JP3087199B2 - 排ガス再循環式燃焼装置 - Google Patents

排ガス再循環式燃焼装置

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JP3087199B2
JP3087199B2 JP04345227A JP34522792A JP3087199B2 JP 3087199 B2 JP3087199 B2 JP 3087199B2 JP 04345227 A JP04345227 A JP 04345227A JP 34522792 A JP34522792 A JP 34522792A JP 3087199 B2 JP3087199 B2 JP 3087199B2
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豊 青木
靖之 小西
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パロマ工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、排ガス自己再循環法
の応用によりNOxを低減する排ガス再循環式燃焼装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】給湯器、ボイラー等の燃焼装置におい
て、燃焼排ガスの一部をバーナの燃焼用空気に混入し、
燃焼炎の温度低下とO2 分圧の低下とによりNOxの生
成を抑制する排ガス自己再循環法による低NOx技術は
すでに知られている。
【0003】そこで、一般に多く利用されている一部予
混合バーナ(代表例としてブンゼンバーナ)を加熱源と
する給湯器、ボイラー等の燃焼装置における排ガス自己
再循環法による低NOx技術は種々提案されている。
(たとえば、特開平3−13701号公報参照)。
【0004】しかし、炎口で形成される火炎を炎口に延
設する壁面に沿わせて燃焼させる壁面燃焼バーナ(代表
例として特公平2−13201号公報参照)は、低NO
x、低騒音にすぐれ、コンパクト燃焼が可能であり、し
かもターンダウン比が広くとれ、リフト性にも強い等の
利点を有するため、給湯器、ボイラー等の燃焼装置にお
ける加熱源として広く利用されるに至っているが、該壁
面燃焼バーナを利用した燃焼装置にあっては、NOx低
減に有効な排ガス自己再循環法は適用されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記従来
の実情に鑑み、壁面燃焼バーナを加熱源とする燃焼装置
に排ガス自己再循環法を適用して、特に、壁面燃焼バー
ナの二次空気側にのみ排ガスを導くことにより炎口基端
部で炎をリフトさせることなく燃焼を安定させ壁面燃焼
バーナのもともともっている低NOx性能をさらに発揮
させて低NOx性の飛躍的向上を図った排ガス再循環式
燃焼装置提供を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の排ガス再循環式燃焼装置は、たとえば、
実施例に対応する図面に示されているように、燃料ガス
と燃焼に必要な空気とを混合した予混合気が上向きに
出する複数の炎口2と該炎口より上方に延設した壁面3
を燃焼空間12を存して対設し、該壁面3に給気ファン
4からの燃焼用二次空気を燃焼面3aに二次空気通路7
を介して供給する多数の二次空気吐出口11を炎口2間
に位置して設け、該二次空気吐出口11から燃焼用二次
空気を吐出して炎口2に形成される壁面3に沿った火炎
aの燃焼に供する壁面燃焼バーナを備えた燃焼装置であ
って、上記壁面燃焼バーナの二次空気通路7にNOxの
低減に最適な量の燃焼排ガスを集熱器の下流側から導い
て壁面燃焼バーナの燃焼用二次空気のみに適量の燃焼排
ガスを混入させるようにしたことを主要な特徴としてい
る。
【0007】
【作用】この発明の排ガス再循環式燃焼装置は、上記構
成を主要な特徴としているから、燃焼室1内に炎口2で
形成される火炎aを沿わせて燃焼させる壁面3を有する
一部予混合の壁面燃焼バーナを設置した燃焼装置であっ
て、壁面燃焼バーナAの二次空気通路7へのみ集熱器9
の下流側から一定量の燃焼排ガスが導入されて燃焼用二
次空気に混入されるため、炎口基端部では炎をリフトさ
せることなく燃焼を安定させ、壁面燃焼バーナのもとも
ともっている低NOx性能をさらに発揮させて低NOx
性を飛躍的に向上する。また、壁面3の二次空気吐出口
11から吐出する二次空気と火炎aとは、二次空気吐出
口11が炎口2間に位置していることと相まって良好
接触し火炎の温度低下とO分圧の低下とが促進され、
記壁面燃焼バーナ本来の低NOx性能と併せてNOx
の生成は効果的に抑制されNOxは著しく低減する。
【0008】
【実施例】以下この発明の排ガス再循環式燃焼装置の実
施例について図面を参照して説明する。
【0009】実施例は壁面燃焼バーナを加熱源とする強
制給気式の給湯器に適用したもので、図1〜5におい
て、1は燃焼室で、その下方部に後述する壁面燃焼バー
ナAが設置され、該壁面燃焼バーナAの上部には集熱器
9が設置されている。
【0010】Aは壁面燃焼バーナで、壁面3を垂直平行
状に一定の燃焼空間12を存して対設し、該壁面3の基
端部に給気ファン4からの燃焼用一次空気とガスノズル
管10からの燃料ガスと混合された予混合気が上向き
に噴出する複数の炎口2を等間隔を存して並設し、か
つ、前記壁面3には給気ファン4からの燃焼用二次空気
を燃焼面3aに二次空気通路7を介して供給する多数の
二次空気吐出口11を炎口2の間に位置して穿設し、両
壁面3の相対向する燃焼面3a間に炎口2に対する燃焼
空間12を有する一部予混合バーナに構成されている。
なお、図中、13は多孔整流板、14は混合室である。
【0011】6はNOxの低減に最適な量の燃焼排ガス
を前記壁面燃焼バーナAの燃焼用二次空気側にのみ導く
排ガス循環路で、集熱器9を通過した燃焼排ガスを器外
に放出する排気管5の途中から分岐して前記壁面燃焼バ
ーナAの二次空気通路7に接続連通されている。なお、
実施例は燃焼排ガスを排気管5から導いているが、集熱
器9の下流側であればバフラー部、排気管等のいずれか
ら導いてもよい。
【0012】8は一定量の燃焼排ガスを取り込むための
排ガス取り込み用ファンで、排ガス循環路6に設けられ
ている。なお、このファン8は強制排気式等のように自
動吸引可能な場合は不要である。
【0013】図1〜図3の実施例は、燃焼排ガスが混入
された燃焼用二次空気を壁面3の全面から吐出させる構
造となしているが、図4の実施例のように壁面3の上方
部だけから排ガス混入二次空気を吐出するほか、図5の
実施例のように壁面3の下端の一部のみから排ガス混入
二次空気を吐出してもよい。なお、一部吐出の場合は、
図示しないが誘導仕切板等で新鮮な二次空気と区画して
導くものである。
【0014】また、実施例では二次空気吐出口11の形
状を一連のスリット状としているが、不連続スリット又
は丸孔、角孔等、特に形状は問わない。そして、これら
の二次空気吐出口11の燃焼空間側にバーリングを設け
ると、火炎aの保炎性は向上する。
【0015】前記構成において、NOxの低減に最適な
量の燃焼排ガスを排ガス取り込み用ファン8により燃焼
排ガスの排気路5から排ガス循環路6を介してバーナA
の二次空気通路7にのみ導き給気ファン4からの燃焼用
二次空気に混入し、燃焼排ガスが混入された燃焼用二次
空気を壁面3の燃焼面3aに二次空気吐出口11から吐
出して炎口2に形成される火炎aの燃焼に供する。
お、NOxの低減に最適な量の燃焼排ガスは、排ガス取
り込み用ファン8の回転速度の調整により行うものであ
る。
【0016】したがって、壁面燃焼バーナAの二次空気
側にのみ排ガスを導くことにより炎口の基端部では炎a
をリフトさせることなく燃焼を安定させ壁面燃焼バーナ
Aのもともともっている低NOx性能をさらに発揮させ
る。そして、燃焼排ガスの混入された燃焼用二次空気と
火炎aとの接触も良好となって排ガス自己再循環法によ
るNOxの低減効果は壁面燃焼バーナ本来の低NOx性
能と相まって大きく、しかも、COの発生は抑制されて
濃度が十分に確保され、その燃焼性は向上し、か
つ、ターンダウン比も大きくとれ、燃焼音は静かで騒音
も低減する。
【0017】なお、図4の実施例のように壁面3の上方
部だけから排ガス混入二次空気を吐出させると、下端の
新鮮二次空気で火炎aの保炎性は良好に維持され、ま
た、図5の実施例のように壁面3の下端の一部のみから
排ガス混入二次空気を吐出させると、上部の新鮮二次空
気で火炎aの燃焼性は良好に維持される。
【0018】前記実施例は強制給気式の給湯器に適用し
たが、この発明は強制排気式、強制給排気式、自然給排
気式の給湯器等の燃焼装置にも適用できる。
【0019】また、実施例の壁面燃焼バーナAは、炎口
2で形成される火炎aを燃焼させる壁面3が垂直平行状
となっているが、下流側(上方)ほど広くなる末広がり
状、下流側ほど狭くなる先細状、又はこれらの1面だけ
のもの等にも適用でき
【0020】なお、壁面燃焼バーナにおいて、火炎aを
壁面3に沿わせるのは、壁面3により火炎aを冷却して
NOxを低減するという目的のほか、火炎aの乱れを少
なくして低騒音とするとともに、壁面全体が炎口の役目
して炎口負荷が実質的に減少して振動燃焼しにくいか
らである。
【0021】
【発明の効果】この発明の排ガス再循環式燃焼装置によ
れば、壁面燃焼バーナを加熱源とする燃焼装置におい
て、NOxの低減に最適な量の燃焼排ガスをバーナの燃
焼用二次空気にのみ混入し、炎口基端部では炎をリフト
させることなく燃焼を安定させ排ガス自己再循環的な効
果のもとにNOxの生成量を抑制するから、バーナ自身
によるNOx抑制と相まってNOxを著しく低減せしめ
る。
【0022】また、二次空気吐出口から吐出する燃焼排
ガスの混入された燃焼用二次空気と火炎との接触が良好
なため、NOxは効果的に低減される。
【0023】燃焼排ガスが混入された燃焼用二次空気を
壁面の一部から吐出させると、NOxの低減がなされ、
かつ、火炎の保炎性、燃焼性は良好に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による排ガス再循環式燃焼装置の一実
施例を示した全体の概略断面図である。
【図2】壁面燃焼バーナだけの斜視図である。
【図3】壁面の全面から排ガス混入二次空気を吐出させ
る実施例の要部だけの概略説明図である。
【図4】壁面の一部(上方部)から排ガス混入二次空気
を吐出させる実施例の要部だけの概略説明図である。
【図5】壁面の一部(下端部)から排ガス混入二次空気
を吐出させる実施例の要部だけの概略説明図である。
【符号の説明】
2 炎口 3 壁面 A 壁面燃焼バーナ 7 二次空気通路 9 集熱器 11 二次空気吐出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/02 - 14/08 F23D 14/68 F23C 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ガスと燃焼に必要な空気とを混合し
    た予混合気が上向きに噴出する複数の炎口と該炎口より
    上方に延設対向した壁面を燃焼空間を存して対設し、該
    壁面に給気ファンからの燃焼用二次空気を燃焼面に二次
    空気通路を介して供給する多数の二次空気吐出口を炎口
    間に位置して設け、該二次空気吐出口から燃焼用二次空
    気を吐出して炎口に形成される壁面に沿った火炎の燃焼
    に供する壁面燃焼バーナを備えた燃焼装置であって、 上記壁面燃焼バーナの二次空気通路にNOxの低減に最
    適な量の燃焼排ガスを集熱器の下流側から導いて壁面燃
    焼バーナの燃焼用二次空気のみに適量の燃焼排ガスを混
    入させるようにしたことを特徴とする排ガス再循環式燃
    焼装置。
  2. 【請求項2】 燃焼排ガスの混入された燃焼用二次空気
    を壁面の二次空気吐出口の全部から吐出させるようにし
    請求項1記載の排ガス再循環式燃焼装置。
  3. 【請求項3】 燃焼排ガスが混入された燃焼用二次空気
    を壁面の二次空気吐出口の上方部又は下方部からのみ
    出させるようにした請求項1記載の排ガス再循環式燃焼
    装置。
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