JPH04151408A - 窒素酸化物低発生バーナ - 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、家庭用や小型業務用等の小型の燃焼装置に使
用する窒素酸化物低発生バーナに関するものである。

（従来の技術） 各種燃焼装置に於けるバーナの燃焼ガス中の窒素酸化物
（ＮＯＸ）は、それ自体に毒性があるばかりか、酸性雨
や光化学スモッグの原因の一つとみられているため、燃
焼装置に使用するバーナには、このＮＯｘの発生量を低
減するために種々の対策が開発され、講じられている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら、従来これらの対策は、法的な規制がある
産業用等の大型の燃焼装置に対して主になされており、
家庭用や小型業務用等の小型の燃焼装置では、騒音等の
問題があるため、必すしも十分な対策が施されていると
はいえない。

即ち、大型の燃焼装置では、燃焼用ファンの静圧を大き
くとれるため、燃焼用ガスや空気の流れの制御が容易で
あること、バーナのレイアウトに自由度が高いこと、騒
音対策も容易である二と等の利点により、騒音に対して
の対策条件が厳しくなく、また燃焼室が大きくとれるた
め、いわゆる緩慢燃焼によるＮＯｘ低減対策を施しても
完全燃焼させ易いという利点があるのに対して、小型の
燃焼装置ではこれらの利点がなく、従って小型の燃焼装
置では、大型の燃焼装置と比較してＮＯｘ低減対策が難
しい。

本発明は、いわゆる濃淡燃焼を小型の燃焼装置に合理的
に適用することにより、上述した従来の課題を解決する
ことを目的とするものである。

（課題な解決するための手段） 上述した課題を解決するための手段を、実施例に対応す
る図面を参照して説明すると、本発明の窒素酸化物低発
生バーナでは、まず、火炎４が直線上に配列するように
構成したフレームリテンション型予混合バーナ１の一対
を間隔をおいて列設すると共に、その間隔部５の上部に
、多数の炎孔６を形成した炎孔板７を設置し、該炎孔板
７に、前記間隔部５を介し７て燃料ガスと空気の混合気
を供給する構成とし、前記予混合バーナ１または炎孔板
７のいずれか一方側に燃料濃厚な混合気を供給すると共
に、他方側に燃料希薄な混合気を供給して濃淡燃焼を行
わせる構成とした。

上記バーナはユニットとして構成し、このユニットを列
設したバーナを構成することができる。

次に、本発明の窒素酸化物低発生バーナでは、火炎４が
直線上に配列するように構成したフレムリテンション型
予混合バーナｌの多数を間隔をおいて列設すると共に、
それらの間隔部５の上部に、多数の炎孔６を形成した炎
孔板７を設置し、該炎孔板７に、前記間隔部５を介して
燃料ガスと空気の混合気を供給する構成とし、１１ｊ記
予混合バーナ１または炎孔板７のいずれか一方側に燃料
濃厚な混合気を供給すると共に、他方側に燃料希薄な混
合気を供給して濃淡燃焼を行わせる構成とした。

上記の構成に於いて、炎孔板７は、多数のスリットを炎
孔６として形成した金属板で構成することもできるし、
多数の適宜形状の炎孔を形成したセラミックス多孔板で
構成することもできる。また、上記の予混合バーナ１及
び炎孔板７は、それらの上方に、火炎が独立的に形成さ
れるように配設することもできる。

（作用） 以上の構成に於いて、まず予混合バーナ１に燃料濃厚な
混合気を供給すると共に、炎孔板７に燃料希薄な混合気
を供給して燃焼を行わせる。

燃料濃厚な混合気は、炎孔板７の両側方に位置する予混
合バーナｌにより、燃焼域に於いて酸素分圧が低い状態
で燃焼するので、ｒ＼○Ｘの発生が抑制される。

一方、燃料希薄な混合気は、炎孔板７の上方に噴出して
燃焼し、この燃焼は、過剰空気の燃焼であるため、この
過剰空気の冷五作用により、火炎８の温度が低温に維持
されてき○Ｘの発生が抑制される。この過剰空気の燃焼
は、イ独では火炎８の安定性が悪いのであるが、がｊ述
した予混合バーナ１の火炎４が種火としての作用をする
ので、過剰空気の燃焼であっても火炎の安定性が良好で
ある。従って火炎８のリフトや振動燃焼をせず、これに
よる騒音の発生が抑制される。また、この過剰空気は、
前記予混合バーナｌの火炎４に対して二次空気を供給す
る作用をし、こうして前述した燃料濃厚な混合気の燃焼
に於ける不完全燃焼の発生を防止することができる。

次に、予混合バーナ１に燃料希薄な混合気を供給すると
共に、炎孔板７に燃料濃厚な混合気を供給して燃焼を行
わせる。

この場合、燃料希薄な混合気は、フレームリテンション
型である前記予混合バーナｌの上方に於いて安定して過
剰空気の燃焼を行い、一方、燃料濃厚な混合気は炎孔板
７の上方に噴出して、酸素分圧が低い状態で燃焼し、こ
の際、予混合バーナ１の火炎８から供給される過剰空気
を二次空気として、完全燃焼をする。従ってこの場合に
も、濃淡燃焼によるＮＯｘの抑制と、燃焼の安定性が得
られる。

このように予混合バーナ１または炎孔板７のいずれか一
方側に燃料濃厚な混合気を供給すると共に、他方側に燃
料希薄な混合気を供給して濃淡燃焼を行わせることによ
り、低騒音で低ＮＯｘの燃焼を実現することができると
共に、過剰空気の燃焼による効率の低下を補償すること
ができる。

上述のバーナは、予混合バーナ１の一対を間隔をおいて
列設すると共に、その間隔部５の上部に、多数の炎孔６
を形成した炎孔板７を設置した構成をユニットとし、こ
のユニットを列設する二とにより所望燃焼量のバーナを
構成することができる。

また、予混合バーナ１の多数を間隔をおいて列設すると
共に、それらの間隔部５の上部に、多数の炎孔６を形成
した炎孔板７を設置する構成器こ於いて、このように連
続的に交互に設置する予混合バーナ１及び炎孔板７の数
を調節することによっても所望燃焼量のバーナを構成す
ることができる。

上記いずれの構成のバーナに於いても、それらの両端側
には、予混合バーナ１が対応するものである。

このような構成に於いて、予混合バーナｌに燃料希薄な
混合気を供給して燃焼させる動作においては、全体とし
てのバーナの両端側に対応する火炎の温度が低いので、
燃焼室を狭く設計して、熱交換器の水冷壁等がバーナの
両端側に近い場合には、過熱防止の観点から有利である
。

上記の構成に於いて、炎孔板７は、多数のスリットを炎
孔として形成した金属板で構成することもできるし、多
数の適宜形状の炎孔を形成したセラミックス多孔板で構
成することもできる。また、上記の予混合バーナ１及び
炎孔板７は、それらの炎孔を適宜に設定して、上方の火
炎が独立的に形成されるように配設すれば、火炎の重な
り部に於ける局部的な高温部の発生や、乱流域の形成に
よる不安定な燃焼の発生を防止することができる。

（実施例） 次Ｇこ本発明の実施例を図について説明する。

まず、第１図及び第２図に於いて、符号１はフレームリ
テンション型の予混合バーナ】であり、この予混合バー
ナ１は主炎孔２と袖火炎孔３とを備えており、そして火
炎４を直線上に配列するように構成している。図に示す
構成の他、この予混合バーナ１はフレームリテンション
型でおれば、適宜の構成を適用することができる。第１
図の構成では、かかる予混合バーナ１の一対を間隔を於
いて列設し、この間隔部５の上部に多数の炎孔６を形成
した炎孔板７を設置している。そして、炎孔板７には前
記間隔部５を介して燃料ガスと空気の混合気を供給する
構成としている。図に於いて、この炎孔板７は、多数の
スリットを炎孔６として構成した金属板で構成している
。この他、炎孔板７や炎孔６の形状は適宜であるし、材
質も金属の他、セラミックス等を用いることもできる。

炎孔６は、予混合バーナ１から離して構成すれば、予混
合バーナ１及び炎孔板７の上方に火炎４，８が独立的に
形成され、上述した火炎の重なり部の形成を防止するこ
とができる。また、炎孔板７への混合気の供給方法や混
合方法等は、予混合バーナ】への混合気の供給方法や混
合方法と同様に、適宜の方法を適用することができる。

次に符号９は、仕切板であり、この仕切板９と前記予混
合バーナ１間に空気流通路１０を構成している。尚、こ
の空気流通路ｌＯは後述するように、必要に応じて構成
するもので、必須ではない。

上述した第１図の構成は、これを置体としてバーすとし
て構成することもできるが、これをユニットとし、この
ユニットの適数を列設することにより、所望燃焼量のバ
ーナを構成する二とができる。

また、第２図の構成では、前述した予混合バーナ１の３
つを間隔をおいて列設すると共に、それらの間隔部５の
上部に炎孔板７を設置して、これらにＥｒｉ述と同様に
燃料ガスと空気の混合気を供給する構成としている。こ
のような構成では、予混合バーナ］並びにそれらの間隔
部５に構成する炎孔板７の数を変更することにより、所
望の燃焼量のバーナ乞構成する二とができる。また、こ
の構成に於いても予混合バーナ］の外側には、間隔をお
いて仕切板９を構成しており、この仕切板９と前記予混
合バーナ１間に空気流通路】Ｏを構成している。尚、こ
の空気流通路］Ｏは前述と同様に必要に応して構成すれ
ば良く、必須ではない。

以上の構成に於いて、上述したように、予混合バーナ１
に燃料濃厚な混合気を供給すると共に、炎孔板７に燃料
希薄な混合気を供給し７て燃焼を行わせる際、予混合バ
ーナ１上方の燃料濃厚な混合気は、炎孔板７上方の火炎
の過剰空気と共に、前記空気流通路１０から供給される
空気を二次空気として燃焼し、こうして燃料濃厚な混合
気の燃焼に於ける不完全燃焼の発生を防止することがで
きるのであるが、上述したように予混合バーナ１に燃料
希薄な混合気を供給すると共に、炎孔板７に燃料濃厚な
混合気を供給して燃焼を行わせる場合には、前記空気流
通路］Ｏからの二次空気の供給の必要はない。従って、
専らこのような混合気の供給を行って燃焼させるバーナ
を構成する場合には、前記空気流通路〕Ｏは設ける必要
がない。

上述したように予混合バーナ〕または炎孔板７のいずれ
か一方側に燃料濃厚な混合気を供給すると共に、他方側
に燃料希薄な混合気を供給して濃淡燃焼を行わせる際、
夫々に供給する混合気の空気比は、理論空気量λ＝１と
すると、例えば燃料濃厚な混合気ではλが約０．４、燃
料Ｓ薄な混合気ではλが約】、２〜１．５となるように
混合した混合気を供給する。

第３図は、本発明の実施結果の一例を表したもので、こ
の実施結果は第１図に示すバーナに於いて、予混合バー
ナ１に燃料濃厚な混合気、炎孔板７に燃料希薄な混合気
を供給して燃焼させた場合の、供給される混合気全体と
しての過剰空気率に対する＼○Ｘ排出量の変化を示すも
ので、予混合バーナ）への混合気中の燃料ガスの供給量
と、炎孔板７への混合気中の燃料ガスの供給量の割合は
、約１２としている。

第３園から、本発明のバーナは、小型の燃焼装置に於い
て多用されているブンゼンバーナ等の従来のバーナと比
較して、ＮＯｘ発生量がジＩ−常に少ないことが分かる
。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、フレームリテンション型予混合バ
ーナと、炎孔板を合理的に構成して濃淡燃焼を行わせる
ように構成したので、燃料濃厚な混合気の燃焼によるＮ
Ｏｘ発生量の低減作用と、燃料希薄な混合気の燃焼によ
るＮＯｘ発生量の低減作用とを合理的に併存させること
により、後者の燃焼に於ける火炎の安定性を向］−させ
て騒音の発生を抑制すると共に、ｉ″ｌｊ押の燃焼に於
ける不完全燃焼の発生を防止することができ、こうして
騒音に対しての対策が厳しい小型の燃焼装置に於いて、
騒音を増大させずにＮ○λ低減の対策を施すことができ
、また効率も低下させないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を表した説明的斜視図で
あり、第２Ｌスは本分１１１１の他の実施例を表した説
明的斜視図である。また第：３図は第１図の構成のバー
ナに於ける＼○ｘｌｌ出特性を表し、たものである。 符号トフレームｌｊテンショシ型子混合バーナ２・・主
炎孔、３　袖火炎孔、４　火炎、５　間隔部、６・炎孔
、７　炎孔板、ε゛　火炎、９−１ｉ：切板、１０−空
気流通路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）火炎が直線上に配列するように構成したフレーム
   リテンシヨン型予混合バーナの一対を間隔をおいて列設
   すると共に、その間隔部の上部に、多数の炎孔を形成し
   た炎孔板を設置し、該炎孔板に、前記間隔部を介して燃
   料ガスと空気の混合気を供給する構成とし、前記予混合
   バーナまたは炎孔板のいずれか一方側に燃料濃厚な混合
   気を供給すると共に、他方側に燃料希薄な混合気を供給
   して濃淡燃焼を行わせる構成としたことを特徴とする窒
   素酸化物低発生バーナ
2. （２）請求項１のバーナをユニットとして構成し、この
   ユニットを列設して構成したことを特徴とする窒素酸化
   物低発生バーナ
3. （３）火炎が直線上に配列するように構成したフレーム
   リテンシヨン型予混合バーナの多数を間隔をおいて列設
   すると共に、それらの間隔部の上部に、多数の炎孔を形
   成した炎孔板を設置し、該炎孔板に、前記間隔部を介し
   て燃料ガスと空気の混合気を供給する構成とし、前記予
   混合バーナまたは炎孔板のいずれか一方側に燃料濃厚な
   混合気を供給すると共に、他方側に燃料希薄な混合気を
   供給して濃淡燃焼を行わせる構成としたことを特徴とす
   る窒素酸化物低発生バーナ
4. （４）請求項１または３の炎孔板は、多数のスリットを
   炎孔として形成した金属板で構成したことを特徴とする
   窒素酸化物低発生バーナ
5. （５）請求項１または３の炎孔板は、多数の適宜形状の
   炎孔を形成したセラミックス多孔板で構成したことを特
   徴とする窒素酸化物低発生バーナ（６）請求項１または
   ３の予混合バーナ及び炎孔板は、それらの上方に、火炎
   が独立的に形成されるように配設したことを特徴とする
   窒素酸化物低発生バーナ