JP3787130B2 - ガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナ - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナに係り、より詳しくは、ガス給湯器で使用するブンゼンバーナの側面バーナ組立体間に空燃比を高めて燃焼性を向上させるガス流入孔と空気流入孔と上部ガス排出口とから構成された中間バーナ組立体を使用して、全体的な炎の長さを縮めると同時に炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を低減させることを特徴とするガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナに関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
一般家庭で暖房及び温水供給のために主として使用するボイラーは、使用燃料によってオイルボイラーとガスボイラーとに分けられる。ガスボイラーでは液化石油ガス(ＬＰＧ)を原料として使用する場合もあるが、ＬＰＧに比べて硫黄分を殆んど含有していないことから大気汚染を最小化できる液化天然ガス(ＬＮＧ)を殆んど使用している。
【０００３】
そして、ガス給湯器は暖房用ではなく洗面あるいはシャワーなどをする時、直水を暖めて温水専用として使用するようにする暖房機器であって、瞬間式ガス給湯器システムと貯蔵式ガス給湯器システムの二種類の方式がある。前記瞬間式ガス給湯器システムは瞬間式熱交換器を用いて、直水が流れる際瞬間的に加熱して温水を出湯させる構成を有し、前記貯蔵式ガス給湯器システムは、貯水タンク内に直水を保管しつつ一定温度で貯水タンクを加熱して温水を使用者に供給して使用するようにする構成を有する。
【０００４】
また、前記ガス給湯器では、瞬間的に急速に温度を発生させるために空気を急速に供給して炎の温度を高めるブンゼンガスバーナ(Bunsen Gas Burner)を主として使用しており、このブンゼンガスバーナは瞬間的な温度を上昇し易くするため、ガスが過剰供給される主バーナ部と空気が過剰供給される副バーナ部を構成して、炎の強度と炎の長さを調節する。
【０００５】
前記ブンゼンガスバーナにおいて主バーナには空気過剰を１.２より大きく設定し、副バーナでは空気過剰率を０．８より小さく設定すると、全体を一定空燃比で燃焼させる場合１２０ｐｐｍ程度の窒素酸化物(ＮＯ_X)が排出されることに比して、その窒素酸化物の排出量を４０〜６０ｐｐｍに低減させうることが知られている。
【０００６】
図１は従来のブンゼンガスバーナ（ガス燃焼バーナ）の斜視図である。図示の通り従来のブンゼンガスバーナの構成は、ブンゼンバーナ１０をフレーム体(図示せず)に固定させ所定の間隔で配列されてなされたガス給湯器の燃焼部からなる。
【０００７】
前記ブンゼンバーナ１０は上端に併設されたスリット群からなる細長い主火口１１を備え、軸部に混合気体の吸入口１２が配置された扁平な主バーナ１と、前記主火口１１の両側に扁平でありながら主火口１１の全幅に亘って副火口１３が形成されると同時に、側部に混合気体の共通吸入口１４が配置された副バーナ２を備えている。そして、前記主火口１１と副火口１３には副バーナ２の外周面を架橋的に延して形成された窓３を付加的に備えた蓋部４が配設されている。
【０００８】
一方、前記窓３は前記主火口１１を構成する四つのスリットの部分集合群の上側を開放する多数の球形窓１７と、前記副火口１３のそれぞれ多数の炎口で区画すると共に、前記副火口１３を部分的に塞ぐスリット状の炎口列１８からなる。そして、前記主バーナ１は主火口１１になる金属板の中心位置に並列されたスリット群に押型すると共に、中心線を含む直交面を対称にその外側を対称的に膨張して突出させた膨張部１５を形成させる。また、前記膨張部１５によって一側端に燃料ガスと１次空気の吸入口１２が設けられ、内部には吸入口１２から主火口１１に連結されるガス移動流路１６が形成される。
【０００９】
このような従来のブンゼンバーナはガス供給管５のノズル６から噴射されたガスが噴射圧力により１次空気と共にバーナのガス移動流路を通して主バーナ１及び副バーナ２の上端部で燃焼されるもので、前記ブンゼンバーナ１０が多数個が一列に連結されバーナ組立体を構成する。このため、全体的に炎の長さが延び炎温度が高くて同一面積に対する負荷が高い問題点を抱えている。
また、前記主バーナ１の主火口１１と副バーナ２の副火口１３を通してガスの燃焼がなされるので、空気の供給率を十分に調節できないことから、一酸化炭素(ＣＯ)と窒素酸化物(ＮＯ_X)の排出量が増加して環境汚染に悪影響を及ぼす問題点が発生した。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、ブンゼンバーナの側面バーナ組立体間に、空気比を高めて燃焼性を向上するガス流入孔と空気流入孔と上部ガス排出口から構成された中間バーナ組立体を使用して、全体的な炎の長さを縮めると同時に、炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を低減させることにある。
【００１１】
【発明の概要】
以上の本発明の目的は、ガスを分配する噴射ノズル２１に供給するガス移動管２２と；該ガス移動管２２の噴射ノズル２１が嵌め込まれる嵌合孔２３が形成された仕切板２４と；前記噴射ノズル２１が挿入され前記仕切板２４によって遮断される吸入口２５及び該吸入口２５を通して移動するガスを案内するガス移動路２６が形成されるように金属板材を互いに重畳させて接合面部２７及び拡張屈曲面部２８を形成する側面バーナ組立体２０と；を備えるガス燃焼バーナであって、前記側面バーナ組立体２０に、そのガス移動路２６の上部に連続するように両側面部に一列に一定間隔で多数形成された側面ガス排出孔３６と；前記側面バーナ組立体２０に、前記側面ガス排出孔３６間の上側面部で水平に切開され、一定間隔で多数形成された上部ガス排出孔３７と；並べて配置した前記側面バーナ組立体２０の前記側面ガス排出孔３６からガスが側面に供給されるよう両側面に一定間隔で多数のガス流入孔３２が形成され、前記両側面のガス流入孔３２の間には下部から流入される空気を案内する空気流入孔３３が形成され、上部には一定間隔で多数の上部ガス排出口３４が形成され、下部から流入される空気と側面から供給されるガスを混合させ上部に炎を伝播させるよう下部が開放された断面コ字状を呈する中間バーナ組立体３１と；前記中間バーナ組立体３１の下部に位置していて、上部が開放され、両側面には前記中間バーナ組立体３１の多数のガス流入孔３２を通過したガスを案内する多数のガス流入ホール４２が形成され、下部には空気を吸い込むための多数の空気流入ホール４３が形成された中間バーナ下部組立体４１と；から構成されるガス燃焼バーナを提供することにより達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例について詳述する。ここで、従来の技術と同一または類似した構成要素については同一または類似した名称を付し、その詳細な説明は省く。
【００１３】
図２ないし図４は本発明に係るブンゼンガスバーナの一実施形態を示している。図２、図３は中間バーナ組立体３１から中間バーナ下部組立体４１を外した状態を描き、図４は装着した状態を描いている。
【００１４】
本発明の特徴は側面バーナ組立体の間にガス燃料と吸込空気の混合空間を有する中間バーナ組立体が形成され、全体的な炎の長さを縮めると同時に炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を最小限低減させる構成にある。すなわち、本発明に係るガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナの構成を詳しく説明すれば、ブンゼンバーナ（ガス燃焼バーナ）１０は多数の側面バーナ組立体２０と、隣り合う側面バーナ組立体２０の間に形成される多数の中間バーナ組立体３１から構成される。
【００１５】
側面バーナ組立体２０はガスが移動して噴射ノズル２１に供給されるようにするガス移動管２２が形成され、前記ガス移動管２２の噴射ノズル２１が嵌めこまれるよう嵌合孔２３が仕切板２４に形成されている。仕切板２４は側面バーナ組立体２０と接触され吸入口２５を遮断する。
【００１６】
また側面バーナ組立体２０は吸入口２５を介して移動するガスを案内するようガス移動路２６が形成され金属板材を互いに重畳させ接合面部２７及び拡張屈曲面部２８を形成する。さらに側面バーナ組立体２０の両側面部には、ガス移動路２６に上部に連続されるように一列に一定間隔で多数の側面ガス排出孔３６が形成されており、側面ガス排出孔３６の間には上側面部で水平に切開され一定間隔で多数形成される上部ガス排出孔３７が備えられる。
【００１７】
一方、側面バーナ組立体２０間に形成される中間バーナ組立体３１は、両側面に一定間隔で多数のガス流入孔３２を有し、下部に空気流入孔（開口）３３を有し、上部に一定間隔で多数の上部ガス排出口３４を有している。すなわち、中間バーナ組立体３１は、下端部が開放された断面コ字状をなしていて、その開放部が空気流入孔３３を構成する。両側面の各ガス流入孔３２は、下端部が開放された四角形をなしていて、この流入孔３２に、側面バーナ組立体２０の側面ガス排出孔３６から排出されるガスが供給され、そのガスが上部ガス排出口３４から排出される。
【００１８】
以上の側面バーナ組立体２０と前記中間バーナ組立体３１は互いにスポット溶接（点溶接）により融着して結合するようにする。
【００１９】
中間バーナ組立体３１の下部には、図４に示すように、中間バーナ下部組立体４１が結合されている。中間バーナ下部組立体４１は上部が開放され、両側面には前記多数のガス流入孔３２を通過したガスを案内する多数のガス流入ホール４２が形成され、下部には空気の吸い込みのための多数の空気流入ホール４３が形成されている。
【００２０】
以下、添付した図面に基づき本発明の作用及び効果を説明する。ガス移動管２２に流入されたガスは、噴射ノズル２１を介して仕切板２４の嵌合孔２３を通過した後ブンゼンバーナ１０の側面バーナ組立体２０に形成された吸入口２５に流入する。吸入口２５に移動したガスはガス移動路２６を経て、空気と適切に混合されながら徹底的に分散されて側面ガス排出孔３６及び上部ガス排出孔３７に流入され、前記上部ガス排出孔３７に流入されたガスは外部に炎を排出する。このとき、側面バーナ組立体２０の側面ガス排出孔３６または上部ガス排出孔３７を介して供給されるガスは空気比が低くなるように(燃料リッチ混合気体)して供給されるので、炎の強度が強いが窒素酸化物の発生の恐れが大きい。
【００２１】
一方、側面バーナ組立体２０の側面ガス排出孔３６を通過したガスは中間バーナ組立体３１のガス流入孔３２を通過し、中間バーナ組立体３１の下部に形成された空気流入孔３３を通って入ってきた空気と混合することになる。
【００２２】
従って、前記中間バーナ組立体３１の上部ガス排出口３４に流入されるガスは空気比が大きくなるようにして(空気リッチ混合気体)供給されるので、全体的な炎の長さを縮め炎温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素と窒素酸化物の発生を低減させる。すなわち、中間バーナ組立体３１のガス流入孔３２を通過したガスは、中間バーナ組立体３１の空気流入孔３３を通して流入される空気と混合して十分に空気を供給されることにより空気比を高めて炎を発生することができる。
【００２３】
図４は、本発明によるガス燃焼バーナの別の実施形態を示している。この実施形態は、中間バーナ組立体３１の下部に、中間バーナ下部組立体４１を結合したものである。中間バーナ下部組立体４１は上部が開放され、両側面には前記多数のガス流入孔３２を通過したガスを案内するよう多数のガス流入ホール４２が形成され、下部には空気の吸い込みのための多数の空気流入ホール４３が形成されている。
【００２４】
また、側面バーナ組立体２０の側面ガス排出孔３６を通過したガスは、中間バーナ組立体３１のガス流入孔３２を通過した後、中間バーナ下部組立体４１のガス流入ホール４２を通過し、前記中間バーナ下部組立体４１の下部に形成された空気流入ホール４３を通して入ってきた空気と混合することになる。このため、中間バーナ組立体３１の空気流入孔３３を通して流入される空気と一層十分に混合されるため、さらに空気比を高めて炎を発生することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係るガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナを使用すれば、ブンゼンバーナの側面バーナ組立体間に空燃比を高めて燃焼性を向上させるガス流入孔と空気流入孔と上部ガス排出口とから構成された中間バーナ組立体を使用して、全体的な炎の長さを短縮すると同時に炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を最小限に低減できる極めて有用で効果的な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のブンゼンガスバーナ（ガス燃焼バーナ）の斜視図である。
【図２】本発明に係るブンゼンガスバーナの一実施形態の構成を示す、中間バーナ組立体から中間バーナ下部組立体を外した状態を描いた斜視図である。
【図３】本発明に係るブンゼンガスバーナの使用状態を示す、中間バーナ組立体から中間バーナ下部組立体を外した状態を描いた断面図である。
【図４】本発明に係るブンゼンガスバーナの他の実施形態を示す、中間バーナ組立体に中間バーナ下部組立体を装着した状態を描いた断面図である。

Claims (1)

1. ガスを噴射ノズル２１に供給するガス移動管２２と；該ガス移動管２２の噴射ノズル２１が嵌め込まれる嵌合孔２３が形成された仕切板２４と；前記噴射ノズル２１が挿入され前記仕切板２４によって遮断される吸入口２５及び該吸入口２５を通して移動するガスを案内するガス移動路２６が形成されるように金属板材を互いに重畳させて接合面部２７及び拡張屈曲面部２８を形成する側面バーナ組立体２０と；を備えるガス燃焼バーナであって、
   前記側面バーナ組立体２０に、そのガス移動路２６の上部に連続するように両側面部に一列に一定間隔で多数形成された側面ガス排出孔３６と；
   前記側面バーナ組立体２０に、前記側面ガス排出孔３６間の上側面部で水平に切開され、一定間隔で多数形成された上部ガス排出孔３７と；
   並べて配置した前記側面バーナ組立体２０の前記側面ガス排出孔３６からガスが側面に供給されるよう両側面に一定間隔で多数のガス流入孔３２が形成され、前記両側面のガス流入孔３２の間には下部から流入される空気を案内する空気流入孔３３が形成され、上部には一定間隔で多数の上部ガス排出口３４が形成され、下部から流入される空気と側面から供給されるガスを混合させ上部に炎を伝播させるよう下部が開放された断面コ字状を呈する中間バーナ組立体３１と；
   前記中間バーナ組立体３１の下部に位置していて、上部が開放され、両側面には前記中間バーナ組立体３１の多数のガス流入孔３２を通過したガスを案内する多数のガス流入ホール４２が形成され、下部には空気を吸い込むための多数の空気流入ホール４３が形成された中間バーナ下部組立体４１と；
   から構成されることを特徴とするガス燃料と吸込空気の混合空間を有するガス燃焼バーナ。

Images