JP3652063B2 - 濃淡燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い炎口面を一端側に備え、かつ、その炎口面に燃料ガスと燃焼用空気との濃混合気を噴出して燃焼させる濃炎口部を備えた複数の濃用バ−ナを前記炎口面の幅方向に間隔を隔てて並設し、前記濃用バ−ナの炎口面どうしの間に燃料ガスと燃焼用空気との淡混合気を噴出して燃焼させる細長い淡炎口部を設けてある濃淡燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記濃淡燃焼装置は、濃用バ−ナの濃炎口部に生成される濃火炎によって淡炎口部に生成される淡火炎を保炎しながら燃焼させるもので、従来においては、並設する複数の濃用バ−ナの全てが、その炎口面の長手方向に多数の濃炎口部を備え、かつ、その濃炎口部の数も同数に構成されていた（例えば、特開平８ー２００６２７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示のものを含み、従来の濃淡燃焼装置では、濃用バ−ナ全てが多数の濃炎口部を備えていたため、淡火炎に対する保炎効果は良いが、淡混合気に対する濃混合気の比率が大きくなって、装置全体として窒素酸化物であるＮＯｘの発生値が高くなるという問題があった。
その場合、ＮＯｘの発生を抑えるだけであれば、濃用バ−ナに設ける濃炎口部の数を減らすことも考えられるが、単に濃炎口部の数を減らすだけでは、淡火炎に対する保炎効果が悪くなり、不完全燃焼を起こすおそれがある。
【０００４】
本発明は、かかる問題に着目してなされたものであり、その目的は濃火炎によって淡火炎を良好に保炎しながら、しかも、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくして、ＮＯｘの発生を極力低減させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、炎口面の幅方向に間隔を隔てて並設する複数の濃用バ−ナを、その炎口面の長手方向に多数の濃炎口部を備えた第一濃用バ−ナと、その炎口面の長手方向に前記第一濃用バ−ナよりも少ない数の濃炎口部を備えた第二濃用バ−ナとから構成してある。
つまり、並設する複数の濃用バ−ナを、多数の濃炎口部を備えた保炎効果のよい第一濃用バ−ナと、濃混合気の低下に寄与する第二濃用バ−ナとから構成するものであるから、第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナとを適宜選択して並設することにより、濃用バ−ナの炎口面どうしの間に生成される淡火炎に対する保炎効果を損なうことなく、淡混合気に対する濃混合気の比率を低下させることが可能となり、装置全体としてのＮＯｘの発生を極力低減させることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明によれば、前記濃用バ−ナの並設方向の両端部に前記第一濃用バ−ナを配設し、その両端部に配設された第一濃用バ−ナの間に前記第二濃用バ−ナを配設してある。
つまり、前記濃用バーナの並設方向の両端部に第一濃用バ−ナを配設することにより、その両端部の外側に淡混合気が流出するのを防ぐことができ、十分に淡混合気を燃焼させることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によれば、前記第一濃用バ−ナと前記第二濃用バ−ナとが、その炎口面の長手方向両端近くに前記濃炎口部を備えている。
つまり、前記第一濃用バ−ナと前記第二濃用バーナの炎口面の長手方向両端近くに前記濃炎口部を設けることにより、その両端部外側に淡混合気が流出するのを防ぐことができ、十分に淡混合気を燃焼させることができる。
そして、上記請求項２に記載のように、前記濃用バ−ナの並設方向の両端部に前記第一濃用バ−ナを配設し、その両端部に配設された第一濃用バ−ナの間に前記第二濃用バ−ナを配設する場合には、上述した作用との協働により、前記濃用バ−ナの並設方向にも、炎口面の長手方向にも、両端部から外側への淡混合気の流出を防ぎ、より一層効果的に淡混合気を燃焼させることができる。
また、前記濃用バ−ナの並設方向と炎口面の長手方向の両端部よりも外側に、濃淡燃焼装置の結露等を防ぐためのエアーカーテン部が設けられている濃淡燃焼装置においては、このエアーカーテン部に淡混合気が流出するのを防ぎ、濃淡燃焼装置の結露などを防ぎながら、不完全燃焼等の問題が起こることを防止することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によれば、前記第一濃用バ−ナの濃炎口部が、前記炎口面にほぼ等間隔に備えられ、前記第一濃用バ−ナの濃炎口部と第二濃用バ−ナの濃炎口部とを、それぞれ複数個のスリット状の炎孔で構成してある。
つまり、前記第一濃用バ−ナの炎口面に、スリット状の炎孔を数個１ブロックとして、このブロックを複数個ほぼ等間隔に設ける構成としている。
そして、スリット状の炎孔に濃火炎が生成されるので、淡混合気との接触面積が増えるので、淡混合気を十分に燃焼させることができる。また、第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナの濃炎口部を複数個のスリット状の炎孔で構成することにより、前記濃用バ−ナに隣接する淡炎口部から噴出される淡混合気を十分に燃焼させることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によれば、前記第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナとの炎口面の長手方向両端近くに位置する濃炎口部において、各濃炎口部を構成するスリット状の炎孔のうち、最端に位置する炎孔を炎孔を炎口面から遠ざかる方向に突出するＶ字状の炎孔で構成してある。
つまり、上記請求項３の発明に記載したように、第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナの濃炎口部を、炎口面の長手方向両端近くに備えているが、その最端に位置する炎孔の外側に突出するＶ字状の炎孔を設けることにより、より一層炎口面の外側方にまで濃火炎を生成させ、淡混合気をより効果的に燃焼させることができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明によれば、前記濃用バ−ナの並設方向において、互いに隣接する第一濃用バ−ナの間にひとつまたは複数の第二濃用バ−ナを配設してある。
つまり、前記濃用バ−ナの並設方向に隣接する２つの第一濃用バ−ナを１ブロックとして、このブロックでひとつの濃淡燃焼ゾーンが形成され、その濃淡燃焼ゾーンにおいては、淡混合気が確実に燃焼される。
従って、このようなブロックを複数個形成することにより、高負荷での濃淡燃焼が可能になると共に、請求項２に記載のように、濃用バ−ナの並設方向の両端部に第一濃用バ−ナを配設し、さらに、請求項３に記載のように、第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナの炎口面の長手方向両端近くに濃炎口部を備えさせる場合には、淡混合気全てを確実に燃焼させて、装置全体としてＮＯｘの発生を低減しながら高負荷燃焼が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１と図２に示すように、濃淡燃焼装置は、バ−ナケ−ス１やバ−ナケ−ス１内に内装の箱状枠体２などを備え、複数の偏平な板金製の濃用バ−ナ３が、箱状枠体２内に所定の間隔を隔てて並設されて収納されている。
前記バ−ナケ−ス１の下方には、燃焼用空気を供給するファン４が設けられ、その吐出口がバ−ナケ−ス１の底部と箱状枠体２の底部との間に形成の空気室５に連通されている。
【００１２】
前記濃用バ−ナ３は、一連の板材を折り曲げて形成され、空気混合率の小さい濃混合気を噴出して燃焼させるためのもので、第一濃用バ−ナ３ａと第二濃用バ−ナ３ｂとからなる。図３に示すように、第一濃用バ−ナ３ａにおいては、その上面の細長い炎口面６に濃混合気を噴出するための濃炎口部７と濃混合気を噴出しない無炎口部８とが、炎口面の長手方向に沿ってほぼ等間隔に交互に配設されている。そして、この濃炎口部７は、スリット状の炎孔７ａの３つで構成されている。
この第一濃用バ−ナ３ａには、各濃炎口部７に連通する濃用混合室９と、この濃用混合室９に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する濃用導入口１０が設けられている。
【００１３】
前記第二濃用バ−ナ３ｂは、上面の炎口面６に、炎口面の長手方向の両端部だけに、濃混合気を噴出するための濃炎口部７が設けられ、この濃炎口部７は、スリット状の炎孔７ａの３つで構成されている。また、第一濃用バ−ナ３ａと同じように、各濃炎口部７に連通する濃用混合室９と、この濃用混合室９に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する濃用導入口１０が設けられている。
【００１４】
このような構成の第一濃用バ−ナ３ａと第二濃用バ−ナ３ｂを炎口面６の幅方向に間隔を隔てて、図５に示すように交互に並設する。
また、隣接する両濃用バ−ナ３ａ，３ｂどうしの間には、空気混合率の大きい淡混合気を噴出する細長い淡炎口部１４を備えた淡用混合室１５が形成されている。前記淡用混合室１５に燃料ガスと燃焼用空気との混合気を供給する淡用ガス導通路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淡用導入口１２とが設けられ、淡用ガス導通路１１には多数の噴出孔１３が穿設されている。そして、箱状枠体２の底壁を形成する整風用の多孔板１６を介して前記空気室５から上方に向けて燃焼用空気を供給し得るように構成されている。
【００１５】
両濃用バ−ナ３ａ，３ｂに設けられた濃用導入口１０と淡用導入口１２とは、全て同一方向に向けて並設され、その全面に濃用の燃料ガスと淡用の燃料ガスとを分配供給するガスヘッダ１７が設けられ、そのガスヘッダ１７に取り付けられた濃用ガスノズル１８が、各濃用導入口１０に、淡用ガスノズル１９が、各淡用導入口１２にそれぞれ臨んでいて、各ガスノズル１８，１９からの燃料ガスの吹き込みによるエゼクタ作用で、空気室５の燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、各導入口１０，１２に導入するように構成されている。
また、ガスヘッダ１７に取り付けられた濃用ガスノズル１８、淡用ガスノズル１９に燃料用ガスを供給するための図外のガス供給路に開閉弁、供給ガス量を調整する調整弁がそれぞれ備えられ、装置全体として、所望の加熱量に合わせて調整することができる。
【００１６】
両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの一側面には、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの側面とほぼ同じ形状の板金製のカバ−板２１が設けられ、そのカバ−板２１が両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの長手方向両端部において、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂにかしめられて取り付けられ、その取付状態において、カバ−板２１の両端部に形成の折曲部２２が両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの側面に接当して、淡用混合室１５内の淡混合気が、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの長手方向の端部側に流出するのを防止するように構成されている。
各カバ−板２１には、４枚の板金製の整流板２３が取り付けられ、各整流板２３の上端が、炎口面６とほぼ同じ高さになるように構成されている。
【００１７】
具体的に燃焼過程を説明すると、ガス供給路により供給された燃料ガスを、濃用ガスノズル１８、淡用ガスノズル１９を通して、エゼクタ作用により空気室５の燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、濃用導入口１０、淡用導入口１２にそれぞれ導入する。
そして、濃用導入口１０より供給された燃料ガスと空気室５より供給された燃焼用空気とを濃用混合室９で混合され、空気混合率の小さい濃混合気を、図３に示す炎口面６の濃炎口部７より噴出する。また一方で、淡用導入口１２より供給された燃料ガスと空気室５より供給された燃焼用空気とを、淡用ガス導通路１１を通して淡用ガス導通路１１に穿設されている多数の噴出孔１３から噴出し淡用混合室１５で混合され、淡炎口部１４から空気混合率の大きい淡混合気を噴出する。このように、濃炎口部７から噴出される濃混合気を燃焼させ、濃炎口部７に生成される濃火炎により、淡混合気を燃焼させる。
【００１８】
その際、図４に示されるように、第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナとを交互に並設することにより、濃火炎による淡混合気に対する保炎効果を損なうことなく、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすることができる。
つまり、濃淡燃焼装置の燃焼特性が示された図５のように、燃焼における空気比を大きくすると、言い換えるならば、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくすると、ＮＯｘの発生値を低減する。また、極端に空気比を大きくすると、一酸化炭素であるＣＯの発生が増大するので、空気比を適宜選択することにより、濃火炎による淡混合気に対する保炎効果を損なうことなく、ＮＯｘの発生を低減しながら、ＣＯの発生を抑制することができる。
【００１９】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態記載の第二濃用バ−ナ３ｂを次のような構成としてもよい。上面の炎口面６に、濃混合気を噴出するための濃炎口部７を、炎口面長手方向の両端部に設けると共に、その間にひとつまたは複数の濃炎口部７を設ける構成としてもよい。
【００２０】
つまり、第二濃用バ−ナ３ｂは、複数の濃炎口部７を設けた第一濃用バ−ナ３ａよりも、濃炎口部７の数が少ないものであればよい。例えば図６に示すように、炎口面の長手方向の両端部とほぼ中央部に設ける構成としてもよい。
また、第二濃用バ−ナ３ｂは、ひとつに限らず、濃炎口部７の数が異なるものが複数あってもよい。例えば、濃炎口部７を、３つ備えた第二濃用バ−ナ３ｂと２つ備えた第二濃用バ−ナ３ｂとを混在させて実施することもできる。
【００２１】
（２）上記実施形態では、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂを交互に並設する構成としたが、さらに、淡混合気に対する濃混合気の比率を小さくするように、第一濃用バ−ナ３ａの間の第二濃用バ−ナ３ｂの数を増やす配列の構成としてもよい。例えば図７に示すように第一濃用バ−ナ３ａの間に第二濃用バ−ナ３を２つ並設する構成としてもよく、また、第二濃用バ−ナ３ｂを３つ以上並設する構成としてもよい。
【００２２】
（３）上記実施形態では、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂを交互に並設する構成としたが、燃焼量を変更調節可能になるように、図８に示すような配列の構成としてもよい。
つまり、ブロック１，２の濃用バ−ナ３の並設方向の両端部に第一濃用バ−ナ３ａを配設し、淡混合気に対する保炎効果を損なうことなく、燃焼量を変更調節可能になるような配列にしてもよい。燃焼量の変更調節として、ブロック１だけを燃焼させるような場合と、ブロック２だけ燃焼させるような場合と、ブロック１と２を共に燃焼させるような場合との三段階に燃焼量を変更調節可能になるような構成としてもよい。
【００２３】
（４）上記実施形態記載の両濃用バ−ナ３ａ，３ｂにおいて、濃炎口部７を次のような構成としてもよい。図９に示すように炎口面長手方向の両端縁２５を三角山形に形成した場合、両濃用バ−ナ３ａ，３ｂの炎口面の長手方向両端において、各濃炎口部７を構成するスリット状の炎孔のうち、最端に位置する炎孔を炎口面から遠ざかる方向に突出するＶ字状の炎孔７ｂで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】濃淡燃焼装置の一部切欠き斜視図
【図２】濃淡燃焼装置の縦断正面図
【図３】濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの斜視図
【図４】濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図５】濃淡燃焼装置の燃焼特性グラフ
【図６】別実施形態の濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図７】別実施形態の濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図８】別実施形態の濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの配列図
【図９】濃淡燃焼装置を構成する濃用バ−ナの両端部の拡大図
【符号の説明】
３ａ 第一濃用バ−ナ
３ｂ 第二濃用バ−ナ
６ 炎口面
７ 濃炎口部
７ａ スリット状の炎孔
７ｂ Ｖ字状の炎孔
１４ 淡炎口部

Claims (6)

1. 細長い炎口面を一端側に備え、かつ、その炎口面に燃料ガスと燃焼用空気との濃混合気を噴出して燃焼させる濃炎口部を備えた複数の濃用バ−ナを前記炎口面の幅方向に間隔を隔てて並設し、前記濃用バ−ナの炎口面どうしの間に燃料ガスと燃焼用空気との淡混合気を噴出して燃焼させる細長い淡炎口部を設けてある濃淡燃焼装置であって、
   前記濃用バ−ナを、その炎口面の長手方向に多数の濃炎口部を備えた第一濃用バ−ナと、その炎口面の長手方向に前記第一濃用バ−ナよりも少ない数の濃炎口部を備えた第二濃用バ−ナとから構成してある濃淡燃焼装置。
2. 前記濃用バ−ナの並設方向の両端部に前記第一濃用バ−ナを配設し、その両端部に配設された第一濃用バ−ナの間に前記第二濃用バ−ナを配設してある請求項１に記載の濃淡燃焼装置。
3. 前記第一濃用バ−ナと前記第二濃用バ−ナとが、その炎口面の長手方向両端近くに前記濃炎口部を備えている請求項１または２に記載の濃淡燃焼装置。
4. 前記第一濃用バ−ナの濃炎口部が、前記炎口面にほぼ等間隔に備えられ、前記第一濃用バ−ナの濃炎口部と第二濃用バ−ナの濃炎口部とを、それぞれ複数個のスリット状の炎孔で構成してある請求項１〜３のいずれか１項に記載の濃淡燃焼装置。
5. 前記第一濃用バ−ナと第二濃用バ−ナとの炎口面の長手方向両端近くに位置する濃炎口部において、各濃炎口部を構成するスリット状の炎孔のうち、最端に位置する炎孔を炎口面から遠ざかる方向に突出するＶ字状の炎孔で構成してある請求項４に記載の濃淡燃焼装置。
6. 前記濃用バ−ナの並設方向において、互いに隣接する第一濃用バ−ナの間にひとつまたは複数の第二濃用バ−ナを配設してある請求項１〜５のいずれか１項に記載の濃淡燃焼装置。

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