JPH06347013A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濃淡燃焼を行うにあたり、装置の大型化を抑
えると共に、淡混合気の混合状態を良好にする。 【構成】 濃側バーナ２０と淡混合ユニット３０とを一
体形成したバーナユニット１０を間隔をあけて並設し、
淡混合ユニット３０で混合した混合気をバーナユニット
１０間の下方から吐出して燃焼用空気と再混合し、バー
ナユニット１０間から淡混合気を噴出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料過剰混合気（濃混合
気）と空気過剰混合気（淡混合気）とを同時に燃焼させ
て窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を抑制する、いわゆる濃
淡燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低ＮＯX を図る燃焼装置の一
つとして濃淡燃焼装置が知られている。この装置は、複
数の炎口のいくつかから空気比（理論空気量に対する実
際の空気量の比）の低い濃混合気を、他の炎口から空気
比の高い淡混合気をそれぞれ同時に噴出して燃焼させる
ものである。

【０００３】例えば、図４に示すように、濃混合気を噴
出する濃側バーナＲＢと淡混合気を噴出する淡側バーナ
ＬＢとを交互に一列に並べ同時に燃焼させる濃淡燃焼装
置が提案されている。この場合、濃側バーナＲＢの濃側
炎口ＲＨからの炎（以下、濃火炎と呼ぶ）の基部では酸
素不足となり、上方では淡側バーナＬＢの淡側炎口ＬＨ
からの炎（以下、淡火炎と呼ぶ）の排ガスにより酸素不
足となり、ＮＯX の生成が抑制される。一方、淡側炎口
ＬＨからの淡火炎は、燃料ガスが希薄なため火炎温度が
低下してＮＯX の生成が抑制され、これらの相乗的効果
によって全体としての低ＮＯX が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、淡混合
気を作るためには淡側バーナＬＢのスロートＬＳ（燃料
ガスおよび燃焼用空気の導入部）の口径を非常に大きく
しなければならない。例えば、淡側バーナＬＢのインプ
ットを濃側バーナＲＢと同じとし、空気比をそれぞれ
２．７（淡混合気），０．３（濃混合気）とした場合に
は、所望の空気量を得るために淡側バーナＬＢのスロー
トＬＳの開口面積を濃側バーナＲＢのスロートＲＳの９
倍にしなければならない。また、スロートＬＳだけでな
く淡側バーナＬＢ自身も大型化しなければならない。し
かも、単に大型にしただけでは混合状態が悪化してしま
う。淡混合気の混合状態が不良の場合には、濃い部分で
は逆火を生じ、薄い部分では燃焼速度が遅いため燃焼が
完結せず未燃焼ガスが排出されてしまうといった不具合
を生じる。このように、従来から提案されていた燃焼装
置では、図４に示すような構成のままで実際に濃淡燃焼
を行おうとしても不可能に近く、ましてや淡側の空気比
を高くとることはできないのである。本発明の燃焼装置
は上記課題を解決し、濃淡燃焼に伴う装置の大型化を抑
えると共に、淡混合気の混合を良好にすることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の燃焼装置は、燃料ガスと燃焼用空気とを吸入混合し
て空気比の低い濃混合気を濃側炎口から噴出する濃側バ
ーナを間隔をあけて並設し、上記濃側バーナ間から上記
濃混合気より空気比の高い淡混合気を噴出させることで
上記濃側炎口の隣に淡側炎口を形成した燃焼装置であっ
て、上記淡側炎口への淡混合気流路は、その上流側か
ら、燃料ガスと燃焼用空気とを吸入混合してその混合気
を吐出口から吐出する淡混合ユニットと、該吐出した混
合気に上記淡側炎口方向へと送られる燃焼用空気を混合
して空気比の高い淡混合気にする再混合部とからなり、
上記淡混合ユニットは、上記濃側バーナと一体的に形成
され、その燃料ガスと燃焼用空気との吸入口を上記濃側
バーナの吸入口より上に位置させると共に、上記吐出口
を最下部に位置させたことを要旨とする。

【０００６】

【作用】上記構成を有する本発明の燃焼装置は、濃側炎
口の隣に淡側炎口が形成され、それぞれの炎口から空気
比の異なった混合気を噴出して燃焼するが、淡側炎口か
ら噴出する淡混合気は以下のように作られる。つまり、
最初に淡混合ユニットで燃料ガスと燃焼用空気とを混合
し、この混合気を下方に導いて吐出口から吐出させ再混
合部で燃焼用空気と混合して空気比を高めて淡側炎口に
送る。従って、淡混合気は２度にわたる混合により混合
状態が良好になる。また、淡混合ユニット内で混合気を
下方に送ってから再混合部で上方向に送り淡側炎口へと
導くため少しのスペースで混合距離を十分確保できる。
また、淡混合ユニットは濃側バーナと一体的に形成され
ているため、濃側バーナの間に淡混合ユニットを個々に
配置する必要がなく、濃側バーナの配列間隔を狭くする
ことができる。しかも、淡混合ユニットの吸入口を濃側
バーナの吸入口より上に位置させているので、上下方向
にも小型化を図ることができる。

【０００７】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の燃焼装置の好適な実施例
について説明する。

【０００８】図１は、一実施例としての燃焼装置の概略
構成を表す。燃焼装置１は、複数のバーナユニット１０
を一列に並べ、その下方から燃焼用空気が供給されるよ
うに構成されている。

【０００９】バーナユニット１０は、図２，図３に示す
ように、中央の仕切板１１を挟んで片側に濃側バーナ２
０を、もう一方の片側に淡混合ユニット３０を一体的に
形成したものである。尚、図２（Ａ）は濃側バーナ２０
の形成側からみたバーナユニットの概略斜視図、同図
（Ｂ）は淡混合ユニットの形成側からみたバーナユニッ
トの概略斜視図であり、図３（Ａ）は濃側バーナ２０の
形成側からみたバーナユニットの概略正面図、同図
（Ｂ）はバーナユニットの概略側面図、同図（Ｃ）は淡
混合ユニットの形成側からみたバーナユニットの概略正
面図である。

【００１０】バーナユニット１０の片側下部には、濃側
バーナ２０への燃料ガスの吸入口となるスロート２１
（以下、濃側スロートと呼ぶ）が横方向に形成され、ガ
スノズル台４０に設けられたガスノズル４２から燃料ガ
スが噴射供給され、それに伴って燃焼用空気（１次空
気）が吸い込まれる。尚、図中において、実線矢印は燃
料ガスの流れを、破線矢印は燃焼用空気の流れを表す。
濃側スロート２１下流側は上方向に曲げられて混合室２
２（以下、濃側混合室と呼ぶ）に連なり、濃側混合室２
２の頭部には複数の炎口２３（以下、濃側炎口と呼ぶ）
を形成した炎口形成面２４が設けられる。従って、燃料
ガスと燃焼用空気とは濃側スロート２１および濃側混合
室２２を通過中に混合され、その混合気が濃側炎口２３
から上方に噴出する。この混合気の空気比は低く設定さ
れており、本実施例では０．５としている。以下、この
混合気を濃混合気と呼ぶ。

【００１１】一方、濃側バーナ２０の背面に設けられる
淡混合ユニット３０は、バーナユニット１０の中央部に
スロート３１（以下、淡側スロートと呼ぶ）が横方向に
形成される。つまり、濃側スロート２１より上部でこれ
と平行に淡側スロート３１が設けられる。そして、この
淡側スロート３１にガスノズル４３から燃料ガスが噴射
供給され、それに伴って燃焼用空気が吸い込まれる。淡
側スロート３１下流側は、下方向に曲げられて混合室３
２（以下、淡側混合室と呼ぶ）に連なる。この淡側混合
室３２の下部側面には複数の混合気吐出口３３が一列に
形成される。従って、淡側スロート３１から吸入された
燃料ガスと燃焼用空気とは、下方向（後述する送風機に
より供給される燃焼用空気の上流側）に送られ混合気と
なって吐出口３３から噴出する。つまり、淡混合ユニッ
ト３０は、濃側バーナ２０を上下逆向きにしたように流
路を形成し、バーナユニット１０の最下部で横方向に混
合気を噴出する。

【００１２】各バーナユニット１０は、図１に示すよう
に、バーナケース２内に所定間隔をあけて平行に配置さ
れて燃焼室３内に収められる。この燃焼室３の下方には
送風機（図示略）が設けられ燃焼用空気を燃焼室３内に
供給するよう構成されている。そして、バーナケース２
底面には整流板４（例えばパンチングメタル）が設けら
れ、この整流板４を通過した燃焼用空気が、バーナユニ
ット１０間を上方向に流れるようになっている。従っ
て、淡混合ユニット３０の混合気吐出口３３から噴出し
た混合気は、このバーナユニット１０間に流れる燃焼用
空気とぶつかって混合され、上方に送られる。こうし
て、この空間で空気比の高い淡混合気が作られてバーナ
ユニット１０間から上方に噴出する。つまり、このバー
ナユニット１０間の空間５０が本発明の再混合部とな
る。以下、この空間５０を再混合部５０と呼ぶ。本実施
例では、淡混合ユニット３０での空気比を濃側バーナ２
０と同様に０．５とし、再混合部５０での燃焼用空気の
混合により２．７に上げている。尚、淡混合ユニット３
０での空気比を濃側バーナ２０の空気比より若干高めに
して、２回目の空気希釈度合を少な目にしてもよい。も
ちろん、各混合室２２，３２および再混合部５０の空気
比はこれらに限定するものではない。

【００１３】この結果、各濃側バーナ２０の濃側炎口２
３から濃混合気が噴出すると同時に、その濃側バーナ２
０の炎口形成面２４の間（淡側炎口５１となる）から淡
混合気が噴出し、図示しない点火装置により着火して濃
淡燃焼が行われる。尚、淡側炎口５１には火炎を安定し
て保持するために帯状の保炎板５２が配設される。

【００１４】こうして、濃側炎口２３からの濃火炎ＦＲ
と淡側炎口５１からの淡火炎ＦＬとの接触により低ＮＯ
X を図ることができる。しかも、淡混合気を作るのに、
まず淡混合ユニット３０で燃料ガスと燃焼用空気とを混
合し、この混合気を下方（燃焼用空気の上流側）に導い
て再混合部５０で更に燃焼用空気を混合して上方向に導
くため、少ないスペースで混合距離を十分に確保するこ
とができ混合状態を良好にすることができる。更に、濃
側バーナ２０と淡混合ユニット３０とを一体形成したバ
ーナユニット１０を間隔をあけて配置するものであるた
め、部品点数や製造工数が低減され位置決めも容易であ
ると共に、濃側バーナ２０の間隔を狭くすることができ
る。仮に、濃側バーナ２０の間に別体の淡混合ユニット
を設けるようにすると、濃側バーナ２０の配設間隔が大
きくなり装置が大型化するだけでなく、燃焼性能も悪化
してしまう。

【００１５】また、濃側バーナ２０と淡混合ユニット３
０とを流路を区画して左右に設け、濃側スロート２１を
淡側スロート３１より下方向に設けて、各々の混合気の
流れが上下に交差するように構成したため、バーナユニ
ット１０の高さ寸法を短くすることができる。これらの
結果、燃焼装置自身をコンパクトに維持しつつ淡混合気
の混合状態を良好にすることができる。

【００１６】また、従来の濃淡燃焼装置では、濃側バー
ナの炎口が温度上昇して（燃焼用空気が少ないため）濃
混合気温度が上がって逆火を生じる不安があったが、こ
の装置では、濃側バーナ２０のまわりとなる再混合部５
０に淡混合気が流れるため、濃側バーナ２０が冷却され
て逆火不安もなくなる。

【００１７】尚、濃側バーナ２０への燃料ガス供給管
（図示略）と、淡混合ユニット３０への燃料ガス供給管
（図示略）とを独立して設け、それらの開閉を司る電磁
弁を燃焼量により切り換える構成にしてもよい。一般に
濃淡燃焼を行う場合には、能力（燃焼量）を小さくした
ときに燃焼が不安定となる。そこで、能力が小の場合
に、淡混合ユニット３０への燃料供給を断ち、淡側炎口
５１から燃焼用空気のみを噴出させるようにして、ター
ンダウン比の高いブンゼン燃焼を行って安定燃焼させる
のである。尚、こうした能力小の場合は、もともと燃焼
量そのものが小さいからＮＯX の発生量も少ないため問
題とはならない。また、ブンゼン燃焼に切り換えるので
なく燃焼バーナ本数を切り換えて濃淡燃焼のまま能力を
調整してもよい。この場合、両端が濃火炎となるように
して淡混合気のスリップ（燃焼が完結しなく生ガスが放
出されること）を防止することが望ましい。

【００１８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等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において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃焼装置
によれば、装置の大型化を抑えて淡混合気の混合状態を
良好にすることができる。この結果、安定した濃淡燃焼
を実現することができＮＯX の発生を抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての燃焼装置の概略構成図であ
る。

【図２】バーナユニットの概略斜視図である。

【図３】バーナユニットの正面図、側面図、背面図であ
る。

【図４】従来の燃焼装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

１…燃焼装置、 １０…バーナユニット、 ２０…濃側
バーナ、２１…濃側スロート、 ２２…濃側混合室、
２３…濃側炎口、３０…淡混合ユニット、 ３１…淡側
スロート、 ３２…淡側混合室、３３…混合気吐出口、
５０…再混合部、 ５１…淡側炎口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと燃焼用空気とを吸入混合して
   空気比の低い濃混合気を濃側炎口から噴出する濃側バー
   ナを間隔をあけて並設し、 上記濃側バーナ間から上記濃混合気より空気比の高い淡
   混合気を噴出させることで上記濃側炎口の隣に淡側炎口
   を形成した燃焼装置であって、 上記淡側炎口への淡混合気流路は、その上流側から、燃
   料ガスと燃焼用空気とを吸入混合してその混合気を吐出
   口から吐出する淡混合ユニットと、該吐出した混合気に
   上記淡側炎口方向へと送られる燃焼用空気を混合して空
   気比の高い淡混合気にする再混合部とからなり、 上記淡混合ユニットは、上記濃側バーナと一体的に形成
   され、その燃料ガスと燃焼用空気との吸入口を上記濃側
   バーナの吸入口より上に位置させると共に、上記吐出口
   を最下部に位置させたことを特徴とする燃焼装置。