JP3677853B2 - Burner equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用燃焼機器に適した低NOx化技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、図4の特公昭62−39329号公報のように、ブンゼンバーナ11の上面に部分的に開口する一次炎孔12を有し、二次炎孔14を設けた一次燃焼室13にて覆った構成であった。この構成により最大燃焼時の火炎は、一次炎孔12上に一次炎15が、二次炎孔14上に二次炎16が形成される。また最小燃焼時は一次炎孔12上の一次炎15の直ぐ外側で、二次炎孔14での前記二次炎16の形成することなく一次燃焼室13壁内に二次炎16aが形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの種の二段燃焼バーナにおいて、通常一次炎孔12及び二次炎孔14の負荷は最大燃焼量に適した値で設計される。このため最大燃焼量では各炎孔12、14での保炎による完全な2段燃焼が形成できる。
【0004】
一方燃焼量を絞ると二次炎孔14上の負荷が低くなりすぎるために、二次炎16が二次炎孔14上で形成されにくく、2段燃焼にならず、一次炎孔12上で一次炎15の外に二次炎16aが一体的にできる通常の予混合火炎となり排気ガス中のNOx濃度は増加する。
【0005】
即ち、燃焼量が減ると二段燃焼が行われず、低NOx燃焼が実現できなくなるという課題があった。また雰囲気中の酸素濃度が低下した条件では一次炎15がリフトしやすくなるという課題もあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のバーナ装置は上面に一次炎孔を備えたブンゼンバーナと前記一次炎甲の周囲を略気密に囲む箱状の第1の燃焼室と、さらにこの外側に前記第1の燃焼室の底部を共用する第2の燃焼室を備え、前記第2の燃焼室の上部には前記ブンゼンバーナの最大燃焼時の火炎形状に対応させた第2の二次炎孔と、前記第1の燃焼室の上部には前記ブンゼンバーナの最大燃焼時の炎炎形状に対応させた第1の二次炎孔を備えたものである。
【0007】
上記発明によれば最大燃焼時は二次炎は二次炎孔上に形成され二段燃焼となる。また最小燃焼時は二次炎は第1の燃焼室炎孔上に形成され、二次炎の一は移動してもやはり二段燃焼となる。そして第1の燃焼室内の一次炎は第1の燃焼室壁からの熱輻射で一次炎の温度を上げて安定した二段燃焼が実現でき、全燃焼範囲において良好な低NOx燃焼が可能となる。
【0008】
また第1の燃焼室の底部を一次炎孔近傍に設けることにより、ブンゼンバーナ1が加熱されブンゼンバーナ1内の燃料ガスが膨張して一次炎孔よりのガスの噴出スピードは上昇する。この一次炎孔よりの噴出スピードの上昇により、ブンゼンバーナの空気の吸い込み度合が増すため、一次空気面積の低減が図れ、最大燃焼時の空気過剰を抑えて燃焼性能をより向上できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は上面に一次炎孔を備えたブンゼンバーナと前記一次炎孔の周囲を略気密に囲む箱状の第1の燃焼室と、さらにこの外側に前記第1の燃焼室の底部を共用する第2の燃焼室を備え、前記第2の燃焼室の上部には前記ブンゼンバーナの最大燃焼時の火炎形状に対応させた第2の二次炎孔と、前記第1の燃焼室の上部には前記ブンゼンバーナの最小燃焼時の炎炎形状に対応させた第1の二次炎孔を備えたものである。
【0010】
そして最大燃焼時は二次炎は二次炎孔上に形成され二段燃焼となる。また最小燃焼時は二次炎は第1の燃焼室炎孔上に形成され、二次炎の位置は移動してもやはり二段燃焼となる。そして第1の燃焼室内の一次炎は第2の燃焼室壁からの熱輻射で一次炎の温度を上げて安定した二段燃焼が実現でき、全燃焼範囲において良好な低NOx燃焼が可能となる。
【0011】
また第1の燃焼室の底部を一次炎孔近傍に設けることにより、ブンゼンバーナが加熱されブンゼンバーナ内の燃料ガスが膨張して一次炎孔よりのガスの噴出スピードは上昇する。この一次炎孔よりの噴出スピードの上昇により、ブンゼンバーナの空気の吸い込み度合が増すため、一次空気面積の低減が図れ、最大燃焼時の空気過剰を抑えて燃焼性能をより向上できる。
【0012】
また第1の燃焼室の底部を貫通する補助空気孔を備えたものである。
そして低酸素濃度状態及び一次空気量不足状態では、一次炎が燃焼量に関係なくリフトしやすいため、燃焼室壁に外気と連通する補助空気孔を設けることにより、低酸素濃度状態及び一次空気量の不足時は、補助空気孔より燃焼用空気を取り入れて一次炎の安定化が図れる。
【0013】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図3は本発明に用いた実施例の温風暖房器の構成図であり、バーナ1は一次炎孔2を有し、一次炎孔2はバーナ1上面もしくは側面にもある。一次炎孔2の形状はスリットを長くしたもの、あるいは丸孔である構成でもよい。また一次炎孔2の開口を金網にて覆う構成としてもよい。
【0014】
第1の燃焼室3はバーナ1の上部を略気密に収納する。第2の燃焼室4は燃焼ガイド6、7、8よりなる燃焼室ユニット24にて覆われている。燃焼時はモータの駆動にて羽根10が回転し、バーナ1からの高温の排気と空気が混合されて温風となり、羽根10の吸引力にて羽根ガイド17に沿って流れる。
【0015】
燃焼ガイド18は加熱された熱気の通路ガイドであり、燃焼室ユニット24は外箱25で覆われており、羽根ガイド17に沿って流れてきた温風は外箱25に備えられた温風吹出口26より吹き出される。
【0016】
次に第2の燃焼室4と第1の燃焼室3とバーナ1の構成について図1、図2、図3を基に説明する。第1の燃焼室3は上面に第1の二次炎孔5を備えており、バーナ1の一次炎孔2の近傍部29(破線で囲った箇所)を覆うようにほぼ気密に構成されている。第1の燃焼室3の下部の燃焼室固定部28はバーナ1の一次炎孔2の近傍部29に一次孔2を覆わないように、かつバーナ1に密着固定されている。
【0017】
第1の燃焼室3はバーナ1の一次炎19の輻射熱によって加熱されているため、燃焼室固定部28も熱伝導にて加熱昇温されている。また一次炎孔2の近傍部29も一次炎19で直接加熱されている。
【0018】
そして、燃焼室固定部28の熱伝導に加えて近傍部29の加熱は、バーナ1全体に伝熱され、バーナ1全体の温度が上昇することによりバーナ1内の燃料ガスが加熱膨張する。そのためバーナ1の燃料ガスが膨張して比重が軽くなることにより、外部空気との比重差が増えて一次炎孔2からのガスの噴出スピードが上昇する。このガスの噴出スピードの上昇により、バーナ1の一次空気吸込口30からの一次空気量の吸い込み量が増加する。
【0019】
つまり、一次炎孔2から燃料ガスを噴出させる力としてのドラフトが大きくなり、第1の燃焼室3を取付けない場合よりも一次空気吸込口30からの一次空気の吸引量が増加する。一次炎19は全燃焼範囲において形成されるので、このドラフト増大は全ての燃焼状態で期待できる。従って一次空気吸込口30のダンパー等による空気量の調節は締め加減が必要となる。
【0020】
従来から最小燃焼時は空気吸入量の率は、バーナ1内での最大燃焼時に比べて少ない通気抵抗によって増加するため、最大燃焼時の空気過剰率が少し減る設計にて、最小燃焼時の空気過剰気味な状態を充分とは言えないまでも抑えてカバーしていた。しかし第1の燃焼室3を取り付けることにより、前記したドラフトの増大が期待でき、最大燃焼時における低燃焼性能良化のための余分な燃焼性能を敢えて低下させねばならない過剰空気率を減らし、より良好な高燃焼性能が得られる。
【0021】
更に第1の燃焼室3は中間域での燃焼性能も改善できる。つまり第1の燃焼室3は前記最大燃焼時以下にある全ての中間的な燃焼時において、一次炎19の放射熱が第1の燃焼室3を加熱して蓄熱する。
【0022】
そして、この蓄熱した第1の燃焼室3は燃焼室固定部28を介してバーナ1を加熱すると共に、一部の放射熱を反射して一次炎19を昇温する。つまり一次炎19は火炎温度が上昇して火炎形成性能としての保炎性能が強くなり、一次炎19の燃焼性が向上して二次炎12での燃焼完結後の燃焼性能を高めることができる。
【0023】
こうして、第1の燃焼室3を備えることによって、火炎のドラフトが前記バーナ1での通気抵抗を打消し、更に余力によって一次空気吸込口30を従来よりも締め加減にして、全燃焼域で平均化した空気の吸入率を取れる。
【0024】
次に、第1の燃焼室炎孔負荷(第1の燃焼室3での燃焼量の炎孔面積比)は、一次炎孔2の一次炎孔負荷より小さくなっており、二次炎20の二次炎孔負荷(二次炎孔22で燃焼する燃焼量の炎孔面積比)は、前記第1の炎孔負荷22と同等もしくは大きく形成されている。
【0025】
第2の燃焼室4内に設けられた第1の燃焼室3の高さ位置Lについては、バーナ1の最大燃焼量と最小燃焼量と最小燃焼量による燃焼範囲に応じて設定されるがバーナ1の火炎分布は先端部31の火炎が大きく根元部32の火炎は小さくなる傾向にある。従って第1の燃焼室炎孔5及び第2の燃焼室4の第2の二次炎孔20においては、バーナ1の火炎分布に対応させて先端部31の開口より根元部32の開口を火炎分布に対応して小さくしている。
【0026】
上記の様に構成されたバーナ装置での最大燃焼時の場合は一次炎孔2上に一次炎19を、そして第2の二次炎孔20上に二次炎12を形成し完全な二段分離火炎となる。
【0027】
また最小燃焼時は一次炎19は一次炎孔2上に、そして二次炎12aは第1の燃焼室炎孔5上に形成され、ここでも完全な二段分離炎となる。このため燃焼量の全域にて完全二段分離火炎が実現でき常に安定した低NOx燃焼が実現できる。
【0028】
(実施例2)
一方、一次空気不足あるいは雰囲気中の酸素濃度が低下した条件下では一次炎19がリフトしやすくなる。外装箱25の後方に備えたフィルター付空気取入口31が長時間の使用によってホコリ詰まりしてくると、ファン10による吸入空気量が低下して、バーナ入口30からバーナ1への吸入できる燃焼用空気量も低下する。
【0029】
この様にして一次空気不足が発生すると、燃焼用の酸素不足で第2二次炎孔20に到達した未然の混合気体は、燃焼用空気を求めて第2の二次炎孔20から周囲に散らばり早く燃焼を完結しようとする。いわゆるリフト現象が発生してくる。
【0030】
また密閉した室内での長時間燃焼によって室外の新鮮な空気との拡散による酸素供給のない使用例では、空気中の酸素濃度が下がることになる。この様な時も上述の空気不足と類似して燃焼はリフト気味になって行き、COガスやNOx等の有害ガスの発生が増える。
【0031】
上記の様な場合は、第1の燃焼室3の補助空気孔27が外気と連通しているため、一次炎19の燃焼が不安定化使用としても燃焼用空気の流入が図れる。補助空気孔27は正常時には二次炎12に対する若干の一次空気供給と、二次炎12aに対しては若干の二次空気供給の作用を持っている。
【0032】
そして上述のような酸素供給量が不足する場合では、緊急用空気供給孔として作用して或る限度の低酸素濃度になるまで燃焼性能の悪化度合を緩和できる。つまり正常時は全くその作用を期待する必要がない程度に作用するが、低酸素濃度のときに作用が期待できるような開口面積で済ますことができ、また正常時の作用をもっと積極的に持たせても良い。
【0033】
【発明の効果】
以上のように本発明のバーナ装置によれば、次の効果が得られる。
【0034】
請求項1では、ブンゼンバーナを炎孔を有する燃焼室で覆い、さらに前記バーナ本体の一次炎孔を有する第1の燃焼室にて覆うことにより最小燃焼時から最大燃焼時に及ぶ全燃焼域において燃料ガスと燃焼用一次空気との混合比率を均一化でき、2段燃焼を可能にして低NOx化が期待できる。
【0035】
請求項2では、外気と連通している燃焼室壁に補助空気孔を設けることにより、一次空気不足時及び雰囲気中の酸素濃度低下等に対して燃焼用の補助空気の流入が図れ火炎を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるバーナ装置の断面図
【図2】(a)同バーナ装置の外観図
(b)同第2の燃焼室の上面図
(c)同第1の燃焼室の上面図
(d)同バーナ装置の断面図
【図3】本発明の実施例のバーナ装置を使用した温風暖房機の構成図
【図4】従来装置の縦断面図
【符号の説明】
1 バーナ
2 一次炎孔
3 第1の燃焼室
4 第2の燃焼室
5 第1二次炎孔
12 二次炎
19 一次炎
20 第2の二次炎孔
27 補助空気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a NOx reduction technology suitable for household combustion equipment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of apparatus has a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this type of two-stage combustion burner, the loads of the
[0004]
On the other hand, if the amount of combustion is reduced, the load on the
[0005]
That is, when the combustion amount is reduced, there is a problem that the two-stage combustion is not performed and the low NOx combustion cannot be realized. Further, there is a problem that the
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a burner device according to the present invention includes a Bunsen burner having a primary flame hole on the upper surface, a box-shaped first combustion chamber that substantially airtightly surrounds the periphery of the primary flame shell, and an outer side thereof. A second combustion chamber having a second combustion chamber sharing the bottom of the first combustion chamber, and an upper portion of the second combustion chamber corresponding to a flame shape during maximum combustion of the Bunsen burner; The first combustion chamber is provided with a first secondary flame hole corresponding to the flame shape at the time of maximum combustion of the Bunsen burner at the upper part of the first combustion chamber.
[0007]
According to the above invention, at the time of maximum combustion, the secondary flame is formed on the secondary flame hole and becomes two-stage combustion. Further, at the time of the minimum combustion, the secondary flame is formed on the first combustion chamber flame hole, and even if one of the secondary flames moves, the secondary combustion is still performed. The primary flame in the first combustion chamber can achieve stable two-stage combustion by raising the temperature of the primary flame by heat radiation from the wall of the first combustion chamber, and good low NOx combustion can be achieved in the entire combustion range. .
[0008]
Further, by providing the bottom of the first combustion chamber in the vicinity of the primary flame hole, the
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention shares a Bunsen burner having a primary flame hole on the upper surface, a box-shaped first combustion chamber that surrounds the primary flame hole in a substantially airtight manner, and a bottom portion of the first combustion chamber on the outside. A second combustion chamber, a second secondary flame hole corresponding to a flame shape at the time of maximum combustion of the Bunsen burner, and an upper portion of the first combustion chamber. Is provided with a first secondary flame hole corresponding to the flame shape at the time of minimum combustion of the Bunsen burner.
[0010]
At the time of maximum combustion, the secondary flame is formed on the secondary flame hole and becomes two-stage combustion. Further, at the time of the minimum combustion, the secondary flame is formed on the first combustion chamber flame hole, and even if the position of the secondary flame moves, the secondary combustion is still performed. The primary flame in the first combustion chamber can achieve stable two-stage combustion by raising the temperature of the primary flame by the heat radiation from the wall of the second combustion chamber, and good low NOx combustion can be achieved in the entire combustion range. .
[0011]
Also, by providing the bottom of the first combustion chamber in the vicinity of the primary flame hole, the bunsen burner is heated, the fuel gas in the bunsen burner expands, and the gas ejection speed from the primary flame hole increases. The increase in the ejection speed from the primary flame hole increases the degree of air suction of the Bunsen burner, so that the primary air area can be reduced and the combustion performance can be further improved by suppressing excess air during maximum combustion.
[0012]
In addition, an auxiliary air hole penetrating the bottom of the first combustion chamber is provided.
In the low oxygen concentration state and the insufficient primary air amount, the primary flame is easily lifted regardless of the combustion amount. Therefore, by providing auxiliary air holes communicating with the outside air on the combustion chamber wall, the low oxygen concentration state and the primary air amount are provided. When there is a shortage, the primary flame can be stabilized by introducing combustion air from the auxiliary air holes.
[0013]
(Example 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of the hot air heater of the embodiment used in the present invention. The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
Next, the structure of the 2nd combustion chamber 4, the
[0017]
Since the
[0018]
And in addition to the heat conduction of the combustion
[0019]
That is, the draft as a force for ejecting the fuel gas from the
[0020]
Conventionally, the air intake rate at the time of minimum combustion is increased by a smaller ventilation resistance than at the time of maximum combustion in the
[0021]
Further, the
[0022]
The stored
[0023]
Thus, by providing the
[0024]
Next, the first combustion chamber flame hole load (the flame hole area ratio of the combustion amount in the first combustion chamber 3) is smaller than the primary flame hole load of the
[0025]
The height position L of the
[0026]
In the case of maximum combustion in the burner device configured as described above, a
[0027]
Further, at the time of the minimum combustion, the
[0028]
(Example 2)
On the other hand, the
[0029]
When the primary air shortage occurs in this way, the gas mixture that has reached the second
[0030]
Further, in a use example in which oxygen is not supplied by diffusion with fresh air outside the room due to long-term combustion in a sealed room, the oxygen concentration in the air is lowered. In such a case as well, the combustion becomes lifted like the above-mentioned air shortage, and the generation of harmful gases such as CO gas and NOx increases.
[0031]
In such a case, since the
[0032]
In the case where the oxygen supply amount is insufficient as described above, the degree of deterioration of the combustion performance can be alleviated until it acts as an emergency air supply hole and reaches a certain low oxygen concentration. In other words, it works to the extent that it does not have to be expected at all in normal times, but it can be done with an opening area that can be expected to work at low oxygen concentrations, and it has more positive effects at normal times. May be allowed.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the burner device of the present invention, the following effects can be obtained.
[0034]
In
[0035]
In
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a burner device in an embodiment of the present invention. FIG. 2A is an external view of the burner device. FIG. 1B is a top view of the second combustion chamber. Top view (d) Cross-sectional view of the burner device [Fig. 3] Configuration diagram of a hot air heater using the burner device of the embodiment of the present invention [Fig. 4] Vertical cross-sectional view of a conventional device [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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Publications (2)
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JPH09236212A JPH09236212A (en) | 1997-09-09 |
JP3677853B2 true JP3677853B2 (en) | 2005-08-03 |
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Family Applications (1)
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1996
- 1996-03-01 JP JP04450796A patent/JP3677853B2/en not_active Expired - Fee Related
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