JPH0545436U - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 専用のファンを設けることなく排気ガスの一
部をベルマウス内に再循環させて窒素酸化物の生成を抑
制したクリーンな燃焼運転を行う燃焼装置を提供する。 【構成】 バーナ２のベルマウス10内よりも高圧部位と
なる排気ガス室11内に戻り循環口12を設け、この戻り循
環口12とベルマウス10とを循環パイプ13で連通する。バ
ーナ２の下方側にはファン３を設け、前記ベルマウス10
の入口開口には燃料ガスを噴射するノズル４を対向配置
する。燃焼装置の燃焼運転時には、排気ガスの一部を戻
り循環口12から循環パイプ13を通してベルマウス10に導
いて再循環させ、バーナ２を緩慢燃焼させて窒素酸化物
の生成を抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、窒素酸化物の抑制手段を備えた燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

環境汚染の防止を図る観点から、最近の給湯器や風呂釜等の燃焼装置には燃焼 時に生成する窒素酸化物を抑制する手段が備えられつつある。図11には窒素酸化 物生成の抑制手段を備えた給湯器が示されている。同図において、燃焼室１の下 部側にはバーナ２が配置されており、このバーナ２の下側には給排気用のファン ３が取り付けられている。バーナ２にはノズル４から燃料のガスが供給されるよ うになっており、バーナ２はファン３から供給される空気を利用してガスの燃焼 を行い、給水管５から熱交換器６を通して流れる水をバーナ２の燃焼火力でもっ て加熱し、湯にした水を出湯管７を介して台所等の所望の場所に導き、給湯が行 われている。

【０００３】 この装置では、排気ガス室８とファン３の吸い込み口とを排気連絡管９で連通 し、ファン３の吸引力でもって排気ガス室８内の排気ガスの一部を吸引して吸い 込み口に導き、この吸引した排気ガスを空気室19から燃焼室１内に供給して排気 ガスの再循環を行っている。

【０００４】 このように、排気ガスの一部を燃焼室１内に戻すことにより、燃料ガスと供給 空気の拡散力は非再循環のときと同等に保ちながらも、燃焼室１内の酸素が若干 不足気味となり、また、戻り排気ガス中にはＨ₂ ＯやＣＯ₂ 等の不活性で比熱の 高い分子が含まれるので、通常燃焼時よりも空気室19から燃焼室１に流入する燃 焼空気の熱容量を増加させる作用を行うので、燃焼室内の燃焼が緩慢燃焼状態と なり、火炎温度が低下し、窒素酸化物の生成を抑制することができるのである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、排気ガスをファン３の吸い込み口あるいはその近傍に戻す方式 は、ファン３の温度が排気ガスの温度よりも十分に小さいので、排気ガス中に含 まれている水分がファン３側に取り込まれたときに、結露を生じ、ファン３の内 部回転羽根等に生じる結露にごみ等が付着積層し、ファンの性能が低下するとい う問題が生じる。

【０００６】 このような問題を解消するために、例えば、排気ダクト８側と燃焼室内とを通 路で連通し、この通路に排気ガス循環用の専用のファンを設けることも出願人に より提案されている。しかし、排気ガス循環用のファンを別途設ける方式は、部 品点数が増えて装置構成が複雑となり、専用のファンを取り付ける場所も必要と なる上に、装置が大型化し、ファン回転の騒音も新たな問題となる。

【０００７】 本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ファン の内部に結露を生じることがなく、しかも、排気ガス循環用の専用のファンを設 けることなく、極めて簡易な構成で排気ガスの再循環を行わせることができる燃 焼装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、 本考案は、ベルマウスの入口開口に対向させてガスノズルを配置し、このガスノ ズルからベルマウス内に噴射した燃料ガスをバーナの出口に導き、燃焼室内で燃 焼を行う燃焼装置において、空気流入部から排気部に至る流路内で前記ベルマウ ス内およびその近傍よりも高圧部位に戻り循環口を設け、この戻り循環口とベル マウス側を循環通路で連通し、戻り循環口とベルマウス内圧又はベルマウス近傍 圧力との差圧でもって排気ガスの一部をベルマウス内に循環させるようにしたこ とを特徴として構成されている。なお、本明細書でベルマウスとは、一次空気（ ノズルから噴射される燃料ガスの噴流に取り込まれる空気）あるいは排気ガスに 含まれる空気と燃料ガスをバーナに導入する導入部を意味する概念で使用してい る。

【０００９】

【作用】

上記構成の本考案において、燃焼装置の燃焼運転に際し、ガスノズルから燃料 のガスがベルマウス内に噴射され、バーナの炎口部に供給されることで、バーナ 燃焼が行われるが、前記ガスの噴流によりベルマウス内の気体が引き寄せられる ことで、ベルマウス内は循環通路の戻り循環口よりも低圧化し、排気ガスの一部 はこの戻り循環口とベルマウス内の差圧によって戻り循環口から循環通路を通っ てベルマウス内に導かれ、さらに、燃料ガスの噴出流に引き寄せられ均一に撹拌 されてバーナの炎口部に導かれる。この排気ガスの再循環により燃焼状態が緩慢 となり、窒素酸化物の生成が抑制されたクリーンな燃焼が行われる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる各実施 例の説明において、従来例と同一の部分には同一符号を付し、その詳細な重複説 明は省略する。図１〜図６には本考案に係る燃焼装置の第１の実施例の構成が示 されている。この実施例が従来例と異なる特徴的なことは、バーナ２のベルマウ ス10内よりも高圧側となる排気部としての排気ガス室11内に連通させて戻り循環 口12を設け、この戻り循環口12と前記ベルマウス10とを循環通路としての循環パ イプ13によって連通させたことである。

【００１１】 この実施例では戻り循環口12の上方側に排気ガスの流れを局部的に塞き止める 流れ塞き止め板14を設けて戻り循環口12の圧力を高め、ベルマウス10との差圧を 大きくするようにしている。

【００１２】 図３〜図６には循環パイプ13とベルマウス10との各種接続構造例が示されてい る。図３に示すものは、ベルマウス10と循環パイプ13を一体化するとともに、循 環パイプ13とノズル４とを隙間なく結合して、一次空気が入り込まないようにし 、再循環の排気ガスと燃料ガスを均一に混合してバーナ２の炎口部17に供給する ようにしたものであり、図４に示すものは、ノズル４の下方側に空気通孔22を設 け、この空気通孔22から一次空気を取り入れ、一次空気と燃料ガスと再循環する 排気ガスとを均一に混合してバーナ２の炎口部17に供給するようにしたものであ り、図５に示すものは、ノズル４と循環パイプ13との結合部におけるノズル４の 外周に隙間20を設け、この隙間20から一次空気を取り入れるようにしたものであ り、図６に示すものは、循環パイプ13の出口側をベルマウス10内に挿入し、循環 パイプ13の出口をノズル４から噴射される燃料ガスの噴流中心部に配置したもの である。このように、ベルマウス10と循環パイプ13の結合構造は様々な態様を採 ることができる。

【００１３】 この実施例では、ノズル４からベルマウス10内に噴射される燃料ガスのエジェ クタ作用によってベルマウス10内およびその近傍の圧力は戻り循環口12よりも低 圧となり、この圧力差により、排気ガス室11側から排気ガスの一部が戻り循環口 12から循環パイプ13を通ってベルマウス10内に入り込む。そして、このベルマウ ス10内に入り込んだ排気ガスは前記燃料ガスの噴射によるエジェクタ作用によっ てガス噴出流に取り込まれ、排気ガスと燃料ガス、又は、排気ガスと燃料ガスと 一次空気が均一に撹拌された状態でバーナ２の炎口部から燃焼室１内に噴出し、 燃焼室１内での緩慢な燃焼により、窒素酸化物の生成が抑制され、クリーンな燃 焼が達成されるのである。

【００１４】 このように、戻り循環口12とベルマウス10との差圧を利用して排気ガスの再循 環を行うようにしたものであるから、排気ガスを循環させる専用のファンが不要 となり、装置構成の大幅な簡易化を達成することができ、これに伴い、装置コス トの低減化を図ることができる。

【００１５】 また、再循環させる排気ガスはベルマウス10内に取り込む方式としたものであ るから、従来のファン３の吸い込み口に再循環させるときに問題となるファン内 部の結露の弊害を防止することが可能となる。

【００１６】 図７には本考案の第２の実施例が示されている。この第２の実施例は、燃焼室 １に戻り循環口12を設け、この戻り循環口12とベルマウス10内とを循環パイプ13 で連通したものであり、それ以外の構成は前記第１の実施例と同様である。この ように、燃焼室１に戻り循環口12を設けた場合においては、戻り循環口12とベル マウス10内部の差圧は図１の実施例より大きくなり、前記第１の実施例と同様に 、燃焼室１から排気ガスの一部を再循環させて緩慢燃焼状態を作り出すことがで き、窒素生成物の少ないクリーンな燃焼状態を確保することができる。なお、本 考案者は燃焼運転中の給湯器を例にして、ベルマウス10内と燃焼室１内と排気ガ ス室11内の圧力を測定したところ、燃焼室１と排気ガス室11内はいずれもベルマ ウス10内よりも水柱で数mm程度高圧となり、したがって、燃焼室１から排気ガス 室11にかけて戻り循環口12を設けることにより、排気ガスを再循環できることを 確認している。

【００１７】 図８には本考案の第３の実施例が示されている。この第３の実施例は、排気ガ スの一部を再循環させる循環通路を循環パイプの代わりに循環ダクト28を用いて 形成したものであり、それ以外の構成は前記第１および第２の各実施例と同様で ある。このように循環通路を通路断面積の大きい循環ダクト28により形成するこ とにより、再循環する排気ガスの通路抵抗をより小さくすることができ、戻り循 環口12とベルマウス10との圧力差が小さくとも、排気ガスの再循環を効果的に行 うことが可能となる。

【００１８】 図９には本考案の第４の実施例が、図10には第５の実施例がそれぞれ示されて いる。前記第１〜第３の各実施例では、吸引空気をバーナ２に送り込む、押し込 みタイプのファン３を設けた給湯器を対象にしたが、第４および第５の実施例は ファン３を用いないナチュラルドラフト式ブンゼンバーナ２を装備した給湯器を 対象にしたもので、第４の実施例では循環パイプ13又は循環ダクト28を用いて排 気ガスの一部を排気ガス室11からベルマウス10へ再循環させ、第５の実施例では 同様に循環パイプ13又は循環ダクト28を用いて排気ガスの一部を燃焼室１からベ ルマウス10へ再循環させたものである。それ以外の構成は前記第１〜第３の各実 施例と同様であり、これら第１〜第３の各実施例と同様な効果を奏するものであ る。

【００１９】 なお、本考案は上記各実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採 り得るものである。例えば、上記各実施例では燃焼装置として給湯器を例にして 説明したが、本考案は給湯器以外に風呂釜、ガス暖房機等の様々な燃焼装置に適 用されるものである。

【００２０】 また、排気ガスの一部を排気ガス室11から再循環させる場合、戻り循環口12の 上方部に流れ塞き止め板14を設けたが、この流れ塞き止め板14は省略してもよい 。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、燃焼装置の空気流入部から排気部に至る流路内でベルマウス内およ びその近傍よりも高圧部位に戻り循環口を設け、この戻り循環口とベルマウス側 とを循環通路で連通させたものであるから、燃焼装置の燃焼運転時に、排気ガス の一部を前記戻り循環口とベルマウス側との差圧を利用して再循環させることが でき、窒素酸化物の生成を抑制したクリーンな燃焼運転を行うことができる。

【００２２】 また、前記の如く、排気ガスの一部を戻り循環口とベルマウス側との差圧を利 用して自然に循環させるようにしたものであるから、排気ガスの再循環を強制的 に行う専用のファンを設ける必要がないので、装置構成の簡易化を図ることがで きるとともに装置コストの大幅な低減化が可能となる。

【００２３】 さらに、再循環される排気ガスをベルマウス内に戻すものであるから、従来例 のようにファンに結露が生じるということもなく、排気ガスをファンの吸い込み 口に戻す従来の問題点を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る燃焼装置の第１の実施例を示す模
式構成図である。

【図２】同実施例の斜視構成図である。

【図３】同実施例における循環パイプとベルマウスとの
結合部の構造図である。

【図４】循環パイプとベルマウスとの他の結合構造を示
す断面図である。

【図５】循環パイプとベルマウスとのさらに他の結合構
造を示す断面図である。

【図６】循環パイプとベルマウスとのさらに他の結合構
造を示す断面図である。

【図７】本考案の第２の実施例の模式構成図である。

【図８】本考案の第３の実施例を示す斜視構成図であ
る。

【図９】本考案の第４の実施例の模式構成図である。

【図10】本考案の第５の実施例を示す模式構成図であ
る。

【図11】排気ガスの再循環手段を設けた従来例の説明図
である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ バーナ ３ ファン ４ ノズル 10 ベルマウス 12 戻り循環口 13 循環パイプ 28 循環ダクト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルマウスの入口開口に対向させてガス
   ノズルを配置し、このガスノズルからベルマウス内に噴
   射した燃料ガスをバーナの出口に導き、燃焼室内で燃焼
   を行う燃焼装置において、空気流入部から排気部に至る
   流路内で前記ベルマウス内およびその近傍よりも高圧部
   位に戻り循環口を設け、この戻り循環口とベルマウス側
   を循環通路で連通し、戻り循環口とベルマウス内圧又は
   ベルマウス近傍圧力との差圧でもって排気ガスの一部を
   ベルマウス内に循環させるようにしたことを特徴とする
   燃焼装置。