JPH0325007Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主にボイラ等に設置されたバーナへ
燃焼用空気を旋回させつつ均一に供給し得る燃焼
用ウインドボツクスに関する。

（従来の技術） 一般に、ボイラ等のバーナへ燃焼用空気を旋回
させつつ供給し得るウインドボツクスとしては、
例えば第５図若しくは第６図（特開昭55−35885
号公報）に示す構造のものが知られている。

即ち、前者は、送風機に接続される燃焼用空気
の流入口２０及びボイラの燃焼室に接続される流
出口２１を備えたボツクス本体２２と、ボツクス
本体２２内に配設された複数枚のベーン２３等か
ら成り、送風機から送られて来た燃焼用空気はベ
ーン２３により旋回を与えられて流出口２１に供
給され、燃焼室内へ噴出するように為されてい
る。

又、後者も、前者と同様に流入口２０及び流出
口２１を備えたボイラ本体２２内にベーン２３を
配設して居り、燃焼用空気はベーン２３により旋
回を与えられて燃焼室２４内へ噴出するように為
されている。

尚、ウインドボツクスの流出口２１の中心位置
にはバーナ２５が配設されている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、ボイラ等の小形化、省エネ等を図る
には火炎の安定、火炎の小形化及び低酸素燃焼が
必要であり、又、NOx生成量を低減するにも火
炎の安定が必要であり、その為には燃焼用空気を
バーナへ圧力損失を少なくして均一に供給するこ
とが最も重要な要素となる。

然し乍ら、前者のウインドボツクスにあつて
は、燃焼用空気が各ベーン２３間を通過して流出
口２１へ供給されたときに一部のベーン２３間
（第５図Ｂ部）のみ燃焼用空気の流速が速くなり、
燃焼用空気がバーナ２５へ均一に供給されなかつ
た。その結果、低酸素燃焼にすると、火炎が片寄
つて低酸素燃焼ができなかつたり、或は振動燃焼
が発生すると云う問題もあつた。

尚、第５図に一点鎖線で示すように、ベーン２
３に仕切板２６を設けて流速が速くなるＢ部の風
量を調整した場合には反対に他のベーン２３間の
風量が増加することになり、問題である。

一方、後者のウインドボツクスにあつては、ウ
インドボツクスの深さＨを深くして燃焼用空気が
バーナ２５へ均一に供給されるようにしている
が、この場合にはウインドボツクスが大形化する
と共に、バーナ２５も長くなると云う問題があつ
た。

本考案は、上記の問題点を解消する為に創案さ
れたものであり、その目的は燃焼用空気をバーナ
へ均一に且つ圧力損失を少なくして供給できると
共に、外観形状もコンパクトになる燃焼用ウイン
ドボツクスを提供するにある。

（課題を解決する為の手段） 本件考案者は、バーナの必要とする均一で所定
のフローパターンの燃焼用空気流が得られるウイ
ンドボツクスを開発する為に、ウインドボツクス
の条件等を変えて数多くの試験を行なつた。

本考案は、その試験結果を基にして創作された
ものであり、接線方向に燃焼用空気の流入口を、
又、軸芯方向に燃焼用空気の流出口を夫々備え、
流入口と流出口との間に形成した流路に、流入口
から供給された燃焼用空気を旋回させて流出口へ
導く複数枚のベーンを配設した燃焼用ウインドボ
ツクスに於いて、前記各ベーンを同一のインボリ
ユート曲線形状とし、これらを流出口の開口縁部
に等間隔で且つ放射状に配設すると共に、隣接す
るベーンの始端部と終端部とが一定範囲内で対向
するようにその長さを設定し、ベーンの一枚を同
一のインボリユート曲線形状で延長して各ベーン
を囲繞し得るガイドベーンを形成し、ガイドベー
ンの始端部分と終端部分との間に形成される開口
を流入口に連通させると共に、その始端部側を一
定量切欠いたことを、考案の基本的構成とするも
のである。

（作 用） 送風機から送られて来た燃焼用空気は、流入口
を経てガイドベーンに案内されて各ベーン間に入
り、ここを通過する間に旋回を与えられて流出口
に供給される。このとき、各ベーンは、形状及び
長さが同一に形成され、流出口の周縁部に等間隔
で且つ隣接するベーン同志が一定範囲内で対向す
るように放射状に配設されて居り、又、ガイドベ
ーンは、ベーンに連設される部分が一定量切欠か
れている為、燃焼用空気は、各ベーン間に均一に
流入することになる。その結果、流出口の中心位
置に設けたバーナへは均一で且つ所定のフローパ
ターンの燃焼用空気流が圧力損失を少なくして供
給される。延いては、火炎が安定し、燃焼の安定
化、NOxの低減等を図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図及び第２図は本考案の実施例に係るウイ
ンドボツクスであつて、当該ウインドボツクス
は、接線方向に燃焼用空気の流入口１を、又、軸
芯方向に燃焼用空気の流出口２を備えたボツクス
本体３内に複数枚のベーン４を配設して居り、流
入口１から供給された燃焼用空気が旋回を与えら
れて流出口２へ供給されるように構成されてい。

前記各ベーン４は、流出口２と同芯で流出口２
内径よりも小径の基礎円ｄにて求められ、流出口
２の開口縁から始まる同一のインボリユート曲線
形状を呈して居り、同一長さのものが４枚使用さ
れている。

又、各ベーン４は、流出口２の開口縁部に等間
隔で且つ放射状に配設されて居り、隣接するベー
ン４の始端部（流出口２の開口縁側）と終端部と
が一定範囲内で対向するようにその長さが設定さ
れている。

前記ボツクス本体３は、ベーン４の一枚を同一
のインボリユート曲線形状で延長して形成され、
各ベーン４を囲繞し得るガイドベーン５と、ガイ
ドベーン５に連設され、ガイドベーン５の始端部
と終端部分との間に形成された開口に連通する燃
焼用空気の流入口１を備えた空気供給ダクト６
と、ガイドベーン５の周囲に空冷用のジヤケツト
を形成すべく配設された外周壁７と、各ベーン
４、ガイドベーン５並びに外周壁７の両側端に当
接し、これらの両側開口を夫々閉塞する一対の側
板８とから成り、一方の側板８の中心位置には燃
焼用空気の流出口２が、他方の側板８の中心位置
にはバーナ取付け用の開口が夫々形成されてい
る。

又、ガイドベーン５は、その始端部側が一定量
切欠かれている。

尚、第１図に於いて、９はボイラ等へのウイン
ドボツクス取付け用のフランジである。

第３図は４枚のベーン４を使用した場合の各ベ
ーン４の形状、長さ、取付け位置並びにガイドベ
ーン５の切欠き量等を示すウインドボツクスの説
明図である。

即ち、各ベーン４は、流出口２と同芯で直径50
mmの基礎円ｄにて求められ、内径220mmの流出口
２の開口縁から始まるインボリート曲線形状を呈
している。

又、図に於いて、基礎円ｄを八等分して接線方
向の補助線Ｌを出し、ウインドボツクス内を八つ
のセクシヨンに分割して居り、各ベーン４の長さ
は略４セクシヨン分の長さを有し、隣接するベー
ン４の始端部分と終端部分とが２セクシヨン分の
長さで対向するようになつている。尚、隣接する
ベーン４の始端部分と終端部分とは１セクシヨン
分の長さl₁から２セクシヨン分の長さl₂の範囲内
で対向させるのが望ましい。若し、l₂以上の長さ
にすると、圧力損失が増えることになる。

更に、ガイドベーン５は、その始端部側が２セ
クシヨン分の長さ（破線で示す）で切欠かれて居
り、この切欠きを設けることによつて、一部のベ
ーン４間（Ａ部）の風量が調整され、各ベーン４
間の流速が略均一になる。

前記各ベーン４の形状、長さ、ガイドベーン５
の切欠き量等は、実験の結果から得られたもので
ある。

第４図は第１図に示すウインドボツクスを用い
たボラの燃焼装置の一例を示す縦断面図であつ
て、ウインドボツクスはその流出口２がボイラ本
体１０の炉壁に形成されたラツパ状の開口に接続
されるように炉壁に取付けられて居り、その流入
口１には送風機が接続されている。尚、このウイ
ンドボツクスは、４枚のベーン４が第３図のもの
と比較して45度ずれた状態になつている。

前記ウインドボツクスの中心位置にはバーナ１
１が設けられて居り、バーナ１１はノズル１２を
備えた燃料噴射管１３、点火電極棒１４及びベー
ン１５を備えたコーン１６等から成り、従来公知
のものと同様に構成されている。又、空気供給ダ
クト６にはダンパ１７及びモータ１８等から成る
空気制御器１９が設けられている。

而して、送風機から送られて来た燃焼用空気
は、ダンパ１７で流量調整され、ガイドベーン５
に案内されて各ベーン４間に入り、ここを通過す
る間に旋回を与えられて二次空気として流出口２
に供給され、又、一部の燃焼用空気はコーン１６
のベーン１５により旋回を変えて一次空気として
コーン１６内に供給される。このとき、各ベーン
４はその形状及び長さが同一で隣接するベーン４
同志が一定範囲内で対向して居り、又、ガイドベ
ーン５はその始端部側が一定量切欠かれている
為、燃焼用空気は各ベーン４間に略均一に流入
し、各ベーン４間の流速は±20％以内に納まるこ
とになる。その結果、バーナ１１へは均一で且つ
所定のフローパターンの燃焼用空気流が圧力損失
を少なくして供給されることになる。

尚、二次空気の比率は通常65〜75％である。

一方、燃料（気体、液体等）は、燃料噴射管１
３に供給され、ノズル１２からボイラの燃焼室内
へ噴射され、一次空気及び二次空気と混合されて
燃焼する。

上記実施例に於いては、ベーン４の枚数を４枚
としたが、小容量のボイラに対しては２枚でも良
く、油量600Kg／ｈの低質油用でも４枚で良い。

又、上記実施例に於いては、ガイドベーン５の
周囲に外周壁７を設けたが、冷却を必要としない
場合には外周壁７を省略することができる。この
場合にはガイドベーン５が外周壁７の役目をす
る。

更に、上記実施例に於いては、ボツクス本体３
は、各ベーン４、ガイドベーン５並びに外周壁７
の両側開口を夫々側板８で閉塞する構成とした
が、一方の側板８を省略し、ボイラ本体１０の外
壁で側板を兼ねるよにしても良い。

（考案の効果） 上述の通り、本考案の燃焼用ウインドボツクス
は、同一のインボリユート曲線形状で長さが同一
に形成された複数枚のベーンを、燃焼用空気の流
出口周縁部に等間隔で且つ隣接するベーン同志が
一定範囲内で対向するように放射状に配設し、ベ
ーンの一枚を同一のインボリユート曲線形状で延
長して各ベーンを囲繞するガイドベーンを形成
し、ガイドベーンの始端部分と終端部分との間に
形成される開口を燃焼用空気の流入口に連通させ
ると共に、ガイドベーンの始端部側を切欠く構成
とした為、燃焼用空気はガイドベーンに案内され
て各ベーン間に均一に流入することになる。その
結果、流出口の中心位置に設けたバーナへは均一
で且つ所定のフローパターンの燃焼用空気が圧力
損失を少なくして供給されることになる。延いて
は、火炎が安定し、燃焼の安定化、NOxの低減
等を図れる。

又、本考案のウインドボツクスは、燃焼用空気
を均一に供給できる為、ウインドボツクスの深さ
を深くする必要もなく、ウインドボツクスのコン
パクト化を図れる。

尚、本考案のウインドボツクスは、油量30Kg／
ｈ〜1000Kg／ｈの油バーナやガスバーナに適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るウインドボツク
スの縦断面図、第２図は同じく側面図、第３図は
ベーンの形状、長さ、取付け位置並びにガイドベ
ーンの切欠き量等を示すウインドボツクスの説明
図、第４図は本考案のウインドボツクスを用いた
ボイラの燃焼装置の概略縦断面図、第５図及び第
６図は従来のウインドボツクスの概略縦断面図で
ある。 １は流入口、２は流出口、４はベーン、５はガ
イドベーン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 接線方向に燃焼用空気の流入口１を、又、軸芯
   方向に燃焼用空気の流出口２を夫々備え、流入口
   １と流出口２との間に形成した流路に、流入口１
   から供給された燃焼用空気を旋回させて流出口２
   へ導く複数のベーン４を配設した燃焼用ウインド
   ボツクスに於いて、前記各ベーン４を同一のイン
   ボリユート曲線形状とし、これらを流出口２の開
   口縁部に等間隔で且つ放射状に配設すると共に、
   隣接するベーン４の始端部と終端部とが一定範囲
   内で対向するようにその長さを設定し、ベーン４
   の一枚を同一のインボリユート曲線形状で延長し
   て各ベーン４を囲繞し得るガイドベーン５を形成
   し、ガイドベーン５の始端部分と終端部分との間
   に形成される開口を流入口１に連通させると共
   に、その始端部側を一定量切欠いたことを特徴と
   する燃焼用ウインドボツクス。