JPH0670487B2 - 低窒素酸化物バーナ - Google Patents

低窒素酸化物バーナ

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JPH0670487B2
JPH0670487B2 JP2063475A JP6347590A JPH0670487B2 JP H0670487 B2 JPH0670487 B2 JP H0670487B2 JP 2063475 A JP2063475 A JP 2063475A JP 6347590 A JP6347590 A JP 6347590A JP H0670487 B2 JPH0670487 B2 JP H0670487B2
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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。
一方、プレミックス式のガスバーナは、NOXの発生量が
比較的少ないが、燃焼量を大きく変化させることができ
ない問題点を有していた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、NOXの発生を抑えた状態で、燃焼量を大きく変化さ
せることのできる小型の低NOX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、複数の独立した通路と、前記複
数の通路内へのみ燃焼用の空気を供給する送風機と、前
記複数の通路内へ燃料であるガスを独立して供給するガ
ス供給手段とを具備し、前記複数の通路のうち、ひとつ
おきに配された第1通路に安定安定燃焼する混合気を供
給し、前記第1通路の間に配された他の第2通路に、前
記第1通路に供給される混合気よりも空気過剰率の高い
混合気を供給する。
そして、前記第1通路の端で炎を形成する第1炎口と、
前記第2通路の端で炎を形成する第2炎口とが、隣接
し、且つ同一面に形成される。
さらに、前記ガス供給手段は、前記第2通路へのガスの
供給および遮断を切り替える切替手段を備え、この切替
手段によって前記第2通路へのガスの供給を停止した際
に、前記第2通路へは前記送風機から燃焼用の空気のみ
が供給される。
[作用] 大きな燃焼量が要求される際は、切替手段が第2通路へ
もガスの供給を行う。つなり、第1通路へは安定燃焼す
る混合気が供給され、第2通路には第1通路の混合気よ
りも空気過剰率の高い混合気が供給される。
第1通路に供給された混合気は、第1炎口から吹き出さ
れ、第1炎口で炎が安定して形成される。一方、第2通
路より吐出された空気過剰率の高い混合気は、第2炎口
より吹き出される。第2炎口より吹き出される空気過剰
率の高い混合気は、安定燃焼しにくいが、両隣の第1炎
口に形成される安定した炎によって安定燃焼する。そし
て、空気過剰率の高い混合気は、燃焼温度を低く抑える
ことができ、NOXの発生量を抑えることができる。
小さな燃焼量が要求される際は、切替手段によって、第
2通路へのガスの供給が遮断され、第2通路へは送風機
からの燃焼用の空気のみが供給される。そして、第1通
路には、安定燃焼する混合気が供給されるため、第1炎
口には安定した炎が形成される。一方、第1炎口の隣の
第2炎口からは、空気のみが供給されるため、結果的
に、第1炎口の炎の温度が低く抑えられ、NOXの発生量
を抑えることができる。
[発明の効果] 本発明は、切替手段を切り替えることによって、燃焼量
を大きく変化させることができる。
また、大きい燃焼量が要求される際は、第1通路の間に
配された第2通路からの空気過剰率の高い混合気を吹き
出し、これを第1通路からの炎で安定燃焼させる。そし
て、空気過剰率の高い混合気の燃焼によってNOXの発生
量を抑えることができる。逆に、小さい燃焼量が要求さ
れる際は空気過剰率の高いブンゼン燃焼を行って炎の温
度を抑えて、NOXの発生量を抑えることができる。
さらに、通路を複数に設け、かつ通路へ供給されるガス
を切り替える簡単な構造であるため、低NOXで絞り比の
大きな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で絞り比の大
きな家庭用ガス器具を、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。ま
た、ガスバーナ2は、プレミックス式とブンゼン式とが
燃焼量によって切り替えられる。ガスバーナ2は、複数
の通路4を備え、その複数の通路4内には、送風機6お
よびガス供給手段7によって、燃焼用の空気および燃料
であるガスが供給される。
ガスバーナ2の複数の通路4は、複数の第1バーナチュ
ーブ8および複数の第2バーナチューブ9を一つおき
に、つまり交互に接合したものである。第1バーナチュ
ーブ8および第2バーナチューブ9は、ステンレス板を
接合して形成した偏平な通路で、下端に、燃料であるガ
スと燃焼用の空気とを流入する第1流入口10および第2
流入口11を備える。また、第1バーナチューブ8および
第2バーナチューブ9は上端に、通路4内に供給された
ガスと空気との混合気を吐出するスリット状の第1炎口
12および第2炎口13を、それぞれ多数、備えている。
一方、第1バーナチューブ8および第2バーナチューブ
9に供給される混合気の混合比は、異なって設けられて
いる。一例を示せば、第1バーナチューブ8には、空気
過剰率1.0の混合気(本発明の安定燃焼する混合気で、
以下、適正混合気)を供給し、残りの第2バーナチュー
ブ9には、空気過剰率1.7の混合気(本発明の第1通路
に供給される混合気よりも空気過剰率の高い混合気で、
以下、エアリッチ混合気)を供給するものである。
送風機6は、第1バーナチューブ8および第2バーナチ
ューブ9内にのみへ、燃焼用の空気を強制的に送り込
む。なお、第1バーナチューブ8および第2バーナチュ
ーブ9内に供給されたガスは、送風機6によって供給さ
れた空気のみで燃焼を行う。
ガス供給手段7は、各第1バーナチューブ8および各第
2バーナチューブ9内へ、ガスを供給するガス供給通路
14を備える。ガス供給通路14は、上流側に2つの電磁開
閉弁15、16、ガバナ弁17、電磁比例弁18が設けられてい
る。また、ガス供給通路14の下流側は、第1バーナチュ
ーブ8へガスを供給する第1ガス通路19と、第2バーナ
チューブ9へガスを供給する第2ガス通路20とに分かれ
ている。
この第2ガス通路20には、第2バーナチューブ9へのガ
スの供給と遮断とを切り替え、燃焼量を切り替える電磁
開閉弁(本発明の切替手段)21が設けられている。
上記3つの電磁開閉弁15、16、21、電磁比例弁18、送風
機6、スパーカ22等の電気機器は、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、湯温設定スイッチなど)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、
電磁開閉弁15、16、21、電磁比例弁18、送風機6、スパ
ーカ22等を制御するものである。なお、電磁開閉弁21
は、所定燃焼量より大きな燃焼量が要求された際に開か
れ、逆に所定燃焼量より小さな燃焼量が要求された際に
閉じるように制御される。
(実施例の作動および効果) 次に、ガスバーナ2に形成される炎について説明する。
イ)プレミックス燃焼時 ガスバーナ2に大きな燃焼量が要求されると、電磁開閉
弁21が開かれて、第1バーナチューブ8内に適正混合気
が供給されるとともに、第2バーナチューブ9内にエア
リッチ混合気が供給される。すると、第1炎口12および
第2炎口13からそれぞれ適正混合気およびエアリッチ混
合気が吐出される。
第1炎口12より吐出された適正混合気は、空気過剰率1.
0であるため、確実に燃焼し、第1炎24を形成する。
一方、第2炎口13より吐出されたエアリッチ混合気も燃
焼し、第2炎口13に第2炎25を形成する。第2炎口13よ
り吐出されたエアリッチ混合気は、空気過剰率1.7の空
燃比のため、燃焼温度を低く抑えることができるが、リ
フト量が大きく燃焼良好域が狭い。この狭い燃焼良好域
に空燃比を保つのは困難で、外乱等によって空気過剰率
が変化する場合が考えられる。そして、外乱等によって
空気過剰率がエアリッチ側へ変化すると、第2炎25のリ
フトが増して、第2炎25が消える可能性がある。
しかるに、第2炎口13の隣部の第1炎口12に、第1炎24
が形成されているため、第2炎25が例え消えても、第2
炎口13より吐出されるエアリッチ混合気は、適正良好域
に戻った際、第1炎口12の第1炎24によって再び着火
し、第2炎25を保つことができる。
ロ)ブンゼン燃焼時 ガスバーナ2に小さな燃焼量が必要されると、電磁開閉
弁21が閉じられて、第1バーナチューブ8内にガスが供
給されて第2バーナチューブ9内へのガスの供給が停止
される。この結果、第1バーナチューブ8には、適正混
合気が供給され、第2バーナチューブ9内には、送風機
6の圧送した空気のみが供給される。
そして、第1炎口12より吐出された適正混合気は燃焼
し、第1炎24を形成する。
一方、第2炎口13より吐出された空気は第1炎口12で燃
焼中の未燃焼ガスの一部と混合し燃焼する。この場合、
第1炎口12より吐出される混合気の空燃比は、エアリッ
チ側へ移行し、混合気が実質的に空気過剰率2.0以上に
なる。
この第1炎24は、空気過剰率が非常に高いブンゼン燃焼
であるが、第1炎24の基部における空気過剰率が適正混
合気とされるため、炎が安定して形成される。また、第
1炎24の先側は、空気過剰率が非常に高いため、炎の温
度が低く抑えられる。
(実施例の効果) 大きな燃焼量が要求された際は、プレミックス燃焼を行
なって、一つおきの炎口でエアリッチ混合気を安定して
燃焼し、温度の低い炎を安定して形成することができ
る。この結果、ガスバーナ2の発生するNOXの量を抑え
ることができる。
一方、小さな燃焼量が要求された際は、第2バーナチュ
ーブ9へのガスの供給を停止して燃焼量を大幅に抑える
ことができる。そして、第2バーナチューブ9へ空気の
みを供給し、ガスバーナ2を空気過剰率2.0以上のブン
ゼン式として構成し、TDRバーナとした。この結果、炎
の温度が抑えられ、小燃焼時においても、ガスバーナ2
の発生するNOXの量を抑えることができる。
また、電磁開閉弁21を切り替えることによって、燃焼量
が大きく変化させることができる。つまり、本実施例の
ガス給湯器1は、プレミックス式のガスバーナ2では困
難であった燃焼量の変化比を大きくすることができる。
さらに、第1バーナチューブ8および第2バーナチュー
ブ9を接合することによってガスバーナ2に複数の通路
4を設け、かつ通路4へ供給されるガスを電磁開閉弁21
によって切り替える簡単な構造であるため、低NOXで絞
り比の大きなガスバーナ2が大型化せず、かつ低NOX
ガスバーナ2を安価に提供できる。この結果、低NOX
絞り比の大きなガス給湯器1を、コンパクトでかつ安価
に提供できる。
(第2実施例) 第3図は第2実施例を示すガスバーナの斜視図である。
本実施例は、第1バーナチューブ8および第2バーナチ
ューブ9を、それぞれ略U字型に成形し、空気とガスと
の撹拌性を向上させたものである。なお、第1バーナチ
ューブ8の第1流入口10と、第2バーナチューブ9の第
2流入口11とは、逆向きに開口している。
(変形例) 第1バーナチューブおよび第2バーナチューブに第1炎
口および第2炎口を形成したが、ガスバーナに例えばセ
ラミック製のバーナプレートを装着し、バーナプレート
の表面に第1炎口および第2炎口を形成させても良い。
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、調理機器など他のガス燃焼装置のガスバーナ
2に適用しても良い。
また、燃料を石油とし、石油を気化させたガスを燃焼す
るバーナに適用しても良い。
【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
はガスバーナの断面図、第2図はガス給湯器の概略断面
図である。 第3図は第2実施例を示すガスバーナの斜視図である。 図中2…ガスバーナ、4…通路 6…送風機、7…ガス供給手段 21…電磁開閉弁(切替手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)複数の独立した通路と、 (b)前記複数の通路内へのみ燃焼用の空気を供給する
    送風機と、 (c)前記複数の通路内へ燃料であるガスを独立して供
    給するガス供給手段と を具備し、 前記複数の通路のうち、ひとつおきに配された第1通路
    に安定燃焼する混合気を供給し、前記第1通路の間に配
    された他の第2通路に、前記第1通路に供給される混合
    気よりも空気過剰率の高い混合気を供給する低窒素酸化
    物バーナであって、 前記第1通路の端で炎を形成する第1炎口と、材料第2
    通路の端で炎を形成する第2炎口とが、隣接し、且つ同
    一面に形成され、 (c−1)前記ガス供給手段は、前記第2通路へのガス
    の供給および遮断を切り替える切替手段を備え、 この切替手段によって前記第2通路へのガスの供給を停
    止した際に、前記第2通路へは前記送風機から燃焼用の
    空気のみが供給される ことを特徴とする低窒素酸化物バーナ。
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JP6043522B2 (ja) * 2012-06-28 2016-12-14 パーパス株式会社 燃焼装置、燃焼制御方法および給湯装置
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