JP3527456B2

JP3527456B2 - バーナ

Info

Publication number: JP3527456B2
Application number: JP2000068834A
Authority: JP
Inventors: 喬村川; 浩加藤
Original assignee: Petroleum Energy Center PEC
Current assignee: Japan Petroleum Energy Center JPEC
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2001254913A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナに係り、主
として小型のボイラ等に使用される油焚き式のバーナ
（油バーナ）に関する。

【０００２】

【背景技術】燃焼によって生じるＮＯ_xに対する排出規
制は年々厳しくなっており、ＮＯ_x低減の技術開発が盛
んである。燃焼時に生じるＮＯ_xとしては、フューエル
ＮＯ_x、プロンプトＮＯ_x、およびサーマルＮＯ_xがあ
る。中でもサーマルＮＯ_xは、燃焼空気中のＮ₂成分が高
温雰囲気中で酸化して生成され、温度依存が高く、燃焼
温度が高くなるほど、生成量は急激に増大する。従っ
て、サーマルＮＯ_xは、燃焼に空気を使用する限り必ず
生成され、燃料が特に灯油や窒素分の少ないＡ重油であ
る場合には、排出されるＮＯ_xの大半がサーマルＮＯ_xと
いわれ、数多くの低減方法が提案されている。これらの
多くの低減方法の中で、主なＮＯ_x抑制燃焼技術として
は、(Ａ)分割火炎燃焼方式、(Ｂ)排ガス再循環燃焼方
式、(Ｃ)多段燃焼方式、(Ｄ)水混合燃焼方式などが知ら
れている。

【０００３】このうち、図１０には、(Ａ)分割火炎燃焼
方式の油バーナ９０が示されている。バーナ９０は、
燃焼空気供給用の図示しないファンにウインドボックス
Ａを介して取り付けられるものであって、当該ウインド
ボックスＡ側からボイラの燃焼室側に延びた油ノズル９
１と、油ノズル９１の外側に配置された内筒部材９２
と、さらにその外周側に配置された外筒部材９３とを備
え、この外筒部材９３がウインドボックスＡに固定され
ている。

【０００４】内筒部材９２の燃焼室側の開口部には保炎
板９４が設けられている。保炎板９４は、図１１にも示
すように、油ノズル９１に対応して穿設された燃料噴出
口９５と、この燃料噴出口９５の周囲に等配された複数
の副空気噴流口９６とを備え、各副空気噴流口９６を切
り起こし加工等で形成することにより、小穴９７（図１
０）を通って内筒部材９２内に流入した燃焼空気を副空
気噴流口９６から旋回させながら流出させ、燃料と混合
させている。一方、外筒部材９３の燃焼室側の端面に
は、周方向に沿って複数の主空気噴流口９８が穿設され
ており、各主空気噴流口９８から燃焼空気を噴流させて
燃焼させている。

【０００５】このようなバーナ９０では、主空気噴流口
９８の数だけ火炎が分割して形成され、各火炎温度の低
下によって低ＮＯ_x化を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すような(Ａ)分割火炎燃焼方式のバーナでは、火炎
の分割が不十分となり易く、ＮＯ_xの低減には限界があ
り、昨今の厳しいＮＯ_x規制に対応するには更なる技術
開発が必要になっている。また、分割火炎燃焼方式に
は、複数の主空気噴流口を設けた上述のタイプのほか、
油ノズルを複数個設けるタイプもあるが、このようなタ
イプのバーナは、大型の油バーナやガスバーナでは比較
的容易に分割火炎を形成できるが、バーナ火炎口（外筒
部材の径寸法）の小さいバーナでは、分割火炎の形成に
難点があるうえ、複数個の油ノズルが必要であり、コス
トが高くなる。

【０００７】(Ｂ)排ガス再循環燃焼方式のバーナは、排
ガス（燃焼ガス）の一部を燃焼空気に再循環させ、酸素
分圧を下げることで低ＮＯ_x化を図るものであり、強制
排ガス循環法と自己排ガス再循環法とに大別される。し
かし、強制排ガス循環法は、排ガスの一部を再循環する
のに、再循環用ダクトとブロアーとが必要であり、小型
ボイラへの適用はコスト面で問題となる。これに対して
自己排ガス再循環法は、バーナの構造等に工夫を加え、
燃焼空気の噴流に周囲の気体が吸引される現象を用い
て、燃焼空気流および燃料流に排ガスを混合させて排ガ
ス再循環の効果を持たせることを特徴としており、排ガ
スを強制的に再循環させることがないため、コスト面で
のメリットがあるが、排ガス循環量が十分ではなく、Ｎ
Ｏ_x低減にはやはり限界がある。

【０００８】(Ｃ)多段燃焼方式のバーナは、燃料あるい
は燃焼空気を空気比の異なる２段もしくはそれよりも多
くの段数に分割して燃焼させることを特徴とするもの
で、火炎温度の低下あるいは酸素濃度の低下によって低
ＮＯ_x化を図るものである。しかし、この燃焼方式にお
いても、多段で燃焼させるために、バーナの構造が複雑
になるという問題がある。

【０００９】(Ｄ)水混合燃焼方式は、予め燃料中に水を
混合させるか、あるいは燃焼室に水を吹き込んで火炎温
度を下げることにより、低ＮＯ_x化を図るものである。
しかし、この方式では、水の吹き込みによりバーナを構
成する筒部材等に腐食が生じるおそれがあるとともに、
ボイラ効率も低下する。さらに、ポンプ等の水供給装置
が別途必要となるので、コストアップにつながる。

【００１０】以上に述べたように、各方式には一長一短
があり、ＮＯ_xが確実に減少するバーナ、具体的には、
現在最も厳しい東京都の規制値である８０ppmを下回る
ＮＯ_x排出値のバーナを安価に製作することは難しく、
その開発が望まれている。

【００１１】本発明の目的は、安価な構造で、かつＮＯ
_xを確実に低減できるバーナを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１のバーナは、燃
料供給下流側に開口部を有して油ノズルの先端側が収容
される内筒部材と、この内筒部材の外周側に配置された
外筒部材とを備え、この外筒部材の前記下流側の端面に
は、さらに下流側に延出した空気ノズルが前記端面の周
方向に間隔を空けて複数設けられているとともに、この
空気ノズルの下流端側に設けられた主空気噴流口は、前
記内筒部材の開口部内に設けられた保炎板よりも下流側
に位置し、前記空気ノズルは、燃焼で生じた排ガスが当
該空気ノズルの外側から隣接する空気ノズルの間を通っ
て中央側へと入り込んで戻る長さに設定され、前記内筒
部材の内部は、供給される燃焼空気から遮断されるか、
または、小穴を介して前記燃焼空気の一部が流入可能に
設けられ、小穴が設けられた場合において、小穴の総開
口面積をＳ₁、前記外筒部材の主空気噴流口の総開口面
積をＳ₂とした時、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）は、０．３以下で
あり、前記油ノズルから噴出する燃料は、前記保炎板を
通して供給される燃焼空気と、前記中央側へと入り込ん
で戻る前記排ガスと混合しながら主空気噴流口からの燃
焼空気に混ざり合うことで、当該主空気噴流口の下流側
近傍で燃焼を生じさせるか、または、内筒部材の内部が
燃焼空気から遮断された場合において、前記油ノズルか
ら噴出する燃料は、前記中央側へと入り込んで戻る排ガ
スと混合しながら主空気噴流口からの燃焼空気に混ざり
合うことで、当該空気噴流口の下流側近傍で燃焼を生じ
させることを特徴とする。

【００１３】このような構成では、主空気噴流口を複数
設けることで火炎分割が行える。また、主空気噴流口を
保炎板から延出した空気ノズルに設けるので、この隣接
する空気ノズル間の隙間を利用して排ガスが効率よく循
環する。加えて、総開口面積Ｓ₁，Ｓ₂による比を所定数
以下にし、保炎板から噴流する燃焼空気の量を確実に抑
えることにより、外筒部材の中央側の空気比が外側の空
気比よりも小さくなって２段燃焼効果が得られ、保炎板
からより離れた位置で保炎するようになる。これらのこ
とにより、分割火炎燃焼、排ガス再循環燃焼、２段燃焼
の各効果が得られ、ＮＯ_xが確実に減少する。この際、
空気ノズルは任意の断面形状を有する筒状に設けるだけ
でよく、複雑な構造が不要であり、製作コストも安価で
ある。以上により、前記目的が達成される。

【００１４】ここで、内筒部材には小穴を設けなくとも
よいが、設けた場合において、総開口面積Ｓ₁，Ｓ₂によ
る比が０．３を越えると、火炎が保炎板に張り付いた状
態で燃焼し易くなってＮＯ_xの生成量が多くなり、特に
Ａ重油では、バーナで用いられる一般的な空気比の範囲
において、例えば８０ppmのＮＯ_x排出値を下回ることが
できない可能性がある。

【００１５】請求項２のバーナは、請求項１のバーナに
おいて、前記保炎板に前記内筒部材の略軸線方向に沿っ
て貫通した複数の副空気噴流口を設ることを特徴とす
る。従来、保炎板の副空気噴流口には、燃焼空気に旋回
流を生じさせるために、切り起こし部分が設けられてい
たが、本発明のように、主空気噴流口を空気ノズルに設
けた場合では、燃焼空気に旋回流が生じると、副空気噴
流口からの燃焼空気を絞った場合でも、燃料と燃焼空気
とが構造上良好に混合され過ぎてしまい、着火し易くな
って保炎板に張り付いた状態で燃焼する可能性が生じ
る。このため、早くから火炎温度が高くなって燃料が十
分に蒸発しないうちに燃焼してしまい、ＮＯ_xの生成量
が多くなる。これに対して本発明では、副空気噴流口を
貫通形状に形成し、切り起こし部分を設けないから、燃
焼空気の旋回が生じず、燃料との混合が遅れる。従っ
て、燃料の蒸発を十分に進ませてから燃焼させることが
可能となり、保炎板への火炎の張り付きが抑制されてＮ
Ｏ_xの生成量がより確実に減少する。

【００１６】請求項３のバーナは、請求項１または請求
項２に記載のバーナにおいて、前記外筒部材の主空気噴
流口が設けられた空気ノズルの外周側に、これらの空気
ノズルを当該外筒材の周方向に沿って覆う環状部材を設
けることを特徴とする。このような構成では、外側から
入り込む排ガスの流路が環状部材回りに形成され、排ガ
スがよりスムーズに循環し、排ガス再循環の効果が一層
向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づいて説明する。なお、各実施形態において、既説
した同一部材には同一符号を付すことにし、それらの重
複する説明を避けるために、その説明を省略または簡略
化する。

【００１８】〔第１実施形態〕図１は、本発明の第１実
施形態に係るバーナ１を示す断面図、図２は、図１のII
−II線矢視図である。図１，２において、バーナ１は、
油ノズル９１の先端側を収容した内筒部材１１と、この
外周側の外筒部材１２とを備えている。内筒部材１１の
開口部１１Ａ内に配置される保炎板９４の形状等は、従
来と同じである（図１１）。

【００１９】このうち、外筒部材１２の端面１２Ａに
は、内筒部材１１との接続部分の外周側に複数（本実施
形態では８本で、図１には２本のみを図示）の円筒状の
空気ノズル１３が等間隔で設けられている。空気ノズル
１３は、外筒部材１２の図示しない軸線に平行に燃焼室
側に延出しており、その中空部分で外筒部材１２内と燃
焼室内とを連通させている。従って、外筒部材１２で
は、空気ノズル１３の先端部分が主空気噴流口１４とさ
れ、保炎板９４の下流側（燃料の供給方向における下流
側）に主空気噴流口１４が位置している。

【００２０】このような外筒部材１２を用いたバーナ１
は、主空気噴流口１４が空気ノズル１３の数に応じて周
方向の８箇所に設けられているため、分割火炎燃焼方式
の構造を有する。また、主空気噴流口１４の下流近傍で
燃焼が生じるが、燃焼時の排ガスは、各図に２点鎖線で
示すように、隣接する空気ノズル１３の間を通り、燃焼
によって最も負圧になる中央側へと入り込んで戻る（排
ガス再循環）。このため、バーナ１は、排ガス再循環燃
焼方式（自己排ガス再循環法）の構造も有する。

【００２１】ここで、空気ノズル１３の延出長さＬ
₁は、外筒部材１２の径寸法Ｄ₁によっても異なるが、径
寸法Ｄ₁が例えば２２cm程度の場合、３〜８cm程度であ
る。極端に短いと、排ガス再循環の効果が薄れ、長すぎ
ると、燃焼しない可能性がある。

【００２２】空気ノズル１３の本数は、本実施形態では
８本とされているが、外筒部材１２が前述した径寸法Ｄ
₁を有する場合、好ましくは３〜１０本、より好ましく
は６〜８本である。１本では、火炎分割が生じないこと
は勿論である。２本では、排ガスが十分に戻らず、十分
な排ガス再循環の効果が得られない。あまりにも多すぎ
ると、空気ノズル１３間の隙間が狭くなり、排ガスが入
り難くなってやはり十分な排ガス再循環とはならない。

【００２３】また、内筒部材１１の周面において、ウイ
ンドボックスＡ寄りに穿設された複数の小穴１５の総開
口面積をＳ₁、外筒部材１２の主空気噴流口１４の総開
口面積をＳ₂とした時、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）は、０．３以
下、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１以下
に設定されている。すなわち、総開口面積Ｓ₁，Ｓ₂によ
る比を０．３以下に設定することで、保炎板９４の副空
気噴流口９６（図１１）から噴流する燃焼空気の量を抑
え、これによってバーナ１では、外筒部材１２の中央側
の空気比を外周側の空気比よりも小さくし、いわゆる２
段燃焼の効果が得られるようになっている。この場合、
本実施形態での主空気噴流口１４での燃焼空気の流速が
２０〜４０m/secであるのに対し、副空気噴流口９６か
らの燃焼空気の流速は１０〜２０m/sec以下となる。総
開口面積Ｓ₁，Ｓ₂による比を０．３を越えて設定する
と、２段燃焼の効果が得られず、火炎が保炎板に張り付
いた状態で燃焼し易くなり、ＮＯ_xの生成量が多くな
る。

【００２４】このような本実施形態によれば、以下のよ
うな効果がある。（１）バーナ１の外筒部材１２には、８個の主空気噴流
口１４が周方向に等間隔で設けられているので、火炎分
割を確実に行える。主空気噴流口１４は、保炎板９４よ
りも下流側に延出した空気ノズル１３に設けられている
ので、主空気噴流口１４からの燃焼空気を燃焼させた
後、排ガスの一部を隣接する空気ノズル１３間の隙間を
利用して効率よく循環させることができる。主空気噴流
口１４および小穴１５の総開口面積Ｓ₁，Ｓ₂による比が
０．３以下に設定され、保炎板９４から噴流する空気量
が確実に抑えられているため、外筒部材１２の中央側の
空気比を外側の空気比よりも小さくして２段燃焼効果を
得ることができる。従って、これらのことにより、一つ
のバーナ１で分割火炎燃焼、排ガス再循環燃焼、２段燃
焼の各効果を得ることができ、ＮＯ_xを確実に減少させ
ることができる。

【００２５】（２）空気ノズル１３は円筒状の簡易な構
造であるため、複雑な構造を不要にでき、製作コストも
安価にできる。

【００２６】〔第２実施形態〕図３には、本発明の第２
実施形態として、保炎板の変形例が示されている。図３
に示す保炎板２０の副空気噴流口２１は、中央の燃料噴
出口２２周囲に複数穿設された貫通孔である。その貫通
方向を示す軸線Ｂ₁は、図示しない外筒部材の軸線Ｂ₂と
平行であり、噴流した燃焼空気に旋回流が生じないよう
になっている。

【００２７】このような保炎板２０をバーナに用いた場
合、以下の効果がある。（３）保炎板２０の副空気噴流口２１には、図１１に示
す従来および第１実施形態の保炎板９４とは異なって切
り起こし部分が存在しないから、燃焼空気の旋回が生じ
ず、燃料との混合を遅らすことができる。従って、燃料
の蒸発を十分に進ませてから燃焼させることができ、保
炎板２０への火炎の張り付きを抑制してＮＯ_xの生成量
をより確実に低減できる。

【００２８】〔第３実施形態〕図４には、本発明の第３
実施形態に係るバーナ３が示されている。バーナ３で
は、第２実施形態の保炎板２０が用いられている点、お
よび燃焼コーン３０が用いられている点で、前述の第１
実施形態とは異なる。

【００２９】燃焼コーン３０は、外筒部材１２と略同じ
径寸法の環状部材であり、図示しない支持部材を介して
外筒部材１２の端面１２Ａ等に固定されている。また、
本実施形態では、燃焼コーン３０の燃焼室側の開口部３
１は、外筒部材１２の主空気噴流口１４よりも下流側に
位置している。外筒部材１２側の開口部３２は、当該外
筒部材１２の端面１２Ａから所定間隔離間しており、排
ガスの再循環を妨げないようになっている。ただし、燃
焼コーン３０の径寸法や軸線方向の寸法（開口部３１，
３２の設定位置）は、火炎の形成状況等を勘案して任意
に設定してよく、図４に示すものに限定されない。

【００３０】このようなバーナ３では、前述した（１）
〜（３）の効果に加え、以下の効果がある。（４）バーナ３に設けられた燃焼コーン３０により、外
筒部材１２の端面１２Ａと燃焼コーン３０との間や、外
筒部材１２における空気ノズル１３の外周側とこれに対
向する燃焼コーン３０の内周面との間を、外側から入り
込む排ガスの流路にでき、排ガスをよりスムーズに循環
させて排ガス再循環の効果を一層向上させることができ
る。

【００３１】なお、本発明は、前記各実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成
等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれ
る。例えば、外筒部材１２の空気ノズル１３は円筒状で
あったが、これに限らず、中空の三角柱状、四角柱状、
あるいは、断面楕円形などの柱状であってもよく、その
形状は任意である。また、内筒部材１１や外筒部材１２
の形状も任意であり、前記実施形態に限定されるもので
はない。

【００３２】第１実施形態のように、従来の保炎板９４
を用いたバーナ１に第３実施形態で示した燃焼コーン３
０を用いてもよい。

【００３３】前述した内筒部材１１には小穴１５が穿設
されていたが、小穴１５の穿設位置等は任意であり、そ
の実施にあたって適宜に決められてよい。さらに、その
ような小穴１５を設けず、内筒部材１１内に燃焼空気が
流入しないように構成した場合でも、本発明に含まれ
る。

【００３４】

【実施例】〔第１〜第３実施例〕第１実施例として、前
記第１実施形態に基づいたバーナ１を製作した。第２実
施例として、前記第１実施形態の保炎板９４を第２実施
形態の保炎板２０に換えたバーナ２を製作した。第３実
施例として、前記第３実施形態に基づいたバーナ３を製
作した。〔比較例〕比較例として、図１０，１１の従来例に基づ
いたバーナ９０を製作した。

【００３５】以上のバーナ１〜３，９０のそれぞれにお
いて、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）を０．２に統一して設定する
とともに、空気比を数段階に変えた時の燃焼試験を行
い、ＮＯ_x排出値を測定し、比較した。また、ＮＯ_x排出
値の他、ＣＯ排出値の測定、および煙濃度の判定も併せ
て行った。図５〜７に試験結果をグラフで示す。なお、
使用燃料は灯油である。表１に使用灯油の性状を記し
た。ＮＯｘ排出値およびＣＯ排出値の測定には、通常一
般に用いられているＮＯ_xメータおよびＣＯメータを使
用した。煙濃度の判定には、白色ろ紙に排ガスを通した
ときの着色度を見るバッカラッカ指数を用いた。燃焼量
および燃焼室熱負荷率の条件は各図に示す通りである。

【００３６】図５には、バーナ１および従来のバーナ９
０の測定結果が示されている。バーナ１，９０の大きな
相違点は、前述したように、バーナ１の主空気噴流口１
４が空気ノズル１３に設けられ、保炎板９４の下流側に
位置している点である。保炎板９４自体の形状は同じで
ある。図５により、空気ノズル１３を有したバーナ１の
方がＮＯ_x排出値が低く、かつ低空気比（低Ｏ₂）でもＣ
Ｏ排出値および煙濃度は低いことがわかる。これは、単
なる分割火炎燃焼方式のバーナ９０と比較し、バーナ１
ではさらに、排ガス再循環の効果および２段燃焼の効果
が得られるからである。特に排ガス再循環の効果が大き
いと考えられる。従って、請求項１の発明に相当するバ
ーナ１で、ＮＯ_x排出が確実に低減することを確認でき
たことにより、本発明の優位性が認められた。加えて、
請求項１の発明では、低い空気比（低Ｏ₂）で低ＣＯ排
出値を実現できることも認められた。

【００３７】図６には、バーナ１およびバーナ２の測定
結果が示されている。バーナ１，２の大きな相違点は、
バーナ２で図３に示す保炎板２０を用いている点であ
る。図６により、保炎板２０を用いたバーナ２の方がＮ
Ｏ_x排出値が低く、より低空気比（低Ｏ₂）でもＣＯ排出
値および煙濃度は低いことがわかる。保炎板９４は、副
空気噴流口９６からの燃焼空気に旋回流を生じさせる構
造であるため、燃焼空気と燃料との混合が促進され、そ
の結果、保炎板９４の近傍で着火するからである。一
方、保炎板２０は、燃焼空気に旋回量を生じさせない構
造であるため、燃焼空気と燃料との混合が進まずに燃料
への着火が遅れ、燃料の気化が十分に進むからである。
従って、請求項２の発明に相当するバーナ２で、ＮＯ_x
排出がより低減することを確認できたことにより、本発
明の優位性も認められた。加えて、請求項２の発明で
は、さらに低い空気比（低Ｏ₂）で低ＣＯ排出値を実現
できることも認められた。

【００３８】図７には、バーナ２およびバーナ３の測定
結果が示されている。バーナ２，３の大きな相違点は、
バーナ３で図４に示す燃焼コーン３０を用いている点で
ある。図７により、燃焼コーン３０を用いたバーナ３の
方がＮＯ_x排出値が低く、また、より低空気比（低Ｏ₂）
でもＣＯ排出値および煙濃度は低いことがわかる。これ
は、燃焼コーン３０を用いることにより、排ガスの流路
が確保され、排ガス再循環の効果がさらに高められるか
らである。従って、請求項３の発明に相当するバーナ３
で、ＮＯ_x排出がさらに低減することを確認できたこと
により、本発明の優位性も認められた。加えて、請求項
３の発明では、一層低い空気比（低Ｏ₂）で低ＣＯ排出
値を実現できることも認められた。

【００３９】

【表１】

【００４０】続いて、最もＮＯ_xの生成量が低いバーナ
３を用い、主空気噴流口１４および小穴１５の総開口面
積Ｓ₁，Ｓ₂の比を変えた時の燃焼試験を灯油およびＡ重
油（表１）のそれぞれについて行った。図８，９に試験
結果をグラフで示す。なお、図８，９において、煙濃度
を示していないが、いずれの場合も煙濃度は「０」であ
った。また、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）＝０とは、小穴１５が
設けられていない場合である。

【００４１】図８により、燃料が灯油の場合、Ｓ₁／
（Ｓ₁＋Ｓ₂）≦０．４５のバーナ３は、１，４以下の空
気比において、ＮＯ_x排出値が全て８０ppmを下回り、良
好な低ＮＯ_x性を実現できる。特に、本発明の特徴であ
るＳ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）≦０．３では、比較的高空気比で
ある１．３のレベルからＮＯ_x排出値５０ppmを実現で
き、次世代のより厳しい規制値にも確実に適応できると
認められる。同時に、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）≦０．３で
は、ＣＯ排出値も格段に小さくなり、燃焼性に優れてい
るといえる。

【００４２】図９により、燃料がＡ重油の場合、ＮＯ_x
排出値が灯油に比して全体的に高めであるが、本発明の
特徴であるＳ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）≦０．３においては、Ｎ
Ｏ_x排出値が全て８０ppmを下回り、良好な低ＮＯ_x性を
十分に実現できる。また、空気比を１．１程度まで低く
しても、燃焼性に何ら問題が生じないこのバーナ３で
は、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）≦０．０５であれば、ＮＯ_x排出
値５０ppmをクリアでき、さらに、小穴１５を設けなけ
れば、ほとんどの空気比でＮＯ_x排出値５０ppmをクリア
でき、次世代の厳しい規制値にも対応できると考えられ
る。このため、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）を０／３以下、好ま
しくは０．２以下、より好ましくは０．１以下に設定す
ることは、燃料としてＡ重油を用いた場合でも、一層厳
しい規制値をクリア可能にするといえ、有効である。燃
焼性は、灯油の場合と略同様であり、やはり良好といえ
る。

【００４３】以上の図８，９から、本発明のバーナ３
は、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）が０．３以下であれば、灯油と
Ａ重油との違いに関係なく、良好な低ＮＯ_x性を実現で
きると認められ、より低いＳ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）の値や空
気比によっては、一層厳しい規制値にも確実に対応可能
といえる。また、燃焼性も良好である。

【００４４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
安価な構造で、かつＮＯ_xを確実に低減できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す全体図である。

【図４】本発明の第３実施形態を示す断面図である。

【図５】本発明の第１実施例および比較例の試験結果を
示すグラフである。

【図６】本発明の第１、第２実施例の試験結果を示すグ
ラフである。

【図７】本発明の第２、第３実施例の試験結果を示すグ
ラフである。

【図８】本発明の第３実施例の他の試験結果を示すグラ
フである。

【図９】本発明の第３実施例のさらに他の試験結果を示
すグラフである。

【図１０】本発明の従来技術を示す断面図である。

【図１１】前記従来技術の構成部材を示す全体図であ
る。

【符号の説明】

１バーナ２バーナ３バーナ１１内筒部材１１Ａ開口部１２外筒部材１３空気ノズル１４主空気噴流口１５小穴２０，９４保炎板２１，９６副空気噴流口３０環状部材である燃焼コーン９１油ノズルＢ₁，Ｂ₂ 軸線Ｓ₁，Ｓ₂ 総開口面積

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−68505（ＪＰ，Ａ) 特開平７−139708（ＪＰ，Ａ) 特開平11−63423（ＪＰ，Ａ) 特開平９−53810（ＪＰ，Ａ) 特開平11−257608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料供給下流側に開口部を有して油ノズ
ルの先端側が収容される内筒部材と、この内筒部材の外
周側に配置された外筒部材とを備え、この外筒部材の前記下流側の端面には、さらに下流側に
延出した空気ノズルが前記端面の周方向に間隔を空けて
複数設けられているとともに、この空気ノズルの下流端側に設けられた主空気噴流口
は、前記内筒部材の開口部内に設けられた保炎板よりも
下流側に位置し、前記空気ノズルは、燃焼で生じた排ガスが当該空気ノズ
ルの外側から隣接する空気ノズルの間を通って中央側へ
と入り込んで戻る長さに設定され、前記内筒部材の内部は、供給される燃焼空気から遮断さ
れるか、または、小穴を介して前記燃焼空気の一部が流
入可能に設けられ、小穴が設けられた場合において、小穴の総開口面積をＳ
₁、前記外筒部材の主空気噴流口の総開口面積をＳ₂とし
た時、Ｓ₁／（Ｓ₁＋Ｓ₂）は、０．３以下であり、前記
油ノズルから噴出する燃料は、前記保炎板を通して供給
される燃焼空気と、前記中央側へと入り込んで戻る前記
排ガスと混合しながら主空気噴流口からの燃焼空気に混
ざり合うことで、当該主空気噴流口の下流側近傍で燃焼
を生じさせるか、または、内筒部材の内部が燃焼空気から遮断された場合
において、前記油ノズルから噴出する燃料は、前記中央
側へと入り込んで戻る排ガスと混合しながら主空気噴流
口からの燃焼空気に混ざり合うことで、当該空気噴流口
の下流側近傍で燃焼を生じさせることを特徴とするバー
ナ。
【請求項２】請求項１に記載のバーナにおいて、前記
保炎板には、前記内筒部材の略軸線方向に沿って貫通し
た複数の副空気噴流口が設けられていることを特徴とす
るバーナ。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のバーナ
において、前記外筒部材の主空気噴流口が設けられた空
気ノズルの外周側には、これらの空気ノズルを当該外筒
材の周方向に沿って覆う環状部材が設けられていること
を特徴とするバーナ。