(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒の混合部に連通させると共に、前記空気噴出ノズルは、前記酸化剤導入外筒の外周に設けた蓄熱室に連通させたことを特徴とする蓄熱燃焼装置。
【請求項２】
燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、燃料導入筒に連通させると共に、前記空気噴出ノズルは、前記燃料導入筒の外周に設けた蓄熱室に連通させたことを特徴とする蓄熱燃焼装置。
【請求項３】
燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒の混合部に連通させ、前記酸化剤入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒は、下部蓄熱室に蓄熱体を設け、その下部蓄熱室と連通する上部蓄熱室を貫通して設けると共に、前記空気噴出ノズルは、前記上部蓄熱室に連通させたことを特徴とする蓄熱燃焼装置。
【請求項４】
燃料噴出ノズルは、複数個に構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄熱燃焼装置。
【請求項５】
長孔状空気噴出ノズルの噴出部は、長円孔に構成したしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄熱燃焼装置。
【請求項６】
長孔状空気剤噴出ノズルの噴出部は、円弧状スリットに構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄熱燃焼装置。
【請求項７】
長孔状空気噴出ノズルは、複数個に構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の蓄熱燃焼装置。
【請求項８】
長孔状空気噴出ノズルは、内側に向けて角度を持たせたことを特徴とする請求項１、２、３，５，６又は７記載の蓄熱燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、一対の蓄熱燃焼装置を炉体に取着けて、一方の蓄熱燃焼装置が燃焼している時は、他方の蓄熱燃焼装置を通して排気させ、この排気の際に、内蔵した蓄熱体を加熱し、次に、前記他方の燃焼装置が燃焼している時は、前記加熱された蓄熱体に燃焼用空気を通過させて、これを昇温して燃焼に供させる。この燃焼を交互に、例えば、６０秒毎に繰り返すことにより、炉体内の被熱物を加熱するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の場合、形成される火炎形状が考慮されていないので、蓄熱燃焼という非常に効率の優れた燃焼装置にもかかわらず、燃焼空間に制限があるような加熱炉には適用できず、また、窒素酸化物の発生について課題があった。本発明は、蓄熱燃焼装置という優れた装置に汎用性を持たせ、同時に燃焼に際して、窒素酸化物の発生の抑制を図かることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明では、まず、燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記長孔状空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒の混合部に連通させると共に、前記長孔状空気噴出ノズルは、前記酸化剤導入外筒の外周に設けた蓄熱室に連通させた蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【０００５】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記長孔状空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、燃料導入筒に連通させると共に、前記長孔状空気噴出ノズルは、前記燃料導入筒の外周に設けた蓄熱室に連通させた蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【０００６】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、燃料噴出ノズルを挟んで一対の長孔状空気噴出ノズルを対向して設けて、前記燃料噴出ノズルを、前記長孔状空気噴出ノズルの包絡範囲内に形成し、前記燃料噴出ノズルは、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒の混合部に連通させ、前記酸化剤導入外筒とその内部に設けた燃料導入内筒は、下部蓄熱室に蓄熱体を設け、その下部蓄熱室と連通させた上部蓄熱室を貫通して設けると共に、前記長孔状空気噴出ノズルは、前記上部蓄熱室に連通させた蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【０００７】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、燃料噴出ノズルは、複数個に構成した蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【０００８】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、長孔状空気噴出ノズルの噴出部は、長円孔に構成したした蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【０００９】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、長孔状空気噴出ノズルの噴出部は、円弧状スリットに構成した蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【００１０】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、長孔状空気噴出ノズルは、複数個に構成した蓄熱燃焼装置を提供するものである。
【００１１】
また、上述した課題を解決するために、本発明では、長孔状空気噴出ノズルは、内側に向けて角度を持たせた蓄熱燃焼装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は、燃料噴出ノズルであって、この燃料噴出ノズル１を挟んで一対の長孔状空気噴出ノズル２を対向して設ける。前記燃料噴出ノズル１は、前記長孔状空気噴出ノズル１の破線で示す包絡範囲内８に形成される。そして、燃料噴出ノズル１は、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒３とその内部に設けた燃料導入内筒４の混合部５に連通する構成とする。更に、前記長孔状空気噴出ノズル２は、前記酸化剤導入外筒３に設けた蓄熱室６に連通する構成である。図２に於いて、燃料噴出ノズル１は、燃料導入筒７に直接連通させると共に、長孔状空気噴出ノズル２は、前記燃料導入筒７の外周に設けた蓄熱室６に連通させる構成とする。燃料噴出ノズル１と長孔状空気噴出ノズル２との構成関係は、図１の実施例の場合と同様である。図３は、燃料噴出ノズル１は、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入する酸化剤導入外筒３とその内部に設けた燃料導入内筒４の混合部５に連通させ、酸化剤導入外筒３とその内部に設けた燃料導入内筒４は、下部蓄熱室１１に蓄熱体９を設け、それと連通した上部蓄熱室１０を貫通して設けると共に、前記空気噴出ノズル２は、前記下部蓄熱室１１に連通した上部蓄熱室１０に連通させた構成である。燃料噴出ノズル１と長孔状空気噴出ノズル２との構成関係は、図１の実施例の場合と同様である。図４ないし図６は、燃料噴出ノズル１と長孔状空気噴出ノズル２との構成関係と、形状の他の形態を示す実施例図である。図中破線の内側は、包絡範囲内８を示す。燃料噴出ノズル１は、対向して設けられた一対の長孔状空気噴出ノズル２の包絡範囲内８であれば、複数でもよいし、図のように単数でもよい。また、空気噴出ノズル２は、燃料噴出ノズル１を包絡範囲内８に挟んだ長孔状の構成であれば、図示の通り、長孔状、長円状、円弧状でもよいし、又、小さな複数の空気孔から成るものであってもよい。図で示すように、例えば、前記長孔状空気噴出ノズル２の噴出角度を、内側に向けて構成してもよい。この構成の場合には、後述するような特別の作用効果を発揮する。前記長孔状空気噴出ノズル２は、平行に噴出するように構成してもよいことは、もちろんである。
【００１３】
以上の構成の蓄熱燃焼装置を炉体に一対設置する。そして、燃料導入内筒４に燃料を導入し、酸化剤導入外筒３に化学量論比３０％以下の酸化剤、例えば、空気を導入すると、混合部５において両者は混合を開始しながら、燃料噴出ノズル１から炉内（図示せず）に噴出する。一方、給気部１２から蓄熱室６内に導入された空気は、蓄熱室６を経て、そこで加温されて空気噴出ノズル２から炉内に噴出する。こうして燃料と酸化剤の混合が炉内において良好に行われる。燃料噴出ノズル１と空気噴出ノズル２は、前記した形状と相互関係、即ち、燃料噴出ノズル１は、対向して設けられた一対の長孔状空気噴出ノズル２の包絡範囲内に挟まれた構成であるので、燃料が両側の長孔状空気噴出ノズル２から噴出する帯状の空気によって挟まれて、その方向への燃料の広がりが抑制される状態になり、その状態で燃焼が進行されるので、短炎で扁平な良好火炎が形成される。また、この時、酸化剤導入外筒３から供給される酸化剤は化学量論比３０％以下なので、窒素酸化物の生成を大幅に助長することなく、且つ連続着火による保炎性能を向上させることができ、燃焼の安定が一層向上する。燃料噴出ノズル１は、複数個に分割構成してもよく、また、燃料噴出ノズル１の噴出面の形状は、実施例図で例示するような形状で同様な作用効果が達成できる。また、図で示すように、その噴出角度を、内側に向けて構成する場合には、左右の長孔状空気噴出ノズル２の噴出形状は長孔状である故に有効に機能する。即ち、この場合には、燃料と空気は早目に混合して燃焼が促進さるが、燃料は、空気によって良好に包み込まれ、且つ拡大を抑制されながら、混合燃焼が促進されるので、より短炎で良好な安定した扁平火炎が形成される。また、長孔状空気噴出ノズル２を円形状に構成することが考えられるが、この場合には、燃料噴出ノズル１及び長孔状空気噴出ノズル２は、しっかりと同一面上に噴出する構成としなければ、扁平火炎は形成されず、しかも、角度を持たせた場合には、その角度を急角度に構成すると、同様に扁平火炎が形成されないので、火炎の長さに対する自由度は、極めて低い。しかしながら、本発明は、前記した構成であるので、燃料噴出ノズル１及び空気噴出ノズル２は、同一面上に構成しなくても、良好な扁平火炎が形成されと共に、図３で示すようなかなりの角度を形成しても、前記詳述した通り、良好な火炎が形成されるので、火炎長に対する自由度は非常に大きくなり、その利点は頗る大である。このような蓄熱燃焼装置を燃焼空間に制限があるような各種加熱炉に適用すると、最適な加熱炉を提供することができる。即ち、良好な扁平火炎が炉内のインナーカバーや鍋に直接当たることが少なくなり、炉自体の寿命を大幅に改善することができる上、熱が有効に消費されるため、熱効率の向上に貢献できる。蓄熱燃焼装置は、一方が燃焼している時は、その排気は、他方の蓄熱燃焼装置の燃料噴出ノズル１と長孔状空気噴出ノズル２を介して排気され、蓄熱室６の蓄熱体を加熱して主として給気部１２から排気される。以上燃焼を、例えば、６０秒毎に繰り返して実行する。図２の実施例の場合には、化学量論比３０％以下の酸化剤を導入しない例であり、図３の場合には、蓄熱室を、上部蓄熱室１０と下部蓄熱室１１に分けて構成した例である。この場合には、蓄熱室が大きく採れ蓄熱効果が一層向上する。
【００１４】
以上のように、燃料と酸化剤は、その噴出エネルギーにより、周囲の炉内ガスを吸引混合して酸素分圧が低下、二つの流体（燃料と酸化剤）は、ある離隔距離で、ゆるやかに混合しながら、燃焼が進行する。即ち、効果的な炉内ガスの伴流混合燃焼により、局部的な高温部が形成されず、均一な低温燃焼を実行することができる。このような燃焼により、窒素酸化物の発生が効果的に抑制することができる。その上、形成される良好な扁平火炎は、前記した通り、短く、しかも、扁平であるので、燃焼空間に制限のある各種加熱炉には、格段の効果を発揮する。即ち、炉体の壁に火炎が直接衝突しないので、炉体の過熱を防止することができ、炉自体の寿命を大幅に改善することができる。このことは、同時に、熱の無駄が省けるので、経済的にも、非常に貢献することができる
【００１５】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
即ち、蓄熱燃焼装置のように、予熱された空気を燃焼に用いる場合には、通常、ＮＯｘ排出レベルは高くなる傾向にあるが、本発明によれば、前記した通りの局部過熱の防止により、ＮＯｘ排出レベルを低レベルに抑制することができると共に、加熱炉に適用した場合、扁平で短炎の良好な火炎が形成できるため、炉壁、炉内の鍋等を過熱することがなく、炉体の寿命を大幅に向上させることができ、このことは、また、熱の損失を大幅に除去することができるので、省エネ効果が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る燃焼装置の断面的説明図である。
【図２】  本発明に係る他の燃焼装置の断面的説明図である。
【図３】  本発明に係る他の燃焼装置の断面的説明図である。
【図４】  本発明に係る燃焼装置の要部説明図である。
【図５】  本発明に係る燃焼装置の要部説明図である。
【図６】  本発明に係る燃焼装置の要部説明図である。
【符号の説明】
１                    燃料噴出ノズル
２                    長孔状空気噴出ノズル
３                    酸化剤導入外筒
４                    燃料導入筒
５                    混合部
６                    蓄熱室
７                    燃料導入筒
８                    包絡範囲内
９                    蓄熱体
１０                  上部蓄熱室
１１                  下部蓄熱室
１２                  給気部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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