JP4036605B2 - Concentration burner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃混合気用炎口が濃混合気の流れ方向での下流側に相当する一端側に形成された偏平な濃混合部と、淡混合気用炎口が淡混合気の流れ方向での下流側に相当する一端側に形成された偏平な淡混合部とが、その厚み方向を並設方向として交互に並設されている濃淡燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような濃淡燃焼装置は、淡混合部にて希薄な燃焼を行わせて、全体として燃料ガスに対して比較的多量の空気を混合して燃焼させて、窒素酸化物であるNOxの発生を極力抑えるようにしつつ、淡混合気用炎口から吐出される淡混合気を濃混合気用炎口に生成される濃火炎により保炎しながら燃焼させて、安定した燃焼が行えるように構成しているものである。
【0003】
そして、このような濃淡燃焼装置において、例えば、図9および図10に示すように、淡混合部33には、淡混合気用炎口34から吐出する淡混合気を整流する整流板31が、淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈しかつ濃混合部32と淡混合部33との並設方向と直交する炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる状態で、前記並設方向に沿って複数枚設けられ、加えて、淡混合気の流動により淡混合気用炎口34に渦流を発生させるために、波板の整流板31よりも幅広の渦流形成部材Uを設けられているものがある(例えば、特開2000−39112号公報)。
【0004】
前記渦流形成部材Uについて説明を加えると、淡混合気の吐出方向視にて、直線状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる板状の第1渦流形成部材35と、淡混合気の吐出方向視にて、ほぼ三角形状に形成されている第2渦流形成部材36とが、渦流形成部材Uとして設けられている。
そして、第1渦流形成部材35が、淡混合気の吐出方向視にて、波形状の整流板31の厚みよりも幅広に形成され、淡混合気用炎口34における前記並設方向の両端部と中間部とに設けられ、第2渦流形成部材36が、淡混合気の吐出方向視にて、前記炎口長手方向に沿う複数箇所に設けられ、図12に示されているように、第1渦流形成部材35および第2渦流形成部材36に積極的に渦流を発生させ、その渦流の発生により淡混合気用炎口34における第1渦流形成部材35および第2渦流形成部材36の位置する箇所を高温にさせる高温作用を作用させて、淡火炎のリフト現象を抑えるようにしている。
【0005】
要するに、上述のような濃淡燃焼装置は、渦流形成部材を設けることにより、渦流を積極的に発生させて、淡火炎のリフト現象を抑えるとともに、整流板を設けることにより、淡混合気が淡混合気用炎口の全体に分散して吐出するように整流させることにより、淡混合気用炎口における淡混合気の燃焼状態の向上を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の濃淡燃焼装置では、淡混合気の吐出方向視にて、前記炎口長手方向に沿う炎口長手幅のうち、部分的に第2渦流形成部材が設けられているために、その第2渦流形成部材に発生する渦流による高温作用を前記炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたって作用させにくいものであり、また、第1渦流形成部材が、淡混合気の吐出方向視にて、淡混合気用炎口における前記並設方向の両端部と中間部とだけに設けられているために、その第1渦流形成部材に発生する渦流による高温作用を前記並設方向と同方向の炎口短手方向に沿う炎口短手幅の全幅にわたって作用させにくいものとなる。
その結果、淡混合気用炎口の全体にわたり、リフト現象を抑えにくい虞があった。
【0007】
また、上記従来の濃淡燃焼装置では、淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈する整流板を並設方向に沿って複数枚設けているので、淡混合気用炎口の開口面積をほぼ均一にするために、並設方向において隣合う整流板を波形状の山と谷とを接触させるように、並設方向において隣合う整流板の炎口長手方向における相対位置をきっちり合わせて製作しなければならず、その製作が難しいものとなる。
すなわち、例えば、図11の(イ)や(ロ)に示すように、並設方向において隣合う整流板の相対位置が炎口長手方向にずれると、開口面積が大きい箇所と小さい箇所とができることとなって、淡混合気用炎口から吐出する淡混合気の量をほぼ均一にすることができなくなり、淡混合気用炎口における燃焼状態が悪化する虞があるので、上述の如く、並設方向において隣り合う整流板の炎口長手方向における相対位置をきっちり合わせて製作する必要があり、そのために、製作しにくいものとなる。
【0008】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、淡混合気における開口面積をほぼ均一にするための構成の製作を容易にしながら、淡混合気炎口から吐出する淡混合気のリフト現象を的確に抑制して、燃焼状態の向上を図ることが可能となる濃淡燃焼装置を提供する点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1に記載の発明によれば、濃混合気用炎口が濃混合気の流れ方向での下流側に相当する一端側に形成された偏平な濃混合部と、淡混合気用炎口が淡混合気の流れ方向での下流側に相当する一端側に形成された偏平な淡混合部とが、その厚み方向を並設方向として交互に並設されている濃淡燃焼装置において、
前記淡混合部に、その淡混合気用炎口から吐出する淡混合気を整流するための整流板が、前記淡混合気の吐出方向視にて、前記並設方向と直交する炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる状態で設けられ、
前記整流板が、前記淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる波板体の複数枚と、直線状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる平板体の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けられ、
前記複数枚の平板体のうちで、前記並設方向において前記淡混合気用炎口のほぼ中央に位置する特定の平板体が、前記並設方向に沿う幅を、他の平板体よりも大きくなるように構成され且つその淡混合気の吐出方向に沿う長さを前記他の平板体および前記波板体よりも長くなるように構成され、
前記淡混合部における前記淡混合気用炎口に至るまでの淡混合気流路部分には、前記淡混合気の吐出方向と直交する方向に沿う姿勢で、前記淡混合気用炎口の長手方向に沿って多数の孔が形成されている平らな板状の分布板体が前記淡混合気の吐出方向に沿って複数並べて設けられ、かつ、前記淡混合気の吐出方向に隣合う分布板体において、一方の分布板体における孔の形成位置と他方の分布板体における孔の形成位置とが、前記淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成されている。
【0010】
すなわち、淡混合気を整流するための整流板が、淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる波板体の複数枚と、直線状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる平板体の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けられているので、淡混合気の吐出方向視にて、並設方向において隣合う整流板の相対位置が炎口長手方向にずれても、直線状を呈する平板体を波形状を呈する波板体に接触させることにより、淡混合気用炎口における開口面積をほぼ均一になるように製作することが可能となるとともに、淡混合気が、淡混合気用炎口の全体に分散して吐出するように整流させることができることとなる。
【0011】
そして、整流板が、淡混合気の吐出方向視にて、波板体の複数枚と平板体の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けられ、複数枚の平板体のうちで、前記並設方向において前記淡混合気用炎口のほぼ中央に位置する特定の平板体が、前記並設方向に沿う幅を、他の平板体よりも大きくなるように構成されているので、特定の平板体にて積極的に渦流を発生させて、その渦流により淡混合気用炎口における特定の平板体の位置する箇所を高温にさせる高温作用を主として作用させるとともに、特定の平板体以外の他の平板体においても、その平板体により負圧となる部分を存在させて、その負圧により淡混合気用炎口における特定の平板体以外の他の平板体の位置する箇所を高温にさせる高温作用をも作用させるものとなる。
したがって、前記炎口長手方向に沿う方向において、特定の平板体に発生される渦流による高温作用、および、平板体における負圧による高温作用により、炎口長手幅の全幅にわたって高温作用させるものとなるとともに、前記並設方向において、特定の平板体における渦流による高温作用、および、それに加えて、特定の平板体に隣接する平板体における負圧による高温作用によって、前記並設方向と同方向の炎口短手方向に沿う炎口短手幅の全幅にわたって高温作用させるものとなって、淡混合気用炎口の全体にわたって高温作用させることが可能となる。
つまり、淡混合気用炎口の全体にわたり高温作用させて、リフト現象を抑制することが可能となる。
【0012】
また、特定の平板体をその並設方向に沿う幅を、他の平板体よりも大きくなるように構成しているので、その特定の平板体の熱容量が大きくなり、波板体における淡混合気の吐出方向の下流端などの熱を特定の平板体を通して淡混合気の吐出方向の上流側へ伝導して冷却する、すなわちクエンチング効果を作用させることができ、波板体における淡混合気の吐出方向の下流端などの局所的高温部の温度を下げることが可能となって、例えば、淡混合気用炎口から少量の淡混合気を吐出させる低負荷燃焼において、淡火炎が淡混合気用炎口よりも淡混合気の吐出方向の上流側に逆流する、いわゆる逆火の発生を防止することが可能となり、淡混合気用炎口における燃焼状態の向上を図ることが可能となる。
【0013】
ちなみに、複数枚の平板体のうちで、前記並設方向において前記淡混合気用炎口のほぼ中央に位置する特定の平板体が、前記並設方向に沿う幅を、他の平板体よりも大きくなるように構成されているので、例えば、淡混合気用炎口の全体にわたって高温作用させるために、平板体のすべてが、前記並設方向に沿う幅を比較的大きくするように構成するものと比べて、淡混合気用炎口における開口面積を大きくしながら、淡混合気用炎口の全体にわたって高温作用させることが可能となり、淡混合気用炎口から多量の淡混合気を吐出させる高負荷燃焼においても、淡混合気の燃焼状態を向上させることが可能となる。
【0014】
以上のことをまとめると、請求項1に記載の発明によれば、淡混合気における開口面積をほぼ均一にするための構成の製作を容易にしながら、淡混合気炎口から吐出する淡混合気のリフト現象を的確に抑制して、燃焼状態の向上を図ることが可能となる濃淡燃焼装置を提供することができるに到った。
又、淡混合気は、淡混合気の吐出方向と直交する方向に沿う姿勢で、前記淡混合気の吐出方向に沿って複数並べて設けられた平らな板状の分布板体に形成された多数の孔を通過して、淡混合気用炎口から吐出されることとなるが、淡混合気の吐出方向に隣合う分布板体において、一方の分布板体における孔の形成位置と他方の分布板体における孔の形成位置とが、前記淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成されているので、分布板体に形成されている孔を通過するごとに、淡混合気の流動する方向が変更されることとなり、淡混合気用炎口から吐出する淡混合気の流速を低減し、淡混合気のリフト現象を抑制することが可能となるとともに、淡混合気の混合促進を図ることが可能となる。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、前記特定の平板体における前記並設方向に沿う幅を、前記波板体における前記並設方向に沿う幅と同幅またはほぼ同幅になるように構成されている。
【0016】
すなわち、特定の平板体における前記並設方向に沿う幅を大きくする方が、淡混合気用炎口において淡混合気が吐出しない箇所の面積を大きくすることができ、的確に渦流を発生させることが可能となるが、逆に、淡混合気用炎口において混合気が吐出しない箇所の面積を大きくし過ぎると、特定の平板体に大きな渦流が発生し、その渦流の影響を受けることとなって、前記並設方向において、淡混合気用炎口から吐出する淡混合気の上記リフト抑制効果の均一化が難しいものとなるので、特定の平板体における前記並設方向に沿う幅を的確な大きさにすることが望まれる。
請求項2に記載の発明によれば、特定の平板体における前記並設方向に沿う幅を、隣合う波板体における前記並設方向に沿う幅と同幅またはほぼ同幅になるように構成することにより、特定の平板体における前記並設方向に沿う幅を、渦流を的確に発生させ、かつ、前記並設方向において、淡混合気用炎口から吐出する淡混合気の量の均一化を図ることが可能となる幅に構成することができ、渦流を的確に発生させながら、前記並設方向において淡混合気用炎口から吐出する淡混合気の上記リフト抑制効果の均一化を図ることができることとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明による濃淡燃焼装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この濃淡燃焼装置は、図1〜4に示すように、バーナケ−ス1やバーナケ−ス1内に内装の角筒状の箱状枠体2などを備え、複数の偏平な板金製の濃混合部としての濃用バーナ3と、複数の偏平な板金製の淡混合部としての淡用バーナ4とが、その厚み方向を並設方向として交互に並設されて箱状枠体2内に収納されている。なお、前記並設方向の両端部には、濃用バーナ3が配設されるようにしている。
また、前記バーナケ−ス1の下方には、燃焼用空気を供給するファン5が設けられ、その吐出口がバーナケ−ス1の底部と箱状枠体2の底部との間に形成の空気室6に連通されている。
【0020】
前記濃用バーナ3は、図6に示すように、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、その上面側には、複数のスリット状の炎孔7aからなる濃混合気用炎口7が形成されている。
そして、この濃混合気用炎口7に連通する濃混合気流路8が、濃用バーナ3の幅方向の両側に膨出する状態で設けられ、濃混合気用炎口7と反対側の端部には、燃料ガスと燃焼用空気とを導入する濃用導入口9が設けられている。
【0021】
前記淡用バーナ4は、図7に示すように、空気混合率の大きい淡混合気を噴出して燃焼させるためのもので、その上面側には、細長い矩形の開口からなる淡混合気用炎口10が形成されている。そして、この淡混合気用炎口10に連通する淡混合気流路部分としての淡混合気流路11が、淡用バーナ4の幅方向の両側に膨出する状態で設けられ、淡混合気用炎口10とは反対側の端部には、燃料ガスと燃焼用空気とを導入する淡用導入口12が設けられている。
【0022】
前記淡混合気流路11は、濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向視において、淡用導入口12の反対側である横他側部において反転状態で屈曲する屈曲流路11aを備え、その屈曲流路11aによる屈曲作用にて、淡用導入口12から導入された燃料ガスと燃焼用空気は、その流れ方向が反転されて、淡混合気用炎口10に向けて流動するように構成されている。
そして、前記淡混合気流路11のうち、屈曲流路11aから淡混合気用炎口10に至る流路部分には、図2に示すように、淡混合気の流れを規制して淡混合気用炎口10に向けて流れる淡混合気の量を淡混合気用炎口10の全体に亘って均一化する平らな板状の通流孔形成体16、淡混合気用炎口10の長手方向に沿って多数の孔17が形成されている平らな板状の分布板体18が設けられている。
【0023】
この通流孔形成体16は、図8の(ハ)に示すように、平らな板状の板体で形成され、かつ、淡混合気の流れを規制して通流させるとともに、淡混合気を整流するための通流孔16aを備えていて、その通流孔形成体16の幅Dが、淡混合気流路11の幅とほぼ同一に構成されている。
前記通流孔形成体16の通流孔16aは、、その長手方向一側方端部から他側方端部に向けて連続して開口し、その開口幅が3段階になるように形成されている。
そして、このような構成の通流孔形成体16が、濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向視において、大開口幅D1側を淡用導入口12側に、小開口幅D3側を淡用導入口12と反対側に位置させた状態で淡用バーナ4に取付けられている。
【0024】
ちなみに、通流孔形成体16の通流孔16aは、その開口幅が、大開口幅D1:中開口幅D2:小開口幅D3=4:2:1になるように形成され、かつ、通流孔形成体16の長手方向の全長T:開口幅が大開口幅D1の長手方向の長さT1:開口幅が中開口幅D2の長手方向の長さT2:開口幅が小開口幅D3の長手方向の長さT3=10:4.5:3:2.5となるように形成されている。
【0025】
前記分布板体18が、淡混合気の吐出方向と直交する方向に沿う姿勢で、淡混合気の吐出方向に沿ってふたつ並べて設けられ、淡混合気の吐出方向において、下流側に配設されている第1分布板体18aに形成されている多数の孔17aの形成位置と上流側に配設されている第2分布板体18bに形成されている多数の孔17bの形成位置とが、淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成されている。
【0026】
具体的に説明すると、第1分布板体18aには、図8の(イ)に示すように、例えば、直径3mmの孔17aが、その形成位置が淡混合気用炎口10の長手方向に沿って4列となるように形成され、かつ、第2分布板体18bには、図8の(ロ)に示すように、例えば、直径3mmの孔17bが、その形成位置が淡混合気用炎口10の長手方向に沿って2列となるように形成されて、第1分布板体18aの孔17aの形成位置と第2分布板体18bの孔17bの形成位置とが、淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成されている。
【0027】
このようにして、淡用導入口12から導入された燃料ガスと燃焼用空気は、通流孔形成体16により、淡混合気流路11における屈曲流路11aによる屈曲作用にて、その流れ方向が反転され、通流孔形成体16の通流孔16a内を通流することにより、淡混合気用炎口10に向けて流れる淡混合気は、その量が淡混合気用炎口10の全体に亘って均一化される。
さらに、通流孔形成体16の通流孔16a内を通過した淡混合気は、第2分布板体18bに形成された孔17bを通過したのち、その流れ方向が変更されて、第1分布板体18aに形成された孔17aを通過することにより、淡混合気の流速が低減されるとともに、淡混合気の混合が促進される。
【0028】
以上の如く、淡用導入口12から導入された燃料ガスと燃焼用空気は、通流孔形成体16により、淡混合気用炎口10に向けて流れる淡混合気は、その量が淡混合気用炎口10の全体に亘って均一化され、さらに、第2分布板体18bおよび第1分布板体18aにより、淡混合気の流速が低減されるとともに、淡混合気の混合が促進されたのち、淡混合気用炎口10から吐出することとなり、淡火炎のリフト現象の抑制、および、淡混合気用炎口10から吐出される淡混合気の混合促進を図ることが可能となる。
【0029】
前記淡混合部4には、図3〜図5に示すように、淡混合気用炎口10から吐出される淡混合気を整流するための整流板13が、淡混合気の吐出方向視にて、前記並設方向と直交する炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる状態で設けられている。
そして、整流板13が、淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈しかつ炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる波板体15の複数枚と、直線状を呈しかつ炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる平板体14の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けられ、複数枚の平板体14のうちで、前記並設方向において淡混合気用炎口10のほぼ中央に位置する特定の平板体14aが、前記並設方向に沿う幅を、他の平板体14bよりも大きくなるように構成されている.
具体的には、特定の平板体14aにおける前記並設方向に沿う幅を、波板体15における濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向に沿う幅と同幅(またはほぼ同幅)になるように構成されている。
ちなみに、平板体14および波板体15の長さは、淡混合気用炎口10の幅の約20倍になるように形成され、淡混合気の混合促進を的確に図ることができるように構成されている。
【0030】
説明を加えると、波板体15の複数枚と、平板体14の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けることにより、淡混合気の吐出方向視にて、並設方向において隣合う平板体14と波板体15との相対位置が炎口長手方向にずれても、直線状を呈する平板体14を波形状を呈する波板体15に接触させることにより、淡混合気用炎口10における開口面積をほぼ均一になるように製作するとともに、淡混合気が、淡混合気用炎口10の全体に分散して吐出するように整流させるように構成されている。
【0031】
そして、淡混合気の流動により、特定の平板体14aに積極的に渦流を発生させて、その渦流により淡混合気用炎口10における特定の平板体14aの位置する箇所を高温にさせる高温作用を主として作用させるとともに、特定の平板体14a以外の他の平板体14bにおいても、その平板体14bにより負圧となる部分を存在させて、その負圧により淡混合気用炎口10における特定の平板体14a以外の他の平板体14bの位置する箇所を高温にさせる高温作用をも作用させるように構成されている。
すなわち、淡混合気の流動により特定の平板体14aにおける渦流による高温作用にて、淡火炎のリフト現象を主として抑制し、その渦流による高温作用に加えて、その他の平板体14bにおける負圧による高温作用を作用させることにより、前記並設方向と直交する炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたって高温作用させるとともに、前記並設方向において、前記並設方向と同方向の炎口短手方向に沿う炎口短手幅の全幅にわたって高温作用させて、淡混合気用炎口10の全体にわたって高温作用させるように構成されている。
【0032】
なお、特定の平板体14aにおける並設方向に沿う幅は、大きいほど上述の高温作用を的確に作用させることができ、淡火炎のリフト現象を的確に抑制することが可能となるが、重量、コスト、および、装置のコンパクト化などの問題から現実的には数mmまでとしている。
【0033】
また、特定の平板体14aは、図3に示すように、その淡混合気の吐出方向に沿う長さを、他の平板体14bおよび波板体15よりも長くなるように構成しているので、その特定の平板体14aの伝熱面積を大きくして、その特定の平板体14aの熱容量を大きくし、波板体15における淡混合気の吐出方向の下流端などの熱を特定の平板体14aを通して淡混合気の吐出方向の上流側へ伝導して冷却する、すなわちクエンチング効果を作用させることができ、波板体15における淡混合気の吐出方向の下流端などの局所的高温部の温度を下げることが可能となって、淡混合気用炎口10から少量の淡混合気を吐出させる低負荷燃焼において、淡火炎が淡混合気用炎口10よりも淡混合気の吐出方向の上流側に逆流する、いわゆる逆火の発生を防止することが可能となる。
【0034】
したがって、淡混合気用炎口10の全体にわたり、淡火炎のリフト現象を抑制することができるので、例えば、濃用バーナ3と淡用バーナ4との燃料ガスの比率を、濃用バーナ:淡用バーナ=15%:85%にして、淡用バーナ4にて十分希薄な燃焼を行い、淡用バーナ4における淡混合気の流速を上げても、淡混合気用炎口10における淡火炎のリフト現象を的確に抑制することが可能となる。
しかも、少量の燃料ガスを燃焼させる低負荷燃焼においても、逆火の発生を抑制することができるので、上述のような濃用バーナ3と淡用バーナ4との燃料ガスの比率にて燃焼しても、多量の燃料ガスを燃焼させる高負荷燃焼および少量の燃料ガスを燃焼させる低負荷燃焼において、安定した燃焼を行うことができることとなる。
【0035】
前記濃用バーナ3に設けられた濃用導入口9と、淡用バーナ4に設けられた淡用導入口12とは、全て同一方向に向けて並設され、その並設状態において、濃用導入口9が上方に、淡用導入口12が下方に位置するように構成され、両導入口9,12の前面には、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19が設けられている。
このガスヘッダ19には、濃用ガスノズル20と淡用ガスノズル21とが設けられ、濃用ガスノズル20が、各濃用導入口9に、淡用ガスノズル21が、各淡用導入口12にそれぞれ臨んでいる。つまり、濃用ガスノズル20は、濃用バーナ3と同数の数だけ設けられ、淡用ガスノズル21は、淡用バーナ4と同数の数だけ設けられている。
【0036】
前記濃用導入口9は、開口面積が比較的小さく、主として各濃用ガスノズル20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6からガスヘッダ19側に流通する燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、各濃用導入口9に導入するように構成されている。
このようにして、各濃用導入口9から導入された燃料ガスと燃焼用空気とは、屈曲した濃混合気流路8内を通流する間に互いに十分に混合され、混合後の濃混合気が濃混合気用炎口7から吐出されて燃焼される。
【0037】
また、淡用導入口12は、濃用導入口9よりも開口面積が大きく、上述のエゼクタ作用による効果が得られず、空気室6からガスヘッダ19側に通流する燃焼用空気の一部を、主としてファン5の送風圧によって所定の割合で押し込み供給して、各淡用導入口12に導入するように構成されている。
つまり、図2に示すように、バーナケース1の内周と箱状枠体2の外周との間には、箱状枠体2やバーナケース1を冷却するために、空気室6からの空気の一部が通流する隙間が設けられているが、その隙間の断面積は小さいので、空気室6やバーナケース1内の空気圧が高くなって、空気室6内の空気の大部分が淡用導入口12に導入されるように構成されている。
このようにして、各淡用導入口12から導入された燃料ガスと燃焼用空気とは、屈曲した淡混合気流路11内を通流する間に互いに十分に混合され、混合後の淡混合気が淡混合気用炎口10から吐出されて燃焼される。
【0038】
また、ガスヘッダ19には、濃用ガスノズル20、淡用ガスノズル21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。
【0040】
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、特定の平板体における濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向に沿う幅を、波板体15における前記並設方向に沿う幅と同幅(またはほぼ同幅)になるように構成しているが、特定の平板体における前記並設方向に沿う幅をどのような幅にするかについては適宜変更が可能であり、他の平板体14bよりも大きくなるものであればよい。
【0041】
(2)上記実施形態では、淡混合気流路11のうち、通流孔形成体16から淡混合気用炎口10に至る流路部分には、多数の孔17が形成されている平らな板状の分布板体18が、淡混合気の吐出方向に沿ってふたつ並べて設けられている例を示したが、分布板体18の数はふたつに限られるものではなく、3つ以上としてもよく、この場合、淡混合気の吐出方向に隣合う分布板体18において、一方の分布板体18における孔17の形成位置と他方の分布板体18における孔17の形成位置とが、淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成している。
そして、分布板体18を設ける場合、その分布板体18における孔17の形状は適宜変更が可能である。
【0042】
(3)上記実施形態では、整流板13が、3枚の平板体14と4枚の波板体15とから構成している例を示したが、平板体14と波板体15の枚数は適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では、濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向において、淡混合気用炎口10における両端部に位置する整流板13が、波板体15となるように構成しているが、逆に、濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向において、淡混合気用炎口10における両端部に平板体14を位置させたり、濃用バーナ3と淡用バーナ4との並設方向において、淡混合気用炎口における一端部に平板体14を位置させ、他端部に波板体15を位置させるようにしてもよい。
【0043】
すなわち、整流板13は、平板体14と波板体15を並設方向に沿って交互に並設させるものであればよく、平板体14および波板体15の夫々の枚数については適宜変更が可能である。
【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側面図
【図3】濃淡燃焼装置の縦断背面図
【図4】濃淡燃焼装置の一部上面図
【図5】濃火炎と淡火炎とを示す図
【図6】濃用バーナの斜視図
【図7】淡用バーナの一部切欠き斜視図
【図8】分布板体および通流孔形成体の上面図
【図9】従来技術における濃淡燃焼装置の一部上面図
【図10】従来技術における濃火炎と淡火炎とを示す図
【図11】従来技術における整流板の構成についての説明図
【符号の説明】
3 濃混合部
4 淡混合部
7 濃混合気用炎口
10 淡混合気用炎口
11 淡混合気流路部分
13 整流板
14 平板体
14a 特定の平板体
15 波板体
17 分布板体における孔
18 分布板体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a flat rich mixing portion formed on one end side corresponding to the downstream side in the flow direction of the rich mixture, and the lean mixture flame port in the flow direction of the pale mixture. The flat light mixing part formed in the one end side corresponded in the downstream in is related with the density | concentration combustion apparatus by which the thickness direction is arranged in parallel by turns.
[0002]
[Prior art]
The above-described lean combustion apparatus performs lean combustion in the light mixing section, and mixes and burns a relatively large amount of air to the fuel gas as a whole, thereby generating NOx that is nitrogen oxides. It is configured so that stable combustion can be performed by burning the light mixture discharged from the light mixture flame outlet while holding the flame by the rich flame generated in the gas mixture flame mouth It is what you are doing.
[0003]
In such a light and dark combustion apparatus, for example, FIG.9And figure10As shown in the figure, the
[0004]
The eddy current forming member U will be described. The plate-like first eddy
The first
[0005]
In short, the above-described concentration combustion apparatus provides a vortex forming member to actively generate a vortex to suppress the lift phenomenon of the light flame, and to provide a rectifying plate so that the light mixture is lightly mixed. The rectification is performed so that the gas mixture is dispersed and discharged over the entire gas outlet, thereby improving the combustion state of the light mixture in the light mixture flame outlet.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional lean combustion apparatus, the second eddy current forming member is partially provided in the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction as viewed in the discharge direction of the light mixture. The high-temperature action caused by the vortex generated in the second vortex forming member is difficult to act over the entire width of the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction, and the first vortex flow forming member is disposed in the discharge direction of the light mixture. Since it is provided only at both ends and the intermediate portion in the juxtaposed direction in the light mixture flame opening, the high-temperature action due to the vortex generated in the first vortex forming member is It becomes difficult to make it act over the full width of the flame-mouth short width along the flame-mouth short direction of the same direction.
As a result, there is a possibility that it is difficult to suppress the lift phenomenon over the whole light mixture flame outlet.
[0007]
Further, in the above-described conventional lean combustion apparatus, a plurality of rectifying plates having a wave shape are provided along the juxtaposed direction as viewed in the discharge direction of the light mixture, so that the opening area of the light mixture flame opening is increased. In order to make it almost uniform, the adjacent rectifying plates in the juxtaposed direction are manufactured by matching the relative positions of the adjacent rectifying plates in the longitudinal direction of the flame throat so that the corrugated peaks and valleys are in contact with each other. It must be done and its production becomes difficult.
That is, for example, figure11As shown in (b) and (b), when the relative position of the adjacent flow straightening plates in the juxtaposed direction is shifted in the longitudinal direction of the flame outlet, a portion having a large opening area and a portion having a small opening area can be formed. Since the amount of the light mixture discharged from the gas flame outlet cannot be made almost uniform and the combustion state at the light mixture flame mouth may be deteriorated, as described above, it is adjacent to the juxtaposed direction.RIt is necessary to manufacture the matching current plate in the longitudinal direction of the flame outlet exactly, which makes it difficult to manufacture.
[0008]
The present invention has been made paying attention to such a point, and its purpose is to facilitate the production of a configuration for making the opening area of the light mixture substantially uniform, while facilitating the production of the light discharged from the light mixture flame opening. The object of the present invention is to provide a concentration combustion apparatus capable of accurately suppressing the lift phenomenon of the air-fuel mixture and improving the combustion state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the first aspect of the present invention, a flat rich mixing portion in which the rich mixture flame opening is formed on one end side corresponding to the downstream side in the flow direction of the rich mixture. And a flat light mixing portion formed on one end side corresponding to the downstream side in the flow direction of the light mixture are alternately arranged in parallel with the thickness direction as the parallel direction. In the light and dark combustion device
A rectifying plate for rectifying the light mixture discharged from the light mixture outlet into the light mixture portion is a flame port longitudinal direction orthogonal to the juxtaposed direction as viewed in the discharge direction of the light mixture It is provided in a state that spans the entire width of the flame outlet longitudinal width along
The rectifying plate has a wave shape and a plurality of corrugated plate bodies extending over the entire width of the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction as viewed in the discharge direction of the light mixture, and has a straight shape and A plurality of flat plates extending over the entire width of the flame port longitudinal direction along the flame port longitudinal direction are provided in a state of being alternately positioned along the parallel arrangement direction,
Of the plurality of flat plates, in the juxtaposed direction, substantially in the flame outlet for the light mixtureIn the centerThe specific flat plate positioned is configured to have a width along the parallel arrangement direction larger than that of the other flat plate.And the length along the discharge direction of the light mixture is configured to be longer than the other flat plate and the corrugated plate,
In the light mixture flow path portion leading to the light mixture flame outlet in the light mixture portion, the longitudinal direction of the light mixture flame mouth is in a posture along a direction orthogonal to the discharge direction of the light mixture A plurality of flat plate-like distribution plates having a plurality of holes formed along the discharge direction of the light mixture, and provided adjacent to the discharge direction of the light mixture The hole forming position in one distribution plate body and the hole forming position in the other distribution plate body are different from each other when viewed in the discharge direction of the light mixture.ing.
[0010]
That is, the rectifying plate for rectifying the light mixture is a plurality of corrugated plate bodies that have a wave shape in the discharge direction of the light mixture and span the full width of the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction. And a plurality of flat plates that are linear and span the entire width of the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction, and are provided in a state of being alternately positioned along the juxtaposed direction. Even when the relative position of the rectifying plates adjacent to each other in the juxtaposed direction is shifted in the longitudinal direction of the flame port in the discharge direction of the air-fuel mixture, by contacting the flat plate that exhibits a linear shape with the corrugated plate that exhibits a wave shape, It is possible to make the opening area of the light mixture flame opening almost uniform, and the light mixture can be rectified so as to be dispersed and discharged over the whole light mixture flame opening. It will be possible.
[0011]
The rectifying plate is provided in a state in which a plurality of corrugated plate bodies and a plurality of flat plate bodies are alternately positioned along the juxtaposed direction as viewed from the discharge direction of the light mixture. Of the flat bodies, the middle of the flame outlet for light mixture in the juxtaposed directionIn the centerSince the specific flat plate positioned is configured to have a width along the parallel arrangement direction larger than that of the other flat plate, the eddy current is positively generated by the specific flat plate. As a result, the high temperature action that raises the location of the specific flat plate in the flame outlet for light mixture mainly acts, and also in other flat plates other than the specific flat plate, the portion that becomes negative pressure by the flat plate Therefore, the negative pressure causes a high temperature action to raise the temperature of the place where the other flat plate body other than the specific flat plate body is located in the flame outlet for light mixture.
Accordingly, in the direction along the longitudinal direction of the flame mouth, the high temperature action due to the vortex generated in the specific flat body and the high temperature action due to the negative pressure in the flat body cause the high temperature action over the entire width of the flame mouth longitudinal width. In addition, in the juxtaposed direction, a flame in the same direction as the juxtaposed direction is produced by a high-temperature action caused by a vortex flow in a specific flat plate body, and in addition, a high-temperature action caused by a negative pressure in a flat plate body adjacent to the specific flat plate body. High temperature action is performed over the entire width of the flame mouth short width along the short-mouth direction, and high temperature action can be performed over the whole light mixture flame mouth.
That is, it is possible to suppress the lift phenomenon by applying a high temperature action to the whole light mixture flame outlet.
[0012]
In addition, since the specific flat plate is configured so that the width along the juxtaposed direction is larger than the other flat plates, the heat capacity of the specific flat plate is increased, and the light mixture in the corrugated plate is increased. The heat at the downstream end in the discharge direction of the gas can be conducted through a specific flat plate body to the upstream side in the discharge direction of the light mixture to cool, that is, the quenching effect can be applied, For example, in low-load combustion in which a small amount of a light mixture is discharged from a light mixture flame outlet, the light flame is mixed with a light mixture. It is possible to prevent the occurrence of so-called backfire that flows backward upstream of the air outlet in the discharge direction of the light mixture, and it is possible to improve the combustion state in the light mixture flame outlet.
[0013]
By the way, among the plurality of flat plates, in the juxtaposed direction, almost the middle of the light mixture flame outlet.In the centerSince the specific flat plate located is configured to have a width along the parallel arrangement direction larger than that of the other flat plate, for example, in order to cause a high temperature action over the whole light mixture flame outlet, Compared to the structure in which all of the flat bodies are configured to have a relatively large width along the juxtaposed direction, the entire area of the light mixture flame outlet is increased while increasing the opening area of the light mixture flame opening. It is possible to act at a high temperature, and it is possible to improve the combustion state of the light mixture even in high load combustion in which a large amount of the light mixture is discharged from the light mixture flame outlet.
[0014]
In summary, according to the first aspect of the present invention, it is possible to easily produce a configuration for making the opening area of the light mixture substantially uniform, and to produce a light mixture that is discharged from the light mixture flame opening. Thus, it has been possible to provide a concentration combustion apparatus that can accurately suppress the lift phenomenon and improve the combustion state.
In addition, the light mixture is formed in a flat plate-like distribution plate body arranged in a plurality along the discharge direction of the light mixture in a posture along a direction orthogonal to the discharge direction of the light mixture. In the distribution plate adjacent to the discharge direction of the light mixture, the hole formation position in the one distribution plate and the other distribution Since the positions where the holes are formed in the plate body are different from each other when viewed in the discharge direction of the light mixture, the light mixture is passed each time the holes formed in the distribution plate are passed through. The flow direction of the gas mixture is changed, the flow velocity of the light mixture discharged from the flame outlet for the light mixture is reduced, the lift phenomenon of the light mixture can be suppressed, and the mixture of the light mixture is mixed. Promotion is possible.
[0015]
According to invention of
[0016]
That is, increasing the width of the specific flat plate along the juxtaposed direction can increase the area of the portion where the light mixture does not discharge in the flame outlet for the light mixture, and accurately generate a vortex. However, conversely, if the area where the air-fuel mixture does not discharge is made too large in the flame outlet for a light air-fuel mixture, a large eddy current will be generated in a specific flat plate and affected by that eddy current. Thus, in the parallel arrangement direction, it is difficult to make the lift suppression effect of the light air mixture discharged from the light mixture flame outlet uniform. Therefore, the width of the specific flat plate along the parallel direction is accurately determined. It is desirable to make it large.
According to invention of
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a light and dark combustion apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, this concentration combustion apparatus includes a
A
[0020]
As shown in FIG. 6, the
A rich
[0021]
As shown in FIG. 7, the
[0022]
The light
In addition, the flow of the light mixture is regulated in the flow passage portion from the
[0023]
As shown in FIG. 8 (C), the flow
The through
The through-
[0024]
Incidentally, the
[0025]
The
[0026]
Specifically, as shown in FIG. 8A, for example, a
[0027]
In this way, the flow direction of the fuel gas and the combustion air introduced from the
Furthermore, after the fresh air-fuel mixture that has passed through the through
[0028]
As described above, the amount of the fuel gas introduced from the
[0029]
As shown in FIGS. 3 to 5, the
The rectifying
Specifically, the width along the juxtaposed direction in the specific
Incidentally, the lengths of the
[0030]
When adding a description, by providing a plurality of
[0031]
Then, the flow of the light mixture positively generates a vortex flow in the specific
That is, the high temperature action caused by the vortex flow in the specific
[0032]
In addition, as the width along the juxtaposed direction in the specific
[0033]
Further, as shown in FIG. 3, the specific
[0034]
Accordingly, since the lift phenomenon of the light flame can be suppressed over the entire light
Moreover, even in low-load combustion in which a small amount of fuel gas is burned, the occurrence of backfire can be suppressed, so that combustion is performed at the fuel gas ratio of the
[0035]
The thickening
The
[0036]
The
In this way, the fuel gas and the combustion air introduced from each of the
[0037]
Further, the
That is, as shown in FIG. 2, air from the
In this way, the fuel gas and the combustion air introduced from each of the
[0038]
Further, the
[0040]
[Another embodiment]
(1In the above embodiment, the width along the juxtaposing direction of the thickening
[0041]
(2In the above embodiment, a flat plate-like shape in which a large number of
When the
[0042]
(3In the above embodiment, the example in which the rectifying
Moreover, in the said embodiment, it is comprised so that the rectification | straightening
[0043]
That is, the rectifying
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a light and dark combustion apparatus.
[Fig. 2] Vertical side view of a light and dark combustion device
[Fig. 3] Longitudinal rear view of light and dark combustion device
FIG. 4 is a partial top view of the light and dark combustion apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing a deep flame and a light flame
FIG. 6 is a perspective view of a thickening burner.
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a light burner.
FIG. 8 is a top view of a distribution plate body and a through-hole formation body.
FIG. 9Partial top view of a conventional density burner
FIG. 10Diagram showing rich flame and light flame in the prior art
FIG. 11Explanatory drawing about composition of current plate in prior art
[Explanation of symbols]
3 Thick mixing part
4 Light mixing section
7 Flame outlet for rich mixture
10 Flaming mouth for light mixture
11 Light mixture flow path
13 Current plate
14 Plate
14a Specific flat plate
15 corrugated plate
17 Holes in the distribution plate
18 Distribution plate
Claims (2)
前記淡混合部に、その淡混合気用炎口から吐出する淡混合気を整流するための整流板が、前記淡混合気の吐出方向視にて、前記並設方向と直交する炎口長手方向に沿う炎口長手幅の全幅にわたる状態で設けられ、
前記整流板が、前記淡混合気の吐出方向視にて、波形状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる波板体の複数枚と、直線状を呈しかつ前記炎口長手方向に沿う前記炎口長手幅の全幅にわたる平板体の複数枚とを、前記並設方向に沿って交互に位置させる状態で設けられ、
前記複数枚の平板体のうちで、前記並設方向において前記淡混合気用炎口のほぼ中央に位置する特定の平板体が、前記並設方向に沿う幅を、他の平板体よりも大きくなるように構成され且つその淡混合気の吐出方向に沿う長さを前記他の平板体および前記波板体よりも長くなるように構成され、
前記淡混合部における前記淡混合気用炎口に至るまでの淡混合気流路部分には、前記淡混合気の吐出方向と直交する方向に沿う姿勢で、前記淡混合気用炎口の長手方向に沿って多数の孔が形成されている平らな板状の分布板体が前記淡混合気の吐出方向に沿って複数並べて設けられ、かつ、前記淡混合気の吐出方向に隣合う分布板体において、一方の分布板体における孔の形成位置と他方の分布板体における孔の形成位置とが、前記淡混合気の吐出方向視において、異なる位置になるように構成されている濃淡燃焼装置。A flat rich mixing portion formed on one end side corresponding to the downstream side in the flow direction of the rich mixture, and a light mixture flame port on the downstream side in the flow direction of the light mixture And a flat light mixing portion formed on one end side corresponding to the concentration combustion device, wherein the thickness direction is the parallel arrangement direction, the concentration combustion apparatus is alternately arranged,
A rectifying plate for rectifying the light mixture discharged from the light mixture outlet to the light mixture section is a flame port longitudinal direction orthogonal to the juxtaposed direction as viewed in the discharge direction of the light mixture It is provided in a state over the entire width of the flame outlet longitudinal width along
The flow straightening plate has a wave shape and a plurality of corrugated plate bodies extending over the entire width of the flame port longitudinal width along the flame port longitudinal direction as viewed in the discharge direction of the light mixture, and exhibits a straight line shape and the A plurality of flat plates extending over the entire width of the flame mouth longitudinal width along the flame mouth longitudinal direction are provided in a state of being alternately positioned along the parallel arrangement direction,
Among the plurality of plate members, particular plate members located Chuo substantially the juxtaposed said in direction pale mixture for flame port, a width along the arrangement direction, than the other plate members It is comprised so that it may become large and the length along the discharge direction of the light air-fuel mixture may become longer than the other flat plate and the corrugated plate,
In the light mixture flow path portion leading to the light mixture flame outlet in the light mixture section, the longitudinal direction of the light mixture flame mouth is in a posture along a direction perpendicular to the discharge direction of the light mixture A plurality of flat plate-like distribution plate bodies having a plurality of holes formed along the discharge direction of the light mixture and provided adjacent to the discharge direction of the light mixture In this case, the concentration combustion apparatus is configured such that the hole formation position in one distribution plate body and the hole formation position in the other distribution plate body are different positions in the discharge direction of the light mixture .
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