JP2768391B2 - Low NOx burner - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用や小型業務用等
の小型の燃焼装置に使用する窒素酸化物低発生バーナに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-nitrogen oxide burner used in a small-sized combustion device for home use, small business use, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種燃焼装置に於けるバーナの燃焼ガス
中の窒素酸化物(NOx)は、それ自体に毒性があるば
かりか、酸性雨や光化学スモッグの原因の一つとみられ
ているため、燃焼装置に使用するバーナには、このNO
xの発生量を低減するために種々の対策が開発され、講
じられている。2. Description of the Related Art Nitrogen oxides (NOx) in the combustion gas of a burner in various combustion apparatuses are considered to be not only toxic to themselves but also one of the causes of acid rain and photochemical smog. The burner used for the device has this NO
Various measures have been developed and taken to reduce the amount of x generation.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
れらの対策は、法的な規制がある産業用等の大型の燃焼
装置に対して主になされており、家庭用や小型業務用等
の小型の燃焼装置では、騒音等の問題があるため、必ず
しも十分な対策が施されているとはいえない。However, in the past, these measures have been mainly applied to large-scale combustion devices for industrial use and the like, which are legally regulated, and have been adopted for small-sized combustion devices for home use and small business use. Combustion devices do not always take sufficient measures due to problems such as noise.
【0004】即ち、大型の燃焼装置では、燃焼用ファン
の静圧を大きくとれるため、燃焼用ガスや空気の流れの
制御が容易であること、バーナのレイアウトに自由度が
高いこと、騒音対策も容易であること等の利点により、
騒音に対しての対策条件が厳しくなく、また燃焼室が大
きくとれるため、いわゆる緩慢燃焼によるNOx低減対
策を施しても完全燃焼させ易いという利点があるのに対
して、小型の燃焼装置、とりわけ小型で大燃焼量を得る
ように構成する燃焼装置ではこれらの利点がなく、大型
の燃焼装置と比較してNOx低減対策が難しい。本発明
の目的は、バーナの実装密度を高くして大燃焼量を得る
ことができるようにすると共に燃料希薄な混合気による
燃焼を安定的に行わせるようにして窒素酸化物と騒音の
低減を図ることを目的とするものである。That is, in a large-sized combustion device, the static pressure of the combustion fan can be increased, so that the flow of combustion gas and air can be easily controlled, the layout of the burner has a high degree of freedom, and noise control is also taken. With advantages such as simplicity,
Since the conditions for measures against noise are not severe and the combustion chamber can be made large, there is an advantage that complete combustion is easy even if so-called slow NOx reduction measures are taken. A combustion apparatus configured to obtain a large amount of combustion does not have these advantages, and it is difficult to reduce NOx as compared with a large combustion apparatus. An object of the present invention is to increase the mounting density of a burner so that a large amount of combustion can be obtained, and to stably perform combustion with a fuel-lean mixture to reduce nitrogen oxides and noise. The purpose is to achieve it.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段を、実施例に対応する図面を参照して説明す
ると、本発明の窒素酸化物低発生バーナは、縦型扁平の
バーナ器体の上部に炎孔部、下部の横側に燃料ガスと空
気の導入部を構成すると共に該導入部から炎孔部に至る
混合管部を構成した第1、第2のバーナユニットの複数
を交互に列設して構成し、第1のバーナユニットは上記
導入部を第2のバーナユニットの導入部よりも下方に位
置させ、且つ大口径に構成して、より多量の燃料ガスと
空気を導入可能とすると共に、これらの第1、第2のバ
ーナユニットの夫々の導入部に対応して燃料ガス噴出部
を配置させ、第1のバーナユニットには、燃料希薄で、
且つ燃料ガスの量が第2のバーナユニットへの供給量よ
りも多い混合気を供給すると共に、第2のバーナユニッ
トには燃料濃厚な混合気を供給する構成としたものであ
る。Means for solving the above-mentioned problems will be described with reference to the drawings corresponding to the embodiments. The present invention provides a low-nitrogen oxide generating burner according to the present invention. A plurality of first and second burner units, which constitute a flame hole at the upper part of the body and a fuel gas and air introduction part at the side of the lower part and constitute a mixing pipe part from the introduction part to the flame hole, The first burner unit is arranged alternately in a row, and the first burner unit is configured such that the introduction portion is located below the introduction portion of the second burner unit and has a large diameter so that a larger amount of fuel gas and air can be supplied. The first and second burner units are provided with fuel gas ejection portions corresponding to the respective introduction portions, and the first burner unit is provided with a fuel-lean,
In addition, an air-fuel mixture in which the amount of fuel gas is larger than the amount supplied to the second burner unit is supplied, and a fuel-rich air-fuel mixture is supplied to the second burner unit.
【0006】上記の構成に於いては、バーナ器体は、厚
さの薄い上側部分と厚い下側部分を構成し、上側部分の
上端に炎孔部を構成すると共に下側部分に導入部と混合
管部を構成しており、第1のバーナユニットの上側部分
間に第2のバーナユニットの下側部分を対応させる構成
とすることができる。In the above configuration, the burner body has an upper portion having a small thickness and a lower portion having a large thickness, a flame hole portion is formed at an upper end of the upper portion, and an introduction portion is formed at a lower portion. The mixing tube section may be configured so that the lower part of the second burner unit corresponds to the upper part of the first burner unit.
【0007】[0007]
【作用】第1のバーナユニットは燃料ガスと空気の導入
部を、第2のバーナユニットの導入部よりも下方に位置
させていて、これらの導入部を高低2段に構成している
ので、これらの第1、第2のバーナユニットは交互に配
列することにより高密度に列設することができる。この
際、第1のバーナユニットの炎孔部を構成する上側の部
分を、導入部と混合管部を構成する下側部分よりも薄く
構成して、隣接するこれらの上側部分に第2のバーナユ
ニットの下側部分を対応させる構成とすれば、より高密
度の列設が可能となる。In the first burner unit, the fuel gas and air introduction sections are located below the introduction section of the second burner unit, and these introduction sections are configured in two levels. These first and second burner units can be arranged at high density by alternately arranging them. At this time, the upper part constituting the flame hole of the first burner unit is formed thinner than the lower part constituting the introduction part and the mixing pipe part, and the second burner is disposed adjacent to these upper parts. If the lower portion of the unit is configured to correspond, a higher-density row can be provided.
【0008】また上記構成であるから、第1のバーナユ
ニットの導入部から炎孔部までの距離は、第2のバーナ
ユニットのそれよりも長くなり、燃料ガスと空気の混合
が良好に行われる。従って第1のバーナユニットに於い
ては、燃料が希薄で均一に混合された多量の混合気を炎
孔部に供給することができる。[0008] Further, with the above configuration, the distance from the introduction portion of the first burner unit to the flame hole is longer than that of the second burner unit, so that the fuel gas and the air can be mixed well. . Therefore, in the first burner unit, a large amount of air-fuel mixture in which fuel is lean and uniform can be supplied to the flame hole.
【0009】上記構成に於いて、第1のバーナユニット
の炎孔部からは燃料希薄な混合気が噴出して燃焼し、第
2のバーナユニットの炎孔部からは燃料濃厚な混合気が
噴出して燃焼する。In the above construction, a fuel-lean mixture is ejected from the flame hole of the first burner unit and burns, and a fuel-rich mixture is ejected from the flame hole of the second burner unit. And burn.
【0010】燃料希薄な混合気による過剰空気の燃焼は
単独では火炎の安定性が悪いのであるが、これらの火炎
に隣接して上述した燃料濃厚な混合気による安定した火
炎が存在しているので、これらの安定した火炎が種火と
しての作用をして過剰空気の火炎を安定化する。従って
火炎のリフトや振動燃焼を起さず、騒音の発生が抑制さ
れる。Combustion of excess air by a fuel-lean mixture alone has poor flame stability. However, a stable flame of the above-described fuel-rich mixture exists adjacent to these flames. These stable flames act as pilot flames to stabilize the excess air flame. Therefore, no flame lift or oscillating combustion occurs, and the generation of noise is suppressed.
【0011】このように燃料濃厚な混合気の火炎により
安定化される燃料希薄な混合気の燃焼は、過剰空気の燃
焼であるため、過剰空気の冷却作用により火炎の温度が
低温に維持されてNOxの発生が低減される。また燃料
希薄な混合気として燃焼に供される燃料ガス量の方が、
燃料濃厚な混合気として供される燃料ガス量よりも多い
ので、バーナ全体の燃焼量に対してのNOxの発生量も
少ない。Since the combustion of the fuel-lean mixture stabilized by the flame of the fuel-rich mixture is combustion of excess air, the temperature of the flame is kept low by the cooling action of the excess air. NOx generation is reduced. Also, the amount of fuel gas provided for combustion as a fuel-lean mixture is
Since it is larger than the amount of fuel gas provided as a fuel-rich mixture, the amount of NOx generated relative to the combustion amount of the entire burner is also small.
【0012】[0012]
【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図1、図4は本発明に於ける夫々第1、第2のバーナユ
ニット1a,1bの一例を示す斜視図である。これら第
1、第2のバーナユニット1a,1bは、いずれも夫々
縦型扁平のバーナ器体2a,2bの上部に炎孔部3a,
3b、下部の横側に燃料ガスと空気の導入部4a,4b
を構成し、該導入部4a,4bから炎孔部3a,3bに
至る混合管部5a,5bを構成したものである。そして
第1のバーナユニット1aは、そのバーナ器体2aの上
下幅を第2のバーナユニット1bのバーナ器体2bの上
下幅よりも広く構成して、導入部4aから炎孔部3aに
至る距離を第2のバーナユニット1bのそれよりも長く
構成している。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 4 are perspective views showing one example of the first and second burner units 1a and 1b, respectively, in the present invention. Each of the first and second burner units 1a and 1b is provided on the upper part of a vertical flat burner body 2a and 2b, respectively.
3b, fuel gas and air inlets 4a, 4b on the lower side
And mixing pipe portions 5a and 5b extending from the introduction portions 4a and 4b to the flame holes 3a and 3b. The first burner unit 1a has a configuration in which the vertical width of the burner body 2a is wider than the vertical width of the burner body 2b of the second burner unit 1b, and the distance from the introduction part 4a to the flame hole part 3a. Is longer than that of the second burner unit 1b.
【0013】上記第1、第2のバーナユニット1a,1
bのバーナ器体2a,2bは、厚さの薄い上側部分u
と、厚い下側部分dとを構成しており、上側部分uの上
端に炎孔部3a,3bを構成し、下側部分dに導入部4
a,4bと混合管部5a,5bを構成している。炎孔部
3a,3bは、上側部分uの上端の長スリット状開口部
6a,6bを所定間隔毎に窄めて、一列に配列した複数
の短スリット状開口部として構成している。この他、炎
孔部3a,3bは横断方向のスリットを多数列設して構
成する等、適宜の構成を採用することができる。The first and second burner units 1a, 1
b of the burner body 2a, 2b is a thin upper portion u
And a thick lower portion d, the upper portions u have flame holes 3a and 3b at the upper end, and the lower portion d has an introduction portion 4
a, 4b and the mixing pipe sections 5a, 5b. The flame holes 3a and 3b are formed by narrowing the long slit-like openings 6a and 6b at the upper end of the upper portion u at predetermined intervals to form a plurality of short slit-like openings arranged in a line. In addition, the flame hole portions 3a and 3b can employ an appropriate configuration such as a configuration in which a number of transverse slits are arranged.
【0014】導入部4a,4bは下側部分dの一方の端
側に開口した開口部として構成しており、開口部の内側
にはスロート部7a,7bを構成している。そしてスロ
ート部7a,7bから下側部分dの他方の端側に向い、
折り返して上側部分uの下端に至る混合管部5a,5b
を構成している。そして第1のバーナユニット1aの導
入部4aと混合管部5bは、第2のバーナ1bのそれら
よりも大口径に構成していて、より多量の燃料ガスと空
気を導入可能としている。The introduction portions 4a and 4b are formed as openings which are open at one end of the lower portion d, and throat portions 7a and 7b are formed inside the openings. Then, from the throat portions 7a, 7b, facing the other end of the lower portion d,
Mixing pipe parts 5a, 5b that are turned back to the lower end of upper part u
Is composed. The introduction section 4a and the mixing pipe section 5b of the first burner unit 1a have a larger diameter than those of the second burner 1b, so that a larger amount of fuel gas and air can be introduced.
【0015】一方、第1、第2のバーナユニット1a,
1bは、共に上側部分uに、これを横断する絞り部8
a,8bを形成しており、また第1のバーナユニット1
aには上記絞り部8aよりも上流側に、所定間隔毎に狭
窄部9を形成して整流部を構成している。また図4には
図示を省略しているのであるが、第2のバーナユニット
1bの上側部分uの外側には、図7に示すように袖火形
成板10を設け、この袖火形成板に対応して上側部分d
に袖火形成用混合気流出口(図示省略)を設けている。
尚、これらの構成要素は適宜に構成し得るものである。On the other hand, the first and second burner units 1a, 1a,
1b, both of the upper portion u, the narrowed portion 8
a, 8b, and the first burner unit 1
A narrowing portion 9 is formed at a predetermined interval at a predetermined interval on the upstream side of the throttle portion 8a to form a rectifying portion. Although not shown in FIG. 4, a sleeve fire forming plate 10 is provided outside the upper part u of the second burner unit 1b as shown in FIG. Correspondingly upper part d
Is provided with a mixed air outlet (not shown) for forming a sleeve flame.
Note that these components can be appropriately configured.
【0016】図5〜図8は上述の第1、第2のバーナユ
ニット1a,1bにより構成したバーナの構成を表した
もので、図5は同様な構成の一部を省略して示す全体の
平面図、図6は後記空気室11と第1、第2のノズルホ
ルダー12a,12bの一部を切り欠いて示す全体の正
面図、図7は図6の要部を拡大して構成と燃焼状態を示
す要部拡大正面図、そして図8は側面図である。FIGS. 5 to 8 show the structure of a burner constituted by the above-described first and second burner units 1a and 1b. FIG. 5 shows the whole structure in which a part of the same structure is omitted. FIG. 6 is a plan view, FIG. 6 is an overall front view showing the air chamber 11 and a part of the first and second nozzle holders 12a and 12b, and FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. FIG. 8 is an enlarged front view of a main part showing a state, and FIG. 8 is a side view.
【0017】これらの図に示すように本発明のバーナ
は、上述した第1、第2のバーナユニット1a,1bの
多数を、それらの炎孔部3a,3bを同一高さ又は若干
の高低差を持たせて交互に列設した状態で支持箱体13
に支持して構成している。実施例では、図6、図7に示
すように、第1のバーナユニット1aの炎孔部3aの高
さは、第2のバーナユニット1bの炎孔部3bの高さよ
りも若干低くし、袖火形成板10の上端と略等しい高さ
に設置している。また図5、図6から明らかなようにバ
ーナの両端側には第2のバーナユニット1bが位置して
いる。As shown in these figures, in the burner of the present invention, a large number of the first and second burner units 1a and 1b are connected to the flame holes 3a and 3b at the same height or a slight height difference. The support boxes 13 are arranged alternately with
It is supported and configured. In the embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the height of the flame hole 3a of the first burner unit 1a is slightly lower than the height of the flame hole 3b of the second burner unit 1b. It is installed at a height substantially equal to the upper end of the fire forming plate 10. As is clear from FIGS. 5 and 6, the second burner units 1b are located at both ends of the burner.
【0018】上述したように第1のバーナユニット1a
は、そのバーナ器体2aの上下幅を第2のバーナユニッ
ト1bのバーナ器体2bの上下幅よりも広く構成してい
るので、図6、図7及び図8に示すように第1のバーナ
ユニット1aの導入部4aは第2のバーナユニット1b
の導入部4bよりも下方位置で横一列に並んでいる。そ
して第2のバーナユニット1bの導入部4bは第1のバ
ーナユニット1aのバーナ器体2aの上側部分u間に横
一列に並んでいるため、上記第1のバーナユニット1a
が大口径の導入部4a並びに混合管部5aを有するにも
関わらず、第1、第2のバーナユニット1a,1bの隣
接する上側部材u間の間隔を狭くして設置することがで
き、このためこれらの第1、第2のバーナユニット1
a,1bを高密度に列設して実装することができる。As described above, the first burner unit 1a
Is constructed so that the vertical width of the burner body 2a is wider than the vertical width of the burner body 2b of the second burner unit 1b, so that the first burner as shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG. The introduction part 4a of the unit 1a is connected to the second burner unit 1b.
Are arranged in a horizontal line at a position lower than the introduction portion 4b. Since the introduction portions 4b of the second burner unit 1b are arranged in a horizontal line between the upper portions u of the burner bodies 2a of the first burner unit 1a, the first burner unit 1a is provided.
Despite having a large-diameter introduction section 4a and a mixing pipe section 5a, the distance between the adjacent upper members u of the first and second burner units 1a and 1b can be reduced and installed. Therefore, these first and second burner units 1
a and 1b can be mounted in a row with high density.
【0019】上記支持箱体13には上記第1、第2のバ
ーナユニット1a,1bの夫々の導入部4a,4bの上
下の列に対応する上下2段のノズルホルダー12a,1
2b、即ち第1のバーナユニット1aに対応する下側の
第1のノズルホルダー12aと第2のバーナユニット1
bに対応する上側の第2のノズルホルダー12bを設置
する構成としている。これらのノズルホルダー12a,
12bは前方側を開口した空気室11内に設置してお
り、この空気室11内にはファン14から空気を供給す
る構成としている。The support box 13 has two upper and lower nozzle holders 12a, 1b corresponding to the upper and lower rows of the introduction portions 4a, 4b of the first and second burner units 1a, 1b.
2b, ie, the lower first nozzle holder 12a corresponding to the first burner unit 1a and the second burner unit 1
The configuration is such that the upper second nozzle holder 12b corresponding to b is installed. These nozzle holders 12a,
Reference numeral 12b is installed in an air chamber 11 having an open front side, and air is supplied from a fan 14 into the air chamber 11.
【0020】そして、これらの第1、第2のノズルホル
ダー12a,12bには夫々の導入部4a,4bに対応
させた燃料ガス噴出用のノズル15a,15bを構成し
ている。これらのノズル15a,15bの径やその位置
及び上記導入部4a,4bの開口径等は、以下の条件を
満たすように設定している。即ち、第1のバーナユニッ
ト1aに対応するこれらの構成要素は、燃料希薄で、且
つ燃料ガスの量が第2のバーナユニット1bへの供給量
よりも多い混合気を炎孔部3aに供給する条件を満たす
ように設定しており、また第2のバーナユニット1bに
対応する上記の構成要素は、燃料濃厚な混合気を炎孔部
3bに供給する条件を満たすように設定している。例え
ば、第1、第2のバーナユニット1a,1bの炎孔部3
a,3bに供給する混合気の空気比は理論空気量λ=1
とすると、夫々λ≒1.2〜1.5、λ≒0.4となる
ように設定することができる。また夫々の炎孔部3a,
3bに供給する燃料ガス量の比は、例えば第1のバーナ
ユニット1a:第2のバーナユニット1b=8:2〜
6:4程度となるように設定することができる。しかし
ながらこれらの夫々の空気比や燃料ガス量の比は、これ
らの範囲を越えて適宜に決定することができる。The first and second nozzle holders 12a and 12b are provided with fuel gas jetting nozzles 15a and 15b corresponding to the respective inlets 4a and 4b. The diameters and positions of these nozzles 15a and 15b and the opening diameters of the introduction portions 4a and 4b are set so as to satisfy the following conditions. That is, these components corresponding to the first burner unit 1a supply a fuel-lean mixture to the flame hole portion 3a in which the amount of fuel gas is greater than that supplied to the second burner unit 1b. The above-mentioned components corresponding to the second burner unit 1b are set so as to satisfy the condition for supplying a fuel-rich mixture to the flame hole 3b. For example, the flame hole 3 of the first and second burner units 1a and 1b
The air ratio of the air-fuel mixture supplied to a and 3b is the theoretical air amount λ = 1.
Then, it can be set so that λ ≒ 1.2 to 1.5 and λ ≒ 0.4, respectively. Also, each of the flame holes 3a,
The ratio of the amount of fuel gas supplied to 3b is, for example, first burner unit 1a: second burner unit 1b = 8: 2
It can be set to be about 6: 4. However, these air ratios and fuel gas amount ratios can be appropriately determined beyond these ranges.
【0021】次に図9は上記ノズルホルダーに関する部
分をノズルに対して裏面側から見た状態を表したもの、
図10は側面側から見た状態を表したもので、第1、第
2のノズルホルダー12a,12bは、共に仕切板16
a,16bにより左右及び中間の3部分l,r,mに分
けており、これらの部分の夫々を連通管17l,17
r,17mで接続すると共に、夫々に燃料ガス供給管1
8l,18r,18mを設けている。これらの図に於け
るノズル15a,15bの配置からも分かるように、多
数のバーナユニット1a,1bを列設して成る本発明の
バーナの両端側には上述した通り第2のバーナユニット
1bを位置させている。そして第2のノズルホルダー1
2bの中間部分mの両端側のノズル15bに対応する第
2のバーナユニット1bは、第1のノズルホルダー12
aの中間部分mの両端側のノズル15aに対応する第1
のバーナユニット1aの外側に隣接するものとして構成
している。Next, FIG. 9 shows a state relating to the nozzle holder as viewed from the back side with respect to the nozzle.
FIG. 10 shows a state viewed from the side, in which the first and second nozzle holders 12a and 12b are
a, 16b are divided into three parts l, r, m at the left, right, and middle.
r, 17 m, and a fuel gas supply pipe 1
8l, 18r, 18m are provided. As can be seen from the arrangement of the nozzles 15a and 15b in these figures, the second burner unit 1b is provided at both ends of the burner of the present invention having a large number of burner units 1a and 1b arranged in a row as described above. Is located. And the second nozzle holder 1
The second burner unit 1b corresponding to the nozzles 15b at both ends of the intermediate portion m of the second nozzle 2b is provided with the first nozzle holder 12
a corresponding to the nozzles 15a at both ends of the intermediate portion m of
Of the burner unit 1a.
【0022】以上の構成の本発明のバーナに於いて、ま
ず全ての燃料ガス供給管18l,18r,18mに燃料
ガスを供給し、連通管17l,17r,17mを介して
第1、第2のノズルホルダー12a,12bに燃料ガス
を供給すると共にファン14から空気室11内に空気を
供給して燃焼を行わせる。In the burner of the present invention having the above-described structure, first, fuel gas is supplied to all the fuel gas supply pipes 18l, 18r, 18m, and the first and second fuel gas supply pipes 18l, 17r, 17m are connected to each other. Fuel gas is supplied to the nozzle holders 12a and 12b, and air is supplied from the fan 14 into the air chamber 11 to perform combustion.
【0023】第1、第2のノズルホルダー12a,12
bに供給された燃料ガスは、夫々のノズル15a,15
bから対応するバーナユニット1a,1bの導入部4
a,4b方向に噴出し、その噴出エネルギにより周囲の
空気を吸引しながらバーナ器体2a,2b内に導入され
る。このように導入部4a,4bからバーナ器体2a,
2b内に導入された燃料ガスと空気は混合しながら混合
管部5a,5bを移動して夫々の炎孔部3a,3bに至
り、ここから混合気として噴出して燃焼に供される。こ
の際、上述したように第1のバーナユニット1aの炎孔
部3aからは燃料希薄な混合気が噴出すると共に、第2
のバーナユニット1bの炎孔部3bからは燃料濃厚な混
合気が噴出し、そして第1のバーナユニット1aの炎孔
部3aから噴出する混合気中の燃料ガスの量は第2のバ
ーナユニット1bの炎孔部3bから噴出する混合気中の
燃料ガスの量よりも多い。First and second nozzle holders 12a, 12
b is supplied to the respective nozzles 15a, 15a
b corresponding to the introduction part 4 of the burner units 1a, 1b
The gas is ejected in the directions a and 4b, and is introduced into the burner bodies 2a and 2b while sucking ambient air by the energy of the ejected energy. In this way, the burner body 2a,
The fuel gas and air introduced into 2b move through mixing pipe sections 5a and 5b while mixing, and reach respective flame holes 3a and 3b, from which they are ejected as an air-fuel mixture for combustion. At this time, as described above, the fuel-lean mixture is ejected from the flame hole 3a of the first burner unit 1a,
The fuel-rich mixture is ejected from the flame hole 3b of the burner unit 1b, and the amount of fuel gas in the mixture which is ejected from the flame hole 3a of the first burner unit 1a is reduced by the second burner unit 1b. Is larger than the amount of fuel gas in the air-fuel mixture ejected from the flame hole 3b.
【0024】以上のような混合気の供給により、第1の
バーナユニット1aの炎孔部3aの上方には燃料希薄な
混合気の燃焼による火炎(第1の火炎19a)が形成さ
れ、また第2のバーナユニット1bの炎孔部3bの上方
には燃料濃厚な混合気の燃焼による火炎(第2の火炎1
9b)が形成される。この際、第2のバーナユニット1
bはバーナの両端側に位置しているので、第1の火炎1
9aの両側には必ず第2の火炎19bが存在することに
なる。By the supply of the air-fuel mixture as described above, a flame (first flame 19a) formed by burning the fuel-lean air-fuel mixture is formed above the flame hole 3a of the first burner unit 1a. Above the flame hole 3b of the second burner unit 1b, there is a flame (second flame 1) due to the combustion of the fuel-rich mixture.
9b) is formed. At this time, the second burner unit 1
b is located at both ends of the burner, so that the first flame 1
The second flame 19b always exists on both sides of 9a.
【0025】第1の火炎19aは燃料希薄な混合気の燃
焼によるものであるので単独では安定性が悪いのである
が、その両側に位置する第2の火炎19bは燃料濃厚な
混合気の燃焼によるものであるため安定しており、この
安定している第2の火炎19bが種火として作用して第
1の火炎19aを安定化する。従って第1の火炎19a
のリフトや振動燃焼が起こり難く、騒音の発生が抑制さ
れる。Since the first flame 19a is due to combustion of a fuel-lean mixture, the stability is poor alone, but the second flames 19b located on both sides of the first flame 19a are due to combustion of a fuel-rich mixture. Therefore, the second flame 19b, which is stable, acts as a pilot flame to stabilize the first flame 19a. Therefore, the first flame 19a
Lift and vibration combustion hardly occur, and the generation of noise is suppressed.
【0026】ところで、燃料希薄な燃焼による第1の火
炎19aの安定性は、混合気の混合状態によっても左右
され、十分に均一な混合が成されていないと安定性が悪
い。この点に関して本発明のバーナでは、上述したよう
に第1のバーナユニット1aの導入部4aから炎孔部3
aまでの距離が第2のバーナユニット1bのそれよりも
長い。従って混合が行われる距離が長いので燃料ガスと
空気の混合が良好に行われ、燃料が希薄であっても均一
に混合された多量の混合気を炎孔部3aに供給すること
ができる。このため本発明のバーナでは、この点に於い
ても第1の火炎19aの安定性が良好である。The stability of the first flame 19a due to fuel-lean combustion also depends on the mixing state of the air-fuel mixture, and if the mixing is not sufficiently uniform, the stability is poor. In this regard, in the burner according to the present invention, as described above, the flame hole 3 is formed from the introduction portion 4a of the first burner unit 1a.
The distance to a is longer than that of the second burner unit 1b. Therefore, the mixing distance is long, so that the fuel gas and the air are well mixed, and even if the fuel is lean, a large amount of the air-fuel mixture uniformly mixed can be supplied to the flame hole 3a. Therefore, in the burner of the present invention, the stability of the first flame 19a is also good in this respect.
【0027】以上の如くして安定化される燃料希薄な混
合気の燃焼は、過剰空気の燃焼であるため、その冷却作
用により火炎19aの温度が低温に維持されてNOxの
発生が低減される。またこのように燃料希薄な混合気と
して燃焼に供される燃料ガス量の方が、燃料濃厚な混合
気として供される燃料ガス量よりも多いので、バーナ全
体の燃焼量に対してのNOxの発生量も少ない。Since the combustion of the fuel-lean mixture stabilized as described above is the combustion of excess air, the temperature of the flame 19a is maintained at a low temperature by the cooling action, and the generation of NOx is reduced. . Further, since the amount of fuel gas supplied to the fuel as a fuel-lean mixture is larger than the amount of fuel gas supplied to the fuel-rich mixture as described above, the amount of NOx relative to the combustion amount of the entire burner is increased. The amount generated is also small.
【0028】次に、以上の燃焼状態に於いて図中右側の
燃料ガス供給管18rからの燃料ガスの供給を停止し
て、第1、第2のノズルホルダー12a,12bの右側
部分rに対しての燃料ガスの供給を停止すると、この部
分のノズル15a,15bに対応する第1、第2のバー
ナユニット1a,1bが消火し、上記ノズルホルダー1
2a,12bの中間部分mと左側部分lのノズル15
a,15bに対応する第1、第2のバーナユニット1
a,1b群のみの燃焼が継続する。Next, in the above combustion state, the supply of fuel gas from the fuel gas supply pipe 18r on the right side in the drawing is stopped, and the right and left portions r of the first and second nozzle holders 12a and 12b are stopped. When the supply of all the fuel gas is stopped, the first and second burner units 1a and 1b corresponding to the nozzles 15a and 15b in this portion are extinguished, and the nozzle holder 1 is turned off.
Nozzle 15 in middle part m and left part l of 2a, 12b
First and second burner units 1 corresponding to a and 15b
Combustion of only the groups a and 1b continues.
【0029】この燃焼しているバーナユニット1a,1
b群の両端側には第2のバーナユニット1bが位置して
いるので、前述の燃焼状態と同様に第1の火炎19aの
両側には必ず第2の火炎19bが存在し、従って上述し
た第2の火炎19bによる第1の火炎19aの安定化作
用が阻害されない。The burning burner units 1a, 1
Since the second burner unit 1b is located on both ends of the group b, the second flame 19b always exists on both sides of the first flame 19a as in the above-described combustion state. The stabilizing action of the first flame 19a by the second flame 19b is not hindered.
【0030】次に以上の燃焼状態に於いて、更に中間の
燃料ガス供給管18mからの燃料ガスの供給も停止する
と、第1、第2のノズルホルダー12a,12bの中間
部分mに対応する第1、第2のバーナユニット1a,1
b群のみが燃焼を継続する。この燃焼状態に於いても、
第1の火炎19aの両側には必ず第2の火炎19bが存
在するので上述した第2の火炎19bによる第1の火炎
19aの安定化作用は阻害されない。Next, in the above combustion state, when the supply of the fuel gas from the intermediate fuel gas supply pipe 18m is further stopped, the first and second nozzle holders 12a and 12b corresponding to the intermediate portion m of the nozzle holder 12b are stopped. 1, second burner unit 1a, 1
Only group b continues burning. In this combustion state,
Since the second flame 19b always exists on both sides of the first flame 19a, the stabilizing action of the first flame 19a by the above-described second flame 19b is not hindered.
【0031】このようにして以上の実施例では、第2の
火炎19bによる第1の火炎19aの安定化作用を阻害
することなく、燃焼させる炎孔面積をステップ的に変化
させることができ、従って比例制御等の周知の燃焼量の
制御手法を併用することにより、広い範囲に渡る燃焼量
の調節を好適に行うことができる。As described above, in the above embodiment, the area of the burned hole to be burned can be changed stepwise without impeding the stabilization of the first flame 19a by the second flame 19b. By using a well-known control method of the combustion amount such as proportional control, it is possible to appropriately adjust the combustion amount over a wide range.
【0032】図11は、本発明のバーナに於けるNOx
排出特性の一例を表したものである。この例は図に示す
ようなバーナに於いて、第2のバーナユニット1bに於
ける燃料濃厚な混合気の空気比をλ=0.4〜0.7と
設定すると共にバーナ全体としての空気比が図中横軸に
示す値となるように第1のバーナユニット1aに於ける
燃料希薄な混合気の空気比を調節して燃焼させた場合の
NOxの発生量を表したものである。尚、表示の空気比
は、バーナユニット1a,1bの周囲に冷却用空気を流
した場合に於いて、この冷却用空気を含んだ値であり、
( )内の空気比がこの冷却用空気を含まない値であ
る。また、第1のバーナユニット1aに於いて燃焼させ
る燃料ガス量と第1のバーナユニット1bに於いて燃焼
させる燃料ガス量の比は、7.5:2.5としている。
図に示すように本発明のバーナでは、従来の一般的なブ
ンゼンバーナと比較してNOxの発生量が大幅に低減さ
れていることがわかる。FIG. 11 shows NOx in the burner of the present invention.
It shows an example of emission characteristics. In this example, in the burner shown in the figure, the air ratio of the fuel-rich mixture in the second burner unit 1b is set to λ = 0.4 to 0.7 and the air ratio of the entire burner is set. Represents the generation amount of NOx when the air ratio of the fuel-lean mixture in the first burner unit 1a is adjusted to the value shown on the horizontal axis in the figure and burned. The indicated air ratio is a value including the cooling air when the cooling air flows around the burner units 1a and 1b.
The air ratio in parentheses is a value not including the cooling air. The ratio between the amount of fuel gas burned in the first burner unit 1a and the amount of fuel gas burned in the first burner unit 1b is 7.5: 2.5.
As shown in the figure, in the burner of the present invention, it can be seen that the amount of generated NOx is significantly reduced as compared with the conventional general Bunsen burner.
【0033】また図12は本発明のバーナに於いて、第
1のバーナユニット1aによる第1の火炎19aのリフ
ト限界の一例を他のものと比較して示すものである。ま
ずAは本発明のバーナに於いて、第1のバーナユニット
1aにのみ燃料希薄な混合気を供給し、第2のバーナユ
ニット1bの第2の火炎による保炎を行わない場合に於
ける第1のバーナユニット1aのリフト限界を示すもの
で、この限界はλ=0.7程度である。これに対してB
は保炎機構を有する従来の一般的なブンゼンバーナに於
けるリフト限界を示すもので、この限界はλ=1.3程
度である。そしてCは本発明のバーナに於いて第1、第
2のバーナユニット1a,1bの燃焼を行わせた場合に
於ける第1のバーナユニット1aのリフト限界を示すも
ので、λ=3.0程度である。このように本発明のバー
ナでは、従来の一般的なブンゼンバーナと比較して、よ
り高過剰空気の燃焼を安定的に行え、こうして高過剰空
気の燃焼によるNOxの低減を図ることができることが
わかる。FIG. 12 shows an example of the limit of the lift of the first flame 19a by the first burner unit 1a in the burner according to the present invention, in comparison with the others. First, A is a burner according to the present invention, in which the fuel-lean mixture is supplied only to the first burner unit 1a and the second burner unit 1b does not perform flame holding by the second flame. The lift limit of the first burner unit 1a is shown, and this limit is about λ = 0.7. On the other hand, B
Indicates a lift limit in a conventional general Bunsen burner having a flame holding mechanism, and this limit is about λ = 1.3. C indicates the lift limit of the first burner unit 1a when the first and second burner units 1a and 1b are burned in the burner of the present invention, and λ = 3.0. It is about. Thus, it can be seen that the burner of the present invention can stably burn the excess excess air and can reduce NOx by the combustion of the excess excess air as compared with the conventional general Bunsen burner. .
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、以下に
示すような効果がある。 燃料希薄な混合気を燃焼させる第1のバーナユニット
と燃料濃厚な混合気を燃焼させる第2のバーナユニット
を交互に密に実装させることができ、小型で大燃焼量の
バーナを得ることができる。 過剰空気の燃焼に供される燃料ガス量の割合が大きい
ので、バーナ全体の燃焼量に対してのNOxの発生量が
少ない。 過剰空気の燃焼は、火炎のリフトや振動燃焼を起さず
に安定して行うことができるので騒音の発生が抑制され
る。 燃料希薄な混合気は、各バーナユニット毎に燃料ガス
と空気とを混合して得るので、目づまり等によって混合
が円滑に行われずに逆火が起こるとしても局部に限定さ
れ、大きな音の発生や損傷が防止される。As described above, the present invention has the following effects. The first burner unit for burning a fuel-lean mixture and the second burner unit for burning a fuel-rich mixture can be densely mounted alternately, and a small-sized burner with a large combustion amount can be obtained. . Since the ratio of the amount of fuel gas used for combustion of excess air is large, the amount of NOx generated is small relative to the combustion amount of the entire burner. The combustion of the excess air can be performed stably without causing the lift of the flame or the oscillating combustion, so that the generation of noise is suppressed. Since the fuel-lean mixture is obtained by mixing fuel gas and air for each burner unit, even if flashback occurs due to clogging or the like and mixing is not performed smoothly, it is limited to a local area and generates loud noise. And damage is prevented.
【図1】本発明のバーナを構成する第1のバーナユニッ
トの一実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a first burner unit constituting a burner of the present invention.
【図2】図1のX−X線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
【図3】図1のY−Y線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line YY of FIG. 1;
【図4】本発明のバーナを構成する第2のバーナユニッ
トの一実施例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a second burner unit constituting the burner of the present invention.
【図5】本発明のバーナの構成を一部省略して表した平
面図である。FIG. 5 is a plan view in which a configuration of a burner of the present invention is partially omitted.
【図6】本発明のバーナの構成を一部切り欠いて示す正
面図である。FIG. 6 is a front view showing a burner according to the present invention with a part cut away.
【図7】図6の要部を拡大して示す要部拡大正面図であ
る。FIG. 7 is an enlarged front view of a main part of FIG.
【図8】本発明のバーナの構成を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing the configuration of the burner of the present invention.
【図9】本発明のバーナを構成するノズルホルダーをノ
ズルに対しては裏面側から見て表した正面図である。FIG. 9 is a front view of the nozzle holder constituting the burner of the present invention as viewed from the back side of the nozzle.
【図10】図9に示すノズルホルダーの側面図である。FIG. 10 is a side view of the nozzle holder shown in FIG.
【図11】本発明のバーナによるNOx発生量を従来の
ブンゼンバーナと比較して示した説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the amount of NOx generated by the burner of the present invention in comparison with a conventional Bunsen burner.
【図12】本発明のバーナに於いて、第1のバーナユニ
ットの火炎のリフト限界の一例を他のものと比較して示
す説明図である。FIG. 12 is an explanatory view showing an example of a flame lift limit of the first burner unit in the burner according to the present invention, in comparison with the others.
1a 第1のバーナユニット 1b 第2のバーナユニット 2a,2b バーナ器体 3a,3b 炎孔部 4a,4b 導入部 5a,5b 混合管部 6a,6b 長スリット状開口部 7a,7b スロート部 8a,8b 絞り部 9 狭窄部 10 袖火形成板 11 空気室 12a,12b ノズルホルダー 13 支持箱体 14 ファン 15a,15b ノズル 16a,16b 仕切板 17l,17r,17m 連通管 18l,18r,18m 燃料ガス供給管 19a 第1の火炎 19b 第2の火炎 l 左側部分 r 右側部分 m 中間部分 1a 1st burner unit 1b 2nd burner unit 2a, 2b Burner body 3a, 3b Flame hole 4a, 4b Introducing portion 5a, 5b Mixing tube portion 6a, 6b Long slit opening 7a, 7b Throat portion 8a, 8b Restricted portion 9 Narrowed portion 10 Sleeve fire forming plate 11 Air chamber 12a, 12b Nozzle holder 13 Support box 14 Fan 15a, 15b Nozzle 16a, 16b Partition plate 17l, 17r, 17m Communication pipe 18l, 18r, 18m Fuel gas supply pipe 19a first flame 19b second flame l left part r right part m middle part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 茂俊 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23D 14/08 ZAB F23C 11/00 329 F23C 11/00 ZAB──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigetoshi Akiyama 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Takagi Sangyo Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F23D 14/08 ZAB F23C 11/00 329 F23C 11/00 ZAB
Claims (2)
下部の横側に燃料ガスと空気の導入部を構成すると共に
該導入部から炎孔部に至る混合管部を構成した第1、第
2のバーナユニットの複数を交互に列設して構成し、第
1のバーナユニットは上記導入部を第2のバーナユニッ
トの導入部よりも下方に位置させ、且つ大口径に構成し
て、より多量の燃料ガスと空気を導入可能とすると共
に、これらの第1、第2のバーナユニットの夫々の導入
部に対応して燃料ガス噴出部を配置させ、第1のバーナ
ユニットには、燃料希薄で、且つ燃料ガスの量が第2の
バーナユニットへの供給量よりも多い混合気を供給する
と共に、第2のバーナユニットには燃料濃厚な混合気を
供給する構成としたことを特徴とする窒素酸化物低発生
バーナ1. A flame hole portion on an upper part of a vertical flat burner body,
A plurality of first and second burner units, which constitute a fuel gas and air introduction section on the lower side and constitute a mixing pipe section extending from the introduction section to the flame hole section, are arranged alternately in a row. The first burner unit positions the introduction portion below the introduction portion of the second burner unit and has a large diameter so that a larger amount of fuel gas and air can be introduced. A fuel gas ejection portion is arranged corresponding to each of the introduction portions of the first and second burner units, and the first burner unit is provided with a fuel-lean and an amount of fuel gas to the second burner unit. A low-nitrogen oxide generating burner, wherein a mixture richer than the supply amount is supplied and a fuel-rich mixture is supplied to the second burner unit.
は、厚さの薄い上側部分と厚い下側部分を構成し、上側
部分の上端に炎孔部を構成すると共に下側部分に導入部
と混合管部を構成しており、第1のバーナユニットの上
側部分間に第2のバーナユニットの下側部分を対応させ
る構成としたことを特徴とする窒素酸化物低発生バーナ2. The burner according to claim 1, wherein the burner body comprises an upper portion having a small thickness and a lower portion having a large thickness. A low-nitrogen oxide burner comprising an inlet portion and a mixing pipe portion, wherein a lower portion of the second burner unit is arranged between an upper portion of the first burner unit.
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