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JP2007147154A - Combustion apparatus - Google Patents

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JP2007147154A
JP2007147154A JP2005341867A JP2005341867A JP2007147154A JP 2007147154 A JP2007147154 A JP 2007147154A JP 2005341867 A JP2005341867 A JP 2005341867A JP 2005341867 A JP2005341867 A JP 2005341867A JP 2007147154 A JP2007147154 A JP 2007147154A
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combustion
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air flow
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Kengo Shigetaka
健吾 重高
Hiroshi Takashima
博史 高島
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SAMSON CO Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide operation using a blower with a small capacity by reducing a pressure necessary for supply air, in a combustion apparatus preventing malfunction such as oscillating combustion while maintaining compactness of a wind box. <P>SOLUTION: The combustion apparatus has a burner having a cylindrical burning tube 3, the wind box 9 coaxial with the burning tube 3 and having a diameter larger than the burning tube 3, the blower carrying out supply of combustion air, and a draft duct 10 connecting the blower and the wind box 9, and combustion is carried out while pushing in the combustion air from the blower. The draft duct 10 is connected in a tangential direction of a wind box circumferential wall 7, and since an air flow having entered the wind box from a draft duct connecting part flows along the wind box circumferential wall, a swirl flow of air is formed in the wind box. In the wind box 9, a tapered plate 8 is provided such that a wind box inner diameter gradually becomes smaller toward the burning tube. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウインドボックス内で空気を旋回させた後に燃焼部へ空気を送り込む構成としている燃焼装置に関するものである。   The present invention relates to a combustion apparatus configured to send air to a combustion section after air is swirled in a wind box.

特開2004−125183号公報には、円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、燃焼筒の上流側に接続したウインドボックス、ウインドボックス内へ空気を送る送風路を持ち、ウインドボックスで整流した空気を用いて燃焼を行っている燃焼装置において、ウインドボックスは前記燃焼筒より大きな径を持っている円筒形状であって、送風路はウインドボックスの接線方向に接続しておき、燃焼筒根元端をウインドボックス内へ延長することによってウインドボックス内を外周側の旋回室と中心側の整流室に分割したことを特徴とする燃焼装置のウインドボックス構造が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-125183 discloses a burner having a cylindrical combustion cylinder, a wind box connected to the upstream side of the combustion cylinder, an air passage for sending air into the wind box, and air rectified by the wind box. In the combustion apparatus that uses the combustion, the wind box has a cylindrical shape having a diameter larger than that of the combustion cylinder, the air passage is connected in the tangential direction of the wind box, and the root end of the combustion cylinder is winded. There is described a wind box structure of a combustion apparatus in which the inside of the wind box is divided into an outer swirl chamber and a center rectification chamber by extending into the box.

この発明は、ウインドボックス内に旋回室を設け、ウインドボックス内で空気を旋回させることで、ウインドボックス内根元部における空気の圧力を高めておき、燃焼部との圧力差によって振動燃焼などの不具合が発生することを防止するものである。この構造は比較的小型な燃焼装置には適したものであったが、特開2004−125183号で記載している構造の燃焼装置で、燃焼量が1500kWを越える大型の燃焼装置にスケールアップすると、送風量が大きくなるために燃焼筒入口部での圧力損失が増大することになった。そのため、送風路からより高い圧力を持った空気を供給しなければならない、もしくはウインドボックスを大型化しなければならないという問題が発生した。供給空気圧力を高めるためには容量の大きな送風機が必要となり、容量の大きな送風機を使用した場合には、電力使用量が大きくなり、発生騒音も増大する。そこで、燃焼量の拡大に対してもウインドボックスを大型化することなく、かつ低容量の送風機によって振動燃焼などの発生を防止できる構造の検討が行われていた。
特開2004−125183号公報
The present invention provides a swirl chamber in the wind box and swirls air in the wind box to increase the air pressure in the root portion of the wind box and cause problems such as vibration combustion due to a pressure difference with the combustion section. Is to prevent the occurrence of. Although this structure was suitable for a relatively small combustion apparatus, when the combustion apparatus having the structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-125183 is scaled up to a large combustion apparatus with a combustion amount exceeding 1500 kW, Since the blast volume increases, the pressure loss at the inlet of the combustion cylinder increases. Therefore, there has been a problem that air having a higher pressure has to be supplied from the air passage or that the wind box has to be enlarged. In order to increase the supply air pressure, a large capacity blower is required, and when a large capacity blower is used, the amount of power used is increased and the generated noise is also increased. Therefore, a structure that can prevent the occurrence of vibration combustion or the like by a low-capacity blower without increasing the size of the wind box even when the combustion amount is increased has been studied.
JP 2004-125183 A

本発明が解決しようとする課題は、ウインドボックスのコンパクト性は維持しながら振動燃焼などの不具合が発生することは防止するものであって、供給空気に必要な圧力を低減し、容量の小さな送風機による運用を可能とすることにある。   The problem to be solved by the present invention is to prevent the occurrence of problems such as vibration combustion while maintaining the compactness of the wind box, reducing the pressure required for the supply air, and reducing the capacity of the blower It is to enable operation by.

請求項1に記載の発明は、円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、前記燃焼筒と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っているウインドボックス、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路を持ち、送風機から燃焼用空気を押し込みながら燃焼を行う燃焼装置において、前記送風路はウインドボックス周壁の接線方向に接続し、送風路接続部からウインドボックス内に入った空気流は、ウインドボックス周壁面に沿って流れることでウインドボックス内で空気の旋回流を形成するようにしておき、ウインドボックス内には、ウインドボックス内径が燃焼筒に向けて徐々に小さくなるようにテーパ板を設けていることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a burner having a cylindrical combustion cylinder, a wind box coaxial with the combustion cylinder and having a larger diameter than the combustion cylinder, a blower for supplying combustion air, and a blower In the combustion apparatus having a blower passage connecting the wind box and the combustion air is pushed in from the blower, the blower passage is connected in the tangential direction of the peripheral wall of the windbox, and enters the windbox from the blower passage connecting portion. The air flow flows along the peripheral wall of the wind box so as to form a swirling flow of air in the wind box, so that the inner diameter of the wind box gradually decreases toward the combustion cylinder in the wind box. A taper plate is provided on the surface.

請求項2に記載の発明は、前記の燃焼装置において、送風路接続部からウインドボックス内に入った空気流が、ウインドボックス内で1周してきた後に再び送風路接続部の正面に達することを防止するため、ウインドボックス内旋回部と送風路接続部を遮蔽する遮蔽板を設けていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the combustion apparatus described above, the air flow that has entered the wind box from the air passage connection portion reaches the front of the air passage connection portion again after making one round in the wind box. In order to prevent this, a shielding plate that shields the swivel portion in the wind box and the air passage connection portion is provided.

請求項3に記載の発明は、前記の燃焼装置において、遮蔽板は、ウインドボックス周壁面からウインドボックス中心軸方向へ向けて延ばした板形状のものであり、遮蔽板のウインドボックス周壁面側根元部からウインドボックス中心軸側先端部までの長さAは、ウインドボックス周壁面から燃焼筒接続部までの長さaよりも大きくした遮蔽板拡大部を持つものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the above combustion apparatus, the shielding plate has a plate shape extending from the wind box peripheral wall surface toward the wind box central axis direction, and the wind box peripheral wall surface side root of the shielding plate A length A from the center to the windbox central axis side tip has a shielding plate enlarged portion that is larger than a length a from the peripheral wall surface of the windbox to the combustion cylinder connecting portion.

請求項4に記載の発明は、前記の燃焼装置において、空気の旋回流が燃焼筒方向へ向かって流れやすくなるように、ウインドボックス内における空気旋回流の下流側が先方向になるように前記遮蔽板を傾斜させて設置していることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the above-described combustion apparatus, the shielding is performed so that the downstream side of the air swirl flow in the wind box is directed forward so that the swirl flow of the air can easily flow toward the combustion cylinder direction. It is characterized by the fact that the board is inclined.

本発明を実施することで、圧力の高い旋回空気流を燃焼筒先端まで供給することができ、燃焼筒先端付近における空気の圧力を高めたことで振動燃焼などの問題が発生することを防止できる。また、ウインドボックス部での圧力損失を低減することで、ウインドボックスのコンパクト性を維持しつつ供給空気に必要な圧力は低くなったため、従来よりも容量の小さな送風機で運用することが可能となり、送風機容量の低下によって電力消費量や発生騒音を低減することができた。   By implementing the present invention, a swirling air flow having a high pressure can be supplied to the tip of the combustion cylinder, and problems such as vibration combustion can be prevented by increasing the pressure of the air near the tip of the combustion cylinder. . In addition, by reducing the pressure loss in the wind box part, the pressure required for the supply air is reduced while maintaining the compactness of the wind box, so it is possible to operate with a blower with a smaller capacity than before, Power consumption and generated noise could be reduced by reducing the fan capacity.

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明の一実施例における燃焼装置の断面斜視図、図2は第2の実施例における燃焼装置の斜視断面図、図3は第3の実施例における燃焼装置の斜視断面図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional perspective view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of a combustion apparatus according to a second embodiment, and FIG. 3 is a perspective cross-sectional view of the combustion apparatus according to a third embodiment. .

バーナ部分は、中央に燃料噴射ノズル1、燃焼噴射ノズル1の周囲に円筒形の一次空気筒2、一次空気筒2のさらに外側に円筒形の燃焼筒3を設ける。一次空気筒2及び燃焼筒3の上流側には、ウインドボックス9を設けておき、一次空気筒2の内側を一次空気流路4、一次空気筒2と燃焼筒3の間を二次空気流路5とする。二次空気流路5の下流側端面には、一定の間隔を開けて配置した二次空気噴出口6を設けており、二次空気噴出口以外の面は閉塞する。一次空気筒2はウインドボックス9の内部にも延長しており、一次空気筒2の上端はウインドボックスの上面近くとしている。ウインドボックス9の上面と一次空気筒2の上端の間には隙間を開けておき、一部の空気は一次空気筒2の上端開口部から一次空気流路4内へ入るようにしておく。   The burner portion is provided with a fuel injection nozzle 1 at the center, a cylindrical primary air cylinder 2 around the combustion injection nozzle 1, and a cylindrical combustion cylinder 3 further outside the primary air cylinder 2. A wind box 9 is provided upstream of the primary air cylinder 2 and the combustion cylinder 3, and the primary air flow path 4 is provided inside the primary air cylinder 2, and the secondary air flow is provided between the primary air cylinder 2 and the combustion cylinder 3. It is assumed that the road 5 is used. The downstream air end face of the secondary air flow path 5 is provided with a secondary air outlet 6 arranged at a predetermined interval, and the surfaces other than the secondary air outlet are closed. The primary air cylinder 2 extends to the inside of the wind box 9, and the upper end of the primary air cylinder 2 is close to the upper surface of the wind box. A gap is formed between the upper surface of the wind box 9 and the upper end of the primary air cylinder 2 so that part of the air enters the primary air flow path 4 from the upper end opening of the primary air cylinder 2.

ウインドボックス部分は、燃焼筒3と同軸であって、燃焼筒3よりも径の大きな円筒形状であり、ウインドボックス9の底面に燃焼筒3の上部を接続した構成としている。ウインドボックス周壁7の上部には、送風機(図示せず)からの空気をウインドボックスへ送り込む送風路10を接続する。送風路10はウインドボックス周壁の接線方向に接続しておき、送風路10からの空気はウインドボックス周壁7の内面に沿って流れるようにしておく。   The wind box portion is coaxial with the combustion cylinder 3 and has a cylindrical shape having a diameter larger than that of the combustion cylinder 3, and the upper portion of the combustion cylinder 3 is connected to the bottom surface of the wind box 9. Connected to the upper portion of the windbox peripheral wall 7 is a blower passage 10 for sending air from a blower (not shown) to the windbox. The air passage 10 is connected in the tangential direction of the wind box peripheral wall, and the air from the air passage 10 is made to flow along the inner surface of the wind box peripheral wall 7.

ウインドボックス9内には、ウインドボックス周壁7の中程から、ウインドボックス9と燃焼筒3の接続部までの間をつなぐテーパ板8を、ウインドボックス9内の全周にわたって設ける。テーパ板8はウインドボックス9内にじょうごを設置したものとイメージすれば分かりやすく、ウインドボックス9の底部を円錐形にしている。送風路10はウインドボックス9の上部に接続し、燃焼筒3はウインドボックス9の下部に接続しており、ウインドボックス内での空気流は上部から下部へと流れるため、ウインドボックス9は空気流の下流側へ向けて径が小さくなっているということもできる。   In the wind box 9, a tapered plate 8 that connects the middle of the wind box peripheral wall 7 to the connecting portion between the wind box 9 and the combustion cylinder 3 is provided over the entire circumference of the wind box 9. The taper plate 8 is easy to understand if it is assumed that a funnel is installed in the wind box 9, and the bottom of the wind box 9 has a conical shape. The air passage 10 is connected to the upper part of the wind box 9, and the combustion cylinder 3 is connected to the lower part of the wind box 9, and the air flow in the wind box flows from the upper part to the lower part. It can also be said that the diameter becomes smaller toward the downstream side of the.

送風路10からウインドボックス9内に入った空気流は、ウインドボックス周壁7に沿って流れるため、ウインドボックス9内で旋回する。また、空気流は二次空気流路5へ向けて流れていくため、ウインドボックス9内の空気流には下方へ向けて流れる成分もある。そのためウインドボックス9内の空気流は旋回しながら下方へと流れていく。このとき、ウインドボックス9内の下部にはテーパ板8を設けているため、空気流は旋回しながらテーパ板8に沿って流れることになり、空気流は自然にウインドボックス9の中心軸方向へ収束しながら旋回していくことになる。   Since the airflow that has entered the windbox 9 from the air passage 10 flows along the windbox peripheral wall 7, the airflow swirls in the windbox 9. Further, since the air flow flows toward the secondary air flow path 5, the air flow in the wind box 9 also includes a component that flows downward. Therefore, the air flow in the wind box 9 flows downward while turning. At this time, since the taper plate 8 is provided in the lower portion of the wind box 9, the air flow flows along the taper plate 8 while turning, and the air flow naturally moves toward the central axis of the wind box 9. It will turn while converging.

テーパ板8がなかった場合、空気流はウインドボックス周壁7に沿って周回しながらウインドボックス底面まで達し、ウインドボックスの周壁と底面の角部で流れの方向を大きく変えて燃焼筒3の接続部へと流れていた。ウインドボックスの底面に達した後、底面に沿って燃焼筒3の接続部方向へ向けて流れている空気流は、ウインドボックス9内で旋回している空気流によって進路を妨げられることになり、燃焼筒3へ向かう空気流には大きな圧力損失が発生していた。しかし、テーパ板8を設けることで空気流がウインドボックス9の角部まで達することはなくなり、ウインドボックス周壁7からテーパ板8に沿って二次空気流路5へスムースに流れることになるため、空気流の圧力損失を大幅に低減することができている。   When the taper plate 8 is not provided, the airflow circulates along the windbox peripheral wall 7 and reaches the bottom surface of the windbox, and the direction of the flow is greatly changed at the corners of the peripheral wall and the bottom surface of the windbox to connect the combustion tube 3 It was flowing to. After reaching the bottom surface of the wind box, the air flow flowing toward the connection portion of the combustion cylinder 3 along the bottom surface is obstructed by the air flow swirling in the wind box 9, A large pressure loss occurred in the air flow toward the combustion cylinder 3. However, since the taper plate 8 is provided, the air flow does not reach the corner of the wind box 9 and flows smoothly from the wind box peripheral wall 7 to the secondary air flow path 5 along the taper plate 8. The pressure loss of the air flow can be greatly reduced.

また、ウインドボックス9内には、送風路10を接続している部分の近くに遮蔽板11を設ける。遮蔽板11は、ウインドボックス周壁7からウインドボックスの中心軸方向へ向けて立てた形状としている。遮蔽板11は、送風路接続部からウインドボックス9内へ入った空気流が、ウインドボックス周壁7に沿って1周してきた後に再び送風路接続部の正面に達することを防止するためのものである。遮蔽板11は、縦方向の長さはウインドボックス内の高さと同じにしており、ウインドボックス9内の上面から底面までの間をふさいでいる。遮蔽板11のウインドボックス周壁7から遮蔽板11先端までの長さは、遮蔽板11の下部よりも上部の方を長くしており、遮蔽板11の上部には遮蔽板拡大部12を設けている。   Further, a shielding plate 11 is provided in the wind box 9 near the portion where the air passage 10 is connected. The shielding plate 11 has a shape standing from the windbox peripheral wall 7 toward the central axis of the windbox. The shielding plate 11 is for preventing the air flow that has entered the wind box 9 from the air passage connection portion from reaching the front of the air passage connection portion again after making one turn along the wind box peripheral wall 7. is there. The shielding plate 11 has the same length in the vertical direction as the height in the wind box, and covers the space from the top surface to the bottom surface in the wind box 9. The length of the shielding plate 11 from the window box peripheral wall 7 to the tip of the shielding plate 11 is longer at the upper portion than the lower portion of the shielding plate 11, and the shielding plate enlarged portion 12 is provided on the upper portion of the shielding plate 11. Yes.

送風路10を接続しているウインドボックス9内上部では、ウインドボックス周壁7から遮蔽板11先端までを長さAとし、長さAはウインドボックス周壁7から燃焼筒3接続部までである長さaよりも長くする。実施例では、ウインドボックス9内下部におけるウインドボックス周壁7から遮蔽板11先端までの長さは、ウインドボックス周壁7から燃焼筒3接続部までの長さaと等しくなるようにしている。なお、遮蔽板11下部における遮蔽板11先端までの長さは、燃焼筒3接続部までの長さaと異なっていてもよいが、遮蔽板上部の遮蔽板拡大部12を設けている部分における長さAよりは短くする。   In the upper part of the wind box 9 to which the air passage 10 is connected, the length A from the wind box peripheral wall 7 to the tip of the shielding plate 11 is a length A, and the length A is the length from the wind box peripheral wall 7 to the connecting portion of the combustion cylinder 3. Make it longer than a. In the embodiment, the length from the windbox peripheral wall 7 to the tip of the shielding plate 11 at the lower part in the windbox 9 is made equal to the length a from the windbox peripheral wall 7 to the connecting portion of the combustion cylinder 3. In addition, although the length to the shielding plate 11 front-end | tip in the lower part of the shielding plate 11 may differ from the length a to the combustion cylinder 3 connection part, in the part which has provided the shielding board expansion part 12 of the shielding board upper part. It is shorter than the length A.

遮蔽板拡大部12は遮蔽板11の上部から長さB分だけとし、遮蔽板拡大部12の縦方向長さBは送風路10の内径高さbよりも長くなるようにしておく。遮蔽板11の下部には遮蔽板拡大部12を設けないことで、遮蔽板切り欠き部13を形成している。つまり、遮蔽板11は上辺から長さB分は遮蔽板拡大部12であり、長さBよりも下側に遮蔽板切り欠き部13を設けていることになる。   The shielding plate enlarged portion 12 is set to the length B from the upper part of the shielding plate 11, and the vertical length B of the shielding plate enlarged portion 12 is set to be longer than the inner diameter height b of the air passage 10. The shielding plate notch portion 13 is formed by not providing the shielding plate enlargement portion 12 below the shielding plate 11. That is, the shielding plate 11 is the shielding plate enlarged portion 12 for the length B from the upper side, and the shielding plate notch portion 13 is provided below the length B.

送風路10から供給する燃焼用空気は、ウインドボックス9内に入ると拡散しながら流れていき、送風路10はウインドボックスの接線方向に接続しているため、送風路10からの空気流はウインドボックス周壁7の内面に沿って旋回する。一部の空気はウインドボックス9内を一周するまでの間にも二次空気流路5や一次空気流路4に入るが、残りの空気流は空気ウインドボックス9内を一周して遮蔽板11付近まで達する。遮蔽板拡大部12は、ウインドボックス周壁7から燃焼筒3接続部までの長さaよりも大きく、かつ送風路10の縦方向長さbよりも大きいものであるため、ウインドボックス9内を周回してきた空気流は、遮蔽板11に沿って進行方向が変化する。   The combustion air supplied from the air passage 10 flows while diffusing when entering the wind box 9, and since the air passage 10 is connected in the tangential direction of the wind box, the air flow from the air passage 10 is winded. It turns along the inner surface of the box peripheral wall 7. Some air enters the secondary air flow path 5 and the primary air flow path 4 until it makes a round in the wind box 9, but the remaining air flow makes a round in the air wind box 9 and shields 11. It reaches near. Since the shielding plate enlarged portion 12 is longer than the length a from the wind box peripheral wall 7 to the connecting portion of the combustion cylinder 3 and longer than the longitudinal length b of the air passage 10, the shielding plate enlarged portion 12 circulates in the wind box 9. The traveling direction of the air flow that has changed varies along the shielding plate 11.

遮蔽板11を設置していなかった場合には、ウインドボックス内を旋回している空気流はそのまま送風路10の接続部に達することになり、この場合には旋回空気流が送風路の開口部にふたをする格好となるため、送風路からウインドボックス9内へ入ろうとしている空気の流れが妨げられることになる。しかし、遮蔽板11を設置したことで、ウインドボックス周壁7に沿って一周してきた空気流は遮蔽板11に沿って流れることになり、遮蔽板11には下部の先端側に遮蔽板切り欠き部13を設けているため、遮蔽板11に達した空気流は遮蔽板切り欠き部13へと流れる。そのため、旋回してきた空気流が遮蔽板11の裏側にある送風路接続部に達することはなくなり、送風路10からウインドボックス9内へ入ろうとしている空気の流れが、旋回空気流によって遮られるということはなくなったため、送風路10からウインドボックス9内に空気が入る際の圧力損失を少なくすることができる。   When the shielding plate 11 is not installed, the air flow swirling in the wind box reaches the connecting portion of the air blowing path 10 as it is, and in this case, the swirling air flow is the opening of the air blowing path. Therefore, the flow of the air that is going to enter the wind box 9 from the air passage is obstructed. However, since the shielding plate 11 is installed, the air flow that has made a round along the peripheral wall 7 of the windbox flows along the shielding plate 11, and the shielding plate 11 has a shielding plate notch on the lower end side. 13 is provided, the air flow reaching the shielding plate 11 flows to the shielding plate notch 13. For this reason, the swirling air flow does not reach the air passage connecting portion on the back side of the shielding plate 11, and the air flow entering the wind box 9 from the air blowing passage 10 is blocked by the swirling air flow. Therefore, the pressure loss when air enters the wind box 9 from the air blowing path 10 can be reduced.

また、ウインドボックス9内を一周して遮蔽板11部分に達した空気流は、遮蔽板11によって行く手を阻まれることになるが、遮蔽板11の下部には遮蔽板切り欠き部13があるため、空気流は遮蔽板切り欠き部13の方向へ流れる。空気流はウインドボックス中心軸側にある遮蔽板切り欠き部13を通り抜けるため、ウインドボックス9内下部の中心軸付近へと集束しながら流れることになる。また遮蔽板切り欠き部13を通り抜けることになるため、空気流は旋回を継続することになる。もしも、遮蔽板11に遮蔽板切り欠き部13がなく、長さAの遮蔽板がウインドボックス内の底面まで伸びている形状であった場合、旋回空気流は遮蔽板11に衝突した後、遮蔽板11の表面にそって下方へと流れることになる。この場合、空気流の旋回力が失われるとともに、空気流には圧力損失が発生することになる。しかし、遮蔽板11に遮蔽板切り欠き部13を設け、ウインドボックス9内で旋回してきた空気流は、遮蔽板切り欠き部13へ抜けることができるようにしたことで、空気流は旋回を継続することができ、かつ圧力損失も少なくすることができる。   Further, the air flow that has made a round in the wind box 9 and reaches the portion of the shielding plate 11 is obstructed by the shielding plate 11, but the shielding plate 11 has a shielding plate notch 13 at the bottom. The airflow flows in the direction of the shielding plate notch 13. Since the airflow passes through the shielding plate notch 13 on the windbox central axis side, it flows while converging to the vicinity of the central axis in the lower part of the windbox 9. Further, since the air passes through the shielding plate notch 13, the air flow continues to turn. If the shielding plate 11 does not have the shielding plate cutout portion 13 and the shielding plate having a length A extends to the bottom surface in the wind box, the swirling air flow collides with the shielding plate 11 and then shields it. It flows downward along the surface of the plate 11. In this case, the swirl force of the air flow is lost and pressure loss occurs in the air flow. However, the shielding plate 11 is provided with the shielding plate notch 13 so that the air flow swirling in the wind box 9 can escape to the shielding plate notch 13 so that the air flow continues to turn. And pressure loss can be reduced.

空気流は旋回しながら二次空気流路5内へ入り、二次空気流路5内でも旋回しながら下方へ流れていく。空気流が送風路10からウインドボックス内へ入り、さらに二次空気流路内へと流れる過程において、圧力損失となる要素をできる限り取り除いているため、二次空気流路内における空気流の静圧は高く維持することができている。二次空気流路5の先端付近に達した空気は、二次空気流路5の端面に複数設けている二次空気噴出口6から下方へと噴射する。また、一次空気筒内の一次空気流路4に入った空気流も、一次空気流路4の先端から下方へと噴射するようにしている。燃料噴射ノズル1から噴射した燃料は、まず一次空気流路4を通ってきた一次空気と混合して燃焼する。この時、一次空気のみでは空気量が不足するために燃焼は不完全であり、その後に二次空気流路5を通って二次空気噴出口6から噴射された二次空気と混合して完全燃焼となる。一次空気量を少なくし、空気を二段階で供給するようにした場合、バーナ近傍部で形成される局部的な火炎温度のピークを低減できるため、NOx発生量は少なくすることができる。   The air flow enters the secondary air flow path 5 while turning, and flows downward while turning also in the secondary air flow path 5. In the process in which the air flow enters the wind box from the blower passage 10 and further flows into the secondary air flow path, elements that cause pressure loss are removed as much as possible, so that the static air flow in the secondary air flow path is reduced. The pressure can be kept high. The air that has reached the vicinity of the tip of the secondary air flow path 5 is jetted downward from the secondary air outlets 6 provided on the end surface of the secondary air flow path 5. Further, the air flow that has entered the primary air flow path 4 in the primary air cylinder is also jetted downward from the tip of the primary air flow path 4. The fuel injected from the fuel injection nozzle 1 is first mixed with the primary air that has passed through the primary air flow path 4 and burned. At this time, the combustion is incomplete because the amount of air is insufficient with only the primary air, and then mixed with the secondary air injected from the secondary air outlet 6 through the secondary air flow path 5 to complete the combustion. It becomes combustion. When the amount of primary air is reduced and air is supplied in two stages, the local flame temperature peak formed in the vicinity of the burner can be reduced, so that the amount of NOx generated can be reduced.

NOx発生量を低減するために燃焼の安定性が低下することに対しては、二次空気流路内で空気流を旋回させており、二次空気流路における空気の圧力を高めることで燃焼部との圧力差を確保することによって解消している。圧力差を確保したことによって燃料噴射ノズル1の先で燃焼する火炎の燃焼面を安定させることができ、振動燃焼などの不具合が発生することなく安定した燃焼を行うことができる。従来技術に記載している発明では、ウインドボックス上部における空気流の圧力を高めることで振動燃焼をなくすようにしていたが、二次空気流路5で空気流が旋回するようにしておき、二次空気流路5における空気流の圧力を高めることでも火炎の燃焼を安定させることができることを確認した。そして、ウインドボックスのコンパクト性を維持しつつ、圧力損失を低減したことで、送風路10から供給する空気の圧力を従来よりも低い圧力としても、二次空気流路5の先端部における圧力は十分な高さを維持することができるようになっている。そのため、燃焼量の拡大に対してバーナを大型化することなく、送風機に必要な能力は従来よりも少なくなり、送風機の容量をダウンすることで、電力使用量や発生騒音を少なくすることができた。供給圧力を低減することができると、動力低減効果は供給圧力低減分の3乗分の効果があるため、実際の燃焼装置においては、送風機モータの容量を約30%低減することができるという非常に大きな効果が得られた。   To reduce the stability of combustion in order to reduce the amount of NOx generated, the air flow is swirled in the secondary air flow path, and combustion is achieved by increasing the air pressure in the secondary air flow path. This is solved by ensuring a pressure difference with the part. By securing the pressure difference, the combustion surface of the flame combusting at the tip of the fuel injection nozzle 1 can be stabilized, and stable combustion can be performed without causing problems such as vibration combustion. In the invention described in the prior art, vibration combustion is eliminated by increasing the pressure of the airflow in the upper part of the windbox. However, the airflow is swirled in the secondary air flow path 5, and It was confirmed that the combustion of the flame can also be stabilized by increasing the pressure of the air flow in the secondary air flow path 5. And the pressure in the front-end | tip part of the secondary air flow path 5 is low even if the pressure of the air supplied from the ventilation path 10 is made lower pressure by reducing pressure loss, maintaining the compactness of a wind box. A sufficient height can be maintained. Therefore, the capacity required for the blower is less than before without increasing the size of the burner to increase the amount of combustion, and by reducing the capacity of the blower, power consumption and generated noise can be reduced. It was. If the supply pressure can be reduced, the power reduction effect has the effect of the third power of the supply pressure reduction. Therefore, in the actual combustion apparatus, the capacity of the blower motor can be reduced by about 30%. A great effect was obtained.

図2は第2の実施例を記したものであり、遮蔽板11を傾斜させている点が図1とは異なっている。図2の遮蔽板11は、空気の旋回流が燃焼筒方向へ向かって流れやすくなるように、ウインドボックス内における空気旋回流の下流側を先方向へ傾斜させて設置している。この場合、送風路10からウインドボックス9内に入り、ウインドボックス周壁7に沿って旋回することで遮蔽板11まで達した旋回空気流は、遮蔽板切り欠き部13を通り抜けるのであるが、遮蔽板11を傾斜しているため、旋回空気流は遮蔽板11に沿って流れることで自然に遮蔽板切り欠き部13へ向かうことになり、流れよりスムースとなる。   FIG. 2 shows a second embodiment, which is different from FIG. 1 in that the shielding plate 11 is inclined. The shielding plate 11 in FIG. 2 is installed with the downstream side of the air swirl flow in the wind box inclined forward so that the swirl flow of air can easily flow toward the combustion cylinder. In this case, the swirling air flow that enters the wind box 9 from the air passage 10 and reaches the shielding plate 11 by swirling along the wind box peripheral wall 7 passes through the shielding plate notch 13. 11 is inclined, the swirling air flow naturally flows toward the shielding plate notch 13 by flowing along the shielding plate 11, and is smoother than the flow.

また、遮蔽板11は図3に記載しているように遮蔽板拡大部12のみからなるものであってもよい。遮蔽板11の目的はウインドボックス周壁7に沿って旋回してきた空気流が、送風路10の接続部正面に達することを防止するものであるため、下部は必ずしも必要なものではない。遮蔽板11はウインドボックス周壁7から遮蔽板11先端までの長さAを、ウインドボックス周壁7から燃焼筒3接続部までの長さaよりも長くし、遮蔽板11の上端から下端まで長さBは、送風路10の内径高さbよりも長くしておくことで、旋回空気流が送風路の接続部正面に達することを防止することができる。この場合も、ウインドボックス周壁7に沿って1周してきた空気流は、遮蔽板11の下部を抜けていく。その後、空気流はテーパ板8に沿ってウインドボックス9内で旋回し、旋回しながら二次空気流路5内へと入っていくことになる。   Further, the shielding plate 11 may be composed of only the shielding plate enlarged portion 12 as shown in FIG. The purpose of the shielding plate 11 is to prevent the airflow swirling along the windbox peripheral wall 7 from reaching the front of the connection portion of the air passage 10, and therefore the lower portion is not necessarily required. The shield plate 11 has a length A from the windbox peripheral wall 7 to the tip of the shield plate 11 longer than a length a from the windbox peripheral wall 7 to the connection part of the combustion cylinder 3, and a length from the upper end to the lower end of the shield plate 11. B can prevent the swirling air flow from reaching the front of the connecting portion of the air passage by making it longer than the inner diameter height b of the air passage 10. Also in this case, the air flow that has made one turn along the windbox peripheral wall 7 passes through the lower part of the shielding plate 11. Thereafter, the air flow swirls in the wind box 9 along the taper plate 8 and enters the secondary air flow path 5 while swirling.

本発明の一実施例における燃焼装置の断面斜視図The cross-sectional perspective view of the combustion apparatus in one Example of this invention 本発明の第2の実施例における燃焼装置の断面斜視図Sectional perspective view of the combustion apparatus in the second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施例における燃焼装置の断面斜視図Sectional perspective view of the combustion apparatus in the third embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射ノズル
2 一次空気筒
3 燃焼筒
4 一次空気流路
5 二次空気流路
6 二次空気噴出口
7 ウインドボックス周壁
8 テーパ板
9 ウインドボックス
10 送風路
11 遮蔽板
12 遮蔽板拡大部
13 遮蔽板切り欠き部
1 Fuel injection nozzle
2 Primary air cylinder
3 Combustion cylinder
4 Primary air flow path
5 Secondary air flow path
6 Secondary air outlet
7 Windbox wall
8 Tapered plate 9 Wind box 10 Blower passage 11 Shield plate 12 Shield plate enlarged portion 13 Shield plate notch

Claims (4)

円筒形の燃焼筒を持ったバーナ、前記燃焼筒と同軸であって燃焼筒よりも大きな径を持っているウインドボックス、燃焼用空気の供給を行う送風機、送風機とウインドボックスをつなぐ送風路を持ち、送風機から燃焼用空気を押し込みながら燃焼を行う燃焼装置において、前記送風路はウインドボックス周壁の接線方向に接続し、送風路接続部からウインドボックス内に入った空気流は、ウインドボックス周壁面に沿って流れることでウインドボックス内で空気の旋回流を形成するようにしておき、ウインドボックス内には、ウインドボックス内径が燃焼筒に向けて徐々に小さくなるようにテーパ板を設けていることを特徴とする燃焼装置。   A burner with a cylindrical combustion cylinder, a wind box that is coaxial with the combustion cylinder and has a larger diameter than the combustion cylinder, a blower that supplies combustion air, and an air passage that connects the blower and the wind box In the combustion apparatus that performs combustion while pushing the combustion air from the blower, the air passage is connected in a tangential direction of the wind box peripheral wall, and the air flow that has entered the wind box from the air passage connection portion is applied to the wind box peripheral wall surface. A swirl flow of air is formed in the wind box by flowing along, and a tapered plate is provided in the wind box so that the inner diameter of the wind box gradually decreases toward the combustion cylinder. Combustion device characterized. 請求項1に記載の燃焼装置において、送風路接続部からウインドボックス内に入った空気流が、ウインドボックス内で1周してきた後に再び送風路接続部の正面に達することを防止するため、ウインドボックス内旋回部と送風路接続部を遮蔽する遮蔽板を設けていることを特徴とする燃焼装置。   2. The combustion apparatus according to claim 1, wherein an air flow entering the wind box from the air passage connection portion is prevented from reaching the front of the air passage connection portion again after having made one round in the wind box. A combustion apparatus comprising a shielding plate that shields the swivel part in the box and the air passage connection part. 請求項2に記載の燃焼装置において、前記遮蔽板は、ウインドボックス周壁面からウインドボックス中心軸方向へ向けて延ばした板形状のものであり、遮蔽板のウインドボックス周壁面側根元部からウインドボックス中心軸側先端部までの長さAは、ウインドボックス周壁面から燃焼筒接続部までの長さaよりも大きくした遮蔽板拡大部を持つものであることを特徴とする燃焼装置。   3. The combustion apparatus according to claim 2, wherein the shielding plate has a plate shape extending from a wind box peripheral wall surface toward a wind box central axis direction, and the wind box extends from a root portion on the wind box peripheral wall surface side. A combustion apparatus characterized in that a length A up to the central axis side tip has a shielding plate enlarged portion that is larger than a length a from the peripheral wall surface of the windbox to the combustion cylinder connection. 請求項2又は3に記載の燃焼装置において、空気の旋回流が燃焼筒方向へ向かって流れやすくなるように、ウインドボックス内における空気旋回流の下流側が先方向になるように、前記遮蔽板を傾斜させて設置していることを特徴とする燃焼装置。   4. The combustion apparatus according to claim 2, wherein the shielding plate is disposed so that the downstream side of the air swirl flow in the wind box is directed forward so that the air swirl flow easily flows toward the combustion cylinder. Combustion device characterized by being inclined.
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