JPH11223307A - 希薄燃焼バーナ - Google Patents

希薄燃焼バーナ

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Publication number
JPH11223307A
JPH11223307A JP10023526A JP2352698A JPH11223307A JP H11223307 A JPH11223307 A JP H11223307A JP 10023526 A JP10023526 A JP 10023526A JP 2352698 A JP2352698 A JP 2352698A JP H11223307 A JPH11223307 A JP H11223307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flame
plate
long side
flame hole
side direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP10023526A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuji Otsuka
哲二 大塚
Hiroyuki Mitsutomi
博之 光冨
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10023526A priority Critical patent/JPH11223307A/ja
Publication of JPH11223307A publication Critical patent/JPH11223307A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Gas Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気比の少ない濃厚ガスを用いずに空気比が
1.3以上の希薄混合ガスが安定して燃焼できるバーナ
を提供する。 【解決手段】 短辺a、長辺dの長方形の炎孔20を長
辺の間隔bで2個または3個並べてグループとし、前記
グループを長辺間の間cで1〜3個、短辺間の間隔eで
複数個並べた炎孔板16と、炎孔板16の上流側に平行
に設けられるポーラスな金属またはセラミックスの板か
らなる整流板14と、炎孔板16の長辺方向両側に、炎
孔板16の下流方向に炎長の長さ以上に延びる燃焼筒1
8とを含むバーナ。前記a,b,c,d,eの間には、
次の関係がある。 b≒a、c≒e≒2a、3a<d<7a

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定に燃焼できる
希薄燃焼バーナに関する。
【0002】
【従来の技術】燃料ガスの理論空気量の1.3倍以上の
空気(以下空気比1.3以上という)を予め燃料ガスに
混合して燃焼する希薄予混合燃焼は、火炎温度が比較的
低く、サーマルNOxの発生を抑制できるので、低NO
xバーナとして、湯沸器やファンヒータなどに用いられ
ている。しかし希薄予混合ガスの火炎は、温度が低下し
て燃焼速度が低下する。このため補炎機構がないと、飛
火(リフト)を起こして消火するかまたは振動燃焼を起
こし、安定した燃焼を継続できない。
【0003】補炎機構として、典型的な従来技術は、一
部の燃料ガスを予混合空気が少なくて安定して燃焼でき
る濃厚ガスとして燃焼させ、この濃厚ガスの燃焼炎を補
炎に用いている。
【0004】しかし、燃料ガスの一部を濃厚ガスとして
用いるため、濃厚ガスの燃焼で発生するNOxの量が多
く、全体としてNOx量を充分低下できないという問題
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、濃厚
ガスを使用せずに安定して燃焼できる希薄燃焼バーナを
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、炎孔から
噴出する予混合希薄ガスの炎の状態および燃焼ガス流の
状態を詳細に研究し、本発明を完成するに至った。
【0007】本発明は、短辺a、長辺dの長方形の炎孔
を長辺間の間隔bでf箇並べて1グループとし、前記グ
ループを長辺間の間隔cでg箇、短辺間の間隔eで複数
個並べた炎孔板と、炎孔板の上流側に、炎孔板と略平行
に設けられる金網、ポーラスな金属板またはポーラスな
セラミックス板から成る整流板と、炎孔板の長辺方向両
側に、炎孔板から下流方向に炎長の長さ以上に延びる燃
焼筒とを含み、前記a、b、c、d、eの間に次の関係
があることを特徴とする希薄燃焼バーナである。
【0008】b≒a、c≒e≒2a、3a<d<7a 本発明に従う炎孔板を用いると、炎孔から噴出する予混
合希薄ガスは、グループ毎に1つの炎を形成し、炎孔板
の炎孔のない部分(以下、デットスペースという)で
は、燃焼ガスの一部が渦流となり、この渦流によって補
炎される。また整流板は、予混合ガスを全炎孔に均等に
分配する整流作用と、炎が逆火するのを防止する。燃焼
筒は、風などによって炎が吹消されるのを防止するとと
もに、燃焼ガスを被加熱物の方へ導く。
【0009】また本発明は、前記炎孔板の長辺方向両端
部に、短辺a、長辺dの第2炎孔を、長辺方向が前記炎
孔の長辺方向と垂直になるようにさらにg箇設けたこと
を特徴とする。
【0010】本発明に従う炎孔板には、長辺方向両端部
に前記炎孔(以下、第1炎孔という)と大略同形の第2
炎孔を、第1炎孔と垂直に設ける。これによって長辺方
向両端部の燃焼炎が一層安定となる。
【0011】また本発明は、前記炎孔板の長辺方向両端
と、短辺方向のグループ間の中心線上とであって、長辺
間の中心線上に、aよりも小さい直径を有する円形の第
3炎孔をさらに設けたことを特徴とする。
【0012】本発明に従えば、炎孔板のデットスペース
のうち長辺方向のグループ間の中心線と長辺間の中心線
との交点と、長辺方向両端部の長辺間の中心線上とに円
形の第3炎孔が設けられる。第3炎孔の径は、aよりも
小さく、これによって形成される燃焼炎は噴出速度が小
さく近くの第1炎孔に対して補炎効果がある。
【0013】また本発明は、前記燃焼筒が、炎孔板の垂
直線から外方に30°以下の角度で拡がっている末広部
を有することを特徴とする。
【0014】本発明に従う燃焼筒は、末広部を有してい
るので、燃焼炎、特に長辺方向両側の燃焼炎は末広がり
状となり、炎孔板近傍の渦流の発生を助け、補炎効果を
大きくする。また火炎が拡がるので、炎の中心部に排ガ
スが循環され、低NOx化が図れる。
【0015】また本発明は、前記fが2または3であ
り、gが1,2または3であり、aが2〜5mmである
ことを特徴とする。
【0016】本発明に従えば、短辺方向(横方向)に2
または3箇並べた炎孔を1グループとし、横方向に1,
2または3グループ並べた炎孔板が好ましい。長辺方向
(縦方向)に並べるグループ数は特に限定されない。縦
方向両端部に第2炎孔を設ける場合は、横方向に並べた
1グループの第1炎孔に対し1つの第2炎孔を設けるの
が好ましい。また第1炎孔および第2炎孔は長方形であ
り、短辺aは2〜5mmが好ましい。これらは本発明者
らの実験結果に基づく。
【0017】また本発明は、前記燃焼筒の末広部が炎長
の長さL1と等しく、末広部の上方に炎孔板と垂直方向
にさらにL2=(0.3〜0.5)×L1だけ延びる垂
直部を有することを特徴とする。
【0018】本発明に従えば、末広部の長さL1は略炎
長の長さであることが好ましく、末広部の上部にさらに
(0.3〜0.5)×L1の長さL2の垂直部があるこ
とが好ましい。これらは本発明者らの実験結果に基づ
く。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態によっ
てより詳細に説明する。
【0020】図1は、本発明の一実施の形態の希薄燃焼
バーナ1の手前側の端板を外した状態の斜視図である。
本バーナ1は、直方体状であり、側板2によって長辺が
覆われ、図示しない端板によって短辺が覆われている。
底板4の長辺方向中央にガス分散管6が配置され、その
上面に穿設された多数の孔8から都市ガスなどの燃料ガ
スが混合室10内に噴出される。一方1次空気は、シロ
ッコファンなどの送風機12によって混合室10内に供
給され、都市ガスと充分混合される。前記混合ガスは、
ポーラスなセラミックスから成る整流板14で整流され
て炎孔板16から噴出し、点火されて燃焼炎を形成して
燃焼する。炎孔板16の上方には、側板2が延びて燃焼
筒18を形成する。
【0021】本バーナ1において、送風機12から供給
される1次空気の量は、空気比1.3以上とされるの
で、燃焼炎の温度は低く、NOxの発生量は10ppm
程度に抑制できる。
【0022】図2は、本バーナ1に好適に用いられる炎
孔板16aの平面図である。炎孔板16aには、その長
辺方向(縦方向)に長辺、短辺方向(横方向)に短辺が
それぞれ平行に長方形(短辺a×長辺d)の第1炎孔2
0が設けられる。第1炎孔20は横方向に平行に2〜3
個(図2では2個、後述の図4では3個)が間隔bで並
べられて1つのグループを形成する。各グループは、横
方向に1〜3個(図2では2個)が間隔cで並べられ
る。各グループは縦方向には間隔eで並べられる。縦方
向に並べられる個数は特に限定されない。
【0023】図3は、本バーナ1を第1炎孔20の設け
られている位置で横方向に切断した断面図である。1グ
ループの第1炎孔20は1つの炎22を形成し、炎孔板
16の近くで矢符で示すような渦流を生じて炎がリフト
するのを防ぐ。渦流は、縦方向のグループ間でも発生
し、炎を安定化する。
【0024】本実施形態では、a=b=3mm、c=e
=6mm、d=15mmとしたが、a=b=2〜5m
m、c=e=2a、3a<d<7aの範囲とすることが
好ましい。また燃焼筒18の高さL3は炎22の長さL
1の1.3〜1.5倍とするのが好ましい。
【0025】図4は、本発明のバーナ1に好適に用いら
れる他の炎孔板16bの平面図である。炎孔板16bに
は、先の例の炎孔板16aと同様の第1炎孔20が設け
られる他に、縦方向両端に第1炎孔20と直交する形で
第2炎孔24が設けられる。第2炎孔24も長方形であ
り、短辺はa、長辺は5aとされ、第1炎孔20の1グ
ループの両端に1個ずつ設けられる。先の実施の形態の
炎孔板16aでは、長辺方向両端の炎孔20からの炎が
やや不安定になるが、本実施の形態の炎孔板16bで
は、周辺に設けられる炎孔が長辺を外側に向けるので、
炎がより安定化する。
【0026】図5は、本発明のバーナ1に好適に用いら
れるさらに他の炎孔板16cの平面図である。炎孔板1
6cには、先の例の炎孔板16aと同様の第1炎孔20
が設けられる他に、縦方向の両端部と、横方向のグルー
プ間の中心線26上とであって、縦方向のグループ間の
中心線28およびグループ内の長辺間の中心線30上
に、直径がaよりも小さい円形の第3炎孔32が設けら
れる。第3炎孔32から噴出する混合ガスの速度は小さ
く、周辺の第1炎孔20からの炎を補炎する。
【0027】図6は、本発明の他の実施の形態の希薄燃
焼バーナ40の整流板14、炎孔板16および燃焼筒1
8aの断面図である。炎孔板16として図2、図4また
は図5に示したものが使用される。図3に示すように、
先の実施の形態の燃焼筒18は、炎孔板16に垂直に上
方に形成される。本実施の形態の燃焼筒18aは、炎孔
板16の垂直線42から外方に30°以下の角度、本実
施の形態では30°に拡がっている末広部44を有し、
末広部44の上方にさらに炎孔板16と垂直方向に延び
る垂直部46を有する。燃焼筒18aに末広部44があ
ると炎48も末広がりとなりその先端部で横方向で1つ
になる。これによって炎孔板16付近で渦流が発生しや
すくなり、補炎効果がさらに大きくなる。また火炎が拡
がるので、火炎の中心部に排ガスが循環され、これによ
っても低NOx化が図れる。本実施の形態では、末広部
の高さL1は炎長と略等しく、垂直部46の高さL2は
L1の0.3〜0.5倍に、本実施の形態では0.4倍
に形成される。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、炎孔板に
形成される炎孔の配列を特定することによって、また燃
焼筒に末広部を設けることによって、炎孔板上に渦流を
生じさせて補炎効果を得られ、濃厚ガスなしで安定して
燃焼できる希薄燃焼バーナが得られる。これによって低
NOx化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の形態の希薄燃焼バーナ1の
端板を取外した状態の斜視図である。
【図2】希薄燃焼バーナ1,40に好適に用いられる炎
孔板16aの平面図である。
【図3】希薄燃焼バーナ1の断面図である。
【図4】希薄燃焼バーナ1,40に好適に用いられる他
の炎孔板16bの平面図である。
【図5】希薄燃焼バーナ1,40に好適に用いられるさ
らに他の炎孔板16cの平面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態の希薄燃焼バーナ40
の断面図である。
【符号の説明】
1,40 希薄燃焼バーナ 2 側板 4 底板 6 ガス分散管 12 送風機 14 整流板 16,16a,16b,16c 炎孔板 18,18a 燃焼筒 20 第1炎孔 22,48 炎 24 第2炎孔 32 第3炎孔 44 末広部 46 垂直部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 短辺a、長辺dの長方形の炎孔を長辺間
    の間隔bでf箇並べて1グループとし、前記グループを
    長辺間の間隔cでg箇、短辺間の間隔eで複数個並べた
    炎孔板と、 炎孔板の上流側に、炎孔板と略平行に設けられる金網、
    ポーラスな金属板またはポーラスなセラミックス板から
    成る整流板と、 炎孔板の長辺方向両側に、炎孔板から下流方向に炎長の
    長さ以上に延びる燃焼筒とを含み、 前記a、b、c、d、eの間に次の関係があることを特
    徴とする希薄燃焼バーナ。 b≒a、c≒e≒2a、3a<d<7a
  2. 【請求項2】 前記炎孔板の長辺方向両端部に、短辺
    a、長辺dの第2炎孔を、長辺方向が前記炎孔の長辺方
    向と垂直になるようにさらにg箇設けたことを特徴とす
    る請求項1記載の希薄燃焼バーナ
  3. 【請求項3】 前記炎孔板の長辺方向両端と、短辺方向
    のグループ間の中心線上とであって、長辺間の中心線上
    に、aよりも小さい直径を有する円形の第3炎孔をさら
    に設けたことを特徴とする請求項1記載の希薄燃焼バー
    ナ。
  4. 【請求項4】 前記燃焼筒が、炎孔板の垂直線から外方
    に30°以下の角度で拡がっている末広部を有すること
    を特徴とする請求項1記載の希薄燃焼バーナ。
  5. 【請求項5】 前記fが2または3であり、gが1,2
    または3であり、aが2〜5mmであることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれか1項に記載の希薄燃焼バー
    ナ。
  6. 【請求項6】 前記燃焼筒の末広部が炎長の長さL1と
    等しく、末広部の上方に炎孔板と垂直方向にさらにL2
    =(0.3〜0.5)×L1だけ延びる垂直部を有する
    ことを特徴とする請求項4記載の希薄燃焼バーナ。
JP10023526A 1998-02-04 1998-02-04 希薄燃焼バーナ Pending JPH11223307A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160047A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 华帝股份有限公司 一种管式蜂窝体及燃烧器
CN110173691A (zh) * 2019-05-24 2019-08-27 华帝股份有限公司 一种管式蜂窝体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160047A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 华帝股份有限公司 一种管式蜂窝体及燃烧器
CN110173691A (zh) * 2019-05-24 2019-08-27 华帝股份有限公司 一种管式蜂窝体

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