JPH04124512A - 低ＮＯｘバーナ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は主として家庭用燃焼機のうち、ブンゼン式燃焼
方式を用いた低ＮＯｘバーナに関するものである。

従来の技術 従来この種の家庭用バーナとしては、例えば特開昭６２
−１０８９０６号公報に示すような構成があった。即ち
第４図に示すように、１次炎孔１を存する予混合燃焼バ
ーナ２と、予混合バーナ２を収納し、一端に形成した２
次炎孔３以外は大気と遮断した第一の箱体４と、第一の
箱体４を囲み、両端に開口部を育する第二の箱体５とか
らなり、１次と２次の火炎を分離して二段燃焼を行うこ
とによって局部的な火炎温度の上昇を防止しＮＯｘの発
生を抑制することをねらいとしていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、火炎を２つに分離
し二段燃焼を最適の条件で実現するため、第一の箱体４
及び第二の箱体５を必要とする。従ってバーナ全体の容
積が非常に大きくなることにより燃焼室負荷が小さいと
いう欠点を有し、暖房器などの燃焼能力が小さな機器に
しか応用できなかった。また燃焼量が小さくなった場合
には流速が低下するため、２次火炎が１水炎口に逆流し
二段燃焼が維持できなくなり第一の箱体４を異常加熱す
るという欠点を有していた。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、ＮＯｘの
発生を低減させ、更にバーナ自身の小型化も同時に実現
して高負荷燃焼を達成し、家庭用給湯器などの燃焼能力
が大きな機器でも応用が可能とするものである。さらに
広い燃焼量の可変幅を確保し、かつＮＯｘの発生も抑制
するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の低ＮＯｘバーナは、
第一の炎口部を有するバーナ本体に設けた第一の混合気
室と、第一の混合気室の側方に設けた第二の混合気室と
、第一の混合気室と第二の混合気室とを連通ずるバーナ
本体に設けた混合気通路と、第二の混合気室に設けた空
気取入れ口と、第二の混合気室内に設けられバーナ本体
との間に隙間通路を構成する側板と、側板と第一の炎口
部との間に設けられた第二の炎口部と、混合気通路の上
方に側板の一部に設けられた偏向部と、第二の炎口部の
側方に第二の混合気室に設けられｔ第三の炎口部とを有
するものである。

作用 本発明は上記の構成によって、最大燃焼時には、第一の
炎口部上に形成される火炎の近傍から、やや希薄な混合
気が第二の炎口部より供給され、更に第三の炎口部より
噴出する未燃焼でかつ大気中の酸素濃度より低い希薄混
合気を供給することで、燃焼を緩慢化し、火炎温度を低
温化させＮＯｘの発生が抑制される。またバーナの周囲
を流れる二次空気は第二の炎口部より噴出される希薄な
混合気を包囲して完全燃焼することになる。

一方、最小燃焼時には希薄混合気を第二の炎口部からの
み供給し、空気取入れ口から供給される空気を第三の炎
口部からバイパスさせることにより、第二の混合気室内
が過希薄混合気となって未燃焼のまま排出されるのを防
止し安定燃焼域を確保することになる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図〜第３図において、第一の混合気室６を囲っ
ているバーナ本体７の上面には多数のスリットを開口し
た第一の炎口部８がある。

バーナ本体７の両側面には混合気通路９が長手方向に最
適な間隔で設けられている。バーナ本体７の両側面には
第二の混合気室ｌＯを構成する側壁工１がバーナ本体７
に取り付けられ、第二の混合気室ｌＯと連通ずる空気取
入れ口１２がバーナ本体７の長手方向に適当な間隔をお
いて設けられている。第二の混合気室１０内には側板１
３が挿入され、バーナ本体７との間に隙間通路１４を構
成している。ａ板１３の上端にはリム部１５が設けられ
、バーナ本体７との間に第二の炎口部１６を構成する。

一方側板１３の下端には混合気道路９の上方に位置する
部分を側壁１１側に折り曲げてなる偏向部１７が形成さ
れている。またリム部１４と側ｇ１１１の間には第三の
炎口部１８を構成している。

上記構成において、最大燃焼時の作用を第２図に基づい
て説明する。第一の混合気室６内部の混合気は１次空気
比を３０から６０％に設定している。

この混合気の一部分は第一の炎口部８より噴出し、残り
の混合気は第一の混合気通路９を通り第二の混合気室１
０に導かれる。第二の混合気室１０内では、空気取入れ
口１２から流入した空気の一部と、混合気通路９から噴
出された混合気の一部が偏向部１７によって流れの偏向
を受け、隙間通路１４を希薄化混合しながら流れ、第二
の炎口部１６に供給される。燃焼量が大きい場合には一
次炎の端は、リム部１５上まで広がるために、第二の炎
口部１６から供給された混合気は、第一の炎口部８から
供給される混合気と共に一次炎で燃焼する。空気取入れ
口１２から供給された大部分の空気は混合気通路９から
供給された混合気と第二の混合気室１０内で混合し、１
次空気比が１７０から２５０％程度で且つ燃焼可燃限界
以下というｒ５薄の均一に混合された混合気が作られ、
第三の炎口部１Ｂから第一の炎口部８および第二の炎ロ
部１６上に形成された火炎に供給される。二次空気は、
バーナ本体７と並設する他のバーナ本体７との間を下部
より上部へと流れ、その一部は上記のごとく空気取入れ
口１２に流入し、残りは側壁１１の外周にそって流れ、
第三の炎口部１日の二次空気として供給された後、第一
の炎口部８及び第二の炎口部１６の一水炎の二次空気と
しても作用する。

ここで火炎より発生するＮＯｘの発生原理について説明
する。火炎より発生するＮＯｘは一般にフューエルＮＯ
ｘとサーマルＮＯｘがあり、フューエルＮＯｘは燃料の
種類によってその発生量がきまる。サーマルＮＯｘは火
炎反応帯を通過する時に空気中のＮ２が反応してできた
ＮＯｘであり、その発生量は火炎反応帯の温度によって
決まる。尚、サーマルＮＯｘは火炎反応帯温度が低温で
あるほど発生量は減少する。よって火炎を低酸素濃度雰
囲気中で燃焼させると反応が緩慢になり、また火炎反応
帯が大きくなるので単位火炎反応帯当りの発熱量が減少
することになる。このような理由で火炎反応帯温度は低
下し、低ＮＯｘ化が図れるのである。

上記構成において、第二の炎口部１８より噴出され未燃
焼でかつ大気中の酸素濃度より低い混合気を、第一の炎
口部８及び第二の炎口部１６上に形成される火炎に供給
することで、燃焼反応は緩慢化し、火炎温度は低温化す
る。これによりサーマルＮＯｘの発生が低減するととも
に従来の二段燃焼のような第二の燃焼室を設ける必要も
なく高負荷燃焼にできるものである。そして第二の炎口
部１８より噴出する混合気を燃焼可燃限界以下にするこ
とで第二の混合気室ｌＯに火炎が逆火することを防止し
ている。また、側壁１１の外側周囲を流れる二次空気が
第二の炎口部１８より噴出される混合気を包囲するので
バーナに形成される火炎は完全燃焼し未燃焼ガスの発生
を防止できる。

次に最小燃焼時の作用を第３図に基づいて説明する。１
１外設置の給湯機などでは、強風時にも消火しないよう
にするため、燃焼用空気の最小風量が存在する。従って
燃焼量を小さくすると必然的に空気過剰の燃焼状態とな
る。即ち第一の混合気室の１次空気比は６０から１００
％程度となって第一の炎口部８上に安定した小さな一次
火炎を形成する。また燃焼量が小さいため混合気通路９
から噴出する混合気流速が小さく、このため第二の混合
気室１０内に流出した混合気の大部分は、偏向部１７に
より隙間通路１４に導かれ、第二の炎口部１６上で微小
な一次火炎を第一の炎口部８の近傍で形成する。空気取
入れ口１２から供給される空気は図に示すごとくほとん
ど空気のみの流れとなる。従って燃焼量が小さくなって
も、混合気道路９がら流出した混合気は第二の炎口部１
８上で燃焼することができるので、希薄混合気のまま火
炎に届かずに排出されるといったことがなく、常に完全
燃焼を行なうことができる。

発明の効果 以上のように本発明の低ＮＯｘバーナによれば次の効果
が得られる。

（１）最大燃焼時は第一および第二の炎口部上に形成さ
れる火炎に第三の炎口部より噴出される未燃焼の低酸素
濃度の混合気を供給することによって燃焼反応が緩慢に
なりスポット的な高温度の領域が無く均一的に火炎温度
が低下するのでＮＯｘの発生を確実に低減できる。

（２）従来のような二段燃焼のための第二燃焼室を設け
る必要がないのでバーナの容積が小さくなること、さら
に隣合ったバーナ間の距離も小さくできることにより燃
焼機を小型化することができる。

（３）燃焼量が小さくなった場合には、混合気通路から
第二の混合気室内に流出した混合気は偏向部により第二
の炎口部に導かれ、空気取入れ口から流入する空気はそ
のまま第三の炎口部からバイパス的に火炎に供給される
ため常に供給燃料の完全燃焼を寞現できる。このため燃
焼量の可変幅が大きな燃焼機を提供することができる。

（４）　　第一、第二、及び第三の炎口部と徐々に混合
気が希釈されているため、混合比によって決まる燃焼速
度の幅が見かけ上拡大することになり、幅広い混合比で
安定した火炎をつくることができ燃焼騒音も低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一寞施例における低ＮＯｘバーナの断
面斜視図、第２図は同バーナの憂釡條→争骨そ最大燃焼
時の断面図、第３図は同バーナの畳佛餐央帝台呼最小燃
焼時の断面図、第４図は従来の低ＮＯｘバーナの断面図
である。 ６・・・・・・第一の混合気室、７・・・・・・バーナ
本体、８・・・・・・第一の炎口部、９・・・・・・混
合気通路、１（１・・・・・・第二の混合気室、１２・
・・・・・空気取入れ口、１３・・・・・・側板、１４
・・・・・・隙間通路、１６・・・・・・第二の炎口部
、１７・・・・・・偏向部、１日・・・・・・第二の炎
口部。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名菓 図 ａ 壓二のるクキ 毛−のシ毘４−λ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の炎口部を有するバーナ本体に設けられた第一の混
   合気室と、前記第一の混合気室の側方に設けられた第二
   の混合気室と、前記第一の混合気室と前記第二の混合気
   室とを連通する前記バーナ本体に設けられた混合気通路
   と、前記第二の混合気室に設けられた空気取入れ口と、
   前記第二の混合気室内に設けられ前記バーナ本体との間
   に隙間通路を構成する側板と、前記側板と前記第一の炎
   口部との間に設けられた第二の炎口部と、前記混合気通
   路の上方に前記側板の一部に設けられた偏向部と、前記
   第二の炎口部の側方に前記第二の混合気室に設けられた
   第三の炎口部とを有する低ＮＯｘバーナ。