JPH10288315A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH10288315A
JPH10288315A JP9880497A JP9880497A JPH10288315A JP H10288315 A JPH10288315 A JP H10288315A JP 9880497 A JP9880497 A JP 9880497A JP 9880497 A JP9880497 A JP 9880497A JP H10288315 A JPH10288315 A JP H10288315A
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JP
Japan
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light
combustion
nozzle
burner
nozzles
Prior art date
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Application number
JP9880497A
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English (en)
Inventor
Shiro Takeshita
志郎 竹下
Tomomichi Asou
智倫 麻生
Yoichi Kimura
洋一 木村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は濃淡燃焼方式の燃焼装置に関するも
のであり、排気形態にかかわらず振動燃焼を防止するこ
とを課題とする。 【解決手段】 バーナ本体6は、複数の濃バーナ8と淡
バーナ10が交互に連接された濃淡バーナ部11と、濃
ノズル12と淡ノズル13を有するノズルホルダー14
で構成され、濃ノズル12ならびに淡ノズル13の配列
中に異径濃ノズル19および異径淡ノズル20を設けた
ため、火炎自体が有する発熱速度変動に不均一性が得ら
れ振動燃焼発生域を減少することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は主として濃淡燃焼方
式のように希薄燃焼を利用して低NOx化を実現し、特
にその際生じ易い振動燃焼の抑制を図った燃焼装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の燃焼装置は、例えば特開平
7−42912号公報に記載されているように図6に示
すようなものが知られていた。
【0003】図6において、濃淡バーナの一つのブロッ
クは、濃炎口1を有する濃バーナ2と淡炎口3を有する
淡バーナ4が交互に連接されたもので、このブロックが
数10個以上並んだ状態で構成されている。
【0004】そして、上記構成の燃焼装置では、濃炎口
1には安定な濃火炎が、淡炎口3には不安定な淡火炎が
形成され、その不安定な淡火炎を両側から安定な濃火炎
の熱で安定化を図り、特に濃火炎を保炎させるために安
定板5を設けたり、濃炎口1の面高さを淡炎口3の面高
さより低くすることが考慮されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記する従来の燃焼装
置では、高インプット時には炎口の流速が速くなり濃火
炎自体の保炎が難しく、結果として全体の火炎が不安定
となり圧力変動を生じ、振動燃焼を誘起させ易くなり、
特に数メートルの排気管を取り付ける排気形態において
その傾向が強く、そのため一部の排気形態でしか振動燃
焼を抑制できないという課題を有していた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、複数個配列された均一なノズル径を有する
濃ノズルまたは淡ノズルの一部に異径ノズルを設けたも
のである。
【0007】上記発明によれば、濃淡燃焼による低NO
x燃焼は維持された状態においても、火炎の発熱速度の
変動を不均一にすることができるため、振動燃焼の発生
要因である火炎の発熱速度変動と圧力変動との位相関係
において、発振条件を満足しない状態が得られ、濃淡燃
焼方式の燃焼装置においても全種類の排気形態の製品化
を可能にすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、各請求項記載の形態に
おいて実施することができるものであり、請求項1記載
のように、予混合空気が理論空気量より少ない状態で燃
焼させる濃炎口と、理論空気量より多い状態で燃焼させ
る淡炎口とが交互に組み合わされ複数個配列された濃淡
バーナ部と、濃淡バーナ部に燃料を供給し、濃炎口と淡
炎口の夫々の入り口に一致して配設する複数の濃ノズル
と淡ノズルを有するノズルホルダーと、濃炎口と淡炎口
の夫々に供給される予混合空気の量を調整する複数の開
口部を有する濃ダンパーと淡ダンパーとを有するバーナ
本体を備えていて、前記ノズルホルダーには、異径濃ノ
ズルと異径淡ノズルのいずれか一方または両方を設ける
ことにより、複数に配列された濃ノズルまたは淡ノズル
のノズル径が均一ではなく燃焼性を損なわない程度に一
部に異径濃ノズルまたは異径淡ノズルを配設したため、
異径ノズルを配設した炎口上に形成される火炎の発熱速
度が他の火炎の発熱速度と異なり、その間に位相差を生
じ、干渉作用が働いて発振しようとする振動エネルギー
を抑制することができる。従って振動燃焼を抑制するこ
とができる。
【0009】そして、請求項2記載のように異径濃ノズ
ルまたは異径淡ノズルは複数個連続したグループとして
ノズルホルダーに配設することができるものであり、そ
の場合は発熱速度が異なる領域をより大きくでき、それ
に伴い振動燃焼の抑制範囲もよく広くできる。
【0010】また、請求項3記載のように予混合空気が
理論空気量より少ない状態で燃焼させる濃炎口と、理論
空気量より多い状態で燃焼させる淡炎口とが交互に組み
合わされ複数個配列された濃淡バーナ部と、濃淡バーナ
部に燃料を供給し、濃炎口と淡炎口の夫々の入り口に一
致して配設された複数の濃ノズルと淡ノズルを有するノ
ズルホルダーと、濃炎口または淡炎口に夫々供給される
予混合空気の量を調整する複数の開口部を有する濃ダン
パーまたは淡ダンパーを有するバーナ本体を備えてい
て、前記濃ダンパーまたは淡ダンパーには開口部の開口
面積と異なる開口面積をもつ制御口を設けることによ
り、制御口の下流側の濃バーナまたは淡バーナへ入る燃
焼用空気の量がバーナ間で異なることとなり、結果とし
て燃焼速度が変わり請求項1記載の発明と同様発熱速度
が不均一となり振動燃焼を抑制することができる。
【0011】そして請求項4記載のように同一開口面積
の制御口を複数個連続してグループとして濃ダンパーま
たは淡ダンパーに配設することができるものであり、そ
の場合は、請求項2記載の発明と同様、不均一な火炎状
態を効果的に作用させることができる。
【0012】以下、本発明の実施例について図面を用い
て説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1における燃焼装置
の要部縦断面図である。バーナ本体6は、濃炎口7を有
する濃バーナ8と淡炎口9を有する淡バーナ10が紙面
垂直方向に交互に連接された濃淡バーナ部11と、濃淡
バーナ部11へ燃料を供給する濃ノズル12と淡ノズル
13を有するノズルホルダー14と、バーナケース15
で構成され、濃バーナ8と濃ノズル12、淡バーナ10
と淡ノズル13の間には濃淡バーナ部11へ入る燃焼用
空気の量を開口部16の開口面積で調節する濃ダンパー
17と淡ダンパー18が取り付けられている。また図2
に示すように、ノズルホルダー14に配設した濃ノズル
12と淡ノズル13の数は、夫々同数あり、その内の一
部にノズル径が小さい異径濃ノズル19ならびに異径淡
ノズル20を設けている。燃焼性能を考慮して異径濃ノ
ズル19のみか、または異径淡ノズル20のみの一方だ
けでもよい。また、バーナケース15の底面に装着され
たファン21から供給される燃焼用空気は、空気室22
で均一化され、そのほとんどは淡ダンパー18を通って
淡炎口9へ入り、空気比が150%程度の淡火炎を淡炎
口9上に形成する。残りはバーナケース15の壁面冷却
用と濃ダンパー17を通って空気比40%程度の濃火炎
を形成する濃炎口7側へ供給される。
【0013】次に動作、作用について説明すると、径が
小さい異径濃ノズル19と異径淡ノズル20から供給さ
れる夫々のガス量は、他の濃ノズル12、または淡ノズ
ル13から供給されるガス量より少なく、濃炎口7また
は淡炎口9の夫々で形成される火炎間に発熱量が均一で
ない状態が作られる。一方、高インプット時の濃炎口7
上の火炎の一部で、保炎できない状態になると、燃焼装
置の共鳴周波数に一致した振動周波数で圧力変動が始ま
り、均一な発熱速度を有する火炎の場合、その火炎自体
が持っている発熱速度の周波数との位相関係がすべての
火炎で発振条件を満たす結果となり振動燃焼を早く誘起
させることになるが、本実施例のように一部発熱速度が
異なる火炎を形成することによって、火炎間に位相差が
生じ干渉作用で振動を抑制しようとする現象が生じ、振
動燃焼の発生を抑制することができるものである。尚、
異径ノズルのノズル径の種類は1つとは限らないことは
説明するまでもない。
【0014】(実施例2)図3は本発明の実施例2にお
ける燃焼装置の要部外観図である。
【0015】実施例1と異なる点は異径濃ノズル19を
複数個連続して濃ノズル12間に配設した点である。
【0016】なお実施例1と同一符号の部分には同一符
号を付与し、詳細な説明は省略する。
【0017】濃淡バーナ方式は、通常濃淡それぞれ10
本以上の炎口を有するものが多く、その中で単独に異径
濃ノズル19を配しても、濃淡バーナとして形成される
連続した火炎では効果が小さいが、例えば3個程度グル
ープ化することによって両側火炎との発熱速度差を明確
に作りだすことができ、より振動燃焼を抑制する効果を
得ることができるものである。
【0018】(実施例3)図4は本発明の実施例3にお
ける燃焼装置の要部外観図である。
【0019】実施例1と異なる点はノズルホルダー14
には均一な濃ノズル12と淡ノズル13を有し、その下
流側の濃ダンパー17または淡ダンパー18に、開口部
16の開口面積と開口面積が異なる制御口23を設けた
点である。図4は淡ダンパー18に開口部16より開口
面積が小さい制御口23を設けた場合を示している。
【0020】次に動作、作用について説明すると、制御
口23に対応した淡炎口9へ入る空気量は他の開口部1
6に対応した淡炎口9より少なく、形成される淡火炎は
均一な空気比で燃焼せず開口部23に対応した火炎の燃
焼速度は遅くなっている。その結果燃焼速度に比例する
発熱速度も変わることとなり、実施例1と同様の作用で
振動燃焼が抑制される。この場合も、制御口23の開口
面積の種類は1つとは限らないことは説明するまでもな
い。また同様に、実施例1の異径ノズルのノズル径をす
べて異なるようにし、対応するそれぞれの炎口の空気比
が一定になるよう制御口の面積を調整することによっ
て、燃焼性は変わらず振動燃焼には強い濃淡バーナを得
ることができる。
【0021】(実施例4)図5は本発明の実施例4にお
ける燃焼装置の要部外観図である。
【0022】実施例3と異なる点は制御口23を複数個
連続して開口部16間に配設した点である。図5は淡ダ
ンパー18の中央に開口部16より開口面積が小さい制
御口23を3個グループ化した例を示している。この場
合も実施例2と同様の作用効果が得られるものである。
上記例では、制御口13は3個グループ化した例を示し
たが、制御口13のグループ化は3個に限定されるもの
でなく、複数個の制御口13のグループ化であってよ
い。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、濃ノズル
または淡ノズルに異径ノズルを設け、火炎の発熱速度を
均一状態から不均一状態に変化させるため、排気形態で
決まる燃焼系の共振周波数に一致した圧力変動との間の
位相関係を不均一化でき、発振条件に火炎全体が入るこ
とを防止し、また各火炎間の発熱速度の位相差による干
渉作用で振動エネルギーが減衰され、振動燃焼領域の縮
小を図ることができる。その結果、低NOx燃焼は従来
通りで、従来濃淡燃焼方式で困難であった全種類の排気
形態に対して対応でき、また金型費用が高額な濃淡バー
ナ部はそのままで、後加工を行うノズルホルダーのノズ
ル径を一部変更するだけという有利な効果を有する。
【0024】また、異径濃ノズルまたは異径淡ノズルを
複数個連続して設けるため、火炎間の発熱速度差をより
明らかにでき、振動燃焼領域をより縮小することができ
る。
【0025】また、濃ダンパーまたは淡ダンパーに開口
部の開口面積と異なる制御口を設けるため、制御口に対
応する炎口で形成される火炎の燃焼速度が異なり、燃焼
速度に不均一性が得られ燃焼速度に比例する発熱速度も
不均一となり、結果として請求項1記載の発明と同様、
簡単な着脱可能な部品だけで振動燃焼発生を抑制でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における燃焼装置の要部縦断
面図
【図2】同燃焼装置の要部拡大外観図
【図3】本発明の実施例2における燃焼装置の要部拡大
外観図
【図4】本発明の実施例3における燃焼装置の要部拡大
外観図
【図5】本発明の実施例4における燃焼装置の要部拡大
外観図
【図6】従来の燃焼装置の要部断面図
【符号の説明】
6 バーナ本体 7 濃炎口 8 濃バーナ 9 淡炎口 10 淡バーナ 11 濃淡バーナ部 12 濃ノズル 13 淡ノズル 14 ノズルホルダー 16 開口部 17 濃ダンパー 18 淡ダンパー 19 異径濃ノズル 20 異径淡ノズル 23 制御口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予混合空気が理論空気量より少ない状態で
    燃焼させる濃炎口と、理論空気量より多い状態で燃焼さ
    せる淡炎口とが交互に組み合わされ複数個配列された濃
    淡バーナ部と、前記濃淡バーナ部に燃料を供給し、前記
    濃炎口と淡炎口の入り口には夫々一致して配設された複
    数の濃ノズルと淡ノズルを有するノズルホルダーと、前
    記濃炎口及び淡炎口の夫々に供給される予混合空気の量
    を調整する複数の開口部を有する濃ダンパーと淡ダンパ
    ーを有するバーナ本体とを備えていて、前記ノズルホル
    ダーには、異径濃ノズルと異径淡ノズルのいずれか一方
    または両方を設けたことを特徴とする燃焼装置。
  2. 【請求項2】異径濃ノズルまたは異径淡ノズルは異径濃
    ノズルを複数個連続したグループとして、または異径淡
    ノズルを複数個連続したグループとして前記グループの
    いずれか一方または両方を配設したことを特徴とする請
    求項1記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】予混合空気が理論空気量より少ない状態で
    燃焼させる濃炎口と、理論空気量より多い状態で燃焼さ
    せる淡炎口とが交互に組み合わされ複数個配列された濃
    淡バーナ部と、前記濃淡バーナ部に燃料を供給し、前記
    濃炎口、淡炎口の入り口に一致して配設された複数の濃
    ノズルと淡ノズルを有するノズルホルダーと、前記濃炎
    口と淡炎口の夫々に供給される予混合空気の量を調整す
    る複数の開口部を有する濃ダンパーと淡ダンパーを有す
    るバーナ本体とを備えていて、前記濃ダンパーまたは淡
    ダンパーには前記開口部の開口面積と異なる開口面積を
    もつ制御口を設けたことを特徴とする燃焼装置。
  4. 【請求項4】同一開口面積の制御口を複数個連続したグ
    ループとして配設したことを特徴とする請求項3記載の
    燃焼装置。
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