[发明专利]燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，尤其涉及一种推荐用于热水器或洗澡装置(bath heater)的燃烧装置。

背景技术

燃烧装置是热水器或洗澡装置的主要组成部件，在家庭以及工厂都得到广泛使用。

近年来，酸雨所引起的环境破坏成了严重的社会问题，因此，减少NO_X(氮氧化物)的总排放量成了当务之急。

一种采用被称为浓淡燃烧法的燃烧方式的燃烧装置被应用在如热水器那样的小型设备中并能减少NO_X的排放量。

所谓浓淡燃烧法，就是由在燃料气体中预混和理论空气量的1.6倍左右的空气而得到的稀薄的混和气产生主火焰，在该主火焰附近配置由空气的混和量少、燃料气体浓度高的浓的混和气产生的辅助火焰。

基于浓淡燃烧的燃烧装置，公知有例如专利文献1、2所公开的那样的结构。

另外，在NO_X的产生量少的燃烧方法中还有称为两级燃烧法的燃烧形式。所谓两级燃烧法，是在氧气不足的状态下，喷射燃料气体、将该气体点火而使其产生一次火焰，向未燃气体供给二次空气而使其产生二次火焰的燃烧形式。

专利文献3公开了采用这样的两级燃烧法的燃烧装置。

[专利文献1]JP5-118516A

[专利文献2]JP6-126788A

[专利文献3]JP52-143524A

发明内容

虽然采用浓淡燃烧法的燃烧装置NO_X的产生量少，在市场上受到好评，但存在调节比(Turn Down Ratio T.D.R)小的缺点。尤其是，采用浓淡燃烧法的燃烧装置，存在难以使其在发热量小的区域燃烧这样的缺点。

具体地，在浓淡燃烧法中，如上所述，由在燃料气体中预混和理论空气量的1.6倍左右的空气而成的稀薄的混和气产生主火焰。由于该混和气稀薄，燃烧速度慢。

为了促进生成稀薄的混和气，采用浓淡燃烧法的燃烧装置设置有鼓风机，但由于长年使用鼓风机，鼓风机将会老化，导致送风量逐渐减少。另外，若鼓风机的过滤器堵塞的话，送风量可能减少。老化导致的送风量减少，倾向于使生成主火焰的混和气的空气量减少，使混和的空气量接近理论空气量。其结果是，由于老化导致主火焰的燃烧速度过快。因此，由于老化，火焰的基端部倾向逐渐接近火焰孔(burner port)。因此，在发热量小的区域的燃烧将使火焰的基端部接近火焰孔，致使火焰孔损坏。因此，考虑到预期的老化，采用浓淡燃烧法的燃烧装置，不得不限制在发热量小的区域的燃烧。

此外，浓淡燃烧法导致对可使用气体的范围较窄的抱怨。具体地，虽然燃气公司供给的燃料气体可能是仅由单一的成分构成的，但多数情况是多种成分混在一起。因此，即使产生的热量(单位体积的热量)相同，燃烧速度在各燃气公司之间并不相同。

由于浓淡燃烧法在空气过剩的状态下产生主火焰，燃烧速度慢的燃料气体会引起跳火(blow off)，导致不稳定的燃烧。

相反，与浓淡燃烧法相比，两级燃烧法可具有更高的调节比。此外，可使用的燃料气体的种类广。然而，两级燃烧法由于是使燃料气体在氧气不足的状态下燃烧，所以燃烧不稳定。因此，并没有发现在市场上出售的热水器等实际设备采用两级燃烧法。

为了作为燃烧装置投入到实际应用，必须产生这样的火焰，其在某一区域上均匀分布。这可通过以平衡的方式产生一次火焰和二次火焰并在燃烧部位的整个区域均匀分布来实现。

然而，以平衡的方式产生一次火焰和二次火焰并且使火焰在燃烧部位的整个区域均匀分布非常困难。例如，一次火焰可能部分熄灭，导致其下游的二次火焰过大，或者全部燃料可能在某处燃尽产生一次火焰，导致其下游的二次火焰熄灭。因此，并没有发现在市场上出售的如实用热水器等设备采用两级燃烧法。

因此，考虑到上述工艺问题和缺点，本发明的目的是改进采用两级燃烧的燃烧装置，并开发这样一种燃烧装置，其以平衡的方式产生一次火焰和二次火焰并使火焰在燃烧部位的整个区域均匀分布。

解决问题的方法