JP4278310B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端が閉塞されたガス供給筒の外周部に、前記ガス供給筒の先端よりも後退した位置に位置する出口から燃焼用空気を前記ガス供給筒の筒軸心方向に吐出する内側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
その内側燃焼用空気流路の外周部に、前記内側燃焼用空気流路の出口よりも燃焼用空気通流方向上流側に位置する出口から燃焼用空気を前記筒軸心方向に吐出する外側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
その上流側ガス噴出部よりも前記燃焼用空気通流方向下流側に、前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記内側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気又は前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の下流側ガス噴出部が、前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、ガス供給筒の筒周方向（以下、単に筒周方向と記載する場合がある））に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の上流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料を、外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気にて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させ、並びに、そのように形成される分割状の火炎よりも燃焼用空気通流方向下流側において、ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の下流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料を、内側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気又は外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気にて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させるものである。そして又、ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の下流側ガス噴出部からガス燃料を噴出することにより、ガス供給筒の前方空間に負圧域（周囲よりも圧力が低い域）を形成し、そのように負圧域となるガス供給筒の前方空間を通して、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを循環させながら、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料を燃焼させるものである。
【０００３】
そして、複数の上流側ガス噴出部及び複数の下流側ガス噴出部それぞれにおいて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させること（以下、分割火炎形成燃焼と略記する場合がある）、複数の上流側ガス噴出部及び複数の下流側ガス噴出部により、燃焼用空気通流方向の複数箇所で燃焼させること（以下、複数段燃焼と略記する場合がある）、及び、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料をその燃焼域に燃焼ガスを循環させながら燃焼させること（以下、燃焼ガス再循環燃焼と略記する場合がある）の相乗作用により、低ＮＯｘ化を図るものである。
【０００４】
つまり、分割火炎形成燃焼は、火炎表面積を増加させて、火炎の冷却作用を増大させることにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。又、複数段燃焼は、ガス燃料及び燃焼用空気を火炎に段階的に供給して、火炎中に局所的に高温領域が発生するのを防止することにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。又、燃焼ガス再循環燃焼は、燃焼ガスを巻き込みながらガス燃料を緩慢に燃焼させて、火炎温度を低下させることにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。
【０００５】
かかる燃焼装置において、従来は、図２１に示すように、外側燃焼用空気流路３を通流する燃焼用空気Ａをそのまま環状の出口から吐出して、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、上流側ガス噴出部Ｓ１から噴出されるガス燃料Ｇを燃焼させ、並びに、内側燃焼用空気流路２を通流する燃焼用空気Ａをそのまま環状の出口から吐出して、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、下流側ガス噴出部Ｓ２から噴出されるガス燃料Ｇを燃焼させるように構成していた。図２１中、１は、先端が閉塞されたガス供給筒である。そして、そのガス供給筒１の前方空間に負圧域を形成し、そのように負圧域となるガス供給筒１の前方空間を通して燃焼ガスＥを循環させながら、下流側ガス噴出部Ｓ２から噴出されたガス燃料Ｇを燃焼させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃焼装置では、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の上流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料を噴出するにしても、外側燃焼用空気流路の環状の出口から燃焼用空気が環状に吐出されることから、火炎の形状が定まり難く、火炎が分割状に形成され難いものであり、同様に、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料を噴出するにしても、内側燃焼用空気流路の環状の出口又は外側燃焼用空気流路の環状の出口から燃焼用空気が環状に吐出されることから、火炎の形状が定まり難く、火炎が分割状に形成され難いものであった。従って、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用が不十分であり、低ＮＯｘ化を図る上で改善の余地があった。
【０００７】
又、外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気がそのまま環状の出口から吐出され、並びに、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気がそのまま環状の出口から吐出されることから、上流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料や、下流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料が燃焼するに際し、その燃焼にて形成される火炎を保炎するものがなく、燃焼が不安定になり易かった。従って、燃焼の安定性を向上する上においても改善の余地があった。
【０００８】
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、燃焼装置において低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記外側燃焼用空気流路内に、その外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の外側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた外側整流体が、前記外側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記外側空気吐出部の間に前記上流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の上流側ガス噴出部及び前記複数の外側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で外側整流体に備えられた複数の外側空気吐出部により分割状態で吐出され、そのように分割状態で吐出される燃焼用空気に対して、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の上流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料が噴出されるので、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
しかも、筒周方向に隣接する外側空気吐出部からそれぞれ吐出される燃焼用空気吐出流の間に対して、上流側ガス噴出部からガス燃料が噴出されることから、ガス燃料の噴出流が燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、両側の燃焼用空気吐出流から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、分割状の火炎の各分割炎は、筒周方向に幅広な、例えば、二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
又、下流側ガス噴出部からのガス燃料が、外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出される場合は、下流側ガス噴出部からのガス燃料によっても、火炎が分割状に形成され易い。
つまり、少なくとも複数の上流側ガス噴出部にて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができると共に、分割状の火炎の各分割炎として、幅広な、例えば二股状に割れるが如き形状の火炎が形成されることにより、火炎表面積を一層増加させることが可能となるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を促進させて、低ＮＯｘ化を図ることができる。
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で外側整流体に備えられた複数の外側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、外側整流体の前方空間における外側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が外側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が外側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、外側整流体の近傍で燃焼するので、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、外側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は外側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼して、上流側ガス噴出部にて安定した火炎が形成されると共に、そのように安定して形成される火炎の保炎作用により、その火炎の形成方向の下手側に噴出される下流側ガス噴出部からのガス燃料をも、安定燃焼させることができ、全体として、燃焼の安定性を向上することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を図ることができるようになった。
【００１０】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の周壁にその周壁から突出し且つ前記内側燃焼用空気流路を貫通する状態で設けられた上流側筒状ガスノズルにて構成され、前記下流側ガス噴出部が、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た下流側筒状ガスノズルにて構成されていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側筒状ガスノズルから、ガス燃料を直進性を効果的に与えた状態で噴出して、下流側筒状ガスノズルの周部に負圧域を形成することにより、ガス供給筒の前方空間、及び、ガス供給筒の先端側の周部空間に負圧状態が一層大きい負圧域を形成し、そして、そのように負圧状態が一層大きい負圧域となるガス供給筒の前方空間、及び、ガス供給筒の先端側の周部空間を通して、下流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを効率良く循環させて、下流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料の燃焼域に燃焼ガスを効率良く流入させながら、ガス燃料を燃焼させることにより、ガス燃料を効果的に緩慢燃焼させる。
又、各上流側筒状ガスノズルからガス燃料を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各上流側筒状ガスノズルの周部に負圧域を形成し、そして、そのように負圧域となる各上流側筒状ガスノズルの周部空間を通して、上流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを循環させて、上流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料の燃焼域に燃焼ガスを流入させながら、ガス燃料を燃焼させることにより、ガス燃料を効果的に緩慢燃焼させる。
つまり、筒状ガスノズルは、内径に対して軸心方向での長さを長くすることができるので、筒状ガスノズルから、ガス燃料は、効果的に直進性を与えられて拡散が抑制される状態で噴出されるので、各筒状ガスノズルの周囲に負圧状態の大きい負圧域が容易に形成されるのである。
つまり、上流側ガス噴出部を上流側筒状ガスノズルにて構成し、並びに、下流側ガス噴出部を下流側筒状ガスノズルにて構成することにより、下流側ガス噴出部における燃焼ガス再循環燃焼を促進させることができることに加えて、上流側ガス噴出部においても燃焼ガス再循環燃焼を行わせることが可能となる。
従って、燃焼ガス再循環燃焼の促進により、ＮＯｘの発生を一層抑制することができるようになり、もって、低ＮＯｘ化を一段と図ることができるようになった。
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、前記下流側ガス噴出部が前記内側空気吐出部と同位置に位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項３に記載の特徴構成によれば、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部により分割状態で吐出されるので、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態で噴出されるガス燃料の燃焼においては、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
つまり、複数の下流側ガス噴出部にても、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることできるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
又、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料と内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気とが良好に混合される。
しかも、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、内側整流体の前方空間における内側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が内側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、内側整流体の近傍で燃焼するので、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、内側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料と内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気との混合状態が促進すること、及び、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は内側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼することの相乗効果により、燃焼の安定性を一層向上することができる。
又、下流側ガス噴出部が下流側筒状ガスノズルにて構成されている場合は、内側空気吐出部から吐出される空気を下流側筒状ガスノズルに吹き付けて、下流側筒状ガスノズルを冷却することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を一段と図ることができ、しかも、下流側ガス噴出部を下流側筒状ガスノズルにて構成する場合は、その下流側筒状ガスノズルの過熱を抑制することができて、耐久性を向上することができるようになった。
【００１２】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の特徴構成は、前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記内側空気吐出部の間に前記下流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項４に記載の特徴構成によれば、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から分割状態で吐出されるので、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態で噴出されるガス燃料の燃焼においては、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
しかも、筒周方向に隣接する内側空気吐出部からそれぞれ吐出される燃焼用空気吐出流の間に対して、下流側ガス噴出部からガス燃料が噴出されることから、ガス燃料の噴出流が燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、両側の燃焼用空気吐出流から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、分割状の火炎の各分割炎は、筒周方向に幅広な、例えば、二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
つまり、複数の下流側ガス噴出部にても、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができると共に、下流側ガス噴出部のそれぞれにおいて、分割状の火炎の各分割炎として、幅広な、例えば二股状に割れるが如き形状の火炎が形成されることにより、火炎表面積を一層増加させることが可能となるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を更に促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、内側整流体の前方空間における内側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が内側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、内側整流体の近傍で燃焼するので、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、内側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は内側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼するので、全体として、燃焼の安定性を一層向上することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を一段と図ることができる。ようになった。
【００１３】
〔請求項５記載の発明〕
請求項５に記載の特徴構成は、前記複数の下流側ガス噴出部が、前記筒軸心方向での位置の異なるものが前記筒周方向に交互に存在する状態で、前記筒軸心方向に二列状に配設されていることにある。
請求項５に記載の特徴構成によれば、複数の下流側ガス噴出部においては、筒軸心方向において後方側の列のものと前方側の列のものにより、それぞれの列で分割状の火炎を形成する状態で、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させることとなり、複数の下流側ガス噴出部によっても、２段燃焼させることが可能となり、複数段燃焼させるに当たって、その段数を多くすることができる。
従って、複数段燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができるようになった。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
図１ないし図３に示すように、燃焼装置は、先端が閉塞されたガス供給筒１の外周部に、ガス供給筒１の先端よりも後退した位置に位置する出口から二次燃焼用空気Ａ２をガス供給筒１の筒軸心方向に吐出する内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２を、筒軸心方向視にて環状に設け、その二次燃焼用空気流路２の外周部に、二次燃焼用空気流路２の出口よりも燃焼用空気通流方向上流側に位置する出口から一次燃焼用空気Ａ１を筒軸心方向に吐出する外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３を、筒軸心方向視にて環状に設け、ガス供給筒１を通流するガス燃料Ｇを、一次ガス燃料Ｇ１として一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出する複数の上流側ガス噴出部としての一次ガス噴出部Ｓ１を、ガス供給筒１の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設け、その一次ガス噴出部Ｓ１よりも燃焼用空気通流方向下流側に、ガス供給筒１を通流するガス燃料Ｇを、二次ガス燃料Ｇ２として二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出する複数の下流側ガス噴出部としての二次ガス噴出部Ｓ２を、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けて構成してある。
【００１５】
本発明においては、一次燃焼用空気流路３内に、その一次燃焼用空気流路３を通流する一次燃焼用空気Ａ１を吐出する複数の外側空気吐出部としての一次空気吐出用切欠４ｗを筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた外側整流体としての一次バッフル板４を、一次燃焼用空気流路３を横断する姿勢で設け、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの間に一次ガス噴出部Ｓ１が位置するように、複数の一次ガス噴出部Ｓ１及び複数の空気吐出用切欠４ｗを配設してある。
【００１６】
第１実施形態においては、一次ガス噴出部Ｓ１を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出し且つ二次燃焼用空気流路２を貫通する状態で設けた上流側筒状ガスノズルとしての一次筒状ガスノズル５にて構成し、二次ガス噴出部Ｓ２を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してある。
【００１７】
又、二次燃焼用空気流路２内に、その二次燃焼用空気流路２を通流する二次燃焼用空気Ａ２を吐出する複数の内側空気吐出部としての二次空気吐出用切欠７ｗを筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体としての二次バッフル板７を、二次燃焼用空気流路２を横断する姿勢で設けてあり、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次ガス噴出部Ｓ２が二次空気吐出用切欠７ｗと同位置に位置するように、複数の二次ガス噴出部Ｓ２及び複数の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００１８】
説明を加えると、先端が閉塞された円筒状のガス供給筒１の外側に、円筒状の内側燃焼筒８をその先端がガス供給筒１の先端よりも後退する状態で同軸心状に設け、更に、その内側燃焼筒８の外側に、円筒状の外側燃焼筒９をその先端が内側燃焼筒８の先端よりも後退する状態で同軸心状に設けてある。そして、ガス供給筒１と内側燃焼筒８との間に、筒軸心方向視にて環状の二次燃焼用空気流路２を形成し、内側燃焼筒８と外側燃焼筒９との間に、筒軸心方向視にて環状の一次燃焼用空気流路３を形成してある。
【００１９】
内側燃焼筒８の両端は開口すると共に、内側燃焼筒８の後端を外側燃焼筒９の後端よりも前方（燃焼用空気通流方向下流側に相当する）に位置させて、内側燃焼筒８内、即ち、二次燃焼用空気流路２を外側燃焼筒９内に連通させてある。
【００２０】
ガス供給筒１の後端は外側燃焼筒９の後端よりも突出させ、外側燃焼筒９の先端は開口し、後端を閉塞し、外側燃焼筒９の後端側の周壁に空気受入口９ａを形成して、その空気供給口９ａに対して、ブロア１０から燃焼用空気Ａが導入される燃焼用空気供給路１１を接続し、ガス供給筒１の後端には、都市ガス等のガス燃料Ｇが導入されるガス燃料供給路１２を接続してある。つまり、空気供給口９ａから外側燃焼筒９内に供給した燃焼用空気Ａは、一次燃焼用空気流路３に流入させて一次燃焼用空気流路３を一次燃焼用空気Ａ１として通流させると共に、二次燃焼用空気流路２に流入させて二次燃焼用空気流路２を二次燃焼用空気Ａ２として通流させるようにしてある。
【００２１】
長さが同一の８本の一次筒状ガスノズル５を、それぞれが内側燃焼筒８を貫通して内側燃焼筒８から突出する状態で、筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて、ガス供給筒１の周壁に設けてある。各一次筒状ガスノズル５は、先端が筒軸心方向視にて外側燃焼筒９の内部に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けてある。
環状に形成すると共に、８個の一次空気吐出用切欠４ｗを外周部に等間隔を隔てて形成した一次バッフル板４を、外側燃焼筒９と内側燃焼筒８との間において、外側燃焼筒９の先端よりも後退させた位置に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの中央に一次筒状ガスノズル５が位置する状態で、内周縁を内側燃焼筒８に外嵌させ且つ外周縁を外側燃焼筒９に内嵌させて設けてある。もって、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの中央に一次筒状ガスノズル５が位置するように、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の空気吐出用切欠４ｗを配設してある。
つまり、各一次筒状ガスノズル５から、一次ガス燃料Ｇ１を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するようにしてある。
【００２２】
長さが同一の８本の二次筒状ガスノズル６を、筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて、ガス供給筒１の先端側の周壁に設けてある。各二次筒状ガスノズル６は、先端が筒軸心方向視にて外側燃焼筒９と内側燃焼筒８との間に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けてある。
環状に形成すると共に、８個の二次空気吐出用切欠７ｗを外周部に等間隔を隔てて形成した二次バッフル板７を、内側燃焼筒８とガス供給筒１の間において、内側燃焼筒８の先端よりも後退させた位置に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、内周縁をガス供給筒１に外嵌させ且つ外周縁を内側燃焼筒８に内嵌させて設けてある。もって、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次筒状ガスノズル６が二次空気吐出用切欠７ｗと同位置に位置するように、８個の筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
つまり、各二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方側に傾斜する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するようにしてある。
【００２３】
上述のように構成した燃焼装置においては、以下に説明するように、ガス燃料Ｇを燃焼させる。
尚、一次ガス燃料Ｇ１の量と二次ガス燃料Ｇ２の量との比率は略１：１であり、一次燃焼用空気流路３の流路横断面積を二次燃焼用空気流路２の流路横断面積よりも大きくすることにより、一次ガス燃料Ｇ１を一次燃焼用空気Ａ１にて燃焼させる一次燃焼では、空気過剰率を２．０程度に設定して希薄燃焼させるようにしてあり、一次ガス燃料Ｇ１と二次ガス燃料Ｇ２が一次燃焼用空気Ａ１及び二次燃焼用空気Ａ２にて燃焼する全体の燃焼としては、空気過剰率は１．２程度に設定してある。
【００２４】
一次燃焼用空気流路３を通流する一次燃焼用空気Ａ１は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の一次空気吐出用切欠４ｗにより分割状態で吐出され、そのように分割状態で吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の一次筒状ガスノズル５により分割状態で一次ガス燃料Ｇ１が噴出されて、８分割状に一次火炎Ｆ１が形成される。
しかも、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間に対して、一次筒状ガスノズル５から一次ガス燃料Ｇ１が噴出されるので、一次ガス燃料Ｇ１の噴出流が一次燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、両側の一次燃焼用空気吐出流から一次燃焼用空気Ａ１が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された一次火炎Ｆ１の各分割炎は、筒周方向に幅広な二股状に割れるが如き形状の火炎となる。又、各一次筒状ガスノズル５から一次ガス燃料Ｇ１を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各一次筒状ガスノズ５ルの周部に負圧域を形成し、図１に示すように、そのように負圧域となる各一次筒状ガスノズル５の周部空間を通して、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１が燃焼した燃焼ガスＥを循環させて、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１の燃焼域に燃焼ガスＥを流入させながら、一次ガス燃料Ｇ１を燃焼させることにより、一次ガス燃料Ｇ１を効果的に緩慢燃焼させる。
【００２５】
筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次筒状ガスノズル６により分割状態で噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、一次燃焼で余った一次燃焼用空気Ａ１と、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次空気吐出用切欠７ｗにより分割状態で吐出される二次燃焼用空気Ａ２にて燃焼して、８分割状に二次火炎Ｆ２が形成される。しかも、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間に対して、二次筒状ガスノズル６から二次ガス燃料Ｇ２が噴出されるので、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２も、筒周方向の両側から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された二次火炎Ｆ２の各分割炎は、筒周方向に幅広な二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
その際、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出された二次燃焼用空気Ａ２は、二次筒状ガスノズル６に吹き付けられるので、二次筒状ガスノズル６の過熱が防止される。
【００２６】
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各二次側筒状ガスノズル６の周部にも負圧域を形成して、ガス供給筒１の前方空間に加えて、ガス供給筒１の先端側の周部空間にも負圧状態が一層大きい負圧域を形成し、そして、図１に示すように、そのように負圧状態が一層大きい負圧域となるガス供給筒１の前方空間、及び、ガス供給筒１の先端側の周部空間を通して、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２が燃焼した燃焼ガスＥを効率良く循環させて、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２の燃焼域に燃焼ガスＥを効率良く流入させながら、二次ガス燃料Ｇ２を燃焼させることにより、二次ガス燃料Ｇ２を効果的に緩慢燃焼させる。
【００２７】
つまり、８個の一次筒状ガスノズル５にて希薄燃焼を行わせること、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６により、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させる二段燃焼を行わせること、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させて、顕著な分割火炎形成燃焼を行わせること、８個の二次筒状ガスノズル６によって行わせる燃焼ガス再循環燃焼を促進させること、並びに、８個の一次筒状ガスノズル５によっても燃焼ガス再循環燃焼を行わせることの相乗効果により、効果的に低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００２８】
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で一次バッフル板４に備えられた８個の一次空気吐出用切欠４ｗから一次燃焼用空気Ａ１が吐出されることから、一次バッフル板４の前方空間における一次空気吐出用切欠４ｗの周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１の一部が一次バッフル板４の側に誘引されて、その誘引一次ガス燃料Ｇ１が一次空気吐出用切欠４ｗから吐出された一次燃焼用空気Ａ１にて、一次バッフル板４の近傍で燃焼するので、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、一次バッフル板４の近傍から燃焼が開始することになる。従って、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、一次バッフル板４にて保炎される状態で安定して燃焼する。
【００２９】
同様に、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で二次バッフル板７に備えられた８個の二次空気吐出用切欠７ｗから二次燃焼用空気Ａ２が吐出されることから、二次バッフル板７の前方空間における二次空気吐出用切欠７ｗの周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２の一部が二次バッフル板７の側に誘引されて、その誘引二次ガス燃料Ｇ２が二次空気吐出用切欠７ｗから吐出された二次燃焼用空気Ａ２にて、二次バッフル板７の近傍で燃焼するので、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、二次バッフル板７の近傍から燃焼が開始することになる。従って、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、二次バッフル板７にて保炎される状態で安定して燃焼する。
もって、燃焼装置全体として、燃焼の安定性を向上することができる。
【００３０】
以下、本発明の第２ないし第９の各実施形態を説明するが、各実施形態において第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
【００３１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
図４ないし図６に示すように、第２実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２を、筒軸心方向での位置の異なるものが筒周方向に交互に存在する状態で、筒軸心方向に二列状に配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００３２】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、第１実施形態と同様に、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してある。
そして、長さが同一の８個の二次筒状ガスノズル６を、筒周方向に等間隔を隔て、且つ、筒軸心方向での位置の異なるものが筒周方向に交互に存在する状態で、筒軸心方向に二列状にガス供給筒１の先端側の周壁に設けてある。
筒軸心方向後方側の列の各二次筒状ガスノズル６は、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けて、二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に設定してある。又、筒軸心方向前方側の列の各二次筒状ガスノズル６は、軸心がガス供給筒１の筒軸心に対して前方側に傾斜する姿勢で設けて、二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して、前方側に傾斜する方向に設定してある。
【００３３】
尚、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００３４】
第２実施形態の燃焼装置では、８個の二次筒状ガスノズル６においては、筒軸心方向後方側の列のものと筒軸心方向前方側の列のものにより、それぞれの列で分割状の二次火炎Ｆ２を形成する状態で、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させて、２段燃焼させることが可能となり、全体として３段燃焼させることができる。
又、８個の二次筒状ガスノズル６にて２段燃焼させるに当たって、筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６と、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６とで二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を異ならせてあるので、筒軸心方向前後の列間の間隔を短くしながらも、筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６にて形成される二次火炎Ｆ２と、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６にて形成される二次火炎Ｆ２同士の干渉を抑制して、２段燃焼を顕著に行わせることができる。
【００３５】
従って、第２実施形態の燃焼装置では、複数段燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させることができるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を説明する。
図７ないし図９に示すように、第３実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２は、２次ガス燃料Ｇ２を、内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２及び外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するように構成してある。
【００３７】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、第１実施形態と同様に、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してあるが、各二次筒状ガスノズル６は、先端が筒軸心方向視にて内側燃焼筒８内に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けてある。
つまり、各二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して、前方側に傾斜する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１、及び、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するようにしてある。
上記の変更点以外は、第１実施形態と同様に構成してある
【００３８】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００３９】
つまり、二次筒状ガスノズル６からは、二次ガス燃料Ｇ２を二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に衝突させるように噴出するようにしてあり、このことによって、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好となるので、二次燃焼を一層安定させて行わせることができる。
従って、この第３実施形態の燃焼装置では、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好になるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、二次燃焼の燃焼状態を更に安定化させることが可能となり、もって、ターンダウン比を更に大きくすることができる。
【００４０】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態を説明する。
図１０ないし図１２に示すように、第４実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２は、２次ガス燃料Ｇ２を、内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２及び外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するように構成してある。
【００４１】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、ガス供給筒１の先端側の周壁に穿設した二次ガス噴出孔１ｓにて構成し、具体的には、８個の二次ガス噴出孔１ｓを筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて形成してある。
つまり、各二次ガス噴出孔１ｓから、二次ガス燃料Ｇ２を、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１、及び、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するようにしてある。
上記の変更点以外は、第１実施形態と同様に構成してある
【００４２】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次ガス噴出部Ｓ２（第４実施形態においては二次ガス噴出孔１ｓ）と同位置に位置する状態で、８個の二次ガス噴出部Ｓ２（第４実施形態においては二次ガス噴出孔１ｓ）及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００４３】
つまり、二次ガス噴出孔１ｓからは、二次ガス燃料Ｇ２を二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に衝突させるように噴出するようにしてあり、このことによって、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好となるので、二次燃焼を一層安定させて行わせることができる。
従って、この第４実施形態の燃焼装置では、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好になるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、二次燃焼の燃焼状態を更に安定化させることが可能となり、もって、ターンダウン比を更に大きくすることができる。
【００４４】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態を説明する。
図１３ないし図１５に示すように、第５実施形態においては、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する内側空気吐出部としての二次空気吐出用切欠７ｗの間に下流側ガス噴出部Ｓ２としての二次筒状ガスノズル６が位置するように、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００４５】
つまり、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間、及び、筒周方向に隣接する二次空気吐出用切欠７ｗからそれぞれ吐出される二次燃焼用空気吐出流の間に対して、二次筒状ガスノズル６から二次ガス燃料Ｇ２が噴出されるので、二次ガス燃料Ｇ２の噴出流が一次燃焼用空気吐出流や二次燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、筒周方向の両側から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された二次火炎Ｆ２の各分割炎は、一層顕著に二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
【００４６】
従って、第５実施形態の燃焼装置では、二次燃焼における分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を更に促進させることができるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００４７】
〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態を説明する。
図１６に示すように、第６実施形態においては、二次燃焼用空気流路２内には、第１実施形態における二次バッフル板７に代えて、旋回羽根１３を設けてあり、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００４８】
従って、二次燃焼用空気流路２を通流する二次燃焼用空気Ａ２は、旋回羽根１３にて旋回を与えられて二次燃焼用空気流路２の出口から吐出されることから、吐出二次燃焼用空気Ａ２の拡散が抑制されることとなって、円錐状で厚みの薄い二次火炎Ｆ２が形成される。
【００４９】
第６実施形態の燃焼装置では、二次燃焼においては、分割火炎形成燃焼を行わせない代わりに、厚みの薄い円錐状の二次火炎Ｆ２を形成するので、火炎の冷却作用を増大させて、ＮＯｘの発生を抑制することができるようになり、第１実施形態の燃焼装置と同等に、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００５０】
〔第７実施形態〕
以下、本発明の第７実施形態を説明する。
図１７に示すように、第７実施形態においては、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次筒状ガスノズル５の間に二次筒状ガスノズル６が位置するように、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６を配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５１】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００５２】
８個の一次筒状ガスノズル５による一次燃焼及び８個の二次筒状ガスノズル６による二次燃焼それぞれにおいて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができることに加えて、筒軸心方向視にて、筒周方向において、一次燃焼による８分割状の一次火炎Ｆ１の分割炎と、二次燃焼による８分割状の二次火炎Ｆ２の分割炎が交互に並ぶ状態となるので、一次火炎Ｆ１の分割炎と二次火炎Ｆ２の分割炎同士の干渉を抑制することができて、一層顕著な分割火炎形成燃焼を行わせることができる。
従って、第７実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５３】
〔第８実施形態〕
以下、本発明の第８実施形態を説明する。
図１８に示すように、第８実施形態においては、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設け、二次筒状ガスノズル６の先端面に、二次ガス燃料Ｇ２を二次筒状ガスノズル６の軸心方向、即ち、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に噴出する直進方向噴出孔６ａを形成し、二次筒状ガスノズル６の周壁に、二次ガス燃料Ｇ２をガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する方向に噴出する斜め方向噴出孔６ｂを形成し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５４】
８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、直進方向噴出孔６ａと斜め方向噴出孔６ｂとにより２分割状に火炎を形成する状態で燃焼させるので、８個の二次筒状ガスノズル６により形成される二次火炎Ｆ２の火炎表面積を一層増加させることが可能となる。
従って、第８実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５５】
〔第９実施形態〕
以下、本発明の第９実施形態を説明する。
図１９に示すように、第９実施形態においては、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設け、二次筒状ガスノズル６の先端面に、二次ガス燃料Ｇ２を二次筒状ガスノズル６の軸心方向、即ち、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する方向に噴出する直進方向噴出孔６ｃを形成し、二次筒状ガスノズル６の周壁に、二次ガス燃料Ｇ２をガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に噴出する斜め方向噴出孔６ｄを形成し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５６】
８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、直進方向噴出孔６ｃと斜め方向噴出孔６ｄとにより２分割状に火炎を形成する状態で燃焼させるので、８個の二次筒状ガスノズル６により形成される二次火炎Ｆ２の火炎表面積を一層増加させることが可能となる。
従って、第９実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５７】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 一次ガス噴出部Ｓ１及び二次ガス噴出部Ｓ２それぞれの設置個数は、上記の各実施形態において例示した８個に限定されるものではなく、適宜変更可能である。又、一次ガス噴出部Ｓ１と二次ガス噴出部Ｓ２とで設置個数を異ならせても良い。
一次空気吐出用切欠４ｗの設置個数は、一次ガス噴出部Ｓ１の設置個数と異ならせても良いが、分割火炎燃焼を顕著に行わせるには、一次空気吐出用切欠４ｗの設置個数を一次ガス噴出部Ｓ１の設置個数と同じにするのが好ましい。同様に、二次空気吐出用切欠７ｗの設置個数は、二次ガス噴出部Ｓ２の設置個数と異ならせても良いが、分割火炎燃焼を顕著に行わせるには、二次空気吐出用切欠７ｗの設置個数を二次ガス噴出部Ｓ２の設置個数と同じにするのが好ましい。
【００５８】
（ロ） 複数の一次ガス噴出部Ｓ１や複数の二次ガス噴出部Ｓ２を筒周方向に間隔を隔てて並べて設けるに当たって、ガス噴出量の異なる２種類の噴出部を周方向に交互に並べて、複数の一次ガス噴出部Ｓ１や複数の二次ガス噴出部Ｓ２により濃淡燃焼を行わせるように構成しても良い。
【００５９】
（ハ） 上記の各実施形態においては、外側整流体としての一次バッフル板４に備えさせる外側空気吐出部や、内側整流体としての二次バッフル板７に備えさせる内側空気吐出部の空気吐出部の具体構成として、バッフル板に形成した空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）を採用する場合について例示したが、その空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）の形状は種々に変更可能である。例えば、第２実施形態では、二次バッフル板７に、三角形状の二次空気吐出用切欠７ｗを形成する場合について例示したが、図２０に示すように、台形状の二次空気吐出用切欠７ｗを形成しても良い。
又、空気吐出部の具体構成としては、空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）以外に、円、矩形、長円等、種々の形状に形成した開口を採用することができる。あるいは、バッフル板の厚さ方向に貫通させて設けた筒状体でも良い。
【００６０】
（ニ） 上記の第１、第３、第４、第５、第６及び第７の各実施形態において、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けるに当たって、筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する角度は適宜設定することができる。あるいは、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けるのに代えて、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けたり、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して後方に傾斜する姿勢で設けても良い。
あるいは、ガス供給筒１に対する取付姿勢の異なる２種類のものを、周方向に交互に並べても良い。
【００６１】
又、上記の第２実施形態において、８個の二次筒状ガスノズル６において筒軸心方向後方側の列のもの及び筒軸心方向前方側の列のもの、それぞれのガス供給筒１に対する取付姿勢は、適宜変更可能である。例えば、筒軸心方向前方側の列ものを、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けたり、筒軸心方向後方側の列のものを、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けたりして、筒軸心方向前方側の列ものと筒軸心方向後方側の列のもの同士で、ガス噴出方向を同一にしても良い。
【００６２】
（ホ） 上記の第１ないし第９の各実施形態においては、複数の一次筒状ガスノズル５の長さを全て同一にする場合について例示したが、複数の一次筒状ガスノズル５の長さを異ならせても良い。その場合、例えば、長さの異なる２種類の一次筒状ガスノズル５を周方向に交互に並べても良い。
上記の第１ないし第３、及び、第５ないし第９の各実施形態においては、複数の二次筒状ガスノズル６の長さを全て同一にする場合について例示したが、複数の二次筒状ガスノズル６の長さを異ならせても良い。その場合、例えば、長さの異なる２種類の二次筒状ガスノズル６を周方向に交互に並べても良い。第２実施形態においては、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６と筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６とで、長さを異ならせても良い。
【００６３】
（ヘ） 上記の各実施形態においては、一次筒状ガスノズル５を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設ける場合について例示したが、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢や、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して後方に傾斜する姿勢で設けても良い。
あるいは、ガス供給筒１に対する取付姿勢の異なる２種類のものを、周方向に交互に並べても良い。
【００６４】
（ト） 上記の第４実施形態においては、二次ガス噴出部Ｓ２としての二次ガス噴出孔１ｓを１列に設ける場合について例示したが、筒軸心方向に複数列に設けても良い。
【００６５】
（チ） 上記の実施形態においては、複数の一次筒状ガスノズル５による一次燃焼と複数の二次筒状ガスノズル６による二次燃焼とを合わせて燃焼が完結する状態で、一次燃焼の方が空気過剰率が大きくなるように設定して、一次燃焼を希薄燃焼にて行わせるように構成する場合について例示した。これに代えて、一次燃焼と二次燃焼とを合わせて燃焼が完結する状態で、二次燃焼の方が空気過剰率が大きくなるように設定して、二次燃焼を希薄燃焼にて行わせるように構成したり、一次燃焼及び二次燃焼それぞれで燃焼が完結するように、一次燃焼及び二次燃焼それぞれで空気過剰率を略同様に設定するように構成しても良い。
【００６６】
（リ） 上記の各実施形態においては、ガス供給筒１の外側に、内側燃焼筒８と外側燃焼筒９とを設けた３重筒構造として、外側燃焼用空気流路（一次燃焼用空気流路３）と上流側ガス噴出部（一次ガス噴出部Ｓ１）との組、及び、内側燃焼用空気流路（二次燃焼用空気流路２）と下流側ガス噴出部（二次ガス噴出部Ｓ２）との組をそれぞれ１組ずつ設けた基本的に２段燃焼構造に構成する場合について例示した。複数段燃焼を行うように構成するに当たって、上記の各実施形態において例示した２段燃焼に限定されるものではなく、４重以上の多重筒構造として、外側燃焼用空気流路と上流側ガス噴出部との組及び内側燃焼用空気流路と下流側ガス噴出部との組のいずれか一方、あるいは、両方を２組以上設けて、３段以上の複数段燃焼を行うように構成しても良い。
【００６７】
（ヌ） 上記の各実施形態においては、上流側ガス噴出部（一次ガス噴出部Ｓ１）を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた上流側筒状ガスノズルにて構成する場合について例示したが、上流側ガス噴出部は、ガス供給筒１の周壁に穿設したガス噴出孔にて構成しても良い。上流側ガス噴出部をガス噴出孔にて構成する場合の具体構成としては、例えば、外側燃焼筒９をその先端が内側燃焼筒８の後端よりも後退させて設けて、内側燃焼筒８の後端と外側燃焼筒９の先端との間において、ガス供給筒１の一部を外部に露出させて、そのガス供給筒１における露出部分の周壁に、ガス噴出孔を穿設する構成を採用することができる。
【００６８】
（ル） 本発明の燃焼装置は、各種ボイラや各種炉の加熱用等、種々の用途で用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図２】第１実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図３】（イ）は第１実施形態に係る燃焼装置の正面図、（ロ）は第１実施形態に係る燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図４】第２実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図５】第２実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図６】（イ）は第２実施形態に係る燃焼装置の正面図、（ロ）は第２実施形態に係る燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図７】第３実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図８】第３実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図９】第３実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１０】第４実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１１】第４実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図１２】第４実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１３】第５実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１４】第５実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図１５】第５実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１６】第６実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１７】第７実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１８】第８実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断側面図
【図１９】第９実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断側面図
【図２０】別実施形態にかかる燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図２１】従来の燃焼装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ ガス供給筒
２ 内側燃焼用空気流路
３ 外側燃焼用空気流路
４ 外側整流体
４ｗ 外側空気吐出部
５ 上流側ガスノズル
６ 下流側ガスノズル
７ 内側整流体
７ｗ 内側空気吐出部
Ｓ１ 上流側ガス噴出部
Ｓ２ 下流側ガス噴出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端が閉塞されたガス供給筒の外周部に、前記ガス供給筒の先端よりも後退した位置に位置する出口から燃焼用空気を前記ガス供給筒の筒軸心方向に吐出する内側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
その内側燃焼用空気流路の外周部に、前記内側燃焼用空気流路の出口よりも燃焼用空気通流方向上流側に位置する出口から燃焼用空気を前記筒軸心方向に吐出する外側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
その上流側ガス噴出部よりも前記燃焼用空気通流方向下流側に、前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記内側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気又は前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の下流側ガス噴出部が、前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、ガス供給筒の筒周方向（以下、単に筒周方向と記載する場合がある））に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の上流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料を、外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気にて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させ、並びに、そのように形成される分割状の火炎よりも燃焼用空気通流方向下流側において、ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の下流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料を、内側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気又は外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気にて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させるものである。そして又、ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた複数の下流側ガス噴出部からガス燃料を噴出することにより、ガス供給筒の前方空間に負圧域（周囲よりも圧力が低い域）を形成し、そのように負圧域となるガス供給筒の前方空間を通して、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを循環させながら、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料を燃焼させるものである。
【０００３】
そして、複数の上流側ガス噴出部及び複数の下流側ガス噴出部それぞれにおいて、分割状の火炎を形成する状態で燃焼させること（以下、分割火炎形成燃焼と略記する場合がある）、複数の上流側ガス噴出部及び複数の下流側ガス噴出部により、燃焼用空気通流方向の複数箇所で燃焼させること（以下、複数段燃焼と略記する場合がある）、及び、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料をその燃焼域に燃焼ガスを循環させながら燃焼させること（以下、燃焼ガス再循環燃焼と略記する場合がある）の相乗作用により、低ＮＯｘ化を図るものである。
【０００４】
つまり、分割火炎形成燃焼は、火炎表面積を増加させて、火炎の冷却作用を増大させることにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。又、複数段燃焼は、ガス燃料及び燃焼用空気を火炎に段階的に供給して、火炎中に局所的に高温領域が発生するのを防止することにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。又、燃焼ガス再循環燃焼は、燃焼ガスを巻き込みながらガス燃料を緩慢に燃焼させて、火炎温度を低下させることにより、ＮＯｘの発生を抑制するものである。
【０００５】
かかる燃焼装置において、従来は、図２１に示すように、外側燃焼用空気流路３を通流する燃焼用空気Ａをそのまま環状の出口から吐出して、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、上流側ガス噴出部Ｓ１から噴出されるガス燃料Ｇを燃焼させ、並びに、内側燃焼用空気流路２を通流する燃焼用空気Ａをそのまま環状の出口から吐出して、そのように吐出される燃焼用空気Ａにて、下流側ガス噴出部Ｓ２から噴出されるガス燃料Ｇを燃焼させるように構成していた。図２１中、１は、先端が閉塞されたガス供給筒である。そして、そのガス供給筒１の前方空間に負圧域を形成し、そのように負圧域となるガス供給筒１の前方空間を通して燃焼ガスＥを循環させながら、下流側ガス噴出部Ｓ２から噴出されたガス燃料Ｇを燃焼させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃焼装置では、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の上流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料を噴出するにしても、外側燃焼用空気流路の環状の出口から燃焼用空気が環状に吐出されることから、火炎の形状が定まり難く、火炎が分割状に形成され難いものであり、同様に、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料を噴出するにしても、内側燃焼用空気流路の環状の出口又は外側燃焼用空気流路の環状の出口から燃焼用空気が環状に吐出されることから、火炎の形状が定まり難く、火炎が分割状に形成され難いものであった。従って、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用が不十分であり、低ＮＯｘ化を図る上で改善の余地があった。
【０００７】
又、外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気がそのまま環状の出口から吐出され、並びに、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気がそのまま環状の出口から吐出されることから、上流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料や、下流側ガス噴出部から噴出されるガス燃料が燃焼するに際し、その燃焼にて形成される火炎を保炎するものがなく、燃焼が不安定になり易かった。従って、燃焼の安定性を向上する上においても改善の余地があった。
【０００８】
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、燃焼装置において低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記外側燃焼用空気流路内に、その外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の外側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた外側整流体が、前記外側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記外側空気吐出部の間に前記上流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の上流側ガス噴出部及び前記複数の外側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で外側整流体に備えられた複数の外側空気吐出部により分割状態で吐出され、そのように分割状態で吐出される燃焼用空気に対して、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の上流側ガス噴出部により分割状態でガス燃料が噴出されるので、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
しかも、筒周方向に隣接する外側空気吐出部からそれぞれ吐出される燃焼用空気吐出流の間に対して、上流側ガス噴出部からガス燃料が噴出されることから、ガス燃料の噴出流が燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、両側の燃焼用空気吐出流から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、分割状の火炎の各分割炎は、筒周方向に幅広な、例えば、二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
又、下流側ガス噴出部からのガス燃料が、外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出される場合は、下流側ガス噴出部からのガス燃料によっても、火炎が分割状に形成され易い。
つまり、少なくとも複数の上流側ガス噴出部にて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができると共に、分割状の火炎の各分割炎として、幅広な、例えば二股状に割れるが如き形状の火炎が形成されることにより、火炎表面積を一層増加させることが可能となるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を促進させて、低ＮＯｘ化を図ることができる。
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で外側整流体に備えられた複数の外側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、外側整流体の前方空間における外側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が外側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が外側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、外側整流体の近傍で燃焼するので、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、外側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、上流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は外側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼して、上流側ガス噴出部にて安定した火炎が形成されると共に、そのように安定して形成される火炎の保炎作用により、その火炎の形成方向の下手側に噴出される下流側ガス噴出部からのガス燃料をも、安定燃焼させることができ、全体として、燃焼の安定性を向上することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を図ることができるようになった。
【００１０】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の周壁にその周壁から突出し且つ前記内側燃焼用空気流路を貫通する状態で設けられた上流側筒状ガスノズルにて構成され、前記下流側ガス噴出部が、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た下流側筒状ガスノズルにて構成されていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側筒状ガスノズルから、ガス燃料を直進性を効果的に与えた状態で噴出して、下流側筒状ガスノズルの周部に負圧域を形成することにより、ガス供給筒の前方空間、及び、ガス供給筒の先端側の周部空間に負圧状態が一層大きい負圧域を形成し、そして、そのように負圧状態が一層大きい負圧域となるガス供給筒の前方空間、及び、ガス供給筒の先端側の周部空間を通して、下流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを効率良く循環させて、下流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料の燃焼域に燃焼ガスを効率良く流入させながら、ガス燃料を燃焼させることにより、ガス燃料を効果的に緩慢燃焼させる。
又、各上流側筒状ガスノズルからガス燃料を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各上流側筒状ガスノズルの周部に負圧域を形成し、そして、そのように負圧域となる各上流側筒状ガスノズルの周部空間を通して、上流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料が燃焼した燃焼ガスを循環させて、上流側筒状ガスノズルから噴出されたガス燃料の燃焼域に燃焼ガスを流入させながら、ガス燃料を燃焼させることにより、ガス燃料を効果的に緩慢燃焼させる。
つまり、筒状ガスノズルは、内径に対して軸心方向での長さを長くすることができるので、筒状ガスノズルから、ガス燃料は、効果的に直進性を与えられて拡散が抑制される状態で噴出されるので、各筒状ガスノズルの周囲に負圧状態の大きい負圧域が容易に形成されるのである。
つまり、上流側ガス噴出部を上流側筒状ガスノズルにて構成し、並びに、下流側ガス噴出部を下流側筒状ガスノズルにて構成することにより、下流側ガス噴出部における燃焼ガス再循環燃焼を促進させることができることに加えて、上流側ガス噴出部においても燃焼ガス再循環燃焼を行わせることが可能となる。
従って、燃焼ガス再循環燃焼の促進により、ＮＯｘの発生を一層抑制することができるようになり、もって、低ＮＯｘ化を一段と図ることができるようになった。
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、前記下流側ガス噴出部が前記内側空気吐出部と同位置に位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項３に記載の特徴構成によれば、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部により分割状態で吐出されるので、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態で噴出されるガス燃料の燃焼においては、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
つまり、複数の下流側ガス噴出部にても、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることできるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
又、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料と内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気とが良好に混合される。
しかも、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、内側整流体の前方空間における内側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が内側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、内側整流体の近傍で燃焼するので、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、内側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料と内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気との混合状態が促進すること、及び、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は内側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼することの相乗効果により、燃焼の安定性を一層向上することができる。
又、下流側ガス噴出部が下流側筒状ガスノズルにて構成されている場合は、内側空気吐出部から吐出される空気を下流側筒状ガスノズルに吹き付けて、下流側筒状ガスノズルを冷却することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を一段と図ることができ、しかも、下流側ガス噴出部を下流側筒状ガスノズルにて構成する場合は、その下流側筒状ガスノズルの過熱を抑制することができて、耐久性を向上することができるようになった。
【００１２】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の特徴構成は、前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記内側空気吐出部の間に前記下流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されていることにある。
請求項４に記載の特徴構成によれば、内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から分割状態で吐出されるので、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ複数の下流側ガス噴出部により分割状態で噴出されるガス燃料の燃焼においては、火炎の形状が定まり易く、火炎が分割状に形成され易い。
しかも、筒周方向に隣接する内側空気吐出部からそれぞれ吐出される燃焼用空気吐出流の間に対して、下流側ガス噴出部からガス燃料が噴出されることから、ガス燃料の噴出流が燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、両側の燃焼用空気吐出流から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、分割状の火炎の各分割炎は、筒周方向に幅広な、例えば、二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
つまり、複数の下流側ガス噴出部にても、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができると共に、下流側ガス噴出部のそれぞれにおいて、分割状の火炎の各分割炎として、幅広な、例えば二股状に割れるが如き形状の火炎が形成されることにより、火炎表面積を一層増加させることが可能となるので、分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を更に促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で内側整流体に備えられた複数の内側空気吐出部から燃焼用空気が吐出されることから、内側整流体の前方空間における内側空気吐出部の周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料の一部が内側整流体の側に誘引されて、その誘引ガス燃料が内側空気吐出部から吐出された燃焼用空気にて、内側整流体の近傍で燃焼するので、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は、内側整流体の近傍から燃焼が開始することになる。
つまり、下流側ガス噴出部から噴出されたガス燃料は内側整流体にて保炎される状態で安定して燃焼するので、全体として、燃焼の安定性を一層向上することができる。
従って、低ＮＯｘ化並びに燃焼の安定性の向上を一段と図ることができる。ようになった。
【００１３】
〔請求項５記載の発明〕
請求項５に記載の特徴構成は、前記複数の下流側ガス噴出部が、前記筒軸心方向での位置の異なるものが前記筒周方向に交互に存在する状態で、前記筒軸心方向に二列状に配設されていることにある。
請求項５に記載の特徴構成によれば、複数の下流側ガス噴出部においては、筒軸心方向において後方側の列のものと前方側の列のものにより、それぞれの列で分割状の火炎を形成する状態で、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させることとなり、複数の下流側ガス噴出部によっても、２段燃焼させることが可能となり、複数段燃焼させるに当たって、その段数を多くすることができる。
従って、複数段燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができるようになった。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
図１ないし図３に示すように、燃焼装置は、先端が閉塞されたガス供給筒１の外周部に、ガス供給筒１の先端よりも後退した位置に位置する出口から二次燃焼用空気Ａ２をガス供給筒１の筒軸心方向に吐出する内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２を、筒軸心方向視にて環状に設け、その二次燃焼用空気流路２の外周部に、二次燃焼用空気流路２の出口よりも燃焼用空気通流方向上流側に位置する出口から一次燃焼用空気Ａ１を筒軸心方向に吐出する外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３を、筒軸心方向視にて環状に設け、ガス供給筒１を通流するガス燃料Ｇを、一次ガス燃料Ｇ１として一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出する複数の上流側ガス噴出部としての一次ガス噴出部Ｓ１を、ガス供給筒１の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設け、その一次ガス噴出部Ｓ１よりも燃焼用空気通流方向下流側に、ガス供給筒１を通流するガス燃料Ｇを、二次ガス燃料Ｇ２として二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出する複数の下流側ガス噴出部としての二次ガス噴出部Ｓ２を、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けて構成してある。
【００１５】
本発明においては、一次燃焼用空気流路３内に、その一次燃焼用空気流路３を通流する一次燃焼用空気Ａ１を吐出する複数の外側空気吐出部としての一次空気吐出用切欠４ｗを筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた外側整流体としての一次バッフル板４を、一次燃焼用空気流路３を横断する姿勢で設け、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの間に一次ガス噴出部Ｓ１が位置するように、複数の一次ガス噴出部Ｓ１及び複数の空気吐出用切欠４ｗを配設してある。
【００１６】
第１実施形態においては、一次ガス噴出部Ｓ１を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出し且つ二次燃焼用空気流路２を貫通する状態で設けた上流側筒状ガスノズルとしての一次筒状ガスノズル５にて構成し、二次ガス噴出部Ｓ２を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してある。
【００１７】
又、二次燃焼用空気流路２内に、その二次燃焼用空気流路２を通流する二次燃焼用空気Ａ２を吐出する複数の内側空気吐出部としての二次空気吐出用切欠７ｗを筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体としての二次バッフル板７を、二次燃焼用空気流路２を横断する姿勢で設けてあり、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次ガス噴出部Ｓ２が二次空気吐出用切欠７ｗと同位置に位置するように、複数の二次ガス噴出部Ｓ２及び複数の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００１８】
説明を加えると、先端が閉塞された円筒状のガス供給筒１の外側に、円筒状の内側燃焼筒８をその先端がガス供給筒１の先端よりも後退する状態で同軸心状に設け、更に、その内側燃焼筒８の外側に、円筒状の外側燃焼筒９をその先端が内側燃焼筒８の先端よりも後退する状態で同軸心状に設けてある。そして、ガス供給筒１と内側燃焼筒８との間に、筒軸心方向視にて環状の二次燃焼用空気流路２を形成し、内側燃焼筒８と外側燃焼筒９との間に、筒軸心方向視にて環状の一次燃焼用空気流路３を形成してある。
【００１９】
内側燃焼筒８の両端は開口すると共に、内側燃焼筒８の後端を外側燃焼筒９の後端よりも前方（燃焼用空気通流方向下流側に相当する）に位置させて、内側燃焼筒８内、即ち、二次燃焼用空気流路２を外側燃焼筒９内に連通させてある。
【００２０】
ガス供給筒１の後端は外側燃焼筒９の後端よりも突出させ、外側燃焼筒９の先端は開口し、後端を閉塞し、外側燃焼筒９の後端側の周壁に空気受入口９ａを形成して、その空気供給口９ａに対して、ブロア１０から燃焼用空気Ａが導入される燃焼用空気供給路１１を接続し、ガス供給筒１の後端には、都市ガス等のガス燃料Ｇが導入されるガス燃料供給路１２を接続してある。つまり、空気供給口９ａから外側燃焼筒９内に供給した燃焼用空気Ａは、一次燃焼用空気流路３に流入させて一次燃焼用空気流路３を一次燃焼用空気Ａ１として通流させると共に、二次燃焼用空気流路２に流入させて二次燃焼用空気流路２を二次燃焼用空気Ａ２として通流させるようにしてある。
【００２１】
長さが同一の８本の一次筒状ガスノズル５を、それぞれが内側燃焼筒８を貫通して内側燃焼筒８から突出する状態で、筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて、ガス供給筒１の周壁に設けてある。各一次筒状ガスノズル５は、先端が筒軸心方向視にて外側燃焼筒９の内部に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けてある。
環状に形成すると共に、８個の一次空気吐出用切欠４ｗを外周部に等間隔を隔てて形成した一次バッフル板４を、外側燃焼筒９と内側燃焼筒８との間において、外側燃焼筒９の先端よりも後退させた位置に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの中央に一次筒状ガスノズル５が位置する状態で、内周縁を内側燃焼筒８に外嵌させ且つ外周縁を外側燃焼筒９に内嵌させて設けてある。もって、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次空気吐出用切欠４ｗの中央に一次筒状ガスノズル５が位置するように、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の空気吐出用切欠４ｗを配設してある。
つまり、各一次筒状ガスノズル５から、一次ガス燃料Ｇ１を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するようにしてある。
【００２２】
長さが同一の８本の二次筒状ガスノズル６を、筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて、ガス供給筒１の先端側の周壁に設けてある。各二次筒状ガスノズル６は、先端が筒軸心方向視にて外側燃焼筒９と内側燃焼筒８との間に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けてある。
環状に形成すると共に、８個の二次空気吐出用切欠７ｗを外周部に等間隔を隔てて形成した二次バッフル板７を、内側燃焼筒８とガス供給筒１の間において、内側燃焼筒８の先端よりも後退させた位置に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、内周縁をガス供給筒１に外嵌させ且つ外周縁を内側燃焼筒８に内嵌させて設けてある。もって、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次筒状ガスノズル６が二次空気吐出用切欠７ｗと同位置に位置するように、８個の筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
つまり、各二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方側に傾斜する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するようにしてある。
【００２３】
上述のように構成した燃焼装置においては、以下に説明するように、ガス燃料Ｇを燃焼させる。
尚、一次ガス燃料Ｇ１の量と二次ガス燃料Ｇ２の量との比率は略１：１であり、一次燃焼用空気流路３の流路横断面積を二次燃焼用空気流路２の流路横断面積よりも大きくすることにより、一次ガス燃料Ｇ１を一次燃焼用空気Ａ１にて燃焼させる一次燃焼では、空気過剰率を２．０程度に設定して希薄燃焼させるようにしてあり、一次ガス燃料Ｇ１と二次ガス燃料Ｇ２が一次燃焼用空気Ａ１及び二次燃焼用空気Ａ２にて燃焼する全体の燃焼としては、空気過剰率は１．２程度に設定してある。
【００２４】
一次燃焼用空気流路３を通流する一次燃焼用空気Ａ１は、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の一次空気吐出用切欠４ｗにより分割状態で吐出され、そのように分割状態で吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の一次筒状ガスノズル５により分割状態で一次ガス燃料Ｇ１が噴出されて、８分割状に一次火炎Ｆ１が形成される。
しかも、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間に対して、一次筒状ガスノズル５から一次ガス燃料Ｇ１が噴出されるので、一次ガス燃料Ｇ１の噴出流が一次燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、両側の一次燃焼用空気吐出流から一次燃焼用空気Ａ１が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された一次火炎Ｆ１の各分割炎は、筒周方向に幅広な二股状に割れるが如き形状の火炎となる。又、各一次筒状ガスノズル５から一次ガス燃料Ｇ１を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各一次筒状ガスノズ５ルの周部に負圧域を形成し、図１に示すように、そのように負圧域となる各一次筒状ガスノズル５の周部空間を通して、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１が燃焼した燃焼ガスＥを循環させて、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１の燃焼域に燃焼ガスＥを流入させながら、一次ガス燃料Ｇ１を燃焼させることにより、一次ガス燃料Ｇ１を効果的に緩慢燃焼させる。
【００２５】
筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次筒状ガスノズル６により分割状態で噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、一次燃焼で余った一次燃焼用空気Ａ１と、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次空気吐出用切欠７ｗにより分割状態で吐出される二次燃焼用空気Ａ２にて燃焼して、８分割状に二次火炎Ｆ２が形成される。しかも、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間に対して、二次筒状ガスノズル６から二次ガス燃料Ｇ２が噴出されるので、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２も、筒周方向の両側から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された二次火炎Ｆ２の各分割炎は、筒周方向に幅広な二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
その際、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出された二次燃焼用空気Ａ２は、二次筒状ガスノズル６に吹き付けられるので、二次筒状ガスノズル６の過熱が防止される。
【００２６】
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ８個の二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を直進性を効果的に与えた状態で噴出することにより、各二次側筒状ガスノズル６の周部にも負圧域を形成して、ガス供給筒１の前方空間に加えて、ガス供給筒１の先端側の周部空間にも負圧状態が一層大きい負圧域を形成し、そして、図１に示すように、そのように負圧状態が一層大きい負圧域となるガス供給筒１の前方空間、及び、ガス供給筒１の先端側の周部空間を通して、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２が燃焼した燃焼ガスＥを効率良く循環させて、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２の燃焼域に燃焼ガスＥを効率良く流入させながら、二次ガス燃料Ｇ２を燃焼させることにより、二次ガス燃料Ｇ２を効果的に緩慢燃焼させる。
【００２７】
つまり、８個の一次筒状ガスノズル５にて希薄燃焼を行わせること、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６により、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させる二段燃焼を行わせること、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させて、顕著な分割火炎形成燃焼を行わせること、８個の二次筒状ガスノズル６によって行わせる燃焼ガス再循環燃焼を促進させること、並びに、８個の一次筒状ガスノズル５によっても燃焼ガス再循環燃焼を行わせることの相乗効果により、効果的に低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００２８】
又、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で一次バッフル板４に備えられた８個の一次空気吐出用切欠４ｗから一次燃焼用空気Ａ１が吐出されることから、一次バッフル板４の前方空間における一次空気吐出用切欠４ｗの周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１の一部が一次バッフル板４の側に誘引されて、その誘引一次ガス燃料Ｇ１が一次空気吐出用切欠４ｗから吐出された一次燃焼用空気Ａ１にて、一次バッフル板４の近傍で燃焼するので、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、一次バッフル板４の近傍から燃焼が開始することになる。従って、一次筒状ガスノズル５から噴出された一次ガス燃料Ｇ１は、一次バッフル板４にて保炎される状態で安定して燃焼する。
【００２９】
同様に、筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で二次バッフル板７に備えられた８個の二次空気吐出用切欠７ｗから二次燃焼用空気Ａ２が吐出されることから、二次バッフル板７の前方空間における二次空気吐出用切欠７ｗの周部に、負圧域が形成され、その負圧域の誘引作用により、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２の一部が二次バッフル板７の側に誘引されて、その誘引二次ガス燃料Ｇ２が二次空気吐出用切欠７ｗから吐出された二次燃焼用空気Ａ２にて、二次バッフル板７の近傍で燃焼するので、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、二次バッフル板７の近傍から燃焼が開始することになる。従って、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、二次バッフル板７にて保炎される状態で安定して燃焼する。
もって、燃焼装置全体として、燃焼の安定性を向上することができる。
【００３０】
以下、本発明の第２ないし第９の各実施形態を説明するが、各実施形態において第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
【００３１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
図４ないし図６に示すように、第２実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２を、筒軸心方向での位置の異なるものが筒周方向に交互に存在する状態で、筒軸心方向に二列状に配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００３２】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、第１実施形態と同様に、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してある。
そして、長さが同一の８個の二次筒状ガスノズル６を、筒周方向に等間隔を隔て、且つ、筒軸心方向での位置の異なるものが筒周方向に交互に存在する状態で、筒軸心方向に二列状にガス供給筒１の先端側の周壁に設けてある。
筒軸心方向後方側の列の各二次筒状ガスノズル６は、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けて、二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に設定してある。又、筒軸心方向前方側の列の各二次筒状ガスノズル６は、軸心がガス供給筒１の筒軸心に対して前方側に傾斜する姿勢で設けて、二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して、前方側に傾斜する方向に設定してある。
【００３３】
尚、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００３４】
第２実施形態の燃焼装置では、８個の二次筒状ガスノズル６においては、筒軸心方向後方側の列のものと筒軸心方向前方側の列のものにより、それぞれの列で分割状の二次火炎Ｆ２を形成する状態で、燃焼用空気通流方向の２箇所で燃焼させて、２段燃焼させることが可能となり、全体として３段燃焼させることができる。
又、８個の二次筒状ガスノズル６にて２段燃焼させるに当たって、筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６と、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６とで二次ガス燃料Ｇ２の噴出方向を異ならせてあるので、筒軸心方向前後の列間の間隔を短くしながらも、筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６にて形成される二次火炎Ｆ２と、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６にて形成される二次火炎Ｆ２同士の干渉を抑制して、２段燃焼を顕著に行わせることができる。
【００３５】
従って、第２実施形態の燃焼装置では、複数段燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を一層促進させることができるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を説明する。
図７ないし図９に示すように、第３実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２は、２次ガス燃料Ｇ２を、内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２及び外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ１に対して噴出するように構成してある。
【００３７】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、第１実施形態と同様に、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた下流側筒状ガスノズルとしての二次筒状ガスノズル６にて構成してあるが、各二次筒状ガスノズル６は、先端が筒軸心方向視にて内側燃焼筒８内に位置し、且つ、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けてある。
つまり、各二次筒状ガスノズル６から、二次ガス燃料Ｇ２を、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して、前方側に傾斜する方向に、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１、及び、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するようにしてある。
上記の変更点以外は、第１実施形態と同様に構成してある
【００３８】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００３９】
つまり、二次筒状ガスノズル６からは、二次ガス燃料Ｇ２を二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に衝突させるように噴出するようにしてあり、このことによって、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好となるので、二次燃焼を一層安定させて行わせることができる。
従って、この第３実施形態の燃焼装置では、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好になるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、二次燃焼の燃焼状態を更に安定化させることが可能となり、もって、ターンダウン比を更に大きくすることができる。
【００４０】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態を説明する。
図１０ないし図１２に示すように、第４実施形態においては、複数の下流側ガス噴出部Ｓ２は、２次ガス燃料Ｇ２を、内側燃焼用空気流路としての二次燃焼用空気流路２の出口から吐出される二次燃焼用空気Ａ２及び外側燃焼用空気流路としての一次燃焼用空気流路３の出口から吐出される一次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するように構成してある。
【００４１】
説明を加えると、二次ガス噴出部Ｓ２は、ガス供給筒１の先端側の周壁に穿設した二次ガス噴出孔１ｓにて構成し、具体的には、８個の二次ガス噴出孔１ｓを筒周方向に等間隔を隔てて１列状に並べて形成してある。
つまり、各二次ガス噴出孔１ｓから、二次ガス燃料Ｇ２を、一次空気吐出用切欠４ｗから吐出される一次燃焼用空気Ａ１、及び、二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に対して噴出するようにしてある。
上記の変更点以外は、第１実施形態と同様に構成してある
【００４２】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次ガス噴出部Ｓ２（第４実施形態においては二次ガス噴出孔１ｓ）と同位置に位置する状態で、８個の二次ガス噴出部Ｓ２（第４実施形態においては二次ガス噴出孔１ｓ）及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００４３】
つまり、二次ガス噴出孔１ｓからは、二次ガス燃料Ｇ２を二次空気吐出用切欠７ｗから吐出される二次燃焼用空気Ａ２に衝突させるように噴出するようにしてあり、このことによって、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好となるので、二次燃焼を一層安定させて行わせることができる。
従って、この第４実施形態の燃焼装置では、二次ガス燃料Ｇ２と二次燃焼用空気Ａ２との混合状態が良好になるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、二次燃焼の燃焼状態を更に安定化させることが可能となり、もって、ターンダウン比を更に大きくすることができる。
【００４４】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態を説明する。
図１３ないし図１５に示すように、第５実施形態においては、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する内側空気吐出部としての二次空気吐出用切欠７ｗの間に下流側ガス噴出部Ｓ２としての二次筒状ガスノズル６が位置するように、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００４５】
つまり、筒周方向に隣接する一次空気吐出用切欠４ｗからそれぞれ吐出される一次燃焼用空気吐出流の間、及び、筒周方向に隣接する二次空気吐出用切欠７ｗからそれぞれ吐出される二次燃焼用空気吐出流の間に対して、二次筒状ガスノズル６から二次ガス燃料Ｇ２が噴出されるので、二次ガス燃料Ｇ２の噴出流が一次燃焼用空気吐出流や二次燃焼用空気吐出流により乱され難いので、火炎の形状が一層定まり易く、更に、二次筒状ガスノズル６から噴出された二次ガス燃料Ｇ２は、筒周方向の両側から燃焼用空気が供給される状態で燃焼することから、８分割状に分割された二次火炎Ｆ２の各分割炎は、一層顕著に二股状に割れるが如き形状の火炎となる。
【００４６】
従って、第５実施形態の燃焼装置では、二次燃焼における分割火炎形成燃焼によるＮＯｘ発生の抑制作用を更に促進させることができるので、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００４７】
〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態を説明する。
図１６に示すように、第６実施形態においては、二次燃焼用空気流路２内には、第１実施形態における二次バッフル板７に代えて、旋回羽根１３を設けてあり、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００４８】
従って、二次燃焼用空気流路２を通流する二次燃焼用空気Ａ２は、旋回羽根１３にて旋回を与えられて二次燃焼用空気流路２の出口から吐出されることから、吐出二次燃焼用空気Ａ２の拡散が抑制されることとなって、円錐状で厚みの薄い二次火炎Ｆ２が形成される。
【００４９】
第６実施形態の燃焼装置では、二次燃焼においては、分割火炎形成燃焼を行わせない代わりに、厚みの薄い円錐状の二次火炎Ｆ２を形成するので、火炎の冷却作用を増大させて、ＮＯｘの発生を抑制することができるようになり、第１実施形態の燃焼装置と同等に、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００５０】
〔第７実施形態〕
以下、本発明の第７実施形態を説明する。
図１７に示すように、第７実施形態においては、筒軸心方向視にて、筒周方向において、隣接する一次筒状ガスノズル５の間に二次筒状ガスノズル６が位置するように、８個の一次筒状ガスノズル５及び８個の二次筒状ガスノズル６を配設し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５１】
念のために説明を加えると、第１実施形態と同様に、筒軸心方向視にて、筒周方向において、二次空気吐出用切欠７ｗが二次筒状ガスノズル６と同位置に位置する状態で、８個の二次筒状ガスノズル６及び８個の二次空気吐出用切欠７ｗを配設してある。
【００５２】
８個の一次筒状ガスノズル５による一次燃焼及び８個の二次筒状ガスノズル６による二次燃焼それぞれにおいて、顕著に分割状の火炎を形成する状態で燃焼させることができることに加えて、筒軸心方向視にて、筒周方向において、一次燃焼による８分割状の一次火炎Ｆ１の分割炎と、二次燃焼による８分割状の二次火炎Ｆ２の分割炎が交互に並ぶ状態となるので、一次火炎Ｆ１の分割炎と二次火炎Ｆ２の分割炎同士の干渉を抑制することができて、一層顕著な分割火炎形成燃焼を行わせることができる。
従って、第７実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５３】
〔第８実施形態〕
以下、本発明の第８実施形態を説明する。
図１８に示すように、第８実施形態においては、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設け、二次筒状ガスノズル６の先端面に、二次ガス燃料Ｇ２を二次筒状ガスノズル６の軸心方向、即ち、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に噴出する直進方向噴出孔６ａを形成し、二次筒状ガスノズル６の周壁に、二次ガス燃料Ｇ２をガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する方向に噴出する斜め方向噴出孔６ｂを形成し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５４】
８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、直進方向噴出孔６ａと斜め方向噴出孔６ｂとにより２分割状に火炎を形成する状態で燃焼させるので、８個の二次筒状ガスノズル６により形成される二次火炎Ｆ２の火炎表面積を一層増加させることが可能となる。
従って、第８実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５５】
〔第９実施形態〕
以下、本発明の第９実施形態を説明する。
図１９に示すように、第９実施形態においては、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設け、二次筒状ガスノズル６の先端面に、二次ガス燃料Ｇ２を二次筒状ガスノズル６の軸心方向、即ち、ガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する方向に噴出する直進方向噴出孔６ｃを形成し、二次筒状ガスノズル６の周壁に、二次ガス燃料Ｇ２をガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に噴出する斜め方向噴出孔６ｄを形成し、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００５６】
８個の二次筒状ガスノズル６それぞれにおいて、直進方向噴出孔６ｃと斜め方向噴出孔６ｄとにより２分割状に火炎を形成する状態で燃焼させるので、８個の二次筒状ガスノズル６により形成される二次火炎Ｆ２の火炎表面積を一層増加させることが可能となる。
従って、第９実施形態の燃焼装置では、第１実施形態の燃焼装置に比べて、低ＮＯｘ化を一段と図ることができる。
【００５７】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 一次ガス噴出部Ｓ１及び二次ガス噴出部Ｓ２それぞれの設置個数は、上記の各実施形態において例示した８個に限定されるものではなく、適宜変更可能である。又、一次ガス噴出部Ｓ１と二次ガス噴出部Ｓ２とで設置個数を異ならせても良い。
一次空気吐出用切欠４ｗの設置個数は、一次ガス噴出部Ｓ１の設置個数と異ならせても良いが、分割火炎燃焼を顕著に行わせるには、一次空気吐出用切欠４ｗの設置個数を一次ガス噴出部Ｓ１の設置個数と同じにするのが好ましい。同様に、二次空気吐出用切欠７ｗの設置個数は、二次ガス噴出部Ｓ２の設置個数と異ならせても良いが、分割火炎燃焼を顕著に行わせるには、二次空気吐出用切欠７ｗの設置個数を二次ガス噴出部Ｓ２の設置個数と同じにするのが好ましい。
【００５８】
（ロ） 複数の一次ガス噴出部Ｓ１や複数の二次ガス噴出部Ｓ２を筒周方向に間隔を隔てて並べて設けるに当たって、ガス噴出量の異なる２種類の噴出部を周方向に交互に並べて、複数の一次ガス噴出部Ｓ１や複数の二次ガス噴出部Ｓ２により濃淡燃焼を行わせるように構成しても良い。
【００５９】
（ハ） 上記の各実施形態においては、外側整流体としての一次バッフル板４に備えさせる外側空気吐出部や、内側整流体としての二次バッフル板７に備えさせる内側空気吐出部の空気吐出部の具体構成として、バッフル板に形成した空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）を採用する場合について例示したが、その空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）の形状は種々に変更可能である。例えば、第２実施形態では、二次バッフル板７に、三角形状の二次空気吐出用切欠７ｗを形成する場合について例示したが、図２０に示すように、台形状の二次空気吐出用切欠７ｗを形成しても良い。
又、空気吐出部の具体構成としては、空気吐出用切欠（４ｗ，７ｗ）以外に、円、矩形、長円等、種々の形状に形成した開口を採用することができる。あるいは、バッフル板の厚さ方向に貫通させて設けた筒状体でも良い。
【００６０】
（ニ） 上記の第１、第３、第４、第５、第６及び第７の各実施形態において、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けるに当たって、筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する角度は適宜設定することができる。あるいは、二次筒状ガスノズル６を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けるのに代えて、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けたり、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して後方に傾斜する姿勢で設けても良い。
あるいは、ガス供給筒１に対する取付姿勢の異なる２種類のものを、周方向に交互に並べても良い。
【００６１】
又、上記の第２実施形態において、８個の二次筒状ガスノズル６において筒軸心方向後方側の列のもの及び筒軸心方向前方側の列のもの、それぞれのガス供給筒１に対する取付姿勢は、適宜変更可能である。例えば、筒軸心方向前方側の列ものを、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設けたり、筒軸心方向後方側の列のものを、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢で設けたりして、筒軸心方向前方側の列ものと筒軸心方向後方側の列のもの同士で、ガス噴出方向を同一にしても良い。
【００６２】
（ホ） 上記の第１ないし第９の各実施形態においては、複数の一次筒状ガスノズル５の長さを全て同一にする場合について例示したが、複数の一次筒状ガスノズル５の長さを異ならせても良い。その場合、例えば、長さの異なる２種類の一次筒状ガスノズル５を周方向に交互に並べても良い。
上記の第１ないし第３、及び、第５ないし第９の各実施形態においては、複数の二次筒状ガスノズル６の長さを全て同一にする場合について例示したが、複数の二次筒状ガスノズル６の長さを異ならせても良い。その場合、例えば、長さの異なる２種類の二次筒状ガスノズル６を周方向に交互に並べても良い。第２実施形態においては、筒軸心方向前方側の列の二次筒状ガスノズル６と筒軸心方向後方側の列の二次筒状ガスノズル６とで、長さを異ならせても良い。
【００６３】
（ヘ） 上記の各実施形態においては、一次筒状ガスノズル５を、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する姿勢で設ける場合について例示したが、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して前方に傾斜する姿勢や、軸心がガス供給筒１の筒軸心に直交する方向に対して後方に傾斜する姿勢で設けても良い。
あるいは、ガス供給筒１に対する取付姿勢の異なる２種類のものを、周方向に交互に並べても良い。
【００６４】
（ト） 上記の第４実施形態においては、二次ガス噴出部Ｓ２としての二次ガス噴出孔１ｓを１列に設ける場合について例示したが、筒軸心方向に複数列に設けても良い。
【００６５】
（チ） 上記の実施形態においては、複数の一次筒状ガスノズル５による一次燃焼と複数の二次筒状ガスノズル６による二次燃焼とを合わせて燃焼が完結する状態で、一次燃焼の方が空気過剰率が大きくなるように設定して、一次燃焼を希薄燃焼にて行わせるように構成する場合について例示した。これに代えて、一次燃焼と二次燃焼とを合わせて燃焼が完結する状態で、二次燃焼の方が空気過剰率が大きくなるように設定して、二次燃焼を希薄燃焼にて行わせるように構成したり、一次燃焼及び二次燃焼それぞれで燃焼が完結するように、一次燃焼及び二次燃焼それぞれで空気過剰率を略同様に設定するように構成しても良い。
【００６６】
（リ） 上記の各実施形態においては、ガス供給筒１の外側に、内側燃焼筒８と外側燃焼筒９とを設けた３重筒構造として、外側燃焼用空気流路（一次燃焼用空気流路３）と上流側ガス噴出部（一次ガス噴出部Ｓ１）との組、及び、内側燃焼用空気流路（二次燃焼用空気流路２）と下流側ガス噴出部（二次ガス噴出部Ｓ２）との組をそれぞれ１組ずつ設けた基本的に２段燃焼構造に構成する場合について例示した。複数段燃焼を行うように構成するに当たって、上記の各実施形態において例示した２段燃焼に限定されるものではなく、４重以上の多重筒構造として、外側燃焼用空気流路と上流側ガス噴出部との組及び内側燃焼用空気流路と下流側ガス噴出部との組のいずれか一方、あるいは、両方を２組以上設けて、３段以上の複数段燃焼を行うように構成しても良い。
【００６７】
（ヌ） 上記の各実施形態においては、上流側ガス噴出部（一次ガス噴出部Ｓ１）を、ガス供給筒１の周壁にその周壁から突出する状態で設けた上流側筒状ガスノズルにて構成する場合について例示したが、上流側ガス噴出部は、ガス供給筒１の周壁に穿設したガス噴出孔にて構成しても良い。上流側ガス噴出部をガス噴出孔にて構成する場合の具体構成としては、例えば、外側燃焼筒９をその先端が内側燃焼筒８の後端よりも後退させて設けて、内側燃焼筒８の後端と外側燃焼筒９の先端との間において、ガス供給筒１の一部を外部に露出させて、そのガス供給筒１における露出部分の周壁に、ガス噴出孔を穿設する構成を採用することができる。
【００６８】
（ル） 本発明の燃焼装置は、各種ボイラや各種炉の加熱用等、種々の用途で用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図２】第１実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図３】（イ）は第１実施形態に係る燃焼装置の正面図、（ロ）は第１実施形態に係る燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図４】第２実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図５】第２実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図６】（イ）は第２実施形態に係る燃焼装置の正面図、（ロ）は第２実施形態に係る燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図７】第３実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図８】第３実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図９】第３実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１０】第４実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１１】第４実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図１２】第４実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１３】第５実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１４】第５実施形態に係る燃焼装置の要部の斜視図
【図１５】第５実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１６】第６実施形態に係る燃焼装置の縦断側面図
【図１７】第７実施形態に係る燃焼装置の正面図
【図１８】第８実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断側面図
【図１９】第９実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断側面図
【図２０】別実施形態にかかる燃焼装置の一部切り欠き正面図
【図２１】従来の燃焼装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ ガス供給筒
２ 内側燃焼用空気流路
３ 外側燃焼用空気流路
４ 外側整流体
４ｗ 外側空気吐出部
５ 上流側ガスノズル
６ 下流側ガスノズル
７ 内側整流体
７ｗ 内側空気吐出部
Ｓ１ 上流側ガス噴出部
Ｓ２ 下流側ガス噴出部
Claims (5)
- 先端が閉塞されたガス供給筒の外周部に、前記ガス供給筒の先端よりも後退した位置に位置する出口から燃焼用空気を前記ガス供給筒の筒軸心方向に吐出する内側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
その内側燃焼用空気流路の外周部に、前記内側燃焼用空気流路の出口よりも燃焼用空気通流方向上流側に位置する出口から燃焼用空気を前記筒軸心方向に吐出する外側燃焼用空気流路が、前記筒軸心方向視にて環状に設けられ、
前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
その上流側ガス噴出部よりも前記燃焼用空気通流方向下流側に、前記ガス供給筒を通流するガス燃料を、前記内側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気又は前記外側燃焼用空気流路の出口から吐出される燃焼用空気に対して噴出する複数の下流側ガス噴出部が、前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で設けられた燃焼装置であって、
前記外側燃焼用空気流路内に、その外側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の外側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた外側整流体が、前記外側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記外側空気吐出部の間に前記上流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の上流側ガス噴出部及び前記複数の外側空気吐出部が配設されている燃焼装置。 - 前記上流側ガス噴出部が、前記ガス供給筒の周壁にその周壁から突出し且つ前記内側燃焼用空気流路を貫通する状態で設けられた上流側筒状ガスノズルにて構成され、前記下流側ガス噴出部が、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た下流側筒状ガスノズルにて構成されている請求項１記載の燃焼装置。
- 前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、前記下流側ガス噴出部が前記内側空気吐出部と同位置に位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されている請求項１又は２記載の燃焼装置。 - 前記内側燃焼用空気流路内に、その内側燃焼用空気流路を通流する燃焼用空気を吐出する複数の内側空気吐出部を前記筒周方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えた内側整流体が、前記内側燃焼用空気流路を横断する姿勢で設けられ、
前記筒軸心方向視にて、前記筒周方向において、隣接する前記内側空気吐出部の間に前記下流側ガス噴出部が位置するように、前記複数の下流側ガス噴出部及び前記複数の内側空気吐出部が配設されている請求項１又は２記載の燃焼装置。 - 前記複数の下流側ガス噴出部が、前記筒軸心方向での位置の異なるものが前記筒周方向に交互に存在する状態で、前記筒軸心方向に二列状に配設されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
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