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    公开号:WO1992014095A1
    申请号:PCT/JP1992/000114
    申请日:1992-02-05
    公开日:1992-08-20
    发明作者:Kazutada Momoda
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:F23D11-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] 燃焼装置
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は石油ファ ンヒータ等に用いられる予混合式の燃焼装 置に関するものである。
    [0006] 背景技術
    [0007] 従来この種の燃焼装置は図 5 に示すように、 シーズヒータ 2 1 を埋設した気化筒 2 2の上部開口に有天筒状のバーナヘッ ド 2 3を覆着して構成してあり、 気化筒 2 2内に供給され気化し た気化燃料と燃焼用空気との混合ガスはバーナヘッ ド 2 3内に 導かれ、 その周壁全周にわたって多数設けられた炎孔 2 4 より 噴出し金網 2 5を介して火炎 2 6を形成する。 なお図中 2 7は 燃料を気化筒 2 2内に供給するノズル、 2 8 は同気化筒 2 2内 に燃焼用空気を供給する送風管、 2 9は送風管 2 8 と気化筒 2 2 とを連結したスロー ト、 3 0は混合ガス流入口 3 0 aを有す る気化筒蓋、 3 1 は多数の孔を有する抵抗板、 3 2は開口 3 2 aを有する筒、 3 3は点火電極、 3 4は火炎検出センサ一とし てのフレームロ ツ ドである。
    [0008] 発明が解決しょう とする課題
    [0009] 上記従来の燃焼装置はバ一ナヘッ ド 2 3に形成される各炎孔 2 4が 3誦 X 1 0匪と縦長楕円形状に形成してあって、 その単 一開口面積が大き く なつていた。 これは従来の燃焼装置が燃焼 可変幅をあま り意識せずただ単にその燃焼装置の最大燃焼量に 応じて決定されていたからである。 そのためこのような従来の 燃焼装置では窒素酸化物 （NO x) の排出量が多く、 かつ燃焼 可変幅 （T u r n D o wn R a t i o ) も 3 2 0 0〜 1 1 0 0 k c a 1 /hと狭いものであった。
    [0010] 即ち、 炎孔 2 4に形成される火炎 2 6のボリュームがある程 度以上の規模のものになると火炎温度も火炎ボリゥムに比例し て高温になり、 火炎温度を高める結果となる。 したがって排出 量が火炎雰囲気温度に大きく依存する NO Xに関しては高いも のとなつていた。
    [0011] また、 最大燃焼量と最小燃焼量の可変幅を拡大させる為最小 燃焼量をダウンさせると、 火炎 2 6が炎孔 2 4に密着し上部の 金網 2 5の温度が非常に高くなり金網自体の耐熱性に問題があ るとともに逆火の可能性もあり、 燃焼可変幅を拡大することは できなかった。
    [0012] このため単一炎孔面積を小さく し炎孔負荷を上げる事によつ て対応することを考えたが、 この対策では最小燃焼時のわずか な空燃比のずれによってもリ フ トしやすくなつて火炎 2 6の保 炎力が弱くなるとともに、 この火炎 2 6によって大きな影響を 受ける気化筒 2 2の温度が下がり、 燃料の気化性能に悪影響を 及ぼすという課題があった。
    [0013] 発明の開示
    [0014] 本発明は上記課題を解決するもので、 燃焼可変幅の拡大を図 り、 NO xの排出量を抑制しつつ良好な気化、 燃焼性能が得ら れるようにすることを目的としたものである。
    [0015] 本発明は上記従来の課題を解決するため、 第 1 の発明ではバ 一ナヘッ ドの炎孔は周壁全域に多段にわたって多数設けるとと もに、 周壁上部に位置する炎孔は微小透孔に、 周壁下部に位置 する炎孔は上記微小透孔ょり大きめの透孔とし、 かつ前記バー ナヘッ ドの周壁外周に金網等の多孔板体を密着させて構成して あり、 また第 2の発明では前記バーナヘッ ドの炎孔はバ一ナヘ ッ ド外側の開口がバーナヘッ ドへ内側の開口より も大き く なる ようにその周壁全域に多段にわたって多数形成するとともに、 周壁上部に位置する炎孔の内側の開口は微小透孔に、 同周壁下 部に位置する炎孔の内側開口は上記微小透孔ょり大きめの透孔 とし、 かつ前記バーナヘッ ドの周壁外周に金網等の多孔板体を 密着させて構成してある。
    [0016] 本発明は上記構成によって、 第 1 の発明では炎孔の単一開口 面積が小さいのでその火炎ボリ ュームも小さ く火炎温度も低下 し、 N O Xの排出量が抑制される。 また、 金網温度が高く なる バーナヘッ ド上部の炎孔を微小炎孔で構成することにより、 混 合ガスの噴出流速が増し、 かつ火炎ボリゥ厶は益々小さ くなつ て金網温度を低下させることができる。 さらに、 保炎力が弱く なりがちなバーナヘッ ドの下部炎孔を上部炎孔ょり大きめの炎 孔とすることで、 混合ガスの噴出流速を低下させ、 かつ従来よ りは小さいものの比較的大きな火炎ボリ ゥムとして、 保炎力を 強くすることができ、 よって気化筒への熱回収がよくなつて気 化筒の温度低下を防止し良好な気化、 燃焼性能を得ることがで さる。
    [0017] また、 第 2の発明ではバ一ナヘッ ドに設けた炎孔がバーナヘ ッ ド内周側に形成される微小透孔によってその単一開口面積が 規制されるのでそこに形成される火炎ボリ ュームも小さ く なり、 N O xの排出量がより低減されることになる。 さらに、 上記各 炎孔は微小透孔の外周側に大きめの透孔がある為、 この微小透 孔に形成される火炎は大きめの透孔部分で流速低下を起こし、 その大きめの透孔の孔縁に強力に付着した火炎状態となる。 そ の為、 非常に保炎力の強い火炎を形成するとともに孔緣以外の 炎孔中央部では孔縁に比べ火炎流速が大となるため金網温度も それ程上昇せず、 燃焼可変幅の拡大に伴う逆火の恐れもなくな ο
    [0018] また、 バーナヘッ ドの各炎孔はそれぞれ下部炎孔が上部炎孔 に比べ大きめの炎孔となっている為、 気化筒近傍に位置する下 部炎孔で形成する火炎は前述した噴出流速の低下等によっても その保炎性が増し、 それによつてバーナヘッ ドから気化筒への 熱回収が促進され燃焼可変幅の拡大 （最小燃焼量の低下） に伴 う気化筒温度の低下を抑制して良好な気化、 、 燃焼性能を得る ことができる。
    [0019] 図面の簡単な説明
    [0020] 第 1 図は本発明の一実施例における燃焼装置の断面図、 第 2 図は上記燃焼装置の炎孔部拡大断面図、 第 3図は上記燃焼装置 の全体構成を示す断面図、 第 4図は本発明の他の実施例におけ るバーナヘッ ド部分を示す要部断面図、 第 5図は同さらに他の 実施例におけるバーナヘッ ド部分を示す要部断面図、 第 6図は 従来の燃焼装置の断面図である。
    [0021] 発明を実施するための最良の形態
    [0022] 以下本発明の実施例をバーナヘッ ドが二重構成のものの場合 を例にして説明する。 図 1 〜図 3において、 1 は上部を開口した有底筒状の気化筒 で、 シ一ズヒータ 2が埋設されている。 3は上記気化筒 1 の開 口縁部 1 aにその下部周縁のフランジ部を載置してビス止めし た有天筒状のバーナヘッ ドで、 外側の第 2のバーナヘッ ド 3 a とその上部内側に圧入した内側の第 1 のパーナヘッ ド 3 b とで 構成してある。 上記外側の第 2のバ一ナヘッ ド 3 aには周壁全 周に上部から下部にかけて直径 3 nun、 3 . 5 mm, 4 mmの順に大 きめの透孔 4 a、 4 b、 4 c力 また内側の第 1 のバーナヘッ ド 3 bにも周壁全周に上部から下部にかけて直径 1 . 5 mm、 1 . 8 mm, 2 . 6 mmの順に微小透孔 5 a、 5 b、 5 cが形成してあ り、 これら各透孔は同軸上に設けてそれぞれが対向するように 設定し、 炎孔 6 a、 6 b、 6 cを形成している。 7は上記外側 の第 2のバーナヘッ ド 3 aの外周に張設し、 周壁全周の下部透 孔 4 c間にスポッ ト溶接した金網である。
    [0023] 8は上記バーナヘッ ド 3内に設け前記気化筒 1 の開口部を覆 つた気化蓋で、 その中心下部開口は小径に絞り込んで混合ガス 流入口 8 a としてある。 9 は上記気化筒蓋 8の混合ガス流入口 8 aに対向した位置に多数の小孔が開いた抵抗板で前記パーナ ヘッ ド 3に圧接固定されている。 1 0は炎孔 6 a、 6 b、 6 c から噴出する混合ガスに点火する為の点火電極、 1 1 は火炎、 1 2は火炎検出センサ一としてフ レームロッ ドである。 1 3は 気化筒 1 内部に燃焼用空気を送る送風管で、 先端スロー ト部 1 3 aの空気口 1 4 は前記気化筒 1 の壁面に設けられており、 他 方は送風機 1 5へと連通している。 1 6は燃料ポンプ 1 7から の送油管 1 8 に連通されたノズルで、 送風管 1 3内部を通して 気化筒 1 内部に臨ませてある。
    [0024] 上記構成において、 シーズヒータ 2に通電され気化筒 1 が所 定の温度に加熱されると、 送風機 1 5が始動して燃焼用空気が 送風管 1 3を通って空気口 1 4から気化筒 1 内部に送られ、 ま た燃料ポンプ 1 7 も始動して燃料が送油管 1 8を通してノズル 1 6 より気化筒 1 内部に噴出される。 気化筒 1 内部に噴出され た液体燃料は加熱された気化筒 1 の側壁面で気化され、 燃焼用 空気と混合した後バーナヘッ ド 3へと送られ、 炎孔 6 a、 6 b、 6 c より噴出する。 そしてこの混合ガスは点火電極 1 0からの 火花放電によって着火され火炎 1 1 を形成する。 この時、 上記 混合ガスは気化筒 1 の周壁に沿って上昇し気化筒蓋 8中央の混 合ガス流入口 8 aからバーナヘッ ド 3へと流れるため、 比較的 大きな未気化粒子があってもこれがそのままバーナヘッ ド 3内 へ入ることはなく、 比較的大きな未気化粒子が原因で生じる単 発的な黄火を抑えることができる。 また、 上記混合ガス流入口 8 aからの混合ガスは抵抗板 9によって分散されてバーナヘッ ド 3内にほぼ均一に分散するようになり、 火炎の偏りを抑える ようになる。
    [0025] ここで上記パーナヘッ ド 3の炎孔 6 a、 6 b、 6 cで形成さ れる火炎は、 実質的にその流量、 流速が内側にある内側の第 1 のバ一ナヘッ ド 3 bの微小透孔 5 a、 5 b、 5 cで規制されて いる為に、 非常に火炎ボリ ュームの小さな火炎となる。
    [0026] したがってその火炎温度も従来火炎に比べると低く火炎長も 短くなる為、 パーナ周辺雰囲気温度を極力低下させることがで きる n よって火炎雰囲気温度の低い燃焼状態が得られ、 その排 出量が火炎温度に大き く依存する N O Xの発生を抑制すること ができる。
    [0027] また上記各炎孔は微小透孔 5 a、 5 b、 5 cの外側に外側の 第 2のパーナヘッ ド 3 aの大きめの透孔 4 a、 4 b、 4 cがあ る為、 この微小透孔 5 a、 5 b、 5 cに形成される火炎は大き めの透孔 4 a、 4 b、 4 c部分で流速低下を起こ し、 その大き めの透孔 4 a、 4 b、 4 cの孔縁に付着した火炎状態となる。 その為、 非常に保炎力の強い火炎を形成するとともに、 孔縁以 外の炎孔中央部では孔縁のような壁付着現象による流速低下が なくて火炎流速が大となるため金網 7温度もそれ程上昇せず、 燃焼可変幅の拡大に伴う逆火はもちろん火炎の不安定さもなく なる。
    [0028] また、 バ一ナヘッ ド内外の各炎孔 6 a、 6 b、 6 cはそれぞ れ下部炎孔が上部炎孔に比べ大きめの炎孔 （ 6 a < 6 b < 6 c ) となっていて、 かつ気化筒 2 2からの混合ガスがバーナヘッ ド 3の天井壁に衝突して全周に広がることから上部の炎孔ほど混 合ガスの噴出圧が高く な.りがちになる。 そのため各炎孔からの 混合ガスの噴出流速は上部ほど早く下部ほど低くなる。 したが つて気化筒 1近傍に位置する下部炎孔で形成される火炎は流速 が遅いことと火炎ボリ ゥムが比較的大きなものとなるこ とから その保炎性が増し、 それによつてバーナヘッ ド 3から気化筒 1 への熱回収が促進され燃焼可変幅の拡大（最小燃焼量の低下） に伴う気化筒温度の低下を抑制でき、 良好な気化、 燃焼性能を 得ることができるとともに耐タール性の向上を図ることができ o さらに金網 7温度が高温となりやすいバーナヘッ ド 3の上部 炎孔は混合ガスの流速が早く、 かっこの部分の火炎のボリゥム は小さなものとなるから金網 7温度も低下し、 耐熱性の高いバ —ナを提供することができる。
    [0029] 図 4はバ一ナヘッ ド 3がー重の場合を示し、 このバーナヘッ ド 3の炎孔 6 a、 6 b、 6 cは外側の第 2のパーナヘッ ド周側 の開口が内側の第 1 のバーナヘッ ド周側の開口より も大きくな るようにその周壁全域に多段にわたって多数形成してあり、 か つ周壁上部に位置する炎孔の少なく とも内周側の開口は微小に、 同周壁上部に位置する炎孔の少なく とも内周側開口は上記微小 炎孔ょり大きめの炎孔 （ 6 a < 6 b < 6 c ) としてある。 そし てその作用、 効果は前述した実施例の場合と同様である。
    [0030] また図 5 もバーナヘッ ド 3が一重の場合を示すが、 このバー ナヘッ ド 3の場合は各炎孔が単一径の孔となっており、 それら の各炎孔 6 a、 6 b、 6 cは上部が微小炎孔、 下部がそれより も大きめの炎孔 （ 6 a < 6 b く 6 c ) となっている。 この場合 も、 金網温度が高くなりやすいバーナヘッ ド 3上部の炎孔は前 述した理由から混合ガスの噴出流速が増し、 かつ火炎ボリウム が小さ くなつて金網温度を低下させることができる。 さらに、 保炎力が弱くなるがちなバーナヘッ ド 3の下部炎孔も混合ガス の噴出流逮が低下し、 かつ火炎ボリゥムが比較的大きなものと なるから保炎力を強くすることができ、 よって気化筒 1へ熱回 収がよくなって気化筒 1 の温度低下を防止し良好な気化、 燃焼 性能を得ることができる。 その他の作用、 効果は火炎の安定化 を除き前記第 1 の実施例のものと同様である。 なお、 上記各実施例は本発明を効果的に商品化する例として 示してたものであって、 その細部の構成は実施例の形状に限定 されるものではなく、 例えばバーナヘッ ドは無低筒状部品とそ の天井を閉塞する天井壁部分との二別部品で構成するなどして もよく、 本発明の目的、 効果を達成するものであればどの様に 構成してもよいものである。
    [0031] 産業上の利用可能性
    [0032] 以上説明したように本発明の燃焼装置は、 窒素酸化物の生成 を抑制しつつ火炎の保炎力を高めて燃焼可変幅を拡大すること ができ、 かつその燃焼可変幅の拡大に伴う逆火、 金網温度の上 昇、 気化筒温度の低下をも防止でき、 安全性が高く良好な気化 性能が得られる高性能なパーナを提供することができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 液体燃料を気化しこの気化ガスを燃焼用空気と混合して混 合ガスを生成する気化筒と、 この気化筒で生成した混合ガスを 多数の炎孔から噴出させて燃焼させるバーナヘッ ドとを備え、 上記バーナヘッ ドの炎孔は周壁全域に多段にわたって多数設け るとともに、 周壁上部に位置する炎孔は微小透孔に、 周壁下部 に位置する炎孔は上記微小透孔より大きめの透孔とし、 かつ前 記パーナへッ ドの周壁外周に金網等の多孔扳体を密着させて設 けた燃焼装置。
    2. 液体燃料を気化しこの気化ガスを燃焼用空気と混合して混 合ガスを生成する気化筒と、 この気化筒で生成した混合ガスを 多数の炎孔から噴出させて燃焼させるバーナヘッ ドとを備え、 上記バーナヘッ ドの炎孔はバーナヘッ ド内側の開口がバーナヘ ッ ド外側の開口よりも大きくなるようにその周壁全域に多段に わたって多数形成するとともに、 周壁上部に位置する炎孔の内 側の開口は微小透孔に、 同周壁下部に位置する炎孔の内側開口 は上記微小透孔より大きめの透孔とし、 かつ前記バーナヘッ ド の周壁外周に金網等の多孔板体を密着させて設けた燃焼装置。
    3. 液体燃料を気化しこの気化ガスを燃焼用空気と混合して混 合ガスを生成する気化筒と、 この気化筒で生成した混合ガスを 多数の炎孔から噴出させて燃焼させるバーナヘッ ドとを備え、 上記バーナヘッ ドは内外の二重構成とし、 内側の第 1 のパーナ へッ ドの周壁上部には微小透孔を、 同下部には微小透孔より大 きめの小透孔を形成するとともに、 外側の第 2のバーナヘッ ド には上記内側の第 1 のバーナヘッ ドの各微小透孔ょり大きめの 透孔をそれぞれ前記第 1 のバーナヘッ ドの微小透孔と対向させ て設けて炎孔を形成し、 かつ前記外側の第 2のバーナヘッ ドの 外周に金網等の多孔板体を密着させて設けた燃焼装置。
    4. バーナヘッ ドの炎孔は最下段の炎孔径が最も大き く なるよ うに最上段の炎孔から最下段の炎孔に向かって順次その径を大 き く した請求の範囲第 1項、 第 2項または第 3項記載の燃焼装 置。
    5. 気化筒とバーナヘッ ドとの間に気化筒蓋を設け、 この気化 筒蓋の中心部に小径に絞り込んだ混合ガス流入口を設けた請求 の範囲第 1項、 第 2項または第 3項記載の燃焼装置。
    6. 気化筒とバ一ナヘッ ドとの間に、 小径に絞り込んだ混合ガ ス流入口を中心部に有する気化筒蓋を設けるとともに、 上記気 化筒蓋の混合ガスと対向する部分に多数の小孔があいた抵抗板 を設けた請求の範囲第 1 項、 第 2項または第 3項記載の燃焼装 置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-08-20| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU KR |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP3/16304||1991-02-07||
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    AU12390/92A| AU647892B2|1991-02-07|1992-02-05|Combustion device|
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