JP2006207840A

JP2006207840A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2006207840A
Application number: JP2005016450A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Fujiwara; 宣彦藤原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】ブンゼンバーナの持つ簡素な構成、軽量、低ＨＣといった利点を維持しながら、濃淡バーナと同等の低ＮＯｘを実現すること。
【解決手段】バーナボディ２３の併設方向に直交する長手方向の端部近傍以外の炎口２１ａへの二次空気流入を制御する二次空気流入制御手段３３と、二次空気流入制御手段３３が設けられない炎口２１ｂ下流に配置した着火手段３７を設けたものである。これにより、二次空気流入制御手段３３が設けられない炎口２１ｂで着火と火移りを容易に行うことができ、また二次空気流入制御手段３３が設けられた炎口２１ａでは、効果的に二段燃焼を行わせて低ＮＯｘ化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として家庭用又は業務用の燃焼装置において特に低ＮＯｘ化を図った燃焼装置に関するものである。

従来のこの種の燃焼装置は特許文献１および２に示すようなものが一般的であった。

図４は特許文献１に記載された従来の燃焼装置を示す図である。図４に示すように、バーナ１がバーナケース２内に所定の間隔で、本図の紙面と垂直方向に、併設されている。バーナケース２の底部に空気室３が形成され、ファン４が取り付けられている。バーナ１の燃料・空気導入口５に対向して燃料ノズル６が設けられている。

上記構成において、ファン４から空気室３に空気が供給され、一部は燃料・空気導入口５からバーナ１に一次空気として流入する。また燃料ノズル６から燃料が噴出し、燃料・空気導入口５からバーナ１に流入する。空気と燃料の混合気はバーナ１より燃焼室７に噴出して予混合火炎である内炎を形成する。空気室に供給された残りの空気は併設されているバーナ１の間を通流して燃焼室に二次空気として流出する。二次空気と内炎の未燃物質が混合し、内炎の外側に拡散火炎である外炎が形成される。本バーナは一般的にブンゼンバーナと呼ばれる。

図５は特許文献２に記載された従来の燃焼装置を示す図である。図５に示すように、上部に希薄炎口１１を有する希薄バーナユニット１２と上部に濃炎口１３を有する濃バーナユニット１４を交互に併設している。

上記構成において、希薄バーナユニット１２の希薄導入口（図示せず）から燃料および空気が流入し、希薄バーナユニット１２内で混合され、空気が多い希薄混合気が生成され、希薄炎口１１より希薄混合気が流出し、希薄火炎を形成する。一方濃バーナユニット１４の濃導入口（図示せず）より燃料および空気が流入し濃バーナユニット１４内で混合され空気が少ない濃混合気が生成され、濃炎口１３より濃混合気が流出し、濃火炎を形成する。火炎温度が低くＮＯｘ発生量が少なく燃焼性の悪い希薄火炎は、火炎温度が高くＮＯｘ発生量が多く安定した濃火炎によって安定化され、全体としてＮＯｘ発生量を抑制できる。本バーナは一般的に濃淡バーナと呼ばれる。
実開平２−８５２３９号公報特許第２８３９０４９号公報

しかしながら、従来例１のようなブンゼンバーナは構成が簡潔で、軽量の利点を有するが、ブンゼン火炎は火炎温度が高くＮＯｘの発生が多い課題があった。

一方、従来例２のような濃淡バーナは低ＮＯｘの利点を有するが、２種類のバーナが必要となるため、構成が複雑になり、重い課題があった。また希薄火炎は燃焼速度が遅く燃焼しにくいため、特に空気過剰時や着火時に未燃のＨＣ（炭化水素）が多く発生する課題もあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低ＮＯｘ、低ＨＣ、簡素な構成、軽量を実現した燃焼装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するため、バーナボディの長手方向の端部近傍以外の炎口への二次空気流入を制御する二次空気流入制御手段と、前記二次空気流入制御手段が設けられない炎口下流に配置した着火手段を設けたものである。

これにより、二次空気流入制御手段が設けられない炎口で着火と火移りを容易に行うことができ、また二次空気流入制御手段が設けられた炎口では、効果的に二段燃焼を行わせて低ＮＯｘ化できる。

本発明の燃焼装置は、ブンゼンバーナの持つ簡素な構成、軽量、低ＨＣといった利点を維持しながら、濃淡バーナと同等の低ＮＯｘを実現できる。

第１の発明は、炎口を形成した扁平なバーナボディを併設し、前記バーナボディの併設方向に直交する長手方向の端部近傍以外の炎口への二次空気流入を制御する二次空気流入制御手段と、前記二次空気流入制御手段が設けられない炎口下流に配置した着火手段を設けている。

そして、二次空気流入制御手段が設けられない炎口で着火と火移りを容易に行うことができ、着火時の異常音の発生を未然に防止できる。また二次空気流入制御手段が設けられた炎口では、効果的に二段燃焼を行わせて従来の濃淡バーナと同等の低ＮＯｘを実現できる。また濃淡バーナに比べ、構成の簡素化、軽量化、低ＨＣ化を実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、二次空気流入制御手段が設けられた炎口に少量の二次空気を供給する一段目用二次空気口を設けている。

そして、一段目の火炎を安定的に形成することができる。

第３の発明は、特に第１〜２の発明のいずれか１つの発明において、両外側に二次空気流入制御手段が設けられない炎口の下流に火炎検出手段を設けている。

そして、炎口に近い比較的火炎温度の高いブンゼン火炎にて確実に火炎を検出できる。

第４の発明は、特に第１〜３の発明のいずれか１つの発明において、バーナボディを間隔を設けて併設し、形成される隙間を二次空気が通流している。

そして、二次空気通流用の流路を新たに設けることなく、二次空気通路を形成でき、構成を簡潔化できる。

第５の発明は、特に第１〜４のいずれか１つの発明において、燃料と混合する一次空気の理論空気量に対する比率を０.７以下に設定している。

そして、火炎温度を抑制し、低ＮＯｘ化できる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の燃焼装置を示す全体断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は図２のＹ−Ｙ線断面図である。

図１〜図３において、上部に炎口２１、下部側面に一次空気導入口２２を形成したバーナボディ２３を所定間隔にて併設し、バーナケース２４にて囲い、バーナユニット２５を構成している。バーナユニット２５の底部にファン２６を取付けている。一次空気導入口２７に対向して、燃料ガスを噴出する燃料噴出ノズル２８をバーナボディ２３と同数設けている。バーナボディ２３を併設して形成される隙間が二次空気通路２９となり、上流側に二次空気導入口３０を設け、下流側に二次空気ガイド３１を設けている。

バーナボディ２３の併設方向に直交するバーナボディ２３長手方向の端部近傍以外の炎口２１ａに対応し、炎口２１ａから下流側に距離を隔てて二段目用二次空気口３２を形成するとともに二次空気ガイド３１と一体化した二次空気流入制御手段３３を設けている。また炎口２１ａの上流側の二次空気ガイド３１に一段目用二次空気口３４を設けている。

バーナボディ２３の併設方向に直交するバーナボディ２３長手方向の両端部の、二次空気流入制御手段３３が両側に設けられていない炎口２１ｂに対応し、二次空気ガイド３１の頂部に、炎口２１ｂと略同一平面に位置する二次空気口３５が形成される。燃焼室３６において、炎口２１ｂの直下流に着火手段３７と火炎検出手段３８を設けている。

次に動作、作用について説明すると、ファン２６が空気を供給し、その空気が一次空気として燃料噴出ノズル２８から噴出する燃料ガスとともにが一次空気導入口２２から各バーナボディ２３へ流入する。各バーナボディ２３内で燃料と空気が混合して可燃の混合気となり、炎口２１へ供給される。ファン２６が供給した残りの空気は、二次空気導入口３０、二次空気通路２９を通流して二次空気ガイド３１に供給される。

二次空気流入制御手段３３が両側に設けられない炎口２１ｂから燃焼室３６に噴出する混合気に対し、着火手段３７により着火し、炎口２１ｂを通じて全ての炎口２１に迅速に火移りする。二次空気口３５から供給される二次空気により炎口２１ｂ上の火炎は完全燃焼する。炎口２１ｂに形成される比較的温度の高い安定したブンゼン火炎を火炎検出手段３８で安定的に検出する。

二次空気流入制御手段３３が両側に設けられる炎口２１ａに一段目用二次空気口３４から供給される少量の二次空気により、炎口２１ａ上に低酸素状態の一段目の火炎が安定して形成され、二段目用二次空気口３２から供給される残りの二次空気により二段目の火炎が形成され、火炎温度が抑制されながら完全燃焼する。炎口２１の大半の炎口２１ａで二段燃焼が行われ、低酸素濃度下で低温燃焼するため、ＮＯｘの発生が低く抑制される。

ここで一次空気過剰率（一次空気の理論空気量に対する比率）が０.７から０.９程度の範囲においては、一次空気過剰率が増えるに従い、急激に火炎温度が上昇し、急激にＮＯｘの発生が多くなる特性を持っている。そのため、低ＮＯｘ化のためには、一次空気過剰率を０.７以下にすることが好ましい。しかしながら過剰に低く一次空気過剰率を設定すると、イエローチップが発生するため、一次空気過剰率は０.６程度に設定することが好ましい。

以上説明したように、バーナボディ２３の併設方向に直交する長手方向の端部近傍以外の炎口２１ａへの二次空気流入を制御する二次空気流入制御手段３３と、二次空気流入制御手段３３が設けられない炎口２１ｂの下流に配置した着火手段３７を設けたことにより、二次空気流入制御手段が設けられない炎口２１ｂで着火と火移りを容易に行うことができ、着火時の異常音の発生を未然に防止できる。また二次空気流入制御手段が設けられた炎口２１ａでは、効果的に二段燃焼を行わせて従来の濃淡バーナと同等の低ＮＯｘを実現できる。また濃淡バーナに比べ、構成の簡素化、軽量化、低ＨＣ化を実現できる。

また、二次空気流入制御手段が設けられた炎口２１ａに少量の二次空気を供給する一段目用二次空気口３４を設け、少量の二次空気を炎口２１ａに供給することにより、炎口２１ａで燃焼を開始させ、一段目の火炎を安定的に形成することができる。

また、両外側に二次空気流入制御手段が設けられない炎口２１ｂの下流に火炎検出手段を設けたことにより、炎口に近い比較的火炎温度の高いブンゼン火炎にて確実に火炎を検出できる。

また、バーナボディ２３を間隔を設けて併設し、形成される隙間を二次空気が通流している。これにより、二次空気通流用の流路を新たに設けることなく、二次空気通路２９を形成でき、構成を簡潔化できる。

また、燃料と混合する一次空気の理論空気量に対する比率を０.７以下に設定している。これにより、火炎温度を抑制し、低ＮＯｘ化できる。

以上のように、本発明にかかる燃焼装置は、都市ガス等の気体燃料やガス化させた灯油等の液体燃料を用い、簡素な構成で軽量でありながら、低ＮＯｘ、低ＨＣにて燃焼させることが可能となるため、給湯や暖房や調理用などの燃焼装置として幅広く適用できる。

本発明の実施の形態１の燃焼装置を示す全体断面図同装置のＸ−Ｘ線断面図同装置のＹ−Ｙ線断面図第１の従来の燃焼装置を示す全体断面図第２の従来の燃焼装置を示す全体断面図

符号の説明

２１ａ、２１ｂ炎口
２３バーナボディ
３３二次空気流入制御手段
３４一段目用二次空気口
３７着火手段
３８火炎検出手段

Claims

炎口を形成した扁平なバーナボディを併設し、前記バーナボディの長手方向の端部近傍以外の炎口への二次空気流入を制御する二次空気流入制御手段と、前記二次空気流入制御手段が設けられない炎口下流に配置した着火手段を設けた燃焼装置。
二次空気流入制御手段が設けられた炎口に少量の二次空気を供給する一段目用二次空気口を設けた請求項１記載の燃焼装置。
両外側に二次空気流入制御手段が設けられない炎口の下流に火炎検出手段を設けた請求項１〜２のいずれか１項記載の燃焼装置。
バーナボディを間隔を設けて併設し、形成される隙間を二次空気が通流する請求項１〜３のいずれか１項記載の燃焼装置。
燃料と混合する一次空気の理論空気量に対する比率を０.７以下に設定した請求項１〜４のいずれか１項記載の燃焼装置。