JP2587095Y2 - 希薄燃焼用バーナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、たとえば燃焼装置か
らの窒素酸化物の発生を抑えるために用いられるバーナ
に係り、特に燃焼用ガスに対する空気の体積比を従来よ
り大きくした、いわゆる希薄燃焼用バーナに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼用ガスと空気とを混合して燃
焼させるガスバーナが給湯器や暖房器等に広く用いられ
ている。このようなバーナにあっては、コンパクト化お
よび高負荷化が進められているが、これにともないバー
ナの燃焼時に窒素酸化物が発生し、これによる公害の発
生が問題となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】バーナの燃焼時に窒素
酸化物の発生を防止するひとつの手段として濃淡燃焼法
が知られている。これは燃焼用ガスと一次空気とを混合
する比率を異ならせた２種類以上のバーナを用いて燃焼
を行う。すなわちガスと燃焼用の一次空気とを混合させ
たエアリッチの混合気（たとえば、一次空気率１．４乃
至１．８）を燃焼させる希薄燃焼用バーナと、ガスリッ
チの混合気（たとえば、一次空気率０．３乃至０．８）
を燃焼させる濃厚燃焼用バーナとを組み合わせて燃焼装
置を構成して、窒素酸化物の発生量の少ない燃焼を行わ
せる燃焼法である。

【０００４】ところで、濃淡燃焼に用いられる希薄燃焼
用のバーナは、導入すべき一次空気量を多くする必要が
ある。これを従来の構造で実現しようとすると、たとえ
ばファン等を用いて強制的に一次空気を送り込む場合に
は、このファンの回転数を高めなければならず、騒音が
高くなるという問題がある。

【０００５】また、ガスと大量の一次空気との混合をバ
ーナ内で十分おこなうためには、ガスと一次空気の取り
込み口から炎孔までの距離を長くとる必要があり、この
ためバーナ本体が大きくなってしまう。そして、従来の
濃厚燃焼タイプのバーナと組み合わせて濃淡燃焼法を適
用した燃焼装置を構成するにあたって、従来の装置の構
成や大きさを著しく変更することなく、利用できるコン
パクトな希薄燃焼型のバーナは知られていなかった。

【０００６】この考案は、以上の課題を解決するために
なされたもので、一次空気を取り込むことが容易で、し
かも従来の燃焼装置を大幅に変更することなくほぼその
まま利用して、濃淡燃焼用の燃焼装置を構成できる、希
薄燃焼用バーナを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本考案によ
れば、バーナ本体の炎孔面以外の面に一次空気を取り込
むための広い開口を形成し、所定のガス供給源から導か
れる燃料用ガスを噴出するための複数のガス噴出孔を前
記開口に配置し、前記ガス噴出孔は、バーナ本体に取り
込まれる空気が流れ込む方向に対して交差する方向にガ
スを噴出するように構成し、さらに、前記バーナ本体内
の前記開口から前記炎口面の間に、曲折された混合気通
路を形成した、希薄燃焼用バーナにより、達成される。

【０００８】好ましくは、前記ガス噴出孔は、ガスを導
くための比較的長いガスノズルの延びる方向に沿って複
数形成してもよい。

【０００９】

【００１０】上記構成によれば、バーナ本体には一次空
気を取り込むための広い開口が設けられているから、こ
こから大量の一次空気をバーナ本体内に取り込める。し
かも、この開口に複数のガス噴出孔が設けられているか
ら、従来のように比較的狭い開口に対してひとつのガス
ノズルからガスを噴出するのに比べて、ガスと一次空気
はこの開口付近で比較的短時間で混じり合うことができ
る。しかも、上記構成によれば、バーナ本体内に混合気
が通る曲折した通路を設けている。つまり、混合気を通
すための通路を設けるにあたり、この通路をバーナ内で
曲折しているから、バーナ本体を大きく極端に大きくし
ないで、予混合のための長い距離を備える混合気の通路
を形成することになる。このため、特に燃料と予混合す
べき一次空気の比率が多い希薄燃焼バーナにおいて、空
気と燃料ガスは、曲折部を通過することにより攪拌され
つつ、混合気は長い通路を通ることで、さらに十分な混
合が図られる。

【００１１】

【実施例】以下、この考案の好適な実施例を添付図面を
参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施
例は、本考案の好適な具体例であるから、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、本考案の範囲は、以
下の説明において特に本考案を限定する旨の記載がない
限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１２】図１は、本考案によるバーナの好適な実施
例を示している。図において、バーナ１は、金属板材等
により薄い箱状に成型した、いわゆるプレスバーナであ
り、図において、その上面はたとえばメッシュやハニカ
ム構造等により構成された炎孔面５となっている。

【００１３】このバーナ本体２の下面７は開放されてい
て、図示するように所定の幅でバーナ本体２の長手方向
に延びる開口部を形成している。したがって、この開口
部７は、本実施例にあっては、バーナ本体２の下面全体
にわたってひろく開放されているから、矢印に示すよう
に大量の一次空気を取り込むことができる。これによっ
て、このバーナ１は燃焼用のガスと一次空気とを混合さ
せたエアリッチ（例えば、一次空気率１．４〜１．８）
の混合気を燃焼させることができ、このようにして、希
薄燃焼用バーナとして構成できる。

【００１４】そして、この実施例のバーナ１には、この
開口部７の延びる方向に沿って、長く延びるガスノズル
１０が設けられている。図２及び図３は、バーナ１０を
保持部材としての固定板２０によって、他のバーナとと
もに列状に配置した状態を示している。すなわち、たと
えば図３に示すように希薄燃焼型のバーナ１と、従来の
濃厚燃焼型のバーナ３０とを列状の並べて保持すること
により、全体として濃淡燃焼装置４０を形成することが
できる。

【００１５】ここで、図２には、希薄燃焼用バーナ１の
構造の一例がさらに詳しく示されている。図において、
バーナ１の全長にわたって形成された大きな開口７に
は、この開口に沿って長いガスノズル１０が配置されて
おり、このガスノズル１０はガス供給部１１に連結され
ることにより、燃焼用のガスＧが導かれる。

【００１６】ガスノズル１０の表面には複数のガス噴出
孔１０ａが設けられていて、図２に矢印で示すように燃
焼用のガスを噴出する。一方、燃焼装置４０の下方には
ファン５０が配置されており、このファンから送られる
一次空気は、バーナ１の下部に設けられた大きな開口７
から上昇してバーナ１内に導かれる。このため、従来に
比べてファン５０の回転数を高めなくても、容易に一次
空気をバーナ１内に送り込むことができるから、ファン
の高回転による騒音が生じることを有効に回避できる。
ここで、図４に示すように、図において下から上へ向か
う一次空気Ａに対して、これと交差する方向に噴出孔１
０ａが設けられていると、この噴出孔１０ａからガスＧ
が噴出されることにより、一次空気とガスとの進行方向
が交差するので、ここで両者は進行方向の違いにより混
合が促進される。また、噴出孔１０ｂのように、一次空
気の流れに沿った方向へガスを噴出するような噴出孔を
設けてもよい。つまり、これらの孔は上記のように必ず
一次空気と交差する方向へガスを噴出しなくともよいの
である。したがって、バーナ１の開口が十分大きけれ
ば、場合により、図４のガスノズル１０の噴出孔１０ｂ
のように、上方に開口した噴出孔だけを形成しても希薄
燃焼バーナを構成することはできる。

【００１７】また、図５に示すように、ガスノズル１０
の側面に形成されるガス噴出孔１０ａを一次空気Ａの進
行方向と交差させるとともに、その上流に向かうように
形成することもできる。これにより、噴出孔１０ａから
噴出するガスＧと一次空気Ａとは一層よく混合される。

【００１８】図６ないし図１０には、ガスノズルの他の
構成例が示されている。まず、図６から図８のガスノズ
ル１２，１４，１６について説明する。これらのガスノ
ズルは、上述のガスノズル１０がその断面がほぼ円形に
なるように構成されているのと異なり、それぞれ多角
形，もしくは偏平な楕円形になるように構成されてい
る。

【００１９】ここで、ガスノズル１２，１４の場合は、
噴出孔１２ａ，１４ａを形成する際に一次空気の流れる
方向と交差させるにあたり、所定の角度をなすように加
工する際、この交差角度を決定し易く、加工作業上の利
点がある。一方、ガスノズル１６は、通路断面がほぼ楕
円形になっているので、一次空気が流れるのに際して圧
損が少ない点で有利である。尚、これらのガスノズルに
設けられるガス噴出孔は図示の向きや個数に限るもので
はない。たとえば断面多角形のガスノズルにおいては、
互いに対向する面に設ける他、断面図において垂直な中
心線に関し対称の位置，もしくは非対称の位置に設ける
ことができる。

【００２０】図９および図１０のガスノズルは、それぞ
れノズル本体に分岐ノズルを形成した例を示している。
図９のガスノズルの場合、ノズル本体１１から図におい
て上方に突出する複数の分岐ノズル１３がが設けられて
おり、ガス噴出孔１１ａ，１３ａはノズル本体１１にも
分岐ノズル１３にもそれぞれ設けられている。また、図
１０のガスノズルでは、ノズル本体１５の上方に突出す
る分岐ノズル１７だけでなく、下方に突出する分岐ノズ
ル１８も設けられている。そして、これらの分岐ノズル
にそれぞれガス噴出孔１７ａ，１８ａが形成されてい
る。

【００２１】このようなガスノズルの作用を図９（ａ）
を参照して説明すると、図示の場合には、ガスノズル本
体１１のガス噴出孔１１ａだけでなく、分岐ノズルのガ
ス噴出孔１３ａからも、一次空気Ａの流れる方向と交差
するようにガスが噴出されることになる。このため、一
次空気とガスとの混合がより効果的に行われることにな
る。

【００２２】図１１は、このようなガスノズルを利用し
て濃淡燃焼装置４２を構成する場合の概略図を示してい
る。図において、列上に並べて配置された各ガスバーナ
１，３０に対して、各バーナ長手方向と直交する方向に
ガスノズルの本体１１が延びるように配置することがで
きる。

【００２３】この場合、ガスノズル１１の各分岐ノズル
は、燃焼装置４２を構成する各希薄燃焼用バーナ３０の
下方開口に位置するように所定間隔をおいて形成されて
いる。これにより、濃厚燃焼バーナ１だけを複数並べて
形成した従来の燃焼装置を大幅な変更を必要とせずに濃
厚燃焼装置にすることができる。すなわち、この場合に
は、残すべき濃厚燃焼用バーナ１は、従来の構造のまま
にしておき、必要な数の濃厚燃焼用バーナ１を間引い
て、希薄燃焼用バーナ３０を配置し、かつガスノズルを
図示のように配設することにより、容易に濃淡燃焼装置
４２を形成できる。

【００２４】次に、希薄燃焼用バーナ３０の内部の構造
を説明する。図２に示すように、この実施例では、バー
ナ１の内部に、図において左端から右に向かって延びる
第１の均圧板３と、これより上方で、右端から左方向に
延びる第２の均圧板４と、これより上方でバーナ１の全
長にわたって設けられた第３の均圧板６とが配設されて
いる。これらの均圧板３，４，６は、バーナ１内で燃焼
用ガスと一次空気とが曲折して進むように、その通路を
形成している。このため、バーナ７の開口付近で混合さ
れた一次空気と燃焼用ガスとの混合気は、矢印に示すよ
うにバーナ内を曲折しながら進む。

【００２５】このように、混合気の通路がバーナ内で曲
折していると、混合気はその分長い距離進むことにな
り、この過程でガスと一次空気とはさらに混合が促進さ
れる。また、この混合気は、均圧板６より上流側でこの
均圧板６により、その進行が一時的に止められると、一
層混合が促進される。かくして、炎孔面５から噴出する
混合気は、多量の一次空気を含んでいても十分に均一化
された酸素濃度となっており、希薄燃焼に適したものと
なる。

【００２６】そして、バーナ１は以上のように構成され
ているから、バーナ本体２の大きさを大きく形成しなく
とも、多量の一次空気と燃焼用ガスとをバーナ内で十分
混合できるものである。

【００２７】このため、図３に示されているように、バ
ーナ１の外形寸法は、従来の濃厚燃焼タイプのバーナ３
０とほぼ同一に形成できる。したがって、このバーナ１
を濃厚燃焼タイプのバーナ３０とを保持部材２０によっ
て組み合わせることにより、全体として従来と大きさの
異なることがない燃焼装置を形成することができる。し
たがって、保持部材である固定板２０等の大きさや形状
を大幅に設計変更することなく、濃淡燃焼装置を構成で
きる。

【００２８】図１２乃至図１４は、希薄燃焼バーナ３０
の内部に形成されるガスと一次空気との通路の形成例を
それぞれ示している。図１２において、図２の実施例と
異なるのは、バーナ３０の長手方向の全長にわたって均
圧板を形成せず、図においてそれぞれ順次上方にいくに
したがって右端，左端，右端とからバーナ３０内の中央
付近まで突出するように設けた３つの均等板３１，３
２，３３が形成されている点である。これにより、図１
２の矢印に示すようにガスノズル１０の噴出孔１０ａか
ら一次空気Ａの流れ込む方向と交差する方向に噴射され
たガスＧは、一次空気と混合されながら図において左右
に曲折しつつ炎孔面５へ向かうようになっている。

【００２９】図１３は、希薄燃焼バーナ３０の幅方向の
断面図であり、バーナ内の混合気の通路の別の構成例を
示している。図において、希薄燃焼バーナ３０の左右の
端部に複数の均圧板の基端部が固定されている。これら
均圧板３４，３５，３６は、それぞれ上方に向かって交
互に固定されており、各均圧板３４，３５，３６はバー
ナの幅方向に向かってほぼその中央付近まで延びてい
る。これにより、一次空気とガスとは、図示するように
バーナ３０の厚み方向に左右に曲折しながら進むことに
なる。同様に図１４の希薄燃焼用バーナ３０は、プレス
バーナの構成例を示しており、各均圧板３７，３８，３
９はバーナを構成する板材と一体になっている。この場
合も混合気は、図１３のバーナと同様に進むことにな
る。

【００３０】図３を参照すると、このように構成された
希薄燃焼用バーナ３０を利用した濃淡燃焼タイプの燃焼
装置が示されている。この燃焼装置４０にあっては、バ
ーナ１は上述のように希薄燃焼タイプのバーナであり、
バーナ３０は濃厚燃焼タイプのバーナである。このバー
ナ３０が燃焼するのに必要な二次空気は、希薄燃焼バー
ナ１によりもたらされる多量の一次空気により補うこと
ができる。このため、燃焼装置４０全体として窒素酸化
物の発生を低く抑えることができる。

【００３１】なお、上述の実施例では、希薄燃焼用バー
ナ１の内部に均圧板を複数設けて混合気の通路を長くと
るようにしている。しかし、これに限らず、板材をプレ
スして所定の形状に成型することにより、混合気の通路
を長く形成するようにしてもよい。

【００３２】また、上述の実施例では、バーナ１の下部
全体を開放して開口部を大きく形成し、これにより、大
量の一次空気をバーナ内に送り込むようにしている。し
かし、この開口部は、希薄燃焼用バーナとして必要とさ
れるだけの一次空気が取り込むのに十分な開口を形成で
きれば、図示の構造に限るものではない。例えば、図１
５に示すように、バーナ３０の下端を全部開放せずに、
部分的な開口箇所７２を複数形成して開口７０としても
よい。これら開口箇所７２を多く設ければ、十分な一次
空気Ａをバーナ３０内に導入できる。しかも、このよう
にすれば、従来の下端を塞いだ燃焼装置を簡単に改造し
て、濃淡燃焼装置を構成することができる。

【００３３】さらに、図１６に示すように濃淡燃焼装置
を構成する各希薄燃焼バーナ１の開口７に、それぞれス
ワラー８０を配置するとよい。これにより、各希薄燃焼
用バーナ３０の開口７から導入される一次空気Ａが旋回
流となって、ガスノズル１０のガス噴出孔１０ａから噴
射されるガスと短い距離にて効率良く混合されることに
なる。

【００３４】また、希薄燃焼用バーナ３０の下端開口
は、図２に示したように水平に形成される場合に限られ
ない。図１７に示すように、バーナ３０の下端を傾斜さ
せて、開口７３を斜めに形成するようにしてもよい。こ
れにより、一次空気を導入する開口面積が増加し、より
効率よくエアリッチの混合気を得ることができる。

【００３５】

【考案の効果】以上述べたように、本考案の希薄燃焼用
バーナによれば、大量の一次空気を効率良く取り込むこ
とができる。そして、本考案の希薄燃焼用バーナの本体
には、混合気が通る曲折した長い通路を設けている。こ
のため、混合気の攪拌と混合がより促進されて、きわめ
て効率のよい、濃淡燃焼用の燃焼装置を簡単に構成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の好適な実施例に係るバーナの概略斜視
図。

【図２】図１のバーナの縦断面図。

【図３】図１のバーナを利用した濃淡燃焼装置の要部を
示す斜視図。

【図４】図１のバーナのガスノズルに形成されるガス噴
出孔の一例を示す断面図。

【図５】図１のバーナのガスノズルに形成されるガス噴
出孔の他の例を示す断面図。

【図６】図１のバーナに使用されるガスノズルの第１の
変形例を示す図。

【図７】図１のバーナに使用されるガスノズルの第２の
変形例を示す図。

【図８】図１のバーナに使用されるガスノズルの第３の
変形例を示す図。

【図９】図１のバーナに使用されるガスノズルの第４の
変形例を示す図。

【図１０】図１のバーナに使用されるガスノズルの第５
の変形例を示す図。

【図１１】図１のバーナを利用した濃淡燃焼装置の変形
例を示す図。

【図１２】図１のバーナの第１の変形例を示す図。

【図１３】図１のバーナの第２の変形例の要部を示す
図。

【図１４】図１のバーナの第３の変形例の要部を示す
図。

【図１５】図１のバーナの開口の変形例を示す図。

【図１６】図１のバーナの開口の一次空気取り入れ手段
を改良した概略図。

【図１７】図１のバーナの開口の他の変形例を示す図。

【符号の説明】

１ バーナ ５ 炎孔面 ３，４，６ 均圧板 ７ 開口 １０ ガスノズル １０ａ ガス噴出孔 ２０ 保持部材（固定板） ３０ バーナ（濃厚燃焼タイプ） ４０ 濃淡燃焼装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平田 俊明 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (56)参考文献 特開 平４−236004（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−196517（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/08 ZAB F23C 11/00 329 F23D 14/10

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナ本体の炎孔面以外の面に一次空気
   を取り込むための広い開口を形成し、所定のガス供給源
   から導かれる燃料用ガスを噴出するための複数のガス噴
   出孔を前記開口に配置し、 前記ガス噴出孔は、バーナ本体に取り込まれる空気が流
   れ込む方向に対して交差する方向にガスを噴出するよう
   に構成し、 さらに、前記バーナ本体内の前記開口から前記炎口面の
   間には、曲折された混合気通路を形成したことを特徴と
   する、希薄燃焼用バーナ。
2. 【請求項２】 前記ガス噴出孔は、ガスを導くための比
   較的長いガスノズルの延びる方向に沿って複数形成され
   ていることを特徴とする、請求項１に記載の希薄燃焼用
   バーナ。