JPH0252912A - 渦流式高負荷燃焼装置 - Google Patents
渦流式高負荷燃焼装置Info
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- JPH0252912A JPH0252912A JP20547888A JP20547888A JPH0252912A JP H0252912 A JPH0252912 A JP H0252912A JP 20547888 A JP20547888 A JP 20547888A JP 20547888 A JP20547888 A JP 20547888A JP H0252912 A JPH0252912 A JP H0252912A
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- combustion
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Gas Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃焼室内で混合気が旋回燃焼する渦流式高
負荷燃焼装置に関する。
負荷燃焼装置に関する。
従来の技術としては、たとえば、特開昭６０−２５１３
０７号公報に示されているように、一端が閉塞１１され
た円筒部１０の他端を先細１２に形成しその先端を噴出
口１３となし、かつ、前記円筒部１０の閉塞部１１より
の周面にほぼ接線方向に混合ガス導入バイブ２０．２１
を連設して、ガス導入パイプ２０．２１から円筒部１０
に流入した混合ガスは円筒部１０の内面に沿ってうず巻
状となり、これによって混合ガスの混合状態がより一層
均等化されつつ先端の噴出口１３から噴出する構造のバ
ーナがある。
０７号公報に示されているように、一端が閉塞１１され
た円筒部１０の他端を先細１２に形成しその先端を噴出
口１３となし、かつ、前記円筒部１０の閉塞部１１より
の周面にほぼ接線方向に混合ガス導入バイブ２０．２１
を連設して、ガス導入パイプ２０．２１から円筒部１０
に流入した混合ガスは円筒部１０の内面に沿ってうず巻
状となり、これによって混合ガスの混合状態がより一層
均等化されつつ先端の噴出口１３から噴出する構造のバ
ーナがある。
上記従来の技術にあっては、先細円筒部内において混合
ガスをうず巻流となすことによりその混合状態をより一
層均等化して先端の噴出口から噴出する混合ガスを燃焼
させることにより燃焼効率のよい高温度燃焼が得られる
ようにしたものであるが、先細部１２は先端に至るに従
い小径となるよう先細状に絞られ円筒部１０と連続的に
連結されているから混合ガスはその基端閉塞部１１から
先端噴出口１３に向かって単調なうず巻流を形成して流
れるに過ぎないためにその混合状態を均等化するまでに
は至らず、また、単に混合ガスの混合状態の促進を目的
とし、燃焼室内において旋回燃焼するものではないので
、十分な高負荷燃焼は得られないなどの問題点があった
； この発明は、従来の技術の有するかかる問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、特に、
希薄混合気を燃焼室内において旋回燃焼させるにあたり
、旋回火炎流による誘引空気の希薄混合気への混合とこ
の誘引空気流によって交叉方向に形成される緩やかな流
れ場とその外側に形成される強い循環流とにより旋回燃
焼に激しい乱れを生成せしめ、保炎バーナによる上記旋
回燃焼の火種の保持と相まって高負荷で、しかも、安定
的な燃焼が得られる渦流式高負荷燃焼装置を提供しよう
とするものである。
ガスをうず巻流となすことによりその混合状態をより一
層均等化して先端の噴出口から噴出する混合ガスを燃焼
させることにより燃焼効率のよい高温度燃焼が得られる
ようにしたものであるが、先細部１２は先端に至るに従
い小径となるよう先細状に絞られ円筒部１０と連続的に
連結されているから混合ガスはその基端閉塞部１１から
先端噴出口１３に向かって単調なうず巻流を形成して流
れるに過ぎないためにその混合状態を均等化するまでに
は至らず、また、単に混合ガスの混合状態の促進を目的
とし、燃焼室内において旋回燃焼するものではないので
、十分な高負荷燃焼は得られないなどの問題点があった
； この発明は、従来の技術の有するかかる問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、特に、
希薄混合気を燃焼室内において旋回燃焼させるにあたり
、旋回火炎流による誘引空気の希薄混合気への混合とこ
の誘引空気流によって交叉方向に形成される緩やかな流
れ場とその外側に形成される強い循環流とにより旋回燃
焼に激しい乱れを生成せしめ、保炎バーナによる上記旋
回燃焼の火種の保持と相まって高負荷で、しかも、安定
的な燃焼が得られる渦流式高負荷燃焼装置を提供しよう
とするものである。
上記目的を達成するために、この発明の渦流式高負荷燃
焼装置においては、有底筒状体の上部中央に筒状体の内
径より小径の排気開口を穿った燃焼室を設け、該燃焼室
の底部周壁に空燃比の小さい希薄混合気を導入する少な
くとも２個以上の予混合ノズルをその略接線方向に指向
して配設せしめ、かつ、燃焼室の底部中央には保炎用バ
ーナを設けたものである。
焼装置においては、有底筒状体の上部中央に筒状体の内
径より小径の排気開口を穿った燃焼室を設け、該燃焼室
の底部周壁に空燃比の小さい希薄混合気を導入する少な
くとも２個以上の予混合ノズルをその略接線方向に指向
して配設せしめ、かつ、燃焼室の底部中央には保炎用バ
ーナを設けたものである。
上記のように構成されたこの発明による渦流式高負荷燃
焼装置は、予混合ノズルから噴出する希薄混合気は燃焼
室内で旋回燃焼し、その火炎流は一定の固定した旋回流
となって排気開口に向けて上昇するため該旋回流の中心
部は負圧となりその吸引力で排気開口から器外の空気を
燃焼室内に誘引し希薄混合気に混合してその燃焼を促進
するとともに、底部中央の保炎用バーナの燃焼用空気に
も供するため保炎用バーナには該誘引空気と希薄混合気
の双方が作用して安定燃焼する。そして、上記空気の誘
引によりその外側に交叉方向の緩やかな流れ場が作られ
、また、該流れ場の外側には循環流が生ずる。この循環
流は同時に強い旋回をともなうため壁面付近に強いせん
断場を作り、このため激しい乱れを生成する。したがっ
て、内側の流れ場が緩やかであるのに対し外側の循環流
は非常に激しい乱流場になるが、このような２つの流れ
場の存在によって高負荷で、しかも、安定的な燃焼を可
能にする。上記燃焼動作において、内側の流れ場の内部
に燃焼を安定化するために必要な火種を保持しているの
で、その外側の循環流内部でその高負荷燃焼を維持する
。
焼装置は、予混合ノズルから噴出する希薄混合気は燃焼
室内で旋回燃焼し、その火炎流は一定の固定した旋回流
となって排気開口に向けて上昇するため該旋回流の中心
部は負圧となりその吸引力で排気開口から器外の空気を
燃焼室内に誘引し希薄混合気に混合してその燃焼を促進
するとともに、底部中央の保炎用バーナの燃焼用空気に
も供するため保炎用バーナには該誘引空気と希薄混合気
の双方が作用して安定燃焼する。そして、上記空気の誘
引によりその外側に交叉方向の緩やかな流れ場が作られ
、また、該流れ場の外側には循環流が生ずる。この循環
流は同時に強い旋回をともなうため壁面付近に強いせん
断場を作り、このため激しい乱れを生成する。したがっ
て、内側の流れ場が緩やかであるのに対し外側の循環流
は非常に激しい乱流場になるが、このような２つの流れ
場の存在によって高負荷で、しかも、安定的な燃焼を可
能にする。上記燃焼動作において、内側の流れ場の内部
に燃焼を安定化するために必要な火種を保持しているの
で、その外側の循環流内部でその高負荷燃焼を維持する
。
以下この発明の渦流式高負荷燃焼装置の実施例について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
第１図ないし第３図において、Ａは有底筒状体１の上部
中央に筒状体１の内径より小径の排気開口２を穿ってな
る燃焼室で、その大きさは、たとえば、有底筒状体１の
内径１３２ ｍ、外径１４０ ｗｍ、高さ１２０ ｍで
あり、排気開口２の径は５２ｍとなしている。また、３
は上記燃焼室Ａの底部周壁にその略接線方向に指向して
少な（とも２個以上を配設した予混合ノズルで、空燃比
（空気に対する燃料の比率）を小さくして予め混合され
た希薄混合気を導入せしめるものである。この予混合ノ
ズル３はその内径が６ＩＱ１１〜８ｍのパイプ状のもの
を用い、燃焼室Ａの底壁１ａより２８腸〜３４ｍの高さ
位置、に接線ａに対し４０’〜６０゛の角度αをもって
挿入設置し、実施例では２個の予混合ノズル３を相対向
する位置に設けている。
中央に筒状体１の内径より小径の排気開口２を穿ってな
る燃焼室で、その大きさは、たとえば、有底筒状体１の
内径１３２ ｍ、外径１４０ ｗｍ、高さ１２０ ｍで
あり、排気開口２の径は５２ｍとなしている。また、３
は上記燃焼室Ａの底部周壁にその略接線方向に指向して
少な（とも２個以上を配設した予混合ノズルで、空燃比
（空気に対する燃料の比率）を小さくして予め混合され
た希薄混合気を導入せしめるものである。この予混合ノ
ズル３はその内径が６ＩＱ１１〜８ｍのパイプ状のもの
を用い、燃焼室Ａの底壁１ａより２８腸〜３４ｍの高さ
位置、に接線ａに対し４０’〜６０゛の角度αをもって
挿入設置し、実施例では２個の予混合ノズル３を相対向
する位置に設けている。
さらに、４は燃焼室Ａの底部中央に設けた保炎用バーナ
で、底壁１ａの中心部に貫通設置され、その炎口４ａの
高さを前記予混合ノズル３のノズル孔よりや々低い位置
とし、上部の排気開口２との間隙は略８０ｍｍとなして
いる。
で、底壁１ａの中心部に貫通設置され、その炎口４ａの
高さを前記予混合ノズル３のノズル孔よりや々低い位置
とし、上部の排気開口２との間隙は略８０ｍｍとなして
いる。
上記実施例の構成において、その作用を第３図に基づい
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
燃焼室Ａの底部周壁の相対向する位置にその略接線方向
に指向して配設した２個の予混合ノズル３から噴出する
空燃比の小さい希薄混合気は日直筒状の燃焼室Ａ内にお
いて旋回燃焼するが、その火炎流■は一定の固定した旋
回流となって上部の排気開口２に向けて上昇するため該
旋回流の中心部は負圧となりその吸引力で直上の排気開
口２から器外の空気＠を燃焼室Ａ内に誘引しこれが希薄
混合気に混合してその燃焼を促進するとともに、底部中
央の保炎用バーナ４の燃焼用空気に供し保炎用バーナ４
には該誘引空気と希薄混合気の双方が作用するため該バ
ーナは安定的に燃焼する。そして、筒状体１の上部中央
に該筒状体１の内径より小径の排気開口２が穿たれその
外周には上壁１ｂを有するため上記空気の誘引によりそ
の外側に交叉方向（縦方向）の緩やかな流れ場◎が作ら
れ、また、該流れ場Ｏの外側には同じく交叉方向の循環
流＠が生ずる。この循環流■は同時に強い円周方向の旋
回をともなうため周壁面付近に強いせん新湯を作り、こ
のため激しい乱れを生成する。したがって、内側の流れ
場◎が緩やかであるのに対し外側の循環流＠は非常に激
しい乱流場になる。
に指向して配設した２個の予混合ノズル３から噴出する
空燃比の小さい希薄混合気は日直筒状の燃焼室Ａ内にお
いて旋回燃焼するが、その火炎流■は一定の固定した旋
回流となって上部の排気開口２に向けて上昇するため該
旋回流の中心部は負圧となりその吸引力で直上の排気開
口２から器外の空気＠を燃焼室Ａ内に誘引しこれが希薄
混合気に混合してその燃焼を促進するとともに、底部中
央の保炎用バーナ４の燃焼用空気に供し保炎用バーナ４
には該誘引空気と希薄混合気の双方が作用するため該バ
ーナは安定的に燃焼する。そして、筒状体１の上部中央
に該筒状体１の内径より小径の排気開口２が穿たれその
外周には上壁１ｂを有するため上記空気の誘引によりそ
の外側に交叉方向（縦方向）の緩やかな流れ場◎が作ら
れ、また、該流れ場Ｏの外側には同じく交叉方向の循環
流＠が生ずる。この循環流■は同時に強い円周方向の旋
回をともなうため周壁面付近に強いせん新湯を作り、こ
のため激しい乱れを生成する。したがって、内側の流れ
場◎が緩やかであるのに対し外側の循環流＠は非常に激
しい乱流場になる。
このような２つの流れ場◎、＠の存在によって高負荷で
、しかも、安定的な燃焼を惹起する。また、燃焼室Ａの
底部中央に設けた保炎用バーナ４により流れ場＠の内部
に燃焼を安定化するために必要な強力な火種を保持する
からこれによって循環流＠内部での高負荷燃焼を維持す
るものである。
、しかも、安定的な燃焼を惹起する。また、燃焼室Ａの
底部中央に設けた保炎用バーナ４により流れ場＠の内部
に燃焼を安定化するために必要な強力な火種を保持する
からこれによって循環流＠内部での高負荷燃焼を維持す
るものである。
以上の旋回燃焼の実験例を示せば次の通りである。
まず、実験燃焼器として上記実施例で示した構造及び寸
法のものを用い、燃料はプロパンガス（最高圧力２ｋｇ
／ｄ）とし、燃焼用空気はベビコンより供給した。そし
て、２個の予混合ノズルから希薄混合気を供給して燃焼
実験を行った。この場合、プロパンボンベの圧力の関係
から空気圧が制限され、最大空気量は１８８１／ｗｉｎ
となった。
法のものを用い、燃料はプロパンガス（最高圧力２ｋｇ
／ｄ）とし、燃焼用空気はベビコンより供給した。そし
て、２個の予混合ノズルから希薄混合気を供給して燃焼
実験を行った。この場合、プロパンボンベの圧力の関係
から空気圧が制限され、最大空気量は１８８１／ｗｉｎ
となった。
中心の保炎用バーナの燃料流量を０．８８ｆ ／ ｗｉ
ｎ−定として予混合された希薄混合気を増加させてゆく
と、予混合気が２．７４Ｉｌ／ ｗｉｎ以上（すなわち
、０．８８ｆｆｉ ／ ｗｉｎ ＋ ２．７４１！、／
ｗｉｎ −３，６２ｊ！ ／ ｍｉｎ以上）になった
とき火炎が排気開口に現れた。このときの空気比は約２
、燃焼負荷率は約１．２ ＸＩＯ’Ｋｃａ １ ／ ｒ
ｒｆ ｈとなった。この場合、火炎は非常に安定してお
り、希薄混合気への供給空気量を増加させると燃焼負荷
率は大幅に上昇した。
ｎ−定として予混合された希薄混合気を増加させてゆく
と、予混合気が２．７４Ｉｌ／ ｗｉｎ以上（すなわち
、０．８８ｆｆｉ ／ ｗｉｎ ＋ ２．７４１！、／
ｗｉｎ −３，６２ｊ！ ／ ｍｉｎ以上）になった
とき火炎が排気開口に現れた。このときの空気比は約２
、燃焼負荷率は約１．２ ＸＩＯ’Ｋｃａ １ ／ ｒ
ｒｆ ｈとなった。この場合、火炎は非常に安定してお
り、希薄混合気への供給空気量を増加させると燃焼負荷
率は大幅に上昇した。
しかして、この発明の渦流式高負荷燃焼製置版大容量の
高温排気ガスを必要とする、たとえば、各種の温室、暖
房、乾燥機、加熱炉等の熱源に適する。
高温排気ガスを必要とする、たとえば、各種の温室、暖
房、乾燥機、加熱炉等の熱源に適する。
この発明は、上記構成としたから次に記載する効果を奏
する。
する。
燃焼室が有底筒状体の上部中央に筒状体の内径より小径
の排気開口を穿った構造の日直筒状となっているので、
その略接線方向に配設した予混合ノズルからの希薄混合
気の旋回燃焼がその旋回流による誘引空気の希薄混合気
への混合により促進され、かつ、誘引空気流にともなう
交叉方向の緩やかな流れ場と激しい乱流場である循環流
とが内外に生成され、また、燃焼室の底部中央には保炎
用バーナを設けたので、上記旋回燃焼の火種が保持され
るため上記空気の誘引、２つの異なる流れ場の存在と相
まって高負荷で、しかも、安定的な旋回燃焼が得られる
から小型で高い燃焼効率を発揮する。
の排気開口を穿った構造の日直筒状となっているので、
その略接線方向に配設した予混合ノズルからの希薄混合
気の旋回燃焼がその旋回流による誘引空気の希薄混合気
への混合により促進され、かつ、誘引空気流にともなう
交叉方向の緩やかな流れ場と激しい乱流場である循環流
とが内外に生成され、また、燃焼室の底部中央には保炎
用バーナを設けたので、上記旋回燃焼の火種が保持され
るため上記空気の誘引、２つの異なる流れ場の存在と相
まって高負荷で、しかも、安定的な旋回燃焼が得られる
から小型で高い燃焼効率を発揮する。
また、空燃比の小さい希薄混合気を安定的に、しかも、
高負荷で燃焼しうるから排気ガスが低ＮＯｘであるばか
りでなく、すす等の発生も全くない。
高負荷で燃焼しうるから排気ガスが低ＮＯｘであるばか
りでなく、すす等の発生も全くない。
さらに、日直筒状の燃焼室に２個以上の予混合ノズルと
保炎用バーナを設けるだけの簡単な構造であるから、コ
スト的にも極めて細塵となる。
保炎用バーナを設けるだけの簡単な構造であるから、コ
スト的にも極めて細塵となる。
第１図はこの発明による渦流式高負荷燃焼装置の実施例
を示した縦断正面図、第２図は横断平面図、第３図は燃
焼状態を示した説明図である。 １・・・有底筒状体、２・・・排気開口、Ａ・・・燃焼
室、３・・・予混合ノズル、４・・・保炎用バーナ。 第１図
を示した縦断正面図、第２図は横断平面図、第３図は燃
焼状態を示した説明図である。 １・・・有底筒状体、２・・・排気開口、Ａ・・・燃焼
室、３・・・予混合ノズル、４・・・保炎用バーナ。 第１図
Claims (1)
- 有底筒状体（１）の上部中央に筒状体（１）の内径よ
り小径の排気開口（２）を穿った燃焼室（Ａ）を設け、
該燃焼室（Ａ）の底部周壁に空燃比の小さい希薄混合気
を導入する少なくとも２個以上の予混合ノズル（３）を
その略接線方向に指向して配設せしめ、かつ、燃焼室（
Ａ）の底部中央には保炎用バーナ（４）を設けてなる渦
流式高負荷燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20547888A JPH0252912A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 渦流式高負荷燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20547888A JPH0252912A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 渦流式高負荷燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252912A true JPH0252912A (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=16507520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20547888A Pending JPH0252912A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 渦流式高負荷燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0252912A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1552132A1 (en) * | 2002-05-28 | 2005-07-13 | Lytesyde, LLC | Turbine engine apparatus and method |
| JP2009222291A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Osaka Gas Co Ltd | 輝炎バーナ |
| JP2011163590A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Osaka Gas Co Ltd | 片端閉塞型管状火炎バーナ |
| US8375927B2 (en) | 2007-07-17 | 2013-02-19 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine having a crankcase for a plurality of cylinders |
| WO2023140290A1 (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | 国立大学法人香川大学 | 燃焼器、及び燃焼方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5787518A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-01 | Babcock Hitachi Kk | Gas combustion furnace |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP20547888A patent/JPH0252912A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5787518A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-01 | Babcock Hitachi Kk | Gas combustion furnace |
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| EP1552132A4 (en) * | 2002-05-28 | 2005-10-26 | Lytesyde Llc | TURBINE ENGINE APPARATUS AND METHOD |
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| JP2011163590A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Osaka Gas Co Ltd | 片端閉塞型管状火炎バーナ |
| WO2023140290A1 (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | 国立大学法人香川大学 | 燃焼器、及び燃焼方法 |
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