JPH05172307A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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Publication number
JPH05172307A
JPH05172307A JP3357191A JP35719191A JPH05172307A JP H05172307 A JPH05172307 A JP H05172307A JP 3357191 A JP3357191 A JP 3357191A JP 35719191 A JP35719191 A JP 35719191A JP H05172307 A JPH05172307 A JP H05172307A
Authority
JP
Japan
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combustion
air
combustion air
fuel
air jet
Prior art date
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Pending
Application number
JP3357191A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Matsuda
孝洋 松田
Hirofumi Yasuda
裕文 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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Filing date
Publication date
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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼装置であって、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ものの提供を目的
とする。 【構成】 燃料ノズル5とその周囲に燃焼用空気噴出口
を構成してなるバーナ4a、4bを一対、燃焼室2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
燃料及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、前記燃焼用空気噴出口を、燃料
ノズルの周囲に構成した第1の燃焼用空気噴出口と更に
その周囲に構成した第2の燃焼用空気噴出口とに分離
し、前記第1の燃焼用空気噴出口からの噴出空気を軸方
向流とすると共に前記第2の燃焼用空気噴出口からの噴
出空気を互いに逆方向に旋回する旋回流とした。

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及び燃焼用
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及びび燃
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った。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
間での火炎保持そのものが不安定となる。これは、空気
流速が小さくなることにより混合が悪くなるためであ
り、一定の燃焼負荷より小さくなると、空間に火炎保持
できずに消炎してしまう。このように燃焼負荷の絞り比
を大きくできないという問題があった。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し、燃焼室の中央付近で両側からの
燃料及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、前記燃焼用空気噴出口を、燃料
ノズルの周囲に構成した第1の燃焼用空気噴出口と更に
その周囲に構成した第2の燃焼用空気噴出口とに分離
し、前記第1の燃焼用空気噴出口からの噴出空気を軸方
向流とすると共に前記第2の燃焼用空気噴出口からの噴
出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、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又は第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、第1の燃料用空気
噴出口から軸方向に噴出された空気と燃料ノズルから噴
出された燃料との混合によって形成された第1の火炎は
燃焼室の中央部で両側から激しく衝突し、火炎が円環状
に広がる。また第2の燃料用空気噴出口から噴出された
旋回空気流と燃料ノズルから噴出された燃料との混合に
よって形成された第2の火炎は、両側から相互に逆方向
に旋回しながら前記第1の火炎の外側を伝播し、火炎を
安定させつつ、燃焼室の中央部で旋回流の軸方向のみな
らず旋回方向でも衝突する。このため燃焼室の中央部で
燃料と燃焼用空気の混合が激しく行われ、また前記燃焼
室の中央部で広がる第1の火炎とも混合が促進され、そ
の結果燃料と空気の混合が充分になされ、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、第2の燃料用空気噴出口
から噴出された旋回空気流と燃料ノズルから噴出された
燃料との混合によって形成された第2の火炎はスワラ・
コーン上でより円滑な旋回流となり、火炎が一層安定す
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からエジェクタ効果によって吸
い込まれ、気流の再循環領域を形成するので、火炎の安
定性が一層向上し、又たいわゆる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又は第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、図4は図2のB−B断面図である。
【0008】1は円筒、矩形又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2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
中空円筒状の第1の燃焼用空気噴出筒6とその外周に一
定の間隔を介して第2の燃焼用空気噴出筒7を2重円筒
状に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。又ノズル孔5aの少し前方周囲には前記第1
の燃焼用空気噴出筒6の先端部に第1の燃焼用空気噴出
口6aが開口されている。
【0009】また前記第1の燃焼用空気噴出口6aの前
方に少しの距離をおいて取り付け金具21によりスワラ・
コーン8が配設されている。スワラ・コーン8の前記第
2の燃焼用空気噴出筒7側の径は、前記第2の燃焼用空
気噴出口7aの径よりも少し大きいものとしている。一
方、第1の燃焼用空気噴出筒6の基端側には第1の空気
導入筒19が取り付けられ、第2の燃焼用空気噴出筒7の
基端側には、接線方向から第2の空気導入筒20が取り付
けられている。この第2の空気導入筒20の取り付け方向
は、左右のバーナ4a、4bにおいて導入された空気が
第2の燃焼用空気噴出筒7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19、20にはファン9
と連通する送風管15が接続され、ここから燃焼量に応じ
た燃焼用空気が第1、第2の空気導入管19、20を通って
第1、第2の燃焼用空気噴出筒6、7に送られる。なお
ファン9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11と連通する送油
管17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13、制御弁14を介して高圧空気発生
器10と連通する高圧送風管16が接続されている。また一
方前記電磁弁13を介して圧力伝達管18が定油面器11の上
部に接続されている。
【0011】燃焼は、先ずファン9を起動させると共
に、点火用電極棒12をスパークさせ、次に、高圧空気発
生器10を起動し、制御弁14を動作させて空気量・圧力を
制御する。この制御弁14によって燃料ノズル5に導入さ
れる燃料流量及び噴射用空気量が制御される。即ち、電
磁弁13を開にすると、高圧送風管16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18を介し
て定油面器11内にも圧力がかけられ、その圧力に応じて
燃料が送油管17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、燃焼用空気は第1の燃焼用空気噴出筒6に半径方向
に接続された第1の空気導入管19により導かれるもの
と、第2の燃焼用空気噴出筒7に接線方向に接続された
第2の空気導入管20により導かれるものに分離される。
第1の燃焼用空気噴出筒6に導かれた空気は、整流され
ながら第1の燃焼用空気噴出口6aより軸方向に噴出さ
れる。また第2の燃焼用空気噴出筒7に導かれた空気
は、筒7内で旋回しながら第2の燃焼用空気噴出口7a
から互いに逆方向の旋回流となって噴出せられる。
【0012】点火した火炎は燃焼室2内の中央部分で激
しく衝突する。スパークを停止すると、火炎は燃焼室の
中央よりに形成されて継続する。燃焼は、第1の燃焼用
空気噴出口6aから軸方向に噴出された空気と、その周
囲に配された第2の燃焼用空気噴出口7aから噴出され
た旋回空気とがノズル5から噴出供給された燃料とそれ
ぞれ適切に混合されることによって行われる。即ち、軸
方向に供給された空気とノズル5から噴霧された燃料と
の混合によって形成された第1の火炎は燃焼室2の中央
部で両側から激しく衝突し、火炎が円環状に広がる。ま
た旋回方向に供給された空気とノズル5から噴霧された
燃料との混合によって形成された第2の火炎は、両側か
ら相互に逆方向に旋回しながら前記第1の火炎の外側を
伝播し、火炎を安定させつつ、燃焼室の中央部で旋回流
の軸方向のみならず旋回方向でも衝突する。このため燃
焼室の中央部で燃料と燃焼用空気の混合が激しく行わ
れ、また前記燃焼室の中央部で広がる第1の火炎とも混
合が促進され、その結果燃料と空気の混合が充分になさ
れ、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。また上記において第2の火炎は、スワ
ラ・コーン8の存在により、スワラ・コーン8内壁面上
でより円滑な旋回流となり、火炎が一層安定する。また
燃焼室2内の未燃・既燃ガスがスワラ・コーン8と燃焼
用空気噴出口6a、7aとの隙間Sからエジェクタ効果
によって吸い込まれ、スワラ・コーン8に沿って流れ、
気流の再循環領域を形成するので、火炎の安定性が一層
向上し、又いわゆるEGR効果が一層発揮され、完全燃
焼化が促進され、NOxの低減化が一層進む。なお噴出
される燃料量及び燃焼用空気量はそれぞれ可変とし、燃
焼程度を自由に調整できるものとしている。
【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、燃焼用空気噴出口
を、燃料ノズルの周囲に構成した第1の燃焼用空気噴出
口と更にその周囲に構成した第2の燃焼用空気噴出口と
に分離し、前記第1の燃焼用空気噴出口からの噴出空気
を軸方向流とすると共に前記第2の燃焼用空気噴出口か
らの噴出空気を互いに逆方向に旋回する旋回流としたの
で、燃焼室中央付近での火炎の安定性が増し、また燃料
と空気の強力な混合に完全燃焼化が促進される。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、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・コーンを配設したので、スワラ・コーン
上で火炎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、高負荷燃焼、低燃焼音、高ターンダウン比を既
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又は請求項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一層効果的に達成するこ
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。
【図4】図2のB−B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 第1の燃焼用空気噴出口 7a 第2の燃焼用空気噴出口 8 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及び燃
    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、前記燃焼用空気噴出口を、燃料ノズルの周
    囲に構成した第1の燃焼用空気噴出口と更にその周囲に
    構成した第2の燃焼用空気噴出口とに分離し、前記第1
    の燃焼用空気噴出口からの噴出空気を軸方向流とすると
    共に前記第2の燃焼用空気噴出口からの噴出空気を互い
    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又は2に記載の燃焼装置。
JP3357191A 1991-12-24 1991-12-24 燃焼装置 Pending JPH05172307A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6393844B1 (ja) * 2018-02-16 2018-09-19 有限会社オバラフローラ 燃焼装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6393844B1 (ja) * 2018-02-16 2018-09-19 有限会社オバラフローラ 燃焼装置
JP2019143825A (ja) * 2018-02-16 2019-08-29 有限会社オバラフローラ 燃焼装置

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