JP3072286B2 - 濃淡燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃混合気を燃焼するた
めの濃用炎口を備える複数個の濃燃焼部と、淡混合気を
燃焼するための淡用炎口を備える複数個の淡燃焼部とを
交互に並設し、前記濃燃焼部に燃料ガスを供給する濃用
ガス供給路と、前記淡燃焼部に燃料ガスを供給する淡用
ガス供給路とを設けてある濃淡燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスを燃料とする濃淡燃焼装置にあって
は、５Ｃや６Ａなどの低ウォッベ指数のガスから１３Ａ
などの高ウォッベ指数のガスに転換されたような場合、
ガスノズルを取り替えたり、ガス供給路の流動抵抗を変
えるなど、何らかの対応をする必要がある。その場合、
ガスノズルを取り替えるよりも、ガス供給路の流動抵抗
を変える方がより簡単であるため、従来、流動抵抗を変
更する対応策が多用されており、この流動抵抗変更のた
めの部品として、一般にオリフィスが用いられている。

【０００３】従来、オリフィスをガス供給路内に介装す
る場合、予め所定のオリフィスを組み込んだ供給管を準
備しておいて、この供給管を既設の供給管の途中に介装
したり、既設の供給管内にオリフィスを組み付けたりし
ていた。さらに、供給管内に前もって流動抵抗を変える
ことのできる可変オリフィスを組み付けておき、ガス転
換時に可変オリフィスを操作して流動抵抗を変更する対
応策も知られているが、いずれにせよ、従来において
は、オリフィスによる流動抵抗の変更をシール用のパッ
キンと無関係に行っていた。

【０００４】また、上述のような濃淡燃焼装置は、濃用
炎口において空気混合率が小さくて安定した燃焼の可能
な濃混合気を燃焼させ、この濃混合気の燃焼炎による保
炎作用によって、淡用炎口における空気混合率の大きな
淡混合気を安定的に継続燃焼させ、燃焼装置全体として
ＮＯｘの発生を極力抑えながら安定した燃焼を行わせる
ためのもので、主として１３ＡやＬＰＧのような高ウォ
ッベ指数のガス、つまり、燃焼温度が高くてＮＯｘ発生
量の多いガスに適している。このような濃淡燃焼装置に
おいても、ガス転換時においてオリフィスによる対応策
が多用されるが、やはりシール用パッキンとは無関係に
処理していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来技術において、予め所定のオリフィスを組み込んだ供
給管を準備する場合には、供給管そのものが多少大がか
りなものとなり、既設の供給管内にオリフィスを組み付
ける場合には、オリフィスを供給管に固着するための手
段が必要となり、また、供給管内に前もって可変オリフ
ィスを組み付けておく場合には、高価な可変オリフィス
が必要となるなど、従来技術にあっては、オリフィスに
よる対応が高価なものとなる欠点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の欠点を解消す
るために、濃淡燃焼装置に不可欠なシール用のパッキン
に着目したもので、その目的は、濃淡燃焼装置に不可欠
なパッキンをそのまま利用して、ガス転換の際などに必
要となるオリフィスを燃料ガス供給管などに安価に組み
付けることのできる実用的な濃淡燃焼装置の提供にあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による濃淡燃焼装置の特徴構成は、濃混合気
を燃焼するための濃用炎口を備える複数個の濃燃焼部
と、淡混合気を燃焼するための淡用炎口を備える複数個
の淡燃焼部とを交互に並設し、前記濃燃焼部に燃料ガス
を供給する濃用ガス供給路と、前記淡燃焼部に燃料ガス
を供給する淡用ガス供給路とを設けてある濃淡燃焼装置
であって、前記濃用ガス供給路に介装する濃用パッキン
と前記淡用ガス供給路に介装する淡用パッキンとを互い
に連結する状態で一体的に形成し、かつ、前記濃用パッ
キンの開口部にその濃用パッキンとは異なる材料から形
成したオリフィスを固着して介装した点にある。

【０００８】

【作用】本発明による濃淡燃焼装置の特徴構成によれ
ば、濃混合気を燃焼するための濃用炎口を備える複数個
の濃燃焼部と、淡混合気を燃焼するための淡用炎口を備
える複数個の淡燃焼部とを交互に並設し、前記濃燃焼部
に燃料ガスを供給する濃用ガス供給路と、前記淡燃焼部
に燃料ガスを供給する淡用ガス供給路とを設けてある濃
淡燃焼装置の前記濃用ガス供給路に介装する濃用パッキ
ンと前記淡用ガス供給路に介装する淡用パッキンとを互
いに連結する状態で一体的に形成し、かつ、前記濃用パ
ッキンの開口部にその濃用パッキンとは異なる材料から
形成したオリフィスを固着して介装するものであるか
ら、例えば、現在低ウォッベガスであるが、後日高ウォ
ッベガスに転換されるような場合、ガス転換時にパッキ
ンを取り替えるだけで対応することが可能となる。

【０００９】つまり、高ウォッベガスに適した濃淡燃焼
装置を低ウォッベガス用として使用するには、何らかの
手段で淡用ガス供給路を遮断しておいて、濃燃焼部のみ
を燃焼させることにより使用可能となる。そして、高ウ
ォッベガスに転換された際、濃用ガス供給路にオリフィ
スを取り付けたり、あるいは、濃用ガス供給路のオリフ
ィスを取り替えることで、ガスノズルを取り替えること
なく対応可能であるが、オリフィス付き濃用パッキンと
淡用パッキンを一体的に取り扱うことができ、オリフィ
スの取り付けや取り替え作業を簡単、容易、かつ、安価
に行うことができる。そして、このパッキンとオリフィ
スとは材料が異なるものであるから、パッキンはシール
に適したゴム材などで形成しながら、オリフィスの方は
精度的に優れた金属や樹脂などで形成することができ、
このオリフィス本来の目的である流動抵抗の変更を所望
通りに行うことができる。

【００１０】

【発明の効果】以上のように、本発明による濃淡燃焼装
置の特徴構成によれば、濃燃焼部と淡燃焼部とを交互に
並設し、濃燃焼部に燃料ガスを供給する濃用ガス供給路
と、淡燃焼部に燃料ガスを供給する淡用ガス供給路とを
設けてある濃淡燃焼装置の前記濃用ガス供給路に介装す
る濃用パッキンと前記淡用ガス供給路に介装する淡用パ
ッキンとを互いに連結する状態で一体的に形成し、か
つ、前記濃用パッキンの開口部にその濃用パッキンとは
異なる材料から形成したオリフィスを固着して介装する
ことで、低ウォッベガスから高ウォッベガスへのガス転
換時にパッキンの取り替えだけで対応することが可能と
なる。しかも、パッキンはシールに適したゴム材などで
形成しながら、オリフィスの方は精度的に優れた金属や
樹脂などで形成することができ、このオリフィス本来の
目的である流動抵抗の変更を所望通りに、かつ、安価に
行うことができる。

【００１１】

【実施例】本発明による濃淡燃焼装置の実施例を図面に
基づいて説明する。図１から図３に示すように、長方形
のバーナケース１の内側に同じく長方形の燃焼室ケース
２が内装され、この燃焼室ケース２の内部に偏平状の濃
燃焼部としての濃燃焼用バーナ３が所定間隔を置いて多
数並設されて収納されている。このバーナケース１の下
方には、燃焼用空気と冷却用空気とを供給するためのフ
ァン４が位置され、このファン４の吐出口４ａがバーナ
ケース１の底部に開口されて、このバーナケース１の底
部と燃焼室ケース２の底部を形成する多孔板からなる整
風板５との間に空気室６が形成されている。

【００１２】前記濃燃焼用バーナ３は、一次空気混合率
の小さい濃混合気を上方に吐出させる偏平な濃用炎口７
と、この濃用炎口７に連通する濃用混合室８と、この濃
用混合室８に濃混合気生成用の燃料ガスと燃焼用空気と
を導入する濃用導入口９などから構成されている。この
濃燃焼用バーナ３は、１枚の金属製の板状体から形成さ
れ、板状体が濃用炎口７の部分で折曲されて張り合わさ
れ、前記濃用混合室８や濃用導入口９を形成するととも
に、濃用混合室８の下方には、後述する淡燃焼用バーナ
１０の淡用ガス導通路１１と、この淡用ガス導通路１１
に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する断面形状楕円形の
淡用導入口１２が、同じ板状体で一体的に形成されて周
囲がスポット溶接で接合されている。

【００１３】このようにして形成した偏平な濃燃焼用バ
ーナ３を所定間隔を置いて燃焼室ケース２内に１６個並
設収納することで、隣合う濃燃焼用バーナ３同士の間に
は１５個の偏平な間隔空間ができ、これら１５個の間隔
空間が淡燃焼部としての淡燃焼用バーナ１０の形成に利
用されている。具体的には、濃燃焼用バーナ３の濃用炎
口７同士の間は、一次空気混合率の大きい淡混合気を上
方に吐出させる淡用炎口１３に構成され、この淡用炎口
１３に連通する下方の間隔空間が淡用混合室１４として
構成されていて、この淡用混合室１４内に前記淡用ガス
導通路１１に形成の複数個の噴出口１５から混合気を噴
出するように構成されるとともに、濃燃焼用バーナ３に
固着の複数枚の整流板１６が各淡用炎口１３に位置する
ように構成されている。

【００１４】前記濃燃焼用バーナ３の濃用導入口９と淡
燃焼用バーナ１０の淡用導入口１２との前部には、燃料
ガスの供給部材としての鋳造製のガスヘッダ１７が配設
されていて、このガスヘッダ１７は、図４に示すよう
に、仕切り壁１８ａによって、濃用ガスヘッダ１９と淡
用ガスヘッダ２０とに分割され、濃用ガスヘッダ１９の
方は、別の仕切り壁１８ｂによって、第一濃用ガスヘッ
ダ１９ａと第二濃用ガスヘッダ１９ｂとに区画されてい
る。濃用ガスヘッダ１９には、例えば５Ｃや６Ａなどの
低ウォッベガス用の濃用ガスノズル２１がひとつ置きに
第一濃用ガスヘッダ１９ａと第二濃用ガスヘッダ１９ｂ
とに分けて合計１６個取り付けられ、淡用ガスヘッダ２
０には、例えば１３ＡやＬＰＧのような高ウォッベガス
用の淡用ガスノズル２２が合計１５個取り付けられてい
る。

【００１５】前記ガスヘッダ１７には、図５および図６
に示すように、第一濃用ガス供給路２３ａと第二濃用ガ
ス供給路２３ｂとからなる２本の濃用ガス供給路２３
と、１本の淡用ガス供給路２４との合計３本のガス供給
路を有する供給部材としての鋳造製のガス連結管２５
が、これらガスヘッダ１７とガス連結管２５との間にシ
ール用のパッキン２６を挟み込んだ状態で、複数本のボ
ルト２７によって取り外し可能に固着され、この固着状
態において、第一濃用ガス供給路２３ａは第一濃用ガス
ヘッダ１９ａに、第二濃用ガス供給路２３ｂは第二濃用
ガスヘッダ１９ｂに、淡用ガス供給路２４は淡用ガスヘ
ッダ２０に、それぞれ連通可能に構成されている。前記
第一濃用ガス供給路２３ａと第二濃用ガス供給路２３ｂ
には、燃料ガスの流通を断続する第一濃用電磁弁２８ａ
と第二濃用電磁弁２８ｂとが設けられ、淡用ガス供給路
２４には、同じく燃料ガスの流通を断続する淡用電磁弁
２９が設けられている。

【００１６】前記第一と第二の濃用電磁弁２８ａ，２８
ｂおよび淡用電磁弁２９は、ひとつの弁ブロック３０に
組み込まれていて、この弁ブロック３０が前記ガス連結
管２５に固着されるとともに、第一濃用ガス供給路２３
ａ、第二濃用ガス供給路２３ｂ、ならびに、淡用ガス供
給路２４の分岐箇所より上流側のメインガス供給路３１
には、供給する燃料ガスの総量を調整する電磁比例弁３
２と安全弁３３とが設けられている。そして、これら第
一濃用電磁弁２８ａ、第二濃用電磁弁２８ｂ、淡用電磁
弁２９、電磁比例弁３２、安全弁３３、ならびに、ファ
ン４などは、制御部Ｈによってその動作が制御されるよ
うに構成されている。

【００１７】前記パッキン２６は、図７および図８に示
すように、原則として、第一濃用ガス供給路２３ａに連
通する開口部を有する第一濃用パッキン２６ａ、第二濃
用ガス供給路２３ｂに連通する開口部を有する第二濃用
パッキン２６ｂ、ならびに、淡用ガス供給路２４に連通
する開口部を有する淡用パッキン２６ｃの３個のパッキ
ンからなり、これら３個のパッキン２６ａ，２６ｂ，２
６ｃがゴム材によって一体的に形成されている。これら
３個のパッキン２６ａ，２６ｂ，２６ｃのうち、第一濃
用パッキン２６ａと第二濃用パッキン２６ｂの各開口部
には、金属あるいは合成樹脂からなる濃用オリフィス３
４が、また、淡用パッキン２６ｃの開口部には、同じく
金属あるいは合成樹脂からなる淡用オリフィス３５が、
それぞれインサート成形によって固着されている。

【００１８】前記濃用オリフィス３４と淡用オリフィス
３５は、ガス転換などによって使用するガスの種類が変
わった場合に、いちいち濃用ガスノズル２１や淡用ガス
ノズル２２を取り替えなくて済むように、第一と第二の
濃用ガス供給路２３ａ，２３ｂの流動抵抗、および、淡
用ガス供給路２４の流動抵抗をそれぞれ変更して、これ
ら濃用ガス供給路２３ａ，２３ｂや淡用ガス供給路２４
への燃料ガスの供給量や供給量の比率を調整するための
もので、そのため、図７および図８に示したパッキン２
６以外に、何種類かのパッキン２６が予め用意されてい
る。

【００１９】それを示したのが図９で、この図９の
（イ）に示すものは、第一濃用パッキン２６ａと第二濃
用パッキン２６ｂの各開口部にオリフィスがなく、淡用
パッキン２６ｃの開口部が閉塞されたパッキン２６であ
る。（ロ）に示すものは、第一濃用パッキン２６ａと第
二濃用パッキン２６ｂの各開口部に濃用オリフィス３４
がインサート成形によって固着され、淡用パッキン２６
ｃの開口部にオリフィスのないパッキン２６である。
（ハ）に示すものは、第一濃用パッキン２６ａと第二濃
用パッキン２６ｂ、ならびに、淡用パッキン２６ｃの開
口部の全てにオリフィスのないパッキン２６であり、こ
のように何種類かのパッキン２６が予め用意されてい
る。

【００２０】前記濃用ガスノズル２１は各濃用導入口９
に臨んでいて、この濃用ガスノズル２１からの燃料ガス
の吹き込みによって、バーナケース１と燃焼室ケース２
との間を流通する冷却用空気の一部をエゼクタ作用によ
り所定の割合で濃用導入口９に吸引し、濃用混合室８の
通過過程で混合して濃混合気を生成し、この濃混合気を
濃用炎口７から吐出させる。同様に、前記淡用ガスノズ
ル２２は各淡用導入口１２に臨んでいて、この淡用ガス
ノズル２２からの燃料ガスの吹き込みで、同じく冷却用
空気の一部をエゼクタ作用により所定の割合で淡用導入
口１２に吸引し、淡用ガス導通路１１の通過過程で予め
混合し、その混合気を淡用ガス導通路１１の噴出口１５
から淡用混合室１４に噴出させる。そして、この淡用混
合室１４において、噴出口１５からの混合気と整風板５
を介して空気室６から供給される燃焼用空気とを混合し
て淡混合気を生成し、この淡混合気を淡用炎口１３から
吐出させる。

【００２１】このようにして生成した淡混合気を淡用炎
口１３から吐出させて燃焼させ、かつ、これら淡用炎口
１３に隣接する濃用炎口７から濃混合気を吐出させて燃
焼させることによって濃淡燃焼を実行するのであるが、
この濃淡燃焼は、使用ガスが高ウォッベ指数のガスで、
かつ、高負荷燃焼の際にのみ実行され、その他、使用ガ
スが低ウォッベ指数のガスの場合などには、濃混合気の
みを燃焼させる濃燃焼が実行される。

【００２２】この燃焼状態を示したのが図１０で、使用
ガスが５Ｃや６Ａなどの低ウォッベガスの場合、高負荷
燃焼時においては、第一と第二の濃用電磁弁２８ａ，２
８ｂが開弁し、１６個の濃燃焼用バーナ３の全てが燃焼
し、低負荷燃焼時においては、第一濃用電磁弁２８ａが
開弁し第二濃用電磁弁２８ｂが閉弁して、８個の濃燃焼
用バーナ３のみが燃焼する。なお、この低ウォッベガス
使用の場合には、後述するように、淡用ガス供給路２４
は閉じられたままとなる。使用ガスが１３ＡやＬＰＧの
ような高ウォッベガスの場合、高負荷燃焼時において
は、第一と第二の濃用電磁弁２８ａ，２８ｂと淡用電磁
弁２９とが開弁し、１６個の濃燃焼用バーナ３と１５個
の淡燃焼用バーナ１０の全てのバーナが燃焼し、低負荷
燃焼時においては、第一濃用電磁弁２８ａが開弁し、第
二濃用電磁弁２８ｂと淡用電磁弁２９が閉弁して、８個
の濃燃焼用バーナ３のみが燃焼し、低負荷と高負荷との
中間においては、淡用電磁弁２９が閉弁し第一と第二の
濃用電磁弁２８ａ，２８ｂが開弁して、１６個の濃燃焼
用バーナ３が燃焼するのである。

【００２３】そして、例えば、現在５Ｃや６Ａの低ウォ
ッベガスを使用していて、後日１３Ａの高ウォッベガス
に転換される仕様において、本発明による濃淡燃焼装置
を低ウォッベガスによる濃燃焼専用の燃焼装置として使
用するには、濃用ガスヘッダ１９に５Ｃや６Ａ用の濃用
ガスノズル２１を取り付け、淡用ガスヘッダ２０に１３
Ａ用の淡用ガスノズル２２を取り付けるとともに、図９
の（イ）に示すパッキン２６を取り付けて使用するので
ある。この図９の（イ）に示すパッキン２６は、淡用パ
ッキン２６ｃの開口部が閉塞されているので、淡用ガス
供給路２４が閉鎖されて、上述のような濃燃焼が実行さ
れる。

【００２４】その後、１３Ａへの転換時には、今まで使
用していたパッキン２６を取り外し、新たに図９の
（ロ）に示すパッキン２６と取り替えるのである。この
新たなパッキン２６には、第一と第二の濃用パッキン２
６ａ，２６ｂの開口部に、濃用ガスノズル２１が低ウォ
ッベガス用であるにもかかわらず、１３Ａに適した流動
抵抗を付与する高ウォッベガス用の濃用オリフィス３４
が固着されているので、第一と第二の濃用ガス供給路２
３ａ，２３ｂへの燃料ガスの供給量が、１３Ａに適した
量に調整される。また、淡用パッキン２６ｃの開口部に
はオリフィスがないが、前もって淡用ガスヘッダ２０に
１３Ａ用の淡用ガスノズル２２が取り付けられているの
で、淡用ガス供給路２４への燃料ガスの供給量も適正な
量に調整され、したがって、ガス転換の際に、濃用ガス
ノズル２１や淡用ガスノズル２２を取り替える必要がな
く、パッキン２６の取り替えだけでガス転換に対応する
ことができる。

【００２５】その他、パッキン２６のみを選択使用する
ことにより、例えば、１３Ａ用の濃淡燃焼装置と、ＬＰ
Ｇ用の濃淡燃焼装置とを提供することも可能となる。す
なわち、パッキン２６を除く他の部品を全て共通部品で
製作し、かつ、濃用ガスヘッダ１９に１３Ａ用の濃用ガ
スノズル２１を取り付け、淡用ガスヘッダ２０にも１３
Ａ用の淡用ガスノズル２２を取り付けるのである。そし
て、図９の（ハ）に示すパッキン２６を取り付ければ、
１３Ａ用の濃淡燃焼装置となり、図７および図８に示す
パッキン２６を取り付ければ、濃用オリフィス３４と淡
用オリフィス３５とによって、第一と第二の濃用ガス供
給路２３ａ，２３ｂへの燃料ガスの供給量と淡用ガス供
給路２４への燃料ガスの供給量が調整されて、ＬＰＧ用
の濃淡燃焼装置となるのであり、ほとんど全ての部品を
共通化して、１３Ａ用とＬＰＧ用の濃淡燃焼装置を製作
することも可能となる。

【００２６】〔別実施例〕上述の実施例においては、第
一濃用パッキン２６ａ、第二濃用パッキン２６ｂ、なら
びに、淡用パッキン２６ｃの３個のパッキンを一体的に
形成したものを示したが、使用する燃焼装置のガス供給
路の数に応じて４個以上のパッキンを一体的に形成して
実施することもできる。また、オリフィス３４，３５を
各パッキン２６ａ，２６ｂ，２６ｃの開口部に固着する
のは、インサート成形によって固着する以外、接着剤に
よって接着してもよいし、ビスなどの固着具を用いて固
着することもできる。

【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
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】

【図１】濃淡燃焼装置の右側面視断面図

【図２】濃淡燃焼装置の一部切り欠き斜視図

【図３】濃淡燃焼装置の正面視拡大断面図

【図４】濃淡燃焼装置の正面視における概略構成図

【図５】ガスヘッダとガス連結管との一部切り欠き背面
図

【図６】ガスヘッダとガス連結管との断面図

【図７】パッキンの平面図

【図８】パッキンの断面図

【図９】別のパッキンの断面図

【図１０】濃淡燃焼装置の燃焼状態を示す概略図

【符号の説明】

３ 濃燃焼部 ７ 濃用炎口 １０ 淡燃焼部 １３ 淡用炎口 ２３ 濃用ガス供給路 ２４ 淡用ガス供給路 ２６ａ，２６ｂ 濃用パッキン ２６ｃ 淡用パッキン ３４ オリフィス

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−151317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99572（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−159628（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272823（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−36800（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−166794（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−190713（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/02 - 14/08 F16L 55/00 F23C 5/02 F23C 11/00 329 - 330

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃混合気を燃焼するための濃用炎口
   （７）を備える複数個の濃燃焼部（３）と、淡混合気を
   燃焼するための淡用炎口（１３）を備える複数個の淡燃
   焼部（１０）とを交互に並設し、前記濃燃焼部（３）に
   燃料ガスを供給する濃用ガス供給路（２３）と、前記淡
   燃焼部（１０）に燃料ガスを供給する淡用ガス供給路
   （２４）とを設けてある濃淡燃焼装置であって、 前記濃用ガス供給路（２３）に介装する濃用パッキン
   （２６ａ），（２６ｂ）と前記淡用ガス供給路（２４）
   に介装する淡用パッキン（２６ｃ）とを互いに連結する
   状態で一体的に形成し、かつ、前記濃用パッキン（２６
   ａ），（２６ｂ）の開口部にその濃用パッキン（２６
   ａ），（２６ｂ）とは異なる材料から形成したオリフィ
   ス（３４）を固着して介装してある濃淡燃焼装置。