(57)【要約】【課題】  ターンダウン比を大きくした場合でも安定燃焼を可能とすることである。【解決手段】  燃料を噴出するノズル１と、燃焼用空気の送風手段２と、燃焼用空気を前記ノズル１からの燃料へ供給する空気流路３とを備えるバーナであって、ノズル１からの燃料噴出量の低減に応じて、送風手段２から供給する燃焼用空気流量を低減する燃焼量低減時、ノズル１周囲の燃焼用空気の流速低下を抑える流量制御手段４を備えたことを特徴とする。また、空気流路３が、ノズル１周囲に形成される内側空気流路２１と、この内側空気流路２１の外側に形成される外側空気流路１６とを含み、流量制御手段４が、前記燃焼量低減時、外側空気流路１６への空気流量を絞ることにより流速の保持を抑えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴出するノズル１と、燃焼用空気の送風手段２と、燃焼用空気を前記ノズル１からの燃料へ供給する空気流路３とを備えるバーナであって、前記ノズル１からの燃料噴出量の低減に応じて、前記送風手段２から供給する燃焼用空気流量を低減する燃焼量低減時、前記ノズル１周囲の燃焼用空気の流速低下を抑える流量制御手段４を備えたことを特徴とするバーナ。
【請求項２】
前記空気流路３が、前記ノズル１周囲に形成される内側空気流路１３と、この内側空気流路１３の外側に形成される外側空気流路１６とを含み、前記流量制御手段４が、前記燃焼量低減時、前記外側空気流路１６への空気流量を絞ることにより流速の低下を抑えることを特徴とする請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記内側空気流路１３が、前記ノズル１周囲に形成される一次空気流路１４と、この一次空気流路１４の外側に形成される二次空気流路１５とから構成されることを特徴とする請求項２に記載のバーナ。
【請求項４】
前記流量制御手段４が、前記外側空気流路１６の入口側にて空気流量を絞ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバーナ。  
【請求項５】
前記ノズル１が、複数のノズル６，７，８から構成され、燃料を噴出するノズルの数を減少することで、燃料噴出量を低減することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバーナ。
【請求項６】
燃料噴出量低減時に噴出するノズル６が前記空気流路３の中心に配置され、他のノズル７，８がこの中心から外れた位置に配置されることを特徴とする請求項５に記載のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボイラなどに用いられるバーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料を燃焼させる低ＮＯxバーナとして、二段燃焼を行うバーナが知られている（特許文献１参照）。この種バーナは、一般的に、燃料を噴出するノズルの周囲へ一次空気を供給する一次空気流路とこの一次空気流路の外側に設けられ、二次空気を供給する二次空気流路とを備えている。こうした構成のバーナにおいては、一次空気流量と二次空気流量との比は固定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１０３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このためターンダウン比（最少燃焼量：最大燃焼量）を大きくすべく、燃焼量を低減し、これに対応して空気流量を低減すると、ノズル周囲の空気流速が低下し、燃料と空気との混合状態が悪化し、煤塵の発生などの燃焼不良に陥る虞がある。その結果、従来のバーナにおいては、ターンダウン比は、１：３〜１：４程度が限界となっていた。  
【０００５】
この発明の解決する課題は、ターンダウン比を大きくしても安定燃焼を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記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、燃料を噴出するノズルと、燃焼用空気の送風手段と、燃焼用空気を前記ノズルからの燃料へ供給する空気流路とを備えるバーナであって、前記ノズルからの燃料噴出量の低減に応じて、前記送風手段から供給する燃焼用空気流量を低減する燃焼量低減時、前記ノズル周囲の燃焼用空気の流速低下を抑える流量制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項２において、前記空気流路が、前記ノズル周囲に形成される内側空気流路と、この内側空気流路の外側に形成される外側空気流路とを含み、前記流量制御手段が、前記燃焼量低減時、前記外側空気流路への空気流量を絞ることにより流速の低下を抑えることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項３において、前記内側空気流路が、前記ノズル周囲に形成される一次空気流路と、この一次空気流路の外側に形成される二次空気流路とから構成されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３において、前記流量制御手段が、前記外側空気流路の入口側にて空気流量を絞ることを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４において、前記ノズルが、複数のノズルから構成され、燃料を噴出するノズルの数を減少することで、燃料噴出量を低減することを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項５において、燃料噴出量低減時に噴出するノズルが前記空気流路の中心に配置され、他のノズルがこの中心から外れた位置に配置され
ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、前記ノズルからの燃料噴出量を低減するとき、前記流量制御手段により前記ノズル周囲の空気流速の低下が抑えられ、流速低下に伴う燃焼不良を抑制することができる。また、請求項２〜請求項４に記載の発明によれば、、燃焼用空気量を増加させる（空気比を大きくする）ことなく、低空気比で、流速の低下を抑えることができるので、排ガス損失を抑え、効率の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、ボイラ，吸収式冷凍機などのバーナにおいて実現され、特に油燃料を燃焼させるバーナにおいてより好適に実現されるが、ガス燃料を燃焼させるバーナにおいても実現可能である。
【００１４】
まず、この実施の形態の概要を説明する。この実施の形態は、燃料を噴出するノズルと、燃焼用空気の送風手段と、燃焼用空気を前記ノズルからの燃料へ供給する空気流路とを備えるバーナであって、前記ノズルからの燃料噴出量の低減に応じて、前記送風手段から供給する燃焼用空気流量を低減する燃焼量低減時、前記ノズル周囲の燃焼用空気の流速低下を抑える流量制御手段を備えたバーナを特徴とする。この流量制御手段は、流速を所定値に保持するという意味から流速保持手段と称することもできる。
【００１５】
この実施の形態においては、前記ノズルからの燃料の噴出量を低減する際、適正空気比とするために燃焼用空気流量が低減されるが、前記流速制御手段により前記ノズル周囲の流速低下が抑えられ、その流速が適正値に保持される。その結果、流速低下に伴う燃焼不良が抑制されることになる。
【００１６】
この実施の形態の構成要素について、具体的に説明する。前記ノズルは、油燃料またはガス燃料を噴出する噴出口である。このノズルは、好ましくは、Ａ重油などの油燃料を噴霧するノズルであり、一つまたは複数のノズルにより燃料噴出量が調整可能に構成される。以下は、油燃料のバーナとして説明する。前記ノズルの噴霧量は、バーナの燃焼量の増減に応じて調整される。一つのノズルにて噴霧量を調整する場合には、燃料流量調整弁を付設し、複数のノズルにて調整する場合には、各ノズルに対応して電磁弁を設け、この電磁弁の開閉により燃料流量の調整を行う。
【００１７】
前記送風手段は、燃焼用空気の供給量を燃焼量の増減に応じて増減する機能を有する送風機を含む。この送風機は、種類を問わないが、好ましくは、インバータによる回転数制御により送風が調整可能なものとする。
【００１８】
前記空気流路は、前記入口側が前記送風手段に接続され、出口側が前記ノズル周囲へ至るように形成される。
【００１９】
そして、この空気流路は、好ましくは、前記ノズル周囲に形成される内側空気流路と、この内側空気流路の外側に形成される外側空気流路とから構成される。こうした構成においては、内側空気流路を流れる空気は、一次空気として前記ノズルから噴出される燃料と混合し、着火手段により着火されて、前記ノズル下流側に火炎を形成する。前記外側空気流路を流れる空気は、二次空気として前記火炎へ供給される。
【００２０】
さらに、前記内側空気流路は、好ましくは、前記外側空気通路の空気流量が零または少ない量に絞られたときにも、安定燃焼を実現するために、前記ノズル周囲に形成される一次空気流路と、この一次空気流路の外側に形成される二次空気流路とを含む。この形態に
おいては、前記ノズルを包囲する第一筒状体と、この第一筒状体の外側に配置される第二筒状体と、この第二筒状体の外側に配置される第三筒状体とから、前記一次空気流路，二次空気流路および前記外側空気流路を形成する。すなわち、前記第一筒状体の内側を前記一次空気流路とし、前記第一筒状体および前記第二筒状体の間の環状流路を前記二次空気流路とし、前記第二筒状体および前記第三筒状体の間の環状流路を前記外側空気流路としている。前記第一筒状体，第二筒状体および第三筒状体は、好ましくは、中心線が重なる同心状に配置する。
【００２１】
そして、前記第一筒状体の先端部には、一次空気と噴霧燃料との混合気の旋回流を形成するための遮蔽板（保炎板と称することもできる。）を設けている。この遮蔽板には、放射状に複数の第一空気孔を形成し、この空気孔に切り起こし片を形成することにより、下流側で前記旋回流を形成するように構成している。また、この遮蔽板は、前記第一筒状体の先端から所定距離後退させた位置に設けることにより、遮蔽板から前記第一筒状体の先端までの空間を混合気の循環領域として形成し、保炎性能を向上させている。
【００２２】
また、前記二次空気流路の先端の前記第一筒状体および前記第二筒状体間に、分割空気流を形成するための環状の第一分割板を設けている。この第一分割板には、周方向へ互いに所定間隔を存して複数の切り欠き状の第二空気孔を形成し、二次空気の分割流を形成するように構成している。  
【００２３】
さらに、前記外側空気流路の先端の前記第二筒状体および前記第三筒状体間に、分割空気流を形成するための環状の第二分割板を設けている。この第二分割板にも、周方向へ互いに所定間隔を存して複数の切り欠き状の第三空気孔を形成し、三次空気の分割流を形成するように構成している。  
【００２４】
以上の前記空気流路の構成において、前記ノズルが一つの場合は、前記内側空気流路の中心線上に配置され、前記内側空気流路を前記一次空気流路と前記二次空気流路との二流路に分割する場合には、前記一次空気流路の中心線上に配置される。前記ノズルが複数の場合は、燃焼量の制御段階数に応じて、ノズルの数が設定される。燃焼量が４位置、すなわち停止、低燃焼，中燃焼および高燃焼の場合、前記ノズル数は３とされる。そして、燃料噴出量の低減時，すなわち低燃焼時に燃料を噴出する第一ノズルを前記内側空気流路または前記一次空気流路の中心線上に配置し、中燃焼時燃料を噴出する第二ノズルおよび高燃焼時に燃料を噴出する第三ノズルを同中心線上から外れた前記第一ノズルの外側に配置する。
【００２５】
そして、燃焼量は、低燃焼時、前記第一ノズルから噴霧し、中燃焼時、前記第一ノズルおよび前記第二ノズルから噴霧し、高燃焼時、前記第一ノズル，前記第二ノズルおよび前記第三ノズルから噴霧することにより、調整される。この場合、中燃焼時、前記第二ノズルのみから、高燃焼時、前記第三ノズルのみから噴霧するように構成することができる。
【００２６】
つぎに、前記流量制御手段について説明する。この流量制御手段は、燃焼量の増減に伴い前記送風手段からの燃焼用空気量の増減が生じても前記ノズル周囲の燃焼用空気の流速を適正値に保持する，特に、前記ノズルからの燃料噴出量を低減するとき、前記ノズル周囲の燃焼用空気の流速低下を抑え、この流速を適正値に保持する機能を有するものである。前記適正値とは、燃焼量の低減時、煤塵の発生などの燃焼不良を生じない流速であり、バーナの構造により異なるものであって、実験などにより求められる。
【００２７】
この流量制御手段は、具体的には、前記燃料噴出量の低減時、前記外側流路への空気流量を絞る（遮断を含む）ことにより流速を保持する構成とし、より具体的には、前記空気流路の断面積（空気の流れを横断する断面積），すなわち前記内側空気流路の断面積と前
記外側空気流路の断面積との合計の断面積を、前記外側空気流路を絞ることにより減少させる流路断面積の調整を行う流量調整機構と、前記燃料の噴出量の低減時この流量調整機構を制御する制御手段とを含む。前記流量調整機構は、前記外側空気流路の出口側に設けることも可能であるが、好ましくは、前記外側空気流路の入口側に設ける。出口側に設けた場合、断面積の調整によって空気流が変動し燃焼に悪影響を与えることが考えられるが、入口側に設けることにより、この悪影響を排除できる効果がある。前記流量調整機構は、前記外側空気流路を開閉するダンパなどにより構成される。前記制御手段は、前記調整手段を高燃焼時および中燃焼時開状態とし、低燃焼時閉（絞り）状態とするように制御する。
【００２８】
以上の実施の形態において、高燃焼時、前記一次空気流路，前記二次空気流路および前記外側空気流路を通して燃焼用空気が供給され、この燃焼用空気と前記第一ノズル,第二ノズルおよび前記第三ノズルから噴霧される燃料とが混合して燃焼が行われ、大きい火炎が形成される。また、中燃焼時も、前記一次空気流路，前記二次空気流路および前記外側空気流路を通して燃焼用空気が供給され、この燃焼用空気と前記第一ノズルおよび前記第二ノズルから噴霧される燃料とが混合して燃焼が行われ、中間の大きさの火炎が形成される。
【００２９】
この高燃焼および中燃焼において、前記第一ノズル〜前記第三ノズルから噴出される燃料へ供給される空気は、前記一次空気流路からの一次空気と前記二次空気流路からの二次空気と前記外側空気流路からの三次空気とに分けて供給され、前記二次空気流路からは複数に分割された空気流が形成されるので、分割火炎燃焼が行われ、ＮＯx値を低いものとすることができる。
【００３０】
そして、低燃焼時、前記外側空気流路が閉鎖されるので、前記一次空気流路および前記二次空気流路を通して燃焼用空気が供給され、この燃焼用空気と前記第一ノズルら噴霧される燃料とが混合して燃焼が行われ、小さい火炎が形成される。この低燃焼時、前記一次空気流路において前記第一ノズル周囲を流れる空気の流速は、前記外側空気流路を絞ることにより、適正値に保持されるので、流速低下による不安定燃焼を抑えることができる。しかも、前記第一ノズルから噴出される燃料へ供給される空気は、前記一次空気流路からの一次空気と前記二次空気流路からの二次空気とに分けて供給され、前記二次空気流路からは複数に分割された空気流が形成されるので、低燃焼においても分割火炎燃焼が行われて、ＮＯx値を低いものとすることができる。
【実施例１】
【００３１】
以下、この発明の具体的な実施例を、油を燃料とする４位置燃焼（制御）のバーナについて、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は、同実施例の図２のＩ−Ｉ線の縦断面の説明図であり、図２は、同実施例の底面の説明図であり、図３は、図２のIII−III線断面の説明図であり、図４は、燃焼量と負荷，使用バーナおよび使用する空気流路の関係を説明する図であり、図５は、低燃焼時の火炎形成状態の説明図であり、図６は、高燃焼時の火炎形成状態の説明図である。
【００３２】
この実施例のバーナは、油燃料を噴霧するノズル１と、燃焼量の増減に対して空気比がほぼ一定となるように、インバータ制御により燃焼用空気量を調整可能な送風機２と、この送風機２からの燃焼用空気を前記ノズル１から噴出される噴霧燃料へ導く空気流路３と、前記ノズル１からの燃料噴出量の低減に応じて前記送風機２からの燃焼用空気量を低減するとき、前記ノズル１周囲の燃焼用空気の流速を所定の適正値に保持する第一流量調整機構４と、燃焼量を４位置制御すると共に、前記第一流量調整機構４を制御して燃焼用空気量および前記ノズル１の周囲の流速を所定範囲に保持する制御器５を主要部として備える。
【００３３】
この実施例の４位置は、図４に示すように、高燃焼を１００％の燃焼量（負荷）とした場合、中燃焼を５０％の燃焼量とし、低燃焼を１０％の燃焼量としている。
【００３４】
まず、前記ノズル１を含む燃料系の構成について説明する。前記ノズル１は、低燃焼時に噴霧する第一ノズル６，第二ノズル７および第三ノズル８からなる。前記第一ノズル６は、低燃焼時の１０％に対応する燃料を噴出し、前記第二ノズル７は、中燃焼時および高燃焼時の５０％のうちの４０％の燃焼量に対応する燃料を噴出し、前記第三ノズル８は、高燃焼時の１００％のうちの５０％の燃料を噴出するように構成される。
【００３５】
前記第一ノズル６，前記第二ノズル７および前記第三ノズル８は、それぞれ配管（符号省略）に設けた第一電磁弁９，第二電磁弁１０，第三電磁弁１１を介して、燃料ポンプ１２に接続されている。
【００３６】
前記空気流路２は、前記第一ノズル５周囲に形成される一次空気流路１４と、この一次空気流路１４の外側に同心（中心線を同じにする）状に形成される二次空気流路１５と、この二次空気流路１５の外側に前記一次空気流路１４と同心状形成される三次空気流路としての外側空気流路１６とから構成される。前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５とで、この発明の内側空気流路１３を構成する。
【００３７】
これら一次空気流路１４，二次空気流路１５および外側空気流路１６は、前記ノズル１を包囲する第一筒状体１７と、この第一筒状体１７の外側に配置される第二筒状体１８と、この第二筒状体１８の外側に配置される第三筒状体１９とにより下流側部分が形成されている。すなわち、前記第一筒状体１７の内側を前記一次空気流路１４の下流側部分とし、前記第一筒状体１７および前記第二筒状体１８の間の環状流路を前記二次空気流路１５の下流側部分とし、前記第二筒状体１８および前記第三筒状体１９の間の環状流路を前記外側空気流路１６の下流側部分としている。
【００３８】
前記第三筒状体１９は、その上流側部を包囲する第一ダクト２０および前記第一流量調整機構４を備える第二ダクト２１を介して前記送風機２と接続され、前記第二筒状体１８の上流（入口）側端部は、第二流量調整機構２２を備える第三ダクト２３を介して送風機２と接続されている。こうした構成により、前記第一流量調整機構４を遮断状態とすると、前記外側空気流路１６における空気流が遮断され、前記送風機２からの空気は、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５のみを流れる。前記第一流量調整機構４を開放状態とすると、前記外側空気流路１６における空気流が形成され、前記送風機２からの空気は、前記一次空気流路１４，前記二次空気流路１５および外側空気流路１６を並列的に流れる。
【００３９】
そして、前記第一筒状体１７は、その上流側端を閉止板２４により閉止し、この閉止板２４のやや下流側の周面に周方向へ互いに間隔を存して多数の第一開口２５，２５，…を形成し、下流側端部に一次空気と噴霧との混合気の旋回流を形成するための遮蔽板２６を設けている。この遮蔽板２６には、図２に示すように、その中央部に前記ノズル１の先端の噴霧口が望む噴霧孔２７を形成すると共に、この噴霧孔２７から放射状に複数の第一空気孔２８，２８，…を形成し、この各空気孔２８に切り起こし片（図示省略）を傾斜して向けることにより、下流側において前記旋回流を形成するように構成している。  
【００４０】
また、この遮蔽板２６は、前記第一筒状体１７の下流側端から所定距離後退させた位置に設けている。これにより、この遮蔽板２６から前記第一筒状体１７の先端までの空間２９を混合気の循環領域としている。
【００４１】
また、前記二次空気流路１５の先端において前記第一筒状体１７および前記第二筒状体１８間に、分割空気流を形成するための環状の第一分割板３１を設けている。この第一分割板３１には、周方向へ互いに所定間隔を存して複数の切り欠き状の第二空気孔３２，３２,…を形成し、二次空気の分割流を形成するように構成している。  
【００４２】
さらに、前記外側空気流路１６の先端の前記第二筒状体１８および前記第三筒状体１９間に、分割空気流を形成するための環状の第二分割板３３を設けている。この第二分割板３３にも、周方向へ互いに所定間隔を存して複数の切り欠き状の第三空気孔３４を形成し、三次空気の分割流を形成するように構成している。
【００４３】
以上の前記空気流路の構成において、前記第一ノズル６を前記一次空気流路１４の中心線上に配置し、前記第二ノズ７ルおよび前記第三ノズル８を同中心線上から外れて前記第一ノズル６を挟んでほぼ一直線上に配置していいる。
【００４４】
つぎに、前記第一流量調整機構４および前記第二流量調整機構２２について説明する。この第一流量調整機構４は、前記外側空気流路１６の空気流量を絞る機能を有している。そして、この第一流量調整機構４は、前記外側空気流路１６の入口側に位置する第三ダクト２３に設けられ、この第二ダクト２１の流路を開閉する第一開閉板（ダンパ）３５およびこの第一開閉板３５を回動して開度調整を行う第一モータ３６から構成される。
【００４５】
こうした構成により、前記第一開閉板３５を遮断状態とすると、前記外側空気流路１６における空気流が遮断され、前記送風機２からの空気は、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５のみを流れる。前記第一開閉板３５を開放状態とすると、前記外側空気流路１６における空気流が形成され、前記送風機２からの空気は、前記一次空気流路１４，前記二次空気流路１５および外側空気流路１６を並列的に流れる。
【００４６】
前記第二流量調整機構２２は、高燃焼時および中燃焼時は、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５を流れる空気流量と、前記外側空気流路１６を流れる空気流量との比率を調整する機能を有する。この第二流量調整機構２２は、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５の入口側に位置する第三ダクト２３に設けられ、この第三ダクト２３の流路を開閉する第二開閉板３７およびこの第一開閉板３７を回動して開度調整を行う第二モータ３８から構成される。
【００４７】
また、前記制御器５は、ボイラの負荷を検出する負荷検出器３９などからの信号を入力して、前記第一電磁弁〜第三電磁弁９，１０，１１，前記燃料ポンプ１２，前記送風機２，前記第一モータ３６および前記第二モータ３８を予め記憶された処理手順に従い制御する。
【００４８】
以上の如く構成される実施例の作用を説明する。高燃焼時、前記制御器５は、前記第一電磁弁〜第三電磁弁９，１０，１１を開くと共に、前記燃料ポンプ１２を駆動し、前記第一ノズル〜第三ノズル６，７，８から燃料を噴霧する。また、前記送風機２を駆動すると共に、前記第一モータ３６および前記第二モータ３８を制御して前記第一開閉板３５および前記第二開閉板３７の開度を調節する。この開度は、前記第二ダクト２１を流れる空気量と前記第三ダクト２３を流れる空気量との比が、一例として約９対１の割合となるように調整する。
【００４９】
これにより、前記送風機２から供給される燃焼用空気量のうち約１割が前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５を通して前記ノズル１周囲へ供給され、残りの約９割が前記外側空気流路１６を通して前記ノズル１周囲へ供給される。この燃焼用空気と前記第一ノズル６,第二ノズル７および前記第三ノズル８から噴霧される燃料とがこれらノズ
ルの下流側において混合し、着火手段（図示省略）により着火されて、燃焼が行われ、図６に示すような比較的大きい火炎４０が形成される。
【００５０】
この高燃焼時、前記外側空気流路１６からの燃焼用空気が前記第二分割板３３により、分割されて火炎に供給されるので、分割火炎燃焼となり、生成ＮＯx値が低く保たれる。また、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５へ供給する空気量を多くして、流速を早めることにより、図６に示すように前記遮蔽板２６から離間してその下流側において保炎させている（空間保炎）。
【００５１】
中燃焼時は、燃焼量が高燃焼時の半分になるだけで、高燃焼時と同様に燃焼が行われる。高燃焼時と異なる点を中心に説明する。前記第一電磁弁９および第二電磁弁１０を開き、燃料噴霧量を高燃焼の半分とし、前記送風機２による送風空気量を高燃焼時の半分とする。前記第一開閉板３５および前記第二開閉板３７の開度は、高燃焼時と同様に、内側空気流路１３を流れる空気量と前記外側空気流路１６を流れる空気量との比が約１：９となるように構成している。この高中燃焼時、前記第一筒状体１７の中心に位置する前記第一ノズル６からも燃料が噴射されるので、安定した火炎を形成することができる。
【００５２】
中燃焼時の形成火炎は、図６の火炎より小さい高燃焼と低燃焼の中間の大きさで、前記一次空気流路１４の流速が高燃焼時より低下する結果、空間保炎される位置が高燃焼時よりも上流側へ移動する。この中燃焼時も、前記第一筒状体１７の中心に位置する前記第一ノズル６からも燃料が噴射されるので、安定した火炎を形成することができる。
【００５３】
つぎに、低燃焼時について説明する。前記制御器５は、前記第一電磁弁９のみを開き、前記第一ノズル６から燃料を噴霧する。また、前記送風機２による送風量を高燃焼時の約１割とすると共に、前記第一モータ３６を制御して前記第一開閉板３５を閉位置とし、前記第二モータ３８を制御して前記第二開閉板３７を全開状態とする。
【００５４】
これにより、前記燃焼用空気が前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５を通して供給されるので、前記第一開閉板３５を閉じない場合と比較して、前記ノズル周囲の空気流速の低下を抑えることができる。この実施例では、前記第一筒状体１７における流速を一例として２３ｍ／ｓｅｃ程度としている。因みに、高燃焼時および中燃焼時の前記第一筒状体１７における流速は、一例としてそれぞれ４０ｍ／ｓｅｃ，２０ｍ／ｓｅｃ程度である。
【００５５】
この結果、前記外側空気流路１６が閉鎖されるので、前記一次空気流路１４および前記二次空気流路１５を通して燃焼用空気が供給され、この燃焼用空気と前記第一ノズル６から噴霧される燃料とが混合して燃焼が行われ、図５に示すような小さい火炎４０が形成される。また、前記のように、前記外側空気流路１６の閉鎖により、流速低下が抑えられるので、燃焼不良が防止される。また、前記第一ノズル６から噴出される燃料へ供給される空気は、前記一次空気流路１４からの一次空気と前記二次空気流路１５からの二次空気とに分けて供給されると共に、前記二次空気流路１５からは複数に分割された空気流が形成されるので、低燃焼においても分割火炎燃焼が行われ、ＮＯx値を低いものとすることができる。
【００５６】
さらに、前記第一筒状体１７の流速を高い値に保持することにより、前記遮蔽板１６による旋回流が強められる。そして、前記遮蔽板２６の下流側に前記第一筒状体１７の下端部と同遮蔽板２６とで囲まれる下端開放の空間２９において混合気の循環流が形成される。これらの作用により、図５に示すように前記遮蔽板２６によって保炎された形状の火炎が形成され、失火の少ない火炎を形成することができる。
【００５７】
この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、前記第一流量調整機構４を前記第三筒状体１９に設け、低燃焼時前記外側空気流路１６を遮断するように構成することができる。この場合、この第一流量制御機構４は、前記内側空気流路１３の断面積と前記外側空気流路１６の断面積との合計の断面積を減少させているということもできる。前記断面積とは、燃焼用空気の流れを横断する方向における流路断面積である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施例の図２におけるＩ−Ｉ線の縦断面の説明図である。
【図２】同実施例の底面の説明図である。
【図３】同実施例の図２のIII−III線断面の説明図である。
【図４】同実施例の燃焼量と負荷，使用バーナおよび使用空気流路の関係を説明する図である。
【図５】同実施例の低燃焼時の火炎形成状態を説明する図である。
【図６】同実施例の高燃焼時の火炎形成状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ノズル
２  送風機
３  空気流路
４  第一流量調整機構
５  制御器
６  第一ノズル
７  第二ノズル
８  第三ノズル
１３  内側空気流路
１４  一次空気流路
１５  二次空気流路
１６  外側空気流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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