JPH0571631U - 低ＮＯｘガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス中のＮＯｘ低減に配慮するとともに確
実にパイロットバーナ１１を点火、保炎することがで
き、それによりメインノズル１０ａの着火のためのフレ
ーム電流を高数値に維持してメインノズル１０ａの着火
を確実にできる低ＮＯｘガスバーナを提供する。 【構成】 低ＮＯｘガスバーナにおいて、パイロットバ
ーナ１１のパイロットガス噴出孔１１ａに対する上流側
外面にパイロット保炎板１１ｄが装着されている。パイ
ロット保炎板１１ｄは空気通路内の一部を遮蔽し、その
位置を流れる１次空気がパイロット保炎板１１ｄの直立
形状に応じて流路が変更され、部分的に１次空気流が乱
れる構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パイロットバーナを有し、吸収式冷凍機や温水機等の加熱源として 使用されるバーナに係り、特に排ガス中のＮＯｘ低減に配慮するとともにパイロ ットバーナによる着火精度の向上を配慮した低ＮＯｘガスバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来知られているガスバーナとしては、実開平２−６２２２３号公報や実開平 ２−１４０１２２号公報、実開昭６２−１８８０６号公報記載のバーナがある。 また、出願人の先願に係る実願平３−４０５３５号の低ＮＯｘガスバーナがあり 、図５、６にその構造を示す。

【０００３】 このような低ＮＯｘガスバーナにおいて点火を助勢するためパイロットバーナ を構成に含めフレームロッド７およびスパークロッド６によりバーナに着火させ る技術が知られている。パイロットバーナ１１は構造の簡素化、低コスト化のた めに、図７に示すように先端をメクラ１１ｃで閉塞し、その上流側にパイロット ガス噴出孔１１ａを開口させた構成とされている。図１０に示すようにフレーム ロッド７は交流電源に接続され、パイロットバーナ１１の点火時に、その火炎の 中に位置するように配置され、パイロットバーナ１１の火炎の整流作用により火 炎を検知し、電流に変換して（以下フレーム電流という）出力信号を発し、同信 号に応じてスパークロッド６が通常数ｋＶの電圧を印加して火花を発生させバー ナに着火させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来知られているパイロットバーナ付のガスバーナでは、パイロットバーナ１ １内のガスと燃焼空気との混合の改善について考慮されていなかった。すなわち 図７に示すように１次空気通路内を直線的に流れる１次空気にパイロットバーナ １１からのガスが噴出するため、ガスと１次空気との混合が不十分となる傾向に あった。そのため、パイロットバーナ１１に点火しても火炎が安定せずフレーム ロッド７によって検知されるフレーム電流が少なくなり、メインノズル１０ａへ の着火が不確実となるという課題があった。

【０００５】 この課題はより具体的にはメインノズル１０ａの設定燃焼量（以下インプット という）を変化させる場合、あるいはそれと関係して１次空気等の空気流量（以 下風量という）を変化させる場合により顕在化する。

【０００６】 すなわち図３にインプット（単位 Ｎｍ³／Ｈ）に対するパイロットバーナ１ １に検知される火炎量すなわちフレーム電流（単位 μＡ）の変化を示す。同図 に示すようにインプットを増加させてもフレーム電流は概ね３μＡを超えること はなく、従ってフレームロッドによるフレーム電流値は増加しない。インプット の増加はパイロットバーナ１１のガス量への増加を要し、その着火のためのガス 温度上昇等に要する熱量が多くなることを考慮すれば、インプットの増加に対し てメインノズル１０ａの着火効率は低下することになる。

【０００７】 同様に図４に風量（単位 Ｎｍ³／Ｈ）に対するフレーム電流（単位 μＡ） の変化を示す。同図に示すように風量を増加させてもフレーム電流は概ね１μＡ から２μＡまでの間を変動しフレームロッドによるフレーム電流値は不安定とな る。さらに１μＡから２μＡまでのフレーム電流の数値はメインノズル１０ａの 着火の見地からすれば数値が低く、結局前記と同様に風量の増加に対してメイン ノズル１０ａの着火効率は低下する。

【０００８】 本考案は、前記課題に鑑みてなされたもので、排ガス中のＮＯｘ低減に配慮す るとともに確実にパイロットバーナ１１を点火、保炎することができ、それによ りメインノズル１０ａの着火のためのフレーム電流を高数値に維持してメインノ ズル１０ａの着火を確実にできる低ＮＯｘガスバーナを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 上記の課題は、燃焼ガスをノズル中心線に対して斜め外方に噴出するガス噴出 孔を有するメインノズルと、該メインノズルの先端近傍に開口したパイロットガ ス噴出孔を有するパイロットバーナと、前記メインノズルの周囲を同心状に覆う ように配置され前記メインノズルの周囲に燃焼空気を噴出させる１次空気通路を 形成する内筒と、該内筒の外周面に沿って軸方向に形成された２次空気通路と、 前記内筒の下流側端部外周面との間に再循環流路となる間隔をおいて同心状に配 置された円筒部と該円筒部の下流端側に接続され先端部がノズル中心線側に傾斜 したコーン部とからなり前記２次空気通路から噴出された２次空気が前記再循環 流路上流端に流入するように構成されたエアコーンと、該エアコーンの円筒部及 びまたは前記２次空気通路の下流側近傍に形成されて前記再循環流路及びまたは 前記２次空気通路を燃焼室と連通する再循環開口とを含んでなる低ＮＯｘガスバ ーナにおいて、前記パイロットバーナの前記パイロットガス噴出孔から上流側に 、１次空気通路の一部を遮蔽するパイロット保炎板を設けたことを特徴とする低 ＮＯｘガスバーナにより達成される。

【００１０】

【作用】

パイロットバーナに供給されるガスは、パイロットガス噴出孔から１次空気通 路側に吹き出し、同通路を流れる空気と混合する。パイロット保炎板は１次空気 通路内の一部を遮蔽し、その位置を流れる１次空気はパイロット保炎板の形状に 応じて流路が変更され、すなわち部分的に１次空気流が乱れる。該乱流によって ガスと１次空気との混合が促進され、パイロットバーナの着火、保炎が確実にな る。それによりフレーム電流も高数値で安定し、スパークロッドによるバーナへ の着火も確実になる。

【００１１】

【実施例】

以下、図１、２を参照して本考案の実施例を説明する。 本実施例のガスバーナは、中央部に貫通孔を有する円盤状のノズルパイプホル ダー５と、該貫通孔に挿通されノズルパイプホルダー５に固着されたノズルパイ プ４と、該ノズルパイプ４の先端に装着された円錐台状のメインノズル１０ａと 、該メインノズル１０ａの傾斜面部に形成された複数のガス噴出孔１０ｂと、前 記メインノズル１０ａの外周に装着された円環状の保炎板１２と、該保炎板１２ の前記メインノズル１０ａと同心状に円周線上に複数個形成された小孔１５と、 前記ノズルパイプホルダー５に一端を固着され前記ノズルパイプ４及びメインノ ズル１０ａの外周を同心状に覆う内筒２０と、前記ノズルパイプホルダー５の外 周面に固着された円盤状のバックプレート２と、該バックプレート２に固着され て前記内筒２０の外周面との間に環状の空気通路１ａを形成するフランジ付円筒 状のウインドボックス１と、該ウインドボックス１のフランジ内周面に一端を固 着され他端を円環状の端板２１ａを介して内筒２０の外周面に固着された外筒２ １と、該端板２１ａに形成された２次空気噴出口８と、前記内筒２０の先端部外 周面との間に該内筒と同心状の再循環流路２４を形成して装着された円筒部及び 該円筒部の下流端に接続され先端が中心側にしぼりこまれた断面をなすコーン部 からなるエアコーン９と、前記ノズルパイプホルダー５外周面に装着されたスパ ークロッド６、フレームロッド７及びパイロットバーナ１１と、前記空気通路１ ａ部の内筒２０に形成された１次空気孔３と、前記保炎板１２の外周縁と前記内 筒２０の内周面の間に形成された環状部１６とを含んで構成されている。パイロ ットバーナ１１はメインノズル１０ａと軸方向に平行に延び、両者の先端はほぼ 合わされている。パイロットバーナ１１の先端はメクラ１１ｃで閉塞され、その 上流側にはメインノズル１０ａに向けたパイロットガス噴出孔１１ａが開口され ている。

【００１２】 前記内筒２０の内周面とノズルパイプ４の外周面の間には１次空気通路２２が 、内筒２０の外周面と外筒２１の内周面の間には２次空気通路２３が、それぞれ 形成されている。また、エアコーン９の後端部と外筒２１の先端部の間にはバー ナ軸方向の隙間ができており、再循環開口（燃焼ガスの流路）であるスキマ環状 部１４をなしている。

【００１３】 上記の構成において、パイロットガス噴出孔１１ａの上流側におけるパイロッ トバーナ１１の外面にパイロット保炎板１１ｄが装着されている。パイロット保 炎板１１ｄは１次空気通路２２の一部を遮蔽し、その位置を流れる１次空気はパ イロット保炎板１１ｄの直立形状に応じて流路が変更され、すなわち部分的に１ 次空気流が乱れる構成とされている。

【００１４】 次に上記構成のガスバーナの燃焼について説明する。燃料のガスは、ノズルパ イプ４を通ってメインノズル１０ａのガス噴出口１０ｂよりノズル中心に対し斜 め外側に噴出される。ウインドボックス１には燃焼用送風機３０が接続されてお り、該燃焼用送風機３０から供給される燃焼用空気は、空気通路１ａに入った後 、１次空気孔３を経て１次空気通路２２を流れる１次空気と、２次空気通路２３ を流れる２次空気に分れる。１次空気はさらに、保炎板１２の小孔１５を通るも のと前記環状部１６を通るものとに分れる。

【００１５】 ガス噴出口１０ｂから噴出されたガスは、保炎板１２の小孔１５及び保炎板１ ２の外縁に保炎される。メインノズル１０ａの近傍に形成される火炎は燃料過剰 の低酸素燃焼となり、火炎温度が低下するとともに酸素分圧が低下するのでサー マルＮＯｘの発生が低減される。

【００１６】 一方、２次空気は２次空気通路２３を経て２次空気噴出口８から噴出され、再 循環流路２４を通ってエアコーン９に流れ込む。このとき、炉内の燃焼ガスは、 スキマ環状部１４内側を通過する２次空気の流れによって該スキマ環状部１４近 傍に形成される低圧力に吸引され、該２次空気とともに再循環流路２４を通って エアコーン９に流れる自己再循環を形成する。この２次空気と燃焼ガスが混合さ れた自己再循環流は前記コーン部により流れ方向がノズル中心方向に曲げられ、 燃焼中の火炎内部に浸透する。この浸透により火炎燃焼温度及び燃焼部の酸素分 圧が低下するので、さらにサーマルＮＯｘの発生が抑制される。

【００１７】 本実施例によれば、エアコーンに流入する２次空気によって燃焼ガスの再循環 が促進され、２次空気とともに火炎中に浸透燃焼するガスによって火炎燃焼温度 及び燃焼部の酸素分圧が低下するのでサーマルＮＯｘの発生が抑制されるととも に、エアコーン９の下流側は中心部に向かって絞られているので、火炎内部の不 完全燃焼域に対しても十分に２次空気を浸透させることができ、一酸化炭素等の 発生が防止される。また、再循環が効果的に行われるので、燃焼ガスの圧力が２ ００ｍｍＡｑ程度の低圧でも十分な低ＮＯｘ燃焼が行われる。

【００１８】 さらに本実施例においては、パイロット保炎板１１ｄを設けたので、パイロッ ト保炎板１１ｄの位置で１次空気の流れが乱れ、パイロットバーナ１１からのガ スと１次空気との混合が促進される。従ってパイロットバーナ１１の、ガスおよ び１次空気の混合の不十分さに起因する点火不良が解消され、もってフレーム電 流は高数値に維持されてメインノズル１０ａの着火が確実になる。

【００１９】 図３は、本実施例におけるインプットに対するパイロットバーナ１１に検知さ れる火炎量すなわちフレーム電流の変化をも示している。同図に示すように本実 施例の場合インプットを増加にかかわらずフレーム電流は概ね５μＡに維持され 、点火のためのガス温度上昇等に要する発火熱量が十分に確保される。

【００２０】 同様に図４は、本実施例における風量に対するフレーム電流の変化をも示して いる。同図に示すように本実施例の場合風量の増加にかかわらずフレーム電流は 概ね４μＡ強に維持され、フレームロッド７による発火熱量が安定して供給され るとともに前記と同様にメインノズル１０ａ点火のため、ガス温度上昇等に要す る発火熱量が十分に確保され、メインノズル１０ａの着火効率を良好に保つこと ができる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案によれば、排ガス中のＮＯｘ低減を実現できるとともにパイロット保炎 板によりガスと１次空気との混合が促進され、パイロットバーナの着火、保炎が 確実になる。それによりフレーム電流も安定し、スパークロッドによるバーナへ の着火も確実になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す実施例の部分縦断面図である。

【図３】図１に示す実施例および従来の技術の例におけ
る、インプットに対するフレーム電流の変化をそれぞれ
示すグラフである。

【図４】図１に示す実施例および従来の技術の例におけ
る、風量に対するフレーム電流の変化をそれぞれ示すグ
ラフである。

【図５】従来の技術の例（出願人の先願に係る）を示す
縦断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線矢視横断面図である。

【図７】図５に示す例の部分縦断面図である。

【図８】フレームロッドによるフレーム電流の検知原理
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ウインドボックス １ａ 空気通路 ２ バックプレート ３ １次空気孔 ４ ノズルパイプ ５ ノズルパイプホルダー ６ スパークロッド ７ フレームロッド ８ ２次空気噴出口 ９ エアコーン １０ａ メインノズル １０ｂ ガス噴出口 １１ パイロットバーナ １１ａ パイロットガス噴出孔 １１ｃ メクラ １１ｄ パイロット保炎板 １２ 保炎板 １４ スキマ環状部 １５ 小孔 １６ 環状部 ２０ 内筒 ２１ 外筒 ２１ａ 端板 ２２ １次空気通路 ２３ ２次空気通路 ２４ 再循環路 ３０ 燃焼用送風機

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼ガスをノズル中心線に対して斜め外
   方に噴出するガス噴出孔を有するメインノズルと、該メ
   インノズルの先端近傍に開口したパイロットガス噴出孔
   を有するパイロットバーナと、前記メインノズルの周囲
   を同心状に覆うように配置され前記メインノズルの周囲
   に燃焼空気を噴出させる１次空気通路を形成する内筒
   と、該内筒の外周面に沿って軸方向に形成された２次空
   気通路と、前記内筒の下流側端部外周面との間に再循環
   流路となる間隔をおいて同心状に配置された円筒部と該
   円筒部の下流端側に接続され先端部がノズル中心線側に
   傾斜したコーン部とからなり前記２次空気通路から噴出
   された２次空気が前記再循環流路上流端に流入するよう
   に構成されたエアコーンと、該エアコーンの円筒部及び
   または前記２次空気通路の下流側近傍に形成されて前記
   再循環流路及びまたは前記２次空気通路を燃焼室と連通
   する再循環開口とを含んでなる低ＮＯｘガスバーナにお
   いて、前記パイロットバーナの前記パイロットガス噴出
   孔から上流側に、１次空気通路の一部を遮蔽するパイロ
   ット保炎板を設けたことを特徴とする低ＮＯｘガスバー
   ナ。