JPH04151412A - 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
や光化学スモン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、講しられている。

（発明が解決しようとする課題） 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、必ず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こと等の利点により、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。

（課題を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
生バーナの第一の構成は、長さ方向に延び、上部に噴出
孔２を形成した多数の噴出体１を間隔をおいて列設する
と共に、それらの噴出体１の上部内側間には幅広で長さ
方向に延びる炎孔板３を設け、該炎孔板３には幅方向の
スリット炎孔４を間隔を於いて長さ方向に多数形成する
と共に、前記噴出孔２とスリット炎孔４は、相互に千鳥
状に配列させ、バーナの端部に位置する前記噴出体１に
は外側に袖火形成板５を設けると共に袖火用噴出孔６を
設け、前記噴出体１または炎孔板３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もの
である。

次に第二の構成は、長さ方向に延び、上部に噴出孔２を
形成した多数の噴出体１を間隔をおいて列設すると共に
、それらの噴出体１の上部内側間には幅広で長さ方向に
延びる炎孔板３を設け、該炎孔板３には幅方向のスリッ
ト炎孔４を間隔を於いて長さ方向に多数形成すると共に
、該スリット炎孔４は、前記噴出体１から離れた中央側
に偏倚させて形成し、バーナの端部に位置する前記噴出
体ｌには外側に袖火形成板５を設けると共に袖火用噴出
孔６を設け、前記噴出体１または炎孔板３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
たものである。

次に第三の構成は、該炎孔板３には幅方向のスリット炎
孔４を間隔を於いて長さ方向に多数形成し、前記噴出孔
２とスリット炎孔４は、相互に千鳥状に配列させると共
に、該スリ７）炎孔４は、前記噴出体１から離れた中央
側に偏倚させて形成し、バーナの端部に位置する前記噴
出体１には外側に袖火形成板５を設けると共に袖火用噴
出孔６を設け、前記噴出体１または炎孔板３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４淡燃焼を行わせる構成と
したものである。

上記の構成に於いて、炎孔板３は、その側壁部と噴出体
１の側壁部間に隙間７が形成されるように設け、この隙
間７に対応して噴出体１に袖火用噴出孔６を形成するこ
とができる。

（作　用） 以上の構成に於いて、まず噴出体１に燃料濃厚な混合気
を供給すると共に、該噴出体１間の間隔部８を経て炎孔
板３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３の両側方に位置する噴出
体１から噴出して、燃焼域に於いて酸素分圧が低い状態
で燃焼するので、ＮＯｘの発生が抑制される。

一方、燃料希薄な混合気は、炎孔板３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
過剰空気の冷却作用により、火炎の温度が低温に維持さ
れてＮＯｘの発生が抑制される。この過剰空気の燃焼は
、単独では火炎の安定性が悪いのであるが、前述した噴
出体１の火炎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
炎のリフトや振動燃焼を廿ず、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、前記噴出体１上方
の火炎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、噴出体１に燃料希薄な混合気を供給すると共に、
炎孔板３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、袖火用噴出孔６から噴
出し、前記噴出体１の上方に於いて過剰空気の燃焼を行
う。そしてバーナの端部ムこ対応する噴出体１では、そ
の外側に構成した袖火形成板５の上方に形成される袖火
により火炎を保持されて前記噴出体１の上方に於いて安
定して過剰空気の燃焼を行う。一方、燃料濃厚な混合気
は炎孔板３の上方に噴出して、酸素分圧が低い状態で燃
焼し、この際、噴出体１の火炎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。

このように噴出体１または炎孔板３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。

以上の燃焼動作において、まず前述した第一の構成では
、噴出孔２とスリット炎孔４は、相互に千鳥状に配列さ
せているので、夫々から噴出する燃料濃厚な混合気と燃
料希薄な混合気との部分的な直接の衝突を防止すること
ができ、この衝突により部分的に住じ易くなる高温域の
発生を防止し、従って高温域によるＮＯｘの発生を抑制
することができると共に、乱流域の発生による不安定な
燃焼を防止することができる。

このような混合気の部分的な直接の衝突は、このように
噴出孔２とスリット炎孔４を相互に千鳥状に配列させる
他、第二の構成のようにスリット炎孔４を噴出体１から
離れた中央側に偏倚させて形成することによっても防止
することができる。

また第三の構成のよ、うにこれらを併用して、より確実
に防止することもできる。

羊して以上のバーナに於いて、第四の構成のように炎孔
板３は、その側壁部と噴出体１の側壁部間に隙間７が形
成されるように設け、この隙間７に対応して噴出体１に
袖火用噴出孔６を形成すれば、全ての噴出体１に対して
袖火形成手段が構成されるので、燃料希薄な混合気によ
る燃焼を行うに際して、全ての噴出体１の両側に袖火が
形成され、従って燃焼をより安定して行わせることがで
きる。

そして、上述のバーナは交互ムこ構成される噴出体１並
びに炎孔板３の数を適宜に設定することにより、容易に
所望の燃焼量のバーナを構成することができる。尚、こ
のようにして構成するバーナの両端部には、噴出体１が
位置するように配置する。こうして、濃淡燃焼を行わせ
る噴出体１と炎孔板３とが、連続的に交互に平面状に広
がって構成され、単位面積当りの炎孔数を増加すること
ができ、小さな面積で大きな燃焼量を得ることができる
。

このような構成に於いて、噴出体１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。

（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。

まず全図に於いて、符号ｌは噴出体であり、この噴出体
ｌは長さ方向に延び、上部に噴出孔２を形成している。

この噴出体１の多数、即ち噴出体ｌａ　　ｌｂ　　ｌｃ
、・・・を間隔をおいて列設すると共に、これらの噴出
体１の上部内側間には幅広で長さ方向に延びる炎孔板３
　（３ａ、３ｂ、・・・）を設け、これらの炎孔板３ａ
、３ｂ、・・・には幅方向のスリット炎孔４を間隔を於
いて長さ方向に多数形成している。そしてバーナの端部
に対応する噴出体１ａには外側に袖火形成板５を設ける
と共に袖火用噴出孔６を設けている。

しかして、第１図の実施例に於いては、第１図（ｂ）に
示すように、噴出孔２とスリット炎孔４は、相互に千鳥
状に配列させ、また噴出孔２は一対を並列させた構成と
している。

また第２図の実施例に於いては、スリット炎孔４は前記
噴出体１から離れた中央側に偏倚させて形成している。

この実施例の構成に於いても、噴出孔２とスリット炎孔
４は、第１図の実施例と同様に、相互に千鳥状に配列さ
せることができる。

また第３図の実施例に於いては、炎孔板３は、その側壁
部と噴出体１の側壁部間に隙間７が形成されるように設
け、この隙間７に対応して噴出体１に袖火用噴出孔６を
形成することができる。

以上の構成に於いて、噴出体１には適宜の混合部を経て
混合気を供給する構成とし、また炎孔板３には、やはり
適宜の混合部から、噴出体１間の間隔部８を経て混合気
を供給する構成とする。かかる混合部は、図示を省略し
ているが、例えば従来のブンゼンバーナと同様に、混合
部のスロート部に燃料ガスを噴出して、周囲の空気を吸
引して混合させる構成等適宜である。

このような混合部の調節により、前記噴出体１または炎
孔板３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することがで
きる。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、燃料希薄な混合気ではλが約１．２〜１．５とする
ことができる。

また、上述のバーナは交互に構成される噴出体１並びに
炎孔板３の数を適宜に設定することにより、容易に所望
の燃焼量のバーナを構成することができる。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、多数の噴出体と、これらの間の炎
孔板を合理的に構成して、いわゆる濃淡燃焼を行わせる
ようにしたので、燃料ｅＡ厚な混合気の燃焼によるＮｏ
χ発生量の低減作用と、燃料希薄な混合気の燃焼による
Ｎ○χ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上させて騒
音の発生を抑制すると共に、前者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ＮＯｘ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。殊に本発明では、−
時空気の少ない混合気の燃焼に供される噴出孔と、過剰
空気の燃焼に供される噴出孔が交互に、そして連続的に
平面状に広がって構成され、単位面積当りの炎孔数を増
加することができ、こうして小さな面積で大きな燃焼量
を得ることができ、バーナの小型化に寄与し得るという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第一の実施例を表した
もので、（ａ）は説明的縦断面図、（ｂ）は説明的平面
図である。また第２図及び第３図は夫々本発明の他の実
施例を表した説明的縦断面図である。 符号１　（１ａ、　　１　ｂ、　　１　ｃ、　・・−）
　・・−噴出体、２・・・噴出孔、３　（３ａ、３ｂ、
３ｃ、・・・）・・・炎孔板、４・・・スリット炎孔、
５・・・袖火形成板、６・・・袖火用噴出孔、７・・・
隙間、８・・・間隔部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）長さ方向に延び、上部に噴出孔を形成した多数の
   噴出体を間隔をおいて列設すると共に、それらの噴出体
   の上部内側間には幅広で長さ方向に延びる炎孔板を設け
   、該炎孔板には幅方向のスリット炎孔を間隔を於いて長
   さ方向に多数形成すると共に、前記噴出孔とスリット炎
   孔は、相互に千鳥状に配列させ、バーナの端部に位置す
   る前記噴出体には外側に袖火形成板を設けると共に袖火
   用噴出孔を設け、前記噴出体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ことを特
   徴とする窒素酸化物低発生バーナ。
2. （２）長さ方向に延び、上部に噴出孔を形成した多数の
   噴出体を間隔をおいて列設すると共に、それらの噴出体
   の上部内側間には幅広で長さ方向に延びる炎孔板を設け
   、該炎孔板には幅方向のスリット炎孔を間隔をおいて長
   さ方向に多数形成すると共に、該スリット炎孔は、前記
   噴出体から離れた中央側に偏倚させて形成し、バーナの
   端部に位置する前記噴出体には外側に袖火形成板を設け
   ると共に袖火用噴出孔を設け、前記噴出体または炎孔板
   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
   せることを特徴とする窒素酸化物低発生バーナ。
3. （３）長さ方向に延び、上部に噴出孔を形成した多数の
   噴出体を間隔をおいて列設すると共に、それらの噴出体
   の上部内側間には幅広で長さ方向に延びる炎孔板を設け
   、該炎孔板には幅方向のスリット炎孔を間隔をおいて長
   さ方向に多数形成し、前記噴出孔とスリット炎孔は、相
   互に千鳥状に配列させると共に、該スリット炎孔は、前
   記噴出体から離れた中央側に偏倚させて形成し、バーナ
   の端部に位置する前記噴出体には外側に袖火形成板を設
   けると共に袖火用噴出孔を設け、前記噴出体または炎孔
   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２の炎孔板は、その側壁部と噴出
   体の側壁部間に隙間が形成されるように設け、この隙間
   に対応して噴出体に袖火用噴出孔を形成したことを特徴
   とする窒素酸化物低発生バーナ。