JPH04124513A - 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を有する予混合燃焼バ
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、両端に開口部を有する第二の箱体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
積が非常に太き（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火炎口に逆流し
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
るという欠点を存していた。

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。

！ｌａ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道路と、混合気遍路の第二の混合気
室側に第一の混合気室の圧力を受けて開閉する可動部を
有する薄膜体と、第二の混合気室に設けた空気取入れ口
と、第二の混合気室に設けられた第二の炎口部とを有し
たものである。

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
混合気室内が高圧のため可動部を押し開は混合気遍路か
ら第二の混合気室に流入した混合気が、空気取入れ口よ
り供給された空気と第二の混合気室内で混合して希薄な
混合気となって第二の炎口部より第一の炎口部上に形成
される火炎に供給されることになる。未燃焼でかつ大気
中の酸素濃度より低い希薄混合気を火炎に供給すること
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、第一の混合気室内が低圧のため
可動部が混合気遍路を閉塞し第一の炎口部のみから混合
気を噴出し、空気取入れ口から供給される空気を第二の
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道路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１０を構成する側壁１１がバーナ本体７
に取り付けられ、第二の混合気室１０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。バーナ本体７には例えばアモルフ
ァス薄膜のような耐熱性があり、非常に軽量な薄膜体１
３が接合されている。１膜体１３には混合気遍路９の第
二の混合気室１０側を覆い、微少な力をその面に受ける
と可動する可動部１４が設けられている。また側ｆｉｌ
ｌの上端と第一の炎口部８の間には第二の炎口部１５が
構成されている。

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室６内が比較的高圧となってい
るため可動部１４を押し開けて混合気道路９を通り第二
の混合気室１０に流入する。第二の混合気室ｌＯ内では
空気取入れ口１２から流入した空気と混合し、１次空気
比が１７０から２５０％程度で且つ燃焼可燃限界以下と
いう希薄で均一に混合された混合気が作られ、第二の炎
口部１５から第一の炎口部８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、第二の炎口部１５の二次空気として
供給された後、第一の炎口部８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Ｎｏｗ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。＠、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１５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、火炎温度が低温化する。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１５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ｌ
Ｏに火炎が逆火することを防止している。また、側壁１
１の外側周囲を流れる二次空気が第二の炎口部１５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。屋
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。この時燃焼量が小さいため第一の混合気
室６内は低圧となり、可動部１４を押し開けることがな
く混合気遍路９は可動部１４によりすべて閉塞され、混
合気はすべて第一の炎口部に供給される。

また空気取入れ口１２から流入した空気は、第二の炎口
部１５からバイパス的に流れ、第一の炎口部８上に形成
される火炎に二次空気となって供給される。従って燃焼
量が小さくなっても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）最大燃焼時は第一の炎口部上に形成される火炎に
可動部を押し開けて第二の混合気室へ混合気が供給され
、第二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の発生を確寞に低減できる。

（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第一の混合気室内
が低圧となり可動部を押し開けられず、混合気遍路から
第二の混合気室内への混合気の流れを停止し、すべての
混合気は第一の炎口部に供給され、空気取入れ口から流
入する空気はそのまま第二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実現でき
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）従来のバーナ構成に薄膜体を装着するだけで実現
できるため生産装置の共用化が図られ、低価格で生産で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における低ＮＯｘバーナの断
面斜視図、第２図は同バーナの娶者養大奮七岬最大燃焼
時の断面図、第３図は同バーナの畳蕃養吠噺Ｉ４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
合気遍路、１０・・・・・・第二の混合気室、Ｉ２・・
・・・・空気取入れ口、Ｉ３・・・・・・薄膜体、１４
・・・・・・可動部、１５・・・・・・第二の炎口部。 代理人の氏名　弁理士　小蝦治　明　ばか２名蛋−の混
言気室 １２−　　空気取入れ口 １３−ＩＦ　ＩＩ　％ 第 図 へ 綴 ＝６８＝

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、前記混合気遍路の前記第二の混合気室側に前記第一
   の混合気室の圧力を受けて開閉する可動部を有する薄膜
   体と、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に設けられた第二の炎口部とを有
   する低ＮＯｘバーナ。