JPH0534004A - 窒素酸化物低発生給湯器 - Google Patents
窒素酸化物低発生給湯器Info
- Publication number
- JPH0534004A JPH0534004A JP3209943A JP20994391A JPH0534004A JP H0534004 A JPH0534004 A JP H0534004A JP 3209943 A JP3209943 A JP 3209943A JP 20994391 A JP20994391 A JP 20994391A JP H0534004 A JPH0534004 A JP H0534004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- water pipe
- flame
- reducing
- burner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 給湯器に於いて窒素酸化物の発生を低減させ
ることを目的とする。 【構成】 バーナ炎口の下流側に形成される層流火炎中
の最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される
適正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼
熱を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域
の火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を
低減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減
用水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と分岐か
つ合流するように接続しているので、前記吸収熱は有効
に利用される。
ることを目的とする。 【構成】 バーナ炎口の下流側に形成される層流火炎中
の最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される
適正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼
熱を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域
の火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を
低減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減
用水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と分岐か
つ合流するように接続しているので、前記吸収熱は有効
に利用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生給湯器
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】給湯器の多くは、一次空気比０．１〜
０．７の空気比で部分予混合燃焼し、二次空気を周囲か
ら取り入れながら燃焼させる、いわゆるブンゼン燃焼方
式を採用しいる。かかる燃焼方式の窒素酸化物（以下Ｎ
ＯXという）発生量は、Ｏ2濃度０％換算（以下同様とす
る）で約１００〜１５０ｐｐｍである。かかるＮＯXの
低減方法として、完全予混合燃焼方法、放射棒による火
炎冷却方法及び排気ガス再循環方法がある。
０．７の空気比で部分予混合燃焼し、二次空気を周囲か
ら取り入れながら燃焼させる、いわゆるブンゼン燃焼方
式を採用しいる。かかる燃焼方式の窒素酸化物（以下Ｎ
ＯXという）発生量は、Ｏ2濃度０％換算（以下同様とす
る）で約１００〜１５０ｐｐｍである。かかるＮＯXの
低減方法として、完全予混合燃焼方法、放射棒による火
炎冷却方法及び排気ガス再循環方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した完全予混合燃
焼方法は、空気比を高くし、火炎温度を下げることによ
り、ＮＯX値を６０ｐｐｍ以下にできるが、空気比を正
確に制御する必要がある等の難点があると同時に、振動
燃焼や、逆火がみられ、その防止対策が必要となり、大
巾なコストアップの要因となる。また、前記した放射棒
による火炎冷却方法は火炎中に放射棒を挿入し、放射棒
を赤熱させ、放射熱として放熱させることにより、火炎
温度の低下を図り、ＮＯXの発生量を低減させるもので
ある。放射棒が赤熱することにより、ＣＯの発生は防止
されている。そのため、放射棒には、セラミックスや耐
熱鋼を用いる必要があり、コストや耐久性に問題がある
と同時に、放熱による火炎温度の低下には限界があり、
ＮＯXの低減化にも限界がある上、ＮＯXの低減率は３０
％程度しかならない。更に、前記した排気ガス再循環方
法に関しては、一般に、排気の再循環率を１０％とする
と、排出ＮＯX値は半減することが知られているが、現
存の給湯器ブンゼンバーナの性能では火炎がリフトする
などの問題が生じるため、１０％までは、再循環させる
ことができず、ＮＯX値は現状９０ｐｐｍ程度にしか低
下していない。加えて、排気再循環用のパイプ及びファ
ンやバーナユニット各部に排気ガスによる腐食対策が必
要となり、コストアップの要因となっている。以上のこ
とから、給湯器の構造を複雑化せず、コストアップを極
力抑え、しかも大巾にＮＯXの低減ができ、その上、一
酸化炭素（以下ＣＯという）の発生をも抑制することが
できる給湯器の出現が強く要望されている。
焼方法は、空気比を高くし、火炎温度を下げることによ
り、ＮＯX値を６０ｐｐｍ以下にできるが、空気比を正
確に制御する必要がある等の難点があると同時に、振動
燃焼や、逆火がみられ、その防止対策が必要となり、大
巾なコストアップの要因となる。また、前記した放射棒
による火炎冷却方法は火炎中に放射棒を挿入し、放射棒
を赤熱させ、放射熱として放熱させることにより、火炎
温度の低下を図り、ＮＯXの発生量を低減させるもので
ある。放射棒が赤熱することにより、ＣＯの発生は防止
されている。そのため、放射棒には、セラミックスや耐
熱鋼を用いる必要があり、コストや耐久性に問題がある
と同時に、放熱による火炎温度の低下には限界があり、
ＮＯXの低減化にも限界がある上、ＮＯXの低減率は３０
％程度しかならない。更に、前記した排気ガス再循環方
法に関しては、一般に、排気の再循環率を１０％とする
と、排出ＮＯX値は半減することが知られているが、現
存の給湯器ブンゼンバーナの性能では火炎がリフトする
などの問題が生じるため、１０％までは、再循環させる
ことができず、ＮＯX値は現状９０ｐｐｍ程度にしか低
下していない。加えて、排気再循環用のパイプ及びファ
ンやバーナユニット各部に排気ガスによる腐食対策が必
要となり、コストアップの要因となっている。以上のこ
とから、給湯器の構造を複雑化せず、コストアップを極
力抑え、しかも大巾にＮＯXの低減ができ、その上、一
酸化炭素（以下ＣＯという）の発生をも抑制することが
できる給湯器の出現が強く要望されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
手段として、本発明は、炎口を連続的に配列した炎口面
上で、部分予混合の層流火炎を形成するブンゼンバーナ
を有する給湯器に於いて、前記ブンゼンバーナ下流側
に、ＮＯX低減用水管を設置し、該ＮＯX低減用水管に
は、水又は温水を、前記給湯器内の給水系水管又は温水
系水管から分岐又は迂回による冷却用流通手段を介して
流通する構成とし、前記ＮＯX低減用水管にて吸熱して
得られた温水は、冷却用流通手段を介して、前記給湯器
内の給水系水管又は温水系水管に戻すように構成したも
のである。ＮＯX低減用水管への冷却用流通手段の構成
は、実施例に於いて、示している通り、種々の構成のも
のが考えられ、その構成と選択は、自由である。また、
本発明は、ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口下流側に形
成される層流火炎中の最高火炎温度領域と、バーナ炎口
との間に形成される下記式で示す適正領域内に設置し、
前記ＮＯX低減用水管の吸熱により前記層流火炎中から
熱を奪い、前記ＮＯX低減用水管の下流側の前記最高火
炎温度領域の火炎温度を低下させることにより、ＮＯX
の発生量を低減させる構成である。 記 Ｏ＜Ｈ≦５Ｗ Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面との距離 Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合は、それを含
む） また、本発明は、ＮＯX低減用水管径を下記式で示す大
きさとすることによって、窒素酸化物の発生量を低減
し、同時に一酸化炭素の発生を抑制する構成である、 記 ｄ≦Ｗ ｄ…ＮＯX低減用水管径 また、本発明は、ブンゼンバーナ一本につきＮＯX低減
用水管一本を前記バーナ炎口面の真上に一本設置した構
成である。更に、本発明は、ブンゼンバーナ一本につ
き、ＮＯX低減用水管の一対を前記バーナ炎口面の真上
に下記式で示す間隙部を設けて、左右に並列させて設置
した構成である。 記 Ｏ＜Ｓ＜Ｗ Ｓ…ＮＯX低減用水管一対の間隙の距離
手段として、本発明は、炎口を連続的に配列した炎口面
上で、部分予混合の層流火炎を形成するブンゼンバーナ
を有する給湯器に於いて、前記ブンゼンバーナ下流側
に、ＮＯX低減用水管を設置し、該ＮＯX低減用水管に
は、水又は温水を、前記給湯器内の給水系水管又は温水
系水管から分岐又は迂回による冷却用流通手段を介して
流通する構成とし、前記ＮＯX低減用水管にて吸熱して
得られた温水は、冷却用流通手段を介して、前記給湯器
内の給水系水管又は温水系水管に戻すように構成したも
のである。ＮＯX低減用水管への冷却用流通手段の構成
は、実施例に於いて、示している通り、種々の構成のも
のが考えられ、その構成と選択は、自由である。また、
本発明は、ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口下流側に形
成される層流火炎中の最高火炎温度領域と、バーナ炎口
との間に形成される下記式で示す適正領域内に設置し、
前記ＮＯX低減用水管の吸熱により前記層流火炎中から
熱を奪い、前記ＮＯX低減用水管の下流側の前記最高火
炎温度領域の火炎温度を低下させることにより、ＮＯX
の発生量を低減させる構成である。 記 Ｏ＜Ｈ≦５Ｗ Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面との距離 Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合は、それを含
む） また、本発明は、ＮＯX低減用水管径を下記式で示す大
きさとすることによって、窒素酸化物の発生量を低減
し、同時に一酸化炭素の発生を抑制する構成である、 記 ｄ≦Ｗ ｄ…ＮＯX低減用水管径 また、本発明は、ブンゼンバーナ一本につきＮＯX低減
用水管一本を前記バーナ炎口面の真上に一本設置した構
成である。更に、本発明は、ブンゼンバーナ一本につ
き、ＮＯX低減用水管の一対を前記バーナ炎口面の真上
に下記式で示す間隙部を設けて、左右に並列させて設置
した構成である。 記 Ｏ＜Ｓ＜Ｗ Ｓ…ＮＯX低減用水管一対の間隙の距離
【０００５】
【作用】バーナ炎口の下流側に形成される層流火炎中の
最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される適
正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼熱
を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域の
火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を低
減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減用
水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と冷却用流
通手段を介して分岐かつ合流するように接続しているの
で、前記吸収熱は有効に利用される。
最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される適
正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼熱
を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域の
火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を低
減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減用
水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と冷却用流
通手段を介して分岐かつ合流するように接続しているの
で、前記吸収熱は有効に利用される。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明給湯器の一例を示す概念的説
明図、図２、図３、図４、図５及び図６は、分岐又は迂
回による冷却用流通手段１２の実施例図、図７、図８、
図９及び図１０は、バーナ炎口５が袖火形成部６を備え
ている場合の実施例図である。図１１は、袖火形成部６
を備えている場合でＮＯX低減用水管７を一本設置した
場合のＮＯX排出特性図、図１２は、袖火形成部６を備
えている場合で、ＮＯX低減用水管７を一対設置した場
合のＮＯX排出特性図である。図１３、図１４、図１５
及び図１６は、袖火形成部６がない場合の実施例図を示
すものであり、図１７は、その場合に於いて、ＮＯX低
減用水管７を一本設置した場合のＮＯX排出特性図、図
１８は同様に袖火形成部６がない場合でＮＯx低減用水
管７を一対設置した場合のＮＯX排出特性図である。
明図、図２、図３、図４、図５及び図６は、分岐又は迂
回による冷却用流通手段１２の実施例図、図７、図８、
図９及び図１０は、バーナ炎口５が袖火形成部６を備え
ている場合の実施例図である。図１１は、袖火形成部６
を備えている場合でＮＯX低減用水管７を一本設置した
場合のＮＯX排出特性図、図１２は、袖火形成部６を備
えている場合で、ＮＯX低減用水管７を一対設置した場
合のＮＯX排出特性図である。図１３、図１４、図１５
及び図１６は、袖火形成部６がない場合の実施例図を示
すものであり、図１７は、その場合に於いて、ＮＯX低
減用水管７を一本設置した場合のＮＯX排出特性図、図
１８は同様に袖火形成部６がない場合でＮＯx低減用水
管７を一対設置した場合のＮＯX排出特性図である。
【０００７】図に於いて、符号１は給湯器を示し、２は
給水系水管、３は温水系水管を夫々を示す。４はバーナ
であり、このバーナ４は、前記した通り、袖火形成部６
を有するものと、それを有しないものとがある。符号７
はＮＯX低減用水管であり、このＮＯX低減用水管７は、
前記給水系水管２又は温水系水管３から冷却用流通手段
１２を介して構成し、そして、吸熱後の温水が給水系又
は温水系水管２，３に戻るように配管して構成する。前
記冷却用流通手段１２は、図２に示す通り、給水系水管
２から水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、給湯
系水管３へと導出するようにした構成、又は、図３に示
すように、給水系水管２から水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給水系水管２へと導出するように
した構成、又は、図４に示すように、給水系水管２から
水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給水系
水管２へと導出するようにした構成、又は、図５に示す
ように、給湯系水管３から温水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給湯系水管３へと導出するように
した構成、又は、図６に示すように、給湯系水管３から
温水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給湯
系水管３へと導出するようにした構成等々があり、図は
例示であって、その構成と選択は、自由である。かかる
冷却用流通手段１２と共に構成されるＮＯX低減用水管
７を、バーナ炎口５の面の真上にバーナ４と平行に設置
する。その設置位置は適正領域内とし、その適正領域は
「０＜Ｈ≦５Ｗ」とする。また、その適正領域内に設置
すると同時に、ＮＯX低減用水管７の管径を、「ｄ≦
Ｗ」とすることにより、ＮＯXの発生量を低減すると共
にＣＯの発生量も抑制することができる。かかる場合、
Ｈ，Ｗ，ｄは、「Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面
の距離、Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合、それ
を含む）、ｄ…ＮＯX低減用水管径」である。更に、前
期ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口５の真上に、バーナ
と平行に一本設置する場合と、間隙部Ｓを設けて一対設
置する場合とがあり、Ｓは「０＜Ｓ＜Ｗ」とする。
給水系水管、３は温水系水管を夫々を示す。４はバーナ
であり、このバーナ４は、前記した通り、袖火形成部６
を有するものと、それを有しないものとがある。符号７
はＮＯX低減用水管であり、このＮＯX低減用水管７は、
前記給水系水管２又は温水系水管３から冷却用流通手段
１２を介して構成し、そして、吸熱後の温水が給水系又
は温水系水管２，３に戻るように配管して構成する。前
記冷却用流通手段１２は、図２に示す通り、給水系水管
２から水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、給湯
系水管３へと導出するようにした構成、又は、図３に示
すように、給水系水管２から水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給水系水管２へと導出するように
した構成、又は、図４に示すように、給水系水管２から
水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給水系
水管２へと導出するようにした構成、又は、図５に示す
ように、給湯系水管３から温水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給湯系水管３へと導出するように
した構成、又は、図６に示すように、給湯系水管３から
温水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給湯
系水管３へと導出するようにした構成等々があり、図は
例示であって、その構成と選択は、自由である。かかる
冷却用流通手段１２と共に構成されるＮＯX低減用水管
７を、バーナ炎口５の面の真上にバーナ４と平行に設置
する。その設置位置は適正領域内とし、その適正領域は
「０＜Ｈ≦５Ｗ」とする。また、その適正領域内に設置
すると同時に、ＮＯX低減用水管７の管径を、「ｄ≦
Ｗ」とすることにより、ＮＯXの発生量を低減すると共
にＣＯの発生量も抑制することができる。かかる場合、
Ｈ，Ｗ，ｄは、「Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面
の距離、Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合、それ
を含む）、ｄ…ＮＯX低減用水管径」である。更に、前
期ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口５の真上に、バーナ
と平行に一本設置する場合と、間隙部Ｓを設けて一対設
置する場合とがあり、Ｓは「０＜Ｓ＜Ｗ」とする。
【０００８】いま、水が給湯器１に導入されると、例え
ば、第２図で示す場合は、給水系水管２から、水の一部
がＮＯX低減用水管に入り、吸熱して給湯系水管３を通
り給湯される。かかる際、バーナ４には、０．１〜０．
７の空気比で予混合気が導入されており、バーナ炎口５
に於いて火炎８を発生する。かかる火炎８は、前記した
ＮＯX低減用水管７を通過する水により吸熱されて、Ｎ
ＯX低減用水管７の下流側に発生する最高火炎温度領域
９の温度を効果的に低下させる。かかる場合、ＮＯX低
減用水管７は前記した適正領域「０＜Ｈ≦５Ｗ」に設置
する。かかる場合、「Ｈ」が０より小さいと、リフトの
問題が生じたり、その個所では燃焼による発熱量がまだ
小さいため、必然的に吸熱量も小さくなり、その結果、
ＮＯX低減用水管７の下流側の火炎温度があまり低下せ
ず、ＮＯXの低減効果は小さい。また、「Ｈ」を「５
Ｗ」以上にすると吸熱量が増大するが、ＮＯX低減用水
管７に達するまでの燃焼ガスの温度が上昇してしまっ
て、上流側でのＮＯXの発生量が既に増大してしまって
いるため、ＮＯX値を大巾に下げることができない。更
に、前記適正領域にＮＯX低減用水管７を設置すると同
時に、その水管径（ｄ）を炎口面の幅（Ｗ）以下とする
ことにより、ＮＯX低減用水管７の下流側の燃焼の継続
を円滑にして、ＣＯの発生を、ＮＯX発生と共に抑制す
ることができる。その上、燃焼音の大きさも、ＮＯX低
減用水管７を設置しない場合とほとんど変化なく静かな
燃焼を達成することができる。加えて、ＮＯX低減用水
管７の一対を、即ち、バーナ一本につきバーナ炎口５の
真上に間隙部Ｓを設けて左右並列させて２本設置して
も、良好な層流炎がえられ且つＮＯX低減用水管７によ
る層流炎からの吸熱量が増大して、前記した低温燃焼を
より効果的に実行することができる。以上に際して、Ｎ
ＯX低減用水管７に於いて、ＮＯX低減用に用い、熱吸収
して得られた温水は給湯系水管３等に戻され給湯利用さ
れるので、熱効率は低下することが全くない。図１ない
し図１０に於いて、符号１０は、パイロットオリフィス
であり、１１は、熱交換器である。
ば、第２図で示す場合は、給水系水管２から、水の一部
がＮＯX低減用水管に入り、吸熱して給湯系水管３を通
り給湯される。かかる際、バーナ４には、０．１〜０．
７の空気比で予混合気が導入されており、バーナ炎口５
に於いて火炎８を発生する。かかる火炎８は、前記した
ＮＯX低減用水管７を通過する水により吸熱されて、Ｎ
ＯX低減用水管７の下流側に発生する最高火炎温度領域
９の温度を効果的に低下させる。かかる場合、ＮＯX低
減用水管７は前記した適正領域「０＜Ｈ≦５Ｗ」に設置
する。かかる場合、「Ｈ」が０より小さいと、リフトの
問題が生じたり、その個所では燃焼による発熱量がまだ
小さいため、必然的に吸熱量も小さくなり、その結果、
ＮＯX低減用水管７の下流側の火炎温度があまり低下せ
ず、ＮＯXの低減効果は小さい。また、「Ｈ」を「５
Ｗ」以上にすると吸熱量が増大するが、ＮＯX低減用水
管７に達するまでの燃焼ガスの温度が上昇してしまっ
て、上流側でのＮＯXの発生量が既に増大してしまって
いるため、ＮＯX値を大巾に下げることができない。更
に、前記適正領域にＮＯX低減用水管７を設置すると同
時に、その水管径（ｄ）を炎口面の幅（Ｗ）以下とする
ことにより、ＮＯX低減用水管７の下流側の燃焼の継続
を円滑にして、ＣＯの発生を、ＮＯX発生と共に抑制す
ることができる。その上、燃焼音の大きさも、ＮＯX低
減用水管７を設置しない場合とほとんど変化なく静かな
燃焼を達成することができる。加えて、ＮＯX低減用水
管７の一対を、即ち、バーナ一本につきバーナ炎口５の
真上に間隙部Ｓを設けて左右並列させて２本設置して
も、良好な層流炎がえられ且つＮＯX低減用水管７によ
る層流炎からの吸熱量が増大して、前記した低温燃焼を
より効果的に実行することができる。以上に際して、Ｎ
ＯX低減用水管７に於いて、ＮＯX低減用に用い、熱吸収
して得られた温水は給湯系水管３等に戻され給湯利用さ
れるので、熱効率は低下することが全くない。図１ない
し図１０に於いて、符号１０は、パイロットオリフィス
であり、１１は、熱交換器である。
【０００９】図１１は、袖火発生部６を備えたバーナ４
に、一本のＮＯX低減用水管７を設置した例であり、図
７から「Ｈ＝０．３Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、従来
型給湯器と比較してＮＯXの発生量が大巾に低減してい
ることが理解できる。この場合「ｄ＝Ｗ」の値で行なう
と、ＣＯの発生量も前記した理由で抑制されており、全
く問題はないが、「ｄ＞Ｗ」の値で行なうと火炎がリフ
トしてしまい、本発明の目的を達成することができな
い。
に、一本のＮＯX低減用水管７を設置した例であり、図
７から「Ｈ＝０．３Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、従来
型給湯器と比較してＮＯXの発生量が大巾に低減してい
ることが理解できる。この場合「ｄ＝Ｗ」の値で行なう
と、ＣＯの発生量も前記した理由で抑制されており、全
く問題はないが、「ｄ＞Ｗ」の値で行なうと火炎がリフ
トしてしまい、本発明の目的を達成することができな
い。
【００１０】図１２は、前記と同様に、袖火形成部６を
備えたバーナ４に、一対のＮＯX低減用水管７を間隙部
Ｓを設けて左右に設置した例であり、図１２からＨ＝０
では火炎がリフトが生じてしまうが、「Ｈ＝０．５Ｗか
らＨ＝５Ｗ」の範囲内では、従来例と比較してＮＯXの
発生量が大巾に低減されていることが理解できる。この
場合、「ｄ＝1/2Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生も、
前記した理由で抑制されており、全く問題ないが、「ｄ
＞Ｗ」の値で行なうと火炎のリフト現象が生じてしま
い、目的が達成できない。
備えたバーナ４に、一対のＮＯX低減用水管７を間隙部
Ｓを設けて左右に設置した例であり、図１２からＨ＝０
では火炎がリフトが生じてしまうが、「Ｈ＝０．５Ｗか
らＨ＝５Ｗ」の範囲内では、従来例と比較してＮＯXの
発生量が大巾に低減されていることが理解できる。この
場合、「ｄ＝1/2Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生も、
前記した理由で抑制されており、全く問題ないが、「ｄ
＞Ｗ」の値で行なうと火炎のリフト現象が生じてしま
い、目的が達成できない。
【００１１】図１３、図１４、図１５及び図１６は、バ
ーナ４が袖火形成部６を備えていない場合の実施例であ
り、そのうち、図１３及び図１４は、ＮＯX低減用水管
７が一本の例であり、図１５及び図１６は、ＮＯX低減
用水管７を一対設置した例である。図１７及び図１８か
ら「Ｈ＝０．５Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、ＮＯXの
発生量が大巾に低減していることが理解できる。この場
合、一本の場合は「ｄ＝Ｗ」、２本の場合は「ｄ＝1/2
Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生量は前記した理由で全
く問題ないがｄ＞Ｗの値で行なうと、リフト現象が生じ
てしまい、本発の目的を達成することができない。
ーナ４が袖火形成部６を備えていない場合の実施例であ
り、そのうち、図１３及び図１４は、ＮＯX低減用水管
７が一本の例であり、図１５及び図１６は、ＮＯX低減
用水管７を一対設置した例である。図１７及び図１８か
ら「Ｈ＝０．５Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、ＮＯXの
発生量が大巾に低減していることが理解できる。この場
合、一本の場合は「ｄ＝Ｗ」、２本の場合は「ｄ＝1/2
Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生量は前記した理由で全
く問題ないがｄ＞Ｗの値で行なうと、リフト現象が生じ
てしまい、本発の目的を達成することができない。
【００１２】
【発明の効果】本発明は以上の通り、適正領域にＮＯX
低減用水管を設置するだけで、そしてバーナは従来のバ
ーナをそのまま使用して、給湯器に於けるＮＯX発生量
を大巾に低減すると同時にＣＯの発生を充分に抑制する
ことができる。また、ＮＯX低減用水管は吸熱水管であ
るので焼損がなく、水管の寿命を大巾に長くすることが
できる等の効果がある。
低減用水管を設置するだけで、そしてバーナは従来のバ
ーナをそのまま使用して、給湯器に於けるＮＯX発生量
を大巾に低減すると同時にＣＯの発生を充分に抑制する
ことができる。また、ＮＯX低減用水管は吸熱水管であ
るので焼損がなく、水管の寿命を大巾に長くすることが
できる等の効果がある。
【図１】本発明給湯器の一例を示す概念的説明図
【図２】冷却用流通手段の実施例図
【図３】冷却用流通手段の実施例図
【図４】冷却用流通手段の実施例図
【図５】冷却用流通手段の実施例図
【図６】冷却用流通手段の実施例図
【図７】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
の位置関係を表わす斜視的説明図
の位置関係を表わす斜視的説明図
【図８】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
との位置関係を表わす要部の説明図
との位置関係を表わす要部の説明図
【図９】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
【図１０】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水
管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
【図１１】袖火形成部を備えている場合でＮＯX低減用
水管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
水管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１２】袖火形成部を備えている場合で、ＮＯX低減
用水管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
用水管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１３】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす斜視的説明図
水管との位置関係を表わす斜視的説明図
【図１４】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす要部の説明図
水管との位置関係を表わす要部の説明図
【図１５】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
水管との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
【図１６】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
水管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
【図１７】袖火形成部を備えない場合でＮＯX低減用水
管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１８】袖火形成部を備えない場合でＮＯX低減用水
管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
１ 給湯器
２ 給水系水管
３ 温水系水管
４ バーナ
５ バーナ炎口
６ 袖火形成部
７ ＮＯX低減用水管
８ 火炎
９ 最高火炎温度領域
１０ パイロットオリフィス
１１ 熱交換部
１２ 冷却用流通手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１０月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 窒素酸化物低発生給湯器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生給湯器
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】給湯器の多くは、一次空気比０．１〜
０．７の空気比で部分予混合燃焼し、二次空気を周囲か
ら取り入れながら燃焼させる、いわゆるブンゼン燃焼方
式を採用しいる。かかる燃焼方式の窒素酸化物（以下Ｎ
ＯXという）発生量は、Ｏ2濃度０％換算（以下同様とす
る）で約１００〜１５０ｐｐｍである。かかるＮＯXの
低減方法として、完全予混合燃焼方法、放射棒による火
炎冷却方法及び排気ガス再循環方法がある。
０．７の空気比で部分予混合燃焼し、二次空気を周囲か
ら取り入れながら燃焼させる、いわゆるブンゼン燃焼方
式を採用しいる。かかる燃焼方式の窒素酸化物（以下Ｎ
ＯXという）発生量は、Ｏ2濃度０％換算（以下同様とす
る）で約１００〜１５０ｐｐｍである。かかるＮＯXの
低減方法として、完全予混合燃焼方法、放射棒による火
炎冷却方法及び排気ガス再循環方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した完全予混合燃
焼方法は、空気比を高くし、火炎温度を下げることによ
り、ＮＯX値を６０ｐｐｍ以下にできるが、空気比を正
確に制御する必要がある等の難点があると同時に、振動
燃焼や、逆火がみられ、その防止対策が必要となり、大
巾なコストアップの要因となる。また、前記した放射棒
による火炎冷却方法は火炎中に放射棒を挿入し、放射棒
を赤熱させ、放射熱として放熱させることにより、火炎
温度の低下を図り、ＮＯXの発生量を低減させるもので
ある。放射棒が赤熱することにより、ＣＯの発生は防止
されている。そのため、放射棒には、セラミックスや耐
熱鋼を用いる必要があり、コストや耐久性に問題がある
と同時に、放熱による火炎温度の低下には限界があり、
ＮＯXの低減化にも限界がある上、ＮＯXの低減率は３０
％程度しかならない。更に、前記した排気ガス再循環方
法に関しては、一般に、排気の再循環率を１０〜１５％
とすると、排出ＮＯX値は半減することが知られている
が、現存の給湯器ブンゼンバーナの性能では火炎がリフ
トするなどの問題が生じるため、１０〜１５％までは、
再循環させることができず、ＮＯX値は現状９０ｐｐｍ
程度にしか低下していない。加えて、排気再循環用のパ
イプ及びファンやバーナユニット各部に排気ガスによる
腐食対策が必要となり、コストアップの要因となってい
る。以上のことから、給湯器の構造を複雑化せず、コス
トアップを極力抑え、しかも大巾にＮＯXの低減がで
き、その上、一酸化炭素（以下ＣＯという）の発生をも
抑制することができる給湯器の出現が強く要望されてい
る。
焼方法は、空気比を高くし、火炎温度を下げることによ
り、ＮＯX値を６０ｐｐｍ以下にできるが、空気比を正
確に制御する必要がある等の難点があると同時に、振動
燃焼や、逆火がみられ、その防止対策が必要となり、大
巾なコストアップの要因となる。また、前記した放射棒
による火炎冷却方法は火炎中に放射棒を挿入し、放射棒
を赤熱させ、放射熱として放熱させることにより、火炎
温度の低下を図り、ＮＯXの発生量を低減させるもので
ある。放射棒が赤熱することにより、ＣＯの発生は防止
されている。そのため、放射棒には、セラミックスや耐
熱鋼を用いる必要があり、コストや耐久性に問題がある
と同時に、放熱による火炎温度の低下には限界があり、
ＮＯXの低減化にも限界がある上、ＮＯXの低減率は３０
％程度しかならない。更に、前記した排気ガス再循環方
法に関しては、一般に、排気の再循環率を１０〜１５％
とすると、排出ＮＯX値は半減することが知られている
が、現存の給湯器ブンゼンバーナの性能では火炎がリフ
トするなどの問題が生じるため、１０〜１５％までは、
再循環させることができず、ＮＯX値は現状９０ｐｐｍ
程度にしか低下していない。加えて、排気再循環用のパ
イプ及びファンやバーナユニット各部に排気ガスによる
腐食対策が必要となり、コストアップの要因となってい
る。以上のことから、給湯器の構造を複雑化せず、コス
トアップを極力抑え、しかも大巾にＮＯXの低減がで
き、その上、一酸化炭素（以下ＣＯという）の発生をも
抑制することができる給湯器の出現が強く要望されてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
手段として、本発明は、炎口を連続的に配列した炎口面
上で、部分予混合の層流火炎を形成するブンゼンバーナ
を有する給湯器に於いて、前記ブンゼンバーナ下流側
に、ＮＯX低減用水管を設置し、該ＮＯX低減用水管に
は、水又は温水を、前記給湯器内の給水系水管又は温水
系水管から分岐又は迂回による冷却用流通手段を介して
流通する構成とし、前記ＮＯX低減用水管にて吸熱して
得られた温水は、冷却用流通手段を介して、前記給湯器
内の給水系水管又は温水系水管に戻すように構成したも
のである。ＮＯX低減用水管への冷却用流通手段の構成
は、実施例に於いて、示している通り、種々の構成のも
のが考えられ、その構成と選択は、自由である。また、
本発明は、ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口下流側に形
成される層流火炎中の最高火炎温度領域と、バーナ炎口
との間に形成される下記式で示す適正領域内に設置し、
前記ＮＯX低減用水管の吸熱により前記層流火炎中から
熱を奪い、前記ＮＯX低減用水管の下流側の前記最高火
炎温度領域の火炎温度を低下させることにより、ＮＯX
の発生量を低減させる構成である。 記 Ｏ＜Ｈ≦５Ｗ Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面との距離 Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合は、それを含
む）また、本発明は、ＮＯX低減用水管径を下記式で示
す大きさとすることによって、窒素酸化物の発生量を低
減し、同時に一酸化炭素の発生を抑制する構成である。 記 ｄ≦Ｗ ｄ…ＮＯX低減用水管径 また、本発明は、ブンゼンバーナ一本につきＮＯX低減
用水管一本を前記バーナ炎口面の真上に一本設置した構
成である。更に、本発明は、ブンゼンバーナ一本につ
き、ＮＯX低減用水管の一対を前記バーナ炎口面の真上
に下記式で示す間隙部を設けて、左右に並列させて設置
した構成である。 記 Ｏ＜Ｓ＜Ｗ Ｓ…ＮＯX低減用水管一対の間隙の距離
手段として、本発明は、炎口を連続的に配列した炎口面
上で、部分予混合の層流火炎を形成するブンゼンバーナ
を有する給湯器に於いて、前記ブンゼンバーナ下流側
に、ＮＯX低減用水管を設置し、該ＮＯX低減用水管に
は、水又は温水を、前記給湯器内の給水系水管又は温水
系水管から分岐又は迂回による冷却用流通手段を介して
流通する構成とし、前記ＮＯX低減用水管にて吸熱して
得られた温水は、冷却用流通手段を介して、前記給湯器
内の給水系水管又は温水系水管に戻すように構成したも
のである。ＮＯX低減用水管への冷却用流通手段の構成
は、実施例に於いて、示している通り、種々の構成のも
のが考えられ、その構成と選択は、自由である。また、
本発明は、ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口下流側に形
成される層流火炎中の最高火炎温度領域と、バーナ炎口
との間に形成される下記式で示す適正領域内に設置し、
前記ＮＯX低減用水管の吸熱により前記層流火炎中から
熱を奪い、前記ＮＯX低減用水管の下流側の前記最高火
炎温度領域の火炎温度を低下させることにより、ＮＯX
の発生量を低減させる構成である。 記 Ｏ＜Ｈ≦５Ｗ Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面との距離 Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合は、それを含
む）また、本発明は、ＮＯX低減用水管径を下記式で示
す大きさとすることによって、窒素酸化物の発生量を低
減し、同時に一酸化炭素の発生を抑制する構成である。 記 ｄ≦Ｗ ｄ…ＮＯX低減用水管径 また、本発明は、ブンゼンバーナ一本につきＮＯX低減
用水管一本を前記バーナ炎口面の真上に一本設置した構
成である。更に、本発明は、ブンゼンバーナ一本につ
き、ＮＯX低減用水管の一対を前記バーナ炎口面の真上
に下記式で示す間隙部を設けて、左右に並列させて設置
した構成である。 記 Ｏ＜Ｓ＜Ｗ Ｓ…ＮＯX低減用水管一対の間隙の距離
【０００５】
【作用】バーナ炎口の下流側に形成される層流火炎中の
最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される適
正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼熱
を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域の
火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を低
減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減用
水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と冷却用流
通手段を介して分岐かつ合流するように接続しているの
で、前記吸収熱は有効に利用される。
最高火炎温度領域と、バーナ炎口との間に形成される適
正領域に設置したＮＯX低減用水管により火炎の燃焼熱
を効果的に吸熱して、その下流側の最高火炎温度領域の
火炎温度を低下させることにより、ＮＯXの発生量を低
減させると共にＣＯの発生をも抑制する。ＮＯX低減用
水管は給湯器内の給水系水管又は温水系水管と冷却用流
通手段を介して分岐かつ合流するように接続しているの
で、前記吸収熱は有効に利用される。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明給湯器の一例を示す概念的説
明図、図２、図３、図４、図５及び図６は、分岐又は迂
回による冷却用流通手段１２の実施例図、図７、図８、
図９及び図１０は、バーナ炎口５が袖火形成部６を備え
ている場合の実施例図である。図１１は、袖火形成部６
を備えている場合でＮＯX低減用水管７を一本設置した
場合のＮＯX排出特性図、図１２は、袖火形成部６を備
えている場合で、ＮＯX低減用水管７を一対設置した場
合のＮＯX排出特性図である。図１３、図１４、図１５
及び図１６は、袖火形成部６がない場合の実施例図を示
すものであり、図１７は、その場合に於いて、ＮＯX低
減用水管７を一本設置した場合のＮＯX排出特性図、図
１８は同様に袖火形成部６がない場合でＮＯx低減用水
管７を一対設置した場合のＮＯX排出特性図である。
明図、図２、図３、図４、図５及び図６は、分岐又は迂
回による冷却用流通手段１２の実施例図、図７、図８、
図９及び図１０は、バーナ炎口５が袖火形成部６を備え
ている場合の実施例図である。図１１は、袖火形成部６
を備えている場合でＮＯX低減用水管７を一本設置した
場合のＮＯX排出特性図、図１２は、袖火形成部６を備
えている場合で、ＮＯX低減用水管７を一対設置した場
合のＮＯX排出特性図である。図１３、図１４、図１５
及び図１６は、袖火形成部６がない場合の実施例図を示
すものであり、図１７は、その場合に於いて、ＮＯX低
減用水管７を一本設置した場合のＮＯX排出特性図、図
１８は同様に袖火形成部６がない場合でＮＯx低減用水
管７を一対設置した場合のＮＯX排出特性図である。
【０００７】図に於いて、符号１は給湯器を示し、２は
給水系水管、３は温水系水管を夫々を示す。４はバーナ
であり、このバーナ４は、前記した通り、袖火形成部６
を有するものと、それを有しないものとがある。符号７
はＮＯX低減用水管であり、このＮＯX低減用水管７は、
前記給水系水管２又は温水系水管３から冷却用流通手段
１２を介して構成し、そして、吸熱後の温水が給水系又
は温水系水管２，３に戻るように配管して構成する。前
記冷却用流通手段１２は、図２に示す通り、給水系水管
２から水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、温水
系水管３へと導出するようにした構成、又は、図３に示
すように、給水系水管２から水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給水系水管２へと導出するように
した構成、又は、図４に示すように、給水系水管２から
水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給水系
水管２へと導出するようにした構成、又は、図５に示す
ように、温水系水管３から温水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び温水系水管３へと導出するように
した構成、又は、図６に示すように、温水系水管３から
温水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び温水
系水管３へと導出するようにした構成等々があり、図は
例示であって、その構成と選択は、自由である。かかる
冷却用流通手段１２と共に構成されるＮＯX低減用水管
７を、バーナ炎口５の面の真上にバーナ４と平行に設置
する。その設置位置は適正領域内とし、その適正領域は
「０＜Ｈ≦５Ｗ」とする。また、その適正領域内に設置
すると同時に、ＮＯX低減用水管７の管径を、「ｄ≦
Ｗ」とすることにより、ＮＯXの発生量を低減すると共
にＣＯの発生量も抑制することができる。かかる場合、
Ｈ，Ｗ，ｄは、「Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面
の距離、Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合、それ
を含む）、ｄ…ＮＯX低減用水管径」である。更に、前
記ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口５の真上に、バーナ
と平行に一本設置する場合と、間隙部Ｓを設けて一対設
置する場合とがあり、Ｓは「０＜Ｓ＜Ｗ」とする。
給水系水管、３は温水系水管を夫々を示す。４はバーナ
であり、このバーナ４は、前記した通り、袖火形成部６
を有するものと、それを有しないものとがある。符号７
はＮＯX低減用水管であり、このＮＯX低減用水管７は、
前記給水系水管２又は温水系水管３から冷却用流通手段
１２を介して構成し、そして、吸熱後の温水が給水系又
は温水系水管２，３に戻るように配管して構成する。前
記冷却用流通手段１２は、図２に示す通り、給水系水管
２から水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、温水
系水管３へと導出するようにした構成、又は、図３に示
すように、給水系水管２から水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び給水系水管２へと導出するように
した構成、又は、図４に示すように、給水系水管２から
水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び給水系
水管２へと導出するようにした構成、又は、図５に示す
ように、温水系水管３から温水の全部を、ＮＯｘ低減用
水管７に導入し、再び温水系水管３へと導出するように
した構成、又は、図６に示すように、温水系水管３から
温水の一部を、ＮＯｘ低減用水管７に導入し、再び温水
系水管３へと導出するようにした構成等々があり、図は
例示であって、その構成と選択は、自由である。かかる
冷却用流通手段１２と共に構成されるＮＯX低減用水管
７を、バーナ炎口５の面の真上にバーナ４と平行に設置
する。その設置位置は適正領域内とし、その適正領域は
「０＜Ｈ≦５Ｗ」とする。また、その適正領域内に設置
すると同時に、ＮＯX低減用水管７の管径を、「ｄ≦
Ｗ」とすることにより、ＮＯXの発生量を低減すると共
にＣＯの発生量も抑制することができる。かかる場合、
Ｈ，Ｗ，ｄは、「Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面
の距離、Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合、それ
を含む）、ｄ…ＮＯX低減用水管径」である。更に、前
記ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口５の真上に、バーナ
と平行に一本設置する場合と、間隙部Ｓを設けて一対設
置する場合とがあり、Ｓは「０＜Ｓ＜Ｗ」とする。
【０００８】いま、水が給湯器１に導入されると、例え
ば、第２図で示す場合は、給水系水管２から、水の一部
がＮＯX低減用水管に入り、吸熱して温水系水管３を通
り給湯される。かかる際、バーナ４には、０．１〜０．
７の空気比で予混合気が導入されており、バーナ炎口５
に於いて火炎８を発生する。かかる火炎８は、前記した
ＮＯX低減用水管７を通過する水により吸熱されて、Ｎ
ＯX低減用水管７の下流側に発生する最高火炎温度領域
９の温度を効果的に低下させる。かかる場合、ＮＯX低
減用水管７は前記した適正領域「０＜Ｈ≦５Ｗ」に設置
する。かかる場合、「Ｈ」が０より小さいと、リフトの
問題が生じたり、その個所では燃焼による発熱量がまだ
小さいため、必然的に吸熱量も小さくなり、その結果、
ＮＯX低減用水管７の下流側の火炎温度があまり低下せ
ず、ＮＯXの低減効果は小さい。また、「Ｈ」を「５
Ｗ」以上にすると吸熱量が増大するが、ＮＯX低減用水
管７に達するまでの燃焼ガスの温度が上昇してしまっ
て、上流側でのＮＯXの発生量が既に増大してしまって
いるため、ＮＯX値を大巾に下げることができない。更
に、前記適正領域にＮＯX低減用水管７を設置すると同
時に、その水管径（ｄ）を炎口面の幅（Ｗ）以下とする
ことにより、ＮＯX低減用水管７の下流側の燃焼の継続
を円滑にして、ＣＯの発生を、ＮＯX発生と共に抑制す
ることができる。その上、燃焼音の大きさも、ＮＯX低
減用水管７を設置しない場合とほとんど変化なく静かな
燃焼を達成することができる。加えて、ＮＯX低減用水
管７の一対を、即ち、バーナ一本につきバーナ炎口５の
真上に間隙部Ｓを設けて左右並列させて２本設置して
も、良好な層流炎がえられ且つＮＯX低減用水管７によ
る層流炎からの吸熱量が増大して、前記した低温燃焼を
より効果的に実行することができる。以上に際して、Ｎ
ＯX低減用水管７に於いて、ＮＯX低減用に用い、熱吸収
して得られた温水は温水系水管３等に戻され給湯利用さ
れるので、熱効率は低下することが全くない。図１ない
し図１０に於いて、符号１０は、パイロットオリフィス
であり、１１は、熱交換器である。
ば、第２図で示す場合は、給水系水管２から、水の一部
がＮＯX低減用水管に入り、吸熱して温水系水管３を通
り給湯される。かかる際、バーナ４には、０．１〜０．
７の空気比で予混合気が導入されており、バーナ炎口５
に於いて火炎８を発生する。かかる火炎８は、前記した
ＮＯX低減用水管７を通過する水により吸熱されて、Ｎ
ＯX低減用水管７の下流側に発生する最高火炎温度領域
９の温度を効果的に低下させる。かかる場合、ＮＯX低
減用水管７は前記した適正領域「０＜Ｈ≦５Ｗ」に設置
する。かかる場合、「Ｈ」が０より小さいと、リフトの
問題が生じたり、その個所では燃焼による発熱量がまだ
小さいため、必然的に吸熱量も小さくなり、その結果、
ＮＯX低減用水管７の下流側の火炎温度があまり低下せ
ず、ＮＯXの低減効果は小さい。また、「Ｈ」を「５
Ｗ」以上にすると吸熱量が増大するが、ＮＯX低減用水
管７に達するまでの燃焼ガスの温度が上昇してしまっ
て、上流側でのＮＯXの発生量が既に増大してしまって
いるため、ＮＯX値を大巾に下げることができない。更
に、前記適正領域にＮＯX低減用水管７を設置すると同
時に、その水管径（ｄ）を炎口面の幅（Ｗ）以下とする
ことにより、ＮＯX低減用水管７の下流側の燃焼の継続
を円滑にして、ＣＯの発生を、ＮＯX発生と共に抑制す
ることができる。その上、燃焼音の大きさも、ＮＯX低
減用水管７を設置しない場合とほとんど変化なく静かな
燃焼を達成することができる。加えて、ＮＯX低減用水
管７の一対を、即ち、バーナ一本につきバーナ炎口５の
真上に間隙部Ｓを設けて左右並列させて２本設置して
も、良好な層流炎がえられ且つＮＯX低減用水管７によ
る層流炎からの吸熱量が増大して、前記した低温燃焼を
より効果的に実行することができる。以上に際して、Ｎ
ＯX低減用水管７に於いて、ＮＯX低減用に用い、熱吸収
して得られた温水は温水系水管３等に戻され給湯利用さ
れるので、熱効率は低下することが全くない。図１ない
し図１０に於いて、符号１０は、パイロットオリフィス
であり、１１は、熱交換器である。
【０００９】図１１は、袖火発生部６を備えたバーナ４
に、一本のＮＯX低減用水管７を設置した例であり、図
７から「Ｈ＝０．３Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、従来
型給湯器と比較してＮＯXの発生量が大巾に低減してい
ることが理解できる。この場合「ｄ＝Ｗ」の値で行なう
と、ＣＯの発生量も前記した理由で抑制されており、全
く問題はないが、「ｄ＞Ｗ」の値で行なうと火炎がリフ
トしてしまい、本発明の目的を達成することができな
い。
に、一本のＮＯX低減用水管７を設置した例であり、図
７から「Ｈ＝０．３Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、従来
型給湯器と比較してＮＯXの発生量が大巾に低減してい
ることが理解できる。この場合「ｄ＝Ｗ」の値で行なう
と、ＣＯの発生量も前記した理由で抑制されており、全
く問題はないが、「ｄ＞Ｗ」の値で行なうと火炎がリフ
トしてしまい、本発明の目的を達成することができな
い。
【００１０】図１２は、前記と同様に、袖火形成部６を
備えたバーナ４に、一対のＮＯX低減用水管７を間隙部
Ｓを設けて左右に設置した例であり、図１２からＨ＝０
では火炎がリフトが生じてしまうが、「Ｈ＝０．５Ｗか
らＨ＝５Ｗ」の範囲内では、従来例と比較してＮＯXの
発生量が大巾に低減されていることが理解できる。この
場合、「ｄ＝1/2Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生も、
前記した理由で抑制されており、全く問題ないが、「ｄ
＞Ｗ」の値で行なうと火炎のリフト現象が生じてしま
い、目的が達成できない。
備えたバーナ４に、一対のＮＯX低減用水管７を間隙部
Ｓを設けて左右に設置した例であり、図１２からＨ＝０
では火炎がリフトが生じてしまうが、「Ｈ＝０．５Ｗか
らＨ＝５Ｗ」の範囲内では、従来例と比較してＮＯXの
発生量が大巾に低減されていることが理解できる。この
場合、「ｄ＝1/2Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生も、
前記した理由で抑制されており、全く問題ないが、「ｄ
＞Ｗ」の値で行なうと火炎のリフト現象が生じてしま
い、目的が達成できない。
【００１１】図１３、図１４、図１５及び図１６は、バ
ーナ４が袖火形成部６を備えていない場合の実施例であ
り、そのうち、図１３及び図１４は、ＮＯX低減用水管
７が一本の例であり、図１５及び図１６は、ＮＯX低減
用水管７を一対設置した例である。図１７及び図１８か
ら「Ｈ＝０．５Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、ＮＯXの
発生量が大巾に低減していることが理解できる。この場
合、一本の場合は「ｄ＝Ｗ」、２本の場合は「ｄ＝1/2
Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生量は前記した理由で全
く問題ないがｄ＞Ｗの値で行なうと、リフト現象が生じ
てしまい、本発の目的を達成することができない。な
お、本発明給湯器は、温水系水管から出る湯を、そのま
ま風呂、その他に、使用してもよいし、或は、湯を循環
させて熱だけを利用する暖房用給湯器に使用してもよ
い。
ーナ４が袖火形成部６を備えていない場合の実施例であ
り、そのうち、図１３及び図１４は、ＮＯX低減用水管
７が一本の例であり、図１５及び図１６は、ＮＯX低減
用水管７を一対設置した例である。図１７及び図１８か
ら「Ｈ＝０．５Ｗ〜Ｈ＝５Ｗ」の範囲内では、ＮＯXの
発生量が大巾に低減していることが理解できる。この場
合、一本の場合は「ｄ＝Ｗ」、２本の場合は「ｄ＝1/2
Ｗ」の値で行なうと、ＣＯの発生量は前記した理由で全
く問題ないがｄ＞Ｗの値で行なうと、リフト現象が生じ
てしまい、本発の目的を達成することができない。な
お、本発明給湯器は、温水系水管から出る湯を、そのま
ま風呂、その他に、使用してもよいし、或は、湯を循環
させて熱だけを利用する暖房用給湯器に使用してもよ
い。
【００１２】
【発明の効果】本発明は以上の通り、適正領域にＮＯX
低減用水管を設置するだけで、そしてバーナは従来のバ
ーナをそのまま使用して、給湯器に於けるＮＯX発生量
を大巾に低減すると同時にＣＯの発生を充分に抑制する
ことができる。また、ＮＯX低減用水管は吸熱水管であ
るので焼損がなく、水管の寿命を大巾に長くすることが
できる等の効果がある。
低減用水管を設置するだけで、そしてバーナは従来のバ
ーナをそのまま使用して、給湯器に於けるＮＯX発生量
を大巾に低減すると同時にＣＯの発生を充分に抑制する
ことができる。また、ＮＯX低減用水管は吸熱水管であ
るので焼損がなく、水管の寿命を大巾に長くすることが
できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明給湯器の一例を示す概念的説明図
【図２】冷却用流通手段の実施例図
【図３】冷却用流通手段の実施例図
【図４】冷却用流通手段の実施例図
【図５】冷却用流通手段の実施例図
【図６】冷却用流通手段の実施例図
【図７】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
の位置関係を表わす斜視的説明図
の位置関係を表わす斜視的説明図
【図８】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
との位置関係を表わす要部の説明図
との位置関係を表わす要部の説明図
【図９】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水管
との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
【図１０】袖火形成部を備えたバーナとＮＯX低減用水
管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
【図１１】袖火形成部を備えている場合でＮＯX低減用
水管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
水管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１２】袖火形成部を備えている場合で、ＮＯX低減
用水管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
用水管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１３】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす斜視的説明図
水管との位置関係を表わす斜視的説明図
【図１４】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす要部の説明図
水管との位置関係を表わす要部の説明図
【図１５】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
水管との位置関係を表わす他の例の斜視的説明図
【図１６】袖火形成部を備えないバーナとＮＯX低減用
水管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
水管との位置関係を表わす他の例の要部の説明図
【図１７】袖火形成部を備えない場合でＮＯX低減用水
管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
管を一本設置した場合のＮｏX 排出特性図
【図１８】袖火形成部を備えない場合でＮＯX低減用水
管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
管を一対設置した場合のＮｏX 排出特性図
【符号の説明】
１ 給湯器
２ 給水系水管
３ 温水系水管
４ バーナ
５ バーナ炎口
６ 袖火形成部
７ ＮＯX低減用水管
８ 火炎
９ 最高火炎温度領域
１０ パイロットオリフィス
１１ 熱交換部
１２ 冷却用流通手段
Claims (10)
- 【請求項１】 炎口を連続的に配列した炎口面上で、部
分予混合の層流火炎を形成するブンゼンバーナを有する
給湯器に於いて、前記ブンゼンバーナ下流側にＮＯX低
減用水管を設置し、該ＮＯX低減用水管には、水又は温
水を、前記給湯器内の給水系水管又は温水系水管から分
岐又は迂回による冷却用流通手段を介して流通する構成
とし、前記ＮＯX低減用水管にて吸熱して得られた温水
は、冷却用流通手段を介して前記給湯器内の給水系水管
又は温水系水管に戻すように構成した窒素酸化物低発生
給湯器 - 【請求項２】 冷却用流通手段は、給水系水管から水の
一部を、ＮＯｘ低減用水管に導入し、給湯系水管へと導
出するように構成した第一項記載記載の窒素酸化物低発
生給湯器 - 【請求項３】 冷却用流通手段は、給水系水管から水の
全部を、ＮＯｘ低減用水管に導入し、再び給水系水管へ
と導出するように構成した第一項記載記載の窒素酸化物
低発生給湯器 - 【請求項４】 冷却用流通手段は、給水系水管から水の
一部を、ＮＯｘ低減用水管に導入し、再び給水系水管へ
と導出するように構成した第一項記載記載の窒素酸化物
低発生給湯器 - 【請求項５】 冷却用流通手段は、給湯系水管から温水
の全部を、ＮＯｘ低減用水管に導入し、再び給湯系水管
へと導出するように構成した第一項記載記載の窒素酸化
物低発生給湯器 - 【請求項６】 冷却用流通手段は、給湯系水管から温水
の一部を、ＮＯｘ低減用水管に導入し、再び給湯系水管
へと導出するように構成した第一項記載記載の窒素酸化
物低発生給湯器 - 【請求項７】 ＮＯX低減用水管は、バーナ炎口下流側
に形成される層流火炎中の最高火炎温度領域と、バーナ
炎口との間に形成される下記式で示す適正領域内に設置
し、前記ＮＯX低減用水管の吸熱により前記層流火炎中
から熱を奪い、前記ＮＯX 低減用水管の下流側の前記最
高火炎温度領域の火炎温度を低下させることにより、Ｎ
ＯXの発生量を低減させることを特徴とする第１項記載
の窒素酸化物低発生給湯器 記 Ｏ＜Ｈ≦５Ｗ Ｈ…ＮＯX低減用水管とバーナ炎口面との距離 Ｗ…炎口面の幅（袖火形成部がある場合は、それを含
む） - 【請求項８】 ＮＯX低減用水管径を下記式で示す大き
さとすることによって、窒素酸化物の発生量を低減し、
同時に一酸化炭素の発生を抑制することを特徴とする第
２項記載の窒素酸化物低発生給湯器 記 ｄ≦Ｗ ｄ…ＮＯX低減用水管径 - 【請求項９】 ブンゼンバーナ一本につきＮＯX低減用
水管一本を前記バーナ炎口面の真上に一本設置した第３
項記載の窒素酸化物低発生給湯器 - 【請求項１０】 ブンゼンバーナ一本につき、ＮＯX低
減用水管の一対を前記バーナ炎口面の真上に下記式で示
す間隙部を設けて、左右に並列させて設置した第３項記
載の窒素酸化物低発生給湯器 記 Ｏ＜Ｓ＜Ｗ Ｓ…ＮＯX低減用水管一対の間隙の距離
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209943A JPH0534004A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 窒素酸化物低発生給湯器 |
| EP92202239A EP0524698B1 (en) | 1991-07-26 | 1992-07-22 | Water heater with reduced NOx output |
| DE69201532T DE69201532T2 (de) | 1991-07-26 | 1992-07-22 | Wassererhitzer mit reduzierter NOx-Emission. |
| US07/919,098 US5347957A (en) | 1991-07-26 | 1992-07-23 | Water heater with reduced NOx output |
| KR1019920013434A KR930002761A (ko) | 1991-07-26 | 1992-07-27 | NOx배출이 감소된 물가열기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209943A JPH0534004A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 窒素酸化物低発生給湯器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534004A true JPH0534004A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16581235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3209943A Pending JPH0534004A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 窒素酸化物低発生給湯器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534004A (ja) |
| KR (1) | KR930002761A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2551600B (en) * | 2016-06-20 | 2019-05-22 | Evans Peter | Boiler having an aligned heating element arrangement |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3209943A patent/JPH0534004A/ja active Pending
-
1992
- 1992-07-27 KR KR1019920013434A patent/KR930002761A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2551600B (en) * | 2016-06-20 | 2019-05-22 | Evans Peter | Boiler having an aligned heating element arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930002761A (ko) | 1993-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3460441B2 (ja) | 燃焼装置および該燃焼装置を具備した熱設備 | |
| US6875009B2 (en) | Combustion method and apparatus for NOx reduction | |
| US6792895B2 (en) | Combustion method and apparatus for NOx reduction | |
| JPH04283308A (ja) | ガスバーナー | |
| JPS587884B2 (ja) | ガス化燃焼法とその装置 | |
| JPH0534004A (ja) | 窒素酸化物低発生給湯器 | |
| JP5103311B2 (ja) | 低ＮＯｘ燃焼装置及びこれに用いるバーナ | |
| US9982886B2 (en) | Flue gas recycle system with fixed orifices | |
| JPS60202225A (ja) | 輝炎発生燃焼装置 | |
| JP2667607B2 (ja) | 低ｎｏｘボイラの構造 | |
| JP4318628B2 (ja) | 濃淡燃焼バーナおよびこれを用いた燃焼装置 | |
| JP2924138B2 (ja) | 低ＮＯｘバーナ | |
| JP2548398B2 (ja) | バーナ | |
| JPH04161708A (ja) | ガスバーナ | |
| JP3071006B2 (ja) | ガスバーナー | |
| EP3825607A1 (en) | Modular burner | |
| JPS5892716A (ja) | ガスバ−ナ | |
| KR20210123366A (ko) | 복열식 라디언트 튜브 버너 조립체 | |
| JP2000283418A (ja) | 低ＮＯｘラジアントチューブバーナ及びその運転制御方法 | |
| JPS6231247B2 (ja) | ||
| JPH0441243B2 (ja) | ||
| JPH11211001A (ja) | 水加熱装置及び角型多管式ボイラ | |
| JP2007024382A (ja) | 液体燃料燃焼装置 | |
| JP2000193210A (ja) | バーナ及びそれを使用した流体加熱装置 | |
| JP2001099402A (ja) | 加熱装置 |