JPH0490406A - ガス燃焼装置 - Google Patents

ガス燃焼装置

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JPH0490406A
JPH0490406A JP20257990A JP20257990A JPH0490406A JP H0490406 A JPH0490406 A JP H0490406A JP 20257990 A JP20257990 A JP 20257990A JP 20257990 A JP20257990 A JP 20257990A JP H0490406 A JPH0490406 A JP H0490406A
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Shizuo Wani
和仁 静雄
Yukio Minegishi
峯岸 幸男
Shinichiro Yuasa
湯浅 真一郎
Koichi Matsui
孝一 松井
Toshihiko Tanaka
俊彦 田中
Hirobumi Abe
博文 阿部
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OLYMPIA KOGYO KK
Takuma Co Ltd
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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、ガス燃焼装置に関し、特に燃焼効率を低下さ
せることなく窒素酸化物NO0の発生を抑制し得るガス
燃焼装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のガス燃焼装置において、r燃料ガス供給パイプか
ら供給される燃料ガスをガス噴射ノズルから噴射するガ
スヘッダと: 円形の火炎放射口を有し、上記ガスヘッ
ダの外周と所定の間隔を保ってこれを囲繞するよう設け
られるエアーコーンと; 上記ガスヘッダのガス噴射ノ
ズルより奥側の外周上に取り付けられ、その周縁部と上
記エアーコーンの間に所定の間隙を形成する板状の保炎
リングとを有するガス燃焼装置1は、燃焼効率が良好で
燃焼状態か安定しているため、今日広く利用されている
然しなから、この種のガス燃焼装置は燃焼効率かよいも
のの、燃焼時における窒素酸化物NOxの発生量か比較
的多く、人体に悪影響を及はす等、環境保全の観点から
問題がある。
〔発明か解決しようとする課題〕
本発明は板上の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、燃焼効率を損なうことな
く、窒素酸化物NOxの発生を少なくし、かつ安定した
燃焼が得られるガス燃焼装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段及びその作用〕上記の目的
は、前記の如きガス燃焼装置の保炎リングの一部に切欠
部を形成し、燃料過剰の火炎域と空気過剰の火炎域とを
作り、両者を濃淡燃焼させることによって達成される。
又、上記濃淡燃焼を顕著に行なうほと、即ち、保炎リン
グの切欠部の面積を大きくするほど、窒素酸化物NOx
の発生を少なくてきるが、その場合、他の部所からの燃
焼用空気を大巾に制限することになり、エアーコーンの
焼損を生じ易く、また火炎の整流、安定燃焼か損なわれ
易くなる。
この問題を解決するためには、エアーコーンの内側にこ
れと同軸にエアーコーン内筒を設け、両者間の空間をも
う一つの空気供給路とすることにより、エアーコーン内
筒及びエアーコーンを冷却してその焼損を防止するよう
にすることか推奨される。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照しつつ本発明の構成を具体的に説明す
る。
第1図は本発明に係るガス燃焼装置の一実施例を示す断
面図、第2図は第1図中Y−Y線に沿った正面側(燃焼
室側)から見た断面図、第3図は従来のガス燃焼装置と
本発明に係るガス燃焼装置のNO,の発生量を比較する
グラフ、第4図は本発明に係るガス燃焼装置のもう一つ
の実施例を示す断面図、第5図ないし第12図は保炎リ
ングの切欠部のそれぞれ異なった形態のものを示す説明
図、第13図及び第14図は異なった形態のガスヘッダ
を用いた実施例を示す説明図である。
而して、第1図中、1は燃料ガス供給バイブ、2は炉内
に燃焼ガスを噴射する円部型のガスヘッダ、3は上記ガ
スヘッダ2の外壁に取り付けられた保炎リング、4は上
記ガスヘッダ2の内壁の内側に挿入された保炎カップ、
5はエアーコーン6の内側にこれと同軸に設けられたエ
アーコーン内筒、7は風箱、8はエアーダンパー 9は
パイロットバーナ(第2図参照。第1図では省略。)、
10は上記ガスヘッダ2の先端近くに設けられたガス噴
射ノズルである。
この実施例に於けるガスヘッダ2は、円筒状の外壁2a
及び内壁2bから成る円筒型の構造を有し、外壁の先端
近くにはガス噴射ノズルlOが設けられ、燃料ガス供給
装置からのバイブlを通じて供給される燃料ガスをガス
噴射ノズル10からエアーコーンへ向けて略直角に噴射
するようになっている。
即ち、燃料ガスは第1図中71ツチングを施した矢印で
示す如く、燃料ガス供給装置からバイブ1を通してガス
ヘッダ2内に供給され、ガス噴射ノズル10からエアー
コーン内へ略直角に噴射される。
ガスヘッダ2より大径のエアーコーン6は、ガスヘッダ
2を囲繞するようガスヘッダの外側に同軸に設けられ、
エアーコーン6の先端には円形の火炎放射口6bを形成
するリング状の絞り板6bか取り付けられている。
保炎カップ4は、ガスヘッダ2の内壁2bより小径の円
筒部4aと、当該円筒部の奥側端部に取り付けられた空
気通過孔4Cを有する底板4bと、円筒部の先端に形成
されるフランジ部4dとを一体的に形成して成るもので
ある。保炎カップ4の円筒部4aは上記ガスヘッダ2の
開口部からガスヘッダの内壁2bと所定の間隔を保って
その内側へ挿入され、このとき上記フランジ部4dかガ
スヘッダ2の先端と所定の間隔を保ってこれを覆うよう
配置される。
保炎リング3は、ガスヘッダ2のガス噴射ノズルlOよ
り奥側の外壁2a上に取り付けられている。
而して、本発明に係るガス燃焼装置に於ては、上記保炎
リング3の一部を部分的に切除した切欠部3a (第2
図中、網目模様を施した部分)を形成し、この部分から
燃焼部へ他の部分より多くの空気か供給されるように構
成されている。このように一つの燃焼部内で、空燃比の
異なる領域を形成することにより、即ち、燃料過剰の火
炎域と空気過剰の火炎域とを作り、両者を混在させつ一
燃焼させることによって、熱効率を下げることなくN0
8の発生を大幅に低減させることかてきる。
第3図は、上記の如く構成された本発明に係るガス燃焼
装置と、保炎リングに切欠部を形成しない従来のガス燃
焼装置との発生するNOxの濃度(酸素0%換算値pp
m)を示しており、NOxの発生量を従来の半分程度に
まで低減させ得ることか理解できる。
而して、保炎リングの切欠部3aの面積を大きくするほ
ど、窒素酸化物NOxの発生を少なくてきるが、その場
合、他の部所からの燃焼用空気を大巾に制限することに
なり、エアーコーンの焼損を生じ易くなる。
そこで、第1図に示した実施例に於ては、エアーコーン
6の内側に、エアーコーン6より小径かつ保炎リング3
より大径のエアーコーン内筒5か設けられており、図で
は省略した送風機から、エアーダンパ8を経て風箱7内
へ供給された燃焼用空気Aは、図中無地の矢印て示す如
く、保炎カップ4の底板4bに明けた空気通過孔4Cに
よる給気路A1、ガスヘッダ2と保炎カップ4の間の給
気路A2、保炎リング3とエアーコーン内筒5との間の
給気路A3、エアーコーン内筒5とエアーコーン6との
間の給気路A4、並びに、保炎リング3の切欠部3aに
よる給気路As  (第2図参照)を通じて燃焼部分に
供給される。
給気路A+及びA2は、保炎カップ4とガスヘッダ2の
焼損防止及び燃焼のバランスをとる目的で設けられてい
る。特に、給気路A、は振動燃焼を防止する上で育効で
ある。
給気路A3は燃料過剰の火炎域に空気を供給している。
保炎リング3の切欠部3aによる給気路A5は、前記の
如く燃焼室内に空燃比の異なる領域を形成して、NO工
の低減に寄与する。
而して、エアーコーン内筒5とエアーコーン6間の給気
路A4は、こ−を通過する空気かエアーコーン6とエア
ーコーン内筒5を冷却し、こレラの焼損防止を図ると共
に、エアーコーン6の先端に取り付けた絞り板6aの背
面から火炎放射口6aの周辺部に空気を供給し、火炎の
整流、安定燃焼をを達成し、燃焼効率を一層向上させる
機能を果たすものである。
即ち、従来のガス燃焼装置に於ては、エアーコーン内筒
か設けられておらず、エアーコーン6の冷却か行なわれ
ないため、これか過熱により焼損し易く、そのためエア
ーコーン6を充分に長くすることかてきず、燃料ガスと
空気の混合か必ずしも充分に良好には行なわれなかった
。然しなから、エアーコーン6の内側にエアーコーン内
筒5を設け、エアーコーン6との闇に新たな給気路A4
を形成することにより、エアーコーン6とエアーコーン
内筒5か冷却され、これらの焼損か防止されるので、エ
アーコーン6とエアーコーン内筒5を充分に長くするこ
とか可能となり、燃料ガスと空気の混合か良好になされ
、燃焼効率を一段と向上させ得るものである。
而して、これら複数の給気路At 、A2 、A3、A
4、Asの断面積をそれぞれal、a2、as、a4、
as とすれば、その合計はa。= a1+az + 
as + a4 + as となる。
空燃比はa。によって決定されるか燃焼性能に影響を及
ぼす要素としては、al 、a2 、aa、a4、as
か存り、各断面積の比率により相互に影響しあう。
本発明に係るガス燃焼装置に於いては、aOに対し、a
l、a2、as、atの比率を小さくasの比率を大き
くするほど、燃料過剰の火炎域と空気過剰の火炎域か明
確に分離し、すなわち濃淡燃焼か顕著になり、全体とし
て緩慢燃焼か行われることになり、火炎温度の高くなり
すぎるのを抑えることによって、燃焼効率を低下させる
ことなく窒素酸化物NO,の生成を抑制することかでき
る。
上記各空気供給路の断面積の比率の望ましい実施例を下
記に示す。
このas=25〜75%の断面積を実現するには、第2
図中の保炎リング3の切欠部3aのカット角度θを30
°〜120°程度の範囲に設定すればよい。
而して、第1図に示した実施例に於ては、ガスヘッダ2
の外周壁2a上に設けたガス噴射ノズル10から燃料ガ
スをエアーコーン6へ向けて略直角に(従ってまたエア
ーコーン内筒5の内周壁面へ向けて略直角に)噴射する
ように構成したが、これは、第4図に示すように、ガス
ヘッダ2の先端部をテーパ状に形成し、こ\に明けたガ
ス噴射ノズル10からエアーコーン6へ向けて前方に傾
斜した角度で噴射するように構成してもよい。このよう
に構成することにより、燃焼効率を一層向上させること
かできる。
而して、保炎リング3に形成する切欠部は、その代表的
なものを第5図ないし第12図に示すように様々な形態
のものか可能であり、又これら以外にも種々のものか可
能である。
第5図ないし第12図に示したものについて簡単に説明
すれば、これらの図中、斜線を施した部分か切欠部とし
て切除されており、第5図に示したものは保炎リング3
の外周部分を残して扇形の切欠部3bを形成したもので
あり、第6図に示したものは保炎リング3の中心近くを
残して二つの扇形の切欠部3c及び3dを形成したもの
であり、第7図に示したものは保炎リング3の中心近く
を残して三つの扇形の切欠部3e、3f及び3gを形成
したものであり、第8図に示したものは保炎リング3の
一つの弦に沿って切除して切欠部31を形成したもので
あり、第9図に示したものは外周部から矩形に切り込ん
だ切欠部3Jを形成したものであり、第1O図に示した
ものは一つの円形の切欠部3kを形成したものであり、
第11図に示したものは二つの円形の切欠部3m及び3
nを形成したものであり、第12図に示したものは一つ
の月形の切欠部3pを形成したものである。
次に、第13図及び第14図に示した実施例について説
明する。                −第1図に
示した実施例のものにおいては、ガスヘッダとして、円
筒状の外壁2a及び内壁2bを有する円筒環状のガスヘ
ッダ2を使用したが、本発明に於ては、第13図及び第
14図に示すようにガンタイプのガスヘッダ20か用い
ることも可能である。
その場合に於ても、第13図に示すように、燃料ガスを
エアーコーン6へ向けて略直角に(従ってまたエアーコ
ーン内筒5の内周壁面へ向けて略直角に)噴射するよう
に構成してもよく、或いは又、第14図に示すように、
エアーコーン6へ向けて前方に傾斜した角度て噴射する
ように構成してもよい。
〔発明の効果〕
本発明は板上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、保炎リングに切欠部を形成し、一つのエアーコーン
内で、空燃比の異なる領域を形成し、両者を混在させつ
一燃焼させることによって、熱効率を下げることなくN
o工の発生を大幅に低減させることかできるものである
尚、本発明は板上の実施例に限定されるものてなく、保
炎リングの切欠部の形態、ガスヘッダの形態等々は必要
に応じて適宜設計変更し得るものであり、従って、本発
明はその目的の範囲内において上記の説明から当業者か
容易に想到し得るすへての変更実施例を包摂するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るガス燃焼装置の一実施例を示す断
面図、第2図は第1図中Y−Y線に沿った正面側(燃焼
室側)から見た断面図、第3図は従来のガス燃焼装置と
本発明に係るガス燃焼装置のNo工の発生量を比較する
グラフ、第4図は本発明に係るガス燃焼装置のもう一つ
の実施例を示す断面図、第5図ないし第12図は保炎リ
ングの切欠部のそれぞれ異なった形態のものを示す説明
図、第13図及び第14図は異なった形態のガスヘッダ
を用いた実施例を示す説明図である。 l−・−・・−・・・・・・−・−・−・・・・・・−
燃料ガス供給パイプ2・−・・−・−・−・・−・−−
−−一・・・・・ガスヘッダ3a〜3p ・保炎リング ・−−−一切欠部 一保炎カップ エアーコーン内筒 エアーコーン 風箱 ・−・・・・・−・−エアーダンバー パイロットバーナ ガス噴出ノズル

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)燃料ガス供給パイプ(1)から供給される燃料ガス
    をガス噴射ノズル(10)から噴射するガスヘッダ(2
    )と、 円形の火炎放射口を有し、上記ガスヘッダ(2)の外周
    と所定の間隔を保ってこれを囲繞するよう設けられるエ
    アーコーン(6)と、 上記ガスヘッダ(2)のガス噴射ノズル(10)より奥
    側の外周上に取り付けられ、その周縁部と上記エアーコ
    ーン(6)の間に所定の間隙を形成する板状の保炎リン
    グ(3)とを有するガス燃焼装置に於いて、上記保炎リ
    ング(3)に局部的に多量の空気を通過させる切欠部を
    形成したことを特徴とする上記のガス燃焼装置。 2)上記切欠部を通過する空気の量が、ガス燃焼装置に
    供給される空気の全量の25〜75%の範囲である請求
    項1に記載のガス燃焼装置。 3)上記切欠部の形状が扇形である請求項1又は2に記
    載のガス燃焼装置。 4)上記扇形の中心角が30〜120゜の範囲である請
    求項3に記載のガス燃焼装置。 5)上記切欠部の形状が丸孔である請求項1又は2に記
    載のガス燃焼装置。 6)上記切欠部が1箇所に設けられた請求項1ないし5
    のうちいずれか一に記載のガス燃焼装置。 7)上記切欠部が複数箇所に設けられた請求項1ないし
    5のうちいずれか一に記載のガス燃焼装置。 8)上記エアーコーン(6)の先端に絞り(6a)を形
    成した請求項1ないし7のうちいずれか一に記載のガス
    燃焼装置。 9)上記エアーコーン(6)の内側に、エアーコーン(
    6)より小径かつ保炎リング(3)より大径のエアーコ
    ーン内筒(5)を設け、エアーコーン(6)とエアーコ
    ーン内筒(5)の間にもう一つの燃焼用空気の供給路を
    形成した請求項1ないし8のうちいずれか一に記載のガ
    ス燃焼装置。 10)上記ガスヘッダが、円筒状の外壁(2a)及び内
    壁(2b)を有し、両者間の円筒状の空間を通過した燃
    料ガスを、外壁の先端近くに設けたガス噴射ノズル(1
    0)から噴射する円筒環状のガスヘッダ(2)である請
    求項1ないし9のうちいずれか一に記載のガス燃焼装置
    。 11)上記ガスヘッダ(2)の先端近くに保炎カップ(
    4)を設けた請求項10に記載のガス燃焼装置。 12)上記保炎カップ(4)が、上記ガスヘッダ(2)
    の内壁より小径の円筒部(4a)と、当該円筒部の奥側
    端部に取り付けられる底板(4b)と、円筒部の先端に
    形成されるフランジ部(4d)とから成り、上記円筒部
    (4a)は上記ガスヘッダ(2)の内壁(2b)と所定
    の間隔を保ってその内側へ挿入され、上記フランジ部(
    4d)はガスヘッダ(2)の先端と所定の間隔を保って
    これを覆うよう配置された請求項11に記載のガス燃焼
    装置。 13)上記保炎カップ(4)の底板(4b)に空気通過
    孔(4c)を設けた請求項12に記載のガス燃焼装置。 14)上記ガス噴射ノズル(10)がガスヘッダ(2)
    の外周壁に設けられ、燃料ガスがエアーコーンへ向けて
    略直角に噴射される請求項10に記載のガス燃焼装置。 15)上記ガス噴射ノズル(10)がガスヘッダ(2)
    の先端テーパ部に設けられ、燃料ガスがエアーコーンへ
    向けて前方に傾斜した角度で噴射される請求項10に記
    載のガス燃焼装置。 16)上記ガスヘッダがガンタイプのものである請求項
    1ないし9のうちいずれか一に記載のガス燃焼装置。 17)上記ガス噴射ノズルがガスヘッダ(2)の外周壁
    に設けられ、燃料ガスがエアーコーンへ向けて略直角に
    噴射される請求項16に記載のガス燃焼装置。 18)上記ガス噴射ノズルがガスヘッダ(2)の先端テ
    ーパ部に設けられ、燃料ガスがエアーコーンへ向けて前
    方に傾斜した角度で噴射される請求項16に記載のガス
    燃焼装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022063102A (ja) * 2020-10-09 2022-04-21 東邦瓦斯株式会社 ガスバーナ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022063102A (ja) * 2020-10-09 2022-04-21 東邦瓦斯株式会社 ガスバーナ

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