JP3226181B2 - Combustion equipment - Google Patents

Combustion equipment

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JP3226181B2
JP3226181B2 JP21175392A JP21175392A JP3226181B2 JP 3226181 B2 JP3226181 B2 JP 3226181B2 JP 21175392 A JP21175392 A JP 21175392A JP 21175392 A JP21175392 A JP 21175392A JP 3226181 B2 JP3226181 B2 JP 3226181B2
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Takagi Industrial Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Takagi Industrial Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物低発生
濃淡バーナを用いる、家庭用や小型業務用等の小型の燃
焼装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-sized combustion device for household use or small business use, which uses a low-concentration burner with low nitrogen oxide generation.

【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。その対策例には、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 types of combustion equipment cause environmental destruction. Therefore, a burner used in a combustion apparatus reduces the amount of NOx generated. Various measures have been developed and implemented for this purpose. Examples of the countermeasures include application of a lean burn method or a lean burn method that suppresses thermal NOx by lowering the flame temperature by burning excess air.

【0003】しかし、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なさ
れたものであって、家庭用や小型業務用等の小型の燃焼
装置では、騒音コスト等の問題があるため、十分な対策
が施されているとは言えないものである。
However, these countermeasures have been taken for large-scale combustion equipment for industrial use and commercial boilers for which there are legal restrictions, and for small-sized combustion equipment for home use and small commercial use. Therefore, it cannot be said that sufficient measures have been taken due to problems such as noise cost.

【0004】大型燃焼機器に於いては騒音に対しての対
策条件が厳しくなく、また、燃焼室が大きくとれたり、
燃焼用ファンの能力が大きくとれることから、希薄火炎
や分割火炎を形成させたり、乱流燃焼や緩慢燃焼等の様
々な燃焼法を適用して効果的にNOx低減対策を施すこ
とができ、完全燃焼させることもできた。
[0004] In the case of large-sized combustion equipment, the conditions for countermeasures against noise are not severe, and the combustion chamber can be large.
Since the capacity of the combustion fan can be increased, NOx reduction measures can be taken effectively by forming a lean flame or split flame, or applying various combustion methods such as turbulent combustion or slow combustion. It could be burned.

【0005】例えば、濃淡燃焼法を適用する場合、混合
気を希薄にすればする程、空気過剰燃焼のために燃焼速
度が小さくなり、かつ噴出速度が大きくなるため、火炎
長が長くなる傾向にあるが、大型燃焼機器に於いては上
記乱流燃焼を適用することができるため、乱流火炎内に
生ずる渦により火炎長を短くすることができ、また、燃
焼室も大きくとれることから、火炎が熱交換器に達する
ことによる不完全燃焼、そしてCOの発生を防止するこ
とができた。
[0005] For example, when the concentration combustion method is applied, as the air-fuel mixture becomes leaner, the combustion speed decreases due to excessive air combustion and the ejection speed increases, so that the flame length tends to increase. However, since the above-described turbulent combustion can be applied to large-sized combustion equipment, the length of the flame can be shortened by the vortex generated in the turbulent flame, and the flame can be increased because the combustion chamber can be large. Could prevent incomplete combustion due to reaching the heat exchanger and generation of CO.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、小型燃焼機
器、とりわけ小型の高負荷燃焼機器では大型燃焼機器と
比較して低NOx対策が難しく、例えば、大型燃焼機器
に採用されている濃淡燃焼法を小型燃焼機器に適用する
場合、小型燃焼機器では燃焼音を極力小さくする必要が
あるため上記乱流燃焼を適用することはできず、できる
だけ層流火炎の燃焼を実現しなければならないが、過剰
空気の燃焼では、空気過剰燃焼のために燃焼速度が小さ
くなることに加えて混合気の噴出速度が大きくなるた
め、火炎長が長くなってしまう。図10は、天然ガス
(1atm、室温)の燃焼速度を空気比に対して示した
ものであり、過剰空気にしていくと、燃焼速度が小さく
なっていくことが判る。
However, it is more difficult to reduce NOx in small-sized combustion equipment, especially small-sized high-load combustion equipment than in large-sized combustion equipment. When applied to small-sized combustion equipment, the combustion noise must be minimized in small-sized combustion equipment, so the turbulent combustion cannot be applied, and laminar flame combustion must be realized as much as possible. In the combustion of, the combustion speed is reduced due to excessive air combustion, and the injection speed of the air-fuel mixture is increased, so that the flame length is increased. FIG. 10 shows the combustion rate of natural gas (1 atm, room temperature) with respect to the air ratio, and it can be seen that the combustion rate decreases as excess air is used.

【0007】このように混合気を希薄にすればする程、
空気過剰燃焼のために燃焼速度が小さくなることに加
え、混合気の噴出速度が大きくなるため、火炎長が長く
なってしまい、燃焼室の大きさが制限される小型燃焼機
器では火炎が熱交換器に到達し、不完全燃焼、COの発
生という不都合が生じる。火炎長を短くする方法とし
て、炎口面積を大きくすることによって噴出速度を小さ
くする方法があるが、この方法では、インプットを小さ
くしたときにバックを起こしてターンダウン比(TD
R)が小さくなり、また、面積熱負荷の低下で高負荷燃
焼が得られない。
[0007] As the mixture becomes leaner,
In addition to the combustion speed being reduced due to excessive air combustion, the injection speed of the air-fuel mixture is increased, so the flame length becomes longer. And the inconvenience of incomplete combustion and generation of CO occurs. As a method of shortening the flame length, there is a method of decreasing the ejection speed by increasing the area of the flame port. In this method, when the input is reduced, the back is caused to cause a turn-down ratio (TD).
R) becomes small, and high load combustion cannot be obtained due to a decrease in area heat load.

【0008】そこで、本発明は、濃淡燃焼によりNOx
の低減、高負荷燃焼及びCO抑制を実現した燃焼装置を
提供することを目的とする。
[0008] Therefore, the present invention provides a method for controlling NOx
It is an object of the present invention to provide a combustion apparatus that achieves reduction of the load, high load combustion, and CO suppression.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、燃
料濃厚な混合気を供給する濃バーナと燃料希薄な混合気
を供給する淡バーナを隣接させて交互に列設して構成
し、淡バーナに供給するガス量を濃バーナに供給するガ
ス量よりも大きくした濃淡バーナに於いて、面積熱負荷
が一定の条件下で淡バーナと濃バーナの隣接線の長さの
総和を大きく設定してCOの発生を低減したものであ
る。
The combustion apparatus according to the present invention comprises a rich burner for supplying a fuel-rich mixture and a lean burner for supplying a fuel-lean mixture, which are alternately arranged side by side, In the light and heavy burners in which the amount of gas supplied to the light burner is larger than the amount of gas supplied to the rich burner, the total sum of the lengths of the adjacent lines of the light burner and the dense burner is set under a constant area heat load. Thus, the generation of CO is reduced.

【0010】即ち、請求項1に係る本発明の燃焼装置
は、バーナの上方に熱交換器を備え、燃料濃厚な混合気
を燃焼させる濃バーナ(濃バーナユニット1a)と燃料
希薄な混合気を燃焼させる淡バーナ(淡バーナユニット
1b)を併設した燃焼装置であって、前記濃バーナと前
記淡バーナとを交互に配置して両者を隣接させ、前記濃
バーナ及び前記淡バーナを小容量化して各炎孔面積を小
さくするとともに、前記濃バーナ及び前記淡バーナの面
積熱負荷を100万kcal/m 2 h以上の高負荷燃焼とし、
前記濃バーナと前記淡バーナとの隣接線の長さの総和
を、燃焼熱量1000kcal/h当たり50mm以上に設定
してなることを特徴とする。
That is, the combustion apparatus according to the first aspect of the present invention is provided with a heat exchanger above the burner, and uses a rich burner (rich burner unit 1a) for burning a fuel-rich mixture and a fuel-lean mixture. a hotel combustion device pale burner for burning (pale burner units 1b), arranged alternately with said light burner and the dark burner are adjacent to each other, the dark burner and the pale burner was reduced in capacity To reduce the area of each burner hole , and the surface of the dense burner and the light burner .
High heat load of 1,000,000 kcal / m 2 h or more
Sum of lengths of adjacent lines between the dense burner and the light burner
Is set to 50 mm or more per 1000 kcal / h of combustion heat
It is characterized by becoming.

【0011】淡バーナ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が、こ
れらの火炎に隣接して濃バーナに於ける燃料濃厚な混合
気による安定した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作用し、過剰空気の火炎を安定
化するとともに、燃料濃厚な混合ガスの火炎から過剰空
気の火炎への熱の移動により、過剰空気の火炎温度が上
昇して燃焼速度の増大が図られ、火炎の短炎化に寄与す
る。火炎が短炎化すると小型の燃焼室であっても火炎の
先端が熱交換器に到達し難くなり、したがって、火炎の
冷却に起因するCOの発生が低減される。
[0011] Combustion of excess air by a lean fuel mixture in a lean burner alone has poor flame stability, but is stabilized by a rich fuel mixture in a rich burner adjacent to these flames. Because of the presence of the flame, these stable flames act as pilot flames, stabilizing the flame of the excess air, and transferring excess heat from the flame of the rich fuel gas mixture to the flame of the excess air. The flame temperature of air rises to increase the combustion speed, which contributes to shortening of the flame. When the flame is shortened, it becomes difficult for the tip of the flame to reach the heat exchanger even in a small combustion chamber, and therefore, the generation of CO due to the cooling of the flame is reduced.

【0012】炎口の外形が同様で面積熱負荷が一定の条
件下で、濃バーナ及び淡バーナの隣接線の長さの総和を
大きくすると、濃バーナ及び淡バーナの各火炎の細分化
とともに、各火炎の接触が図られるので、火炎の短炎化
が十分に行われ、十分なCO低減効果を得ることができ
る。
If the sum of the lengths of the adjacent lines of the rich burner and the light burner is increased under the condition that the outer shape of the flame outlet is the same and the area heat load is constant, the flames of the rich burner and the light burner are subdivided. Since each flame is brought into contact, the flame can be shortened sufficiently, and a sufficient CO reduction effect can be obtained.

【0013】かかる火炎の短炎化では、燃料希薄な混合
気の噴出速度を小さくせず、かつ炎口負荷を小さくしな
いので、インプットを小さくしたときにバックを起こし
てターンダウン比が小さくなることがない。
In such flame shortening, since the injection speed of the fuel-lean mixture is not reduced and the load on the flame outlet is not reduced, when the input is reduced, the back occurs and the turndown ratio decreases. There is no.

【0014】そして、濃バーナ及び淡バーナの面積熱負
荷を100万kcal/m2h以上の高負荷燃焼とするととも
に、濃バーナと淡バーナの隣接線の長さの総和を単位
焼熱量1000kcal/h当たり50mm以上に設定したこ
とにより、濃淡燃焼とともに高負荷燃焼を実現でき、N
Ox及びCOを低減させることができる。
The area heat load of the rich burner and the light burner is set to high load combustion of 1,000,000 kcal / m 2 h or more.
, The kite to set the sum of the lengths of the dark burner and light burner adjacent lines or units combustion <br/> sintered heat 1000 kcal / h per 50mm
With this, it is possible to realize high-load combustion as well as lean combustion.
Ox and CO can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を図面に示した実施形態を参照
して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

【0016】図1及び図2は、本発明の燃焼装置の一実
施例を示している。濃バーナとしての濃バーナユニット
1a、淡バーナとしての淡バーナユニット1bは、スリ
ット状の炎口a、bを隣接させて交互に列設してバーナ
を構成している。この実施例では、両端に濃バーナユニ
ット1aを配設して、4つの濃バーナユニット1aと3
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。このバーナの全体としてのバーナユニット面2の
外形は、図1に示すように矩形状となっており、このバ
ーナユニット面2の面積熱負荷は、100万kcal/m2
以上の高い値に設定している。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the combustion apparatus of the present invention. The dark burner unit 1a as a dark burner and the light burner unit 1b as a light burner constitute a burner by alternately arranging slit-shaped flame ports a and b adjacent to each other. In this embodiment, dark burner units 1a are arranged at both ends, and four dark burner units 1a and 3
Two light burner units 1b are arranged in a row to constitute a burner. The outer shape of the burner unit surface 2 as a whole of this burner is rectangular as shown in FIG. 1, and the area heat load of the burner unit surface 2 is 1,000,000 kcal / m 2 h.
It is set to the above high value.

【0017】バーナユニット1a、1bは、適宜の燃料
混合手段(図示省略)を経て、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 configured to supply and burn a fuel-rich mixture or a fuel-lean mixture through appropriate fuel mixing means (not shown). Appropriate configurations used for burners and other premix burners can be applied.

【0018】これら濃バーナユニット1a、淡バーナユ
ニット1bのそれぞれ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、λ≒1.6〜2.2、
λ≒0.5〜0.8となるように設定する。また、各バ
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、淡バーナユニット1b:濃バーナユニット
1a=8:2〜6:4程度と、淡バーナユニット1b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。なお、それぞ
れの空気比や燃料ガス量比は、前記範囲を越えて任意に
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 to 2.2,
It is set so that λ ≒ 0.5 to 0.8. Further, the total amount ratio of the fuel gas amount supplied to each burner unit 1a, 1b is, for example, light burner unit 1b: rich burner unit 1a = about 8: 2 to 6: 4, and the gas amount supplied to light burner unit 1b. Is set to be larger than the total amount of gas supplied to the rich burner unit 1a. The air ratio and the fuel gas amount ratio can be arbitrarily determined beyond the above ranges.

【0019】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が形成されるとともに、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が形成され、これらは隣接により互いに接触して
燃焼する。この際、濃バーナユニット1aはバーナの両
端側に設定されているので、火炎3bは火炎3aで挟ま
れている。
By the supply of the air-fuel mixture as described above, a flame 3a due to the combustion of the fuel-rich air-fuel mixture is formed on the flame port a of the rich burner unit 1a, and the flame 3a is formed on the flame port b of the light burner unit 1b. A flame 3b is formed by the combustion of the fuel-lean mixture, and these flames come into contact with each other and burn. At this time, since the rich burner unit 1a is set at both ends of the burner, the flame 3b is sandwiched between the flames 3a.

【0020】燃料希薄な混合気の燃焼である火炎3bは
単独では安定性が悪いが、その両側にある燃料濃厚な混
合気の燃焼である火炎3aは安定している。このため、
火炎3aは火炎3bに種火として作用し、火炎3bを安
定化させる。したがって、燃料希薄な混合気を燃焼であ
る火炎3bに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。
The flame 3b, which is a combustion of a fuel-lean mixture, has poor stability alone, but the flame 3a, which is a combustion of a fuel-rich mixture on both sides thereof, is stable. For this reason,
The flame 3a acts as a pilot flame on the flame 3b and stabilizes the flame 3b. Therefore, lift and vibration combustion are unlikely to occur in the flame 3b, which is a combustion of a fuel-lean mixture, and generation of noise is suppressed.

【0021】以上のように、安定化した燃料希薄な混合
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3aの温度が低温に維持されてNOxの発生
が低減される。また、この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ので、バーナ全体
の燃焼量に対してのNOxの発生量も少ない。
As described above, since the combustion of the stabilized fuel-lean mixture is the combustion of excess air, the temperature of the flame 3a is maintained at a low temperature by the cooling action, and the generation of NOx is reduced. Further, since 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, NOx relative to the combustion amount of the entire burner is increased. The amount of generation is also small.

【0022】次に、図7は、本発明の燃焼装置に於ける
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(なお、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に設定す
るとともに、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。なお、表示の空気比は、
バーナユニット1a、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、括弧
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
量と濃バーナユニット1aにお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、本発明にかかる燃焼装置、即ち、バーナは、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判る。
FIG. 7 shows an example of NOx emission characteristics in the combustion apparatus of the present invention. This example
Burners as shown in the figure (note that each burner unit 1a,
Various configurations such as the shapes of the flame ports a and b in 1b are appropriately selected. )), The air ratio of the fuel-rich mixture in the rich burner unit 1a is set to λ = 0.4 to 0.7, and the air ratio of the burner as a whole is set to the value shown on the horizontal axis in FIG. NOx when combustion is performed by adjusting the air ratio of the fuel-lean mixture in the lean burner unit 1b
It is the amount of generation. The displayed air ratio is
When the cooling air flows around the burner units 1a and 1b, the value includes the cooling air, and the air ratio in parentheses is a value that does not include 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 rich burner unit 1a is 7.5: 2.5. As shown in the figure, it can be seen that the combustion apparatus according to the present invention, that is, the burner has a significantly reduced NOx generation amount as compared with a conventional general Bunsen burner.

【0023】また、図8は、本発明の燃焼装置に於い
て、淡バーナユニット1bの火炎3bのリフト限界の比
較例を示す。Aは、本発明にかかるバーナに於いて、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
限界を示し、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し、この限界はλ=
1.3程度である。そして、Cは、本発明にかかるバー
ナに於いて、それぞれのバーナユニット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
のリフト限界を示し、λ=3.0程度である。
FIG. 8 shows a comparative example of the lift limit of the flame 3b of the light burner unit 1b in the combustion apparatus of the present invention. A, in the burner according to the present invention, supplies a fuel-lean mixture only to the lean burner unit 1b,
This shows the lift limit of the flame 3b of the light burner unit 1b when the flame holding by the flame 3a of the rich burner unit 1a is not performed, 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.
It is about 1.3. C is a light burner unit 1b in the case where the burners 1a and 1b are simultaneously burned in the burner according to the present invention.
, And λ = approximately 3.0.

【0024】このように本発明の燃焼装置では、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、高過剰空気の燃焼によるNOxの
低減を図ることができる。
As described above, in the combustion apparatus according to the present invention, compared with the conventional general Bunsen burner, the combustion of high excess air can be performed more stably, and the reduction of NOx by the combustion of high excess air can be achieved. it can.

【0025】次に、淡バーナユニット1bの火炎3bに
対して濃バーナユニット1aの火炎3aは、燃焼安定化
作用をもたらし、燃料濃厚な混合ガスの火炎3aから過
剰空気の火炎3bへの熱移動による火炎3bの温度上昇
をもたらす。この火炎3bの温度上昇は、燃料希薄な混
合気の燃焼速度を増大させ、火炎3bを短炎化させる。
火炎3bが短くなると、その先端が熱交換器等に到達し
難くなる結果、その分だけ、火炎3bと熱交換器等との
距離を短くでき、燃焼室の小型化とともに、火炎冷却に
起因するCOの発生も低減されることになる。
Next, the flame 3a of the rich burner unit 1a has a combustion stabilizing effect on the flame 3b of the light burner unit 1b, and heat is transferred from the flame 3a of the fuel-rich mixed gas to the flame 3b of excess air. Causes the temperature of the flame 3b to rise. The increase in the temperature of the flame 3b increases the burning speed of the fuel-lean mixture, and shortens the flame 3b.
When the flame 3b is shortened, it becomes difficult for its tip to reach the heat exchanger or the like. As a result, the distance between the flame 3b and the heat exchanger or the like can be shortened by that much, and the combustion chamber is reduced in size and the flame cooling is caused. CO generation will also be reduced.

【0026】このような作用は、淡バーナユニット1b
の火炎3bとその両側の濃バーナユニット1aの火炎3
aの相互作用に起因し、面積熱負荷が一定の条件下で、
淡バーナユニット1b及び濃バーナユニット1aの単位
燃焼熱量当たりの隣接線の長さの総和Aと相関してい
る。ここで、図1に示すバーナの場合を例に取ると、4
組のバーナユニット1aと3組のバーナユニット1bと
を交互に配置していることから、各バーナユニット1
a、1b個々の長さをLとすれば、隣接線の長さの総和
は6Lとなるので、単位燃焼熱量当たりの隣接線の長さ
の総和Aは6L×Cとなる。但し、Cは、単位燃焼熱量
/全体燃焼熱量である。したがって、バーナユニット面
2の外形が同様で、面積熱負荷が一定の条件下で、隣接
線の長さの総和Aを大きくすると、淡バーナユニット1
b及び濃バーナユニット1aの各火炎3b、3aの細分
化とともに、各火炎3b、3aの接触が図られる結果、
火炎3bの短炎化とともに、十分なCO低減効果が得ら
れる。
Such an operation is achieved by the light burner unit 1b.
3b and the flame 3 of the dense burner unit 1a on both sides
Due to the interaction of a, under the condition that the area heat load is constant,
It is correlated with the sum A of the lengths of the adjacent lines per unit heat of combustion of the light burner unit 1b and the dense burner unit 1a. Here, taking the case of the burner shown in FIG.
Set of burner units 1a and 3 sets of burner units 1b
Are arranged alternately, so that each burner unit 1
a, 1b length of each length L and to lever, such as the length of the sum 6L adjacent lines Runode, per unit amount of combustion heat adjacent line
Sum A is 6L × C of. Where C is the unit heat of combustion
/ The total amount of heat of combustion. Therefore, when the sum of the lengths A of the adjacent lines is increased under the condition that the outer shape of the burner unit surface 2 is the same and the area heat load is constant, the light burner unit 1
b and the flames 3b, 3a of the rich burner unit 1a are subdivided, and the flames 3b, 3a are brought into contact with each other.
Along with shortening of the flame 3b, a sufficient CO reduction effect can be obtained.

【0027】次に、図9は、本発明の燃焼装置の実施例
に於けるCO排出特性の一例を表したものである。即
ち、これは、バーナ(なお、各バーナユニット1a、1
bに於ける炎口a、bの形状等の構成は適宜に選定す
る。)において、バーナユニット面2の面積熱負荷を1
00万kcal/m2h、燃焼熱量を1000kcal/hとし、
単位燃焼熱量1000kcal/h当たりの前記隣接線の長
さの総和Aと排出されるCOとの関係を実験により求め
たものである。図から判るように、COの排出量は、A
が30〜50mmの範囲では、Aが大きくなるにつれて急
激に低下し、50mm以上では低い値に飽和している。し
たがって、このようなバーナ条件に於いては、Aは単位
燃焼熱量1000kcal/h当たり50mm以上の適値に設
定してCOの発生を抑制できる。
FIG. 9 shows an example of CO emission characteristics in the embodiment of the combustion apparatus of the present invention. That is, this is a burner (note that each burner unit 1a, 1
The configuration such as the shape of the flame outlets a and b in b is appropriately selected. ), The area heat load on the burner unit surface 2 is reduced to 1
100,000 kcal / m 2 h, heat of combustion is 1000 kcal / h,
The relationship between the total sum A of the lengths of the adjacent lines per 1000 kcal / h of unit combustion heat and the emitted CO is determined by an experiment. As can be seen from the figure, the amount of CO emission is A
Falls within the range of 30 to 50 mm, rapidly decreases as A increases, and saturates to a low value above 50 mm. Therefore, under such burner conditions, A can be set to an appropriate value of 50 mm or more per unit of 1000 kcal / h of combustion heat to suppress the generation of CO.

【0028】ところで、Aの値をA>50mm以上に設定
すると、淡バーナユニット1bと濃バーナユニット1a
の数が多くなり、高密度実装化がより図られるが、材料
費や組立等からコストが高くなるおそれがある。また、
A>50mm以上に設定しても、COの排出量の大幅な低
減効果は期待できない。そこで、長さの総和AはCOの
低減とコストを勘案して適値に設定すればよい。
By the way, if the value of A is set to A> 50 mm or more, the light burner unit 1b and the dark burner unit 1a
However, the number of components can be increased to achieve high-density mounting, but the cost may increase due to material costs and assembly. Also,
Even if A> 50 mm or more, a significant reduction in CO emission cannot be expected. Therefore, the total length A may be set to an appropriate value in consideration of reduction of CO and cost.

【0029】次に、本発明の燃焼装置の他の実施例につ
いて説明すると、図3及び図4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4を細く形成して側壁5との間に空間部を構成して
おり、先端噴出部4には袖火炎口6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7を設置し
て多数の炎口を形成している。
Next, another embodiment of the combustion apparatus according to the present invention will be described. In FIGS. 3 and 4, the dense burner unit 1a has a front-end ejection section 4 provided with a slit-shaped flame port a on the upper side. It is formed thinly to form a space between the side wall 5 and the front-end ejection portion 4 to form a sleeve flame port 6. On the other hand, the light burner unit 1b has a ribbon 7 provided at the tip to form a large number of flame openings.

【0030】また、図5は、本発明の燃焼装置の他の実
施例を示し、この実施例では、図3、図4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8を設置して多数の炎口aを構成するとともに、袖
火炎口6、外側に間隔をおいて袖火形成用の側壁5を形
成したものである。
FIG. 5 shows another embodiment of the combustion apparatus according to the present invention. In this embodiment, instead of the slit-shaped flame port a of the dense burner unit 1a in the configuration of FIGS. The ribbon 8 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, the sleeve flame port 6, and the sleeve flame forming side wall 5 spaced apart outside. Is formed.

【0031】また、図6は、本発明の燃焼装置の他の実
施例を示し、この実施例では、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
ラミック板9により形成しており、濃バーナユニット1
a、淡バーナユニット1b、そして全体としてのバーナ
を一体に形成している。即ち、このセラミック板9に
は、多数の炎口a、bをそれぞれ直線状に列設して炎口
群を構成するとともに、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. 6 shows another embodiment of the combustion apparatus according to the present invention. In this embodiment, the rich burner unit 1a,
A large number of flame ports a and b constituting the light burner unit 1b are formed by the ceramic plate 9,
a, the light burner unit 1b, and the burner as a whole are integrally formed. That is, a large number of flame ports a and b are linearly arranged on the ceramic plate 9 to form a flame port group, and the flame port groups are alternately arranged to form a dense burner unit 1a. And the light burner units 1b are alternately arranged in rows. Although the diameter of the burner port b constituting the light burner unit 1b is smaller than the diameter of the burner port a constituting the dense burner unit 1a, the number thereof is large, and the burner ports b are arranged in two rows in the figure. Thus, a large amount of fuel-lean mixture can be supplied to the flame outlet b.

【0032】以上に説明した実施例の他、本発明は、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、どのような形態のものでもよい。
In addition to the above-described embodiments, the present invention is configured such that a rich burner unit for supplying a fuel-rich mixture and a light burner unit for supplying a fuel-lean mixture are arranged adjacently and alternately. Any type of light and light burner may be used as long as the gas amount supplied to the light burner unit is larger than the gas amount supplied to the light burner unit.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バーナの上方に熱交換器を備え、燃料濃厚な混合気を燃
焼させる濃バーナと燃料希薄な混合気を燃焼させる淡バ
ーナを併設した燃焼装置の燃焼室の高さを小さくでき、
インプットを小さくしてもバックを防止でき、ターンダ
ウン比を大きくとって、NOxの低減、高負荷燃焼及び
CO抑制を実現した燃焼装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Equipped with a heat exchanger above the burner to burn a rich mixture
A burner that burns a rich burner and a fuel-lean mixture
The height of the combustion chamber of the combustion device with a burner can be reduced,
The back can be prevented even if the input is reduced,
A large noise reduction ratio reduces NOx, high load combustion and
A combustion device that achieves CO suppression can be provided.

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

【図1】本発明の燃焼装置の一実施例を示す部分断面斜
視図である。
FIG. 1 is a partial sectional perspective view showing one embodiment of a combustion apparatus of the present invention.

【図2】図1の燃焼装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the combustion device of FIG. 1;

【図3】本発明の燃焼装置の他の実施例を示す部分断面
斜視図である。
FIG. 3 is a partial sectional perspective view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図4】本発明の燃焼装置の他の実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図5】本発明の燃焼装置の他の実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図6】本発明の燃焼装置の他の実施例を示す部分摘出
斜視図である。
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図7】本発明の燃焼装置と従来のブンゼンバーナとの
NOx発生量比較を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a comparison of NOx generation amounts between the combustion device of the present invention and a conventional Bunsen burner.

【図8】本発明の燃焼装置における淡バーナユニットの
火炎のリフト限界の比較例を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a comparative example of a flame lift limit of a light burner unit in the combustion apparatus of the present invention.

【図9】本発明の燃焼装置におけるCO排出特性を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing CO emission characteristics in the combustion device of the present invention.

【図10】空気比と燃焼速度との相関関係を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a correlation between an air ratio and a combustion speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 濃バーナユニット(濃バーナ) 1b 淡バーナユニット(淡バーナ) 3a、3b 火炎 1a Dark burner unit (dark burner) 1b Light burner unit (light burner) 3a, 3b Flame

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 多佳雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (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4−151408(JP,A) 特開 平1−219406(JP,A) 実開 平4−73713(JP,U) 実開 平4−63914(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/02 F23D 14/08 F23D 14/14 F23C 11/00 330 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Takao Takagi 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Inside Takagi Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Kimio Mochizuki 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Takagi Sangyo Stock In-company (72) Inventor Shigetoshi Akiyama 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Inside Takagi Sangyo Co., Ltd. (56) References JP-A-4-151408 (JP, A) JP-A-1-219406 (JP, A ) JP-A 4-73713 (JP, U) JP-A 4-63914 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 14/02 F23D 14/08 F23D 14 / 14 F23C 11/00 330

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バーナの上方に熱交換器を備え、燃料濃
厚な混合気を燃焼させる濃バーナと燃料希薄な混合気を
燃焼させる淡バーナを併設した燃焼装置であって、 前記濃バーナと前記淡バーナとを交互に配置して両者を
隣接させ、前記濃バーナ及び前記淡バーナを小容量化し
て各炎孔面積を小さくするとともに、前記濃バーナ及び
前記淡バーナの面積熱負荷を100万kcal/m 2 h以上の
高負荷燃焼とし、前記濃バーナと前記淡バーナとの隣接
線の長さの総和を、燃焼熱量1000kcal/h当たり5
0mm以上に設定してなることを特徴とする燃焼装置。
1. A combustion device comprising a heat exchanger above a burner and comprising a rich burner for burning a fuel-rich mixture and a light burner for burning a fuel-lean mixture, wherein the rich burner and the burner pale and burner arranged alternately to be adjacent to each other, the addition to reduce the respective burner port area by concentrated burner and the small capacity of the pale burner, the dark burner and the pale burner area thermal load 1 million over kcal / m 2 h
With high load combustion, the sum of the lengths of adjacent lines between the rich burner and the light burner is calculated as 5 per 1000 kcal / h of combustion heat.
A combustion device characterized by being set to 0 mm or more .
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