JPH0835609A - バーナ装置 - Google Patents

バーナ装置

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JPH0835609A
JPH0835609A JP6169290A JP16929094A JPH0835609A JP H0835609 A JPH0835609 A JP H0835609A JP 6169290 A JP6169290 A JP 6169290A JP 16929094 A JP16929094 A JP 16929094A JP H0835609 A JPH0835609 A JP H0835609A
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JP
Japan
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flame
fuel
combustion
burner device
air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6169290A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukiro Komai
幸郎 古米
Shiro Takeshita
志郎 竹下
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6169290A priority Critical patent/JPH0835609A/ja
Publication of JPH0835609A publication Critical patent/JPH0835609A/ja
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低NOx、低騒音、軽量コンパクト及び高安
全性を満足したバーナ装置を提供する。 【構成】 厚み方向に熱伝導率を可変した機能材料に開
口した主炎口と機能材料から混合気が滲出る副炎口とか
らなる炎口体12と、この炎口体の上流側に位置し燃料
と空気を混合する混合室11を設けている。さらに、燃
料調節器8と、混合室11に臨む燃料ノズルと、燃焼フ
ァン10と、制御器13とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス、石油等の燃料を燃
焼させて水や空気等を加熱するバーナ装置にに関し、さ
らに詳しくは予混合燃焼により低NOx、低騒音、軽量
コンパクト、高安全性を満足したバーナ装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5は、特開昭63−17309号公報
等に示される従来のバーナであり、バーナ1において、
燃料弁2で調整されノズル3から噴出した燃料と、燃焼
空気を送るファン4から吐出した空気を、混合室5で完
全予混合した後、多孔体6に供給し、多孔体6の下流に
おいて点火し、燃焼させ火炎を形成する。完全予混合火
炎は、コンパクト、低NOx等の長所がある一方、燃焼
反応が急激なため多孔体6が赤熱して逆火することがあ
る。そのため本従来例ではセラミックス多孔体を用いて
いるが、金属より熱伝導率が低いため熱的保炎がされず
火炎安定域が狭く、逆火防止のため混合気流れ方向にか
なりの厚さが必要となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のバー
ナ装置では、 (1)火炎安定域が狭いため、理論混合比近傍での燃焼
を余儀なくされNOx値が40〜80ppmと比較的高
く60ppmの規制を超える場合があった。 (2)多孔体6が厚くなるため装置の圧損が上昇し、騒
音があがり夜間等の運転に支障をきたしていた。 (3)火炎安定域が狭いため、強風時や経年後異常燃焼
したり、セラミックスの割れが生じていた。 等の課題があり、商品ベースでの普及が今一歩であっ
た。
【0004】本発明は上記従来の課題を解決し、低NO
x、低騒音、軽量コンパクト、高安全性を満足したバー
ナ装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、バーナ装置として、厚み方向に熱伝導率を可
変した機能材料に開口した主炎口と前記機能材料から混
合気が滲出る副炎口とからなる炎口体と、前記炎口体の
上流側に位置し燃料と空気を混合する混合室と、燃料を
調節する燃料調節器と、前記燃料調節器に連結し前記混
合室に臨む燃料ノズルと、前記混合室に臨み燃焼空気を
送る燃焼ファンと、燃料調節器と燃焼ファンを制御する
制御器とを備えたものである。
【0006】また、火炎安定域を広げるため、前記炎口
体を複数個設け互いに対向するように配設している。
【0007】また、混合気を整流し炎口体の強度を増す
ため、炎口体上流側に位置し炎口体に密着するようにハ
ニカム格子を設けている。
【0008】また、短炎化するため、主炎口としてスリ
ットを燃焼ガス流れ方向を長手幅に開口している。
【0009】また、低NOxとするため、主炎口として
スリットを燃焼ガス流れと直角方向を長手幅に開口して
いる。
【0010】さらに、故障予測し安全性を確保するた
め、それぞれ流量検知可能な燃料調節器及び燃焼ファン
に接続された状況センサーと、状況センサーからの初期
値との比の情報を受取り過去の履歴を記憶する記憶器と
により、異常感知時には逐次燃焼量の抑制、警報あるい
は停止等の処理をする制御器とを設けている。
【0011】
【作用】本発明のバーナ装置は上記構成により以下のよ
うに作用する。制御器により制御され、燃料調節器で調
整され燃料ノズルから噴出した燃料と燃焼空気を送る燃
焼ファンから吐出した空気を混合室において完全予混合
した後、厚み方向に熱伝導率を可変した機能材料に開口
した主炎口と機能材料から混合気が滲出る副炎口とから
なる炎口体に供給し、炎口体下流において点火し完全予
混合燃焼させ、それぞれ予混合火炎を形成する。主炎口
に形成する火炎は、比較的高速の大部分を占める主炎と
なり、副炎口に形成する火炎は、機能材料から滲出た比
較的低速の保炎となる。
【0012】機能材料は表面方向に熱伝導率が均一でか
つ大きいため、副炎口は均一の比較的高温となり安定し
た保炎を形成し火炎安定性を増加する。従って、理論混
合比より希薄側で燃焼させることができる。一方主炎口
は機能材料に開口しているため、炎口体の圧損を低下さ
せる。そして、機能材料は厚み方向に熱伝導率を可変さ
せ小さくすると、炎口体厚みを増す必要がなくさらに低
圧損化が可能となる。
【0013】また、炎口体を複数個設け、互いに対向す
るごとく配設することにより、火炎衝突域に滞留域がで
きるとともに互いの炎口部を昇温するため、益々火炎安
定域が広くなり、低NOx化と安全性確保ができる。
【0014】また、炎口体上流側に位置し、炎口体に密
着すべくハニカム格子を設けることにより、混合気を整
流するとともに、厚さが減少した炎口体の強度を増すこ
とができる。
【0015】また、主炎口として、スリットを燃焼ガス
流れ方向を長手幅に開口したことにより、燃焼ガスはス
リット下流側に形成された主炎の両側を通過するため、
主炎が汚染することなく短炎化が可能となる。
【0016】また、主炎口として、スリットを燃焼ガス
流れと直角方向を長手幅に開口したことにより、燃焼ガ
スはスリット下流側に形成された主炎が互いに汚染し合
うことになり、さらなる低NOx化ができる。
【0017】さらに、制御器は、それぞれ流量検知可能
な燃料調節器及び燃焼ファンに接続された状況センサー
により、燃料調節器及び燃焼ファンの電圧、電流や回転
数を検知し、同一流量での初期値との比を算出し、記憶
器に送り過去の履歴を記憶し、初期値との比の時間的積
分値あるいは微分値が限界値を越えたとき異常とし、逐
次燃焼量の抑制、警報あるいは停止等の処理をすること
により、故障予測し安全性を確保することができる。
【0018】
【実施例】本発明のバーナ装置における実施例を図1〜
図4により説明する。図1は本発明の第一実施例のバー
ナ装置の構成図であり、バーナ装置7において、燃料調
整器8で調整され燃料ノズル9から噴出した燃料と、燃
焼空気を送る燃焼ファン10から吐出した空気を、混合
室11で完全予混合した後、ハニカム格子14で整流
し、表面方向に均一で厚み方向に熱伝導率を可変した機
能材料からなる炎口体12に供給する。さらに、制御器
13により、燃料調節器8と燃焼ファン10を制御し炎
口体12下流において点火し、予混合火炎を形成し、安
定な燃焼を維持する。
【0019】ここで、同バーナ装置における炎口体の構
成図である図2−(a)により、機能材料15からなる
炎口体12を説明する。
【0020】機能材料15とは、例えば、Fe、Ni、
Cr、Al、Yからなる耐熱性繊維体を圧着し、積層し
たものがある。表面方向にはAlが混入した繊維体が連
結した状態で圧着されているため、熱伝導率は高くなっ
ている。また、図2−(a)に示すように機能材料15
は何層にも積層しているため、厚さ方向には空気断熱層
ができ、熱伝導率は極端に低くなっている。
【0021】例えば、Ni−Cr鋼に表面よりAlを順
次拡散させて、厚さ方向にAlの濃度分布をつけ、微細
孔を形成したものがある。
【0022】例えば、多孔質の金属材料と多孔質の薄い
セラミックスを組合わせたものがある。いずれの場合も
同様の効果がえられる。
【0023】ここではスリット形状である主炎口16に
形成する火炎は、比較的高速の大部分を占める主炎18
となり、副炎口17に形成する火炎は、機能材料15か
ら滲出した比較的低速の保炎19となる。
【0024】副炎口17は、機能材料15が表面方向に
熱伝導率が均一でかつ大きいため、均一で比較的高温と
なり安定した保炎19を形成し主炎口16を保炎し、全
体の火炎安定性が増加する。従って、理論混合比m=1
より希薄側混合比m=1.4〜1.8で燃焼させること
ができ、火炎温度が低下し10〜30ppmの低NOx
となる。一方、主炎口10は開口率が20%以上の機能
材料15にさらに開口しているため、炎口体の圧損が低
下する。そして、機能材料15は厚み方向に熱伝導率が
極端に小さいため、炎口体厚みを増す必要がなくさらに
低圧損化が可能となり、燃焼ファン4はクロスフローフ
ァン等の低圧損型となり、バーナ装置が低騒音となる。
炎口体12の厚さは従来例のセラミックスに比べて1/
10とすることができる。主炎16は予混合火炎である
ため、非常に短炎であり、装置はコンパクトとなり、か
つ、軽量であることは言うまでもない。
【0025】また、第二実施例である炎口体12を対向
させた構成図である図3に示すように、炎口体12aと
12b、ハニカム格子14aと14b、燃料ノズル9a
と9bそれぞれ2個設け、互いに対向するごとく配設す
ることにより、火炎衝突域に滞留域ができるとともに互
いの炎口体12を昇温するため、益々火炎安定域が広く
なり、さらに、低NOx化ができる。炎口体12が昇温
しても、厚さ方向の熱伝導率が低いため、逆火すること
がなく安全性確保ができる。
【0026】本実施例においては混合室11に仕切り2
1が設けられており、切替弁20を開閉することによ
り、バーナ切替が可能となり、バーナ装置のTDRが大
きく取れることとなる。
【0027】また、炎口体12上流側に位置し、炎口体
12に密着すべくハニカム格子14を設けることによ
り、混合気を整流するとともに、厚さが減少した炎口体
の強度を増すことができる。
【0028】また、主炎口16として、スリットを燃焼
ガス流れ方向を長手幅に開口したことにより、燃焼ガス
は図2−(b)に示すようにスリット下流側に形成され
た主炎の両側を通過するため、主炎18が汚染すること
なく短炎化が可能となり、装置がコンパクトとなる。
【0029】また、主炎口16として、スリットを燃焼
ガス流れと直角方向を長手幅に開口したことにより、燃
焼ガスは図2−(c)に示すようにスリット下流側に形
成された主炎18が互いに燃焼ガスにより汚染し合うこ
とになり、さらなる低NOx化ができる。
【0030】さらに、図4に示すように、制御器13
は、それぞれ流量検知可能な燃料調節器8及び燃焼ファ
ン10に接続された状況センサー22により、同燃料量
あるいは同空気量での初期値との比の情報を記憶器23
に送り過去の履歴を記憶する。燃料量は出入口湯温と水
量から算出し、空気量は例えば流量センサーから算出す
る。状況センサー22は二次的に流量を予測できる燃料
調節器14と燃焼ファン16の電圧、電流や回転数等で
ある。次に記憶記3に記憶された初期値との比の時間的
積分値あるいは微分値を算出し、その値が限界値を越え
たとき異常とし、逐次燃焼量の抑制、警報あるいは停止
等の処理をすることにより、故障予測し故障する前に修
繕することができる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
バーナ装置によれば次の効果が得られる。
【0032】(1)炎口体を表面方向に熱伝導率を大き
くした機能材料で形成したため、異種機能材料から滲出
した混合気による保炎は昇温され安定であるため、火炎
全体の安定域が広く、より希薄側で燃焼させることがで
きるため、低NOxとなり規格を大幅に下回る。
【0033】(2)炎口体を厚さ方向に熱伝導率を極端
に小さく火炎が逆火することがない機能材料で形成し、
かつ主炎口を開口したため、炎口体厚みを増す必要がな
く低圧損化が可能となりバーナ装置が低騒音となる。
【0034】(3)主炎、保炎ともに、完全予混合火炎
であるため、コンパクトな燃焼が可能であり、かつ、炎
口体が薄く簡素な構成であるためバーナ装置は軽量であ
る。
【0035】(4)炎口体を複数個設け、互いに対向す
るごとく配設することにより、火炎衝突域に滞留域がで
きるとともに互いの炎口部を昇温するため、益々火炎安
定域が広くなり、さらに低NOx化と低TDR化及び安
全性確保ができる。
【0036】(5)炎口体上流側に位置し、炎口体に密
着すべくハニカム格子を設けることにより、混合気を整
流するとともに、厚さが減少した炎口体の強度を増すこ
とができる。
【0037】(6)主炎口として、スリットを燃焼ガス
流れ方向を長手幅に開口したことにより、主炎の両側を
通過するため、短炎化が可能となる。
【0038】(7)主炎口として、スリットを燃焼ガス
流れと直角方向を長手幅に開口したことにより、主炎が
互いに汚染し合うことになり、さらなる低NOx化がで
きる。
【0039】(8)制御器は、状況センサーからの情報
を記憶器に送り過去の履歴を記憶し、初期値との比の時
間的積分値あるいは微分値が限界値を越えたとき異常と
し、逐次燃焼量の抑制、警報あるいは停止等の処理をす
ることにより、故障予測し故障する前に修繕することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例のバーナ装置の構成図
【図2】(a)同バーナ装置における炎口体の構成図 (b)同バーナ装置の燃焼ガス流れ方向スリットの主炎
口の構成図 (c)同バーナ装置の燃焼ガス流れ直角方向スリットの
主炎口の構成図
【図3】本発明の第二実施例のバーナ装置の構成図
【図4】同バーナ装置における制御器のフローチャート
【図5】従来のバーナの構成図
【符号の説明】
7 バーナ装置 8 燃料調節器 10 燃焼ファン 11 混合室 12 炎口体 14 ハニカム格子 15 機能材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23N 5/26 101 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】厚み方向に熱伝導率を可変した機能材料に
    開口した主炎口と前記機能材料から混合気が滲出る副炎
    口とからなる炎口体と、前記炎口体の上流側に位置し燃
    料と空気を混合する混合室と、燃料を調節する燃料調節
    器と、前記燃料調節器に連結し前記混合室に臨む燃料ノ
    ズルと、前記混合室に臨み燃焼空気を送る燃焼ファン
    と、前記燃料調節器と前記燃焼ファンを制御する制御器
    とからなるバーナ装置。
  2. 【請求項2】炎口体を複数個設け、互いに対向するよう
    に配設した請求項1記載のバーナ装置。
  3. 【請求項3】炎口体上流側に位置し、前記炎口体に密着
    するようにハニカム格子を設けた請求項1または請求項
    2記載のバーナ装置。
  4. 【請求項4】主炎口として、スリットを燃焼ガス流れ方
    向を長手幅に開口した請求項1、2または3記載のバー
    ナ装置。
  5. 【請求項5】前記主炎口として、スリットを燃焼ガス流
    れと直角方向を長手幅に開口した請求項2または請求項
    3記載のバーナ装置。
  6. 【請求項6】制御器はそれぞれ流量検知可能な燃料調節
    器及び燃焼ファンに接続された状況センサーと、状況セ
    ンサーからの初期値との比の情報を受取り過去の履歴を
    記憶する記憶器とからなり、初期値との比の時間的積分
    値あるいは微分値が限界値を越えたとき異常とし、逐次
    燃焼量の抑制、警報あるいは停止等の処理をする請求項
    1、2、3、4または5記載のバーナ装置。
JP6169290A 1994-07-21 1994-07-21 バーナ装置 Withdrawn JPH0835609A (ja)

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JP6169290A JPH0835609A (ja) 1994-07-21 1994-07-21 バーナ装置

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JPH0835609A true JPH0835609A (ja) 1996-02-06

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JP (1) JPH0835609A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990054427A (ko) * 1997-12-26 1999-07-15 이구택 표면연소버너의 연료 및 공기 공급방법
JP2018004127A (ja) * 2016-06-29 2018-01-11 リンナイ株式会社 ガスバーナ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990054427A (ko) * 1997-12-26 1999-07-15 이구택 표면연소버너의 연료 및 공기 공급방법
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Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040319