JPH0384304A - 低ｎｏｘブンゼンバーナ - Google Patents

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 本発明は家庭用の暖房器あるいは給湯器等に用いられる
ブンゼンバーナに関するものである。

従来の技術 従来技術によるブンゼンバーナはガス燃料又はガス化燃
料をノズルより噴出させ、その噴出エネルギーによって
一次空気を吸引し、いわゆる予混合可燃ガスとして炎口
部に供給し、燃焼させているため燃焼効率が高い。この
ため火炎が高温となり、空気中の窒素酸化物（以下ＮＯ
Ｘと称す）の濃度が高くなる欠点がある。

例えば天然ガス（ＣＨ４）を−次空気で希釈し、８．７
％天然ガス濃度の可燃混合気を燃焼させた時の火炎温度
分布の一例を第１０図に示す。

図示のように一次火炎の中心１４に比べて二次火炎の中
心１５では温度が極めて高く、１８００℃を越える高温
領域が極めて広い。この理由は予混合ガスのために火炎
中心部では理論混合比に近い状態であり、火炎外部から
の二次空気の供給がなくても充分燃焼が可能であること
を示している。

従って低ＮＯＸ化のためには ａ、高温領域に二次空気を過剰に供給して火炎温度を低
下させる。

ｂ、高温領域を狭くして窒素の酸化反応時間を短縮する
。

この２点が低ＮＯＸ化の技術的ポイントとなる。

以下従来技術の代表的なものについて具体的に問題点を
抽出する。

（１）、実開昭５４−１６５３３５号公報にはバーナの
炎口部を列方向に４分割、長手方向に４分割したものが
示されている。

このものを一つの炎口について考えると、バーナの長平
方向において、炎口長さが無炎口長さに比べて極めて大
きい。

この無炎口長さにより隣接した炎口間に二次空気が若干
供給されるが、炎口長さが大きいために０ 炎口部中央の火炎温度分布は第♀図に示す分布に近くな
っている。

また二次空気は金網炎口が平坦なために無炎口部分より
供給される流量は少ない。

さらに火炎の保炎板がないために低燃焼時に火炎が不安
定になりやすいことである。

（２）、実開昭５５−１５３４２７号公報にはバーナの
炎口部を長手方向に４分割、行方向に４分割したものが
示されている。

この具体例も前記実開昭５４−１６５３３５号公報と同
様の構成であり、全く同様の欠点を有している。

（３）、実開昭５７−３０５３５号公報にはバーナの長
手方向に多数、列方向に２分割したものが示されている
。

このものの第１の欠点は前記したものと同様に炎口面が
平坦であるために二次空気の供給が不十分であり、火炎
温度は高くなり、ＮＯＸの発生が多くなる。

第２の欠点は保炎板がないために低燃焼時に火炎が不安
定になりやすいことである。

第３の欠点は炎口の列方向の距離が太きいため列方向の
火移りが悪い。このため他の部材による火移り構造を設
ける必要がある。

（４）、実開昭５９−１８］、２４号公報にはバーナの
炎口部を列方向に２分割、長手方向に５分割し、その両
端に補助炎口を設けたものが示されている。

このものの第１の欠点は上記実開昭５４−１６５３３５
号公報と同じく炎口長さが長く、無炎口長さが少ないこ
とである。このために火炎温度が高くなり、ＮＯ’Ｘの
発生が多くなることである。

第２の欠点は二次空気の供給は列方向に見て各炎口の外
側から４Ｊ（給され、内側からのＤ（給はほとんど無に
等しい。つまり第１０図の高温領域を拡大する結果、Ｎ
ＯＸの発生がさらに多くなることである。

発明が解決しようとする課題 上記したように従来技術はＮＯＸの発生が多いことであ
る。

そこで本発明はＮＯＸの発生を低減し、同時に火移り、
火炎の安定を向上させたブンゼンバーナを得ることであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明ではバーナの炎口部を
構成する金網等の炎口体をほぼ山形に突４ き出し、その突き出した炎口体にバーナの長手方向に沿
って保炎部と切欠部とを交互に有する保炎板をかぶせ、
切欠部に夫々分割された主炎口を形成したものである。

また保炎板の中央部には火移り用の補助炎口が設けられ
る。

作用 ブンゼンバーナに用いられる燃料は燃料自身窒素分を有
していないため極めて良質なものである。

従って燃焼によって生成されるＮＯＸはすべて空気中の
窒素分が酸化されて生成する、いわゆるサーマルＮＯＸ
である。

本発明では炎口部をほぼ山形に突き出し、かつ長手方向
に沿って分割することにより二次空気の火炎内への供給
を良好にし、かつ保炎板の中央部に火移り用補助炎口を
有していることにより火炎内高湿部での温度を低下させ
、保炎板により低燃焼域での火炎の安定化を計り、窒素
の酸化時間を短縮してＮＯＸの低減を計っている。

また補助炎口により主炎口の火移りを良好にしている。

実施例 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図において、１は燃料パイプ、２はノズル、３はバーナ
本体である。バーナ本体３は基端開口部をノズル２の先
端に臨ませたベンチュリー４と、このベンチュリー４の
出口部に設けられた混合ガスを均等に分配するためのス
トレーナ５及びバーナ本体３の上面に形成された炎口部
６により形成されている。炎口部６は金網あるいは孔明
鋼板等よりなり、中心部をほぼ山形に突き出した炎口体
７と、長手方向に沿って無孔の保炎部８と、有孔の切欠
部９を梯子の如く交互に設けた保炎板］０とよりなり、
この保炎板１０を炎口体７の上面に密着してかぶせるこ
とにより切欠部９に夫々分割された主炎口１１を形成し
ている。

また前記主炎口の＠Ｄと保炎部８の＠ＥとはＥ／Ｄ＝０
．２以上に設定され、保炎部８の幅Ｅを大きくした場合
には第２図及び第３図に示すように保炎部８の中央を切
欠いて火移り用の補助炎口１２を設けている。

またこの補助炎口１２は保炎部８の中央を一部あるいは
第６図に示すようにすべて切欠いて形成することもでき
る。

尚１３は炎口部６の両側で、かつ保炎部８に対応して設
けられた二次空気孔である。

次にその動作を説明する。

燃料パイプエより供給された燃料はノズル２より噴流と
なってベンチュリー４に供給される。このガスの噴流に
よりベンチュリー４内に一次空気が吸引され、混合ガス
となり、ストレーナ５にて均等に分配されたのち炎口部
６に供給される。炎口部６上では燃焼により一次火炎１
４が生成され、その上部に二次火炎Ｉ５が形成される。

衆知の如く高温領域は二次火炎１５内に形成されるので
、この中に二次空気１７を早期に供給し、高温化を防止
する必要がある。

本発明は炎口体７をほぼ山形に突き出し、かっ主炎口Ｉ
Ｉを保炎部８によって仕切っていることにより二次空気
が炎口体７の傾斜に沿って矢印１６のように火炎の中心
部深く供給されるので前記の高温領域の生成を防止する
ことができる。

さらに保炎部８上では主炎口１１からの流れによる渦に
より少量のガス燃料が供給されるので保炎部８上の燃料
は早期に完結し、ｃＯ２、Ｈ２Ｏなど比較的比熱の大き
いガスが生成された後生炎口１１の火炎と混合する、い
わゆる一種の自己排ガス再循環効果となるので二次火炎
の低温化を促進する。

さらに第２図、第３図に示すように保炎部８に対応して
二次空気孔１３を設けているので二次空気１７の供給が
されやすいものである。

さらに保炎部８の頂部に補助炎口１２が設けられている
ので、大移りが良好となるものである。

次に第７図から第９図は上記ブンゼンバーナを暖房器に
組込んだ実施例を示すものである。燃焼器本体１８はス
テージ１９によって下部の空気室２ｏと上部の燃焼室２
１に仕切られ、ステージ１９にバーナ本体３が取付けら
れている。またステージ】９上には保炎板１０の両側に
対応する如く二次空気室２２が設けられ、ステージ１９
に設けた二次空気供給口２３を通して空気室２０と連通
している。

二次空気室２２の保炎板］Ｏ側には保炎部８に対応する
如く、二次空気孔２４が上下多段（図では２段）に設け
られている。２５はステージ■９の最外側に設けられた
三次空気供給口で空気室２０と燃焼室２１を連らねてい
る。２６は空気室２０に燃焼用空気を送るファンである
。

上記の構成において、二次空気孔２４を上下多段に設け
ていることにより二次空気を主炎口１１の中心部まで供
給することができる。また保炎部８上では二次空気の供
給が過剰となり、主炎口１１上では適正な可燃混合気と
なる一種の濃淡燃焼を行なわせることになり、二次火炎
中の高温部の温度を低下させ、ＮＯＸの低減を計ること
ができる。

一方三次空気供給口２５からも燃焼室２１に三次空気が
供給されるが、この空気は燃焼室壁の冷却が主目的であ
り、低ＮＯＸの低減とはほとんど関係がない。従ってす
べて二次空気として二次空気室２２に供給することも可
能である。

発明の効果 本発明による第１の効果は二次火炎内の高温領域の生成
を防止することができるので、サーマルＮＯＸの生成量
を大幅に低減することができることである。

本発明による第２の効果は保炎部により安定した火炎を
形成することができるので、良好燃焼域をさらに拡大す
ることができる。

本発明による第３の効果は保炎部上より二次空気を供給
するので、火炎内の二次空気の拡散が良好となり、赤火
（輝炎）の発生限界が緩和され、良好燃焼域を拡大する
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるブンゼンバーナの断面図、第２図
は第１図のＡ視図、第３図は第２図のＢＢ断面図、第４
図は第２図のＣ−Ｃ断面図、第５図及び第６図は本発明
による炎口部の斜視図、第７図は本発明によるブンゼン
バーナを燃焼器に組込んだ状態の断面図、第８図は第７
図のＤ−Ｄ断面図、第９図は第７図のＥ−Ｅ断面図、第
１０図はブンゼンバーナ火炎の代表的な温度分布図を示
す。 図において、３はバーナ本体、６は炎口部、７は炎口体
、８は保炎部、９は切欠部、１０は保炎板、１１は主炎
口、１２は補助炎口、１３．２４は二次空気孔である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ガス燃料又はガス化燃料をノズル（２）より噴
   出させ、その噴出エネルギーによって一次空気を吸引し
   、予混合可燃ガスとして炎口部（６）にて燃焼させるブ
   ンゼンバーナにおいて、前記バーナの炎口部（６）をほ
   ぼ山形に突き出した金網等の炎口体（７）と、バーナの
   長手方向に沿って保炎部（８）と切欠部（９）とを交互
   に有し、炎口体（７）にかぶせた保炎板（１０）とより
   なり、前記切欠部（９）に主炎口（１１）を形成してな
   る低ＮＯＸブンゼンバーナ。
2. （２）、請求項第１項において、保炎板（１０）の中央
   部に火移り用補助炎口（１２）を設けてなる低ＮＯＸブ
   ンゼンバーナ。
3. （３）、請求項第１項において、保炎板（１０）の両側
   に二次空気室（２２）を設け、この二次空気室（２２）
   の保炎部（８）と対応する位置に上下多段の二次空気孔
   （２４）を設けてなる低ＮＯＸブンゼンバーナ。