【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナに関し、詳しくは、灯油等を燃料として燃焼量を変更できる燃焼量可変バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術によるバーナの一例を図２，３，１０，１１に示す。このバーナは、その下方に設けられた熱交換器５０を加熱するためのもので、燃料噴射ノズル７を内蔵した端部開放型のノズル収納筒３、当該ノズル収納筒３の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒６、および当該燃焼筒６へ空気を供給する送風機１を備え、燃料噴射ノズル７への燃料供給量および送風機１よりの送風量を調整できるバーナである。
このバーナにおいて、バーナにおける気流はほぼ下向きである。ノズル７から噴射された燃料は送風機１からの空気と混合し、点火プラグ８により点火されて主として燃焼筒６内で燃焼する。燃料噴射ノズル７と点火プラグ８を内蔵するノズル収納筒３は、燃料噴射ノズル７を直接内蔵するノズル収納内筒３ａと、その外側に設けられたノズル収納外筒３ｂとの二重構造になっている。
このような形態は、消音器（図示せず）をコンパクトに設けてスペースを節約するためによく用いられる。
【０００３】
燃焼筒６は、ノズル収納筒３の開放端に接続された第一燃焼筒６ａと同筒６ａにさらに接続されて同筒６ａより大径の第二燃焼筒６ｂとからなる。第一燃焼筒６ａは、ノズル収納筒３の開放端と接続する第一フランジ部１３と当該第一フランジ部１３と接続する第一燃焼筒本体１４を有し、第一フランジ部１３には第一気流旋回器１５、第一燃焼筒本体１４には複数の空気孔１２ａを備え、第二燃焼筒６ｂは、第一燃焼筒本体１４と接続する第二フランジ部２３と当該第二フランジ部２３と接続する第二燃焼筒本体２４を有し、第二フランジ部２３には第二気流旋回器２５、第二燃焼筒本体２４には複数の空気孔１２ｂを備えている。
第一気流旋回器１５は円周状に配列された複数の吹出し口（吹出し孔）１７を有し、第二気流旋回器２５は円周状に配列された複数の吹出し口（吹出し孔）２７を有する。各吹出し口にはそれぞれ旋回羽根１６および２６を備え、空気ケース２から第一燃焼筒６ａおよび第二燃焼筒６ｂにそれぞれ流入する空気をそれぞれの筒の周方向（接線方向）に向けて導入するものである。
【０００４】
送風機１からの空気は、空気ケース２に送られた後、下記のように燃焼に用いられる。
ノズル収納内筒３ａの側面に設けられた空気孔１０からノズル収納内筒３ａの内部に入った空気は、燃料噴射ノズル７の周囲を通り、同ノズル７から噴射された燃料と混合して燃焼筒６内に流入する。燃焼が開始されるのは点火プラグ８の近傍であるが、気流が燃焼筒６へ向かっているため、燃焼は主として燃焼筒６の内部で行われる。
また、ノズル収納外筒３ｂの側面に設けられた空気孔１１からノズル収納外筒３ｂに流入した空気は、第一気流旋回器１５から第一燃焼筒６ａ内に送られて同筒６ａ内のガスに保炎効果を加える。即ち、第一気流旋回器１５から流入する空気は第一旋回羽根１６により周方向の速度を与えられて第一燃焼筒６ａ内を旋回することにより、第一旋回羽根１６の前方に負圧域を生じ、この負圧域に液体燃料粒子や可燃ガスが引き寄せられて新たに空気と混合して燃焼する。
第一燃焼筒６ａの側面に設けられた空気孔１２ａから同筒６ａ内に流入した空気は、同筒６ａ内のガスを攪拌しつつ、そのガス内に残る液体燃料粒子や可燃ガスに酸素を供給して燃焼させる。
第一気流旋回器１５と同様に、第二気流旋回器２５から第二燃焼筒６ｂへ流入する空気も同筒６ｂ内のガスに保炎効果を加える。この空気は、第二旋回羽根２６により周方向の速度を与えられて第二燃焼筒６ｂ内を旋回することにより、第二旋回羽根２６の前方に負圧域を生じ、この負圧域に第一燃焼筒６ａ内で燃焼しきれなかった液体燃料粒子や可燃ガスが引き寄せられ、新たに空気と混合して燃焼する。
第二燃焼筒６ｂの側面に設けられた空気孔１２ｂから同筒６ｂ内に流入した空気は、同筒６ｂ内のガスを攪拌しつつ、そのガス内に残る液体燃料粒子や可燃ガスに酸素を供給して燃焼させる。
【０００５】
送風機１のファンモータの回転数は比例制御等の公知の制御方式により入力（燃料供給量）に応じて制御されている。この種のバーナは、入力が小さいときは送風量も少なくされて燃焼はほとんど小径の第一燃焼筒６ａの内部のみで行われ、一方、入力が大きいときは送風量も多くされて燃焼は第一燃焼筒６ａの内部のみならず大径の第二燃焼筒６ｂの内部でも行われるので、小入力域から大入力域まで比較的良好な燃焼状態が得られる。また、大入力域においても火炎が短炎化されるので熱交換器までの距離が短縮され、給湯機が小型化できる。
【０００６】
なお、第二気流旋回器２５を設けず、第二フランジ部２３に複数の空気孔のみを円周状に配列したバーナもあり、図１１のバーナよりも上記の旋回による効果は小さいが、製作が簡易である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によるバーナでは、第一燃焼筒６ａと第二燃焼筒６ｂとの境界部分においてススが発生しやすいという問題点が十分に克服されなかった。すなわち従来技術のバーナでは、当該部分でススが発生し、このススが燃焼筒の内周面に付着して成長しやすい。特に、燃焼筒の段部（第二フランジ部２３）の第二気流旋回器２５の空気孔周辺にススが付着しやすい。これは、第二気流旋回器２５から供給される空気が十分に燃料と混合しないため十分に燃焼に寄与せず、燃焼しきれなかった燃料がススを生ずるものと考えられるが、解決策は見出されていなかった。
【０００８】
また、上記従来技術によるバーナでは、ＣＯ（一酸化炭素）が発生しやすいという問題点もあった。これは空気が十分に燃料と混合しないために不完全燃焼が生じやすいためと考えられるが、解決策は見出されていなかった。
【０００９】
また、上記従来技術によるバーナでは、ＮＯX （窒素酸化物）が発生しやすいという問題点もあった。これは、局所的な高温領域が存在するためと考えられるが、解決策は見出されていなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、スス、ＣＯ、及び／又はＮＯX の発生を抑制しながら火炎を短炎化した燃焼量可変バーナを提供することを解決すべき課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためのバーナの例は、燃料噴射ノズルを内蔵した端部開放型のノズル収納筒、当該ノズル収納筒の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記燃焼筒は、前記ノズル収納筒の開放端に接続された第一燃焼筒と当該第一燃焼筒にさらに接続された大径の第二燃焼筒とからなり、第一燃焼筒は、前記ノズル収納筒の開放端と接続する第一フランジ部と当該第一フランジ部と接続する第一燃焼筒本体を有し、第二燃焼筒は、第一燃焼筒本体と接続する第二フランジ部と当該第二フランジ部と接続する第二燃焼筒本体を有し、第二フランジ部には円周状に配列された複数の吹出し口を有し、当該吹出し口の下流に当該吹出し口からの気流を第二燃焼筒本体の中心方向へ向ける邪魔部材を有することを特徴とするバーナである。
【００１２】
従来技術によるバーナでは、第二フランジ部に円周状に配列された複数の吹出し口から吹き出す空気は、第二燃焼筒本体の中心方向へ向かわず、バーナにおける下流方向へ向かいがちであった。
それに対し、このバーナでは、第二フランジ部に円周状に配列された複数の吹出し口から吹き出す空気は、邪魔部材に衝突して中心方向へ向きを変えて流れる。そのため、燃料および未燃焼ガスは中心方向に押し込まれながら乱流状態で混合する。その結果、従来ススが発生していた部位に酸素不足の領域が生じ難く、ススの発生が抑制され、段部および第二燃焼筒本体へのススの付着が抑制される。
また、本発明のバーナでは、空気と燃料との混合が良好になるために燃料は完全燃焼しやすく、ＣＯの発生が抑制される。
また、本発明のバーナでは、第二燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
また、本発明のバーナでは、第二燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、炎の短炎化が促進され燃焼筒前方の熱交換器に至るまでの燃焼室を小型化できる。
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１記載のバーナは、燃料噴射ノズルを内蔵した端部開放型のノズル収納筒、当該ノズル収納筒の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記燃焼筒は、前記ノズル収納筒の開放端に接続された第一燃焼筒と当該第一燃焼筒にさらに接続された大径の第二燃焼筒とからなり、第一燃焼筒は、前記ノズル収納筒の開放端と接続する第一フランジ部と当該第一フランジ部と接続する第一燃焼筒本体を有し、第二燃焼筒は、第一燃焼筒本体と接続する第二フランジ部と当該第二フランジ部と接続する第二燃焼筒本体を有し、第二フランジ部には第二気流旋回器を備え、第二気流旋回器は円周状に配列された複数の吹出し口を有し、当該吹出し口は周囲が囲われた流路の先端にあり、吹出し口から第二燃焼筒本体内に吹き込む気流は、ほぼ第二フランジ部の前面に沿い、吹出し口の下流に当該吹出し口からの気流を第二燃焼筒本体の中心方向へ向ける邪魔部材を有し、邪魔部材、第二フラ ンジ部及び第二燃焼筒本体の内壁によって、三方が囲まれ、第二フランジ部に沿った環状の流路が形成され、且つ前記吹出し口と邪魔部材の間及び前記吹出し口と第二燃焼筒本体の内壁の間に空隙があることを特徴とするバーナである。
【００１４】
従来技術によるバーナでは、第二フランジ部に備えられた第二気流旋回器の複数の吹出し口から吹き出す空気は、ほぼ接線方向に吹き出された後、第二燃焼筒本体の内周面に衝突して方向を転じて流れるが、中心方向へ向かわず、旋回しながらバーナにおける下流方向へ向かいがちであった。
それに対し、請求項１記載のバーナでは、第二フランジ部に備えられた第二気流旋回器の複数の吹出し口から吹き出す空気は、ほぼ接線方向に吹き出された後、第二燃焼筒本体の周壁面に衝突して方向を転じるところまでは上記と同様であるが、バーナにおける下流方向には邪魔部材が存在するため、図１に矢印で示したように、旋回しながら中心方向へ向きを変えて流れることになる。そのため、燃料および未燃焼ガスは中心方向に押し込まれながら乱流状態で激しく混合する。その結果、従来ススが発生していた部位に酸素不足の領域が生じ難く、ススの発生が抑制され、段部および第二燃焼筒本体へのススの付着が抑制される。
また、本発明のバーナでは、空気と燃料との混合が極めて良好になるために燃料は完全燃焼しやすく、ＣＯの発生が抑制される。
また、本発明のバーナでは、第二燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が極めて大きいため、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
【００１５】
上記課題を解決するための請求項２記載のバーナは、第一燃焼筒及び第二燃焼筒は同軸の円筒形であり、邪魔部材は中心部に円孔を有する円板形状であって当該円孔の孔径は第一燃焼筒の内径の１．０〜１．１倍であり、邪魔部材は第一燃焼筒及び第二燃焼筒と同軸にかつ第二フランジ部の内表面から５〜１５ｍｍ離れた位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載のバーナである。
この範囲において、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生抑制の効果が特に大きい。
【００１６】
さらに請求項３に記載のバーナは、第一フランジ部に吹出し口が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載のバーナである。
本発明のバーナによると、第一フランジ部にも吹出し口が設けられているので、燃料と空気の攪拌がより促進される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るバーナの第一の実施形態を図１〜５に示す。なお、図２，３は上記従来のバーナと全く同一となる。
このバーナにおいて、図１０，１１に示した従来のバーナと同一または同様の形状、構造の部分は図１０，１１と同一符号を付す。
本発明に係るバーナは、従来のバーナと同様、燃料噴射ノズル７を内蔵した端部開放型のノズル収納筒３、当該ノズル収納筒３の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒６、および当該燃焼筒６へ空気を供給する送風機１を備え、燃料噴射ノズル７への燃料供給量および送風機１よりの送風量を調整できるバーナである。
燃焼筒６は、ノズル収納筒３の開放端に接続された第一燃焼筒６ａと当該第一燃焼筒６ａにさらに接続された同筒６ａより大径の第二燃焼筒６ｂとからなり、第一燃焼筒６ａは、ノズル収納筒３の開放端と接続する第一フランジ部１３と当該第一フランジ部１３と接続する第一燃焼筒本体１４を有し、第一フランジ部１３には第一気流旋回器１５、第一燃焼筒本体には複数の空気孔１２ａを備え、第二燃焼筒６ｂは、第一燃焼筒本体１４と接続する第二フランジ部２３と当該第二フランジ部２３と接続する第二燃焼筒本体２４を有し、第二フランジ部２３には第二気流旋回器２５、第二燃焼筒本体２４には複数の空気孔１２ｂを備えている。第一燃焼筒及び第二燃焼筒は同軸の円筒形である。
第一気流旋回器１５は円周状に配列された複数の吹出し口（吹出し孔）１７を有し、第二気流旋回器２５は円周状に配列された複数の吹出し口（吹出し孔）２７を有する。
【００１８】
第二気流旋回器２５の吹出し口２７は、第二フランジ部２３に半径方向に長い細孔２８をあけた後、第二フランジ部２３の一部をプレス加工により湾曲させて、旋回羽根に相当する湾曲部２６を形成することにより製作されたものである。ここで、細孔２８をあけるのは、加工時にバリが出にくいようにするためである。なお吹出し口２７の加工は、加工が容易な点から、切り起こし又はプレス加工によって成形することが望ましい。
さらに、吹出し口２７の後方に、環状の旋回空気調整板３０が、当該旋回空気調整板の前面（下面）が第二燃焼筒６ｂの第二フランジ部２３の後面（上面）と密着するように取り付けられている。旋回空気調整板３０には第二気流旋回器の吹出し口２７の位置に合わせて旋回空気調整板空気孔３１が打ち抜きや錐孔加工により形成されており、送風機１から旋回空気調整板空気孔３１を経由して吹出し口２７に空気が供給される。この図３に示すように、吹出し口２７から第二燃焼筒６ｂ内に吹き込む気流は、ほぼ第二フランジ部２３の前面に沿う。旋回空気調整板空気孔３１の大きさは吹出し口２７よりも十分小さいので、第二気流旋回器２５から流入する空気の量は主に旋回空気調整板空気孔３１の大きさにより定められる。従って旋回空気調整板空気孔３１の大きさは、第二気流旋回器２５から流入する空気の量を考慮して決定される。
【００１９】
図４，５に示すように、本実施形態においては、第二気流旋回器２５の複数の吹出し口２７の下流（図４，５では上方となる）に、中心部に円孔を有する円板形状の邪魔板（邪魔部材）２０が第一燃焼筒及び第二燃焼筒と同軸に設けられている。邪魔板２０は、第二燃焼筒本体２４の内周面２９にスポット溶接されている。そして邪魔板２０、第二フランジ部２３及び第二燃焼筒本体２４の内壁によって、三方が囲まれ、第二フランジ部２３にそった環状の流路３８が形成される。
吹出し口２７の各々から第二燃焼筒内に流入する空気は、吹出し口２７からほぼ接線方向に吹き出された後、第二燃焼筒本体２４の周壁面に衝突して方向を転じるが、バーナにおける下流方向には邪魔板２０が存在するため、環状の流路３８に沿って旋回しながら中心方向へ向きを変えて流れることになる。そのため、燃料および未燃焼ガスは中心方向に押し込まれながら乱流状態で激しく混合する。その結果、従来ススが発生していた部位に酸素不足の領域が生じ難く、ススの発生が抑制され、段部および第二燃焼筒本体へのススの付着が抑制される。
また、本実施形態のバーナでは、空気と燃料との混合が良好になるために燃料は完全燃焼しやすく、ＣＯの発生が抑制される。
また、本実施形態のバーナでは、第二燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
【００２０】
なお、旋回空気調整板３０は、図５（ａ）のように、旋回空気調整板空気孔３１が細孔２８と重ならないように取り付けられている。これは、仮に図５（ｂ）のように旋回空気調整板空気孔３１が細孔２８と重なると、気流は第二フランジ部２３の前面に沿わずに第二燃焼筒６ｂの軸方向に吹き込むことになり、第二フランジ部２３の前面に沿って空気不足の領域が生じてスス発生の原因となるからである。
また、第二フランジ部２３に細孔２８をあけた場合、図５（ｃ）のように旋回空気調整板３０の前面と第二フランジ部２３の後面との間に隙間Ｓがあると、吹出し口２７から流入する空気に第二燃焼筒６ｂの軸方向の成分が生ずるので、やはり好ましくない。
それに対し、図５（ｄ）のように第二フランジ部２３に細孔２８をあけず、単なる切り込みを入れてから第二フランジ部２３の一部を湾曲させて吹出し口２７を製作した場合は、旋回空気調整板３０の前面と第二フランジ部２３の後面との間に隙間Ｓがあってもよい。
【００２１】
本実施形態のバーナでは、旋回空気調整板３０は内周端部と外周端部に折曲部３０ａ、３０ｂを有している。内周端部の折曲部３０ａの内面は小径の第一燃焼筒６ａの外面と嵌合し、外周端部の折曲部３０ｂの内面は大径の第二燃焼筒６ｂの外面と嵌合している。
この構成により、燃焼筒６と旋回空気調整板３０との接合面のシール性が向上する。さらに、折曲部３０ａ、３０ｂの存在により強度が向上し、燃焼筒６が高温になった場合においても旋回空気調整板３０が熱変形しにくい。
【００２２】
なお、第一の実施形態の変形例として、上記のように旋回空気調整板３０を設ける代わりに、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一燃焼筒６ａが下方に拡径フランジ部４１と拡径筒部４２を有し、拡径フランジ部４１の前面が第二燃焼筒６ｂの第二フランジ部の後面と重なり、かつ拡径筒部４２の内面が第二燃焼筒６ｂの外面と嵌合するように接続され、前記拡径フランジ部４１には第二気流旋回器２５の吹出し口２７の位置に合わせて拡径フランジ部空気孔４３が打ち抜きにより形成され、送風機１から拡径フランジ部空気孔４３を経由して吹出し口２７に空気が供給される実施形態としてもよい。これは、いわば上記の旋回空気調整板３０を第一燃焼筒６ａと一体化した実施形態に相当する。
この形態においても、第二気流旋回器２５が簡易な方法で製作されておりながら、加工精度の良い打抜き孔４３により第二気流旋回器２５による旋回空気の量を定めることができるので、バーナごとの加工バラツキが小さくなり、第二気流旋回器２５での保炎状態および燃焼状態が安定化される。その結果、ススの発生が抑制される。
【００２３】
第一の実施形態の他の変形例として、旋回空気調整板３０に相当するものを設けずに第二気流旋回器２５を設けてもよい。
【００２４】
第一の実施形態の他の変形例として、図７に示すように、第二気流旋回器２５の吹出し口２７からの吹き出し方向は、吹出し口２７が配列されている円の接線方向よりやや内側（燃焼筒６の中心方向）に向けた形態としてもよい。この形態においては、第二燃焼筒６ｂの中心側に空気がさらに良く供給され、ススやＣＯの発生がさらに抑制される。なお前記した吹出し口２７からの吹き出し方向と円の接線方向との傾き角度閘は、１０・から４５・程度が望ましく、２５・から３５・程度の傾きとすることが最も推奨される。
【００２５】
本発明に係るバーナの第二の実施形態を図８，９に示す。このバーナは、第二の実施形態のバーナとほとんど同形であるが、第二気流旋回器２５を有さず、第二フランジ部２３には複数の小円孔状の吹出し口３７のみが円周状に配列されている。また、旋回空気調整板３０を有しない。その他の部分の形状、構造は第一の実施形態と同一であるので、第一の実施形態と同一符号を付す。
【００２６】
この第二の実施形態においても、複数の吹出し口３７の下流（図８，９では上方となる）に、中心部に円孔を有する円板状の邪魔板（邪魔部材）２０が、第一燃焼筒及び第二燃焼筒と同軸に、第二燃焼筒本体２４の内周面２９にスポット溶接されて設けられている。
吹出し口３７の各々から第二燃焼筒内に流入する空気は、図８に矢印で示したように、吹出し口３７からほぼ下流方向に吹き出された後、邪魔板２０に衝突して方向を転じ、中心方向へ向きを変えて流れることになる。即ち、この実施形態においては第一の実施形態と異なり、吹出し口３７から第二燃焼筒内に流入する空気は、旋回作用を加えられないで中心方向へ向けられる。
この実施形態においても、燃料および未燃焼ガスは中心方向に押し込まれながら乱流状態で混合するので、従来ススが発生していた部位に酸素不足の領域が生じ難く、ススの発生が抑制され、段部および第二燃焼筒本体へのススの付着が抑制される。
また、空気と燃料との混合が良好になるためにＣＯの発生が抑制される。
さらに、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
【００２７】
この第二の実施形態は、第二燃焼筒内に流入する空気に旋回作用が加えられないので第一の実施形態よりも保炎効果が小さくなるおそれはあるが、製作が簡易である。
【００２８】
第一、第二の実施形態ともに、邪魔板の円孔径を第一燃焼筒の内径の１．０〜１．１倍とすれば、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生抑制の効果が大きい。円孔径が内径の１．０倍より小さい場合、第一燃焼筒から第二燃焼筒へ向かう燃料含有ガスの流れを妨げることになる。一方、円孔径が内径の１．１倍より大きい場合、吹出し口２７からの空気流の方向を変える効果が不十分になりやすい。
また、邪魔板を第二フランジ部の内表面から５〜１５ｍｍ離れた位置に設ければ、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生抑制の効果が大きい。邪魔板と第二フランジ部の内表面との間隔が５ｍｍより小さい場合、吹出し口２７からの空気の吹出しを妨げ、酸素供給量が不足して、かえってススやＣＯの発生量が増加するおそれがある。一方、邪魔板と第二フランジ部の内表面との間隔が１５ｍｍより大きい場合、中心方向に向かう流速が十分に大きくならないため、攪拌・混合が不十分となって上記の効果が十分に発揮されないおそれがある。
邪魔板の円孔径を第一燃焼筒の内径の１．０〜１．１倍とし、かつ、邪魔板を第二フランジ部の内表面から５〜１５ｍｍ離れた位置に設ければ、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生抑制の効果が極めて大きくなる。
【００２９】
第一、第二の実施形態ともに、吹出し口２７，３７は、第二フランジ部２３の内外周の中央よりも内周寄りの位置に設けてもよい。この形態においては、第二燃焼筒６ｂの内側に空気不足の領域が生じ難く、ススやＣＯの発生がさらに抑制される。
【００３０】
本発明のバーナには、さらに多様な変形形態が考えられる。
例えば、吹出し口２７，３７の形状はノズル状でもよい。
邪魔部材の形状は円孔を有する円板形状に限定されず、吹出し口からの気流を第二燃焼筒本体の中心方向へ向けることができるものであれば、板状でなくてもよい。また、邪魔部材を１個（１枚）とせず、複数個に分割してもよく、吹出し口１個ごとに邪魔部材を１個ずつ設けてもよい。邪魔部材の取付け箇所も第二燃焼筒本体２４の内周面２９ではなく、第二フランジ部２３としてもよい。
燃焼筒の形状も円筒状に限定されず、例えば角筒状であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のバーナにおいては、ススの発生が抑制され、段部および第二燃焼筒本体へのススの付着が抑制される。また、燃料は完全燃焼しやすく、ＣＯの発生が抑制される。さらに、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
そのため、スス、ＣＯ、及び／又はＮＯX の発生を抑制しながら火炎を短炎化した燃焼量可変バーナが提供される。
特に、請求項１に記載のバーナにおいては、第二燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、炎の短炎化が促進され燃焼筒前方の熱交換器に至るまでの燃焼室を小型化できる。
【００３２】
また請求項２に記載の発明は、邪魔部材の取付け位置が適切であり、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生抑制の効果が特に大きい。
【００３３】
さらに請求項３に記載のバーナによると、第一フランジ部にも吹出し口が設けられているので、燃料と空気の攪拌がより促進され、炎の短炎化が促進され燃焼筒前方の熱交換器に至るまでの燃焼室をさらに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態であるバーナの要部を斜め下から見た一部破断斜視図であり、空気の流入状態を示す。
【図２】上記バーナの全体を示す一部破断立面図である。
【図３】上記バーナの要部の斜視図である。
【図４】上記バーナの一部斜視図である。
【図５】空気の流入状態を示す説明図である。
【図６】上記実施形態の変形例を示すバーナの要部の一部破断立面図である。
【図７】上記実施形態の変形例を示すバーナの要部の底面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態であるバーナの要部を斜め下から見た一部破断斜視図であり、空気の流入状態を示す。
【図９】上記バーナの一部斜視図である。
【図１０】従来のバーナの要部の一部破断立面図である。
【図１１】従来のバーナの要部を斜め下から見た一部破断斜視図であり、空気の流入状態を示す。
【符号の説明】
１ 送風機
２ 空気ケース
３ ノズル収納筒
６ 燃焼筒
７ ノズル
８ 点火プラグ
１０，１１，１２ａ，１２ｂ 空気孔
１３ 第一フランジ部
１４ 第一燃焼筒本体
１５ 第一気流旋回器
１６ 旋回羽根
２０ 邪魔板
２３ 第二フランジ部
２４ 第二燃焼筒本体
２５ 第二気流旋回器
２６ 湾曲部
２７，３７ 吹出し口
２８ 細孔
２９ 内周面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a burner, and more particularly, to a variable combustion amount burner that can change the combustion amount using kerosene or the like as a fuel.
[0002]
[Prior art]
An example of a burner according to the prior art is shown in FIGS. The burner is for heating a heat exchanger 50 provided below the burner. The burner is connected to an open-ended nozzle housing cylinder 3 having a built-in fuel injection nozzle 7 and an open end of the nozzle housing tube 3. The burner includes an open-ended combustion cylinder 6 and a blower 1 for supplying air to the combustion cylinder 6, and is capable of adjusting the amount of fuel supplied to the fuel injection nozzle 7 and the amount of air blown from the blower 1.
In this burner, the airflow in the burner is substantially downward. The fuel injected from the nozzle 7 is mixed with the air from the blower 1, ignited by the spark plug 8, and burns mainly in the combustion cylinder 6. The nozzle housing cylinder 3 containing the fuel injection nozzle 7 and the ignition plug 8 has a double structure of a nozzle housing inner cylinder 3a directly containing the fuel injection nozzle 7 and a nozzle housing outer cylinder 3b provided outside thereof. ing.
Such a configuration is often used to provide a compact silencer (not shown) to save space.
[0003]
The combustion cylinder 6 includes a first combustion cylinder 6a connected to the open end of the nozzle housing cylinder 3 and a second combustion cylinder 6b further connected to the cylinder 6a and having a larger diameter than the cylinder 6a. The first combustion cylinder 6 a has a first flange portion 13 connected to the open end of the nozzle housing cylinder 3 and a first combustion cylinder main body 14 connected to the first flange portion 13. The single air swirler 15 and the first combustion cylinder main body 14 are provided with a plurality of air holes 12a, and the second combustion cylinder 6b has a second flange portion 23 connected to the first combustion cylinder main body 14 and the second flange portion 23. The second flange portion 23 has a second airflow swirler 25, and the second combustion cylinder body 24 has a plurality of air holes 12b.
The first airflow swirler 15 has a plurality of circumferentially arranged outlets (blowout holes) 17, and the second airflow swirler 25 has a plurality of circumferentially arranged outlets (blowout holes) 27. Having. Each outlet has swirl vanes 16 and 26, respectively, and introduces air flowing from the air case 2 into the first combustion cylinder 6a and the second combustion cylinder 6b in the circumferential direction (tangential direction) of each cylinder. Things.
[0004]
After the air from the blower 1 is sent to the air case 2, it is used for combustion as described below.
The air that has entered the inside of the nozzle housing inner cylinder 3a from the air hole 10 provided on the side surface of the nozzle housing inner cylinder 3a passes around the fuel injection nozzle 7 and mixes with the fuel injected from the nozzle 7 for combustion. It flows into the cylinder 6. Although the combustion starts near the spark plug 8, the combustion is mainly performed inside the combustion cylinder 6 because the airflow is directed to the combustion cylinder 6.
The air that has flowed into the nozzle housing outer cylinder 3b from the air hole 11 provided on the side surface of the nozzle housing outer cylinder 3b is sent from the first airflow swirler 15 into the first combustion cylinder 6a, and Adds a flame holding effect to the gas. That is, the air flowing from the first airflow swirler 15 is given a circumferential velocity by the first swirler 16 and swirls inside the first combustion cylinder 6 a, so that a negative pressure region is provided in front of the first swirler 16. The liquid fuel particles and combustible gas are attracted to this negative pressure region, and are newly mixed with air and burned.
The air flowing into the cylinder 6a from the air holes 12a provided on the side surface of the first combustion cylinder 6a agitates the gas in the cylinder 6a and converts oxygen into liquid fuel particles and combustible gas remaining in the gas. Supply and burn.
Similarly to the first airflow swirler 15, the air flowing from the second airflow swirler 25 into the second combustion cylinder 6b also adds a flame holding effect to the gas in the same cylinder 6b. This air is given a velocity in the circumferential direction by the second swirling blade 26 and swirls in the second combustion cylinder 6b, thereby generating a negative pressure region in front of the second swirling blade 26. The liquid fuel particles and combustible gas that have not been completely burned in one combustion cylinder 6a are attracted, and newly mixed with air and burned.
The air flowing into the cylinder 6b from the air holes 12b provided on the side surface of the second combustion cylinder 6b agitates the gas in the cylinder 6b and converts oxygen into liquid fuel particles and combustible gas remaining in the gas. Supply and burn.
[0005]
The number of revolutions of the fan motor of the blower 1 is controlled according to an input (fuel supply amount) by a known control method such as proportional control. In this type of burner, when the input is small, the amount of air is reduced and combustion is performed almost only inside the first combustion cylinder 6a having a small diameter. On the other hand, when the input is large, the amount of air is increased and combustion is reduced. Since it is performed not only inside the single combustion cylinder 6a but also inside the large-diameter second combustion cylinder 6b, a relatively good combustion state can be obtained from the small input range to the large input range. Further, the flame is shortened even in the large input range, so that the distance to the heat exchanger is shortened, and the water heater can be downsized.
[0006]
Note that there is a burner in which the second airflow swirler 25 is not provided and only a plurality of air holes are circumferentially arranged in the second flange portion 23. The effect of the swirl is smaller than that of the burner of FIG. Is simple.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the burner according to the prior art, the problem that soot is easily generated at the boundary between the first combustion cylinder 6a and the second combustion cylinder 6b has not been sufficiently overcome. That is, in the burner of the related art, soot is generated in the portion, and the soot is likely to adhere to the inner peripheral surface of the combustion cylinder and grow. In particular, soot is likely to adhere around the air holes of the second airflow swirler 25 in the step portion (second flange portion 23) of the combustion cylinder. This is thought to be because the air supplied from the second airflow swirler 25 does not sufficiently mix with the fuel and does not sufficiently contribute to the combustion, and the fuel that has not been completely burned produces soot. Had not been served.
[0008]
Further, the burner according to the above-described conventional technique has a problem that CO (carbon monoxide) is easily generated. This is probably because incomplete combustion is likely to occur because the air is not sufficiently mixed with the fuel, but no solution has been found.
[0009]
Further, in the burner according to the conventional technique, NOX(Nitrogen oxides) are easily generated. This is thought to be due to the presence of local high-temperature regions, but no solution has been found.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has been developed in consideration of the soot, CO and / orXIt is an object of the present invention to provide a variable combustion burner in which the flame is shortened while suppressing the generation of combustion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problemsAn example of a burner isAn open-end nozzle storage cylinder having a built-in fuel injection nozzle, an open-end combustion cylinder connected to the open end of the nozzle storage cylinder, and a burner that receives air supplied from a blower and burns. The combustion cylinder includes a first combustion cylinder connected to an open end of the nozzle storage cylinder and a large-diameter second combustion cylinder further connected to the first combustion cylinder, and the first combustion cylinder includes the nozzle It has a first flange portion connected to the open end of the storage cylinder and a first combustion cylinder main body connected to the first flange portion, and the second combustion cylinder has a second flange portion connected to the first combustion cylinder main body. It has a second combustion cylinder main body connected to the second flange portion, the second flange portion has a plurality of circumferentially arranged outlets, and the air flow from the outlet is downstream of the outlet. Characterized in that it has an obstruction member directed toward the center of the second combustion cylinder main body. A burner to.
[0012]
In the burner according to the prior art, the air blown out from the plurality of outlets arranged in the second flange portion in a circumferential shape does not go toward the center of the second combustion cylinder main body but tends to go downstream in the burner.
For it,thisIn the burner, the air blown out from the plurality of outlets arranged in the circumferential direction on the second flange portion collides with the obstruction member and changes its direction toward the center and flows. Therefore, the fuel and the unburned gas are mixed in a turbulent state while being pushed toward the center. As a result, an oxygen-deficient region is unlikely to be formed in a portion where the soot has been generated conventionally, soot generation is suppressed, and soot adhesion to the step portion and the second combustion cylinder main body is suppressed.
Further, in the burner of the present invention, since the mixing of the air and the fuel becomes good, the fuel is easily burned completely, and the generation of CO is suppressed.
Further, in the burner of the present invention, since the action of stirring the air and gas in the second combustion cylinder is large, a local high-temperature region is hardly formed, and the NO.xIs also suppressed.
Further, in the burner of the present invention, since the action of stirring the air and gas in the second combustion cylinder is large, the flame can be shortened, and the size of the combustion chamber up to the heat exchanger in front of the combustion cylinder can be reduced.
[0013]
Claims for solving the above problems1The burner described includes an open-end nozzle housing cylinder having a built-in fuel injection nozzle, and an open-end combustion tube connected to the open end of the nozzle housing cylinder, and receives the supply of air from a blower to perform combustion. In the burner, the combustion cylinder comprises a first combustion cylinder connected to an open end of the nozzle housing cylinder and a large-diameter second combustion cylinder further connected to the first combustion cylinder. Has a first flange portion connected to the open end of the nozzle housing cylinder and a first combustion cylinder main body connected to the first flange portion, and the second combustion cylinder has a second combustion cylinder main body connected to the first combustion cylinder main body. It has a flange portion and a second combustion cylinder main body connected to the second flange portion, the second flange portion has a second airflow swirler, and the second airflow swirler has a plurality of blowouts arranged in a circumferential shape. Has a mouth,The outlet is located at the end of the flow path whose periphery is enclosed, and the airflow blown into the second combustion cylinder main body from the outlet is substantially along the front surface of the second flange portion.A baffle member is provided downstream of the outlet to direct the airflow from the outlet toward the center of the second combustion cylinder body.And the obstruction member, the second hula Three sides are surrounded by the flange portion and the inner wall of the second combustion cylinder main body, an annular flow path is formed along the second flange portion, and between the outlet and the obstruction member, and between the outlet and the second combustion cylinder. There is a gap between the inner walls of the main unitA burner characterized in that:
[0014]
In the burner according to the related art, the air blown out from the plurality of outlets of the second airflow swirler provided in the second flange portion is blown substantially tangentially, and then collides with the inner peripheral surface of the second combustion cylinder main body. However, they tended to go downstream in the burner while turning, instead of going to the center.
In contrast, the claims1In the burner described above, the air blown out from the plurality of outlets of the second airflow swirler provided in the second flange portion is blown substantially in a tangential direction, and then collides with the peripheral wall surface of the second combustion cylinder main body. Is the same as described above, but since the obstruction member exists in the downstream direction of the burner, the burner turns and flows in the center direction while turning as shown by the arrow in FIG. Therefore, the fuel and the unburned gas are violently mixed in a turbulent state while being pushed toward the center. As a result, an oxygen-deficient region is unlikely to be formed in a portion where the soot has been generated conventionally, soot generation is suppressed, and soot adhesion to the step portion and the second combustion cylinder main body is suppressed.
Further, in the burner of the present invention, since the mixing of the air and the fuel becomes extremely good, the fuel easily burns completely, and the generation of CO is suppressed.
Further, in the burner of the present invention, since the action of stirring the air and gas in the second combustion cylinder is extremely large, a local high-temperature region is hardly formed, and NOxIs also suppressed.
[0015]
Claims for solving the above problems2In the burner described above, the first combustion cylinder and the second combustion cylinder are coaxial cylinders, and the obstruction member is a disk shape having a circular hole in the center, and the hole diameter of the circular hole is the inner diameter of the first combustion cylinder. 1.0 to 1.1 times, and the obstructing member is provided coaxially with the first combustion cylinder and the second combustion cylinder and at a position 5 to 15 mm away from the inner surface of the second flange portion. DoClaim 1Burner.
In this range, soot, CO, NOxThe effect of suppressing the occurrence of odor is particularly large.
[0016]
Further claims3Is characterized in that an outlet is provided in the first flange portion.Claim 1 or 2Burner.
According to the burner of the present invention, since the outlet is also provided in the first flange portion, the stirring of the fuel and the air is further promoted.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 5 show a first embodiment of a burner according to the present invention. 2 and 3 are completely the same as the above-mentioned conventional burner.
In this burner, portions having the same or similar shape and structure as those of the conventional burner shown in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals as in FIGS.
The burner according to the present invention is, like the conventional burner, an open-ended nozzle housing cylinder 3 having a built-in fuel injection nozzle 7 and an open-ended combustion tube 6 connected to the open end of the nozzle housing tube 3. And a blower 1 that supplies air to the combustion cylinder 6, and is capable of adjusting the amount of fuel supplied to the fuel injection nozzle 7 and the amount of air blown from the blower 1.
The combustion cylinder 6 includes a first combustion cylinder 6a connected to the open end of the nozzle housing cylinder 3 and a second combustion cylinder 6b further connected to the first combustion cylinder 6a and having a larger diameter than the same cylinder 6a. The one combustion cylinder 6a has a first flange portion 13 connected to the open end of the nozzle housing cylinder 3 and a first combustion cylinder body 14 connected to the first flange portion 13. The airflow swirler 15 and the first combustion cylinder main body are provided with a plurality of air holes 12a, and the second combustion cylinder 6b is connected to the second flange 23 connected to the first combustion cylinder main body 14 and to the second flange 23. The second flange portion 23 is provided with a second airflow swirler 25, and the second combustion tube body 24 is provided with a plurality of air holes 12b. The first combustion cylinder and the second combustion cylinder are coaxial cylinders.
The first airflow swirler 15 has a plurality of circumferentially arranged outlets (blowout holes) 17, and the second airflow swirler 25 has a plurality of circumferentially arranged outlets (blowout holes) 27. Having.
[0018]
The outlet 27 of the second airflow swirler 25 is formed by forming a long hole 28 in the second flange portion 23 in the radial direction and then bending a part of the second flange portion 23 by press working to correspond to a swirl blade. It is manufactured by forming the curved portion 26 that is formed. Here, the opening of the fine holes 28 is for making it difficult for burrs to appear during processing. Note that the outlet 27 is preferably formed by cutting and raising or press working from the viewpoint of easy processing.
Further, behind the outlet 27, an annular swirling air adjusting plate 30 is arranged such that the front surface (lower surface) of the swirling air adjusting plate is in close contact with the rear surface (upper surface) of the second flange portion 23 of the second combustion cylinder 6b. Installed. A swirling air adjusting plate air hole 31 is formed in the swirling air adjusting plate 30 in accordance with the position of the outlet 27 of the second airflow swirler by punching or boring. The air is supplied to the outlet 27 through the port. As shown in FIG. 3, the airflow blown into the second combustion cylinder 6b from the outlet 27 substantially follows the front surface of the second flange portion 23. Since the size of the swirling air adjusting plate air hole 31 is sufficiently smaller than the outlet 27, the amount of air flowing from the second airflow swirler 25 is mainly determined by the size of the swirling air adjusting plate air hole 31. Therefore, the size of the swirling air adjusting plate air hole 31 is determined in consideration of the amount of air flowing from the second airflow swirler 25.
[0019]
As shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, a disk having a circular hole at the center thereof is located downstream (upward in FIGS. 4 and 5) of the plurality of outlets 27 of the second airflow swirler 25. A baffle plate (baffle member) 20 having a shape is provided coaxially with the first combustion cylinder and the second combustion cylinder. The baffle plate 20 is spot-welded to the inner peripheral surface 29 of the second combustion cylinder main body 24. The baffle plate 20, the second flange portion 23, and the inner wall of the second combustion cylinder main body 24 are surrounded on three sides to form an annular flow path 38 along the second flange portion 23.
The air flowing into the second combustion cylinder from each of the outlets 27 is blown out in a substantially tangential direction from the outlet 27, and then collides with the peripheral wall surface of the second combustion cylinder main body 24 and changes direction. Since the baffle plate 20 exists in the downstream direction, the baffle plate 20 turns while flowing along the annular flow path 38 and changes its direction toward the center to flow. Therefore, the fuel and the unburned gas are violently mixed in a turbulent state while being pushed toward the center. As a result, an oxygen-deficient region is unlikely to be formed in a portion where the soot has been generated conventionally, soot generation is suppressed, and soot adhesion to the step portion and the second combustion cylinder main body is suppressed.
Further, in the burner of the present embodiment, since the mixture of the air and the fuel becomes good, the fuel easily burns completely and the generation of CO is suppressed.
Further, in the burner of the present embodiment, since the action of stirring the air and gas in the second combustion cylinder is large, a local high-temperature region is hardly formed, and NOxIs also suppressed.
[0020]
The swirling air adjusting plate 30 is attached such that the swirling air adjusting plate air holes 31 do not overlap the small holes 28 as shown in FIG. This is because, if the swirling air adjusting plate air hole 31 overlaps the fine hole 28 as shown in FIG. 5B, the airflow blows in the axial direction of the second combustion cylinder 6 b without following the front surface of the second flange portion 23. In other words, an air-deficient region is formed along the front surface of the second flange portion 23, which causes soot.
In addition, when the small holes 28 are opened in the second flange portion 23, if there is a gap S between the front surface of the swirling air adjustment plate 30 and the rear surface of the second flange portion 23 as shown in FIG. The axial component of the second combustion cylinder 6b is generated in the air flowing through the port 27, which is not preferable.
On the other hand, as shown in FIG. 5D, in the case where the outlet 27 is manufactured by making a simple cut without forming the small hole 28 in the second flange portion 23 and then bending a part of the second flange portion 23. There may be a gap S between the front surface of the swirling air adjustment plate 30 and the rear surface of the second flange portion 23.
[0021]
In the burner of the present embodiment, the swirling air adjusting plate 30 has bent portions 30a and 30b at the inner peripheral end and the outer peripheral end. The inner surface of the bent portion 30a at the inner peripheral end is fitted with the outer surface of the small-diameter first combustion cylinder 6a, and the inner surface of the bent portion 30b at the outer peripheral end is fitted with the outer surface of the large-diameter second combustion tube 6b. are doing.
With this configuration, the sealing performance of the joint surface between the combustion cylinder 6 and the swirling air adjustment plate 30 is improved. Furthermore, the strength is improved by the presence of the bent portions 30a and 30b, and the swirling air adjustment plate 30 is less likely to be thermally deformed even when the temperature of the combustion tube 6 becomes high.
[0022]
As a modification of the first embodiment, instead of providing the swirling air adjusting plate 30 as described above, as shown in FIGS. 6A to 6C, the first combustion cylinder 6a is expanded in diameter downward. It has a flange portion 41 and an enlarged diameter cylinder portion 42, the front surface of the enlarged diameter flange portion 41 overlaps the rear surface of the second flange portion of the second combustion cylinder 6b, and the inner surface of the enlarged diameter cylinder portion 42 is the second combustion cylinder 6b. The enlarged diameter flange portion 41 is formed so as to fit with the outer surface of the blower, and the enlarged diameter flange portion 41 is formed with an enlarged diameter flange air hole 43 by punching in accordance with the position of the outlet 27 of the second airflow swirler 25. An embodiment in which air is supplied to the outlet 27 via the enlarged-diameter flange air hole 43 may be adopted. This corresponds to an embodiment in which the swirling air adjustment plate 30 is integrated with the first combustion cylinder 6a.
Also in this embodiment, while the second airflow swirler 25 is manufactured by a simple method, the amount of swirling air by the second airflow swirler 25 can be determined by the punching hole 43 with high processing accuracy. Of the second airflow swirler 25 is stabilized, and the flame holding state and the combustion state of the second airflow swirler 25 are stabilized. As a result, the occurrence of soot is suppressed.
[0023]
As another modified example of the first embodiment, the second airflow swirler 25 may be provided without providing the one corresponding to the swirling air adjustment plate 30.
[0024]
As another modified example of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the blowing direction from the outlet 27 of the second airflow swirler 25 is slightly inside the tangent direction of the circle in which the outlets 27 are arranged. (The direction of the center of the combustion cylinder 6). In this embodiment, the air is more appropriately supplied to the center side of the second combustion cylinder 6b, and the generation of soot and CO is further suppressed. The inclination angle lock between the direction of the blow-out from the outlet 27 and the tangential direction of the circle is desirably about 10 · to 45 ·, and most preferably about 25 · to 35 ·.
[0025]
8 and 9 show a second embodiment of the burner according to the present invention. This burner has almost the same shape as the burner of the second embodiment, but does not have the second airflow swirler 25, and the second flange portion 23 has only a plurality of small hole-shaped outlets 37 around the circumference. It is arranged in a shape. Further, the swirling air adjusting plate 30 is not provided. Since the shape and structure of other parts are the same as those of the first embodiment, they are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment.
[0026]
Also in the second embodiment, a disc-shaped baffle plate (baffle member) 20 having a circular hole at the center is provided downstream of the plurality of outlets 37 (upward in FIGS. 8 and 9). It is provided coaxially with the combustion cylinder and the second combustion cylinder by spot welding to the inner peripheral surface 29 of the second combustion cylinder main body 24.
As shown by arrows in FIG. 8, the air flowing into the second combustion cylinder from each of the outlets 37 is blown out from the outlet 37 substantially in the downstream direction, and then collides with the baffle plate 20 and changes direction. , It turns to the center and flows. That is, in this embodiment, unlike the first embodiment, the air flowing into the second combustion cylinder from the outlet 37 is directed toward the center without applying a swirling action.
Also in this embodiment, the fuel and unburned gas are mixed in a turbulent state while being pushed in the center direction, so that a region where oxygen is insufficient is hardly generated in a portion where conventional soot is generated, soot generation is suppressed, Adhesion of soot to the step portion and the second combustion cylinder main body is suppressed.
Further, since the mixing of the air and the fuel becomes good, the generation of CO is suppressed.
Furthermore, it is difficult to form a local high-temperature region, and NOxIs also suppressed.
[0027]
In the second embodiment, since the swirling action is not applied to the air flowing into the second combustion cylinder, the flame holding effect may be smaller than in the first embodiment, but the manufacture is simple.
[0028]
In both the first and second embodiments, if the diameter of the baffle plate is 1.0 to 1.1 times the inner diameter of the first combustion cylinder, soot, CO, NOxThe effect of suppressing the occurrence of odor is great. If the diameter of the circular hole is smaller than 1.0 times the inner diameter, the flow of the fuel-containing gas from the first combustion cylinder to the second combustion cylinder will be hindered. On the other hand, if the diameter of the circular hole is larger than 1.1 times the inner diameter, the effect of changing the direction of the air flow from the outlet 27 tends to be insufficient.
If the baffle is provided at a position 5 to 15 mm away from the inner surface of the second flange portion, soot, CO, NOxThe effect of suppressing the occurrence of odor is great. When the distance between the baffle plate and the inner surface of the second flange portion is smaller than 5 mm, the blowing of air from the outlet 27 is obstructed, the oxygen supply is insufficient, and the amount of soot and CO generated may increase. is there. On the other hand, when the distance between the baffle plate and the inner surface of the second flange portion is larger than 15 mm, the flow velocity toward the center does not become sufficiently large, and thus the stirring and mixing become insufficient and the above-mentioned effects are not sufficiently exhibited. There is a risk.
If the diameter of the baffle plate is 1.0 to 1.1 times the inner diameter of the first combustion cylinder and the baffle plate is provided at a position 5 to 15 mm away from the inner surface of the second flange portion, soot, CO , NOxThe effect of suppressing the generation of phenomena becomes extremely large.
[0029]
In both the first and second embodiments, the outlets 27 and 37 may be provided at a position closer to the inner periphery than the center of the inner and outer periphery of the second flange portion 23. In this embodiment, a region with insufficient air hardly occurs inside the second combustion cylinder 6b, and the generation of soot and CO is further suppressed.
[0030]
Various other variants of the burner according to the invention are conceivable.
For example, the shape of the outlets 27 and 37 may be a nozzle shape.
The shape of the obstruction member is not limited to a disk shape having a circular hole, and may not be a plate shape as long as the airflow from the outlet can be directed toward the center of the second combustion cylinder main body. In addition, the number of the baffle members may not be one (one) but may be divided into a plurality, and one baffle member may be provided for each outlet. The attachment position of the obstruction member may be the second flange portion 23 instead of the inner peripheral surface 29 of the second combustion cylinder main body 24.
The shape of the combustion tube is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a rectangular tube shape.
[0031]
【The invention's effect】
In the burner of the present invention, the generation of soot is suppressed, and the adhesion of soot to the step portion and the second combustion cylinder main body is suppressed. Further, the fuel easily burns completely, and generation of CO is suppressed. Furthermore, it is difficult to form a local high-temperature region, and NOxIs also suppressed.
Therefore, soot, CO, and / or NOXA variable combustion amount burner in which the flame is shortened while suppressing the generation of the flame is provided.
In particular, the claims1In the burner described in (1), the effect of stirring the air and gas in the second combustion cylinder is large, so that the flame is shortened, and the size of the combustion chamber up to the heat exchanger in front of the combustion cylinder can be reduced.
[0032]
Claims2In the invention described in (1), the mounting position of the obstruction member is appropriate, soot, CO, NOxThe effect of suppressing the occurrence of odor is particularly large.
[0033]
Further claims3According to the burner described in (1), since the outlet is also provided in the first flange portion, agitation of fuel and air is further promoted, flame shortening is promoted, and up to the heat exchanger in front of the combustion cylinder. Combustion chamber can be further miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a main part of a burner according to a first embodiment of the present invention, as viewed obliquely from below, and shows an inflow state of air.
FIG. 2 is a partially broken elevation view showing the entire burner.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the burner.
FIG. 4 is a partial perspective view of the burner.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an inflow state of air.
FIG. 6 is a partially broken elevation view of a main part of a burner showing a modification of the embodiment.
FIG. 7 is a bottom view of a main part of a burner showing a modification of the embodiment.
FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of a main part of a burner according to a second embodiment of the present invention, as viewed obliquely from below, and shows an inflow state of air.
FIG. 9 is a partial perspective view of the burner.
FIG. 10 is a partially broken elevation view of a main part of a conventional burner.
FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of a main part of a conventional burner as viewed obliquely from below, and shows an inflow state of air.
[Explanation of symbols]
1 blower
2 air case
3 Nozzle storage tube
6 combustion cylinder
7 nozzle
8 Spark plug
10,11,12a, 12b Air vent
13 First flange
14 First combustion cylinder body
15 First airflow swirler
16 swirl vanes
20 Baffles
23 Second flange
24 Second combustion cylinder body
25 Second airflow swirler
26 Bending part
27,37 outlet
28 pores
29 Inner circumference
