JPH05302705A - 予混合燃焼装置 - Google Patents

予混合燃焼装置

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JPH05302705A
JPH05302705A JP13190692A JP13190692A JPH05302705A JP H05302705 A JPH05302705 A JP H05302705A JP 13190692 A JP13190692 A JP 13190692A JP 13190692 A JP13190692 A JP 13190692A JP H05302705 A JPH05302705 A JP H05302705A
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JP
Japan
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combustion
flame
flame hole
fuel
premix
Prior art date
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Pending
Application number
JP13190692A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Watanabe
俊雄 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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Publication date
Application filed by Noritz Corp filed Critical Noritz Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 希薄予混合燃焼によるN0X 低減効果を生かす
と共に、高負荷燃焼時の火炎の吹き飛びを防止して、最
大燃焼量を増加し、また燃焼量を絞った時にも逆火し難
く、高ターンダウン比を実現できる予混合燃焼装置の提
供を目的とする。 【構成】 燃料と空気の混合気を、主炎孔11とそれより
小さい補助炎孔12とを多数備えた燃焼板10から吹き出す
ようにして、燃焼板上で燃焼させるようにした予混合燃
焼装置であって、前記各主炎孔11は、先端が円錐形状に
形成された棒状調節体60を下方から侵入させることによ
り、混合気の入る下の入口面積が小さく混合気の吹き出
す上の出口面積が大きい環状の炎孔とすると共に前記棒
状調節体の先端円錐形状部61が一部炎孔上に突出するよ
う構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料と空気の混合気を
燃焼板の炎孔から吹き出して燃焼させる予混合燃焼装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス燃料による連続燃焼器ではブ
ンゼン燃焼によるものが主流であり、一部で希薄予混合
燃焼が実用されている。上記ブンゼン燃焼では、高温の
内炎の後流で高濃度のN0X が生成されるため、低N0X
焼器の実現は困難である。また2次燃焼のための空間が
大きく必要であるため、高負荷燃焼の実現も困難であ
る。一方、排気中のN0X 低減の手段として、前記希薄混
合気での予混合燃焼が有効であるが、一般に燃焼速度が
小さくなるため火炎が吹き飛びやすく、燃焼量が制約さ
れる欠点がある。また希薄予混合燃焼では一般に火炎の
安定範囲が狭く、実用燃焼器においては火炎の安定範囲
を広くするための燃焼器構造は複雑になる。図6に従来
の希薄予混合燃焼器の例を断面構成図で示す。多数の逆
火しない程度の小径の炎孔51を設けた燃焼板50の上流、
即ち下方に分配板40を設け、送風器33からの燃焼用空気
と燃料供給管32からの燃料を混合部34で混合した後、得
られた予混合気を前記分配板40の分配穴41を通し、さら
に燃焼板50の下方から炎孔51を通して燃焼板50上に吹き
出し、燃焼板50の上に減速火炎を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の希
薄予混合燃焼器では、燃焼板10に多数開口される小径炎
孔51の占める総面積の割合は一般に最大40%程度であ
り、予混合気の吹き出し速度が速くなるため、火炎が吹
き飛びやすいという欠点があり、火炎の安定の点から最
大燃焼量が制限される欠点があった。一方、予混合気の
吹き出し速度を遅くするには燃焼面の各炎孔を大きくし
て炎孔総面積を大にすればよいが、炎孔径を大きくする
と燃焼量を絞った時に逆火が生じやすくなる欠点があっ
た。そのため炎孔径の拡大が制約されていた。
【0004】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、希薄予混合燃焼によるN0X 低減効果を生かすと共
に、高負荷燃焼時の火炎の吹き飛びを防止して、最大燃
焼量を増加し、また燃焼量を絞った時にも逆火し難く、
高ターンダウン比を実現できる予混合燃焼装置の提供を
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の予混合燃焼装置は、燃料と空気の混合気
を、主炎孔とそれより小さい補助炎孔とを多数備えた燃
焼板から吹き出すようにして、燃焼板上で燃焼させるよ
うにした予混合燃焼装置であって、前記各主炎孔は、先
端が円錐形状に形成された棒状調節体を下方から侵入さ
せることにより、混合気の入る下の入口面積が小さく混
合気の吹き出す上の出口面積が大きい環状の炎孔とする
と共に前記棒状調節体の先端円錐形状部が一部炎孔上に
突出するよう構成していることを特徴としている。
【0006】
【作用】環状の主炎孔に入った混合気は、面積の小さい
入口から面積の大きい出口に行くにしたがって(下流に
行くにしたがって)流速が減少せられ、主炎孔から吹き
出す際には減速された流速による安定した火炎が形成さ
れることになる。よって高負荷燃焼の際にも火炎の吹き
飛びが抑制され、安定した火炎の形成による高負荷燃焼
が実現できる。一方、混合気の入る主炎孔の入口は面積
が小さくされているので、混合気の流入速度が速くな
り、従って、燃焼入力(燃焼量)を絞った際にも、逆火
が生じ難くなり、高ターンダウン比が実現できる。また
棒状調節体の先端円錐形状部が一部主炎孔上に突出する
ことで、主炎孔上での火炎の形が整ったコーン状(円錐
状)となり、末燃ガスの発生が防止され、また騒音が低
減される。勿論、希薄予混合気を用いることで、低N0X
を実現できる。
【0007】
【実施例】以下に本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。図1は実施例の予混合燃焼装置の全体を示す
縦断面図、図2は予混合燃焼装置の平面図、図3は予混
合装置の要部の詳細断面図、図4は燃焼状態を説明する
断面図、図5は好ましくない構成例を示す断面図であ
る。
【0008】32は燃料供給管でガス燃料等が供給されて
くる。33は送風器で、該送風器33から送られてくる空気
と前記燃焼供給管32からの燃料とが混合部34で混合され
る。10は燃焼板、20は分配板である。
【0009】前記燃焼板10には、大径の主炎孔11とその
回りに小径の補助炎孔12を多数形成している。そして前
記主炎孔11には、先端が円錐形状に形成された棒状調節
体60が下方から侵入されており、それによって主炎孔11
は環状の炎孔とされている。そして環状の炎孔とされた
主炎孔11は、混合気が入る下の入口11aの面積が前記棒
状調節体60の侵入によって小面積にされている。一方、
混合気が吹き出す上の出口11bの面積は、棒状調節体60
の円錐形状部61によって前記入口11aの面積よりも広面
積になされている。そして更に、前記棒状調節体60の円
錐形状部61が一部主炎孔11上に突出するように構成され
ている。
【0010】前記主炎孔11の入口11aの幅Wと補助炎孔
12の径d3 は、燃焼量を最小に絞った時でも予混合気の
通過速度が予混合気の燃焼速度より大きくなるように設
定することができる。このように設定することで最小燃
焼入力時においても逆火の発生を防止できる。また補助
炎孔12の径d3 は前記条件の範囲でできるだけ大きくす
る。また、主炎孔11の径をd1 、前記棒状調節体60の円
錐形状部61の突出部の径をd4 とすると、例えばd4/d
1 =0.3 程度に設定することで、炎孔の有効面積を大き
く増加させることができ( 従来例では40%程度の開口率
が、本実施例では90%程度まで増加可能となる)、その
結果、同一の予混合気量であれば、炎孔よりの平均吹き
出し速度を従来より大きく低下(従来例の1/2 以下程度
に)させることができる。
【0011】前記棒状調節体60は分配板20上に一体に構
成している。が、一体である必要はない。分配板20には
混合部34から予混合気を、適当に分配して燃焼板10に送
るための分配穴21が設けられている。
【0012】運転中、送風器33からの燃焼用空気と燃料
供給管32からの燃料は混合部34で充分に混合された後、
分配板20の分配穴21を通して燃焼板10に分配される。環
状の主炎孔11を通過する予混合気は、入口11aから出口
11bに行くにしたがって容積が増大するので、減速さ
れ、主炎孔11の出口11b上にコーン状の火炎F1 を形成
する。 また小径の補助炎孔12にも小さな火炎F2 が形
成される。主炎孔11の入口11aの面積を小さく、出口11
bの面積を広くすることで、同一予混合気量に対しての
平均の吹き出し速度を従来の1/2 以下まで減少させるこ
とが可能となり、その結果、火炎が安定し、騒音が低減
される。また火炎の高さも低くなり、燃焼室の高さが短
縮できるため、高負荷燃焼が可能となる。また希薄条件
で燃焼する時には燃焼速度が小さくなるので、従来の装
置では火炎が吹き飛び易くなるが、本発明装置では、吹
き出し速度が減少せられるので、希薄予混合気でも安定
して燃焼できる。本発明の装置では、家庭用燃焼器とし
ては高負荷の5×107Kcal/m3h 程度が可能となる。また
NOX の排出量は予混合燃焼であるため低く、空気過剰率
1.5 において20ppm 程度と従来の一般的なブンゼン燃焼
器の1/5 程度であり、高価な排ガス再循環装置を用いる
ことなく低NOX が実現できる。
【0013】図4の(A)は通常の燃焼入力時の火炎の
状態を示し、主炎孔11の火炎F1 がコーン状を呈してい
る。一方、燃焼入力(燃焼量)を絞った時には、図4の
(B)に示すように、主炎孔11の火炎F1 は小さくなる
が、主炎孔11の入口11aの幅Wを小さくして入口面積を
小さくしたので、該入口11aでの流入速度が速く、逆火
の発生が防止される。よって大きなターンダウン比を実
現することができる。勿論、補助炎孔12に形成される火
炎F2 によって主火炎F1 の安定性は更に拡大される。
本発明装置では、燃焼面の切替え無しでT.D.R.=1:5
〜6程度は可能である。
【0014】図5に示すように、もし棒状調節体60の円
錐形状部61が主炎孔11上に突出しない場合には、棒状調
節体60の先端付近での速度が遅くなるため、火炎F3
逆向きに形成されやすくなり、未燃ガスが発生しやす
く、また燃焼騒音が大きくなる。そこで、本実施例のよ
うに、棒状調節体60の円錐形状部61の先端を一部主炎孔
11から突出させることで、火炎をコーン状の安定した形
状にすることができ、未燃ガスの発生や燃焼騒音も低減
できる。
【0015】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項1に記載の予混合燃焼装置によれば、各主炎孔を、
混合気の入る下の入口面積が小さく混合気の吹き出す上
の出口面積が大きい環状の炎孔としているので、燃焼量
を増加しても炎孔からの吹き出し速度を遅くすることが
でき、よって火炎の吹き飛びを抑制して安定した火炎を
形成することができ、また燃焼騒音も低減することがで
き、高負荷燃焼を実現できる。また混合気の入る主炎孔
の入口面積を小さくしているので、混合気の流入速度を
速くすることができ、従って、燃焼量を絞った際にも、
逆火を生じ難くすることができ、高ターンダウン比を実
現できる。また棒状調節体の先端円錐形状部を一部主炎
孔上に突出させているので、主炎孔上での火炎の形を整
ったコーン状(円錐状)とすることができ、末燃ガスの
発生を防止することができ、また騒音を低減することが
できる。勿論、希薄予混合気を用いることで、低N0X
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の予混合燃焼装置の全体を示す縦断面図
である。
【図2】実施例の予混合燃焼装置の平面図である。
【図3】実施例の予混合装置の要部の詳細断面図であ
る。
【図4】実施例の予混合装置の燃焼状態を説明する断面
図である。
【図5】好ましくない構成例を示す断面図である。
【図6】従来の希薄予混合燃焼器の例を示す断面構成図
である。
【符号の説明】
10 燃焼板 11 主炎孔 12 補助炎孔 20 分配板 32 燃料供給管 33 送風器 34 混合部 60 棒状調節体 61 円錐形状部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料と空気の混合気を、主炎孔とそれよ
    り小さい補助炎孔とを多数備えた燃焼板から吹き出すよ
    うにして、燃焼板上で燃焼させるようにした予混合燃焼
    装置であって、前記各主炎孔は、先端が円錐形状に形成
    された棒状調節体を下方から侵入させることにより、混
    合気の入る下の入口面積が小さく混合気の吹き出す上の
    出口面積が大きい環状の炎孔とすると共に前記棒状調節
    体の先端円錐形状部が一部炎孔上に突出するよう構成し
    ていることを特徴とする予混合燃焼装置。
JP13190692A 1992-04-24 1992-04-24 予混合燃焼装置 Pending JPH05302705A (ja)

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JP13190692A JPH05302705A (ja) 1992-04-24 1992-04-24 予混合燃焼装置

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JPH05302705A true JPH05302705A (ja) 1993-11-16

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ID=15068941

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JP13190692A Pending JPH05302705A (ja) 1992-04-24 1992-04-24 予混合燃焼装置

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JP (1) JPH05302705A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009103407A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Paloma Ind Ltd 全一次空気式バーナ
US8215952B2 (en) 2007-06-15 2012-07-10 Kyungdong Navien Co., Ltd. Burner having variable output structure
CN113357630A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 徐建波 一种用于燃烧器上的炉板

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8215952B2 (en) 2007-06-15 2012-07-10 Kyungdong Navien Co., Ltd. Burner having variable output structure
JP2009103407A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Paloma Ind Ltd 全一次空気式バーナ
CN113357630A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 徐建波 一种用于燃烧器上的炉板
CN113357630B (zh) * 2021-06-17 2023-05-23 徐建波 一种用于燃烧器上的炉板

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