JP3053700B2 - Concentration combustion device - Google Patents

Concentration combustion device

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JP3053700B2
JP3053700B2 JP4223465A JP22346592A JP3053700B2 JP 3053700 B2 JP3053700 B2 JP 3053700B2 JP 4223465 A JP4223465 A JP 4223465A JP 22346592 A JP22346592 A JP 22346592A JP 3053700 B2 JP3053700 B2 JP 3053700B2
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卓 小松
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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、燃料過剰混合気と空気
過剰混合気とを同時に燃焼させて低NOx を図る濃淡燃
焼装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concentration combustion apparatus for simultaneously burning an excess fuel-air mixture and an excess air-fuel mixture to reduce NOx.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種燃焼装置に用いられるいわ
ゆる濃淡燃焼とは、燃焼バーナに設けられる複数の燃料
噴射口のいくつかを燃料ガスと空気との混合気の空気比
が低い燃料過濃条件で、また他を燃料ガスと空気との混
合気の空気比が高い燃料希薄条件で作動させることによ
って火炎に燃料ガス及び空気の濃淡をつけて燃焼させ、
NOx の生成を抑制する方法である。
2. Description of the Related Art Heretofore, so-called lean-burn combustion used in this type of combustion apparatus means that some of a plurality of fuel injection ports provided in a combustion burner are fuel-rich in which the air ratio of a mixture of fuel gas and air is low. The flame is burned with fuel gas and air shading by operating under conditions and other fuel lean conditions where the air ratio of the mixture of fuel gas and air is high,
This is a method of suppressing the generation of NOx.

【0003】図7にその一般に知られている濃淡燃焼装
置の概略構成を示して説明すると、燃焼バーナ40の燃
料過剰炎口42からは燃料ガスと空気との混合気におけ
る空気比の低い(一般に空気比入<1)火炎が吹き出さ
れ、空気過剰炎口44からはその燃料ガスと空気との混
合気における空気比の高い(入>1)火炎が吹き出され
る。そして燃料過剰炎口42から吹き出される燃料過剰
炎の基部では酸素(O2 )濃度が不足し、また燃料過剰
炎の先方では空気過剰炎口44から吹き出される空気過
剰炎の燃焼排ガスによりO2 濃度が不足することにより
NOx の生成が抑制される。一方空気過剰炎口44から
吹き出される空気過剰炎は燃料ガスが希薄な燃焼のため
火炎温度が低下しNOx の生成が抑制され、これらの相
乗的効果によって全体として低NOx 化を図るというも
のである。
[0003] Fig. 7 shows a schematic configuration of a generally-known rich / lean combustion apparatus. Referring to Fig. 7, an air ratio in a mixture of fuel gas and air is low (generally from an excess fuel flame port 42 of a combustion burner 40). A flame with an air ratio of <1) is blown out, and a flame with a high air ratio (in> 1) in a mixture of the fuel gas and the air is blown out of the excess air flame port 44. The oxygen (O2) concentration is insufficient at the base of the excess fuel flame blown out from the excess fuel flame port 42, and the O2 concentration is caused by the exhaust gas of the excess air flame blown out from the excess air flame port 44 in front of the excess fuel flame. Is insufficient, the generation of NOx is suppressed. On the other hand, the excess air flame blown out from the excess air flame port 44 reduces the temperature of the flame due to the lean combustion of the fuel gas and suppresses the generation of NOx. is there.

【0004】この濃淡燃焼装置を例えば、給湯器に適用
した例を図8に示して説明する。この図では給湯器の燃
焼室46における水が通水される熱交換器48とその熱
交換器を加熱する燃焼バーナ40との構成部分の概略構
成を示しており、燃焼バーナ40には燃料ガスと空気と
の混合気の空気比が低い火炎が吹き出される燃料過剰炎
口42とその空気比が高い混合気の火炎が吹き出される
空気過剰炎口44とが夫々適数づつ配設され、これらの
燃料過剰炎口42及び空気過剰炎口44より吹き出され
る燃料過剰炎及び空気過剰炎による燃焼ガスの熱によっ
て熱交換器48内を流れる水を加熱し、その燃料過剰炎
及び空気過剰炎の燃焼ガスは燃焼室46より排出され
る。これにより熱交換器48の出口側からお湯が送り出
されるのである。
[0004] An example in which this concentration combustion apparatus is applied to, for example, a water heater will be described with reference to FIG. This figure shows a schematic configuration of a heat exchanger 48 through which water flows in a combustion chamber 46 of a water heater and a combustion burner 40 for heating the heat exchanger. An excess fuel port 42 through which a flame having a low air ratio of a mixture of air and air is blown out and an excess air port 44 through which a flame of a mixture having a high air ratio is blown out are arranged in a suitable number, respectively. The water flowing in the heat exchanger 48 is heated by the heat of the combustion gas due to the excess fuel flame and excess air flame blown out from the excess fuel flame 42 and excess air flame 44, and the excess fuel flame and excess air flame are generated. Is discharged from the combustion chamber 46. As a result, hot water is sent out from the outlet side of the heat exchanger 48.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来一般に知られる構成の濃淡燃焼装置において
は、燃焼室46内では燃料過剰炎口42の下流側と空気
過剰炎口44の下流側とに温度差が生じる。そのために
低温の空気過剰炎口下流側において燃料ガスと空気との
混合気中のCH成分が酸化されず、燃焼ガス中の未燃ガ
スが含まれ、その未燃ガスを含んだ燃焼ガスをそのまま
排出するという、いわゆる未燃ガスのスリップ現象を招
来する可能性があった。したがって燃料ガスの保有する
十分な発熱量が得られず燃焼効率の低下を招くことが懸
念されていた。
However, in such a lean-burn apparatus having a generally known configuration, the combustion chamber 46 has a downstream side of the excess fuel port 42 and a downstream side of the excess air port 44 in the combustion chamber 46. A temperature difference occurs. For this reason, the CH component in the mixture of fuel gas and air is not oxidized downstream of the low-temperature excess air flame outlet, and unburned gas in the combustion gas is contained. There is a possibility of causing a so-called slip phenomenon of unburned gas that is discharged. Therefore, there has been a concern that a sufficient amount of heat generated by the fuel gas cannot be obtained, resulting in a decrease in combustion efficiency.

【0006】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、濃
淡燃焼による低NOx 化を図ると同時に燃料ガスと空気
との混合気における空気比の高い空気過剰炎による低温
燃焼ガス中の未燃ガス分を減らしスリップ現象をなくす
ことにより燃焼効率を向上させる濃淡燃焼装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. It is an object of the present invention to reduce NOx by rich-and-shallow combustion and at the same time to reduce air in a mixture of fuel gas and air. It is an object of the present invention to provide a lean-burn combustion apparatus which improves the combustion efficiency by reducing the unburned gas content in the low-temperature combustion gas due to the excess air flame having a high ratio and eliminating the slip phenomenon.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の濃淡燃焼装置は、燃焼室に燃料ガスと空気と
の混合気を燃焼する燃焼バーナが設けられ、該燃焼バー
ナにはその空気比が低い混合気が吹き出される燃料過剰
炎口と空気比が高い混合気が吹き出される空気過剰炎口
とが夫々適数づつ配設され、燃料過剰炎口より吹き出さ
れる燃料過剰炎による燃焼ガスの下流領域にはその燃料
過剰炎による燃焼ガスの熱の一部を奪いその奪った熱を
前記空気過剰炎口より吹き出される空気過剰炎による燃
焼ガスの下流領域に向けて分散させる熱分散体が配設さ
れていることを要旨とするものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a lean-burn combustion apparatus in which a combustion chamber is provided with a combustion burner for burning a mixture of fuel gas and air. An excess fuel flame outlet from which an air-fuel mixture with a low air ratio is blown and an excess air flame outlet from which an air-fuel mixture with a high air ratio are blown out are respectively arranged in an appropriate number, and an excess fuel flame blown out from the excess fuel flame hole. In the downstream region of the combustion gas due to the excess fuel, a part of the heat of the combustion gas due to the excess fuel flame is taken and the taken heat is dispersed toward the downstream region of the combustion gas due to the excess air flame blown out from the excess air flame port. The gist is that a heat dispersing element is provided.

【0008】[0008]

【作用】このような構成を有する本発明の濃淡燃焼装置
によれば、燃焼室に配設される燃焼バーナの燃料過剰炎
口からは燃料ガスと空気との空気比が低い混合気の火炎
が吹き出され、また空気過剰炎口からは燃料ガスと空気
との空気比が高い混合気の火炎が吹き出されるが、燃料
過剰炎口より吹き出される燃料過剰炎による高温度の燃
焼ガスの下流領域に熱分散体が配設されるためこの熱分
散体によって燃料過剰炎による燃焼ガスの熱の一部が奪
われ、その奪った熱は熱分散体によって空気過剰炎口よ
り吹き出される空気過剰炎による燃焼ガスの下流領域に
向けて分散される。そのために空気過剰炎による比較的
低温の燃焼ガスはその熱分散体により分散された熱によ
り再加熱され、その燃焼ガス中の未燃ガス成分がその分
散熱によって燃焼を助けられ、全体として燃焼ガス中の
未燃ガス分が低減される。
According to the present invention having such a configuration, the flame of the air-fuel mixture having a low air-fuel ratio from the fuel gas is emitted from the excess fuel port of the combustion burner disposed in the combustion chamber. The flame of the air-fuel mixture having a high air-ratio of fuel gas and air is blown out from the excess air flame outlet, but the downstream region of the high temperature combustion gas due to the excess fuel flame blown out from the excess fuel flame outlet. The heat dissipator disposes a part of the heat of the combustion gas due to the excess fuel flame, and the heat dissipated by the heat disperser dissipates the excess air blown out from the excess air flame outlet by the heat disperser. The combustion gas is dispersed toward the downstream region. Therefore, the relatively low temperature combustion gas due to the excess air flame is reheated by the heat dispersed by the heat dispersing element, and the unburned gas component in the combustion gas is assisted by the heat of dispersion, so that the combustion gas as a whole is The unburned gas content therein is reduced.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の第1の実施例に係わる濃淡燃焼
装置の概略構成を示している。この実施例は、給湯器な
どの燃焼器具において、燃焼バーナによる燃焼排ガスの
熱によって熱交換器に通水された水を加熱するのに適用
した例を示している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a lean-burn combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to heating water passed through a heat exchanger by the heat of combustion exhaust gas from a combustion burner in a burning appliance such as a water heater.

【0010】図示のようにこの実施例では、燃焼室10
内の燃焼ガスが流れる上流側にはその燃料ガスと空気と
の混合気を燃焼する燃焼バーナ12が配設され、燃焼ガ
スの下流側には水が通水される水管16に集熱フイン1
8が多数列設された熱交換器(集熱器)14が配設され
ている。そして燃焼バーナ12には、燃料ガスと空気と
の空気比の低い混合気が吹き出される燃料過剰炎口20
と燃料ガスと空気との空気比の高い混合気が吹き出され
る空気過剰炎口22とが夫々交互に多数配設されてなる
ものである。この燃料過剰炎口20及び空気過剰炎口2
2より吹き出される混合気の空気比の調節は図示しない
が、例えば燃料ガスボンベに継がれる燃料ガス供給管を
分岐させて燃料過剰炎口20及び空気過剰炎口22に夫
々導き、各分岐管に設けたバルブの開度を調節する等に
より行なわれる。
As shown, in this embodiment, the combustion chamber 10
A combustion burner 12 for burning an air-fuel mixture of the fuel gas and air is disposed on an upstream side where the combustion gas flows therein, and a heat collection fin 1 is provided on a water pipe 16 through which water flows on the downstream side of the combustion gas.
A heat exchanger (heat collector) 14 in which a large number of 8 are arranged is provided. The combustion burner 12 has a fuel excess flame port 20 through which a mixture of fuel gas and air having a low air ratio is blown out.
And a large number of excess air ports 22 from which a mixture of fuel gas and air having a high air ratio is blown out. This excess fuel port 20 and excess air port 2
Although the adjustment of the air ratio of the air-fuel mixture blown out from 2 is not shown, for example, the fuel gas supply pipe connected to the fuel gas cylinder is branched and led to the excess fuel flame port 20 and excess air flame port 22, respectively. It is performed by adjusting the opening degree of the provided valve.

【0011】かくしてこの第1の実施例では、燃焼室1
0内の、燃焼バーナ12と熱交換器14との間の頂度各
燃料過剰炎口20から吹き出される火炎の下流部位に位
置して熱分散体24が適数配設される。この熱分散体2
4は、図2(a)、(b)に示されるように、燃料過剰
炎口20から吹き出される燃料過剰炎による高温度の燃
焼ガスが貫流する方向に両端が開口したガス管路26の
内周壁面に放射状の集熱フイン28が設けられた構成を
なしている。そしてこの熱分散体24のガス管路26の
外周部には、図示のように空気過剰炎口22から吹き出
される空気過剰炎による比較的低温度の燃焼ガスが通過
するようになっている。
Thus, in the first embodiment, the combustion chamber 1
An appropriate number of heat dispersing elements 24 are disposed at a position in the downstream of the flame blown out from each excess fuel flame port 20 between the combustion burner 12 and the heat exchanger 14. This heat dispersion 2
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a gas pipe 26 having both ends opened in a direction in which a high-temperature combustion gas due to an excess fuel flame blown out from an excess fuel flame port 20 flows through as shown in FIGS. A radial heat collecting fin 28 is provided on the inner peripheral wall surface. A relatively low temperature combustion gas due to excess air flame blown out from the excess air flame port 22 passes through the outer peripheral portion of the gas pipe 26 of the heat dispersing element 24 as shown in the figure.

【0012】上記実施例における燃料ガスと空気との混
合気の空気比については、以下の3通りが想定される
が、いずれの場合も適用できるものである。その1つめ
は、燃料過剰炎口20から吹き出される燃料ガスと空気
との混合気の空気比が1.0未満で空気過剰炎口22よ
り吹き出される燃料ガスと空気との混合気の空気比が
1.0以上の場合である。望ましくは、燃料過剰炎口2
0から吹き出される混合気の空気比を0.8程度以下、
空気過剰炎口22から吹き出される混合気の空気比を
1.3程度以上とするのがよい。
Regarding the air ratio of the air-fuel mixture of the fuel gas and the air in the above embodiment, the following three types are supposed, but any of them can be applied. The first is that the air ratio of the mixture of fuel gas and air blown from the excess fuel flame port 20 is less than 1.0 and the air of the mixture of fuel gas and air blown from the excess fuel flame port 22 is air. This is the case when the ratio is 1.0 or more. Desirably, the excess fuel flame port 2
The air ratio of the air-fuel mixture blown from 0 is about 0.8 or less,
It is preferable that the air ratio of the air-fuel mixture blown out from the excess air outlet 22 be about 1.3 or more.

【0013】また2つめは、燃料過剰炎口20から吹き
出される燃料ガスと空気との混合気の空気比が、空気過
剰炎口22により吹き出される燃料ガスと空気との混合
気の空気比よりも小さいが1.0以上であり、空気過剰
炎口20より吹き出される混合気の空気比が燃料過剰炎
口20より吹き出される混合気の空気比以上のエアーリ
ッチ状態の場合である。この場合には燃料過剰炎口20
から吹き出される混合気の空気比が1.2〜1.4程度
の高めであってもよく、その場合には空気過剰炎口22
から吹き出される混合気の空気比を、燃料過剰炎口側が
1.2なら1.3以上であれば足りる。
The second is that the air ratio of the mixture of the fuel gas and the air blown out from the excess fuel flame port 20 is the air ratio of the mixture of the fuel gas and the air blown out from the excess fuel flame port 22. The air-rich state is smaller than 1.0 but not less than 1.0, and the air ratio of the air-fuel mixture blown out from the excess air flame port 20 is higher than the air ratio of the air-fuel mixture blown out from the excess fuel flame port 20. In this case, the fuel excess flame port 20
The air ratio of the air-fuel mixture blown out of the nozzle may be as high as about 1.2 to 1.4.
If the air ratio of the air-fuel mixture blown out of the fuel-excess flame port side is 1.2, it is sufficient that the air ratio is 1.3 or more.

【0014】3つめは、上記した2つのそれぞれの例に
おける混合気に二次空気を混合するものである。これの
実施例については、後に具体的に図面に示して説明す
る。しかしてこのように構成された濃淡燃焼装置によれ
ば、燃焼バーナ12の燃料過剰炎口20から吹き出され
る燃料過剰炎の高温度の燃焼ガスは熱分散体24のガス
管路26内の通過するときに集熱フィン28により熱を
奪われて温度を少し下げ、熱交換器14と接触貫流した
後排出されるが、この集熱フィン28によって奪った熱
は熱分散体24のガス管路26の外周壁面より放散され
る。
The third is to mix secondary air with the air-fuel mixture in each of the above two examples. Examples of these will be described later specifically with reference to the drawings. According to the thus configured lean-burn combustion apparatus, the high-temperature combustion gas of the excess fuel flame blown out from the excess fuel flame port 20 of the combustion burner 12 passes through the gas pipe 26 of the heat dispersion medium 24. When the heat is removed, the heat is taken away by the heat collecting fins 28, the temperature is lowered slightly, and the heat is exhausted after flowing through the heat exchanger 14 in contact with the heat exchanger 14. 26 is radiated from the outer peripheral wall surface.

【0015】そのとき熱分散体24のガス管路26の外
周領域には燃焼バーナ12の空気過剰炎口22から吹き
出される空気過剰炎による比較的低温度の燃焼ガスが貫
流しているため、その低温度の燃焼ガスは熱分散体24
からの放散熱により加熱される。そしてこの空気過剰炎
による低温度の燃焼ガス中には未燃のCH成分を含んだ
未燃ガスが含まれるが、この未燃ガスが熱分散体24か
らの放散熱により加熱され燃焼を助けられ、より高温度
の燃焼ガスとして熱交換器14と接触貫流し排出され
る。
At this time, a relatively low temperature combustion gas due to excess air flame blown out from the excess air flame port 22 of the combustion burner 12 flows through the outer peripheral region of the gas pipe 26 of the heat disperser 24. The low-temperature combustion gas is supplied to the heat dispersing element 24.
Is heated by the heat dissipated from the The low-temperature combustion gas due to the excess air flame contains unburned gas containing unburned CH components. This unburned gas is heated by the heat dissipated from the heat dispersing member 24 to assist combustion. The fuel gas flows through the heat exchanger 14 as a higher temperature combustion gas and is discharged.

【0016】したがって熱交換器14は、燃料過剰炎に
よる燃焼ガスにより加熱されるほか、未燃ガス分の少な
い燃焼温度を上げた空気過剰炎による燃焼ガスによって
加熱される。またそのときに燃料過剰炎による燃焼ガス
は熱分散体24により温度を下げ、空気過剰炎による燃
焼ガスは未燃ガスの燃焼により温度を上げ、全体的には
略均一な温度分布の燃焼ガスが熱交換器14に向けて貫
流し、熱交換器14の外周面は均等に加熱されることと
なる。
Therefore, the heat exchanger 14 is heated not only by the combustion gas due to the excess fuel flame, but also by the combustion gas due to the excess air flame whose combustion temperature, which has a low unburned gas content, has been raised. At that time, the temperature of the combustion gas due to the excess fuel flame is lowered by the heat dispersing element 24, and the temperature of the combustion gas due to the excess air flame is raised by burning the unburned gas. The gas flows through the heat exchanger 14 and the outer peripheral surface of the heat exchanger 14 is uniformly heated.

【0017】図3は、図1に示した実施例における熱分
散体の他の実施例を示したものである。この図3に示し
た熱分散体24aは、燃料過剰炎による高温度の燃焼ガ
スが通過するガス管路26aの外周壁面に放射状の放熱
フィン28aが設けられた構成をなしている。
FIG. 3 shows another embodiment of the heat dispersion in the embodiment shown in FIG. The heat dispersing element 24a shown in FIG. 3 has a configuration in which radial radiating fins 28a are provided on the outer peripheral wall of a gas pipe 26a through which high-temperature combustion gas due to excess fuel flame passes.

【0018】この図3に示した熱分散体24aによって
も、燃料過剰炎による高温度の燃焼ガスの熱がガス管路
26aの内壁面との接触によって奪われ、その熱は放熱
フィン28aによってガス管路26aの外周領域に放散
され、その放散熱によってこの熱分散体24aのガス管
路26aの外周領域を貫流する空気過剰炎による低温度
の燃焼ガスを再加熱し、その燃焼排ガス中の未燃のCH
成分を加熱燃焼させることにより未燃ガス分を減少させ
る。
The heat disperser 24a shown in FIG. 3 also removes the heat of the high-temperature combustion gas due to the excess fuel flame due to contact with the inner wall surface of the gas line 26a, and the heat is dissipated by the radiating fins 28a. The low-temperature combustion gas due to the excess air flame which is radiated to the outer peripheral area of the pipe 26a and flows through the outer peripheral area of the gas pipe 26a of the heat dispersing body 24a is reheated by the dissipated heat. Fire CH
The unburned gas content is reduced by heating and burning the components.

【0019】したがってこの実施例によっても、燃料過
剰炎による高温度の燃焼ガスの熱の一部を熱分散体24
により奪いその熱によって空気過剰炎による低温度の燃
焼ガスを加熱し未燃ガス分の少ない燃焼温度を上げた燃
焼ガスに変わるものであるから、熱交換器14は全体と
して未燃ガス分の少ない熱量の大きい燃焼ガスによって
効率的に加熱される。
Therefore, according to this embodiment, part of the heat of the high-temperature combustion gas due to the excess fuel flame is also transferred to the heat disperser 24.
Therefore, the heat exchanger 14 heats the low-temperature combustion gas due to the excess air flame and converts the combustion gas into a combustion gas having a higher combustion temperature with less unburned gas. It is efficiently heated by the combustion gas having a large amount of heat.

【0020】尚、この熱分散体24、24aの形態につ
いては各種変形が考えられ、例えば図示はしないが、上
述のガス管路(26、26a)の内周壁面に集熱フィン
28を設けると同時にガス管路(26、26a)の外周
壁面に放熱フィン28aを設けるようにしてもよく、あ
るいは、上記実施例のようなフィン形放熱体に変えて星
型チューブ形状にする等の改変が適宜選択可能である。
The heat dispersers 24 and 24a may be variously modified. For example, although not shown, if the heat collecting fins 28 are provided on the inner peripheral wall surfaces of the gas pipes (26 and 26a). At the same time, a radiation fin 28a may be provided on the outer peripheral wall surface of the gas pipeline (26, 26a), or a modification such as a star-shaped tube instead of the fin-type heat radiator as in the above-described embodiment may be appropriately made. Can be selected.

【0021】図4は、本発明の第2の実施例に係わる濃
淡燃焼装置の概略構成を示している。この実施例では、
燃焼室10内の燃焼バーナ12と熱交換器(集熱器)1
4との間に配設される熱分散体として、赤熱体30が配
設されている。この赤熱体30の材料としては、熱膨張
率の低いムライト材が良いが、コージュライト材、シリ
コンカーバイド(SiC)材等のセラミック材料を多孔
質の通気性を有する形態に形成したものでもよく、ある
いはステンレス材料(例えばSUS430)等の金属材
料を用いるものであってもよい。また、燃焼排ガスの通
気形状についても、図5(a)に示したような格子状あ
るいはハニカム形状の赤熱体30aのほか、図5(b)
に示したようなフォーム形状に形成した赤熱体30bを
用いるものであってもよく、特にその形状にはこだわら
ない。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a concentration combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this example,
Combustion burner 12 and heat exchanger (heat collector) 1 in combustion chamber 10
A red-hot body 30 is provided as a heat dispersing body disposed between the red-hot body 4 and the red-hot body 4. As a material of the red heat body 30, a mullite material having a low coefficient of thermal expansion is preferable, but a ceramic material such as a cordierite material and a silicon carbide (SiC) material formed in a porous and air-permeable form may be used. Alternatively, a metal material such as a stainless material (for example, SUS430) may be used. Further, regarding the ventilation shape of the combustion exhaust gas, in addition to the grid-shaped or honeycomb-shaped red-hot body 30a as shown in FIG.
May be used, and the shape is not particularly limited.

【0022】そしてこの図4及び図5(a)、(b)に
示した実施例によれば、燃料過剰炎の燃焼ガス及び空気
過剰炎の燃焼ガスはいずれも赤熱体30(30a、30
b)の通気間隙を貫流するが、そのときに燃料過剰炎の
高温度の燃焼ガスの熱は赤熱体30(30a、30b)
に奪われ温度を下げて通過する。一方奪った熱は赤熱体
30(30a、30b)中に分散伝播され、同じくこの
赤熱体30(30a、30b)を貫流する空気過剰炎の
低温度の燃焼ガスがその分散熱によって再加熱され、そ
の燃焼ガス中の未燃ガス分が燃焼される。
According to the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 (a) and 5 (b), the combustion gas of the excess fuel flame and the combustion gas of the excess air flame are both red hot bodies 30 (30a, 30a).
b), but the heat of the high-temperature combustion gas of the excess fuel flame is then transferred to the red hot body 30 (30a, 30b).
Passed at lower temperature. On the other hand, the removed heat is dispersed and propagated in the red hot body 30 (30a, 30b), and the low-temperature combustion gas of the excess air flame flowing through the red hot body 30 (30a, 30b) is reheated by the dispersed heat, The unburned gas in the combustion gas is burned.

【0023】そのために燃料過剰炎の燃焼ガスは若干温
度を下げるが、空気過剰炎の燃焼ガスは赤熱体30(3
0a、30b)を通過するときに温度を上げ、全体とし
ては略均一な温度分布の、しかも発熱量としては未燃ガ
ス分が燃焼された分だけ多めの燃焼ガスとして集熱器1
4の加熱に供される。
As a result, the combustion gas of the excess fuel flame slightly lowers the temperature, but the combustion gas of the excess air flame emits the red heat 30 (3).
0a, 30b), the temperature is increased, and the heat collector 1 has a substantially uniform temperature distribution as a whole, and has a calorific value larger than that of the unburned gas due to the combustion of the unburned gas.
4 for heating.

【0024】そのときにこの図4及び図5(a)、
(b)に示した実施例における赤熱体30(30a、3
0b)は、燃焼バーナ12と集熱器14との間が好まし
く、そのときに集熱器14に近い方に配設すれば、集熱
器14は燃焼排ガスによる直接加熱によって加熱される
ばかりでなく、赤熱体30(30a、30b)による輻
射加熱によっても加熱され、その加熱効果は大きい。
At this time, FIGS. 4 and 5 (a),
The glowing body 30 (30a, 3a) in the embodiment shown in FIG.
0b) is preferably between the combustion burner 12 and the heat collector 14, and if it is disposed closer to the heat collector 14 at that time, the heat collector 14 is heated only by direct heating by the combustion exhaust gas. Instead, it is also heated by radiant heating by the red-hot body 30 (30a, 30b), and the heating effect is large.

【0025】図6は、燃焼室10へ二次空気を供給する
場合を示した実施例図である。図示のように、燃焼バー
ナ12の燃料過剰炎口20や空気過剰炎口22とは別に
二次空気供給口32を設け、燃料過剰炎口20や空気過
剰炎口22より燃焼室12内へ燃料ガスと空気との混合
気による火炎を導入すると共に二次空気供給口32から
は二次空気を導入する。
FIG. 6 is an embodiment showing the case where secondary air is supplied to the combustion chamber 10. As shown in the drawing, a secondary air supply port 32 is provided separately from the excess fuel port 20 and the excess air port 22 of the combustion burner 12, and the fuel is supplied from the excess fuel port 20 and the excess air port 22 into the combustion chamber 12. A flame of a mixture of gas and air is introduced, and secondary air is introduced from a secondary air supply port 32.

【0026】したがってこのような構成とすることによ
り、空気過剰炎側の空気比を低めに設定できてその空気
過剰炎の炎が安定し、また燃料過剰炎側の一部にフレッ
シュな空気が接触することにより燃料過剰炎の炎が安定
することとなる。
Therefore, by adopting such a configuration, the air ratio on the excess air flame side can be set lower, and the flame of the excess air flame is stabilized, and fresh air comes into contact with a part of the excess fuel flame side. By doing so, the flame of the excess fuel flame is stabilized.

【0027】尚、上記各実施例について説明したように
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の改良、変形が可
能であることは言うまでもない。そして本発明は上記各
実施例に把われるものではなく、要するに濃淡燃焼にお
いて燃料過剰炎による高温度の燃焼ガスの熱の一部を奪
ってその熱により空気過剰炎による比較的低温度の燃焼
ガスに含まれる未燃ガス分を燃焼させ、未燃ガスのスリ
ップ現象を解消するものである。そしてこれにより燃料
ガスの保有する発熱量を十分に発揮させ燃焼効率を高め
るものである。また燃焼不良を回避し、媒じんの減少等
にも寄与するものである。
It is needless to say that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described in the above embodiments. The present invention is not understood by the above-described embodiments. In other words, in the case of rich / lean combustion, part of the heat of the high-temperature combustion gas due to the excess fuel flame is taken out and the heat is used to generate the relatively low-temperature combustion gas due to the excess air flame. To combust the unburned gas contained in the fuel gas to eliminate the slip phenomenon of the unburned gas. Thus, the calorific value possessed by the fuel gas is sufficiently exhibited to increase the combustion efficiency. In addition, it avoids poor combustion and contributes to the reduction of dust.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上実施例について説明したことから明
かなように、本発明の濃度燃焼装置によれば、空気比の
低い燃料過剰炎による高温度の燃焼ガスの熱の一部を利
用して空気比の高い空気過剰炎による比較的低温度の燃
焼ガス中のCH成分等の未燃ガス分を加熱燃焼させるも
のであるから、未燃ガスのスリップ現象の不安は解消さ
れ、燃焼効率の一層の向上が図れる。また燃焼ガス温度
の均一化も図られ、低NOx 化とも相まってこの濃淡燃
焼装置を各種の燃焼器具類に適用することは極めて有益
である。
As is apparent from the above description of the embodiment, according to the concentration combustion apparatus of the present invention, part of the heat of the high temperature combustion gas due to the excess fuel flame having a low air ratio is utilized. Heating and burning unburned gas components such as CH components in the combustion gas at a relatively low temperature due to the excess air flame with a high air ratio eliminates the concern of slipping of the unburned gas and further improves combustion efficiency. Can be improved. Also, the combustion gas temperature is made uniform, and it is extremely useful to apply this concentration combustion apparatus to various kinds of combustion appliances in combination with the reduction in NOx.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係わる濃淡燃焼装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a concentration combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1に示した濃淡燃焼装置の熱分散体
近傍の拡大断面図、(b)はその熱分散体そのものの斜
視図である。
2 (a) is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a heat dispersion body of the concentration combustion apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2 (b) is a perspective view of the heat dispersion body itself.

【図3】図2に示した熱分散体の他の実施例に係わる斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view according to another embodiment of the heat dispersion body shown in FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施例に係わる濃淡燃焼装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a concentration combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】(a)は図4に示した濃淡燃焼装置の熱分散体
である赤熱体の実施例に係わる構造を示した図であり、
(b)は他の実施例に係わる構造を示した図である。
5 (a) is a view showing a structure according to an embodiment of a red-hot body which is a heat dispersion body of the concentration combustion apparatus shown in FIG. 4,
(B) is a diagram showing a structure according to another embodiment.

【図6】図1ないし図5に示した濃淡燃焼装置において
二次空気を燃焼室に取込む構成を示した実施例の概略構
成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an embodiment showing a configuration in which secondary air is taken into a combustion chamber in the concentration combustion apparatus shown in FIGS. 1 to 5;

【図7】従来一般に知られる濃淡燃焼装置の概略構成を
説明するために示した図ある。
FIG. 7 is a diagram shown to explain a schematic configuration of a conventional lean-burn combustion apparatus.

【図8】図7に示した濃淡燃焼装置を例えば給湯器の燃
焼装置に通用した状態を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the concentration combustion device shown in FIG. 7 is applied to, for example, a combustion device of a water heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 燃焼室 12 燃焼バーナ 14 熱交換器(集熱器) 20 燃料過剰炎口 22 空気過剰炎口 24、24a 熱分散体 30、30a、30b 熱分散体(赤熱体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combustion chamber 12 Combustion burner 14 Heat exchanger (heat collector) 20 Excess fuel flame 22 Excess air flame 24, 24a Heat dispersion 30, 30a, 30b Heat dispersion (red heat)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼室に燃料ガスと空気との混合気を燃
焼する燃焼バーナが設けられ、該燃焼バーナにはその空
気比が低い混合気が吹き出される燃料過剰炎口と空気比
が高い混合気が吹き出される空気過剰炎口とが夫々適数
づつ配設され、燃料過剰炎口より吹き出される燃料過剰
炎による燃焼ガスの下流領域にはその燃料過剰炎による
燃焼ガスの熱の一部を奪いその奪った熱を前記空気過剰
炎口より吹き出される空気過剰炎による燃焼ガスの下流
領域に向けて分散させる熱分散体が配設されていること
を特徴とする濃淡燃焼装置。
A combustion burner for burning a mixture of fuel gas and air is provided in a combustion chamber, and the combustion burner has a high fuel ratio and an excess fuel port through which a mixture having a low air ratio is blown out. An appropriate number of excess air flame outlets from which the air-fuel mixture is blown are arranged, and a portion of the heat of the combustion gas due to the excess fuel flame is provided in a downstream region of the combustion gas due to the excess fuel flame blown from the excess fuel flame opening. And a heat dispersing device for distributing the heat taken by the heat dispersing element toward a downstream region of the combustion gas due to the excess air flame blown out from the excess air flame port.
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