JPH109523A

JPH109523A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH109523A
Application number: JP16405596A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tomita; 英夫富田; Junichi Ueda; 順一植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は燃焼面を構成する炎口体を有する燃
焼装置に関するものであり、燃焼性が悪化しやすく、ま
た、振動燃焼が発生する。【解決手段】燃焼装置は、炎口体の周縁付近に開口し
た長穴炎口と、この長穴炎口の下流側の短辺の一部分を
閉塞する下流閉塞部とを備え、予混合火炎の歩炎力が強
化され、振動燃焼が抑制できる。さらに、何らかの原因
で予混合ガスの濃度が空気過剰になった場合でも、予混
合火炎のリフトが抑制されるので、燃焼性が維持でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼面を構成する
多口の炎口体を有する燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の燃焼装置は特公平５−３
２６４５号公報に記載されているようなものが一般的で
あった。この装置は図８に示されているように四角平板
形状の耐熱性繊維の炎口体１に多数の長穴炎口２を開口
し、炎口体１の裏側にはケーシング３を設けて混合ガス
室４を形成している。混合ガス室４には、多口の均一板
５が内蔵されていた。ケーシング３の底面に開口した開
口部６には、燃料を供給するノズル７を臨ませ、燃焼用
空気を送るファン８が連通されていた。また、炎口体１
の表面側には燃焼壁９を設けて燃焼室１０を形成してい
る。セラミックスの保炎壁１１は炎口体１の周縁付近
で、かつ、燃焼壁９に隣接して設けられている。

【０００３】次に、燃焼動作を説明する。ノズル７から
噴出した燃料とファン８から吐出した空気とは、開口部
６から混合ガス室４へ流入し、混合して予混合ガスを形
成する。この予混合ガスは均一板５の均一化により炎口
体１にほぼ均一に流入し、その後、予混合ガスは長穴炎
口２から噴出し、点火して予混合火炎を形成する。そし
て、保炎壁１１は炎口体１の周縁付近の長穴炎口２Ａに
形成された予混合火炎により直接加熱され、高温にな
る。続いて、保炎壁１１の下部は逆に長穴炎口２Ａに形
成された予混合火炎の基部を輻射と対流とにより加熱す
るので、この予混合火炎の保炎力が向上し、予混合火炎
は安定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃焼装置では、保炎壁１１が受熱した熱は輻射や熱伝導
により炎口体１や燃焼壁９および排気ガスに放熱するの
で、保炎壁１１の表面は赤熱する程度には高温にならな
い。言い換えると、保炎壁１１の加熱作用は弱く、ま
た、炎口体１の周縁付近の雰囲気温度は炎口体１の中央
部よりも低い。特に、炎口体１の角（二面の保炎壁１１
に囲まれている）に位置する長穴炎口２は最も条件が厳
しい。したがって、炎口体１の周縁の長穴炎口２Ａに形
成された予混合火炎は保炎壁１１の加熱作用で保炎力を
向上させてはいるが、周囲を予混合火炎で囲まれている
の長穴炎口２に形成された予混合火炎に比べて保炎力が
非常に弱い。そして、さらに燃焼量を増加した場合、長
穴炎口２に形成された予混合火炎は予混合ガスの乱れや
濃度の変動に起因する発熱変動が当然大きくなり、特に
長穴炎口２Ａに形成された予混合火炎は保炎力が非常に
弱いので、予混合ガスの乱れや濃度の変動に起因する発
熱変動が非常に大きくなる。この非常に大きな発熱変動
により誘発された圧力変動が散逸することなく上流側に
フィードバックされて、かつ、この圧力変動と予混合ガ
スの乱れや濃度の変動が同調すると、振動燃焼が発生す
るという課題を有していた。

【０００５】また、何らかの原因で予混合気の濃度が空
気過剰になった場合、炎口２Ａに形成された混合火炎が
リフトしてＣＯを発生し、燃焼性が悪化するという課題
を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために空気と燃料を混合し、混合ガスを形成する混
合ガス室と、混合ガス室を包囲するケーシングと、混合
ガス室の下流側に設置し、燃焼面を構成する炎口体と、
炎口体の周縁付近に設けられた長穴炎口と、長穴炎口の
下流側の一部を閉塞する下流閉塞部とを備えたものであ
る。

【０００７】上記発明によれば、長穴炎口に流入した予
混合ガスは下流閉塞部により絞られ、その分、高速で斜
め方向に噴出して長穴炎口の下流側周辺に逆流域を形成
する。そして、この負圧である逆流域が長穴炎口に形成
する予混合火炎の保炎力を強化する。この結果、さらに
燃焼量を増加させた場合でも、保炎力を強化した分、予
混合ガスの乱れや濃度の変動などに起因する予混合火炎
の発熱変動が抑制されるので、振動燃焼の抑制が図られ
る。

【０００８】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフ
トが抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は燃焼面を構成する空気と
燃料を混合し、混合ガスを形成する混合ガス室と、混合
ガス室を包囲するケーシングと、混合ガス室の下流側に
設置し、燃焼面を構成する炎口体と、炎口体の周縁付近
に設けられた長穴炎口と、長穴炎口の下流側の一部を閉
塞する下流閉塞部とを有するものである。

【００１０】そして、長穴炎口に流入した予混合ガスは
下流閉塞部により絞られ、その分、高速で斜め方向に噴
出して長穴炎口の下流側周辺に逆流域を形成する。そし
て、この負圧である逆流域が長穴炎口に形成する予混合
火炎の保炎力を強化する。この結果、さらに燃焼量を増
加させた場合でも、保炎力を強化した分、予混合ガスの
乱れや濃度の変動などに起因する予混合火炎の発熱変動
が抑制されるので、振動燃焼の抑制が図られる。

【００１１】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフ
トが抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【００１２】また、長穴炎口の上流側の一部を閉塞する
上流閉塞部を有するものである。そして、上流閉塞部に
より絞られ長穴炎口に流入した予混合ガスは上流閉塞部
と下流閉塞部とに挟まれ急拡大した空間に強制的に逆流
域を形成する。この逆流域が、予混合火炎の発熱変動を
起因する予混合ガスの乱れや濃度の変動を緩和、抑制す
るので、さらに燃焼量を増加させた場合でも、振動燃焼
の抑制が図られる。

【００１３】また、長穴炎口の上流側の上流閉塞部を下
流閉塞部の閉塞面積より少なく閉塞するように設けたも
のである。

【００１４】そして、上流閉塞部により絞られ長穴炎口
に流入した予混合ガスは上流閉塞部と下流閉塞部とに挟
まれ急拡大した空間に強制的に逆流域を形成する。そし
て、この逆流域が予混合火炎の発熱変動を起因する予混
合ガスの乱れや濃度の変動を緩和、抑制する。その後、
予混合ガスは下流閉塞部により絞られ、その分、高速で
斜め方向に噴出して長穴炎口の下流側周辺に逆流域を形
成する。そして、この逆流域が長穴炎口に形成する予混
合火炎の保炎力を強化する。これら結果、さらに燃焼量
を増加させた場合でも、振動燃焼の防止が図られる。

【００１５】また、何らかの原因で予混合気の濃度が空
気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフトが
抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【００１６】また、炎口体の周縁に対して傾斜させた長
穴炎口を有するものである。そして、長穴炎口は下流閉
塞部により必ず一部分が閉塞されているので、長穴炎口
に形成した全ての予混合火炎の保炎力が強化でき、また
は、混合火炎の発熱変動を起因する予混合ガスの乱れや
濃度の変動が緩和、抑制できる。この結果、さらに燃焼
量を増加させた場合でも、振動燃焼の防止が確実に図ら
れる。

【００１７】また、下流閉塞部は耐熱性繊維からなるも
のである。そして、耐熱性繊維の表面は長穴炎口に形成
された予混合火炎により直接加熱されて赤熱するので、
耐熱性繊維の加熱作用が強く、長穴炎口に形成した予混
合火炎の熱的な保炎力が強化される。この結果、さらに
燃焼量を増加させた場合でも、振動燃焼の抑制が図られ
る。

【００１８】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフ
トが抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【００１９】また、空気と燃料を混合し、混合ガスを形
成する混合ガス室と、混合ガス室を包囲するケーシング
と、混合ガス室の下流側に設置し、燃焼面を構成する炎
口体と、炎口体の周縁付近以外の上流側に通路抵抗部と
を有するものである。

【００２０】そして、予混合ガスは通路抵抗部の配分作
用により炎口体の中央側に比べて周縁側に常に多く供給
されるので、その分、長穴炎口自身の燃焼量が多くな
る。したがって、炎口本体の周縁付近の雰囲気温度が高
くなり、長穴炎口に形成された予混合火炎は熱的な保炎
力が強化される。この結果、さらに燃焼量を増加させた
場合でも、振動燃焼の抑制が図られる。

【００２１】または、炎口体の周縁付近に設けられた長
穴炎口に流入した予混合ガスは長穴炎口の下流側の一部
を閉塞する下流閉塞部により絞られ、予混合ガスが高速
で斜め方向に噴出して長穴炎口の下流側周辺に逆流域を
形成し、この逆流域が長穴炎口に形成する予混合火炎の
保炎力を強化して、振動燃焼を抑制するができるもので
ある。

【００２２】以下、本発明の実施例について図面を用い
て説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例１の燃焼装置の要部
拡大断面斜視図である。また、図２は燃焼装置の断面図
である。

【００２３】図において、１２は燃焼面を構成する耐熱
性繊維の炎口体であり、この炎口体１２には多数の長穴
炎口１３が開口している。特に、炎口体１２の周縁に開
口した長穴炎口１３Ａには、炎口体１２の周縁から中央
側に向かって下流閉塞部１４を兼ねた保炎壁１５により
短辺の一部分が閉塞されている。１６は炎口体１２の裏
側に設けたケーシングであり、混合ガス室１７を形成し
ている。１８は多数の連通口１９を開口した均一板であ
り、混合ガス室１７に内蔵されている。２０はケーシン
グ１６の底面に開口した開口部であり、開口部２０には
燃料を供給するノズル２１を臨ませ、燃焼用空気を送る
ファン２２が連通されていた。２３は炎口体１２の表面
側に設けた燃焼壁であり、燃焼室２４を形成している。
なお、耐熱性繊維は多孔質セラミックスあるいは鉄、ク
ロム、珪素、アルミニウム、イットリウム等の合金から
なる長繊維の焼結体であって１２００℃以上の耐熱性を
もついわゆる金属繊維マットが用いられている。この金
属繊維マットの長繊維が厚さ方向に積み重ねられている
ので、繊維方向の熱伝導は非常に良いが、厚さ方向の熱
伝導は非常に悪い。

【００２４】次に、燃焼動作について説明する。まず、
最初にファン２２が燃焼用空気を開口部２０から混合ガ
ス室１７に送り、次にノズル２１が燃料をファン２２の
吐出側に噴出し、開口部２０から混合ガス室１７に供給
する。燃焼空気と燃料は混合ガス室１７で十分に混合し
て予混合ガスを形成する。そして、この予混合ガスは長
穴炎口１３から噴出し、点火して予混合火炎を形成す
る。

【００２５】さらに、予混合火炎について詳しく説明す
る。均一板１８に衝突し、連通口１９を通過する際に均
一化された予混合ガスは長穴炎口１３にぼぼ均一に流入
する。特に、長穴炎口１３Ａに流入した予混合ガスは下
流閉塞部１４により絞られ、その分、高速で斜め方向に
噴出して長穴炎口１３Ａの下流側で、かつ、保炎壁１５
の表面近傍に逆流域２５を形成する。そして、この逆流
域２５が長穴炎口１３Ａに形成する予混合火炎の保炎力
を強化する。この結果、さらに燃焼量を増加させた場合
でも、保炎力を強化した分、予混合ガスの乱れや濃度の
変動などに起因する予混合火炎の発熱変動が抑制される
ので、振動燃焼の抑制が図られる。

【００２６】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、保炎力を強化した分、予
混合火炎のリフトが抑制されるので、燃焼性が維持でき
る。

【００２７】ただし、炎口体１２の周縁付近に開口され
た長穴炎口１３Ｂは下流閉塞部１４に閉塞されていない
ので、長穴炎口１３Ｂに形成された予混合火炎の保炎力
強化の効果はない。しかし、長穴炎口１３Ｂの長辺を正
確に下流閉塞部１４で閉塞できるなら同様の効果がえら
れるが、寸法管理が難しい。

【００２８】なお、長穴炎口１３は丸穴や他の形状でも
効果は変わらない。（実施例２）図３は本発明の実施例２の燃焼装置の要部
拡大断面図である。実施例１と異なる点は下流側閉塞部
２６に対向するように長穴炎口２７Ａの上流側を部分的
に閉塞するように上流閉塞部２８を兼ねたケーシグ２９
を設けたところである。なお、長穴炎口２７Ａは上流側
開口面積が他の長穴炎口２７と同じになるように長く形
成している。

【００２９】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に、予混合火炎について説
明する。均一板１８により均一化された予混合ガスは長
穴炎口２７にぼぼ均一に流入する。特に、長穴炎口２７
Ａに流入した予混合ガスは上流閉塞部１５と下流閉塞部
２８とに挟まれ急拡大した空間に強制的に逆流域３０を
形成する。この逆流域３０が、混合火炎の発熱変動を起
因する予混合ガスの乱れや濃度の変動を緩和、抑制する
ので、さらに燃焼量を増加させた場合でも、振動燃焼の
抑制が図れる。

【００３０】なお、予混合火炎の発熱変動自身を抑制す
る実施例１とは異なり、実施例２は予混合ガスの乱れや
濃度の変動自身を緩和、抑制するのである。したがっ
て、何らかの原因で予混合ガスの濃度が空気過剰になっ
た場合、予混合火炎のリフトの抑制力が小さいので、燃
焼性の維持がさほど向上できない。

【００３１】（実施例３）図４は本発明の実施例３の燃
焼装置の要部拡大断面図である。実施例１と異なる点は
下流閉塞部３１により閉塞された閉塞面積より長穴炎口
３２Ａの上流側を少なく閉塞するように設けた上流閉塞
部３３を兼ねたケーシグ３４を設けたところである。な
お、長穴炎口３２Ａは上流側開口面積が他の長穴炎口３
２と同じになるように長く形成している。

【００３２】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に、予混合火炎について説
明する。均一板１８により均一化された予混合ガスは長
穴炎口３２にぼぼ均一に流入する。特に、実施例２と同
様に長穴炎口２Ａに流入した予混合ガスは上流閉塞部３
３と下流閉塞部３１とに挟まれ急拡大した空間に強制的
に逆流域３５を形成する。

【００３３】続いて、実施例１と同様に予混合ガスは下
流閉塞部３１により絞られ、その分、高速で斜め方向に
噴出して長穴炎口３２Ａの下流側で、かつ、保炎壁１５
の表面近傍に逆流域３６を形成する。

【００３４】したがって、逆流域３５が予混合ガスの乱
れや濃度の変動を緩和、抑制し、一方、逆流域３６が長
穴炎口３２Ａに形成する予混合火炎の保炎力を強化する
ので、燃焼量を増加させた場合でも、振動燃焼の防止が
図れる。さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度が空
気過剰になった場合でも、予混合火炎のリフトが抑制さ
れる。

【００３５】（実施例４）図５は本発明の実施例４の燃
焼装置の要部拡大断面斜視図である。実施例１と異なる
点は炎口体３７の周縁に対して傾斜させ長穴炎口３８Ａ
を開口したところである。

【００３６】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に、予混合火炎について説
明する。実施例１とは異なり長穴炎口３８Ａは下流閉塞
部１５により必ず一部分が閉塞されているので、長穴炎
口３８Ａに形成する全ての予混合火炎の保炎力を強化す
る。特に、炎口体３７の角側に位置する長穴炎口３８Ｂ
は二カ所閉塞されているので、長穴炎口３８Ｂに形成す
る予混合火炎の保炎力は非常に強い。これらの結果、実
施例１に比べて、さらに燃焼量を増加させた場合でも、
保炎力をさらに強化した分、予混合ガスの乱れや濃度の
変動などに起因する予混合火炎の発熱変動が抑制される
ので、振動燃焼の防止が確実に図られる。

【００３７】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフ
トが抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【００３８】（実施例５）図６は本発明の実施例５の燃
焼装置の要部拡大断面図である。実施例１と異なる点は
下流側閉塞部３９を耐熱性繊維４０で構成したところで
ある。この耐熱性繊維４０は燃焼壁４１にスポット溶接
で内貼りされている。

【００３９】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に、予混合火炎について説
明する。耐熱性繊維４０の表面は長穴炎口１３Ａに形成
された予混合火炎により直接加熱され、耐熱性繊維４０
の熱容量が小さく、かつ、厚さ方向の熱伝導率が悪い
分、赤熱するので、この高温の耐熱性繊維の加熱作用が
強く、長穴炎口１３Ａに形成する予混合火炎の保炎力を
強化する。この結果、さらに燃焼量を増加させた場合で
も、保炎力を強化した分、予混合ガスの乱れや濃度の変
動などに起因する予混合火炎の発熱変動が抑制されるの
で、振動燃焼の抑制が図られる。

【００４０】さらに、何らかの原因で予混合ガスの濃度
が空気過剰になった場合でも、同様に予混合火炎のリフ
トが抑制されるので、燃焼性が維持できる。

【００４１】（実施例６）図７は本発明の実施例６の燃
焼装置の要部拡大断面図である。実施例１と異なる点は
炎口体４２の周縁付近を除き、かつ、上流側に第二連通
口４３を開口した通路抵抗部４４を設けたところであ
る。なお、通路抵抗部４４には通路抵抗部４４の周縁端
から炎口体４２に向かって案内隔壁４５を形成してい
る。

【００４２】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に、予混合火炎について説
明する。通路抵抗部４４の配分作用により均一板１８に
より均一化された予混合ガスは第二連通口４３を介して
炎口体４２の中央への予混合ガスの供給量よりも炎口体
４２の周縁部への混合ガスの供給量が多くなる。すなわ
ち、長穴炎口１３Ａの燃焼量が長穴炎口１３よりも多く
なる。また、案内隔壁４５により予混合ガスが整流され
る。したがって、予混合火炎の発熱変動自身を抑制する
実施例１とは異なり、炎口体４２の周縁付近の雰囲気温
度が高くなり、長穴炎口１３Ａに形成する予混合火炎の
保炎力を強化する。この結果、さらに燃焼量を増加させ
た場合でも、保炎力を強化した分、予混合ガスの乱れや
濃度の変動などに起因する予混合火炎の発熱変動が抑制
されるので、振動燃焼の抑制が図られる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な有利な効果を有する。

【００４４】（１）炎口体の周縁付近に開口した長穴炎
口を下流閉塞部で部分的に閉塞したので、予混合火炎の
保炎力が強化され、振動燃焼が抑制できる。さらに、何
らかの原因で予混合ガスの濃度が空気過剰になった場合
でも、予混合火炎のリフトが抑制されるので、燃焼性が
維持できる。

【００４５】（２）炎口体の周縁付近に開口した長穴炎
口を下流閉塞部と上部閉塞部とで部分的に閉塞したの
で、予混合ガスの乱れや濃度の変動が緩和、抑制され、
振動燃焼が抑制できる。

【００４６】（３）長穴炎口を炎口体の周縁に対して傾
斜させ開口したので、長穴炎口に形成された全ての予混
合火炎の保炎力が強化され、振動燃焼が防止できる。

【００４７】（４）通路抵抗部を炎口体の周縁付近を除
き、かつ、上流側に設けたので、炎口体の周縁の雰囲気
温度が高くなり、振動燃焼が抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の燃焼装置の要部拡大断面斜
視図

【図２】本発明の実施例１の燃焼装置の断面図

【図３】本発明の実施例２の燃焼装置の要部拡大断面図

【図４】本発明の実施例３の燃焼装置の要部拡大断面図

【図５】本発明の実施例４の燃焼装置の要部拡大断面斜
視図

【図６】本発明の実施例５の燃焼装置の要部拡大断面図

【図７】本発明の実施例６の燃焼装置の要部拡大断面図

【図８】従来の燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１２、３７、４２炎口体１３Ａ、２７Ａ、３８Ａ長穴炎口１４、２６、３９下流閉塞部１６、２９ケーシング１７混合ガス室２８上流閉塞部４０耐熱性繊維４４通路抵抗部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気と燃料を混合し、混合ガスを形成する
混合ガス室と、前記混合ガス室を包囲するケーシング
と、前記混合ガス室の下流側に設置し、燃焼面を構成す
る炎口体と、前記炎口体の周縁付近に設けられた長穴炎
口と、前記長穴炎口の下流側の一部を閉塞する下流閉塞
部とを有する燃焼装置。
【請求項２】長穴炎口の上流側の一部を閉塞する上流閉
塞部とを有する請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】長穴炎口の上流側の上流閉塞部を下流閉塞
部の閉塞面積より少なく閉塞するように設けた請求項２
記載の燃焼装置。
【請求項４】炎口体の周縁に対して傾斜させた長穴炎口
を有する請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項５】下流閉塞部は耐熱性繊維からなる請求項１
または２記載の燃焼装置。
【請求項６】空気と燃料を混合し、混合ガスを形成する
混合ガス室と、前記混合ガス室を包囲するケーシング
と、前記混合ガス室の下流側に設置し、燃焼面を構成す
る炎口体と、前記炎口体の周縁付近以外の上流側に通路
抵抗部とを設けた燃焼装置。
【請求項７】炎口体の周縁付近に設けられた長穴炎口に
流入した予混合ガスは長穴炎口の下流側の一部を閉塞す
る下流閉塞部により絞られ、予混合ガスが高速で斜め方
向に噴出して長穴炎口の下流側周辺に逆流域を形成し、
この逆流域が長穴炎口に形成する予混合火炎の保炎力を
強化して、振動燃焼を抑制することができる燃焼装置。