JPH03263501A

JPH03263501A - 低窒素酸化物バーナ

Info

Publication number: JPH03263501A
Application number: JP2063563A
Authority: JP
Inventors: Ikumitsu Hatake; 生光畠
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1991-11-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

１従来の技術、１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、ニ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捉供にある。

［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。

ガスバーナは、燃料であるガスと燃焼用の１次空気との
混合比が空気過剰率１．３以上の混合気を吐出する主炎
口、および燃料であるガスと燃焼用の１次空気との混合
比が空気過剰率０．８〜１２の混合気を、前記主炎口の
隣部に吐出する保炎用炎口を備える。

［作用コ保炎用炎口の吐出する空気過剰率０．８〜１．２の混合
気は、空気の混入量が適切であるため、燃焼が確実に行
われる。つまり、保炎用炎口には、炎が確実に形成され
る。

一方、主炎口より吐出する空気過剰率１．３以上の混合
気は、燃焼良好域が狭く、かつ炎がリフトするため燃焼
が不安定となり、炎が消えやすい。

しかるに、主炎口の隣部の保炎用炎口に、炎が確実に形
成されるため、主炎口の炎が例え消えても、主炎口より
吐出される混合気は、保炎用炎口の炎によって再び着火
する。

［発明の効果］ニアリッチの混合気による炎は、温度が低く低ＮＯｘで
あるが、保炎性能が悪かった。しかるに、保炎用炎口に
保炎を形成することにより、主炎口より吐出されるニア
リッチの混合気を安定して燃焼させることができる。こ
の結果、ＮＯｘの発生を抑えたガスバーナを提供するこ
とができる。

また、ニアリッチの混合気を吐出する主炎口の隣部に保
炎を形成する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。本
実施例のガス給湯器１に用いられるガスバーナ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
られるもので、複数のバーナチューブ４の集合体５と、
セラミックス製のバーナプレート６とを備える。

バーナチューブ４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１次空
気とを流入する流入ロアを備える。

また、バーナチューブ４は、上端に、通路内に供給され
たガスと１次空気との混合気を吐出する流出口８を備え
る。そして、複数のバーナチューブ４は、接合されて一
体化し、各バーナチューブ４の流出口８が連続して設け
られている。

各バーナチューブ４に供給される混合気の混合比は、互
いに隣接するバーナチューブ４と混合比が異なるように
設けられている。具体的には、各バーナチューブ４の集
合体５の内、１つおきの第１バーナチユーブ９に空気過
剰率１．４〜１．５の混合気（以下、ニアリッチ混合気
〉を供給し、残りの第２バーナチユーブ１０に空気過剰
率１．０〜１２、の混合気（以下、適正混合気）を供給
するものである。

バーナプレート６は、接合された各バーナチューブ４の
流出口８を覆うもので、各流出口８を通過した混合気を
通過させるための、細い通路が多数設けられている。

バーナチューブ４の集合体５は、各隣接する流出口８か
らニアリッヂ混合気および適正混合気を交互に吹き出す
。このため、バーナプレート６は、多数の細い通路が、
ニアリッチ混合気を吹き出す部分と、適正混合気を吹き
出す部分とに分がれる。

なお、ニアリッヂ混合気を吹き出す部分によって、本発
明の主炎口１１が構成され、適正混合気を吹き出す部分
によって、保炎用炎口１２が構成されガス給湯器１は、
第１バーナチユーブ９および第２バーナチユーブ１０内
へ、ガスを供給するガス供給通路１３を備える。このガ
ス供給通路１３は、上流側に２つの電磁開閉弁１４．１
５、ガバナ弁１６、電磁比例弁１７等が設けられている
。

また、ガス供給通路の下流側には、第１バーナチユーブ
９へのガスの供給および遮断を行う燃焼量切替用の電磁
開閉弁１８が設けられている。

また、ガス給湯器１−は、各バーナチューブ４内へ燃焼
用の空気を供給する送風１１１９を備える。

上記３つの電磁開閉弁１４．１５．１８、電磁比例弁１
７、送風機】９、スパーカ２０等の電気機器は、図示し
７ない制御装置によって制御される。

制御装置は、周知のもので、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１４．１５．１８、電磁比例弁１７、送風機１
９．スパーカ２０等を制御するものである。なお、電磁
開閉弁１８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１８が開かれて、第１バーナチスーブ９内にニアリッ
チ混合気が供給されるとともに、第２バーナチユーブ１
０内に適正混合気が供給される。すると、主炎口１］お
よび保炎用炎口１２からそれぞれニアリッチ混合気およ
び適正混合気が吐出される。

保炎用炎ｌ］１２より吐出された適正混合気は、空気過
剰率１０へ−１２であるため、確実に燃焼し、保炎２１
を形成する。

一方、１炎口１１より吐出されたニアリッヂ混合気も燃
焼し、主炎口１１に主炎２２を形成する。

Ｊ炎口１１より吐出されたニアリッチ混合気は、空気過
剰率１４〜１５の空燃比のため、燃焼温准を低く抑える
ことができるが、リフＩ−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雛で、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ニアリッチ側へ変化
すると、主炎２２のリフトが増して、主炎２２が消える
可能性がある。

しかるに、主炎口１１の隅部の保炎用炎Ｄ　１２に、保
炎２１が形成されているため、１炎２２が例え消えても
、主炎口１］より吐出される混合気は、適正良好域に戻
った際、保炎用炎口１２の炎によって再び着火し、主炎
２２を保つことができる、口）ブンゼン燃焼時ガスバーナ２に小さな燃焼量が要求されるど、電磁開閉
弁１８が閉じられて、第２バーナチユーブ１０内にガス
が供給されて第１バーナチフー−ブ９内へのガスの供給
が停止される。この結果、第２バーナデユープ１０には
、適正混合気が供給され、第１バーナチユーブ９内には
、送風Ｉ！１９の圧送した空気のみが供給される。

そし７て、保炎用炎口１２より吐出された適正混合気は
燃焼し、保炎２１を形成する。

一方、主炎［］１］より吐出された空気は保炎用炎Ｄ　
］、　２で燃焼中の未燃焼ガスの一部と混合する。

すると、保炎用炎口１２より吐出される混合気の空燃比
が、ニアリッチ側へ移行し、混合気が実質的に空気過剰
率２０以７Ｆになる。

この保炎２１は、空気過剰率が非常に高いが、保炎２１
の基部における空気過剰率が適正混合気とされるため、
炎がリフトしても消えることがない。また、保炎２１の
先側は、空気過剰率が非常に高く、炎の温度を低く抑え
ることができる。

（実施例の効果）プレミックス燃焼時く本発明にかかる燃焼状態）は、ニ
アリッヂ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Ｎ　Ｏｘの１を抑えることができる。

一方、ブンゼン燃焼時は、第１バーナチユーブ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１バーナチユーブ９へ２次空気を供給して
ガスバーナ２をブンゼン式として構成し、空気過剰率２
．０以上の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１８の切り替えによって、燃料量を大
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取ることができる。

さらに、空燃比の異なった混合気を吐出するバーナチュ
ーブ４を集合させて、ニアリッチの混合気を吐出する主
炎口１１の隣部に保炎シ１を形成する簡単な構造である
ため、低ＮＯｘのガスバーナが大型化せず、かつ低ＮＯ
ｘのガスバーナ２を安価に提供できる。この結果、低Ｎ
Ｏｘのガス給湯器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２の斜視図である
。

本実施例は、各バーナチューブ４を略し字に設け、空気
とガスとの撹拌性を向上させたもので、下側の横端に、
流入ロアを備える。

（第３実施例）第４図は第３実施例を示すガスバーナ２の斜視図である
。

本実施例は、第１、第２実施例に用いたバーナプレート
（第１実施例参照）を廃止し、各第１バーナチユーブ９
および各第２バーナチユーブ１０の各流出口８を多数の
スリット状に設け、各流出口８を主炎口１１および保炎
用炎口１２としたものである。

（変形例）本発明をガス給湯器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。

第１図

【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。第４図は第３実施例を示すガスバーナの斜視図である。図中　１・・・ガス給湯器　　２・・・ガスバーナ９・
・・第１バーナチユーブ１０・・・第２バーナチユーブ

Claims

【特許請求の範囲】１）（ａ）燃料であるガスと燃焼用の１次空気との混合
比が空気過剰率１．３以上の混合気を吐出する主炎口、（ｂ）および燃料であるガスと燃焼用の１次空気との混
合比が空気過剰率０．８〜１．２の混合気を、前記主炎
口の隣部に吐出する保炎用炎口を備える低窒素酸化物バーナ。