JPH09112839A - 低ＮＯｘガス燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆火の発生を抑制しつつ、ＣＯの発生量の少
ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる低ＮＯｘガス燃焼
装置を提供できるようにする。 【解決手段】 頂部の主炎孔形成面７に多数の主炎孔
８、８を有する主体５Ａの両側壁に、これらの両側壁と
保炎空間イを保って一対の保炎板９、９が立設されたバ
ーナ体５を備え、このバーナ体５を相互に通気間隔４、
４を存してバーナケース内に複数並設し、これらバーナ
体５、５間の通気間隔４、４には、バーナ体５に供給す
る混合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するように
したガス燃焼装置である。そして、バーナ体５の隣接す
る保炎板９、９間には、多数の副炎孔１２、１２を副炎
孔形成面１１Ａに有する副炎孔板１１を架設せしめ、か
つ、この副炎孔板１１の副炎孔形成面１１Ａの高さ位置
を、バーナ体５の主炎孔形成面７よりも所定寸法Ｓだけ
低く設定した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス給湯機、ガス
温水暖房機等に使用されるガス燃焼装置に関し、特にＮ
Ｏｘの発生量を低減させた低ＮＯｘガス燃焼装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の低ＮＯｘガス燃焼装置に
おいては、例えば、特開平６−３３１１１０号公報に開
示されているように、頂部に主炎孔を有する主体の両側
壁に、これらの両側壁と保炎空間を保って一対の保炎板
が立設された袖火タイプのバーナ体を備えている。そし
て、このように構成されたバーナ体を、バーナケース内
に相互に通気間隔を存して複数並設し、バーナ体にやや
希薄な混合ガスを供給するとともに、バーナ体に供給す
る混合ガスよりも更に希薄な希薄混合ガスをバーナ体間
の通気間隔に供給して、この通気間隔の上方並びにバー
ナ体の上方で希薄混合ガス多段燃焼させることにより、
ＮＯｘの発生量を低減させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来構造の低ＮＯｘガス燃焼装置では、希薄混合ガスの流
出部となるバーナ体間の通気間隔の上部開放面、即ち、
隣接するバーナ体の保炎板間の隙間の面積が大きいた
め、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量が突発的
に減少したり、バーナ体間の通気間隔を流れガス量が突
発的に増加したりすると、希薄混合ガス状態が崩れて引
火しやすい混合ガスとなり、通気間隔の上方並びにバー
ナ体の上方に形成される火炎が、バーナ体間の通気間隔
に引き込まれ、逆火を生じる問題があった。また、着火
時において、着火遅れが生じた場合でも、同様に逆火を
生じる問題があった。

【０００４】そこで、発明者等はバーナ体の隣接する保
炎板間に、多数の副炎孔を副炎孔形成面に有する副炎孔
板を設けることにより、逆火の発生を抑制し得ることが
解明できたが、副炎孔の高さ位置の設定が悪いと燃焼状
態が不安定となって悪化し、ＣＯの発生量が増加する問
題があった。

【０００５】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、逆火の発生を抑制しつつ、ＣＯの発生量の少
ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる低ＮＯｘガス燃焼
装置を提供できるようにすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
では、頂部の主炎孔形成面に多数の主炎孔を有する主体
の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保って一対の
保炎板が立設されたバーナ体を備え、このバーナ体を相
互に通気間隔を存してバーナケース内に複数並設し、こ
れらバーナ体間の通気間隔には、バーナ体に供給する混
合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するようにした
ガス燃焼装置において、前記バーナ体の隣接する保炎板
間には、多数の副炎孔を副炎孔形成面に有する副炎孔板
を架設せしめ、かつ、この副炎孔板の副炎孔形成面の高
さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だ
け低く設定した構成である。

【０００７】請求項２に記載の本発明では、頂部の主炎
孔形成面に多数の主炎孔を有する主体の両側壁に、これ
らの両側壁と保炎空間を保って一対の保炎板が立設され
たバーナ体を備え、このバーナ体を相互に通気間隔を存
してバーナケース内に複数並設し、これらバーナ体間の
通気間隔には、バーナ体に供給する混合ガスよりも希薄
な希薄混合ガスを供給するようにしたガス燃焼装置にお
いて、前記バーナ体の隣接する保炎板間には、多数の副
炎孔を副炎孔形成面に有する副炎孔板を架設せしめ、か
つ、この副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バー
ナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だけ低く設定すると
ともに、各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距
離と等しいかそれよりも小さく設定した構成である。

【０００８】請求項１の低ＮＯｘガス燃焼装置において
は、バーナ体の隣接する保炎板間に、多数の副炎孔を副
炎孔形成面に有する副炎孔板を架設せしめたことによ
り、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量やガス量
が突発的に増減して、希薄混合ガス状態が崩れた場合、
或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合に、副炎孔板
に穿った複数の副炎孔によって、希薄混合ガス噴出用の
炎孔面積を狭ばめるなど、適宜調整可能となり、通気間
隔内への逆火が抑制される。また、副炎孔板の副炎孔形
成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所
定寸法（例えば、１〜３ｍｍ）だけ低く設定したことに
より、副炎孔板の副炎孔から噴出する希薄混合ガスは、
バーナ体の主炎孔形成面上に形成される主火炎及び保炎
空間上に形成される袖火炎によって確実に保炎され、Ｎ
Ｏｘ及びＣＯの発生量の少ない安定した良好な燃焼が行
える。

【０００９】請求項２の低ＮＯｘガス燃焼装置において
は、各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と
等しいかそれよりも小さく設定したことにより、バーナ
体間の通気間隔内を流れる希薄混合ガスは、副炎孔板の
副炎孔から鉛直方向に向かって噴出し、バーナ体の主炎
孔形成面上に形成される主火炎や保炎空間上に形成され
る袖火炎を乱す心配がなく、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の
少ない一層安定した良好な燃焼が行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態例を図
１ないし図４の図面に基づいて説明する。図１ないし図
４において、１は送風機、２は送風機１から燃焼用空気
が送り込まれる外郭ケース、３は外郭ケース２内に収容
されたバーナケースであり、このバーナケース３内に
は、通気間隔としての二次空気通路４、４を設けて複数
（例えば、６本）のバーナ体５、５を並設している。前
記バーナケース３は、それの中央部に立設した仕切壁３
Ａによって左右に２分割され、これら左右の部屋Ｘ、Ｙ
には前記バーナ体５、５がそれぞれ収容されている。

【００１１】前記バーナ体５、５は、内部に混合室６が
形成された主体５Ａの頂部の主炎孔形成面７に多数のス
リット状の主炎孔８、８を設けている。そして主体５Ａ
の左右両側壁の上部には、側壁と保炎空間イ、イを保っ
て左右一対の保炎板９、９が立設されている。

【００１２】前記保炎空間イ、イには、前記混合室６に
供給された混合ガスの一部が側壁に穿った袖火用孔１
０、１０を通って入り込み、この入り込んだ混合ガスは
保炎空間イ、イを上昇して流出し、保炎空間イ、イ上に
袖火が形成されるようになっている。また、前記各保炎
板９、９は、その上端が前記主炎孔形成面７よりも約２
〜４ｍｍ低くなるようにその高さが設定されている。

【００１３】前記各バーナ体５の混合室６には空気比が
約１〜１．３のやや希薄な混合ガスが供給され、また、
各バーナ体５、５間の二次空気通路４、４にはバーナ体
５の混合室６に供給される混合ガスよりも更に希薄な希
薄混合ガスがそれぞれ供給されるようになっている。そ
して、この二次空気通路４、４に供給される希薄混合ガ
スの空気比は通常で約１．５〜１．９である。

【００１４】前記バーナ体５の隣接する保炎板９．９間
には、断面略コ字状に形成された副炎孔板１１、１１が
それぞれ着脱可能に架設してある。この副炎孔板１１
は、図１及び図４に示すように、希薄混合ガス噴出用の
スリット状や円形状の適宜な形状の副炎孔１２、１２を
その長手方向に多数個穿った副炎孔形成面１１Ａと、こ
の副炎孔形成面１１Ａの両縁から下向きに折り曲げられ
た左右の側片１１Ｂ、１１Ｃとを有し、これら両側片１
１Ｂ、１１Ｃを前記保炎板９．９に外嵌合することによ
り、保炎板９の上方から抜き差し自在に保炎板９に取り
付けられるものである。

【００１５】前記副炎孔板１１は、保炎板９に取り付け
られた状態で、副炎孔１２、１２を穿った副炎孔形成面
１１Ａが保炎板９の上端に当接し、副炎孔形成面１１Ａ
の高さ位置が規制される。そして、この副炎孔形成面１
１Ａの高さ位置は前記バーナ体５の主炎孔形成面７より
も約１〜３ｍｍの所定寸法Ｓだけ低く設定されている。
また、前記各副炎孔１２、１２は、それらの幅寸法Ｔと
なる長辺の寸法を約３〜２．５ｍｍに設定して、前記バ
ーナ体５の隣接する保炎板９、９間の距離Ｕ（約３ｍ
ｍ）と等しいか、それよりも小さくしている。

【００１６】また、前記副炎孔板１１の両側片１１Ｂ、
１１Ｃには、それぞれ外向き突出させた２〜３個の突起
１３、１３を設けている。そして、これら突起１３、１
３は、両側片１１Ｂ、１１Ｃの長手方向に所定間隔を存
して設けられ、かつ、両側片１１Ｂ、１１Ｃを保炎板９
に外嵌合した際に、バーナ体５の側壁外面にその先端が
当接する高さに設定されている。

【００１７】次に図２中に示す燃料ガス供給装置１４に
ついて説明する。この燃料ガス供給装置１４は、燃料ガ
ス供給経路に、元電磁弁１５及び比例弁１６を介装する
とともに、比例弁１６の下流側で第１経路１７と第２経
路１８の２経路に分岐し、これら第１及び第２経路１
７、１８にはそれぞれ電磁弁１９、２０を介装してい
る。

【００１８】前記第１経路１７は、電磁弁１９の下流側
で第３経路２１を分岐し、この第３経路２１を前記バー
ナケース３の左の部屋Ｘの二次空気通路４、４にガス燃
料を供給する第１補助ノズル２２に連結するとともに、
第３経路２１の分岐部の下流側は、バーナケース３の左
の部屋Ｘの各バーナ体５、５にガス燃料を供給する複数
の第１主ノズル２３、２３に連結している。

【００１９】前記第２経路１８は、電磁弁２０の下流側
で第４経路２４を分岐し、この第４経路２４を前記バー
ナケース３の右の部屋Ｙの二次空気通路４、４にガス燃
料を供給する第２補助ノズル２５に連結するとともに、
第４経路２４の分岐部の下流側は、バーナケース３の右
の部屋Ｙの各バーナ体５、５にガス燃料を供給する複数
の第２主ノズル２６、２６に連結している。

【００２０】２７は放電点火プラグ等の点火器であり、
この点火器２７は点火ロッド２７Ａを有し、この点火ロ
ッド２７Ａの先端の点火部２８は、前記バーナケース３
の左の部屋Ｘに有る複数のバーナ体５、５のうちの１つ
のバーナ体５の主炎孔形成面７に近接対向させて、この
主炎孔形成面７との間に火花放電を生じさせるようにな
っている。

【００２１】２９は炎の有無を検出する炎検出器であ
り、この炎検出器２９はフレームロッド２９Ａを有し、
このフレームロッド２９Ａの先端の検出部３０を、前記
バーナケース３の左の部屋Ｘの複数の副炎孔板１１のう
ちの１つの副炎孔板１１に近接対向させている。そし
て、この炎検出器２９の炎検出信号は、前記元電磁弁１
５、比例弁１６及び電磁弁１９、２０の開閉を制御して
燃焼を制御する制御部（図示せず）に入力され、炎検出
信号の炎無しの信号が制御部に入力されると、この制御
部が元電磁弁１５及び電磁弁１９、２０を閉じて燃焼を
停止させる。

【００２２】尚、図３中の３１は前記各副炎孔板１１、
１１を上から押さえ付ける押さえ板であり、この押さえ
板３１は前記バーナケース３の上面部にネジ等で締着し
ている。

【００２３】上述の構成において、前記各バーナ体５の
混合室６に空気比が約１〜１．３のやや希薄な混合ガス
が供給され、また、各バーナ体５、５間の二次空気通路
４、４に空気比が約１．５〜１．９の希薄混合ガスが供
給されると、各バーナ体５の混合室６に供給された混合
ガスは、その一部が袖火用孔１０、１０を通って保炎空
間イを上昇し、残りの大部分は主炎孔８、８に向かって
流れて主炎孔８、８から噴出する。一方、二次空気通路
４、４に供給された希薄混合ガスは、隣接する保炎板
９、９間を上昇し、副炎孔板１１の副炎孔１２、１２か
ら噴出する。

【００２４】上述の状態で、点火ロッド２７Ａの先端の
点火部２８とバーナ体５の主炎孔面７との間にスパーク
を生じさせると、主炎孔８、８から噴出する混合ガスが
着火し、この着火炎が隣の副炎孔１２、１２から噴出す
る希薄混合ガスに火移りして、全体の燃焼が開始され
る。全体の燃焼開始により、各バーナ体５の主炎孔８上
には高さの低い炎が形成され、各保炎空間イ上には袖火
炎が形成され、各バーナ体５、５の上方と副炎孔板１
１、１１の上方には、互いに連なって保炎性の高い安定
した大きな炎が形成され、ＮＯｘ発生量の少ない希薄混
合ガス多段燃焼を行う。

【００２５】本実施形態例によれば、頂部の主炎孔形成
面７に多数の主炎孔８、８を有する主体５Ａの左右両側
壁に、これらの両側壁と間隔を保って一対の保炎板９、
９が立設されたバーナ体５を備え、このバーナ体５を相
互に二次空気通路４、４（通気間隔）を存してバーナケ
ース３内に複数並設し、これらバーナ体５、５間の二次
空気通路４、４には、バーナ体５の混合室６に供給する
約１〜１．３のやや希薄な混合ガス混合ガスよりも更に
希薄な空気比が約１．５〜１．９の希薄混合ガスを供給
するようにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体５
の隣接する保炎板６、６間には、多数の副炎孔１２、１
２を副炎孔形成面１１Ａに有する副炎孔板１１を着脱自
在に架設せしめた構成としているので、バーナ体５、５
間の二次空気通路４、４を流れる二次空気量やガス量が
突発的に増減して希薄混合ガス状態が崩れ、空気比が約
１に近い引火しやすい混合ガスが二次空気通路４、４に
流れた場合、或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合
に、副炎孔板１１の副炎孔形成面１１Ａに穿った多数個
の副炎孔１２、１２によって、希薄混合ガス噴出用の炎
孔面積を従来よりも小さくして噴出速度を高めることが
可能となり、二次空気通路４、４内への逆火を抑制でき
る。

【００２６】また、前記副炎孔板１１の副炎孔形成面１
１Ａの高さ位置を、前記バーナ体５の主炎孔形成面７よ
りも約１〜３ｍｍの所定寸法Ｓだけ低く設定しているの
で、副炎孔板１１の副炎孔１２、１２から噴出する希薄
混合ガスは、バーナ体５の主炎孔形成面７上に形成され
る主火炎及び保炎空間イ上に形成される袖火炎によって
確実に保炎され、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少ない安定
した良好な燃焼が行える。

【００２７】また、前記各副炎孔１２、１２は、それら
の幅寸法Ｔとなる長辺の寸法を約３〜２．５ｍｍに設定
して、前記バーナ体５の隣接する保炎板９、９間の距離
Ｕ（約３ｍｍ）と等しいか、それよりも小さくしている
ので、バーナ体５、５間の二次空気通路４、４を流れる
希薄混合ガスは、副炎孔板１１の各副炎孔１２、１２か
ら鉛直方向に向かって噴出し、バーナ体５の主炎孔形成
面７上に形成される主火炎や保炎空間イ上に形成される
袖火炎を乱す心配がなく、ＮＯｘ及びＣＯの発生量の少
ない一層安定した良好な燃焼が行えるものである。

【００２８】また、上述の実施形態例においては、副炎
孔板１１はバーナ体５の隣接する保炎板９、９間に、着
脱自在に架設されているので、バーナ体５の使用本数に
合わせて専用の副炎孔板を作る必要がなく、バーナ体５
の使用本数の異なる種々の装置に共用でき、部品の共通
化を図ることができる。

【００２９】さらにまた、副炎孔板１１は断面略コ字状
に形成され、かつ、それの対向する両側片１１Ｂ、１１
Ｃが前記保炎板９、９に外嵌めされているので、保炎板
９によって副炎孔板１１の設置位置を確実に決めること
ができ、副炎孔１２を穿った副炎孔板１１の副炎孔形成
面１１Ａの高さ位置のずれを防止できる。

【００３０】また、前記副炎孔板１１の両側片１１Ｂ、
１１Ｃには、それぞれ外向きの複数個の突起１３、１３
が形成されているので、バーナ体５、５間の二次空気通
路４を副炎孔板１１によって一定間隔に規制でき、各バ
ーナ体５、５の位置決めが確実に行えるばかりでなく、
二次空気通路４の幅寸法が長手方向において寸法誤差を
生じないようにできる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の低ＮＯｘガス燃焼装置におい
ては、バーナ体間の通気間隔を流れる二次空気量やガス
量が突発的に増減して、希薄混合ガス状態が崩れた場
合、或るいは、着火時に着火遅れが生じた場合に、副炎
孔板に設けた複数の副炎孔によって、希薄混合ガス噴出
用の炎孔面積の大きさを調整することが可能となり、そ
のため、通気間隔内への逆火を抑制できるのはもちろん
のこと、副炎孔板の副炎孔形成面の高さ位置を前記バー
ナ体の主炎孔形成面よりも所定寸法だけ低く設定したこ
とにより、副炎孔から噴出する希薄混合ガスの保炎性を
高めて安定燃焼させることが可能となり、ＣＯの発生量
の少ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実現できる。

【００３２】請求項２の低ＮＯｘガス燃焼装置において
は、各副炎孔の幅寸法を前記隣接する保炎板間の距離と
等しいかそれよりも小さく設定したことにより、バーナ
体間の通気間隔内を流れる希薄混合ガスは、副炎孔板の
副炎孔から鉛直方向に向かって噴出するため、バーナ体
の主炎孔形成面上に形成される主火炎や保炎空間上に形
成される袖火炎を乱さないようにでき、燃焼状態が一層
安定し、ＣＯの発生量の少ない良好な低ＮＯｘ燃焼を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例を示す低ＮＯｘガス燃焼
装置の要部縦断面図である。

【図２】同じく全体構成を説明する説明図である。

【図３】同じく要部の平面図である。

【図４】同じく要部の斜視図である。

【符号の説明】

３ バーナケース ４ 二次空気通路（通気間隔） ５ バーナ体 ５Ａ 主体 ７ 主炎孔形成面 ８ 主炎孔 ９ 保炎板 １１ 副炎孔板 １１Ａ 副炎孔形成面 １２ 副炎孔 イ 保炎空間 Ｓ 所定寸法 Ｔ 副炎孔の幅寸法 Ｕ 保炎板間の距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 治雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 斉藤 正信 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂部の主炎孔形成面に多数の主炎孔を有
   する主体の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保っ
   て一対の保炎板が立設されたバーナ体を備え、このバー
   ナ体を相互に通気間隔を存してバーナケース内に複数並
   設し、これらバーナ体間の通気間隔には、バーナ体に供
   給する混合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するよ
   うにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体の隣接す
   る保炎板間には、多数の副炎孔を副炎孔形成面に有する
   副炎孔板を架設せしめ、かつ、この副炎孔板の副炎孔形
   成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所
   定寸法だけ低く設定したことを特徴とする低ＮＯｘガス
   燃焼装置。
2. 【請求項２】 頂部の主炎孔形成面に多数の主炎孔を有
   する主体の両側壁に、これらの両側壁と保炎空間を保っ
   て一対の保炎板が立設されたバーナ体を備え、このバー
   ナ体を相互に通気間隔を存してバーナケース内に複数並
   設し、これらバーナ体間の通気間隔には、バーナ体に供
   給する混合ガスよりも希薄な希薄混合ガスを供給するよ
   うにしたガス燃焼装置において、前記バーナ体の隣接す
   る保炎板間には、多数の副炎孔を副炎孔形成面に有する
   副炎孔板を架設せしめ、かつ、この副炎孔板の副炎孔形
   成面の高さ位置を前記バーナ体の主炎孔形成面よりも所
   定寸法だけ低く設定するとともに、各副炎孔の幅寸法を
   前記隣接する保炎板間の距離と等しいかそれよれも小さ
   く設定したことを特徴とする低ＮＯｘガス燃焼装置。