断面形状が矩形状になるように形成し、送風機１３側の直線状部分９Ａと、その直線状部分９Ａの先端側に連なる湾曲状部分９Ｂとを備えるように構成してある。

つまり、図３に示すように、燃焼筒軸芯方向視において、導風路部９における燃焼筒径方向に並ぶ２枚の側周壁９ｆ、９ｂのうちガス供給筒２に近い方は、平板状側周壁９ｆにて構成し、ガス供給筒２から遠い方は、平板状側周壁９ｆに対向する部分が平板状で、その平板状側周壁９ｆの先端よりも先に延びる部分は燃焼筒軸心方向視にてガス供給筒２の側に半円状に湾曲する湾曲板状となる湾曲状側周壁９ｂにて構成してある。

そして、前記導風路部９を、風箱本体部８の導風路接続用開口に対して、燃焼筒軸心方向視において、湾曲状側周壁９ｂの先端が風箱本体部８の側周壁８ｓにその接線方向に連なり且つ平板状側周壁９ｆの先端側部分が前記導風路接続用開口内に突出する状態で接続してある。
導風路部９の直線状部分９Ａの基端開口部に、その内部に燃焼用空気を吐出するように前記送風機１３を接続してある。

つまり、平板状側周壁９ｆと湾曲状側周壁９ｂのうちの平板状側周壁９ｆと対向する平板状部分とを用いて、前記導風路部９の直線状部分９Ａが構成され、湾曲状側周壁９ｂのうち直線状部分９Ａを構成する部分の先端側の湾曲板状部分と燃焼筒１とを用いて前記導風路部９の湾曲状部分９Ｂが構成されることになる。
そして、直線状部分９Ａとその先に連なる湾曲状部分９Ｂを通して送風機１３からの燃焼用空気Ａを風箱Ｗ内に導入することにより、燃焼用空気Ａを湾曲状部分９Ｂの基端付近を基端として燃焼筒１の外周部を旋回状態で通流させるように構成してある。

平板状側周壁９ｆにおいて前記導風路接続用開口内へ突出する突出部分は、舌部１２として機能し、その舌部１２により、燃焼筒１の外周部に沿う燃焼用空気Ａの旋回経路における終端がその基端に連なる部分の流路幅を絞って、前記導風路部９の直線状部分９Ａを通流してきた燃焼用空気Ａが短絡的に旋回経路の終端側に流れ込んだり、燃焼筒１の外周部を旋回する燃焼用空気Ａがその終端から基端に流れ込むのを抑制するようにしてある。

要するに、導風路部９の湾曲状部分９Ｂは、その湾曲状部分９Ｂの湾曲状側周壁９ｂとそれに対向する燃焼筒１との間の風路幅が送風機１３の側に向かって漸次広くなる状態で、直線状部分９Ａに連なるように構成してある。

そして、図１ないし図３に示すように、上述のように構成した風箱Ｗを、その底壁８ｂと燃焼筒１の後端開口縁１Ｅとの間に所定の空気導入用間隙１１を形成する状態で、その前壁８ｆの燃焼筒挿通用開口に燃焼筒１の後端側を挿通すると共に、底壁８ｂのガス供給筒挿通用開口にガス供給筒２の後端側を挿通して、燃焼筒１の後端側の部分を囲むように燃焼筒１と同心状に設けてある。
更に、図２に示すように、風箱Ｗの底壁８ｂには、燃焼筒１内及び特定の１個の空気吐出口５を通して前方の見通すことができる位置に位置させて、火炎検出器１６を設けてある。

図２ないし図５に基づいて、前記空気導入用間隙１１について説明を加える。尚、図４の（イ）は、燃焼筒１の後面図、（ロ）は、燃焼筒１の後端側部分における縦断左側面図、（ハ）は、燃焼筒１の後端側部分における縦断右側面図である。
前記空気導入用間隙１１は、その空気導入用間隙１１を通して燃焼筒２内に導入される燃焼用空気導入量の周方向における差を小さくすべく、周方向において異なる広さの部分が存在するように形成してある。
そして、この実施形態においては、空気導入用間隙１１は、導風路部９の湾曲状部分９Ｂの湾曲状側周壁９ｂと燃焼筒１との間の風路幅が最も狭くなる位置Ｐから燃焼用空気流動方向側の設定範囲にわたって、最も狭くなる最狭部分１１ｖが存在するように形成してある。
前記設定範囲としては、この第１実施形態では、中心角で９０°の範囲に設定してある。

空気導入用間隙１１の形成方法について、説明を加える。
図４及び図５に示すように、前記燃焼筒１の後端縁１Ｅは、周方向において中心角で９０°に相当する部分は、燃焼筒１の軸心に直交する状態の直交状開口縁部分１ｖとなり、その直交状開口縁部分１ｖ以外の部分は、燃焼筒１の径方向視において、直交状開口縁部分１ｖから遠ざかるほど燃焼筒１の軸心方向先端側に位置する傾斜状開口端縁部分１ｓとなるように構成してある。

そして、図２ないし図５に示すように、同心状に設ける燃焼筒１と風箱本体部８との周方向における相対位置関係としては、燃焼筒軸心方向視において、燃焼筒１の後端開口縁Ｅの直交状開口縁部分１ｖが、湾曲状側周壁９ｂの先端が風箱本体部８の側周壁８ｓにその接線方向に連なる位置と周方向において同位相となる位置から燃焼用空気Ａの流動方向側に位置する相対位置関係としてある。

上述の如き周方向での相対位置関係にて、燃焼筒１と風箱本体部８とを同心状に設けることにより、風箱本体部８の底壁８ｂと燃焼筒１の後端開口縁１Ｅとの間に、空気導入用間隙１１を、湾曲状部分９Ｂの湾曲状側周壁９ｂと燃焼筒１との間の風路幅が最も狭くなる位置Ｐから燃焼用空気流動方向側の設定範囲にわたって最狭部分１１ｖが存在し、且つ、燃焼筒１の外周部の燃焼用空気Ａの旋回経路の略基端部分から燃焼用空気流動方向側へ最狭部分１１ｖに至るまでの範囲に、燃焼用空気流動方向側に漸次狭くなる広さ漸減部分１１ｎが存在し、且つ、最狭部分１１ｖから燃焼用空気流動方向側へ旋回経路の略終端に至るまでの範囲には、燃焼用空気流動方向側に漸次広くなる広さ漸増部分１１ｓが存在するように形成してある。ちなみに、広さ漸減部分１１ｎの始まり位置と広さ漸増部分１１ｓの終わり位置は同一の位置で、最狭部分１１ｖにおける周方向中央の位置に対して周方向に位相が１８０°ずれた位置であり、その位置が空気導入用間隙１１の最も広い最広部分１１ｗとなる。
つまり、風箱本体部８の底壁８ｂと燃焼筒１の後端開口縁１Ｅの直交状開口縁部分１ｖとにより空気導入用間隙１１の最狭部分１１ｖが形成され、風箱本体部８の底壁８ｂと燃焼筒１の後端開口縁１Ｅの傾斜状開口端縁部分１ｓとにより、空気導入用間隙１１の広さ漸減部分１１ｎ及び広さ漸増部分１１ｓが形成される。

この実施形態の燃焼装置は、比較的燃焼量が小さいものであり、燃焼筒１の外径は例えば２１６．３ｍｍφと比較的小径である。
そして、空気導入用間隙１１の最狭部分１１ｖの広さは例えば５ｍｍに、空気導入用間隙１１の最広部分１１ｗの広さは例えば１６ｍｍに設定してある。

次に、図１ないし図３及び図７に基づいて、上述のように構成した燃焼装置による燃焼形態について説明する。
送風機１３から吐出された燃焼用空気Ａは、風箱Ｗの導風路部９を通じて、径方向外方側から風箱本体部８内に導入され、風箱本体部８内をその内周面の案内により燃焼筒１の外周部を旋回する状態で通流し、そのように燃焼筒１の外周部を旋回状態で通流する燃焼用空気Ａは、空気導入用間隙１１を通じて燃焼筒１内に導入され、そして、燃焼用空気Ａは、燃焼筒１とガス供給筒２との間をガス供給筒２の外周部を旋回する状態で通流して複数の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に吐出され、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、複数の筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料は、主炎Ｈｍが燃焼筒周方向一方側に傾いて分割状に形成される状態で燃焼する。

以下、この燃焼装置による燃焼形態について更に説明を加える。
先ず、空気導入用間隙１１を通じての燃焼筒１への燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキを小さくして周方向全周にわたって安定して燃焼させることができる点について、説明する。
導風路部９の直線状部分９Ａを通流してきた燃焼用空気Ａは、湾曲状側周壁９ｂと燃焼筒１とを用いて形成される湾曲状部分９Ｂを圧力が徐々に高められつつ湾曲状に通流して、その風路幅が最も狭くなる位置Ｐに達して圧力が最高に高められた状態で、風箱本体部８の内周面と燃焼筒１の外周面との間に流れ込んで、空気導入用間隙１１を通過して燃焼筒１内に導入されつつ空気導入用間隙１１の周りを旋回する。

そして、燃焼用空気Ａが湾曲状部分９Ｂを圧力が徐々に高められつつ湾曲状に通流して、圧力が最高に高められる湾曲状部分９Ｂの風路幅が最も狭くなる位置Ｐまで通流する旋回経路部分に対応する空気導入用間隙１１は、燃焼用空気流動方向側に漸次広さが狭くなる広さ漸減部分１１ｎであるので、燃焼用空気Ａがその旋回経路部分を旋回している間は、圧力が高くなる通流方向先方ほど空気導入用間隙１１の通過が抑制されることになるので、燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキが抑制される。
又、湾曲状部分９Ｂの風路幅が最も狭くなる位置Ｐ、即ち、燃焼用空気Ａの圧力が最高に高められる位置から中心角で９０°の範囲の旋回経路部分に対応する空気導入用間隙１１は、広さが最も狭い最狭部分１１ｖであり、更にその先旋回経路の略終端部分に至るまでの旋回経路部分に対応する部分は、燃焼用空気流動方向に漸次広さが広くなる広さ漸増部分１１ｓであるので、燃焼用空気Ａの圧力が高い範囲では、最狭部分１１ｖにより空気導入用間隙１１の通過が抑制され、更にその先圧力が低下しながら旋回する範囲では、圧力が低下するほど空気導入用間隙１１が広くなって燃焼用空気Ａが通過し易くなるので、燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキが抑制される。

つまり、この実施形態の燃焼装置の燃焼筒１は比較的小径であることから、空気導入用間隙１１の最狭部分１１ｖを、導風路部９の湾曲状部分９Ｂの湾曲状側周壁９ｂと燃焼筒１との間の風路幅が最も狭くなる位置、即ち、空気導入用間隙１１の周囲を旋回する燃焼用空気Ａの圧力が最高になる位置から燃焼用空気流動方向側の設定範囲にわたって存在させるようにして、燃焼用空気Ａの圧力が高い状態に維持される旋回経路部分において、燃焼用空気導入量が多くなり過ぎるのを防止して、燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキを一層抑制しているのである。

つまり、空気導入用間隙１１の全周にわたって、燃焼用空気導入量の周方向でのバラツキが抑制されるので、燃焼用空気Ａは、燃焼筒１とガス供給筒２との間をガス供給筒２の外周部を旋回する状態で通流して、複数の空気吐出口５の夫々から、周方向での吐出量のバラツキが小さくなる状態で、燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出されることになり、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、複数の筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料Ｇは、主炎Ｈｍが燃焼筒周方向一方側に傾いて分割状に形成される状態で周方向全周にわたって安定して燃焼する。

次に、ガス燃料の緩慢燃焼の促進及び主炎Ｈｍの分割性の向上により低ＮＯｘ化を図ることができる点について説明する。
各筒状ガスノズル３から、燃焼筒周方向に隣接する空気吐出口５から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される２つの燃焼用空気Ａの流動域同士の間を通るようにガス燃料Ｇが噴出されるので、各筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料Ｇと各空気吐出口５から吐出される燃焼用空気Ａとの急激な混合を抑制して、ガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａとをゆっくりと混合させることができて、ガス燃料Ｇの緩慢燃焼を促進させることができる。
又、各筒状ガスノズル３により、直進性を効果的に与えて拡散を抑制する状態でガス燃料Ｇを噴出するので、火炎の拡がりを抑制して主炎Ｈｍの分割性を向上させることができる。
従って、緩慢燃焼の促進と主炎Ｈｍの分割性の向上との相乗作用により、火炎温度を低下させて更なる低ＮＯｘ化を図ることができる。

次に、緩慢燃焼を促進させながらも、保炎作用の強化により安定燃焼性を向上させることができる点について、説明する。
間隔を隔てて周方向に並ぶ複数の空気吐出口５から燃焼用空気Ａが燃焼筒先端側に吐出されることに伴って、バッフル板４の前方空間における燃焼用空気流の周囲に負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、複数の筒状ガスノズル３から噴出されたガス燃料Ｇの一部がバッフル板４の側に誘引され、そのようにバッフル板４の側に誘引されるガス燃料Ｇにより、燃焼がバッフル板４の近傍から開始するので、複数の筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料Ｇは、バッフル板４にて保炎される状態で燃焼することになる。

そして、そのようにバッフル板４にて保炎する状態で燃焼させる燃焼形態において、バッフル板４の内周縁に沿って、保炎用の燃焼用空気Ａを吐出する複数の内周側保炎用スリット７を燃焼筒周方向の全周にわたって分散させて設けて、それら複数の内周側保炎用スリット７から吐出される燃焼用空気Ａにて、バッフル板４の側に誘引されてくるガス燃料Ｇを燃焼させることにより、燃焼筒周方向の略全周にわたってバッフル板４にへばりつく状態で保炎Ｈｓを形成して、バッフル板４による保炎範囲を燃焼筒径方向においても広くするようにしてある。
従って、複数の筒状ガスノズル３から噴出されるガス燃料Ｇをバッフル板４にて保炎する状態で燃焼させる燃焼形態において、そのバッフル板４による保炎範囲を広くすることができるので、安定燃焼性を向上させることができるようになった。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） ガス噴出部としては、上記の実施形態の如き筒状ガスノズル３に代えて、前記ガス供給筒２の周壁に穿設するガス噴出孔にて構成しても良い。

（ロ） 複数のガス噴出部を、旋回状態で通流して燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口５の夫々から燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気Ａの流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料Ｇを噴出するように設けるための具体的な設置形態は、上記の実施形態において例示した形態に限定されるものではない。
例えば、筒状ガスノズル３によるガス燃料Ｇの噴出方向は、上記の実施形態の如きガス供給筒２の径方向に沿う方向に限定されるものではなく、ガス供給筒２の径方向に対してガス供給筒２の周方向に傾斜させたり、ガス供給筒２の径方向に対してガス供給筒２の軸心方向に傾斜させたり、ガス供給筒２の径方向に対してガス供給筒２の周方向及び軸心方向の両方向に傾斜させても良い。
筒状ガスノズル３によるガス燃料Ｇの噴出方向を上述のいずれの方向に設定するにしても、燃焼筒周方向に隣接する空気吐出口５から燃焼筒周方向一方側に傾く方向に沿って吐出される２つの燃焼用空気Ａの流動域同士の間を通るように、筒状ガスノズル３によりガス燃料Ｇを噴出することになり、例えば、ガス燃料Ｇの噴出方向をガス供給筒２の径方向に対してガス供給筒２の周方向に傾斜する方向に設定する場合について図示すると、図９に示す通りである。

又、上記の実施形態においては、複数のガス噴出部が周方向に並ぶガス噴出部列を燃焼筒軸芯方向に１列に設ける場合について例示したが、そのようなガス噴出部列を燃焼筒軸芯方向に複数列に設けても良い。

又、燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口５の夫々から燃焼用空気Ａが燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出されることにより、燃焼筒周方向に隣接する燃焼用空気Ａの流動域同士の間（以下、隣接燃焼用空気流動域間と略称する場合がある）が複数存在することになり、上記の実施形態では、それら複数の隣接燃焼用空気流動域間の全てにガス燃料Ｇを噴出するように、複数のガス噴出部を設ける場合について例示した。
これに代えて、前記複数の隣接燃焼用空気流動域間のうちの一部にガス燃料Ｇを噴出するように、複数のガス噴出部を設けても良い。この場合、例えば、空気吐出口５を燃焼筒周方向に１６個設け、８個のガス噴出部を、１６個の隣接燃焼用空気流動域間に対して１個おきにガス燃料を噴出するように設けることになる。
あるいは、各隣接燃焼用空気流動域間に対して複数のガス噴出部からガス燃料を噴出するように、複数のガス噴出部を設けても良い。この場合、例えば、空気吐出口５を燃焼筒周方向に８個設け、１６個のガス噴出部を、１個の隣接燃焼用空気流動域間に２個ずつのガス噴出部からガス燃料を噴出するように設けることになる。

又、周方向に並ぶガス噴出部同士の間隔、及び、周方向に並ぶ空気吐出口５同士の間隔は等間隔で無くても良い。

（ハ） 旋回式の通風手段Ｆ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い。
例えば、図１０に示すように、有底円筒状の風箱Ｗを、その底壁８ｂとそれに対向する燃焼筒１の後端開口縁１Ｅとの間に空気導入用間隙１１を形成する状態で且つ燃焼筒１と同心状又は略同心状となる状態で燃焼筒１の後端側部分を囲むように設け、送風機１３からの燃焼用空気を風箱Ｗの径方向外方からその中心に向けて導入することにより、燃焼用空気を燃焼筒１とガス供給筒２との間を燃焼筒軸心に平行な方向に沿って真っ直ぐに通流させ、燃焼筒１とガス供給筒２の間に設けた旋回羽根２１にて燃焼用空気Ａをガス供給筒２の外周部を旋回させる状態で通流させるように構成しても良い。
つまり、旋回式の通風手段Ｆは、送風機１３と旋回羽根２１により構成されることになる。
この場合、風箱Ｗの導風路部９は、上記実施形態の如き湾曲状部分９Ｂを備えない直線状に構成して、その直線状の導風路部９を円筒状の風箱本体部８の側周壁８ｓにその中心に向けて接続し、前記空気導入用間隙１１は、広さが周方向全周にわたって均等になるように形成する。

（ニ） 空気導入用間隙１１を、その空気導入用間隙１１を通して燃焼筒１内に導入される燃焼用空気導入量の周方向における差を小さくすべく、周方向において異なる広さの部分が存在するように形成するための具体的な形態は、上記の実施形態において例示した形態に限定されるものではない。
例えば、空気導入用間隙１１を、導風路部９の湾曲状部分９Ｂの湾曲状側周壁９ｂと燃焼筒１との間の風路幅が最も狭くなる位置Ｐに最狭部分１１ｖが存在し、且つ、その最狭部分１１ｖよりも燃焼用空気流動方向とは反対側には、燃焼用空気流動方向側に漸次狭くなる広さ漸減部分１１ｎが存在し、且つ、最狭部分１１ｖよりも燃焼用空気流動方向側には、燃焼用空気流動方向側に漸次広くなる広さ漸増部分１１ｓが存在するように形成しても良い。
この場合は、前記燃焼筒１の後端を、その軸心に直交する方向視にて、径方向の一端から他端にわたる径方向の全長にわたって、径方向の一端から他端側に離れるほど燃焼筒１の軸心方向先端側に位置する傾斜状に形成する。

実施形態に係る燃焼装置の正面図 図１のイ−イ矢視図 図２のロ−ロ矢視図 空気導入用間隙を説明する燃焼筒後端側部分の図 空気導入用間隙を説明する燃焼筒後端側部分の斜視図 実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断正面図 実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断側面図 実施形態に係る燃焼装置の空気吐出口と筒状ガスノズルの位置関係を説明する要部の展開図 別実施形態に係る燃焼装置の正面図 別実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図

符号の説明

１ 燃焼筒
１Ｅ 後端開口縁
２ ガス供給筒
３ ガス噴出部、筒状ガスノズル
４ 空気吐出口形成体
５ 空気吐出口
８ｂ 風箱の底壁
１１ 空気導入用間隙
１３ 送風手段
Ｆ 旋回式の通風手段
Ｗ 風箱

Claims (4)

1. 円筒状の燃焼筒と、それの内部に同心状又は略同心状に設けられたガス供給筒との間を通して燃焼用空気を筒先端側に向けて通流させるように構成され、
   前記燃焼筒と前記ガス供給筒との間に、燃焼用空気を吐出する複数の空気吐出口を燃焼筒周方向に分散する状態で形成する空気吐出口形成体が設けられ、
   前記ガス供給筒の先端側の周壁に、ガス燃料を噴出する複数のガス噴出部が前記燃焼筒周方向に分散する状態で設けられ、
   前記複数のガス噴出部から噴出されるガス燃料を前記複数の空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させるように構成された燃焼装置であって、
   前記燃焼筒と前記ガス供給筒との間を通流させる燃焼用空気を前記ガス供給筒の外周部を旋回させる状態で通流させる旋回式の通風手段が設けられ、
   前記複数のガス噴出部が、前記旋回状態で通流して前記燃焼筒周方向に分散する複数の空気吐出口の夫々から前記燃焼筒周方向の一方側に傾く方向に沿って吐出される複数の燃焼用空気の流動域に対して、それら隣接するもの同士の間の夫々にガス燃料を噴出するように設けられている燃焼装置。
2. 前記旋回式の通風手段が、有底円筒状に構成されてその底壁とそれに対向する前記燃焼筒の後端開口縁との間に空気導入用間隙を形成する状態で且つ前記燃焼筒と同心状又は略同心状となる状態で前記燃焼筒の後端側部分を囲むように設けられた風箱に、送風手段からの燃焼用空気を前記燃焼筒の外周部を旋回する状態で導入することにより、燃焼用空気を前記ガス供給筒の外周部を旋回させる状態で通流させるように構成されている請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記空気導入用間隙が、その空気導入用間隙を通して前記燃焼筒内に導入される燃焼用空気導入量の周方向における差を小さくすべく、周方向において異なる広さの部分が存在するように形成されている請求項２記載の燃焼装置。
4. 前記ガス噴出部としての筒状ガスノズルが、前記ガス供給筒の周壁にその周壁から突出する状態で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。

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