JPH0441242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工業用、業務用あるいは家庭用低
NO_xバーナに関するものである。

従来の技術 従来、低NO_xバーナとして完全予混合燃焼を
利用したバーナ１が使用されており、たとえば第
５図に示すごとく、バーナ壁２からなる燃焼室３
の一部に金網４を設けて、燃焼室へ供給した燃料
５を金網の表面で点火して、火炎６を形成してい
た。

このようなバーナは空気過剰の燃料で燃焼さ
せ、更に火炎から受けた熱を金網から放熱するこ
とにより、火炎温度をさげ、NO_xの排出量の低
減をはかつていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、燃焼量の多い時、あるいは空気
過剰率が１に近づいた時に金網が急激な温度上昇
をしてしばしば逆火が生じたり、あるいは高温の
為、金網が酸化して、耐久上問題があつた。一
方、予混合空気量を多くして、空気過剰率を大き
くしたり、或は燃料の量を増加させて燃料の流速
を大きくすると、火炎は不安定になり、未燃ガス
を排出したり、吹き飛びに至ることがしばしば生
じた。その結果、燃焼量及び空気量の可変範囲が
小さいため、実用上不便さが生じていた。

また、金網からの放熱が上流側すなわち燃焼室
へもなされ、燃料を加熱する。その結果、火炎温
度の低下が小さく、NO_x低減が少ない欠点を有
していた。

問題点を解決するための手段 本発明はNO_xの排出量が少なく、しかも火炎
安定性のよいバーナを提供するものである。

燃焼室壁と燃焼室出口とにより、燃焼室を形成
する。燃焼室壁にはほぼ一定距離で配置した多数
の炎口を設け、炎口の列を形づくつている。各燃
焼室壁は互いに対向させる。各炎口は燃焼室壁に
設けた燃料供給路の出口に位置する。燃料供給路
は燃焼室の外側に設けている。炎口は燃焼室方向
に複数個配列している。燃焼室を介して対向する
炎口は同一軸線上に配置しない。そして各炎口は
対向する炎口の列の各炎口間のほぼ中央に配置す
る。燃料は空気過剰率Ｍの大きい領域（Ｍ＞１）
で燃焼させるのが好ましい。

作 用 このようなバーナでは空気過剰になると、火炎
は対向する炎口間の燃焼室壁に衝突し燃焼する。
そして、高温の燃焼ガスが対向する炎口に形成さ
れる火炎に供給され、この火炎の安定性がよくな
る。その結果、空気量の多い領域で燃焼が可能で
あり、燃焼量の多い時にも吹き飛びにくい。特
に、燃焼室出口近くの炎口に形成する火炎は燃焼
室出口から離れた炎口で形成した火炎によつて発
生した高温ガスによつて混合気を予熱されるため
火炎安定性がよい。

更に、火炎が分散し、更に燃焼室からの放熱や
燃料供給路からの放熱により、NO_x排出量の低
減を図つている。また、燃焼量の小さいとき、或
は空気過剰率の小さいときには、火炎は炎口に近
づき、炎口を加熱するため、炎口からの放熱によ
り、NO_x低減を促進している。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成図であり、７
はバーナ本体、８は燃焼室、９は燃焼室壁、１０
は燃焼室出口、１１は炎口、１２は燃料供給路、
１３は分岐管、１４は冷却通路、１５は気化筒で
ある。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面であり、第３図は
Ｂ−Ｂ断面である。１６は送風機、１７は燃料ノ
ズル、１８は燃料、１９は混合気、２０は火炎で
ある。２１は排気ガス、２２は冷却空気である。
２３はヒータである。高温の排気ガス２１はしば
しば熱源として利用される。燃料１８（例えば灯
油）は燃料ノズル１７から気化筒１５に投入され
る。気化筒１５はアルミダイキヤストで構成さ
れ、ヒータ２３が埋め込まれており、200−300℃
に加熱される。気化筒１５に供給された燃料１８
は気化する。一方、燃焼用空気は送風機１６より
気化筒１５に導入され、気化した燃料１８と混合
して、混合気１９となる。混合気１９は分岐管１
３を通り、分岐管１３に多数設けた燃料供給路１
２を通つて先端の炎口１１より燃焼室８に導入さ
れる。燃料供給路１２は燃焼室壁９の外側に細長
い通路を持つチユーブで構成している。

この混合気１９に点火すると火炎２０を形成す
る。液体燃料１８のかわりに気体燃料を使用する
場合、気化筒１５を省略することにより液体燃料
１８と同様に燃焼することが可能である。

炎口１１は燃焼室８を介して向かい合つてお
り、この炎口１１が燃焼室壁９にほぼ一定の距離
で多数配置され炎口の列をなしている。燃料供給
路１２も炎口１１に対応している。燃焼室壁９の
外側には燃料供給路１２を配置している。燃焼室
壁９と分岐管１３との間には燃料供給路１２が群
になつて配置され、冷却通路１４を形成してい
る。この冷却通路１４を冷却空気２２が通過す
る。分岐管１３は数個に分割されており、各分岐
管１３の間を冷却空気２２が通過可能であり、更
に燃焼室壁９からのふく射熱を外部へ放熱できる
ようになつている。冷却空気２２は加熱され、熱
源として利用されることが多い。多数の火炎２０
が燃焼室８内に形成されるが、この火炎２０で発
生した熱は燃焼室壁９及び燃料供給路１２を加熱
する。そして、燃焼室壁９及び燃料供給路１２よ
り放熱し、火炎温度の低下をはかり、排気ガス２
１に含有するNO_xの低減をはかる。燃焼室壁９
及び燃料供給路１２はステンレスのごとき耐熱材
料を使用しており、高温時のふく射による放熱を
容易にしている。火炎２０によつて加熱された燃
焼室壁９の外側は冷却通路１４になつており、冷
却空気２２が通過して、燃焼室壁９の冷却を行
い、火炎２０を直接冷却するとともに、燃焼室壁
９による混合気１９の予熱も防止している。この
とき、燃料供給路１２も冷却空気２２によつて同
様に冷却される。火炎２０から炎口１１へ供給さ
れた熱が燃料供給路１２へ伝導で上流側に伝わ
り、混合気１９の予熱がおこなわれるが冷却空気
２２で燃料供給路１２の外側を冷却するため、予
熱を最小限に抑えることができる。

本発明は対向する燃焼室壁９に火炎２０を衝突
させることにより特徴づけられる。次にこの火炎
２０について詳述する。第４図は第２図の要部概
念図であり、燃焼室壁９に衝突する火炎２０の形
態を示す。２４は未燃ガス、２５は火炎基部、２
６は火炎衝突部、２７は高温ガスである。

炎口１１上で形成された火炎２０は火炎基部２
５で炎口１１に付着し、燃焼室壁９で衝突し、火
炎衝突部２６を形成する。この時、火炎２０は燃
焼室壁９に添つて広がり、火炎２０の熱を燃焼室
壁９に放熱し、火炎２０の温度の低下をはかつて
いる。その結果、NO_x低減がなされる。

また、この衝突した火炎２０で発生した高温ガ
ス２７は炎口１１付近を流れ、炎口１１を加熱す
るとともに、火炎２０の火炎基部２５を加熱し、
火炎安定化をはかる。更に、炎口１１と火炎基部
２５の間から未燃ガス２４が一部放出されるが高
温ガス２７によつて酸化される。

燃料の流量が少くなると火炎２０は燃焼室壁９
に衝突せず、しだいに短くなり、炎口１１に入ろ
うとする。

この時、燃焼室壁９および燃料供給路１２は冷
却空気２２で冷却される。従つて、火炎２０は燃
料供給路１２の上流に向かつて入ること、即ち、
逆火はなく、炎口１１付近で安定に燃焼する。

燃料供給路１２は細長い管状であり、長さを
Ｌ、直径をＤとすると、Ｌ／Ｄが大きいと混合気
１９はポアズイユ流れとなる。ポアズイユ流れに
なると火炎基部２５がより炎口１１に近づくた
め、未燃ガス２４の排出を抑え、完全燃焼が容易
になる。この時、Ｌ／Ｄ≧４で効果の大きいこと
がわかつた。

第３図に示すごとく、燃焼室出口１０から離れ
た炎口１１で形成した火炎２０によつて発生した
高温ガス２７は燃焼室出口１０により近い炎口１
１で形成する火炎２０に供給され、混合気１９を
予熱する。その結果、燃焼室８付近の火炎２０の
安定性を確保する。高温ガス２７の流入は火炎基
部２５付近だけであり、火炎２０を全体にわたつ
て加熱するものでなく、NO_xの排出量は増加し
ない。この時、炎口１１を燃焼室８に突出させる
と、炎口１１が加熱され、火炎２０の安定性が増
し、更に、炎口１１と燃焼室８の間を排気ガス２
１が流れることができる。

燃焼室壁９に配置した炎口１１を対向する燃焼
室壁に設けた炎口間にほぼ中間に配置すると、対
向した火炎と衝突することはない。

発明の効果 本発明のバーナは燃焼室内で燃焼室壁に衝突す
る多数の対向火炎を形成し、前記対向火炎は各々
異る軸線上に配置しているので、NO_x低減効
果が大きい。特に、低空気過剰率での低減効果が
大きい、火炎の安定性が良いという効果を得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のバーナの斜視構成
図、第２図は第１図のＡ−Ａ面断面図、第３図は
第１図のＢ−Ｂ面断面図、第４図は同バーナの要
部概念図、第５図は従来例のバーナの要部構成図
である。 ７……バーナ本体、８……燃焼室、１１……炎
口、１２……燃料供給路、１４……冷却通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向した燃焼室壁と燃焼室出口により
   燃焼室を形成し、前記燃焼室壁にはほぼ一定の距
   離で配置した炎口を多数設けることにより炎口の
   列を形成し、前記炎口は燃焼室壁に設けた多数の
   燃料供給路の出口に位置し、燃焼室を介して対向
   する前記炎口は異なる軸線上に配置したことを特
   徴とするバーナ。 ２ 燃焼室壁に配置した炎口は対向する前記燃焼
   室壁に設けた炎口間のほぼ中間に配列する特許請
   求の範囲第１項記載のバーナ。