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公開番号2025012714
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115768
出願日2023-07-14
発明の名称燃焼装置
出願人トヨタ自動車株式会社,オリンピア工業株式会社
代理人個人
主分類F23D 14/08 20060101AFI20250117BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】燃焼時の焼損を抑制可能な燃焼装置を実現する。
【解決手段】本開示の一形態に係る燃焼装置(1)は、エアコーン(2)の開口部を覆う保炎板(7)からエアコーン(2)に対して外側に突出する第1の水素供給管(4)と、第1の水素供給管(4)の中心軸と直交する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の高い低空気比燃焼火炎を発生する第1の火口(B1)と、第1の水素供給管(4)の中心軸が延在する方向から見て第1の水素供給管(4)を囲むように配置され、保炎板(7)からエアコーン(2)に対して外側に突出する第2の水素供給管(5)と、第2の水素供給管(5)における保炎板(7)から突出する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の低い高空気比燃焼火炎を発生する第2の火口(B2)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素と空気との混合気を燃焼させる燃焼装置であって、
エアコーンの開口部を覆う保炎板と、
前記エアコーンの内部を通って、前記保炎板から前記エアコーンに対して外側に突出する第１の水素供給管と、
前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する部分に配置され、前記第１の水素供給管の中心軸と直交する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の高い低空気比燃焼火炎を発生する第１の火口と、
前記第１の水素供給管の中心軸が延在する方向から見て前記第１の水素供給管を囲むように配置され、前記エアコーンの内部を通って、前記保炎板から前記エアコーンに対して外側に突出する第２の水素供給管と、
前記第２の水素供給管における前記保炎板から突出する部分に配置され、前記第１の水素供給管の中心軸と平行であって、前記第２の水素供給管における前記保炎板から突出する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の低い高空気比燃焼火炎を発生する第２の火口と、
を備える、燃焼装置。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記第２の火口は、前記第１の水素供給管の中心軸を中心とする周方向に間隔を開けて８個以上配置され、
前記第１の火口は、前記第１の水素供給管の中心軸を中心とする周方向において、隣接する前記第２の火口の間に配置されている、請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記保炎板に対して前記第１の水素供給管における当該保炎板から突出する方向の側に配置され、前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する方向の側に向かって拡径する燃焼室を備え、
前記燃焼室の内部に前記第１の火口及び前記第２の火口が配置され、
前記第１の火口は、前記第２の火口に対して前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する方向の側に配置されている、請求項１又は２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
全ての前記第１の水素供給管から吹き出る水素の総吹き出し量は、全ての前記第２の水素供給管から吹き出る水素の総吹き出し量の４倍である、請求項１又は２に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記第２の水素供給管から吹き出る水素の流速は、１６５Ｎｍ／ｓ以上である、請求項１又は２に記載の燃焼装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼装置に関し、例えば、水素と空気との混合気を燃焼させる燃焼装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ガスヘッダのエアコーンの開口部から外側に突出した部分に複数配置され、燃料ガスを噴射し、燃焼装置の中心軸に交差する方向に、ガス濃度の高い低空気比燃焼火炎を発生する第１の火口と、ガスヘッダの外側で、第１の火口より前側に複数配置され、燃料ガスと空気の混合ガスを噴射し、燃焼装置の中心軸に略平行な方向に、ガス濃度の低い高空気比燃焼火炎を発生する第２の火口と、を備える低ＮＯ
Ｘ
燃焼装置が開示されている。
【０００３】
このとき、第２の火口において、エアコーンの開口部を覆う保炎板の切り欠きに略Ｖ字形状の隔壁板が通され、当該隔壁板の内部に燃料ガス噴射ノズルの先端部が挿入されている。そして、隔壁板の内部に導かれた空気と燃料ガス噴射ノズルから噴射される燃料ガスとが混合されて高空気比燃焼火炎が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４９６３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、以下の課題を見出した。燃焼ガスとして水素を用いた場合、水素は燃焼速度が速い。そのため、特許文献１の燃焼装置は、第２の火口の周辺において、高空気比燃焼火炎が保炎板に対してエアコーンの内部の側で発生し、高空気比燃焼火炎によって第２の火口の周辺や保炎板が赤熱して焼損する課題を有する。
【０００６】
本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、燃焼時の赤熱を抑制可能な燃焼装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る燃焼装置は、水素と空気との混合気を燃焼させる燃焼装置であって、
エアコーンの開口部を覆う保炎板と、
前記エアコーンの内部を通って、前記保炎板から前記エアコーンに対して外側に突出する第１の水素供給管と、
前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する部分に配置され、前記第１の水素供給管の中心軸と直交する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の高い低空気比燃焼火炎を発生する第１の火口と、
前記第１の水素供給管の中心軸が延在する方向から見て前記第１の水素供給管を囲むように配置され、前記エアコーンの内部を通って、前記保炎板から前記エアコーンに対して外側に突出する第２の水素供給管と、
前記第２の水素供給管における前記保炎板から突出する部分に配置され、前記第１の水素供給管の中心軸と平行であって、前記第２の水素供給管における前記保炎板から突出する方向に水素を吹き出して当該水素の濃度の低い高空気比燃焼火炎を発生する第２の火口と、
を備える。
【０００８】
上述の燃焼装置において、前記第２の火口は、前記第１の水素供給管の中心軸を中心とする周方向に間隔を開けて８個以上配置され、
前記第１の火口は、前記第１の水素供給管の中心軸を中心とする周方向において、隣接する前記第２の火口の間に配置されていることが好ましい。
【０００９】
上述の燃焼装置は、前記保炎板に対して前記第１の水素供給管における当該保炎板から突出する方向の側に配置され、前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する方向の側に向かって拡径する燃焼室を備え、
前記燃焼室の内部に前記第１の火口及び前記第２の火口が配置され、
前記第１の火口は、前記第２の火口に対して前記第１の水素供給管における前記保炎板から突出する方向の側に配置されていることが好ましい。
【００１０】
上述の燃焼装置において、全ての前記第１の水素供給管から吹き出る水素の総吹き出し量は、全ての前記第２の水素供給管から吹き出る水素の総吹き出し量の４倍であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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