JP2583996Y2

JP2583996Y2 - 低ＮＯｘガスバーナ

Info

Publication number: JP2583996Y2
Application number: JP1992004667U
Authority: JP
Inventors: 宗男岩内; 安啓藤田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2007-02-07
Also published as: JPH0571631U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、パイロットバーナを有
し、吸収式冷凍機や温水機等の加熱源として使用される
バーナに係り、特に排ガス中のＮＯｘ低減に配慮すると
ともにパイロットバーナによる着火精度の向上を配慮し
た低ＮＯｘガスバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来知られているガスバーナとしては、
実開平２−６２２２３号公報や実開平２−１４０１２２
号公報、実開昭６２−１８８０６号公報記載のバーナが
ある。また、出願人の先願に係る実願平３−４０５３５
号の低ＮＯｘガスバーナがあり、図５、６にその構造を
示す。

【０００３】このような低ＮＯｘガスバーナにおいて点
火を助勢するためパイロットバーナを構成に含めフレー
ムロッド７およびスパークロッド６によりバーナに着火
させる技術が知られている。パイロットバーナ１１は構
造の簡素化、低コスト化のために、図７に示すように先
端をメクラ１１ｃで閉塞し、その上流側にパイロットガ
ス噴出孔１１ａを開口させた構成とされている。図８に
示すようにフレームロッド７は交流電源に接続され、パ
イロットバーナ１１の点火時に、その火炎の中に位置す
るように配置され、パイロットバーナ１１の火炎の整流
作用により火炎を検知し、電流に変換して（以下フレー
ム電流という）出力信号を発し、同信号に応じてスパー
クロッド６が通常数ｋＶの電圧を印加して火花を発生さ
せバーナに着火させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来知られているパイ
ロットバーナ付のガスバーナでは、パイロットバーナ１
１内のガスと燃焼空気との混合の改善について考慮され
ていなかった。すなわち図７に示すように１次空気通路
内を直線的に流れる１次空気にパイロットバーナ１１の
パイロットガス噴出孔１１ａからのガスが前記１次空気
の流れる方向と交差する向きに噴出するため、ガスと１
次空気との混合が不十分となる傾向にあった。そのた
め、パイロットバーナ１１に点火しても火炎が安定せず
フレームロッド７によって検知されるフレーム電流が少
なくなり、メインノズル１０ａへの着火が不確実となる
という課題があった。

【０００５】この課題はより具体的にはメインノズル１
０ａの設定燃焼量（以下インプットという）を変化させ
る場合、あるいはそれと関係して１次空気等の空気流量
（以下風量という）を変化させる場合により顕在化す
る。

【０００６】すなわち図３にインプット（単位Ｎｍ³
／Ｈ）に対するパイロットバーナ１１に検知される火炎
量すなわちフレーム電流（単位 μＡ）の変化を示す。
同図に示すようにインプットを増加させてもフレーム電
流は概ね３μＡを超えることはなく、従ってフレームロ
ッドによるフレーム電流値は増加しない。インプットの
増加はパイロットバーナ１１のガス量への増加を要し、
その着火のためのガス温度上昇等に要する熱量が多くな
ることを考慮すれば、インプットの増加に対してメイン
ノズル１０ａの着火効率は低下することになる。

【０００７】同様に図４に風量（単位Ｎｍ³／Ｈ）に
対するフレーム電流（単位 μＡ）の変化を示す。同図
に示すように風量を増加させてもフレーム電流は概ね１
μＡから２μＡまでの間を変動しフレームロッドによる
フレーム電流値は不安定となる。さらに１μＡから２μ
Ａまでのフレーム電流の数値はメインノズル１０ａの着
火の見地からすれば数値が低く、結局前記と同様に風量
の増加に対してメインノズル１０ａの着火効率は低下す
る。

【０００８】本考案は、前記課題に鑑みてなされたもの
で、排ガス中のＮＯｘ低減に配慮するとともに確実にパ
イロットバーナ１１を点火、保炎することができ、それ
によりメインノズル１０ａの着火のためのフレーム電流
を高数値に維持してメインノズル１０ａの着火を確実に
できる低ＮＯｘガスバーナを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、燃焼ガス
をノズル中心線に対して斜め外方に噴出するガス噴出孔
(10ｂ)を有するメインノズル(10ａ)と、該メインノズル
の先端近傍に開口したパイロットガス噴出孔(11ａ)を側
面に有するパイロットバーナ(11)と、前記メインノズル
の周囲を同心状に覆うように配置され前記メインノズル
の周囲に燃焼空気を噴出させる１次空気通路(22)を形成
する内筒(20)と、該内筒の外周面に沿って軸方向に形成
された２次空気通路(23)と、前記内筒の下流側端部外周
面との間に再循環流路(24)となる間隔をおいて同心状に
配置された円筒部と該円筒部の下流端側に接続され先端
部がノズル中心線側に傾斜したコーン部とからなり前記
２次空気通路から噴出された２次空気が前記再循環流路
上流端に流入するように構成されたエアコーン(9)と、
該エアコーンの円筒部または前記２次空気通路の下流側
近傍に形成されて前記再循環流路または前記２次空気通
路を燃焼室と連通する再循環開口とを含んでなる低ＮＯ
ｘガスバーナにおいて、前記パイロットバーナ(11)のパ
イロットガス噴出孔(11ａ)は、前記内筒(20)の内周面と
ノズルパイプ(4)の外周面との間の１次空気通路(22)内
に開口し、前記メインノズルの保炎板(12)の上流側で且
つ該パイロットバーナ本体に設けたパイロット保炎板(1
1ｄ)の下流側に設けられ、前記１次空気の流れ方向と交
差する向きにガスを噴出するとともに、前記パイロット
保炎板(11ｄ)は、１次空気流が部分的に乱れる形状に構
成され、該パイロット保炎板部分を通過して流れ方向を
変えられた１次空気と、前記パイロットガス噴出孔から
噴出されたガスとの混合が促進される構造を有すること
を特徴とする低ＮＯｘガスバーナにより達成される。

【００１０】

【作用】パイロットバーナに供給されるガスは、パイロ
ットガス噴出孔から１次空気通路側に吹き出し、同通路
を流れる空気と混合する。パイロット保炎板は１次空気
通路内の一部を遮蔽し、その位置を流れる１次空気はパ
イロット保炎板の形状に応じて流路が変更され、すなわ
ち部分的に１次空気流が乱れる。該乱流によってガスと
１次空気との混合が促進され、パイロットバーナの着
火、保炎が確実になる。それによりフレーム電流も高数
値で安定し、スパークロッドによるバーナへの着火も確
実になる。

【００１１】

【実施例】以下、図１、２を参照して本考案の実施例を
説明する。本実施例のガスバーナは、中央部に貫通孔を
有する円盤状のノズルパイプホルダー５と、該貫通孔に
挿通されノズルパイプホルダー５に固着されたノズルパ
イプ４と、該ノズルパイプ４の先端に装着された円錐台
状のメインノズル１０ａと、該メインノズル１０ａの傾
斜面部に形成された複数のガス噴出孔１０ｂと、前記メ
インノズル１０ａの外周に装着された円環状の保炎板１
２と、該保炎板１２の前記メインノズル１０ａと同心状
に円周線上に複数個形成された小孔１５と、前記ノズル
パイプホルダー５に一端を固着され前記ノズルパイプ４
及びメインノズル１０ａの外周を同心状に覆う内筒２０
と、前記ノズルパイプホルダー５の外周面に固着された
円盤状のバックプレート２と、該バックプレート２に固
着されて前記内筒２０の外周面との間に環状の空気通路
１ａを形成するフランジ付円筒状のウインドボックス１
と、該ウインドボックス１のフランジ内周面に一端を固
着され他端を円環状の端板２１ａを介して内筒２０の外
周面に固着された外筒２１と、該端板２１ａに形成され
た２次空気噴出口８と、前記内筒２０の先端部外周面と
の間に該内筒と同心状の再循環流路２４を形成して装着
された円筒部及び該円筒部の下流端に接続され先端が中
心側にしぼりこまれた断面をなすコーン部からなるエア
コーン９と、前記ノズルパイプホルダー５外周面に装着
されたスパークロッド６、フレームロッド７及びパイロ
ットバーナ１１と、前記空気通路１ａ部の内筒２０に形
成された１次空気孔３と、前記保炎板１２の外周縁と前
記内筒２０の内周面の間に形成された環状部１６とを含
んで構成されている。パイロットバーナ１１はメインノ
ズル１０ａと軸方向に平行に延び、両者の先端はほぼ合
わされている。パイロットバーナ１１の先端はメクラ１
１ｃで閉塞され、その上流側にはメインノズル１０ａに
向けたパイロットガス噴出孔１１ａが開口されている。

【００１２】前記内筒２０の内周面とノズルパイプ４の
外周面の間には１次空気通路２２が、内筒２０の外周面
と外筒２１の内周面の間には２次空気通路２３が、それ
ぞれ形成されている。また、エアコーン９の後端部と外
筒２１の先端部の間にはバーナ軸方向の隙間ができてお
り、再循環開口（燃焼ガスの流路）であるスキマ環状部
１４をなしている。

【００１３】上記の構成において、パイロットガス噴出
孔１１ａの上流側におけるパイロットバーナ１１の外面
にパイロット保炎板１１ｄが装着されている。パイロッ
ト保炎板１１ｄは１次空気通路２２の一部を遮蔽し、そ
の位置を流れる１次空気はパイロット保炎板１１ｄの直
立形状に応じて流路が変更され、すなわち部分的に１次
空気流が乱れる構成とされている。

【００１４】次に上記構成のガスバーナの燃焼について
説明する。燃料のガスは、ノズルパイプ４を通ってメイ
ンノズル１０ａのガス噴出口１０ｂよりノズル中心に対
し斜め外側に噴出される。ウインドボックス１には燃焼
用送風機３０が接続されており、該燃焼用送風機３０か
ら供給される燃焼用空気は、空気通路１ａに入った後、
１次空気孔３を経て１次空気通路２２を流れる１次空気
と、２次空気通路２３を流れる２次空気に分れる。１次
空気はさらに、保炎板１２の小孔１５を通るものと前記
環状部１６を通るものとに分れる。

【００１５】ガス噴出口１０ｂから噴出されたガスは、
保炎板１２の小孔１５及び保炎板１２の外縁に保炎され
る。メインノズル１０ａの近傍に形成される火炎は燃料
過剰の低酸素燃焼となり、火炎温度が低下するとともに
酸素分圧が低下するのでサーマルＮＯｘの発生が低減さ
れる。

【００１６】一方、２次空気は２次空気通路２３を経て
２次空気噴出口８から噴出され、再循環流路２４を通っ
てエアコーン９に流れ込む。このとき、炉内の燃焼ガス
は、スキマ環状部１４内側を通過する２次空気の流れに
よって該スキマ環状部１４近傍に形成される低圧力に吸
引され、該２次空気とともに再循環流路２４を通ってエ
アコーン９に流れる自己再循環を形成する。この２次空
気と燃焼ガスが混合された自己再循環流は前記コーン部
により流れ方向がノズル中心方向に曲げられ、燃焼中の
火炎内部に浸透する。この浸透により火炎燃焼温度及び
燃焼部の酸素分圧が低下するので、さらにサーマルＮＯ
ｘの発生が抑制される。

【００１７】本実施例によれば、エアコーンに流入する
２次空気によって燃焼ガスの再循環が促進され、２次空
気とともに火炎中に浸透燃焼するガスによって火炎燃焼
温度及び燃焼部の酸素分圧が低下するのでサーマルＮＯ
ｘの発生が抑制されるとともに、エアコーン９の下流側
は中心部に向かって絞られているので、火炎内部の不完
全燃焼域に対しても十分に２次空気を浸透させることが
でき、一酸化炭素等の発生が防止される。また、再循環
が効果的に行われるので、燃焼ガスの圧力が２００ｍｍ
Ａｑ程度の低圧でも十分な低ＮＯｘ燃焼が行われる。

【００１８】さらに本実施例においては、パイロット保
炎板１１ｄを設けたので、パイロット保炎板１１ｄの位
置で１次空気の流れが乱れ、パイロットバーナ１１から
のガスと１次空気との混合が促進される。従ってパイロ
ットバーナ１１の、ガスおよび１次空気の混合の不十分
さに起因する点火不良が解消され、もってフレーム電流
は高数値に維持されてメインノズル１０ａの着火が確実
になる。

【００１９】図３は、本実施例におけるインプットに対
するパイロットバーナ１１に検知される火炎量すなわち
フレーム電流の変化をも示している。同図に示すように
本実施例の場合インプットを増加にかかわらずフレーム
電流は概ね５μＡに維持され、点火のためのガス温度上
昇等に要する発火熱量が十分に確保される。

【００２０】同様に図４は、本実施例における風量に対
するフレーム電流の変化をも示している。同図に示すよ
うに本実施例の場合風量の増加にかかわらずフレーム電
流は概ね４μＡ強に維持され、フレームロッド７による
発火熱量が安定して供給されるとともに前記と同様にメ
インノズル１０ａ点火のため、ガス温度上昇等に要する
発火熱量が十分に確保され、メインノズル１０ａの着火
効率を良好に保つことができる。

【００２１】

【考案の効果】本考案によれば、排ガス中のＮＯｘ低減
を実現できるとともにパイロット保炎板によりガスと１
次空気との混合が促進され、パイロットバーナの着火、
保炎が確実になる。それによりフレーム電流も安定し、
スパークロッドによるバーナへの着火も確実になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す実施例の部分縦断面図である。

【図３】図１に示す実施例および従来の技術の例におけ
る、インプットに対するフレーム電流の変化をそれぞれ
示すグラフである。

【図４】図１に示す実施例および従来の技術の例におけ
る、風量に対するフレーム電流の変化をそれぞれ示すグ
ラフである。

【図５】従来の技術の例（出願人の先願に係る）を示す
縦断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線矢視横断面図である。

【図７】図５に示す例の部分縦断面図である。

【図８】フレームロッドによるフレーム電流の検知原理
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ウインドボックス１ａ空気通路２バックプレート３１次空気孔４ノズルパイプ５ノズルパイプホルダー６スパークロッド７フレームロッド８２次空気噴出口９エアコーン１０ａメインノズル１０ｂガス噴出口１１パイロットバーナ１１ａパイロットガス噴出孔１１ｃメクラ１１ｄパイロット保炎板１２保炎板１４スキマ環状部１５小孔１６環状部２０内筒２１外筒２１ａ端板２２１次空気通路２３２次空気通路２４再循環路３０燃焼用送風機

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/20 - 14/24 F23C 11/00 E23Q 9/00

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃焼ガスをノズル中心線に対して斜め外
方に噴出するガス噴出孔(10ｂ)を有するメインノズル(1
0ａ)と、該メインノズルの先端近傍に開口したパイロッ
トガス噴出孔(11ａ)を側面に有するパイロットバーナ(1
1)と、前記メインノズルの周囲を同心状に覆うように配
置され前記メインノズルの周囲に燃焼空気を噴出させる
１次空気通路(22)を形成する内筒(20)と、該内筒の外周
面に沿って軸方向に形成された２次空気通路(23)と、前
記内筒の下流側端部外周面との間に再循環流路(24)とな
る間隔をおいて同心状に配置された円筒部と該円筒部の
下流端側に接続され先端部がノズル中心線側に傾斜した
コーン部とからなり前記２次空気通路から噴出された２
次空気が前記再循環流路上流端に流入するように構成さ
れたエアコーン(9)と、該エアコーンの円筒部または前
記２次空気通路の下流側近傍に形成されて前記再循環流
路または前記２次空気通路を燃焼室と連通する再循環開
口とを含んでなる低ＮＯｘガスバーナにおいて、前記パイロットバーナ(11)のパイロットガス噴出孔(11
ａ)は、前記内筒(20)の内周面とノズルパイプ(4)の外周
面との間の１次空気通路(22)内に開口し、前記メインノ
ズルの保炎板(12)の上流側で且つ該パイロットバーナ本
体に設けたパイロット保炎板(11ｄ)の下流側に設けら
れ、前記１次空気の流れ方向と交差する向きにガスを噴
出するとともに、前記パイロット保炎板(11ｄ)は、１次
空気流が部分的に乱れる形状に構成され、該パイロット
保炎板部分を通過して流れ方向を変えられた１次空気
と、前記パイロットガス噴出孔から噴出されたガスとの
混合が促進される構造を有することを特徴とする低ＮＯ
ｘガスバーナ。