JP2942207B2 - バーナ - Google Patents

バーナ

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JP2942207B2
JP2942207B2 JP32881296A JP32881296A JP2942207B2 JP 2942207 B2 JP2942207 B2 JP 2942207B2 JP 32881296 A JP32881296 A JP 32881296A JP 32881296 A JP32881296 A JP 32881296A JP 2942207 B2 JP2942207 B2 JP 2942207B2
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達哉 菅原
多佳雄 高木
公雄 望月
茂俊 秋山
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Tokyo Gas Co Ltd
Takagi Sangyo KK
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Tokyo Gas Co Ltd
Takagi Sangyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用や小型業務
用等の小型の燃焼装置に使用されるバーナに関する。
【0002】
【従来の技術】各種燃焼装置のバーナの燃焼ガスに含ま
れる窒素酸化物(NOX )は、それ自体に毒性があって
有害であり、外気に放出された場合には酸性雨や光化学
スモッグの原因とされている。燃焼装置に使用するバー
ナには、このNOX の発生量を低減するための種々の対
策が施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、NOX の低減対
策は、法的な規制から主として産業用等の大型燃焼装置
に対して行われており、家庭用や小型業務用等の燃焼装
置では、その対策が騒音を発生させる等の問題があり、
十分な対策が施されていない。
【0004】大型の燃焼装置では、燃焼用ファンの静圧
を大きくとれるため、燃焼用ガスや空気の流れの制御が
容易であり、バーナのレイアウトに自由度が高く、騒音
対策も容易であり、しかも、騒音に対する対策条件が緩
やかであり、また燃焼室が大きくとれるため、いわゆる
緩慢燃焼によるNOX 低減対策を施しても完全燃焼させ
易いという利点がある。これに対し、小型の燃焼装置
は、大型の燃焼装置と比較してNOX 低減対策が難し
い。
【0005】そこで、本発明は、濃淡ガスの複合的な燃
焼によって窒素酸化物の発生を抑制したバーナを提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のバーナは、図1
〜図5に例示するように、隣接した炎孔(微小炎孔2及
び炎孔6)から燃料希薄な混合ガスと燃料濃厚な混合ガ
スを個別に吹き出させて複合燃焼させることにより、燃
焼の安定化とともに窒素酸化物の低減を図ったものであ
る。
【0007】即ち、本発明のバーナは、図1〜図5に例
示するように、複数の第1の炎孔(微小炎孔2)ととも
に第2の炎孔(6)を有する炎孔板(3)と、この炎孔
板の前記第1の炎孔にのみ連通させた第1の混合ガス室
(1)と、前記炎孔板の前記第2の炎孔にのみ連通させ
た第2の混合ガス室(4)と、前記第1の混合ガス室に
第1の混合ガス導入部(9)を通して連通するととも
に、前記第2の混合ガス室に第2の混合ガス導入部(1
0)を通して連通し、前記第1の混合ガス室に第1の混
合ガス、前記第2の混合ガス室に第2の混合ガスを供給
する混合ガス導入室(8)と、この混合ガス導入室の前
記第2の混合ガス導入部側に開口されて前記混合ガス導
入室に燃料ガスを噴出させる燃料ガス噴出部(13)と
を備えて、前記第1の混合ガスと前記第2の混合ガスの
燃料ガスと空気との混合比率を異ならせ、第1の炎孔に
燃料希薄な第1の混合ガスを供給するとともに、前記第
2の炎孔に燃料濃厚な第2の混合ガスを供給することに
より、前記第2の炎孔側の燃焼を第1の炎孔側の燃焼に
対して種火として作用させたことを特徴とする。このよ
うな構成としたことにより、燃料ガスに対して空気比率
を変更した混合ガスを得て、第1の炎孔に過剰空気を含
む燃料希薄な第1の混合ガス、第2の炎孔に燃料濃厚な
第2の混合ガスを形成して供給することができる。
【0008】このような構成とすれば、第1の炎孔には
燃料ガスに対して過剰な空気と燃料希薄な混合ガスとが
供給されて燃焼する。この燃焼は細分化された燃焼であ
ると共に過剰空気の燃焼であるため、過剰空気の冷却作
用により火炎の温度が低温に維持されてNOX の発生が
低減される。一方、第2の炎孔に供給された燃料濃厚な
混合ガスは、第1の炎孔を経て噴出して燃焼する。この
燃焼は酸素分圧が低い状態で行われるので、やはりNO
X の発生が抑制されると共に、安定した火炎が形成され
る。
【0009】ところで、燃料希薄な混合ガスによる過剰
空気の燃焼は、単独では火炎の安定性が悪いのである
が、これらの火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合ガ
スによる安定した火炎が混在しているので、これらの安
定した火炎が種火としての作用をして過剰空気の火炎を
安定化する。従って、火炎のリフトや振動燃焼を起さ
ず、騒音の発生が抑制される。また、燃料希薄な混合ガ
スは、燃料濃厚な混合ガスの火炎に対して二次空気を供
給する作用をし、この燃料濃厚な混合ガスの不完全燃焼
を防止できる。
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
形態を参照して詳細に説明する。
【0012】図1〜図3は、本発明のバーナの一実施形
態を示している。このバーナの第1の混合ガス室1の下
流側には、無数の第1の炎孔として微小炎孔2が形成さ
れた炎孔板3が設置されている。この第1の混合ガス室
1内には、炎孔板3の上流側に第2の混合ガス室4が設
置されている。この第2の混合ガス室4には多数の噴出
管5が突設されており、それらの先端を炎孔板3に当接
させると共に、炎孔板3には夫々の噴出管5に対応する
第2の炎孔として炎孔6が形成されている。この第2の
混合ガス室4は、第1の混合ガス室1の壁との間に混合
ガス流通空間7を有する。また、第1の混合ガス室1に
隣接して混合ガス導入室8を構成しており、夫々第1の
混合ガス室1、第2の混合ガス室4に対応する第1の混
合ガス導入部9、第2の混合ガス導入部10を構成して
いる。第1の混合ガス導入部9は、適宜の混合装置によ
って混合した燃料希薄な混合ガスを、そのまま第1の混
合ガス室1に導入する構成としており、また第2の混合
ガス導入部10は、混合用スロート部11を有する混合
ガス導入口12に向かって燃料ガス噴出部13を設けて
構成している。なお、上記の混合ガス導入部9、10の
具体的構成は、上記の構成の他、適宜に構成することが
できる。
【0013】以上の構成に於いて、第1の混合ガス導入
部9から第1の混合ガス室1に供給された燃料希薄な混
合ガスは、上記混合ガス流通空間7を通り、また多数の
噴出管5間の間隙を通って炎孔板3に至り、この炎孔板
3に形成した無数の微小炎孔2から噴出する。一方、第
2の混合ガス導入部10から第2の混合ガス室4に供給
された燃料濃厚な混合ガスは、噴出管5を経て炎孔板3
に至り、この炎孔板3に形成した炎孔6から噴出する。
このようにして、炎孔板3の無数の微小炎孔2から燃料
希薄な混合ガスが噴出すると共に、この微小炎孔2に混
在して形成されている炎孔6から燃料濃厚な混合ガスが
噴出して燃焼が行われる。
【0014】無数の微小炎孔2から噴出した燃料希薄な
混合ガスによる燃焼は、細分化された燃焼であると共に
過剰空気の燃焼であるため、過剰空気の冷却作用により
火炎の温度が低温に維持されてNOX の発生が低減され
る。一方、微小炎孔2と混在している炎孔6から噴出し
た燃料濃厚な混合ガスによる燃焼は、酸素分圧が低い状
態で行われるので、やはりNOX の発生が抑制されると
共に、安定した火炎を形成する。
【0015】上記燃料希薄な混合ガスによる過剰空気の
燃焼は、単独では火炎の安定性が悪いのであるが、これ
らの火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合ガスによる
安定した火炎が混在しているので、これらの安定した火
炎が種火としての作用をして過剰空気の火炎を安定化す
る。従って火炎のリフトや振動燃焼を起さず、騒音の発
生が抑制される。また上記微小炎孔2から噴出する燃料
希薄な混合ガスは、前記燃料濃厚な混合ガスの火炎に対
して二次空気を供給する作用をし、この燃料濃厚な混合
ガスの燃焼に於ける不完全燃焼の発生を防止することが
できる。
【0016】上記の構成においては、第1の混合ガス室
1への混合ガスの供給は、第2の混合ガス室4の設置位
置よりも上流側から行う構成であるが、図5に示すよう
に第2の混合ガス室4の下流側から行うようにすること
もできる。また上記の構成において第2の混合ガス室4
は、図4に示すように複数に分割して第1の混合ガス室
1内に設置して、この第2の混合ガス室4間にも混合ガ
ス流通空間7を設けることができる。また、このように
第2の混合ガス室4を複数設置して独立的に混合ガスを
供給可能に構成すれば、燃焼の切り換えを行うことがで
きる。
【0017】次に、図6は本発明のバーナの実施結果を
示している。この実施結果は図1〜図3で示すバーナに
於いて、燃料濃厚な混合ガスの空気比を、λ=0.7〜
0.75またはλ=0.65と設定すると共に、全体の
空気比が図中横軸に示す値となるように燃料希薄な混合
ガスの空気比を調節して燃焼させた場合のNOX の発生
量を表したものである。尚、この実施結果に対応するバ
ーナに於いては、微小炎孔2及び炎孔6の個々の径は夫
々φ1.2、φ3.0としており、これらによる全炎孔
面積和と炎孔板3の面積との比を略1:4.7、また微
小炎孔2の炎孔面積和と炎孔6の炎孔面積和との比を略
1:1.3としている。そして、かかる構成に於いて、
燃料希薄な混合ガスによる燃焼量と、燃料濃厚な混合ガ
スによる燃焼量の比は、7:3としている。勿論これら
の値は適宜に設定し得ることは言うまでもないことであ
る。
【0018】以上の通り、本発明によるバーナでは、従
来の予混合バーナと比較してNOXの発生量が大幅に低
減されていることがわかる。また、本発明のバーナで
は、従来の予混合バーナと比較して騒音も低いことが確
認された。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上の通り、燃料希薄な混合ガ
スと燃料濃厚な混合ガスとの複合燃焼を行わせることが
できるので、燃料濃厚な混合ガスの燃焼によるNOX
生量の低減作用と、燃料希薄な混合ガスによるNOX
生量の低減作用とを併存させることができ、火炎の安定
性を向上させて騒音の発生を抑制すると共に、不完全燃
焼の発生を防止することができ、騒音の増大を来すこと
なく、窒素酸化物の発生量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバーナの一実施形態を示す一部切欠き
平面図である。
【図2】図1のX−X線縦断面図である。
【図3】図1のY−Y線縦断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示すバーナの縦断面図
である。
【図5】本発明の他の実施形態を示すバーナの縦断面図
である。
【図6】本発明のバーナのNOX 発生量を従来の予混合
バーナと比較して示した図である。
【符号の説明】
1 第1の混合ガス室 2 微小炎孔(第1の炎孔) 4 第2の混合ガス室 6 炎孔(第2の炎孔)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 茂俊 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−143504(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23D 14/02 F23C 11/00 315 F23C 11/00 329

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の第1の炎孔とともに第2の炎孔を
    有する炎孔板と、 この炎孔板の前記第1の炎孔にのみ連通させた第1の混
    合ガス室と、 前記炎孔板の前記第2の炎孔にのみ連通させた第2の混
    合ガス室と、 前記第1の混合ガス室に第1の混合ガス導入部を通して
    連通するとともに、前記第2の混合ガス室に第2の混合
    ガス導入部を通して連通し、前記第1の混合ガス室に第
    1の混合ガス、前記第2の混合ガス室に第2の混合ガス
    を供給する混合ガス導入室と、 この混合ガス導入室の前記第2の混合ガス導入部側に開
    口されて前記混合ガス導入室に燃料ガスを噴出させる燃
    料ガス噴出部と、 を備えて、前記第1の混合ガスと前記第2の混合ガスの
    燃料ガスと空気との混合比率を異ならせ、前記第1の炎
    孔に燃料希薄な第1の混合ガスを供給するとともに、前
    記第2の炎孔に燃料濃厚な第2の混合ガスを供給するこ
    とにより、前記第2の炎孔側の燃焼を第1の炎孔側の燃
    焼に対して種火として作用させた ことを特徴とするバー
    ナ。
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