JPH09210307A - 低ＮＯｘ 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体燃料においても、ガス燃料を用いた燃焼
装置と同等、或はそれ以下の低ＮＯx 化を達成した低Ｎ
Ｏx 燃焼装置を提供すること。 【解決手段】 燃焼用１次空気の導入を受ける第１筒部
材(10)と、前記第１筒部材(10)の先端部内側に、この第
１筒部材(10)内周壁との間に所定の隙間を介在させて配
置した保炎板(6) と、前記第１筒部材(10)内における保
炎板(6) の上流側に配置した燃料供給手段(1) と、前記
第１筒部材(10)の外周に配置することにより、第１筒部
材(10)との間に燃焼用２次空気の導入を受ける環状流路
(13)を形成する第２筒部材(11)と、前記環状流路(13)の
先端側においてこの環状流路(13)を周方向に所定個数に
分割する遮蔽板(14)とを備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、低ＮＯx 燃焼装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃焼機器における有害燃焼排
気物の低減化には、種々の提案がなされてきたが、近年
では、環境汚染等の問題から有害燃焼排気物の中でも特
にＮＯx の低減に注意が向けられている。そのために、
燃料自体に窒素分の少ない気体燃料を用い、その燃焼過
程においてサーマルＮＯx （thermal ＮＯx ）の低減化
を図ったガス燃焼装置は数多く提案されているが、灯
油、Ａ重油等の液体燃料を使用した燃焼装置において、
このレベルまでＮＯx を低減したものは未だ無かった。
特に、小型，簡易クラスのボイラのように、比較的小容
積の燃焼空間で用いられ、大出力化を要求される燃焼装
置においては、ＮＯx の低減が難しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、液体燃料においても、ガス燃料を用いた
燃焼装置と同等、或はそれ以下の低ＮＯx 化を達成した
低ＮＯx 燃焼装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明における低ＮＯ
x 燃焼装置は、燃焼用１次空気の供給を受ける第１筒部
材(10)と、前記第１筒部材(10)の先端部内側に、この第
１筒部材(10)内周壁との間に所定の隙間を介在させて配
置した保炎板(6) と、前記第１筒部材(10)内における保
炎板(6) の上流側に配置した燃料供給手段(1) と、前記
第１筒部材(10)の外周に配置することにより、第１筒部
材(10)との間に燃焼用２次空気の供給を受ける環状流路
(13)を形成する第２筒部材(11)と、前記環状流路(13)の
先端側においてこの環状流路を周方向に所定個数に分割
する遮蔽板(14)とを備えたものである。そして、前記第
１筒部材(10)に供給する燃焼用１次空気の流量を、低Ｎ
Ｏx 燃焼装置に供給する全燃焼用空気の流量の０．１〜
０．２５倍の範囲とし、前記第１筒部材(10)から噴出す
る燃焼用１次空気の流速を、前記環状流路(13)から噴出
する燃焼用２次空気の流速の０．１〜０．９倍の範囲と
したものである。更に、この発明における低ＮＯx 燃焼
装置は、前記第２筒部材(11)の先端側の外周に、この第
２筒部材(11)との間で、燃焼ガスを循環させる第３筒部
材(17)を略同軸状に設けたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の基本的な形態
は、第１筒部材の先端部内側に、この第１筒部材の内周
壁との間に所定の隙間を介在させて保炎板を配置し、こ
の第１筒部材内における保炎板の上流側に燃料供給手段
を配置し、第１筒部材の外周に、略同軸状に第２筒部材
を配置することにより環状流路を形成し、この環状流路
の先端側に遮蔽板を設けることにより、この環状流路を
周方向に所定個数に分割したもので、前記第１筒部材内
部には、燃料供給手段からの燃料と、燃焼用１次空気の
供給を行い、第１筒部材と第２筒部材との間に形成され
る環状流路内には、燃焼用２次空気の供給を行う。そし
て、前記燃焼用１次空気の供給量（流量）を、低ＮＯx
燃焼装置に供給する全燃焼用空気量の０．１〜０．２５
倍に設定し、第１筒部材からの燃焼用１次空気の噴出速
度を、環状流路からの燃焼用２次空気の噴出速度の０．
１〜０．９倍とすることにより、燃焼用１次空気出口近
傍での着火を抑え、更に高速な燃焼用２次空気を吹き付
けることによって火炎を第１，第２筒部材よりも後流側
で保炎する。この構成により、第１筒部材内で燃焼を開
始した燃料は、第１筒部材の出口において、環状流路か
ら燃焼用空気が追加供給され、所定の空燃比で燃焼す
る。尚、燃焼用１次空気の流量が、全燃焼用空気量の供
給量（流量）の０．１倍より少ないと、未燃分が生じて
ＣＯの生成量が増大し、０．２５倍より多いと、第１筒
部材の先端において、火炎が保炎板に張り付いた状態と
なって燃料過剰の状態で燃焼し、ＮＯx の生成量が多く
なるため、この範囲が好ましい。また、燃焼用１次空気
の噴出速度と燃焼用２次空気の噴出速度は、それぞれ平
均流速としてある。更に、第２筒部材の先端を、第１筒
部材の先端に向けて先細り形状とすることにより燃焼用
２次空気の流速を高めることができ、高速の燃焼用２次
空気は、保炎板の下流領域において形成される循環流、
或は燃焼用２次空気の高速流が失速する際に生じる循環
流によって、火炎を第１，第２筒部材よりも後流側で確
実に保炎することができる。そして、環状流路に設けた
遮蔽板によって燃焼用２次空気を分割させて噴射させる
ことにより、第１，第２筒部材の後流側に形成される燃
焼反応領域は、所謂濃淡燃焼となって、サーマルＮＯx
の発生量が増大する空燃比領域以外の領域で燃焼するた
め、ＮＯx の発生が抑制できる。ここで、環状流路を周
方向に分割する遮蔽板は、その周方向の幅が広いほど通
過する燃焼用２次空気の圧力損失が多くくなり、狭いほ
ど火炎の分割の効果を発揮し得ないため、これらを勘案
してその幅と個数を決定する。更に、前記遮蔽板に小孔
を穿孔することにより、遮蔽板の下流側における空気量
（空気の比率）が増加するため、更にこの下流において
燃焼用２次空気と混合する際の混合性が向上し、排ガス
中の未燃物の生成を抑制する。また、この発明において
は、以上の実施の形態に加えて、第２筒部材の先端側の
外周に第３筒部材を略同軸状に設けた構成も可能であ
る。この実施の形態によれば、第１，第２筒部材から噴
出される燃焼用１次，燃焼用２次空気，並びに燃焼の流
体エネルギーによって、燃焼ガスが第３筒部材の根元部
から吸引され、第２筒部材と第３筒部材の間を通して、
第２筒部材の外周先端側に循環するため、排ガス再循環
装置として機能し、燃焼用２次空気の予熱が行える。こ
の際、前述のように第２筒部材の先端を第１筒部材の先
端に向けて先細り形状とすることにより、第３筒部材と
併せてエゼクタとして機能するため、排ガスの再循環が
効率良く行える。更に、この発明に係る低ＮＯx 燃焼装
置は、液体燃料の燃焼装置として、ガス燃料燃焼装置に
匹敵する低ＮＯx 化を達成するものであるが、ガス燃料
を使用して一層の低ＮＯx 化を図ることができ、また、
液体燃料の燃料供給装置とガス燃料の燃料供給装置との
両方の燃料供給機構を併せて設けることにより、所謂混
焼式の燃焼装置を提供することができる。

【０００６】

【実施例】この発明に係る低ＮＯx 燃焼装置の一実施例
について図１，図２を参照しながら説明する。尚、図１
は、この発明に係る低ＮＯx 燃焼装置の一実施例を示す
縦断側面図，図２は、図１の正面図である。

【０００７】さて、図示する実施例において、この発明
に係る低ＮＯx 燃焼装置は、燃料供給手段(1) と、燃焼
用空気の供給流路(2) と、燃焼用１次空気と燃料の供給
を受ける第１筒部材(10)と、第１筒部材(10)の外周に配
置することにより、第１筒部材(10)との間に燃焼用２次
空気の供給を受ける環状流路(13)を形成する第２筒部材
(11)と、前記環状流路(13)の先端側においてこの環状流
路を周方向に所定個数に分割する遮蔽板(14)とを備えて
いる。

【０００８】前記燃料供給手段(1) は、この実施例で
は、液体燃料を供給するものであるため、オイル配管
(3) と燃料噴霧用のノズルチップ(4) とで構成される。
前記燃焼用空気の供給流路(2) は、上流側に送風機（図
示省略）を備えるもので、通常、送風機から圧送された
燃焼用空気を整流するウィンドボックスを備えている。
尚、図面では、ウィンドボックスの全体構成は、周知の
技術であるため省略し、ウインドボックスの隔壁(5) の
みを図示している。前記ノズルチップ(4) は、第１筒部
材(10)の先端よりの位置に、この第１筒部材(10)と略同
軸をなすように配置されており、更にこの第１筒部材(1
0)内における、ノズルチップ(4) よりも下流側には、保
炎板(6) を設けてある。この保炎板(6) は、その中心に
燃料と燃焼用１次空気が通過する孔(6a)を有し、その周
囲には放射状に複数のスリット(6b)を設けてある。この
スリット(6b)は、第１筒部材(10)からの燃焼用１次空気
に旋回流を生じさせるためのものである。この保炎板
(6) の外周と第１筒部材(10)の内周壁との間には僅かな
隙間を有しており、このような隙間を設けることによ
り、後述するように第１筒部材(10)の内周側において火
炎が生じるのを防止している。

【０００９】前記第１筒部材(10)は、隔壁(5) よりも上
流側にその基端側を若干突出させて配置してある。そし
て、この実施例においては後端端面を閉塞し、後端側の
周面に燃焼用１次空気導入用の小孔(7) を複数穿設して
ある。この小孔(7) は、その個数，内径を調整すること
により、燃焼用１次空気量を調節するものであり、ま
た、このように、第１筒部材(10)における燃焼用空気の
流れ方向に対して、直角方向に燃焼用空気の流入口であ
る小孔(7) を設けることにより、燃焼用１次空気の流れ
を整流し、偏流を防止する作用も有する。

【００１０】前記第２筒部材(11)は、第１筒部材(10)の
外周側に略同軸状に配置してあり、第１筒部材(10)と第
２筒部材(11)との間には、円周方向の適当個所（図示す
る実施例では４ヶ所）に半径方向に延びる支持板(15)を
設けることにより、両者を所定の間隔を保持した状態で
固定してある。第２筒部材(11)は、その基端部分を基盤
部材(8) に固定されており、この基盤部材(8) を隔壁
(5) に固定することにより、第１筒部材(10)も隔壁(5)
に固定することになる。この状態で、第１筒部材(10)及
び第２筒部材(11)の基端側は、隔壁(5) に開口し、それ
以外の個所は閉鎖されたことになる。更に、この第２筒
部材(11)は、その先端部を第１筒部材(10)の先端周面に
向けて縮径する先細り形状に成形してある。

【００１１】前記第１筒部材(10)と第２筒部材(11)の先
端部において、両者は略面一状態となっており、この先
端間に遮蔽板(14)を設けてある。この遮蔽板(14)は、環
状流路(13)の流路断面（環状）をその周方向に所定個数
（図示する実施例では４個）に分割する遮蔽板(14)を固
定してある。ここで、この遮蔽板(14)は、その周方向の
幅が広いほど通過する燃焼用２次空気の圧力損失が大き
くなり、狭いほど火炎の分割の効果を発揮し得ないた
め、これらを勘案してその幅と個数を決定する。例え
ば、この遮蔽板(14)の周方向の幅を第１筒部材(10)の中
心からの角度で表すと、２０°〜６０°であり、その個
数は、３〜９個の間で選択する。また、前記燃焼用１次
空気の供給量（流量）を、この低ＮＯx 燃焼装置に供給
する全燃焼用空気量の０．１〜０．２５倍となるよう
に、前記第１筒部材(10)，第２筒部材(11)の寸法，燃焼
用１次空気導入用の小孔(7) の個数や内径を設定する。
即ち、第１筒部材(10)から供給される燃焼用１次空気の
流量が、環状流路(13)によって供給される燃焼用２次空
気の流量の１／９〜１／３の範囲である。これは燃焼用
１次空気の流量が全燃焼用空気量の供給量（流量）の
０．１倍より少ないと、未燃分が生じてＣＯの生成量が
増大し、０．２５倍より多いと、第１筒部材の先端にお
いて、火炎が保炎板に張り付いた状態となって燃料過剰
の状態で燃焼するため、ＮＯx の生成量が多くなるた
め、この範囲が好ましい。尚、この燃焼用１次空気と燃
焼用２次空気との総量は、燃料を燃焼させるに十分な量
である。また、この時、前記第１筒部材(10)から噴出す
る燃焼用１次空気の流速を、前記環状流路(13)から噴出
する燃焼用２次空気の流速の０．１〜０．９倍の範囲と
なるように設定する。これは、環状流路(13)からの燃焼
用２次空気の噴出速度を第１筒部材からの燃焼用１次空
気の噴出速度より速めることにより、燃焼用１次空気出
口近傍での着火を抑え、燃焼用１次空気と燃料の混合物
に、更に高速な燃焼用２次空気を吹き付けることによっ
て第１，第２筒部材よりも後流側で保炎するためであ
る。尚、燃焼用１次空気と燃焼用２次空気の噴出速度
は、ともに平均流速としてある。

【００１２】以上の構成の低ＮＯx 燃焼装置における燃
焼作用について説明する。まず、燃焼用空気の供給流路
(1) から燃焼用空気を供給するが、この際に第１筒部材
(10)への供給量は、前述のように環状流路(13)への供給
量の１／９〜１／３の範囲である。この状態で、燃料供
給手段(1) を作動させ、第１筒部材(10)内にノズルチッ
プ(4) から液体燃料を噴霧し、着火手段（図示省略）に
よって着火すると、第１筒部材(10)の内部で始まる。こ
の燃焼状態は、燃料と燃焼用１次空気とによるもので、
過剰燃料での燃焼である。この際に生じる燃焼反応ガス
（ここでいう燃焼反応ガスは、反応中の燃料及び空気全
体を指す。本書では、特に目視可能な火炎を指す場合に
のみ燃焼火炎と言う。）は、温度を高めながら、第１筒
部材(10)の先端部分に向けて移動し、先端部から燃焼空
間内に向けて噴出する。

【００１３】第１筒部材(10)に流入する燃焼用１次空気
の流量は、第１筒部材(10)と第２筒部材(11)との間の環
状流路(13)を流れる燃焼用２次空気の流量は、前述のよ
うにおおよそ１／９〜１／３の範囲としてあるため、未
燃分が生じてＣＯの生成量が増大するのを抑制できると
ともに、火炎が保炎板(6) に張り付いた状態で燃料過剰
の状態で燃焼のを防止してＮＯx の生成を抑制すること
ができる。また、燃焼用１次空気の流速を、燃焼用２次
空気の流速の０．１〜０．９倍の範囲となるように設定
しているため、第２筒部材(11)からは、高速の燃焼用２
次空気が噴出される。従って、燃焼用１次空気の外周側
に高速の燃焼用２次空気流を噴出させることにより、燃
焼用１次空気と燃料との燃焼反応領域の外周に燃焼用２
次空気が高速で突入することにより、この領域での撹拌
混合が促進され、燃料の液滴分が更に微粒化（気化）す
る。同時に、環状流路(13)からの燃焼用２次空気の高速
流により、更にその外側の燃焼ガスが循環するような流
れを生じ、この燃焼ガスの流れによっても微粒化が促進
され、燃料の液滴分が加熱されることにより燃焼性が改
善される。また、前記第１筒部材(10)の内周において、
保炎板(6) のスリット(6a)を通過した燃焼用１次空気
は、このスリット(6a)によって旋回を与えられ、保炎板
(6)中心の小孔(6b)から噴出する燃料，並びに燃焼用１
次空気の外周を取巻くように流れる。この中心部からの
燃焼用１次空気，並びに燃料は、旋回する燃焼用１次空
気によって攪拌され、その外周部は、第２筒部材(11)と
保炎板(6) との間の隙間からの高速の燃焼用１次空気に
よって取り囲まれる。従って、燃料は、旋回作用を受け
ながら、保炎板(6) より下流側に押しやられ、ここで環
状流路(13)からの燃焼用２次空気の供給を受けて火炎と
して燃焼する。

【００１４】前記環状流路(13)からの燃焼用２次空気
は、遮蔽板(14)によって周方向に所定個数に分割された
状態で噴出し、この高速の燃焼用２次空気は、第１筒部
材(10)の先端部近傍における燃焼反応ガスに対してその
周囲から部分的に合流する。従って、前記第１筒部材(1
0)から噴出する燃焼反応ガスの周方向には、所定の空燃
比に対して燃料過剰の個所と空気過剰の個所が交互に生
じることになる。そのため、この環状流路(13)における
遮蔽板(14)の無い個所では、高速の燃焼用２次空気が噴
出するため、第１筒部材(10)からの燃焼反応ガスに含ま
れる燃料を更に微粒化（気化）しながら、その下流域に
おいて、青炎状態で燃焼する。一方、遮蔽板(14)の下流
領域においては、遮蔽板(14)の無い個所よりも流速が遅
いことから前記程微粒化されない燃料液滴が燃料過剰の
状態で燃焼するため、大部分が輝炎を伴って燃焼する。
また、第１筒部材(10)の下流側においては、燃焼用２次
空気を供給した後も燃料過剰の燃焼反応個所と空気過剰
の燃焼反応個所が存在し、所謂濃淡燃焼を行うため、そ
れぞれの個所において燃焼温度は理論燃焼温度より低下
する。従って、各領域の燃焼温度は、サーマルＮＯx の
生成が最大となる空燃比領域を外れるため、サーマルＮ
Ｏx の生成が抑制される。この際の燃焼形態において、
第１，第２筒部材(10)(11)の下流側に形成される燃焼火
炎について注目すると、遮蔽板(13)の配設個所の下流側
においては、比較的赤い燃焼火炎（輝炎）を生じてお
り、その他の個所は、比較的青い燃焼火炎（青炎）を生
じている。ここで、第２筒部材(11)の先端側を第１筒部
材(10)に向けて先細り形状としたことにより、環状流路
(13)から噴出する燃焼用２次空気の流速を高めることが
でき、そのため、第１筒部材(10)からの燃焼反応ガスと
燃焼用２次空気の混合性を高めることができるため、こ
の点において燃焼性が向上し、未燃物の生成が抑制され
る。

【００１５】更に、図示する実施例において、遮蔽板(1
4)のそれぞれには、表裏を貫通する小孔(16)を所定個数
ずつ（図示する実施例では、２個ずつ）穿孔してあり、
この小孔(16)によって遮蔽板(14)の後流側における空気
量（空気の比率）を増加しておくことにより、更にこの
下流において燃焼用２次空気と混合する際の混合性が向
上し、排ガス中の未燃物の生成を抑制することができ
る。

【００１６】以上で説明した実施例について、灯油を使
用した場合のＮＯx ，ＣＯの生成量について、従来の一
般的な液体燃料燃焼装置と比較すると、図３のような特
性図が得られた。この際の燃焼条件は、灯油を、毎時２
２．１リットル供給し、燃焼用空気量を変化させたもので、
横軸は、排ガス中に含まれるＯ2 濃度をとった。この図
３に示すように、ＮＯx 排出量は、Ｏ2 ０％換算で略３
０ ppm前後の値であり、この値は、既存の灯油を燃料と
した同程度の燃焼量の燃焼装置の約１／４〜１／２の値
である。この値は、ガス燃料を用いた同容量の燃焼装置
と同等以下のＮＯx 排出レベルであり、従来液体燃料で
は不可能とされていた低ＮＯx 燃焼装置を提供すること
が可能となる。尚、同図には、ＣＯの生成量も示してい
るが、この値は、通常使用される空気過剰率３〜５％の
範囲内で大幅に低減されている。

【００１７】また、Ａ重油を使用した場合のＮＯx ，Ｃ
Ｏの生成量を、従来の一般的な液体燃料燃焼装置と比較
すると、図４のような特性図が得られた。この際の燃焼
条件は、Ａ重油を、毎時２１．４リットル供給している。即
ち、単位時間当たりに供給される燃料の発熱量を前出の
図３に示す灯油の場合と実質的に同一に調整してある。
一般に、Ａ重油は、灯油に比べて燃料自体に若干量（お
およそ０．５％）の窒素分が含まれており、この窒素分
が燃焼反応中に酸化してＮＯx （フューエルＮＯx ：fu
elＮＯx ）を生じるため、窒素分が実質上含まれない灯
油を燃料に用いたものに比べて低ＮＯx 化が難しいとさ
れている。しかし、この発明による低ＮＯx 燃焼装置に
よれば、図４に示すように、Ｏ2 ０％換算で４５ ppm程
度となっており、この値は、灯油を燃料とした同程度の
容量の既存の燃焼装置の約１／４〜１／２の値である。
このことは、サーマルＮＯx の低減作用は、上述同様で
あるが、フューエルＮＯx の生成を略１／４〜１／２ま
で抑制していることを意味する。このように、この発明
に係る低ＮＯx 燃焼装置においては、液体燃料、特にＡ
重油では不可能とされていた低ＮＯx 燃焼装置を提供す
ることが可能となる。尚、同図には、ＣＯの生成量も示
しているが、この値は、通常使用される空気過剰率３〜
５％の範囲内で大幅に低減されているのがわかる。ま
た、Ａ重油の場合には、一般に燃焼時に若干の煤が生じ
るため、燃焼性の１つの指標としてスモーク度が採用さ
れる。このスモーク度は、バカラック社製のスモークテ
スタを用いるもので、ボイラでの排気ガス中の煤の量を
判定するのに一般的に使用されているもので、排気ガス
をろ紙を介して吸引し、このろ紙に付着する煤の濃さに
よって段階的に評価するものである。このスモーク度の
比較では、図示するように最大１／４の低減効果があ
り、未燃焼分の排出も大幅に改善されたのが判る。即
ち、この発明に係る燃焼装置によれば、ＮＯx 等の目に
見えない有害物のみならず、煤塵や煤等の目に見える排
気物においてもその低減効果は著しい。

【００１８】以上の実施例においては、燃焼用１次空気
による燃焼反応ガスに、更に燃焼用２次空気を追加供給
して濃淡燃焼させる形式のものであるが、この発明で
は、以上の構成に加えて、燃焼ガスを再循環させ、それ
によって燃焼反応ガスの温度を制御することによって低
ＮＯx 化を達成することも可能である。この実施例につ
いて、図５，図６を参照しながら説明する。図５は、こ
の発明に係る低ＮＯx 燃焼装置の他の実施例を示す縦断
側面図、図６は、図５の正面図で、前記図１，図２に示
した実施例との共通部分には、同一参照番号を附し、そ
の詳細説明を省略する。図５，図６に示す実施例におい
ては、前記第２筒部材(11)の先端側の外周に、この第２
筒部材(11)と略同軸状に第３筒部材(17)を設けたもので
ある。この構成によれば、第１筒部材(10)から噴出され
る燃焼反応ガスや、第２筒部材(11)から噴出される燃焼
用２次空気の流体エネルギーによって、燃焼ガスを第３
筒部(17)の根元部から吸引し、第２筒部材(11)と第３筒
部材(17)の間の環状通路(19)を通して、第２筒部材(11)
の外周先端側に循環させることにより、排ガス再循環式
燃焼装置としても機能し、また、第２筒部材(11)の内周
側を流れる燃焼用２次空気の予熱も行うことができる。
この際、第２筒部材(11)の先端を、第１筒部材(10)の先
端に向けて先細り形状とすることにより、第３筒部材(1
7)と共にエゼクタとして機能するため、排ガスの再循環
が効率良く行える。以上のように、燃焼ガスの一部を第
２筒部材(11)から供給される燃焼用２次空気に混入して
燃焼用空気として供給すると、燃焼用空気中に不活性ガ
スが増えるため燃焼が緩慢になり、燃焼ガスの熱容量が
増えることによって火炎温度が低下し、サーマルＮＯx
（thermal ＮＯx ）の発生が抑制される。

【００１９】更に、この発明に係る低ＮＯx 燃焼装置
は、前述のように液体燃料の燃焼装置として、ガス燃料
燃焼装置に匹敵する低ＮＯx 化を達成するものである
が、元来燃料中に窒素分が殆ど含まれないガス燃料を使
用することにより、一層の低ＮＯx 化を図ることがで
き、また、液体燃料の燃料供給装置とガス燃料の燃料供
給装置との両方の燃料供給機構を併せて設けることによ
り、所謂混焼式の燃焼装置を提供することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る低
ＮＯx 燃焼装置は、第１筒部材内で燃焼用１次空気によ
って燃料を燃焼させ、第１筒部材の出口において、環状
流路から供給される燃焼用２次空気を、遮蔽板によって
周方向に分割させて噴射させることにより、第１，第２
筒部材の後流側で、サーマルＮＯx の発生量の少ない空
燃比領域で燃焼するため、ＮＯx の発生が抑制できる。
更に、燃焼用１次空気の供給量を、低ＮＯx 燃焼装置に
供給する全燃焼用空気量の０．１〜０．２５倍の範囲と
することにより、未燃分が生じてＣＯの生成量が増大す
るのを抑制できるとともに、火炎が保炎板に張り付いた
状態で燃料過剰の状態で燃焼のを防止してＮＯx の生成
を抑制することができる。更に、燃焼用１次空気の流速
を、燃焼用２次空気の流速の０．１〜０．９倍の範囲に
設定することにより、燃焼用１次空気出口近傍での着火
を抑えて、第１，第２筒部材よりも後流側で火炎を保炎
し、この保炎領域において燃料の気化が促進されるた
め、局所的な高温部の発生が防止されてＮＯx の発生が
抑制され、しかも，ＣＯや煤等の未燃分の生成を抑制で
きる。更に、前述の燃焼用２次空気流により、第２筒部
材の外側において燃焼ガスが循環する流れを生じ、この
燃焼ガスの流れによっても微粒化が促進され、液滴分が
加熱されることにより燃焼性が改善できる。更に、遮蔽
板のそれぞれに、表裏を貫通する小孔を所定個数ずつ穿
孔することにより、遮蔽板の下流側における空気量（空
気の比率）が増加するため、更にこの下流において燃焼
用２次空気と混合する際の混合性が向上し、排ガス中の
未燃物の生成を抑制することができる。更に、第２筒部
材の先端を先端に向けて先細り形状とすることにより燃
焼用２次空気の流速を高めることができ、この高速の燃
焼用２次空気は、保炎板の下流領域において形成される
循環流、或は燃焼用２次燃焼用空気の高速流が失速する
際に生じる循環流によって、第１，第２筒部材よりも後
流側で確実に保炎することができるため、燃焼の安定性
に優れる。また、この発明においては、第２筒部材の先
端側の外周に、第３筒部材を略同軸状に設けることによ
り、第１，第２筒部材から噴出される燃焼用１次，燃焼
用２次空気，並びに燃焼ガスの流体エネルギーによっ
て、燃焼ガスを第３筒部材の根本部から吸引し、第２筒
部材と第３筒部材の間を通して、第２筒部材の外周先端
側に循環させることにより、排ガス再循環式燃焼装置と
しても機能し、また、燃焼用２次空気の予熱も行うこと
により、低ＮＯx 化が達成ができる。この際、前述のよ
うに第２筒部材の先端を、第１筒部材の先端に向けて先
細り形状とすることにより、第３筒部材と併せてエゼク
タとして機能するため、排ガスの再循環が効率良く行え
る。この発明によれば、液体燃料を用いた場合において
さえ、ＮＯx 排出量は、既存の燃焼装置の約１／４〜１
／２の値にまで低減でき、ガス燃料を用いた同容量の燃
焼装置と同等以下のＮＯx 排出レベルとすることができ
るため、従来液体燃料では不可能とされていた低ＮＯx
燃焼装置を提供することが可能となる。更に、この発明
に係る低ＮＯx 燃焼装置は、液体燃料の燃焼装置とし
て、ガス燃料燃焼装置に匹敵する低ＮＯx 化を達成する
ものであるが、元来燃料中の窒素分が殆ど含まれないガ
ス燃料を使用することにより、一層の低ＮＯx 化を図る
ことができ、また、液体燃料の燃料供給装置とガス燃料
の燃料供給装置との両方の燃料供給機構を併せて設ける
ことにより、所謂混焼式の低ＮＯx 燃焼装置として提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る低ＮＯx 燃焼装置の一実施例を
示す縦断側面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１，図２に示す実施例において、灯油を使用
した場合のＮＯx ，ＣＯの生成量を、従来の一般的な液
体燃料燃焼装置と比較して説明する特性図である。

【図４】図１，図２に示す実施例において、Ａ重油を使
用した場合のＮＯx ，ＣＯの生成量を、従来の一般的な
液体燃料燃焼装置と比較して説明する特性図である。

【図５】この発明に係る低ＮＯx 燃焼装置の他の実施例
を示す縦断側面図である。

【図６】図５の正面図である。

【符号の説明】

(1) 燃料供給手段 (6) 保炎板 (10) 第１筒部材 (11) 第２筒部材 (13) 環状流路 (14) 遮蔽板 (16) 小孔 (17) 第３筒部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼用１次空気の供給を受ける第１筒部
   材(10)と、前記第１筒部材(10)の先端部内側に、この第
   １筒部材(10)内周壁との間に所定の隙間を介在させて配
   置した保炎板(6) と、前記第１筒部材(10)内における保
   炎板(6) の上流側に配置した燃料供給手段(1) と、前記
   第１筒部材(10)の外周に配置することにより、第１筒部
   材(10)との間に燃焼用２次空気の供給を受ける環状流路
   (13)を形成する第２筒部材(11)と、前記環状流路(13)の
   先端側においてこの環状流路(13)を周方向に所定個数に
   分割する遮蔽板(14)とを備えたことを特徴とする低ＮＯ
   x 燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記第１筒部材(10)に供給する燃焼用１
   次空気の流量を、低ＮＯx 燃焼装置に供給する全燃焼用
   空気の流量の０．１〜０．２５倍の範囲としたことを特
   徴とする請求項１記載の低ＮＯx 燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記第１筒部材(10)から噴出する燃焼用
   １次空気の流速を、前記環状流路(13)から噴出する燃焼
   用２次空気の流速の０．１〜０．９倍の範囲としたこと
   を特徴とする請求項１，又は請求項２記載の低ＮＯx 燃
   焼装置。
4. 【請求項４】 前記遮蔽板(14)に小孔(16)を穿孔したこ
   とを特徴とする請求項１，請求項２，又は請求項３記載
   の低ＮＯx 燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記第２筒部材(11)の先端を、第１筒部
   材(10)の先端に向けて先細り形状としたことを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の低ＮＯx 燃焼
   装置。
6. 【請求項６】 前記第２筒部材(11)の先端側の外周に、
   この第２筒部材(11)との間で、燃焼ガスを循環させる第
   ３筒部材(17)を略同軸状に設けたことを特徴とする請求
   項１乃至請求項５の何れかに記載の低ＮＯx 燃焼装置。
7. 【請求項７】 液体燃料を供給する燃料供給手段(1) を
   備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何
   れかに記載の低ＮＯx 燃焼装置。
8. 【請求項８】 気体燃料を供給する燃料供給手段(1) を
   備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何
   れかに記載の低ＮＯx 燃焼装置。
9. 【請求項９】 液体燃料と気体燃料とを切替えて供給す
   る燃料供給手段(1)を備えていることを特徴とする請求
   項１乃至請求項６の何れかに記載の低ＮＯx燃焼装置。