JPH04350406A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置、詳しくは一対
のバーナを両側に配し、両バーナからの燃料および燃焼
用空気を燃焼室内で衝突させながら燃焼させる衝突燃焼
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一対のバーナからの燃料および燃
焼用空気を燃焼室の中央付近で衝突させて燃焼させる衝
突燃焼装置が提供されている。この衝突燃焼装置は火炎
を燃焼室の中央部で形成できることから、狭い燃焼空間
で燃焼可能となり、高負荷燃焼が達成できること、衝突
による激しい混合作用と内部ＥＧＲ（既燃・未燃ガスの
混合作用）効果とにより、煤、ＮＯｘ　の発生の少ない
クリーンな燃焼性が得られること等、優れた特徴を有し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の装
置では次のような問題がある。即ち、衝突燃焼装置によ
る燃焼火炎は燃焼室中央部の衝突空間に保持されるが、
空気及び燃料噴射の脈動・不均一等により、火炎の保持
位置に変動が生じ易く、燃焼負荷を増大させると、この
傾向はさらに顕著なものとなり、燃焼音が大きいという
問題が生じる。一方、燃焼負荷を小さくすると、空気流
速が小さくなることにより混合が悪くなり、空間に火炎
を保持できないという問題が生じる。以上の如く、従来
の衝突燃焼装置では燃焼負荷の絞り比を大きくする場合
、燃焼音の増大、火炎の不安定の問題があった。

【０００４】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、より完全な燃焼によるクリーン燃焼及び高負荷燃
焼を達成すると共に、燃焼音の低減、高ターンダウン比
を達成できる燃焼装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の燃焼装置は、燃料ノズルとその周囲に燃焼用
空気噴出口を構成してなるバーナを一対、燃焼室の両側
から対向して臨ませ、燃焼室の中央付近で両側からの燃
料および燃焼用空気を衝突させて火炎を形成するように
した燃焼装置であって、前記一対の燃焼用空気噴出口か
らそれぞれ噴出される空気を、互いに逆方向に旋回する
旋回流としたことを第１の特徴としている。また本発明
の燃焼装置は、前記第１の特徴に加えて、燃焼用空気噴
出口の前方に一定の間隔をおいてスワラ・コーンを配設
したことを第２の特徴としている。また本発明の燃焼装
置は、前記第１または第２の特徴に加えて、噴出される
燃料量及び燃焼用空気量はそれぞれ可変であることを第
３の特徴としている。

【０００６】

【作用】上記第１の特徴においては、一対のバーナの各
燃料ノズルの周囲から吹き出される燃焼用空気が相互に
逆方向の旋回流であるので、点火された火炎は両側から
旋回しながら伝播し、燃焼室の中央部で旋回流の軸方向
のみならず半径方向でも衝突する。このため燃料と燃焼
用空気の混合が激しく行われ、また未燃ガスと既燃ガス
との混合も激しく行われ、その結果燃焼が完全に近い形
で行われる。よって煤やＮＯｘ　の少ないクリーンな燃
焼が達成できると共に安定した燃焼による高負荷燃焼、
低燃焼音、高ターンダウン比の燃焼が可能となる。また
上記第２の特徴においては、第１の特徴に加えて、スワ
ラ・コーンを燃焼用空気噴出口の前方に一定の間隔をお
いて配置することにより、吹き出された燃焼用空気は燃
料と混合しながらスワラ・コーン上でより円滑な旋回流
となり、気流の再循環領域を形成する。よって火炎の安
定性が一層向上する。また燃焼室内の未燃・既燃ガスが
スワラ・コーンと燃焼用空気噴出口の隙間より再吸い込
みされるので、いわゆるＥＧＲ効果が一層発揮される。 これにより、高負荷燃焼、低燃焼音、高ターンダウン比
を一層効果的に達成することができる。また上記第３特
徴においては、第１または第２の特徴に加えて、噴出さ
れる燃料量及び燃焼用空気量はそれぞれ可変であるので
、高負荷燃焼、低燃焼音、高ターンダウン比を有する構
成において現に燃焼程度を自由に調整することができる
。

【０００７】

【実施例】図１は本発明実施装置の全体構成図、図２は
バーナの詳細を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図
である。

【０００８】１は円筒、矩形または両者の中間的な形で
形成された燃焼容器で、その内部に燃焼室２が構成され
ている。この燃焼室には、上方部に熱交換器３が設置さ
れる一方、下方部に左右一対のバーナ４ａ、４ｂが燃焼
容器１の側壁を貫いて燃焼室２に臨まされ、一直線上に
対向配置されている。バーナ４ａ、４ｂは、図２にも示
すように、中心軸上に燃料ノズル５を配し、その周囲に
中空円筒状の燃焼用空気噴出筒６を配した共通のユニッ
トからなっている。そしてノズル５の先端部には燃料を
噴射するノズル孔５ａが開口されている。またノズル孔
５ａの少し前方周囲には前記燃焼用空気噴出筒６の先端
部の燃焼用空気噴出口６ａが開口されている。

【０００９】また前記燃焼用空気噴出口６ａの前方に少
しの距離をおいて取り付け金具７ａによりスワラ・コー
ン７が配設されている。スワラ・コーン７の前記燃焼用
空気噴出筒６側の径は、前記燃焼用空気噴出口６ａの径
よりも少し大きいものとしている。一方、燃焼用空気噴
出筒６の基端側には、接線方向から空気導入筒１８が取
り付けられ、その取り付け方向は左右のバーナ４ａ、４
ｂにおいて導入された空気が燃焼用空気噴出筒６内で互
いに逆方向に旋回するようになされている。空気導入筒
１８にはファン８と連通する送風管１５が接続され、こ
こから燃焼量に応じた燃焼用空気が空気導入管１８を通
って燃焼用空気噴出筒６に送られる。なおファン８はバ
ーナの燃焼量に応じて回転数制御される。

【００１０】バーナ４ａ、４ｂの燃料ノズル５には基端
側に燃料導入口５ｂと噴射用空気導入口５ｃが設けられ
ており、燃料導入口５ｂには定油面器１０と連通する送
油管１６が接続され、燃料が供給される。また噴射用空
気導入口５ｃには電磁弁１２、制御弁１３を介して高圧
空気発生器９と連通する高圧送風管１４が接続されてい
る。また一方前記電磁弁１２を介して圧力伝達管１７が
定油面器１０の上部に接続されている。

【００１１】燃焼は、先ずファン８を起動させると共に
、点火用電極棒１１をスパークさせ、次に、高圧空気発
生器９を起動し、制御弁１３を動作させて空気量・圧力
を制御する。この制御弁１３によって燃料ノズル５に導
入される燃料流量および噴射用空気量が制御される。 即ち、電磁弁１２を開にすると、高圧送風管１４を通り
燃料ノズル５に噴射用空気が導入されると共に、圧力伝
達管１７を介して定油面器１０内にも圧力がかけられ、
その圧力に応じて燃料が送油管１６を通り、燃料ノズル
５に導入される。供給された燃料は、噴射用空気によっ
て、ノズル孔５ａから噴霧状に噴射され、スパークによ
り点火される。一方、燃焼用空気は燃焼用空気噴出筒６
に接線方向に接続された空気導入筒１８により導かれ、
燃焼用空気噴出筒６内で旋回しながら燃焼用空気噴出口
６ａから噴出せられる。

【００１２】点火した火炎は旋回しながら伝播し、燃焼
室２の中央部分で激しく衝突する。この時、燃焼用空気
は互いに相反する方向に旋回しているため、軸方向の衝
突に加えて半径方向の衝突も生じ、燃料との混合が安定
して且つ激しく促進される。また、旋回空気は燃料噴霧
と混合しながら、ノズル５前方に設置されたスワラ・コ
ーン７上で円滑な流れを形成して再循環領域を形成する
。よって火炎の安定性が一層向上する。また燃焼用空気
噴出口６ａから噴出する空気のエジェクタ効果により、
燃焼室２の既燃・未燃ガスをスワラ・コーン７と燃焼用
空気噴出口６ａとの隙間Ｓより吸い込むことによって、
いわゆるＥＧＲ効果が一層発揮され、完全燃焼化が促進
される。

【００１３】なお、上記実施例では液体燃料を対象とし
たが、ガス燃料を用いるようにしてもよい。この場合は
燃料ノズルとして、ガスノズルを用い、ガス流量の制御
弁を取り付けることにより、同じような効果を得ること
ができる。また燃料ノズル５は空気噴射ノズルの他、超
音波ノズル、リターン式ノズル、一定入力の無気ノズル
等、他の適当なノズルを用いることができる。また燃焼
用空気を旋回させる手段も上記実施例に限定されるもの
ではなく、旋回羽根やその他の手段を用いてもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項１に記載の燃焼装置によれば、一対の燃焼用空気噴
出口からそれぞれ噴出される空気を、互いに逆方向に旋
回する旋回流としたので、衝突領域での空気と燃料との
混合が安定して且つ強力に押し進められ、そのため安定
した混合による燃焼音の低減化、高ターン・ダウン比が
促進され、また強力な混合による高負荷燃焼、完全燃焼
化によるクリーン燃焼化が促進される。また請求項２に
記載の燃焼装置によれば、請求項１に記載の構成による
効果に加えて、スワラ・コーンを燃焼用空気噴出口の前
方に一定の間隔をおいて配置したので、噴射された旋回
流を一層安定したものとすることができると共に該スワ
ラ・コーン上に気流の再循環領域を構成することができ
、よって燃焼音の低減、高ターン・ダウン比を一層促進
することができる。またスワラ・コーンによるエジェク
タ効果により、既燃・未燃ガスの混合が一層促進でき、
完全燃焼、クリーン燃焼を一層促進することができる。 また請求項３に記載の燃焼装置によれば、請求項１また
は請求項２に記載の構成による効果に加えて、噴出され
る燃料量及び燃焼用空気量がそれぞれ可変とされている
ので、高負荷燃焼、低燃焼音、高ターンダウン比を有す
る構成において現に燃焼程度を自由に調整することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施装置の全体構成図である。

【図２】バーナの詳細を示す断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

２　　燃焼室 ４ａ、４ｂ　　バーナ ５　　燃料ノズル ６ａ　　燃焼用空気噴出口 ７　　スワラ・コーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃料ノズルとその周囲に燃焼用空気噴
   出口を構成してなるバーナを一対、燃焼室の両側から対
   向して臨まし、燃焼室の中央付近で両側からの燃料およ
   び燃焼用空気を衝突させて火炎を形成するようにした燃
   焼装置であって、前記一対の燃焼用空気噴出口からそれ
   ぞれ噴出される空気を、互いに逆方向に旋回する旋回流
   としたことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】　　バーナには燃焼用空気噴出口の前方に
   一定の間隔をおいてスワラ・コーンを配設した請求項１
   に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】　　噴出される燃料量及び燃焼用空気量は
   それぞれ可変である請求項１または２に記載の燃焼装置
   。