JPH1163423A

JPH1163423A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH1163423A
Application number: JP9227222A
Authority: JP
Inventors: Takashi Morimatsu; 隆史森松; Takashi Sunada; 崇砂田; Kazushige Miyaji; 一茂宮地; Shigemasa Matsuki; 繁昌松木; Tsutomu Sasaki; 務佐々木
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 1997-08-09
Filing date: 1997-08-09
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-09
Also published as: JP3171147B2

Abstract

(57)【要約】【課題】着火時の発煙を防止し、液体燃料において
も、ガス燃料を用いたものと同等あるいはそれ以下の低
ＮＯx 化を達成した燃焼装置を提供すること。【解決手段】第一筒部材１の外側にほぼ同軸状に第二
筒部材２を配置することにより、第一筒部材１と第二筒
部材２との間に環状流路４を形成し、前記第二筒部材２
の先端側の外周に、可燃性混合気の拡散を抑えるための
第三筒部材３を第二筒部材２との間に所要の間隙を設け
てほぼ同軸状に配置し、前記第一筒部材１内に燃料供給
手段５を設けるとともに、前記環状流路４に空気供給手
段８を接続し、前記環状流路４の先端側に、この環状流
路４を周方向に所定個数に分割する遮蔽部材１７を設け
た構成である。

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、燃焼装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置、たとえば液体燃料を使用する
燃焼装置では、燃焼室内に燃料を噴霧するとともに燃焼
用空気を供給して可燃性混合気を形成し、この可燃性混
合気に対して着火装置を作動させて着火を行っている。
この可燃性混合気が実際に燃焼を始めるまでには若干の
時間遅れがあるため、その間に形成された可燃性混合気
は、燃焼室内に拡散していく。そして、燃焼が始まる
と、可燃性混合気は燃焼反応により急速に体積を増すた
め、前記時間遅れの間に供給された可燃性混合気は、径
方向外側に向けて押しやられる。そのため、未燃焼の可
燃性混合気は、燃焼室から白煙となって排出されてしま
うことがある（以下、この状況を「発煙」という）。

【０００３】さらに、近年では燃焼機器における有害燃
焼排気物、特にＮＯx の低減化が要望されている。ガス
燃焼装置においては、燃料自体に窒素分が少ないため、
要求される低ＮＯx 化を達成したものが多いが、灯油や
Ａ重油などの液体燃料を使用した燃焼装置においては、
このレベルまで低ＮＯx 化を達成したものは無い。

【０００４】

【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、着火時の発煙を防止し、液体燃料におい
ても、ガス燃料を用いたものと同等あるいはそれ以下の
低ＮＯx 化を達成した燃焼装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述の課題
を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発
明は、第一筒部材の外側にほぼ同軸状に第二筒部材を配
置することにより、第一筒部材と第二筒部材との間に環
状流路を形成し、前記第二筒部材の先端側の外周に、可
燃性混合気の拡散を抑えるための第三筒部材を第二筒部
材との間に所要の間隙を設けてほぼ同軸状に配置し、前
記第一筒部材内に燃料供給手段を設けるとともに、前記
環状流路に空気供給手段を接続し、前記環状流路の先端
側に、この環状流路を周方向に所定個数に分割する遮蔽
部材を設けたことを特徴としている。

【０００６】さらに、請求項２に記載の発明は、前記第
二筒部材の先端を、前記第一筒部材の先端に向けて先細
り形状としたことを特徴としており、請求項３に記載の
発明は、前記遮蔽部材に空気噴出孔を穿孔したことを特
徴としている。

【０００７】さらに、請求項４に記載の発明は、前記第
三筒部材の周面に、所定個数の燃焼ガス流入孔を形成し
たことを特徴としており、請求項５に記載の発明は、前
記第二筒部材の先端側の内周部分に、絞り部材を設けた
ことを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の実施の基本的な形態
は、第一筒部材の外周に、ほぼ同軸状に第二筒部材を配
置することにより、この第一筒部材と第二筒部材との間
に環状流路を形成し、さらに、第二筒部材の先端側の外
周に、可燃性混合気の拡散を抑えるための第三筒部材
を、所要の間隔をおいてほぼ同軸状に配置したものであ
る。そして、前記第一筒部材内に燃料供給手段を設け、
前記環状流路に空気供給手段を接続する。さらに、前記
環状流路の先端側に遮蔽部材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する。前記燃料供給
手段は、液体燃料の場合は、通常ノズルチップを用いた
ものである。このノズルチップから噴霧された燃料は、
液滴となって下流側ほど微粒子化しながら拡散し、燃焼
用空気と混ざりあって可燃性混合気を形成する。また、
着火装置は、通常電気火花によるものであり、このノズ
ルチップの先端部近傍で電気火花を形成するように取り
付けられている。前記ノズルチップから噴霧された燃料
は、前記着火装置によって着火エネルギーが与えられ、
このノズルチップから所定距離下流側で可燃性混合気全
体に着火し燃焼を開始する。そこで、第三筒部材は、可
燃性混合気が着火され燃焼を開始する箇所を覆うように
配置する。このとき、前記第三筒部材の先端は、前記第
一筒部材よりなるべく下流側に向けて離隔させるが、前
記ノズルチップからの燃料の噴霧を妨げない範囲に設定
する。

【０００９】以上の構成において、燃料は、燃料供給手
段から第三筒部材の内部に向けて噴霧され、燃焼用空気
は環状流路から第三筒部材の内部に噴出することによ
り、この第三筒部材内に可燃性混合気が形成される。ま
た、この第三筒部材内の可燃性混合気は、着火エネルギ
ーが与えられた燃料によって着火され燃焼を開始する。
したがって、可燃性混合気は、第三筒部材によって径方
向の拡散が規制された状態で、着火され燃焼を開始す
る。すなわち、可燃性混合気は、前記第三筒部材の内側
で着火され燃焼を開始するため、その時の急激な圧力上
昇によって未燃焼の可燃性混合気が径方向に拡散するの
も防止できる。その結果、着火時における発煙を防止す
ることができる。

【００１０】そして、着火後は、前記第一筒部材および
第二筒部材の下流側で可燃性混合気が燃焼し、火炎が形
成される。ここで、この燃焼装置においては、環状流路
を遮蔽部材によって周方向に分割してあり、燃焼用空気
を遮蔽部材の間から噴射させているから、火炎は分割し
て形成される。そのため、火炎の表面積が広がって燃焼
温度が低下する。また、前記遮蔽部材を配置した箇所に
おいては、燃焼ガスが第一筒部材の中心に向けて流入す
るため、この燃焼ガスの保有する熱により燃料の気化が
促進され、均一な燃焼が行われるため、局所的な高温部
の発生が防止される。そのため、この発明の燃焼装置で
は、大幅な低ＮＯx 化を達成する。ここで、環状流路を
周方向に分割する遮蔽部材は、その周方向の長さが長い
ほど通過する燃焼用空気の圧力損失が多くなり、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
してその周方向の長さと個数を決定する。

【００１１】さらに、環状流路から噴出する燃焼用空気
および第三筒部材から噴出する燃焼ガスの流体エネルギ
ーによって、第三筒部材の根元部から燃焼ガスが吸引さ
れ、第二筒部材と第三筒部材の間を通して、第二筒部材
の先端側に循環する。したがって、この燃焼装置は、燃
焼ガスの再循環を行ってＮＯx の低減を行うとともに、
循環する燃焼ガスにより、燃料や燃焼用空気の予熱を行
う。

【００１２】さらに、第二筒部材の先端を、第一筒部材
の先端に向けて先細り形状とすることにより燃焼用空気
の流速を高めることができ、燃焼用空気の高速流が失速
する際に生じる渦流によって、第一筒部材および第二筒
部材よりも下流側で確実に保炎することができる。さら
に、第二筒部材を先細り形状とすることにより、この第
二筒部材は第三筒部材とともにエゼクタとして機能する
ため、燃焼ガスの再循環が効率良く行える。

【００１３】さらに、前記遮蔽部材に空気噴出孔を穿孔
することにより、遮蔽部材の下流側における空気量（空
気の比率）が増加するため、この下流において燃料と燃
焼用空気と混合する際の混合性がさらに向上し、燃焼ガ
ス中の未燃物の生成を抑制する。

【００１４】さらに、第三筒部材の周面に燃焼ガス流入
孔を形成することにより、前記第三筒部材の周面からも
第三筒部材内に燃焼ガスを吸引することができるため、
燃焼ガスの再循環流路を拡大し、燃焼ガス再循環量を増
加させることができる。この燃焼ガス流入孔は、遮蔽部
材と対応させて形成するのが好ましい。すなわち、第三
筒部材の内部に、燃焼ガスが流入する領域と燃焼用空気
が噴出する領域とが交互に周方向に形成されように形成
する。燃焼ガス流入孔をこのように形成すると、燃焼用
空気の流れが、燃焼ガスの再循環の流れを妨げることが
なく、再循環を効果的に行うことができる。

【００１５】さらに、前記第二筒部材の先端側の内周部
分に、絞り部材を設けることにより、燃焼用空気の流れ
を第一筒部材の中心側に絞ることができ、その分、燃焼
ガスを第一筒部材の中心に向けて引き込むことができ
る。そのため、より多くの燃焼ガスを吸引することがで
き、この燃焼ガスの保有する熱により燃料の予蒸発を促
進し、低ＮＯx 化を達成する。この絞り部材は、前記遮
蔽部材と別体で構成することもできるが、前記複数の遮
蔽部材と一体的に、たとえば、絞り部材の内周に沿って
前記遮蔽部材を一体的に構成するのが好ましい。

【００１６】さらに、この発明に係る燃焼装置は、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。さらに、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、所謂切り換え専
焼式の燃焼装置を提供することもできる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明に係る燃焼装置の第一実施例
について、図１および図２を参照しながら説明する。こ
こで、図１は、この発明の第一実施例を示す縦断側面の
説明図，図２は、図１を火炎形成側から見た正面の説明
図である。

【００１８】図１および図２において、第一実施例の燃
焼装置は、第一筒部材１，第二筒部材２および第三筒部
材３を備える。第二筒部材２は、第一筒部材１の外周に
配置することにより、第一筒部材１との間に環状流路４
を形成している。前記第一筒１内には燃料供給手段５を
設けてある。前記燃料供給手段５は、液体燃料の供給配
管６と燃料噴霧用のノズルチップ７とで構成される。ま
た、第一筒部材１および環状流路４には、空気供給手段
８を接続し、第一筒部材１には一次空気を、環状流路４
には二次空気を供給するように構成してある。前記空気
供給手段８は、上流側に送風機（図示省略）を備えた空
気の供給経路であり、この空気供給経路は、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
ス内に形成される。ここで、本書では、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９のみを図示している。

【００１９】前記第一筒部材１は、その上流側端部を前
記隔壁９よりも上流側に若干突出させてある。そして、
前記第一筒部材１は、その上流側端部を閉塞し、上流側
の周面に一次空気導入用の小孔１０を複数穿設してあ
る。この小孔１０は、その個数や内径を調整することに
より、一次空気の流量を調節する。また、前記小孔１０
への一次空気の流入方向を、第一筒部材１内での一次空
気の流れ方向に対して、ほぼ直角とすることにより、一
次空気の流れを整流し、偏流を防止する。

【００２０】前記ノズルチップ７は、第一筒部材１の内
部の先端寄りの位置に、この第一筒部材１とほぼ同軸状
に配置されている。さらに、この第一筒部材１内には、
ノズルチップ７よりも下流側で、第一筒部材１のほぼ先
端位置に、保炎板１１を設けてある。この保炎板１１の
外周と第一筒部材１の内周壁との間に僅かな隙間を有し
ており、この隙間により、後述するように第一筒部材１
の内周側において火炎が生じるのを防止している。この
保炎板１１は、燃料と一次空気が通過する中心孔１２を
有し、その周囲には放射状に複数のスリット１３を設け
てある。このスリット１３は、燃焼用空気に旋回流を生
じさせるためのものである。また、前記第一筒部材１内
には、ノズルチップ７の先端部近傍で電気火花を形成す
る着火装置（図示省略）を取り付けてある。

【００２１】前記第二筒部材２は、第一筒部材１の外周
側にほぼ同軸状に配置してある。前記第二筒部材２は、
第一筒部材１の上流端の周囲に取り付けた適宜の個数
（図示する第一実施例では４個）の支持部材１４によっ
て、第一筒部材１と所定の間隔を保持した状態で固定し
てある。さらに、この第二筒部材２は、その先端部を第
一筒部材１の先端に向けて縮径する先細り形状に成形し
てある。また、第二筒部材２の上流端の周囲に取り付け
た基盤部材１５は、燃焼装置を隔壁９に固定するための
ものである。

【００２２】前記第三筒部材３は、前記第二筒部材２の
先端側の外周に、この第二筒部材２との間に所要の間隙
を設けてほぼ同軸状に配置してある。また、この第三筒
部材３の取り付け位置は、可燃性混合気が着火され、燃
焼を開始する箇所を覆うように配置する。このとき、第
三筒部材３の先端は、第二筒部材２よりも下流側に位置
させるが、前記ノズルチップ７からの燃料の噴霧角度を
勘案して、燃料の噴霧を妨げない範囲に設定する。ここ
で、この第三筒部材３は、前記第二筒部材２の先端部の
周囲に取り付けた適宜の個数（図示する第一実施例では
４個）の支持部材１６を介して固定されている。

【００２３】前記第一筒部材１と第二筒部材２の先端部
は、ほぼ面一状態となっており、両者の先端間に遮蔽部
材１７を設けてある。この遮蔽部材１７は、環状流路４
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。ここで、この遮蔽部材１７は、その周方向の
長さが長いほど通過する二次空気の圧力損失が多くな
り、短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長さと個数を決定する。たとえば、
この遮蔽部材１７の周方向の長さを第一筒部材１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。

【００２４】また、一次空気の供給量（流量）を、この
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、第一筒部材１および第二筒部材２の寸
法や、一次空気導入用の小孔１０の個数や内径を設定す
る。すなわち、第一筒部材１から供給される一次空気
と、環状流路４によって供給される二次空気の流量比が
１／９〜１／３の範囲に収まるように設定する。これは
一次空気の流量が全燃焼用空気量の供給量の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、第一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焼するため、Ｎ
Ｏx の生成量が多くなるためである。ここで、この一次
空気と二次空気との総量は、燃料を燃焼させるに十分な
量である。

【００２５】また、一次空気の流速を、二次空気の流速
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４からの二次空気の噴出速度を第一筒部材
１からの一次空気の噴出速度より速くすることにより、
第一筒部材１の先端近傍での着火を抑え、一次空気と燃
料との可燃性混合気に、さらに高速な二次空気を吹き付
けることによって第一筒部材１および第二筒部材２より
も下流側で保炎するためである。また、環状流路４から
の二次空気の噴出速度を速くすることにより、第二筒部
材２と第三筒部材３との間を流通する燃焼ガスの循環量
を増加させるためである。

【００２６】以上の構成の燃焼装置における燃焼作用に
ついて説明する。まず、空気供給手段８から、第一筒部
材１および環状流路４に燃焼用空気を供給する。この状
態で、燃料供給手段５を作動させ、第一筒部材１内にノ
ズルチップ７から燃料を噴霧し、着火手段（図示省略）
を作動させると、この燃料は、一次空気とともに温度を
高めながら第一筒部材１の先端に向けて移動し、第二筒
部材３内に流入する。そして、前記第三筒部材３の内部
において、着火され燃焼を開始し、さらに前記環状流路
４からの二次空気の追加供給を受けて火炎を生じながら
の燃焼を開始する。したがって、前記第三筒部材３内で
は、この第三筒部材３によって可燃性混合気の径方向の
拡散が規制された状態で着火が行われる。また、前記第
三筒部材の内側で着火が行われるため、その時の急激な
圧力上昇によって可燃性混合気が径方向に拡散するのも
防止できる。その結果、着火時における発煙を防止する
ことができる。

【００２７】前記可燃性混合気の着火後の燃焼形態につ
いて説明する。前述のように、第三筒部材３内には、第
一筒部材１内からの燃料過剰の可燃性混合気が流入し、
さらにこの燃料過剰の可燃性混合気には、環状流路４か
らの高速の二次空気が合流する。したがって、燃料過剰
の可燃性混合気による燃焼反応領域の外周に、二次空気
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、燃料の液滴分がさらに微粒化し、気化状態と
なる。同時に、環状流路４からの二次空気の高速流によ
り、さらにその外側の燃焼ガスが循環する流れを生じ、
この燃焼ガスの保有する熱によって燃料が加熱されて微
粒化が促進され、局所的な高温部の発生が防止される。

【００２８】さらに、環状流路４からの二次空気は、遮
蔽部材１７によって周方向に所定個数に分割された状態
で噴出し、この高速の二次空気は、第一筒部材１の先端
部近傍における燃料過剰の可燃性混合気に対してその周
囲から部分的に合流する。したがって、燃料過剰の可燃
性混合気の周囲には、空気過剰の個所が周方向に適宜の
間隔で生じることになる。すなわち、環状流路４の下流
側において、遮蔽部材１７の無い個所では、高速の二次
空気が噴出するため、第一筒部材１からの燃焼反応ガス
に含まれる燃料をさらに微粒化し、気化しながら、その
下流域で青炎状態で燃焼する。一方、遮蔽部材１７の下
流領域においては、遮蔽部材１７の無い個所よりも流速
が遅いことから、燃料はあまり微粒化されないで燃料過
剰の状態で燃焼するため、部分的に輝炎を伴って燃焼す
る。

【００２９】さらに、この燃焼装置においては、環状流
路４を遮蔽部材１７によって周方向に分割してあり、二
次空気を遮蔽部材１７の間から噴射させているから、火
炎は分割して形成される。そのため、火炎の表面積が広
がって燃焼温度が低下する。また、前記遮蔽部材１７を
配置した箇所においては、燃焼ガスが第一筒部材１の中
心に向けて流入するため、この燃焼ガスの保有する熱に
より燃料の気化が促進され、均一な燃焼が行われて局所
的な高温部の発生が防止される。そのため、この燃焼装
置では、大幅な低ＮＯx 化を達成する。

【００３０】また、第一筒部材１の下流側においては、
二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。したがって、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ＮＯx の生成が抑制される。

【００３１】また、第二筒部材２を第一筒部材１に向け
て先細り形状としたことにより、環状流路４から噴出す
る二次空気の流速を高めて、第一筒部材１からの燃焼反
応ガスと二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。

【００３２】ここで、前記第一筒部材１の内周におい
て、保炎板８のスリット１３を通過した一次空気は、こ
のスリット１３によって旋回を与えられ、保炎板８の中
心孔１２から噴出する燃料および一次空気の外周を取巻
くように流れる。この中心部からの一次空気と燃料は、
その周囲を旋回する一次空気によって攪拌され、その外
周部は、第二筒部材２と保炎板８との間の隙間からの高
速の一次空気によって取り囲まれる。したがって、燃料
は、旋回作用を受けながら、保炎板８より下流側に押し
やられ、ここで環状流路４からの二次空気の供給を受け
て火炎として燃焼する。ここで、この第一実施例では、
第一筒部材１内に僅かに一次空気を供給しているから、
燃料過剰の火炎が保炎板８に張り付いた状態で燃焼する
を防止してＮＯx の生成を抑制することができる。

【００３３】さらに、以上の過程によって形成された燃
焼ガスは、前記環状流路４からの二次空気や第三筒部材
３からの燃焼ガスの流体エネルギーによって、第三筒部
材３の根元部から吸引され、第二筒部材２と第三筒部材
３の間の環状の通路１８を通して、第二筒部材２の外周
先端側に循環する。したがって、この燃焼装置は、燃焼
ガスの再循環を行うとともに、この循環する燃焼ガスに
より第二筒部材２の内周側を流れる二次空気の予熱も行
うことができる。この際、第二筒部材２を先細り形状と
することにより、第三筒部材３と共にエゼクタとして機
能するため、燃焼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二筒部材２から供給され
る二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。

【００３４】さらに、図示する第一実施例において、遮
蔽部材１７のそれぞれには、表裏を貫通する空気噴出孔
１９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、この空気噴出孔１９によって遮蔽部材１
７の下流側における二次空気量を増加しておくことによ
り、この遮蔽部材１７の下流側において二次空気が混合
する際の混合性が向上し、燃焼ガス中の未燃物の生成を
抑制することができる。

【００３５】以上で説明した第一実施例について、灯油
を使用した場合のＮＯx および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２２．１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。図３に示すように、ＮＯx 排出量は、Ｏ2 ０％
換算でほぼ３０ppm 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。ここで、図３には、ＣＯの
生成量も示しているが、この値は、排ガス中の残存Ｏ₂
濃度３〜５％の範囲内で大幅に低減されている。

【００３６】また、Ａ重油を使用した場合のＮＯx およ
びＣＯ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。すなわち、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 ：fuelＮＯx ）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。このように、この発明に係る燃焼装置において
は、液体燃料、特にＡ重油では不可能とされていた低Ｎ
Ｏx 燃焼装置を提供することが可能となる。また、図４
には、ＣＯの生成量も示しているが、この値は、排気ガ
ス中の残存Ｏ₂ 濃度３〜５％の範囲内で大幅に低減され
ているのがわかる。

【００３７】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。すなわち、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。

【００３８】つぎに、この発明の第二実施例について、
図５および図６を参照しながら説明する。図５は、この
発明の第二実施例を示す縦断側面の説明図，図６は、図
５を火炎形成側から見た正面の説明図である。以下の第
二実施例の説明において、前記第一実施例と同様の構成
部材には、同一の参照番号を附してその詳細説明を省略
する。

【００３９】この第二実施例の燃焼装置は、第一実施例
の燃焼装置よりも大容量のものに好適なものである。こ
の第二実施例の燃焼装置においては、燃焼用空気は、環
状流路４内にのみ供給する構成としてある。また、ノズ
ルチップ７は、第一筒部材１の先端よりも下流側に突出
しており、また、この第一筒部材１の先端側の開口部
は、閉鎖部材２０で閉鎖してある。

【００４０】そして、第三筒部材３の周面に所定個数の
燃焼ガス流入孔２１を形成することにより、前記第三筒
部材３の上流側の他、周面からも第三筒部材３内に燃焼
ガスを吸引するようにして、前記燃焼ガスの再循環量を
増加させている。この第三実施例では、前記燃焼ガス流
入孔２１は、遮蔽部材１７の位置と対応させて形成して
ある。すなわち、この第三実施例においては、前記遮蔽
部材１７は６個配置してあり、前記燃焼ガス流入孔２１
から流入する燃焼ガスが遮蔽部材１７の表面近くに沿っ
て、前記第一筒部材１の中心に向けて流れるように構成
している。したがって、第一筒部材１の先端では、燃焼
ガスが流入する領域と燃焼用空気が噴出する領域とが交
互に周方向に形成される。そのため、第一筒部材１の先
端では、火炎が分割して形成される上に、ノズルチップ
７に向けて燃焼ガスが再循環するため、一層の低ＮＯx
化を達成する。

【００４１】さらに、前記第二筒部材２の先端側の内周
部分に、絞り部材２２を設けている。この第二実施例の
絞り部材２２は、複数の遮蔽部材１７をその外周縁で繋
ぐように一体的に構成している。このように、前記第二
筒部材２に絞り部材２２を設けることにより、燃焼用空
気を第一筒部材１の中心に向けて流すことができる。こ
の構成によると、燃焼ガスを第一筒部材１の中心に向け
て引き込むことができるため、より多くの燃焼ガスを吸
引することができ、この燃焼ガスの保有する熱により燃
料の予蒸発を促進し、局所的な高温部の発生が防止され
るため、低ＮＯx 化を達成することができる。

【００４２】さらに、この発明に係る燃焼装置は、前述
のように発煙を防止し、さらに、液体燃料の燃焼装置と
して、ガス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、所謂切り替え専焼式の燃焼装置を提供するこ
とができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る燃
焼装置は、第二筒部材の外周に、第三筒部材を設け、可
燃性混合気の半径方向への拡散を抑制することにより、
着火時の発煙を防止することができる。そして、この発
明に係る燃焼装置は、着火後の定常燃焼時においては、
環状流路からの燃焼用空気を、周方向に分割させて噴射
させることにより、第一筒部材および第二筒部材の下流
側に、火炎を分割して形成するため、火炎の表面積が広
がって燃焼温度が低下するので、サーマルＮＯxの発生
量が低下する。さらに、この発明に係る燃焼装置は、第
二筒部材と第三筒部材との間で燃焼ガスを循環させるこ
とにより、燃料の予蒸発を促進して燃焼性の改善を行う
とともに、低ＮＯx 化を達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の縦断側面の説明図であ
る。

【図２】図１を火炎形成側から見た平面の説明図であ
る。

【図３】第一実施例において、灯油を使用した場合のＮ
Ｏx および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】第一実施例において、Ａ重油を使用した場合の
ＮＯx および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】この発明の第二実施例の縦断側面の説明図であ
る。

【図６】図５を火炎形成側から見た正面の説明図であ
る。

【符号の説明】

１第一筒部材２第二筒部材３第三筒部材４環状流路５燃料供給手段８空気供給手段１７遮蔽部材１９空気噴出孔２１燃焼ガス流入孔２２絞り部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松木繁昌愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内 (72)発明者佐々木務愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一筒部材１の外側にほぼ同軸状に第二
筒部材２を配置することにより、第一筒部材１と第二筒
部材２との間に環状流路４を形成し、前記第二筒部材２
の先端側の外周に、可燃性混合気の拡散を抑えるための
第三筒部材３を第二筒部材２との間に所要の間隙を設け
てほぼ同軸状に配置し、前記第一筒部材１内に燃料供給
手段５を設けるとともに、前記環状流路４に空気供給手
段８を接続し、前記環状流路４の先端側に、この環状流
路４を周方向に所定個数に分割する遮蔽部材１７を設け
たことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】前記第二筒部材２の先端を、前記第一筒
部材１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に記載の燃焼装置。
【請求項３】前記遮蔽部材１７に空気噴出孔１９を穿
孔したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
燃焼装置。
【請求項４】前記第三筒部材３の周面に、所定個数の
燃焼ガス流入孔２１を形成したことを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項５】前記第二筒部材２の先端側の内周部分
に、絞り部材２２を設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載の燃焼装置。