JP5625869B2 - Concentration burner - Google Patents
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Description
本発明は、火炎の燃焼安定性を図りつつ低NOx化を確実に図り得る濃淡燃焼式バーナに関する。 The present invention relates to a light and dark combustion burner capable of reliably reducing NOx while achieving flame combustion stability.
従来、低NOx化を図るために空気比が1よりも大の淡混合気を淡炎孔にて燃焼させる一方、燃焼火炎の安定化を図るために空気比が1よりも小の濃混合気を燃焼させる濃炎孔を淡炎孔に隣接させるようにするという濃淡燃焼式バーナが種々提案されている。(例えば特許文献1,2参照)。 Conventionally, a lean mixture having an air ratio larger than 1 is burned in the flare holes in order to reduce NOx, while a concentrated mixture having an air ratio smaller than 1 is used to stabilize the combustion flame. Various types of concentration burners have been proposed in which a concentration flame hole for burning is adjacent to the emission flame hole. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).
ところで、濃炎孔と淡炎孔とに対し濃混合気と淡混合気とに分けて供給する方式として、特許文献1では濃混合気用供給口と、淡混合気用供給口とを個別に設け、濃混合気用供給口から濃炎孔に直接に供給させる一方、淡混合気用供給口から淡炎孔に直接に供給させるようにしており、又、特許文献2では燃料ガス用供給口と、空気用供給口とを個別に設け、濃炎孔及び淡炎孔までのそれぞれに至る供給通路に分岐や長短を設けて混合気の濃淡を調整するようにしている。 By the way, as a method of separately supplying the rich mixture and the light mixture to the rich flame hole and the pale flame hole, in Patent Document 1, the supply port for the rich mixture and the supply port for the light mixture are individually provided. The fuel gas supply port is directly supplied from the rich gas mixture supply port to the rich flame hole, while the light gas mixture supply port is directly supplied to the light flame hole. In addition, the air supply port is provided separately, and the supply passages leading to the rich flame hole and the pale flame hole are respectively provided with branches and lengths to adjust the density of the air-fuel mixture.
しかしながら、一列の淡炎孔の両側に濃炎孔をそれぞれ配置して淡炎孔を単に両側から挟んだだけの濃淡燃焼式バーナであれば、前記の各特許文献で提案されている供給方式で濃混合気と淡混合気を供給し得るものの、さらに淡炎孔の中心線上に延びるように一列の濃炎孔を追加することで短手方向(幅方向)において例えば濃−淡−濃−淡−濃というような配列で濃炎孔と淡炎孔とが交互に並ぶ構成にすると、それぞれの濃炎孔及び淡炎孔に対し濃混合気及び淡混合気を供給させるには供給通路構造の複雑化を招き、その結果、軽量化に反する事態を招いたりすることになる。 However, in the case of a concentration burning burner in which the concentration flame holes are respectively arranged on both sides of the row of emission flame holes and the emission flame holes are simply sandwiched from both sides, the supply method proposed in each of the above patent documents is used. Although a rich mixture and a light mixture can be supplied, by adding a row of dense flame holes so as to extend further on the center line of the pale flame hole, for example in the short direction (width direction), for example, dark-light-dark-light -If the arrangement is such that the dense flame holes and the pale flame holes are alternately arranged in an arrangement such as the rich, the supply passage structure is used to supply the rich mixture and the pale mixture to the respective dense flame holes and the pale flame holes. This may lead to complications and, as a result, a situation that is contrary to weight reduction.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、淡混合気及び濃混合気を簡単な構造でかつ確実に淡炎孔及び濃炎孔に供給し得るようにし、濃炎孔及び淡炎孔を多重に組み合わせたとしても確実にかつ軽量化に反することなく所要の混合気を供給し得る濃淡燃焼式バーナを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to be able to reliably supply a light mixture and a rich mixture to the light flame hole and the rich flame hole with a simple structure. Thus, it is an object of the present invention to provide a light and dark combustion burner that can supply a required air-fuel mixture reliably and without adversely reducing the weight even when multiple deep flame holes and pale flame holes are combined.
上記目的を達成するために、本発明では、中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を両側から挟むように2列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように2列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡燃焼式バーナを対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記1列の中央濃炎孔及び前記2列の外側濃炎孔に対し、1つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成する。前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第1供給通路と、前記2列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第2及び第3の供給通路と、前記濃混合気導入通路とを互いに区画する。前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の一部分を前記濃混合気導入通路内に突出するように配設し、その突出した突出部分に対し前記第1供給通路に連通する連通孔を前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成する一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第2供給通路に連通する連通孔と、前記第3供給通路に連通する連通孔とを前記突出部分の連通孔位置と対応する位置で前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成することとした(請求項1)。 In order to achieve the above object, in the present invention, two rows of pale flame holes are arranged so as to sandwich the central deep flame holes arranged from both sides so as to extend in the longitudinal direction at the central position, and the pale flames on both sides are arranged. The following specific matters were provided for a light and dark combustion burner in which two rows of outer dense flame holes are arranged so as to sandwich the holes from the outside. That is, the rich gas mixture introduced into one rich gas mixture introduction passage is divided and supplied to the one row of central rich flame holes and the two rows of outer rich flame holes. A first supply passage for supplying a rich mixture to the central rich flame hole; a second and a third supply passage for separately supplying a rich mixture to the two rows of outer rich flame holes; and the rich mixing The air introduction passage is partitioned from each other. A part of a forming member for partitioning the first supply passage is disposed so as to protrude into the rich gas mixture introduction passage, and a communication hole communicating with the first supply passage with respect to the protruding portion is provided. A communication hole communicating with the second supply passage with respect to a forming member for defining the dense mixture introduction passage while being formed so as to open toward the rich mixture introduction passage, and the third supply A communication hole communicating with the passage is formed so as to open toward the rich air mixture introduction passage at a position corresponding to the communication hole position of the projecting portion (Claim 1).
本発明の場合、濃炎孔と淡炎孔とが濃−淡−濃−淡−濃の配列順とされた濃淡燃焼式バーナにおいて、1つの濃混合気導入通路から導入された濃混合気を、その濃混合気導入通路内に突出させた突出部分の連通孔を通して中央濃炎孔に、濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し形成された連通孔を通して一対の外側濃炎孔に、それぞれ分流させて個別に供給させ得ることになる。従って、前記の如く濃−淡−濃−淡−濃の配列順としたバーナであっても、各濃炎孔に対し濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させて供給し得るようになる。又、それら連通孔の開口面積の設定等により、各濃炎孔に対する濃混合気の供給を容易に互いに同じ流量,流速や圧力にして実現させて同一空気比の濃混合気を容易に供給させることが可能となる。 In the case of the present invention, in the concentration combustion burner in which the concentration flame holes and the emission flame holes are arranged in the order of concentration-light-dense-light-dense, the rich mixture introduced from one rich mixture introduction passage is used. A pair of outer rich flames through the communication holes formed in the central dense flame hole through the communicating hole of the protruding portion projecting into the rich gas mixture introducing passage and the forming member for partitioning the rich gas mixture introducing passage. The holes can be divided and supplied individually. Therefore, even if the burner is arranged in the order of dark-light-dark-light-dark as described above, the rich air-fuel mixture can be supplied smoothly and reliably with a simple structure to each rich flame hole. become. In addition, by setting the opening area of these communication holes, etc., it is possible to easily supply a rich mixture to each rich flame hole at the same flow rate, flow rate and pressure, and to easily supply a rich mixture with the same air ratio. It becomes possible.
本発明において、前記中央濃炎孔の開口サイズを前記外側濃炎孔のそれよりも小側に、又は、前記中央濃炎孔に供給される濃混合気量を前記外側濃炎孔のそれよりも小側になるように設定することができる(請求項2)。このようにすることにより、前記中央濃炎孔に形成される濃火炎を、前記外側濃炎孔に形成される濃火炎よりも小さくなるようにしたり、表面積を増大させて周囲の空気と接触し易くなるようにしたり、することが容易に可能になって、近傍に二次空気が流れていないことによる燃焼空気不足に陥るおそれを抑制し得ることになる。 In the present invention, the opening size of the central concentrated flame hole is set smaller than that of the outer concentrated flame hole, or the rich air-fuel mixture supplied to the central concentrated flame hole is set smaller than that of the outer concentrated flame hole. Can also be set to be on the small side (claim 2). By doing so, the rich flame formed in the central rich flame hole is made smaller than the rich flame formed in the outer rich flame hole, or the surface area is increased to come into contact with the surrounding air. It becomes easy to do so, and the possibility of falling short of combustion air due to the absence of secondary air in the vicinity can be suppressed.
又、本発明において、前記2列の淡炎孔に対し、1つの淡混合気導入通路に導入された淡混合気が2つの淡混合気供給通路に分流されて個別に供給されるように構成し、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材を、前記淡混合気導入通路の下流側の空間を二分するように介装させることにより、2つの淡混合気供給通路が区画形成されるようにすることができる(請求項3)。このようにすることにより、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材を用いて2つの淡混合気供給通路を区画形成することが可能となり、構造の複雑化や構成部材の増加を招くことなく、2列の淡炎孔に対し個別に淡混合気を供給させ得るようになる。 In the present invention, the light mixture introduced into one light mixture introduction passage is divided into two light mixture supply passages and supplied individually to the two rows of light flame holes. Then, by forming a forming member for partitioning the first supply passage so as to bisect the space downstream of the light mixture introduction passage, two light mixture supply passages are partitioned. (Claim 3). By doing so, it becomes possible to partition and form two light mixture supply passages using the forming member for partitioning the first supply passage, resulting in a complicated structure and an increase in the number of constituent members. Without any problem, the light mixture can be individually supplied to the two rows of the light flame holes.
本発明において、前記濃混合気導入通路よりも下側位置において、前記淡炎孔に対し淡混合気を供給するために燃料ガスと空気とが導入される淡混合気導入通路を備えることとし、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材に、この形成部材から突出して前記淡混合気供給通路内まで張り出して突出するように配置される突出片を備えることとすることもできる(請求項4)。このようにすることにより、淡混合気導入通路に導入される燃料ガスと空気とが前記突出片に衝突したり、流れの向きを変えられたりして、乱流状態になることにより、燃料ガスと空気との混合促進が図られることになる。しかも、このような混合促進を前記形成部材に突出片を備えるだけで実現させ得るようになる。ここで、前記突出片として、前記淡混合気供給通路内において前記燃料ガスの導入流に沿って配設する一方、前記燃料ガスの導入流が衝突する形状変化部を備えるようにすることもできる(請求項5)このように突出片を前記燃料ガスの導入流に沿って配設することで、より小さな通路抵抗として、できるだけ圧力損失を小さくしつつも、前記形状変化部により淡混合気の混合促進をより図り得ることになる。 In the present invention, at a position lower than the rich mixture introduction passage, a light mixture introduction passage into which fuel gas and air are introduced in order to supply the pale mixture to the pale flame hole is provided, The forming member for partitioning the first supply passage may be provided with a protruding piece arranged so as to protrude from the forming member and protrude into the light mixture supply passage. Item 4). By doing so, the fuel gas and air introduced into the lean mixture introduction passage collide with the protruding piece, or the direction of the flow is changed, resulting in a turbulent state. The mixing of air and air is promoted. In addition, such mixing promotion can be realized only by providing the forming member with a protruding piece. Here, the projecting piece may be provided along the introduction flow of the fuel gas in the fresh gas mixture supply passage, and may include a shape changing portion that the introduction flow of the fuel gas collides with. (Claim 5) By disposing the projecting piece along the flow of introduction of the fuel gas in this way, it is possible to reduce the pressure loss as much as possible while reducing the pressure loss as much as possible. It is possible to further promote mixing.
さらに、本発明において、前記淡混合気導入通路を長手方向一側から他側にかけて延ばす一方、前記淡炎孔を前記淡混合気導入通路よりも上側位置において長手方向全長に延びるように配設し、前記淡混合気導入通路の長手方向他側位置の上側を遮蔽するように配設されて淡混合気の流れを長手方向一側領域の淡炎孔に向けて案内する邪魔板を備えこととし、前記邪魔板として、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の端縁を切り起こすことにより形成することができる(請求項6)。このようにすることで、淡炎孔の長手方向にわたり淡混合気をより均一化した状態で噴出させ得るようになる一方、邪魔板を前記形成部材の端縁を切り起こして形成することで、構成部品数の低減化や取り付け作業の省略化等をも図り得るようになる。 Further, in the present invention, the light mixture introduction passage extends from one side in the longitudinal direction to the other side, while the pale flame hole is arranged to extend the entire length in the longitudinal direction at a position above the light mixture introduction passage. The baffle plate is provided so as to shield the upper side of the other side in the longitudinal direction of the light mixture introduction passage and guides the flow of the light mixture toward the light flame hole in the one side region in the longitudinal direction. The baffle plate can be formed by cutting up an edge of a forming member for defining the first supply passage (Claim 6). By doing in this way, while it becomes possible to eject the air-fuel mixture in a more uniform state over the longitudinal direction of the light flame hole, the baffle plate is formed by cutting and raising the edge of the forming member, It is possible to reduce the number of components and to omit the mounting work.
以上、説明したように、本発明の濃淡燃焼式バーナによれば、濃炎孔と淡炎孔とが濃−淡−濃−淡−濃の配列順とされた濃淡燃焼式バーナにおいて、1つの濃混合気導入通路から導入された濃混合気を、その濃混合気導入通路内に突出させた突出部分の連通孔を通して中央濃炎孔に、濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し形成された連通孔を通して一対の外側濃炎孔に、それぞれ分流させて個別に供給させることができるようになる。このため、前記の如く濃−淡−濃−淡−濃の配列順としたバーナであっても、各濃炎孔に対し濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させて供給することができるようになる。又、それら連通孔の開口面積の設定等により、各濃炎孔に対する濃混合気の供給を容易に互いに同じ流量,流速や圧力にして実現させて同一空気比の濃混合気を容易に供給させることもできるようになる。 As described above, according to the lean burn burner of the present invention, in the lean burn burner in which the rich flame holes and the pale flame holes are arranged in the order of dark-light-dark-light-dense, Forming member for partitioning the rich mixture introduction passage into the central rich flame hole through the communicating hole of the projecting portion where the rich mixture introduced from the rich mixture introduction passage projects into the rich mixture introduction passage Can be separately supplied to the pair of outer concentrated flame holes through the communication holes formed. For this reason, even if the burner is arranged in the order of dark-light-dark-light-dense as described above, the rich air-fuel mixture is smoothly and reliably divided and supplied to each of the rich flame holes. Will be able to. In addition, by setting the opening area of these communication holes, etc., it is possible to easily supply a rich mixture to each rich flame hole at the same flow rate, flow rate and pressure, and to easily supply a rich mixture with the same air ratio. You can also do that.
特に、請求項2によれば、中央濃炎孔に形成される濃火炎を、外側濃炎孔に形成される濃火炎よりも小さくなるようにしたり、表面積を増大させて周囲の空気と接触し易くなるようにしたり、することを容易に行うことができ、近傍に二次空気が流れていないことによる燃焼空気不足に陥るおそれを抑制することができるようになる。
In particular, according to
請求項3によれば、第1供給通路を区画形成するための形成部材を用いて2つの淡混合気供給通路を区画形成することができ、構造の複雑化や構成部材の増加を招くことなく、2列の淡炎孔に対し個別に淡混合気を供給させることができるようになる。 According to the third aspect, it is possible to form the two light mixture supply passages by using the forming member for forming the first supply passage, without complicating the structure and increasing the number of constituent members. The light mixture can be individually supplied to the two rows of the light flame holes.
請求項4によれば、第1供給通路を区画形成するための形成部材に突出片を形成することで、この突出片に対し淡混合気導入通路に導入される燃料ガスと空気とが衝突したり、流れの向きを変えられたりして、乱流状態になることにより、燃料ガスと空気との混合促進を図ることができる。しかも、このような混合促進を前記形成部材に突出片を備えるだけで実現させることができる。さらに、請求項5によれば、突出片を前記燃料ガスの導入流に沿って配設することで、より小さな通路抵抗にして、できるだけ圧力損失を小さくしつつも、形状変化部により淡混合気の混合促進をより図ることができるようになる。
According to
請求項6によれば、淡炎孔の長手方向にわたり淡混合気をより均一化した状態で噴出させることができるようになる一方、構成部品数の低減化や取り付け作業の省略化等をも図ることができるようになる。 According to the sixth aspect, the air-fuel mixture can be ejected in a more uniform state over the longitudinal direction of the light flame hole, while at the same time, the number of components is reduced and the mounting operation is omitted. Will be able to.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る濃淡燃焼式バーナ(以下、単に「バーナ」という)を適用した燃焼装置2を示す。この燃焼装置2は、缶体21内において、所定数のバーナ3,3,…を横に隣接させて並べた状態のバーナセットが固定されたものである。缶体21の上部空間は燃焼空間22とされ、下部空間23に送風ファン24からの燃焼用空気が供給される一方、各バーナ3の一側にガスマニホールド25(図1(b)にのみ示す)が配設され、このガスマニホールド25から1つのバーナ3に対し2つのガスノズル26,27が突出されている。一方(下段)のガスノズル26はバーナ3の第1供給口31に向けて、他方(上段)のガスノズル27はバーナ3の第2供給口32に向けて、それぞれ燃料ガスを噴出させ得るようになっている。そして、下部空間23からの空気を各ガスノズル26,27の周囲から送風ファン24の吐出圧により押し込んで、燃料ガス及び空気の双方を第1及び第2供給口31,32に供給し得るようになっている。この際、第1供給口31はかなり大径に設定されて、より多くの空気を押し込むようにされる一方、第2供給口32は比較的小径に設定されて、押し込む空気の量が絞られるようにされている。このようにして、第1供給口31からは供給される燃料ガスに加え1.0よりも大きい所定の空気比となる量の空気が内部に供給される一方、第2供給口32からは同様に供給される燃料ガスに加え1.0よりも小さい所定の空気比となる量の空気が内部に供給されるようになっている。なお、下部空間23とバーナ3,3,…とを仕切るように配設された整流板28(図1(b)参照)には多数の小孔が開けられ、この小孔を通して相隣接するバーナ3,3間に二次空気が供給されるようになっている。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a
バーナ3は、図2に示すように、金属板素材を用いてプレス加工及び折り曲げ加工を経て所定形状に加工された3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6と、一対の炎孔形成部材7,7とを用い、3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6を後述の如く相対向させて順に接合することで形成されたものである。このようなバーナ3は、全体として扁平状に形成されている(図3参照)。図3の左右方向を長手方向(長さ方向)、図3の紙面に直交する方向を短手方向(幅方向)というとすれば、長手方向一側(図3の左側)において下側位置に第1供給口31が開口し、上側位置に第1供給口31よりも小径の第2供給口32が開口され(図4(c)も併せて参照)、上端面に燃焼火炎が形成される炎孔列が長手方向に延びるように形成されている。炎孔列としては、図2又は図4(a),(b)に示すように、短手方向中央位置において狭幅の濃炎孔列33が長手方向全長に延び、この濃炎孔列33の短手方向両側位置のそれぞれにおいて比較的広幅の淡炎孔列34が長手方向全長に延び、両側の淡炎孔列34,34のさらに外側位置においてそれぞれ狭幅の濃炎孔列35が長手方向全長に延びている。そして、淡炎孔列34,34の各淡炎孔341には第1供給口31から供給されて混合された淡混合気が導かれ、この淡混合気により淡火炎が形成され、中心位置の濃炎孔列33の各濃炎孔331と、両外側位置の2列の濃炎孔列35,35の各濃炎孔351とには第2供給口32から供給されて混合された濃混合気が導かれ、この濃混合気により濃火炎が形成されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
このようなバーナ3は、例えば次のようにして形成することができる。すなわち、図5及び図6に示すように、3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6と、一対の炎孔形成部材7,7とを用いて構成する。一対の第3プレート部材6,6(図5参照)を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させることで、内面間に濃混合気の供給通路が形成されて上端面の濃炎孔列33に濃火炎を形成する中央濃バーナ部3aが形成される。次に、この中央濃バーナ3aを間に挟み込んだ状態で短手方向両側から一対の第1プレート部材4,4を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させる。この際、中央濃バーナ3aの長手方向の両端部(前後端部)を、一対の第1プレート部材4,4の長手方向の両端部(前後端部)で挟持させることで、中央濃バーナ3aをバーナ3内に確実に固定することができるようになる。そして、両側の第1プレート部材4と中央濃バーナ3aとの間の2つの上端開口内にそれぞれ淡炎孔形成部材7を介装させる。これにより、中央濃バーナ3aを短手方向両側から囲んで上端面の2列の淡炎孔列34,34に淡火炎を形成する淡バーナ3bを形成する。この淡バーナ3bにおいては、第1供給口31からの淡混合気が第1プレート部材4の内面と中央濃バーナ3aの第3プレート部材6の外面との間に形成される供給通路を通して淡炎孔列34,34の各淡炎孔341に供給されることになる。そして、淡バーナ3bの各第1プレート部材4の外側に第2プレート部材5を被せて両側や下の各縁部を各第1プレート部材4の縁部に接合させることで、各第2プレート部材5の内面と相対向する第1プレート部材4の外面との間に形成される供給通路を通して濃混合気が供給されて外側の濃炎孔列35,35の各濃炎孔351に濃火炎を形成する外側濃バーナ3c(図2参照)が形成される。なお、本実施形態では、互いに別々のプレート部材である各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6を用意し、これらを各一対毎に縁部同士を接合することでバーナ3を形成した場合を例にしてその構造を説明したが、これに限らず、例えば一枚物のプレート部材を折り曲げることでバーナ3を形成するようにしてもよい。又、例えば、第2プレート部材5と第3プレート部材6というように互いに異なる形状・種類のプレート部材の端部同士を互いに連続させて一体物とし、これを折り曲げることによりバーナ3を形成するようにしてもよい。このように、バーナ3の形成方法は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。
Such a
次に、図7〜図10を参照しつつ特徴的な構造部分について説明する。前記の淡バーナ3bの形成により、一側に開口する第1供給口31からの淡混合気が筒部36(図7,図8(a)の点線の矢印を参照)を通して他側に送られ、他側から上側に向きを変え、一対の第1プレート部材4,4間の空間が第3プレート部材6,6によって区画形成(分割)された2つの内部空間37,37(図8(b)及び図9参照)を通して、上端の淡炎孔列34,34まで供給されるようになっている。前記の筒部36と内部空間37,37とにより淡混合気を2列の淡炎孔列34,34に供給する淡混合気供給通路が構成される他、筒部36は第1供給口31から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路(淡混合気導入通路)の役割をも果たすようになっている。前記の第3プレート部材6,6が後述の第1供給通路を区画形成するための形成部材を構成し、この第3プレート部材6,6によって、前記の淡混合気導入通路の下流側が二分(2つに分断)されて2つの淡混合気供給通路(内部空間37,37)が区画形成されるようになっている。
Next, characteristic structural portions will be described with reference to FIGS. Due to the formation of the
又、第2供給口32からの濃混合気は、筒部38(図7,図8(a)参照)を通して奥方の閉塞端まで導かれた後、この筒部38の閉塞端位置から中央濃バーナ3a及び外側濃バーナ3cの双方に供給されるようになっている。すなわち、筒部38の閉塞端位置には、中央濃バーナ3aの下端部60(図8(a)及び図10参照)が上から差し込まれて筒部38内に突出され、この下端部60により筒部38内が短手方向に略二分されるようになっている。そして、この下端部60を構成する一対の第3プレート部材6,6のそれぞれに連通孔61,61が形成され、この各連通孔61により筒部38内と中央濃バーナ3aの内部空間62とが連通されており、筒部38内の濃混合気が各連通孔61及び内部空間62を通して濃炎孔列33に供給されるようになっている。一方、筒部38を構成する一対の第1プレート部材4,4の双方に連通孔41,41,…が形成されており、一側(図10の右側)の第1プレート部材の各連通孔41により筒部38内が一側の第1プレート部材4と同じ側の第2プレート部材5との間の内部空間51と連通され、他側(図10の左側)の第1プレート部材4の各連通孔41により筒部38内が他側の第1プレート部材4と同じ側の第2プレート部材5との間の内部空間52と連通されている。これにより、筒部38内の濃混合気が一側の各連通孔41及び内部空間51を通して一側の濃炎孔列35に供給される一方、筒部38内の濃混合気が他側の各連通孔41及び内部空間52を通して他側の濃炎孔列35に供給されるようになっている。なお、前記の内部空間51,52,62は筒部38と共に濃混合気の供給通路を構成する他、前記の筒部38は第2供給口32から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路(濃混合気導入通路)の役割をも果たすようになっている。つまり内部空間51が第2供給通路を構成し、内部空間52が第3供給通路を構成し、内部空間62が第1供給通路を構成する。なお、前記の下端部60は筒部38内に臨むように突出していればよく、必ずしも筒部38内を下まで延びて筒部38内を二分する必要はない。また、前記の連通孔61,61と連通孔41,41,…とは短手方向において相対向する位置で開口するように形成してもよいし、本実施形態の如く長手方向に対し互いにずれた位置で開口するように形成してもよい。つまり、連通孔61,61が濃混合気導入通路を構成する筒部38の閉塞端位置において開口し、この連通孔61,61が開口されている前記筒部38の閉塞端位置と対応して同じ領域である前記筒部38の閉塞端位置において連通孔41,41,…も開口するように形成されていればよい。
Further, after the rich air-fuel mixture from the
さらに、前記の内部空間51に連通する一側の濃炎孔列35、内部空間52に連通する他側の濃炎孔列35、及び、内部空間62に連通する中央の濃炎孔列33のそれぞれに供給される濃混合気の流量と圧力が、いずれも同じになるように設定されている。例えば、一側の濃炎孔列35、他側の濃炎孔列35、及び、濃炎孔列33のそれぞれの開口面積を互いに同じになるように形成する一方、筒部38にそれぞれ連通する一側の連通孔41,41,…、他側の41,41,…、及び、連通孔61,61,…のそれぞれの合計開口面積を互いに同じになるように形成すればよい。実施形態では、各連通孔41及び各連通孔61の開口面積を互いに同じに設定するとともに、形成数を互いに同じに設定している。つまり、内部空間62に連通する連通孔61の数を4個とする一方、内部空間51に連通する連通孔41の数を4個とし、内部空間52に連通する連通孔41の数を4個にしている。以上により、2列の淡炎孔列34,34をそれぞれ両側から囲むように配設された3列の濃炎孔列35,33,35に対し、互いに同じ流量,流速と圧力の濃混合気を供給することができるようになる。
Further, the one side rich
以上の実施形態の場合、2列の淡炎孔列34,34のそれぞれを濃炎孔列35,33、又は濃炎孔列33,35によって両側から挟み込んでいるため、両淡炎孔列34,34に形成される各淡火炎を両側から濃火炎により囲むことができるようになる。つまり、短手方向における火炎の構成を、濃火炎−淡火炎−濃火炎−淡火炎−濃火炎の配列順にすることができる。これにより、淡炎孔列34を2列にして淡炎孔列の面積を増大させるようにしても、淡火炎の火炎長が長くなることを回避して燃焼室22(図1参照)の燃焼室高さを低く抑えることができ、燃焼室高さを低く抑えつつも、淡炎孔の面積(比率)を増大させることによりさらなる低NOx化を図ることができ、又、燃焼のより安定化を図ることができるようになる。又、1つの淡炎孔列を両側から濃炎孔列により挟み込んで1つのバーナを構成した場合と比べ、同じ淡炎孔面積を実現する上で効率よくバーナの軽量化を図ることができるようになる。さらに、1つの燃料ガス及び空気の供給口(第2供給口32)から導入されて混合された濃混合気を、筒部38の閉塞端位置で中央濃バーナ3aの下端部60で筒部38内を左右両側に二分(二等分に分割)し、分割された筒部38内の空間毎に、外側に向けて内部空間51又は52に分流させる一方、内側に向けて内部空間62に分流させることができ、中央及び両外側に3つの濃炎孔列35,33,35を形成する場合であっても、濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させてそれぞれの濃炎孔列35,33,35に供給させることができる。しかも、その連通孔41,61や各濃炎孔列35,33の開口面積の設定により、互いに同じ流量,流速や圧力の濃混合気であって、同一空気比の濃混合気を供給させることができる。
In the case of the above-described embodiment, each of the two pale
<第2実施形態>
図11は第2実施形態のバーナ3の炎孔面を示すものである。第2実施形態は、中央の濃炎孔列33a又は33bに形成される濃火炎が燃焼空気不足に陥らないようにしたものである。つまり、近傍に二次空気が流れていないことに起因する燃焼空気不足に陥るおそれを回避し得るようにしたものである。その他の構成は第1実施形態と同じであるため、重複した説明を省略し、異なる点のみ、以下説明する。燃焼空気不足に陥るおそれを回避するための第2実施形態として以下の形態1〜形態3の3つがあり、それらを単独で実施形態を構成してもよいし、いずれか2以上を組み合わせて実施形態としてもよい。
Second Embodiment
FIG. 11 shows the flame surface of the
形態1としては、図11(a)に示すように中央濃バーナ3aの濃炎孔列33aの内幅N1を外側濃バーナ3cの濃炎孔列35の内幅N2よりも小さく設定したものである。形態2としては、図11(b)に示すように中央濃バーナ3aの濃炎孔列33bの個々の濃炎孔の分割数を外側濃バーナ3cの濃炎孔列35のそれよりも増加させたものである。これにより、濃炎孔列33bの個々の濃炎孔331の長手方向の長さK1が濃炎孔列35の個々の濃炎孔351の長さK2よりも小さく(例えば半分)なり、濃炎孔列33bに形成される濃火炎の表面積が外側の濃炎孔列35に形成される濃火炎のそれよりも増大し、濃炎孔列33bに形成される濃火炎が周囲の空気と触れる面積を増大させることができる。形態3としては、図示を省略するが、連通孔61(図10参照)を通して供給される濃混合気の流量を、連通孔41を通して供給される濃混合気の流量よりも少なくするようにしたものである。このために、連通孔61自体の内径を小さくしたり、連通孔61の数を減らしたり、あるいは、両者を組み合わせたりして、中央の濃炎孔列33に連通する連通孔の開口面積が外側の濃炎孔列35に連通する連通孔のそれよりも小さくなるようにすればよい。この際、濃混合気の供給流速は中央の濃炎孔列33に対するものと、外側の濃炎孔列35に対するものとで互いに同じになるようにすることが好ましい。
As shown in FIG. 11A, the inner width N1 of the rich
以上により、外側の濃炎孔列35に形成される濃火炎はその外側において二次空気と触れ易いのに対し、中央の濃炎孔列33に形成される濃火炎は二次空気と触れ難いという傾向にあるところ、形態1では中央の濃炎孔列33から噴出される濃混合気を減らすことにより、形態2では中央の濃炎孔列33に形成される濃火炎を小さく分割して周囲の空気とより触れ易くすることにより、形態3では中央の濃炎孔列33から噴出される濃混合気を減らすことにより、それぞれ燃焼空気不足に陥るおそれを回避し得るようになる。
As described above, the rich flame formed in the outer dense
<第3実施形態>
図12は第3実施形態に係るバーナ3の一部切欠正面図である。第3実施形態は第1供給口31から筒部36に導入された燃料ガスと空気とが筒部36内で混合される際の混合度合を高め得るようにしたものである。すなわち、筒部36から淡バーナ3bの淡炎孔列34,34に供給される淡混合気の空気比を高めてより低NOx化を図るためには、その淡火炎の燃焼安定性を確保するためにも淡混合気の混合度合をより確実なものにする必要がある。従来、淡混合気の混合度合を確保するために淡混合気の供給通路を途中で絞ることが行われているものの、しかしながら、供給通路を絞ると、圧力損失の増大を招き、圧力損失の増大は送風ファン24(図1参照)に対する負荷の増大化を招くことになる。そこで、より小さな通路抵抗として、できるだけ圧力損失を小さくしつつも、淡混合気の混合促進をより図り得るようにしたのが、第3実施形態である。なお、後述の突出片63,64や形状変化部631〜633,641に係る点でのみ第1実施形態と異なり、その他の構成は第1実施形態と同じであるため、重複した説明を省略し、異なる点のみ、以下説明する。
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a partially cutaway front view of the
第3実施形態では、筒部36内に配置させていた中央濃バーナ3aの下端部60(図10参照)を、図13(a)にも示すように、さらに下方に向けて突出させて筒部36内に張り出し得る突出片63を形成し、この突出片63に形状変化部631を形成している。突出片63は筒部36内を二分する位置に配置され、形状変化部631はガスノズル26(図1(b)参照)のノズルセンターの延長線上に位置するように形成されている。形状変化部631としては、図12の例では横向きのV字形の切り欠きを設けたもので構成している。この場合には、筒部36内に第1供給口31から噴出される燃料ガスが形状変化部631に衝突して流れが乱され、これにより、空気との混合促進が図られることになる。しかも、形状変化部631は筒部36内を二分するように配設された突出片63に形成されているため、通路抵抗もより小さく抑えることができる。
In the third embodiment, the lower end portion 60 (see FIG. 10) of the central
第3実施形態に属する他の形態としては、図14(a)に示すように突出片63に形成する形状変化部632として燃料ガス流が衝突し得る当たり面を形成したり、図14(b)に示すように突出片63に形成する形状変化部633として膨出形状のものを形成したり、してもよい。あるいは、図14(c)に示すように、中央濃バーナ3aの下端部60から下方ではなくて前方に突出した突出片64(同図の一点鎖線参照)を予め形成しておき、これを90度折り曲げて下方に突出する突出片64とする(同図の実線参照)。そして、その突出片64に例えば折曲等により形状変化部641を形成するようにしてもよい。なお、突出片63,64の下端が筒部36の底位置近傍に位置するように突出(例えば図12参照)して筒部36内を二分するようになっていなくてもよく、筒部36内に例えば単に突出して燃料ガス流が衝突し得るようになっていればよいし、あるいは、筒部36内の中心以外の偏心方向に突出するようになっていてもよい。
As another form belonging to the third embodiment, as shown in FIG. 14A, a contact surface on which the fuel gas flow can collide is formed as the
<第4実施形態>
図15は第4実施形態に係るバーナ3の一部切欠正面図である。第4実施形態は一側の第1供給口31から筒部36を通して他側まで導かれた後に淡炎孔列34,34に供給されて淡炎孔列34,34から噴出される淡混合気の噴出流量を長手方向にわたり均一化させ得るようにしたものである。すなわち、第1実施形態の場合には、図15に例示するように一側の第1供給口31から導入されて混合された淡混合気は筒部36内を通して他側に至り、ここで方向を上向きに変えられて内部空間37を経て淡炎孔列34に至って噴出されることになる。しかしながら、この場合には、筒部36の他側位置で流れが上向きに変えられるとしても、淡炎孔列34,34の長手方向全長にわたる範囲での噴出流量は均一にはならずに、偏りが生じ易くなる。このための対策として向きを変えた後の上側位置(下流側位置)に供給通路を絞る部分を介在させることが行われているが、このような絞り部分を介在させることで、バーナ全体の上下寸法がその分高くする必要が生じる結果となる。そこで、バーナ全体の上下寸法を高くすることなく、淡炎孔列34,34の長手方向にわたる噴出流量の均一化を図り得るようにしたのが、第4実施形態である。なお、後述の邪魔板65に係る点でのみ第1実施形態と異なり、その他の構成は第1実施形態と同じであるため、重複した説明を省略し、異なる点のみ、以下説明する。
<Fourth embodiment>
FIG. 15 is a partially cutaway front view of the
第4実施形態では、筒部36の長手方向他側の上側位置で内部空間37との間を遮断するように遮蔽しかつ斜めに延びるように邪魔板65を設けることで、淡混合気の流れ方向を上向きではなくて長手方向一側に向けて斜め上に向くように変換案内を行わせ、これにより、筒部36の長手方向他側とは逆の長手方向一側に位置する淡炎孔範囲に向けても淡混合気を積極的に供給し得るようにしている。しかも、かかる邪魔板65(図13(b)も併せて参照)を中央濃バーナ3aの下端縁を切り起こして形成するようにし、構成部品数の低減化や取り付け作業の省略化等をも図り得るようにしている。さらに、邪魔板65に対し所定径の貫通孔651,651,…を形成することで、筒部の長手方向他側から上側領域の内部空間37に対しても淡混合気を供給し得るようにし、これにより、淡炎孔列34,34に対する淡混合気の流れをより細かく調整可能としている。
In the fourth embodiment, the flow of the light mixture is provided by providing the
3 バーナ(濃淡燃焼式バーナ)
4 第1プレート部材(濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材)
6 第3プレート部材(第1供給通路を区画形成するための形成部材)
33 中央の濃炎孔列(中央濃炎孔)
34 淡炎孔列(淡炎孔)
35 外側の濃炎孔列(外側濃炎孔)
36 筒部(淡混合気導入通路)
37 内部空間(淡混合気供給通路)
38 筒部(濃混合気導入通路)
41 連通孔(第2供給通路に連通する連通孔,第3供給通路に連通する連通孔)
51 内部空間(第2供給通路)
52 内部空間(第3供給通路)
61 連通孔(第1供給通路に連通する連通孔)
62 内部空間(第1供給通路)
63 突出片
65 邪魔板
3 Burner (Tint burning burner)
4 1st plate member (formation member for carrying out compartment formation of rich mixture introduction passage)
6 3rd plate member (formation member for dividing and forming the 1st supply passage)
33 Centered deep flame hole (central rich flame hole)
34 Pale flame hole train (Pale flame hole)
35 Outer deep flame hole train (outer rich flame hole)
36 Tube (light mixture introduction passage)
37 Internal space (light mixture supply passage)
38 cylinder part (rich mixture introduction passage)
41 communication hole (communication hole communicating with the second supply passage, communication hole communicating with the third supply passage)
51 Internal space (second supply passage)
52 Internal space (third supply passage)
61 Communication hole (Communication hole communicating with the first supply passage)
62 Internal space (first supply passage)
63
Claims (6)
前記1列の中央濃炎孔及び前記2列の外側濃炎孔に対し、1つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成され、
前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第1供給通路と、前記2列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第2及び第3の供給通路と、前記濃混合気導入通路とが互いに区画され、
前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の一部分が前記濃混合気導入通路内に突出するように配設され、その突出した突出部分に対し前記第1供給通路に連通する連通孔が前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成される一方、
前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第2供給通路に連通する連通孔と、前記第3供給通路に連通する連通孔とが前記突出部分の連通孔位置と対応する位置で前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成されている
ことを特徴とする濃淡燃焼式バーナ。 Two rows of pale flame holes are arranged so as to sandwich the central deep flame holes arranged so as to extend in the longitudinal direction at the central position from both sides, and two rows of outer flame holes are arranged so as to further sandwich the pale flame holes on both sides from the outside. It is a light and dark combustion burner in which dense flame holes are arranged,
The rich gas mixture introduced into one rich gas mixture introduction passage is divided and supplied to the one row of central rich flame holes and the two rows of outer rich flame holes,
A first supply passage for supplying a rich mixture to the central rich flame hole; a second and a third supply passage for separately supplying a rich mixture to the two rows of outer rich flame holes; and the rich mixing The air introduction passage is partitioned from each other,
A part of a forming member for defining the first supply passage is disposed so as to protrude into the rich gas mixture introduction passage, and a communication hole communicating with the first supply passage with respect to the protruding portion is provided. While formed so as to open facing the rich mixture introduction passage,
A communication hole communicating with the second supply passage and a communication hole communicating with the third supply passage correspond to the communication hole position of the projecting portion with respect to the forming member for forming the dense mixture introduction passage. A concentration burning burner, wherein the burner is formed so as to open toward the rich mixture introduction passage at a position.
前記中央濃炎孔の開口サイズが前記外側濃炎孔のそれよりも小側に、又は、前記中央濃炎孔に供給される濃混合気量が前記外側濃炎孔のそれよりも小側になるように設定されている、濃淡燃焼式バーナ。 The light and burner according to claim 1,
The opening size of the central concentrated flame hole is smaller than that of the outer concentrated flame hole, or the rich mixture supplied to the central concentrated flame hole is smaller than that of the outer concentrated flame hole. Concentration burning burner set to be.
前記2列の淡炎孔に対し、1つの淡混合気導入通路に導入された淡混合気が2つの淡混合気供給通路に分流されて個別に供給されるように構成され、
前記第1供給通路を区画形成するための形成部材が前記淡混合気導入通路の下流側の空間を二分するように介装されることにより、2つの淡混合気供給通路が区画形成されている、濃淡燃焼式バーナ。 The light and burner according to claim 1 or 2, wherein
The pale mixture introduced into one pale mixture introduction passage is divided into two pale mixture supply passages and supplied individually to the two rows of pale flame holes,
The formation member for partitioning the first supply passage is interposed so as to bisect the space on the downstream side of the light mixture introduction passage, so that two light mixture supply passages are partitioned. A light and dark burner.
前記濃混合気導入通路よりも下側位置において、前記淡炎孔に対し淡混合気を供給するために燃料ガスと空気とが導入される淡混合気導入通路を備え、
前記第1供給通路を区画形成するための形成部材が、前記淡混合気供給通路内まで張り出して突出するように配置される突出片を備えている、濃淡燃焼式バーナ The light and dark combustion burner according to any one of claims 1 to 3,
A light mixture introduction passage through which fuel gas and air are introduced in order to supply the light mixture to the pale flame hole at a position below the rich mixture introduction passage;
A concentration combustion burner, wherein a forming member for partitioning the first supply passage includes a projecting piece disposed so as to project into the light mixture supply passage.
前記突出片は、前記淡混合気供給通路内において前記燃料ガスの導入流に沿って配設される一方、前記燃料ガスの導入流が衝突する形状変化部を備えている、濃淡燃焼式バーナ。 The light and burner according to claim 4,
In the lean burn burner, the projecting piece is disposed along the fuel gas introduction flow in the light mixture supply passage, and has a shape changing portion with which the fuel gas introduction flow collides.
前記淡混合気導入通路が長手方向一側から他側にかけて延びる一方、前記淡炎孔が前記淡混合気導入通路よりも上側位置において長手方向全長に延びるように配設され、
前記淡混合気導入通路の長手方向他側位置の上側を遮蔽するように配設されて淡混合気の流れを長手方向一側領域の淡炎孔に向けて案内する邪魔板を備え、
前記邪魔板は、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の端縁を切り起こすことにより形成されている、濃淡燃焼式バーナ。 The light and burner according to any one of claims 1 to 5,
The pale mixture introduction passage extends from one side in the longitudinal direction to the other side, while the pale flame hole is disposed so as to extend the entire length in the longitudinal direction at a position above the pale mixture introduction passage,
A baffle plate that is disposed so as to shield the upper side of the other side position in the longitudinal direction of the light mixture introduction passage and guides the flow of the light mixture toward the light flame hole in the one side region in the longitudinal direction,
The baffle plate is a light-and-burn combustion burner formed by cutting up an edge of a forming member for defining the first supply passage.
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