JPH05280716A - ガス・油切替専焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造を有し、運転操作も簡単で、燃料
を切り替えるだけでガス燃焼も油燃焼もでき且つ低ＮＯ
ｘ化もできるガス・油切替専焼バーナを開発する。 【構成】 ガス燃焼時は一次空気が保炎板Ａ６とガスノ
ズル外周との間を通ってガス噴出孔８から噴出した燃料
ガス３を同伴するように燃焼用一次空気通路９を設け、
該混合ガスの一部が燃焼用二次空気通路１０から流出す
る二次空気と混合するようにし、油燃焼時は、上記ガス
燃焼時の形態をそのままにした状態で、燃料を切替るこ
とにより油燃焼の運転を可能にしたガス・油切替専焼バ
ーナにより目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷温水機、吸収
式冷凍機、蒸気ボイラー、温水ボイラーなどにおいて使
用される、ガス燃焼も油燃焼もでき、且つ窒素酸化物
（以下ＮＯｘと略す）の生成が低減された低ＮＯｘ型ガ
ス・油切替専焼バーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス・油切替専焼バーナにおい
て、低ＮＯｘ化を達成したバーナは無い。図９に示すよ
うに従来のガス・油切替専焼バーナ１’は（特開昭６３
−１９４１１４号公報など）、ガス燃焼用の保炎板
６’、バーナコーン５’と、油燃焼用の保炎板６”、バ
ーナコーン５”とがそれぞれ独立して配置されており、
構造や形状が複数である上、低ＮＯｘ化を計ることが非
常に困難であった。また、実開昭６３−４４０４１号公
報には、オイルガンとガス燃料を噴出するバーナリング
が２重管に配設された油ガス燃焼装置が提案されている
が、燃焼一次空気に旋回流をあたえて噴出させるスクワ
ラ、オイルガンの先端に取り付けられるアトマイザ、お
よびその他の部品を必須構成要件とするために構造や形
状が複数になる欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】簡単な構造や形状を有
し、運転操作も簡単であり、燃料をガスから油、あるい
は油からガスへ切り替えるだけでガス燃焼も油燃焼もで
き、且つ低ＮＯｘ化が達成できるようなガス・油切替専
焼バーナを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の点に鑑
み鋭意研究した結果、本発明者らが発明した優れた低Ｎ
Ｏｘガスバーナ（特願平３−７０６６５号）を母体と
し、ガスノズル中に油ノズルを配設し、保炎板に油噴霧
用穴を設けることにより課題を解決することができるこ
とを見いだして本発明を成すに至った。

【０００５】本発明の請求項１の発明は、先端に、油噴
霧用の孔１３を中央部に有する保炎板Ｂ７を設け且つ複
数のガス噴出孔８をノズル周方向に設け且つ油ノズル１
７を中に配設したガスノズル４、周縁に分割して設けた
複数の燃焼用二次空気通路１０を有し且つガスノズル外
周との間に燃焼用一次空気通路９ができるようにした保
炎板Ａ６を設けたバーナコーン５からなり、保炎板Ａ６
と保炎板Ｂ７とを該ガス噴出孔８がその間に位置するよ
うに配設したガス・油切替専焼バーナにおいて、保炎板
Ａ６と保炎板Ｂ７とを近接して設け、ガス燃焼時は；ガ
スノズル外周に沿って流れる一次空気が、保炎板Ａ６と
ガスノズル外周との間を通ってガス噴出孔８から噴出し
た燃料ガス３を同伴するように燃焼用一次空気通路９を
設け、一次空気と燃料ガス３からなる混合ガスが、保炎
板Ｂ７により周方向に進路を変えられて保炎板Ａ６と保
炎板Ｂ７との間を流れて、該混合ガスの一部が燃焼用二
次空気通路１０から流出する二次空気と混合するように
し、油燃焼時は；上記ガス燃焼時の形態をそのままにし
た状態で、燃料を切替ることにより油燃焼の運転を可能
にしたことを特徴とするガス・油切替専焼バーナであ
る。

【０００６】本発明の請求項２の発明は、先端に、油噴
霧用の孔１３を中央部に有する保炎板Ｂ７を設け且つ複
数のガス噴出孔８をノズル周方向に設け且つ油ノズル１
７を中に配設したガスノズル４、周縁に分割して設けた
複数の燃焼用二次空気通路１０を有し且つガスノズル外
周との間に燃焼用一次空気通路９ができるようにした保
炎板Ａ６を設けたバーナコーン５からなり、保炎板Ａ６
と保炎板Ｂ７とを該ガス噴出孔８がその間に位置するよ
うに配設したガス・油切替専焼バーナにおいて、保炎板
Ａ６と保炎板Ｂ７とを近接して設け、保炎板Ｂ７にガス
は通さずに、燃焼用空気の一部を通す小孔又はスリット
１９を設けたことを特徴とするガス・油切替専焼バーナ
である。

【０００７】本発明の請求項３の発明は、保炎板Ａ６
に、燃焼用空気の一部を通す小孔又はスリット１４を設
けたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載
のガス・油切替専焼バーナである。

【０００８】本発明の請求項４の発明は、一次空気通路
９と二次空気通路１０の総断面積に対する一次空気通路
９の断面積の比率が３０〜７０％であることを特徴とす
る請求項１〜３に記載のガス・油切替専焼バーナであ
る。

【０００９】本発明のガス・油切替専焼バーナを用いて
ガス燃焼時に、ＮＯｘを低減できる理由は、濃淡燃
焼、分割火炎方式燃焼、および自己排ガス再循環に
よるものと考えられる。濃淡燃焼とは、燃焼温度が空気
比０．９〜１．１である時の燃焼時に最も高くなりＮＯ
ｘの発生が多くなるので、燃焼温度を低下させてＮＯｘ
を低減するために、燃料ガス濃度の高い領域（例えば、
空気比０．４〜０．６）と、燃料ガス濃度の低い領域
（例えば、空気比１．６〜１．８）とに分けて燃焼させ
る方式である。

【００１０】また分割火炎方式は火炎を分割して燃焼さ
せるものであり、分割することにより火炎からの熱放散
が増加して火炎温度を低下させることができる。また排
ガスが自己再循環することにより燃焼温度が低下すると
同時に燃焼ガス（排ガス）が保有する熱が循環するので
保炎性能が向上して振動燃焼が発生し難くなる効果があ
る。振動燃焼については、燃料ガスと空気の混合促進を
計ることによっても保炎性能が向上して発生し難くなる
効果がある。

【００１１】一方、本発明のガス・油切替専焼バーナを
用いた油燃焼時においては、燃料をガスから油に切り替
え、保炎板Ｂ７の中央部に設けられた油噴霧用孔１３を
経て油ノズル１７から噴霧油１８を噴霧することによ
り、噴霧された油の微粒子は保炎板Ｂ７、保炎板Ａ６後
流部に形成された排ガス再循環流中での熱伝播によりガ
ス化が促進されて安定燃焼するので、油燃焼時において
も低ＮＯｘ化を達成することができる。上記のように本
発明のガス・油切替専焼バーナを用いることにより、近
接する保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７双方の後流に形成される
大きな排ガス再循環流と、保炎板Ａ６の周縁に分割して
設けた二次空気通路１０からの二次空気と、等分に分割
されたガス流とで形成される分割火炎１１および濃淡燃
焼とにより、ＮＯｘの生成を低減させたガス燃焼をおこ
なうことができると共に、ガス燃焼時のバーナの形態を
そのままにした状態で、燃料を油に切替ることにより、
排ガス再循環流を伴う分割火炎方式燃焼および濃淡燃焼
を行えるので、油を安定して効率良く燃焼させることが
できる上、油燃焼時においてもＮＯｘの生成を低減させ
ることができる。つまり、保炎板Ａ６、保炎板Ｂ７をガ
ス燃焼時および油燃焼時において火炎の安定化、Ｎ
Ｏｘ低減に寄与させることにより安定した低ＮＯｘ燃焼
を行うことができる。

【００１２】本発明の請求項２の発明のガス・油切替専
焼バーナにおいては、さらに、保炎板Ｂ７にガスは通さ
ずに、燃焼用空気の一部を通す小孔又はスリット１９を
設けたので、保炎板Ｂ７の過熱を防止するとともに、油
燃焼時に保炎板Ｂ７にすすが堆積することを防止するこ
とができる。小孔又はスリットの形状、寸法、個数配置
の仕方等は特に限定されるものではなく、燃焼条件など
に合わせて適宜決定することが好ましい。

【００１３】本発明の請求項３の発明のガス・油切替専
焼バーナにおいては、さらに、保炎板Ａ６に燃焼用空気
の一部を通す小孔又はスリット１４を設けることによ
り、保炎板Ａ６の過熱を防止することができるので、燃
焼温度の低下効果と共に保炎板Ａ６の耐久性向上を計る
ことができる。冷却用小孔１４の形状、寸法、個数、配
置の仕方等は特に限定されるものではなくガスノズル、
燃焼条件などに合わせて適宜決定することが好ましい。

【００１４】本発明の請求項４の発明のガス・油切替専
焼バーナは、安定した低ＮＯｘガス・油燃焼を行うため
に、一次空気通路９と二次空気通路１０の総断面積に対
する一次空気通路９の断面積の比率を３０〜７０％とし
たガス・油切替専焼バーナである。好ましい比率は４０
〜６０％である。この比率が３０％より低いと一次空気
の量が少なすぎて安定した油燃焼を行うことができなく
なる。また、ガス燃焼の場合この比率が７０％より高い
と一次空気の量が多くなり濃淡燃焼ができなくなり、分
割火炎や排ガス自己再循環も不完全となり、ガス燃焼時
の低ＮＯｘ化が達成できなくなる。

【００１５】本発明のガス・油切替専焼バーナは、ガス
噴出孔８と燃焼用二次空気通路１０の位置がガスノズル
周方向において合致していても差し支えないが、合致し
ていなくてもよい。ガス噴出孔８と燃焼用二次空気通路
１０の位置がガスノズル周方向において合致していない
という意味は、例えば、ガスノズル４および燃料ガス噴
出孔８が円形である場合、ガスノズル４を燃料ガス噴出
孔８を含む面で切って燃料ガスノズル４の中心から燃料
ガス噴出孔８に対して２本の接線を引いた場合、この２
本の接線で囲まれる内側の領域には燃焼用二次空気通路
１０がないということである。本発明においては、ガス
噴出孔８と燃焼用空気通路１０の位置がガスノズル周方
向において合致していてもよいが、燃焼条件などによっ
ては一致していないほうが低ＮＯｘ化がより達成できる
ので好ましい。

【００１６】

【作用】本発明のガス・油切替専焼バーナを用いてガス
燃焼を行うと、近接する保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７双方の
後流に形成される大きな排ガス再循環流と、保炎板Ａ６
の周縁に分割して設けた二次空気通路１０からの二次空
気と、等分に分割されたガス流とで形成される分割火炎
１１および濃淡燃焼とにより、ＮＯｘの生成を低減させ
たガス燃焼をおこなうことができると共に、ガス燃焼時
のバーナの形態をそのままにした状態で、燃料を油に切
替ることにより、排ガス再循環流を伴う分割火炎方式燃
焼および濃淡燃焼を行えるので、油を安定して効率良く
燃焼させることができる上、油燃焼時においてもＮＯｘ
の生成を低減させることができる。保炎板Ｂ７にガスは
通さずに、燃焼用空気の一部を通す小孔又はスリット１
９を設けることにより保炎板Ｂ７の過熱を防止するとと
もに、油燃焼時に保炎板Ｂ７にすすが堆積することを防
止することができる。保炎板Ａ６に燃焼用空気の一部を
通す小孔又はスリット１４を設けることにより、保炎板
Ａ６の過熱を防止することができるので、燃焼温度の低
下効果と共に保炎板Ａ６の耐久性向上を計ることができ
る。一次空気通路９と二次空気通路１０の総断面積に対
する一次空気通路９の断面積の比率が３０〜７０％であ
るとガス燃焼時も油燃焼時も安定燃焼を行うことができ
ると共に低ＮＯｘ化を達成できる。

【００１７】

【実施例】本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専焼バーナ
の実施例を図１〜図８により詳細に説明するが、本発明
の主旨を逸脱しない限り実施例に限定されるものではな
い。図１は本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専焼バーナ
の断面図を示すものであり、図２は本発明の低ＮＯｘバ
ーナを矢印方向Ｘから見た側面図を示す。燃料用ガス３
を送風機１５からの燃焼用空気２と混合して燃焼させる
バーナ１は、保炎板Ｂ７を先端に配置し且つ複数のガス
噴出孔８をノズル周方向に設けたガスノズル４、分割さ
れた二次空気通路１０を周縁に有し且つガスノズル４の
外周との間に燃焼用一次空気通路９ができるようにした
保炎板Ａ６を保炎板Ｂ７と近接するよにう設置したバー
ナコーン５、二重管にしたガスノズル４の中央部に設け
た油ノズル１７から構成されている。図２に示すよう
に、油ノズル１７のノズルは１個でもよいが、燃焼条件
によってはノズルを２個にした方が噴霧される油の粒子
を小さくできるので好ましい。

【００１８】図３は本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専
焼バーナを用いてガス燃焼を行った時の燃焼概念図であ
り、図４は、図３の本発明の低ＮＯｘバーナを矢印方向
Ｘから見た側面図であり、炎の状態を示す。図５および
図６は本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専焼バーナを用
いて油燃焼を行った時の燃焼概念図である。また図７お
よび図８は、本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専焼バー
ナの保炎板Ａ６に冷却用小孔１４を設けたもの、及び保
炎板Ｂ７にスリット１９を設けたものの先端部の断面図
および側面図を示す。

【００１９】スリット１９は保炎板Ｂ７を円周方向に斜
めに切り起こして形成したものであり、複数箇所に形成
されている。また１９Ａはスリット１９の一部を塞ぐ開
閉可能な閉塞板であり、この閉塞板１９Ａはガスがスリ
ット１９を通り保炎板Ｂ７の前方へ流れないように設け
られている。油燃焼時に、排ガス再循環１２中の空気が
少ないと、燃焼が進まないので炎の温度が上昇せず、噴
霧された油がガス化しないので燃焼が不安定になること
を防ぐために、保炎板Ａ６や保炎板Ｂ７に冷却用小孔１
４やスリット１９を設けると、安定燃焼を行うことがで
き、またスリット１９を通った空気によって保炎板Ｂ７
へのすすの付着が抑えられ、すすの堆積を防止すること
ができる。図９に、従来のガス・油切替専焼バーナ１’
の断面図を示す。

【００２０】本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専焼バー
ナを用いて、図３に示すように弁２０を開け、弁２０’
を閉じて、燃焼ガス３の燃焼を次のように安定して行う
ことができる。 （１）一次空気通路９を通った一次空気が燃料ガス３を
同伴して濃度の高い混合ガスＣを作る。 （２）二次空気は保炎板Ａ６の周縁の二次空気通路１０
から噴出し、混合ガスＣが拡散した一部を同伴して濃度
の低い混合ガスＤを作る。 （３）濃度の高い混合ガスＣと濃度の低い混合ガスＤと
の濃淡燃焼を行う。 （４）二次空気通路１０は分割されているので、濃度の
高い混合ガスＣが燃焼することにより作られる火炎１１
は分割火炎となる。図１および図２に示す低ＮＯｘバー
ナ１の場合は、ガス噴出孔８として６ケの孔、およびガ
ス噴出孔８と燃焼用二次空気通路１０の位置がガスノズ
ル周方向のおいて合致していない二次空気通路１０を６
個設けたので、火炎１１は図４に示されるように６個に
分割される。 （５）保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７を近接して設けることに
より、図３に示されるように炎口内での排ガス自己再循
環１２領域が広く形成される。 （６）また、一次空気量を全空気量の３０％以上、好ま
しくは４０％以上とすることにより火炎板Ｂ７の後流部
に形成される排ガス自己再循環１２領域での再循環が促
進される。 （７）混合ガスＣを保炎板Ａ６の近傍に噴出させること
により、保炎板Ａ６での保炎性能が向上する。

【００２１】また、本発明の低ＮＯｘ型ガス・油切替専
焼バーナを用いて、図５に示すように弁２１を開け、弁
２１’を閉じて、燃料油１６の燃焼を次のように安定し
て行うことができる。 （１）油ノズル１７により噴霧された油１８は霧状にな
って広がる。 （２）一方、保炎板Ｂ７後流部の通路９を通過する一次
空気を全空気量の３０％以上、好ましくは４０％以上と
し、かつ、保炎板Ｂ７と保炎板Ａ６とを近接させること
により、双方の保炎板後流部に形成される排ガス自己再
循環１２領域での再循環が促進される。 （３）この再循環領域では高温の燃焼ガスが伝播される
ため噴霧油１８のガス化を促進する。 （４）ガス化された油は燃焼用空気と混合し、濃淡燃焼
が行われ、良好な安定燃焼を行うことができる（図
６）。

【００２２】

【発明の効果】本発明のガス・油切替専焼バーナは、簡
単な構造や形状を有し、運転操作も簡単であり、通常運
転時はガス燃料を使用することにより低ＮＯｘ運転と
し、緊急時には、油燃料に切替えて運転ができるなど燃
料をガスから油、あるいは油からガスへ切り替えるだけ
でガス燃焼も油燃焼もでき、且つ低ＮＯｘ化が達成でき
るような性能の優れた低廉な低ＮＯｘ型ガス・油切替専
焼バーナである。本発明のガス・油切替専焼バーナは、
吸収式冷温水機、吸収式冷凍機、蒸気ボイラー、温水ボ
イラーなどにおいて好適に使用でき、その産業上の利用
価値は甚だ大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス・油切替専焼バーナの断面図を示
す。

【図２】本発明のガス・油切替専焼バーナを図１の矢印
方向Ｘから見た側面図を示す。

【図３】ガス燃焼時の本発明のガス・油切替専焼バーナ
の断面図を示す。

【図４】ガス燃焼時の本発明のガス・油切替専焼バーナ
を図３の矢印方向Ｘから見た時の炎の状態を表す側面図
を示す。

【図５】油燃焼時の本発明のガス・油切替専焼バーナの
断面図を示す。

【図６】油燃焼時の本発明のガス・油切替専焼バーナを
図５の矢印方向Ｘから見た時の炎の状態を表す側面図を
示す。

【図７】本発明の他のガス・油切替専焼バーナの先端部
の断面図を示す。

【図８】本発明の他のガス・油切替専焼バーナを図７の
矢印方向Ｘから見た側面図を示す。

【図９】従来のガス・油切替専焼バーナの断面図を示
す。

【符号の説明】

Ｃ ガス濃度の高い混合ガス Ｄ ガス濃度の低い混合ガス １ 低ＮＯｘバーナ ２ 燃焼用空気 ３ 燃料ガス ４ ガスノズル ５ バーナコーン ６ 保炎板Ａ ７ 保炎板Ｂ ８ ガス噴出口 ９ 一次空気通路 １０ 二次空気通路 １１ 分割火炎 １２ 排ガス再循環 １３ 油噴出用孔 １４ 冷却用小孔またはスリット １５ 送風機 １６ 燃料油 １７ 油ノズル １８ 噴霧油 １９ スリットまたは小孔 １９Ａ 閉塞板 ２０、２０’ 弁 ２１、２１’ 弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に、油噴霧用の孔１３を中央部に有
   する保炎板Ｂ７を設け且つ複数のガス噴出孔８をノズル
   周方向に設け且つ油ノズル１７を中に配設したガスノズ
   ル４、周縁に分割して設けた複数の燃焼用二次空気通路
   １０を有し且つガスノズル外周との間に燃焼用一次空気
   通路９ができるようにした保炎板Ａ６を設けたバーナコ
   ーン５からなり、保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７とを該ガス噴
   出孔８がその間に位置するように配設したガス・油切替
   専焼バーナにおいて、保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７とを近接
   して設け、ガス燃焼時は；ガスノズル外周に沿って流れ
   る一次空気が、保炎板Ａ６とガスノズル外周との間を通
   ってガス噴出孔８から噴出した燃料ガス３を同伴するよ
   うに燃焼用一次空気通路９を設け、一次空気と燃料ガス
   ３からなる混合ガスが、保炎板Ｂ７により周方向に進路
   を変えられて保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７との間を流れて、
   該混合ガスの一部が燃焼用二次空気通路１０から流出す
   る二次空気と混合するようにし、油燃焼時は；上記ガス
   燃焼時の形態をそのままにした状態で、燃料を切替るこ
   とにより油燃焼の運転を可能にしたことを特徴とするガ
   ス・油切替専焼バーナ。
2. 【請求項２】 先端に、油噴霧用の孔１３を中央部に有
   する保炎板Ｂ７を設け且つ複数のガス噴出孔８をノズル
   周方向に設け且つ油ノズル１７を中に配設したガスノズ
   ル４、周縁に分割して設けた複数の燃焼用二次空気通路
   １０を有し且つガスノズル外周との間に燃焼用一次空気
   通路９ができるようにした保炎板Ａ６を設けたバーナコ
   ーン５からなり、保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７とを該ガス噴
   出孔８がその間に位置するように配設したガス・油切替
   専焼バーナにおいて、保炎板Ａ６と保炎板Ｂ７とを近接
   して設け、保炎板Ｂ７にガスは通さずに、燃焼用空気の
   一部を通す小孔又はスリット１９を設けたことを特徴と
   するガス・油切替専焼バーナ。
3. 【請求項３】 保炎板Ａ６に、燃焼用空気の一部を通す
   小孔又はスリット１４を設けたことを特徴とする請求項
   １あるいは請求項２に記載のガス・油切替専焼バーナ。
4. 【請求項４】 一次空気通路９と二次空気通路１０の総
   断面積に対する一次空気通路９の断面積の比率が３０〜
   ７０％であることを特徴とする請求項１〜３に記載のガ
   ス・油切替専焼バーナ。