JP2848902B2 - ガスバーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼用空気に対する燃料ガス濃度の高い濃
混合ガスを噴出する第１炎口部と、燃焼用空気に対する
燃料ガス濃度の低い希混合ガスを噴出する第２炎口部と
を隣接並置し、前記第１炎口部での濃混合ガスによる燃
焼炎をブンゼン炎とするように構成したガスバーナに関
する。

〔従来の技術〕

かかるガスバーナは、濃混合ガスを噴出する第１炎口
部と希混合ガスを噴出する第２炎口部とを隣接並置する
バーナ構成において、第１炎口部での濃混合ガスによる
燃焼炎をブンゼン炎とすることにより、第１炎口部及び
第２炎口部から空気過剰率（λ）が１以上の予混合ガス
を燃料ガス濃度に多少の差異を与えた状態で噴出するよ
うに構成した予混合方式に比べて、低NOx化を達成しよ
うとするものである。

つまり、ブンゼン炎は予混合方式の燃焼に比べて下記
（イ）〜（ニ）の特徴、すなわち、 （イ）燃料ガスに対するみかけ上の空気の割合が大きく
変動しても安定燃焼する。

（ロ）濃度が不均一で濃度に分布があるため着火性に優
れ、又、吹消えしにくい。

（ハ）ターンダウン比が大きい。

（ニ）濃度の不均一により火勢がおだやかであるため、
燃焼騒音や共鳴音の発生が少ない。

を有する。

従って、第１炎口部での濃混合ガスによる燃焼炎をブ
ンゼン炎とすれば、そのブンゼン炎は上述特徴の（イ）
〜（ハ）故に、第２炎口部での希混合ガスの燃焼に対し
て極めて高い保炎作用を奏し、 その結果、希混合ガスとして、通常では安定燃させに
くい希薄予混合ガス（1.3＜λ＜1.7）や燃焼限界外の超
希薄予混合ガス（λ＞1.7）を用いても、上述ブンゼン
炎の保炎作用により安定燃焼させることができる。

すなわち、上述の如き予混合方式の範囲内での単なる
濃淡燃焼とは異なり、ブンゼン炎を保炎用の火炎として
利用することにより可能となる上述の希薄燃焼や超希薄
燃焼の効果として低NOx化を達成できる。

又、上述の如き高い保炎作用による安定燃焼性とブン
ゼン炎そのもののターンダウン比が大きい（（ハ）の特
徴）ことが相俟って、予混合方式の範囲内での濃淡燃焼
に比べターンダウン比を大きく採ることができる。

又、前述（ニ）の特徴としてブンゼン炎は予混合方式
に比べ燃焼騒音や共鳴音の発生が少ないから、予混合方
式の範囲内での濃淡燃焼に比して、それら燃焼騒音や共
鳴音の発生も全体として少なくでき、 更には、ブンゼン炎の前述（ロ）の特徴をもって着火
性をも予混合方式の範囲内での濃淡燃焼に比して向上し
得る。

かかるガスバーナにおいて、従来は、第１炎口部及び
第２炎口部を、それらの並び方向の両端に第２炎口部が
位置する状態で隣接位置していた（例えば、特公昭52−
28251号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の従来のガスバーナでは、第１炎
口部及び第２炎口部の並び方向の端部に位置する第２炎
口部における希混合ガスの燃焼は、前記並び方向の内方
側からは、隣接する第１炎口部にて形成されるブンゼン
炎による保炎作用を受けるが、前記並び方向の外方側か
らは、何ら保炎作用を受けないため、安全燃焼しにく
い。従って、ガスバーナ全体として、安定燃焼性を向上
させる上で、改善の余地が有った。

本発明の目的は、この種ガスバーナにおいて、従来と
は異なる合理的な燃焼形態とすることにより、安定燃焼
性を更に向上する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の特徴構成は、前記第１炎口部及び前記
第２炎口部を、それらの並び方向の両端に前記第１炎口
部が位置し、且つ、前記第２炎口部の両側に前記第１炎
口部が位置するように並置し、前記並び方向において、
前記第１炎口部の外側に、その第１炎口部からの濃混合
ガスに対して燃焼用空気を供給する空気供給部を隣接配
置してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、並び方向端部の第１炎口部から噴出される濃
混合ガスは、その第１炎口部に隣接する第２炎口部から
噴出される希混合ガス中の空気、及び、その第１炎口部
に隣接する空気供給部から供給される空気を二次空気と
して安定燃焼するので、安定してブンゼン炎を形成する
ことができ、並びに、第２炎口部の両側に第１炎口部が
位置していて、第２炎口部から噴出される希混合ガスの
両側に、第１炎口部により安定してブンゼン炎が形成さ
れるので、第２炎口部から噴出される希混合ガスに対す
るブンゼン炎の保炎作用を効果的に発揮させることがで
き、これらが相俟って、バーナ全体として、安定燃焼さ
せることができる。

〔発明の効果〕

以上の結果、本発明の第１特徴構成によれば、従来に
比べて、バーナ全体としての安定燃焼性を向上すること
ができるに至った。

〔本発明の第２及び第３特徴構成〕 本発明の第２特徴構成は、前記濃混合ガスによる燃焼
量を、前記希混合ガスによる燃焼量に対して1/1〜1/10
の範囲に設定してある点にあり、 この第２特徴構成によれば、濃混合ガスによる燃焼
量、すなわち、NOxを80ppm程度以下には抑えることがで
きないブンゼン炎による燃焼量を、希混合ガスによる燃
焼量、すなわち、NOx燃焼量に対して上記範囲内に設定
することにより、ブンゼン炎の保炎作用による安定燃焼
は維持しながら、NOxの低減を確実に達成できる。

本発明の第３特徴構成は、前記濃混合ガスの燃焼量の
変更を規制した状態で、前記希混合ガスの燃焼量を変化
させることによって、全体燃焼量を調整する構成として
ある点にあり、 この第３特徴構成を採用すれば、濃混合ガスによる燃
焼量、すなわち、NOxを80ppm程度以下に抑えることがで
きないブンゼン炎による燃焼量を規制した状態で、希混
合ガスの燃焼量、すなわち、NOx値の極めて小さい希薄
燃焼や超希薄燃焼による燃焼量を変化させることによ
り、全体燃焼量を調整するので、ブンゼン炎の保炎作用
による安定燃焼は確保した上で希薄燃焼や超希薄燃焼に
よる低NOx化を極力発揮させるようにしながら、全体燃
焼量を調整できる。

〔実施例〕

実施例を第１図に基づいて説明する。

ガスバーナ（１）をバーナ本体（２）と、このバーナ
本体（２）に燃焼用混合ガスを供給するガス供給装置
（３）とで構成する。

バーナ本体（２）の構成については、筒状に形成した
ケース（４）の内部に、そのケース（４）の外壁に沿っ
て左右の第１隔壁（５），（５）を配置し、この第１隔
壁（５），（５）の内部にバーナ部（６）を装着する。
前記バーナ部（６）の燃焼用混合ガス投入側に、左右一
対の第２隔壁（７），（７）を平行に配置して、バーナ
中心部とバーナ外側部とに、燃焼用空気に対する燃料ガ
ス濃度の異なる燃焼用混合ガスを供給するようにして、
バーナ本体（２）を構成する。前記バーナ部（６）は矩
体内に燃焼用混合ガスの流通路を多数形成したセラミッ
クス製多孔体質体である。

次にガス供給装置（３）については、燃料ガスと燃焼
用空気を供給する装置を設け、燃料ガスと燃焼用空気と
を一定の割合で混合するミキサー（12）を設け、このミ
キサー（12）を通して混合した希混合ガス（燃焼用空気
に対する燃料ガス濃度の低い予混合ガス）を、第２隔壁
（７），（７）で形成する通路に投入する。図中（8
A），（8B）は、夫々、燃料ガス及び燃焼用空気の供給
量を制御する第１及び第２弁である。この希混合ガスは
バーナ部（６）の中心部より噴出して燃焼する。従っ
て、前記バーナ部（６）における中心部の炎口（6b）群
を第２炎口部（6B）と称する。この希混合ガスは空気過
剰率が1.3〜1.7位の希薄予混合ガス（ないしは空気過剰
率が1.7以上の超希薄予混合ガス）とする。

他方、濃混合ガスを供給する装置については、燃料ガ
スを噴出する燃料ノズル（９）と、この燃料ノズル
（９）によるガスの吹き込みに伴い燃料ガスに燃焼用空
気を吸引する吸引部（10）とを備え、この吸引部（10）
からの給送過程で混合された濃混合ガスを、前記第１隔
壁（５），（５）と第２隔壁（７），（７）とで区画形
成された通路に、投入する。この通路に投入された濃混
合ガスはバーナ部（６）における外縁部の炎口（6a）群
を通過して燃焼し、ブンゼン炎を形成する。ここに、前
記バーナ部（６）における外縁部の炎口（6a）群を記バ
ーナ部（６）における外縁部の炎口（6a）群を第１炎口
部（6A）と称する。この濃混合ガスは空気過剰率が0.2
〜0.6位のブンゼン炎形成ガスである。ただし、この濃
混合ガスは二次空気を必要とする。その為に前記ケース
（４）と第１隔壁（５）とで形成する通路（13）よりバ
ーナ部（６）に空気を供給し、第１炎口部（6A）から噴
出する濃混合ガスは、通路（13）からの空気、及び、第
２炎口部（6B）から噴出する希混合ガス中の空気を二次
空気として燃焼して、ブンゼン炎を形成する。

つまり、第１炎口部（6A）及び第２炎口部（6B）を、
それらの並び方向の両端に第１炎口部（6A）が位置し、
且つ、第２炎口部（6B）の両側に第１炎口部（6A）が位
置するように並置し、前記並び方向において、第１炎口
部（6A）の外側に、その第１炎口部（6A）からの濃混合
ガスに対して燃焼用空気を供給する空気供給部としての
通路（13）を隣接配置してある。尚、図中（11）は燃料
ノズル（９）への燃料ガス供給量を制御する第３弁であ
る。

次に、運転方法について説明する。ブンゼン炎単独燃
焼においてはNOx値が理論空気比換算で80ppm前後発生す
るのが通常である。そこで、前記濃混合ガスによるブン
ゼン燃焼（NOx≒80ppm）と希混合ガスによる希薄燃焼
（NOx≒5ppm）との燃焼量の割合を1/1〜1/10位に設定す
ることによって、全体として理論空気比換算したときの
NOxの発生量を小さくしている。

又、全体燃焼量を調整する場合には、濃混合ガスの燃
焼量の変更を規制（つまり、濃混合ガ下には低下しない
ようにするかのいずれか）しながら、希混合ガスの燃焼
量を変化させることによって、全体燃焼量の調整を行
う。

具体的には、濃混合ガス燃焼量の変更の規制は第３弁
（11）をもって行い、又、全体燃焼量を調整すべく希混
合ガスの燃焼量を変化させることは第１及び第２弁（8
A），（8B）をもって行い、そして、これらの第３弁（1
1）と第１及び第２弁（8a），（8b）との相対的調整関
係を規定することにより、濃混合ガスの燃焼量を希混合
ガスの燃焼量に対して略1/1〜1/10の範囲内とする。

〔別実施例〕 希混合ガスとしては空気過剰率が1.3〜1.7の希薄予混
ガス、1.7以上の超希薄予混合ガス、あるいは、低発熱
量ガス、難燃ガス（例えば汚泥発生ガス）等、各種のも
のを適用できる。

第１炎口部（6A）及び第２炎口部（6B）としては炎口
部（6a），（6b）を夫々１個づつ形成したものでもよ
く、必ずしも、各々複数個の炎口を備えるものでなくて
もよい。

燃料ガスの種類は適当に選定でき、天然ガスの他、都
市ガス、プロパンガス等を利用でき、燃焼用空気に対す
る燃料ガス濃度もガスの種類に応じて変更使用が可能で
ある。

バーナ部（６）としては多数の板壁を所定間隔で平行
に並設して板壁の間隔内をガス通路に形成するものや、
ガス通路としての孔を形成した金属板等であってもよ
く、セラミック製多孔質体に限定されない。

この種のガスバーナとしては低NOx性能が要求される
ファンヒータ、給湯器等に主として使用されるが、それ
らに限定されるものではない。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るガスバーナの実施例を示し、第１図
は全体構成図である。 （6A）……第１炎口部、（6B）……第２炎口部、（13）
……空気供給部。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平２−115627（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭52−28251（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−27645（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−27646（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平１−25869（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭58−23056（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭60−30568（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/02 F23D 14/14 - 14/16 F23C 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼用空気に対する燃料ガス濃度の高い濃
   混合ガスを噴出する第１炎口部（6A）と、燃焼用空気に
   対する燃料ガス濃度の低い希混合ガスを噴出する第２炎
   口部（6B）とを隣接並置し、 前記第１炎口部（6A）での濃混合ガスによる燃焼炎をブ
   ンゼン炎とするように構成したガスバーナであって、 前記第１炎口部（6A）及び前記第２炎口部（6B）を、そ
   れらの並び方向の両端に前記第１炎口部（6A）が位置
   し、且つ、前記第２炎口部（6B）の両側に前記第１炎口
   部（6A）が位置するように並置し、 前記並び方向において、前記第１炎口部（6A）の外側
   に、その第１炎口部（6A）からの濃混合ガスに対して燃
   焼用空気を供給する空気供給部（13）を隣接配置してあ
   るガスバーナ。
2. 【請求項２】前記濃混合ガスによる燃焼量を、前記希混
   合ガスによる燃焼量に対して略1/1〜1/10の範囲に設定
   してある請求項１記載のガスバーナ。
3. 【請求項３】前記濃混合ガスの燃焼量の変更を規制した
   状態で、前記希混合ガスの燃焼量を変化させることによ
   って、全体燃焼量を調整する構成としてある請求項１又
   は２記載のガスバーナ。