(57)【要約】【課題】  パイロットバーナに対するガス燃料の供給を停止した場合であっても、メインバーナにてＣＯや未燃物を発生させることなく安定した燃焼状態を形成可能な、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、パイロットバーナ５０とメインバーナ１０とを備えた燃焼装置であって、前記メインバーナ１０が燃焼状態にあるとき、前記パイロットバーナ５０へ供給される空気の供給量が調整可能であることを特徴としている。ここで、前記パイロットバーナ５０へ供給される空気の供給量は、前記パイロットバーナ５０を冷却可能な量である。【選択図】  図１
2006250374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、
前記メインバーナが燃焼状態にあるとき、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能である
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が、前記パイロットバーナを冷却可能な量である
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が零であって、前記パイロットバーナの外側に対して、前記パイロットバーナを冷却するための空気が供給される
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記パイロットバーナに接続された空気供給経路に、空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられている
請求項１から３のいずれか1項に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記供給量調整手段が、空気供給経路に設けられた電磁弁を用いて構成されている
請求項４に記載の燃焼装置。
【請求項６】
パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、
前記パイロットバーナへ空気を供給するための空気供給経路が、前記メインバーナへ供給される空気量を調整するダンパの上流側から分岐して設けられており、
前記空気供給経路には、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられている
ことを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ等に用いられる燃焼装置に関し、詳しくは、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス燃料を燃焼させて蒸気や温水を得るべく構成されたボイラにおいて、その燃焼装置としては、例えば、パイロットバーナとメインバーナとを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、「パイロットバーナ」とは、メインバーナに着火を行うための着火手段として機能すべく設けられたバーナであって、メインバーナに隣接して設けられている。また「メインバーナ」とは、ボイラに必要とされるガス燃料を供給可能に構成されたバーナであって、必要に応じて、低燃焼と高燃焼とが切り換え可能に構成されている。また、パイロットバーナには、いくつかの燃焼形態のものが知られており、例えば、メインバーナが着火された後に消火されるものや、メインバーナと共に連続的に燃焼を継続するもの等がある。
【０００４】
特許文献１にて開示された燃焼装置は、メインバーナと、このメインバーナの側方に配置されたパイロットバーナとを有し、メインバーナおよびパイロットバーナには、ガス供給管から分岐した配管を通じてガス燃料が供給される。そして、パイロットバーナの点火を確認してから、メインバーナに対するガス燃料の供給が行われ、パイロットバーナの火炎を用いて、メインバーナへの着火が行われる。この従来技術においては、着火不良の確率を低減させるために、例えば、一つのメインバーナに対して複数のパイロットバーナが設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術にかかる燃焼装置は、燃焼用空気を供給するための送風機を有しており、パイロットバーナおよびメインバーナに対しては、一つの送風機から燃焼用空気が供給されている。そして、このように構成された燃焼装置においては、メインバーナの着火後、パイロットバーナは消火される。つまり、メインバーナの着火が確認された後は、パイロットバーナへのガス燃料の供給は行われない。
【０００７】
しかしながら、従来技術においては、パイロットバーナへのガス燃料の供給が停止されても、送風機からの燃焼用空気は依然として供給され続ける。したがって、メインバーナ近傍には、パイロットバーナ経由の空気も供給されることとなるため、メインバーナの燃焼状態を不安定にして悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】
具体的には、パイロットバーナからの空気がメインバーナにて形成される火炎に吹き付ける形になるため、局所的に火炎温度が低下して、ＣＯや未燃物の発生源になるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、パイロットバーナに対するガス燃料の供給を停止した場合であっても、メインバーナにてＣＯや未燃物を発生させることなく安定した燃焼状態を形成可能な、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、前記メインバーナが燃焼状態にあるとき、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であることを特徴としている。より具体的には、本発明は、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、前記メインバーナが燃焼状態にあるとき、前記パイロットバーナへの燃焼供給が停止され、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が、前記パイロットバーナを冷却可能な量である構成が好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量が零であって、前記パイロットバーナの外側に対して、前記パイロットバーナを冷却するための空気が供給される構成が好ましい。
【００１３】
さらに、本発明にかかる燃焼装置においては、前記パイロットバーナに接続された空気供給経路に、空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられている構成が好ましい。
【００１４】
また、本発明にかかる燃焼装置においては、前記供給量調整手段が、空気供給経路に設けられた電磁弁を用いて構成されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、前記パイロットバーナへ空気を供給するための空気供給経路が、前記メインバーナへ供給される空気量を調整するダンパの上流側から分岐して設けられており、前記空気供給経路には、前記パイロットバーナへ供給される空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、パイロットバーナに対するガス燃料の供給を停止した場合であっても、メインバーナにてＣＯや未燃物を発生させることなく安定した燃焼状態を形成可能な、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語について説明する。
【００１８】
本明細書において、単に「ガス」と称する場合、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃焼ガスと称することもできる。つまり、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの両方を有する場合、燃焼反応中のガスのみを有する場合、あるいは燃焼反応が完了したガスのみを有する場合の、いずれをも含む概念である。以下、特に説明しない場合は同様の概念である。
【００１９】
また、ガス温度は、特に説明しない限り、燃焼反応中のガスの温度を意味し、燃焼温度あるいは燃焼火炎温度と同義である。さらに、ガス温度の抑制とは、ガス（燃焼火炎）温度の最高値を低く抑えることを意味する。なお、通常、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了したガス」中においても極微量であるが継続しているので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％完結を意味するものではない。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
まず、本実施形態の第一態様は、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、メインバーナが燃焼状態にあるとき、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であることを特徴としている。つまり、この第一態様にかかる燃焼装置は、メインバーナ着火前（パイロットバーナ着火時）とメインバーナ着火後（パイロットバーナ消火時）とで、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であるように構成されている。
【００２２】
ここで、「パイロットバーナ」とは、メインバーナに着火を行うための着火手段として機能すべく設けられたバーナであって、メインバーナに隣接して設けられている。また「メインバーナ」とは、ボイラに必要とされるガス燃料を供給可能に構成されたバーナであって、必要に応じて、燃焼量を多段階（低燃焼、高燃焼等）に切り換え可能に構成されている。
【００２３】
この第一態様にかかる燃焼装置を構成するメインバーナとしては、例えば、平板状であって、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された予混合バーナが用いられる。その一例としては、波板と平板とを交互に積層して、多数の予混合ガス噴出孔を有すべく構成された予混合ガスバーナがあげられる。ただし、本実施形態にかかるメインバーナは、この構成に限定されず、好ましくは、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成されたバーナとするが、どのような構成であってもよい。したがって、例えば、本実施形態にかかるメインバーナは、予混合ガスを噴出する多数の噴出孔を有するセラミックプレートを用いて構成してもよい。
【００２４】
また、この第一態様にかかる燃焼装置を構成するパイロットバーナは、メインバーナに隣接して設けられておれば、その構成は、特に限定されない。一例としては、筒状の予混合ガス噴出部がメインバーナの近傍に設けられたパイロットバーナが用いられる。また、他例としては、メインバーナに隣接して設けられた、平板状であって、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成されたパイロットバーナを用いてもよい。
【００２５】
この第一態様にかかる燃焼装置によれば、メインバーナが燃焼状態にあるとき、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であるため、必要に応じてパイロットバーナへ供給される空気の供給量を調整して、メインバーナの燃焼状態を阻害しない燃焼装置を得ることができる。つまり、パイロットバーナからの空気が、メインバーナにて形成される火炎に対して過剰に吹き付けることがなくなるため、局所的な火炎温度の低下を防止し、ＣＯや未燃物の発生を抑えることができる。
【００２６】
本実施形態の第二態様は、第一態様にかかる燃焼装置において、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が、パイロットバーナを冷却可能な量であるように構成されている。つまり、この第二態様にかかる燃焼装置は、メインバーナ着火前（パイロットバーナ着火時）とメインバーナ着火後（パイロットバーナ消火時）とで、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が調整可能であって、パイロットバーナへ供給される空気量が、パイロットバーナを冷却可能な量であるように構成されている。
【００２７】
このような構成によれば、パイロットバーナからの空気量が「零」ではなく、パイロットバーナを冷却可能な量であるため、パイロットバーナからの空気が、メインバーナにて形成される火炎に対して過剰に吹き付けることがなくなると共に、パイロットバーナ自身の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
本実施形態の第三態様は、第一態様にかかる燃焼装置において、パイロットバーナへ供給される空気の供給量が零であって、パイロットバーナの外側に対して、パイロットバーナを冷却するための空気が供給されるように構成されている。つまり、この第三態様にかかる燃焼装置は、メインバーナ着火後（パイロットバーナ消火時）に、パイロットバーナへ供給される空気量を「零」として、パイロットバーナの外側に対して僅かな空気を供給すべく構成されている。
【００２９】
このような構成によれば、パイロットバーナからの空気量が「零」であるため、メインバーナ着火後、パイロットバーナからの空気が、メインバーナにて形成される火炎に吹き付けることがなくなる。すなわち、パイロットバーナからの空気によって、メインバーナの燃焼状態に悪影響を及ぼすことがなくなるため、局所的な火炎温度の低下をなくし、ＣＯや未燃物の発生を抑えることができる。また、この構成によれば、パイロットバーナの外側には僅かな空気が供給されるため、パイロットバーナ自身の耐久性も向上させることができる。
【００３０】
本実施形態の第四態様は、第一態様〜第三態様にかかる燃焼装置において、パイロットバーナに接続された空気供給経路に、空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられている。
【００３１】
また、本実施形態の第五態様は、第四態様にかかる燃焼装置において、供給量調整手段が、空気供給経路に設けられた電磁弁を用いて構成されている。
【００３２】
なお、本実施形態にかかる燃焼装置は、上記第五態様に限定されるものではなく、供給量調整手段の構成要素は、電磁弁に限定されない。したがって、例えば、供給量調整手段は、ダンパ、オリフィス等、空気量を調整可能なものであれば、如何なる構成要素を用いてもよい。
【００３３】
本実施形態の第六態様は、パイロットバーナとメインバーナとを備えた燃焼装置であって、パイロットバーナに空気を供給するための空気供給経路が、メインバーナへ供給される空気量を調整するダンパの上流側から分岐して設けられており、空気供給経路には、パイロットバーナへ供給される空気の供給量を調整可能な供給量調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００３４】
このような構成によれば、ダンパによってメインバーナへ供給される空気量を調整した場合であっても、パイロットバーナへ供給される空気量は供給量調整手段によって適切に調整される。より具体的には、例えば、ダンパによってメインバーナへの空気量を絞った場合、ダンパの上流側から分岐して設けられた空気供給経路の空気圧は高まるため、供給量調整手段を設けない構成であれば、パイロットバーナへの空気供給量が増加する。しかしながら、本実施形態によれば、供給量調整手段を有するため、上記のようにダンパによってメインバーナへの空気量を絞った場合であっても、パイロットバーナへ供給される空気量を適切に調整可能である。よって、このような構成によれば、パイロットバーナからの空気によって、メインバーナの燃焼状態に悪影響を及ぼすことがなくなり、メインバーナにおける局所的な火炎温度の低下をなくし、ＣＯや未燃物の発生を抑えることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、燃焼装置が設置可能なボイラ等の形態については特に言及しなかったが、本発明は、これらを限定しない。すなわち、上記各実施形態にかかる燃焼装置は、様々な形態のボイラ等に搭載可能である。
【００３６】
例えば、上記各実施形態にかかる燃焼装置は、多数の熱吸収用の水管（伝熱管）を用いて構成された缶体を備えたボイラに搭載可能である。ボイラを構成する缶体は、上部管寄せおよび下部管寄せを備えており、この上下の管寄せ間に複数の水管を立脚して配設することによって構成されている。一例としては、上下の管寄せ間に設けられた多数の水管を、略矩形のガス流動空間内に、所定間隔を隔てて配設された、いわゆる「角型缶体」があげられ、上記各実施形態にかかる燃焼装置を搭載する場合には、燃焼装置は、この角型缶体の一方側面に近接して設けられる。
【００３７】
また、上記各実施形態にかかる燃焼装置は、上記角型缶体のみならず、水管を円周状に配設した（あるいは複数の水管群を同心円状に配設した）「丸型缶体」に搭載してもよい。
【００３８】
さらに、上記各実施形態にかかる燃焼装置は、ボイラのみならず、他の装置にも搭載可能であって、例えば、給湯器、吸収式冷凍機の再熱器等の熱機器に適用してもよい。
【００３９】
次に、本発明の実施例を示すが、本発明はもとより上記実施形態および下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４０】
以下、本発明にかかる燃焼装置を適用した実施例について、図面に基づき説明する。
【００４１】
図１は、本発明の一実施例を適用した蒸気ボイラの縦断面の説明図である。また、図２は、図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【００４２】
これらの図１および図２に示すように、本実施例にかかるボイラ１は、平面状の予混合ガス噴出面（平板状で、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された燃焼面）を有する完全予混合式のバーナ１０（本発明の「メインバーナ」に相当）、多数の熱吸収用の水管（伝熱管）２１，２２，２３を用いて構成された缶体２０、バーナ１０に対して燃焼用空気を送るために設けられた送風機３０、および缶体２０内の排ガスをボイラ１外部に排出するために設けられた煙突部４０等を用いて構成されている。加えて、本実施例においては、バーナ１０の着火手段として、バーナ１０に近接してパイロットバーナ５０が設けられている。このバーナ１０およびパイロットバーナ５０が、本発明の「燃焼装置」に相当する。なお、これらの図１および図２においては、図面が煩雑化することを避けるために、パイロットバーナ５０の一部を構成する燃料供給経路および空気供給経路は省略している。
【００４３】
本実施例にかかるボイラ１を構成するバーナ１０は、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された予混合ガス噴出面を有する予混合ガスバーナであって、波板と平板とを交互に積層して構成されている。このような構成に基づき、バーナ１０の予混合ガス噴出面（燃焼面）１０ａには、多数の予混合ガス噴出孔が形成されることとなる。そして、このバーナ１０は、缶体２０を構成する水管（水管群）に近接して設けられている。なお、詳細な構造等はここでは省略するが、本実施例にかかるバーナ１０は、例えば、特許第３２２１５８２号公報に記載された「燃焼バーナ」と同様な構成を有している。また、その具体的な構成は省略するが、本実施例にかかるバーナ１０は、供給されるガス燃料量および燃焼用空気量を調整して、低燃焼と高燃焼とを実施可能に構成されている。さらに、このように多段的な燃焼状態を形成可能なバーナ１０においては、燃焼開始時には、まずは低燃焼状態として、その後、高燃焼状態に移行すべく構成されている。
【００４４】
また、本実施例にかかるボイラ１を構成する缶体２０は、上部管寄せ２４、下部管寄せ２５、およびこれらの上下部管寄せ２４，２５間に立脚して配設された複数の水管（外側水管２１，内側水管２２，中央水管２３）等を用いて構成されている。この缶体２０内においては、外側水管２１、内側水管２２、および中央水管２３が、ガス流動方向（缶体２０の長手方向）に配置されており、中央水管群（中央水管２３を用いて構成された水管群）を中心として、二列ずつの内側水管群（内側水管２２を用いて構成された水管群）および外側水管群（外側水管群２１を用いて構成された水管群）が構成されている。また、隣り合う水管同士は、千鳥状に配設されている。
【００４５】
さらに、図２に示すように、本実施例にかかる缶体２０においては、長手方向の両側部に設けられた外側水管２１と、各外側水管２１間を連結した連結部２６とを用いて、一対の水管壁２７が構成されている。缶体２０は、この一対の水管壁２７と、上下部管寄せ２４，２５とを用いて、略矩形のガス流動空間２９が形成されることとなり、このガス流動空間２９内に、所定間隔を隔てて、内側水管２２および中央水管２３が配設されている。
【００４６】
また、図２に示すように、本実施例にかかる缶体２０においては、内側水管２２の一部を抜管した抜管領域２８が設けられている。この実施例においては、例えば、直径（外径）６０ｍｍ程度の水管を、ガスの流れ方向に各内側水管群からそれぞれ２本〜４本ずつ抜管して、抜管領域２８が構成されている。このような抜管領域２８を構成しているのは、ガスの滞留時間を制御するためであって、本実施例においては、缶体２０内に約１３００℃のガスが１５ｍｓｅｃ程度滞留するように抜管領域２８が構成されている。つまり、この抜管領域２８は、燃焼空間を確保するために設けられている。
【００４７】
このように構成された缶体２０によれば、バーナ１０に近接する水管２１，２２，２３にてガスが冷却されてガス温度が抑制されるため、低ＮＯｘを実現できる。加えて、この缶体２０によれば、抜管領域２８にて、急冷後のガスの酸化反応が促進されるため、ＣＯの低減をも実現できる。
【００４８】
本実施例にかかるボイラ１を構成する送風機３０は、バーナ１０に対して燃焼用空気を送るために設けられたものであって、この送風機３０とバーナ１０とは、空気供給部３１を用いて接続されている。この空気供給部３１中には、ガス燃料供給管３２が設けられており、ガス燃料供給管３２には、高燃焼時と低燃焼時とで燃料流量を調整する燃料調整弁（図示省略）が設けられている。
【００４９】
また、この空気供給部３１中には、送風機３０からバーナ１０へ供給される空気量を調整するためのダンパ３３が設けられている。このダンパ３３は、空気供給部３１中にて回動可能に構成されており、空気供給部３１の開度を調節することによって、バーナ１０へ供給される空気量を制御している。なお、この図１においては省略しているが、ダンパ３３の上流側には、パイロットバーナ５０に空気を供給するための空気供給経路の一端が設けられている。
【００５０】
本実施例にかかるボイラ１を構成する煙突部４０は、その入口がバーナ１０と対向すべく、缶体２０の最下流側に設けられている。したがって、本実施例にかかるボイラ１においては、バーナ１０にて生成されたガスは、缶体２０を構成する水管２１，２２，２３と直線的に接触した後（接触して熱交換を行った後）、排ガスとして煙突部４０を介してボイラ１外部に排出される。
【００５１】
本実施例にかかるボイラ１を構成するパイロットバーナ５０は、筒状に形成されており、その先端部（予混合ガス噴出部５０ａ）がバーナ１０に近接して設けられている。具体的には、図３に示すように構成されている。図３は、本実施例にかかるパイロットバーナの概略構成図を示したものである。
【００５２】
本実施例にかかるパイロットバーナ５０は、図３に示すように、バーナ１０の予混合ガス噴出面１０ａに近接した予混合ガス噴出部５０ａ、およびこの予混合ガス噴出部５０ａに連通した予混合ガス混合部５０ｂを備え、この予混合ガス混合部５０ｂには、第四空気供給経路６４とガス燃料供給経路６５とが接続されている。
【００５３】
パイロットバーナ５０に燃焼用空気を供給するために設けられた第四空気供給経路６４は、ダンパ３３の上流側に設けられた第一空気供給経路６１から分岐した第二空気供給経路６２および第三空気供給経路６３と接続されている。そして、これらの第一〜第三空気供給経路６１，６２，６３および第四空気供給経路６４を経て、パイロットバーナ５０の予混合ガス混合部５０ｂには、燃焼用空気が供給される。第二空気供給経路には、第一電磁弁７１（本発明の「供給量調整手段」に相当）と第一オリフィス７２とが設けられ、第三空気供給経路には、第二オリフィス７３が設けられている。また、パイロットバーナ５０にガス燃料を供給するために設けられたガス燃料供給経路６５には、第二電磁弁７４と第三オリフィス７５とが設けられている。
【００５４】
本実施例においては、第二空気供給経路に設けられた第一電磁弁７１によって、適宜パイロットバーナ５０へ供給される空気量が調整され、ガス燃料供給経路６５に設けられた第二電磁弁７４によってパイロットバーナ５０へ供給されるガス燃料量が調整される。
【００５５】
本実施例にかかるボイラ１は、以上のように構成されており、この構成に基づき、以下のような作用効果を奏する。
【００５６】
本実施例においては、まず、パイロットバーナ５０の着火が行われた後、そのパイロットバーナ５０の火炎を用いて、バーナ１０への着火が行われる。また、バーナ１０においては、低燃焼あるいは高燃焼が行われるが、高燃焼が行われる場合でも、低燃焼状態を経て高燃焼状態への移行が行われる。したがって、いずれの場合でもあっても、本実施例においては、まずは、パイロットバーナ５０を用いて、バーナ１０における低燃焼が行われることとなる。
【００５７】
バーナ１０にて低燃焼が行われる場合には、高燃焼の場合と比較して、バーナ１０へ供給されるガス燃料量および燃焼用空気量は絞られた状態となる。ガス燃料量は、ガス燃料供給管３２に設けられた燃料調整弁（図示省略）によって調整され、燃焼用空気量は、空気供給部３１内のダンパ３３の開度によって調整される。つまり、低燃焼に必要な燃焼用空気を供給する場合には、ダンパ３３は「開」状態から「閉」状態に傾くため、ダンパ３３上流側の空気圧は、高燃焼時よりも低燃焼時の方が高まることとなる。
【００５８】
パイロットバーナ５０に燃焼用空気を供給するための第一空気供給経路６１は、図３に示すように、ダンパ３３の上流側から分岐して設けられているため、何の措置も施さなければ（単に配管のみで接続したような場合には）、バーナ１０の燃焼開始時（低燃焼開始時）に、パイロットバーナ５０から高圧の空気が噴出されることとなって、パイロットバーナ５０自身の着火および燃焼状態が不安定となる。しかしながら、本実施例においては、第一空気供給経路６１を第二空気供給経路６２および第三空気供給経路６３に分岐して、それぞれの経路６２，６３にオリフィス７２，７３を設けているため、低燃焼時におけるダンパ３３開度に対応して、適切な燃焼用空気をパイロットバーナ５０（の予混合ガス混合部５０ｂ）へ供給することができる。
【００５９】
本実施例においては、上記のように、空気供給経路６１，６２，６３，６４を介して供給された燃焼用空気と、ガス燃料供給経路６５を介して供給されたガス燃料とが、予混合ガス混合部５０ｂにて混合されて、筒状に形成されたパイロットバーナ５０の先端部（予混合ガス噴出部５０ａ）から予混合ガスが噴出される。そして、着火碍子等（図示省略）の着火手段を用いて、パイロットバーナ５０の予混合ガス噴出部５０ａから噴出される予混合ガスに対して着火が行われる。
【００６０】
次いで、ガス燃料供給管３２から供給されたガス燃料と、送風機３０から供給された空気とが、空気供給部３１中で混合され、ここで混合された予混合ガスがバーナ１０へ供給される。この際、ガス燃料供給管３２からは、低燃焼に必要な量（例えば、高燃焼の３０％〜５０％程度）のガス燃料が供給される。ガス燃料の供給量の調整は、燃料調整弁（図示省略）によって行われる。送風機３０からは、低燃焼に必要な量の空気が供給される。
【００６１】
バーナ１０の予混合ガス噴出面１０ａから噴出された予混合ガスは、パイロットバーナ５０により着火され、バーナ１０にて火炎を伴う燃焼反応中のガスＦが形成される。予混合ガスは、バーナ１０から、缶体２０内の水管２１，２２，２３に対して、略垂直となるように（直交するように）噴出されているため、燃焼反応中のガスＦは、缶体２０内の水管２１，２２，２３と交差するように接触を繰り返して（水管と熱交換を行った後）、排ガスとなる。そして、この排ガスは、缶体２０の最下流側に設けられた煙突部４０を介して、ボイラ１外部に排出される。
【００６２】
さて、以上のように、バーナ１０への着火が行われた後、バーナ１０においては、低燃焼状態が継続されたり、あるいは低燃焼状態から高燃焼状態への移行が行われたりして、ボイラ１にて必要とされる燃焼状態が維持される。一方、バーナ１０の着火が確認された後、パイロットバーナ５０は、「着火手段」としての目的を達成するため、パイロットバーナ５０に対するガス燃焼の供給は停止される。具体的には、ガス燃料供給経路６５の第二電磁弁７４を閉止して、ガス燃料の供給が停止される。
【００６３】
上記のように、ガス燃料の供給が停止されると、パイロットバーナ５０の先端部（予混合ガス噴出部５０ａ）からは、「空気」のみが噴出されることとなる。ここで、パイロットバーナに何の措置も施していなければ（従来技術参照）、この噴出される「空気」によって、バーナ１０の燃焼状態が不安定となって、先に述べたような種々の弊害（ＣＯの発生等）が生ずる。
【００６４】
しかしながら、本実施例においては、第二空気供給経路６２に第一電磁弁７１が設けられているため、この第一電磁弁７１の開閉状態を適宜調整することによって、従来技術にて生じていたような弊害なく、バーナ１０の燃焼状態を良好に維持することができる。具体的には、ガス燃料供給経路６５の第二電磁弁７４を閉止して、ガス燃料の供給を停止すると同時に、第二空気供給経路６２の第一電磁弁７１も閉止して、第二空気供給経路６２を介して供給される空気量を「零」とする。このような構成とすることにより、パイロットバーナ５０の先端部（予混合ガス噴出部５０ａ）からは、第三空気供給経路６３を介して供給される僅かな空気のみが噴出されることとなる。
【００６５】
上記第三空気供給経路６３を介して供給される空気量は、バーナ１０の燃焼状態に悪影響を及ぼすことなく、且つパイロットバーナ５０を冷却可能な量である。つまり、バーナ１０からの熱的影響を受けるパイロットバーナ５０を適切に冷却して、パイロットバーナ５０の耐久性を向上させるのに必要な量の空気が、第三空気供給経路６３を介して供給される。
【００６６】
よって、本実施例にかかる第二オリフィス７３の開口径は、バーナ１０の燃焼状態に悪影響を及ぼすことなく、且つパイロットバーナ５０を冷却可能な空気量となるように設定されている。また、第一オリフィス７２の開口径は、第三空気供給経路６３からの空気量（第二オリフィス７３の開口径に基づく空気量）と合わせて、パイロットバーナ５０が適切な燃焼状態を維持可能な空気量となるように設定されている。
【００６７】
以上説明したように、本実施例においては、パイロットバーナ５０消火時に、単にガス燃料の供給を停止するのみではなく、第一電磁弁７１を用いて、燃焼用空気の供給量を制御している。また、この制御の際、燃焼用空気の供給量は、バーナ１０の燃焼状態に悪影響を及ぼすことなく、且つパイロットバーナ５０を冷却可能な量としている。
【００６８】
したがって、本実施例によれば、バーナ１０（メインバーナ）の近傍にパイロットバーナ５０が設けられた構成であっても、パイロットバーナ５０からの空気がバーナ１０にて形成される火炎に吹き付けて局所的に火炎温度の低下を招くことがなくなり、ＣＯや未燃物の発生を抑制することができる。
【００６９】
加えて、パイロットバーナ５０には、パイロットバーナ５０自身を冷却可能な僅かな量の空気が供給されているので、バーナ１０の火炎に近接した位置に設けられたパイロットバーナ５０を適切に冷却して、その耐久性を向上させることできる。
【００７０】
特に、本実施例によれば、パイロットバーナ５０からの空気量がバーナ１０（メインバーナ）の負荷に対して大きくなる「低燃焼時」、あるいは「低容量機種」にて高い効果を発揮する。また、本実施例によれば、低燃焼時において、排ガス中のＣＯの立ち上がり（ＣＯが上昇傾向となる箇所）を高Ｏ２側にする効果、および高Ｏ２設定にてＣＯを低減させる効果がある。
【００７１】
なお、本発明は、上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７２】
上記実施例においては、バーナ１０に近接して設けられたパイロットバーナ５０が筒状のバーナとして構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、種々の構成を有するパイロットバーナに適用可能である。例えば、図４に示したような構成にも適用できる。
【００７３】
図４は、他実施例にかかるパイロットバーナの概略構成図を示したものである。なお、この他実施例は、パイロットバーナ８０以外は、基本的に上述した実施例（図３等参照）と同様の構成を有するため、以下においては、上記実施例と同様の構成要素については同様の符号を付してその説明を割愛し、主に他実施例の特徴部分について説明する。
【００７４】
他実施例にかかるパイロットバーナ８０は、図４に示すように、バーナ１０の予混合ガス噴出面１０ａと略同一平面上に設けられた予混合ガス噴出面８０ａ、およびこの予混合ガス噴出面８０ａに連通した予混合ガス混合部８０ｂを備え、この予混合ガス混合部８０ｂには、第四空気供給経路６４とガス燃料供給経路６５とが接続されている。
【００７５】
このパイロットバーナ８０は、バーナ１０と同様に、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された予混合ガス噴出面を有する予混合ガスバーナであって、例えば、波板と平板とを交互に積層して構成されている。したがって、バーナ１０と一体的に構成して、その一部をパイロットバーナ８０として機能させてもよく、また、バーナ１０と別体として、バーナ１０に密接させた状態でパイロットバーナ８０を構成してもよい。さらに、このパイロットバーナ８０は、例えば、予混合ガスを噴出する多数の噴出孔を有するセラミックプレートを用いて構成してもよい。
【００７６】
この他実施例にかかるパイロットバーナ８０は、以上のように構成され、図３等にて説明した実施例と同様に、空気供給経路６１，６２，６３，６４を介して供給された燃焼用空気と、ガス燃料供給経路６５を介して供給されたガス燃料とが、予混合ガス混合部８０ｂにて混合されて、パイロットバーナ８０の予混合ガス噴出面８０ａから予混合ガスが噴出される。そして、着火碍子等（図示省略）の着火手段を用いて、パイロットバーナ８０の予混合ガス噴出面８０ａから噴出される予混合ガスに対して着火が行われる。
【００７７】
そして、このパイロットバーナ８０を用いてバーナ１０に対する着火を行った後は、ガス燃料の供給が停止されると共に、第二空気供給経路６２に設けられた第一電磁弁７１を用いて、パイロットバーナ８０に対する空気量の制御が行われる。
【００７８】
この他実施例にかかるパイロットバーナ８０は、以上のように構成され機能するので、図３等にて説明した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、上記各実施例においては、パイロットバーナ５０，８０に接続された空気供給経路６２に第一電磁弁７１を設けて、供給空気量を制御する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、パイロットバーナへ供給される空気量を制御可能であれば、如何なる構成を採用してもよい。したがって、例えば、パイロットバーナの先端部にシャッタ等の開閉手段を設けた構成であってもよい。
【００８０】
また、上記各実施例においては、パイロットバーナの内部にパイロットバーナを冷却するための僅かな空気を供給する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、パイロットバーナの冷却が可能のであれば、パイロットバーナ内部の空気量は「零」としてもよい。したがって、例えば、パイロットバーナ消火時においては、パイロットバーナ内部へ供給される空気量を零として、パイロットバーナの外部に対して、パイロットバーナを冷却するための空気を供給するような構成を採用してもよい。
【００８１】
さらに、上記各実施例においては、第一空気供給経路６１から第二空気供給経路６２および第三空気供給経路６３に分岐して空気を供給する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、図３および図４において、第三空気供給経路６３を設けないような構成としてもよい。このような構成を採用した場合には、第二空気供給経路６２には、単に経路の開閉を行うのみではなく、空気量を適宜調整可能な（いわゆる経路の開度を適宜調整可能な）供給量調整手段を設けることが好ましい。このような供給量調整手段としては、例えば、ダンパ、ボールバルブ（開度調整可能なもの、閉状態にて僅かな空気が流れるように貫通孔を設けたもの）、あるいは流量切替弁（電磁弁閉状態にて僅かな空気が流れるように貫通孔を設けたもの）等があげられる。このような構成によれば、パイロットバーナを着火させる場合には、それに応じた開度に空気供給経路を開放して空気を供給し、パイロットバーナ消火時には、開度を調整して、パイロットバーナの冷却に必要な量の空気を供給可能となる。また、必要に応じて、経路を全閉状態として、パイロットバーナへの供給空気量を零とすることもできる。なお、本発明は、第二空気供給経路６２に、単に経路の開閉を行う供給量調整手段（例えば、電磁弁等）を設けた構成を排除するものではなく、このような供給量調整手段を設けると共に、パイロットバーナ外部（あるいは内部）に冷却用空気を供給可能な要素を付加する構成としてもよい。
【００８２】
また、上記各実施例においては、ボイラ１が蒸気ボイラである場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、温水ボイラでもよい。
【００８３】
さらに、上記実施形態および実施例においては、本発明にかかる燃焼装置をボイラに適用する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、本発明にかかる燃焼装置を他の装置、例えば、給湯器、吸収式冷凍機の再熱器等の熱機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施例を適用した蒸気ボイラの縦断面の説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図３】本実施例にかかるパイロットバーナの概略構成図を示したものである。
【図４】他実施例にかかるパイロットバーナの概略構成図を示したものである。
【符号の説明】
【００８５】
１…ボイラ
１０…バーナ（メインバーナ）
１０ａ…予混合ガス噴出面
２０…缶体
２１…外側水管
２２…内側水管
２３…中央水管
２４…上部管寄せ
２５…下部管寄せ
２６…連結部
２７…水管壁
２８…抜管領域
２９…ガス流動空間
３０…送風機
３１…空気供給部
３２…ガス燃料供給間
３３…ダンパ
４０…煙突部
５０…パイロットバーナ
５０ａ…予混合ガス噴出部
５０ｂ…予混合ガス混合部
６１…第一空気供給経路
６２…第二空気供給経路
６３…第三空気供給経路
６４…第四空気供給経路
６５…ガス燃料供給経路
７１…第一電磁弁
７２…第一オリフィス
７３…第二オリフィス
７４…第二電磁弁
７５…第三オリフィス
８０…パイロットバーナ
８０ａ…予混合ガス噴出面
８０ｂ…予混合ガス混合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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