JPH0441242B2 - - Google Patents

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JPH0441242B2
JPH0441242B2 JP1921287A JP1921287A JPH0441242B2 JP H0441242 B2 JPH0441242 B2 JP H0441242B2 JP 1921287 A JP1921287 A JP 1921287A JP 1921287 A JP1921287 A JP 1921287A JP H0441242 B2 JPH0441242 B2 JP H0441242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flame
combustion chamber
chamber wall
fuel
burner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1921287A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63187012A (en
Inventor
Mitsuyoshi Nakamoto
Tatsuo Fujita
Sachio Nagamitsu
Kenya Okamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62019212A priority Critical patent/JPS63187012A/en
Publication of JPS63187012A publication Critical patent/JPS63187012A/en
Priority to US07/230,697 priority patent/US4909728A/en
Publication of JPH0441242B2 publication Critical patent/JPH0441242B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工業用、業務用あるいは家庭用低
NOxバーナに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Fields of Use The present invention is applicable to industrial, commercial or domestic use.
It concerns the NO x burner.

従来の技術 従来、低NOxバーナとして完全予混合燃焼を
利用したバーナ1が使用されており、たとえば第
5図に示すごとく、バーナ壁2からなる燃焼室3
の一部に金網4を設けて、燃焼室へ供給した燃料
5を金網の表面で点火して、火炎6を形成してい
た。
Conventional Technology Conventionally, a burner 1 utilizing complete premix combustion has been used as a low NOx burner. For example, as shown in FIG. 5, a combustion chamber 3 consisting of a burner wall 2 is
A wire mesh 4 was provided in a part of the combustion chamber, and the fuel 5 supplied to the combustion chamber was ignited on the surface of the wire mesh to form a flame 6.

このようなバーナは空気過剰の燃料で燃焼さ
せ、更に火炎から受けた熱を金網から放熱するこ
とにより、火炎温度をさげ、NOxの排出量の低
減をはかつていた。
Such burners burn fuel with excess air and radiate the heat received from the flame through a wire mesh, thereby lowering the flame temperature and reducing NO x emissions.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、燃焼量の多い時、あるいは空気
過剰率が1に近づいた時に金網が急激な温度上昇
をしてしばしば逆火が生じたり、あるいは高温の
為、金網が酸化して、耐久上問題があつた。一
方、予混合空気量を多くして、空気過剰率を大き
くしたり、或は燃料の量を増加させて燃料の流速
を大きくすると、火炎は不安定になり、未燃ガス
を排出したり、吹き飛びに至ることがしばしば生
じた。その結果、燃焼量及び空気量の可変範囲が
小さいため、実用上不便さが生じていた。
Problems to be Solved by the Invention However, when the amount of combustion is large or when the excess air ratio approaches 1, the temperature of the wire mesh rises rapidly and flashback often occurs, or the wire mesh oxidizes due to the high temperature. However, there was a problem with durability. On the other hand, if the amount of premixed air is increased to increase the excess air ratio, or if the amount of fuel is increased to increase the fuel flow velocity, the flame becomes unstable and unburned gas is emitted. This often led to blowouts. As a result, the variable range of combustion amount and air amount is small, which causes practical inconvenience.

また、金網からの放熱が上流側すなわち燃焼室
へもなされ、燃料を加熱する。その結果、火炎温
度の低下が小さく、NOx低減が少ない欠点を有
していた。
Heat is also radiated from the wire mesh to the upstream side, that is, to the combustion chamber, heating the fuel. As a result, it had the disadvantage that the decrease in flame temperature was small and the reduction in NO x was small.

問題点を解決するための手段 本発明はNOxの排出量が少なく、しかも火炎
安定性のよいバーナを提供するものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides a burner that emits less NO x and has good flame stability.

燃焼室壁と燃焼室出口とにより、燃焼室を形成
する。燃焼室壁にはほぼ一定距離で配置した多数
の炎口を設け、炎口の列を形づくつている。各燃
焼室壁は互いに対向させる。各炎口は燃焼室壁に
設けた燃料供給路の出口に位置する。燃料供給路
は燃焼室の外側に設けている。炎口は燃焼室方向
に複数個配列している。燃焼室を介して対向する
炎口は同一軸線上に配置しない。そして各炎口は
対向する炎口の列の各炎口間のほぼ中央に配置す
る。燃料は空気過剰率Mの大きい領域(M>1)
で燃焼させるのが好ましい。
A combustion chamber is formed by the combustion chamber wall and the combustion chamber outlet. A large number of flame ports are arranged on the combustion chamber wall at approximately constant distances, forming a row of flame ports. The walls of each combustion chamber are opposed to each other. Each flame port is located at the outlet of a fuel supply channel provided in the combustion chamber wall. The fuel supply path is provided outside the combustion chamber. A plurality of flame ports are arranged in the direction of the combustion chamber. Flame ports facing each other across the combustion chamber are not arranged on the same axis. Each burner port is arranged approximately in the center between each burner port in the row of opposing burner ports. Fuel has a large excess air ratio M (M>1)
It is preferable to burn it with

作 用 このようなバーナでは空気過剰になると、火炎
は対向する炎口間の燃焼室壁に衝突し燃焼する。
そして、高温の燃焼ガスが対向する炎口に形成さ
れる火炎に供給され、この火炎の安定性がよくな
る。その結果、空気量の多い領域で燃焼が可能で
あり、燃焼量の多い時にも吹き飛びにくい。特
に、燃焼室出口近くの炎口に形成する火炎は燃焼
室出口から離れた炎口で形成した火炎によつて発
生した高温ガスによつて混合気を予熱されるため
火炎安定性がよい。
Effect When there is excess air in such a burner, the flame collides with the wall of the combustion chamber between the opposing flame ports and burns.
Then, high-temperature combustion gas is supplied to the flame formed at the opposing flame port, improving the stability of this flame. As a result, combustion is possible in an area with a large amount of air, and it is difficult to blow away even when the amount of combustion is large. In particular, the flame stability is good because the flame formed at the flame port near the combustion chamber outlet is preheated by the high temperature gas generated by the flame formed at the flame port distant from the combustion chamber outlet.

更に、火炎が分散し、更に燃焼室からの放熱や
燃料供給路からの放熱により、NOx排出量の低
減を図つている。また、燃焼量の小さいとき、或
は空気過剰率の小さいときには、火炎は炎口に近
づき、炎口を加熱するため、炎口からの放熱によ
り、NOx低減を促進している。
Furthermore, the flame is dispersed and heat is radiated from the combustion chamber and from the fuel supply path, thereby reducing NOx emissions. Furthermore, when the amount of combustion is small or the excess air ratio is small, the flame approaches the flame nozzle and heats the flame nozzle, thereby promoting the reduction of NO x by heat radiation from the flame nozzle.

実施例 第1図は本発明の一実施例の構成図であり、7
はバーナ本体、8は燃焼室、9は燃焼室壁、10
は燃焼室出口、11は炎口、12は燃料供給路、
13は分岐管、14は冷却通路、15は気化筒で
ある。
Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and 7
is the burner body, 8 is the combustion chamber, 9 is the combustion chamber wall, 10
is the combustion chamber outlet, 11 is the flame port, 12 is the fuel supply path,
13 is a branch pipe, 14 is a cooling passage, and 15 is a vaporization cylinder.

第2図は第1図のA−A断面であり、第3図は
B−B断面である。16は送風機、17は燃料ノ
ズル、18は燃料、19は混合気、20は火炎で
ある。21は排気ガス、22は冷却空気である。
23はヒータである。高温の排気ガス21はしば
しば熱源として利用される。燃料18(例えば灯
油)は燃料ノズル17から気化筒15に投入され
る。気化筒15はアルミダイキヤストで構成さ
れ、ヒータ23が埋め込まれており、200−300℃
に加熱される。気化筒15に供給された燃料18
は気化する。一方、燃焼用空気は送風機16より
気化筒15に導入され、気化した燃料18と混合
して、混合気19となる。混合気19は分岐管1
3を通り、分岐管13に多数設けた燃料供給路1
2を通つて先端の炎口11より燃焼室8に導入さ
れる。燃料供給路12は燃焼室壁9の外側に細長
い通路を持つチユーブで構成している。
FIG. 2 is a cross section taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross section taken along the line BB. 16 is a blower, 17 is a fuel nozzle, 18 is fuel, 19 is a mixture, and 20 is a flame. 21 is exhaust gas, and 22 is cooling air.
23 is a heater. High temperature exhaust gas 21 is often used as a heat source. Fuel 18 (for example, kerosene) is injected into the carburetor 15 from the fuel nozzle 17. The vaporizing cylinder 15 is made of aluminum die-casting, has a heater 23 embedded therein, and has a temperature of 200-300°C.
is heated to. Fuel 18 supplied to the carburetor cylinder 15
vaporizes. On the other hand, combustion air is introduced into the vaporization cylinder 15 from the blower 16 and mixed with the vaporized fuel 18 to form an air-fuel mixture 19. The mixture 19 is in the branch pipe 1
3, a large number of fuel supply channels 1 are provided in the branch pipe 13.
2 and is introduced into the combustion chamber 8 from the flame port 11 at the tip. The fuel supply passage 12 is constituted by a tube having an elongated passage outside the combustion chamber wall 9.

この混合気19に点火すると火炎20を形成す
る。液体燃料18のかわりに気体燃料を使用する
場合、気化筒15を省略することにより液体燃料
18と同様に燃焼することが可能である。
When this mixture 19 is ignited, a flame 20 is formed. When using gaseous fuel instead of liquid fuel 18, it is possible to burn it in the same way as liquid fuel 18 by omitting the vaporization tube 15.

炎口11は燃焼室8を介して向かい合つてお
り、この炎口11が燃焼室壁9にほぼ一定の距離
で多数配置され炎口の列をなしている。燃料供給
路12も炎口11に対応している。燃焼室壁9の
外側には燃料供給路12を配置している。燃焼室
壁9と分岐管13との間には燃料供給路12が群
になつて配置され、冷却通路14を形成してい
る。この冷却通路14を冷却空気22が通過す
る。分岐管13は数個に分割されており、各分岐
管13の間を冷却空気22が通過可能であり、更
に燃焼室壁9からのふく射熱を外部へ放熱できる
ようになつている。冷却空気22は加熱され、熱
源として利用されることが多い。多数の火炎20
が燃焼室8内に形成されるが、この火炎20で発
生した熱は燃焼室壁9及び燃料供給路12を加熱
する。そして、燃焼室壁9及び燃料供給路12よ
り放熱し、火炎温度の低下をはかり、排気ガス2
1に含有するNOxの低減をはかる。燃焼室壁9
及び燃料供給路12はステンレスのごとき耐熱材
料を使用しており、高温時のふく射による放熱を
容易にしている。火炎20によつて加熱された燃
焼室壁9の外側は冷却通路14になつており、冷
却空気22が通過して、燃焼室壁9の冷却を行
い、火炎20を直接冷却するとともに、燃焼室壁
9による混合気19の予熱も防止している。この
とき、燃料供給路12も冷却空気22によつて同
様に冷却される。火炎20から炎口11へ供給さ
れた熱が燃料供給路12へ伝導で上流側に伝わ
り、混合気19の予熱がおこなわれるが冷却空気
22で燃料供給路12の外側を冷却するため、予
熱を最小限に抑えることができる。
The flame ports 11 face each other with the combustion chamber 8 interposed therebetween, and a large number of flame ports 11 are arranged on the combustion chamber wall 9 at approximately constant distances to form a row of flame ports. The fuel supply path 12 also corresponds to the flame port 11. A fuel supply passage 12 is arranged outside the combustion chamber wall 9. Fuel supply passages 12 are arranged in a group between the combustion chamber wall 9 and the branch pipe 13 to form a cooling passage 14 . Cooling air 22 passes through this cooling passage 14 . The branch pipe 13 is divided into several parts, and the cooling air 22 can pass between each branch pipe 13, and the heat radiated from the combustion chamber wall 9 can be radiated to the outside. Cooling air 22 is often heated and used as a heat source. many flames 20
is formed in the combustion chamber 8, and the heat generated by this flame 20 heats the combustion chamber wall 9 and the fuel supply passage 12. Then, heat is radiated from the combustion chamber wall 9 and the fuel supply path 12 to lower the flame temperature, and the exhaust gas 2
Aim to reduce NO x contained in 1. Combustion chamber wall 9
The fuel supply path 12 is made of a heat-resistant material such as stainless steel, which facilitates heat dissipation by radiation at high temperatures. The outside of the combustion chamber wall 9 heated by the flame 20 is a cooling passage 14, through which cooling air 22 passes, cooling the combustion chamber wall 9, directly cooling the flame 20, and cooling the combustion chamber. Preheating of the mixture 19 by the wall 9 is also prevented. At this time, the fuel supply passage 12 is similarly cooled by the cooling air 22. The heat supplied from the flame 20 to the flame port 11 is transmitted upstream to the fuel supply path 12 by conduction, and the air-fuel mixture 19 is preheated. can be minimized.

本発明は対向する燃焼室壁9に火炎20を衝突
させることにより特徴づけられる。次にこの火炎
20について詳述する。第4図は第2図の要部概
念図であり、燃焼室壁9に衝突する火炎20の形
態を示す。24は未燃ガス、25は火炎基部、2
6は火炎衝突部、27は高温ガスである。
The invention is characterized by the impingement of flame 20 on opposing combustion chamber walls 9. Next, this flame 20 will be explained in detail. FIG. 4 is a conceptual diagram of the main part of FIG. 2, showing the form of the flame 20 colliding with the combustion chamber wall 9. 24 is unburnt gas, 25 is the flame base, 2
6 is a flame collision part, and 27 is a high temperature gas.

炎口11上で形成された火炎20は火炎基部2
5で炎口11に付着し、燃焼室壁9で衝突し、火
炎衝突部26を形成する。この時、火炎20は燃
焼室壁9に添つて広がり、火炎20の熱を燃焼室
壁9に放熱し、火炎20の温度の低下をはかつて
いる。その結果、NOx低減がなされる。
The flame 20 formed on the flame port 11 is the flame base 2
5, the flame adheres to the flame port 11, collides with the combustion chamber wall 9, and forms a flame collision part 26. At this time, the flame 20 spreads along the combustion chamber wall 9, radiates the heat of the flame 20 to the combustion chamber wall 9, and lowers the temperature of the flame 20. As a result, NO x is reduced.

また、この衝突した火炎20で発生した高温ガ
ス27は炎口11付近を流れ、炎口11を加熱す
るとともに、火炎20の火炎基部25を加熱し、
火炎安定化をはかる。更に、炎口11と火炎基部
25の間から未燃ガス24が一部放出されるが高
温ガス27によつて酸化される。
In addition, the high-temperature gas 27 generated by the colliding flame 20 flows near the flame port 11 and heats the flame port 11 as well as the flame base 25 of the flame 20.
Stabilize the flame. Further, a portion of unburnt gas 24 is released from between the flame port 11 and the flame base 25, but is oxidized by the high temperature gas 27.

燃料の流量が少くなると火炎20は燃焼室壁9
に衝突せず、しだいに短くなり、炎口11に入ろ
うとする。
When the fuel flow rate decreases, the flame 20 moves toward the combustion chamber wall 9.
Without colliding with the flame, it gradually becomes shorter and tries to enter the flame outlet 11.

この時、燃焼室壁9および燃料供給路12は冷
却空気22で冷却される。従つて、火炎20は燃
料供給路12の上流に向かつて入ること、即ち、
逆火はなく、炎口11付近で安定に燃焼する。
At this time, the combustion chamber wall 9 and the fuel supply passage 12 are cooled by the cooling air 22. Therefore, the flame 20 enters toward the upstream side of the fuel supply path 12, i.e.,
There is no backfire, and the flame burns stably near flame port 11.

燃料供給路12は細長い管状であり、長さを
L、直径をDとすると、L/Dが大きいと混合気
19はポアズイユ流れとなる。ポアズイユ流れに
なると火炎基部25がより炎口11に近づくた
め、未燃ガス24の排出を抑え、完全燃焼が容易
になる。この時、L/D≧4で効果の大きいこと
がわかつた。
The fuel supply path 12 has an elongated tubular shape, and if L is the length and D is the diameter, the air-fuel mixture 19 will have a Poiseuille flow if L/D is large. In Poiseuille flow, the flame base 25 comes closer to the flame port 11, which suppresses the discharge of unburned gas 24 and facilitates complete combustion. At this time, it was found that the effect was large when L/D≧4.

第3図に示すごとく、燃焼室出口10から離れ
た炎口11で形成した火炎20によつて発生した
高温ガス27は燃焼室出口10により近い炎口1
1で形成する火炎20に供給され、混合気19を
予熱する。その結果、燃焼室8付近の火炎20の
安定性を確保する。高温ガス27の流入は火炎基
部25付近だけであり、火炎20を全体にわたつ
て加熱するものでなく、NOxの排出量は増加し
ない。この時、炎口11を燃焼室8に突出させる
と、炎口11が加熱され、火炎20の安定性が増
し、更に、炎口11と燃焼室8の間を排気ガス2
1が流れることができる。
As shown in FIG. 3, high-temperature gas 27 generated by the flame 20 formed at the flame port 11 distant from the combustion chamber outlet 10 is transferred to the flame port 11 closer to the combustion chamber outlet 10.
1 and preheats the air-fuel mixture 19. As a result, the stability of the flame 20 near the combustion chamber 8 is ensured. The inflow of high temperature gas 27 is only near the flame base 25 and does not heat the entire flame 20, so the amount of NO x discharged does not increase. At this time, when the flame port 11 is projected into the combustion chamber 8, the flame port 11 is heated and the stability of the flame 20 is increased.
1 can flow.

燃焼室壁9に配置した炎口11を対向する燃焼
室壁に設けた炎口間にほぼ中間に配置すると、対
向した火炎と衝突することはない。
If the flame port 11 arranged on the combustion chamber wall 9 is arranged approximately midway between the flame ports provided on the opposing combustion chamber walls, it will not collide with the opposing flame.

発明の効果 本発明のバーナは燃焼室内で燃焼室壁に衝突す
る多数の対向火炎を形成し、前記対向火炎は各々
異る軸線上に配置しているので、NOx低減効
果が大きい。特に、低空気過剰率での低減効果が
大きい、火炎の安定性が良いという効果を得ら
れる。
Effects of the Invention The burner of the present invention forms a large number of opposing flames that collide with the combustion chamber wall within the combustion chamber, and the opposing flames are arranged on different axes, so that the NO x reduction effect is large. In particular, a large reduction effect and good flame stability can be obtained at low excess air ratios.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のバーナの斜視構成
図、第2図は第1図のA−A面断面図、第3図は
第1図のB−B面断面図、第4図は同バーナの要
部概念図、第5図は従来例のバーナの要部構成図
である。 7……バーナ本体、8……燃焼室、11……炎
口、12……燃料供給路、14……冷却通路。
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a burner according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 1, and FIG. 5 is a conceptual diagram of the main parts of the burner, and FIG. 5 is a diagram showing the structure of the main parts of the conventional burner. 7...burner body, 8...combustion chamber, 11...flame port, 12...fuel supply passage, 14...cooling passage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 互いに対向した燃焼室壁と燃焼室出口により
燃焼室を形成し、前記燃焼室壁にはほぼ一定の距
離で配置した炎口を多数設けることにより炎口の
列を形成し、前記炎口は燃焼室壁に設けた多数の
燃料供給路の出口に位置し、燃焼室を介して対向
する前記炎口は異なる軸線上に配置したことを特
徴とするバーナ。 2 燃焼室壁に配置した炎口は対向する前記燃焼
室壁に設けた炎口間のほぼ中間に配列する特許請
求の範囲第1項記載のバーナ。
[Scope of Claims] 1. A combustion chamber is formed by a combustion chamber wall and a combustion chamber outlet that face each other, and a row of flame ports is formed by providing a large number of flame ports arranged at a substantially constant distance on the combustion chamber wall. The burner is characterized in that the flame ports are located at the exits of a large number of fuel supply passages provided in the combustion chamber wall, and the flame ports facing each other across the combustion chamber are arranged on different axes. 2. The burner according to claim 1, wherein the flame ports arranged on the combustion chamber wall are arranged approximately midway between the flame ports provided on the opposing combustion chamber walls.
JP62019212A 1986-09-26 1987-01-29 burner Granted JPS63187012A (en)

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JP62019212A JPS63187012A (en) 1987-01-29 1987-01-29 burner
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