JP4933320B2 - バーナ装置、及び同バーナ装置を備えた加熱装置 - Google Patents
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
そして、これらの方法をバーナで実現可能とした、所謂「低NOx型バーナ」として、例えば、急速燃焼型、二段燃焼型、濃淡燃焼型、火炎分割型(例えば、特許文献1を参照)、自己再循環型、予混合型などが提案されている。
本発明は、比較的簡単な構造で分割火炎を形成し、有効なNOxの低減が図れるバーナ装置を提供することを目的としている。
また、上述してきた構成を全て組み合わせ、燃焼筒内に、第1内筒と第2内筒とを同心円状に形成して、前記燃焼筒の内側面から中心方向にかけて環状の1次空気流路とガス流路と2次空気流路とを区画形成し、前記燃焼筒と前記第1内筒との間に形成される前記1次空気流路に、周縁に所定間隔をあけて複数の切欠部を周方向に形成したリヤプレートを配設し、1次空気を当該リヤプレートの切欠部を介して分割して噴出させる一方、前記第1内筒の中途に前記燃焼筒内に向けて1次ガスを放射状に噴出させる複数の1次ガス噴出孔を形成し、この1次ガスと前記1次空気とを混合して分割火炎を形成可能とし、さらに、前記2次空気流路の終端に、前記2次空気の噴出方向を前記1次空気の噴出方向に対して直角方向に規制するフロントプレートを配設し、しかも、前記第1内筒における前記燃焼筒の終端よりも先方位置に、2次ガスを放射状に噴出させる複数の2次ガス噴出孔を形成して、前記分割火炎を放射状に広がらせて薄膜状に形成可能なバーナ装置とすることができる。
これは、熱媒水を収容する缶体内に、前記熱媒水が充ちる水管群を立設した燃焼室を形成し、この燃焼室に臨むように前記缶体の一側に前述した構成のバーナ装置、すなわち少なくとも1次空気流路に、周縁に所定間隔をあけて複数の切欠部を周方向に形成したリヤプレートを配設して、1次空気を当該リヤプレートの切欠部を介して分割して噴出可能としたバーナ装置を配設する一方、他側に前記燃焼室と連通する煙道を配設し、前記バーナにより、前記水管を介して前記熱媒水を加熱可能とした加熱装置とするのである。
このとき、前記水管群を、バーナ装置に対向する位置に複数の水管を列状に配置した第1の水管群と、前記煙管に対向する位置に複数の水管を密集配置した第2の水管群とから構成し、前記第1の水管群の各水管同士をバッフルフィンで連結して下方開口の燃焼室バッフルを形成する一方、前記バーナ装置の燃焼口を前記燃焼室の上部に配置して、前記バーナ装置の火炎を前記燃焼室バッフルに一旦衝突させた後に当該燃焼室バッフルの下方開口から前記第2の水管群へ流入させるようにしている。かかる加熱装置によれば、大幅にNOxの低減が図れ、環境改善に寄与することができる。
すなわち、バッフルフィンを横断面視で直線的ではなく略V字形とすることで熱応力の除去が可能になるとともに、予め、バッフルフィンを水管に溶接などで取付けた後に燃焼室に配設することができることから、燃焼室バッフルの製作が極めて容易となる。
すなわち、バーナからの火炎は燃焼室で略S字を描くようにして燃焼室バッフルの下方開口から第2水管群に流入するが、どうしても未燃焼ガスが発生する場合があり、かかる未燃焼ガスを、このスペースにおいて再燃焼させることによりCOの発生を抑制することが可能となる。
すなわち、密集配置する各水管の上下端部を、例えば天板及び底板に連結する場合、各水管の上下端部を絞ることで、燃焼室内における水管同士の間隙を狭くすることができるため、単位面積当たりでより多くの水管を配設することが可能となる。したがってよりコンパクトな構成としながら、多数の水管を配設することが可能となる。なお、第2水管群の水管を密集配置する場合、水管は、例えば千鳥状に多列配置するとよい。
図1は本実施形態に係る温水発生機の縦断面視による説明図、図2は同温水発生機の一部平面断面視による説明図、図3は温水発生機の一部切欠側面図、図4は本実施形態に係るバーナー装置の一部断面視による説明図、図5は同バーナ装置の正面図、図6はリヤプレートの説明図、図7は図4のI−I線における端面図、図8は図4のII−II線における端面図、図9はフロントプレートの説明図である。
そして、バーナ本体60の内部には、ガス供給管65と連通連結する連結筒66を突設した基端部10aを前記ウインドボックス63内に位置させるとともに、先端部10bを前記燃焼筒64よりも前方側に突出させた気体流路形成筒10を備えている。
このリヤプレート16は、図6に示すように、中央に前記気体流路形成筒10と嵌合するための嵌合孔16bを形成したドーナツ状の板体であり、外周縁に、所定間隔をあけて複数の切欠部16aを周方向に形成している。したがって、1次空気流路A1を流れる1次空気は、これら複数の切欠部16aを介して分割されて噴出させられることになる。
各1次ガス噴出孔17からは、前記リヤプレート16から分割して流出する1次空気と対応するように1次ガスが噴出して互いに混合され、その結果として分割火炎を形成することが可能となっている。
かかる2次ガスの放射状への噴出により、前記分割火炎を放射状に広がらせて薄膜状に形成することが可能となる。
すなわち、燃焼室バッフル42は、複数の第1水管40と複数のバッフルフィン41とで構成されており、図1、図3及び図11に示すように、第1水管40の高さ寸法に対し、略2/3の長さを有するバッフルフィン41で、隣接する第1水管40,40間の上部略2/3を溶接により予め連接しておくことで、下方に櫛状の開口部43が形成された燃焼室バッフル42が形成される。
すなわち、バッフルフィン41を横断面視で直線的ではなく略V字形とすることで熱応力の除去が可能になり、第1水管40に精度良く溶接することができ、燃焼室バッフル42の製作が極めて容易となるとともに、火炎に対する耐性も向上する。
これは、鈍角にすることで、V字の先鋭部と第1水管40との距離が長くならないようにして、V字の先鋭部が過剰に温度上昇することを防止して所望の耐性を維持するためである。また、V字の形状を鋭角にするよりもバッフルフィン41を形成する材料の節減が図れる。
また、本実施形態では、V字の先鋭部を第2の水管群5側に向けることで、バーナ本体60と燃焼室バッフル42との間に所定距離を確保して燃焼性能を良好に維持しながら缶体1のコンパクト化も実現可能としている。
A2 第2空気流路
G ガス流路
1 缶体
3 燃焼室
4 第1の水管群
5 第2の水管群
6 バーナ装置
7 煙道
11 第1内筒
12 第2内筒
15 フロントプレート
16 リヤプレート
16a 切欠部
17 第1ガス噴出孔
18 第2ガス噴出孔
40 第1水管
41 バッフルフィン
43 開口部
50 第2水管
60 バーナ本体
61 燃焼口
64 燃焼筒
Claims (4)
- 燃焼筒内に、第1内筒と第2内筒とを同心円状に形成して、前記燃焼筒の内側面から中心方向にかけて環状の1次空気流路とガス流路と2次空気流路とを区画形成し、前記燃焼筒と前記第1内筒との間に形成される前記1次空気流路に、周縁に所定間隔をあけて複数の切欠部を周方向に形成したリヤプレートを配設して、1次空気を当該リヤプレートの切欠部を介して分割して噴出させてガスと混合することにより、分割火炎を形成可能としたバーナ装置において、
前記第1内筒の中途に前記燃焼筒内に向けて1次ガスを放射状に噴出させる複数の1次ガス噴出孔を形成し、この1次ガスと前記1次空気とを混合し、
前記2次空気流路の終端に、2次空気の噴出方向を前記1次空気の噴出方向に対して直角方向に規制するフロントプレートを配設するとともに、前記第1内筒における前記燃焼筒の先端よりも先方位置に、2次ガスを放射状に噴出させる複数の2次ガス噴出孔を形成して、前記分割火炎を放射状に広がらせて薄膜状に形成可能としたことを特徴とするバーナ装置。 - 前記1次空気と前記2次空気との割合を、7:3〜5:5としたことを特徴とする請求項1記載のバーナ装置。
- 燃焼筒内に、第1内筒と第2内筒とを同心円状に形成して、前記燃焼筒の内側面から中心方向にかけて環状の1次空気流路とガス流路と2次空気流路とを区画形成し、前記燃焼筒と前記第1内筒との間に形成される前記1次空気流路に、周縁に所定間隔をあけて複数の切欠部を周方向に形成したリヤプレートを配設し、1次空気を当該リヤプレートの切欠部を介して分割して噴出させる一方、前記第1内筒の中途に前記燃焼筒内に向けて1次ガスを放射状に噴出させる複数の1次ガス噴出孔を形成し、この1次ガスと前記1次空気とを混合して分割火炎を形成可能とし、さらに、前記2次空気流路の終端に、前記2次空気の噴出方向を前記1次空気の噴出方向に対して直角方向に規制するフロントプレートを配設し、しかも、前記第1内筒における前記燃焼筒の終端よりも先方位置に、2次ガスを放射状に噴出させる複数の2次ガス噴出孔を形成して、前記分割火炎を放射状に広がらせて薄膜状に形成可能としたことを特徴とするバーナ装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のバーナ装置を備えた加熱装置であって、
熱媒水を収容する缶体内に、前記熱媒水が充ちる水管群を立設した燃焼室を形成し、この燃焼室に臨むように前記缶体の一側に前記バーナ装置を配設する一方、他側に前記燃焼室と連通する煙道を配設し、
前記水管群を、
前記バーナ装置に対向する位置に複数の水管を列状に配置した第1の水管群と、前記煙管に対向する位置に複数の水管を密集配置した第2の水管群とから構成し、
前記第1の水管群の各水管同士をバッフルフィンで連結して下方開口の燃焼室バッフルを形成する一方、前記バーナ装置の燃焼口を前記燃焼室の上部に配置して、前記バーナ装置の火炎を前記燃焼室バッフルに一旦衝突させた後に当該燃焼室バッフルの下方開口から前記第2の水管群へ流入させ、前記水管群を介して前記熱媒水を加熱することを特徴とする加熱装置。
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