JPH04297712A - Combustion apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain combustion having low NOx, the reduction of combustion noises and the expansion of the variable width of the quantity of combustion in a household combustion apparatus. CONSTITUTION:Projecting sections 12 are formed and supporters 11 are mounted on both sides of a plurality of disposed burner bodies 2 with first flame hole sections 1. The horizontal sections 18 and vertical sections 19 of injection plates 13 with second flame hole sections 15 composed of a large number of exhaust nozzles 14 joining sections among the burner bodies 2 are held between and unified by the projecting sections 12 and the supporters 11. Second mixture chambers 20 are supplied with a mixture from first mixture chambers 3 through the mixture paths 7 of the burner bodies 2. A thick flame is formed in the first flame hole section 1 and a thin flame in the second flame hole section 15 and thick and thin fuel combustion is enabled, and not only lowering of NOx, the reduction of combustion noises and the expansion of the variable width of the quantity of combustion are realized but also the floating and slipping-off of the injection plate 13 and the thermal deformation of the burner body 2 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明はバーナの低ＮＯｘと低騒
音化を図った家庭用の燃焼装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion apparatus for household use which has a burner with low NOx and low noise.

【０００２】0002

【従来の技術】以下に従来の燃焼装置について説明する
。図４に示すように、第一の炎孔部１を有するバーナ本
体２に設けた第一の混合気室３と、第一の混合気室３の
両側に壁板４により構成された第二の炎孔部５を有する
第二の混合気室６と、第一の混合気室３と第二の混合気
室６とを連通するバーナ本体２に設けた混合気通路７と
、第一の炎孔部１と第二の炎孔部５の間に火炎基部を安
定化させる保炎板８と、壁板４に第二の混合気室６の一
次空気比を設定する空気取入れ口９とを備えている。 この様な構成を有するバーナ本体２が多数本互いに壁板
４を接してバーナケース１０の内部に収められている。 矢印は混合気の流れる方向を示す。2. Description of the Related Art A conventional combustion apparatus will be explained below. As shown in FIG. 4, a first air mixture chamber 3 provided in the burner body 2 having a first flame hole portion 1, and a second air mixture chamber 3 formed of wall plates 4 on both sides of the first air mixture chamber 3 are provided. a second air mixture chamber 6 having a flame hole portion 5; a air mixture passage 7 provided in the burner body 2 that communicates the first air mixture chamber 3 and the second air mixture chamber 6; A flame stabilizing plate 8 that stabilizes the flame base between the flame hole portion 1 and the second flame hole portion 5, and an air intake port 9 that sets the primary air ratio of the second air mixture chamber 6 in the wall plate 4. It is equipped with A large number of burner bodies 2 having such a configuration are housed inside the burner case 10 with the wall plates 4 in contact with each other. Arrows indicate the direction of air-fuel mixture flow.

【０００３】以上のように構成された燃焼装置では、第
一の炎孔部１の上には酸素濃度の低い安定した濃火炎が
形成される。また空気取入れ口９から大量の空気と、混
合気通路７から供給された混合気が第二の混合気室６の
内部で可燃限界外の希薄混合気となり、第二の炎孔部５
より流出して濃火炎の熱的影響を受けることによって燃
焼し、酸素濃度の高い希薄火炎を形成していた。濃火炎
及び希薄火炎は保炎板８の上に形成される小さな渦の効
果で火炎基部が安定化されており、ＮＯｘ濃度が低く不
安定な特性の希薄火炎を濃火炎で安定化させ、全体とし
て濃淡燃焼を実現してＮＯｘの発生を低減させている。In the combustion apparatus constructed as described above, a stable rich flame with a low oxygen concentration is formed above the first flame hole portion 1. In addition, a large amount of air from the air intake port 9 and the mixture supplied from the mixture passage 7 become a lean mixture outside the flammability limit inside the second mixture chamber 6, and the second flame hole portion 5
The fuel leaked out and burned under the thermal influence of the rich flame, forming a lean flame with a high oxygen concentration. The flame base of the rich flame and lean flame is stabilized by the effect of small vortices formed on the flame stabilizing plate 8, and the lean flame, which has low NOx concentration and unstable characteristics, is stabilized as a rich flame, and the whole flame is stabilized. As a result, it achieves concentrated combustion and reduces the generation of NOx.

【０００４】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ＮＯｘを低減する効果の点では満足され
るが、燃焼量を絞るにつれて第一の炎孔部及び第二の炎
孔部からの混合気の噴出速度が低下することによって、
第二の混合気室の内部の混合気が可燃範囲内に入ること
となり、希薄火炎が第二の炎孔部を経由して混合気通路
の出口に逆火し、バーナ本体及び壁板を異常に加熱する
という問題点、さらに互いに接した壁板の上端面は固定
されていないため変形しやすく、また隣合う壁板の間に
隙間が発生して第二の混合気室の内部の二次空気量が少
なくなるといった問題点を有していた。[Problems to be Solved by the Invention] However, although the conventional configuration described above is satisfactory in terms of the effect of reducing NOx, as the combustion amount is reduced, the By reducing the injection speed of the mixture,
The mixture inside the second mixture chamber enters the flammable range, and the lean flame backfires at the outlet of the mixture passage via the second flame hole, causing the burner body and wall plate to malfunction. In addition, the upper end surfaces of the wall plates that are in contact with each other are not fixed and are easily deformed, and gaps occur between adjacent wall plates, causing the amount of secondary air inside the second mixture chamber to decrease. There was a problem that the number of

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低ＮＯｘ化、希薄火炎の混合気通路の出口への逆火
防止による燃焼量の可変幅（ＴＤＲ）の拡大、バーナの
変形防止および火炎の安定化による騒音の低減を可能と
した燃焼装置を提供することを目的とする。[0005] The present invention solves the above-mentioned conventional problems by reducing NOx, widening the combustion rate variable range (TDR) by preventing backfire of lean flame at the exit of the mixture passage, and preventing deformation of the burner. Another object of the present invention is to provide a combustion device that can reduce noise by stabilizing the flame.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の燃焼装置は、第一の炎孔部と第一の混合気室
を有するバーナ本体を複数本配設し、それぞれのバーナ
本体の間に設けた第二の炎孔部を有する噴射板とバーナ
本体で形成した第二の混合気室と、第一の混合気室と第
二の混合気室とを連通しバーナ本体に設けた混合気通路
を備え、噴射板の水平部と垂直部をバーナ本体の凸部と
支持具で挟持した構成を有している。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the combustion apparatus of the present invention is provided with a plurality of burner bodies each having a first flame hole portion and a first air-fuel mixture chamber. A second air mixture chamber formed by the burner body and an injection plate having a second flame hole provided between the main body, and the first air mixture chamber and the second air mixture chamber are connected to the burner body. It has a structure in which the horizontal and vertical parts of the injection plate are sandwiched between a convex part of the burner body and a support.

【０００７】[0007]

【作用】この構成によって、第二の炎孔部の噴出口から
可燃範囲外の希薄な混合気が噴出され、第一の炎孔部の
上に形成される濃火炎の熱的な影響を受けることによっ
て着火し、低ＮＯｘの特性を持つ希薄燃焼を行ない，希
薄火炎は燃焼後もなお多量の酸素を含んでおり、濃火炎
に供給されることにより火炎が小さくなって高負荷燃焼
することとなる。また燃焼量が小さくなったり、供給空
気量が低減した場合には第二の炎孔部から低速の可燃範
囲内の混合気が噴出することとなる。[Operation] With this configuration, a lean air-fuel mixture outside the flammable range is ejected from the spout of the second flame hole, and is thermally affected by the rich flame formed above the first flame hole. This causes ignition and lean combustion with low NOx characteristics.The lean flame still contains a large amount of oxygen even after combustion, and when it is supplied to the rich flame, the flame becomes smaller and performs high-load combustion. Become. Furthermore, when the combustion amount becomes small or the amount of supplied air decreases, a low-velocity air-fuel mixture within the flammable range is ejected from the second flame hole.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面にもと
づいて説明する。本発明の一実施例を示す図１ないし図
３では従来例と同一部品に同一番号を付して説明は省略
する。図１および図２に示すように、第一の混合気室３
を内包するバーナ本体２の上面には多数のスリットを開
口した第一の炎孔部１が設けられ、バーナ本体２の両側
面には混合気通路７が長手方向に最適な間隔で設けられ
、その下流側には支持具１１が付設されている。さらに
バーナ本体２の両側面には、支持具１１の上方に支持具
１１側に突出する凸部１２が長手方向に設けられている
。隣合ったバーナ本体２の間を結合し一体化している噴
射板１３は、平板を折り曲げて成形されており、多数の
噴出口１４からなる第二の炎孔部１５を有する傾斜板１
６と、バーナ本体２の側面に保炎空間１７を形成する水
平部１８と、水平部１８に連続して下方に折り曲げた垂
直部１９とで構成されている。噴射板１３は垂直部１９
が支持具１１とバーナ本体２とで形成する溝に挿入され
、水平部１８の上方で凸部１２によって固定されている
。又バーナ本体２の間と噴射板１３で囲まれる混合気通
路７より下流側の空間は、第二の混合気室２０となる。 バーナ本体２の上流側にはスロート部２１が構成されて
おり、この様なバーナ本体２が複数本配設されバーナブ
ロックを構成しバーナケース１０の内部に収納されてい
る。各スロート部２１に対向して燃料を噴出するノズル
２２が設けられた燃料管２３と、ファン２４がバーナケ
ース１０に配設されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 1 to 3 showing an embodiment of the present invention, parts that are the same as those in the conventional example are given the same numbers and their explanations will be omitted. As shown in FIGS. 1 and 2, the first mixture chamber 3
A first flame hole 1 with a large number of slits is provided on the upper surface of the burner body 2 containing the burner body 2, and mixture passages 7 are provided on both sides of the burner body 2 at optimal intervals in the longitudinal direction. A support 11 is attached to the downstream side thereof. Further, on both side surfaces of the burner body 2, convex portions 12 are provided in the longitudinal direction above the support 11 and protrude toward the support 11. The injection plate 13 that connects and integrates the adjacent burner bodies 2 is formed by bending a flat plate, and the inclined plate 1 has a second flame hole section 15 consisting of a large number of injection ports 14.
6, a horizontal portion 18 forming a flame holding space 17 on the side surface of the burner body 2, and a vertical portion 19 that is continuous with the horizontal portion 18 and bent downward. The spray plate 13 has a vertical portion 19
is inserted into the groove formed by the support 11 and the burner body 2, and is fixed by the convex portion 12 above the horizontal portion 18. Further, the space between the burner bodies 2 and the space downstream of the mixture passage 7 surrounded by the injection plate 13 becomes a second mixture chamber 20 . A throat portion 21 is formed on the upstream side of the burner body 2, and a plurality of such burner bodies 2 are arranged to constitute a burner block and housed inside the burner case 10. A fuel pipe 23 in which a nozzle 22 for ejecting fuel is provided facing each throat portion 21 and a fan 24 are disposed in the burner case 10.

【０００９】以上のように構成された燃焼装置について
、以下その動作を説明する。ファン２４から供給される
燃焼用空気は、一部がスロート部２１からバーナ本体２
の内部に流入し、残りの大部分の空気はバーナ本体２の
間を流れ、それぞれの第二の混合気室２０に供給される
。一方燃料管２３から供給される燃料は、各ノズル２２
から各スロート部２１に向かって噴出され、バーナ本体
２の内部に流入して混合し、第一の混合気室３に供給さ
れる。第一の混合気室３の内部の混合気は１次空気比を
３０％から６０％に設定している。この混合気の一部分
は第一の炎孔部１より噴出し濃火炎を形成し、残りの大
部分の混合気は混合気通路７より第二の混合気室２０の
内部に導かれ、バーナ本体２の間より入ってくる多量の
空気と混合する。この時混合気の一次空気比は１７０％
から２５０％程度で、かつ可燃範囲外の希薄な混合気と
なるとともに均一化された後、第二の炎孔部１５の傾斜
板１６に設けられた噴出口１４から傾斜して噴出される
。希薄混合気は第一の炎孔部１の上に形成される濃火炎
の熱的な影響を受けることによって着火し、希薄燃焼す
る。希薄火炎は燃焼後もなお多量の酸素を含んでおり、
濃火炎に強制的に噴射供給されることにより、燃焼反応
が促進され火炎が小さくなって高負荷燃焼する。ＮＯｘ
の発生量は燃焼反応帯の温度が低温であるほど減少する
ので、空気を多量に含む希薄な混合気ほど熱容量が増加
して火炎温度が低下し、低ＮＯｘ化が図れる。なお、一
般に混合気が希薄になる程火炎は不安定となり、ついに
は吹き飛びを生ずることもあるが、本実施例では第一の
炎孔部１の上に形成される濃火炎の熱的作用と、水平部
１８上部の保炎空間１７に形成される小さな渦の保炎効
果により希薄火炎は安定化され、燃焼騒音を抑制すると
ともに、バーナブロック全体として低ＮＯｘ燃焼を実現
することが出来る。The operation of the combustion apparatus constructed as described above will be explained below. A part of the combustion air supplied from the fan 24 passes through the throat section 21 to the burner body 2.
Most of the remaining air flows between the burner bodies 2 and is supplied to the respective second mixture chambers 20. On the other hand, the fuel supplied from the fuel pipe 23 is
The fuel is ejected from the air toward each throat portion 21 , flows into the burner body 2 , mixes, and is supplied to the first air-fuel mixture chamber 3 . The primary air ratio of the air-fuel mixture inside the first air-fuel mixture chamber 3 is set to 30% to 60%. A part of this air-fuel mixture is ejected from the first flame hole part 1 to form a rich flame, and most of the remaining air-fuel mixture is guided into the second air-fuel mixture chamber 20 through the air-fuel mixture passage 7, and is led into the burner body. It mixes with a large amount of air that comes in from between 2 and 3. At this time, the primary air ratio of the mixture is 170%
After being homogenized and becoming a lean mixture of about 250% and outside the flammable range, it is ejected obliquely from the ejection port 14 provided in the inclined plate 16 of the second flame hole portion 15. The lean mixture is ignited by the thermal influence of the rich flame formed above the first flame hole portion 1, and burns leanly. A lean flame still contains a large amount of oxygen even after combustion,
By forcibly injecting the fuel into the rich flame, the combustion reaction is promoted and the flame becomes smaller, resulting in high-load combustion. NOx
The amount of NOx generated decreases as the temperature of the combustion reaction zone becomes lower. Therefore, the leaner the mixture containing a larger amount of air, the higher the heat capacity, the lower the flame temperature, and the lower the NOx reduction. Generally, the leaner the air-fuel mixture becomes, the more unstable the flame becomes, and it may eventually blow off, but in this example, the thermal effect of the rich flame formed above the first flame hole 1 The lean flame is stabilized by the flame-holding effect of the small vortices formed in the flame-holding space 17 above the horizontal portion 18, suppressing combustion noise, and achieving low NOx combustion for the burner block as a whole.

【００１０】また燃焼量が小さくなった場合には、第一
の炎孔部１および第二の炎孔部１５の混合気の噴出流速
が小さくなり、火炎がそれぞれの炎孔部に近づいてくる
。さらに供給空気量が変動すると燃焼量が小さいため、
第二の混合気室２０の内部の混合気は可燃範囲に入る場
合がある。この時希薄火炎は第二の混合気室２０の内部
に進行しようとするが、噴出口１４は消炎直径より小さ
い穴径に設定されているため第二の混合気室２０の内部
に火炎が逆火することを防止できる。従って燃焼量を小
さくしても逆火しないので、バーナ本体２を異常加熱す
ることがない。[0010] Furthermore, when the combustion amount becomes small, the jet flow velocity of the air-fuel mixture in the first flame hole portion 1 and the second flame hole portion 15 decreases, and the flame approaches the respective flame hole portions. . Furthermore, if the amount of supplied air fluctuates, the amount of combustion will be small, so
The air-fuel mixture inside the second air-fuel mixture chamber 20 may fall within the flammable range. At this time, the lean flame tries to advance inside the second mixture chamber 20, but since the jet nozzle 14 is set to a hole diameter smaller than the extinguishing diameter, the flame is reversed inside the second mixture chamber 20. Can prevent fire. Therefore, even if the combustion amount is reduced, backfire will not occur, and the burner body 2 will not be abnormally heated.

【００１１】さらに噴射板１３は板材を一体成形で折り
曲げて形成されており、その垂直部１９は支持具１１と
バーナ本体２とで形成される溝に挿入され、かつその水
平部１８が上面でバーナ本体２に設けた凸部１２でおさ
えられているため、噴射板１３が支持具１１から浮いた
り、離脱することがない。また、各混合気室３，２０の
混合を促進させるためバーナ本体２の本数を増やし、バ
ーナ本体２や各混合気室３，２０の幅を薄くする必要が
あり強度的に弱かったが、バーナ本体２の長手方向に設
けた凸部１２で剛性が増し熱的変形の発生を抑制してい
る。従って設計上管理できない隙間が発生することによ
る第二の混合気室２０の混合比のばらつきを小さくでき
燃焼性能の安定化を図ることが出来る。なお、噴射板１
３は、多数の噴出口１４からなる第二の炎孔部１５を有
する傾斜板１６の山型を無くし、図３に示すように、フ
ラットな形状の噴射板２５としてもよい。Furthermore, the injection plate 13 is formed by integrally bending a plate material, and its vertical part 19 is inserted into the groove formed by the support 11 and the burner body 2, and its horizontal part 18 is the upper surface. Since the injection plate 13 is held down by the convex portion 12 provided on the burner body 2, the injection plate 13 does not float or separate from the support 11. Also, in order to promote mixing in each mixture chamber 3, 20, the number of burner bodies 2 had to be increased, and the width of the burner body 2 and each mixture chamber 3, 20 had to be made thinner, which resulted in weaker strength. The convex portions 12 provided in the longitudinal direction of the main body 2 increase the rigidity and suppress the occurrence of thermal deformation. Therefore, it is possible to reduce variations in the mixture ratio in the second air-fuel mixture chamber 20 due to the occurrence of gaps that cannot be managed in terms of design, and to stabilize combustion performance. In addition, the injection plate 1
No. 3 may eliminate the mountain shape of the inclined plate 16 having the second flame hole portion 15 consisting of a large number of injection ports 14, and may have a flat-shaped injection plate 25 as shown in FIG.

【００１２】0012

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、第一の炎孔部と第一の混合気と凸部とを有
し、かつ支持具を付着したバーナ本体と、複数本配設し
たバーナ本体の間に配設した噴出口を有する第二の炎孔
部と水平部と垂直部とを設けた噴射板と、バーナ本体と
噴射板によって形成された第二の混合気室と、第一の混
合気室と第二の混合気室を連通した混合気通路を備え、
噴射板の水平部と垂直部をバーナ本体の凸部と支持具で
挟持した構成により、低ＮＯｘ化、希薄火炎の混合気通
路の出口への逆火防止による燃焼量の可変幅の拡大、バ
ーナ本体の変形防止および火炎の安定化による騒音の低
減が可能な優れた燃焼装置を実現できるものである。Effects of the Invention As is clear from the description of the embodiments above, the present invention provides a burner body having a first flame hole, a first air-fuel mixture, and a convex portion, and having a support attached thereto. , a second flame hole portion having a jet nozzle disposed between a plurality of burner bodies, a spray plate having a horizontal portion and a vertical portion, and a second burner body formed by the burner body and the spray plate. comprising a mixture chamber and a mixture passage communicating the first mixture chamber and the second mixture chamber,
The configuration in which the horizontal and vertical parts of the injection plate are sandwiched between the convex part of the burner body and the support device reduces NOx, prevents flashback of lean flame to the outlet of the mixture passage, expands the variable range of combustion amount, and improves burner performance. It is possible to realize an excellent combustion device that can reduce noise by preventing deformation of the main body and stabilizing the flame.

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

【図１】本発明の一実施例の燃焼装置の要部の概念を示
した断面略図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the concept of the main parts of a combustion device according to an embodiment of the present invention.

【図２】一実施例の燃焼装置の要部斜視図[Fig. 2] A perspective view of essential parts of a combustion device according to an embodiment

【図３】本発
明の他の実施例の燃焼装置の要部の概念を示した断面略
図FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the concept of the main parts of a combustion device according to another embodiment of the present invention.

【図４】従来の燃焼装置の要部の概念を示した断面略図
[Figure 4] A schematic cross-sectional diagram showing the concept of the main parts of a conventional combustion device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１　　第一の炎孔部 ２　　バーナ本体 ３　　第一の混合気室 ７　　混合気通路 １１　　支持具 １２　　凸部 １３　　噴射板 １４　　噴出口 １５　　第二の炎孔部 １８　　水平部 １９　　垂直部 ２０　　第二の混合気室 1 First flame hole 2　Burner body 3 First mixture chamber 7 Mixture passage 11 Support equipment 12 Convex part 13　Spray plate 14 Spout 15 Second flame hole part 18 Horizontal part 19 Vertical part 20 Second mixture chamber

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】第一の炎孔部と第一の混合気室と凸部とを
有し、かつ支持具を付着したバーナ本体と、複数配設し
た前記バーナ本体の間に配設し、かつ噴出口を有する第
二の炎孔部と水平部と垂直部とを設けた噴射板と、前記
バーナ本体と前記噴射板によって形成された第二の混合
気室と、前記第一の混合気室と前記第二の混合気室を連
通し、かつ前記バーナ本体に配設した混合気通路を備え
、前記水平部と前記垂直部を前記凸部と前記支持具で挟
持した燃焼装置。[Claim 1] A burner body having a first flame hole, a first air mixture chamber, and a convex part and having a support attached thereto, and disposed between a plurality of burner bodies, and an injection plate provided with a second flame hole portion having an injection port, a horizontal portion and a vertical portion, a second air mixture chamber formed by the burner body and the injection plate, and the first air mixture. A combustion device comprising a mixture passage that communicates between the chamber and the second mixture chamber and is disposed in the burner body, and the horizontal portion and the vertical portion are sandwiched between the convex portion and the support.