JPH1114039A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH1114039A
JPH1114039A JP9160780A JP16078097A JPH1114039A JP H1114039 A JPH1114039 A JP H1114039A JP 9160780 A JP9160780 A JP 9160780A JP 16078097 A JP16078097 A JP 16078097A JP H1114039 A JPH1114039 A JP H1114039A
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combustion
oxidation reaction
secondary air
flame
combustion chamber
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Toshiyuki Tono
利幸 東野
Yasuaki Kuwabara
保昭 桑原
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の燃焼装置では、二次空気導入口の穴径
や切欠きの程度によっては多量の二次空気が供給される
ことになり、バーナ上で燃焼炎が不安定になったり、燃
焼臭がしたり、さらに炎孔部の周辺に二次空気が供給さ
れるとNOXが増大するような欠点があった。 【解決手段】 一次空気と混合された気化燃料を燃焼さ
せるバーナ13と、該バーナ13の燃焼炎24を囲う燃
焼室3と、前記バーナ13に対して上方に配設され前記
燃焼炎24を完全酸化反応させる二次空気を前記燃焼室
3内に導入する導入口21,22とを備えた燃焼装置に
おいて、前記燃焼室3内に、前記導入口21,22から
の二次空気が前記燃焼炎24の酸化反応開始域に導入さ
れることを防止する二次空気遮蔽用仕切板25を設けた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼装置に関し、特
に石油ファンヒータ等の液体燃料燃焼装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の燃焼装置の側面断面図であ
り、図7は図6に示す燃焼装置の燃焼室の斜視図であ
り、図8は燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【0003】まず、従来の燃焼装置の構成について説明
する。
【0004】従来の燃焼装置は、図8に示すように、液
体燃料を加熱して気化した気化燃料11が気化器7のノ
ズル8よりバーナ13内に噴射され、この燃料ガス噴射
のエゼクター効果により燃焼用の一次空気10の必要量
もバーナ13内に自然吸入され、その内部で混合された
後、バーナ13の炎孔部16にて燃焼する。
【0005】前記バーナ13は、図6に示すように、燃
焼室3およびバーナボックス4によって形成された燃焼
囲部5内に収められている。
【0006】そして、前記燃焼室3の後部に設けた対流
送風機17は燃焼開始とともに回転し、室内空気を燃焼
熱と混合して温風として吹出口23から排出させる。
【0007】燃焼室3内に供給される二次空気は、燃焼
室3の背面の中間部の高さに設けられた第1の二次空気
導入口21および燃焼室3の左右側面の中間部から上部
にかけて設けられた第2の二次空気導入口22から、そ
れぞれ対流送風機17から送風される一部を強制的に燃
焼用二次空気として供給される。そして、該二次空気は
バーナ13周辺に勢いよく供給されて酸化反応を促進さ
せている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
燃焼装置においては、発熱量に応じて送風ファン17の
回転数制御によって燃焼室3内の燃焼炎24に対する二
次空気の供給量を制御している。そして、燃焼室13内
への二次空気の供給方法は、燃焼室13背面の複数個の
第1の二次空気導入口21からと燃焼室13側面を切欠
いた第2の二次空気導入口22からそれぞれ行ってい
る。
【0009】しかしながら、前記第1の二次空気導入口
21の穴径や第2の二次空気導入口22の切欠きの程度
によっては多量の二次空気が供給されることになり、バ
ーナ13上で燃焼炎24が不安定になったり、燃焼臭が
したり、さらに炎孔部16の周辺に二次空気が供給され
るとNOXが増大するような欠点があった。
【0010】本発明は、上記課題に鑑み、NOXの低減
が図れる燃焼装置の提供を目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の燃焼装置は、一次空気と混
合された気化燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃
焼炎を囲う燃焼室と、前記バーナに対して上方に配設さ
れ前記燃焼炎を完全酸化反応させる二次空気を前記燃焼
室内に導入する導入口とを備えた燃焼装置において、前
記燃焼室内に、前記導入口からの二次空気が前記燃焼炎
の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段
を設けたことを特徴とするものである。
【0012】また、本発明の請求項2記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
形状を、水平形状或は前記燃焼室の中心側を上向き形状
としたことを特徴とするものである。
【0013】さらに、本発明の請求項3記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
取付位置を、強燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終
了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方で
あって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方としたこ
とを特徴とするものである。
【0014】加えて、本発明の請求項4記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
取付位置を、弱燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応活
発域の上方としたことを特徴とするものである。
【0015】上記構成によれば、本発明の請求項1記載
の燃焼装置は、燃焼室内に、導入口からの二次空気が燃
焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽
手段を設けた構成なので、前記燃焼炎の酸化反応開始域
に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸化反
応開始域が高温度となることを防止することができる。
【0016】また、本発明の請求項2記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
形状を、水平形状或は前記燃焼室の中心側を上向き形状
とした構成なので、前記燃焼炎の酸化反応開始域に二次
空気が導入されることを確実に防止でき、前記酸化反応
開始域が高温度となることを確実に防止することができ
る。
【0017】さらに、本発明の請求項3記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
取付位置を、強燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終
了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方で
あって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方とした構
成なので、前記酸化反応終了域に二次空気を強制導入し
て、前記酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸化反
応により高温度となることを防止することができる。
【0018】加えて、本発明の請求項4記載の燃焼装置
は、請求項1記載の燃焼装置において、前記遮蔽手段の
取付位置を、弱燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応活
発域の上方とした構成なので、弱燃焼時において、保炎
の安定性を向上することができるとともに、二次空気が
燃焼炎の酸化反応活発域に直接作用しないため、燃焼炎
が過冷されることを防止できる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る燃焼装置について、図面とともに説明する。
【0020】図1は本発明の実施の形態にかかる燃焼装
置の側面断面図であり、図2は図1に示す燃焼装置の燃
焼室の斜視図であり、図3は図2に示す燃焼室の正面断
面図であり、図4は他の燃焼室の正面断面図である。な
お、図2においては二次空気遮蔽用仕切板を透視してい
る。また、従来例と同一の構成部分については同一符号
を付している。
【0021】本実施の形態にかかる石油ファンヒータ等
の燃焼装置において、液体燃料を加熱して気化した気化
燃料11と燃焼用の一次空気10とは、バーナ13へ送
り込まれ、その内部で混合された後、炎孔部16にて燃
焼する(図8参照)。
【0022】前記バーナ13を囲う燃焼囲部5は、燃焼
室3およびバーナボックス4により形成されている。
【0023】前記燃焼室3内には、後述する導入口2
1,22からの二次空気がバーナ13の炎孔部16の周
辺、すなわち燃焼炎24の酸化反応開始域(A域)に導
入されることを防止する二次空気遮蔽用仕切板25が適
当な位置に取付けられている。
【0024】具体的には、前記二次空気遮蔽用仕切板2
5を、強燃焼時における前記燃焼炎24の酸化反応終了
域(C域)と酸化反応活発域(B域)との境界、または
該境界の下方であって且つ前記燃焼炎24の酸化反応開
始域(A域)の上方の位置に取付てなる。さらには、微
弱燃焼時における前記燃焼炎24の酸化反応活発域(B
域)の上方の位置に取付てなる(図5参照)。
【0025】この二次空気遮蔽用仕切板25により、当
該二次空気遮蔽用仕切板25から下側(バーナ13に近
い側)では二次空気の供給を減少させた雰囲気とし、ま
た当該二次空気遮蔽用仕切板25から上側(燃焼室出口
に近い側)では二次空気を強制的に供給し、酸素(空
気)リッチな状態にして燃焼炎24の酸化反応を促進さ
せる、2層構造の燃焼室3としている。
【0026】前記燃焼室3の背面には第1の二次空気導
入口21が、さらに燃焼室3の左右側面それぞれには切
起こしにて形成した第2の二次空気導入口22,22が
それぞれ配設され、対流送風機17からの風の一部が前
記導入口21,22から燃焼室3内に供給され、燃焼用
二次空気となる。
【0027】燃焼炎24はドラフト効果によって略燃焼
室3の中央部から立上がることになるため、燃焼室3内
に供給された二次空気は、燃焼室3の内壁またはその近
くに沿った所から下方へ進み、二次空気遮蔽用仕切板2
5にぶち当って燃焼炎24に作用する。
【0028】したがって、二次空気は前記二次空気遮蔽
用仕切板25から上部で燃焼炎24と接触することにな
り、この接触する酸化反応終了域で未分解ガスの分解,
酸化反応をすみやかに終了させると同時に、酸化反応終
了の火炎後流では燃焼ガスの高温化を抑制し、低NOX
化を図ることができる。
【0029】また、二次空気遮蔽用仕切板25の下方で
は当該二次空気遮蔽用仕切板25の遮蔽によって二次空
気の供給は遮蔽された状態となり、一次空気のみで未燃
ガスの分解,酸化反応を行うことで、火炎面での反応を
緩慢にして燃焼ガスが高温度になることを抑制してい
る。
【0030】図5は燃焼炎の説明図であり、燃焼時にお
けるNOX生成については次のように考えられる。
【0031】図5に示すA域は、未燃ガスが炎孔部16
の薄い火炎面を通過する時に急速に酸化反応して高温度
ガスになろうとする酸化反応開始域であり、火炎面より
やや上のB域は未燃ガスの分解,酸化反応が活発に行わ
れる酸化反応活発域であり、C域は酸化反応活発域を過
ぎた火炎後流で酸化反応がほぼ終了する酸化反応終了域
である。
【0032】NOX生成はA域の火炎面の酸化反応開始
域とC域の火炎後流の酸化反応終了域である。B域は完
全燃焼する酸化反応活発域であるため、人為的に火炎温
度を下げたりするとかえって不完全燃焼をきたしCO増
加や未燃臭ガスを誘発する危険がある。このため、前記
燃焼室3内における前記二次空気遮蔽用仕切板25の取
付位置を上記の位置としている。
【0033】図3および図4はそれぞれ二次空気遮蔽用
仕切板25の形状を示したものであり、その先端(燃焼
室3の中心側)は、図3に示すような燃焼室3の底面と
少なくとも平行(水平)から図4に示すような燃焼室3
の上方に向いていることが必要であり、二次空気遮蔽用
仕切板25の先端が燃焼室3の下方に向いていると二次
空気が二次空気遮蔽用仕切板25よりも下方へ供給され
ることとなり、低NOX化の効果がみられなくなる。
【0034】下記表に本発明の実施の形態にかかる燃焼
装置と従来の燃焼装置との排ガス比較データを示す。
【0035】
【表1】
【0036】このように、本発明の実施の形態にかかる
燃焼装置によれば、30%弱のNOX低減を図ることが
できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
または2記載の燃焼装置によれば、燃焼炎の酸化反応開
始域に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸
化反応開始域が高温度となることを防止できる。したが
って、前記酸化反応開始域におけるNOXの生成を低減
することができる。また、二次空気の導入口に若干のバ
ラツキがあっても、それを吸収することができる。
【0038】さらに、本発明の請求項3記載の燃焼装置
によれば、燃焼炎の酸化反応終了域に二次空気を強制導
入して、前記酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸
化反応により高温度となることを防止できる。したがっ
て、酸化反応終了域におけるNOXの生成を低減するこ
とができる。
【0039】加えて、本発明の請求項4記載の燃焼装置
によれば、弱燃焼時において、保炎の安定性を向上する
ことができるとともに、二次空気が燃焼炎の酸化反応活
発域に直接作用しないため、燃焼炎が過冷されることを
防止できる。したがって、燃焼臭の発生を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の側面断
面図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室
の斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室
の正面断面図である。
【図4】他の燃焼室の正面断面図である。
【図5】燃焼炎の説明図である。
【図6】従来の燃焼装置の側面断面図である。
【図7】従来の燃焼装置の燃焼室の斜視図である。
【図8】燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【符号の説明】
3 燃焼室 13 バーナ 21 第1の二次空気導入口 22 第2の二次空気導入口 24 燃焼炎 25 二次空気遮蔽用仕切板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次空気と混合された気化燃料を燃焼さ
    せるバーナと、該バーナの燃焼炎を囲う燃焼室と、前記
    バーナに対して上方に配設され前記燃焼炎を完全酸化反
    応させる二次空気を前記燃焼室内に導入する導入口とを
    備えた燃焼装置において、 前記燃焼室内に、前記導入口からの二次空気が前記燃焼
    炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手
    段を設けたことを特徴とする燃焼装置。
  2. 【請求項2】 前記遮蔽手段の形状を、水平形状或は前
    記燃焼室の中心側を上向き形状としたことを特徴とする
    請求項1記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】 前記遮蔽手段の取付位置を、強燃焼時に
    おける前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域と
    の境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の
    酸化反応開始域の上方としたことを特徴とする請求項1
    記載の燃焼装置。
  4. 【請求項4】 前記遮蔽手段の取付位置を、弱燃焼時に
    おける前記燃焼炎の酸化反応活発域の上方としたことを
    特徴とする請求項1記載の燃焼装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007024382A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Dainichi Co Ltd 液体燃料燃焼装置
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