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    公开号:WO1980001945A1
    申请号:PCT/JP1980/000034
    申请日:1980-02-28
    公开日:1980-09-18
    发明作者:Y Hirozawa
    申请人:Hitachi Ltd；Y Hirozawa；
    IPC主号:F23D14-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 予 混 合 式 燃 焼 器
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 温水器や温風機の熱源と して用いる予混合式燃 焼器に関するものである
    [0005] 北
    [0006] 冃
    [0007] 本発明の予混合式燃焼器は、 ス リ ッ ト状の炎口をその一端 が燃焼室壁に接し、 且つ燃焼室壁に対して直角方向に位置さ せて多数並べて設けた予混合式燃焼器であり、 また燃焼室負 荷が 10 ¾al/ h · m3程度の比較的大き い ものに用いられる も の に関する。
    [0008] この種の従来の撚焼器を第 1図〜第 3術図によ 説明する。 ここでは、 液体燃料 （灯油） を蒸発'させ、 その蒸気を燃焼さ せる ものについて説明する。 また、 下向き i 燃焼する も ので る 0
    [0009] 1 はパーナ素子で直線状に設けられ、 中央内部に 2次空気 通路 2を設け、 その突部にス リ ッ ト状の 2次空気口 3を多数 並設している。 4は 2次空気通路の西側に設けられた炎口部 で、 ス リ サ ト状の炎口 5を多数並設している。 炎口部 4は端 部側が薄く、 中央側が厚い。 パーナ素子 1 は 材の押出し 成形品であ 、 ス リ割りフライス等によ つて端部から切削し て 2次空気口 3及び炎口 5 を設けている。 炎口 5 は炎口部 4 の端部のパーナ支持部 6にも開口している。 また 2次空気口 3、 炎口 5 は燃焼室壁に直交している。 10は液体燃料の蒸発器であ 、 バ一ナ素子 1 ^溶接等によ つて一体に設けられている。 蒸発器 10は電気ヒータ 11を有し 通路 12内 液体燃料及び一次空気が流入する。 13は予混合気 の流出口である。
    [0010] 15は A ダイ カス ト で設けられた燃焼室壁で、 左右で一対 で、 燃焼室 16及び予混合気通路 17を構成する。 18はパーナ素 子 1 の支持部 6 を収納する凹溝である。 燃焼室壁 15 、 15は溶 接されて一体となっている。 燃焼室 16は若干末広 であ ] 9 、 また末尾に対流伝熱の熱交換器が設けられている。
    [0011] 20はバ一ナ素子 1 の端部を閉鎖する閉鎖板であ り、 パ ツ キ ン 21を介してバ一ナ素子 1 をビス 22で固定し、 それをパ ッ キ ン 23を介して予混合気通路: 17に揷入し、 ビス 24で燃焼室壁 15 に固定している。 25は 2次空気流入口、 26は 1 次空気及び液 体燃料の流入口である。
    [0012] 27はバ,一ナ素子 1 の他端を.閉鎖する板であ D 、 パ プ キン 28 を介してビス 29でパーナ素子 1 に固定されている。 30は燃焼 室 16及び予混合気通路 17を閉鎖する坂であ 、 パ プキ ン 31を 介してビス 32で燃焼室壁 15に固定されている。
    [0013] 33は予混合気通路 17の燃焼室壁 15を覆うカバーであ 、 閉 鐯板 20 、 27の溝 34、 35 揷入されて る。 該カバ一 33は着火 時の液体燃料の凝縮を防止するため、 閉鎖板 20、 27を介し蒸 発器 10で加熱されている。
    [0014] 36は点火電極である。
    [0015] かかる構成において、 先ず電気ヒータ 11に通電され、 蒸発
    [0016] _ OMPi一 IPO 器 10が所定温度 （例えば 250 °C ) に加熱されると、 送風機に よ って燃焼空気が供給される。 また、 液体燃料が蒸発器 10の 通路 12内に供給され、 蒸発し、 1 次空気と混合して予混合気 とな り 、 流出口 13から予混合気通路 17に流出する。 力バ一33 と蒸発器 10、 パーナ素子 1 の間の予混合気通路 17を通って炎 口部 4 に至 、 炎口 5 から流出 して点火電極 36 よ って点火 され、 1次火炎を形成し、 2次空気口 3 からの 2次空気によ つて完全燃焼する。
    [0017] 燃焼を開始すると、 燃焼熱がパーナ素子 1 を通して蒸発器 10に回収されるので、 蒸発器 10の電気ヒータ 11の駆動は停止 される。
    [0018] 炎口部 4 の厚さは前記の通 燃焼室壁 15側を薄く、 遠い側 を厚く構成しているので、 炎口 5 の 1個のス リ サ 卜から流出 する予混合気の流速及び流量は撚焼室壁 15 近い側が大き く . 遠い側が小さい。 換言すれば燃焼室壁 15に近い側の炎口負荷 は遠い側に較べ大き く なる。 即ち、 燃焼室壁 15に遠い側の 1 次火炎は小さ く 安定した付着火炎とな 、 燃焼室壁 15 近い 側の 1次火炎は多小リ フ ト ぎみの火炎で且つ、 燃焼室壁 側 が壁面に ¾つて形成される。 従って炎口 5 の 1個のス リ ッ ト による火炎面形状は第 4図 火炎 F2で示す如 く形状となる。
    [0019] 尚この火炎は 1 次火炎である。
    [0020] 上記の如 く 、 燃焼室壁 15側の大火炎と、 2次空気口 3側に 安定した小火炎が形成されるので、 安定な燃焼が行えるも の であるが、 次のよ うな問題点を有している。 例えば、 一実施
    [0021] ΟΪ.ΤΡΙ 例によれば熱入力約 1 7.000fcal/h程度のとき、 着火が困難であ か、 または共鳴者が発生する ものである。
    [0022] 以下この問題点の理由について説明する。
    [0023] 上記火炎形状 F2は定状時のものであり、 着火時の火炎形状 は の如くである。 着火時は低温であるので Fiの如く形成さ れているが、 定常燃焼状態への移行にとも い、 火炎 よ つ て加熱された燃焼室壁： 15およびパーナ素子 1が予混合気を加 熱するため、 燃焼速度が上昇し、 の位置となる。 つま 、 着火時火炎面が移動するも のである。
    [0024] また、 パーナ支持部 6の厚さは炎口部 4に比べて薄く、 し かも炎口面と凹構 18の開放端との間に隙間 40があるので、 図 の如く支持部 6から隙間 40を通つて流れる流れ Aが考えられ る。 このため、 燃焼室壁 15側の炎は負荷が、 炎口部 4 の厚さ によつて設定した当初のも のよ 大き くなると考えられる。
    [0025] これらによって都市ガスでも燃焼速度の遅いガスでは、 着 火が若干困難となると考えられる。 さ らに、 液体燃料を蒸発 させて用いるものでは、 燃焼開始に当っての蒸発器 10やバー ナ素子 1 の予熱の時間を短縮させるため蒸発温度を下げるた め、 予混合気温度が低いためによる燃焼速度が遅くなつてい る。 さらに液体燃料供給系の作動遅れや蒸発遅れ等 よる初 期の予混合気濃度が低いといつ問題がある。 これによつて液 体燃料を燃料とするものでは極めて着火が困難であ 、 吹消 え等を生じていた。
    [0026] 上記問題点は、 流れ Aをなく し、 火炎の炎口面への付着性 を向上させれば、 防止できることが判明した。 例えば、 凹'溝 18の開放端と炎口面を接触させ、 隙間 40をな く し、 火炎面形 状を F 3の如くするものである。
    [0027] このときの火炎 F3は全体が完全な層流付着火炎と考えられ る。 しかし、 この火炎は外乱の影響を受けやすく 、 従って火 炎面はじ よ う乱を起し、 燃焼器全体の固有振動数に共鳴して. 不快音 （共鳴音という） を発生する。
    [0028] このよ うに着火性の向上と共鳴音の防止は相反するもので める。
    [0029] ま走炎口負荷を小さ くすれば、 F3のよ う 火炎と 、 着 火性が悪いと共に共鳴音も発生する。
    [0030] 発 明 の 開 示 - 本発明は、 上記のよ うな構成の燃焼器において、 炎口部の 燃焼室壁側の炎口面 燃焼室壁との間に隙間を構成する突起 を設け、 前記隙間の部分を除いた他のほとんどの炎口部分に 付着火炎を形成するよ うにして着火を良好にすると共に、 前 記隙間に前記付着火炎のじ よ う乱を防止する火炎を形成させ るようにして共鳴音防止するよ うにしたものである。
    [0031] 図面の簡単な説明
    [0032] 第 1図は従来の予混合式燃焼器の縦断面図、 第 2図は第 1 図のほぽ中央縦断面図、 第 3図は第 2図の右端の底面図、 第 4図は第 1 の予混合式燃焼器の炎口部の拡大縦断面図である 第 5図は本発明の一実施例の予混合式燃焼器の炎口部の拡大 縦断面図、 第 6図は本発明の炎口面の形状の説明図、 第 7図 は本発明の他の実施例の予混合式燃焼器の炎口部の拡大縦断 面図である。
    [0033] 発明を実施するための最良の形態
    [0034] 以下本発明を第 5図に.示す一実施例によ 説明する。 41は 燃焼室壁 15側を突出させた炎口部 4の突出部である。 突出部 41は、 支持部 6から h寸法突出し、 燃焼室壁 15との間に隙間 42を設けている。 突出部 41の端部と従来の炎口面は図の如く なめらかに接続されている。 この突出部 41 ^も炎口 5 は設け られている。
    [0035] かかる構成^よれば、 バ一ナ支持部 6付近の予混合気の流 れ Aの火炎に及ぽす影響は、 突出部 41の高さ hと、 隙間 42の 寸法 dによる流路抵抗によ 、 従来のそれよ D も小さ くなる, 従つて隙間 42の部分を除いた炎口 5 の大部分に形成される火 炎は F4の如く付着火炎となる。 このため火炎全体を考えれば 非常に付着性が良いと云える。 従って着火時も定常時とあま 変化しない火炎が得られ、 着火性を改善できるものである ( 一方隙間 42も炎口とな！）、 火炎 Kが形成される のと き、 この隙間 42の寸法 dを適宜設計する こと よ ] 9、 前記火炎 F4 の じ よ う乱を防止する火炎 形成され、 共鳴音の発生を防 止できる ものである。
    [0036] この共鳴音の発生防止について説明する。
    [0037] —例を説明する。 凹溝 18の深さ ：45mm、 凹溝の高さ ： 6 顏 燃焼室壁： 15から 2次空気口 3側の炎口 5 の端部までの距離 ： 23 mm炎口部 4 の最大肉厚部の厚さ ： 26 mm、 同最小肉厚部の
    [0038] ' 厚さ ： 4.5nm、 炎口 のス リ サ ト幅： 0. 9 mm、 炎口 5 のピ グ チ ： 2.6 mm、支持部 6近傍の撚焼室 16の幅 ： 60 mm、 燃焼室の長さ ： 280匪、 標準熱入力 ： 約 1 7.0 0 O fcal / h、 平均炎口負荷 ： 約 3.3kai/ · h、 燃焼室負荷 ： 約 1.67 X 10¾al / h ' m3、 空 気過剰率 ： 1.6、 燃料 ：灯油の蒸気である。
    [0039] このとき、 突出部 41の高さ h ： 7 mm、 隙間 42の寸法 d ： 2 mmと したとき、 火炎 F4、 火炎 F5は図示の如きものが得ら れ、 熱入力 ± 10 %の範囲内において、 着火性の改善及び共 鳴音を防止することができた。
    [0040] なお、 このとき、 火炎 F4の高さは約 1 mm程度であった。 また、 火炎 F5は図示の如く大き く形成され、 外観的には炎 口 5 の切削によって設けられた開口の部分に主と して見え る。 また、 火炎 F5は火炎 F4に連通している。 また実験によ れば、 火炎 F4は着火時から定常時への変化は少な く、 火炎 F5が変化するものであった。
    [0041] 前記実験機において、 寸法 dを 1 mmとすると、 隙閬 42の 火炎の大きさは火炎 F4と同程度と 、 全面付着火炎とな 、 共鳴音が発生した。 寸法 dを 3 mmとすると、 隙間 42内 - 火炎が入るが、 着火性及び共鳴音の防止 対しては効果 を有していた。 但しこの場合の火炎 F5の状況は凹部に入つ ているので目視でき い。
    [0042] これよ！）考えて、 隙間 42によって、 隣接する炎口 5 — 5 — を連接する炎口 42が形成され、 このためこの炎口 42の火炎 はじ よ う乱を生じない安定した （強い） ものとな ]9、 火炎 F4の じ よ う乱を防止できる もの と考えられる。 炎口となる隙 間 42の寸法 dが 1 龍の場合は、 これが燃料の灯油の消炎距離 に近いことから考えて、 隙間 42は実質的に炎口 5 — 5 を連接 する炎口 とな D得ず、. 共鳴音の発生と ったもの 考えられ る。 しかし、 この場合炎口ピ ッチを小さ くすることによ 可 能性も考えら'れる。
    [0043] なお、 隙間 42は炎口 5 — 5 を連接する炎口であると述べた が、 外観的に炎口 5 — 5 を連接する火炎が形成されることを 要件とするも のでないことは、 寸法 d = 2 mmの例から明らか である。
    [0044] 隙間 42内に火炎を沈める ことはバ ック の恐れがある。
    [0045] 第 6図は炎口面の形状について説明するも のである。 線 45 のよ うに設ける と不連続点 45 aに流れの不連続面が表われる ため、.火炎^乱れが生じ'、 燃焼音が発生するので、 線 46のよ うになめらかに接続するとよい。 また線 47のよ う に設けても よい。 また線 48のよ うに通路を末拡が 状に；する こと も考え られる。 また階段状にすること も考えられ.る。
    [0046] 第 7図は、 突出部 41に相当する も のを別部材の板 50で構成 したも ので、 炎口面に固定している。 突出板 50は炎口 5 にバ —ナの長手方向 連続している。 パーナ支持部等の大きさは 第 1 図に同様である。 この ものでも同等の効果が得られた。 突出板 50を炎口部 4材で一体に設け、 炎口 5 を切削したも の が考えられるが、 好ま しいものではなかった。
    [0047] 上記第 5図実施例の隙間 40は無く ても よい。 また炎口部 4 の肉厚が燃焼室壁 15側と 2次空気口 3側で異なるが、 同一で も よいと考えられる。
    [0048] また都市ガスにも適用できる ものである。 また上向き燃焼 にも利用できる。
    [0049] f ^
    [0050] OMPI
    [0051] WIPO
    权利要求:
    Claims
    (10)
    ' 請 求 の 範 囲
    1. ス リ ツ 卜状の炎口を燃焼室壁に対し直角方向に位置さ せて多数並べて設け、 該炎口 燃焼室壁側の端部の燃焼室側 を覆って設けたものにおいて、 前記炎口部材の燃焼室壁の近 傍の炎口面に燃焼室壁との間に隙間を設けて燃焼室壁に ¾つ て燃焼室側に突出する突起を設け、 前記隙間を除く部分の炎 口の炎口部材の厚さを炎口負荷に対して付着火炎を形成する 厚みに設けたことを特徵とする予混合式燃焼器。
    2. 請求の範囲第 1項において、 前記突起を含めた炎 口部材の予混合気の流入面から炎口面までの肉厚は、 前記突 起を有する部分の突起先端までの厚さを前記覆われた部分よ も厚く且つ前記付着火炎の形成される炎口部分の厚さよ i も薄く設け、 前記付着火炎の形成される部分の炎口面を前記 突起部分よ も燃焼室側に突出して設け、 前記突起部分及び 前記付着火炎の形成される部分を不連続点を有しない線上に 設け、 前記突起部分にも炎口を設けたことを特徵とする予混 合式燃焼器。
    3. 請求の範囲第 1項において、 前記隙間は燃料の消 炎距離よ も大き く設けられていることを特徵とする予混合 式燃焼器。
    4. 請求の範囲第 2項において、 前記隙間は前記炎口 形成されている火炎よ も大きい火炎を形成する大きさに 設けていることを特徵とする予混合式燃焼器。
    OMFI
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    GB2056045B|1983-03-09|
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    JPS55118506A|1980-09-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1980-09-18| AK| Designated states|Designated state(s): DE GB US |
    1981-04-23| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 3036783 Country of ref document: DE Date of ref document: 19810423 |
    1981-04-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 3036783 Country of ref document: DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2552279A|JPS609207B2|1979-03-07|1979-03-07||
    JP79/25522||1979-03-07||DE19803036783| DE3036783A1|1979-03-07|1980-02-28|Premixing type burner|
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