JPH1182933A - サイクロン形燃焼装置 - Google Patents
サイクロン形燃焼装置Info
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- JPH1182933A JPH1182933A JP9238134A JP23813497A JPH1182933A JP H1182933 A JPH1182933 A JP H1182933A JP 9238134 A JP9238134 A JP 9238134A JP 23813497 A JP23813497 A JP 23813497A JP H1182933 A JPH1182933 A JP H1182933A
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- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
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- F23C3/006—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
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- F23D—BURNERS
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- F23D14/46—Details
- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx を大幅に低減することができ、充分に
実用することができるサイクロン燃焼装置を提供する。 【解決手段】 円筒状の燃焼室３に、その内周面に開口
したノズル口５１から当該内周面に沿ってその接線方向
にガス状燃料と燃焼用空気とを混合させてなる予混合ガ
ス９を噴出させるようにする。燃焼室３は熱媒水７１の
貯留領域７に配置されている。燃焼室３の周壁３２は、
熱媒水７１に接触する伝熱壁に構成されている。ノズル
口５１から噴出された予混合ガス９によって形成される
火炎は、伝熱壁３２を介して、熱媒水７１により冷却，
低温化されることになり、ＮＯx の低減を図ることがで
きる。
実用することができるサイクロン燃焼装置を提供する。 【解決手段】 円筒状の燃焼室３に、その内周面に開口
したノズル口５１から当該内周面に沿ってその接線方向
にガス状燃料と燃焼用空気とを混合させてなる予混合ガ
ス９を噴出させるようにする。燃焼室３は熱媒水７１の
貯留領域７に配置されている。燃焼室３の周壁３２は、
熱媒水７１に接触する伝熱壁に構成されている。ノズル
口５１から噴出された予混合ガス９によって形成される
火炎は、伝熱壁３２を介して、熱媒水７１により冷却，
低温化されることになり、ＮＯx の低減を図ることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状の燃焼室
に、その内周面に開口したノズル口から当該内周面に沿
ってその接線方向にガス状燃料と燃焼用空気とを混合さ
せてなる予混合ガスを噴出させるように構成されたサイ
クロン形燃焼装置に関するものである。
に、その内周面に開口したノズル口から当該内周面に沿
ってその接線方向にガス状燃料と燃焼用空気とを混合さ
せてなる予混合ガスを噴出させるように構成されたサイ
クロン形燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からも、この種のサイクロン形燃焼
装置として種々の形式のものが提案されている。しか
し、何れのものにおいても、ＮＯx （特に、サーマルＮ
Ｏx ）の低減をさほど図り得ないことから、現在のとこ
ろ、我が国では実用されるに至っていないのが実情であ
る。
装置として種々の形式のものが提案されている。しか
し、何れのものにおいても、ＮＯx （特に、サーマルＮ
Ｏx ）の低減をさほど図り得ないことから、現在のとこ
ろ、我が国では実用されるに至っていないのが実情であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、従来から
提案されているサイクロン形燃焼装置においてＮＯx が
さほど低減されない原因を究明すべく、種々の実験，研
究を行った。その結果、かかる原因が、主として、燃焼
室の構造にあるとの結論を得た。すなわち、提案されて
いるサイクロン形燃焼装置にあっては、燃焼室が耐火壁
構造とされており、火炎温度が高くなるため、理論的に
は低ＮＯx 燃焼であるサイクロン燃焼を行なっているに
拘わらず、ＮＯx がさほど低減されていないことを究明
した。
提案されているサイクロン形燃焼装置においてＮＯx が
さほど低減されない原因を究明すべく、種々の実験，研
究を行った。その結果、かかる原因が、主として、燃焼
室の構造にあるとの結論を得た。すなわち、提案されて
いるサイクロン形燃焼装置にあっては、燃焼室が耐火壁
構造とされており、火炎温度が高くなるため、理論的に
は低ＮＯx 燃焼であるサイクロン燃焼を行なっているに
拘わらず、ＮＯx がさほど低減されていないことを究明
した。
【０００４】本発明は、かかる究明事項に基づいてなさ
れたもので、ＮＯx を大幅に低減することができ、充分
に実用することができるサイクロン燃焼装置を提供する
ことを目的とするものである。
れたもので、ＮＯx を大幅に低減することができ、充分
に実用することができるサイクロン燃焼装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のサイクロン形燃
焼装置は、円筒状の燃焼室に、その内周面に開口したノ
ズル口から当該内周面に沿ってその接線方向にガス状燃
料と燃焼用空気とを混合させてなる予混合ガスを噴出さ
せるように構成されたものであって、上記の目的を達成
すべく、特に、燃焼室の周壁を囲繞する被加熱媒体の貯
留領域を設けると共に、当該周壁を被加熱媒体に接触す
る伝熱壁に構成して、前記ノズル口から噴出された予混
合ガスによって形成される火炎を被加熱媒体により冷
却，低温化させるようにしたものである。
焼装置は、円筒状の燃焼室に、その内周面に開口したノ
ズル口から当該内周面に沿ってその接線方向にガス状燃
料と燃焼用空気とを混合させてなる予混合ガスを噴出さ
せるように構成されたものであって、上記の目的を達成
すべく、特に、燃焼室の周壁を囲繞する被加熱媒体の貯
留領域を設けると共に、当該周壁を被加熱媒体に接触す
る伝熱壁に構成して、前記ノズル口から噴出された予混
合ガスによって形成される火炎を被加熱媒体により冷
却，低温化させるようにしたものである。
【０００６】かかるサイクロン形燃焼装置を温水ボイ
ラ，炉筒煙管式ボイラ等として使用される場合、燃焼室
を、一端部を閉塞すると共に他端部を燃焼ガス出口とし
て開口したものとすると共に、その軸線を水平とした状
態で被加熱媒体の貯留領域に浸漬配置させておく。例え
ば、温水ボイラ等として使用する場合、被加熱媒体を熱
媒水として、燃焼ガスが、燃焼ガス出口から当該熱媒水
の貯留領域に開口せる伝熱水管群を通過して煙道に排出
されるように構成しておくことが好ましい。また、炉筒
煙管式ボイラ等として使用する場合、被加熱媒体を缶水
として、燃焼ガスが、燃焼ガス出口から当該缶水の貯留
領域に浸漬配置せる煙管群を通過して煙道に排出される
ように構成しておくことが好ましい。
ラ，炉筒煙管式ボイラ等として使用される場合、燃焼室
を、一端部を閉塞すると共に他端部を燃焼ガス出口とし
て開口したものとすると共に、その軸線を水平とした状
態で被加熱媒体の貯留領域に浸漬配置させておく。例え
ば、温水ボイラ等として使用する場合、被加熱媒体を熱
媒水として、燃焼ガスが、燃焼ガス出口から当該熱媒水
の貯留領域に開口せる伝熱水管群を通過して煙道に排出
されるように構成しておくことが好ましい。また、炉筒
煙管式ボイラ等として使用する場合、被加熱媒体を缶水
として、燃焼ガスが、燃焼ガス出口から当該缶水の貯留
領域に浸漬配置せる煙管群を通過して煙道に排出される
ように構成しておくことが好ましい。
【０００７】また、かかるサイクロン形燃焼装置にあっ
ては、燃焼室の内周面に、当該内周面に沿ってその接線
方向に予混合ガスを噴出する複数のノズル口が開口され
るように構成しておくことができ、かかる場合において
は、ノズル口の数，配置を次のように設定しておくこと
が好ましい。例えば、複数のノズル口を、燃焼室の軸線
方向に齟齬することなく、燃焼室の周方向（以下「燃焼
室周方向」という）に並列配置しておく。この場合にお
いては、各ノズル口から噴出される予混合ガスによる火
炎が、当該ノズル口にその予混合ガス噴出方向において
隣接するノズル口を加熱するように構成しておくことが
好ましい。また、複数のノズル口を、燃焼室周方向に齟
齬することなく、燃焼室の軸線方向（以下「燃焼室軸線
方向」という）に近接状に並列配置しておくことも可能
である。この場合、各ノズル口が燃焼室軸線方向に隣接
するノズル口からの火炎により加熱されるように、ノズ
ル口の燃焼室軸線方向における相互間隔を可及的に小さ
くしておくことが好ましい。また、複数のノズル口を、
各々が燃焼室周方向に齟齬することなく燃焼室軸線方向
に並列する複数のノズル口からなる複数組のノズル口群
に分けて、各ノズル口群を他のノズル口群とは燃焼室周
方向及び燃焼室軸線方向の何れにおいても齟齬するよう
に配置しておくことができる。
ては、燃焼室の内周面に、当該内周面に沿ってその接線
方向に予混合ガスを噴出する複数のノズル口が開口され
るように構成しておくことができ、かかる場合において
は、ノズル口の数，配置を次のように設定しておくこと
が好ましい。例えば、複数のノズル口を、燃焼室の軸線
方向に齟齬することなく、燃焼室の周方向（以下「燃焼
室周方向」という）に並列配置しておく。この場合にお
いては、各ノズル口から噴出される予混合ガスによる火
炎が、当該ノズル口にその予混合ガス噴出方向において
隣接するノズル口を加熱するように構成しておくことが
好ましい。また、複数のノズル口を、燃焼室周方向に齟
齬することなく、燃焼室の軸線方向（以下「燃焼室軸線
方向」という）に近接状に並列配置しておくことも可能
である。この場合、各ノズル口が燃焼室軸線方向に隣接
するノズル口からの火炎により加熱されるように、ノズ
ル口の燃焼室軸線方向における相互間隔を可及的に小さ
くしておくことが好ましい。また、複数のノズル口を、
各々が燃焼室周方向に齟齬することなく燃焼室軸線方向
に並列する複数のノズル口からなる複数組のノズル口群
に分けて、各ノズル口群を他のノズル口群とは燃焼室周
方向及び燃焼室軸線方向の何れにおいても齟齬するよう
に配置しておくことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図１７に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説
明において、前後とは図１、図４、図１０、図１２及び
図１４における左右を意味するものとする。
〜図１７に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説
明において、前後とは図１、図４、図１０、図１２及び
図１４における左右を意味するものとする。
【０００９】図１〜図８は第１の実施の形態を示したも
ので、この実施の形態における本発明に係るサイクロン
形燃焼装置（以下「第１燃焼装置」という）１1 は、本
体ケース２と火炉たる燃焼室３と熱交換器４と予混合ガ
ス供給装置５と着火器６とを具備する温水ボイラに構成
されている。
ので、この実施の形態における本発明に係るサイクロン
形燃焼装置（以下「第１燃焼装置」という）１1 は、本
体ケース２と火炉たる燃焼室３と熱交換器４と予混合ガ
ス供給装置５と着火器６とを具備する温水ボイラに構成
されている。
【００１０】本体ケース２は、図１〜図３に示す如く、
矩形箱状をなす金属板壁構造のものであり、所定量の被
加熱媒体たる熱媒水７１が貯溜されている。また、この
熱媒水７１の貯溜領域（以下「熱媒水貯溜領域」とい
う）７の上方空間は、所定圧に減圧した減圧領域１０と
されている。なお、減圧領域１０には、通常の温水ボイ
ラと同様に、給湯，暖房等のための温水循環路（図示せ
ず）が配置されている。
矩形箱状をなす金属板壁構造のものであり、所定量の被
加熱媒体たる熱媒水７１が貯溜されている。また、この
熱媒水７１の貯溜領域（以下「熱媒水貯溜領域」とい
う）７の上方空間は、所定圧に減圧した減圧領域１０と
されている。なお、減圧領域１０には、通常の温水ボイ
ラと同様に、給湯，暖房等のための温水循環路（図示せ
ず）が配置されている。
【００１１】燃焼室３は、図１〜図３に示す如く、後端
部を燃焼ガス出口３１とした炉筒構造をなすものであ
り、円筒状の周壁３２とその前端部を閉塞する円板状の
端壁３３とからなる金属板製のものである。燃焼室３
は、その軸線を水平とした状態で且つ端壁３３を本体ケ
ース２の前壁２ａから所定量離間させた状態で、熱媒水
貯溜領域７に浸漬配置されている。すなわち、周壁３２
及び端壁３３は、その全面が被加熱媒体たる熱媒水７１
に接触する伝熱壁に構成されており、熱媒水７１との熱
交換により冷却されるようになっている。また、燃焼室
３の前端部分３ａの内周面つまり周壁３２の内面には、
後述するように、燃焼室３の内周面に沿ってその接線方
向に予混合ガス９を噴出する複数のノズル口５１，５２
が、燃焼室軸線方向に齟齬することなく（燃焼室軸線方
向における位置が同一である）、燃焼室周方向に並列す
る状態で、開口されている。なお、端壁３３は、適宜の
ステー（図示せず）により本体ケース２の前壁２ａに取
り付けられている。また、端壁３３には、安全対策上、
ノズル口５１，５２からの火炎及び後述するパイロット
バーナ６による火炎の状態を検出する火炎検出器１１が
設けられている。この火炎検出器１１は、結露水防止
上、燃焼室３の内方且つ下方に傾斜する状態で取り付け
られている。
部を燃焼ガス出口３１とした炉筒構造をなすものであ
り、円筒状の周壁３２とその前端部を閉塞する円板状の
端壁３３とからなる金属板製のものである。燃焼室３
は、その軸線を水平とした状態で且つ端壁３３を本体ケ
ース２の前壁２ａから所定量離間させた状態で、熱媒水
貯溜領域７に浸漬配置されている。すなわち、周壁３２
及び端壁３３は、その全面が被加熱媒体たる熱媒水７１
に接触する伝熱壁に構成されており、熱媒水７１との熱
交換により冷却されるようになっている。また、燃焼室
３の前端部分３ａの内周面つまり周壁３２の内面には、
後述するように、燃焼室３の内周面に沿ってその接線方
向に予混合ガス９を噴出する複数のノズル口５１，５２
が、燃焼室軸線方向に齟齬することなく（燃焼室軸線方
向における位置が同一である）、燃焼室周方向に並列す
る状態で、開口されている。なお、端壁３３は、適宜の
ステー（図示せず）により本体ケース２の前壁２ａに取
り付けられている。また、端壁３３には、安全対策上、
ノズル口５１，５２からの火炎及び後述するパイロット
バーナ６による火炎の状態を検出する火炎検出器１１が
設けられている。この火炎検出器１１は、結露水防止
上、燃焼室３の内方且つ下方に傾斜する状態で取り付け
られている。
【００１２】熱交換器４は、図１及び図２に示す如く、
燃焼室３の後方に位置して熱媒水貯溜領域７に浸漬配置
されており、燃焼室３の燃焼ガス出口３１に接続された
角筒状の周壁４１とその上下端部に貫通支持された伝熱
水管群４２…とからなる。各水管４２は上下方向に延び
ており、上下端部を上記貯溜領域７に開口されている。
水管群４２…は、図２に示す如く千鳥状に配置されてお
り、周知のように、水管相互の間隔（ピッチ）を燃焼ガ
ス出口３１から後方に向かうに従って小さくなるように
設定すると共に、後方側の水管４２…の外周面には適宜
形状のフィン４３…が取り付けられている。熱交換器４
の後端部には、金属筒で構成される煙道８が連通接続さ
れている。燃焼室３で発生した燃焼ガス９５は燃焼ガス
出口３１から水管群４２…を通過して煙道８に排出され
るが、各水管４２内の熱媒水７１は燃焼ガス９５との熱
交換により加熱され、自然循環せしめられる。
燃焼室３の後方に位置して熱媒水貯溜領域７に浸漬配置
されており、燃焼室３の燃焼ガス出口３１に接続された
角筒状の周壁４１とその上下端部に貫通支持された伝熱
水管群４２…とからなる。各水管４２は上下方向に延び
ており、上下端部を上記貯溜領域７に開口されている。
水管群４２…は、図２に示す如く千鳥状に配置されてお
り、周知のように、水管相互の間隔（ピッチ）を燃焼ガ
ス出口３１から後方に向かうに従って小さくなるように
設定すると共に、後方側の水管４２…の外周面には適宜
形状のフィン４３…が取り付けられている。熱交換器４
の後端部には、金属筒で構成される煙道８が連通接続さ
れている。燃焼室３で発生した燃焼ガス９５は燃焼ガス
出口３１から水管群４２…を通過して煙道８に排出され
るが、各水管４２内の熱媒水７１は燃焼ガス９５との熱
交換により加熱され、自然循環せしめられる。
【００１３】予混合ガス供給装置５は、図１〜図８に示
す如く、天然ガス等のガス状燃料９１と燃焼空気９２と
を混合させてなる予混合ガス９を予混合ガス燃焼部つま
り燃焼室３に供給させるもので、予混合ガス９を構成す
べき所定流量の燃焼空気９２を被混合空気９２ａと非混
合空気９２ｂとに分流させる分流機構５４と、被混合空
気９２ａと予混合ガス９を構成すべき所定流量のガス状
燃料９１とを混合させる一次混合機構５５と、一次混合
機構５５で得られた一次混合ガス９1 と分流機構５４を
通過した非混合空気９２ｂとを混合させる二次混合機構
５６と、二次混合機構５６で得られた二次混合ガス９2
をこれに旋回力を付与することにより更に混合，攪拌す
る予混合ガス生成機構５７と、予混合ガス生成機構５７
で得られた予混合ガス９を予混合ガス燃焼部たる燃焼室
３に供給する予混合ガス供給機構５１ａ，５２ａとを具
備する。
す如く、天然ガス等のガス状燃料９１と燃焼空気９２と
を混合させてなる予混合ガス９を予混合ガス燃焼部つま
り燃焼室３に供給させるもので、予混合ガス９を構成す
べき所定流量の燃焼空気９２を被混合空気９２ａと非混
合空気９２ｂとに分流させる分流機構５４と、被混合空
気９２ａと予混合ガス９を構成すべき所定流量のガス状
燃料９１とを混合させる一次混合機構５５と、一次混合
機構５５で得られた一次混合ガス９1 と分流機構５４を
通過した非混合空気９２ｂとを混合させる二次混合機構
５６と、二次混合機構５６で得られた二次混合ガス９2
をこれに旋回力を付与することにより更に混合，攪拌す
る予混合ガス生成機構５７と、予混合ガス生成機構５７
で得られた予混合ガス９を予混合ガス燃焼部たる燃焼室
３に供給する予混合ガス供給機構５１ａ，５２ａとを具
備する。
【００１４】予混合ガス供給機構は、ノズル口５１，５
２を燃焼室３の内周面に開口させた主ノズル５１ａ及び
補助ノズル５２ａからなる。両ノズル５１ａ，５２ａ
は、図１〜図４に示す如く、端壁３３から後方に所定量
Ｌ1 離間した位置であって燃焼室３の周方向に齟齬した
位置において、予混合ガス９をノズル口５１，５２から
燃焼室３の内周面に対する接線方向に噴出させうる形態
で且つその噴出方向が燃焼室３の周方向において同一と
なる形態で、燃焼室３の周壁３２に取り付けられてい
る。各ノズル５１ａ，５２ａは、逆火の発生を効果的に
防止すべく、予混合ガス９を遅速部分や淀み部分を生じ
させることなく円滑に流動させ得る断面形状の金属パイ
プで構成されており、この例では断面円形のものとされ
ている。後述する如く、ノズル５１ａ，５２ａから噴出
された予混合ガス９の着火により燃焼室３の内周面に沿
う円弧状の火炎９３，９４が形成されるが、主ノズル５
１ａの内径ｄ1 は補助ノズル５２ａの内径ｄ2 より大き
く（ｄ1 ＞ｄ2 ）設定されていて、主ノズル口５１から
の噴出ガス９による火炎９３が補助ノズル口５２からの
噴出ガス９による火炎９４より長尺となるように工夫し
てある。特に、主ノズル５１ａの内径ｄ1 は燃焼室３の
内径Ｄに応じて設定しておくことが好ましいが、実験に
より確認したところでは、後述するサイクロン燃焼を効
果的に行わしめるためにはＤ／ｄ1 ＞４．５に設定して
おくことが好ましい。また、補助ノズル口５２からのガ
ス噴出方向における両ノズル口５１，５２の間隔（燃焼
室３の中心に対する角度）θ2 は、補助ノズル口５２か
らの火炎９４が主ノズル口５１を直接に加熱するよう
に、主ノズル口５１からのガス噴出方向における両ノズ
ル口５１，５２の間隔（燃焼室３の中心に対する角度）
θ1 より所定量小さく（θ1 ＞θ2 ）設定されている。
さらに、このように火炎９４が主ノズル口５１を直接に
加熱することを条件として、両間隔θ1 ，θ2 の比率を
火炎９３，９４の長さの比率に略一致させて、主ノズル
口５１からの火炎９３もその一部が補助ノズル口５２を
直接に加熱するようにしておくことがより好ましい。ま
た、前後方向（燃焼室軸線方向）におけるノズル口５
１，５２と端板３３との距離Ｌ1 は、ノズル口５１，５
２と端板３３との間における領域で燃焼ガスの再循環が
行われるように、ノズル口径（特に、ガス噴出量の多い
主ノズル５１ａの口径ｄ1 ）に応じて設定しておくこと
が好ましい。実験により確認したところでは、Ｌ1 ＞ｄ
1 （＞ｄ2 ）となるように設定しておくことが好まし
い。また、前後方向（燃焼室軸線方向）におけるノズル
口５１，５２と燃焼出口３１との距離Ｌ2 は、後述する
サイクロン燃焼が行われるように、燃焼室径Ｄに応じて
設定しておくことが好ましい。実験により確認したとこ
ろでは、Ｌ2 ＞１．５Ｄとなるように設定しておくこと
が好ましい。また、実験により確認したところでは、サ
イクロン燃焼を良好に行うためには、ノズル口５１，５
２からのガス噴出速度を１５ｍ／ｓ以上に設定しておく
ことが好ましい。
２を燃焼室３の内周面に開口させた主ノズル５１ａ及び
補助ノズル５２ａからなる。両ノズル５１ａ，５２ａ
は、図１〜図４に示す如く、端壁３３から後方に所定量
Ｌ1 離間した位置であって燃焼室３の周方向に齟齬した
位置において、予混合ガス９をノズル口５１，５２から
燃焼室３の内周面に対する接線方向に噴出させうる形態
で且つその噴出方向が燃焼室３の周方向において同一と
なる形態で、燃焼室３の周壁３２に取り付けられてい
る。各ノズル５１ａ，５２ａは、逆火の発生を効果的に
防止すべく、予混合ガス９を遅速部分や淀み部分を生じ
させることなく円滑に流動させ得る断面形状の金属パイ
プで構成されており、この例では断面円形のものとされ
ている。後述する如く、ノズル５１ａ，５２ａから噴出
された予混合ガス９の着火により燃焼室３の内周面に沿
う円弧状の火炎９３，９４が形成されるが、主ノズル５
１ａの内径ｄ1 は補助ノズル５２ａの内径ｄ2 より大き
く（ｄ1 ＞ｄ2 ）設定されていて、主ノズル口５１から
の噴出ガス９による火炎９３が補助ノズル口５２からの
噴出ガス９による火炎９４より長尺となるように工夫し
てある。特に、主ノズル５１ａの内径ｄ1 は燃焼室３の
内径Ｄに応じて設定しておくことが好ましいが、実験に
より確認したところでは、後述するサイクロン燃焼を効
果的に行わしめるためにはＤ／ｄ1 ＞４．５に設定して
おくことが好ましい。また、補助ノズル口５２からのガ
ス噴出方向における両ノズル口５１，５２の間隔（燃焼
室３の中心に対する角度）θ2 は、補助ノズル口５２か
らの火炎９４が主ノズル口５１を直接に加熱するよう
に、主ノズル口５１からのガス噴出方向における両ノズ
ル口５１，５２の間隔（燃焼室３の中心に対する角度）
θ1 より所定量小さく（θ1 ＞θ2 ）設定されている。
さらに、このように火炎９４が主ノズル口５１を直接に
加熱することを条件として、両間隔θ1 ，θ2 の比率を
火炎９３，９４の長さの比率に略一致させて、主ノズル
口５１からの火炎９３もその一部が補助ノズル口５２を
直接に加熱するようにしておくことがより好ましい。ま
た、前後方向（燃焼室軸線方向）におけるノズル口５
１，５２と端板３３との距離Ｌ1 は、ノズル口５１，５
２と端板３３との間における領域で燃焼ガスの再循環が
行われるように、ノズル口径（特に、ガス噴出量の多い
主ノズル５１ａの口径ｄ1 ）に応じて設定しておくこと
が好ましい。実験により確認したところでは、Ｌ1 ＞ｄ
1 （＞ｄ2 ）となるように設定しておくことが好まし
い。また、前後方向（燃焼室軸線方向）におけるノズル
口５１，５２と燃焼出口３１との距離Ｌ2 は、後述する
サイクロン燃焼が行われるように、燃焼室径Ｄに応じて
設定しておくことが好ましい。実験により確認したとこ
ろでは、Ｌ2 ＞１．５Ｄとなるように設定しておくこと
が好ましい。また、実験により確認したところでは、サ
イクロン燃焼を良好に行うためには、ノズル口５１，５
２からのガス噴出速度を１５ｍ／ｓ以上に設定しておく
ことが好ましい。
【００１５】分流機構５４は、予混合ガス９を構成すべ
き所定流量の燃焼空気９２を供給する断面円形の燃焼空
気供給管５４ａの下流端部内に円筒状の分流筒５４ｂを
同心状に配置して、燃焼空気供給管５４ａの下流端部に
至った燃焼空気９２を、分流筒５４ｂの内周領域に流入
する被混合空気９２ａとその外周領域に流入する非混合
空気９２ｂとに分流するようになっている。なお、分流
筒５４ｂは、非混合空気９２ｂの流動を妨げないステー
（図示せず）を介して、燃料空気供給管５４ａの内周部
に固定支持されている。
き所定流量の燃焼空気９２を供給する断面円形の燃焼空
気供給管５４ａの下流端部内に円筒状の分流筒５４ｂを
同心状に配置して、燃焼空気供給管５４ａの下流端部に
至った燃焼空気９２を、分流筒５４ｂの内周領域に流入
する被混合空気９２ａとその外周領域に流入する非混合
空気９２ｂとに分流するようになっている。なお、分流
筒５４ｂは、非混合空気９２ｂの流動を妨げないステー
（図示せず）を介して、燃料空気供給管５４ａの内周部
に固定支持されている。
【００１６】一次混合機構５５は、予混合ガス９を構成
すべき所定流量のガス状燃料９１を供給する断面円形の
ガス状燃料供給管５５ａと、その先端部分に周方向に等
間隔を隔てて放射状に固着した複数枚の旋回ベーン５５
ｂ…とを具備する。ガス状燃料供給管５５ａの先端部分
たる前端部分は、燃焼空気供給管５４ａの管壁を貫通し
て分流筒５４ｂ内に挿入されており、旋回ベーン５５ｂ
…を介して分流筒５４ｂの内周部にこれと同心状に固定
支持されている。ガス状燃料供給管５５ａの前端５５ｃ
は閉塞されており、ガス状燃料供給管５５ａの管壁であ
って旋回ベーン５５ｂ…の後方部分には、その全周に亘
って複数の噴出孔５５ｄ…が穿設されていて、ガス状燃
料９１を分流筒５４ｂの内周部に向けて放射状に噴出さ
せるようになっている。旋回ベーン５５ｂ…は、図６及
び図８に示す如く、分流筒５４ｂ（又はガス状燃料供給
管５５ａの前端部分）の軸線に対して一定角αをなす傾
斜状に取り付けられた台形板状のものである。したがっ
て、一次混合機構５５によれば、分流筒５５ｂ内におい
て、被混合空気９２ａとガス状燃料供給管５５ａの噴出
孔５５ｄ…から噴出されたガス状燃料９１とが混合され
た上、旋回ベーン５５ｂ…により旋回力を付与されて、
更に混合，攪拌されることになり、両者９１，９２ａの
混合ガスたる一次混合ガス９1 が得られる。この一次混
合ガス９1 は、旋回流となって分流筒５４ｂの前端部か
ら流出する。
すべき所定流量のガス状燃料９１を供給する断面円形の
ガス状燃料供給管５５ａと、その先端部分に周方向に等
間隔を隔てて放射状に固着した複数枚の旋回ベーン５５
ｂ…とを具備する。ガス状燃料供給管５５ａの先端部分
たる前端部分は、燃焼空気供給管５４ａの管壁を貫通し
て分流筒５４ｂ内に挿入されており、旋回ベーン５５ｂ
…を介して分流筒５４ｂの内周部にこれと同心状に固定
支持されている。ガス状燃料供給管５５ａの前端５５ｃ
は閉塞されており、ガス状燃料供給管５５ａの管壁であ
って旋回ベーン５５ｂ…の後方部分には、その全周に亘
って複数の噴出孔５５ｄ…が穿設されていて、ガス状燃
料９１を分流筒５４ｂの内周部に向けて放射状に噴出さ
せるようになっている。旋回ベーン５５ｂ…は、図６及
び図８に示す如く、分流筒５４ｂ（又はガス状燃料供給
管５５ａの前端部分）の軸線に対して一定角αをなす傾
斜状に取り付けられた台形板状のものである。したがっ
て、一次混合機構５５によれば、分流筒５５ｂ内におい
て、被混合空気９２ａとガス状燃料供給管５５ａの噴出
孔５５ｄ…から噴出されたガス状燃料９１とが混合され
た上、旋回ベーン５５ｂ…により旋回力を付与されて、
更に混合，攪拌されることになり、両者９１，９２ａの
混合ガスたる一次混合ガス９1 が得られる。この一次混
合ガス９1 は、旋回流となって分流筒５４ｂの前端部か
ら流出する。
【００１７】二次混合機構５６は、図４〜図７に示す如
く、燃料空気供給管５５ａの前端部に軸線を一致させて
接続された断面円形の二次混合筒５６ａと、二次混合筒
５６ａ内に形成された二次混合通路５６ｂと、二次混合
通路５６ｂの下流端部に設けられた複数枚の整流板５６
ｃ…とを具備する。二次混合筒５６ａは燃料空気供給管
５５ａより大径のもので、後方に窄まる截頭円錐状の後
端部を燃料空気供給管５５ａの前端部に接続してある。
二次混合通路５６ｂは、二次混合筒５６ａ内に同心状に
配置された断面円形の内筒５６ｄ及び後述する断面円形
の予混合ガス生成筒５７ａの後端部分と二次混合筒５６
ａの前端及び内筒５６ｄの後端を閉塞する閉塞板５６
ｅ，５６ｆとにより形成されており、これらの筒５６
ａ，５６ｄ，５７ａの内外周部間に形成される同心状の
円筒状通路部分５６´ｂ，５６´´ｂを蛇行状に連通さ
せてなる。而して、二次混合通路５６ｂ内においては、
分流筒５４ｂの前端部から旋回流をなして流出する一次
混合ガス９1 と分流筒５４ｂの外周領域を通過した非混
合空気９２ｂとを合流させつつ蛇行状に流動させること
により、両者９1 ，９２ｂを混合させた二次混合ガス９
2 が得られる。すなわち、一次混合ガス９1 と非混合空
気９２ｂとは、二次混合筒５６ａと内筒５６ｄとの間に
形成された第１円筒状通路部分５６´ｂを前方へと流動
した上、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ｅへの衝突によ
り方向転換されて、内筒５６ｄと予混合ガス生成筒５７
ａとの間に形成された第２円筒状通路部分５６´´ｂを
後方へと流動し、更に内筒５６ｄの閉塞板５６ｆへの衝
突により方向転換されて、予混合ガス生成筒５７ａの後
端部へと流入されることになり、この間において混合さ
れることになる。整流板５６ｃ…は、内筒５６ｄの内周
部と予混合ガス生成筒５７ａの外周部との間に軸線方向
に平行し且つ周方向に等間隔を隔てた放射状態で取り付
けられていて、二次混合ガス９2 を、第２円筒状通路部
分５６´´ｂを通過する間において整流した上で、予混
合ガス生成筒５７ａの上流端部内にその全周から均等に
流入させるようになっている。
く、燃料空気供給管５５ａの前端部に軸線を一致させて
接続された断面円形の二次混合筒５６ａと、二次混合筒
５６ａ内に形成された二次混合通路５６ｂと、二次混合
通路５６ｂの下流端部に設けられた複数枚の整流板５６
ｃ…とを具備する。二次混合筒５６ａは燃料空気供給管
５５ａより大径のもので、後方に窄まる截頭円錐状の後
端部を燃料空気供給管５５ａの前端部に接続してある。
二次混合通路５６ｂは、二次混合筒５６ａ内に同心状に
配置された断面円形の内筒５６ｄ及び後述する断面円形
の予混合ガス生成筒５７ａの後端部分と二次混合筒５６
ａの前端及び内筒５６ｄの後端を閉塞する閉塞板５６
ｅ，５６ｆとにより形成されており、これらの筒５６
ａ，５６ｄ，５７ａの内外周部間に形成される同心状の
円筒状通路部分５６´ｂ，５６´´ｂを蛇行状に連通さ
せてなる。而して、二次混合通路５６ｂ内においては、
分流筒５４ｂの前端部から旋回流をなして流出する一次
混合ガス９1 と分流筒５４ｂの外周領域を通過した非混
合空気９２ｂとを合流させつつ蛇行状に流動させること
により、両者９1 ，９２ｂを混合させた二次混合ガス９
2 が得られる。すなわち、一次混合ガス９1 と非混合空
気９２ｂとは、二次混合筒５６ａと内筒５６ｄとの間に
形成された第１円筒状通路部分５６´ｂを前方へと流動
した上、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ｅへの衝突によ
り方向転換されて、内筒５６ｄと予混合ガス生成筒５７
ａとの間に形成された第２円筒状通路部分５６´´ｂを
後方へと流動し、更に内筒５６ｄの閉塞板５６ｆへの衝
突により方向転換されて、予混合ガス生成筒５７ａの後
端部へと流入されることになり、この間において混合さ
れることになる。整流板５６ｃ…は、内筒５６ｄの内周
部と予混合ガス生成筒５７ａの外周部との間に軸線方向
に平行し且つ周方向に等間隔を隔てた放射状態で取り付
けられていて、二次混合ガス９2 を、第２円筒状通路部
分５６´´ｂを通過する間において整流した上で、予混
合ガス生成筒５７ａの上流端部内にその全周から均等に
流入させるようになっている。
【００１８】予混合ガス生成機構５７は、図４、図５及
び図７に示す如く、主ノズル５１ａ及び補助ノズル５２
ａを接続する断面円形の予混合ガス生成筒５７ａと、予
混合ガス生成筒５７ａ内に配設された複数枚の旋回ベー
ン５７ｃ…とを具備する。予混合ガス生成筒５７ａの後
端部分は、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ａを貫通し
て、内筒５６ｄ内に同心状に挿入されている。予混合ガ
ス生成筒５７ａの後端部分内には、後端を閉塞した有底
円筒５７ｂを同心状に配置すると共に両筒５７ａ，５７
ｂの内外周部間に複数枚の旋回ベーン５７ｃ…を周方向
に等間隔を隔てて放射状に取り付けてある。旋回ベーン
５７ｃ…は、筒５７ａ，５７ｂの軸線に対して適当角β
をなす傾斜状に取り付けられた台形板状のものである。
予混合ガス生成筒５７ａの前端部分は二次混合筒５６ａ
から前方に突出しており、その周壁には主ノズル５１ａ
及び補助ノズル５２ａが連通接続されている。なお、予
混合ガス生成筒５７ａの前端は閉塞されている。したが
って、予混合ガス生成機構５７によれば、整流板５６ｃ
…を配置した第２円筒状通路部分５６´´ｂから予混合
ガス生成筒５７ａの後端部に流入した二次混合ガス９2
は、旋回ベーン５７ｃ…により旋回力を付与されること
によって、混合，攪拌されることなり、ガス状燃料９１
と燃焼空気９２とが均一に混合された予混合ガス９が得
られる。このとき、二次混合ガス９2 が整流板５６ｃ…
で整流された上、予混合ガス生成筒５７ａにその周方向
において均等に流入することから、旋回ベーン５７ｃ…
による旋回付与作用及び旋回による二次混合ガス９2 の
混合，攪拌作用がより均一且つ効果的に行なわれること
になる。かくして得られた予混合ガス９は、旋回ベーン
５７ｃ…から旋回流をなして前方へ流動して、各ノズル
５１ａ，５２ａから燃焼室３に噴出される。なお、予混
合ガス生成筒５７ａには圧力検出器１３が設けられてい
て、燃焼室３での所定の燃焼量を確保するに必要な予混
合ガス量に対応する適正圧力が維持されているか否かを
検出し、適正圧力より降圧した場合に、安全上、燃焼が
停止されるように工夫されている。
び図７に示す如く、主ノズル５１ａ及び補助ノズル５２
ａを接続する断面円形の予混合ガス生成筒５７ａと、予
混合ガス生成筒５７ａ内に配設された複数枚の旋回ベー
ン５７ｃ…とを具備する。予混合ガス生成筒５７ａの後
端部分は、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ａを貫通し
て、内筒５６ｄ内に同心状に挿入されている。予混合ガ
ス生成筒５７ａの後端部分内には、後端を閉塞した有底
円筒５７ｂを同心状に配置すると共に両筒５７ａ，５７
ｂの内外周部間に複数枚の旋回ベーン５７ｃ…を周方向
に等間隔を隔てて放射状に取り付けてある。旋回ベーン
５７ｃ…は、筒５７ａ，５７ｂの軸線に対して適当角β
をなす傾斜状に取り付けられた台形板状のものである。
予混合ガス生成筒５７ａの前端部分は二次混合筒５６ａ
から前方に突出しており、その周壁には主ノズル５１ａ
及び補助ノズル５２ａが連通接続されている。なお、予
混合ガス生成筒５７ａの前端は閉塞されている。したが
って、予混合ガス生成機構５７によれば、整流板５６ｃ
…を配置した第２円筒状通路部分５６´´ｂから予混合
ガス生成筒５７ａの後端部に流入した二次混合ガス９2
は、旋回ベーン５７ｃ…により旋回力を付与されること
によって、混合，攪拌されることなり、ガス状燃料９１
と燃焼空気９２とが均一に混合された予混合ガス９が得
られる。このとき、二次混合ガス９2 が整流板５６ｃ…
で整流された上、予混合ガス生成筒５７ａにその周方向
において均等に流入することから、旋回ベーン５７ｃ…
による旋回付与作用及び旋回による二次混合ガス９2 の
混合，攪拌作用がより均一且つ効果的に行なわれること
になる。かくして得られた予混合ガス９は、旋回ベーン
５７ｃ…から旋回流をなして前方へ流動して、各ノズル
５１ａ，５２ａから燃焼室３に噴出される。なお、予混
合ガス生成筒５７ａには圧力検出器１３が設けられてい
て、燃焼室３での所定の燃焼量を確保するに必要な予混
合ガス量に対応する適正圧力が維持されているか否かを
検出し、適正圧力より降圧した場合に、安全上、燃焼が
停止されるように工夫されている。
【００１９】ところで、旋回ベーン５５ｂ，５７ｃによ
って付与される旋回力の程度は旋回ベーン５５ｂ，５７
ｃの傾斜角α，βによって決定されるが、実験により確
認したところでは、ガス状燃料９１と燃焼空気９２との
比重が大きく異なるため、傾斜角α，βが１０°未満で
あると、ガス状燃料と空気との混合，攪拌作用を充分に
発揮しうる旋回力を得ることができず、傾斜角α，βが
２０°を超えると、旋回による攪拌作用が過大となっ
て、混合されたガス状燃料と空気とが再分離する虞れが
あった。したがって、旋回ベーン５５ｂ，５７ｃの傾斜
角α，βは１０°〜２０°の範囲で設定しておくことが
好ましく、この例では１５°に設定してある。また、旋
回ベーン５５ｂ，５７ｃの枚数も旋回力に影響を与える
が、必要以上に多くしておくことは圧力損失の面から好
ましくなく、この例では８枚に設定してある。
って付与される旋回力の程度は旋回ベーン５５ｂ，５７
ｃの傾斜角α，βによって決定されるが、実験により確
認したところでは、ガス状燃料９１と燃焼空気９２との
比重が大きく異なるため、傾斜角α，βが１０°未満で
あると、ガス状燃料と空気との混合，攪拌作用を充分に
発揮しうる旋回力を得ることができず、傾斜角α，βが
２０°を超えると、旋回による攪拌作用が過大となっ
て、混合されたガス状燃料と空気とが再分離する虞れが
あった。したがって、旋回ベーン５５ｂ，５７ｃの傾斜
角α，βは１０°〜２０°の範囲で設定しておくことが
好ましく、この例では１５°に設定してある。また、旋
回ベーン５５ｂ，５７ｃの枚数も旋回力に影響を与える
が、必要以上に多くしておくことは圧力損失の面から好
ましくなく、この例では８枚に設定してある。
【００２０】着火器６は、図３に示す如く、補助ノズル
５２ａにそのノズル口５２の近傍に配して内装されたパ
イロットバーナで構成されており、バイロットバーナ６
によるパイロット炎により、各ノズル口５１，５２から
噴出される予混合ガス９に着火させるようになってい
る。なお、パイロットバーナ６は予混合ガス９の着火後
に停止されるものであり、パイロットバーナ６の点火に
先立って、予混合ガス供給装置５、燃焼室３及び熱交換
器４がパージされるようになっている。
５２ａにそのノズル口５２の近傍に配して内装されたパ
イロットバーナで構成されており、バイロットバーナ６
によるパイロット炎により、各ノズル口５１，５２から
噴出される予混合ガス９に着火させるようになってい
る。なお、パイロットバーナ６は予混合ガス９の着火後
に停止されるものであり、パイロットバーナ６の点火に
先立って、予混合ガス供給装置５、燃焼室３及び熱交換
器４がパージされるようになっている。
【００２１】以上のように構成された第１燃焼装置１1
によれば、燃焼室３において所謂サイクロン燃焼が行わ
れ、低ＮＯx 燃焼を実現することができる。
によれば、燃焼室３において所謂サイクロン燃焼が行わ
れ、低ＮＯx 燃焼を実現することができる。
【００２２】まず、予混合ガス供給装置５、燃焼室３及
び熱交換器４が上記した如くパージされた後、各ノズル
口５１，５２から予混合ガス９が噴出される。このと
き、各ノズル５１ａ，５２ａには、予混合ガス供給装置
５により、ガス状燃料９１と燃焼空気９２とが均一に混
合された極めて高混合精度の予混合ガス９が供給され
る。
び熱交換器４が上記した如くパージされた後、各ノズル
口５１，５２から予混合ガス９が噴出される。このと
き、各ノズル５１ａ，５２ａには、予混合ガス供給装置
５により、ガス状燃料９１と燃焼空気９２とが均一に混
合された極めて高混合精度の予混合ガス９が供給され
る。
【００２３】すなわち、燃焼空気供給管５４ａから供給
された燃焼空気９２は分流筒５４ｂ内に流入する被混合
空気９２ａと分流筒５４ｂ外を通過する非混合空気９２
ｂとに分流される。分流筒５４ｂ内においては、ガス状
燃料９１がガス状燃料供給管５５ａの噴出孔５５ｄ…か
ら被混合空気９２ａの流入方向に直交する方向に放射状
に噴出され、この噴出ガス９１と被混合空気９２ａとが
混合される。さらに、その混合ガス９１，９２ａたる一
次混合ガス９1 は、旋回ベーン５５ｂ…を経て分流筒５
４ｂの前端部から流出するが、この間においては、傾斜
角αを上記した如く設定された旋回ベーン５５ｂ…によ
り、一次混合ガス９1 にその構成ガス９１，９２ａが再
分離しない程度の旋回つまり弱旋回が付与されることに
なり、一次混合ガス９1 の混合精度が向上する。分流筒
５４ｂの前端部から流出した一次混合ガス９1 は、分流
筒５４ｂの外周部を通過した非混合空気９２ｂと共に二
次混合筒５６ａに流入し、二次混合筒５６ａ内に形成さ
れた蛇行状の二次混合通路５６ｂを方向転換しつつ流動
する。このとき、分流筒５４ｂから流出する一次混合ガ
ス９1 には旋回ベーン５５ｂ…により旋回力が付与され
ていることから、二次混合通路５６ｂの始端部において
一次混合ガス９1 と非混合空気９２ｂとが良好に混合に
されて、所望する予混合ガス９と同一成分をなす二次混
合ガス９2 が得られる。ところで、ガス状燃料９１と燃
焼空気９２との間に大きな比重差があるから、予混合ガ
ス９を構成すべき燃焼空気９２の一部９２ａとガス状燃
料９１とを混合させて得られた一次混合ガス９1 に残部
の燃焼空気９２ｂを更に混合させた二次混合ガス９2 の
混合精度は、全量の燃焼空気９２にガス状燃料９１を混
合させたものに比して高くなる。
された燃焼空気９２は分流筒５４ｂ内に流入する被混合
空気９２ａと分流筒５４ｂ外を通過する非混合空気９２
ｂとに分流される。分流筒５４ｂ内においては、ガス状
燃料９１がガス状燃料供給管５５ａの噴出孔５５ｄ…か
ら被混合空気９２ａの流入方向に直交する方向に放射状
に噴出され、この噴出ガス９１と被混合空気９２ａとが
混合される。さらに、その混合ガス９１，９２ａたる一
次混合ガス９1 は、旋回ベーン５５ｂ…を経て分流筒５
４ｂの前端部から流出するが、この間においては、傾斜
角αを上記した如く設定された旋回ベーン５５ｂ…によ
り、一次混合ガス９1 にその構成ガス９１，９２ａが再
分離しない程度の旋回つまり弱旋回が付与されることに
なり、一次混合ガス９1 の混合精度が向上する。分流筒
５４ｂの前端部から流出した一次混合ガス９1 は、分流
筒５４ｂの外周部を通過した非混合空気９２ｂと共に二
次混合筒５６ａに流入し、二次混合筒５６ａ内に形成さ
れた蛇行状の二次混合通路５６ｂを方向転換しつつ流動
する。このとき、分流筒５４ｂから流出する一次混合ガ
ス９1 には旋回ベーン５５ｂ…により旋回力が付与され
ていることから、二次混合通路５６ｂの始端部において
一次混合ガス９1 と非混合空気９２ｂとが良好に混合に
されて、所望する予混合ガス９と同一成分をなす二次混
合ガス９2 が得られる。ところで、ガス状燃料９１と燃
焼空気９２との間に大きな比重差があるから、予混合ガ
ス９を構成すべき燃焼空気９２の一部９２ａとガス状燃
料９１とを混合させて得られた一次混合ガス９1 に残部
の燃焼空気９２ｂを更に混合させた二次混合ガス９2 の
混合精度は、全量の燃焼空気９２にガス状燃料９１を混
合させたものに比して高くなる。
【００２４】さらに、二次混合ガス９2 は蛇行状の二次
混合通路５６ｂを方向転換しつつ流動され、方向転換に
よる攪拌作用により均一に混合されることになる。しか
も、二次混合通路５６ｂの軸線方向長さ（前後方向長
さ）は短いものの、それが蛇行状のものであり、二次混
合通路５６ｂ内における二次混合ガス９2 の流動経路は
十分に長くなっていることから、二次混合通路５６ｂ内
を流動する間において二次混合ガス９2 の混合精度は更
に高められことになる。換言すれば、二次混合通路５６
ｂを蛇行状に構成しておくことにより、予混合ガス供給
装置５を可及的に小型化させつつ、ガス状燃料９１と燃
焼空気９２との混合精度を高めることができるのであ
る。
混合通路５６ｂを方向転換しつつ流動され、方向転換に
よる攪拌作用により均一に混合されることになる。しか
も、二次混合通路５６ｂの軸線方向長さ（前後方向長
さ）は短いものの、それが蛇行状のものであり、二次混
合通路５６ｂ内における二次混合ガス９2 の流動経路は
十分に長くなっていることから、二次混合通路５６ｂ内
を流動する間において二次混合ガス９2 の混合精度は更
に高められことになる。換言すれば、二次混合通路５６
ｂを蛇行状に構成しておくことにより、予混合ガス供給
装置５を可及的に小型化させつつ、ガス状燃料９１と燃
焼空気９２との混合精度を高めることができるのであ
る。
【００２５】そして、二次混合ガス９2 は二次混合通路
５６ｂから予混合ガス生成筒５７ａに流入して、旋回ベ
ーン５７ｃ…により旋回力を付与され、旋回による攪拌
作用により最終的に混合精度を調整された予混合ガス９
が得られる。このとき、二次混合ガス９2 は、二次混合
通路５６ｂの下流端部分（第２円筒状通路部分５６´´
ｂ）に設けられた整流板５６ｃ…により、二次混合通路
５６ｂにおける反転流動による乱れを整流された上で、
予混合ガス生成筒５７ａ内にその後端縁における全周か
ら均等に流入せしめられる。したがって、旋回ベーン５
７ｃ…により二次混合ガス９2 に付与される旋回力にム
ラが生じず、二次混合ガス９2 に均一な旋回力が付与さ
れることになる。その結果、旋回ベーン５７ｃ…から流
出した予混合ガス９の混合精度は極めて高いものとな
る。このとき、旋回ベーン５７ｃ…は、その傾斜角βを
上記した如く設定されたものであるから、旋回を付与す
ることによる不都合、つまり比重差のあるガス状燃料９
１と燃焼空気９２とが再分離するといった不都合を生じ
ることなく、高混合精度の予混合ガス９が得られる。
５６ｂから予混合ガス生成筒５７ａに流入して、旋回ベ
ーン５７ｃ…により旋回力を付与され、旋回による攪拌
作用により最終的に混合精度を調整された予混合ガス９
が得られる。このとき、二次混合ガス９2 は、二次混合
通路５６ｂの下流端部分（第２円筒状通路部分５６´´
ｂ）に設けられた整流板５６ｃ…により、二次混合通路
５６ｂにおける反転流動による乱れを整流された上で、
予混合ガス生成筒５７ａ内にその後端縁における全周か
ら均等に流入せしめられる。したがって、旋回ベーン５
７ｃ…により二次混合ガス９2 に付与される旋回力にム
ラが生じず、二次混合ガス９2 に均一な旋回力が付与さ
れることになる。その結果、旋回ベーン５７ｃ…から流
出した予混合ガス９の混合精度は極めて高いものとな
る。このとき、旋回ベーン５７ｃ…は、その傾斜角βを
上記した如く設定されたものであるから、旋回を付与す
ることによる不都合、つまり比重差のあるガス状燃料９
１と燃焼空気９２とが再分離するといった不都合を生じ
ることなく、高混合精度の予混合ガス９が得られる。
【００２６】かくして得られた予混合ガス９は、予混合
ガス生成筒５７ａから各ノズル５１ａ，５２ａに供給さ
れ、ノズル口５１，５２から燃焼室３内に噴出される。
このとき、予混合ガス生成筒５７ａで得られた予混合ガ
ス９には旋回力が付与されているから、予混合ガス９は
その混合精度を維持しつつ各ノズル５１ａ，５２ａに供
給されることになり、ノズル口５１，５２からは極めて
高混合精度の予混合ガス９が噴出されることになる。
ガス生成筒５７ａから各ノズル５１ａ，５２ａに供給さ
れ、ノズル口５１，５２から燃焼室３内に噴出される。
このとき、予混合ガス生成筒５７ａで得られた予混合ガ
ス９には旋回力が付与されているから、予混合ガス９は
その混合精度を維持しつつ各ノズル５１ａ，５２ａに供
給されることになり、ノズル口５１，５２からは極めて
高混合精度の予混合ガス９が噴出されることになる。
【００２７】このようにして予混合ガス９が燃焼室３に
供給されると、パイロットバーナ６により各ノズル口５
１，５２から噴出される予混合ガス９が着火され、サイ
クロン燃焼が開始される。すなわち、予混合ガス９が燃
焼室３の内周面の接線方向に噴出されることから、図３
に示す如く、各ノズル口５１，５２から燃焼室３の内周
面つまり周壁３２の内周面に沿って当該内周面を嘗める
ように延びる円弧状の火炎９３，９４が形成される。
供給されると、パイロットバーナ６により各ノズル口５
１，５２から噴出される予混合ガス９が着火され、サイ
クロン燃焼が開始される。すなわち、予混合ガス９が燃
焼室３の内周面の接線方向に噴出されることから、図３
に示す如く、各ノズル口５１，５２から燃焼室３の内周
面つまり周壁３２の内周面に沿って当該内周面を嘗める
ように延びる円弧状の火炎９３，９４が形成される。
【００２８】このとき、燃焼室３の周壁３２は、熱媒水
７１に接触する伝熱壁となっていることから、上記火炎
９３，９４は熱媒水７１により冷却されることになる。
このような火炎９３，９４の冷却，低温化により、サー
マルＮＯx の生成が抑制されることになる。
７１に接触する伝熱壁となっていることから、上記火炎
９３，９４は熱媒水７１により冷却されることになる。
このような火炎９３，９４の冷却，低温化により、サー
マルＮＯx の生成が抑制されることになる。
【００２９】ところで、火炎９３，９４を冷却すると、
ＮＯx の生成を抑制できる反面、火炎９３，９４が不安
定となるといった問題が生じる虞れがある。しかし、前
述した如く、補助ノズル口５２からの火炎９４が主ノズ
ル口５１を直接に加熱すると共に主ノズル口５１からの
火炎９３の一部が補助ノズル口５２を加熱すること、及
びノズル口５１，５２から端壁３３までの前後方向距離
Ｌ1 を前記した如く設定してノズル口５１，５２の前部
側に燃焼ガス９５の再循環領域が形成されるようにした
ことから、上記問題は生じず、火炎９３，９４が安定す
る。すなわち、ノズル口５１，５２の火炎による加熱作
用と燃焼ガス９５の再循環作用とによって火炎９３，９
４が安定した状態となるのである。なお、図１０以下に
例示するように複数のノズル口５３…を相互に火炎９６
…により充分に加熱しうるように配置しておくことによ
って、上記した燃焼ガス９５の再循環作用が生じない状
態においても、火炎を安定させることができる。このよ
うに、ノズル口の数，配置は、良好なサイクロン燃焼及
び安定した火炎を確保できる範囲において、任意に設定
することができる。
ＮＯx の生成を抑制できる反面、火炎９３，９４が不安
定となるといった問題が生じる虞れがある。しかし、前
述した如く、補助ノズル口５２からの火炎９４が主ノズ
ル口５１を直接に加熱すると共に主ノズル口５１からの
火炎９３の一部が補助ノズル口５２を加熱すること、及
びノズル口５１，５２から端壁３３までの前後方向距離
Ｌ1 を前記した如く設定してノズル口５１，５２の前部
側に燃焼ガス９５の再循環領域が形成されるようにした
ことから、上記問題は生じず、火炎９３，９４が安定す
る。すなわち、ノズル口５１，５２の火炎による加熱作
用と燃焼ガス９５の再循環作用とによって火炎９３，９
４が安定した状態となるのである。なお、図１０以下に
例示するように複数のノズル口５３…を相互に火炎９６
…により充分に加熱しうるように配置しておくことによ
って、上記した燃焼ガス９５の再循環作用が生じない状
態においても、火炎を安定させることができる。このよ
うに、ノズル口の数，配置は、良好なサイクロン燃焼及
び安定した火炎を確保できる範囲において、任意に設定
することができる。
【００３０】また、各ノズル口５１，５２から周壁３２
の接線方向に予混合ガス９を高速で噴出させることによ
り、燃焼ガス９５が燃焼室２の内周面に沿う旋回流をな
して燃焼ガス出口３１へと向かうことになり、所謂サイ
クロン火炎が形成されて、燃焼室２の中心部において燃
焼ガス９５による再循環領域が形成されることになる。
このような燃焼ガス９５による再循環作用により、ＮＯ
x の生成が抑制されることになる。なお、実験により確
認したところでは、装置１1 の構造を含む燃焼条件によ
って異なるが、一般に、かかる再循環作用を十分に生ぜ
しめて良好なサイクロン燃焼を行わしめるためには予混
合ガス９の噴出速度を１５ｍ／ｓ以上としておくことが
好ましい。
の接線方向に予混合ガス９を高速で噴出させることによ
り、燃焼ガス９５が燃焼室２の内周面に沿う旋回流をな
して燃焼ガス出口３１へと向かうことになり、所謂サイ
クロン火炎が形成されて、燃焼室２の中心部において燃
焼ガス９５による再循環領域が形成されることになる。
このような燃焼ガス９５による再循環作用により、ＮＯ
x の生成が抑制されることになる。なお、実験により確
認したところでは、装置１1 の構造を含む燃焼条件によ
って異なるが、一般に、かかる再循環作用を十分に生ぜ
しめて良好なサイクロン燃焼を行わしめるためには予混
合ガス９の噴出速度を１５ｍ／ｓ以上としておくことが
好ましい。
【００３１】さらに、各ノズル口５１，５２から噴出さ
れる予混合ガス９は、上記した如くガス状燃料９１と燃
焼空気９２とが均一に混合された高混合精度のものであ
るから、燃焼室３内において均一に燃焼されて局部的な
高温部を生じることがなく、このことによってもＮＯx
の生成が抑制されることになる。
れる予混合ガス９は、上記した如くガス状燃料９１と燃
焼空気９２とが均一に混合された高混合精度のものであ
るから、燃焼室３内において均一に燃焼されて局部的な
高温部を生じることがなく、このことによってもＮＯx
の生成が抑制されることになる。
【００３２】したがって、第１燃焼装置１1 によれば、
ＮＯx の大幅な低減を図るつつ、良好なサイクロン燃焼
を行うことができる。
ＮＯx の大幅な低減を図るつつ、良好なサイクロン燃焼
を行うことができる。
【００３３】このことは、第１燃焼装置１1 を使用して
行った実験結果からも確認された。すなわち、この実験
は、ガス状燃料：天然ガス１３Ａ，予混合ガスの噴出速
度：１５ｍ／ｓ，燃焼室径（Ｄ）：６００ｍｍ，燃焼室
長さ（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）：１２００ｍｍ，主ノズル径
（ｄ1 ）：１１６ｍｍ，補助ノズル径（ｄ2 ）：６０ｍ
ｍの条件下で定格燃焼（１４０Ｎｍ3 ／ｈ）を行い、Ｏ
2 濃度との関係において燃焼室３で発生するＮＯx 濃度
（ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換算））及びＣＯ濃度（ｐｐｍ
（Ｏ2 ＝０％換算））を測定した。その結果、低出力
（燃焼ガス量：３２〜４４Ｎｍ3 ／ｈ）及び高出力（燃
焼ガス量：１２３〜１５５Ｎｍ3 ／ｈ）の何れにおいて
もＣＯの発生量は０ｐｐｍであり、ＮＯx の発生量も図
９に示す如く極めて低減された。なお、図９において、
実線は低出力時におけるＮＯx 濃度を示したものであ
り、鎖線は高出力時におけるＮＯx 濃度を示したもので
ある。
行った実験結果からも確認された。すなわち、この実験
は、ガス状燃料：天然ガス１３Ａ，予混合ガスの噴出速
度：１５ｍ／ｓ，燃焼室径（Ｄ）：６００ｍｍ，燃焼室
長さ（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）：１２００ｍｍ，主ノズル径
（ｄ1 ）：１１６ｍｍ，補助ノズル径（ｄ2 ）：６０ｍ
ｍの条件下で定格燃焼（１４０Ｎｍ3 ／ｈ）を行い、Ｏ
2 濃度との関係において燃焼室３で発生するＮＯx 濃度
（ｐｐｍ（Ｏ2 ＝０％換算））及びＣＯ濃度（ｐｐｍ
（Ｏ2 ＝０％換算））を測定した。その結果、低出力
（燃焼ガス量：３２〜４４Ｎｍ3 ／ｈ）及び高出力（燃
焼ガス量：１２３〜１５５Ｎｍ3 ／ｈ）の何れにおいて
もＣＯの発生量は０ｐｐｍであり、ＮＯx の発生量も図
９に示す如く極めて低減された。なお、図９において、
実線は低出力時におけるＮＯx 濃度を示したものであ
り、鎖線は高出力時におけるＮＯx 濃度を示したもので
ある。
【００３４】また、図１０〜図１３は第２の実施の形態
を示したもので、この実施の形態における本発明に係る
サイクロン形燃焼装置（以下「第２燃焼装置」という）
１2は、本体ケース２０と燃焼室３０と熱交換器４０と
予混合ガス供給装置５０と着火器６０とを具備する煙管
式ボイラに構成されている。
を示したもので、この実施の形態における本発明に係る
サイクロン形燃焼装置（以下「第２燃焼装置」という）
１2は、本体ケース２０と燃焼室３０と熱交換器４０と
予混合ガス供給装置５０と着火器６０とを具備する煙管
式ボイラに構成されている。
【００３５】本体ケース２０は、図１０及び図１１に示
す如く、円筒状をなす金属板壁構造のものであり、内部
には被加熱媒体たる缶水７２の貯溜領域（以下「缶水貯
溜領域」という）７０が形成されている。なお、缶水貯
溜領域７０の上部空間は蒸気発生領域１２とされてい
る。
す如く、円筒状をなす金属板壁構造のものであり、内部
には被加熱媒体たる缶水７２の貯溜領域（以下「缶水貯
溜領域」という）７０が形成されている。なお、缶水貯
溜領域７０の上部空間は蒸気発生領域１２とされてい
る。
【００３６】燃焼室３０は、図１０及び図１１に示す如
く、前記燃焼室３と同様構造をなすものであり、前端部
を閉塞された円筒状の周壁３２を有し、その後端部を燃
焼ガス出口３１とした金属板製のものである。すなわ
ち、燃焼室３０は、その軸線を水平とした状態で缶水貯
溜領域７０に浸漬配置されており、その周壁３２及び端
壁３３は缶水７２との熱交換により冷却される伝熱壁に
構成されている。また、燃焼室３０の前端部分３０ａの
内周面つまり周壁３２の内面には、後述するように、燃
焼室３０の内周面に沿ってその接線方向に予混合ガス９
を噴出する複数のノズル口５３…が、燃焼室周方向に齟
齬することなく、燃焼室軸線方向に並列する状態で、開
口されている。
く、前記燃焼室３と同様構造をなすものであり、前端部
を閉塞された円筒状の周壁３２を有し、その後端部を燃
焼ガス出口３１とした金属板製のものである。すなわ
ち、燃焼室３０は、その軸線を水平とした状態で缶水貯
溜領域７０に浸漬配置されており、その周壁３２及び端
壁３３は缶水７２との熱交換により冷却される伝熱壁に
構成されている。また、燃焼室３０の前端部分３０ａの
内周面つまり周壁３２の内面には、後述するように、燃
焼室３０の内周面に沿ってその接線方向に予混合ガス９
を噴出する複数のノズル口５３…が、燃焼室周方向に齟
齬することなく、燃焼室軸線方向に並列する状態で、開
口されている。
【００３７】熱交換器４０は、図１０及び図１１に示す
如く、燃焼室３０の側方に位置して前後方向に水平に延
びる煙管群４４…を缶水貯溜領域７０に浸漬配置し、こ
の煙管群４４…の後端部を連通室４５を介して燃焼ガス
出口３１に連通接続すると共に前端部を煙道８０に連通
させてなり、燃焼ガス９５が燃焼ガス出口３１から煙管
群４４…を経て煙道８０に排出される間において、被加
熱媒体である缶水７２との間で熱交換されるように構成
されている。
如く、燃焼室３０の側方に位置して前後方向に水平に延
びる煙管群４４…を缶水貯溜領域７０に浸漬配置し、こ
の煙管群４４…の後端部を連通室４５を介して燃焼ガス
出口３１に連通接続すると共に前端部を煙道８０に連通
させてなり、燃焼ガス９５が燃焼ガス出口３１から煙管
群４４…を経て煙道８０に排出される間において、被加
熱媒体である缶水７２との間で熱交換されるように構成
されている。
【００３８】予混合ガス供給装置５０は、図１０〜図１
３に示す如く、天然ガス等のガス状燃料９１と燃焼空気
９２とを混合させてなる予混合ガス９を予混合ガス燃焼
部つまり燃焼室３０に供給させるもので、予混合ガス９
を構成すべき所定流量の燃焼空気９２を被混合空気９２
ａと非混合空気９２ｂとに分流させる分流機構５４と、
被混合空気９２ａと予混合ガス９を構成すべき所定流量
のガス状燃料９１とを混合させる一次混合機構５５と、
一次混合機構５５で得られた一次混合ガス９1と分流機
構５４を通過した非混合空気９２ｂとを混合させる二次
混合機構５６と、二次混合機構５６で得られた二次混合
ガス９2 をこれに旋回力を付与することにより更に混
合，攪拌する予混合ガス生成機構５７と、予混合ガス生
成機構５７で得られた予混合ガス９を予混合ガス燃焼部
たる燃焼室３０に供給する予混合ガス供給機構５３ａ…
とを具備する。
３に示す如く、天然ガス等のガス状燃料９１と燃焼空気
９２とを混合させてなる予混合ガス９を予混合ガス燃焼
部つまり燃焼室３０に供給させるもので、予混合ガス９
を構成すべき所定流量の燃焼空気９２を被混合空気９２
ａと非混合空気９２ｂとに分流させる分流機構５４と、
被混合空気９２ａと予混合ガス９を構成すべき所定流量
のガス状燃料９１とを混合させる一次混合機構５５と、
一次混合機構５５で得られた一次混合ガス９1と分流機
構５４を通過した非混合空気９２ｂとを混合させる二次
混合機構５６と、二次混合機構５６で得られた二次混合
ガス９2 をこれに旋回力を付与することにより更に混
合，攪拌する予混合ガス生成機構５７と、予混合ガス生
成機構５７で得られた予混合ガス９を予混合ガス燃焼部
たる燃焼室３０に供給する予混合ガス供給機構５３ａ…
とを具備する。
【００３９】予混合ガス供給機構は、各ノズル口５３を
燃焼室３０の内周面に開口させた複数（図示の例では３
個）のノズル５３ａ…からなる。これらノズル５３ａ…
は、同一断面形状をなす円筒状の金属パイプで構成され
ており、図１０及び図１１に示す如く、ノズル口５３…
が燃焼室周方向に齟齬することなく燃焼室軸線方向に近
接して並列する配置形態であって、予混合ガス９をノズ
ル口５３…から燃焼室３０の内周面に対する接線方向に
噴出させうる形態で且つその噴出方向が燃焼室３０の周
方向において同一となる配置形態で、燃焼室３０の周壁
３２に取り付けられている。ところで、第１燃焼装置１
1 にあっては、端壁３２からノズル口設置箇所までの距
離Ｌ1 を、ノズル口５１，５２の前方に燃焼ガス９５の
再循環領域が形成されるに充分な寸法に設定して、火炎
９３，９４の安定を図っているが、第２燃焼装置１2 に
あっては、複数のノズル口５３…を近接配置しているこ
とから、端壁３３とノズル口群５３…との前後方向距離
を上記したように配慮しておく必要はない。すなわち、
第２燃焼装置１2 では、ノズル口５３…の燃焼室軸線方
向における相互間隔を、各ノズル口５３から噴出される
予混合ガス９による火炎９６が当該ノズル口５３に隣接
するノズル口５３を加熱するように、可及的に小さく設
定して、かかるノズル口５３の火炎９６による加熱作用
により、各ノズル口５３からの火炎９６が缶水７２によ
り冷却，低温化されるにも拘わらず安定せしめられるよ
うに工夫してある。なお、最後位のノズル口５３と燃焼
ガス出口３１との距離Ｌ3 については、サイクロン燃焼
を良好に行なわしめるべく、第１燃焼装置１1 における
相当距離Ｌ2 と同様に設定される。また、各ノズル５３
ａには、ノズル口５３…から噴出される予混合ガス量を
均一とすべく、流量調整器（オリフィス等）５３ｂが設
けられている。なお、各ノズル口５３からのガス噴出速
度は、第１燃焼装置１1 におけると同様に、１５ｍ／ｓ
以上に設定しておくことが好ましい。
燃焼室３０の内周面に開口させた複数（図示の例では３
個）のノズル５３ａ…からなる。これらノズル５３ａ…
は、同一断面形状をなす円筒状の金属パイプで構成され
ており、図１０及び図１１に示す如く、ノズル口５３…
が燃焼室周方向に齟齬することなく燃焼室軸線方向に近
接して並列する配置形態であって、予混合ガス９をノズ
ル口５３…から燃焼室３０の内周面に対する接線方向に
噴出させうる形態で且つその噴出方向が燃焼室３０の周
方向において同一となる配置形態で、燃焼室３０の周壁
３２に取り付けられている。ところで、第１燃焼装置１
1 にあっては、端壁３２からノズル口設置箇所までの距
離Ｌ1 を、ノズル口５１，５２の前方に燃焼ガス９５の
再循環領域が形成されるに充分な寸法に設定して、火炎
９３，９４の安定を図っているが、第２燃焼装置１2 に
あっては、複数のノズル口５３…を近接配置しているこ
とから、端壁３３とノズル口群５３…との前後方向距離
を上記したように配慮しておく必要はない。すなわち、
第２燃焼装置１2 では、ノズル口５３…の燃焼室軸線方
向における相互間隔を、各ノズル口５３から噴出される
予混合ガス９による火炎９６が当該ノズル口５３に隣接
するノズル口５３を加熱するように、可及的に小さく設
定して、かかるノズル口５３の火炎９６による加熱作用
により、各ノズル口５３からの火炎９６が缶水７２によ
り冷却，低温化されるにも拘わらず安定せしめられるよ
うに工夫してある。なお、最後位のノズル口５３と燃焼
ガス出口３１との距離Ｌ3 については、サイクロン燃焼
を良好に行なわしめるべく、第１燃焼装置１1 における
相当距離Ｌ2 と同様に設定される。また、各ノズル５３
ａには、ノズル口５３…から噴出される予混合ガス量を
均一とすべく、流量調整器（オリフィス等）５３ｂが設
けられている。なお、各ノズル口５３からのガス噴出速
度は、第１燃焼装置１1 におけると同様に、１５ｍ／ｓ
以上に設定しておくことが好ましい。
【００４０】分流機構５４は、第１燃焼装置１1 におけ
る分流機構と同一構造をなしている。すなわち、図１３
に示す如く、予混合ガス９を構成すべき所定流量の燃焼
空気９２を供給する断面円形の燃焼空気供給管５４ａの
下流端部内に円筒状の分流筒５４ｂを同心状に配置し
て、燃焼空気供給管５４ａの下流端部に至った燃焼空気
９２を、分流筒５４ｂの内周領域に流入する被混合空気
９２ａとその外周領域に流入する非混合空気９２ｂとに
分流するようになっている。
る分流機構と同一構造をなしている。すなわち、図１３
に示す如く、予混合ガス９を構成すべき所定流量の燃焼
空気９２を供給する断面円形の燃焼空気供給管５４ａの
下流端部内に円筒状の分流筒５４ｂを同心状に配置し
て、燃焼空気供給管５４ａの下流端部に至った燃焼空気
９２を、分流筒５４ｂの内周領域に流入する被混合空気
９２ａとその外周領域に流入する非混合空気９２ｂとに
分流するようになっている。
【００４１】一次混合機構５５は、図１３に示す如く、
旋回ベーン５５ｂに代えてバッフル板５５ｅを設けた点
を除いて、第１燃焼装置１1 における一次混合機構と同
様構造をなすものであり、予混合ガス９を構成すべき所
定流量のガス状燃料９１を供給する断面円形のガス状燃
料供給管５５ａと、分流筒５４ｂの近傍前位に配設した
バッフル板５５ｅとからなる。ガス状燃料供給管５５ａ
の先端部分は、燃焼空気供給管５４ａの管壁を貫通して
分流筒５４ｂ内に挿入されており、その先端５５ｃは閉
塞されている。ガス状燃料供給管５５ａの先端部分にお
ける管壁には、その全周に亘って複数の噴出孔５５ｄ…
が穿設されていて、ガス状燃料９１を分流筒５４ｂの内
周部に向けて放射状に噴出させるようになっている。し
たがって、分流筒５５ｂ内において、被混合空気９２ａ
とガス状燃料供給管５５ａの噴出孔５５ｄ…から噴出さ
れたガス状燃料９１とが混合され、その混合ガスたる一
次混合ガス９1 がバッフル板５５ｅへの衝突作用に攪拌
されて、分流筒５５ｂとバッフル板５５ｅとの環状隙間
から流出される。なお、分流筒５５ｂの下流端部を閉塞
すると共に、その閉塞部に一次混合ガス９1 の噴出孔を
設けて、バッフル板５５ｅを廃しておくようにしてもよ
い。
旋回ベーン５５ｂに代えてバッフル板５５ｅを設けた点
を除いて、第１燃焼装置１1 における一次混合機構と同
様構造をなすものであり、予混合ガス９を構成すべき所
定流量のガス状燃料９１を供給する断面円形のガス状燃
料供給管５５ａと、分流筒５４ｂの近傍前位に配設した
バッフル板５５ｅとからなる。ガス状燃料供給管５５ａ
の先端部分は、燃焼空気供給管５４ａの管壁を貫通して
分流筒５４ｂ内に挿入されており、その先端５５ｃは閉
塞されている。ガス状燃料供給管５５ａの先端部分にお
ける管壁には、その全周に亘って複数の噴出孔５５ｄ…
が穿設されていて、ガス状燃料９１を分流筒５４ｂの内
周部に向けて放射状に噴出させるようになっている。し
たがって、分流筒５５ｂ内において、被混合空気９２ａ
とガス状燃料供給管５５ａの噴出孔５５ｄ…から噴出さ
れたガス状燃料９１とが混合され、その混合ガスたる一
次混合ガス９1 がバッフル板５５ｅへの衝突作用に攪拌
されて、分流筒５５ｂとバッフル板５５ｅとの環状隙間
から流出される。なお、分流筒５５ｂの下流端部を閉塞
すると共に、その閉塞部に一次混合ガス９1 の噴出孔を
設けて、バッフル板５５ｅを廃しておくようにしてもよ
い。
【００４２】二次混合機構５６は、図１２及び図１３に
示す如く、二次混合筒５６ａを燃料空気供給管５５ａの
下流端部に軸線を直交させて接続した点を除いて、第１
燃焼装置１1 の二次混合機構と同一構造をなすものであ
り、断面円形の二次混合筒５６ａと二次混合筒５６ａ内
に形成された蛇行状の二次混合通路５６ｂと二次混合通
路５６ｂの下流端部に設けられた複数枚の整流板５６ｃ
…とを具備する。二次混合筒５６ａは燃料空気供給管５
５ａより大径のもので、その軸線が燃焼室３０の軸線に
平行する状態で、燃料空気供給管５５ａの下流端部に直
交状に接続してある。二次混合通路５６ｂは、二次混合
筒５６ａ並びにその内部に同心状に配置された断面円形
の内筒５６ｄ及び断面円形の予混合ガス生成筒５７ａの
内外周部間に形成される同心状の円筒状通路部分５６´
ｂ，５６´´ｂを蛇行状に連通させてなる。而して、二
次混合通路５６ｂ内においては、分流筒５４ｂの前端部
から旋回流をなして流出する一次混合ガス９1 と分流筒
５４ｂの外周領域を通過した非混合空気９２ｂとを合流
させつつ蛇行状に流動させることにより、両者９1，９
２ｂを混合させた二次混合ガス９2 が得られる。すなわ
ち、一次混合ガス９ 1 と非混合空気９２ｂとは、燃料空
気供給管５５ａの下流端部から二次混合筒５６ａと内筒
５６ｄとの間に形成された第１円筒状通路部分５６´ｂ
を前方へと流動した上、二次混合筒５６ａの閉塞板５６
ｅへの衝突により方向転換されて、内筒５６ｄと予混合
ガス生成筒５７ａとの間に形成された第２円筒状通路部
分５６´´ｂを後方へと流動し、更に内筒５６ｄの閉塞
板５６ｆへの衝突により方向転換されて、予混合ガス生
成筒５７ａの後端部へと流入されることになり、この間
において混合されることになる。整流板５６ｃ…は、内
筒５６ｄの内周部と予混合ガス生成筒５７ａの外周部と
の間に軸線方向に平行し且つ周方向に等間隔を隔てた放
射状態で取り付けられていて、二次混合ガス９2 を、第
２円筒状通路部分５６´´ｂを通過する間において整流
した上で、予混合ガス生成筒５７ａ内にその後端縁にお
ける全周から均等に流入させるようになっている。
示す如く、二次混合筒５６ａを燃料空気供給管５５ａの
下流端部に軸線を直交させて接続した点を除いて、第１
燃焼装置１1 の二次混合機構と同一構造をなすものであ
り、断面円形の二次混合筒５６ａと二次混合筒５６ａ内
に形成された蛇行状の二次混合通路５６ｂと二次混合通
路５６ｂの下流端部に設けられた複数枚の整流板５６ｃ
…とを具備する。二次混合筒５６ａは燃料空気供給管５
５ａより大径のもので、その軸線が燃焼室３０の軸線に
平行する状態で、燃料空気供給管５５ａの下流端部に直
交状に接続してある。二次混合通路５６ｂは、二次混合
筒５６ａ並びにその内部に同心状に配置された断面円形
の内筒５６ｄ及び断面円形の予混合ガス生成筒５７ａの
内外周部間に形成される同心状の円筒状通路部分５６´
ｂ，５６´´ｂを蛇行状に連通させてなる。而して、二
次混合通路５６ｂ内においては、分流筒５４ｂの前端部
から旋回流をなして流出する一次混合ガス９1 と分流筒
５４ｂの外周領域を通過した非混合空気９２ｂとを合流
させつつ蛇行状に流動させることにより、両者９1，９
２ｂを混合させた二次混合ガス９2 が得られる。すなわ
ち、一次混合ガス９ 1 と非混合空気９２ｂとは、燃料空
気供給管５５ａの下流端部から二次混合筒５６ａと内筒
５６ｄとの間に形成された第１円筒状通路部分５６´ｂ
を前方へと流動した上、二次混合筒５６ａの閉塞板５６
ｅへの衝突により方向転換されて、内筒５６ｄと予混合
ガス生成筒５７ａとの間に形成された第２円筒状通路部
分５６´´ｂを後方へと流動し、更に内筒５６ｄの閉塞
板５６ｆへの衝突により方向転換されて、予混合ガス生
成筒５７ａの後端部へと流入されることになり、この間
において混合されることになる。整流板５６ｃ…は、内
筒５６ｄの内周部と予混合ガス生成筒５７ａの外周部と
の間に軸線方向に平行し且つ周方向に等間隔を隔てた放
射状態で取り付けられていて、二次混合ガス９2 を、第
２円筒状通路部分５６´´ｂを通過する間において整流
した上で、予混合ガス生成筒５７ａ内にその後端縁にお
ける全周から均等に流入させるようになっている。
【００４３】予混合ガス生成機構５７は、図１２に示す
如く、第１燃焼装置１1 における予混合ガス生成機構５
７と同一構造をなすものであり、ノズル５３ａ…を接続
する断面円形の予混合ガス生成筒５７ａと、予混合ガス
生成筒５７ａ内に配設された複数枚の旋回ベーン５７ｃ
…とを具備する。予混合ガス生成筒５７ａの後端部分
は、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ａを貫通して、内筒
５６ｄ内に同心状に挿入されている。予混合ガス生成筒
５７ａの後端部分内には、後端を閉塞した有底円筒５７
ｂを同心状に配置すると共に両筒５７ａ，５７ｂの内外
周部間に複数枚の旋回ベーン５７ｃ…を周方向に等間隔
を隔てて放射状に取り付けてある。旋回ベーン５７ｃ…
は、筒５７ａ，５７ｂの軸線に対して適当角（第１燃焼
装置１1 における傾斜角βと同様に１０〜２０°に設定
しておくことが好ましく、一般には１５°に設定され
る）をなす傾斜状に取り付けられた台形板状のものであ
る。予混合ガス生成筒５７ａの前端部分は、二次混合筒
５６ａから前方に突出しており、その周壁にはノズル５
３ａ…の基端部が連通接続されている。なお、予混合ガ
ス生成筒５７ａの前端は閉塞されている。したがって、
予混合ガス生成機構５７によれば、整流板５６ｃ…を配
置した第２円筒状通路部分５６´´ｂから予混合ガス生
成筒５７ａの後端部に流入した二次混合ガス９2 は、旋
回ベーン５７ｃ…により旋回力を付与されることによっ
て、混合，攪拌されることなり、ガス状燃料９１と燃焼
空気９２とが均一に混合された予混合ガス９が得られ
る。このとき、二次混合ガス９2 が整流板５６ｃ…で整
流された上、予混合ガス生成筒５７ａにその周方向にお
いて均等に流入することから、旋回ベーン５７ｃ…によ
る旋回付与作用及び旋回による二次混合ガス９2 の混
合，攪拌作用がより均一且つ効果的に行なわれることに
なる。かくして得られた予混合ガス９は、旋回ベーン５
７ｃ…から旋回流をなして前方へ流動して、各ノズル５
３ａから燃焼室３０に噴出される。
如く、第１燃焼装置１1 における予混合ガス生成機構５
７と同一構造をなすものであり、ノズル５３ａ…を接続
する断面円形の予混合ガス生成筒５７ａと、予混合ガス
生成筒５７ａ内に配設された複数枚の旋回ベーン５７ｃ
…とを具備する。予混合ガス生成筒５７ａの後端部分
は、二次混合筒５６ａの閉塞板５６ａを貫通して、内筒
５６ｄ内に同心状に挿入されている。予混合ガス生成筒
５７ａの後端部分内には、後端を閉塞した有底円筒５７
ｂを同心状に配置すると共に両筒５７ａ，５７ｂの内外
周部間に複数枚の旋回ベーン５７ｃ…を周方向に等間隔
を隔てて放射状に取り付けてある。旋回ベーン５７ｃ…
は、筒５７ａ，５７ｂの軸線に対して適当角（第１燃焼
装置１1 における傾斜角βと同様に１０〜２０°に設定
しておくことが好ましく、一般には１５°に設定され
る）をなす傾斜状に取り付けられた台形板状のものであ
る。予混合ガス生成筒５７ａの前端部分は、二次混合筒
５６ａから前方に突出しており、その周壁にはノズル５
３ａ…の基端部が連通接続されている。なお、予混合ガ
ス生成筒５７ａの前端は閉塞されている。したがって、
予混合ガス生成機構５７によれば、整流板５６ｃ…を配
置した第２円筒状通路部分５６´´ｂから予混合ガス生
成筒５７ａの後端部に流入した二次混合ガス９2 は、旋
回ベーン５７ｃ…により旋回力を付与されることによっ
て、混合，攪拌されることなり、ガス状燃料９１と燃焼
空気９２とが均一に混合された予混合ガス９が得られ
る。このとき、二次混合ガス９2 が整流板５６ｃ…で整
流された上、予混合ガス生成筒５７ａにその周方向にお
いて均等に流入することから、旋回ベーン５７ｃ…によ
る旋回付与作用及び旋回による二次混合ガス９2 の混
合，攪拌作用がより均一且つ効果的に行なわれることに
なる。かくして得られた予混合ガス９は、旋回ベーン５
７ｃ…から旋回流をなして前方へ流動して、各ノズル５
３ａから燃焼室３０に噴出される。
【００４４】着火器６０は、図１１に示す如く、燃焼室
３０の周壁３２に設けた点火ノズル６１にパイロットバ
ーナ６２を配設してなる。点火ノズル６１は、ノズル口
５３に向けて燃焼空気９７を噴出しうるように、燃焼室
３０の内周面に面一状に開口されている。この着火器６
０によれば、点火ノズル６１から燃焼空気９７を噴出さ
せつつ、バイロットバーナ６によるパイロット炎を形成
することにより、ノズル５３ａ…から噴出される予混合
ガス９に着火させるようになっている。なお、燃焼空気
９７の供給及びパイロットバーナ６２の点火は予混合ガ
ス９の着火後に停止されるものであり、パイロットバー
ナ６２の点火に先立って、予混合ガス供給装置５０、燃
焼室３０及び煙管群４４…がパージされるようになって
いる。
３０の周壁３２に設けた点火ノズル６１にパイロットバ
ーナ６２を配設してなる。点火ノズル６１は、ノズル口
５３に向けて燃焼空気９７を噴出しうるように、燃焼室
３０の内周面に面一状に開口されている。この着火器６
０によれば、点火ノズル６１から燃焼空気９７を噴出さ
せつつ、バイロットバーナ６によるパイロット炎を形成
することにより、ノズル５３ａ…から噴出される予混合
ガス９に着火させるようになっている。なお、燃焼空気
９７の供給及びパイロットバーナ６２の点火は予混合ガ
ス９の着火後に停止されるものであり、パイロットバー
ナ６２の点火に先立って、予混合ガス供給装置５０、燃
焼室３０及び煙管群４４…がパージされるようになって
いる。
【００４５】以上のように構成された第２燃焼装置１2
によれば、第１燃焼装置１1 による場合と同様に、燃焼
室３０において所謂サイクロン燃焼が行われ、低ＮＯx
燃焼を実現することができる。
によれば、第１燃焼装置１1 による場合と同様に、燃焼
室３０において所謂サイクロン燃焼が行われ、低ＮＯx
燃焼を実現することができる。
【００４６】すなわち、予混合ガス供給装置５０によ
り、前記予混合ガス供給装置５によると同様の混合，攪
拌作用が行なわれて、ガス状燃料９１と燃焼空気９２と
が均一に混合された極めて高混合精度の予混合ガス９が
生成され且つノズル５３ａ…に供給される。このとき、
予混合ガス生成筒５７ａで得られた予混合ガス９には、
その構成ガス分が再分離しない程度の旋回力が付与され
ているから、予混合ガス９はその混合精度を維持しつつ
ノズル５３ａ…に供給されることになり、ノズル口５３
…からは極めて高混合精度の予混合ガス９が噴出される
ことになる。
り、前記予混合ガス供給装置５によると同様の混合，攪
拌作用が行なわれて、ガス状燃料９１と燃焼空気９２と
が均一に混合された極めて高混合精度の予混合ガス９が
生成され且つノズル５３ａ…に供給される。このとき、
予混合ガス生成筒５７ａで得られた予混合ガス９には、
その構成ガス分が再分離しない程度の旋回力が付与され
ているから、予混合ガス９はその混合精度を維持しつつ
ノズル５３ａ…に供給されることになり、ノズル口５３
…からは極めて高混合精度の予混合ガス９が噴出される
ことになる。
【００４７】そして、パイロットバーナ６２により各ノ
ズル口５３から噴出される予混合ガス９が着火される
と、図１１に示す如く、各ノズル口５３から燃焼室３０
の内周面に沿って当該内周面を嘗めるように延びる円弧
状の火炎９６が形成される。このとき、燃焼室３０の周
壁３２は、缶水７２に接触する伝熱壁となっていること
から、各火炎９６は缶水７２により冷却されることにな
る。また、各ノズル口５３から周壁３２の接線方向に予
混合ガス９を高速で噴出させることにより、燃焼ガス９
５が燃焼室２の内周面に沿う旋回流をなして燃焼ガス出
口３１へと向かうことになり、所謂サイクロン火炎が形
成されて、ノズル口群５３…の後方部であって燃焼室２
の中心部には燃焼ガス９５による再循環領域が形成され
ることになる。さらに、各ノズル口５３から噴出される
予混合ガス９は、上記した如くガス状燃料９１と燃焼空
気９２とが均一に混合された高混合精度のものであるか
ら、燃焼室３０内において均一に燃焼されて局部的な高
温部を生じることがない。このような火炎９６…の冷却
作用及び燃焼ガス９５の再循環作用並びに高混合精度の
予混合ガス９による燃焼温度の均一化により、第１燃焼
装置１1 と同様に、ＣＯの低減は勿論、ＮＯx も大幅に
低減されることになる。また、各ノズル口５３がこれに
近接して隣接するノズル口５３からの火炎９６により加
熱されることから、火炎９６が冷却，低温化されるにも
拘わらず安定することになり、良好なサイクロン燃焼を
行なうことができる。
ズル口５３から噴出される予混合ガス９が着火される
と、図１１に示す如く、各ノズル口５３から燃焼室３０
の内周面に沿って当該内周面を嘗めるように延びる円弧
状の火炎９６が形成される。このとき、燃焼室３０の周
壁３２は、缶水７２に接触する伝熱壁となっていること
から、各火炎９６は缶水７２により冷却されることにな
る。また、各ノズル口５３から周壁３２の接線方向に予
混合ガス９を高速で噴出させることにより、燃焼ガス９
５が燃焼室２の内周面に沿う旋回流をなして燃焼ガス出
口３１へと向かうことになり、所謂サイクロン火炎が形
成されて、ノズル口群５３…の後方部であって燃焼室２
の中心部には燃焼ガス９５による再循環領域が形成され
ることになる。さらに、各ノズル口５３から噴出される
予混合ガス９は、上記した如くガス状燃料９１と燃焼空
気９２とが均一に混合された高混合精度のものであるか
ら、燃焼室３０内において均一に燃焼されて局部的な高
温部を生じることがない。このような火炎９６…の冷却
作用及び燃焼ガス９５の再循環作用並びに高混合精度の
予混合ガス９による燃焼温度の均一化により、第１燃焼
装置１1 と同様に、ＣＯの低減は勿論、ＮＯx も大幅に
低減されることになる。また、各ノズル口５３がこれに
近接して隣接するノズル口５３からの火炎９６により加
熱されることから、火炎９６が冷却，低温化されるにも
拘わらず安定することになり、良好なサイクロン燃焼を
行なうことができる。
【００４８】また、図１４及び図１５は第３の実施の形
態を示したもので、この実施の形態における本発明に係
るサイクロン形燃焼装置（以下「第３燃焼装置」とい
う）１ 3 は、次の点を除いて、第１燃焼装置１1 と同様
構造に構成されたものである。すなわち、第３燃焼装置
１3 にあっては、図１４及び図１５に示す如く、燃焼室
３における予混合ガス９の噴出部分である前端部分３ａ
を、本体ケース２の前壁２ａより前方に突出させると共
に本体ケース２の前壁２ａに設けた膨出部２ｂ，２ｃで
囲繞させてある。かかる構成とすることにより、装置製
作が容易となると共に、本体ケース２と燃焼室３との間
に発生する熱応力による悪影響を排除することができ
る。膨出部は、周壁３２の前端部分を囲繞する筒状部２
ｂと筒状部２ｂの前端を閉塞して端壁３３に直対向する
円板部２ｃとからなり、燃焼室３の前端部分３ａを膨出
部２ｂ，２ｃとの間に充満する熱媒水７１で冷却するよ
うになっている。なお、この膨出部２ｂ，２ｃ内の熱媒
水７１はケース本体２内との間で循環されることにな
る。また、燃焼室３の内周面には、周壁３２に第２燃焼
装置１2 におけるノズルと同一断面形状をなす複数のノ
ズル５３ａ…を取り付けることにより、第２燃焼装置１
2 におけると同様に燃焼室軸線方向に近接状に並列する
複数のノズル口５３…からなる２組のノズル口群５
３1 ，５３2 が、燃焼室軸線方向に齟齬しない状態で、
つまり燃焼室周方向に１８０°間隔を隔てた対向状態で
開口されていて、予混合ガス９…を同一の燃焼室周方向
であって燃焼室３の内周面の接線方向に向けて同一量噴
出させるようになっている。各ノズル５３ａは、流量調
整器５３ｂを介して、前記予混合ガス供給装置５又は５
０の予混合ガス生成筒５７ａに連通接続されている。第
３燃焼装置１3 にあっては、第２燃焼装置１2 における
と同様に、各ノズル口５３が燃焼室軸線方向に隣接する
ノズル口５３からの火炎９６によって加熱される（燃焼
室３の内径等の条件によっては、燃焼室周方向に隣接す
るノズル口５３からの火炎９６によっても加熱される場
合がある）ことにより、各火炎９６を安定させることが
できるのであり、ノズル口群５３…の前部側に所定の再
循環領域を確保しておくといった配慮、つまり第１燃焼
装置１1 における如き、予混合ガス噴出部から端壁３３
までの距離Ｌ1を火炎安定のための再循環領域を形成し
うる寸法に設定しておくといった配慮は、特に必要とさ
れない。勿論、サイクロン燃焼作用については、第１及
び第２燃焼装置１1 ，１2 と同様に行なわれる。
態を示したもので、この実施の形態における本発明に係
るサイクロン形燃焼装置（以下「第３燃焼装置」とい
う）１ 3 は、次の点を除いて、第１燃焼装置１1 と同様
構造に構成されたものである。すなわち、第３燃焼装置
１3 にあっては、図１４及び図１５に示す如く、燃焼室
３における予混合ガス９の噴出部分である前端部分３ａ
を、本体ケース２の前壁２ａより前方に突出させると共
に本体ケース２の前壁２ａに設けた膨出部２ｂ，２ｃで
囲繞させてある。かかる構成とすることにより、装置製
作が容易となると共に、本体ケース２と燃焼室３との間
に発生する熱応力による悪影響を排除することができ
る。膨出部は、周壁３２の前端部分を囲繞する筒状部２
ｂと筒状部２ｂの前端を閉塞して端壁３３に直対向する
円板部２ｃとからなり、燃焼室３の前端部分３ａを膨出
部２ｂ，２ｃとの間に充満する熱媒水７１で冷却するよ
うになっている。なお、この膨出部２ｂ，２ｃ内の熱媒
水７１はケース本体２内との間で循環されることにな
る。また、燃焼室３の内周面には、周壁３２に第２燃焼
装置１2 におけるノズルと同一断面形状をなす複数のノ
ズル５３ａ…を取り付けることにより、第２燃焼装置１
2 におけると同様に燃焼室軸線方向に近接状に並列する
複数のノズル口５３…からなる２組のノズル口群５
３1 ，５３2 が、燃焼室軸線方向に齟齬しない状態で、
つまり燃焼室周方向に１８０°間隔を隔てた対向状態で
開口されていて、予混合ガス９…を同一の燃焼室周方向
であって燃焼室３の内周面の接線方向に向けて同一量噴
出させるようになっている。各ノズル５３ａは、流量調
整器５３ｂを介して、前記予混合ガス供給装置５又は５
０の予混合ガス生成筒５７ａに連通接続されている。第
３燃焼装置１3 にあっては、第２燃焼装置１2 における
と同様に、各ノズル口５３が燃焼室軸線方向に隣接する
ノズル口５３からの火炎９６によって加熱される（燃焼
室３の内径等の条件によっては、燃焼室周方向に隣接す
るノズル口５３からの火炎９６によっても加熱される場
合がある）ことにより、各火炎９６を安定させることが
できるのであり、ノズル口群５３…の前部側に所定の再
循環領域を確保しておくといった配慮、つまり第１燃焼
装置１1 における如き、予混合ガス噴出部から端壁３３
までの距離Ｌ1を火炎安定のための再循環領域を形成し
うる寸法に設定しておくといった配慮は、特に必要とさ
れない。勿論、サイクロン燃焼作用については、第１及
び第２燃焼装置１1 ，１2 と同様に行なわれる。
【００４９】また、図１６は第４の実施の形態を示した
もので、この実施の形態における本発明に係るサイクロ
ン燃焼装置（以下「第４燃焼装置」という）１4 では、
第３燃焼装置１3 におけると同様に燃焼室軸線方向に近
接状に並列する複数のノズル口５３…からなる２組のノ
ズル口群５３1 ，５３2 が、燃焼室周方向に１８０°間
隔を隔てた状態で且つ燃焼室軸線方向に齟齬する状態で
開口されている。第４燃焼装置１4 にあって、上記した
点以外の構成及び火炎安定化作用を含む燃焼作用は第３
燃焼装置１3 におけると同様である。
もので、この実施の形態における本発明に係るサイクロ
ン燃焼装置（以下「第４燃焼装置」という）１4 では、
第３燃焼装置１3 におけると同様に燃焼室軸線方向に近
接状に並列する複数のノズル口５３…からなる２組のノ
ズル口群５３1 ，５３2 が、燃焼室周方向に１８０°間
隔を隔てた状態で且つ燃焼室軸線方向に齟齬する状態で
開口されている。第４燃焼装置１4 にあって、上記した
点以外の構成及び火炎安定化作用を含む燃焼作用は第３
燃焼装置１3 におけると同様である。
【００５０】また、図１７及び図１８は第５の実施の形
態を示したもので、この実施の形態における本発明に係
るサイクロン燃焼装置（以下「第５燃焼装置」という）
１5では、適当数のノズル口５３…を燃焼室軸線方向に
齟齬することなく燃焼室周方向に等間隔を隔てて配置し
てあって、ノズル口５３…の数及び燃焼室周方向におけ
る相互間隔を、燃焼室３の内径及び各ノズル口５３から
の予混合ガス噴出量に応じて、各ノズル口５３からの火
炎がその噴出方向に隣接するノズル口５３を直接に加熱
しうるように設定してある。図示の例では、４個のノズ
ル口５３…を燃焼室内周方向に９０°間隔を隔てて配置
してあり、これらのノズル口５３…から同一の燃焼室内
周方向であって燃焼室３の内周面に沿う接線方向に予混
合ガス９を噴出させるようにしてある。また、本体ケー
ス２の膨出部（筒状部２ｂ）の周囲に円環状をなす断面
円形のヘッダ管５３ｃを配設して、このヘッダ管５３ｃ
にノズル５３ａ…を連通接続すると共に前記予混合ガス
供給装置５又は５０の予混合ガス生成筒５７ａを連通接
続してある。各ノズル５３ａには、前記したオリフィス
等の流量調整器（図示せず）が設けられていて、各ノズ
ル口５３からの予混合ガス噴出量が均一となるように工
夫してある。さらに、第５燃焼装置１5 にあっては、本
体ケース２の膨出部（円板部２ｃ）及び燃焼室３の端壁
３３を貫通する円形の点検窓３４を形成して、この点検
窓３４を耐火材製の蓋体３５で取り外し可能に閉塞する
ように構成して、燃焼室３の保守，点検を容易に行うこ
とができるように工夫してある。第５燃焼装置１5 にあ
って、上記した点以外の構成及び燃焼作用は第４燃焼装
置１4 におけると同様である。
態を示したもので、この実施の形態における本発明に係
るサイクロン燃焼装置（以下「第５燃焼装置」という）
１5では、適当数のノズル口５３…を燃焼室軸線方向に
齟齬することなく燃焼室周方向に等間隔を隔てて配置し
てあって、ノズル口５３…の数及び燃焼室周方向におけ
る相互間隔を、燃焼室３の内径及び各ノズル口５３から
の予混合ガス噴出量に応じて、各ノズル口５３からの火
炎がその噴出方向に隣接するノズル口５３を直接に加熱
しうるように設定してある。図示の例では、４個のノズ
ル口５３…を燃焼室内周方向に９０°間隔を隔てて配置
してあり、これらのノズル口５３…から同一の燃焼室内
周方向であって燃焼室３の内周面に沿う接線方向に予混
合ガス９を噴出させるようにしてある。また、本体ケー
ス２の膨出部（筒状部２ｂ）の周囲に円環状をなす断面
円形のヘッダ管５３ｃを配設して、このヘッダ管５３ｃ
にノズル５３ａ…を連通接続すると共に前記予混合ガス
供給装置５又は５０の予混合ガス生成筒５７ａを連通接
続してある。各ノズル５３ａには、前記したオリフィス
等の流量調整器（図示せず）が設けられていて、各ノズ
ル口５３からの予混合ガス噴出量が均一となるように工
夫してある。さらに、第５燃焼装置１5 にあっては、本
体ケース２の膨出部（円板部２ｃ）及び燃焼室３の端壁
３３を貫通する円形の点検窓３４を形成して、この点検
窓３４を耐火材製の蓋体３５で取り外し可能に閉塞する
ように構成して、燃焼室３の保守，点検を容易に行うこ
とができるように工夫してある。第５燃焼装置１5 にあ
って、上記した点以外の構成及び燃焼作用は第４燃焼装
置１4 におけると同様である。
【００５１】なお、本発明は上記した各実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない
範囲において適宜に改良，変更することができる。例え
ば、本発明は上記した温水ボイラ１1 ，１3 ，１4 ，１
5 や炉筒煙管式ボイラ１2 に適用できる他、燃焼室３，
３０が円筒状であり、その周壁３２を水７１，７２等の
被加熱媒体で冷却する伝熱壁に構成することができるも
のであれば、如何なる形式の燃焼装置にも適用すること
ができる。また、ノズル口５１，５２，５３の数，配置
等の予混合ガス噴出条件も、燃焼室３，３０の内径等の
燃焼条件に応じて、上記したサイクロン燃焼及び火炎安
定化を確保できる範囲において任意に設定することがで
きる。特に、主ノズル口５１の他に、点火用としても機
能させる補助ノズル口５２を設けた第１燃焼装置１1 に
おいては、着火手段によっては、補助ノズル口５２を設
けず、一のノズル口５１のみによってサイクロン燃焼を
行なうように構成することもできる。この場合、火炎９
３の安定化は、ノズル口５１の近傍領域で生じる燃焼ガ
スの再循環作用によって行なわれることになる。また、
着火手段は、第１及び第２燃焼装置１1 ，１2 において
採用した着火器６，６０に限定されず、ノズル口から噴
出される予混合ガス９に着火できるものであればよく、
その構成は任意である。
定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない
範囲において適宜に改良，変更することができる。例え
ば、本発明は上記した温水ボイラ１1 ，１3 ，１4 ，１
5 や炉筒煙管式ボイラ１2 に適用できる他、燃焼室３，
３０が円筒状であり、その周壁３２を水７１，７２等の
被加熱媒体で冷却する伝熱壁に構成することができるも
のであれば、如何なる形式の燃焼装置にも適用すること
ができる。また、ノズル口５１，５２，５３の数，配置
等の予混合ガス噴出条件も、燃焼室３，３０の内径等の
燃焼条件に応じて、上記したサイクロン燃焼及び火炎安
定化を確保できる範囲において任意に設定することがで
きる。特に、主ノズル口５１の他に、点火用としても機
能させる補助ノズル口５２を設けた第１燃焼装置１1 に
おいては、着火手段によっては、補助ノズル口５２を設
けず、一のノズル口５１のみによってサイクロン燃焼を
行なうように構成することもできる。この場合、火炎９
３の安定化は、ノズル口５１の近傍領域で生じる燃焼ガ
スの再循環作用によって行なわれることになる。また、
着火手段は、第１及び第２燃焼装置１1 ，１2 において
採用した着火器６，６０に限定されず、ノズル口から噴
出される予混合ガス９に着火できるものであればよく、
その構成は任意である。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明のサイクロン形燃焼装置は、ＮＯx を大幅に
低減させつつ安定したサイクロン燃焼を行なうことがで
きるものであり、その実用的価値極めて大なるものであ
る。すなわち、本発明によれば、充分に実用することが
できるサイクロン形燃焼装置を提供することができるの
である。
に、本発明のサイクロン形燃焼装置は、ＮＯx を大幅に
低減させつつ安定したサイクロン燃焼を行なうことがで
きるものであり、その実用的価値極めて大なるものであ
る。すなわち、本発明によれば、充分に実用することが
できるサイクロン形燃焼装置を提供することができるの
である。
【図１】第１燃焼装置を示す縦断正面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断平面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う縦断側面図である。
【図４】第１燃焼装置の要部（予混合ガス供給装置）を
示す縦断正面図である。
示す縦断正面図である。
【図５】図４の要部を拡大して示す詳細図である。
【図６】図４の他の要部を拡大して示す詳細図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿う縦断側面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線に沿う縦断側面図である。
【図９】第１燃焼装置における燃焼特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図１０】第２燃焼装置を示す縦断正面図である。
【図１１】図１０のX1−X1線に沿う横断側面図である。
【図１２】第２燃焼装置の要部（予混合ガス供給装置）
を示す縦断正面図である。
を示す縦断正面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線に沿う縦断側面図であ
る。
る。
【図１４】第３燃焼装置を示す縦断正面図である。
【図１５】図１４のXV−XV線に沿う縦断側面図である。
【図１６】第４燃焼装置を示す縦断正面図である。
【図１７】第５燃焼装置を示す縦断正面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII線に沿う縦断側面図で
ある。
ある。
１1 …第１燃焼装置（サイクロン形燃焼装置）、１2 …
第２燃焼装置（サイクロン形燃焼装置）、１3 …第３燃
焼装置（サイクロン形燃焼装置）、１4 …第４燃焼装置
（サイクロン形燃焼装置）、１5 …第５燃焼装置（サイ
クロン形燃焼装置）、２，２０…本体ケース、３，３０
…燃焼室、４，４０…熱交換器、５，５０…予混合ガス
供給装置、６…着火器（パイロットバーナ）、７，７０
…被加熱媒体の貯溜領域、８，８０…煙道、９…予混合
ガス、９1 …一次混合ガス、９2…二次混合ガス、３２
…燃焼室の周壁、４２…伝熱水管、４４…煙管、５１，
５２，５３…ノズル口、５１ａ，５２ａ，５３ａ…ノズ
ル（予混合ガス供給機構）、５４…分流機構、５５…一
次混合機構、５６…二次混合機構、５７…予混合ガス生
成機構、６０…着火器、６１…点火ノズル、６２…パイ
ロットバーナ、７１…熱媒水（被加熱媒体）、７２…缶
水（被加熱媒体）、９１…ガス状燃料、９２…燃焼空
気、９２ａ…被混合空気、９２ｂ…非混合空気。
第２燃焼装置（サイクロン形燃焼装置）、１3 …第３燃
焼装置（サイクロン形燃焼装置）、１4 …第４燃焼装置
（サイクロン形燃焼装置）、１5 …第５燃焼装置（サイ
クロン形燃焼装置）、２，２０…本体ケース、３，３０
…燃焼室、４，４０…熱交換器、５，５０…予混合ガス
供給装置、６…着火器（パイロットバーナ）、７，７０
…被加熱媒体の貯溜領域、８，８０…煙道、９…予混合
ガス、９1 …一次混合ガス、９2…二次混合ガス、３２
…燃焼室の周壁、４２…伝熱水管、４４…煙管、５１，
５２，５３…ノズル口、５１ａ，５２ａ，５３ａ…ノズ
ル（予混合ガス供給機構）、５４…分流機構、５５…一
次混合機構、５６…二次混合機構、５７…予混合ガス生
成機構、６０…着火器、６１…点火ノズル、６２…パイ
ロットバーナ、７１…熱媒水（被加熱媒体）、７２…缶
水（被加熱媒体）、９１…ガス状燃料、９２…燃焼空
気、９２ａ…被混合空気、９２ｂ…非混合空気。
Claims (8)
- 【請求項１】 円筒状の燃焼室に、その内周面に開口し
たノズル口から当該内周面に沿ってその接線方向にガス
状燃料と燃焼用空気とを混合させてなる予混合ガスを噴
出させるように構成されたサイクロン形燃焼装置におい
て、燃焼室の周壁を囲繞する被加熱媒体の貯留領域を設
けると共に、当該周壁を被加熱媒体に接触する伝熱壁に
構成して、前記ノズル口から噴出された予混合ガスによ
って形成される火炎を被加熱媒体により冷却，低温化さ
せるようにしたことを特徴とするサイクロン形燃焼装
置。 - 【請求項２】 燃焼室が、一端部を閉塞すると共に他端
部を燃焼ガス出口として開口したものであり、その軸線
を水平とした状態で被加熱媒体の貯留領域に浸漬配置さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載するサイク
ロン形燃焼装置。 - 【請求項３】 被加熱媒体が熱媒水であり、燃焼ガス
が、燃焼ガス出口から当該熱媒水の貯留領域に開口せる
伝熱水管群を通過して煙道に排出されるように構成した
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載するサ
イクロン形燃焼装置。 - 【請求項４】 被加熱媒体が缶水であり、燃焼ガスが、
燃焼ガス出口から当該缶水の貯留領域に浸漬配置せる煙
管群を通過して煙道に排出されるように構成したことを
特徴とする、請求項１又は請求項２に記載するサイクロ
ン形燃焼装置。 - 【請求項５】 燃焼室の内周面に、当該内周面に沿って
その接線方向に予混合ガスを噴出する複数のノズル口が
開口されていることを特徴とする、請求項１、請求項
２、請求項３又は請求項４に記載するサイクロン形燃焼
装置。 - 【請求項６】 複数のノズル口が、燃焼室の軸線方向に
齟齬することなく、燃焼室の周方向に並列して配置され
ていることを特徴とする、請求項５に記載するサイクロ
ン形燃焼装置。 - 【請求項７】 各ノズル口から噴出される予混合ガスに
よる火炎が、当該ノズル口にその予混合ガス噴出方向に
おいて隣接するノズル口を加熱するように構成したこと
を特徴とする、請求項６に記載するサイクロン形燃焼装
置。 - 【請求項８】 複数のノズル口が、燃焼室の周方向に齟
齬することなく、燃焼室の軸線方向に近接状に並列して
配置されたものであり、各ノズル口がこれに隣接するノ
ズル口からの火炎により加熱されるように構成したこと
を特徴とする、請求項５に記載するサイクロン形燃焼装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23813497A JP3311651B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | サイクロン形燃焼装置 |
| US09/140,401 US6036475A (en) | 1997-09-03 | 1998-08-26 | Cyclonic type combustion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23813497A JP3311651B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | サイクロン形燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182933A true JPH1182933A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3311651B2 JP3311651B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=17025703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23813497A Expired - Fee Related JP3311651B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | サイクロン形燃焼装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3311651B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014020607A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Aiho Corp | 加熱調理装置 |
| US8968580B2 (en) | 2009-12-23 | 2015-03-03 | Suncor Energy Inc. | Apparatus and method for regulating flow through a pumpbox |
| CN106225230A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-14 | 海阳丰利机械制造有限公司 | 一种生物质颗粒锅炉 |
| JP2020003185A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 株式会社日本サーモエナー | ガス燃焼装置および真空式温水機 |
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| CA2466522A1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-12 | Kevin Gagnon | Wood burning, water heating stove |
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| RU2377465C1 (ru) * | 2008-12-16 | 2009-12-27 | Закрытое акционерное общество "КОТЭС-Сибирь" | Топка парогенератора |
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| CN115823578B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-11-17 | 四川川锅锅炉有限责任公司 | 一种燃用高碱煤的二级旋风液态凝渣锅炉 |
| CN120252031B (zh) * | 2025-05-15 | 2025-11-11 | 中山市跃龙厨房电器有限公司 | 一种设有节能型组件的灶具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US707216A (en) * | 1901-09-03 | 1902-08-19 | Henry A Duc Jr | Steam-boiler. |
| US5209187A (en) * | 1991-08-01 | 1993-05-11 | Institute Of Gas Technology | Low pollutant - emission, high efficiency cyclonic burner for firetube boilers and heaters |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP23813497A patent/JP3311651B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-26 US US09/140,401 patent/US6036475A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3311651B2 (ja) | 2002-08-05 |
| US6036475A (en) | 2000-03-14 |
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