(57)【要約】【課題】振動燃焼と火炎の偏りを防止し、燃焼の安定性を向上させる。【解決手段】円筒形の燃焼筒３を持ったバーナ、燃焼筒の上流側に接続したウインドボックス７、ウインドボックス内へ空気を送る送風路１０を持ち、ウインドボックスで整流した空気を用いて燃焼を行っている燃焼装置において、ウインドボックスは前記燃焼筒より大きな径を持っている円筒形状であって、燃焼筒とは同軸としており、送風路はウインドボックスの接線方向に接続しておき、燃焼筒根元端をウインドボックス内へ延長することによってウインドボックス内を外周側の旋回室１３と中心側の整流室１２に分割する。【選択図】　図１
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【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、燃焼筒の上流側に接続したウインドボックス、ウインドボックス内へ空気を送る送風路を持ち、ウインドボックスで整流した空気を用いて燃焼を行っている燃焼装置において、ウインドボックスは前記燃焼筒より大きな径を持っている円筒形状であって、燃焼筒とは同軸としており、送風路はウインドボックスの接線方向に接続しておき、燃焼筒根元端をウインドボックス内へ延長することによってウインドボックス内を外周側の旋回室と中心側の整流室に分割したことを特徴とする燃焼装置のウインドボックス構造。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼装置のウインドボックス構造において、バーナは燃焼筒内に燃焼筒と同軸な一次空気筒を設けることで、一次空気筒内を一次空気流路、燃焼筒と一次空気筒の間を二次空気流路としており、二次空気流路内の一次空気筒表面に、二次空気流路の流路断面積を小さくする流路制限部材を設けたことを特徴とする燃焼装置のウインドボックス構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は燃焼装置のウインドボックス構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
押し込み通風による燃焼装置の場合、燃焼用空気を整流するためにバーナの上流側にウインドボックスを設けておき、ウインドボックスを通じてバーナへ燃焼用空気を供給している。ウインドボックスを設ける目的は空気流を整流することにあり、特開平２−１７６３１６号公報では、ウインドボックス内での空気による旋回があるとバーナの燃焼性能に害を与えるとして、旋回を止めるバッフルを設けることで燃焼性能を改善するということが記載されている。ところが二段燃焼と分割火炎によって火炎をリフト気味に形成するバーナにおいては、ウインドボックス内での旋回を完全に無くすることによる整流を行っても、火炎面の不安定化に起因する振動燃焼や、燃焼用空気の整流不備による火炎の偏りが発生しやすいという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１７６３１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、振動燃焼と火炎の偏りを防止し、燃焼の安定性を向上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、燃焼筒の上流側に接続したウインドボックス、ウインドボックス内へ空気を送る送風路を持ち、ウインドボックスで整流した空気を用いて燃焼を行っている燃焼装置において、ウインドボックスは前記燃焼筒より大きな径を持っている円筒形状であって、燃焼筒とは同軸としており、送風路はウインドボックスの接線方向に接続しておき、燃焼筒根元端をウインドボックス内へ延長することによってウインドボックス内を外周側の旋回室と中心側の整流室に分割したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記の燃焼装置のウインドボックス構造において、バーナは燃焼筒内に燃焼筒と同軸な一次空気筒を設けることで、一次空気筒内を一次空気流路、燃焼筒と一次空気筒の間を二次空気流路としており、二次空気流路内の一次空気筒表面に、二次空気流路の流路断面積を小さくする流路制限部材を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例における燃焼装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。バーナ部分は、中央に燃料噴射ノズル１、燃焼噴射ノズル１の周囲に円筒形の一次空気筒２、一次空気筒２のさらに外側に円筒形の燃焼筒３を設ける。一次空気筒２及び燃焼筒３の上流側には、ウインドボックスを設けておき、一次空気筒２の内側を一次空気流路４、一次空気筒２と燃焼筒３の間を二次空気流路５とする。一次空気流路４の下流側端面は、燃料噴射孔と一次空気噴出口を設けたディフューザ８で閉塞し、二次空気流路５の下流側端面には、一定の間隔を開けて配置した二次空気噴出口６を設け、二次空気噴出口６を設けている部分以外の面は閉塞する。
【０００８】
ウインドボックス部分は、燃料噴射ノズル１と同軸であって、燃焼筒３よりも径の大きな円筒であるウインドボックス周壁７を燃焼筒３の根元側に設ける。ウインドボックス周壁７は一部を切り欠いておき、送風機（図示せず）からの空気をウインドボックスへ送る送風路１０を、ウインドボックス周壁７の切り欠き部に接続する。送風路１０はウインドボックスの接線方向に接続しておき、送風路１０からの空気はウインドボックス周壁７の内面に沿って流れるようにしておく。
【０００９】
燃焼筒の根元側を、送風路１０の延長線上と重なる位置まで延長することによって、ウインドボックス内を外周側の旋回室９と中心側の整流室１２に分割する。旋回室９はウインドボックス周壁７と燃焼筒３で囲まれた円環状の空間であり、空気の旋回流を形成できるようにしておく。二次空気流路５内には一次空気筒２の表面に、二次空気流路５の流路断面積を小さくする流路制限部材１１を設ける。流路制限部材１１は円環形状であって一次空気筒２の全周に設けており、下流側に向かって二次空気流路５の流路断面積を縮小するものである。
【００１０】
燃焼装置の燃焼を行う場合、燃料噴射ノズル１から噴射する燃料と、ディフューザ８及び二次空気噴出口６から噴射する燃焼用空気を混合しながら燃焼を行う。燃焼用空気は、送風機から送風路１０を通してウインドボックス内へ供給する。送風路１０はウインドボックスの接線方向に接続しているため、送風路１０からの空気流はウインドボックス周壁７の内面に沿うことになり、また燃焼筒３を送風路１０の延長線上と重なる位置まで延長しているために、送風路１０からの空気流は燃焼筒３に対しても接線方向に衝突し、旋回室９内で旋回する旋回流１３となる。旋回室９はウインドボックス周壁７と一次空気筒２によって囲まれた空間であり、燃焼筒３の根元側はウインドボックスの天板に近い位置まで延長しているため、旋回室９に入った旋回流１３がそのまま整流室１２に入るということはなく、旋回流１３は旋回室９で滞留することになるため、旋回室９での静圧が上昇する。
【００１１】
旋回室９の旋回流１３もいずれは整流室１２に入り、バーナ下流側方向へ向かうことになる。整流室１２は、二次空気流路５と一次空気流路４からなっており、バーナ下流側方向に長く伸びているため、旋回していた空気流は徐々に軸方向の速度を増加していく。二次空気流路５には流路制限部材１１を設けて流路を制限しているため、二次空気流路５内での空気流は、燃焼筒３の内側壁面に沿った流れとなり、流路制限部材１１の前後でも圧力差が発生する。二次空気流路５の先端に達した空気は、複数設けている二次空気噴出口６に分散し、二次空気噴出口６の下流側へ分割した空気流として噴射する。また、整流室１２内に入った空気流の一部は一次空気流路４内に入り、一次空気流路４の下流側先端に設けたディフューザ８の一次空気噴出口から噴射する。
【００１２】
燃料噴射ノズル１から噴射した燃料は、まず一次空気流路４を通ってディフューザ８から噴射された一次空気と混合する。一次空気のみでは空気量が不足するために燃焼は不完全であり、その後に二次空気流路５を通って二次空気噴出口６から噴射された二次空気と混合して完全燃焼となる。二次空気は分割して供給しているため、ディフューザ８の下流側には分割した火炎１５を発生する。燃焼ガスは燃焼筒３の先端から下流方向へ高速で移動するため、燃焼筒３の先端部分では燃焼ガス循環流１４が発生し、排ガス自己再循環の作用によってＮＯｘ発生量を削減することができる。
【００１３】
空気流を旋回室９で旋回させることと、流路制限部材１１で流路を制限することで、ウインドボックス部分における静圧を確保することができ、静圧を高めたことで火炎面が安定するため、振動燃焼を無くすることができる。また、旋回室９内で旋回流１３を形成し、二次空気流路５内へは空気を旋回流入させることで、二次空気流路５内でも旋回を維持するようにしておくと、空気は燃焼筒先端に向けて周方向に均等に流入していくこととなるため、各二次空気噴出口６から噴出する燃焼用空気量を均一化することができ、流路制限部材１１によって流路を狭めたことによっても整流効果を得ることができる。整流効果を高めることで火炎の偏りをなくすことができるようになる。
【００１４】
また、燃焼筒３の先端部で発生する燃焼ガス循環流１４は高温であるため、燃焼筒３の先端部が燃焼ガス循環流１４によって加熱されることになり、燃焼筒３の高温化が燃焼筒３の寿命を短縮する原因となっていた。しかし、一次空気筒２の周囲に流路制限部材１１を設けておくと、空気流は燃焼筒３の内側壁面に沿って流れることになり、燃焼筒３の内側壁面に沿って流れる空気量を多くすることで、空気流による燃焼筒３の冷却効果を高めることができるため、燃焼筒３の温度低下によって燃焼筒３の耐久性を向上させることもできる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明を実施することで、振動燃焼や火炎の偏りをなくすことができ、さらに燃焼筒の耐久性を向上させることもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
１　燃料噴射ノズル
２　一次空気筒
３　燃焼筒
４　一次空気流路
５　二次空気流路
６　二次空気噴出口
７　ウインドボックス周壁
８　ディフューザ
９　旋回室
１０　送風路
１１　流路制限部材
１２　整流室
１３　旋回流
１４　燃焼ガス循環流
１５　火炎
【図１】
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【図２】
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