JP6833484B2 - Vortex combustor and portable power generator using it - Google Patents

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本発明は、渦流燃焼器および可搬式発電装置に関するものである。 The present invention relates to a vortex combustor and a portable power generator.

従来、筒状の燃焼室を備え、この燃焼室の内面の接線方向に向けて燃料ガスと空気、またはその予混合気を導入して旋回流を発生させ、この旋回流に点火することで燃焼室内に渦状の火炎を形成する渦流燃焼器が知られている(例えば特許文献1)。この渦流燃焼器は、高速の旋回流によって安定した火炎が燃焼室内に形成されるので、燃焼火炎の温度のバラツキが小さく、局所的な高温領域が形成されにくいため、NOxの発生を抑えることが可能となる。加えて、渦流火炎は燃焼室内にのみ存在するため、燃焼器の小型化も達成することができる。 Conventionally, a tubular combustion chamber is provided, and fuel gas and air or a premixture thereof is introduced toward the tangential direction of the inner surface of the combustion chamber to generate a swirling flow, and combustion is performed by igniting this swirling flow. A vortex combustor that forms a vortex-shaped flame in a room is known (for example, Patent Document 1). In this vortex combustor, a stable flame is formed in the combustion chamber by a high-speed swirling flow, so that the temperature variation of the combustion flame is small and it is difficult to form a local high temperature region, so that the generation of NOx can be suppressed. It will be possible. In addition, since the vortex flame exists only in the combustion chamber, the combustor can be miniaturized.

また、近年においては、屋外や災害時などに使用することのできる、持ち運び可能な可搬式の電源として、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電発電モジュールを用いた発電装置が提案されている(例えば特許文献2)。この熱電発電モジュールは、低温部と高温部との温度差により起電力を発生するものであって、温度差が大きいほど大きな起電力を得ることができるため、高温部を加熱する加熱源が必要である。特許文献2では、この加熱源として触媒燃焼器を用いているが、加熱源として渦流燃焼器を用いることで、発電効率の高い発電装置を小型に構成することが可能になると考えられる。 Further, in recent years, as a portable power source that can be used outdoors or in the event of a disaster, a power generation device using a thermoelectric power generation module that converts thermal energy into electrical energy has been proposed (for example). Patent Document 2). This thermoelectric power generation module generates an electromotive force due to the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part, and the larger the temperature difference, the larger the electromotive force can be obtained. Therefore, a heating source for heating the high temperature part is required. Is. In Patent Document 2, a catalytic combustor is used as the heating source, but it is considered that by using a vortex combustor as the heating source, it is possible to construct a power generation device having high power generation efficiency in a compact size.

特開2004−93118号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-93118 特開2009−27876号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-27876

ところで、渦流燃焼器は、燃焼室内に高速の旋回流を発生させることにより安定燃焼を行うことができるものであり、この旋回流に乱れが生じると、燃焼状態の悪化や失火を引き起こしてしまう。そのため、燃焼室内の火炎を形成する部分には、旋回流を乱す原因となるものを極力配置しない構成とすることが望ましく、例えば特許文献1では、点火装置が、燃料ガスを導入するノズルよりも燃焼室の後端側に設けられている。 By the way, the eddy current combustor can perform stable combustion by generating a high-speed swirling flow in the combustion chamber, and if the swirling flow is disturbed, the combustion state deteriorates or misfire occurs. Therefore, it is desirable that the portion forming the flame in the combustion chamber is configured so as not to dispose a substance that disturbs the swirling flow as much as possible. For example, in Patent Document 1, the ignition device is more than the nozzle into which the fuel gas is introduced. It is provided on the rear end side of the combustion chamber.

このように構成することで、点火装置が旋回流に乱れを発生させる原因となることはないが、燃焼室の後端側には点火装置を配置するためのスペースが必要となる。そして、良好な点火を行うためには、燃料ガスを導入するノズルとの間に、燃料ガスと空気とを混合して予混合気を生成するための十分な距離が必要であるため、燃焼器を小型に構成することが難しくなってしまう。 With such a configuration, the ignition device does not cause turbulence in the swirling flow, but a space for arranging the ignition device is required on the rear end side of the combustion chamber. Then, in order to perform good ignition, a sufficient distance is required between the nozzle for introducing the fuel gas and the nozzle for mixing the fuel gas and air to generate a premixed gas. It becomes difficult to configure the small size.

本発明は、上記課題を解決するためのもので、小型でかつ着火性に優れた渦流燃焼器およびこれを用いた可搬式発電装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vortex combustor which is small in size and has excellent ignitability, and a portable power generation device using the vortex combustor.

本発明は、燃焼器本体の内部に、筒状の燃焼室と、前記燃焼室の内面の接線方向に向けて燃焼用ガスを導入する燃焼用ガス導入部と、を備え、前記燃焼室内に渦流火炎を形成する渦流燃焼器であって、燃焼用ガスに点火する点火装置が、渦流火炎の先端よりも下流に配置されており、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室の下流端が開口する開口部を備え、前記点火装置は、前記開口部から前記燃焼室内に挿入されており、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室で発生した燃焼排ガスが流通する燃焼排ガス流路をさらに備え、前記点火装置により前記開口部が閉塞されていることを特徴とする渦流燃焼器である。
The present invention includes a tubular combustion chamber and a combustion gas introduction portion for introducing combustion gas toward the tangential direction of the inner surface of the combustion chamber inside the combustor main body, and vortex flows in the combustion chamber. A vortex combustor that forms a flame, and an igniter that ignites the combustion gas is located downstream of the tip of the vortex flame .
The combustor body includes an opening at which the downstream end of the combustion chamber opens, and the ignition device is inserted into the combustion chamber through the opening.
The combustor main body is a vortex combustor characterized in that the combustion exhaust gas flow path through which the combustion exhaust gas generated in the combustion chamber flows is further provided, and the opening is closed by the ignition device.

また、前記点火装置は、火花放電を行う放電電極を備え、前記放電電極は、中心軸が燃焼室の軸線と重なるように配置され、その先端は前記燃焼室の内面に向かって傾斜していることを特徴とする請求項記載の渦流燃焼器である。 Further, the ignition device includes a discharge electrode for performing spark discharge, the discharge electrode is arranged so that the central axis overlaps the axis of the combustion chamber, and the tip thereof is inclined toward the inner surface of the combustion chamber. The vortex combustor according to claim 1 , wherein the vortex combustor is characterized in that.

また、請求項1または2に記載の渦流燃焼器と、前記渦流燃焼器に燃料ガスを供給する燃料供給部と、記渦流燃焼器に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部と、前記渦流燃焼器によって高温側が加熱される熱電発電モジュールと、前記熱電発電モジュールの低温側を冷却する冷却部と、を備えることを特徴とする可搬式発電装置である。 Further, the vortex combustor according to claim 1 or 2 , a fuel supply unit for supplying fuel gas to the vortex combustor, a combustion air supply unit for supplying combustion air to the vortex combustor, and the vortex flow. It is a portable power generation device including a thermoelectric power generation module in which a high temperature side is heated by a combustor and a cooling unit for cooling the low temperature side of the thermoelectric power generation module.

また、請求項1または2に記載の渦流燃焼器と、前記渦流燃焼器に燃料ガスを供給する燃料供給部と、前記渦流燃焼器に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部と、前記渦流燃焼器によって高温側が加熱される熱電発電モジュールと、前記熱電発電モジュールの低温側を冷却する冷却部と、を備え、前記燃焼器本体の外周面に前記熱電発電モジュールが取り付けられていることを特徴とする可搬式発電装置である。
Further, the vortex combustor according to claim 1 or 2 , a fuel supply unit for supplying fuel gas to the vortex combustor, a combustion air supply unit for supplying combustion air to the vortex combustor, and the vortex flow. A thermoelectric power generation module in which a high temperature side is heated by a combustor and a cooling unit for cooling the low temperature side of the thermoelectric power generation module are provided, and the thermoelectric power generation module is attached to an outer peripheral surface of the combustor body. It is a portable power generation device.

上述のように構成することにより、小型でかつ着火性に優れた渦流燃焼器およびこれを用いた可搬式発電装置を提供することができる。 With the above-described configuration, it is possible to provide a vortex combustor that is compact and has excellent ignitability, and a portable power generation device using the vortex combustor.

本発明の実施形態における渦流燃焼器の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the vortex combustor in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における渦流燃焼器の他の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows another example of the vortex combustor in embodiment of this invention. (a)は本発明の実施形態における渦流燃焼器のさらに他の一例を示す断面構成図、(b)は(a)に示す渦流燃焼器のA−A‘断面図である。(A) is a sectional view showing still another example of the vortex combustor according to the embodiment of the present invention, and (b) is a sectional view taken along the line AA'of the vortex combustor shown in (a). 本発明の実施形態における発電装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the power generation apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における発電装置の一例を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows an example of the power generation apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における発電装置の一例を示す部分断面図である。略構成図である。It is a partial cross-sectional view which shows an example of the power generation apparatus in embodiment of this invention. It is a schematic block diagram.

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。 Embodiments of the present invention considered to be suitable will be briefly described by showing the effects of the present invention.

本発明は、燃焼室内に渦状の火炎を形成する渦流燃焼器であって、渦流火炎の先端よりも燃焼室の下流に点火装置を配置した。つまり、点火装置は燃焼が完結して渦流火炎が消滅した後の燃焼排ガス中に配置されるため、燃焼用ガスの旋回流を乱すことがないので、安定燃焼を継続することができ、従来のように点火装置を配置するためのスペースを設ける必要がないため、燃焼室を小型に構成することができる。また、燃焼室内に導入された燃焼用ガスは、点火装置に到達するまでの間に燃焼室内を旋回することで十分に混合されるため、着火性にも優れることとなる。 The present invention is a vortex combustor that forms a vortex-shaped flame in the combustion chamber, and an ignition device is arranged downstream of the tip of the vortex flame. That is, since the ignition device is placed in the combustion exhaust gas after the combustion is completed and the vortex flame is extinguished, the swirling flow of the combustion gas is not disturbed, so that stable combustion can be continued, and the conventional combustion device can be continued. Since it is not necessary to provide a space for arranging the ignition device as described above, the combustion chamber can be made compact. Further, since the combustion gas introduced into the combustion chamber is sufficiently mixed by swirling in the combustion chamber before reaching the ignition device, the ignitability is also excellent.

また、渦流燃焼器を、燃焼器本体の内部に燃焼室と、燃焼用ガス導入部が形成されている構成とすることで、燃焼室の小型化および着火性向上といった効果に加え、渦流火炎の熱が燃焼室を介して燃焼器本体に素早く熱伝達されるため、渦流燃焼器を熱源として有効に活用することができる。さらに、燃焼用ガスは燃焼用ガス導入部を通過する間に燃焼器本体と熱交換により加熱され温度が上昇するので、燃焼反応時間が短縮され、これにより燃焼反応が促進されて不完全燃焼が低減される。 In addition, the vortex combustor has a structure in which a combustion chamber and a combustion gas introduction portion are formed inside the combustor body, in addition to the effects of downsizing the combustion chamber and improving ignitability, as well as the vortex flame. Since heat is quickly transferred to the combustor body via the combustion chamber, the vortex combustor can be effectively used as a heat source. Furthermore, since the combustion gas is heated by heat exchange with the combustor body while passing through the combustion gas introduction part and the temperature rises, the combustion reaction time is shortened, which promotes the combustion reaction and causes incomplete combustion. It will be reduced.

また、燃焼室の下流端を燃焼器本体に開口し、この開口から点火装置を挿入することで、点火装置を容易に燃焼室の内部に取り付けることができ、また、渦流火炎が消滅した位置に確実に配置することができる。 Further, by opening the downstream end of the combustion chamber into the combustor body and inserting the ignition device through this opening, the ignition device can be easily installed inside the combustion chamber, and at a position where the vortex flame is extinguished. It can be reliably placed.

また、燃焼器本体に燃焼排ガスが流通する燃料排ガス流路を設けることで、燃焼器本体は燃焼排ガスからの熱によっても加熱されるので、渦流燃焼器を熱源として有効に利用することができる。なお、その際、燃焼室の開口は点火装置で閉塞するため、燃焼排ガスは開口から漏れることなく燃焼排ガス流路に確実に流入し、また、点火装置の位置決めを容易に行うことができる。 Further, by providing the fuel exhaust gas flow path through which the combustion exhaust gas flows in the combustor main body, the combustor main body is also heated by the heat from the combustion exhaust gas, so that the vortex combustor can be effectively used as a heat source. At that time, since the opening of the combustion chamber is closed by the ignition device, the combustion exhaust gas surely flows into the combustion exhaust gas flow path without leaking from the opening, and the ignition device can be easily positioned.

また、点火装置は、放電電極の先端を燃焼室の内面に向かって傾斜させることで、燃焼用ガスが確実に存在する方に向かって放電させて、確実に着火することができる。さらに、放電電極の中心軸が燃焼室の軸線と重なるように配置することで、燃焼室内面と放電電極の先端との距離は、点火装置の取り付け向きによらず一定となり、安定した着火が可能となる。 Further, the ignition device can reliably ignite by inclining the tip of the discharge electrode toward the inner surface of the combustion chamber to discharge the combustion gas toward the direction where the combustion gas is surely present. Furthermore, by arranging the central axis of the discharge electrode so as to overlap the axis of the combustion chamber, the distance between the surface of the combustion chamber and the tip of the discharge electrode is constant regardless of the mounting direction of the ignition device, and stable ignition is possible. It becomes.

また、熱電発電モジュールを備えた発電装置において、熱電発電モジュールを加熱するための熱源として上述の渦流燃焼器を用いることにより、小型かつ安定して発電を行うことのできる発電装置を構成することができる。 Further, in a power generation device equipped with a thermoelectric power generation module, by using the above-mentioned vortex combustor as a heat source for heating the thermoelectric power generation module, it is possible to configure a power generation device capable of generating power in a compact and stable manner. it can.

また、熱電発電モジュールを燃焼器本体の外周面に取り付けることで、渦流燃焼器が発する熱を効率よく熱電発電モジュールに伝達して、発電効率の高い発電装置を構成することができる。 Further, by attaching the thermoelectric power generation module to the outer peripheral surface of the combustor main body, the heat generated by the vortex combustor can be efficiently transferred to the thermoelectric power generation module, and a power generation device having high power generation efficiency can be configured.

以下、本発明の具体的な実施例について図を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態における渦流燃焼器の一例を示す断面図である。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a vortex combustor according to an embodiment of the present invention.

本実施形態の渦流燃焼器1は、筒状の燃焼室11と、この燃焼室11の内面の接線方向に向けて燃料ガスと燃焼用空気との予混合ガス(燃焼用ガス)を導入する燃焼用ガス導入部である予混合ガス導入経路12と、予混合ガスに点火する点火装置20を備えている。点火装置20は、先端が燃焼室11の内部に臨むよう、燃焼室11の壁面を貫通して配置されている。なお、点火装置20としては、火花放電を行う点火プラグ、やヒータの熱により点火する点火ヒータなど、種々の方式のものを用いることができる。 The vortex combustor 1 of the present embodiment is used for combustion in which a cylindrical combustion chamber 11 and a premixed gas (combustion gas) of fuel gas and combustion air are introduced toward the tangential direction of the inner surface of the combustion chamber 11. It includes a premixed gas introduction path 12 which is a gas introduction unit, and an ignition device 20 for igniting the premixed gas. The ignition device 20 is arranged so as to penetrate the wall surface of the combustion chamber 11 so that the tip of the ignition device 20 faces the inside of the combustion chamber 11. As the ignition device 20, various types of ignition devices such as a spark plug that discharges sparks and an ignition heater that ignites by the heat of the heater can be used.

燃焼室11内には、渦流火炎Fが形成される。渦流火炎Fは、燃焼室11内で完全燃焼し、燃焼が完結すると消滅する。図1においては、渦流火炎Fの先端位置を一点鎖線で示しており、点火装置20は、この渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置される。 A vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. The vortex flame F completely burns in the combustion chamber 11, and disappears when the combustion is completed. In FIG. 1, the tip position of the vortex flame F is indicated by a chain line, and the ignition device 20 is arranged downstream of the tip position of the vortex flame F in the combustion chamber 11.

上述の構成において、予混合ガス導入経路12から燃焼室11内の接線方向に向けて予混合ガスを導入することで、燃焼室11内に高速の旋回流を発生させる。この予混合ガスの旋回流は燃焼室11の下流に向かって進み、点火装置20によって点火されると燃焼室11内に渦流火炎Fが形成される。ここで、点火装置20は、渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置されているため、予混合ガスの旋回流を乱すことがないので、安定燃焼を継続することができる。また、点火装置20の周囲ではすでに火炎が消滅していて火炎に曝されないため、点火装置20の劣化や煤の発生等を抑えることがきる。さらには、燃焼室11内に導入された予混合ガスは、点火装置20に到達するまでの間に燃焼室11内を旋回することで混合され、点火装置20ではこの十分に混合された予混合ガスに点火するため、着火性にも優れている。 In the above configuration, by introducing the premixed gas from the premixed gas introduction path 12 toward the tangential direction in the combustion chamber 11, a high-speed swirling flow is generated in the combustion chamber 11. The swirling flow of the premixed gas travels toward the downstream of the combustion chamber 11, and when ignited by the ignition device 20, a vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. Here, since the ignition device 20 is arranged downstream of the combustion chamber 11 from the tip position of the vortex flame F, the swirling flow of the premixed gas is not disturbed, so that stable combustion can be continued. Further, since the flame has already been extinguished around the ignition device 20 and is not exposed to the flame, deterioration of the ignition device 20 and generation of soot can be suppressed. Further, the premixed gas introduced into the combustion chamber 11 is mixed by swirling in the combustion chamber 11 before reaching the ignition device 20, and the igniter 20 mixes the well-mixed premixed gas. Since it ignites gas, it has excellent ignitability.

次に、本発明の渦流燃焼器における他の実施形態について、図2を用いて説明する。 Next, another embodiment of the vortex combustor of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、本実施形態における渦流燃焼器の他の一例を示す概略構成図であり、渦流燃焼器1は、略直方体形状の燃焼器本体10と、この燃焼器本体10に取り付けられた点火装置20を備えている。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the vortex combustor according to the present embodiment. The vortex combustor 1 includes a substantially rectangular parallelepiped combustor main body 10 and an ignition device attached to the combustor main body 10. It has 20.

燃焼器本体10は内部に、筒状の燃焼室11と、燃焼室11の内面の接線方向に向けて燃料ガスと燃焼用空気との予混合ガス(燃焼用ガス)を導入する燃焼用ガス導入部である予混合ガス導入経路12を備えている。そして燃焼器本体10の表面には、燃焼室11の下流端が開口する開口部13が形成されており、点火装置20は、この開口部13から燃焼室11の内部に挿入されて、燃焼器本体10に取り付けられている。 The combustion gas main body 10 introduces a combustion gas into which a tubular combustion chamber 11 and a premixed gas (combustion gas) of fuel gas and combustion air are introduced toward the tangential direction of the inner surface of the combustion chamber 11. It is provided with a premixed gas introduction path 12 which is a part. An opening 13 is formed on the surface of the combustor main body 10 through which the downstream end of the combustion chamber 11 opens, and the ignition device 20 is inserted into the combustion chamber 11 through the opening 13 to form a combustor. It is attached to the main body 10.

燃焼室11は、燃焼器本体10の内部に形成されているため、点火装置20を燃焼室11の下流端の開口部13から挿入することで、容易に燃焼室11の内部に取り付けることができ、また、確実に渦流火炎Fが消滅した位置に配置することができる。 Since the combustion chamber 11 is formed inside the combustor main body 10, it can be easily attached to the inside of the combustion chamber 11 by inserting the ignition device 20 from the opening 13 at the downstream end of the combustion chamber 11. In addition, it can be reliably placed at a position where the vortex flame F has disappeared.

そして、この点火装置20は、火花放電を行う放電電極21と、放電電極21を囲繞する碍子部22を備えて構成され、放電電極21の先端は燃焼室11の内面に向かって傾斜している。 The ignition device 20 includes a discharge electrode 21 that discharges sparks and a porcelain portion 22 that surrounds the discharge electrode 21, and the tip of the discharge electrode 21 is inclined toward the inner surface of the combustion chamber 11. ..

燃焼室11内には、渦流火炎Fが形成される。渦流火炎Fは、燃焼室11内で完全燃焼し、燃焼が完結すると消滅する。図2においては、渦流火炎Fの先端位置を一点鎖線で示しており、点火装置20は、この渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置される。 A vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. The vortex flame F completely burns in the combustion chamber 11, and disappears when the combustion is completed. In FIG. 2, the tip position of the vortex flame F is indicated by a chain line, and the ignition device 20 is arranged downstream of the tip position of the vortex flame F in the combustion chamber 11.

上述の構成において、予混合ガス導入経路12から燃焼室11内の接線方向に向けて予混合ガスを導入することで、燃焼室11内に高速の旋回流を発生させる。この予混合ガスの旋回流は燃焼室11の開口部13に向かって進み、点火装置20の放電によって点火されると燃焼室11内に渦流火炎Fが形成される。点火装置20は、渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置されているため、予混合ガスの旋回流を乱すことがないので、安定燃焼を継続することができる。また、点火装置20の周囲ではすでに火炎が消滅していて火炎に曝されないため、点火装置20の劣化や煤の発生等を抑えることができる。さらには、燃焼室11内に導入された予混合ガスは、点火装置20に到達するまでの間に燃焼室11内を旋回することで混合され、点火装置20ではこの十分に混合された予混合ガスに点火するため、着火性にも優れている。 In the above configuration, by introducing the premixed gas from the premixed gas introduction path 12 toward the tangential direction in the combustion chamber 11, a high-speed swirling flow is generated in the combustion chamber 11. The swirling flow of the premixed gas travels toward the opening 13 of the combustion chamber 11, and when ignited by the discharge of the ignition device 20, a vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. Since the ignition device 20 is arranged downstream of the combustion chamber 11 from the tip position of the vortex flame F, it does not disturb the swirling flow of the premixed gas, so that stable combustion can be continued. Further, since the flame has already been extinguished around the ignition device 20 and is not exposed to the flame, deterioration of the ignition device 20 and generation of soot can be suppressed. Further, the premixed gas introduced into the combustion chamber 11 is mixed by swirling in the combustion chamber 11 before reaching the ignition device 20, and the igniter 20 mixes the well-mixed premixed gas. Since it ignites gas, it has excellent ignitability.

また、燃焼室11内の予混合ガスは、燃焼室11の内面に沿った旋回流として存在しているため、点火装置20の放電電極21の先端を、燃焼室11の内面に向かって傾斜させることで、予混合ガスが確実に存在する方に向かって放電させ、確実に着火することができる。 Further, since the premixed gas in the combustion chamber 11 exists as a swirling flow along the inner surface of the combustion chamber 11, the tip of the discharge electrode 21 of the ignition device 20 is inclined toward the inner surface of the combustion chamber 11. As a result, the premixed gas can be discharged toward the direction in which the premixed gas is surely present, and can be reliably ignited.

このようにして燃焼室11に火炎が形成されると、渦流火炎Fの熱および渦流火炎Fの燃焼によって生じた燃焼排ガスの熱により燃焼器本体10が加熱される。燃焼器本体10が加熱されると、予混合ガスは、予混合ガス導入経路12を通過する間に燃焼器本体10からの熱伝導により加熱されて温度が上昇する。予混合ガスの温度が上昇すると、燃焼速度が速くなり、この燃焼速度の向上により燃焼反応時間が短縮されて燃焼反応が促進されるため、不完全燃焼が低減されて、燃焼状態を良好に維持することができる。 When the flame is formed in the combustion chamber 11 in this way, the combustor main body 10 is heated by the heat of the vortex flame F and the heat of the combustion exhaust gas generated by the combustion of the vortex flame F. When the combustor main body 10 is heated, the premixed gas is heated by heat conduction from the combustor main body 10 while passing through the premixed gas introduction path 12, and the temperature rises. As the temperature of the premixed gas rises, the combustion rate increases, and this improvement in combustion rate shortens the combustion reaction time and promotes the combustion reaction, thus reducing incomplete combustion and maintaining a good combustion state. can do.

また、燃焼により発生した熱は、燃焼器本体10を効率よく加熱するので、渦流燃焼器1を熱源として利用することができる。 Further, since the heat generated by the combustion efficiently heats the combustor main body 10, the vortex combustor 1 can be used as a heat source.

次に、本発明の渦流燃焼器1における他の実施形態について、図3を用いて説明する。なお、実施例2と同じ構成部品については同じ符号を付し、説明を省略する。 Next, another embodiment of the vortex combustor 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図3(a)は、渦流燃焼器の一例を示す断面構成図であって、断面には現れない構成を破線で示している。また、図3(b)は、図3(a)に示す渦流燃焼器のA−A‘断面図である。そして、図中の黒矢印は予混合ガスを示し、白矢印は燃焼排ガスを示している。 FIG. 3A is a cross-sectional configuration diagram showing an example of a vortex combustor, and a configuration that does not appear in the cross section is shown by a broken line. Further, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA'of the vortex combustor shown in FIG. 3A. The black arrow in the figure indicates the premixed gas, and the white arrow indicates the combustion exhaust gas.

本実施形態の渦流燃焼器1は、実施例2の構成に加え、燃焼器本体10の内部に、燃焼室11から排出された燃焼排ガスが流通する燃焼排ガス流路14を備えている。また、燃焼器本体10の表面には、燃焼排ガス流路14の下流端と連通し、燃焼排ガスを燃焼器本体10の外に排出する燃焼排ガス出口15が設けられている。 In addition to the configuration of the second embodiment, the vortex combustor 1 of the present embodiment includes a combustion exhaust gas flow path 14 through which the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber 11 flows inside the combustor main body 10. Further, on the surface of the combustor main body 10, a combustion exhaust gas outlet 15 is provided which communicates with the downstream end of the combustion exhaust gas flow path 14 and discharges the combustion exhaust gas to the outside of the combustor main body 10.

点火装置20は、火花放電を行う放電電極21と、放電電極21を囲繞する碍子部22を備えて構成され、放電電極21の中心軸が、燃焼室11の軸線Lと重なるように配置され、その先端は燃焼室11の内面に向かって傾斜している。 The ignition device 20 includes a discharge electrode 21 that performs spark discharge and a porcelain portion 22 that surrounds the discharge electrode 21, and is arranged so that the central axis of the discharge electrode 21 overlaps with the axis L of the combustion chamber 11. Its tip is inclined toward the inner surface of the combustion chamber 11.

また、この点火装置20は、燃焼室11の開口部13から燃焼室11の内部に挿入されて取り付けられ、碍子部22によって開口部13が閉塞されている。そのため、燃焼によって発生した燃焼排ガスは、燃焼室11から燃焼排ガス流路14に流入する。 Further, the ignition device 20 is inserted and attached to the inside of the combustion chamber 11 from the opening 13 of the combustion chamber 11, and the opening 13 is closed by the insulator portion 22. Therefore, the combustion exhaust gas generated by combustion flows into the combustion exhaust gas flow path 14 from the combustion chamber 11.

燃焼室11内には、渦流火炎Fが形成される。渦流火炎Fは、燃焼室11内で完全燃焼し、燃焼が完結すると消滅する。図3においては、渦流火炎Fの先端位置を一点鎖線で示しており、点火装置20は、この渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置される。 A vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. The vortex flame F completely burns in the combustion chamber 11, and disappears when the combustion is completed. In FIG. 3, the tip position of the vortex flame F is indicated by a chain line, and the ignition device 20 is arranged downstream of the tip position of the vortex flame F in the combustion chamber 11.

上述の構成において、予混合ガス導入経路12から燃焼室11内の接線方向に向けて予混合ガスを導入することで、燃焼室11内に高速の旋回流を発生させる。この予混合ガスの旋回流は燃焼室11の開口部13に向かって進み、点火装置20の放電によって点火されると燃焼室11内に渦流火炎Fが形成される。点火装置20は、渦流火炎Fの先端位置よりも燃焼室11の下流に配置されているため、予混合ガスの旋回流を乱すことがないので、安定燃焼を継続することができる。また、点火装置20の周囲ではすでに火炎が消滅していて火炎に曝されないため、点火装置20劣化や煤の発生等を抑えることがきる。さらには、燃焼室11内に導入された予混合ガスは、点火装置20に到達するまでの間に燃焼室11内を旋回することで混合され、点火装置20ではこの十分に混合された予混合ガスに点火するため、着火性にも優れている。 In the above configuration, by introducing the premixed gas from the premixed gas introduction path 12 toward the tangential direction in the combustion chamber 11, a high-speed swirling flow is generated in the combustion chamber 11. The swirling flow of the premixed gas travels toward the opening 13 of the combustion chamber 11, and when ignited by the discharge of the ignition device 20, a vortex flame F is formed in the combustion chamber 11. Since the ignition device 20 is arranged downstream of the combustion chamber 11 from the tip position of the vortex flame F, it does not disturb the swirling flow of the premixed gas, so that stable combustion can be continued. Further, since the flame has already been extinguished around the ignition device 20 and is not exposed to the flame, deterioration of the ignition device 20 and generation of soot can be suppressed. Further, the premixed gas introduced into the combustion chamber 11 is mixed by swirling in the combustion chamber 11 before reaching the ignition device 20, and the igniter 20 mixes the well-mixed premixed gas. Since it ignites gas, it has excellent ignitability.

また、燃焼室11内の予混合ガスは、燃焼室11の内面に沿った旋回流として存在している。点火装置20の放電電極21の先端を、燃焼室11の内面に向かって傾斜させることで、予混合ガスが確実に存在する方に向かって放電させ、確実に着火することができる。さらに、放電電極21の中心軸は燃焼室の軸線Lと一致しているので、燃焼室11の内面と放電電極21の先端との距離は、点火装置20の取り付け方向によらず一定となり、安定した着火が可能となる。 Further, the premixed gas in the combustion chamber 11 exists as a swirling flow along the inner surface of the combustion chamber 11. By inclining the tip of the discharge electrode 21 of the ignition device 20 toward the inner surface of the combustion chamber 11, the premixed gas can be discharged toward the direction where it is surely present, and ignition can be surely performed. Further, since the central axis of the discharge electrode 21 coincides with the axis L of the combustion chamber, the distance between the inner surface of the combustion chamber 11 and the tip of the discharge electrode 21 is constant and stable regardless of the mounting direction of the ignition device 20. Ignition is possible.

このようにして燃焼室11に火炎が形成されると、高温の燃焼排ガスが発生する。この燃焼排ガスは、燃焼室11の下流端で折り返し、燃焼排ガス流路14に流入する。燃焼排ガス流路14は、燃焼器本体10内を長手方向に向かって燃焼室11と平行に延びており、燃焼排ガスはこの燃焼排ガス流路14を通過する間に燃焼器本体10との熱交換により燃焼器本体10を加熱する。また、燃焼器本体10は、燃焼室11に形成される渦流火炎Fによっても加熱される。 When a flame is formed in the combustion chamber 11 in this way, high-temperature combustion exhaust gas is generated. This combustion exhaust gas folds back at the downstream end of the combustion chamber 11 and flows into the combustion exhaust gas flow path 14. The combustion exhaust gas flow path 14 extends in the combustor main body 10 in the longitudinal direction in parallel with the combustion chamber 11, and the combustion exhaust gas exchanges heat with the combustor main body 10 while passing through the combustion exhaust gas flow path 14. Heats the combustor body 10 by The combustor body 10 is also heated by the vortex flame F formed in the combustion chamber 11.

このように燃焼器本体10は、渦流火炎Fと燃焼排ガスによって加熱されるので、放熱による熱の損失が抑えられ、燃焼器本体10を高温に保つことができる。 Since the combustor main body 10 is heated by the vortex flame F and the combustion exhaust gas in this way, heat loss due to heat dissipation is suppressed, and the combustor main body 10 can be kept at a high temperature.

本発明の発電装置について、図4〜図6を用いて説明する。図4は、本発明の実施形態における発電装置の一例を示す構成図であって、図5および図6は、本発明の実施形態における発電装置の一例を示す部分断面図である。 The power generation device of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a power generation device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are partial cross-sectional views showing an example of the power generation device according to the embodiment of the present invention.

本実施形態の発電装置31は、外装ケース32内に、熱電発電モジュール33と、熱電発電モジュール33の高温側に設けられた渦流燃焼器1と、熱電発電モジュール33の低温側に設けられた冷却部35と、冷却部35に送風する送風機40と、燃料ガスを供給する燃料供給部36と、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部37と、燃料ガスと燃焼用空気を混合し予混合ガスを生成する予混合部38と、電池部39と、を収納して構成されている。また、外装ケース32には、熱電発電モジュール33で発生した電力を外部へ供給する出力部(図示せず)が形成されている。 The power generation device 31 of the present embodiment has a thermoelectric power generation module 33, a vortex combustor 1 provided on the high temperature side of the thermoelectric power generation module 33, and cooling provided on the low temperature side of the thermoelectric power generation module 33 in the outer case 32. The unit 35, the blower 40 that blows air to the cooling unit 35, the fuel supply unit 36 that supplies the fuel gas, the combustion air supply unit 37 that supplies the combustion air, and the fuel gas and the combustion air are mixed and premixed. A premixing unit 38 for generating gas and a battery unit 39 are housed in the premixing unit 38. Further, the outer case 32 is formed with an output unit (not shown) for supplying the electric power generated by the thermoelectric power generation module 33 to the outside.

熱電発電モジュール33は、ゼーベック効果を利用して熱起電力を発生するゼーベック素子(半導体素子)を用いている。このようなゼーベック素子は、n型半導体とp型半導体を貼り合わせて形成されており、加熱されると異種半導体の境界間でキャリア移動が行われ、起電力を生じる。このとき、高温部と低温部の温度差が大きいほど生成される起電力は大きくなるため、渦流燃焼器1の燃焼によって高温側を加熱し、冷却部35によって低温側を冷却することで温度差を発生させている。 The thermoelectric power generation module 33 uses a Seebeck element (semiconductor element) that generates a thermoelectromotive force by utilizing the Seebeck effect. Such a Seebeck element is formed by laminating an n-type semiconductor and a p-type semiconductor, and when heated, carrier transfer is performed between boundaries between different semiconductors to generate an electromotive force. At this time, the larger the temperature difference between the high temperature part and the low temperature part, the larger the electromotive force generated. Therefore, the high temperature side is heated by the combustion of the vortex combustor 1, and the low temperature side is cooled by the cooling part 35. Is being generated.

渦流燃焼器1は、燃料供給部36から供給される燃料ガスと燃焼用空気供給部37から供給される燃焼用空気との予混合ガス(燃焼用ガス)を燃焼させ、熱電発電モジュール33の高温側を加熱する。本実施形態では、例えば図3に示す渦流燃焼器を用いて構成される。 The vortex combustor 1 burns a premixed gas (combustion gas) of the fuel gas supplied from the fuel supply unit 36 and the combustion air supplied from the combustion air supply unit 37, and the high temperature of the thermoelectric power generation module 33. Heat the side. In this embodiment, for example, the vortex combustor shown in FIG. 3 is used.

燃焼器本体10は、燃焼により発生した熱を、熱電発電モジュール33に伝達するため、熱伝導率の高い金属部材(例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等)で構成され、熱電発電モジュール33はこの燃焼器本体10の外周面に密接して設けられる。なお、燃焼器本体10の形状は、直方体形状に限らず、立方体形状であってもよいし、円筒形状であってもよい。また、本実例では、熱電発電モジュール33は、燃焼器本体10の外周面のうち、最も面積の大きい2面に配置しているが、熱電発電モジュール33の数や配置はこれに限らない。さらにはその形状も燃焼器本体10と密接させることができるものであればよく、平板状に限らない。 In order to transfer the heat generated by combustion to the thermoelectric power generation module 33, the combustor main body 10 is made of a metal member having high thermal conductivity (for example, aluminum or aluminum alloy), and the thermoelectric power generation module 33 is the combustor. It is provided in close contact with the outer peripheral surface of the main body 10. The shape of the combustor main body 10 is not limited to the rectangular parallelepiped shape, and may be a cubic shape or a cylindrical shape. Further, in this example, the thermoelectric power generation modules 33 are arranged on the two surfaces having the largest area among the outer peripheral surfaces of the combustor main body 10, but the number and arrangement of the thermoelectric power generation modules 33 are not limited to this. Further, the shape may be any as long as it can be brought into close contact with the combustor main body 10, and is not limited to a flat plate shape.

冷却部35は、熱電発電モジュール33の低温側に設けられ、送風機40の回転により外装ケース32内に取り入れた空気を通過させることで、熱電発電モジュール33から熱を奪い冷却する。送風機40と対向する一端側が冷却風入口42、他端側が冷却風出口43となる。冷却部35は、たとえば長手方向に沿って立設する複数のフィン41を備え、冷却風入口42から冷却部35に取り入れられた空気は、これら複数枚のフィン41の間を通過することでフィン41から熱を奪い、熱電発電モジュール33を効率よく冷却し、冷却風出口43から排出される。 The cooling unit 35 is provided on the low temperature side of the thermoelectric power generation module 33, and the air taken into the outer case 32 is passed by the rotation of the blower 40 to take heat from the thermoelectric power generation module 33 and cool it. One end side facing the blower 40 is the cooling air inlet 42, and the other end side is the cooling air outlet 43. The cooling unit 35 includes, for example, a plurality of fins 41 erected along the longitudinal direction, and air taken into the cooling unit 35 from the cooling air inlet 42 passes between the plurality of fins 41 to fin the fins. Heat is taken from 41, the thermoelectric generation module 33 is efficiently cooled, and the heat is discharged from the cooling air outlet 43.

2つの冷却部35の冷却風入口42の間には、防風板44が設けられており、送風機40から送風される空気が渦流燃焼器1に流れこむことを防いでいる。これにより、渦流燃焼器1が冷却されてしまうことが防止される。 A windbreak plate 44 is provided between the cooling air inlets 42 of the two cooling units 35 to prevent the air blown from the blower 40 from flowing into the vortex combustor 1. This prevents the vortex combustor 1 from being cooled.

燃料供給部36は、渦流燃焼器1に可燃性の燃料ガスを供給するものであって、圧縮された液化ガスが収容されたガスボンベ36aが接続される。燃料供給部36は、本実施例のように外装ケース32内にガスボンベ36aを収容して構成してもよいし、外装ケース32外のガスボンベと接続するようにしてもよい。 The fuel supply unit 36 supplies flammable fuel gas to the vortex combustor 1, and a gas cylinder 36a containing a compressed liquefied gas is connected to the fuel supply unit 36. The fuel supply unit 36 may be configured by accommodating the gas cylinder 36a in the outer case 32 as in the present embodiment, or may be connected to the gas cylinder outside the outer case 32.

燃焼用空気供給部37は、例えば送風機により構成され、渦流燃焼器1に燃焼用の空気を供給する。渦流燃焼器1は内部の圧力損失が大きいため、燃料ガスが噴出する際に発生するエゼクタ効果だけでは燃焼に必要な空気を供給することができない。また、燃焼室11内に高速の旋回流を発生させるためには燃焼用空気供給部37による空気の供給が必要となる。そのため、本発明の発電装置31には、燃焼用空気供給部37が設けられ、渦流燃焼器1に強制的に空気を供給する。 The combustion air supply unit 37 is composed of, for example, a blower, and supplies combustion air to the vortex combustor 1. Since the vortex combustor 1 has a large internal pressure loss, it is not possible to supply the air required for combustion only by the ejector effect generated when the fuel gas is ejected. Further, in order to generate a high-speed swirling flow in the combustion chamber 11, it is necessary to supply air by the combustion air supply unit 37. Therefore, the power generation device 31 of the present invention is provided with a combustion air supply unit 37 to forcibly supply air to the vortex combustor 1.

予混合部38は、燃料供給部36から供給される燃料ガスと、燃焼用空気供給部37から供給される空気とを混合して予混合ガス(燃焼用ガス)を生成する。この予混合ガスは渦流燃焼器1の予混合ガス導入経路12に導入される。 The premixing unit 38 mixes the fuel gas supplied from the fuel supply unit 36 with the air supplied from the combustion air supply unit 37 to generate a premixed gas (combustion gas). This premixed gas is introduced into the premixed gas introduction path 12 of the vortex combustor 1.

電池部39は、熱電発電モジュール33が発電を開始するまでの間、電力を必要とする燃焼用空気供給部37および点火装置20に電力を供給して駆動させる。電池部39は乾電池等の一次電池、リチウムイオン電池等の二次電池のいずれでもよいが、二次電池とすることで熱電発電モジュール33が発電を開始した際には、熱電発電モジュール33からの出力によって消費した分の電力を充電することができる。 The battery unit 39 supplies electric power to the combustion air supply unit 37 and the ignition device 20, which require electric power, to drive the thermoelectric power generation module 33 until the thermoelectric power generation module 33 starts power generation. The battery unit 39 may be either a primary battery such as a dry battery or a secondary battery such as a lithium ion battery, but when the thermoelectric power generation module 33 starts power generation by using the secondary battery, the thermoelectric power generation module 33 is used. The power consumed by the output can be charged.

次に、上述の構成における発電装置31の動作について説明する。この発電装置31では、発電開始の指示があると、まず渦流燃焼器1での燃焼を行わせるため、燃料ガスと燃焼用空気の供給を開始する。燃焼用空気を供給するためには、燃焼用空気供給部37を駆動させなければならないが、まだ熱電発電モジュール33は発電を開始していない。そのため、燃焼用空気供給部37は、電池部39から電力が供給されて駆動される。一方、燃料供給部36は、ガスボンベ36aの圧力によって燃料を供給するため、電池部39からの電力供給は不要である。 Next, the operation of the power generation device 31 in the above configuration will be described. When the power generation device 31 is instructed to start power generation, it starts supplying fuel gas and combustion air in order to first perform combustion in the vortex combustor 1. In order to supply the combustion air, the combustion air supply unit 37 must be driven, but the thermoelectric power generation module 33 has not started power generation yet. Therefore, the combustion air supply unit 37 is driven by being supplied with electric power from the battery unit 39. On the other hand, since the fuel supply unit 36 supplies fuel by the pressure of the gas cylinder 36a, it is not necessary to supply electric power from the battery unit 39.

燃焼用空気供給部37の駆動が開始されると、燃料供給部36から供給される燃料ガスと、燃焼用空気供給部37から供給される燃焼用空気が、予混合部38で混合されて予混合ガスとなり、渦流燃焼器1の予混合ガス導入経路12に流入する。この予混合ガスは、予混合ガス導入経路12を通って燃焼室11内の接線方向に導入されることで高速の旋回流となり、点火装置20によって点火することで燃焼室11に渦流火炎が形成される。点火装置20は、電池部39から供給される電力によって駆動される。 When the driving of the combustion air supply unit 37 is started, the fuel gas supplied from the fuel supply unit 36 and the combustion air supplied from the combustion air supply unit 37 are mixed by the premixing unit 38 and pre-mixed. It becomes a mixed gas and flows into the premixed gas introduction path 12 of the vortex combustor 1. This premixed gas is introduced in the tangential direction in the combustion chamber 11 through the premixed gas introduction path 12 to form a high-speed swirling flow, and is ignited by the ignition device 20 to form a vortex flame in the combustion chamber 11. Will be done. The ignition device 20 is driven by the electric power supplied from the battery unit 39.

ここで、予混合ガスの点火時には、理論空気比に対して予混合ガスが燃料過濃状態となるよう燃焼用空気供給部37から供給される空気量が制御される。これにより、予混合ガスの着火精度が向上し、着火ミスを防止することができる。 Here, when the premixed gas is ignited, the amount of air supplied from the combustion air supply unit 37 is controlled so that the premixed gas is in a fuel-rich state with respect to the theoretical air ratio. As a result, the ignition accuracy of the premixed gas is improved, and an ignition error can be prevented.

また、予混合ガスに着火し、燃焼開始が検知されると、理論空気比に対して予混合ガスが燃料希薄状態となるよう燃焼用空気供給部37から供給される空気量が変更される。これにより、燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭素濃度を低減することができる。燃焼中は、予混合ガスの濃度が一定に保たれるよう燃焼用空気が供給されて安定燃焼を継続する。 Further, when the premixed gas is ignited and the start of combustion is detected, the amount of air supplied from the combustion air supply unit 37 is changed so that the premixed gas is in a fuel-diluted state with respect to the theoretical air ratio. As a result, the concentration of carbon monoxide contained in the combustion exhaust gas can be reduced. During combustion, combustion air is supplied so that the concentration of the premixed gas is kept constant, and stable combustion is continued.

渦流燃焼器1では、火炎は燃焼室11内にのみ存在するため、燃焼器本体10を小型に構成することができる。これにより発電装置31を小型に構成することができる。さらには、渦流火炎の高速な周方向回転速度によって火炎の熱が燃焼室11を介して燃焼器本体10全体に素早く熱伝達されるため、熱電発電モジュール33が均等に加熱されるので、高い発電効率を得ることができる。 In the vortex combustor 1, since the flame exists only in the combustion chamber 11, the combustor main body 10 can be made compact. As a result, the power generation device 31 can be made compact. Further, since the heat of the flame is quickly transferred to the entire combustor main body 10 through the combustion chamber 11 by the high-speed circumferential rotation speed of the vortex flame, the thermoelectric power generation module 33 is heated evenly, so that high power generation is possible. Efficiency can be obtained.

燃焼器本体10の熱が熱電発電モジュール33に伝達され、熱電発電モジュール33の高温側が加熱されると、低温側との温度差によって起電力が発生し発電開始となる。この熱電発電モジュール33の出力が安定し所定値以上となると、燃焼用空気供給部37の駆動源がこれまでの電池部39から熱電発電モジュール33の出力に切り替えられ、また、熱電発電モジュール33から供給される電力によって送風機40が駆動される。 When the heat of the combustor main body 10 is transferred to the thermoelectric power generation module 33 and the high temperature side of the thermoelectric power generation module 33 is heated, an electromotive force is generated due to the temperature difference from the low temperature side and power generation is started. When the output of the thermoelectric power generation module 33 becomes stable and exceeds a predetermined value, the drive source of the combustion air supply unit 37 is switched from the conventional battery unit 39 to the output of the thermoelectric power generation module 33, and from the thermoelectric power generation module 33. The blower 40 is driven by the supplied electric power.

送風機40が駆動されると、外装ケース32内に空気が取り入れられ、冷却風入口42から冷却部35に流入する。冷却部35に流入した空気は、フィン41の間を通過することでフィン41から熱を奪い、熱電発電モジュール33の低温側を冷却し、冷却風出口43から排出される。これにより、熱電発電モジュール33の低温側と高温側の温度差が大きくなり、熱電発電モジュール33の出力が上昇する。そして、発電装置31の駆動に必要な電力を差し引いた余剰の電力が出力部へ供給される。 When the blower 40 is driven, air is taken into the outer case 32 and flows into the cooling unit 35 from the cooling air inlet 42. The air flowing into the cooling unit 35 takes heat from the fins 41 by passing between the fins 41, cools the low temperature side of the thermoelectric power generation module 33, and is discharged from the cooling air outlet 43. As a result, the temperature difference between the low temperature side and the high temperature side of the thermoelectric power generation module 33 becomes large, and the output of the thermoelectric power generation module 33 increases. Then, the surplus electric power obtained by subtracting the electric power required for driving the power generation device 31 is supplied to the output unit.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications, improvements, and the like can be made without departing from the gist of the present invention.

1 渦流燃焼器
10 燃焼器本体
11 燃焼室
12 予混合ガス導入経路(燃焼用ガス導入部)
13 開口部
14 燃焼排ガス流路
20 点火装置
21 放電電極
33 熱電発電モジュール
35 冷却部
36 燃料供給部
37 燃焼用空気供給部
F 渦流火炎
1 Vortex combustor 10 Combustor body 11 Combustion chamber 12 Premixed gas introduction path (combustion gas introduction part)
13 Opening 14 Combustion exhaust gas flow path 20 Ignition device 21 Discharge electrode 33 Thermoelectric power generation module 35 Cooling unit 36 Fuel supply unit 37 Combustion air supply unit F Vortex flame

Claims (4)

燃焼器本体の内部に、筒状の燃焼室と、前記燃焼室の内面の接線方向に向けて燃焼用ガスを導入する燃焼用ガス導入部と、を備え、前記燃焼室内に渦流火炎を形成する渦流燃焼器であって、燃焼用ガスに点火する点火装置が、渦流火炎の先端よりも下流に配置されており、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室の下流端が開口する開口部を備え、前記点火装置は、前記開口部から前記燃焼室内に挿入されており、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室で発生した燃焼排ガスが流通する燃焼排ガス流路をさらに備え、前記点火装置により前記開口部が閉塞されていることを特徴とする渦流燃焼器。
Inside the main body of the combustor, a tubular combustion chamber and a combustion gas introduction unit for introducing combustion gas toward the tangential direction of the inner surface of the combustion chamber are provided, and a vortex flame is formed in the combustion chamber. An igniter that ignites the combustion gas, which is a vortex combustor, is located downstream from the tip of the vortex flame .
The combustor body includes an opening at which the downstream end of the combustion chamber opens, and the ignition device is inserted into the combustion chamber through the opening.
The combustor main body is further provided with a combustion exhaust gas flow path through which combustion exhaust gas generated in the combustion chamber flows, and the opening is closed by the ignition device .
前記点火装置は、火花放電を行う放電電極を備え、前記放電電極は、中心軸が燃焼室の軸線と重なるように配置され、その先端は前記燃焼室の内面に向かって傾斜していることを特徴とする請求項記載の渦流燃焼器。 The ignition device includes a discharge electrode for performing spark discharge, and the discharge electrode is arranged so that the central axis overlaps the axis of the combustion chamber, and the tip thereof is inclined toward the inner surface of the combustion chamber. vortex combustor of claim 1, wherein. 請求項1または2に記載の渦流燃焼器と、前記渦流燃焼器に燃料ガスを供給する燃料供給部と、記渦流燃焼器に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部と、前記渦流燃焼器によって高温側が加熱される熱電発電モジュールと、前記熱電発電モジュールの低温側を冷却する冷却部と、を備えることを特徴とする可搬式発電装置。 The vortex combustor according to claim 1 or 2 , a fuel supply unit that supplies fuel gas to the vortex combustor, a combustion air supply unit that supplies combustion air to the vortex combustor, and the vortex combustor. A portable power generation device including a thermoelectric power generation module in which a high temperature side is heated by the fuel, and a cooling unit for cooling the low temperature side of the thermoelectric power generation module. 請求項1または2に記載の渦流燃焼器と、前記渦流燃焼器に燃料ガスを供給する燃料供給部と、前記渦流燃焼器に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部と、前記渦流燃焼器によって高温側が加熱される熱電発電モジュールと、前記熱電発電モジュールの低温側を冷却する冷却部と、を備え、前記燃焼器本体の外周面に前記熱電発電モジュールが取り付けられていることを特徴とする可搬式発電装置。 The vortex combustor according to claim 1 or 2 , a fuel supply unit that supplies fuel gas to the vortex combustor, a combustion air supply unit that supplies combustion air to the vortex combustor, and the vortex combustor. A thermoelectric power generation module in which the high temperature side is heated by the combustion generator and a cooling unit for cooling the low temperature side of the thermoelectric power generation module are provided, and the thermoelectric power generation module is attached to an outer peripheral surface of the combustor main body. Portable power generator.
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