JP2002228122A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JP2002228122A
JP2002228122A JP2001027871A JP2001027871A JP2002228122A JP 2002228122 A JP2002228122 A JP 2002228122A JP 2001027871 A JP2001027871 A JP 2001027871A JP 2001027871 A JP2001027871 A JP 2001027871A JP 2002228122 A JP2002228122 A JP 2002228122A
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fuel
burner
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fuel gas
nozzle
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JP2001027871A
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Tatsumura Mo
立群 毛
Nobuhiko Fujiwara
宣彦 藤原
Hideo Tomita
英夫 富田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料ガス−空気導入口から燃料ガスの漏れを
防止すると共に予混合気の均一化を図ること。 【解決手段】 複数の燃料ガス噴出口18aと18bを
有する燃料ノズル10を備え、燃料ノズル10はバーナ
Aの燃料―空気導入口11からバーナA内に挿入された
燃焼装置を提供する。燃料ノズル10をバーナの燃料空
気導入口11に挿入することによって、燃料ノズル10
から噴出したガス流より上流側であるバーナの燃料空気
導入口側11から混合燃焼用の一次空気16が流れてく
るので、燃料ガスがバーナの燃料空気導入口11から漏
れることを防げる。また、燃料ガス噴出口が複数個を有
するため、燃料ガスの噴出は多岐になり、燃料―空気の
混合に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用又は業務用
の燃焼装置に関し、更に詳しくは燃料ガス漏れを防ぎ、
混合度の高い混合気を提供し安定燃焼を図った燃焼装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃焼装置として、主炎を
形成する予混合気のガス燃料濃度と、主炎を安定化させ
るための補炎を形成する予混合気のガス燃料濃度とを同
一濃度としたブンゼン燃焼装置と、主炎を形成する予混
合気のガス燃料濃度が薄く、補炎を形成する予混合気の
ガス燃料濃度を高くした濃淡燃焼装置とがある。
【0003】例えば、特開平8−303726号公報に
記載されているようなものがあった。図6は、前記公報
に記載された従来の濃淡燃焼を行うガスバーナの構成及
びノズルの配置を示す。図6において、1は補混合気導
入口、2は補炎用ガスノズル、3は主混合気導入口、4
は主炎用ガスノズル、5は主混合気室、6は主炎噴出口
である。主混合気導入口3には、主炎用ガスノズル4の
先端部が対面しているような構成になっている。
【0004】上記の構成において、主炎用ガスノズル4
から噴出された燃料ガスが主混合気導入口3に流入し、
主炎用混合室5において、同じく主混合気導入口3から
流入した一次空気と混合され、空気過剰の主炎用混合気
になる。この空気過剰混合気は、主混合気室5を上昇し
て主炎噴出口6から噴出し、主炎を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の燃焼装置では、主炎用ガスノズル4は主混合気導入口
3に対面しており、主炎用ガスノズル4の先端噴出口と
主混合気導入口3との間に間隔を置いてあるような構成
になっていたため、定常燃焼状態で問題がないが、何ら
かの原因で変動が生じる際に、例えば、主混合気導入口
3付近の空気圧力低下した時、主炎ガスノズル4から噴
出された燃料ガス流が広がりやすく、一部が主混合気導
入口に入らず漏れてしまう可能性があるという課題を有
していた。
【0006】また、主混合気導入口3から主混合気室に
流入した燃料ガス流と一次空気流は同様な方向で平行に
流れ、濃度勾配に起因する拡散効果による燃料―空気混
合を頼っているため、均一な混合を図るには混合距離が
長くなってしまい、バーナ全体の大きさをコンパクトに
できなかった。さらに、濃淡燃焼において、低NOx化
を図るに、主炎で燃やす混合気の燃料割合を増やすと同
時に、燃料ガス濃度を薄くすることが必要であるため、
主混合気導入口3から流入する燃料量も一次空気量も増
えて、均一混合が更に難しくなるという課題もあった。
【0007】同様に、ブンゼン燃焼を行う燃焼装置にお
いても、このような課題も有していた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、複数の燃料ガス噴出口を有する燃
料ノズルを備え、前記燃料ガス噴出口はバーナの燃料―
空気導入口から前記バーナ内に挿入された燃焼装置を提
供する。燃料ノズルをバーナの燃料空気導入口に挿入す
ることによって、燃料ノズルから噴出したガス流より上
流側であるバーナの燃料空気導入口側から混合燃焼用の
一次空気が流れてくるので、燃料ガスがバーナの燃料空
気導入口から漏れることを防げる。また、燃料噴射口が
複数個を有するため、燃料ガスの噴出は多岐になり、燃
料―空気の混合に有利である。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1に係る燃焼装置は、複数
の燃料ガス噴出口を有する燃料ノズルを備え、前記燃料
ガス噴出口はバーナの燃料―空気導入口から前記バーナ
内に挿入された構成になっている。このように、燃料ガ
ス噴出口をバーナ内に挿入することによって、燃料ノズ
ルから噴出したガス流の上流側であるバーナの燃料―空
気導入口側から燃料ノズルと同方向に混合燃焼用の一次
空気が流れてくるので、燃料ガスがバーナの燃料空気導
入口から漏れることを防げる。また、燃料噴射口が複数
個を有するため、燃料ガスの噴出は多岐になり、燃料―
空気の混合に有利で、短距離、短時間で均一な燃料―空
気混合気が得られる。よって、バーナをよりコンパクト
化することができる。
【0010】請求項2に係る燃焼装置は、複数の燃料ガ
ス噴出口を有する燃料ノズルを備え、前記燃料ガス噴出
口はバーナの燃料―空気導入口から前記バーナ内に挿入
されており、前記燃料ノズルの先端部が閉じられ、前記
燃料ノズルは半径方向に燃料ガスを噴出させる燃料ガス
噴出口を有する構成になっている。このように、燃料ノ
ズルをバーナの燃料―空気導入口に挿入することによっ
て、燃料ノズルの先端より上流側に位置するバーナの燃
料―空気導入口側から燃料ノズルと同方向に混合燃焼用
の一次空気が流れてくるので、燃料ガスがバーナの燃料
―空気導入口から漏れることを防げる。
【0011】また、燃料ノズル半径方向に開口した燃料
ガス噴出口から噴出された燃料ガス流は、一次空気流方
向と高い角度を持つため、対流に運ばれる燃料ガスと空
気の物質分子の混合が促進される。濃度勾配に起因する
拡散効果に加えて、燃料ガスと一次空気の均一な混合気
が短時間、短空間で得られる。よって、バーナをよりコ
ンパクト化することができる。
【0012】請求項3に係る燃焼装置は、複数の燃料ガ
ス噴出口を有する燃料ノズルを備え、前記燃料ガス噴出
口はバーナの燃料―空気導入口から前記バーナ内に挿入
されており、前記燃料ノズルの先端部に前記燃料ノズル
径よりも大きい混合促進手段を設置し、前記混合促進手
段より上流側に半径方向に燃料ガス噴出口を設けた構成
になっている。このように、燃料ノズルをバーナの燃料
―空気導入口に挿入することによって、燃料ノズルの先
端より上流側に位置するバーナの燃料―空気導入口側か
ら燃料ノズルと同方向に一次空気が流れてくるので、燃
料ガスがバーナの燃料―空気導入口から漏れることを防
げる。
【0013】また、前記混合促進手段付近において、燃
料ノズルより半径方向突出する混合促進手段が流れ場を
乱してくるため、燃料ガスと空気は対流と拡散によって
混合される以外に、流れ場の乱れによる混合促進で、さ
らに燃料ガスと空気の均一混合が短時間、短空間で得ら
れる。よって、バーナをよりコンパクト化することがで
きる。
【0014】請求項4に係る燃焼装置は、前記請求項1
−3に記載された燃焼装置のいずれにおいて、燃料ノズ
ルは燃料ガスを供給する燃料ガスブロックと別部品で取
り付ける構成になっている。燃料ノズルはバーナの燃料
―空気導入口から前記バーナ内に挿入された場合、燃料
ガスブロックと別部品で取りつけられる燃料ノズルの長
さを調節することによって、バーナの燃料―空気導入口
においては、混合燃焼用の一次空気の導入通路であるノ
ズル管と燃料―空気導入口の隙間を容易に確保、調整で
きる利点がある。また、燃料ノズルは別部品の場合、同
燃料ノズル先端部の燃料噴出口などの加工も容易に行わ
れる利点がある。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【0016】(実施例1)図1は本発明実施例1におけ
るバーナの側面図で、図2は図1に示すバーナの燃料―
空気導入口付近拡大図である。
【0017】図1において、Aはバーナで、10はバー
ナAの燃料―空気導入口11からバーナAに挿入してい
る燃料ノズルである。12は燃料―空気導入口11とバ
ーナ炎口13を連通する燃料―空気混合通路で、14は
燃料ノズル10先端部を示している。また、15は燃料
―空気導入口11からバーナAに流れる一次空気流、1
6は同燃料―空気導入口11に入った燃料ノズル管10
周りを流れる混合燃焼用の一次空気流を示す。
【0018】図2は図1に示す燃料―空気導入口11付
近の拡大図であり、図中、18aと18bは燃料ノズル
10の先端部に設けられている燃料ガス噴出口である。
17aは前記燃料ガス噴出口から噴出された燃料ガス流
の一部、17bは前記一次空気流16の下流の一部を示
す。
【0019】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下動作、作用を説明する。燃料ガスは燃料ノズル
10の先端部14にある燃料ガス噴出口18a、18b
から噴出し、燃料―空気混合通路12へ向かう。空気は
空気輸送手段(図示せず)によってバーナAの燃料―空
気導入口11付近に運ばれ、図2に示すように、前記燃
料―空気導入口11付近の空気15は前記燃料―空気導
入口11に入り、燃料ノズル10とバーナAの壁面の間
を流れ、燃料―空気混合通路12へ向かう。このよう
に、燃料ノズル10の先端部14より下流側付近では、
燃料ガスと空気が混合し始め、燃料―空気混合通路12
を流れると同時に混合し燃料―空気混合気となり、バー
ナ炎口13から噴出し、火炎を形成する。図1−2に示
すように、燃料ノズル10はバーナAの燃料―空気導入
口11から前記バーナA内に挿入されたことによって、
燃料ガス噴出口18a、18bより燃料―空気導入口1
1側から混合燃焼用の一次空気16が流れてくるため、
同燃料ガス噴出口18a、18bから噴出した燃料ガス
は前記燃料―空気導入口11から漏れることを防げる。
また、燃料ガス噴出口を複数個設けたため、燃料ガス流
を多分岐させることによって、燃料ガスを空気とより速
く均一混合させることができる。
【0020】(実施例2)図3は本発明実施例2におけ
るバーナの側面図で、図4は図2に示すバーナの燃料―
空気導入口付近拡大図である。本実施例において、実施
例1の構成と異なるところは、燃料ノズル10の先端部
14を閉じ、その先端付近半径方向に複数個燃料ガス噴
出口19a、19bを設けたことである。なお、実施例
1で用いた燃料ノズル10の先端部14で設けた燃料ガ
ス噴出口18a、18bは本実施例で廃棄する。
【0021】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下動作、作用を説明する。燃料ガスは燃料ノズル
10の先端部14付近半径方向に設けられた燃料ガス噴
出口19a、19bから噴出し、噴出方向は燃料ノズル
10設置方向にほぼ垂直になっている。空気は空気輸送
手段(図示せず)によってバーナAの燃料―空気導入口
11付近に運ばれ、図4に示すように、前記燃料―空気
導入口11付近の空気15は前記燃料―空気導入口11
に入り、混合燃焼用の一次空気16となり、燃料ノズル
10とバーナAの壁面の間を流れ、燃料―空気混合通路
12へ向かう。
【0022】このように、燃料ガス噴出口19a、19
b付近では、燃料ガスと混合燃焼用の一次空気の流れ方
向はほぼ垂直になっており、対流に運ばれる燃料ガスと
空気の物質分子の混合は促進される。主流である空気流
が燃料ガスと混合しながら、燃料―空気混合通路12へ
向かい、燃料―空気混合気となり、バーナ炎口13から
噴出し、火炎を形成する。図3−4に示すように、燃料
ノズル10はバーナAの燃料―空気導入口11から前記
バーナA内に挿入されたことによって、燃料ガス噴出口
19a、19bより燃料―空気導入口11側から混合燃
焼用一次空気16が流れてくるため、同燃料ガス噴出口
19a、19bから噴出した燃料ガスは前記燃料―空気
導入口11から漏れることを防げる。また、燃料ガス噴
射口19a、19bは燃料ノズル10の管半径方向に設
置しているため、燃料ガス噴出流と空気流がほぼ垂直な
方向を持ち、対流による混合促進効果が得られるので、
より短時間、短距離で均一な燃料―空気混合気が得られ
る。
【0023】(実施例3)図5は本発明実施例3におけ
るバーナの燃料―空気導入口付近拡大図である。本実施
例において、実施例2の構成と異なるところは、燃料ノ
ズル10の先端部に燃料ノズル10の径よりも大きい混
合促進手段であるフロントプレート20を設置したこと
である。
【0024】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下動作、作用を説明する。燃料ガスは燃料ノズル
10の先端部に設置されたフロントプレート付近半径方
向に設けられた燃料ガス噴出口19a、19bから噴出
し、噴出方向は燃料ノズル10の設置方向にほぼ垂直に
なっている。空気は空気輸送手段(図示せず)によって
バーナAの燃料―空気導入口11付近に運ばれ、図4に
示すように、前記燃料―空気導入口11付近の空気15
は前記燃料―空気導入口11に入り、燃料ノズル10と
バーナAの壁面の間を流れ、燃料―空気混合通路12へ
向かう。このように、燃料ガス噴出口19a、19b付
近では、燃料ガスと空気の流れ方向はほぼ垂直になって
おり、対流に運ばれる燃料ガスと空気の物質分子の混合
が促進される。また、燃料ノズル10の径よりも大きい
フロントプレート20が設置されているので、同フロン
トプレート20付近では、流れが乱され、より燃料ガス
と空気が混合されやすくなる。このように、主流である
空気流が燃料ガスと混合しながら、燃料―空気混合通路
12へ向かい、燃料―空気混合気となり、バーナ炎口1
3から噴出し、火炎を形成する。
【0025】図5に示すように、燃料ノズル10はバー
ナAの燃料―空気導入口11から前記バーナA内に挿入
されたことによって、燃料ガス噴出口19a、19bよ
り燃料―空気導入口11側から混合燃焼用の一次空気1
6が流れてくるため、同燃料ガス噴出口19a、19b
から噴出した燃料ガスは前記燃料―空気導入口11から
漏れることを防げる。また、燃料ガス噴射口19a、1
9bは燃料ノズル10の管半径方向に設置しているた
め、燃料ガス噴出流と一次空気流がほぼ垂直な方向を持
ち、対流による混合促進効果があるので、より短時間、
短距離で均一な燃料―空気混合気が得られる。さらに、
フロントプレート20によって流れが乱され、より燃料
ガスと空気が混合しやすくなる。
【0026】なお、本発明は濃淡燃焼において希薄混合
気を燃やす主炎バーナを説明したが、過濃混合気を燃や
す補炎バーナにおいて、本発明を実施すれば、同様の効
果が得られる。また、ブンゼンバーナなどにおいても、
本発明を実施すれば、同様な効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、請求項1〜4に記載の発
明によれば、燃焼装置において、燃料ガス漏れを防ぎ、
混合度の高い混合気を提供し安定燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の燃焼装置におけるバーナの
側面図
【図2】同装置におけるバーナの燃料―空気導入口付近
の拡大断面図
【図3】本発明の実施例2の燃焼装置におけるバーナの
側面図
【図4】同装置におけるバーナの燃料―空気導入口付近
の拡大断面図
【図5】本発明の実施例3の燃焼装置におけるバーナの
燃料―空気導入口付近の拡大断面図
【図6】従来の燃焼装置におけるバーナの側面図
【符号の説明】
10 燃料ノズル 11 燃料―空気導入口 18a、18b、19a、19b 燃料ガス噴出口 20 混合促進手段 A バーナ
フロントページの続き (72)発明者 富田 英夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K017 AA01 AB02 AC03 AD01 AD04 AD08 CA04 CB01 CB07 CB09 CE01 CE05 DD01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の燃料ガス噴出口を有する燃料ノズ
    ルを備え、前記燃料ガス噴出口はバーナの燃料―空気導
    入口から前記バーナ内に挿入された燃焼装置。
  2. 【請求項2】 燃料ノズルの先端部が閉じられ、前記燃
    料ノズルは半径方向に燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴
    出口を有する請求項1に記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】 燃料ノズルの先端部に燃料ノズル径より
    も大きい混合促進手段を設け、前記混合促進手段より上
    流側に半径方向に燃料ガス噴出口を設けた請求項1に記
    載の燃焼装置。
  4. 【請求項4】 燃料ノズルは燃料ガスを供給する燃料ガ
    スブロックと別部品で取り付ける請求項1、2又は3に
    記載の燃焼装置。
JP2001027871A 2001-02-05 2001-02-05 燃焼装置 Pending JP2002228122A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738863B1 (ko) 2003-11-14 2007-07-16 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 저 NOx 작동을 위한 개선된 연료 스테이징 방법
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