JP2642272B2 - Forced air combustion equipment - Google Patents
Forced air combustion equipmentInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼量が可変となっ
ている強制送風式のバーナを用いた燃焼機器の燃焼性の
向上に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in the flammability of a combustion apparatus using a forced blast type burner having a variable amount of combustion.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、燃焼機器では、装着性向上のため
体格をコンパクト化することが要求され、また機能向上
のため燃焼量(発熱量)の増減範囲を拡大することが要
請されている。このため、単位容積当たりの燃焼量(燃
焼負荷)が増大しており、送風ファンによる強制給気ま
たは強制排気を行う強制送風式バーナが採用される。こ
れとともに、最高負荷燃焼量と最低負荷燃焼量との比が
10倍以上と大きく設定される傾向にある。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for combustion equipment to have a compact physique in order to improve wearability, and to increase the range of increase and decrease in the amount of combustion (heat generation) in order to improve functions. For this reason, the amount of combustion (combustion load) per unit volume is increasing, and a forced air blower that performs forced air supply or forced exhaust by a blower fan is employed. At the same time, the ratio between the maximum load combustion amount and the minimum load combustion amount tends to be set as large as 10 times or more.
【0003】この強制送風式バーナは、従来のバーナに
比べ安定燃焼できる空燃比の範囲が狭い。とくに、低負
荷燃焼時においては、送風ファンの回転速度が小さく、
送風量および送風圧が低レベルにあるため、電源電圧の
変動や突風の影響を受け、燃焼不安定が生じ易い。かか
る燃焼不安定を防止するため、送風ファンの回転速度を
高く維持するとともに、送風通路にバイパス路を設けて
余分の空気をバイパスさせ、低負荷燃焼を含む燃焼の安
定性を向上させたバイパス式燃焼機器が種々提案されて
いる。[0003] This forced-air burner has a narrower air-fuel ratio range in which stable combustion can be performed than a conventional burner. In particular, during low load combustion, the rotation speed of the blower fan is low,
Since the air volume and the air pressure are at low levels, fluctuations in the power supply voltage and gusts are likely to cause unstable combustion. In order to prevent such combustion instability, while maintaining a high rotation speed of the blower fan, a bypass passage is provided in the blower passage to allow excess air to bypass, thereby improving the stability of combustion including low load combustion. Various combustion devices have been proposed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のバイパス式燃焼
機器では、高負荷燃焼から低負荷燃焼まで大きく変化す
る燃焼機器において、最適なバイパス比を採用する考慮
がなされていなかったため、燃焼用空気に対するバイパ
ス空気の比率が高い場合は高負荷燃焼時に送風ファンの
騒音レベルが大きく増加し、バイパス空気の比率が低い
場合は低負荷燃焼時における燃焼安定性の向上を充分に
行うことが困難であることがわかった。この発明の目的
は、バイパス付き送風ファンを有し、燃焼量が広範囲に
変化するバーナの、高負荷燃焼時の騒音レベルの低減と
低負荷燃焼時の燃焼の安定性の向上とが達成でき、全燃
焼範囲にわたって良好な燃焼が得られる強制送風式燃焼
機器の提供にある。In the conventional bypass-type combustion equipment, in the combustion equipment which greatly changes from high load combustion to low load combustion, no consideration has been given to adopting an optimum bypass ratio. When the ratio of bypass air is high, the noise level of the blower fan increases greatly during high load combustion, and when the ratio of bypass air is low, it is difficult to sufficiently improve the combustion stability during low load combustion. I understood. An object of the present invention is to provide a burner having a bypass fan with a bypass, and a burner whose combustion amount varies over a wide range, can achieve a reduction in noise level during high load combustion and an improvement in combustion stability during low load combustion, It is an object of the present invention to provide a forced blast combustion device capable of obtaining good combustion over the entire combustion range.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、最高負荷燃
焼量と最低負荷燃焼量との比が10倍以上となっている
バーナと、該バーナへの供給燃料を調節する比例電磁弁
と、前記バーナへ燃焼量に対応した量の空気を供給する
送風ファンと、該送風ファンによる送風の一部をバイパ
スさせるバイパス路とを備えた強制送風式燃焼機器にお
いて、燃焼用空気に対するバイパス空気の比率を0.5
以上、1.0以下に設定したことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a burner in which the ratio of the maximum load combustion amount to the minimum load combustion amount is 10 times or more, a proportional solenoid valve for adjusting fuel supply to the burner, In a forced blast-type combustion apparatus including a blower fan that supplies air to the burner in an amount corresponding to the amount of combustion, and a bypass passage that partially bypasses a blown air by the blower fan, a ratio of bypass air to combustion air 0.5
As mentioned above, it is characterized by being set to 1.0 or less.
【0006】[0006]
【発明の作用、効果】本発明の発明者は、実験により燃
焼用空気に対するバイパス空気の比率を1.0以下に設
定すると、高負荷燃焼時における送風ファンの騒音の増
大を比較的低く抑えることができることを見いだした。
また、前記比率を0.5以上に設定することにより、低
負荷燃焼時においても送風ファンの回転速度を安定性の
高い範囲に維持でき、電源電圧の変動や突風など空燃比
の攪乱要因に対する燃焼安定性の向上が確保できること
がわかった。したがって、燃焼用空気に対するバイパス
空気の比率を0.5以上、1.0以下に設定することに
より、高負荷燃焼時の騒音レベルの低減と低負荷燃焼時
の燃焼の安定性の向上とが達成でき、全燃焼範囲にわた
って良好な燃焼を得ることができる。When the ratio of bypass air to combustion air is set to 1.0 or less by experiments, the inventor of the present invention can suppress the increase in noise of the blower fan during high load combustion to a relatively low level. I found that I can do it.
Further, by setting the ratio to 0.5 or more, the rotation speed of the blower fan can be maintained in a high stability range even during low load combustion, and combustion against air-fuel ratio disturbance factors such as power supply voltage fluctuations and gusts can be achieved. It was found that stability could be improved. Therefore, by setting the ratio of the bypass air to the combustion air at 0.5 or more and 1.0 or less, reduction of the noise level at the time of high load combustion and improvement of the combustion stability at the time of low load combustion are achieved. Good combustion can be obtained over the entire combustion range.
【0007】[0007]
【実施例】この発明の強制送風式燃焼機器の一実施例で
あるガス給湯器100を図に基づき説明する。このガス
給湯器100は、縦長の偏平な箱状の給湯器ケース10
1の内に、内部が燃焼室200となっている燃焼筒20
1と、該燃焼筒201の上端に連結した排気集合筒30
0と、前記燃焼筒201の下部に装着した強制送風式の
全予混合(全一次空気燃焼)バーナ1とを備える。バー
ナ1は出湯設定温度、給水温および入水温に応じて、燃
焼量(発熱量)が変化し、最高負荷燃焼時において24
号、最低負荷燃焼時において2.4号の出湯能力を有す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gas water heater 100 which is an embodiment of a forced blast combustion device of the present invention will be described with reference to the drawings. The gas water heater 100 has a vertically long, flat, box-shaped water heater case 10.
1, a combustion cylinder 20 having a combustion chamber 200 inside.
1 and the exhaust collecting cylinder 30 connected to the upper end of the combustion cylinder 201.
0, and a forced air blow type full premix (all primary air combustion) burner 1 mounted below the combustion cylinder 201. The burner 1 changes its combustion amount (heat generation amount) in accordance with the set hot water temperature, the supply water temperature, and the incoming water temperature.
No. 2.4 hot-water discharge capacity at minimum load combustion.
【0008】ガス給湯器100は、燃料ガス供給手段2
と、前記バーナ1へ燃焼用空気を供給する送風ファン3
と、該送風ファン3による送風の一部をバイパスさせる
バイパス路4と、制御装置5とを備える。また、ガス給
湯器100には水道に連結された給水管61、燃焼室2
00の上部に設置された熱交換器63および出湯管64
からなる湯供給手段6が装着されている。The gas water heater 100 comprises a fuel gas supply means 2
And a blower fan 3 for supplying combustion air to the burner 1
And a bypass device 4 for bypassing a part of the air blown by the blower fan 3, and a control device 5. Further, the gas water heater 100 has a water supply pipe 61 connected to a water supply, a combustion chamber 2
00 heat exchanger 63 and tapping pipe 64
Is provided.
【0009】予混合バーナ1は、内部が燃料ガスと燃焼
用空気との予混合室となっているハウジング10と、燃
焼筒201に面し、ハウジング10の上面を塞ぐ燃焼板
11と、該燃焼板11の上面に取り付けられた点火装置
12、失火検出のためのフレームロッド13、および空
燃比制御のための熱電対14を有する。燃料ガス供給手
段2は、該ハウジング10内に配設された燃料ガスの噴
射ノズル21と、元弁22、安全弁23および比例電磁
弁24を介して燃料ガス源と前記ノズル21とを連絡す
るガス流路25とからなる。燃焼板11は、セラミック
板に多数の小炎口を形成してなり、ノズル21は、金属
パイプに多数の燃料ガス噴射孔を列設してなる。The premixing burner 1 has a housing 10 having a premixing chamber for fuel gas and combustion air, a combustion plate 11 facing the combustion cylinder 201 and closing the upper surface of the housing 10, It has an ignition device 12 mounted on the upper surface of the plate 11, a frame rod 13 for detecting misfire, and a thermocouple 14 for controlling the air-fuel ratio. The fuel gas supply means 2 includes a fuel gas injection nozzle 21 disposed in the housing 10 and a gas connecting the fuel gas source to the nozzle 21 via a main valve 22, a safety valve 23, and a proportional solenoid valve 24. And a flow path 25. The combustion plate 11 has a large number of small flame openings formed in a ceramic plate, and the nozzle 21 has a large number of fuel gas injection holes arranged in a metal pipe.
【0010】送風ファン3は、スクロールケーシング3
1に遠心式ファン32を配してなり、ファンの回転速度
センサ33が付設されている。ケーシング31の出口と
前記ハウジング10との連通路34には、送風ファン3
による送風空気の一部をバイパスさせる前記バイパス路
4が設けられている。なお、バイパス路4の出口は、送
風ファン3と電装品箱202とに連結され、送風ファン
3のモータおよび制御装置5を冷却する。The blower fan 3 includes a scroll casing 3
1, a centrifugal fan 32 is provided, and a fan rotation speed sensor 33 is additionally provided. The communication passage 34 between the outlet of the casing 31 and the housing 10 has a blower fan 3
The bypass passage 4 for bypassing a part of the air blown by the air passage is provided. The outlet of the bypass 4 is connected to the blower fan 3 and the electrical component box 202 to cool the motor of the blower fan 3 and the control device 5.
【0011】比例電磁弁24で流量制御され、前記ノズ
ル21から吹き出された燃料ガスは、ハウジング10内
で燃焼用空気(送風ファン3により強制送風された送風
のうち、バイパスされない分)と空気過剰率λ=1.1
程度を目標値として予混合され、燃焼板11から燃焼筒
201内へ供給されて点火装置12により点火され、燃
焼室200内で全一次燃焼して熱交換器63を流れる水
を加熱し、排気集合筒300から排気される。The flow rate of the fuel gas, which is controlled by the proportional solenoid valve 24 and is blown out from the nozzle 21, is increased in the housing 10 by combustion air (for the air blown by the blower fan 3, which is not bypassed) and excess air. Rate λ = 1.1
Premixed with the degree as a target value, supplied from the combustion plate 11 into the combustion cylinder 201, ignited by the ignition device 12, and all-primary combustion in the combustion chamber 200 to heat the water flowing through the heat exchanger 63 and exhaust the water. Air is exhausted from the collecting cylinder 300.
【0012】制御装置5は、前記ケース101内に設置
された電装品箱202内に設置され、出湯温度の設定手
段と水量センサ62と入水温センサ(図示しない)から
の入力信号を処理して、予め測定または計算により求め
た制御データに基づき燃焼量を決定し、送風ファン3を
制御するとともに、回転速度センサ33で送風ファン3
の回転速度を検出し、この回転速度に基づき比例電磁弁
24に所定の電流を供給する。The control device 5 is installed in an electrical component box 202 installed in the case 101, and processes input signals from a tap water temperature setting means, a water amount sensor 62, and an incoming water temperature sensor (not shown). The amount of combustion is determined based on control data previously measured or calculated to control the blower fan 3, and the rotation speed sensor 33 controls the blower fan 3.
Is detected, and a predetermined current is supplied to the proportional solenoid valve 24 based on the detected rotation speed.
【0013】さらに、燃焼中は熱電対14により空燃比
を検出して送風ファン3の回転速度を補正するととも
に、フレームロッド13により失火を検出し、これが生
じたときは安全弁23を閉じて燃焼を停止する。Further, during combustion, the air-fuel ratio is detected by the thermocouple 14 to correct the rotation speed of the blower fan 3, and misfire is detected by the frame rod 13. When this occurs, the safety valve 23 is closed to stop combustion. Stop.
【0014】この実施例では、バーナ1に供給される燃
焼用空気量とバイパス路4からバイパスされる空気量と
のバイパス比が予め試験等により1:0.6に設定して
ある。燃焼用空気量に対するバイパス空気の比率Rは
0.5以上、1.0以下に設定されることが必要であ
る。比率Rを1.0以下に設定することにより、最高負
荷燃焼時(24号)における送風ファン3の騒音が高く
なりすぎることを防止できる(図3参照)。また、比率
Rを0.5以上に設定することにより、最低負荷燃焼時
(2.4号)における送風ファン3の回転速度を比較的
高く維持できる(図4参照)。この結果、送風ファン3
による送風は、風圧が高く、風量も比較的大きく維持で
き、フィルターの目詰り、電源電圧の低下、突風、その
他の空燃比攪乱原因でバーナ1の空燃比が空気過剰率λ
=1.1から大きくずれることが防止できる。少なくと
も予混合バーナの安定燃焼範囲であるλ=1.1〜1.
6の範囲に保たれる確率が大きく、燃焼安定性が向上す
る。In this embodiment, the bypass ratio between the amount of combustion air supplied to the burner 1 and the amount of air bypassed from the bypass passage 4 is set to 1: 0.6 in advance by a test or the like. It is necessary that the ratio R of the bypass air to the combustion air amount be set to 0.5 or more and 1.0 or less. By setting the ratio R to 1.0 or less, it is possible to prevent the noise of the blower fan 3 from being too high during the combustion under the highest load (No. 24) (see FIG. 3). Further, by setting the ratio R to 0.5 or more, the rotation speed of the blower fan 3 during the lowest load combustion (No. 2.4) can be maintained relatively high (see FIG. 4). As a result, the blower fan 3
The air pressure is high, the air volume can be maintained relatively large, and the air-fuel ratio of the burner 1 increases due to the excess air ratio λ due to clogging of the filter, lowering of the power supply voltage, gusts, and other disturbances of the air-fuel ratio.
= 1.1 can be prevented from being largely deviated. At least λ = 1.1 to 1.1, which is the stable combustion range of the premix burner.
6, the probability of being kept in the range of 6 is large, and the combustion stability is improved.
【0015】なお、前記実施例では、送風ファン3を全
予混合バーナ1の上流側に設けた強制給気式の燃焼機器
を示したが、送風ファン3を全予混合バーナ1の下流側
に設けた強制排気式の燃焼機器に採用しても良い。ま
た、前記実施例では、バーナとして予混合バーナを採用
したが、ブンゼン式のバーナであっても良い。In the above-described embodiment, the forced-air-supply type combustion device in which the blower fan 3 is provided on the upstream side of the entire premix burner 1 is shown. It may be adopted in the provided forced exhaust combustion equipment. In the above embodiment, a premix burner is used as a burner, but a Bunsen-type burner may be used.
【図1】この発明の一実施例にかかる給湯器の概略正面
断面図である。FIG. 1 is a schematic front sectional view of a water heater according to one embodiment of the present invention.
【図2】図1の側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of FIG.
【図3】燃焼用空気量に対するバイパス空気の比率Rと
騒音との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio R of bypass air to the amount of combustion air and noise.
【図4】バーナの燃焼負荷とファンの回転数との関係を
示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a combustion load of a burner and a rotation speed of a fan.
1 予混合バーナ(バーナ) 2 燃料ガス供給手段 3 送風ファン 4 バイパス路 5 制御装置 24 比例電磁弁 100 ガス給湯器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Premix burner (burner) 2 Fuel gas supply means 3 Blower fan 4 Bypass path 5 Control device 24 Proportional solenoid valve 100 Gas water heater
Claims (1)
が10倍以上となっているバーナと、該バーナへの供給
燃料を調節する比例電磁弁と、前記バーナへ燃焼量に対
応した量の空気を供給する送風ファンと、該送風ファン
による送風の一部をバイパスさせるバイパス路とを備え
た強制送風式燃焼機器において、 燃焼用空気に対するバイパス空気の比率を0.5以上、
1.0以下に設定したことを特徴とする強制送風式燃焼
機器。1. The ratio between the maximum load combustion amount and the minimum load combustion amount.
, A proportional solenoid valve for adjusting fuel supplied to the burner, a blower fan for supplying air to the burner in an amount corresponding to the amount of combustion, and a blower for the blower fan. And a bypass passage for bypassing the section, wherein the ratio of bypass air to combustion air is 0.5 or more,
A forced blast combustion device characterized by being set to 1.0 or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4048547A JP2642272B2 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Forced air combustion equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4048547A JP2642272B2 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Forced air combustion equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05248629A JPH05248629A (en) | 1993-09-24 |
JP2642272B2 true JP2642272B2 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=12806401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4048547A Expired - Fee Related JP2642272B2 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Forced air combustion equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2642272B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5877717A (en) * | 1981-11-04 | 1983-05-11 | Nippon Steel Corp | Leading pinch roll array of take-up machine of hot strip mill |
JPH02187513A (en) * | 1989-11-21 | 1990-07-23 | Rinnai Corp | Installation method of burner instrument |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP4048547A patent/JP2642272B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05248629A (en) | 1993-09-24 |
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