JP3471056B2 - Low noise burner - Google Patents

Low noise burner

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JP3471056B2
JP3471056B2 JP31720093A JP31720093A JP3471056B2 JP 3471056 B2 JP3471056 B2 JP 3471056B2 JP 31720093 A JP31720093 A JP 31720093A JP 31720093 A JP31720093 A JP 31720093A JP 3471056 B2 JP3471056 B2 JP 3471056B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は工業用、業務用、あるい
は家庭用加熱機器として使用される予混合バーナに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a premix burner used as an industrial, commercial or household heating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃焼熱を熱源とする予混合バーナ
において、予混合燃焼するものが多く、ガス燃料の場合
にはガス燃料と空気を混合させて予混合気とし、あるい
は液体燃料の場合には液体燃料を気化し、空気と混合さ
せ予混合気とするものが多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a premix burner using combustion heat as a heat source, premix combustion is often used. In the case of gas fuel, gas fuel and air are mixed to form a premix gas, or in the case of liquid fuel. In many cases, liquid fuel is vaporized and mixed with air to form a premixed gas.

【0003】このタイプのバーナを燃焼室内あるいは燃
焼室の上流側に設置して燃焼させると、振動燃焼がしば
しば発生する。この振動燃焼が発生すると、燃焼は共鳴
音や強い圧力変動が伴い耳障りであり、異常燃焼とな
り、バーナから汚染物質を放出したり、バーナが消火し
たりする。
When this type of burner is installed in the combustion chamber or on the upstream side of the combustion chamber for combustion, oscillatory combustion often occurs. When this oscillating combustion occurs, the combustion is harsh with resonance noise and strong pressure fluctuations, and becomes abnormal combustion, which releases pollutants from the burner and extinguishes the burner.

【0004】従来例を図14に示す。図中の1は気化筒で
あり、ヒータ2を埋め込んであり、上部に混合板3を設
けて、内部に気化室4を形成している。5は気化室壁で
ある。前記気化室4は燃焼筒15の外底部に設けられ、燃
焼筒15の内底部には混合室10が構成されている。この混
合室10の下部には前記混合板3に対応して均圧板11を配
してあり、また側部は炎孔6をもつ炎孔部7としてあ
り、上部は天板8を備えている。なお図中の9は保炎
板、12は予混合気、13は火炎、14は燃焼ガス、16燃焼筒
壁、17は燃焼ガス出口である。
FIG. 14 shows a conventional example. Reference numeral 1 in the figure denotes a vaporization cylinder, in which a heater 2 is embedded, a mixing plate 3 is provided on the upper portion, and a vaporization chamber 4 is formed inside. 5 is a vaporization chamber wall. The vaporization chamber 4 is provided on the outer bottom of the combustion cylinder 15, and the mixing chamber 10 is formed on the inner bottom of the combustion cylinder 15. A pressure equalizing plate 11 corresponding to the mixing plate 3 is arranged in the lower part of the mixing chamber 10, a side has a flame hole portion 7 having a flame hole 6, and an upper part has a top plate 8. . In the figure, 9 is a flame holding plate, 12 is a premixed gas, 13 is a flame, 14 is a combustion gas, 16 is a combustion cylinder wall, and 17 is a combustion gas outlet.

【0005】前記ヒータ2は気化筒1に埋め込まれてお
り、点火時にはヒータ2により気化筒1が加熱され、2
00〜300℃となる。このとき、液体燃料(たとえ
ば、灯油)を気化室4に供給すると、高温の気化室壁5
で気化する。燃焼用空気を気化室4に投入すると、気化
した燃料と混合するとともに、気化室壁5で加熱され、
高温の予混合気12となる。そして混合室10で均一に混合
し、炎孔6より噴出し、点火し、火炎13を形成する。こ
のとき、燃焼筒15内を燃焼室として火炎13が形成され
る。火炎13あるいは、燃焼ガス14により保炎板9が加熱
される。保炎板9は火炎13の安定性に寄与するが、火炎
13あるいは燃焼ガス14の一部の熱が気化筒1に供給さ
れ、液体燃料の気化に利用される。また一部の熱は、炎
孔6より気化筒1に供給される。燃焼ガス14は燃焼筒15
を流れ、燃焼ガス出口17より排出される。
The heater 2 is embedded in the vaporizing cylinder 1, and the vaporizing cylinder 1 is heated by the heater 2 at the time of ignition.
It becomes 00-300 degreeC. At this time, if liquid fuel (for example, kerosene) is supplied to the vaporization chamber 4, the high temperature vaporization chamber wall 5
Vaporize with. When the combustion air is introduced into the vaporization chamber 4, it mixes with vaporized fuel and is heated by the vaporization chamber wall 5,
A high temperature premix 12 is obtained. Then, the mixture is uniformly mixed in the mixing chamber 10, ejected from the flame holes 6 and ignited to form a flame 13. At this time, the flame 13 is formed with the inside of the combustion cylinder 15 as a combustion chamber. The flame holding plate 9 is heated by the flame 13 or the combustion gas 14. The flame holding plate 9 contributes to the stability of the flame 13, but
The heat of 13 or a part of the combustion gas 14 is supplied to the vaporizing cylinder 1 and used for vaporizing the liquid fuel. A part of the heat is supplied to the vaporizing cylinder 1 through the flame holes 6. Combustion gas 14 is combustion cylinder 15
And is discharged from the combustion gas outlet 17.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのバーナに
おいて、しばしば振動燃焼が発生し、共鳴音がともなう
ため、耳障りであった。さらに燃焼筒内では高い圧力変
動が伴い、燃焼が不安定になった。
By the way, in this burner, oscillating combustion often occurs and a resonance sound is accompanied, which is annoying. Furthermore, high pressure fluctuations were generated in the combustion cylinder, and combustion became unstable.

【0007】一般に、振動燃焼は、火炎での発熱により
増幅された振動現象であるといわれている。従来例で
は、燃焼筒壁の間で定在波となり、振動圧が燃焼筒壁で
最も大きく(+Pmax ,−Pmax )、混合室の中心でも
っとも小さくなる。火炎は振動圧の最大値の上流側に位
置することになる。
Oscillating combustion is generally said to be an oscillating phenomenon amplified by heat generated by a flame. In the conventional example, a standing wave is generated between the combustion cylinder walls, and the oscillating pressure is the highest at the combustion cylinder walls (+ P max , -P max ) and the smallest at the center of the mixing chamber. The flame is located upstream of the maximum oscillating pressure.

【0008】燃焼量2, 500kcal/hの石油ファンヒー
タのバーナの場合、振動燃焼が発生すると、Pmax ,P
min の絶対値は約30mmAq,ほぼ0mmAqとなる。このと
き、バーナの外側では共鳴音が聞こえ、バーナから1m
の位置で騒音レベルをはかると約60dB(A レンジ)
となった。圧力に換算すると0.002mmAq となる。燃焼筒
内の圧力変動と、バーナから1m の位置で音はいずれも
約2.2kHz の単一の周波数であり、燃焼筒内で発生し
た振動燃焼の圧力変動が燃焼筒から放出されると、大き
く減衰し、共鳴音となる。
In the case of a burner of an oil fan heater with a combustion amount of 2,500 kcal / h, when vibration combustion occurs, P max , P
The absolute value of min is about 30 mmAq and about 0 mmAq. At this time, a resonance sound is heard outside the burner and 1 m from the burner.
Approximately 60 dB (A range) when measuring the noise level at the position
Became. Converted to pressure, it will be 0.002 mmAq. Both the pressure fluctuation in the combustion cylinder and the sound at the position 1 m from the burner have a single frequency of about 2.2 kHz. When the pressure fluctuation of the oscillatory combustion generated in the combustion cylinder is released from the combustion cylinder, It attenuates greatly and becomes a resonance sound.

【0009】本発明は上記従来の問題に留意し、異常燃
焼や共鳴音の原因となる振動燃焼を防止する低騒音バー
ナを提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a low noise burner for preventing oscillating combustion which causes abnormal combustion or resonance noise.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に第1の発明は、燃焼筒の一端から燃焼筒内にバーナヘ
ッドを設置し、燃焼筒の他端を燃焼ガス出口とするバー
ナにおいて、前記バーナヘッドの多数の炎孔を設けた炎
孔部は燃焼筒壁に向くとともに燃焼ガス出口方向に対し
直角に面し、バーナヘッド内に炎孔に対して予混合気の
流れの上流側に反射板を設置した構成とする。
To achieve the above object, a first invention is a burner in which a burner head is installed in the combustion cylinder from one end of the combustion cylinder, and the other end of the combustion cylinder serves as a combustion gas outlet. The burner head provided with a large number of flame holes faces the combustion cylinder wall and faces at right angles to the direction of the combustion gas outlet, and the upstream side of the flow of the premixed gas with respect to the flame holes in the burner head. A reflector is installed in the structure.

【0011】第2の発明は、前記第1の発明の構成にお
けるバーナヘッド内に反射板と天板で分岐室を形成し、
分岐室と炎孔の間に、天板に面した連通孔を設けた構成
とする。
According to a second aspect of the invention, a branch chamber is formed in the burner head according to the first aspect of the invention by a reflecting plate and a top plate.
A communication hole facing the top plate is provided between the branch chamber and the flame hole.

【0012】第3の発明は前記第1の発明の構成におけ
るバーナヘッドの炎孔部は、分岐室の周囲でしかも燃焼
筒壁方向に向けられ分岐室の中心からの炎孔までの距離
L1の2倍は分岐室の中心から燃焼筒壁までの距離L2
よりも大きく、炎孔と同軸に燃焼筒壁に開口部を確保し
た構成とする。
[0012] flame hole of the burner head in the configuration of the third invention the first invention, even only around the distributing chamber of the distance L1 to the burner port from the center of the distributing chamber is directed to the combustion cylinder wall direction Twice the distance L2 from the center of the branch chamber to the combustion cylinder wall
It is larger than the above and has an opening secured in the combustion cylinder wall coaxially with the flame hole.

【0013】第4の発明は、前記第3の発明の構成にお
いて、二次空気孔と開口部を共用した構成とする。第5
の発明は、炎孔部を燃焼筒壁に向けるとともに燃焼ガス
出口の方向に対し直角に面したバーナヘッドにおいて、
バーナヘッド内に炎孔に対して予混合気の流れの上流側
に整流板を設置した構成とする。
According to a fourth invention, in the structure of the third invention, the secondary air hole and the opening are shared. Fifth
The invention of claim 1, in the burner head facing the combustion cylinder wall with the flame hole portion facing at right angles to the direction of the combustion gas outlet,
The baffle plate is installed in the burner head upstream of the flow of the premixed gas with respect to the flame holes.

【0014】[0014]

【作用】一般に、バーナにおいて火炎による発熱変動と
振動圧の位相関係が、振動圧を増幅する関係にある場合
に振動燃焼は発生し、減衰する関係にある場合に発生し
ない。バーナでは、火炎を振動圧の最大値の上流側で最
小値の下流側に位置させると、振動燃焼が発生するが、
火炎を振動圧の最大値の下流側で最小値の上流側に位置
させることにより、振動燃焼を防止できることがわかっ
た。
In general, in the burner, the oscillating combustion occurs when the phase relationship between the heat generation fluctuation due to the flame and the oscillating pressure has a relationship that amplifies the oscillating pressure, and does not occur when there is a dampening relationship. In the burner, when the flame is positioned upstream of the maximum value of oscillating pressure and downstream of the minimum value, oscillatory combustion occurs,
It was found that oscillating combustion can be prevented by locating the flame on the downstream side of the maximum value of the oscillating pressure and on the upstream side of the minimum value.

【0015】したがって上記の各発明はいずれも火炎の
位置を振動圧の最大値の下流側で最小値の上流側に位置
させ、火炎の振動減衰作用を利用し振動燃焼を防止す
る。すなわち第1の発明では、反射板と燃焼筒壁の間に
火炎を位置させ、反射板と燃焼筒壁で振動圧の最大値を
確保する。第2の発明では、予混合気が流れる連通孔を
炎孔と反射板の間に設ける。小さな径で多数の連通孔で
あると振動が上流に伝達しないため、振動燃焼発生の防
止効果を高める。第3の発明では、燃焼筒壁に炎孔に面
して、しかも同軸で開口部を設けて、開口部で振動圧の
最小値とし、火炎の位置をバーナ共鳴振動の振動圧の最
大値の下流側で最小値の上流側に位置させる。第4の発
明では、開口部を2次空気孔とすることにより、炎孔と
燃焼筒までの距離は、炎孔の上流に設けた整流板によ
り、振動圧の最大値を整流板の近辺に形成させ、また予
混合気の流れの抵抗を少なくしている。
Therefore, in each of the above-mentioned inventions, the position of the flame is located downstream of the maximum value of the oscillating pressure and upstream of the minimum value, and the vibration damping action of the flame is utilized to prevent oscillating combustion. That is, in the first aspect of the invention, the flame is positioned between the reflection plate and the combustion cylinder wall, and the maximum value of the oscillating pressure is secured by the reflection plate and the combustion cylinder wall. In the second invention, a communication hole through which the premixed air flows is provided between the flame hole and the reflector. If a large number of communication holes with a small diameter are used, vibration will not be transmitted upstream, and the effect of preventing vibration combustion will be enhanced. According to the third aspect of the invention, the combustion cylinder wall is provided with an opening portion facing the flame hole and coaxially, and the oscillating pressure is set to the minimum value at the opening portion, and the flame position is set to the maximum oscillating pressure value of the burner resonance vibration. It is positioned on the downstream side and on the upstream side of the minimum value. According to the fourth aspect of the present invention, the opening is formed as a secondary air hole, so that the distance between the flame hole and the combustion tube is set to the maximum value of the oscillating pressure near the straightening plate by the straightening plate provided upstream of the flame hole. It is formed and the resistance of the flow of the premixed gas is reduced.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の一実施例の低騒音バーナの構
成を示す断面図である。構成要素として18は気化筒、19
はヒータ、20は混合板、21は気化室、22は気化室壁、23
はバーナヘッド、24は炎孔、25は炎孔部、26は天板、27
は保炎板、28は混合室、29は均圧板、30は予混合気、31
は火炎、32は燃焼ガス、33は燃焼筒、34は燃焼ガス出
口、35は燃焼筒壁であり、これら各構成要素は前述の従
来例と同様に配置構成されているので、その説明は省略
する。
1 is a sectional view showing the structure of a low noise burner according to an embodiment of the present invention. As a component, 18 is a vaporization tube, 19
Is a heater, 20 is a mixing plate, 21 is a vaporization chamber, 22 is a vaporization chamber wall, 23
Is a burner head, 24 is a flame hole, 25 is a flame hole portion, 26 is a top plate, 27
Is a flame holding plate, 28 is a mixing chamber, 29 is a pressure equalizing plate, 30 is a premixed gas, 31
Is a flame, 32 is a combustion gas, 33 is a combustion cylinder, 34 is a combustion gas outlet, and 35 is a combustion cylinder wall.Since these respective constituent elements are arranged and configured in the same manner as the above-mentioned conventional example, description thereof is omitted. To do.

【0017】本実施例の特徴は炎孔24の位置、反射板3
6、分岐室37、底板38、2次空気孔39、隙間40、そして
連通孔41にある。これらについて具体的に説明すると、
バーナヘッド23は炎孔部25と天板26から構成され、すな
わち炎孔部25は円筒体の周壁に形成され、その上部を天
板26で閉塞し、燃焼筒33のほぼ中央に位置している。炎
孔部25には多数の炎孔24が設けられており、この炎孔24
は燃焼筒壁35に対面している。
The feature of this embodiment is that the position of the flame hole 24 and the reflector 3
6, the branch chamber 37, the bottom plate 38, the secondary air hole 39, the gap 40, and the communication hole 41. To explain these concretely,
The burner head 23 is composed of a flame hole portion 25 and a top plate 26, that is, the flame hole portion 25 is formed on the peripheral wall of a cylindrical body, and the upper portion thereof is closed by the top plate 26, and is located at approximately the center of the combustion cylinder 33. There is. A large number of flame holes 24 are provided in the flame hole portion 25.
Faces the combustion cylinder wall 35.

【0018】反射板36は、バーナヘッド23内において炎
孔部25の内側に同心状に設置されており、炎孔部25とほ
ぼ同じ高さとなっているが、炎孔24よりも高くなってい
る。そしてこの反射板36と天板26との間には隙間40と連
通孔41を設けている。前記連通孔41は小さく、かつ多数
個であって、天板26に面して穿かれている。反射板36の
内側は、均圧板29によって混合室28と分岐室37に分割さ
れている。均圧板29には多数の小さな穴が開けられてい
る。
The reflection plate 36 is installed concentrically inside the flame hole portion 25 in the burner head 23 and has almost the same height as the flame hole portion 25, but is higher than the flame hole 24. There is. A gap 40 and a communication hole 41 are provided between the reflection plate 36 and the top plate 26. The communication holes 41 are small and many, and are formed facing the top plate 26. The inside of the reflection plate 36 is divided into a mixing chamber 28 and a branch chamber 37 by a pressure equalizing plate 29. The pressure equalizing plate 29 has many small holes.

【0019】上記構成において、点火時にはヒータ19に
より気化筒18が加熱され、200〜300℃となる。こ
のとき、液体燃料(たとえば、灯油)を気化室21に供給
すると、高温の気化室壁22で気化する。燃焼用空気を気
化室21に投入すると、気化した燃料と混合するととも
に、気化室壁22で加熱され、高温の予混合気30となる。
予混合気30は、混合室28で均一に混合し、炎孔24から噴
出する。これに点火すると多数の火炎31を形成する。火
炎31は燃焼筒壁35に向って形成されるが、その先端は燃
焼ガス出口34を向いている。このとき、火炎31あるい
は、燃焼ガス32により保炎板27が加熱される。保炎板27
は火炎31の安定性に寄与するが、火炎31あるいは燃焼ガ
ス32の一部の熱が気化筒18に供給され、液体燃料の気化
に利用される。また一部の熱は、炎孔24より、気化筒18
に供給される。底板38には2次空気孔39が設けられてお
り、2次空気が流入し、燃焼ガス32中の未燃ガスを完全
させる。
In the above structure, the vaporizer cylinder 18 is heated by the heater 19 at the time of ignition to reach 200 to 300 ° C. At this time, when a liquid fuel (for example, kerosene) is supplied to the vaporization chamber 21, it vaporizes at the high temperature vaporization chamber wall 22. When the combustion air is introduced into the vaporization chamber 21, it mixes with the vaporized fuel and is heated by the vaporization chamber wall 22 to become a high temperature premixed gas 30.
The premixed gas 30 is uniformly mixed in the mixing chamber 28 and ejected from the flame holes 24. When ignited, a large number of flames 31 are formed. The flame 31 is formed toward the combustion cylinder wall 35, and the tip thereof faces the combustion gas outlet 34. At this time, the flame holding plate 27 is heated by the flame 31 or the combustion gas 32. Flame holding plate 27
Contributes to the stability of the flame 31, but part of the heat of the flame 31 or the combustion gas 32 is supplied to the vaporization cylinder 18 and is used for vaporization of the liquid fuel. In addition, part of the heat comes from the flame holes 24 through the vaporizing cylinder 18
Is supplied to. Secondary air holes 39 are provided in the bottom plate 38, and the secondary air flows in to complete the unburned gas in the combustion gas 32.

【0020】ここで、燃焼場に対して、バーナ共鳴周波
数の振動を強制的に外部から与えると、火炎が圧力の最
大値の下流側に位置することになる。そのため、火炎の
作用により定在波はただちに減衰し、振動燃焼とならな
い。火炎の減衰作用を利用するためには、炎孔部25を反
射板36と燃焼筒壁35の中央より反射板36寄りに位置させ
なければならない。連通孔41が大きいと、振動が分岐室
37に伝達され、反射板36で最大値をとらない。そのため
連通孔41はできるだけ小さくし、振動を分岐室37へ伝達
するのを防止しなければならない。しかし、小さすぎる
と予混合気30の流れの抵抗が大きくなる。したがって、
反射板36を炎孔24の高さよりも高くして、振動の反射を
容易にしている。反射板36は振動を効果的に反射するた
めになめらかな表面がよい。
Here, if the vibration of the burner resonance frequency is forcibly applied to the combustion field from the outside, the flame is located on the downstream side of the maximum value of the pressure. Therefore, the standing wave is immediately attenuated by the action of the flame, and the oscillatory combustion does not occur. In order to utilize the flame damping effect, the flame hole portion 25 must be positioned closer to the reflector plate 36 than the center of the reflector plate 36 and the combustion cylinder wall 35. If the communication hole 41 is large, vibration will
It is transmitted to 37, and the maximum value is not taken by the reflector 36. Therefore, the communication hole 41 should be made as small as possible to prevent the vibration from being transmitted to the branch chamber 37. However, if it is too small, the flow resistance of the premixed gas 30 increases. Therefore,
The reflection plate 36 is made higher than the height of the flame hole 24 to facilitate the reflection of vibration. The reflecting plate 36 has a smooth surface so as to effectively reflect the vibration.

【0021】つぎに従来バーナと本発明バーナの共鳴周
波数の振動を強制的に付加した場合の圧力分布を、それ
ぞれ図2,図3に示す。それぞれの図で、横軸Xはバー
ナ中心からの距離、縦軸Pは圧力の振幅を示す。図中に
は、炎孔6,24、燃焼筒15,33、反射板36、火炎13,31 を
略図で示している。図2の従来例において、バーナの共
鳴周波数の振動を強制的に与えると、バーナの中心で圧
力が最低値(節、Pmi n )をとり、燃焼筒壁15で最大値
(腹、+Pmax ,−Pmax )を示すサインカーブを描
く。燃焼の方向は矢印39の方向となる。このとき火炎13
は、燃焼の方向に対して最大値(腹、Pmax )の上流側
にある。
Next, pressure distributions in the conventional burner and the burner of the present invention when vibrations at the resonance frequency are forcibly added are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. In each figure, the horizontal axis X represents the distance from the burner center, and the vertical axis P represents the pressure amplitude. In the figure, the flame holes 6, 24, the combustion tubes 15, 33, the reflecting plate 36, and the flames 13, 31 are schematically shown. In the conventional example of FIG. 2, given a vibration of a resonance frequency of the burner forcibly minimum pressure at the center of the burner (knots, P mi n) takes the maximum value in the combustion cylinder wall 15 (belly, + P max , -P max ) showing the sine curve. The direction of combustion is the direction of arrow 39. Then flame 13
Is upstream of the maximum (antinode, P max ) with respect to the direction of combustion.

【0022】火炎での圧力変動Pと、火炎での発熱変動
qの時間的関係を図4に示す。合成の波の面積(斜線部
分)はプラスの部分が多い。このことから発振状態であ
ることがわかる。図2のように、火炎13が振動の腹の上
流側でしかも節の下流側に存在すると、Pとqとの合成
カーブは発振状態となる。
FIG. 4 shows the time relationship between the pressure fluctuation P in the flame and the heat generation fluctuation q in the flame. The area of the composite wave (the shaded area) is mostly positive. From this, it can be seen that it is in an oscillating state. As shown in FIG. 2, when the flame 13 exists on the upstream side of the antinode of vibration and also on the downstream side of the node, the combined curve of P and q is in an oscillating state.

【0023】一方、図3において、強制的に振動を与え
ると、燃焼筒壁35と反射板36で最大値(腹、+Pmax
−Pmax )を示すサインカーブを描く。最小値(節、P
min)はそれらの中間に位置する。燃焼筒壁35と反射板3
6では180゜の位相変化があるため、+Pmax ,−P
max で区別している。燃焼の方向は矢印40の方向とな
る。このとき火炎31は、燃焼の方向に対して最大値
(腹、+Pmax ,−Pmax )の下流側にある。
On the other hand, in FIG. 3, when vibration is forcedly applied, the maximum value (antinode, + P max ,
Draw a sine curve showing -P max ). Minimum value (section, P
min ) is in the middle of them. Combustion tube wall 35 and reflector 3
At 6 there is a 180 ° phase change, so + P max , -P
We distinguish by max . The direction of combustion is in the direction of arrow 40. At this time, the flame 31 is on the downstream side of the maximum value (antinode, + P max , -P max ) in the combustion direction.

【0024】火炎での圧力変動Pと、火炎での発熱変動
qの時間的関係を図5に示す。合成の波の面積(斜線部
分)はマイナスの部分が多く存在する。このことから減
衰状態であることがわかる。図3のように、火炎が振動
の腹の下流側でしかも節の上流側に存在すると、減衰状
態となる。
FIG. 5 shows the time relationship between the pressure fluctuation P in the flame and the heat generation fluctuation q in the flame. There are many negative parts in the area of the composite wave (hatched part). From this, it can be seen that it is in the attenuated state. As shown in FIG. 3, when the flame exists on the downstream side of the antinode of vibration and also on the upstream side of the node, the state of damping is obtained.

【0025】図1で、多数の小さな径の連通孔41が天板
26に面して穿いているが、連通孔41を通して予混合気が
流れる。また、図2に示すように、従来バーナでは振動
は向かい合った燃焼筒壁15の間で発生している。図3で
示す連通孔41は、この振動に対してほぼ垂直方向に面し
て(図では燃焼ガス出口方向)設けているため、連通孔
41を通して振動は伝達しにくい。連通孔41は小さな径で
あるので振動が伝達しにくい。そのため、燃焼筒33と分
岐室37間の振動の伝達を防止している(図3)。
In FIG. 1, a large number of small-diameter communication holes 41 are provided on the top plate.
Although it is formed facing 26, the premixed gas flows through the communication hole 41. Further, as shown in FIG. 2, in the conventional burner, vibration occurs between the combustion cylinder walls 15 facing each other. The communication hole 41 shown in FIG. 3 is provided so as to face in a direction substantially perpendicular to this vibration (in the figure, in the direction of the combustion gas outlet).
Vibration is difficult to transmit through 41. Since the communication hole 41 has a small diameter, it is difficult to transmit vibration. Therefore, transmission of vibration between the combustion cylinder 33 and the branch chamber 37 is prevented (FIG. 3).

【0026】以上、本発明の実施例を説明したが、振動
燃焼防止の基本的な考え方は、振動場において、火炎が
振動圧の最大値(腹)の下流に、最小値(節)の上流に
位置することにより、振動を減衰させようとするもので
ある。ここで火炎の予混合気側が上流、燃焼ガス側が下
流である。この基本的な考え方を実現するために、図1
の実施例以外にいくつか発明がなされたので以下に述べ
ることにする。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the basic idea of preventing oscillating combustion is that in a vibration field, the flame is downstream of the maximum value (belly) of the oscillating pressure and upstream of the minimum value (section). It is intended to damp vibration by being located at. Here, the premixed gas side of the flame is upstream and the combustion gas side is downstream. To realize this basic idea,
Since several inventions have been made in addition to the embodiments described above, they will be described below.

【0027】図6は本発明の別の実施例の構成断面図で
ある。44は天板25をもつ円筒状のバーナヘッドである。
45は反射板であり、バーナヘッド44の中心部を通るよう
に設置している。図7にそのバーナ共鳴周波数の振動を
強制的に付加した場合の圧力分布を示す。燃焼筒壁35と
反射板45で最大値(腹、+Pmax ,−Pmax )を示すサ
インカーブを描く。最小値(節、Pmin )はそれらの中
間に位置する。振動燃焼を防止するためには、火炎は、
振動圧の最大値の下流で最小値(節)の上流に位置しな
ければならない。したがって、炎孔の位置は、燃焼筒壁
35とバーナヘッド44中心の中間よりもバーナヘッド44の
中心寄りに設定しなければならない。すなわち、バーナ
ヘッド44中心からの炎孔24までの距離L1の2倍は、バ
ーナヘッド44の中心から燃焼筒壁35までの距離L2より
も小さい。この場合、図1のような連通孔41が不要とな
る。反射板45は十字に設置するとよい。
FIG. 6 is a sectional view showing the construction of another embodiment of the present invention. Reference numeral 44 is a cylindrical burner head having a top plate 25.
Reference numeral 45 is a reflector, which is installed so as to pass through the center of the burner head 44. FIG. 7 shows the pressure distribution when the vibration of the burner resonance frequency is forcibly added. A sine curve showing the maximum value (antinode, + P max , -P max ) is drawn by the combustion cylinder wall 35 and the reflection plate 45. The minimum value (clause, P min ) lies in the middle of them. To prevent oscillatory combustion, the flame
It must be located downstream of the maximum oscillating pressure and upstream of the minimum (node). Therefore, the position of the flame hole is
It must be set closer to the center of the burner head 44 than the center between the 35 and the center of the burner head 44. That is, twice the distance L1 from the center of the burner head 44 to the flame holes 24 is smaller than the distance L2 from the center of the burner head 44 to the combustion cylinder wall 35. In this case, the communication hole 41 as shown in FIG. 1 becomes unnecessary. The reflector 45 may be installed in a cross shape.

【0028】図8は本発明のまた別の実施例の構成断面
図である。この実施例では燃焼筒壁35に開口部46を設け
ている。開口部46は、炎孔24に対面している。炎孔24に
面した燃焼筒壁35に炎孔24と同軸に開口部46を確保し
た。図9に本実施例のバーナ共鳴周波数の振動を強制的
に付加した場合の圧力分布を示す。バーナヘッド23を中
心と燃焼筒壁35で最小値(節、+Pmin ,−Pmin )
となり、この間に最大値(腹、+Pmax )となる定在
波が生じる。燃焼筒壁35の開口部46から振動が外部に放
出されるため、燃焼筒壁35では振動圧は最小となる。炎
孔24は、バーナヘッド23の中心から燃焼筒壁35間の中央
よりも燃焼筒壁35寄りに位置していなければならない。
すなわち、バーナヘッド23中心からの炎孔24までの距離
L1の2倍はバーナヘッド23の中心から燃焼筒壁35まで
の距離L2よりも大きい。
FIG. 8 is a sectional view showing the construction of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the combustion cylinder wall 35 is provided with an opening 46. The opening 46 faces the flame hole 24 . An opening 46 was provided coaxially with the flame hole 24 in the combustion cylinder wall 35 facing the flame hole 24. FIG. 9 shows the pressure distribution when vibration of the burner resonance frequency of this embodiment is forcibly added. Minimum value at the burner head 23 and the combustion cylinder wall 35 (node, + Pmin, -Pmin)
During this period, a standing wave with a maximum value (antinode, + Pmax) is generated. Since the vibration is released to the outside from the opening 46 of the combustion cylinder wall 35, the vibration pressure is minimized in the combustion cylinder wall 35. The flame hole 24 must be located closer to the combustion cylinder wall 35 than the center between the center of the burner head 23 and the combustion cylinder wall 35.
That is, twice the distance L1 from the center of the burner head 23 to the flame holes 24 is larger than the distance L2 from the center of the burner head 23 to the combustion cylinder wall 35.

【0029】図10は本発明の別の実施例の構成断面図で
ある。図中の47は燃焼筒壁35に形成された2次空気孔で
あり、2次空気48が通過するように、2次空気通路49に
連通している。本実施例では、2次空気孔47は図8の開
口部46と同様に振動を外部に放出するが、反対に2次空
気48が燃焼筒33の外部に設置した2次空気通路49から流
入する。また、図8と同様に、バーナヘッド23の中心か
らの炎孔24までの距離L1の2倍はバーナヘッド23の中
心から燃焼筒壁35までの距離L2よりも大きい。炎孔に
面した燃焼筒壁35に炎孔24と同軸に2次空気孔47を確保
した。圧力分布はほぼ図9と同様であるが、2次空気に
より火炎31は燃焼ガス出口34方向に曲がり、炎孔24と燃
焼筒壁35との距離を小さくしても火炎31が燃焼筒壁35に
衝突することがない長所がある。また、2次空気48は燃
焼を促進する。
FIG. 10 is a sectional view showing the construction of another embodiment of the present invention. Reference numeral 47 in the drawing denotes a secondary air hole formed in the combustion cylinder wall 35, which communicates with the secondary air passage 49 so that the secondary air 48 can pass through. In the present embodiment, the secondary air holes 47 release vibrations to the outside similarly to the opening 46 of FIG. 8, but on the contrary, the secondary air 48 flows in from the secondary air passage 49 installed outside the combustion cylinder 33. To do. Further, as in FIG. 8, twice the distance L1 from the center of the burner head 23 to the flame holes 24 is larger than the distance L2 from the center of the burner head 23 to the combustion cylinder wall 35. A secondary air hole 47 is provided coaxially with the flame hole 24 in the combustion cylinder wall 35 facing the flame hole. The pressure distribution is almost the same as that in FIG. 9, but the flame 31 is bent toward the combustion gas outlet 34 by the secondary air, and even if the distance between the flame hole 24 and the combustion cylinder wall 35 is reduced, the flame 31 is generated. It has the advantage of not colliding with. The secondary air 48 also promotes combustion.

【0030】図11は本発明の別の実施例の構成断面図で
ある。図中の50はバーナヘッド23内に配設された整流板
である。整流板50には小さな穴が多数穿いている。この
穴を振動波は通過しにくい。また、バーナヘッド23の中
心からの炎孔24までの距離L1の2倍は分岐室37の中心
から燃焼筒壁35までの距離L2を確保している。炎孔24
に面した燃焼筒壁35に炎孔24と同軸に開口部46を確保し
た。図12に本実施例のバーナ共鳴周波数の振動を強制的
に付加した場合の圧力分布を示す。炎孔24の上流に整流
板50を設けると、振動圧の最大値(腹)が整流板50の近
傍に位置する。そのため、火炎は振動圧の最大値(腹)
の下流で、最小値(節)の上流に位置することになり、
振動燃焼を抑制する。炎孔24は、混合室27の中央から燃
焼筒壁35までの間において、混合室27の中央寄りに位置
してもよい。したがって、図8の実施例に比べて、火炎
の存在する炎孔24と燃焼筒壁35までの距離を大きく十分
に確保することができるため、完全燃焼しやすい長所を
有する。そして整流板50を通して燃焼ガスが炎孔24に流
入するため、予混合ガスが層流化するとともに、予混合
気流れの抵抗が小さく、燃焼が良好になる。
FIG. 11 is a sectional view showing the construction of another embodiment of the present invention. Reference numeral 50 in the figure denotes a straightening plate arranged in the burner head 23. The rectifying plate 50 has many small holes. Vibration waves do not easily pass through this hole. Further, the distance L2 from the center of the branch chamber 37 to the combustion cylinder wall 35 is secured to be twice the distance L1 from the center of the burner head 23 to the flame holes 24. Flame hole 24
An opening 46 was provided coaxially with the flame hole 24 in the combustion cylinder wall 35 facing toward. FIG. 12 shows the pressure distribution in the case where the vibration of the burner resonance frequency of this embodiment is forcibly added. When the straightening vane 50 is provided upstream of the flame holes 24, the maximum value (antinode) of the oscillating pressure is located near the straightening vane 50. Therefore, the flame has the maximum oscillating pressure (belly).
Will be located downstream of, and upstream of the minimum value (section),
Suppress oscillatory combustion. The flame hole 24 may be located closer to the center of the mixing chamber 27 between the center of the mixing chamber 27 and the combustion cylinder wall 35. Therefore, as compared with the embodiment of FIG. 8, it is possible to secure a large and sufficient distance between the flame hole 24 where the flame exists and the combustion cylinder wall 35, which has an advantage that complete combustion is easy. Then, since the combustion gas flows into the flame holes 24 through the straightening vanes 50, the premixed gas becomes a laminar flow, the resistance of the premixed gas flow is small, and the combustion becomes good.

【0031】図13は図1の反射板36と図8の開口部46の
両方を設置したものである。本実施例のバーナ共鳴周波
数の振動を強制的に付加した場合の振動圧の分布は反射
板36で振動の最大値(Pmax )、開口部46で最小値(P
min )となるサインカーブである。
In FIG. 13, both the reflector 36 of FIG. 1 and the opening 46 of FIG. 8 are installed. When the vibration of the burner resonance frequency of this embodiment is forcibly added, the distribution of the oscillating pressure has a maximum value (P max ) of the vibration at the reflection plate 36 and a minimum value (P max ) at the opening 46.
min ) is the sine curve.

【0032】[0032]

【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように、
本発明では、燃焼筒内に燃焼筒壁に向かって形成された
火炎が、振動圧最大値(腹)の下流側でしかも最小値
(節)の上流側に位置するため、振動を減衰させるもの
である。さらに詳しく述べると、第1発明では、燃焼筒
壁と反射板の間に炎孔を位置させている。そして反射板
の表面をなめらかにして振動の反射効果を高めており、
火炎の上流にこの反射板を設置することで振動燃焼を抑
制している。また、第2の発明では、炎孔と分岐室とを
連通孔で連絡し、振動が反射板の上流に伝達しないよう
に設定している。また、第3の発明では、燃焼筒に炎孔
と同軸で開口部を設けて、開口部から振動エネルギーを
放出させ、開口部で振動圧の最小値(節)を形成し、振
動燃焼を抑制している。また、第4の発明では、開口部
から2次空気を流入させて、振動燃焼を防止するととも
に、燃焼促進させることにより火炎を短くし、完全燃焼
させる。さらに第5の発明では、炎孔の上流に整流板を
設けているので、振動圧の最大値(腹)が整流板近傍に
位置する。そのため、火炎は振動圧の最大値(腹)の下
流で、最小値(節)の上流に位置することになり、振動
燃焼を抑制する。また整流板を通して燃焼ガスが炎孔に
流入するため、予混合ガスが層流化するとともに、流れ
の抵抗が少なく、燃焼が良好になる。
As is clear from the description of the above embodiment,
In the present invention, since the flame formed in the combustion cylinder toward the combustion cylinder wall is located downstream of the maximum oscillating pressure (antinode) and upstream of the minimum oscillating pressure (node), the vibration is attenuated. Is. More specifically, in the first invention, the flame holes are located between the combustion cylinder wall and the reflector. And the surface of the reflector is smoothed to enhance the reflection effect of vibration,
Oscillating combustion is suppressed by installing this reflector plate upstream of the flame. Further, in the second aspect of the invention, the flame hole and the branch chamber are connected by the communication hole, and the vibration is set so as not to be transmitted to the upstream side of the reflection plate. Further, in the third invention, an opening is provided in the combustion cylinder coaxially with the flame hole, the vibration energy is released from the opening, and the minimum value (node) of the oscillating pressure is formed at the opening to suppress the oscillating combustion. is doing. Further, in the fourth aspect of the invention, secondary air is introduced from the opening to prevent oscillating combustion and promote combustion to shorten the flame and complete combustion. Further, in the fifth invention, since the straightening vane is provided upstream of the flame holes, the maximum value (antinode) of the oscillating pressure is located near the straightening vane. Therefore, the flame is positioned downstream of the maximum value (antinode) of the oscillating pressure and upstream of the minimum value (node), and suppresses oscillating combustion. Further, since the combustion gas flows into the flame holes through the straightening vanes, the premixed gas becomes a laminar flow, the flow resistance is small, and the combustion becomes good.

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

【図1】本発明の一実施例の低騒音バーナの断面図FIG. 1 is a sectional view of a low noise burner according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のバーナの共鳴周波数の振動を強制的に付
加した場合の圧力分布図
FIG. 2 is a pressure distribution diagram in the case where the vibration of the resonance frequency of the conventional burner is forcibly added.

【図3】本発明の一実施例の低騒音バーナの同じく圧力
分布図
FIG. 3 is a pressure distribution diagram of the low noise burner according to the embodiment of the present invention.

【図4】従来のバーナの火炎での圧力変動と発熱変動の
時間的関係を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a temporal relationship between pressure fluctuation and heat generation fluctuation in a flame of a conventional burner.

【図5】本発明の一実施例の低騒音バーナの同じく圧力
変動と発熱変動の時間的関係を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a temporal relationship between pressure fluctuation and heat generation fluctuation of the low noise burner according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例の低騒音バーナの要部概略
斜視図
FIG. 6 is a schematic perspective view of a main part of a low noise burner according to another embodiment of the present invention.

【図7】同低騒音バーナの圧力分布図[Fig. 7] Pressure distribution diagram of the same low-noise burner

【図8】本発明の他の実施例の低騒音バーナの概略断面
FIG. 8 is a schematic sectional view of a low noise burner according to another embodiment of the present invention.

【図9】同低騒音バーナの圧力分布図[Fig. 9] Pressure distribution diagram of the same low-noise burner

【図10】本発明の他の実施例の低騒音バーナの概略断面
FIG. 10 is a schematic sectional view of a low noise burner according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施例の低騒音バーナの概略断面
FIG. 11 is a schematic sectional view of a low noise burner according to another embodiment of the present invention.

【図12】同低騒音バーナの圧力分布図[Figure 12] Pressure distribution diagram of the same low-noise burner

【図13】本発明の他の実施例の低騒音バーナの概略断面
FIG. 13 is a schematic sectional view of a low noise burner according to another embodiment of the present invention.

【図14】従来のバーナの断面図FIG. 14 is a sectional view of a conventional burner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23 バーナヘッド 24 炎孔 25 炎孔部 26 天板 28 混合室 29 均圧板 30 予混合気 31 火炎 32 燃焼ガス 33 燃焼筒 34 燃焼ガス出口 35 燃焼筒壁 36 反射板 39 2次空気孔 41 連通孔 23 Burner Head 24 flame holes 25 Flame hole 26 Top Plate 28 mixing chamber 29 Pressure plate 30 premixed air 31 flame 32 Combustion gas 33 Combustion cylinder 34 Combustion gas outlet 35 Combustion cylinder wall 36 Reflector 39 Secondary air hole 41 communication hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 11/10 F23D 11/40 - 11/44 F23C 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F23D 11/10 F23D 11/40-11/44 F23C 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼筒の一端から燃焼筒内にバーナヘッ
ドを設置し、前記燃焼筒の他端を燃焼ガス出口とするバ
ーナにおいて、前記バーナヘッドは燃焼筒壁と平行な炎
孔部と燃焼ガス出口に面した天板からなり、前記炎孔部
に多数設けた炎孔は前記燃焼筒壁に面しており、前記バ
ーナヘッド内に前記炎孔部と平行に反射板を設置し、火
炎と振動圧の位相関係を適正化することにより、振動燃
焼の発生を抑制することを特徴とする低騒音バーナ。
1. A burner in which a burner head is installed in the combustion cylinder from one end of the combustion cylinder, and the other end of the combustion cylinder serves as a combustion gas outlet, the burner head and a flame hole portion parallel to the combustion cylinder wall and combustion. Composed of a top plate facing the gas outlet, a large number of flame holes provided in the flame hole portion face the combustion cylinder wall, a reflection plate is installed in the burner head in parallel with the flame hole portion, and
By optimizing the phase relationship between flame and oscillating pressure,
Low noise burner characterized by suppressing the occurrence of burning .
【請求項2】 前記バーナヘッドを円筒体に構成し、前
炎孔部が前記円筒体に構成されたバーナヘッドの円
壁に設けられ、前記反射板を前記円筒体の略中心軸から
前記円周壁に向けて設置した請求項1記載の低騒音バー
ナ。
2. The burner head is formed in a cylindrical body,
Serial fire hole portion is provided in a circular circumferential <br/> wall of the burner head configured in said cylindrical body, said reflector from substantially the central axis of the cylindrical body
The low-noise burner according to claim 1, which is installed toward the circumferential wall .
【請求項3】 前記反射板と前記天板で分岐室を形成
し、前記分岐室を連通孔で炎孔部と連絡し、前記連通孔
は前記天板に面した請求項1記載の低騒音バーナ。
3. A form a distributing chamber between the reflection plate and the top plate, said distributing chamber and contact with the communicating hole and fire hole portion, the communication hole low of claim 1, wherein facing the top plate Noise burner.
【請求項4】 燃焼筒の一端から燃焼筒内にバーナヘッ
ドを設置し、前記燃焼筒の他端を燃焼ガス出口とするバ
ーナにおいて、前記バーナヘッドは燃焼筒壁と平行な炎
孔部と前記燃焼ガス出口に面した天板からなり、前記炎
孔部に多数設けた炎孔は前記燃焼筒壁に面しており、前
記バーナヘッド中心から炎孔までの距離L1の2倍は
前記バーナヘッド中心から前記燃焼筒壁までの距離L2
よりも大きく、かつ、前記炎孔に面した前記燃焼筒壁に
炎孔と同軸に開口部を確保し、火炎と振動圧の位相関係
を適正化することにより、振動燃焼の発生を抑制するこ
とを特徴とする低騒音バーナ。
4. Install the burner head into the combustion cylinder from one end of the combustion liner, wherein the burner to the combustion gas outlet and the other end of the combustion tube, the burner head and the combustion cylinder wall parallel to the flame holes made from the top plate facing the combustion gas outlet, a number provided was the burner port in the flame hole faces the said combustion cylinder wall, twice the distance L1 from the burner head center to the flame hole,
Distance L2 from the center of the burner head to the combustion cylinder wall
Larger than that, and the opening is secured in the combustion cylinder wall facing the flame hole coaxially with the flame hole, and the phase relationship between the flame and the oscillating pressure
To reduce the occurrence of oscillatory combustion.
Low noise burner characterized by and .
【請求項5】 前記バーナヘッドを円筒体に構成し、前
炎孔部が前記円筒体に構成されたバーナヘッドの円
壁に設けられ、前記反射板を前記円筒体の略中心軸から
前記円周壁に向けて設置した請求項4記載の低騒音バー
ナ。
5. The burner head is formed into a cylindrical body,
Serial fire hole portion is provided in a circular circumferential <br/> wall of the burner head configured in said cylindrical body, said reflector from substantially the central axis of the cylindrical body
The low noise burner according to claim 4, wherein the low noise burner is installed toward the circumferential wall .
【請求項6】 前記開口部を2次空気孔とし、前記開口
部に連通した前記燃焼筒外側を2次空気通路とした請求
項4記載の低騒音バーナ。
Wherein the opening and the secondary air holes and said combustion cylinder outer communicating with said opening and the secondary air passage according
The low-noise burner according to Item 4 .
【請求項7】 燃焼筒の一端から燃焼筒内にバーナヘッ
ドを設置し、前記燃焼筒の他端を燃焼ガス出口とするバ
ーナにおいて、前記バーナヘッドは燃焼筒壁と平行な炎
孔部と燃焼ガス出口に面した天板からなり、前記バーナ
ヘッド中心からの炎孔までの距離L1の2倍は、前記バ
ーナヘッド中心から前記燃焼筒壁までの距離L2とし、
炎孔に面した前記燃焼筒壁に開口部を確保し、前記炎孔
部と平行で予混合気の流れの上流側に炎孔より小さな整
流孔を多数穿いた整流板を設置した低騒音バーナ。
7. A burner in which a burner head is installed in the combustion cylinder from one end of the combustion cylinder, and the other end of the combustion cylinder serves as a combustion gas outlet, the burner head and a flame hole portion parallel to the combustion cylinder wall and combustion. made from the top plate facing the gas outlet, 2 times the distance L1 to the burner port from the burner head center, the bus
The distance L2 from the center of the nare head to the combustion cylinder wall,
A low noise burner in which an opening is secured in the combustion cylinder wall facing the flame hole, and a straightening plate having a large number of straightening holes smaller than the flame holes is installed in parallel with the flame holes and upstream of the flow of the premixed gas. .
【請求項8】 前記炎孔に面した前記燃焼筒壁に前記炎
孔と同軸に開口部を確保した請求項1記載の低騒音バー
ナ。
8. The low noise burner according to claim 1 , wherein an opening is provided in the combustion cylinder wall facing the flame hole coaxially with the flame hole.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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