JPH0740819Y2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、噴霧ノズルの前方に設けた混合管へ燃焼ガス
を循環させて空気と燃料の混合体をガス化燃焼させるよ
うにした燃焼装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図乃至第６図に示す燃焼装置１を用いた熱交換装置
２は、本出願人の先願に係る特公平１−24963号公報に
掲載されたものである。この熱交換装置２は、罐体３の
下部に設けられた円筒状の燃焼室４内へ臨んで燃焼装置
１が取り付けられている。燃焼装置１にあっては、燃焼
用空気の送風管５内に噴霧ノズル６が取り付けられてお
り、また先端開口部には燃料と空気の噴出孔７及び８を
備えた噴出板９が取り付けられている。送風管５の前方
には、燃焼ガスの循環流入口10を形成すべく混合管11が
取り付けられている。そして、この混合管11内には、保
炎筒12及び副保炎筒13と、前記保炎筒12内に配設された
保炎板14とが装着されている。

噴霧ノズル６より噴出された燃料粒子は、送風管５より
噴出される新鮮空気と混合される。そして、この混合気
は循環流入口10より吸引される燃焼ガスにより、暖めら
れてより微粒子化されるか又はガス化される。燃焼炎は
保炎板14に保持され、保炎筒12内の全体に広がって燃焼
する。

〔考案が解決しようとする課題〕

而して、最近では熱交換装置２の全体を小型化する傾向
にある。これは、特に罐体３の直径を小さくすること
で、全体をコンパクト化するようにしている。ところ
が、このように罐体３を小さくすると、燃焼室４の容積
が低下し、同一の燃焼装置１を用いた場合の燃焼室４内
の圧力が高くなる。それ故、噴出空気圧を高く設定し、
高負荷で燃焼させることが必要であった。

ところが、高負荷で燃焼させると、今度は以下に説明す
るような不具合があり、コンパクト化の要請と調和する
ことができないでいた。不具合の一つは、排ガス中のCO
濃度が増加するということである。その原因は、複雑な
要素が絡み合って明確にはできないが、大きな原因とし
ては、高速で噴出される燃料粒子，新鮮空気，循環ガス
の混合体が副保炎筒13に接触してその内面側で渦流を発
生し、この渦流により燃料粒子，新鮮空気，循環燃焼ガ
スの混合が不均一となるためと考えられている。また他
の不具合は、燃焼室４内の圧力が高いために燃焼炎が安
定し難く、振動燃焼が発生し易くなるということであ
る。更に別の不具合は、気温が低下すると燃料の粘度は
高くなり、空気密度は重くなる傾向にあるが、両者の変
化は比例するものではなく、結果として空気／燃料比が
変化することになる。そのため、このような条件におい
て、燃焼装置１を用いた場合には安定燃焼を伊豆するこ
とができず、燃焼がすぐに不可能になるという欠点があ
った。つまり、安定燃焼し得る幅が小さくなるという欠
点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したも
のであって、コンパクト化の要請を達成しながら，安定
燃焼の幅が大きい燃焼装置を提供せんとするものであ
る。

而して、前記課題を解決すために本考案が採用した手段
は、燃焼室内へ向かって先端開口部が位置付けられた燃
焼用空気の送風管と、該送風管の内部に配設された液体
燃料用の噴霧ノズルと、空気及び燃料の噴出孔を備え前
記送風管の先端開口部に取り付けられた噴出板と、前記
送風管の先端開口部に燃焼ガスの循環流入口を形成して
連結された混合管と、混合管内に取り付けられた保炎筒
と、保炎筒の中心部に取り付けられた保炎板と、保炎筒
の外周側に取り付けられた環状の副保炎板とで構成した
ことを特徴とする燃焼装置である。

〔作用〕

燃焼炎は、保炎筒内の保炎板と、保炎筒外周側の副保炎
板とにより保持される。従って、燃焼炎の領域が、副保
炎板に保持される分だけ従来の場合に比較して保炎筒の
外周側に拡大する。そのため、燃焼炎が安定し、高負荷
運転中に燃焼油量の変動があっても不安定な燃焼となる
ことがなく、またCO濃度の低減及びススの発生等を抑止
することが可能である。

〔実施例〕

以下に、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて説
明すると次の通りである。

第１図乃至第３図は本考案の一実施例に係るものであ
り、第１図は燃焼装置21の全体を示す半縦断面側面図、
第２図は同正面図、第３図は燃焼装置21を設置した熱交
換装置22を示す縦断面図である。第３図に示す如く、こ
の実施例の熱交換装置22は、罐体23の直径が極めて小さ
く全体がコンパクトに形成されている。もちろん、燃焼
室24の容積は、第４図及び第５図に示す本出願人が先に
出願した熱交換装置２の燃焼室４の容積よりも極めて小
さいものである。第３図において、25は煙管,26はこの
煙管25内に配設されたバッフルプレートであり、27は排
気煙突である。

第１図及び第２図に示す如く、燃焼装置21は、送風管28
内に燃料の噴霧ノズル29と、燃料と新鮮空気の混合気に
着火を行うための電極棒30とを有している。また送風管
28の先端開口部には、燃料及び空気の噴出板31が一体形
成により設けられている。この噴出板31は、燃料及び新
鮮空気を同時に噴出する中央噴出孔32と、その周囲に環
状に複数個が穿設された高速空気噴出孔33と、両孔32及
び33の中間において環状に複数個が穿設された渦流発生
防止用の空気噴出小孔34とを有している。この空気噴出
小孔34は、過剰空気供給状態において、中央噴出孔32及
び高速空気噴出孔33から噴出される高速の空気流によ
り、両噴出孔32及び33の間において、渦流による負圧が
発生し、該渦流が燃焼炎を引き込むのでこれを防止する
ためのものである。つまり、前記両噴出孔32及び33の中
間から空気を噴出することで、該領域が負圧になること
を防止するものである。

送風管28の前方には、燃焼ガスの循環流入口35を環状に
形成すべく、送風管28から所定寸法だけ間隔を置いて円
筒状の混合管36が取り付けられている。そして、混合管
36の先端中央部にはテーパーコーン状の保炎筒37が取り
付けられている。この保炎筒37の内部には、円板状のパ
ンチングメタルである保炎板38が設けられている。また
保炎筒37の外周側には、パンチングメタルである副保炎
板39が設けられている。この副保炎板39は、垂直面部39
aと水平面部39bとを有しており、水平面部39bは高速空
気噴出孔33と同一軸線上に配設されている。

次に、このように構成された装置の動作態様を説明す
る。而して、ここにおいて注目すべきは、本実施例の熱
交換装置22の罐体23の大きさはコンパクト化の要請から
極めて小さいものであり、燃焼室24の容積も小さいとい
うことである。従って、燃焼時の燃焼室内圧力が高く、
新鮮空気の送風圧力も従来の場合よりも高く設定されて
いるということである。

このような燃焼装置21にあって、噴霧ノズル29から噴射
された燃料粒子は、先ず電極棒30のスパークによって点
火され、最初のうちは、噴出板31の先端近傍で黄炎燃焼
を始める。この状態では、空気が過剰である。その後、
燃焼炎は次第に噴霧方向へ移動し、保炎筒37の保炎板38
及び保炎筒37外周の副保炎板39へ達するようになる。そ
の途中の混合管36にあっては、燃焼炎が整流される。そ
して、燃焼炎はこれらの保炎板38及び副保炎板39で安定
し、定常燃焼が維持される。このように本実施例にあっ
ては、燃焼炎が保炎板38と、副保炎板39とに保持された
状態で燃焼する。そのため、燃焼炎の領域が従来の場合
に比較して副保炎板39に保持される分だけ拡大し、極め
て安定した燃焼が行われる。

定常運転状態になると、燃焼ガスが循環流入口35から吸
引され、燃料粒子と新鮮空気との混合気へ混和する。そ
のため、燃料粒子と新鮮空気とが暖められ、燃料粒子は
より一層微粒子化されるか又はガス化され、青炎燃焼が
得られる。即ち、燃料粒子と新鮮空気と循環燃焼ガスの
三者が混合管36内で混和された後に整流され、過剰空気
で燃焼していたものが理論空気比に近い、しかも整流さ
れた理想の燃焼となる。つまり、燃焼ガスが再循環し、
再び燃焼するために低NO_×化が実現できる。

而して、燃焼室内の燃焼圧が高い状態で燃焼を行うと、
一般的には新鮮空気の送風圧力及び燃焼油量の僅かの変
動により、燃焼炎が振動し、黄炎燃焼となったり、CO濃
度が高くなったり、更にはススが多量に発生するという
欠点がある。然しながら、本実施例の燃焼装置21にあっ
ては、前述した如く、燃焼炎が保炎板38と副保炎板39と
の双方によって保持され、その領域が格段に拡大されて
いるため、極めて安定した燃焼を得ることが可能であ
る。従って、本装置21では、送風圧力や燃焼油量の多少
の変動があっても振動燃焼は発生し難くなる。つまり、
安定燃焼を維持することができる下限値と上限値の間の
領域幅を大きくすることが可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案にあっては、燃焼炎を保炎筒
内の保炎板と、保炎筒外周の副保炎板との双方で保持
し、燃焼炎の領域を拡大することができる。そのため、
燃焼室の容積が小さく、燃焼圧が高い場合であっても振
動燃焼が発生し難くなり、熱交換装置等のコンパクト化
を実現することが可能である。また従来の副保炎筒を省
略することができるので、CO濃度の低減を図ることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の一実施例に係るものであ
り、第１図は燃焼装置の半縦断面側面図、第２図は同正
面図、第３図は燃焼装置を組み込んだ熱交換装置の縦断
面図、第４図乃至第６図は本出願人が先に出願した従来
技術に係るものであり、第４図は熱交換装置の縦断面
図、第５図はその横断面平面図、第６図は燃焼装置の部
分断面斜視図である。 21……燃焼装置、24……燃焼室 29……噴霧ノズル、28……送風管 31……噴出板、32乃至34……噴出孔 35……循環流入口、36……混合管 37……保炎筒、38……保炎板 39……副保炎板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室内へ向かって先端開口部が位置付け
   られた燃焼用空気の送風管と、該送風管の内部に配設さ
   れた液体燃料用の噴霧ノズルと、空気及び燃料の噴出孔
   を備え前記送風管の先端開口部に取り付けられた噴出板
   と、前記送風管の先端開口部に燃焼ガスの循環流入口を
   形成して連結された混合管と、混合管内に取り付けられ
   た保炎筒と、保炎筒の中心部に取り付けられた保炎板
   と、保炎筒の外周側に取り付けられた環状の副保炎板と
   で構成したことを特徴とする燃焼装置。