JP2000257852A - ガス燃焼加熱装置 - Google Patents
ガス燃焼加熱装置Info
- Publication number
- JP2000257852A JP2000257852A JP11107033A JP10703399A JP2000257852A JP 2000257852 A JP2000257852 A JP 2000257852A JP 11107033 A JP11107033 A JP 11107033A JP 10703399 A JP10703399 A JP 10703399A JP 2000257852 A JP2000257852 A JP 2000257852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- combustion
- gas
- ejector
- exhaust
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Abstract
焼および加熱方式では、熱効率の向上手段や窒素酸化物
の抑制が容易ではなかったので、それらの問題を解決す
ること。 【解決手段】全一次予混合強制燃焼式バーナを用い、バ
ーナ炎の下流にバーナと気密構成とした排気の噴出体を
設け、炎や燃焼排気との接触を少なくすると共に、噴出
体に開口する多数の比較的小さい面積の噴出口から排気
を噴出させ被加熱物の吸熱面に衝突させて伝熱係数の増
大を図り、且つ適切な燃焼制御と凝縮水への対策を考慮
したガス燃焼加熱装置を構成する。
Description
燃焼させて被加熱物を加熱する手段に関し、吸熱面への
熱伝達率を飛躍的に向上させ、比較的簡単な構成で熱利
用効率の向上と大気汚染の防止を図る燃焼加熱技術につ
いてのものである。
に一次空気を４０ないし７０％吸入し、バーナの炎口で
燃焼する際周囲の二次空気に接触して完全燃焼させるい
わゆるブンゼン式バーナを用い、被加熱体への加熱も吸
熱面に自然に直接炎からの熱気を当てる方式であった。
また、予め燃焼に必要なすべての空気を燃料ガスと混合
させてバーナの炎口部に供給し燃焼させる全一次空気式
予混合バーナや、送風機によって強制的に高負荷燃焼さ
せるブラストバーナおよび一次空気を使わない赤火式等
幾多の種類のバーナが存在するが、これらのバーナの燃
焼炎からの熱気は自然に直接吸熱部に接触して被加熱物
を加熱するようになっていた。さらに、一部の調理機器
において、燃焼排気の熱をファンによって食品に吹き付
け熱伝達性の向上を図った装置も存在する。また、局所
加熱のために燃焼高温排気を超高速で吹き付けその部の
みを加熱する装置も出現している。
いては、熱利用効率の向上手段が難しかったり、装置が
複雑で汎用性に難があり且つコスト的にも問題が多かっ
たりして種々の課題が発生していた。とくに高温の炎や
排気がそのまま周辺の空気と接触するため、有害な窒素
酸化物についても削減の手段が容易ではなかった。
負荷燃焼させ、熱交換器を工夫して高効率を得る手段が
開発されているが排気の凝縮水によるバーナ等への悪影
響があり、さらにブンゼンバーナにていわゆる濃淡燃焼
をさせることによって窒素酸化物の生成を減少させる技
術も近年開発されているが、前記の従来技術の持つ幾多
の課題は完全には解決されていない。
術による燃焼加熱方法において前述のような問題点があ
るため、それらの欠点を解決するもので、とくに比較的
簡単な吸熱面の構成において、一般の自然直接加熱方式
の数倍以上の熱伝達効果を得さしめて熱効率の上昇を策
すと共に、燃焼時に発生する窒素酸化物の発生を抑え、
汎用的に使用できる燃焼加熱装置の提供を目的とするも
のである。
めに請求項１の発明は、ガス燃焼に必要な燃焼用空気の
ほぼ全てを混合させ、送風機を用いてこの混合気体をバ
ーナに供給して燃焼させる予混合強制燃焼式バーナにお
いて、バーナの炎口は多数の小孔ないし細溝または小孔
と細溝を組み合わせた形状とし、炎口部で燃焼した高温
の排気は、バーナの下流にバーナとは別に設けた排気の
噴出体に多数開口する噴出口より、被加熱物の主な吸熱
面に対してほぼ直角に近い方向に噴出させて吸熱面に衝
突するように燃焼加熱器を構成し、噴出口からの燃焼排
気の流速が定格最大発熱量による燃焼時に５ｍ／秒以上
になるよう、送風機の能力、バーナの発熱量および噴出
口面積を設定し、バーナからの燃焼排気が噴出体の噴出
口に至る空間部は気密構造にすると共に、噴出体からバ
ーナへの輻射熱を少なくするための適当な空間体積を設
ける。また噴出体の噴出口がバーナの上部に位置する場
合は、排気が噴出口から噴出して吸熱面にて冷却される
ことによる凝縮水がバーナの炎口に滴下しないよう、炎
口と噴出体の中間に遮蔽板を設けるか、少なくとも炎口
の投影面積に相当する噴出体の部分には噴出口を設けな
いか、設けても燃焼の停止時においても凝縮水の表面張
力および噴出口部の形状によって前記の空間部に浸入し
ないような噴出口部の形状を具えたり、各噴出口の面積
を小さくする等の構成にしたことを特徴とするものであ
る。
御されるガス比例電磁弁を経て燃焼空気の混合部に供給
されて燃焼に必要な十分量の空気と混合し、この混合気
体は燃焼および燃焼排気の噴出に必要な風圧と風量を有
する送風機によってバーナに送られるが、バーナの炎口
に至る通路には燃焼を均一にするための分布板を設け
る。またバーナへの点火装置、失火検知器、およぴ空燃
比制御用検知センサーをバーナと噴出体とで構成する気
密空間内のバーナ炎口部に比較的近い位置に配設し、点
火および燃焼の制御をそれら装置や検知器と連絡して作
動する電子制御装置を具えたことを特徴とする請求項１
に示すガス燃焼加熱装置についてのものである。
であって、筒状の貯水タンクの下部に噴出体を収納する
筒型の切り欠き部と貯水タンクの一部を貫通する排気の
上方への排出通路を設けた水缶加熱装置の構成に対して
適用できるように、噴出体、バーナおよび炎口、送風
機、制御装置を配し、水等の液体の加熱温度を検知する
センサーの信号によって、燃焼加熱量を制御する装置を
有し、それらの構成要素がまとまって貯湯式湯沸器とし
ての単一ユニットとなるよう本体ケース内に収納したこ
とを特徴とする請求項１および請求項２に示すガス燃焼
加熱装置についてのものである。
先ず燃料となるガスは通常ガス供給量を制御するガス遮
断弁およびガス制御弁や供給圧力調整器を経て燃焼用空
気と混合する部処に供給される。以下、実施例により説
明すると、図１に示す実施例では、ガス制御弁と供給圧
力調整器は符号１で示され、混合部は符号２で示されて
いる。本発明の装置は予混合強制燃焼式バーナによる燃
焼方式であるから、混合部２にて作られた空気とガスの
混合気体は送風機３によって供給管４を経てバーナ５に
圧送される。バーナの形態は均一な炎を形成する必要が
あるため、バーナ構成の要素の１つである炎口６の上流
側に適当な容積のチャンバー室を設け、この中に請求項
２に示すような分布板７，７’，８を挿入するのが好ま
しい。
ないし細溝または小孔と細溝を組み合わせた板状の形熊
からなる炎口６に到達し、点火器９（点火用口火でもよ
い）にて混合気体に点火され炎が形成される。炎の形態
は比較的短炎でなお且つ逆火しないように供給混合気体
の空気と燃料の混合比率すなわち空燃比と噴出速度を制
御する必要があり、通常炎口自体の温度は９００℃以下
になるように制御するのが望ましい。
なり、排気の噴出体１０の内部空間１１における排気温
度はこれより若干低い温度となって、噴出体に開口する
多数の噴出口１２から噴出する。この際各噴出口の穴面
積は排気の噴出速度が高速となるよう比較的小面積にて
設計する。噴出排気は被加熱物の主な吸熱面１３に対し
てほぼ直角に近い方向に噴出されて吸熱面に衝突するよ
うなこの部の構成とするが、噴出体の形状や吸熱面の形
状が必ずしも平面にする必要はないので、噴出排気の噴
出方向もミクロ的には直角とは限らない。しかしながら
本発明の眼目が、高温排気の吸熱面への衝突による断熱
性境界膜の破壊により、通常のバーナによる加熱方式の
数倍ないし数１０倍の熱伝達率を得ることにあるので、
この概念に従ってマクロ的にはほぼ直角に近い方向で衝
突することが必要である。
気に外部への放出に差し支えない程度に接近するのが好
ましいが、噴出速度や噴出量および排気の外部通路の形
状とも関係するので、適当な値に設計すべきものであ
る。一方噴出速度については、吸熱面の断熱性境界膜の
破壊を前提にすると、ある程度の速度が必要であり、本
発明の効果を発揮するためには、定格最大発熱量を示す
燃焼時において５ｍ／秒以上になるよう、送風機の能
力、バーナの発熱量および噴出口の面積その他関係する
要素の構成を図るべきである。
出体からの排気の噴出圧力を維持し且つ燃焼排気が空気
と接触して有害な窒素酸化物が生成するのを防止するた
め、気密構造になるよう接統すべきで、さらに噴出体か
らの輻射熱がバーナの炎口に強く当たらないための配慮
が、炎口の過熱によって逆火現象の防止と炎口の耐久性
維持のために必要であるから、噴出体１０のバーナへの
対向面を適当な距離に離すための噴出体内部空間１１は
適当な空間体積を設けるべきである。
ーナの炎口の上部に位置する場合は、排気が吸熱面に接
触して冷却することによって生成される排気中の水蒸気
の凝縮作用からの水滴が炎口６に滴下して炎口およびバ
ーナに悪影響が発生するので、これを防止する目的で、
炎口と噴出体の中間に遮蔽板を設けるか、少なくとも炎
口の投影面積に相当する噴出体の部分には噴出口を設け
ないのが望ましいが、やむを得ず噴出口は必要な場合
は、燃焼停止時においても噴出口からバーナの炎口面に
凝縮水が滴下しないように、水の表面張力を考慮した小
面積の噴出口の開口形状や噴出口周辺部の形状とすべき
である。なお、実施例の図は噴出体の部分には噴出口を
設けない形態の場合のみを示す。
全に行い、且つ燃焼排気が噴出口から所定の噴出速度と
噴出排気の形状、すなわちなるべく針状の形状にて吸熱
面に衝突するように構成することは極めて重要な技術で
あるから、請求項２に示すように送風機の性能や燃料供
給の制御を電子制御装置１４を用いて迅速精密に行うと
共に、失火検知器１５や空燃比制御用の検知センサー１
６をバーナと噴出体とで構成する気密空間内の比較的バ
ーナの炎口に近い位置に設け、これらの検知装置からの
信号により、前記電子制御装置に所定の制御機能を具備
させることも、本発明の装置を比較的高級な製品へ適用
する場合において必要である。
を貯湯式湯沸器に適用した場合の総体的な構成を示すも
ので、この場合被加熱物は水等の液体であり、筒状の貯
水タンク１７の下部に噴出体１０を収納する筒型の切り
欠き部１８と、貯水タンクの一部を貫通する排気の上方
への排出通路１９を設け、貯水タンク１７内の液体が効
果的に加熱できるよう、下部に本発明の燃焼加熱装置を
配置したものである。
体の温度を検知するセンサー２０や水位の検知センサー
２１からの信号によって、燃焼加熱量を制御する機能を
有し、配管の一部を除く送風機、電子制御装置、燃焼部
等の貯湯式湯沸器を構成する全ての要素を単一ユニット
となるよう本体ケース（図示せず）内に収納して製品構
成としたものである。
は過熱防止センサー、２３は排気の排出通路１９内に設
けたバッフル板で排気温度を減少させ熱効率の上昇に若
干の効果がある。また、２４は貯水タンクへの給水管、
２５は同じく出湯管、２６は過圧安全装置、２７は炎の
逆火検知器である。
ものに止まらず、本発明の概念の範囲において、種々の
実施形態が考えられる。例えば、被加熱物は液体でなく
てもよく、噴出体の形状も円錐形、角筒形、ドーム形、
釣り鐘形等のものが想定でき、噴出体の表面も平坦にす
る必要はなく例えば波形、階段形等種々の応用形が可能
である。
施され、以下に示すような効果を奏する。
多数の噴出口から高速で被加熱物の吸熱面に衝突するの
で、熱伝達率が飛躍的に向上し吸熱部の面積が少なくで
きると共に、高い熱利用効率が得られる。従って比較的
コストの安い簡単な構造で高効率の加熱が可能となり、
経済的に優れているほか二酸化炭素の排出量を削減でき
る。
空気を用いないことと、バーナの燃焼炎が噴出体とバー
ナ部で構成する気密室を通り、炎の温度より低温の噴出
体の噴出口から噴出させる構成のため途中で空気との接
触がなく、且つある程度冷却されることおよび燃焼が短
炎で短時間で完結すること等により、有害な窒素酸化物
の発生を大幅に抑制できる。
のガス燃焼加熱装置を適用できるので、種々の用途への
応用範囲が広い。
Claims (3)
- 【請求項１】ガス燃焼に必要な燃焼用空気のほぼ全てを
混合させ、送風機を用いてこの混合気体をバーナに供給
して燃焼させる予混合強制燃焼式バーナにおいて、バー
ナの炎口は多数の小孔ないし細溝または小孔と細溝を組
み合わせた形状とし、炎口部で燃焼した高温の排気は、
バーナの下流にバーナとは別に設けた排気の噴出体に多
数開口する噴出口より、被加熱物の主な吸熱面に対して
ほぼ直角に近い方向に噴出させて吸熱面に衝突するよう
に燃焼加熱器を構成し、噴出口からの燃焼排気の流速が
定格最大発熱量による燃焼時に５ｍ／秒以上になるよ
う、送風機の能力、バーナの発熱量および噴出口面積を
設定し、バーナからの燃焼排気が噴出体の噴出口に至る
空間部は気密構造にすると共に、噴出体からバーナへの
輻射熱を少なくするための適当な空間体積を設ける。ま
た噴出体の噴出口がバーナの上部に位置する場合は、排
気が噴出口から噴出して吸熱面にて冷却されることによ
る凝縮水がバーナの炎口に滴下しないよう、炎口と噴出
体の中間に遮蔽板を設けるか、少なくとも炎口の投影面
積に相当する噴出体の部分には噴出口を設けないか、設
けても燃焼の停止時においても凝縮水の表面張力および
噴出口部の形状によって前記の空間部に浸入しないよう
な噴出口部の形状を具えたり各噴出口の面積を小さくす
る等の構成にしたことを特徴とするガス燃焼加熱装置。 - 【請求項２】燃料ガスは電気的に制御されるガス比例電
磁弁を経て燃焼空気の混合部に供給されて燃焼に必要な
十分量の空気と混合し、この混合気体は燃焼および燃焼
排気の噴出に必要な風圧と風量を有する送風機によって
バーナに送られるが、バーナの炎口に至る通路には燃焼
を均一にするための分布板を設ける。またバーナへの点
火装置、失火検知器、および空燃比制御用検知センサー
をバーナと噴出体とで構成する気密空間内のバーナ炎口
部に比較的近い位置に配設し、点火および燃焼の制御を
それら装置や検知器と連絡して作動する電子制御装置を
具えたことを特徴とする請求項１に示すガス燃焼加熱装
置。 - 【請求項３】被加熱物が水等の液体であって、筒状の貯
水タンクの下部に噴出体を収納する筒型の切り欠き部と
貯水タンクの一部を貫通する排気の上方への排出通路を
設けた水缶加熱装置の構成に対して適用できるように、
噴出体、バーナおよび炎口、送風機、制御装置を配し、
水等の液体の加熱温度を検知するセンサーの信号によっ
て、燃焼加熱量を制御する装置を有し、それらの構成要
素がまとまって貯湯式湯沸器としての単一ユニットとな
るよう本体ケース内に収納したことを特徴とする請求項
１および請求項２に示すガス燃焼加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10703399A JP3891531B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ガス燃焼加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10703399A JP3891531B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ガス燃焼加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000257852A true JP2000257852A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3891531B2 JP3891531B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=14448825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10703399A Expired - Fee Related JP3891531B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ガス燃焼加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3891531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012149798A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
-
1999
- 1999-03-09 JP JP10703399A patent/JP3891531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012149798A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3891531B2 (ja) | 2007-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5937796A (en) | Gas apparatus for heating fluids | |
| US11175034B2 (en) | Burner and air supply assembly for horizontal immersion tube boilers | |
| US6916172B2 (en) | Burner apparatus | |
| JP3891531B2 (ja) | ガス燃焼加熱装置 | |
| JP2000193211A (ja) | コンロ用バ―ナ | |
| JPH05157212A (ja) | ラジアントチューブバーナの低ＮＯｘ燃焼方法及びそれを実施するラジアントチューブバーナ | |
| JP2671352B2 (ja) | バーナ | |
| JP2631181B2 (ja) | 熱板加熱式ガスバーナ | |
| JPH0776606B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JP3793815B2 (ja) | ガス燃焼装置 | |
| JP2696193B2 (ja) | ガスバーナ | |
| JP2631183B2 (ja) | 熱板加熱式ガスバーナを用いたガス燃焼装置 | |
| JPH1163430A (ja) | ガス燃焼装置 | |
| JP2670957B2 (ja) | 熱板加熱式ガスバーナを用いたガス燃焼装置 | |
| JP2631182B2 (ja) | 熱板加熱式ガスバーナを用いたガス燃焼装置 | |
| JP2631180B2 (ja) | 熱板加熱式ガスバーナの空気吸引構造 | |
| JP2548399B2 (ja) | バーナ | |
| JP2000314509A (ja) | バーナ装置 | |
| JP4616717B2 (ja) | 液体燃料燃焼装置 | |
| JP2631184B2 (ja) | ガスバーナの固定構造 | |
| JPH0749235Y2 (ja) | ガスバーナ | |
| JPH0116907Y2 (ja) | ||
| JPS602425Y2 (ja) | 液体燃料燃焼装置 | |
| JP3125585B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JP2569812Y2 (ja) | 燃焼装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20030801 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060501 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060711 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060908 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060908 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061012 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3891531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111215 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111215 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121215 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131215 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |