JPH05118510A - ガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次燃料ガスと燃焼用一次空気との一次混合
ガスを噴出する炎口が設けられ、その炎口より噴出する
一次混合ガスの火炎に対して、燃焼させるべき燃料ガス
量が設定値より少ないときは燃焼用二次空気を噴出し、
かつ、設定値より多いときは燃焼用二次空気と二次燃料
ガスとの二次混合ガスを噴出する吐出口が設けられたガ
スバーナにおいて、従前に比してＮＯｘの発生量を低減
する。 【構成】 炎口６から噴出される一次燃料ガスの量と吐
出口１２から噴出される二次燃料ガスの量との和が設定
値より増大するに伴って、炎口６から噴出される一次燃
料ガスの量を漸減させ、かつ、吐出口１２から噴出され
る二次燃料ガスの量を漸増させるガス量調整手段１７，
２０，２１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一次燃料ガスと燃焼用
一次空気との一次混合ガスを噴出する炎口が設けられ、
その炎口より噴出する一次混合ガスの火炎に対して、燃
焼させるべき燃料ガス量が設定値より少ないときは燃焼
用二次空気を噴出し、かつ、設定値より多いときは燃焼
用二次空気と二次燃料ガスとの二次混合ガスを噴出する
吐出口が設けられたガスバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるガスバーナは、燃焼させるべき燃
料ガス量が設定値より少ないときは、炎口から噴出する
燃焼用一次空気と一次燃料ガスとの一次混合ガスの火炎
が小さいために、吐出口から燃焼用二次空気と二次燃料
ガスとの二次混合ガスを噴出すると二次混合ガスの全部
を燃焼させることができないという不都合があるので、
吐出口から燃焼用二次空気だけを噴出する状態とし、か
つ、燃焼させるべき燃料ガス量が設定値より多いとき
は、炎口からの噴出一次混合ガスの火炎が大きくて、吐
出口からの噴出二次混合ガスの全部を燃焼させることが
できるので、吐出口から二次混合ガスを噴出する状態と
する。そして、一次混合ガスを空気過剰率が小さい混合
ガスとし、一方、二次混合ガスを空気過剰率の大きい希
薄混合ガスとし、一次混合ガスの火炎の保炎作用により
二次混合ガスとしての希薄混合ガスを安定燃焼させ、そ
の希薄燃焼の低ＮＯｘ化効果により全体燃焼量（一次混
合ガスの燃焼量と二次混合ガスの燃焼量との和）を大き
く稼ぎながらＮＯｘの発生量の低減を図っている。すな
わち、希薄混合ガスは燃料ガス濃度が低いのでその火炎
の温度は低いものとなり、ＮＯｘの発生量は少なくな
る。ところで、従来は、炎口から噴出する一次燃料ガス
の量、及び、吐出口から噴出する二次燃料ガスの量夫々
の制御は、図８に示すように、炎口から噴出する一次燃
料ガスと吐出口から噴出する二次燃料ガスとの和（以
下、全体燃料ガス量という）が設定値（図中、ｃ点）よ
り増大するに伴って、一次燃料ガス量及び二次燃料ガス
量ともに漸増させるようにするか、あるいは、図９に示
すように、全体燃料ガス量が設定値（図中、ｂ点）より
増大するに伴って、一次燃料ガス量は所定の一定量に維
持させ、かつ、二次燃料ガス量を漸増させるようにして
いた。尚、図８及び９中、ｂ点は、燃焼させるべき燃料
ガス量の増加に伴い炎口からの噴出一次混合ガスの火炎
が大きくなって、吐出口から二次混合ガスを噴出しても
二次混合ガスの全部を燃焼させることができる状態に達
する時点である。図８について説明を加えると、燃焼さ
せるべき燃料ガス量がｂ点より所定量多いｃ点になるま
では、一次燃料ガスだけを噴出する状態とし、そして、
全体燃料ガス量がｃ点以上になると、一次燃料ガス及び
二次燃料ガスを共に噴出する状態で、全体燃料ガス量が
ｃ点より増大するに伴って、一次燃料ガス量をｂ点以上
の状態から漸増させ、かつ、二次燃料ガス量を漸増させ
るようにしていた。又、図９について説明を加えると、
燃焼させるべき燃料ガス量がｂ点になるまでは、一次燃
料ガスだけを噴出する状態とし、そして、全体燃料ガス
量がｂ点以上になると、一次燃料ガス及び二次燃料ガス
を共に噴出する状態で、全体燃料ガス量がｂ点より増大
するに伴って、一次燃料ガス量をｂ点以上の所定の一定
量に維持させ、かつ、二次燃料ガス量を漸増させるよう
にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す従来のガスバーナでは、全体燃料ガス量が設定値
（図中、ｃ点）より増大するに伴って、一次燃料ガスを
ｂ点以上の状態から漸増させるようにしているので、全
体燃料ガス量に対する一次燃料ガス量の比率が大きく、
従って、全体燃焼量に対する一次混合ガスの燃焼量の比
率が大きいため、二次混合ガスの燃焼量を、全体燃焼量
の増加に伴うＮＯｘの発生量の増加分を希薄燃焼の低Ｎ
Ｏｘ化効果により充分に抑制するに充分な燃焼量とする
ことができないものとなり、ＮＯｘの発生量が多いとい
う問題があった。又、図９に示す従来のガスバーナで
は、全体燃料ガス量が設定値（図中、ｂ点以上）以上で
は、一次燃料ガス量をｂ点以上の所定の一定量に維持さ
せるようにしているので、図８に示すガスバーナに比し
て、ＮＯｘの発生量を少なくできるものの、未だ、全体
燃料ガス量に対する一次燃料ガス量の比率が大きいた
め、ＮＯｘの発生量の低減が充分でないという問題があ
った。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、従前に比してＮＯｘの発生量を低減す
る点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によるガスバーナ
の特徴構成は、前記炎口から噴出される一次燃料ガスの
量と前記吐出口から噴出される二次燃料ガスの量との和
が設定値より増大するに伴って、前記炎口から噴出され
る一次燃料ガスの量を漸減させ、かつ、前記吐出口から
噴出される二次燃料ガスの量を漸増させるガス量調整手
段が設けられている点にある。

【０００５】

【作用】上記特徴構成によれば、燃焼させるべき燃料ガ
ス量が設定値より多くなって、吐出口から二次混合ガス
を噴出する状態においては、全体燃料ガス量が設定値よ
り増大するに伴って、一次燃料ガスの量を漸減させ、か
つ、その漸減分を上乗せする状態で二次燃料ガスの量を
漸増させるので、従来に比して、全体燃料ガス量に対す
る一次燃料ガス量の比率を小さくすることができる。そ
の結果、従来に比して、全体燃焼量に対する一次混合ガ
スの燃焼量の比率を小さくして、その分二次混合ガスの
燃焼量の比率を大きくすることができることとなり、そ
の二次混合ガスの希薄燃焼の低ＮＯｘ効果により、全体
燃焼量の増加に伴うＮＯｘの発生量の増加を充分に抑制
し得る。

【０００６】

【発明の効果】その結果、従前に比して、ＮＯｘの発生
量を低減し得るに至った。

【０００７】

【実施例】次に実施例を図１ないし図６に基づいて説明
する。

【０００８】ガスバーナはバーナ本体Ａと、このバーナ
本体Ａに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置Ｂとから
なる。

【０００９】図１及び図２に基づいて、バーナ本体Ａに
ついて説明する。バーナケーシング１の左右中心に中心
縦壁２を立設して、ケーシング１内に左右二つのバーナ
空間を形成し、左右バーナ空間に同一形状同一構成のバ
ーナ部を形成する。

【００１０】次に、左右一方のバーナ部について説明す
る。バーナケーシング１及び中心縦壁２との間におい
て、前記バーナ部の上端より、左右一対の燃焼面形成用
壁体３，４を、下端側程近接する状態に配設してバーナ
空間を三分割し、左右燃焼面形成用壁体３，４で囲まれ
る空間を燃焼空間１０に形成し、左右燃焼面形成用壁体
３，４夫々の裏面側を流路１１，１１に形成してある。
左右燃焼面形成用壁体３，４の下端を一定の間隔を持っ
て平行に配置するとともに、左右燃焼面形成用壁体３，
４の下端傾斜面と平行に、かつ、下端傾斜面の内方側
に，長辺方向視の断面形状が略Ｖ字型の炎口形成材５を
設けてある。この炎口形成材５は、そのＶ字型の両辺部
夫々に長辺方向で長尺の凹部５ａと短尺の凸部５ｂとを
交互に形成してあり、左右燃焼面形成用壁体３，４の下
端傾斜面夫々に凸部５ｂ，５ｂ夫々を接触させる状態で
配置して、炎口形成材５の凹部５ａ，５ａ夫々と前記左
右の下端傾斜面とで夫々左右一対の平面視で長方形の炎
口６，６を形成する状態で、炎口６の複数個を、バーナ
ケーシング１の長辺方向に沿って夫々の長辺を沿わせた
状態で、かつ、バーナケーシング１の長辺方向に互いに
間隔を隔てて列状に左右２列設けてある。

【００１１】左右燃焼面形成用壁体３，４の両下端より
更に、左右の仕切壁７，７を立下げるとともに、この左
右仕切壁７，７の下端同士を底壁８で一体的に連結し
て、炎口６，６を介して燃焼空間１０に連通する一次混
合ガス導入空間２３を形成する。この一次混合ガス導入
空間２３にバーナケーシング１の長辺方向に沿って、先
端に噴出口９ａが形成され、かつ、他端が開口に形成さ
れた一次混合ガス噴出用ヘッダー管９を取付けて、この
開口端に同一軸心状態で一次燃料ガス噴出用のノズル１
３を臨ませてある。従って、ノズル１３より噴出された
一次燃料ガスは一次混合ガス噴出用ヘッダー管９に入る
過程で、ノズル１３とヘッダー管９の開口端で作るエゼ
クター効果によって燃焼用一次空気を吸入して、ブンゼ
ン燃焼を行う一次混合ガスとなり、この一次混合ガスを
噴出口９ａから一次混合ガス導入空間２３内に噴出し、
一次混合ガス導入空間２３内を流動する一次混合ガス
が、炎口６，６夫々から燃焼面形成用壁体３，４に沿う
状態で上方に向けて噴出するように構成してある。尚、
この一次混合ガスの空気過剰率は１以下である。

【００１２】バーナケーシング１の底面を長方形の開口
Ｋに形成し、バーナケーシング１における一次混合ガス
導入空間２３を除いた他の空間２４を前記開口Ｋからフ
ァン（図示しない）により燃焼用二次空気を供給する二
次空気導入空間とし、かつ、その二次空気導入空間２４
に導入した燃焼用二次空気を、左右燃焼面形成用壁体
３，４夫々の裏面側の両流路１１，１１に送り込むべ
く、二次空気導入空間２４と流路１１，１１夫々とを連
通させてある。尚、図中、２２は多数の連通孔を平行に
形成したハニカム状の整流体である。

【００１３】左右燃焼面形成用壁体３，４夫々には、炎
口６夫々の燃焼面形成用壁体側の縁部の両端対応箇所夫
々から左右燃焼面形成用壁体３，４夫々の面上で前記一
次混合ガス噴出先方に延ばした仮想線Ｌ夫々に沿って、
線状のスリット状吐出口１２を、吐出口１２夫々の下端
を炎口６に近接させて設け、かつ、それら吐出口１２の
複数個を、バーナケーシング１の長辺方向に沿わすとと
もに、吐出口１２と炎口６とを互いに食い違い状態で千
鳥状になるように配置してある。

【００１４】従って、開口Ｋからファンにより二次空気
導入空間２４に供給されて流路１１，１１夫々を前記一
次混合ガス噴出方向に流動する燃焼用二次空気を、吐出
口１２から、炎口６，６より噴出する一次混合ガスの火
炎に対して噴出する。

【００１５】バーナケーシング１の下半内部空間におけ
る燃焼用二次空気導入空間２４内で、一次混合ガス導入
空間２３の下方側に、ヘッダー管９と平行に２本の二次
燃料ガス供給管１４，１４を配置し、この二次燃料ガス
供給管１４，１４に形成したガス噴出口１４ａから二次
燃料ガスを噴出させることにより、この二次燃料ガスを
ファンからの燃焼用二次空気に混合させ、この燃焼用二
次空気と二次燃料ガスとの二次混合ガスを、吐出口１２
から、炎口６，６より噴出する一次混合ガスの火炎に対
して噴出するようにしてある。尚、ガス噴出口１４ａよ
りの二次燃料ガスの噴出量を調節すると、空気過剰率
１．３以上の希薄混合ガスを形成でき、吐出口１２から
噴出する二次混合ガスを希薄混合ガスとすることができ
る。

【００１６】次に、燃料ガス供給装置Ｂについて説明す
る。図３のブロック図で示すように、燃料ガス供給系路
に、遮断弁１５、第１ガバナ１６、及び、比例弁１７を
介装するとともに、比例弁１７の下手側で二系統に分岐
し、そのうちの第１系路１８を一次燃料ガス噴出用ノズ
ル１３に連結し、他の第２系路１９を二次燃料ガス供給
管１４に連結し、第１系路１８に第２ガバナ２０、及
び、第２系路１８に電磁弁２１を介装して、燃料ガス供
給装置Ｂを構成する。

【００１７】従って、二次燃料ガス用電磁弁２１を閉成
状態として、燃焼用二次空気だけを吐出口１２から噴出
する状態と、電磁弁２１を開成状態として、二次燃料ガ
スと燃焼用二次空気との二次混合ガスとしての希薄混合
ガスを吐出口１２から噴出する状態とに切り換えること
ができる。

【００１８】次に、第２ガバナ２０について説明する。
図４は、この第２ガバナ２０の断面構成図、図５は、一
次側圧力と二次側圧力との関係を示す図である。

【００１９】一次燃料ガスは入口３１からガバナ室３２
に入り、弁３５と弁座３６とにより形成される開口部３
３を通って出口３４に流れる。弁３５はスプリング３７
の付勢力により図４の図面上左方向に付勢されている。
この第２ガバナ２０は、一次側圧力Ｐ１が所定圧力ａよ
り小さい範囲（図５のＰ１＜ａのとき）では、ダイヤフ
ラム３９により支持された受圧板３８にかかる一次側圧
力Ｐ１による荷重がスプリング３７の付勢力より小さく
て、弁３５は動かないで開口部３３の開度を所定開度で
一定に維持するようにし、一次側圧力Ｐ１が所定圧力ａ
より大きい範囲（図５のＰ１＞ａのとき）では、受圧板
３８にかかる荷重がスプリング３７の付勢力より大きく
なって、弁３５は図４の図面上右方向に移動し開口部３
３の開度を絞るようにして、図５に示すように、一次側
圧力Ｐ１が上昇するほど二次側圧力Ｐ２が小さくなるよ
うに、スプリング３７の付勢力、あるいは、弁３５の形
状を設定してある。

【００２０】次に、図６に基づいて、以上のような構成
により、炎口６から噴出する一次燃料ガス量、及び、吐
出口１２から噴出する二次燃料ガス量夫々を制御する一
例を説明する。

【００２１】図６中、ｂ点は、全体燃料ガス量（炎口６
からの噴出一次燃料ガス量と二次燃料ガス供給管１４の
ガス噴出口１４ａ、すなわち、吐出口１２からの噴出二
次燃料ガス量との和）が増加して一次混合ガスの火炎が
大きくなり、吐出口１２の上方側端部に達する時点であ
る。

【００２２】全体燃料ガス量は比例弁１７の開度制御に
より調整する。そして、小インプットのとき、つまり、
全体燃料ガス量が設定値（図中、ｂ点より所定量多いｃ
点）になるまでは、二次燃料ガス用電磁弁２１を閉成状
態として一次燃料ガスだけを噴出する状態とし、吐出口
１２から燃焼用二次空気だけを噴出する。もって、炎口
６から噴出する一次混合ガスと吐出口１２から噴出する
燃焼用二次空気とでバーナを燃焼させる。又、インプッ
トが大きくなって、全体燃料ガス量が設定値（図中、ｃ
点）以上になると、電磁弁２１を開成状態として一次燃
料ガス及び二次燃料ガス共に噴出する状態とし、吐出口
１２から二次燃料ガスと燃焼用二次空気とを混合した二
次混合ガス（希薄混合ガス）を噴出するようにし、しか
も、第２ガバナ２０の作用により、全体燃料ガス量がｃ
点より増大するに伴って、一次燃料ガスの量をｂ点以上
の量からｂ点以下の量に至るまで漸減させ、かつ、その
漸減分を上乗せする状態で、二次燃料ガスの量を漸増さ
せるようにする。もって、炎口６からの噴出一次混合ガ
スの火炎の保炎作用により、吐出口１２から噴出される
二次混合ガスとしての希薄混合ガスを安定燃焼させ、し
かも、大インプットになるほど、全体燃料ガス量に対す
る一次燃料ガス量の比率を小さくして、全体燃焼量に対
する一次混合ガスの燃焼量の比率を少なくし、その分二
次混合ガスによる希薄燃焼の燃焼量を多くするようにし
てある。従って、比例弁１７、第２ガバナ２０、電磁弁
２１とをもって、全体燃料ガス量が設定値より増大する
に伴って、炎口６から噴出される一次燃料ガスの量を漸
減させ、かつ、吐出口１２から噴出される二次燃料ガス
の量を漸増させるガス量調整手段を構成している。

【００２３】尚、一次燃料ガスの量がｂ点以下の量の状
態においては、一次混合ガスの火炎が吐出口１２の上方
側端部にまで達しない状態であるが、この場合、一次燃
料ガス量の漸減分を二次燃料ガス量に上乗せしているこ
と、及び、燃焼用二次空気供給用の前記ファンの風量制
御を大インプットになるほど空気過剰率が小さくなるよ
うにしていることとにより、二次混合ガスの燃料ガス濃
度が高くなっているので、一次混合ガスの火炎が小さく
ても二次混合ガスとしての希薄混合ガスを安定燃焼させ
ることができる。

【００２４】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００２５】 炎口６から噴出する一次燃料ガス量、
及び、吐出口１２から噴出する二次燃料ガス量夫々の制
御構成としては、上記実施例に代えて、２１の電磁弁を
比例弁とし、図７に示すように、全体燃料ガス量が設定
値（図中、ｂ点）になるまでは比例弁２１を閉成状態と
して、一次燃料ガスだけを噴出する状態とし、更に、全
体燃料ガス量がｂ点以上になると比例弁２１の開成作動
を開始して、一次燃料ガス及び二次燃料ガス共に噴出す
る状態として、全体燃料ガス量がｂ点から設定値（図
中、ｃ点）までは、比例弁２１の開度を制御して一次燃
料ガス量をｂ点以上の所定の一定量に維持させ、かつ、
二次燃料ガス量を漸増させるようにし、又、全体燃料ガ
ス量がｃ点以上では、比例弁２１の開度をそのときの開
度で維持した状態で、全体燃料ガス量がｃ点より増大す
るに伴って、第２ガバナ２０の作用により、一次燃料ガ
ス量をｂ点以上の量からｂ点以下の量に至るまで漸減さ
せ、かつ、その漸減分を上乗せする状態で、二次燃料ガ
ス量を漸増させるように制御するようにしても良い。

【００２６】 上記実施例における第２ガバナ２０に
代えて、電磁式比例弁を適用し、全体燃料ガス量が増大
するほど、電磁式比例弁の開度が狭くなるように制御し
て一次燃料ガスの量を漸減させるようにしても良い。

【００２７】 二次混合ガスを噴出するタイミングを
設定するためのセンサとしては、炎口６からの火炎が、
吐出口１２の上方側端部にまで達したことを検出する視
覚センサ、あるいは、温度センサを用いれば良く、又、
比例弁１７の開度情報により、炎口６からの火炎が、吐
出口１２の上方側端部にまで達したこと判定させても良
く、使用状況に応じて適当なセンサを使用できる。

【００２８】 燃焼面形成用壁体３，４の形状は適宜
変更自在であり、鉛直姿勢であっても良いが、例示する
ように緩やかな曲面状にした方が良好である。

【００２９】 バーナ部は、一つでも複数でも良く、
設置個数に制限はない。

【００３０】 炎口６の形状は適宜適宜変更自在であ
り、半円状にしても良い。

【００３１】 ハニカム状の整流体２２に代えて、パ
ンチングメタルにて整流体２２を構成しても良い。

【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスバーナの縦断正面図

【図２】ガスバーナの一部切り欠き側面図

【図３】ガスバーナの燃料ガス供給装置を示す構成図

【図４】ガスバーナの漸減手段の断面構成図

【図５】ガスバーナの漸減手段の特性を示す図

【図６】ガスバーナの燃料ガス量の制御例を示す図

【図７】別実施例の燃料ガス量の制御例を示す図

【図８】従来のガスバーナにおける燃料ガス量の制御例
を示す図

【図９】従来のガスバーナにおける燃料ガス量の制御例
を示す図

【符号の説明】

６ 炎口 １２ 吐出口 １７，２０，２１ ガス量調整手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次燃料ガスと燃焼用一次空気との一次
   混合ガスを噴出する炎口（６）が設けられ、その炎口
   （６）より噴出する一次混合ガスの火炎に対して、燃焼
   させるべき燃料ガス量が設定値より少ないときは燃焼用
   二次空気を噴出し、かつ、設定値より多いときは燃焼用
   二次空気と二次燃料ガスとの二次混合ガスを噴出する吐
   出口（１２）が設けられたガスバーナであって、 前記炎口（６）から噴出される一次燃料ガスの量と前記
   吐出口（１２）から噴出される二次燃料ガスの量との和
   が設定値より増大するに伴って、前記炎口（６）から噴
   出される一次燃料ガスの量を漸減させ、かつ、前記吐出
   口（１２）から噴出される二次燃料ガスの量を漸増させ
   るガス量調整手段（１７），（２０），（２１）が設け
   られているガスバーナ。