JPH07117201B2 - Combustion device - Google Patents

Combustion device

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JPH07117201B2
JPH07117201B2 JP61071157A JP7115786A JPH07117201B2 JP H07117201 B2 JPH07117201 B2 JP H07117201B2 JP 61071157 A JP61071157 A JP 61071157A JP 7115786 A JP7115786 A JP 7115786A JP H07117201 B2 JPH07117201 B2 JP H07117201B2
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cooling
combustion
rod
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  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、燃焼ガス中に含まれる窒素酸化物濃度の低減
を図った燃焼装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a combustion device for reducing the concentration of nitrogen oxides contained in combustion gas.

(従来の技術) 家庭用暖房器の中には、石油ポータブルストーブのよう
にその取扱い,移動が簡単である等の理由で、燃焼ガス
を直接室内に排出させる燃焼器が多く存在する。特に液
体燃料を気化しあるいは噴霧状態にして燃焼させる石油
ファンヒータやガスファンヒータは燃料消費量が比較的
大きく、室内に排気させる燃焼ガス量も多い。これらの
燃焼器は、有害物質や臭いの原因となるCOやTHCなどの
未燃ガスの他に、高温の燃焼反応に伴って生成される窒
素酸化物(NOxなども排出する。NOxは、微量であっても
人体に大きい悪影響を及ぼす。NOxは、その生成機構の
違いにより、サーマル(thermal)NOxとフュール(fue
l)NOxに分けることができる。燃料が灯油等の軽質油あ
るいは窒素を含まない気体の場合は後者は無視してよ
く、前者のサーマルNOxの生成が大きい問題となる。特
に、火炎温度が比較的高く燃料消費量が多い石油あるい
はガスファンヒータは家庭用燃料器の中ではサーマルNO
xの生成濃度が高く、その発生をできるだけ抑制する対
策が重要になる。
(Prior Art) Many household heaters include a combustor that directly discharges combustion gas into a room because it is easy to handle and move, such as an oil portable stove. In particular, an oil fan heater or a gas fan heater that vaporizes liquid fuel or burns it in a spray state consumes a relatively large amount of fuel, and a large amount of combustion gas is exhausted indoors. These combustors harmful to other materials and unburned gases such as causing odor CO and THC, .NO x also discharged like generated nitrogen oxides (NO x with the hot combustion reaction , .NO x even traces on a large adverse effect on the human body, the difference in the generation mechanism, thermal (thermal) NO x and Fuyuru (fue
l) It can be divided into NO x . When the fuel is light oil such as kerosene or a gas that does not contain nitrogen, the latter can be ignored and the former generation of thermal NO x becomes a big problem. In particular, oil or gas fan heaters, which have a relatively high flame temperature and consume a large amount of fuel, are a thermal NO
The concentration of x generated is high, and it is important to take measures to suppress the generation thereof as much as possible.

そこで従来より、この種の燃焼器でのNOx低減の対策と
して、火炎温度を低下させること、燃焼領域を燃料ガス
が通過するに要する滞留時間を短縮すること、等が考慮
されている。火炎温度を低下させるために例えば、火炎
中に、火炎で赤熱されて輻射で火炎を冷却する冷却体を
置く方法が採られている。また火炎温度の低下と滞留時
間の短縮のために、炎口を細分割する等の方法が採られ
ている。これらのうち火炎中に冷却体を置く方法、特に
火炎上流の高温部に冷却体を置く方法は、直接火炎温度
を低下させるためにNOx低減の効果が大きい。
Therefore, conventionally, as measures for reducing NO x in this type of combustor, reduction of flame temperature, reduction of residence time required for fuel gas to pass through a combustion region, and the like have been considered. In order to reduce the flame temperature, for example, a method is used in which a cooling body that is red-heated by the flame and cools the flame by radiation is placed in the flame. Further, in order to lower the flame temperature and shorten the residence time, methods such as subdividing the flame mouth are adopted. Among these, the method of placing the cooling body in the flame, particularly the method of placing the cooling body in the high temperature portion upstream of the flame, has a large effect of reducing NO x because it directly lowers the flame temperature.

しかしながら、上記のように、火炎中に冷却体を置き、
火炎で冷却体を赤熱させ、冷却体からの輻射で火炎温度
を低下させる方式を採用した燃焼装置にあっても、次の
ような問題があった。
However, as mentioned above, placing the cooling body in the flame,
The following problems have been encountered even in a combustion apparatus that employs a system in which a cooling body is red-heated by a flame and the flame temperature is lowered by radiation from the cooling body.

すなわち、冷却体に良好な火炎温度低下機能を発揮させ
るには、冷却体として表面積のある程度広い、大きなも
のを用い、この冷却体を火炎上流の高温部、つまり炎口
に近い場所に配置する必要がある。しかし、このように
大きな冷却体を上記関係に配置すると、こんどは燃焼ガ
スの流れが冷却体によって妨げられるので、燃焼状態が
悪くなる問題があった。
That is, in order for the cooling body to exert a good flame temperature lowering function, it is necessary to use a large cooling body having a large surface area and dispose this cooling body at a high temperature portion upstream of the flame, that is, at a location near the flame mouth. There is. However, when such a large cooling body is arranged in the above relationship, there is a problem that the combustion state is deteriorated because the flow of the combustion gas is blocked by the cooling body.

また、ファンヒータなどの場合、バーナの炎口に近い火
炎上流部には燃焼状態を炎電流値で検知するためのフレ
ームロッドや着火装置であるスパークロッドが設けられ
ている。従って冷却体を余りバーナの炎口に近付ける
と、弱燃焼時の炎電流値の低下やスパークが冷却体に飛
んで着火不良を招く、という不都合が発生するばかり
か、弱燃焼時に火炎温度が必要以上に低下して炎電流値
の低下を招くという問題もあった。
Further, in the case of a fan heater or the like, a flame rod for detecting a combustion state by a flame current value and a spark rod which is an igniter are provided in a flame upstream portion near a flame mouth of a burner. Therefore, if the cooling body is brought too close to the burner flame port, not only the inconvenience that the flame current value during weak combustion decreases and sparks fly to the cooling body leading to poor ignition, but the flame temperature is required during weak combustion There is also a problem in that the flame current value decreases due to the above decrease.

(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来のファンヒータでは、NOx低減のため
の冷却体を十分にバーナ炎口に近付けて配置することが
できない、という問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional fan heater has a problem that it is not possible to arrange the cooling body for NO x reduction sufficiently close to the burner flame port.

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、弱燃焼時の炎
電流値の低下や着火不良を招くことなく、冷却体をバー
ナ炎口に近付けて大きいNOx低減効果が得られるように
した燃焼装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and brings about a large NO x reduction effect by bringing the cooling body close to the burner flame port without causing a decrease in flame current value or poor ignition during weak combustion. An object is to provide a combustion device.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明にかかる燃焼装置は、バーナの炎口上に燃焼状態
を検知するためのフレームロッドおよび着火用のスパー
クロッドが突出して設けられ、この上に形成される火炎
中に位置するように輻射で火炎温度を低下させる冷却体
が設けられたものであって、冷却体を、火炎下流側にあ
る冷却体本体と、この本体から炎口側に延在する本体よ
り薄い冷却フィンとから構成したことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) In the combustion apparatus according to the present invention, a flame rod for detecting a combustion state and a spark rod for ignition are provided on the flame mouth of the burner so as to project therefrom. A cooling body for lowering the flame temperature by radiation is provided so as to be positioned in the flame formed above, and the cooling body is a cooling body main body on the downstream side of the flame and a flame mouth side from this main body. The cooling fin is thinner than the main body and extends.

(作用) 上記のように、冷却体を、火炎の下流側に配置される冷
却体本体と、この冷却体本体より薄く形成されて冷却体
本体から炎口側に向けて延在する冷却フィンとで構成し
ているので、火炎の上流側は薄い冷却フィンに接触する
ことになる。したがって、冷却フィンが薄いが故に燃焼
ガスの流れが妨げられることがなく、燃焼状態の悪化を
招くことがない。このため、燃焼状態の悪化を招くこと
なく、冷却体を炎口に十分近付けることができるので、
冷却体の輻射冷却機能で火炎の上流側温度は勿論のこ
と、下流側温度も良好に下げることができる。また、薄
い冷却フィンを火炎の上流側に接触させているので、弱
燃焼時に火炎温度を必要以上に低下させることもない。
(Operation) As described above, the cooling body includes the cooling body main body arranged on the downstream side of the flame, and the cooling fins formed thinner than the cooling body main body and extending from the cooling body main body toward the flame mouth side. Therefore, the upstream side of the flame comes into contact with the thin cooling fins. Therefore, since the cooling fins are thin, the flow of the combustion gas is not hindered and the combustion state is not deteriorated. Therefore, it is possible to bring the cooling body sufficiently close to the flame opening without deteriorating the combustion state.
With the radiation cooling function of the cooling body, not only the temperature on the upstream side of the flame but also the temperature on the downstream side can be satisfactorily lowered. Further, since the thin cooling fin is in contact with the upstream side of the flame, the flame temperature will not be lowered more than necessary during weak combustion.

なお、炎口の近くには、燃焼状態を検知するためのフレ
ームロッドや着火時に用いられるスパークロッドが設け
られるので、これらとの干渉(弱燃焼時おける炎電流の
低下や着火時に冷却体にスパークする等の不具合)を回
避するために冷却フィンに切欠き等の逃げを設ける必要
があるが、冷却フィンの肉厚が薄いので、これらの逃げ
の製作も極めて簡単である。
Since a flame rod for detecting the combustion state and a spark rod used for ignition are installed near the flame outlet, interference with these (reduction of flame current during weak combustion or spark on the cooling body during ignition) It is necessary to provide notches or other reliefs in the cooling fins in order to avoid such problems), but since the thickness of the cooling fins is thin, the production of these reliefs is extremely easy.

また本発明の冷却体構成は省エネの点からも有利であ
る。例えば、液体燃料を気化器で気化させる燃焼装置の
場合、気化器の熱回収板に近い位置に冷却フィンが位置
し、輻射により熱回収板の熱を一部回収することができ
るので、気化器に通電する時間を短くすることができ
る。
Further, the cooling body configuration of the present invention is advantageous from the viewpoint of energy saving. For example, in the case of a combustion device that vaporizes liquid fuel with a vaporizer, the cooling fins are located near the heat recovery plate of the vaporizer, and the heat of the heat recovery plate can be partially recovered by radiation. It is possible to shorten the time for energizing the.

更に、赤熱冷却体はコストが安く、加工も簡単であるの
で、NOx低減を図る上で優れている。
Further, since the red-heated cooling body is low in cost and easy to process, it is excellent in reducing NO x .

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described with reference to drawings.

第1図は一実施例の石油ファンヒータの要部構成を示
し、第2図はそのA−A′断面を示す。これらの図にお
いて、1がバーナ本体であり、2がその炎口である。3
は気化器であり、気化パイプ4とこれを加熱する電気ヒ
ータ6を有する。即ち、気化パイプ4が電気ヒータ6に
より加熱されると、ポンプを通して供給された液体燃料
が気化パイプ4中を通ってほぼ気化した状態でノズル5
から噴射され、この気化燃料と共に回りの空気をバーナ
本体1内に誘引するようになっている。気化器3にはバ
ーナ本体1の炎口2上に位置する熱回収板7が一体形成
されている。バーナ本体1の炎口2には、炎電流値を検
知するためのフレームロッド8および着火用のスパーク
ロッド9が突出して設けられている。また炎口2上に赤
熱冷却体11が設けられている。冷却体11は、幅が比較的
大きく火炎が上流から下流にスムーズに流れるように多
数の通気孔12を有する筒状の本体111と、これから火炎
上流側に延在して形成された薄い冷却フィン112とから
構成されている。冷却フィン112には、フレームロッド
8やスパークロッド9に邪魔されることなく冷却体11を
炎口2に十分近く配置できるように、またフレームロッ
ド8やスパークロッド9の特性に影響を与えないよう
に、これらの部分に切欠き13,14が形成されている。な
おこの冷却体11は燃焼室に取付けられているかまたはバ
ーナ本体1に支持棒等により取付けられる。
FIG. 1 shows the structure of the essential parts of an oil fan heater according to an embodiment, and FIG. 2 shows the AA 'cross section. In these figures, 1 is the burner body and 2 is its flame outlet. Three
Is a vaporizer having a vaporization pipe 4 and an electric heater 6 for heating the vaporization pipe 4. That is, when the vaporizing pipe 4 is heated by the electric heater 6, the liquid fuel supplied through the pump passes through the vaporizing pipe 4 and is substantially vaporized, and the nozzle 5
And the surrounding air is drawn into the burner body 1 together with the vaporized fuel. The vaporizer 3 is integrally formed with a heat recovery plate 7 located on the flame port 2 of the burner body 1. The flame port 2 of the burner body 1 is provided with a frame rod 8 for detecting the flame current value and a spark rod 9 for ignition so as to project. Further, a red heat cooling body 11 is provided on the flame port 2. The cooling body 11 has a relatively large width and a cylindrical main body 11 1 having a large number of vent holes 12 so that the flame can smoothly flow from upstream to downstream, and a thin cooling formed extending from this to the flame upstream side. and a fin 11 2. The cooling fins 11 2, so that can be placed close enough to the cooling body 11 to the flame hole 2 without being obstructed by the flame rod 8 and the spark rod 9, also it does not affect the characteristics of the flame rod 8 and the spark rod 9 Thus, notches 13 and 14 are formed in these portions. The cooling body 11 is attached to the combustion chamber or is attached to the burner body 1 by a support rod or the like.

この様な構成として、気化器3でほぼ気化された燃料が
ノズル5から噴射され、回りの空気と共にバーナ本体1
に取込まれ、これが可燃範囲に入るとスパークロッド9
のスパークによって着火する。図の10はこうして炎口2
上に形成された火炎を示している。
With such a configuration, the fuel substantially vaporized by the vaporizer 3 is injected from the nozzle 5, and the burner main body 1 together with the surrounding air is injected.
When it enters the flammable range, the spark rod 9
Is ignited by a spark. 10 in the figure is thus flame tip 2
Shows the flame formed above.

バーナ上に形成される火炎10は、赤熱冷却体11の冷却フ
ィン112のある上流側から本体111のある下流側に、一部
通気孔12を通って流れる。このとき、冷却フィン112
薄いものであるので燃焼ガスの流れは妨げられることな
くスムーズである。冷却体11のある位置は火炎高温部で
あり、特に冷却フィン112のある上流側の方が温度が高
く燃焼反応が活発である。フレームロッド8およびスパ
ークロッド9は、バーナ上の火炎上流側の最高温度領域
に位置しており冷却フィン112に隣接しているが、冷却
フィン112には切欠き13,14が設けられているために、特
性に影響はない。即ち、着火時にスパークロッドから冷
却体11にスパークが飛ぶこともなく、また弱燃焼時に燃
焼状態が大きく変化することがないので、フレームロッ
ド8で検知する炎電流値が低下することもない。
Flame 10 formed on the burner, the downstream side with a main body 11 1 from the upstream side with cooling fins 11 2 red hot cooling body 11, flows through a portion vent hole 12. At this time, the flow of the combustion gas so cooled fins 11 2 is thin is smooth unimpeded. Position with a cooling body 11 are flame high temperature portion, in particular the cooling fins 11 temperature 2/5 of a certain upstream is higher combustion reaction is vigorous. Flame rod 8 and the spark rod 9 is adjacent to the flame upstream of the highest temperature region is located to the cooling fins 11 2 on the burner, the cooling fins 11 2 notches 13 and 14 are provided Therefore, the characteristics are not affected. That is, the spark does not fly from the spark rod to the cooling body 11 at the time of ignition, and the combustion state does not greatly change at the time of weak combustion, so that the flame current value detected by the flame rod 8 does not decrease.

こうしてこの実施例によれば、フレームロッド8やスパ
ークロッド9の特性に悪影響を与えることなく赤熱冷却
体をバーナ炎口に近い位置に設けて、その輻射効果によ
り火炎高温部を直接冷却することができる。これによ
り、排ガス中に含まれるNOxを効果的に低減することが
できる。また冷却フィン112は気化器3の熱回収板7に
近い位置にあるので、輻射効果により熱回収板7から一
部熱を回収することができる。この結果、定常燃焼時の
電気ヒータ6の電力消費量を少なくすることができるば
なりでなく、熱回収板7を小型にできるので、気化器3
の熱容量を小さいものとして着火までの余熱時間を短縮
することができる。
In this way, according to this embodiment, the red heat cooling body is provided at a position close to the burner flame port without adversely affecting the characteristics of the frame rod 8 and the spark rod 9, and the high temperature portion of the flame can be directly cooled by the radiation effect. it can. This makes it possible to effectively reduce the NO x contained in the exhaust gas. Since the cooling fins 11 2 is positioned closer to the heat recovery plate 7 of the vaporizer 3, it is possible to recover some heat from the heat recovery plate 7 by radiation effect. As a result, the power consumption of the electric heater 6 during steady combustion must be reduced, and the heat recovery plate 7 can be downsized, so that the carburetor 3 can be used.
It is possible to shorten the residual heat time until ignition by making the heat capacity of the battery small.

更に上記のような冷却体構造は加工が簡単であり、コス
トも安く耐久性にも優れたものであって、NOx低減にと
って非常に付加価値の高いものとなる。
Further, the cooling body structure as described above is easy to process, has a low cost and is excellent in durability, and has an extremely high added value for reducing NO x .

本発明は上記実施例に限られるものではない。例えば冷
却体本体は断面が円形であってもよいし、燃焼状態を悪
化させない程度に幅が小さい場合には通気孔がなくても
よい。また冷却体材料は、金属でも、耐熱性の優れたセ
ラミックスでもよい。セラミツクスを用いた場合、スパ
ークロッドからのスパークはないので、冷却フィンに設
ける切欠きは小さいものとすることができる。即ち冷却
フィンの形状は、NOx低減効果を維持しつつ、スパーク
ロッドやフレームロッドを避けて炎口に十分に近付ける
ことができ、且つスパークロッドやフレームロッドの特
性を損わない範囲で適当に設計することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the cooling body may have a circular cross section, or may have no ventilation hole if the width is small enough not to deteriorate the combustion state. Further, the cooling body material may be a metal or a ceramic having excellent heat resistance. When the ceramic is used, since there is no spark from the spark rod, the notch provided in the cooling fin can be made small. In other words, the shape of the cooling fins should be appropriate within a range that can keep the NO x reduction effect, avoid the spark rods and frame rods, and come close enough to the flame port, and that does not impair the characteristics of the spark rods and frame rods. Can be designed.

また実施例では石油ファンヒータを説明したが、基本的
には燃料を選ばず、バーナ炎口上にフレームロッドやス
パークロッドが付設される燃焼器であれば、本発明を適
用することが可能である。
Further, although the oil fan heater has been described in the embodiment, basically, the present invention can be applied to any combustor that does not select fuel and is provided with a flame rod or a spark rod on the burner flame port. .

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、弱燃焼時の炎電流値
の低下や着火不良等を招くことなく、火炎温度を輻射冷
却効果で下げることができ、燃料排気ガス中のNOxを効
果的に低減するこを可能とした燃焼装置を得ることがで
きる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, the flame temperature can be reduced by the radiative cooling effect without lowering the flame current value during weak combustion, poor ignition, etc. It is possible to obtain a combustion device capable of effectively reducing the NO x of the.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の石油ファンヒータの要部構
成を示す図、第2図はそのA−A′断面図である。 1…バーナ本体、2…炎口、3…気化器、4…気化パイ
プ、5…ノズル、6…電気ヒータ、7…熱回収板、8…
フレームロッド、9…スパークロッド、10…火炎、11…
冷却体、111…冷却体本体、112…冷却フィン、13,14…
切欠き。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of essential parts of an oil fan heater according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA '. 1 ... Burner body, 2 ... Flame mouth, 3 ... Vaporizer, 4 ... Vaporization pipe, 5 ... Nozzle, 6 ... Electric heater, 7 ... Heat recovery plate, 8 ...
Frame rod, 9 ... Spark rod, 10 ... Flame, 11 ...
Cooling body, 11 1 ... Cooling body, 11 2 ... Cooling fins, 13, 14 ...
Notch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バーナの炎口上に燃焼状態を検知するため
のフレームロッドを設けるとともに、この上に形成され
る火炎中に上記火炎で赤熱されて輻射で上記火炎を冷却
する冷却体を設けてなる燃焼装置において、前記冷却体
は、前記火炎の下流側に配置された冷却体本体と、この
冷却体本体より薄く形成されて上記冷却体本体から炎口
側に向けて延在する冷却フィンとから構成されているこ
とを特徴とする燃焼装置。
1. A flame rod for detecting a combustion state is provided on a burner flame port, and a cooler is provided in a flame formed on the flame burner, which cools the flame by being red-heated by the flame and radiating the flame. In the combustion device, the cooling body includes a cooling body main body arranged on the downstream side of the flame, and a cooling fin formed to be thinner than the cooling body main body and extending from the cooling body main body toward the flame mouth side. Combustion device characterized by being composed of.
JP61071157A 1986-03-31 1986-03-31 Combustion device Expired - Lifetime JPH07117201B2 (en)

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