JPH0428910A - 燃焼装置 - 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 本発明は給湯機や暖房機等の主として家庭用燃焼装置の
燃焼系で、特に窒素酸化物の生成を抑制する装置に関す
るものである６ 従来の技術 従来この種の燃焼装置としては例えば主として工業用と
して考案された第４図で示すようなものがあった。即ち
混合比の異なるバーナｌとバーナ２が多数並べられ、燃
焼室３との境界に設けられた炉壁４の上流側にはバーナ
１．２の周囲から次空気を供給する空気通路５が設けら
れていた。

このような構成において空気道Ｂ５から供給される空気
量は各バーナとも同じであるため、バーナ１およびバー
ナ２で燃焼する火炎はそれぞれの混合比に対応したもの
となる。空気不足のバーナの周囲には隣のバーナの空気
が供給され、全体として二段燃焼および緩慢燃焼が実現
し火炎温度が低下するため窒素酸化物の生成が抑制され
る。

発明が解決しようとする課題 しかしこのような構成の燃焼装置では各バーナの設定さ
れた混合比の組合せにより最適なハーナ個数の組合せ、
バーナ配列の位置関係を膨大な実験により選定する必要
がある。また完全燃焼させるためには最も多く空気量が
必要なバーナに全体の供給空気量を合わせる必要がある
。従って燃焼設定点の空気量が多くなりがちで熱効率が
低下したり、燃焼騒音が大きくなってしまう、さらに燃
焼量の可変幅即ちＴＤＲは各バーナの安定燃焼範囲の共
通する範囲内しか使えないため小さなものであった。

そこで本発明は最適燃焼設定の選定が容易で、空気量を
必要以上に増やす事なく窒素酸化物の生成を抑制する燃
焼装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、バーナ本体と、バ
ーナ本体に形成される火炎に強制的に空気を供給する噴
出手段と、バーナ本体に燃料を噴射供給する噴射部と、
バーナ本体と噴出手段および噴射部を囲うケースと、ケ
ースの上流側に接続されたファンと、噴射部に接続した
燃料経路の上流側に設けられ燃料流量を調節する調節弁
と、噴射部と調節弁の間の燃料経路から分岐しファンの
給気口近傍に開口するバイパス路と、バイパス路の途中
に燃料流量を調節する開閉弁とを設け、可燃限界外の燃
料流量をバイパス路に通過させるとともに、燃焼量が所
定の値以下になれば開閉弁を閉じバイパス路を遮断する
ものである。

作用 この様な構成にすることによって、噴射部から噴出され
る燃料とファンから供給される空気の一部がバーナ本体
に流入し、混合気となって噴出しバーナ本体の下流側に
火炎が形成される。ファンから供給される空気の大部分
は噴射手段によって火炎に強制的に噴射供給され燃焼反
応を促進することになる。ここでバイパス路の下流側の
先端はファンの吸気口近傍に位置しているため、ファン
作動時は負圧域内に含まれることとなる。従ってバイパ
ス路から供給される燃料は燃焼用空気と共にファン内に
流入し、羽根車およびケース内を通過する間に空気と均
一に混合されて噴出手段から火炎に供給されることにな
る。火炎に供給された空気の中には可燃限界外の燃料が
含まれているため、火炎に噴射供給されて初めて燃料の
熱分解が始まり燃焼反応を開始することになる。従って
全体として緩慢な燃焼反応が行われるようになり、火炎
温度が低下し窒素酸化物の生成が抑制されることになる
。

また燃焼量が所定の量よりも小さくなると、火炎そのも
のが小さくなること、空気量も少なくなり噴射手段から
噴出する流速が低下することによりバイパス路に供給さ
れた燃料が未燃焼のまま排出される可能性が発生する。

しかしこの場合は、開閉弁を閉じてバイパス路を遮断す
るため、この様な不都合も発生することがなくなること
になる。

実施例 以下、本発明の一実施例をガス給湯機に応用した場合に
ついて、添付図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図において、ファン６がケース７に装着さ
れ、その下流側には複数のノズル８を有する噴射部９が
設けられている。ケース７内には各ノズル８の下流側に
バーナ本体１０が設けられ、各バーナ本体１０間とケー
ス７間には密接するかたちで傾斜面に段階的に多数の空
気口１１を有する噴出手段１２が設けられ、ケース７と
ともに空気室１３を構成する。バーナ本体１０内には混
合室１４と下流側に炎口１５を有している。炎口１５お
よび噴出手段１２の下流側には燃焼室１６、熱交換器１
７、排気通路１８が互いに密接して設けられている。噴
射部９の上流側には燃料経路１９Ｌこまってガス燃料の
流量を調整する機能を有した調節弁２０が接続されてい
る。

ファン６の給気口２１の上流側に給気室２２が設けられ
ており、噴射部９と調節弁２０のあいだの燃料経路１９
から分岐されたバイパス路２３の先端が開口している。

バイパス路２３の途中にはバイパス燃ｌｌ量を調節し可
燃限界外の流量ｔＪ４節及び通路の開閉機能を有した開
閉弁２４が設けられている。また上記ファン６、調節弁
２０、開閉弁２４の動作をコントロールする制御部２５
が設けられている。

次にこの一実施例の構成における作用を説明するａｍ節
弁２０により給湯負荷に対応した燃料流量が燃料経路１
９に供給される。大部分の燃料は噴射部９にいたりノズ
ル８からそれぞれのバーナ本体１０に噴出供給される。

一方フアン６から供給された空気は一部がバーナ本体１
０に入り、混合室１４内で燃料と混合して混合気となっ
て炎口１５から流出し、燃焼室１６内で火炎を形成する
。大部分の空気は空気室１３内を流れ噴出手段１２の空
気口１１から火炎に向かって噴出され燃焼反応を促進す
る。燃焼室１６内で作られた高温の燃焼ガスは熱交換器
で水を加熱し低温の排気ガスとなる。低温の排気ガスは
いったん集められ、排気通路１８を通って大気に放出さ
れる。

ここでファン６が作動すると給気口２１から空気が吸引
され給気室２２は負圧域となり、一端が給気室２２に開
口しているバイパス路２３先端も負圧域に含まれる。従
ってバイパス路２３から供給される燃料は空気と共にフ
ァン６内に流入し、羽根車およびケース７内を通過する
間に均一に混合されて噴出手段１２から火炎に向かって
噴出供給される。バイパス路２３から供給される燃料流
量は、可燃限界外になるように開閉弁２４で調節されて
いる。従って第３図Ａに示すように燃焼量が多い場合に
は、バイパス路２３から供給された燃料は高速で火炎に
噴射されてはじめて熱分解が始まり燃焼反応を開始する
ことになる。従って全体として緩慢な燃焼反応が行われ
るようになり、火炎温度が低下し窒素酸化物の生成が抑
制される。

一方燃焼量が所定の量よりも小さくなると、第３図Ｂに
示すように、火炎そのものが小さくなること、空気量も
少なくなり噴射手段１２に段階的に設けられた空気口１
１から噴出する流速が低下することによりバイパス路２
３に供給された燃料が火炎に供給されず未燃焼のまま排
出される可能性が発生する。しかしこの場合は、開閉弁
２４を閉じてバイパス路２３を遮断するように制御部２
５から指令を出す、制御部２５は調節弁２０による全体
の燃料流量のコントロールとともに、燃焼量が所定の値
以下になったことが判定できるため開閉弁２４を動作さ
せ、この様な不都合も発生することがなくなる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の燃焼装置によ
れば以下の効果が得られる。

１、　ファンの給気口近傍に開口するバイパス路を設け
、途中に開閉弁を設けて可燃限界外の燃料流量を供給す
るため、ファンに供給された燃料はファン内に効率的に
吸い込まれ、またケースから万−洩れが発生しても引火
することもなく安全であるとともに、噴出手段から火炎
に噴射される希薄な混合空気はバーナ本体の混合比と異
なっているため一種の濃淡燃焼が実現して火炎温度が低
下し窒素酸化物の生成が抑制される。

２、　燃焼量が所定の値より小さくなると開閉弁を閉じ
てバイパス路からの燃料供給を中止するため、ファンに
供給された燃料が未燃焼のまま排出されることが防止で
き、燃焼量の可変幅が大きく設定でき燃焼装置の使い勝
手が向上する。

３、　ファンの供給空気量が従来に比べほとんど増加し
ないで実現できるため、騒音の上昇や熱効率の低下が発
生しない。

４、　従来の火炎に空気を強制的に供給する燃焼装置に
バイパス路と開閉弁を設けるという簡単な対応で済むた
め、新たな燃焼装置の開発が不要であり、燃焼設定も開
閉弁でバイパス路の流量を調整するのみであり、早期に
最適条件を見いだせる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を給湯機に応用した場合の縦
断面図、第２図は第１図のファン近傍の要部を示す部分
斜視図、第３図Ａは第１図のバーナ本体の燃焼量が多い
場合の要部断面図で、第３図Ｂは同燃焼量が小さい場合
の断面図、第４図は従来例の要部断面図である。 ６・・・・・・ファン、７・・・・・・ケース、９・・
・・・・噴射部、１０・・・・・・バーナ本体、１２・
・・・・・噴出手段、１９・・・・・・燃料経路、２０
・・・・・・調節弁、２１・・・・・・給気口、２３・
・・・・・バイパス路、２４・・・・・・開閉弁。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ファン ケース 鴫射郁 バーブ亭惨 Ｑ気口 ４田１Ｊｒｊ Ｗ！＊経路 η−バイｓｒス路 ２１−Ｍ　Ｍ井 第 図 −ｍ− フ７ す 総　艷 バイ ス 路 １０−四で−す杢伴 １２−　　情出子捏 （ＡＪ ＣＢ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バーナ本体と、前記バーナ本体に形成される火炎に強制
   的に空気を供給する噴出手段と、前記バーナ本体に燃料
   を噴射供給する噴射部と、前記バーナ本体と前記噴出手
   段および前記噴射部を囲うケースと、前記ケースの上流
   側に接続されたファンと、前記噴射部に接続した燃料経
   路の上流側に設けられ燃料流量を調節する調節弁と、前
   記噴射部と前記調節弁の間の前記燃料経路から分岐し前
   記ファンの給気口近傍に開口するバイパス路と、前記バ
   イパス路の途中に燃料流量を調節する開閉弁とを設け、
   可燃限界外の燃料流量を前記バイパス路を通過させると
   ともに、燃焼量が所定の値以下になれば前記開閉弁を閉
   じ前記バイパス路を遮断する燃焼装置。