JPH06123409A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低ＮＯｘ燃焼と燃焼装置の小型化及び、燃焼
騒音の低減と燃焼量の可変幅の拡大をはかる。 【構成】 第一の炎口部１を有するバーナ本体２の両側
部に水平部１３を、下流側に垂直部１４、リム部１５、
多数の小口１７よりなる第二の炎口部１８を有した傾斜
部１６を順次折り曲げて構成した噴射板１２を密着して
設けて一体化する構成とし、バーナ本体２の混合気通路
７を通って第一の混合気室３から多量の空気が供給され
る第二の混合気室２０へ混合気を供給して濃淡燃焼す
る。 【効果】 第一の炎口部には濃火炎を、第二の炎口部に
は希薄火炎を形成して低ＮＯｘの濃淡燃焼を実現し、か
つ希薄混合気をリム部で濃火炎を水平部でそれぞれ垂直
部により分離独立して保炎し安定化して低騒音とすると
ともに、小口による第二の混合気室内への逆火を防止し
リム部で熱変形を抑制してＴＤＲを拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主としてバーナの低ＮＯ
ｘ化と低騒音を図った燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の家庭用バーナは、図３に示
すように、第一の炎口部１を有するバーナ本体２に設け
た第一の混合気室３と、第一の混合気室３の両側に壁板
４により構成された第二の炎口部５を有する第二の混合
気室６と、第一の混合気室３と第二の混合気室６とを連
通するバーナ本体２に設けた混合気通路７と、第一の炎
口部１と第二の炎口部５の間に火炎基部を安定化させる
保炎板８と、壁板４に第二の混合気室６の一次空気比を
設定する空気取入れ口９とを備えている。この様な構成
を有するバーナ本体２が多数本互いに壁板４を接してバ
ーナケース１０の内部に収められていた。

【０００３】そして上記構成の燃焼装置では、第一の炎
口部１の上には酸素濃度の低い安定した濃火炎が形成さ
れる。また空気取入れ口９から大量の空気と、混合気通
路７から供給された混合気が第二の混合気室６の内部で
可燃限界外の希薄混合気となり、第二の炎口部５より流
出して濃火炎の熱的影響を受けることによって燃焼し、
酸素濃度の高い希薄火炎を形成していた。濃火炎及び希
薄火炎は保炎板８の上に形成される小さな渦の効果で火
炎基部が安定化されており、ＮＯｘ濃度が低く不安定な
特性の希薄火炎を濃火炎で安定化させ、全体として濃淡
燃焼を実現してＮＯｘの発生を低減させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ＮＯｘを低減する効果の点では満足される
ものであるが、燃焼量を絞るにつれて第一の炎口部１及
び第二の炎口部５からの混合気噴出速度が低下すること
と、特に供給される空気量が少なくなると、ＮＯｘを少
なくするために可燃範囲外まで希薄化した第二の混合気
室６の内部の混合気が可燃範囲内に入ることとなり、希
薄火炎が第二の炎口部５を経由して混合気通路７の出口
に逆火し、バーナ本体２及び壁板４を異常に加熱すると
いう課題があった。さらに互いに接した壁板４の上端面
は固定されていないため変形しやすく、また隣合う壁板
４の間に隙間が発生して第二の混合気室６の内部の二次
空気量が少なくなるといった課題を有していた。また類
似の形状を有するものとして特公昭６３−８３６３号公
報に示すような燃焼装置があるが、これは主に燃焼装置
としての小型化を図ったもので、ＮＯｘを低減するもの
ではない。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、低Ｎ
Ｏｘと高負荷燃焼の両立化、希薄火炎の混合気通路出口
への逆火防止によるＴＤＲの拡大、バーナの変形防止、
さらに火炎の安定化による騒音低減を図ることを目的と
したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、第一の炎口部を有するバーナ本体と、バーナ
本体に設けた第一の混合気室と、バーナ本体を複数本並
設し、この各バーナ本体間を接続する噴射板と、バーナ
本体と噴射板により囲まれて構成される第二の混合気室
と、第一の混合気室と第二の混合気室とを連通するバー
ナ本体に設けた混合気通路を備え、噴射板には第一の炎
口部の上面の側方に沿って設けられた水平部と、水平部
の下流側方向に垂直部、リム部、傾斜部の順に、噴射板
を折り曲げて一体形成するとともに、傾斜部に多数の小
口からなる第二の炎口部を設けるという構成を備えたも
のである。

【０００７】

【作用】本発明は上記構成によって、第二の炎口部の傾
斜部に設けられた小口から可燃範囲外の希薄な混合気が
傾斜して噴出され、第一の炎口部の上に形成される濃火
炎の熱的な影響を受けることによって着火し、低ＮＯｘ
の特性を持つ希薄火炎を形成する。希薄火炎は本来不安
定な特性を持っているが近傍の濃火炎の熱的な影響と、
リム部で火炎基部が保炎されるため安定化される。希薄
火炎は燃焼後もなお多量の酸素を含んでおり、濃火炎に
強制供給されることにより火炎が小さくなって高負荷燃
焼する。また燃焼量が小さくなったり、供給空気量が低
減した場合には第二の炎口部から低速の可燃範囲内の混
合気が噴出されることになる。この時には第二の炎口部
が多数の小口よりなっているため、第二の混合気室の内
部まで希薄火炎が逆火することがなく小口上で火炎を形
成する。また水平部には混合気の小さな循環域が形成さ
れ保炎機能を発揮する。希薄火炎はリム部、濃火炎は水
平部でそれぞれ保炎され、垂直部で互いの保炎位置が分
離され独立しているため外乱等による一時的な不安定要
因が発生しても相互作用による不安定性の増幅がなくな
り常に安定した低騒音の濃淡燃焼をおこなう。さらに噴
射板は隣合うバーナ本体間を一体的に結合するため隙間
が発生せず、高温となる傾斜部の境界のリム部は変形防
止のリムとして作用することになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。なお図３と同一構成要素には同一番号を
示す。図１〜図２において、２は第一の混合気室３を内
包するバーナ本体であり、バーナ本体２の上面には多数
のスリットを開口した第一の炎口部１がある。バーナ本
体２の両側面には混合気通路７が長手方向に最適な間隔
で設けられている。バーナ本体２の両側面には支持具１
１が取り付けられ、この支持具１１とバーナ本体２とで
形成する溝に噴射板１２の下端部が挿入され隣合ったバ
ーナ本体２の間を結合し一体化している。噴射板１２は
平板を折り曲げて成形されており、第一の炎口部１の側
方に沿って水平部１３と、水平部１３の下流側方向に垂
直部１４、リム部１５、傾斜部１６と順次折り曲げて形
成されている。傾斜部１６には消火直径より小さな径の
多数の小口１７からなる第二の炎口部１８を構成してい
る。バーナ本体２の間と噴射板１２で囲まれ、混合気通
路７より下流側には逆山形の混合板１９が設けられ、下
流側の空間を第二の混合気室２０としている。バーナ本
体２の上流側にはスロート部２１が設けられ、下流側の
本体内には分割口２２を有する分割板２３が挿入され下
流側の空間を第一の混合気室３としている。この様なバ
ーナ本体２が複数本並設され、バーナブロックを構成し
バーナケース１０の内部に収納されている。各スロート
部２１に対向して燃料を噴出するノズル２５が設けられ
た燃料管２６と、ファン２４がバーナケース１０に設け
られている。

【０００９】上記構成において、ファン２４から供給さ
れる燃焼用空気は、一部がスロート部２１からバーナ本
体の２内部に流入し、残りの大部分の空気はバーナ本体
２の間を流れる。一方、燃料管２３から供給される燃料
は、各ノズル２２から各スロート部２１に向かって噴出
され、バーナ本体２の内部に流入して均一に混合し１次
空気比が３０から６０％に設定された混合気となる。こ
の混合気の一部分は分割板２３の分割口２２を通過して
第一の混合気室３に供給され、第一の炎口部１より噴出
し濃火炎を形成する。残りの大部分の混合気は混合気通
路７より噴出され、バーナ本体２の間より入ってくる多
量の空気と混合板１９によってさらに均一に混合され希
薄混合気となって第二の混合気室２０に供給される。こ
の時一次空気比は１７０から２５０％程度で、且つ可燃
範囲外の希薄な混合気となり、第二の炎口部１８の傾斜
部１６に設けられた小口１７から傾斜して噴出される。
希薄混合気は第一の炎口部１の上に形成される濃火炎の
熱的な影響を受けることによって着火し、リム部１５で
基部が保炎され安定化された希薄燃焼を行なう。希薄火
炎は燃焼後もなお多量の酸素を含んでおり、濃火炎に強
制的に噴射供給されることにより、燃焼反応が促進され
火炎が小さくなって高負荷燃焼を実現する。ここでサー
マルＮＯｘは燃焼反応帯の温度が低温であるほど発生量
は減少する。よって空気を多量に含む希薄な混合気ほど
熱容量が増加して火炎温度が低下し、低ＮＯｘ化が図れ
ることはよく知られている。第一の炎口部１の上に形成
される濃火炎は、水平部１３に形成される小さな渦の保
炎効果により安定化され、かつ垂直部１４で希薄火炎の
保炎効果を保証するリム部１５と互いの保炎位置が分離
され独立しているため外乱等による一時的な不安定要因
が発生しても相互作用による不安定性の増幅がなくな
る。従って燃焼騒音の上昇を抑制するとともに、バーナ
ブロック全体として低ＮＯｘ燃焼を実現することが出来
る。

【００１０】また燃焼量が小さくなった場合には、第一
の炎口部１および第二の炎口部１８の混合気の噴出流速
が小さくなり火炎がそれぞれの炎口部に近づいてくる。
さらに供給空気量が変動すると燃焼量が小さいため、第
二の混合気室２０の内部の混合気は可燃範囲に入る場合
がある。この時、希薄火炎は第二の混合気室２０の内部
に進行しようとするが、小口１７は消炎直径より小さい
穴径に設定されているため第二の混合気室２０の内部に
火炎が逆火することを防止する。従って燃焼量を絞って
も安定した燃焼を得ることが出来、ＴＤＲを大きく設定
できるのである。またこのとき小口１７を有する傾斜部
１６は温度が上昇しやすくなるが、傾斜部１６に連続す
るリム部１５は変形防止用の補強部として作用するので
噴射板１２の熱変形が抑制される。

【００１１】さらに噴射板１２は一体成形で折り曲げら
れた板材であり、支持具１１とバーナ本体２とで形成さ
れる隙間に挿入され、噴射板１２の垂直壁とバーナ本体
２の壁部が互いに密着して接合されているため、バーナ
ブロック全体としての剛性が増し変形が発生することが
ない。従って設計上管理できない隙間が発生することに
よる、第二の混合気室２０の混合比のバラツキを小さく
でき、性能の安定化を図ることが出来る。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置に
よれば次の効果が得られる。 １）大部分の燃料を第二の炎口部上に形成される火炎温
度の低い希薄火炎で燃焼させることにより、低ＮＯｘ化
を実現できる。また希薄混合気は傾斜して濃火炎の方向
に噴出供給されるため、燃焼後なお多量の酸素を含む燃
焼ガスが濃火炎に強制供給されるので火炎長が小さくな
り燃焼装置の小型化を実現できる。 ２）本来不安定な希薄火炎はリム部で火炎基部が保炎さ
れ、かつ第一の炎口部上に形成される濃火炎の熱的な燃
焼促進効果を受け安定化し、濃火炎は水平部に形成され
る小さな渦の保炎効果によりそれぞれ安定燃焼を行なう
ことが出来る。またリム部と水平部は垂直部により分離
され互いの保炎位置が独立しているため外乱等による一
時的な不安定要因が発生しても相互作用による不安定性
の増幅がなくなり、常に安定した濃淡燃焼を実現するの
で燃焼騒音を低減できる。さらに噴射板の傾斜面に第二
の炎口部を設けてあるため開口面積を大きく設定するこ
とが可能となり、その分通気抵抗が小さくなり、ファン
回転数を低下できるため一層装置の低騒音化を図ること
が出来る。 ３）第二の炎口部は消炎直径よりも小さな径の小口が設
けられているため、燃焼量が小さくなって火炎が第二の
炎口部に近接しても第二の混合気室を通って混合気通路
に火炎が逆火することを防止でき、従って燃焼量の可変
幅（ＴＤＲ）を拡大することが出来る。 ４）噴射板に水平部、垂直部、リム部、第二の炎口部を
構成する傾斜部等を一体的に形成するとともに第二の混
合気室をバーナ本体と噴射板との間に構成できるため、
部品点数が少なくなり安価に製作できる。 ５）小口を有する傾斜部はリム部が変形防止用の補強部
として作用し噴射板の熱変形を抑制するとともに、バー
ナ本体間を噴射板で接合して一体化するためバーナブロ
ック全体として剛性が増し変形を受けることがなく、二
次空気の洩れる隙間が無くなるため第二の混合気室の混
合比のばらつきが小さくなり性能を安定させ、かつ信頼
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の全体構成
図

【図２】同装置の要部の一部断面図

【図３】従来の燃焼装置の一部断面図

【符号の説明】

１ 第一の炎口部 ２ バーナ本体 ３ 第一の混合気室 ７ 混合気通路 １２ 噴射板 １３ 水平部 １４ 垂直部 １５ リム部 １６ 傾斜部 １７ 小口 １８ 第二の炎口部 ２０ 第二の混合気室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 洋一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濃火炎が生じる第一の炎口部を有するバー
   ナ本体と、前記バーナ本体に設けた第一の混合気室と、
   前記バーナ本体を複数本並設し、前記それぞれのバーナ
   本体に両端を接合してその間に設けた噴射板と、前記バ
   ーナ本体と前記噴射板とに囲まれて形成される第二の混
   合気室と、前記バーナ本体に設け、前記第一の混合気室
   と前記第二の混合気室とを連通した混合気通路を備え、
   前記噴射板は前記第一の炎口部の側方に延出された水平
   部と、前記水平部の下流側方向に垂直部、リム部、傾斜
   部を前記噴射板を順次に折り曲げて一体形成するととも
   に、前記傾斜部に前記第一の炎口部の噴射方向に対して
   斜め方向に噴出する消火直径よりも小さな径の多数の小
   口からなる希薄火炎が生じる第二の炎口部を有する燃焼
   装置。