JPH04184007A - 燃焼装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料ガスが酸素含有ガスと混合された状態の
燃焼用混合流として供給される燃焼用流路に炎孔形成部
を設け、炎孔形成部に対する燃焼用混合流の下流側を燃
焼用混合流が燃焼する燃焼域として構成し、さらに燃焼
域に燃焼用混合流を点火する点火プラグを備えた燃焼装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこのような燃焼装置においては、燃焼用混合流の
点火は点火プラグを備えたパイロットバーナあるいは点
火プラグのみを備えた点火装置等によりおこなわれてい
た。そして、こういった点火装置の燃焼装置における燃
焼室内での取り付は位置は、燃料ガスが適正な可燃混合
気範囲（天然ガスの場合は、燃料濃度が５〜１５％）内
になる位置とされ、この位置で着火操作が行われていた
。ここで、このような場所（着火部位と呼ぶ。）は、ブ
ンゼンバーナ（−次空気比０．６位）では炎の形勢され
る所か、そのやや先端側の部位である。

さて近来このような燃焼装置において、燃焼装置から排
出されるＮＯｘをできるだけ抑えることか試みられてい
る。このような低ＮＯｘ燃焼をおこなわせる一つの手段
は、燃焼を空気比の高い状態（希薄混合状態）でおこな
うことである。（第４図に空気比を増加させた場合の、
燃焼排ガス中に含育されるＮＯｘの量のデータを示した
。） 〔発明か解決しようとする課題〕 しかしながら、希薄混合状態における状況も含めて上述
のような着火部位を燃焼装置に採用すると以下のような
問題が発生することとなる。

（イ）従来の着火部位は、炎が形成された場合には炎温
度かかなり高い部位にあたり、燃焼状態において点火装
置が強い加熱を受けて、耐熱性に問題が生じる。

（ロ）高負荷燃焼の場合には、燃焼用混合流の噴出速度
か速いため、点火プラグ単独で点火操作をおこなう場合
は、点火スパークから多量の熱を奪われ着火困難になる
。一方パイロットバーナを採用する場合は、全体として
装置構成が複雑になるとともに、多くの点火エネルギー
を必要とすることとなる。

（ハ）燃焼装置に対するインプットか大きく変動する場
合には、形成される炎の大きさか変わるため、従来構成
においては着火部位の設定か難しい。

（ニ）燃焼装置を燃焼速度の極めて遅いガスや希薄混合
気に対して使用する場合はリフト傾向か強いため、点火
装置により炎の先端に着火させても炎の根元まで火移り
がしにくく、リフト状態で不安定な燃焼となる。

そこで本発明の目的は、全−次空気（−次空気比１．０
以上）燃焼のように、燃焼反応が激しく高温の炎が形成
される燃焼装置であっても、点火装置が炎の熱の影響を
受けにくく、これを耐久性を有するものとすることがで
き、さらに、高負荷燃焼、インプットの変動の大きい燃
焼、リフト傾向の強い燃焼等の場合にも、簡単な機構、
低い点火エネルギーで確実な着火が可能となる燃焼装置
を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明による燃焼装置の特徴構成は、炎孔形成部
をその後流側に渦を形成する形状に成し、渦を形成する
箇所に、点火プラグの電極の少なくとも一方か配設され
ていることを特徴とする。

〔作　用〕

このような燃焼装置においては、炎孔形成部の炎孔の下
流域に燃焼炎（着火前の状態においては燃焼用混合流の
主流部）か形成される。そして、この主流部の根元にあ
たる燃焼用混合流の炎孔形成部後流側に渦（燃焼状態に
おいて保炎渦と呼ばれる。）か形成されている。この渦
は炎孔から噴出する燃焼用混合流の横の淀み部であり、
炎孔から噴出する燃焼用混合流の一部か流れ込んで淀ん
でいるため、着火するのに好適な燃料濃度になっている
とともに、この部位における流速は炎孔よりの噴流より
も遅いため、着火炎を吹き飛ばすようなことはない。こ
のような状況から着火操作をおこなうと、点火プラグの
スパークにより確実に先ず渦部に着火操作かなされる。

そして、この後、この着火状態の渦から炎孔から吹き出
す燃焼用混合流の主流側へ火炎伝播して、燃焼域内の着
火を完了するのである。

さらにこの状態で、点火プラグによるスパークの発生か
停止されても、この渦に燃焼炎の高温気体が流れ込み、
新しく噴き出す混合気に保炎渦から着火エネルギーを与
えるため、燃焼状態か持続することとなる。

〔発明の効果〕

したがって、本願の構成を採用すると以下のような効果
が得られる。

（ロ）流速の遅い保炎温域に形成される燃焼用混合流の
渦に点火スパークを飛ばすので、燃焼用混合流によりス
パーク熱を奪われることが少ないため、小さなエネルギ
ーで確実に点火できる。

（ロ）燃焼炎を保炎する保炎渦に着火するので、噴流側
の燃焼炎に確実に火移りする。

（ハ）高負荷燃焼、インプットの変動の大きい燃焼、リ
フト傾向の強い燃焼等の場合にも渦部からの着火である
ため炎形状変化に影響を受けることなく、確実に着火で
き、例えば低ＮＯｘ燃焼装置の開発か容易となる。

（ニ）保炎渦には燃焼炎よりやや低温の燃焼ガスか流れ
ており、また、流速が遅いので、電極の加熱状態が小さ
く、電極の耐久性も良化する。

（ホ）点火プラグのみで着火可能となるため、着火構成
が非常に簡単となる。

〔実施例〕

本願の実施例を図面に基づいて説明する。第１図には吸
収式冷房機や製缶ボイラーといった用途に使用されるガ
ンタイプバーナ（１）が示されている。第２図（イ）、
（ロ）にはこのガンタンプバーナ（１）における燃焼域
となる燃焼室（２）近傍の詳細図が示されている。

このガンタイプバーナ（１）は、バーナの供給側に備え
られているファン（３）により燃料ガス路（４）より燃
料ガス（ｇ１）を吸引するとともに、酸素含有ガスとし
ての空気（ｇ２）を空気路（５）より吸引し、これをプ
レミキシング状態の燃焼用混合流（ｇ３）として、燃焼
室（２）側に送り、燃焼室（２）てこの混合流を燃焼さ
せるものである。

ここで、燃焼室（２）を燃焼用流路（６）内で位置決め
することとなる炎孔形成部としてのブラフボディ（７）
には、着火操作をおこなう点火プラグ（８）が配設され
ており、この点火プラグ（８）には、エネルギーを供給
するための点火トランス（９）が接続されている。

以下に第２図に基づいて、燃焼室（２）近傍の構成およ
び点火プラグ（８）の配設位置について詳細に説明する
。第２図においては、図中右側から左に向かって燃焼用
混合流（ｇ３）が送られてくるのである。さて、このブ
ラフボディ（７）は二重環構成となっており、燃焼用流
路（６）内の中心部に配設される第一環部（７１）と、
流路の径方向で外側に配設されている第二環部（７２）
を有して構成されている。そして、燃焼用流路（６）の
燃焼室最外側は、バーナ壁部（１０）によって囲まれる
構成か採用されている。そして、第一環部（７１）と第
二環部（７２）との間に主炎孔部（１２）か形成され、
第二環部（７２）とバーナ壁部（１０）との間に測長孔
部（１３）か形成されている。さらに、前述の第一環部
（７１）の中心部位には点火プラグ（８）か配設されて
いる。

以下にこの燃焼装置（１）における点火プラグ（８）に
よる着火操作と炎の形成状態に付いて説明する。燃焼用
混合流（ｇ３）がこのブラフボディ（７）を越える状態
で供給されど、燃焼用混合流（ｇ３）のブラフボディ後
流部（保炎部域）（Ａ）には、図示するような循環渦（
１４）が形成される。

そして、この部位（Ａ）では混合気が緩やかに循環して
点火に適した混合濃度となり、流速も小さくなっている
。ここで点火プラグ（８）にスパークを飛はすと、先ず
この渦（１４）か着火された後、主炎孔部（１２）、測
長孔部（１３）から噴き出す燃焼用混合流（ｇ３）に着
火してゆくのである。

さらに、この状態で循環渦（１４）は燃焼状態となり、
この渦（１４）において燃焼した高温ガスが循環して炎
孔（１２Ｘ１３）から噴き出してくる新しい燃焼用混合
流（ｇ３）に対して次々に点火エネルギーを与えて炎を
燃やし続ける。

第２図に、断面状態で上下方向一対の主燃焼炎部（１５
）と、バーナ壁部（１０）にその上側あるいは下側を接
する一対の側炎部（１６）から構成される燃焼炎（Ｆ）
か示されている。

この燃焼装置（１）を採用することにより、ブラフボデ
ィ（７）の保炎効果で従来困難であった予混合空気か２
００％の希薄燃焼域まで安定して燃焼をおこなうことが
可能なバーナに対しても、確実に着火することが可能と
なった。さらにこの保炎部域（Ａ）は主燃焼炎部（１５
）、側炎部（１６）に比較して、燃焼温度が低い温度に
なっているため、点火プラグ（８）の耐熱性を従来のよ
うに問題にする必要がなくなったのである。

〔別実施例〕

上述の実施例においては、燃焼装置としてガンタイプバ
ーナについて説明したが、本願はこのタイプのバーナに
用途を限定されるものではない。

さらに、点火プラグにおける電極の配置も、第３図に示
すように一方の電極（８２）かバーナ壁部（１０）に設
けられるものであってもよく、いずれか一方の電極か保
炎部域か形成されるブラフボディ（７）に設けられてい
れば良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る燃焼装置の実施例を示し、第１図は
ガンタイプバーナを示す図、第２図（イ）、（ロ）は燃
焼室近傍の断面図および正面図、第３図は別実施例の図
、第４図は希薄混合状態の燃焼におけるＮＯｘ発生状態
説明図である。 （２）・・・・・・燃焼域、（６）・・・・・・燃焼用
流路、（７）・・・・・・炎孔形成部、（８）・・・・
・・点火プラグ、（ｇ１）・・・・・・燃料ガス、（ｇ
２）・・・・・・酸素含有ガス、（ｇ３）・・・・・・
燃焼用混合流。 （イ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料ガス（ｇ１）が酸素含有ガス（ｇ２）と混合された
   状態の燃焼用混合流（ｇ３）として供給される燃焼用流
   路（６）に炎孔形成部（７）を設け、前記炎孔形成部（
   ７）に対する前記燃焼用混合流（６）の下流側を前記燃
   焼用混合流（ｇ３）が燃焼する燃焼域（２）として構成
   し、さらに前記燃焼域（２）に前記燃焼用混合流（ｇ３
   ）を点火する点火プラグ（８）を備えた燃焼装置におい
   て、 前記炎孔形成部（７）をその後流側に渦を形成する形状
   に成し、前記渦を形成する箇所に、前記点火プラグ（８
   ）の電極の少なくとも一方が配設されている燃焼装置。