JPH04108114U - 排ガス再循環式燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 排ガス再循環式燃焼装置において、冷却手段
に給水コイル又は給湯コイル等を用いた簡単な構造で給
気の温度を低下させてＮＯｘを効率的に低減する。 〔構成〕 燃焼排ガスの一部を給気に混合してＮＯｘを
低減する燃焼装置において、その排気トップ１と給気フ
ァンＦの吸込口２を連通した循環路３に新鮮な外気を取
入れる空気取入口４を設けるとともに、排気トップ１か
ら取出された燃焼排ガス又は該燃焼排ガスと空気取入口
４からの外気との混合気を給水コイル５又は給湯コイル
６の一部等で冷却して給気の温度を低下させる冷却手段
Ａを設けることによりドレン発生の抑制と相まって効率
的なＮＯｘの低減を図ったことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、燃焼排ガスの一部を給気に混合してＮＯｘを低減する排ガス再循 環式燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

燃焼排ガスの一部を取出して燃焼用の給気に混合し燃焼炎の温度低下とＯ₂ 分 圧の低下とによりＮＯｘの生成を抑制する排ガス再循環法による低ＮＯｘ技術は 周知であるが、従来の技術としては、たとえば、図６に示されているように、強 制燃焼式ガス給湯器において、その排気トップ１′と給気ファンＦ′の吸込口２ ′を循環管３′で接続連通し、熱交換器８′で熱交換された後の燃焼排ガスの一 部を給気ファンＦ′による吸引力で排気トップ１′から循環管２′を介して給気 ファンＦ′に導き、吸込口２′から吸込まれる燃焼用の給気と混合して燃焼室１ ０′へ送給しガスバーナ１２′の燃焼に供する構造となっているのが一般的であ る。

【０００３】 また、図示しないが燃焼排ガスの一部を燃焼室へ直接導いて燃焼室内で燃焼用 の給気と混合させてガスバーナの燃焼に供するものもある。

【０００４】 しかし、上記従来の技術にあっては、燃焼排ガスの一部がそのまま給気ファン Ｆ′又は燃焼室１０′に導かれて燃焼用の給気と混合されるものであるため、給 気に混入される燃焼排ガスは高温であるからガスバーナ１２′の燃焼に供する給 気の温度が高くなって排出ＮＯｘの低減量が少なくなり、また、ドレンの発生も 著しいため、ドレンによる循環管３′の腐蝕、詰まり等が原因で燃焼性、耐久性 等も低下するという欠点があった。

【０００５】 そこで、上記欠点を是正するために、燃焼排ガスの一部が混合された給気、す なわち、ガスバーナ１２′の燃焼に供する燃焼排ガスが混合された給気をクーラ 等の冷却装置を用いて冷却し給気の温度を低下させる構造のものは図示しないが すでに提案されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記したクーラ等の冷却装置で給気の温度を低下させる従来の技術にあっては 、クーラ等の特別の冷却装置を必要とするため、構造の複雑化及び器具の大型化 は勿論、コスト的にも高価となるという問題点があった。

【０００７】 この考案は、従来の技術の有する斯かる問題点に鑑み、既存の給水コイル又は 給湯コイル等を用いた簡単な構造で給気の温度を低下させて効率的にＮＯｘの低 減を図るとともに、ドレンによる腐蝕、詰まり等の弊害をも防止した排ガス再循 環式燃焼装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案の排ガス再循環式燃焼装置は、燃焼排ガ スの一部を給気に混合してＮＯｘを低減する排ガス再循環式燃焼装置において、 その排気トップと給気ファンの吸込口を循環路で連通し、該循環路に空気取入口 と燃焼排ガス又は燃焼排ガスと外気との混合気を冷却して給気の温度を低下させ る冷却手段を設けたことを主要な特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

上記構成としたこの考案の排ガス再循環式燃焼装置にあっては、排気トップか ら取出された燃焼排ガスの一部又は該燃焼排ガスと外気との混合気は、冷却手段 によって冷却され給気ファンに導かれるため、外気との混合による温度低下と相 まって燃焼室への給気の温度は低下する。

【００１０】 したがって、Ｏ₂ 濃度及び燃焼炎の温度は低下するから、ドレンの発生は抑制 され、ＮＯｘは効率的に低減される。

【００１１】

【実施例】

以下この考案による排ガス再循環式燃焼装置の実施例について図面を参照して 説明する。

【００１２】 実施例は、強制燃焼式ガス給湯器に燃焼排ガスの一部を再循環させてＮＯｘを 低減する装置を設けたものである。

【００１３】 図１に示した実施例は、排気トップ１と給気ファンＦの吸込口２を連通した循 環路３の排気トップ１寄り、すなわち、燃焼排ガスの一部が取出された直後に熱 交換器８に接続された給水コイル（給水管）５の一部５ａをコイル状に巻回して 挿入配管し、かつ、該給水コイル５の一部５ａの後流側、すなわち、前記給水コ イル５の一部５ａの直後に新鮮な外気を取入れる空気取入口４を設けている。

【００１４】 しかして、給気ファンＦの吸引力で排気トップ１から取出された燃焼排ガスの 一部は、取出された直後に冷水が流れている給水コイル５の一部５ａで冷却され 、冷却された燃焼排ガスにはその直後において空気取入口４からの新鮮な外気が 混合され、該混合気は給気ファンＦへ導かれものである。

【００１５】 なお、循環路３の排気トップ１寄りに挿入配管する給水コイル５の一部５ａの 形状としては、実施例のコイル状のほか、図示しないが直管状、吸熱フイン付き の直管状等としてもよい。また、給水コイル５の一部５ａを循環路３の排気トッ プ寄りの外周面に巻きつけて排気トップ１から取出された直後の燃焼排ガスの一 部を冷却するようにしてもよい。

【００１６】 実施例の強制燃焼式ガス給湯器は、内胴９により形成される燃焼室１０の上部 に熱交換器８を備え、該熱交換器８の上部には一側に排気口１１を有する排気ト ップ１を設けるとともに、熱交換器８の下部の燃焼室１０内にガスバーナ１２を 設置し、かつ、給気ファンＦからの給気を整流板１３で整流して燃焼室１０へ強 制的に送給しガスバーナ１２の燃焼用空気に供する構造となっている。

【００１７】 しかして、ガスバーナ１２の燃焼炎ａで熱交換器８を加熱することにより給水 コイル５からの冷水が熱交換器８を流過する間に熱交換されて昇温し給湯コイル ６から台所、風呂等へ給湯するものである。

【００１８】 一方、熱交換された燃焼排ガスは排気トップ１内に至り一側の排気口１１から 器外へ放出されるものである。

【００１９】 図１の実施例は、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの給水コイル５の一 部５ａによる冷却と、該冷却された燃焼排ガスと外気との混合が燃焼排ガスの一 部を取出した直後、すなわち、排気トップ１に近い位置で行われる構造としたか ら、ドレン発生の抑制、Ｏ₂ 濃度の低下及び混合気に含有する水蒸気による燃焼 炎ａの温度低下が外気との混合による冷却作用と相まって効果的に行われるため に効率的なＮＯｘの低減が図りうるものである。

【００２０】 図２に示した実施例は、排気トップ１と給気ファンＦの吸込口２を連通した循 環路３の給気ファンＦ寄り、すなわち、給気ファンＦに近い位置に熱交換器８に 接続された給水コイル（給水管）５の一部５ａを直管状に挿入配管し、かつ、該 直管状に挿入配管した給水コイル５の一部５ａの前流側、すなわち、排気トップ １に近い位置に新鮮な外気を取入れる空気取入口４を設けている。

【００２１】 しかして、給気ファンＦの吸引力で排気トップ１から取出された燃焼排ガスの 一部は、空気取入口４からの外気と混合し、該混合気は給気ファンＦ寄りにおい て冷水が流れている給水コイル５の一部５ａで冷却されて給気ファンＦへ導かれ るものである。

【００２２】 なお、循環路３の給気ファンＦ寄りに挿入配管する給水コイル５の一部５ａの 形状としては、実施例の直管状のほか、図示しないがコイル状、吸熱フイン付き の直管状等としてもよい。また、給水コイル５の一部５ａを循環路３の給気ファ ンＦ寄りの外周面に巻きつけて排気トップ１から取出された燃焼排ガスの一部と 外気との混合気を給気ファンＦ寄りにおいて冷却するようにしてもよい。

【００２３】 図２の実施例は、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの一部が取出された 直後に空気取入口４からの外気と混合し、該混合気が給気ファンＦ寄りにおいて 冷水が流れている給水コイル５の一部５ａで冷却される構造としたから、ドレン 発生の抑制、Ｏ₂ 濃度の低下及び混合気に含有する蒸気による燃焼炎ａの温度低 下が外気との混合による冷却作用と相まって効果的に行われるために効率的なＮ Ｏｘの低減が図りうるものである。

【００２４】 その他の構造及び作用は、図１の実施例と同一につき同一部分に同一符号を付 してその説明は省略する。

【００２５】 図３に示した実施例は、排気トップ１と給気ファンＦの吸込口２を連通した循 環路３の排気トップ１寄りの外周面に、すなわち、燃焼排ガスの一部が取出され た直後に熱交換器８からの給湯コイル（給湯管）６の一部６ａをコイル状に巻き つけて配管し、かつ、該給湯コイル６の一部６ａの後流側、すなわち、前記給湯 コイル６の一部６ａの直後に新鮮な外気を取入れる空気取入口４を設けている。

【００２６】 しかして、給気ファンＦの吸引力で排気トップ１から取出された燃焼排ガスの 一部は、取出された直後に湯が流れている給湯コイル６の一部６ａで冷却され、 冷却された燃焼排ガスにはその直後において空気取入口４からの新鮮な外気が混 合され、該混合気は給気ファンＦへ導かれるものである。

【００２７】 なお、循環路３の排気トップ１寄りに配管する給湯コイル６の一部６ａは、実 施例のように、循環路３の外周面にコイル状に巻きつけて配管するほか、図示し ないがコイル状、直管状又は吸熱フイン付きの直管状等として循環路３に挿入配 管してもよい。

【００２８】 図３の実施例は、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの給湯コイル６の一 部６ａによる冷却と、該冷却された燃焼排ガスと外気との混合が燃焼排ガスの一 部が取出された直後に行われる構造としたから、ドレン発生の抑制、Ｏ₂ 濃度の 低下及び混合気に含有する水蒸気による燃焼炎ａの温度低下が外気との混合によ る冷却作用と相まって効果的に行われるために効率的なＮＯｘの低減が図りうる ものである。

【００２９】 その他の構造及び作用は、図１の実施例と同一につき同一部分に同一符号を付 してその説明は省略する。

【００３０】 図４に示した実施例は、排気トップ１と給気ファンＦの吸込口２を連通した循 環路３の給気ファンＦ寄り、すなわち、給気ファンＦに近い位置に熱交換器８か らの給湯コイル（給湯管）６の一部６ａを直管状に挿入配管し、該給湯コイル６ の一部６ａの前流側、すなわち、排気トップ１に近い位置に新鮮な外気を取入れ る空気取入口を設けている。

【００３１】 しかして、給気ファンＦの吸引力で排気トップ１から取出された燃焼排ガスの 一部は、空気取入口４からの外気と混合し、該混合気は給気ファンＦ寄りにおい て湯が流れている給湯コイル６の一部６ａで冷却されて給気ファンＦへ導かれる ものである。

【００３２】 なお、循環路３の給気ファンＦ寄りに挿入配管する給湯コイル６の一部６ａの 形状としては、実施例の直管状のほか、図示しないがコイル状、吸熱フイン付き の直管状等としてもよく、また、給湯コイル６の一部６ａを循環路３の給気ファ ンＦ寄りの外周面にコイル状に巻きつけ配管して排気トップ１から取出された燃 焼排ガスの一部と外気の混合気を給気ファンＦ寄りにおいて冷却するようにして もよい。

【００３３】 図４の実施例は、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの一部が取出された 直後に空気取入口４からの外気と混合し、該混合気が給気ファンＦ寄りの給湯コ イル６の一部６ａで冷却される構造としたから、ドレン発生の抑制、Ｏ₂ 濃度の 低下及び混合気に含有する蒸気による燃焼炎ａの温度低下が外気との混合による 冷却作用と相まって効果的に行われるために効率的なＮＯｘの低減が図りうるも のである。

【００３４】 その他の構造及び作用は、図１の実施例と同一につき同一部分に同一符号を付 してその説明は省略する。

【００３５】 図５に示した実施例は、排気トップ１と給気ファンＦの吸込口２を連通した循 環路３の給気ファンＦ寄り、すなわち、給気ファンＦに近い位置に放熱フイン７ を設け、該放熱フイン７の前流側、すなわち、排気トップ１に近い位置に新鮮な 外気を取入れる空気取入口４を設けている。

【００３６】 しかして、給気ファンＦの吸引力で排気トップ１から取出された燃焼排ガスの 一部は、空気取入口４からの外気と混合し、該混合気は給気ファンＦ寄りにおい て放熱フイン７により空冷されて給気ファンＦへ導かれるものである。

【００３７】 なお、実施例は循環路３の給気ファンＦ寄りに放熱フイン７を設けたが、循環 路３の排気トップ１寄りに設けてもよいこと勿論である。

【００３８】 図５の実施例は、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの一部が取出された 直後に空気取入口４からの外気と混合し、該混合気が給気ファンＦ寄りの放熱フ イン７で空気冷却される構造としたから、ドレン発生の抑制、Ｏ₂ 濃度の低下及 び混合気に含有する蒸気による燃焼炎ａの温度低下が外気との混合による冷却作 用と相まって効果的に行われるために効率的なＮＯｘの低減が図りうるものであ る。

【００３９】 その他の構造及び作用は、図１の実施例と同一につき同一部分に同一符号を付 してその説明は省略する。

【００４０】 なお、実験によれば、給気ファンＦに導かれて燃焼室１０へ送給される混合気 の温度を３０℃程度にまで低下させるのがドレン発生の抑制及びＮＯｘの低減に 最も効果的であった。また、排気トップ１から取出された燃焼排ガスの一部と外 気との混合は、燃焼排ガスが取出された直後、すなわち、排気トップ１に近い位 置で行うほどドレン抑制効果は大きかった。したがって、各々の実施例のように 空気取入口４を排気トップ１に近い位置に設けるのがよい。

【００４１】 前記した各々の実施例は、上記実験例による温度低下条件を十分に満足するも のである。特に、冷却手段Ａに給湯コイル６の一部６ａを用いた場合でも、台所 、風呂等への通常の給湯温度は３０℃前後であるから上記温度低下条件を満足す る。

【００４２】

【考案の効果】

この考案の排ガス再循環式燃焼装置は、既存の給水コイル又は給湯コイル等を 有効に用いた冷却手段で燃焼排ガス又は燃焼排ガスと外気との混合気を効果的に 冷却せしめて給気の温度を低下させる構造としたから、循環路中のドレン発生の 抑制と相まってＮＯｘは効率的に低減されるものである。

【００４３】 また、排気トップと給気ファンの吸込口を連通した循環路に空気取入口を開口 し、かつ、冷却手段として、たとえば、給水コイルの一部を挿入配管するだけで あるから、構造的に極めて簡単であるとともに、コスト的にも廉価である。

【００４４】 さらに、外気の混合による冷却作用も加味されるため循環路中のドレンの発生 を抑えて給気の温度を確実に低下させうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による排ガス再循環式燃焼装置の冷却
手段に給水コイルを用いた場合の一実施例の概略断面図
である。

【図２】異なる実施例の概略断面図である。

【図３】冷却手段に給湯コイルを用いた場合の一実施例
の概略断面図である。

【図４】異なる実施例の概略断面図である。

【図５】冷却手段として循環路の一部に放熱フインを設
けた実施例の概略断面図である。

【図６】従来例の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 排気トップ Ｆ 給気ファン ２ 吸込口 ３ 循環路 ４ 空気取入口 Ａ 冷却手段 ５ 給水コイル ６ 給湯コイル ７ 放熱フイン

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼排ガスの一部を給気に混合してＮＯ
   ｘを低減する排ガス再循環式燃焼装置において、その排
   気トップ（１）と給気ファン（Ｆ）の吸込口（２）を循
   環路（３）で連通し、該循環路（３）に空気取入口
   （４）と燃焼排ガス又は燃焼排ガスと外気との混合気を
   冷却して給気の温度を低下させる冷却手段（Ａ）を設け
   たことを特徴とする排ガス再循環式燃焼装置。
2. 【請求項２】 循環路（３）の排気トップ（１）寄りに
   給水コイル（５）を配管し、該給水コイル（５）の後流
   側に空気取入口（４）を設けた請求項１記載の排ガス再
   循環式燃焼装置。
3. 【請求項３】 循環路（３）の給気ファン（Ｆ）寄りに
   給水コイル（５）を配管し、該給水コイル（５）の前流
   側に空気取入口（４）を設けた請求項１記載の排ガス再
   循環式燃焼装置。
4. 【請求項４】 循環路（３）の排気トップ（１）寄りに
   給湯コイル（６）を配管し、該給湯コイル（６）の後流
   側に空気取入口（４）を設けた請求項１記載の排ガス再
   循環式燃焼装置。
5. 【請求項５】 循環路（３）の給気ファン（Ｆ）寄りに
   給湯コイル（６）を配管し、該給湯コイル（６）の前流
   側に空気取入口（４）を設けた請求項１記載の排ガス再
   循環式燃焼装置。
6. 【請求項６】 循環路（３）の一部に放熱フイン（７）
   を設けた請求項１記載の排ガス再循環式燃焼装置。