(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に濃混合気用炎口が形成された偏平な濃混合部と、一端側に淡混合気用炎口が形成された偏平な淡混合部とが、その幅方向を並設方向として交互に並設され、かつ、前記淡混合気用炎口に、その淡混合気用炎口から吐出する淡混合気を整流するための整流板が、前記並設方向と直交する方向に沿う姿勢で設けられている濃淡燃焼装置であって、
前記淡混合気用炎口に、前記淡混合気の流動により前記淡混合気用炎口に渦流を発生させるために、前記整流板よりも幅広の渦流形成部材が設けられ、
前記渦流形成部材が、前記並設方向と直交する方向に沿い且つ前記並設方向において前記整流板よりも幅広の第１渦流形成部材を備え、
その第１渦流形成部材が、前記淡混合気用炎口において、前記並設方向の両端部と中間部とに設けられている濃淡燃焼装置。
【請求項２】
前記渦流形成部材が、前記並設方向に沿う第２渦流形成部材を備え、その第２渦流形成部材が、前記淡混合気用炎口において、前記並設方向と直交する方向に沿って複数設けられている請求項１に記載の濃淡燃焼装置。
【請求項３】
前記第１渦流形成部材が、前記淡混合気用炎口において、前記並設方向の両端部と中央部とに設けられ、前記第２渦流形成部材が、前記両端部に設けられた第１渦流形成部材と前記中央部に設けられた第１渦流形成部材とにわたって設けられ、かつ、前記各第２渦流形成部材が、前記両端部側ほど幅広で、前記中央部側ほど幅狭のほぼ三角形状に構成されている請求項２に記載の濃淡燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一端側に濃混合気用炎口が形成された偏平な濃混合部と、一端側に淡混合気用炎口が形成された偏平な淡混合部とが、その幅方向を並設方向として交互に並設され、かつ、前記淡混合気用炎口に、その淡混合気用炎口から吐出する淡混合気を整流するための整流板が、前記並設方向と直交する方向に沿う姿勢で設けられている濃淡燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような濃淡燃焼装置は、濃混合部と淡混合部とを交互に並設して、濃混合気用炎口に生成される濃火炎に近接するように淡混合気用炎口が設けられ、淡混合気用炎口から吐出される淡混合気を濃混合気用炎口に生成される濃火炎により保炎しながら燃焼させて、全体として大きな空気混合率で燃料ガスを燃焼させ、窒素酸化物であるＮＯｘの発生を極力抑えながら、安定した燃焼が行えるように構成したもので、従来、淡混合気用炎口には、淡混合気を整流するための整流板のみが設けられていた（例えば、特開平７−２６９８１６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の濃淡燃焼装置では、ＮＯｘの発生をより一層抑えるために、例えば、燃料ガス全体としての空気混合率を大きくしながら、濃混合気に対する淡混合気の比率を大きくすると、淡混合気の流速が早くなり、下記のような問題があった。
つまり、淡混合気の流速が上がると、淡混合気用炎口に生成される淡火炎が不安定になってリフト現象を起こし、濃火炎による保炎が十分に行えなくなり、また、濃混合気用炎口と淡混合気用炎口が近接しているために、その淡火炎の影響を受けて濃火炎もリフト現象を起こして、バーナ全体としてリフト現象が生じる虞れがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、ＮＯｘの発生をより一層抑えながら、安定した燃焼が可能となる濃淡燃焼装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、淡混合気用炎口に、淡混合気の流動により淡混合気用炎口に渦流を発生させるために、整流板よりも幅広の渦流形成部材が設けられている。
つまり、渦流形成部材により淡混合気が吐出しない箇所を設け、その箇所に積極的に渦流を発生させるので、渦流による吸引力で淡火炎のリフト現象を抑えることができるとともに、淡火炎による濃火炎への悪影響を防止することができる。
したがって、空気混合率を大きくして、淡混合気の流速が上がっても、濃火炎による保炎作用を受けて十分に燃焼することができ、バーナ全体としてのリフト現象を抑制し、ＮＯｘの発生をより一層抑えながら、安定した燃焼が可能となる。
【０００６】
又、請求項１に記載の発明によれば、渦流形成部材が、並設方向と直交する方向に沿い且つ並設方向において整流板よりも幅広の第１渦流形成部材を備え、その第１渦流形成部材が、淡混合気用炎口において、並設方向の両端部と中間部とに設けられている。
つまり、濃火炎と淡火炎との間に淡混合気が吐出しない箇所を設けるとともに、淡火炎どうしの間にも淡混合気が吐出しない箇所を設け、濃火炎と淡火炎、あるいは、淡火炎どうしの間に渦流を発生させるので、その渦流によって淡火炎のリフト現象のみならず、濃火炎のリフト現象をも抑えることが可能となり、ＮＯｘの発生をより一層抑えながら、安定した燃焼が可能となる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、渦流形成部材が、並設方向に沿う第２渦流形成部材を備え、その第２渦流形成部材が、淡混合気用炎口において、並設方向と直交する方向に沿って複数設けられている。
したがって、並設方向と直交する方向の複数箇所にも、積極的に渦流を発生させて、淡火炎のリフト現象を抑えることができる。
つまり、請求項１との協働作用により、並設方向、および、並設方向と直交する方向の両方向において、リフト現象を抑えながら、淡火炎を保炎することができ、バーナ全体としてＮＯｘの発生をより一層抑えながら、安定した燃焼が可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、第１渦流形成部材が、淡混合気用炎口において、並設方向の両端部と中央部とに設けられ、第２渦流形成部材が、両端部に設けられた第１渦流形成部材と中央部に設けられた第１渦流形成部材とにわたって設けられ、かつ、各第２渦流形成部材が、両端部側ほど幅広で、中央部側ほど幅狭のほぼ三角形状に構成されている。
つまり、第１渦流形成部材を両端部と中央部だけに設けることで、流動抵抗の増大を防ぎながら、各第２渦流形成部材を、両端部側ほど幅広で、中央部側ほど幅狭のほぼ三角形状に構成することによって、その中央部側においては、比較的多量の淡火炎を燃焼させ、かつ、濃火炎と淡火炎とが互いに近接する両端部側においては、第２渦流形成部材を幅広にすることによって、淡混合気が吐出しない箇所を比較的広くし、渦流による吸引力を大きくして、火炎のリフト現象を抑えることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の濃淡燃焼装置を図面に基づいて説明する。
この濃淡燃焼装置は、図１〜４に示すように、バ−ナケ−ス１やバ−ナケ−ス１内に内装の角筒状の箱状枠体２などを備え、複数の偏平な板金製の濃混合部としての濃用バ−ナ３と、複数の偏平な板金製の淡混合部としての淡用バーナ４とが、その幅方向を並設方向として交互に並設されて箱状枠体２内に収納されている。なお、並設方向の両端部には、濃用バーナ３が配設されるようにしている。
また、前記バ−ナケ−ス１の下方には、燃焼用空気を供給するファン５が設けられ、その吐出口がバ−ナケ−ス１の底部と箱状枠体２の底部との間に形成の空気室６に連通されている。
【００１０】
前記濃用バ−ナ３は、図６に示すように、一連の板材を折り曲げて形成され、空気混合率の小さい濃混合気を噴出して燃焼させるためのもので、その上面側には、複数のスリット状の炎孔７ａからなる濃混合気用炎口７が形成されている。そして、この濃混合気用炎口７に連通する濃混合気流路８が、濃用バーナ３の幅方向の両側に膨出する状態で設けられ、濃混合気用炎口７と反対側の端部には、燃料ガスと燃焼用空気とを導入する濃用導入口９が設けられている。
【００１１】
前記淡用バーナ４は、図７に示すように、空気混合率の大きい淡混合気を噴出して燃焼させるためのもので、その上面側には、細長い矩形の開口からなる淡混合気用炎口１０が形成されている。そして、この淡混合気用炎口１０に連通する淡混合気流路１１が、淡用バーナ４の幅方向の両側に膨出する状態で設けられ、淡混合気用炎口１０とは反対側の端部には、燃料ガスと燃焼用空気とを導入する淡用導入口１２が設けられている。
そして、前記淡用バーナ４は、図４に示すように、淡混合気用炎口１０に隣接する箇所に、淡混合気用炎口１０から吐出される淡混合気を整流するための複数の波形の整流板１３が、細長い淡混合気用炎口１０の長手方向に沿う姿勢で、かつ、細長い淡混合気用炎口１０の長手方向のほぼ全域にわたって設けられ、この整流板１３の上端が、淡混合気用炎口１０と略面一になり、平面視で網目状になるように構成されている。
【００１２】
さらに、前記淡用バーナ４には、淡混合気用炎口１０に、淡混合気の流動により淡混合気用炎口１０に渦流を発生させるために、前記整流板１３よりも幅広の渦流形成部材Ｕが設けられている。この渦流形成部材Ｕは、前記バーナ３，４の並設方向と直交する方向に沿う姿勢で設けられている第１渦流形成部材１７と、前記バーナ３，４の並設方向に沿う姿勢で等間隔に設けられている複数の第２渦流形成部材１８とから構成されている。
そして、第１渦流形成部材１７は、淡混合気用炎口１０において、前記並設方向の両端部と中間部とに位置して、淡混合気用炎口１０の長手方向のほぼ全域にわたって設けられている。また、第２渦流形成部材１８は、淡混合気用炎口１０の両端部に設けられた第１渦流形成部材１７ａと淡混合気用炎口１０の中央部に設けられた第１渦流形成部材１７ｂとにわたって設けられ、かつ、淡混合気用炎口１０の両端部側ほど幅広で、淡混合気用炎口１０の中央部側ほど幅狭のほぼ三角形状に構成されている。
【００１３】
濃用バ−ナ３に設けられた濃用導入口９と、淡用バーナ４に設けられた淡用導入口１２とは、全て同一方向に向けて並設され、その並設状態において、濃用導入口９が上方に、淡用導入口１２が下方に位置するように構成され、両導入口９，１２の前面には、濃用の燃料ガスと淡用の燃料ガスとを分配供給するガスヘッダ１４が設けられている。
このガスヘッダ１４には、濃用ガスノズル１５と淡用ガスノズル１６とが設けられ、濃用ガスノズル１５が、各濃用導入口９に、淡用ガスノズル１６が、各淡用導入口１２にそれぞれ臨んでいる。つまり、濃用ガスノズル１５は、濃用バーナ３と同数の数だけ設けられ、淡用ガスノズル１６は、淡用バーナ４の２倍の数だけ設けられている。
【００１４】
前記濃用導入口９は、開口面積が比較的小さく、主として各濃用ガスノズル１５からの燃料ガスの吹き込みによるエゼクタ作用で、空気室６からガスヘッダ１４側に流通する燃焼用空気の一部を所定の割合で吸引して、各濃用導入口９に導入するように構成されている。
このようにして、各濃用導入口９から導入された燃料ガスと燃焼用空気とは、屈曲した濃混合気流路８内を通流する間に互いに十分に混合され、混合後の濃混合気が濃混合気用炎口７から吐出されて燃焼される。
【００１５】
また、淡用導入口１２は、濃用導入口９よりも開口面積が大きく、上述のエゼクタ作用による効果が得られず、空気室６からガスヘッダ１４側に通流する燃焼用空気の一部を、主としてファン５の送風圧によって所定の割合で押し込み供給して、各淡用導入口１２に導入するように構成されている。
つまり、図２に示すように、バーナケース１の内周と箱状枠体２の外周との間には、箱状枠体２やバーナケース１を冷却するために、空気室６からの空気の一部が通流する隙間が設けられているが、その隙間の断面積は小さいので、空気室６やバーナケース１内の空気圧が高くなって、空気室６内の空気の大部分が淡用導入口１２に導入されるように構成されている。
このようにして、各淡用導入口１２から導入された燃料ガスと燃焼用空気とは、屈曲した淡混合気流路１１内を通流する間に互いに十分に混合され、混合後の淡混合気が淡混合気用炎口１０から吐出されて燃焼される。
【００１６】
また、ガスヘッダ１４には、濃用ガスノズル１５、淡用ガスノズル１６に燃料用ガスを供給するための図外のガス供給路に開閉弁、供給ガス量を調整する調整弁がそれぞれ備えられ、装置全体として、所望の加熱量に合わせて調整することができる。
【００１７】
そして、図５に示すように、第１渦流形成部材１７ａ，１７ｂにより、淡混合気用炎口１０において淡混合気が吐出しない箇所を設けることによって、積極的に渦流を発生させ、その渦流の吸引力で淡火炎のリフト現象を抑えることができ、さらに、たとえ、淡火炎がリフト現象を起こしても、淡火炎による濃火炎への悪影響を防ぐことができる。
したがって、ＮＯｘの発生をより一層抑えるために、燃料ガス全体としての空気混合率を大きくしながら、濃混合気に対する淡混合気の比率を大きくして、淡混合気の流速が早くなっても、渦流を発生させることにより、淡火炎のリフト現象を防止し、かつ、淡火炎による濃火炎への悪影響を防止することができる。
【００１８】
また、第２渦流形成部材１８においても、第１渦流形成部材１７ａ，１７ｂと同様に、淡混合気用炎口１０において淡混合気が吐出しない箇所を前記バーナ３，４の並設方向に等間隔で複数設けることによって、それぞれの第２渦流形成部材１８で積極的に渦流を発生させ、その渦流の吸引力で淡火炎のリフト現象を抑えることができる。
したがって、前記バーナ３，４の並設方向、および、並設方向と直交する方向の両方向において、リフト現象を抑えながら、淡火炎を保炎することができ、バーナ全体としてＮＯｘの発生をより一層抑えながら、安定した燃焼が可能となる。
【００１９】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、渦流形成部材Ｕとして、第１渦流形成部材１７と第２渦流形成部材１８とを設けるようにしているが、第１渦流形成部材１７だけを設けるようにしてもよく、あるいは、第２渦流形成部材１８だけを設けるようにしてもよい。
【００２０】
（２）上記実施形態では、各第２渦流形成部材１８が、並設方向の両端部側ほど幅広で、並設方向の中央部側ほど幅狭のほぼ三角形状に構成されているが、このような構成に限られることはなく、並設方向において同じ幅になるように構成してもよい。
【００２１】
（３）上記実施形態では、整流板１３を波型に形成しているが、整流板１３の形状や枚数はこれに限ることなく、その他種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】濃淡燃焼装置の一部切欠き斜視図
【図２】濃淡燃焼装置の縦断側面図
【図３】濃淡燃焼装置の縦断背面図
【図４】濃淡燃焼装置の一部上面図
【図５】濃火炎と淡火炎の関係を示す図
【図６】濃用バーナの斜視図
【図７】淡用バーナの斜視図
【符号の説明】
３              濃混合部
４              淡混合部
７              濃混合気用炎口
１０            淡混合気用炎口
１３            整流板
１７            渦流形成部材としての第１渦流形成部材
１８            渦流形成部材としての第２渦流形成部材
【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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【図７】
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