JPH03263507A

JPH03263507A - 低窒素酸化物バーナ

Info

Publication number: JPH03263507A
Application number: JP2063564A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okamoto; 英男岡本
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1991-11-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［従来の技術］近年、環境汚染を防ぐべく、大型ボイラ・−々どの大型
カス器具では、ＮＯｘの発生を抑える技術が用いられて
いる。この技術は、炎の温度の」二昇を抑えることによ
って、有害なＮＯｘが発生ずるのを抑えるものである。

具体的な技術とし７ては、ガスを段階的に燃焼させる多
段燃焼技術、排気ガスの一部を再び燃焼室へ戻す排気ガ
ス再循環技術、ニアリッチの混合気とガスリッチの混合
気とを燃焼させる濃淡燃ｊｆｌｔ、枝術、あるいは水蒸
気を混合気に混入させて燃焼する水蒸気混入技術などが
知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、従来の技術は、４１１造が複雑かつ大型であ
った。

本発明の目的は、ＮＯｘの発生を抑えることのできる小
型の低窒素酸化物バーナの提供にある。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本発明の低窒素酸化物バ
ーナは、次の技術的手段を採用する。

ガスバーナは、燃料であるガスと燃焼用の１次空気とが
混合されたガスリッチの混合気を吐出する第１炎口を備
えたバーナヘッドと、前記第１炎口より吐出された混合
気の燃焼が行われる燃焼部へ、前記第１炎口で形成され
る炎の未燃焼ガスを燃焼させるのに過剰な２次空気を供
給する送風機と、前記第１炎口より混合気の下流側に設
けられ、前記第１炎口で形成された炎の未燃焼ガスと前
記２次空気の混合気を吐出する第２炎口を備えた燃焼プ
レートとを具備する。

し作用］ガスバーナの第１炎口より噴出したガスリッチの混合気
は、まず、燃焼部で部分的に酸素不足燃焼する（第１段
燃焼）、こののち、燃焼部において燃焼が行われなかっ
た未燃焼ガスは、過剰な２次空気とともに、ガスバーナ
の第２炎口より吐出し、酸素過剰燃焼する（第２段燃焼
）。

［発明の効果］本発明は、燃焼が２段に別けて行なわれるため、炎の温
度を低く抑えることができる。

また、燃焼部では、酸素不足燃焼が行われる。

酸素不足の炎は、温度が低く抑えられる。逆に、第２炎
口では酸素過剰燃焼が行われる。酸素過剰の炎も、温度
が低く抑えられる。つまり、第１段目の燃焼では、炎の
温度が低い酸素不足燃焼が行われ、第２段目の燃焼では
、炎の温度の低い酸素過剰燃焼が行われる。この濃淡燃
焼によって、炎の温度が低く抑えられる。

さらに、ガスの燃焼によって発生した熱は、燃焼プレー
トを加熱し、燃焼プレートは輻射熱を発生する。つまり
、ガスバーナに形成された炎の熱は、輻射熱として周囲
に放出されるため、結果的に炎の温度が低下する。

つまり、本発明のガスバーナは、２段燃焼を行うと同時
に、濃淡燃焼、および輻射熱の放出によって、炎の温度
を低く抑えることができる。この結果、ガスバーナに形
成される炎は、ＮＯｘの発生を抑えることができる。

また、バーナヘッドの上部に燃焼プレートを設けた簡単
な構造のため、低ＮＯｘのガスバーナが大型化せず、か
つ低ＮＯｘのガスバーナを安価に提供できる。この結果
、低ＮＯｘの燃焼器具を、コンパクトでかつ安価に提供
できる。

［実施例］次に、本発明の低窒素酸化物バーナを、家庭用のガス給
湯器に適用した実施例に基づき説明する。

（実施例の構成）第１図および第２図は第１実施例を示すもので、第１図
はガスバーナの要部断面図、第２図はガス給湯器の概略
断面図を示す。

○ガス給湯器１は、ガスバーナ２で形成された炎の熱に
よって、熱交換器３を流れる水を加熱するものである。

本実施例のガス給湯器１に用いられるガスバーナ２は、
ブンゼン式で、１次空気および２次空気を、送風機４に
よって強制的に供給する。

また、本実施例のガスバーナ２は、袖火バーナを用いて
なる。この袖火バーナは、保炎性能に優れるばかりでな
く、炎の高さを低く抑え、ガス器具のコンパクト化を図
ることができる。

○ガスバーナ２は、偏平器体５を複数列設してなる。偏
平器体らは、内部に通路６を備える。この通路６には、
燃料であるガスと、燃焼用の１次空気とを流入するため
の流入ロアを備える。この流入ロアは、例えば偏平器体
５の下端に開成される。なお、流入ロアより供給される
１次空気は、理論空燃比に満たない。このため、偏平器
体５内に供給されたガスと１次空気との混合気は、ガス
リッチ（例えば、空気過剰率０，６〜０．７）の状態と
される。

一方、各偏平器体５の各バーナヘッド８の間ｉ、：は、
燃焼用の２次空気の通過する２次空気通路９が形成され
ている。この２次空気通路９に送ら１１てくる２次空気
の量は、偏平器体５内に供給されるガス量に対応してお
り、Ｔ−’述する第１炎１］１０で形成される炎の未燃
焼ガスを燃焼させるのに過剰な２次空気が供給さｉ］る
７具体的には、未燃焼ガスと２次空気との混合気は、ニ
アリッチ（例えば、空気過剰率１．３〜，１５）の状態
とされる２０次に、バーナヘッド８の説明を行う。

偏平器体５の上端には、バーナヘッド８が形成されてい
る。バーナヘッド８の上端の角の部分には、内部に供給
されたガスリッチな混合気を吐出するための一１炎口１
１が多数、スリッｌ〜状に開成されている。

バーナヘッド８の両側面（混合気の上流側の側面）には
、混合気の一部を吐出する保炎用の袖火炎［Ｊ１２が、
多数、偏平器体５の長手方向に沿って開成されている。

また、バーナヘッド８の両側向には、袖火炎口１２から
流出した混合気を釉記主炎［コ１１の隅部へ案内する保
炎ブレー」・１３が固慝されている。

この保炎ブ１．−１・１３の１゛、端は、主炎［］１１
の下端とほぼ同じか、−主炎［１１］の下端よりやや低
く設けられている。

なお、袖火炎が形成される保炎ブレー件１３ど偏平器体
らとの隙間と、主炎［］１１とによ−）て、本発明の第
１炎１コ１０が構成かえする。ぞして、第１炎「１］Ｏ
より吐出した混合気の燃焼を行う部分が燃焼部１４で、
下達する燃焼プレート１５の下側に形成される。

○各バーナヘッド８の上端面には、本発明にがかる燃焼
グレート１５が接合されている。燃焼アト−）１．５は
、第１炎１］１０より混合気の下流側に設（プらｉまた
耐熱Ｈ料（例えば、ステンレス板）で、燃焼部１４内で
の燃焼で発生し２だ末燃焼ガスや燃焼排ガスおよび２次
空気通路９より供給された過剰の２次空気を吐出する第
２炎１１６が多数、スリット状に開成されている。なお
、燃焼プレー）−１，５の位置および第２炎口１６の開
口面積は、燃焼部］４では燃料であるガスが完全に燃焼
さ冶ず（酸素不足燃焼）、未燃焼ガスが第２炎口１６よ
り吹き出すように設定され”でいる。

また、燃焼部１４で燃焼が行わｈるために、燃焼室１４
には、所定の容積が必要とされる８具体的な一例を示す
。保炎ブレー１・１Ｂの下端と、燃焼プし一部１５の下
端の距１１１ｉＨは、約３Ｏ−４０Ｕ前後に設定さノす
る８０ガス給湯器１は、偏平器体５の流入１」７へ、ガスを
供給するガス供給通路１７を備える。このガス供給通路
１７には、２つの電磁開閉弁１８．１９や、ガバナ弁２
０．電磁比例弁２１等が設けられている。

これら、電磁開閉弁１８．１９、電磁比例弁２１は、送
風１１１４やスパーカ２２笠とともに、図示しない制御
装置によって制御される。制御装置は、周知なもので、
図示しない操作スイッチ（運転スイッチや、湯温設定ス
イッチなど）や、複数のセンサ（水流センサや、湯温セ
ンサなど）を備えてガス給湯器１の使用状態を検出し、
その使用状態によって、送風機４、電磁開閉弁１８．１
９、電磁比例弁２１、スパーカ２２等を制御（るもので
ある。

（実施例の作動）次に、ガスバーナ２に形成される炎について説明する。

○第１段燃焼偏−平器体５の流入［］７ヘガスと１次空気どを送り込
むと、通路Ｇ内で混じり合い、ガスリッチの混合気とな
る。この混合気の大部分は、主炎１］１１より叩出して
燃焼し、１炎を形成する。残りの混合気は、袖火炎ｒｌ
１２から流出して、偏平器体５の外側面と保炎ブレー１
−１３との間を上昇して燃焼１７、袖火炎を形成する。

一力、主炎および袖火炎は、カスリップの混合気の燃焼
であるため、未燃焼ガスを含んて゛いる。

この未燃焼ガスの−”部は、燃焼部１４において、２次
空気通路９を通過した２次空気によって燃焼する。

以１”７のように、燃焼部１４における第１炎目１０で
の燃焼（主炎、袖火炎、未燃焼ガスの一部の燃焼）によ
って、酸素不足の第１段燃焼が行われる。

Ｑ第２段燃焼燃焼部１４で燃えなかった残りの未燃焼ガスおよび燃焼
排ガスは、２次空気通路９を通過した２次空気とともに
、燃焼プレート１５の第２炎口１６より吐出する。第２
炎口１６より吐出した未燃焼ガスと２次空気は、ニアリ
ッチの状態の混合気と同じである。このため、第２炎口
１６には、ニアリッチの混合気による淡炎２３が形成さ
れる。

この燃焼プレート１５の第２炎口１６に形成される淡炎
２３によって酸素過剰の第２段燃焼が行われる。

（実施例の効果）本実施例のガスバーナ２では、ガスの燃焼が２段に別け
て行なわれる。この２段燃焼によって、炎の温度が低く
抑えられる。

また、燃焼部１４では、酸素不足燃焼が行われる。酸素
不足の炎は、温度が低く抑えられる。逆に、第２炎口１
６に形成された淡炎２３は、ニアリッチの混合気で形成
された炎（酸素過剰燃焼）であるため、温度が低く抑え
られる。つまり、第１段目の燃焼では、炎の温度が低い
酸素不足燃焼が行われ、第２段目の燃焼では、炎の温度
の低い酸素過剰燃焼が行われる。この濃淡燃焼によって
、炎の温度が低く抑えられる。

さらに、燃焼プレート１５は、ガスバーナ２に形成され
た炎の熱によって加熱されて赤熱し、輻射熱を発する。

つまり、ガスバーナ２の炎の熱は、輻射熱として周囲に
放出される。この結果、ガスバーナ２に形成される炎の
温度が低く抑えられる。

つまり、本実施例のガスバーナ２は、２段燃焼を行うと
同時に、濃淡燃焼を行い、さらに形成される炎は燃焼プ
レート１５の輻射熱の放出によって冷却される。この結
果、ガスバーナ２に形成される炎の温度を低く（例えば
１２００℃以下に）抑えることができるため、ＮＯｘの
発生量を低く抑えることができる。

一方、本実施例は、バーナヘッド８に燃焼プレート１５
を設けた簡星な構造のため、低ＮＯｘのガスバーナ２が
大型化せず、かつ低ＮＯｘのガスバーナ２を安価に提供
できる効果も有する。つまり、低ＮＯｘのガス給湯器１
を、コンパクトでかつ安価に提供できる。

（第２実施例）第３図は第２実施例を示すガス給湯器１の概略断面図で
ある。

本実施例は、２次空気通路９にニアリッチ（例えば空気
過剰率が１．４以上）の混合気を供給するものである。

本実施例では、送風機４のファン４ａの上流に、ガス供
給通路１７ａを設けて、２次空気通路９にニアリッチの
混合気を供給している。

本実施例は、第１実施例と同じ効果を備えるばかりでな
く、第１実施例に比較して、燃焼量を大きくできる効果
を備える。

（変形例）本実施例では、本発明をガス給湯器１に適用した例を示
したが、ガス＠房装置や、調１！！！機器など他のガス
バーナに適用しても良い。

また、燃料を石油とし、石油を気化させたガスを燃焼す
るバーナに適用しても良い。

さらに、本発明を袖火バーナに適用した例を示したが、
袖火バーナを用いないバーナに適用しても良い６

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１実施例を示すもので、第１図
はガスバーナの要部断面図、第２図はガス給湯器の概略
断面図である。第３図は第２実施例を示すガス給湯器の概略断面図であ
る。図中　１・・・ガス給湯器（家庭用ガス器具）２・・・
ガスバーナ　　　４・・・送風機８・・・バーナヘッド
　１０・・・第１炎口１４・・・燃焼部　　　　１５・
・・燃焼プレート１６・・・第２炎口

Claims

【特許請求の範囲】１）（ａ）燃料であるガスと燃焼用の１次空気とが混合
されたガスリッチの混合気を吐出する第１炎口を備えた
バーナヘッドと、（ｂ）前記第１炎口より吐出された混合気の燃焼が行わ
れる燃焼部へ、前記第１炎口で形成される炎の未燃焼ガ
スを燃焼させるのに過剰な２次空気を供給する送風機と
、（ｃ）前記第１炎口より混合気の下流側に設けられ、前
記第１炎口で形成された炎の未燃焼ガスと前記２次空気
の混合気を吐出する第２炎口を備えた燃焼プレートとを具備する低窒素酸化物バーナ。