JPH0627567B2 - 低窒素酸化物バーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスおよび石油を気化させたガスを燃焼する
給湯器や暖房装置などの窒素酸化物の発生量の少ない低
ＮＯｘバーナに関する。

［従来の技術］ 近年、環境汚染を防ぐべく、大型ボイラーなどの大型ガ
ス器具では、ＮＯｘの発生を抑える技術が用いられてい
る。この技術は、炎の温度の上昇を抑えることによっ
て、有害なＮＯｘが発生するのを抑えるものである。

具体的な技術としては、ガスを多段に燃焼させる多段燃
焼技術、排気ガスの一部を再び燃焼室へ戻す排気ガス再
循環技術、エアリッチの混合気とガスリッチの混合気と
を燃焼させる濃淡燃焼技術、あるいは水蒸気を混合気に
混入させて燃焼する水蒸気混入技術などが知られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来の技術は、構造が複雑かつ大型であっ
た。

本発明の目的は、ＮＯｘの発生を抑えることのできる小
型の低窒素酸化物バーナの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の低窒素酸化物バ
ーナは、次の技術的手段を採用する。

低窒素酸化物バーナは、空気過剰率が理論空燃比よりも
低いガスリッチ混合気を吐出する炎口を備えたバーナヘ
ッドと、このバーナヘッドに設けられ、前記炎口に形成
させる炎の内部に配されて炎の熱を受ける受熱部を備え
るとともに、前記炎口に形成される炎の外部に配され
て、前記受熱部の受けた熱を放出する放熱部を備える冷
却板と、前記炎口を囲うように設けられ、前記バーナヘ
ッドの側部を流れる２次空気が前記炎口で形成される炎
の基部に直接導かれるのを阻止し、２次空気を前記炎口
で形成される炎の先側へ案内するガイド板とを具備す
る。

［作用］ 炎口から吐出されたガスリッチ混合気が燃焼し、炎口に
炎が形成されると、炎の中に配された受熱部が、炎の熱
の一部を吸熱する。一方、放熱部は、炎の外に配された
ため、受熱部に比較して、温度が低くなる。この結果、
受熱部で吸われた熱は、温度の低い放熱部に導かれ、放
熱する。冷却板は、このようにして炎の熱を外部に逃が
し、ガスリッチ混合気の炎の温度を低く抑える。

また、ガイド板が炎の熱を吸収し、熱をバーナヘッドへ
逃がす。このため、ガイド板によっても、炎は外側で冷
却されるので、さらにガスリッチ混合気の炎の温度が低
く抑えらえる。

さらに、ガスリッチの混合気の炎の基部には、ガイド板
によって、２次空気が供給されず、２次空気は炎の先へ
案内される。このため、炎の基部が酸素不足の状態とな
り、炎の基部に２次空気が直接供給される場合に比較し
て、炎の温度が低く抑えられる。

［発明の効果］ 本発明は、以上の作用で説明したように、炎の温度を冷
却板とサイド板によって、低く抑えることができる。こ
の結果、ＮＯｘの発生を抑えることができる。

また、ガイド板を設けたことによっても、炎の基部の温
度上昇が防がれ、ＮＯｘの発生を抑えることができる。

さらに、バーナヘッドに冷却板とガイド板を設けた簡単
な構造であるため、低ＮＯｘのガスバーナが大型化せ
ず、かつ低ＮＯｘのガスバーナを安価に提供できる。こ
の結果、低ＮＯｘの燃焼ガス器具を、コンパクトでかつ
安価に提供できる。

［実施例］ 次に、本発明の低窒素酸化物バーナを、家庭用のガス給
湯器に適用した一実施例に基づき説明する。

（実施例の構成） 第１図はガスバーナの要部断面図、第２図はガス給湯器
の概略断面図を示す。

○ガス給湯器１は、ガスバーナ２で形成された炎の熱に
よって、熱交換器３を流れる水を加熱するものである。
本実施例のガス給油器１に用いられるガスバーナ２は、
ブゼン式で、１次空気および２次空気を、送風機４によ
って強制的に供給する。

また、本実施例のガスバーナ２は、袖火バーナを用いて
なる。この袖火バーナは、保炎性能に優れるばかりでな
く、炎の高さを低く抑え、ガス器具のコンパクト化を図
ることができる。

○ガスバーナ２は、偏平器体５を複数列設してなる。偏
平器体５は、内部に通路６を備える。この通路６には、
燃料であるガスと、燃焼用の１次空気とを流入するため
の流入口７を備える。この流入口７は、例えば偏平器体
５の下端に開成される。なお、流入口７より供給される
１次空気は、理論空燃比に満たない。このため、通路６
内に供給されたガスと１次空気との混合気は、ガスリッ
チ（例えば、空気過剰率０．６〜０．７）の状態とされ
る。

一方、各偏平器体５のバーナヘッド８の間には、燃焼用
の２次空気の通過する２次空気通路９が形成されてい
る。この２次空気通路９に送られてくる２次空気の量
は、偏平器体５内に供給されるガス量に対応しており、
偏平器体５より吐出される混合気の炎の未燃焼ガスを燃
焼させるのに過剰な２次空気が供給される。

○次に、バーナヘッド８の説明を行う。

バーナヘッド８は、偏平器体５の上部に形成されてい
る。バーナヘッド８の上面のほぼ中央には、下述する冷
却板１０が設けられている。そして、冷却板１０の両側
には、通路６に供給されたガスリッチの混合気を吐出す
るための主炎口（本発明の炎口）１１が多数、スリット
状に開成されている。

バーナヘッド８の両側面（混合気の上流側の側面）に
は、混合気の一部を吐出する保炎用の混合気流出口１２
が、多数、偏平器体５の長手方向に沿って開成されてい
る。

また、バーナヘッド８の両側面には、混合気流出口１２
から流出した混合気を主炎口１１の隣部の上方へ案内す
る保炎プレート１３およびガイド板１４が接合されてい
る。この保炎プレート１３とガイド板１４とは、混合気
流出口１２から流出した混合気を主炎口１１で形成され
る炎（以下、主炎１５）で隣部で燃焼させるとともに、
２次空気を、主炎１５の先側へ案内するものである。こ
のため、保炎プレート１３およびガイド板１４は、主炎
口１１より高く設けられている。この高さＨは、主炎１
５の高さによって異なるが、一般的なガス給湯器であれ
ば、１０mm以上に設けられる。これによって、バーナヘ
ッド８の周りの２次空気が主炎１５の基部の１次火炎15
a に直接導かれるのを防ぎ、２次空気を主炎１５の先側
の２次火炎15b へ案内する。

冷却板１０は、バーナヘッド８の下面のほぼ中央におい
て、偏平器体５を構成するプレートによって挟まれてい
る。この冷却板１０の、プレートに挟まれた部分は、受
熱部10a で、主炎１５の１次火炎15a の内部にプレート
を介して配される。一方、冷却板１０は、炎の外部であ
る通路６内に配された放熱部10b を備える。この放熱部
10b は、受熱部10a から伝わった熱を、通路６内を流れ
る混合気に逃がすものである。なお、冷却板１０は、熱
伝導性に優れた材料を用いるのがこのましい（例えば、
銅、アルミニウム）。

○ガス給湯器１は、偏平器体５の流入口７へ、ガスを供
給するガス供給通路１６を備える。このガス供給通路１
６には、２つの電磁開閉弁１７、１８や、ガバナ弁１
９、電磁比例弁２０等が設けられている。

これら、２つの電磁開閉弁１７、１８、電磁比例弁２０
は、送風機４やスパーカ２１等とともに、図示しない制
御装置によって制御される。制御装置は、周知なもの
で、図示しない操作スイッチ（運転スイッチや、湯温制
定スイッチなど）や、複数のセンサ（水流センサや、湯
温センサなど）を備えてガス給湯器１の使用状態を検出
し、その使用状態によって、送風機４、電磁開閉弁１
７、１８、電磁比例弁２０、スパーカ２１等を制御する
ものである。

（実施例の作動） ○次に、バーナヘッド８に形成される炎について説明す
る。

偏平器体５の流入口７へガスと１次空気とを送り込む
と、通路６内で混じり合い、ガスリッチの混合気とな
る。この混合気の大部分は、主炎口１１より噴出して燃
焼し、主炎１５を形成する。残りの混合気は、混合気流
出口１２から流出して、保炎プレート１３とガイド板１
４との間を上昇し、主炎１５の隣部で、かつ１次火炎15
a の上方で燃焼し、保炎２２を形成する。

主炎１５および保炎２２の炎は、ガスリッチであること
より、未燃焼ガスを含んでいる。この未燃焼ガスは、２
次空気通路９を通過した２次空気によって、完全燃焼す
る。

しかるに、２次空気は、保炎プレート１３、ガイド板１
４によって、主炎１５の先側へ導かれ、主炎１５の基部
へ直接供給されることが阻止されている。この結果、主
炎１５の基部の１次火炎15a は、酸素不足となって燃焼
速度が下がり、温度が低く抑えられる。

一方、主炎１５の発生する熱の一部は、主炎１５の内部
に配された冷却板１０の受熱部10a を加熱する。一方、
放熱部10b は、混合気の流れる通路６内に配されて、強
制冷却されている。このため、受熱部10a で受けた熱
は、温度の低い放熱部10b に導かれ、通路６を流れる混
合気中に放出される。

（実施例の効果） バーナヘッド８に形成される主炎１５は、基部における
酸素不足、および冷却板１０によって、炎の温度が例え
ば1200℃くらいに低く抑えられる。この結果、ガス給湯
器１の発生するＮＯｘを低く抑えることができる。

また、袖火バーナの保炎プレート１３の高さを高くする
とともに、ガイド板１４、冷却板１０を設けた簡単な構
造であるため、低ＮＯｘのガスバーナ８が大型化せず、
かつ低ＮＯｘのガスバーナ８を安価に提供できる。この
結果、低ＮＯｘのガス給油器１を、コンパクトでかつ安
価に提供できる。

（変形例） 本実施例では、放熱部10b を混合気の流れる通路６内に
配したが、偏平器体５の下方部分に当接させたり、偏平
器体５の外部に露出するように配しても良い。

本発明をガス給湯器１に適用した例を示したが、ガス暖
房装置や、調理機器など他の家庭用ガス器具のガスバー
ナに適用しても良い。

また、燃料を石油として、石油を気化させたガスを燃焼
させるバーナに適用しても良い。

さらに、本発明を袖火バーナに適用した例を示したが、
袖火バーナを用いないバーナに本発明を適用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１実施例を示すもので、第１図
はガスバーナの要部断面図、第２図はガス給湯器の概略
断面図である。 図中 １……ガス給湯器、２……ガスバーナ ８……バーナヘッド、１０……冷却板 10a ……受熱部、10b ……放熱部 １１……主炎口（炎口）、１４……ガイド板 １５……主炎（主炎口で形成される炎）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｄ 14/78 Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a) 空気過剰率が理論空燃比よりも低いガ
   スリッチ混合気を吐出する炎口を備えたバーナヘッド
   と、 (b) このバーナヘッドに設けられ、 (b-1)前記炎口に形成される炎の内部に配されて炎の熱
   を受ける受熱部を備えるとともに、 (b-2)前記炎口に形成される炎の外部に配されて、前記
   受熱部の受けた熱を放出する放熱部を備える冷却板と、 (c) 前記炎口を囲うように設けられ、 前記バーナヘッドの側部を流れる２次空気が前記炎口で
   形成される炎の基部に直接導かれるのを阻止し、２次空
   気を前記炎口で形成される炎の先側へ案内するガイド板
   と を具備する低窒素酸化物バーナ。