(57)【要約】【課題】  火炎を小型化することによって、ＣＯの発生量を低減することのできる燃焼装置を提供する。【解決手段】  円筒形の燃焼筒３を持ったバーナ、前記燃焼筒３と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っている円筒形のウインドボックス１、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路２を持ち、送風機からバーナへ向けて燃焼用空気の押し込みを行いながら燃焼を行う燃焼装置において、前記送風路２はウインドボックス周壁８の接線方向に接続し、ウインドボックス１と送風路２の接続部分には、送風路２内を流れてきた燃焼用空気をウインドボックス周壁８の方向へ導くエア旋回用整流板９を設ける。【選択図】図１
2008224164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、前記燃焼筒と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っている円筒形のウインドボックス、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路を持ち、送風機からバーナへ向けて燃焼用空気の押し込みを行いながら燃焼を行う燃焼装置において、前記送風路はウインドボックス周壁の接線方向に接続し、ウインドボックスと送風路の接続部分には、送風路内を流れてきた燃焼用空気をウインドボックス周壁の方向へ導くエア旋回用整流板を設け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】
本発明は燃焼用空気をウインドボックス内で旋回させた後にバーナ部へ導入し、燃焼を行う燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼装置で発生した火炎によって水管を加熱し、蒸気や温水を作り出しているボイラの場合、近年では燃焼室の大きさを小さくする流れが進んでいる。燃焼室が小さくなると、燃焼装置から水管までの距離が短くなり、燃焼が完結する前の火炎が水管に接触する可能性が高くなる。火炎が水管に接触すると、水管によって燃焼温度が低下することによって燃焼が停止してしまい、燃焼が不完全に終わるということがある。燃焼が不完全であると、有害なＣＯが多量に発生することになるため、燃焼室を小型化してもＣＯの発生量を増大させずに燃焼を行うための検討が行われている。
【０００３】
特願２００５−３４１８６７に記載されている燃焼装置は、円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、前記燃焼筒と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っている円筒形のウインドボックス、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路を持ち、送風機から燃焼用空気を押し込みながら燃焼を行う燃焼装置であって、前記送風路はウインドボックス周壁の接線方向に接続し、送風路接続部からウインドボックス内に入った空気をウインドボックス内の周壁面に沿って流すことで、ウインドボックス内で空気の旋回流を形成するようにしている。この燃焼装置をボイラに搭載するということは広く行われており、この場合、燃焼筒の先側には、周囲を水管で囲んでいる燃焼室を設けておき、燃焼室で燃焼を行うことで周囲の水管を加熱する。
【０００４】
ＣＯは燃焼が完結する前に火炎の一部が水管に接触し、燃焼が不完全に終わると多く発生する。そのため、火炎の長さを短くして火炎が水管に接触しないようにすればＣＯ発生量を低減することができる。特願２００５−３４１８６７に記載の燃焼装置では、燃焼用空気をウインドボックス内で旋回させ、旋回力を持った燃焼用空気を燃焼部へ供給することで、燃焼部では旋回している燃焼用空気と燃料を混合して火炎を旋回させるということが行われている。火炎を旋回させると、旋回している間に燃焼が進むため、燃焼開始位置から燃焼完了位置までの長さが短くなる。燃焼完結前の火炎が水管に接触することがないようにすれば、燃焼が不完全に終了してＣＯが多量に発生するということを防止することができる。
【０００５】
図３は従来の燃焼装置におけるウインドボックス部分を上面から見た場合の断面図である。送風路２は横に幅を持ったものであるため、送風路２の一方の側壁面はウインドボックス周壁８の接線に接続していても、他方の側壁面はウインドボックス周壁８からは送風路の幅分だけ離れることになる。送風路２のウインドボックス周壁８から離れた側壁面に沿って流れてウインドボックス内に入った燃焼用空気は、そのまま直進して燃焼筒３の内側に入り、ウインドボックス周壁８に沿って流れることはないため、ウインドボックス１内での旋回力向上に寄与しない。特に燃焼用空気の供給量を送風路２に設けたダンパ４で調節している場合であって、ダンパの開度を小さくしている時には、送風路２内を流れる燃焼用空気の大部分はダンパ４に沿って流れるため、送風路２内ではウインドボックス周壁８から遠い側を流れる燃焼用空気が多くなり、ウインドボックス周壁に沿って流れることで旋回する燃焼用空気量は少なくなる。この場合、ウインドボックス周壁に沿って旋回するのが３割、ウインドボックス１内で旋回せずに直接燃焼筒３内に入るのが７割ということもある。ウインドボックス周壁に沿って流れる燃焼用空気が少なくなると、燃焼筒３内での燃焼用空気の旋回力は弱くなるため、燃焼部における火炎の旋回も小さくなる。火炎が旋回しなくなると、燃焼を終結する位置までの距離は長く延びることになり、燃焼途中の火炎が水管に接触して燃焼が不完全に終わると、ＣＯの発生量が増大するという問題が発生する。
【０００６】
なお、図３に記載した特願２００５−３４１８６７の発明では、ウインドボックス１内の送風路２を接続している部分の近くに、ウインドボックス周壁８からウインドボックス１の中心軸方向へ向けて立てた形状の遮蔽板１０を設けるとしている。遮蔽板１０は、送風路接続部からウインドボックス内へ入った空気流が、ウインドボックス周壁８に沿って１周してきた後に再び送風路接続部の正面に達することを防止するというものである。遮蔽板１０がない場合、ウインドボックス１内を旋回してきた空気流は、そのまま送風路２の正面部分に流れ込むことになり、送風路からウインドボックス内に入ろうとしている空気の流れを阻害することになる。送風路からウインドボックス内に入る空気の流れが遮られると、ウインドボックス周壁に沿って流れる空気流の勢いが弱まることになるため、燃焼用空気の旋回力が低下する。そこでこの発明では、ウインドボックス内を旋回してきた空気流が送風路の正面に達することを防止するための遮蔽板を設けるとしている。このことにより、送風路からウインドボックス内に入ろうとしている空気の流れが阻害されることを防止でき、燃焼用空気による旋回を得ることができる。ただし、遮蔽板１０を設けることで、ウインドボックス内へ入る際の空気流の力を保ったとしても、ウインドボックス１内で旋回せずに直接燃焼筒３内に入る燃焼用空気が多くあるということには変わりなく、その分燃焼用空気の旋回力は小さくなっていた。
【特許文献１】特願２００５−３４１８６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、火炎を小型化することによって、ＣＯの発生量を低減することのできる燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、前記燃焼筒と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っている円筒形のウインドボックス、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路を持ち、送風機からバーナへ向けて燃焼用空気の押し込みを行いながら燃焼を行う燃焼装置において、前記送風路はウインドボックス周壁の接線方向に接続し、ウインドボックスと送風路の接続部分には、送風路内を流れてきた燃焼用空気をウインドボックス周壁の方向へ導くエア旋回用整流板を設ける。
【０００９】
ウインドボックス内に入ってきた燃焼用空気は、エア旋回用整流板に沿って流れ、ウインドボックス周壁方向へ向かうことになる。その後はウインドボックス周壁に沿って流れるため、ウインドボックス内で旋回する。ウインドボックス周壁に沿わせる燃焼用空気量を多くすることで、ウインドボックス内での旋回力を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を実施することによって、ウインドボックス部分における空気の旋回力が大きくなるため、旋回力の大きな燃焼用空気を燃焼部に供給することができ、火炎の旋回力が大きくなって燃焼終結位置までの長さは短くなるため、ＣＯの発生量を低減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している燃焼装置の一部を抜き出した一部透過の斜視図、図２は本発明を実施している燃焼装置の断面を示した平面図である。
【００１２】
燃焼装置には、円筒形のウインドボックス１と、ウインドボックス１の中心軸部分にバーナを設ける。ウインドボックス１内には、ウインドボックス１と同心の円筒であって、図１では下方へ延びている燃焼筒３を接続している。燃焼筒３内の先端部には、燃焼筒３内を流れてくる燃焼用空気を分散して燃焼部へ供給するためのバッフル板６を設けており、バッフル板６の空気噴出口７からバーナ先側の燃焼部へ燃焼用空気を噴出する。燃焼筒３の中央部分には燃料ガス管５を設けておき、バッフル板６よりも先側の燃料ガス管先端部に燃料噴射ノズル（図示せず）を設置し、燃料噴射ノズルから噴射した燃料ガスと、その周囲を流れる燃焼用空気を混合させて燃焼を行うようにしている。
【００１３】
ウインドボックス１には、図示していない送風機から燃焼用空気を供給してくる送風路２を接続しており、送風路２の途中には燃焼用空気供給量を調節するダンパ４を設けておく。ダンパ４は、ダンパ板の中央に設置している回転軸を回転させることで、送風路２の流路面積を変更するものである。ダンパ板を斜めにした場合、送風機（図示せず）から送風路２内へ送られてきた空気の一部はダンパ板によって遮られるため、ウインドボックス１へ送られる燃焼用空気量は減少する。ダンパの角度を調節することで、燃焼用空気供給量を調節するようにしておく。送風路２は断面が四角形であって、片方の側壁面がウインドボックス１の円筒状周壁とつながるように、ウインドボックス１の接線方向に送風路２を接続する。送風路２からウインドボックス１内に入った空気流がウインドボックス周壁８に沿って流れることで、ウインドボックス１内で旋回するようにしている。
【００１４】
ウインドボックス１内には、送風路２を接続している部分の近くにエア旋回用整流板９を設ける。エア旋回用整流板９は、ウインドボックスの送風路接続部と燃焼筒３との間を繋ぐ板であり、送風路接続部からウインドボックス１内へ入った空気流をウインドボックス周壁８の方向へ導くように、送風路２の接続方向に対して傾斜させて設置している。
【００１５】
燃焼を行う場合、送風機を作動することで送風機から燃焼用空気を供給する。送風機からの燃焼用空気は、送風路２を通ってウインドボックス１へ送っており、送風路２に設けているダンパ４の角度を調節することで適正量の燃焼用空気を供給する。ダンパ４の開度を小さくしている場合、送風路２を通って送られてきた燃焼用空気は、ダンパ４に沿って流れるため、ダンパ４部分で２つの流れに分かれる。ダンパ４の開度を小さくするほど、ウインドボックス周壁８から遠い側を通る燃焼用空気が多くなる。ウインドボックス周壁８から遠い側を通る燃焼用空気は、ウインドボックス１内に入っても直進を続けたならば、ウインドボックス１内で旋回することなくそのまま燃焼筒３内に入ることになる。しかし、ウインドボックス周壁８から離れた側の送風路側面の延長線上には先細りとなる方向にエア旋回用整流板９を設置しているため、ウインドボックス周壁から遠い側を通ってウインドボックス１内へ入った燃焼用空気は、エア旋回用整流板９に沿って流れ、ウインドボックス周壁８の方向へ集中することになる。燃焼用空気をウインドボックスの周壁に沿わせることで、燃焼用空気はウインドボックス内で旋回し、ウインドボックス周壁８に沿わせる燃焼用空気量を多くすることで旋回力は大きくなる。
【００１６】
その後空気流は旋回しながら燃焼筒３の内側へ入り、燃焼筒３内でも旋回しながら図の下方へ流れていく。燃焼筒３の先端付近に達した燃焼用空気は、バッフル板６に複数設けている空気噴出口７から先側の燃焼部へと噴出する。バッフル板６の先側では、燃料ガス管先端部に設けている燃料噴射ノズルから燃料ガスを噴射しており、燃料噴射ノズル１から噴射した燃料と、バッフル板６の空気噴出口７を通ってきた燃焼用空気が混合する。  バーナ先側の燃焼部では、強い旋回流を持った燃焼用空気流に燃料を噴射するため、燃料と燃焼用空気の混合は良好となる。そして、火炎は旋回しながら燃焼し、旋回している間に燃焼が進むため、火炎の長さは短くなる。火炎を短くすることで、火炎が水管に達する前に燃焼を完結させることができるようになり、燃焼が不完全に終わることでＣＯの発生量が増大するということを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を実施している燃焼装置の一部を抜き出した一部透過の斜視説明図
【図２】本発明を実施している燃焼装置の断面を示した平面説明図
【図３】従来の燃焼装置の断面を示した平面説明図
【符号の説明】
【００１８】
１  ウインドボックス        
２  送風路      
３  燃焼筒        
４  ダンパ      
５  燃料ガス管            
６  バッフル板        
７  空気噴出口
８  ウインドボックス周壁
９  エア旋回用整流板    
１０  遮蔽板  
【図１】
2008224164.tif 000003
【図２】
2008224164.tif 000004
【図３】
2008224164.tif 000005