JPS6321089B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6321089B2 JPS6321089B2 JP57122333A JP12233382A JPS6321089B2 JP S6321089 B2 JPS6321089 B2 JP S6321089B2 JP 57122333 A JP57122333 A JP 57122333A JP 12233382 A JP12233382 A JP 12233382A JP S6321089 B2 JPS6321089 B2 JP S6321089B2
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- JP
- Japan
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- flame
- primary
- combustion
- combustion chamber
- air
- Prior art date
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Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 88
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 8
- 239000003570 air Substances 0.000 description 38
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、家庭用燃焼器具のクリーン燃焼、安
全性の向上を図る分野に関するものである。
全性の向上を図る分野に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の家庭用燃焼器具の多くは、ブンゼンバー
ナを使用しているので、そのNOx値は100〜
150PPmと高く、室内開放型燃焼器具の低NOx化
が望まれている。
ナを使用しているので、そのNOx値は100〜
150PPmと高く、室内開放型燃焼器具の低NOx化
が望まれている。
シユバンクバーナ等大気圧全一次バーナで家庭
用燃焼器具用の低NOxバーナも実用化されてい
るが、生産コストが高い、TDRが取り難い、燃
焼部の投影面積が大きくなるといつた欠点を有し
ているので、その用途はストーブ等に限定されて
いた。
用燃焼器具用の低NOxバーナも実用化されてい
るが、生産コストが高い、TDRが取り難い、燃
焼部の投影面積が大きくなるといつた欠点を有し
ているので、その用途はストーブ等に限定されて
いた。
さらに、家庭用開放型燃焼器具においては、酸
素濃度の低下、１次空気口詰り等による不完全燃
焼状態を検出する安全装置が要望されており、
ZrO2センサ等の酸素濃度差センサ方式、パイロ
ツトバーナによるリフトアツプ方式、フレームロ
ツドのイオン電流にはる検知方式等が提案されて
いるが、これらの方式はガスの種類によつては不
完全燃焼状態になつてから、検知レベルに達する
等の問題点を有していた。
素濃度の低下、１次空気口詰り等による不完全燃
焼状態を検出する安全装置が要望されており、
ZrO2センサ等の酸素濃度差センサ方式、パイロ
ツトバーナによるリフトアツプ方式、フレームロ
ツドのイオン電流にはる検知方式等が提案されて
いるが、これらの方式はガスの種類によつては不
完全燃焼状態になつてから、検知レベルに達する
等の問題点を有していた。
一方、第５図の特願昭55−72298号のように、
ブンゼンバーナを１次燃焼、２次燃焼に分割し、
低NOx化を図り、かつ、１次燃焼炎を検出する
ことにより不完全燃焼状態を検出する燃焼装置が
提案されているが、イオン電流を確実に確保する
為に１次燃焼室内に補助空気を入れている為１次
燃焼室内の火炎温度が上昇し、NOxが高くなる
欠点があり、かつ補助空気を入れない場合には１
次空気の吸引量のバラツキにより、イオン電流が
小さくなり誤動作を起こしやすいといつた欠点が
あつた。
ブンゼンバーナを１次燃焼、２次燃焼に分割し、
低NOx化を図り、かつ、１次燃焼炎を検出する
ことにより不完全燃焼状態を検出する燃焼装置が
提案されているが、イオン電流を確実に確保する
為に１次燃焼室内に補助空気を入れている為１次
燃焼室内の火炎温度が上昇し、NOxが高くなる
欠点があり、かつ補助空気を入れない場合には１
次空気の吸引量のバラツキにより、イオン電流が
小さくなり誤動作を起こしやすいといつた欠点が
あつた。
発明の目的
本発明は前記の欠点を改良し、確実に不完全燃
焼状態を検出すると共に、一層の低NOx化を図
らんとするものである。
焼状態を検出すると共に、一層の低NOx化を図
らんとするものである。
発明の構成
本発明は、ブンゼンバーナの燃焼炎を１次燃焼
２次燃焼と分割し、低NOx化を図ると共に、１
次燃焼炎に補助空気を供給し、イオン電流を検出
し燃焼状態を検出するものであり、かつ、１次燃
焼室内に仕切板を設け、補助空気が１次燃焼域全
体に影響を及ぼさない構成とし一層の低NOx化
を図つたものである。
２次燃焼と分割し、低NOx化を図ると共に、１
次燃焼炎に補助空気を供給し、イオン電流を検出
し燃焼状態を検出するものであり、かつ、１次燃
焼室内に仕切板を設け、補助空気が１次燃焼域全
体に影響を及ぼさない構成とし一層の低NOx化
を図つたものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、第１図〜第
４図に基づいて説明する。
４図に基づいて説明する。
第１図において、１は燃焼体でガスノズル２に
対向して設けられた燃料、空気の吸込口部３、混
合管部４、混合気均圧部５、スリツト状の複数の
１次炎孔からなる１次炎孔部６で形成されてい
る。
対向して設けられた燃料、空気の吸込口部３、混
合管部４、混合気均圧部５、スリツト状の複数の
１次炎孔からなる１次炎孔部６で形成されてい
る。
今、燃焼体１の１次炎孔部６を覆う様に１次燃
焼室７を設け、その上部には１次炎孔部６の炎孔
総面積より大きな炎孔面積にした両端部の幅を中
央部より小さくした単一の２次炎孔８が設けられ
ている。１次燃焼室７内の１次炎孔部６に１次空
気のみによる１次燃焼炎１０が形成され、１次燃
焼炎１０の中にフレームロツド９が設けられてい
る。２次炎孔８には周囲の空気が供給され２次燃
焼炎１１が形成される。
焼室７を設け、その上部には１次炎孔部６の炎孔
総面積より大きな炎孔面積にした両端部の幅を中
央部より小さくした単一の２次炎孔８が設けられ
ている。１次燃焼室７内の１次炎孔部６に１次空
気のみによる１次燃焼炎１０が形成され、１次燃
焼炎１０の中にフレームロツド９が設けられてい
る。２次炎孔８には周囲の空気が供給され２次燃
焼炎１１が形成される。
１２は、フレームロツドのイオン電流を検知す
る検知部とこの検知部と関連して燃焼を制御する
制御部からなる制御回路であり、１３は前記制御
回路１２と関連して燃料の供給を制御するバルブ
である。
る検知部とこの検知部と関連して燃焼を制御する
制御部からなる制御回路であり、１３は前記制御
回路１２と関連して燃料の供給を制御するバルブ
である。
１４は火移り用開口１５を有する仕切板１６で
１次燃焼室７内の端部に設けられた火炎検知部１
７に設けられた補助空気口で、火炎検出部１７内
に設けられたフレームロツド９の近傍の１次燃焼
室７下部に設けられている。
１次燃焼室７内の端部に設けられた火炎検知部１
７に設けられた補助空気口で、火炎検出部１７内
に設けられたフレームロツド９の近傍の１次燃焼
室７下部に設けられている。
第３図は、第１図のＡ−Ａ断面図であり、火炎
の状態を示している。
の状態を示している。
上記構成において、ガスノズル２から噴出され
たガスは、周辺の空気を１次空気として吸引しな
がらバーナの吸込口部３へ吸込まれ、混合管部４
混合気均圧部５を経て、均一に混合され、かつ、
１次炎孔部６の各１次炎孔から均一の噴出速度に
なる様に均圧化される。
たガスは、周辺の空気を１次空気として吸引しな
がらバーナの吸込口部３へ吸込まれ、混合管部４
混合気均圧部５を経て、均一に混合され、かつ、
１次炎孔部６の各１次炎孔から均一の噴出速度に
なる様に均圧化される。
２次炎孔８で点火された火炎は、１次空気比が
可燃限界以上の混合比であれば１次炎孔部６に戻
り、１次燃焼室７内で１次燃焼炎１０が形成さ
れ、１次空気のみによる１次燃焼が行なわれる。
可燃限界以上の混合比であれば１次炎孔部６に戻
り、１次燃焼室７内で１次燃焼炎１０が形成さ
れ、１次空気のみによる１次燃焼が行なわれる。
１次燃焼室７に設けた仕切板１６によつて分割
された火炎検出部１７では１次空気と補助空気に
よつて１次燃焼が行なわれる。
された火炎検出部１７では１次空気と補助空気に
よつて１次燃焼が行なわれる。
今、１次燃焼は燃料過剰側で行なわれるので燃
料ガスは、H2，CO，CH等のガスに分解され、
２次炎孔８で周囲の空気から酸素を供給し２次燃
焼を完結する。
料ガスは、H2，CO，CH等のガスに分解され、
２次炎孔８で周囲の空気から酸素を供給し２次燃
焼を完結する。
第４図に、本発明による燃焼装置の雰囲気酸素
濃度によるCO／CO2特性、フレームインピーダ
ンス特性、NOx値特性を示し、曲線ＡはCO／
CO2特性、曲線Ｂは１次燃焼炎のフレームインピ
ーダンス特性、曲線ＣはNOx値特性を示し、曲
線B′は従来例の補助空気を入れない時のフレー
ムインピーダンス特性、曲線C′は従来例の補助空
気を入れた時のNOx特性を示す。
濃度によるCO／CO2特性、フレームインピーダ
ンス特性、NOx値特性を示し、曲線ＡはCO／
CO2特性、曲線Ｂは１次燃焼炎のフレームインピ
ーダンス特性、曲線ＣはNOx値特性を示し、曲
線B′は従来例の補助空気を入れない時のフレー
ムインピーダンス特性、曲線C′は従来例の補助空
気を入れた時のNOx特性を示す。
即ち、１次燃焼、２次燃焼に分割し全体の燃焼
温度を下げると共に１次燃焼炎１０は火炎温度の
低い理論空気量以下の１次空気量で燃焼すること
によつてNOx値を低く押えることが出来るもの
であり、特に１次燃焼室７内に仕切板１６を設け
ることによつて、補助空気が１次空気全域に影響
を及ぼすことなく低NOxが達成されるものであ
る。
温度を下げると共に１次燃焼炎１０は火炎温度の
低い理論空気量以下の１次空気量で燃焼すること
によつてNOx値を低く押えることが出来るもの
であり、特に１次燃焼室７内に仕切板１６を設け
ることによつて、補助空気が１次空気全域に影響
を及ぼすことなく低NOxが達成されるものであ
る。
尚、１次空気比が低くなり可燃限界以下になる
と１次燃焼室７内に１次燃焼炎１０が形成されず
２次燃焼のみになり、２次炎孔８でNOx値の高
いブスゼン燃焼が行なわれるので、１次空気比は
可燃限界以上に設定することになる。
と１次燃焼室７内に１次燃焼炎１０が形成されず
２次燃焼のみになり、２次炎孔８でNOx値の高
いブスゼン燃焼が行なわれるので、１次空気比は
可燃限界以上に設定することになる。
雰囲気の酸素濃度が18％〜19％程度に低下する
と、１次燃焼炎１０の１次空気量は可燃限界以下
になるので火炎が形成されず２次燃焼が移行され
るが、フレームロツド９近傍に補助空気口１４が
設けられているので１次燃焼から２次燃焼へ移行
されるのは酸素濃度がさらに低くなつてからであ
り、その時にフレームインピーダンスは数100K
Ω〜数ＭΩから無限大へと変化するが、２次燃焼
へ移行した後もいわゆるブンゼン炎で燃焼するの
でCO／CO2の立上りはさらに低酸素濃度（O2≒
15％）になつてからである。この時、単一の２次
炎孔はその両端部の幅を中央部より短かくしてい
るので、２次炎孔の両端部の火炎の安定性を増
す。
と、１次燃焼炎１０の１次空気量は可燃限界以下
になるので火炎が形成されず２次燃焼が移行され
るが、フレームロツド９近傍に補助空気口１４が
設けられているので１次燃焼から２次燃焼へ移行
されるのは酸素濃度がさらに低くなつてからであ
り、その時にフレームインピーダンスは数100K
Ω〜数ＭΩから無限大へと変化するが、２次燃焼
へ移行した後もいわゆるブンゼン炎で燃焼するの
でCO／CO2の立上りはさらに低酸素濃度（O2≒
15％）になつてからである。この時、単一の２次
炎孔はその両端部の幅を中央部より短かくしてい
るので、２次炎孔の両端部の火炎の安定性を増
す。
さらに、O2濃度が低下すると１次燃焼炎１０、
２次燃焼炎１１の火炎温度が下るのでNOx値は
低下する傾向になる。
２次燃焼炎１１の火炎温度が下るのでNOx値は
低下する傾向になる。
一方、１次空気口が詰ると、１次空気（Pa）
吸引量が低下し、１次空気量が可燃限界以下にな
ると１次燃焼炎１０が浮き上り２次燃焼のみに移
行する。この時もフレームインピーダンスは数
100KΩ〜数ＭΩから無限大へと変化する。
吸引量が低下し、１次空気量が可燃限界以下にな
ると１次燃焼炎１０が浮き上り２次燃焼のみに移
行する。この時もフレームインピーダンスは数
100KΩ〜数ＭΩから無限大へと変化する。
CO／CO2の立上りはそれよりさらに１次空気
吸引量が減少してからであり、NOx値は完全に
２次燃焼に移行してから立上るものである。
吸引量が減少してからであり、NOx値は完全に
２次燃焼に移行してから立上るものである。
以上、第４図においてはフレームインピーダン
スで表わしたが、これはイオン電流の変化と一定
の関係を示すものである。
スで表わしたが、これはイオン電流の変化と一定
の関係を示すものである。
発明の効果
以上説明した様に、本実施例によれば１次燃焼
室７に仕切板１６で火炎検出部１７を設け、そこ
にフレームロツド９を設け、かつ、補助空気口１
４を設けることによつて、イオン電流が誤動作の
ない安定した状態で検出出来、かつ、補助空気を
１次燃焼室７内に入れても火炎検出部１７の１次
燃焼にのみ影響し、１次燃焼室７全域に影響を及
ぼさない低NOx燃焼が達成される。さらに２次
炎孔の両端部の幅を中央部より短かくすることに
より、雰囲気酸素濃度低下時の火炎の安定性を増
すものである。
室７に仕切板１６で火炎検出部１７を設け、そこ
にフレームロツド９を設け、かつ、補助空気口１
４を設けることによつて、イオン電流が誤動作の
ない安定した状態で検出出来、かつ、補助空気を
１次燃焼室７内に入れても火炎検出部１７の１次
燃焼にのみ影響し、１次燃焼室７全域に影響を及
ぼさない低NOx燃焼が達成される。さらに２次
炎孔の両端部の幅を中央部より短かくすることに
より、雰囲気酸素濃度低下時の火炎の安定性を増
すものである。
従つて、本発明によれば、ブンゼンバーナに１
次燃焼室を設け１次燃焼、２次燃焼に分割するも
のにおいて、１次燃焼室内に仕切板で火炎検出部
を設け、そこにフレームロツドと補助空気口を設
けることにより、補助空気の影響の少ない低
NOx燃焼バーナを提供出来ると共に、換気不足
による雰囲気酸素濃度の低下、並びに１次空気孔
詰りによる不完全燃焼状態を、不完全燃焼状態に
達する以前に検知し、誤動作のない安定した状態
で燃焼を制御出来る安全性の高い安全装置を提供
出来るものである。
次燃焼室を設け１次燃焼、２次燃焼に分割するも
のにおいて、１次燃焼室内に仕切板で火炎検出部
を設け、そこにフレームロツドと補助空気口を設
けることにより、補助空気の影響の少ない低
NOx燃焼バーナを提供出来ると共に、換気不足
による雰囲気酸素濃度の低下、並びに１次空気孔
詰りによる不完全燃焼状態を、不完全燃焼状態に
達する以前に検知し、誤動作のない安定した状態
で燃焼を制御出来る安全性の高い安全装置を提供
出来るものである。
さらに、火炎検出部を１次燃焼室内に分割して
設けたので、１次空気による１次燃焼をNOxの
最も低くなる条件に設定することが可能となり、
一層の低NOx化が図れるものである。
設けたので、１次空気による１次燃焼をNOxの
最も低くなる条件に設定することが可能となり、
一層の低NOx化が図れるものである。
第１図は本発明の燃焼装置の一実施例による一
部断面側面図、第２図は本発明の一実施例の斜視
図、第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第４図は
本発明の燃焼装置の特性図、第５図は従来側の一
部断面側面図である。 ６……１次炎孔部、７……１次燃焼室、８……
２次炎孔、９……フレームロツド、１２……制御
回路、１４……補助空気口、１５……火移り用開
口、１６……仕切板、１７……火炎検出部。
部断面側面図、第２図は本発明の一実施例の斜視
図、第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第４図は
本発明の燃焼装置の特性図、第５図は従来側の一
部断面側面図である。 ６……１次炎孔部、７……１次燃焼室、８……
２次炎孔、９……フレームロツド、１２……制御
回路、１４……補助空気口、１５……火移り用開
口、１６……仕切板、１７……火炎検出部。
Claims (1)
- １ 複数の１次炎孔を有する１次炎孔部と、１次
燃焼室を形成し、上面に２次炎孔を有すると共
に、前記１次燃焼室内に火移り用開口を有する仕
切板を略垂直に設けることにより形成した火炎検
出部を有する箱体と、前記火炎検出部底面に設け
た補助空気口と、前記火炎検出部内の１次炎孔と
対向する位置に設けたフレームロツドと、前記フ
レームロツドに流れるイオン電流を検出し、燃焼
を制御する制御回路とからなり、前記１次炎孔部
を前記箱体により囲繞してなる燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122333A JPS5912230A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122333A JPS5912230A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5912230A JPS5912230A (ja) | 1984-01-21 |
| JPS6321089B2 true JPS6321089B2 (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=14833370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57122333A Granted JPS5912230A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254590U (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-19 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMO20070167A1 (it) * | 2007-05-21 | 2008-11-22 | Worgas Bruciatori Srl | Bruciatore modulante |
-
1982
- 1982-07-13 JP JP57122333A patent/JPS5912230A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254590U (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5912230A (ja) | 1984-01-21 |
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