JP2922607B2 - 希薄混合気使用燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、濃燃料ガスを噴出する濃燃料ガス噴出口の
複数個が互いに間隔を隔てて列状に設けられ、それら濃
燃料ガス噴出口夫々の一側縁部から濃燃料ガス噴出方向
に延びる燃焼面形成用壁体が設けられ、その燃焼面形成
用壁体に、希薄混合気を噴出するスリットが、前記濃燃
料ガス噴出口同士の間に位置する位相で、前記濃燃料ガ
ス噴出方向に延びる状態で形成され、前記希薄混合気に
おける燃料ガス濃度が燃焼下限未満となるように、燃料
ガスと燃焼用酸素含有ガスとの流量比を調整する流量調
整手段と、燃料ガスと燃焼用酸素含有ガスとを混合して
前記希薄混合気を生成する混合手段と、燃焼用酸素含有
ガスを加圧供給するファンとが設けられた希薄混合気使
用燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる希薄混合気使用燃焼装置は、複数の濃燃料ガス
噴出口から濃燃料ガスが燃焼面形成用壁体に沿って噴出
されるとともに、それら噴出濃燃料ガス同士の間に、希
薄混合気が、燃焼面形成用壁体のスリットから噴出され
て、濃燃料ガス噴出口からの噴出濃燃料ガスの燃焼炎
を、スリットからの噴出希薄混合気の燃焼炎に対する保
炎として作用させることで、燃焼面形成用壁体にへばり
つく状態で、低燃焼音にて安定的に濃淡燃焼を起こさせ
るものである。

従来、燃焼装置においては、第３図に示すように、加
圧された燃料ガスを供給する燃料ガス供給路（8a）と、
燃焼用空気（燃焼用酸素含有ガスの一例）を加圧送給す
るファン（７）の吐出口からの空気送給路（19）との夫
々を、それら燃料ガスと燃焼用空気とを混合する混合手
段としての専用混合器（20）に接続していた。

図中（Ｂ）は、混合器（20）により生成された混合気
を消費する燃焼部である。

また、（９）は、燃焼量調整や混合気における燃料ガ
ス濃度の調整等のために燃料ガス流量を調整する弁であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる希薄混合気使用燃焼装置においては、燃料ガス
濃度が燃焼下限未満の希薄混合気の混合状態が悪いと、
燃焼が不安定となって低騒音化を図りにくいため、燃焼
の安定性を更に促進して一層の低騒音化を図るには、希
薄混合気の混合状態を良好にする面で改善の余地があっ
た。

又、上記の従来構成では、専用の混合器（20）の装備
が原因で、装置コストが高くつき、また、装置が大型化
する問題があった。

特に、混合気として、燃料ガス濃度が燃焼下限未満の
希薄混合気を生成して使用する希薄混合気使用の燃焼装
置では、可燃範囲の混合気を使用する一般の燃焼装置に
比べ、希薄混合気における空気比が極めて大きく（例え
ば、13Aの都市ガスを燃料ガスとする場合では空気比1.7
以上）、大量の空気を必要とするため、また、希薄混合
気の燃焼で充分な低NOx化を図るには、可燃範囲の混合
気の燃焼の場合よりもより均一な混合が要求されるた
め、混合器（20）が大型となり、上記の問題が一層顕著
であった。

本発明の目的は、希薄混合気使用燃焼装置において、
使用する混合気が燃焼下限未満の燃料ガス濃度の希薄混
合気であることに着目した合理的な改良により、充分な
安全燃焼性を確保して低騒音化を図りながら、装置コス
トの低減及び装置の小型化を図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による希薄混合気使用燃焼装置の特徴構成は、
濃燃料ガスを噴出する濃燃料ガス噴出口の複数個が互い
に間隔を隔てて列状に設けられ、それら濃燃料ガス噴出
口夫々の一側縁部から濃燃料ガス噴出方向に延びる燃焼
面形成用壁対が設けられ、その燃焼面形成用壁体に、希
薄混合気を噴出するスリットが、前記濃燃料ガス噴出口
同士の間に位置する位相で、前記濃燃料ガス噴出方向に
延びる状態で形成され、前記希薄混合気における燃料ガ
ス濃度が燃焼下限未満となるように、燃料ガスと燃焼用
酸素含有ガスとの流量比を調整する流量調整手段と、燃
料ガスと燃焼用酸素含有ガスとを混合して前記希薄混合
気を生成する混合手段と、燃焼用酸素含有ガスを加圧供
給するファンとが設けられた構成において、 前記ファンを前記混合手段に兼用すべく、前記ファン
における燃焼用酸素含有ガスの吸い込み側に、燃料ガス
供給路が接続され、前記ファンから前記スリットへの気
体の通流経路に、通流気体を整流する多孔整流体が設け
られていることにあり、その作用・効果は次の通りであ
る。

〔作 用〕

つまり、上記特徴構成においては、燃料ガス供給路か
らの燃料ガスと、燃焼用酸素含有ガスとが、ファンに吸
い込まれ、そして、吸い込まれた燃料ガスと燃焼用酸素
含有ガスとが、ファンの羽根の撹拌作用により極めて効
果的に混合されて混合気が生成される。

そして、複数の濃燃料ガス噴出口から濃燃料ガスが燃
焼面形成用壁体に沿って噴出されるとともに、極めて良
好に混合された希薄混合気が、多孔整流体を通過して整
流された後、燃焼面形成用壁体のスリットから、濃燃料
ガス噴出口からの噴出濃燃料ガス同士の間に噴出され
る。

つまり、ファンの撹拌作用により希薄混合気の混合状
態を良好且つ均一にしながら、ファンによる動圧の影響
を多孔整流体による整流作用により抑制しているのであ
る。

従って、濃燃料ガス噴出口からの噴出濃燃料ガスの燃
焼炎をスリットからの噴出希薄混合気の燃焼炎に対する
保炎として作用させて、燃焼面形成用壁体にへばりつく
状態で濃淡燃焼させる燃焼状態において、スリットから
の噴出希薄混合気について、混合状態を良好にするとと
もに整流化することにより、一層安定的に濃淡燃焼させ
ることができる。

すなわち、ファンが、燃料ガスと燃焼用酸素含有ガス
とを混合して混合気を生成する混合手段の機能を果た
す。

また、ファンによる上記の混合気生成においては、生
成混合気における燃料ガス濃度が燃焼下限未満となるよ
うに、流量調整手段により燃料ガスと燃焼用酸素含有ガ
スとの流量比が調整されることで、燃料ガス濃度が燃焼
下限未満の希薄混合気が生成される。

そして、ファンでの生成混合気が、燃焼下限未満の燃
料ガス濃度の希薄混合気であることから、そのファンへ
の逆火や、ファンからの混合気漏洩が仮にあったとして
も、ファンにおいて発火したり爆発したりする危険性は
全くない。

尚、燃料ガス濃度が燃焼下限未満の希薄混合気とは、
通常、燃料ガス濃度が常温で燃焼下限未満の混合気を言
うが、広義には、燃料ガス濃度が装置環境温度で燃焼下
限未満のものを言う。

〔発明の効果〕

以上作用の結果、本発明によれば、スリットからの噴
出希薄混合気について、ファンの撹拌作用による効果的
な混合により混合状態を極めて良好且つ均一にできると
ともに、多孔整流体によって整流化できることにより、
燃焼の安定性を促進して、燃焼における低NOx化及び低
騒音化を一層図り得るに至った。

又、従来の希薄混合気使用の燃焼装置において、大量
の燃焼用酸素含有ガス（燃焼用空気）を必要とするた
め、また、均一な混合を要求されるため、専用混合器に
大型なものが必要となっていたのに比べ、その大型な混
合器を省略できて、装置コストの大巾な低減、並びに、
装置の大巾な小型化を達成し得るに至った。

しかも、ファンでの発火や爆発に対する安全性は、先
述作用で述べた如く充分に確保できるに至った。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図および第２図は、給油器等の燃焼装置に採用す
る濃淡燃焼バーナを示し、燃焼部形成構造として、一対
の燃焼面形成用壁（１）を、上部側ほど互いに離間する
ような傾斜配置で対向させ、そして、この燃料部形成構
造の一対をバーナボックス（２）に内装してある。

各燃焼面形成用壁（１）には、裏面側のバーナボック
ス内部空間（３）に連通する上下向きスリット（４）の
多数を、燃焼面形成用壁（１）の並設方向と上下方向と
の夫々に対して直交する方向（つまり、第１図において
紙面上で奥行方向）に並べて形成してある。

また、各燃焼面形成用壁（１）の下端側では、バーナ
ボックス内部空間（３）において仕切り形成した濃燃料
ガス室（５）に供給される濃燃料ガスを燃焼面形成用壁
（１）の壁面に沿わせる状態で上向きに噴出する濃燃料
ガス噴出口（６）を、上記のスリット（４）どうしの間
に位置させる位相で、スリット並設方向に多数並べて形
成してある。

バーナボックス内部空間（３）へは、燃料ガス濃度が
常温で燃焼下限未満の希薄混合気を加圧供給して、その
希薄混合気を上記の各スリット（４）から噴出させるよ
うにしてあり、上述の構成において、濃燃料ガス噴出口
（６）からの噴出濃燃料ガスの燃焼炎を、スリット
（４）からの噴出希薄混合気の燃焼炎に対する保炎とし
て作用させることで、スリット（４）からの噴出希薄混
合気を安定燃焼させるようにしてある。

つまり、燃料ガス濃度が常温で燃焼下限未満の希薄混
合気を使用して、それを安定燃焼させるバーナとするこ
とで、燃焼ガスの効果的な低NOx化を図ってある。

バーナボックス内部空間（３）へ上記の希薄混合気を
加圧供給するについては、バーナボックス内部空間
（３）に対して燃焼用空気を加圧送給するためのファン
（７）を設け、一方、加圧された燃料ガスを供給する燃
料ガス供給路（８）を、第１分岐ガス路（8a）と第２分
岐ガス路（8b）とに分岐し、そして、第１分岐ガス路
（8a）は、前記の濃燃料ガス室（５）に濃燃料ガスを供
給するガス路として濃燃料ガス室（５）に接続し、これ
に対し、第２分岐ガス路（8b）は、上記ファン（７）の
吸入部（7a）から燃焼用空気とともに燃料ガスを吸入さ
せるべく、ファン（７）の吸入部（7a）に接続してあ
る。

すなわち、吸入部（7a）から燃焼用空気とともに燃料
ガスをファン（７）に吸入させて、それら吸入燃焼用空
気と燃料ガスをファン（７）の羽根の撹拌作用により混
合することで、混合気を生成するようにしてあり、本来
は燃焼用空気を送給するファン（７）を、混合気生成用
の混合器に兼用利用してある。

第２分岐ガス路（8b）には、燃料ガス流量を調整する
流量調整弁（９）を介装してあり、この流量調整弁
（９）よる第２分岐ガス路（8b）の燃料ガス流量調整に
より、ファン（７）の総吸入量に対する燃料ガスの吸入
量を調整することで、ファン（７）での生成混合気の燃
料ガス濃度を常温で燃焼下限未満の所定値に調整し、も
って、燃料ガス濃度が常温で燃焼下限未満の希薄混合気
をファン（７）で生成して、その気薄混合気をファン
（７）本来の送給機能によりバーナボックス内部空間
（３）へ供給する。

尚、燃焼量調整については、ファン（７）の総吸入量
に対する燃料ガスの吸入量の比率を所定値に維持するよ
うに、つまり、ファン（７）での生成混合気の燃料ガス
濃度を常温で燃焼下限未満の所定値に維持するように、
ファン（７）の回転数と上記流量調整弁（９）の開度と
を制御手段（10）により比例的に変化させて、燃焼量を
調整する構成としてある。

ファン（７）からスリット（４）への気体の通流経路
には、通流気体を整流する多孔整流板（2a）を設けてあ
る。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（１）ファン（７）での生成希薄混合気の燃料ガス濃度
を燃焼下限未満の所定値に維持する手段としては、先述
の実施例の如く、燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流
量調整手段（先述の実施例において流量調整弁（９）に
相当）の調整流量とファン（７）の風量とを、所定比率
で比例的に変化させるように、燃料ガス流量調整手段
（９）とファン（７）とを連係制御する形式を採用でき
る他、種々の制御形式を採用できる。

（２）ファン（７）は、遠心ファン、軸流ファン、横断
流ファン等、どのような形式のものであってもよい。

（３）先述の実施例においては、燃焼用酸素含有ガスの
一例として空気を用いるものを示したが、燃焼用酸素含
有ガスは空気に限定されるものではない。

また、燃料ガスも、都市ガス、プロパンガス、天然ガ
ス等、どのような種類のものであってもよい。

（４）ファン（７）の吸入部（7a）に燃焼用酸素含有ガ
スを吸入させるについては、燃焼用酸素含有ガスの一例
である空気の存在空間に吸入部（7a）を直接開口させて
もよく、また、空気等の燃焼用酸素含有ガスを導く流路
を、ファン（７）の吸入部（7a）に接続してもよい。

（５）ファン（７）の吸い込み側に燃料ガス供給路（8
b）を接続するについては、ファン（７）の吸入部（7
a）に燃料ガス供給路（8b）の先端開口を位置させる構
造、あるいは、燃焼用酸素含有ガスを導く流路をファン
（７）の吸入部（7a）に接続する場合では、その燃焼用
酸素含有ガス流路に対して燃料ガス供給路（8b）を接続
する構造等、種々の接続構成を採用できる。

（６）混合気における燃料ガス濃度が燃焼下限未満とな
るように燃料ガスと燃焼用酸素含有ガスとの流量比を調
整するについては、燃料ガスの流量を変更調整可能とし
て、流量比を調整する形式、燃焼用酸素含有ガスの流量
を変更調整可能として、流量比を調整する形式、あるい
は、燃料ガスの流量と燃焼用酸素含有ガスの流量との夫
々を変更調整可能として、流量比を調整する形式、ま
た、燃料ガスの流量と燃焼用酸素含有ガスの流量との夫
々を固定にして、所定の流量比を得る形式、それら形式
のいずれを採用してもよく、それら各形式の調整手段を
総称して流量調整手段（９）と称する。

尚、特許請求の範囲に図面との対照を便利にする為符
号を記すが、該記入により本発明が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】

第１図および第２図は、本発明の実施例を示し、第１図
はバーナの断面図、第２図は第１図におけるII−II線矢
視図である。 第３図は従来の構成図である。 （１）……燃焼面形成用壁体、（2a）……多孔整流体、
（４）……スリット、（６）……濃燃料ガス噴出口、
（７）……ファン、（8b）……燃料ガス供給路、（９）
……流量調整手段。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−28910（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−247907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−247515（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−38516（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−85218（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−36716（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/02 F23D 14/62 F23C 11/00 329 - 330

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濃燃料ガスを噴出する濃燃料ガス噴出口
   （６）の複数個が互いに間隔を隔てて列状に設けられ、
   それら濃燃料ガス噴出口（６）夫々の一側縁部から濃燃
   料ガス噴出方向に延びる燃焼面形成用壁体（１）が設け
   られ、その燃焼面形成用壁体（１）に、希薄混合気を噴
   出するスリット（４）が、前記濃燃料ガス噴出口（６）
   同士の間に位置する位相で、前記濃燃料ガス噴出方向に
   延びる状態で形成され、 前記希薄混合気における燃料ガス濃度が燃焼下限未満と
   なるように、燃料ガスと燃焼用酸素含有ガスとの流量比
   を調整する流量調整手段（９）と、燃料ガスと燃焼用酸
   素含有ガスとを混合して前記希薄混合気を生成する混合
   手段と、燃焼用酸素含有ガスを加圧供給するファン
   （７）とが設けられた希薄混合気使用燃焼装置であっ
   て、 前記ファン（７）を前記混合手段に兼用すべく、前記フ
   ァン（７）における燃焼用酸素含有ガスの吸い込み側
   に、燃料ガス供給路（8b）が接続され、 前記ファン（７）から前記スリット（４）への気体の通
   流経路に、通流気体を整流する多孔整流体（2a）が設け
   られている希薄混合気使用燃焼装置。