JP3667834B2

JP3667834B2 - 低ＮＯｘガス燃焼装置

Info

Publication number: JP3667834B2
Application number: JP26710295A
Authority: JP
Inventors: 丈俊黄木; 昭藤生; 好章金子; 治雄堀井; 正信斉藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH09112839A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス給湯機、ガス温水暖房機等に使用されるガス燃焼装置に関し、特にＮＯｘの発生量を低減させた低ＮＯｘガス燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の低ＮＯｘガス燃焼装置においては、例えば、特開平６−３３１１１０号公報に開示されているように、頂部に主炎孔を有する主体の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保って一対の保炎板が立設された袖火タイプのバーナ体を備えている。そして、このように構成されたバーナ体を、バーナケース内に相互に通気間隔を存して複数並設し、バーナ体にやや希薄な混合ガスを供給するとともに、バーナ体に供給する混合ガスよりも更に希薄な希薄混合ガスをバーナ体間の通気間隔に供給して、この通気間隔の上方並びにバーナ体の上方で希薄混合ガス多段燃焼させることにより、ＮＯｘの発生量を低減させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来構造の低ＮＯｘガス燃焼装置では、希薄混合ガスの流出部となるバーナ体間の通気間隔の上部開放面、即ち、隣接するバーナ体の保炎板間の隙間の面積が大きいため、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量が突発的に減少したり、バーナ体間の通気間隔を流れガス量が突発的に増加したりすると、希薄混合ガス状態が崩れて引火しやすい混合ガスとなり、通気間隔の上方並びにバーナ体の上方に形成される火炎が、バーナ体間の通気間隔に引き込まれ、逆火を生じる問題があった。また、着火時において、着火遅れが生じた場合でも、同様に逆火を生じる問題があった。
【０００４】
そこで、発明者等はバーナ体の隣接する保炎板間に、多数の副炎孔を副炎孔形成面に有する副炎孔板を設けることにより、逆火の発生を抑制し得ることが解明できたが、副炎孔の高さ位置の設定が悪いと燃焼状態が不安定となって悪化し、ＣＯの発生量が増加する問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、逆火の発生を抑制しつつ、ＣＯの発生量の少ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる低ＮＯｘガス燃焼装置を提供できるようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明では、頂部の主炎孔形成面に多数の主炎孔を有する主体の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保って一対の保炎板が立設されたバーナ体を備え、このバーナ体を相互に通気間隔を存してバーナケース内に複数並設し、これらバーナ体間の通気間隔には、バーナ体に供給する混合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するようにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体の隣接する保炎板間には、左右の両側片及び長手方向に多数の副炎孔を穿った副炎孔形成面を有する断面略コ字状の副炎孔板を前記保炎板に外嵌合して架設せしめ、かつ、この副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だけ低く設定した構成である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明では、請求項１に記載の低ＮＯｘガス燃焼装置において、前記各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と等しいかそれよれも小さく設定した構成である。
【０００８】
請求項１の低ＮＯｘガス燃焼装置においては、バーナ体の隣接する保炎板間に、左右の両側片及び長手方向に多数の副炎孔を穿った副炎孔形成面を有する断面略コ字状の副炎孔板を前記保炎板に外嵌合して架設せしめたことにより、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量やガス量が突発的に増減して、希薄混合ガス状態が崩れた場合、或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合に、副炎孔板に穿った複数の副炎孔によって、希薄混合ガス噴出用の炎孔面積を狭ばめるなど、適宜調整可能となり、通気間隔内への逆火が抑制される。また、副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法（例えば、１〜３ｍｍ）だけ低く設定したことにより、副炎孔板の副炎孔から噴出する希薄混合ガスは、バーナ体の主炎孔形成面上に形成される主火炎及び保炎空間上に形成される袖火炎によって確実に保炎され、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少ない安定した良好な燃焼が行える。
【０００９】
請求項２の低ＮＯｘガス燃焼装置においては、各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と等しいかそれよりも小さく設定したことにより、バーナ体間の通気間隔内を流れる希薄混合ガスは、副炎孔板の副炎孔から鉛直方向に向かって噴出し、バーナ体の主炎孔形成面上に形成される主火炎や保炎空間上に形成される袖火炎を乱す心配がなく、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少ない一層安定した良好な燃焼が行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態例を図１ないし図４の図面に基づいて説明する。図１ないし図４において、１は送風機、２は送風機１から燃焼用空気が送り込まれる外郭ケース、３は外郭ケース２内に収容されたバーナケースであり、このバーナケース３内には、通気間隔としての二次空気通路４、４を設けて複数（例えば、６本）のバーナ体５、５を並設している。前記バーナケース３は、それの中央部に立設した仕切壁３Ａによって左右に２分割され、これら左右の部屋Ｘ、Ｙには前記バーナ体５、５がそれぞれ収容されている。
【００１１】
前記バーナ体５、５は、内部に混合室６が形成された主体５Ａの頂部の主炎孔形成面７に多数のスリット状の主炎孔８、８を設けている。そして主体５Ａの左右両側壁の上部には、側壁と保炎空間イ、イを保って左右一対の保炎板９、９が立設されている。
【００１２】
前記保炎空間イ、イには、前記混合室６に供給された混合ガスの一部が側壁に穿った袖火用孔１０、１０を通って入り込み、この入り込んだ混合ガスは保炎空間イ、イを上昇して流出し、保炎空間イ、イ上に袖火が形成されるようになっている。また、前記各保炎板９、９は、その上端が前記主炎孔形成面７よりも約２〜４ｍｍ低くなるようにその高さが設定されている。
【００１３】
前記各バーナ体５の混合室６には空気比が約１〜１．３のやや希薄な混合ガスが供給され、また、各バーナ体５、５間の二次空気通路４、４にはバーナ体５の混合室６に供給される混合ガスよりも更に希薄な希薄混合ガスがそれぞれ供給されるようになっている。そして、この二次空気通路４、４に供給される希薄混合ガスの空気比は通常で約１．５〜１．９である。
【００１４】
前記バーナ体５の隣接する保炎板９．９間には、断面略コ字状に形成された副炎孔板１１、１１がそれぞれ着脱可能に架設してある。この副炎孔板１１は、図１及び図４に示すように、希薄混合ガス噴出用のスリット状や円形状の適宜な形状の副炎孔１２、１２をその長手方向に多数個穿った副炎孔形成面１１Ａと、この副炎孔形成面１１Ａの両縁から下向きに折り曲げられた左右の側片１１Ｂ、１１Ｃとを有し、これら両側片１１Ｂ、１１Ｃを前記保炎板９．９に外嵌合することにより、保炎板９の上方から抜き差し自在に保炎板９に取り付けられるものである。
【００１５】
前記副炎孔板１１は、保炎板９に取り付けられた状態で、副炎孔１２、１２を穿った副炎孔形成面１１Ａが保炎板９の上端に当接し、副炎孔形成面１１Ａの高さ位置が規制される。そして、この副炎孔形成面１１Ａの高さ位置は前記バーナ体５の主炎孔形成面７よりも約１〜３ｍｍの所定寸法Ｓだけ低く設定されている。また、前記各副炎孔１２、１２は、それらの幅寸法Ｔとなる長辺の寸法を約３〜２．５ｍｍに設定して、前記バーナ体５の隣接する保炎板９、９間の距離Ｕ（約３ｍｍ）と等しいか、それよりも小さくしている。
【００１６】
また、前記副炎孔板１１の両側片１１Ｂ、１１Ｃには、それぞれ外向き突出させた２〜３個の突起１３、１３を設けている。そして、これら突起１３、１３は、両側片１１Ｂ、１１Ｃの長手方向に所定間隔を存して設けられ、かつ、両側片１１Ｂ、１１Ｃを保炎板９に外嵌合した際に、バーナ体５の側壁外面にその先端が当接する高さに設定されている。
【００１７】
次に図２中に示す燃料ガス供給装置１４について説明する。この燃料ガス供給装置１４は、燃料ガス供給経路に、元電磁弁１５及び比例弁１６を介装するとともに、比例弁１６の下流側で第１経路１７と第２経路１８の２経路に分岐し、これら第１及び第２経路１７、１８にはそれぞれ電磁弁１９、２０を介装している。
【００１８】
前記第１経路１７は、電磁弁１９の下流側で第３経路２１を分岐し、この第３経路２１を前記バーナケース３の左の部屋Ｘの二次空気通路４、４にガス燃料を供給する第１補助ノズル２２に連結するとともに、第３経路２１の分岐部の下流側は、バーナケース３の左の部屋Ｘの各バーナ体５、５にガス燃料を供給する複数の第１主ノズル２３、２３に連結している。
【００１９】
前記第２経路１８は、電磁弁２０の下流側で第４経路２４を分岐し、この第４経路２４を前記バーナケース３の右の部屋Ｙの二次空気通路４、４にガス燃料を供給する第２補助ノズル２５に連結するとともに、第４経路２４の分岐部の下流側は、バーナケース３の右の部屋Ｙの各バーナ体５、５にガス燃料を供給する複数の第２主ノズル２６、２６に連結している。
【００２０】
２７は放電点火プラグ等の点火器であり、この点火器２７は点火ロッド２７Ａを有し、この点火ロッド２７Ａの先端の点火部２８は、前記バーナケース３の左の部屋Ｘに有る複数のバーナ体５、５のうちの１つのバーナ体５の主炎孔形成面７に近接対向させて、この主炎孔形成面７との間に火花放電を生じさせるようになっている。
【００２１】
２９は炎の有無を検出する炎検出器であり、この炎検出器２９はフレームロッド２９Ａを有し、このフレームロッド２９Ａの先端の検出部３０を、前記バーナケース３の左の部屋Ｘの複数の副炎孔板１１のうちの１つの副炎孔板１１に近接対向させている。そして、この炎検出器２９の炎検出信号は、前記元電磁弁１５、比例弁１６及び電磁弁１９、２０の開閉を制御して燃焼を制御する制御部（図示せず）に入力され、炎検出信号の炎無しの信号が制御部に入力されると、この制御部が元電磁弁１５及び電磁弁１９、２０を閉じて燃焼を停止させる。
【００２２】
尚、図３中の３１は前記各副炎孔板１１、１１を上から押さえ付ける押さえ板であり、この押さえ板３１は前記バーナケース３の上面部にネジ等で締着している。
【００２３】
上述の構成において、前記各バーナ体５の混合室６に空気比が約１〜１．３のやや希薄な混合ガスが供給され、また、各バーナ体５、５間の二次空気通路４、４に空気比が約１．５〜１．９の希薄混合ガスが供給されると、各バーナ体５の混合室６に供給された混合ガスは、その一部が袖火用孔１０、１０を通って保炎空間イを上昇し、残りの大部分は主炎孔８、８に向かって流れて主炎孔８、８から噴出する。一方、二次空気通路４、４に供給された希薄混合ガスは、隣接する保炎板９、９間を上昇し、副炎孔板１１の副炎孔１２、１２から噴出する。
【００２４】
上述の状態で、点火ロッド２７Ａの先端の点火部２８とバーナ体５の主炎孔面７との間にスパークを生じさせると、主炎孔８、８から噴出する混合ガスが着火し、この着火炎が隣の副炎孔１２、１２から噴出する希薄混合ガスに火移りして、全体の燃焼が開始される。全体の燃焼開始により、各バーナ体５の主炎孔８上には高さの低い炎が形成され、各保炎空間イ上には袖火炎が形成され、各バーナ体５、５の上方と副炎孔板１１、１１の上方には、互いに連なって保炎性の高い安定した大きな炎が形成され、ＮＯｘ発生量の少ない希薄混合ガス多段燃焼を行う。
【００２５】
本実施形態例によれば、頂部の主炎孔形成面７に多数の主炎孔８、８を有する主体５Ａの左右両側壁に、これらの両側壁と間隔を保って一対の保炎板９、９が立設されたバーナ体５を備え、このバーナ体５を相互に二次空気通路４、４（通気間隔）を存してバーナケース３内に複数並設し、これらバーナ体５、５間の二次空気通路４、４には、バーナ体５の混合室６に供給する約１〜１．３のやや希薄な混合ガス混合ガスよりも更に希薄な空気比が約１．５〜１．９の希薄混合ガスを供給するようにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体５の隣接する保炎板６、６間には、左右の両側片１１Ｂ、１１Ｃ及び長手方向に多数の副炎孔１２、１２を穿った副炎孔形成面１１Ａを有する断面略コ字状の副炎孔板１１を前記保炎板９、９に外嵌合して着脱自在に架設せしめた構成としているので、バーナ体５、５間の二次空気通路４、４を流れる二次空気量やガス量が突発的に増減して希薄混合ガス状態が崩れ、空気比が約１に近い引火しやすい混合ガスが二次空気通路４、４に流れた場合、或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合に、副炎孔板１１の副炎孔形成面１１Ａに穿った多数個の副炎孔１２、１２によって、希薄混合ガス噴出用の炎孔面積を従来のものよりも小さくして噴出速度を高めることが可能となり、二次空気通路４、４内への逆火を抑制できる。
【００２６】
また、前記副炎孔板１１の副炎孔形成面１１Ａの高さ位置を、前記バーナ体５の主炎孔形成面７よりも約１〜３ｍｍの所定寸法Ｓだけ低く設定しているので、副炎孔板１１の副炎孔１２、１２から噴出する希薄混合ガスは、バーナ体５の主炎孔形成面７上に形成される主火炎及び保炎空間イ上に形成される袖火炎によって確実に保炎され、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少ない安定した良好な燃焼が行える。
【００２７】
また、前記各副炎孔１２、１２は、それらの幅寸法Ｔとなる長辺の寸法を約３〜２．５ｍｍに設定して、前記バーナ体５の隣接する保炎板９、９間の距離Ｕ（約３ｍｍ）と等しいか、それよりも小さくしているので、バーナ体５、５間の二次空気通路４、４を流れる希薄混合ガスは、副炎孔板１１の各副炎孔１２、１２から鉛直方向に向かって噴出し、バーナ体５の主炎孔形成面７上に形成される主火炎や保炎空間イ上に形成される袖火炎を乱す心配がなく、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少ない一層安定した良好な燃焼が行えるものである。
【００２８】
また、上述の実施形態例においては、副炎孔板１１はバーナ体５の隣接する保炎板９、９間に、着脱自在に架設されているので、バーナ体５の使用本数に合わせて専用の副炎孔板を作る必要がなく、バーナ体５の使用本数の異なる種々の装置に共用でき、部品の共通化を図ることができる。
【００２９】
さらにまた、副炎孔板１１は断面略コ字状に形成され、かつ、それの対向する両側片１１Ｂ、１１Ｃが前記保炎板９、９に外嵌めされているので、保炎板９によって副炎孔板１１の設置位置を確実に決めることができ、副炎孔１２を穿った副炎孔板１１の副炎孔形成面１１Ａの高さ位置のずれを防止できる。
【００３０】
また、前記副炎孔板１１の両側片１１Ｂ、１１Ｃには、それぞれ外向きの複数個の突起１３、１３が形成されているので、バーナ体５、５間の二次空気通路４を副炎孔板１１によって一定間隔に規制でき、各バーナ体５、５の位置決めが確実に行えるばかりでなく、二次空気通路４の幅寸法が長手方向において寸法誤差を生じないようにできる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の低ＮＯｘガス燃焼装置においては、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量やガス量が突発的に増減して、希薄混合ガス状態が崩れた場合、或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合に、副炎孔板に設けた複数の副炎孔によって、希薄混合ガス噴出用の炎孔面積の大きさを調整することが可能となり、そのため、通気間隔内への逆火を抑制できるのはもちろんのこと、副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だけ低く設定したことにより、副炎孔から噴出する希薄混合ガスの保炎性を高めて安定燃焼させることが可能となり、ＣＯの発生量の少ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる。また、副炎孔板は断面略コ字状に形成され、かつ、それの対向する両側片が保炎板に外嵌めされているので、保炎板によって副炎孔板の設置位置を確実に決めることができるため、副炎孔板における副炎孔形成面の高さ位置のずれを防止できる。
【００３２】
請求項２の低ＮＯｘガス燃焼装置においては、各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と等しいかそれよりも小さく設定したことにより、バーナ体間の通気間隔内を流れる希薄混合ガスは、副炎孔板の副炎孔から鉛直方向に向かって噴出するため、バーナ体の主炎孔形成面上に形成される主火炎や保炎空間上に形成される袖火炎を乱さないようにでき、燃焼状態が一層安定し、ＣＯの発生量の少ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す低ＮＯｘガス燃焼装置の要部縦断面図である。
【図２】同じく全体構成を説明する説明図である。
【図３】同じく要部の平面図である。
【図４】同じく要部の斜視図である。
【符号の説明】
３バーナケース
４二次空気通路（通気間隔）
５バーナ体
５Ａ主体
７主炎孔形成面
８主炎孔
９保炎板
１１副炎孔板
１１Ａ副炎孔形成面
１２副炎孔
イ保炎空間
Ｓ所定寸法
Ｔ副炎孔の幅寸法
Ｕ保炎板間の距離

Claims

頂部の主炎孔形成面に多数の主炎孔を有する主体の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保って一対の保炎板が立設されたバーナ体を備え、このバーナ体を相互に通気間隔を存してバーナケース内に複数並設し、これらバーナ体間の通気間隔には、バーナ体に供給する混合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するようにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体の隣接する保炎板間には、左右の両側片及び長手方向に多数の副炎孔を穿った副炎孔形成面を有する断面略コ字状の副炎孔板を前記保炎板に外嵌合して架設せしめ、かつ、この副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だけ低く設定したことを特徴とする低ＮＯｘガス燃焼装置。
前記各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と等しいかそれよれも小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の低ＮＯｘガス燃焼装置。