JP2921615B2 - Nitrogen oxide low generation light and burner - Google Patents

Nitrogen oxide low generation light and burner

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JP2921615B2
JP2921615B2 JP23664992A JP23664992A JP2921615B2 JP 2921615 B2 JP2921615 B2 JP 2921615B2 JP 23664992 A JP23664992 A JP 23664992A JP 23664992 A JP23664992 A JP 23664992A JP 2921615 B2 JP2921615 B2 JP 2921615B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用や小型業務用等
の小型の燃焼装置に使用する窒素酸化物低発生濃淡バー
ナに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-concentration nitrogen oxide burner for use in a small-sized combustion device for home use, small business use, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種燃焼装置に於けるバーナの燃焼ガス
中の窒素酸化物(NOx)は環境破壊の原因となるた
め、燃焼装置に使用するバーナには、このNOxの発生
量を低減するために種々の対策が開発され、講じられて
いる。その対策例として、過剰空気の燃焼により火炎温
度を低下させてサーマルNOxを抑制する濃淡燃焼法や
希薄燃焼法の適用がある。
2. Description of the Related Art Nitrogen oxides (NOx) in the combustion gas of a burner in various combustion apparatuses cause environmental destruction. Therefore, a burner used in a combustion apparatus is designed to reduce the amount of NOx generated. Various measures have been developed and taken. As a countermeasure example, there is application of a lean burn method or a lean burn method in which the flame temperature is reduced by burning excess air to suppress thermal NOx.

【0003】従来、これらの対策は、法的な規制がある
産業用等の大型燃焼機器や業務用ボイラに対して主とし
てなされており、家庭用や小型業務用等の小型の燃焼装
置では、騒音やコスト等の問題があるため、十分な対策
は施されていなかった。
Conventionally, these countermeasures have been mainly applied to large-scale combustion equipment for industrial use and commercial boilers, which are legally regulated. Due to problems such as costs and costs, sufficient measures were not taken.

【0004】そこで本発明者等は、先に、上記濃淡燃焼
法を効果的に家庭用や小型業務用等の小型の燃焼装置に
適用するバーナを提案した。(例えば平成3年特許願第
272062号等の願書に添付した明細書及び図面を参
照のこと。)
Accordingly, the present inventors have previously proposed a burner in which the above-described concentration combustion method is effectively applied to a small-sized combustion device for home use, small business use, or the like. (For example, refer to the specification and drawings attached to the application such as 1991 Patent Application No. 272062.)

【0005】本発明者等が先に提案したバーナでは、燃
料濃厚な混合気を供給して直線状の火炎を形成する濃バ
ーナユニットと、燃料希薄な混合気を供給して直線状の
火炎を形成する淡バーナユニットを隣接させて交互に列
設して構成し、そして淡バーナユニットに供給するガス
量を濃バーナユニットに供給するガス量よりも大きくし
て燃焼させる構成としている。
In the burner proposed by the present inventors, a rich burner unit that supplies a fuel-rich mixture to form a straight flame, and a fuel-lean mixture to supply a straight flame. The light burner units to be formed are arranged alternately adjacent to each other, and the amount of gas supplied to the light burner unit is made larger than the amount of gas supplied to the rich burner unit for combustion.

【0006】このようなバーナは、燃料希薄な混合気に
よる過剰空気の燃焼割合を大きくすることにより全体と
してのNOxの発生量の低減を図ると共に、一般的に火
炎の安定性が悪い燃料希薄な混合気の火炎は燃料濃厚な
混合気の火炎で安定化することにより、不完全燃焼によ
るCO発生の防止を図るものである。
Such a burner aims to reduce the amount of NOx generated as a whole by increasing the proportion of excess air burned by a fuel-lean mixture, and generally has a poor fuel stability due to poor flame stability. The flame of the air-fuel mixture is stabilized by the flame of the fuel-air-rich air-fuel mixture, thereby preventing the generation of CO due to incomplete combustion.

【0007】従って、このバーナに於いて、更にNOx
の低減を図るためには、トータルの空気過剰率を更に大
きくしたり、燃料希薄な混合気による燃焼割合を更に大
きくしたりすることが必要となる。
Accordingly, in this burner, NOx
In order to reduce the fuel consumption, it is necessary to further increase the total excess air ratio and further increase the combustion ratio of the fuel-lean mixture.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】トータルの空気過剰率
を更に大きくするためにはファンによる風量を増大する
必要があるが、このように風量を増大するとファン音や
燃焼音の増大を来たし、騒音の点から商品への適用は困
難である。また、空気過剰率を過大に増大させると不完
全燃焼によりCOが発生し易くなると共に、火炎が不安
定となるので燃焼範囲が狭くなってしまうのでこの点か
らも商品への適用が困難である。
In order to further increase the total excess air ratio, it is necessary to increase the air flow by the fan. However, if the air flow is increased in this manner, fan noise and combustion noise increase, and noise is increased. Therefore, application to products is difficult. In addition, if the excess air ratio is excessively increased, CO is easily generated due to incomplete combustion, and the flame becomes unstable, so that the combustion range is narrowed. Therefore, it is difficult to apply the present invention to products. .

【0009】一方、燃料希薄な混合気による燃焼割合を
更に大きくする方法では、やはり燃焼音の増大を来たし
てしまう。
On the other hand, the method of further increasing the combustion ratio of a fuel-lean mixture also results in an increase in combustion noise.

【0010】そこで本発明では、このような従来の課題
を解決し、上述したバーナに於いて更にNOxの低減を
図ると同時に低騒音を実現し、そして燃焼範囲が狭くな
ることを防止することを目的とするものである。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, further reduces NOx in the above-described burner, realizes low noise, and prevents the combustion range from becoming narrow. It is the purpose.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、燃料濃厚な混合気を供給して火炎
を直線状に形成する濃バーナユニットと、燃料希薄な混
合気を供給して火炎を直線状に形成する淡バーナユニッ
トを隣接させて交互に列設して構成し、淡バーナユニッ
トに供給するガス量を濃バーナユニットに供給するガス
量よりも大きくした濃淡バーナに於いて、適数の濃バー
ナユニットに沿って火炎内に火炎冷却用棒体を設置した
窒素酸化物低発生濃淡バーナを提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a rich burner unit for supplying a fuel-rich mixture to form a flame in a straight line and a fuel-lean mixture are supplied. Light burner units that form a flame in a straight line are arranged adjacently and alternately, and the amount of gas supplied to the light burner unit is greater than the amount of gas supplied to the rich burner unit. In addition, the present invention proposes a nitrogen oxide low-emission light / dark burner in which a flame cooling rod is installed in a flame along an appropriate number of dark burner units.

【0012】そして本発明では、上記構成のバーナに於
いて、火炎冷却用棒体はむく棒としたり、パイプとして
構成することを提案する。
According to the present invention, it is proposed that the flame cooling rod is formed as a solid rod or a pipe in the burner having the above structure.

【0013】更に本発明では、火炎冷却用棒体をパイプ
として構成した場合に於いて、このパイプ内に冷却用流
体を流す構成を提案する。またこの構成のバーナを湯沸
器に適用する場合に於いて、この湯沸器の水管の熱交換
器の下流側の温水を冷却用流体としてパイプ内に流す構
成とすることを提案する。
Further, in the present invention, when the flame cooling rod is formed as a pipe, a structure for flowing a cooling fluid through the pipe is proposed. In addition, when the burner of this configuration is applied to a water heater, it is proposed that hot water downstream of a heat exchanger of a water pipe of the water heater be flowed into a pipe as a cooling fluid.

【0014】また本発明では、以上のバーナに於いて、
火炎冷却用棒体は、濃バーナユニット当たり適数本を設
置することを提案する。
Further, according to the present invention, in the above burner,
It is proposed to install an appropriate number of flame cooling rods per rich burner unit.

【0015】[0015]

【作用】淡バーナユニットに於ける燃料希薄な混合気に
よる過剰空気の燃焼は単独では火炎の安定性が悪いので
あるが、直線状に形成されるこれらの火炎に隣接して、
濃バーナユニットに於ける燃料濃厚な混合気による安定
した直線状の火炎が存在しているので、これらの安定し
た火炎が種火としての作用をして過剰空気の火炎を安定
化する。
Combustion of excess air by a fuel-lean mixture in a lean burner unit has poor flame stability by itself, but adjacent to these flames formed linearly,
Since there are stable linear flames due to the fuel-rich mixture in the rich burner unit, these stable flames act as pilot flames to stabilize the excess air flame.

【0016】このようにして安定化される燃料希薄な混
合気の燃焼は、過剰空気の燃焼であるため、その熱容量
の増大による冷却作用により火炎の温度が低温に維持さ
れてNOxの発生量が極めて低く維持される。
Since the combustion of the fuel-lean mixture stabilized in this manner is the combustion of excess air, the temperature of the flame is maintained at a low temperature by the cooling action due to the increase in the heat capacity, and the amount of generated NOx is reduced. It is kept very low.

【0017】燃料濃厚な混合気の火炎は、そのままでは
比較的高温となってNOxの発生量が比較的多いのであ
るが、本発明では、この火炎は冷却用棒体により冷却さ
れるのでNOxの発生量が減少する。従って上述したよ
うに燃料希薄な混合気として燃焼に供される燃料ガス量
の方が、燃料濃厚な混合気として供される燃料ガス量よ
りも多いことと相俟って、バーナ全体に於けるNOx発
生量を非常に低く押さえることができる。
The flame of a fuel-rich mixture becomes relatively high in temperature as it is and generates a relatively large amount of NOx. In the present invention, however, this flame is cooled by a cooling rod so that NOx is reduced. The amount generated is reduced. Therefore, as described above, the amount of fuel gas supplied to the combustion as a fuel-lean mixture is larger than the amount of fuel gas supplied to the fuel-rich mixture, and thus the entire burner is burned. The amount of generated NOx can be kept very low.

【0018】本発明のバーナを湯沸器に適用する場合に
は、熱交換器の水管に連なるパイプとしての冷却用棒体
で上記火炎を冷却するように構成すれば、火炎の冷却に
伴って回収した熱量を有効利用することができ、熱効率
の低下をきたさない。
When the burner of the present invention is applied to a water heater, if the above-described flame is cooled by a cooling rod as a pipe connected to a water pipe of a heat exchanger, the flame is cooled. The recovered heat can be used effectively, and the thermal efficiency does not decrease.

【0019】以上のように本発明では、燃料希薄な混合
気の空気過剰率を大きくしたり、燃料希薄な混合気によ
る燃焼割合を大きくせずに、NOx発生の低減を図るこ
とができるので、騒音が増大せず、燃焼範囲も狭くなら
ない。
As described above, according to the present invention, NOx generation can be reduced without increasing the excess air ratio of the fuel-lean mixture or increasing the combustion ratio of the fuel-lean mixture. The noise does not increase and the combustion range does not narrow.

【0020】[0020]

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図1は本発明のバーナの構成の一実施例の一部を断面表
示して概念的に表したもので、この図に於いて符号1
a,1bは夫々スリット状の炎口a,bを列設した濃バ
ーナユニット、淡バーナユニットを示すものである。こ
れらのバーナユニット1a,1bを隣接させて交互に列
設してバーナを構成している。図示の実施例では、両端
に濃バーナユニット1a,1bを配設して、6つの濃バ
ーナユニット1aと5つの淡バーナユニット1bを列設
してバーナを構成している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 conceptually shows a part of an embodiment of a burner according to the present invention in a cross-sectional view.
Reference numerals a and 1b denote a dense burner unit and a light burner unit in which slit-shaped flame ports a and b are arranged, respectively. These burner units 1a and 1b are arranged adjacently and alternately to form a burner. In the illustrated embodiment, the burners are constituted by arranging dark burner units 1a and 1b at both ends and arranging six dark burner units 1a and five light burner units 1b in a row.

【0021】上記バーナユニット1a,1bには適宜の
燃料混合手段(図示省略)を経て、夫々燃料濃厚な混合
気、燃料希薄な混合気を供給して燃焼させる構成として
おり、これらの燃料混合手段はノズルミキシングブンゼ
ンバーナ、その他の予混合バーナに用いられる適宜の構
成を適用することができる。
The burner units 1a and 1b are supplied with a fuel-rich mixture and a fuel-lean mixture through appropriate fuel mixing means (not shown), respectively, and burned. Can be applied to a nozzle mixing Bunsen burner or any other suitable structure used for a premix burner.

【0022】そしてこれら濃バーナユニット1a,淡バ
ーナユニット1bの夫々に供給する混合気の空気比は理
論空気量λ=1とすると、例えば夫々λ≒1.6〜2.
2、λ≒0.5〜0.8となるように設定する。また夫
々のバーナユニット1a,1bに供給する燃料ガス量の
総量比は、例えば濃バーナユニット1a:淡バーナユニ
ット1b=8:2〜6:4程度と、淡バーナユニット1
bに供給するガス量の総量を、濃バーナユニット1aに
供給するガス量の総量よりも大きく設定する。しかしな
がらこれらの夫々の空気比や燃料ガス量の比は、これら
の範囲を越えて適宜に決定することができる。
Assuming that the air ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the rich burner unit 1a and the light burner unit 1b is the theoretical air amount λ = 1, for example, λ ≒ 1.6-2.
2. Set so that λ ≒ 0.5 to 0.8. The total ratio of the amount of fuel gas supplied to each of the burner units 1a and 1b is, for example, about 8: 2 to 6: 4 for the rich burner unit 1a: light burner unit 1b,
The total amount of gas supplied to b is set to be larger than the total amount of gas supplied to rich burner unit 1a. However, these air ratios and fuel gas amount ratios can be appropriately determined beyond these ranges.

【0023】以上のような混合気の供給により、濃バー
ナユニット1aの炎口a上には燃料濃厚な混合気の燃焼
による火炎3aが直線状に形成されると共に、淡バーナ
ユニット1bの炎口b上には燃料希薄な混合気の燃焼に
よる火炎3bが直線状に形成され、これらは隣接してい
るので互いに接触して燃焼する。この際、濃バーナユニ
ット1aはバーナの両端側に位置しているので、火炎3
bの両側には必ず火炎3aが存在することになる。
By the supply of the air-fuel mixture as described above, a flame 3a formed by combustion of the fuel-rich air-fuel mixture is linearly formed on the flame port a of the rich burner unit 1a, and the flame port of the light burner unit 1b. On line b, a flame 3b formed by combustion of a fuel-lean mixture is formed linearly, and because they are adjacent to each other, they burn in contact with each other. At this time, since the rich burner unit 1a is located at both ends of the burner, the flame 3
The flame 3a always exists on both sides of b.

【0024】火炎3bは燃料希薄な混合気の燃焼による
ものであるので単独では安定性が悪いのであるが、その
両側に位置する火炎3aは燃料濃厚な混合気の燃焼によ
るものであるため安定しており、この安定している火炎
3aが種火として作用して燃料希薄な混合気による火炎
3bを安定化する。従って燃料希薄な混合気による火炎
3bのリフトや振動燃焼が起こり難く、騒音の発生が抑
制される。
Since the flame 3b is due to combustion of a fuel-lean mixture, its stability is poor alone, but the flames 3a located on both sides thereof are stable due to combustion of a fuel-rich mixture. The stable flame 3a acts as a pilot flame to stabilize the flame 3b with the fuel-lean mixture. Therefore, lift and vibration combustion of the flame 3b due to the fuel-lean mixture are unlikely to occur, and generation of noise is suppressed.

【0025】以上の如くして安定化される燃料希薄な混
合気の燃焼は、過剰空気の燃焼であるため、その冷却作
用により火炎3bの温度が低温に維持されてNOxの発
生量が極めて低く維持される。
Since the combustion of the fuel-lean mixture stabilized as described above is the combustion of excess air, the temperature of the flame 3b is maintained at a low temperature by the cooling action, and the amount of generated NOx is extremely low. Will be maintained.

【0026】濃バーナユニット1aの炎口a上に形成さ
れる燃料濃厚な混合気の燃焼による火炎3aは、そのま
までは比較的高温となってNOxの発生量が比較的多
い。そこで本発明では、濃バーナユニット1aに沿って
火炎3a内に冷却用棒体4を設置する。図2、図3はい
ずれも冷却用棒体4をステンレスやセラミックス製等の
むく棒として構成しており、図2の場合には濃バーナユ
ニット1a当たり1本、図3の場合には間隔を於いて2
本を設置している。冷却用棒体4はむく棒でなくパイプ
として構成することもできる。このような冷却用棒体4
は火炎3aにより加熱されて赤熱し、火炎の発生熱量を
放射熱として放散することにより火炎3aの温度の低下
を図るものである。
The flame 3a formed on the flame opening a of the rich burner unit 1a by the combustion of the fuel-rich mixture becomes relatively high in temperature as it is and generates a relatively large amount of NOx. Therefore, in the present invention, the cooling rod 4 is installed in the flame 3a along the rich burner unit 1a. 2 and 3, the cooling rod 4 is configured as a solid rod made of stainless steel, ceramics, or the like. In FIG. 2, one cooling rod 4 is provided for each dense burner unit 1a, and in FIG. In 2
Books are set up. The cooling rod 4 may be configured as a pipe instead of a solid rod. Such a cooling rod 4
Is intended to reduce the temperature of the flame 3a by being heated by the flame 3a and glowing red, and dissipating the amount of heat generated by the flame as radiant heat.

【0027】図4は本発明のバーナを湯沸器に適用した
場合の具体例を表したもので、冷却用棒体4はパイプと
して構成している。そして符号5は本発明のバーナによ
り加熱されて水管6を流れる水を昇温する熱交換器であ
り、水管6の、熱交換器5の下流側の個所を分岐させて
往き管7aを構成し、この往き管7aはマニホールド8
aを介して各冷却用棒体4の一端に接続すると共に、各
冷却用棒体4の他端はマニホールド8bを介して戻り管
7bに接続し、この戻り管7bは上記分岐個所の下流側
に於いて水管6に合流させている。尚、往き管7a、戻
り管7bは、上記の構成のように水管6に並列に構成す
るのではなく、水管6に直列に構成、即ち水管6自体を
迂回させて構成することもできる。
FIG. 4 shows a specific example in which the burner of the present invention is applied to a water heater. The cooling rod 4 is formed as a pipe. Reference numeral 5 denotes a heat exchanger that heats the water flowing through the water pipe 6 by being heated by the burner of the present invention. The heat exchanger 5 branches a portion of the water pipe 6 on the downstream side of the heat exchanger 5 to constitute a going pipe 7a. The outgoing pipe 7a is connected to the manifold 8
a to one end of each cooling rod 4 and the other end of each cooling rod 4 to a return pipe 7b via a manifold 8b, which is connected to the downstream side of the branch point. At the water pipe 6. In addition, the going pipe 7a and the return pipe 7b may be configured in series with the water pipe 6, that is, by bypassing the water pipe 6 itself, instead of being configured in parallel with the water pipe 6 as in the above configuration.

【0028】この構成では火炎3aは冷却用棒体4を介
して、そこを流れる水に熱を与えることにより冷却さ
れ、このように火炎3aの冷却に伴って回収した熱量
は、湯温の上昇として有効利用することができ、熱効率
を低下させない。尚、図に示すように、往き管7a、戻
り管7bを水管6に並列に構成するものでは、上記分岐
個所または合流個所等に冷却用棒体4に流す水量の調節
手段を設置することができる。
In this configuration, the flame 3a is cooled by applying heat to the water flowing therethrough via the cooling rod 4, and the amount of heat recovered in association with the cooling of the flame 3a increases as the temperature of the hot water rises. Can be used effectively and does not lower the thermal efficiency. As shown in the figure, in the case where the outgoing pipe 7a and the return pipe 7b are arranged in parallel with the water pipe 6, it is possible to provide a means for adjusting the amount of water flowing through the cooling rod 4 at the branching point or the merging point. it can.

【0029】本発明では以上のようにして濃バーナユニ
ット1aの上方に形成される燃料濃厚な混合気の燃焼に
よる火炎3aを冷却するので、NOxの発生量を低減す
ることができる。従って本発明では上述したように燃料
希薄な混合気として燃焼に供される燃料ガス量の方が、
燃料濃厚な混合気として供される燃料ガス量よりも多い
ことと相俟って、バーナ全体に於けるNOx発生量を非
常に低く押さえることができる。
In the present invention, since the flame 3a formed by the combustion of the fuel-rich mixture formed above the rich burner unit 1a is cooled as described above, the amount of NOx generated can be reduced. Therefore, in the present invention, as described above, the amount of fuel gas provided for combustion as a fuel-lean mixture is
Combined with the fact that the amount of fuel gas supplied as a fuel-rich mixture is larger, the amount of NOx generated in the entire burner can be kept very low.

【0030】また換言すると、NOx発生量を同程度に
維持しようとした場合には、火炎3aを冷却しない場合
と比較して、過剰空気量を低減することができ、このよ
うに過剰空気量を低減することにより、ファン音、燃焼
音による騒音レベルを低下することができる。
In other words, when the NOx generation amount is to be maintained at the same level, the excess air amount can be reduced as compared with the case where the flame 3a is not cooled. By reducing the noise level, the noise level due to the fan noise and the combustion noise can be reduced.

【0031】尚、以上のように火炎冷却用棒体4を設置
することによる火炎3aの流線の乱れは、この火炎3a
を形成する燃料濃厚な混合気の噴出流速が、燃料希薄な
混合気の噴出流速よりも小さいため、小さいのである
が、その径を所定以上大きくしないことにより火炎3a
の流線のみだれを無視できる程度に維持することは容易
である。
The disturbance of the streamline of the flame 3a caused by the installation of the flame cooling rod 4 as described above is caused by the flame 3a.
Is small because the jet flow velocity of the fuel-rich mixture forming the gas is smaller than the jet flow velocity of the fuel-lean mixture.
It is easy to keep anyone in the streamline negligible.

【0032】図9は、本発明のバーナに於けるNOx排
出特性の一例を表したものである。この例は図に示すよ
うなバーナ(尚、各バーナユニット1a,1bに於ける
炎口a,bの形状等の各種構成は適宜に選定する。)に
於いて、濃バーナユニット1aに於ける燃料濃厚な混合
気の空気比をλ=0.4〜0.7と設定すると共にバー
ナ全体としての空気比が図中横軸に示す値となるように
淡バーナユニット1bに於ける燃料希薄な混合気の空気
比を調節して燃焼させた場合のNOxの発生量を表した
ものである。尚、表示の空気比は、バーナユニット1
a,1bの周囲に冷却用空気を流した場合に於いて、こ
の冷却用空気を含んだ値であり、( )内の空気比がこ
の冷却用空気を含まない値である。また、淡バーナユニ
ット1bに於いて燃焼させる燃料ガス量と第1のバーナ
ユニット1aに於いて燃焼させる燃料ガス量の比は、
7.5:2.5としている。図に示すように本発明を適
用するバーナでは、従来の一般的なブンゼンバーナと比
較してNOxの発生量が大幅に低減されていることがわ
かる。
FIG. 9 shows an example of the NOx emission characteristics of the burner of the present invention. In this example, a burner as shown in the drawing (note that various configurations such as the shapes of the flame ports a and b in each burner unit 1a and 1b are appropriately selected) is used in the dense burner unit 1a. The air ratio of the fuel-rich mixture is set to λ = 0.4 to 0.7, and the lean fuel in the light burner unit 1b is set so that the air ratio of the burner as a whole becomes the value shown on the horizontal axis in the figure. It shows the generation amount of NOx when the air ratio of the air-fuel mixture is adjusted and burned. The air ratio shown is for burner unit 1.
When the cooling air flows around the areas a and 1b, the value includes the cooling air, and the air ratio in parentheses indicates the value not including the cooling air. The ratio between the amount of fuel gas burned in the light burner unit 1b and the amount of fuel gas burned in the first burner unit 1a is:
7.5: 2.5. As shown in the figure, in the burner to which the present invention is applied, it can be seen that the generation amount of NOx is significantly reduced as compared with the conventional general Bunsen burner.

【0033】また図10は本発明のバーナに於いて、淡
バーナユニット1bの火炎3bのリフト限界の一例を他
のものと比較して示すものである。まずAは本発明を適
用するバーナに於いて、淡バーナユニット1bにのみ燃
料希薄な混合気を供給し、濃バーナユニット1aの火炎
3aによる保炎を行わない場合に於ける淡バーナユニッ
ト1bの火炎3bのリフト限界を示すもので、この限界
はλ=0.7程度である。これに対してBは保炎機構を
有する従来の一般的なブンゼンバーナに於けるリフト限
界を示すもので、この限界はλ=1.3程度である。そ
してCは本発明を適用するバーナに於いて夫々のバーナ
ユニット1a,1bの燃焼を同時に行わせた場合に於け
る淡バーナユニット1bのリフト限界を示すもので、λ
=3.0程度である。
FIG. 10 shows an example of the lift limit of the flame 3b of the light burner unit 1b in the burner of the present invention, in comparison with the others. First, A shows a burner to which the present invention is applied, in which a fuel-lean mixture is supplied only to the lean burner unit 1b, and the lean burner unit 1b in a case where flame holding by the flame 3a of the rich burner unit 1a is not performed. It indicates the lift limit of the flame 3b, and this limit is about λ = 0.7. On the other hand, B indicates a lift limit in a conventional general Bunsen burner having a flame holding mechanism, and this limit is about λ = 1.3. C denotes the lift limit of the light burner unit 1b when the burners 1a and 1b are simultaneously burned in the burner to which the present invention is applied.
= 3.0.

【0034】このように本発明を適用するバーナでは、
従来の一般的なブンゼンバーナと比較して、より高過剰
空気の燃焼を安定的に行え、こうして高過剰空気の燃焼
によるNOxの低減を図ることができることがわかる。
In the burner to which the present invention is applied,
It can be seen that higher excess air can be stably burned as compared with a conventional general Bunsen burner, and thus NOx can be reduced by combustion of the high excess air.

【0035】次に本発明を適用するバーナの他例を説明
すると、まず図5、図6のものでは、濃バーナユニット
1aは上側にスリット状の炎口aを設けた先端噴出部9
を細く形成して側壁10との間に空間部を構成してお
り、そして先端噴出部9には袖火炎口11を形成してい
る。一方、淡バーナユニット1bは先端部にリボン12
を設置して多数の炎口を形成している。
Next, another example of a burner to which the present invention is applied will be described. First, in FIGS. 5 and 6, the dense burner unit 1a is provided with a tip-outlet 9 having a slit-shaped flame port a on the upper side.
Are formed narrowly to form a space between the side wall 10 and the front-end ejection portion 9 is formed with a sleeve flame port 11. On the other hand, the light burner unit 1b has a ribbon 12
Is installed to form a large number of flame outlets.

【0036】また図7は、更に他の実施例を示すもの
で、この実施例のバーナでは上記図5、図6の構成に於
ける濃バーナユニット1aのスリット状の炎口aに代え
て、淡バーナユニット1bの炎口bと同様に先端部にリ
ボン13を設置して多数の炎口aを形成すると共に、袖
火炎口11、そして外側に間隔をおいて袖火形成用の側
壁10を形成したものである。
FIG. 7 shows still another embodiment. In the burner of this embodiment, the slit-shaped flame port a of the dense burner unit 1a in the construction of FIGS. A ribbon 13 is provided at the tip end similarly to the flame port b of the light burner unit 1b to form a large number of flame ports a, and the sleeve flame port 11 and the sleeve flame forming side wall 10 are spaced apart from each other. It is formed.

【0037】更に図8は、更に他の実施例を示すもの
で、この実施例のバーナは、濃バーナユニット1a、淡
バーナユニット1bを構成する多数の炎口a,bをセラ
ミックや金属の厚板14により形成しており、従って濃
バーナユニット1a、淡バーナユニット1b、そして全
体としてのバーナを一体に構成している。即ち、この厚
板14には、多数の炎口a,bを夫々直線状に列設して
炎口群を構成すると共に、これらの炎口群を交互に列設
して、濃バーナユニット1a、淡バーナユニット1bを
交互に列設する構成としている。そして淡バーナユニッ
ト1bを構成する炎口bは濃バーナユニット1aを構成
する炎口aよりも径を小さく形成しているが数を多く、
図に於いては2列に配列することにより、炎口bに燃料
希薄な混合気を多量に供給し得る構成としている。
FIG. 8 shows still another embodiment. In the burner of this embodiment, a large number of flame ports a and b constituting the dense burner unit 1a and the light burner unit 1b are formed of ceramic or metal. The burner unit 1a, the light burner unit 1b, and the burner as a whole are formed integrally by the plate 14. That is, on the thick plate 14, a large number of flame ports a and b are linearly arranged to form a flame port group, and these flame port groups are alternately arranged in a row to form the dense burner unit 1a. And the light burner units 1b are alternately arranged in rows. Although the diameter of the flame port b of the light burner unit 1b is smaller than that of the flame port a of the dense burner unit 1a, the number is larger,
In the figure, by arranging in two rows, a large amount of fuel-lean mixture can be supplied to the flame port b.

【0038】以上に説明した実施例の他、本発明を適用
するバーナは、燃料濃厚な混合気を供給する濃バーナユ
ニットと燃料希薄な混合気を供給する淡バーナユニット
を隣接させて交互に列設して構成し、淡バーナユニット
に供給するガス量を濃バーナユニットに供給するガス量
よりも大きくした濃淡バーナであれば、具体的な構成は
適宜である。
In addition to the above-described embodiment, the burner to which the present invention is applied is such that a rich burner unit for supplying a fuel-rich mixture and a light burner unit for supplying a fuel-lean mixture are alternately arranged adjacent to each other. A specific configuration is appropriate as long as it is a light and light burner in which the amount of gas supplied to the light burner unit is larger than the amount of gas supplied to the light burner unit.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、窒素酸
化物低発生濃淡バーナの特性、即ち、 NOxの発生
量が少ない、 燃焼室の高さを低くすることができ、
高負荷燃焼が可能となる、保炎性が良好で燃焼音が小さ
い、 メタンスリップ等の不都合が発生しにくく、完
全燃焼を確実にする、等の特性を維持しながら騒音の増
大を効果的に抑制することができると共に、燃焼範囲も
狭くしないという効果がある。
As described above, the present invention can reduce the characteristics of the low-density NOx burner, that is, the amount of NOx generated and the height of the combustion chamber can be reduced.
Effectively increases noise while maintaining characteristics such as enabling high-load combustion, good flame holding properties, low combustion noise, less methane slip and other inconveniences, and ensuring complete combustion. This has the effect of suppressing the combustion range and not narrowing the combustion range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用するバーナの構成例を概念的に表
した一部断面斜視図である。
FIG. 1 is a partially sectional perspective view conceptually showing a configuration example of a burner to which the present invention is applied.

【図2】火炎冷却用棒体の設置の一例を概念的に表した
図1のものの正面図である。
FIG. 2 is a front view of FIG. 1 conceptually showing an example of installation of a flame cooling rod.

【図3】火炎冷却用棒体の設置の他の例を概念的に表し
た図1のものの正面図である。
FIG. 3 is a front view of FIG. 1 conceptually showing another example of installation of a flame cooling rod.

【図4】火炎冷却用棒体の設置の更に他の例を概念的に
表した説明的斜視図である。
FIG. 4 is an explanatory perspective view conceptually showing still another example of installation of a flame cooling rod.

【図5】本発明を適用するバーナの構成の他の例を概念
的に表した断面図である。
FIG. 5 is a sectional view conceptually showing another example of the configuration of a burner to which the present invention is applied.

【図6】本発明を適用するバーナの構成の、更に他の例
を概念的に表した断面図である。
FIG. 6 is a sectional view conceptually showing still another example of the configuration of a burner to which the present invention is applied.

【図7】本発明を適用するバーナの構成の、更に他の例
を概念的に表した断面図である。
FIG. 7 is a sectional view conceptually showing still another example of the configuration of a burner to which the present invention is applied.

【図8】本発明を適用するバーナの構成の、更に他の例
を概念的に表した断面図である。
FIG. 8 is a sectional view conceptually showing still another example of the configuration of a burner to which the present invention is applied.

【図9】本発明を適用するバーナによるNOx発生量を
従来のブンゼンバーナと比較して示した説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the amount of NOx generated by a burner to which the present invention is applied in comparison with a conventional Bunsen burner.

【図10】本発明を適用するバーナに於ける淡バーナユ
ニットの火炎のリフト限界の一例を他のものと比較して
示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a flame lift limit of a light burner unit in a burner to which the present invention is applied, in comparison with the others.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 濃バーナユニット 1b 淡バーナユニット 2 バーナユニット面 3a,3b 火炎 4 冷却用棒体 5 熱交換器 6 水管 7a 往き管 7b 戻り管 8a,8b マニホールド 9 先端噴出部 10 側壁 11 袖火炎口 12,13 リボン 14 厚板 1a Concentrated burner unit 1b Light burner unit 2 Burner unit surface 3a, 3b Flame 4 Cooling rod 5 Heat exchanger 6 Water pipe 7a Outgoing pipe 7b Return pipe 8a, 8b Manifold 9 Tip ejection section 10 Side wall 11 Sleeve flame port 12,13 Ribbon 14 thick plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 茂俊 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−263503(JP,A) 特開 平5−280715(JP,A) 特開 平6−50512(JP,A) 実開 昭62−180220(JP,U) 実開 平5−25129(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23D 14/02 F23D 14/08 F23C 11/00 329 - 330 F23D 14/78 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigetoshi Akiyama 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Inside Takagi Sangyo Co., Ltd. (56) References JP-A-3-263503 (JP, A) JP-A-5-263 280715 (JP, A) JP-A-6-50512 (JP, A) JP-A-62-180220 (JP, U) JP-A-5-25129 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F23D 14/02 F23D 14/08 F23C 11/00 329-330 F23D 14/78

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃料濃厚な混合気を供給して火炎を直線
状に形成する濃バーナユニットと、燃料希薄な混合気を
供給して火炎を直線状に形成する淡バーナユニットを隣
接させて交互に列設して構成し、淡バーナユニットに供
給するガス量を濃バーナユニットに供給するガス量より
も大きくした濃淡バーナに於いて、適数の濃バーナユニ
ットに沿って火炎内に火炎冷却用棒体を設置したことを
特徴とする窒素酸化物低発生濃淡バーナ
1. A rich burner unit for supplying a fuel-rich mixture to form a flame in a straight line and a light burner unit for supplying a fuel-rich mixture to form a flame in a straight line and alternately. In the light and dark burners where the amount of gas supplied to the light burner unit is larger than the amount of gas supplied to the light burner unit, the flame is cooled in the flame along the appropriate number of dark burner units. A low-emission nitrogen oxide burner characterized by installing a rod
【請求項2】 請求項1のバーナに於いて、火炎冷却用
棒体はむく棒であることを特徴とする窒素酸化物低発生
濃淡バーナ
2. The burner according to claim 1, wherein the flame cooling rod is a solid rod.
【請求項3】 請求項1のバーナに於いて、火炎冷却用
棒体はパイプであることを特徴とする窒素酸化物低発生
濃淡バーナ
3. The burner according to claim 1, wherein the flame cooling rod is a pipe.
【請求項4】 請求項3のバーナに於いて、火炎冷却用
棒体を構成するパイプ内に冷却用流体を流す構成とした
ことを特徴とする窒素酸化物低発生濃淡バーナ
4. The burner according to claim 3, wherein a cooling fluid flows through a pipe constituting the flame cooling rod.
【請求項5】 請求項4のバーナは湯沸器に使用するバ
ーナとし、湯沸器の水管の熱交換器の下流側の温水を冷
却用流体として火炎冷却用棒体を構成するパイプ内に流
す構成としたことを特徴とする窒素酸化物低発生濃淡バ
ーナ
5. The burner according to claim 4, wherein the burner is used for a water heater, and the hot water downstream of the heat exchanger of a water pipe of the water heater is used as a cooling fluid in a pipe constituting a flame cooling rod. Low-concentration nitrogen oxide burner characterized by having a flowing configuration
【請求項6】 請求項1〜5のバーナに於いて、火炎冷
却用棒体は、濃バーナユニット当たり1本を設置したこ
とを特徴とする窒素酸化物低発生濃淡バーナ
6. The burner according to claim 1, wherein one flame cooling rod is provided for each rich burner unit.
【請求項7】 請求項1〜5のバーナに於いて、火炎冷
却用棒体は、濃バーナユニット当たり複数本を設置した
ことを特徴とする窒素酸化物低発生濃淡バーナ
7. The burner according to claim 1, wherein a plurality of flame cooling rods are provided for each rich burner unit.
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