JPH0712312A - 濃淡燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濃淡燃焼バーナにおいて、濃火炎の振動燃焼
をなくすとともに、ＮＯｘの生成量及び未燃ガスの排出
量をも十分に抑制する。 【構成】 濃バーナＡと淡混合体Ｂを交互に設置してな
る濃淡燃焼バーナにおいて、濃バーナＡの一側上部に設
けた保炎板１に濃火炎ａが沿って燃焼することにより濃
火炎ａを安定燃焼させて振動燃焼をなくし、該保炎板１
の先端に設けた誘導片２で淡混合気を濃混合気側へ導く
ことにより濃火炎ａに対する淡混合気の接触混入がよく
なって燃焼温度を低下し、燃焼性も良好としてＮＯｘの
生成量及び未燃ガスの排出量を十分に抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料過剰の濃混合気
と空気過剰の淡混合気とを同時に燃焼させてＮＯｘ（窒
素酸化物）の生成を抑制する濃淡燃焼バーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料過剰の濃混合気（ガスリッチの混合
気）を燃焼させる濃側バーナユニット（以下単に濃バー
ナという）と、空気過剰の淡混合気（エアリッチの混合
気）を吐出させる淡側混合体ユニット（以下単に淡混合
体という）とを交互に設置してなる濃淡燃焼バーナは、
低ＮＯｘ燃焼に有効な燃焼バーナの１つであることはす
でに知られている。

【０００３】前記濃淡燃焼バーナの従来の技術として
は、たとえば、特開平３−２６３５０２号公報に示さ
れ、かつ、本願の図１４にその要部が示されているよう
に（以下の説明中の符号は図１４による）、複数の第１
バーナチューブＡ′と複数の第２バーナチューブＢ′を
交互に接合して第１バーナチューブＡ′の第１炎口４′
と第２バーナチューブＢ′の第２炎口６′を同一平面上
に並設した構造のものがある。

【０００４】前記従来の技術の濃淡燃焼バーナにあって
は、第１バーナチューブＡ′の第１炎口４′と第２バー
ナチューブＢ′の第２炎口６′とが同一平面上に並設さ
れ、第１バーナチューブＡ′の第１炎口４′から濃混合
気（一般に空気比λ＜１）を噴出させるとともに、それ
に隣接する第２バーナチューブＢ′の第２炎口６′から
は淡混合気（一般に空気比λ＞１）を噴出させて同時に
燃焼させると、第１バーナチューブＡ′の第１炎口４′
からの濃火炎ａ′は第２バーナチューブＢ′の第２炎口
６′からの淡火炎ｂ′の排ガス中で燃焼するため、酸素
不足となり、火炎温度が低下しＮＯｘの生成が抑制され
る。

【０００５】一方、第２バーナチューブＢ′の第２炎口
６′に形成される淡火炎ｂ′は、燃料ガスが希薄なため
に火炎温度が低下してＮＯｘの生成が抑制され、これら
の相乗的効果によって全体としての低ＮＯｘが図られ、
しかも、燃焼量を大きく変化させることが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、第２バーナチューブＢ′の第２炎口６′から
噴出する淡混合気は上方へストレートに流れるため、第
１バーナチューブＡ′の濃火炎ａ′に対する淡混合気の
接触混入が悪く十分でないため、ＣＯの生成量を十分抑
えることができず、また、濃淡燃焼は一種の酸欠燃焼で
あるため、火炎の乱れによる振動燃焼が起りやすく、未
燃ガスも排出しやすいという問題点があった。

【０００７】この発明は、従来の技術の有する斯かる問
題点に鑑み、火炎を安定燃焼させて振動燃焼をなくすと
ともに、濃側火炎に対する淡混合気の接触混入をよくし
てＣＯの生成量及び未燃ガスの排出量を十分抑えること
ができる濃淡燃焼バーナ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、この発明の濃淡燃焼バーナは、たとえば、実施例に
対応する図面に示されているように、燃料過剰の濃混合
気を燃焼させる濃バーナＡと空気過剰の淡混合気を吐出
させる淡混合体Ｂとを交互に設置してなる濃淡燃焼バー
ナにおいて、前記濃バーナＡの濃側炎口４の一側に該濃
側炎口４からの濃火炎ａを沿わせる保炎板１を設けたこ
とを主要な特徴としている。

【０００９】前記特定発明の関連発明として、保炎板１
の先端に淡混合体Ｂからの淡混合気を隣接の濃混合気へ
導く誘導片２を設けるか、淡混合気の一部を自身の濃混
合気へも導く誘導孔等３を該の誘導片２に設けたことを
特徴としている。

【００１０】濃バーナＡと淡混合体Ｂを傾斜して設置
し、濃バーナＡに設けた保炎板１で濃バーナＡの濃側炎
口４、又は濃バーナＡの濃側炎口４と淡混合体Ｂの吐出
口６を覆う状態にするか、濃バーナＡの炎口形成面５、
又は濃バーナＡの炎口形成面５と淡混合体Ｂの吐出口形
成面７を斜状に設けたことを特徴としている。

【００１１】濃バーナＡの濃側炎口４を保炎板１側に偏
倚して設けたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】この発明の濃淡燃焼バーナは、上記のように構
成したから、濃バーナＡの濃火炎ａが保炎板１に沿って
燃焼することにより、濃混合気が整流されて濃火炎ａが
安定し振動燃焼は起こらない。

【００１３】また、保炎板１の先端誘導板２で淡混合気
を隣接の濃混合気へ導き、かつ、誘導板２の誘導孔等３
では淡混合気の一部を自身の濃混合気へも導くことによ
り濃火炎ａに対する淡混合気の接触混入がよくなって淡
混合気は濃火炎ａの基部から接触混入するため、濃バー
ナＡの燃焼温度は低下し、燃焼性も良好となりＮＯｘの
生成が十分に抑えられ、未燃ガスの排出も抑制される。

【００１４】しかも、濃側炎口４からの濃混合気は直上
に噴出し、淡混合体Ｂの上部に形成した淡側炎口１０か
らの淡混合気は横方向に流出するため濃混合気と淡混合
気とはその吐出方向が異なるため振動燃焼のフィードバ
ックが起こりにくくなり、この点からも燃焼良好性と相
まって振動燃焼は抑制される。

【００１５】さらに、濃バーナＡと淡混合体Ｂを斜めに
傾けて設置し保炎板１で濃側炎口４又は濃側炎口４と淡
混合体Ｂの吐出口６を覆ったことにより集熱器等の上方
から落下するスケール（燃焼酸化物）等による炎口づま
り又は吐出口づまりが防止され、しかも、保炎板１に対
する濃火炎ａの沿いもよくなる。また、濃バーナＡの炎
口形成面５又は濃バーナＡの炎口形成面５と淡混合体Ｂ
の吐出口形成面７を斜状に設けたことにより保炎板１の
存在と相まってスケール等の落下による炎口づまり又は
吐出口づまりが防止される。

【００１６】さらには、濃バーナＡの濃側炎口４を保炎
板１側へ寄せたことにより保炎板１に沿った上向きの濃
火炎ａが形成され、その火炎長は長くなり保炎板１を赤
熱しない。

【００１７】

【実施例】以下この発明の濃淡燃焼バーナの実施例につ
いて図面を参照して説明する。

【００１８】図面において、Ａは燃料過剰の濃混合気を
燃焼させる濃バーナで、その頂部の炎口形成面５に多数
のスリット状濃側炎口４を一定の間隔を存して並穿し、
該濃側炎口４から混合室８で混合された燃料ガスと燃焼
用空気の濃混合気（たとえば、空気比が１．０以下のも
の）が上方へ噴出して燃焼し濃火炎ａを形成する構成と
なっている。

【００１９】前記濃側炎口４は、図１〜図１２に示した
実施例のように、その頂部の炎口形成面５の略全幅にわ
たる炎口を穿設するほか、図１３に示した実施例のよう
に、その頂部の炎口形成面５の略半幅にわたる炎口を保
炎板１側に偏倚して穿設してもよい。炎口の幅について
は略半幅に限らない。なお、図１３において１３は袖火
炎口である。

【００２０】Ｂは空気過剰の淡混合気を吐出させる淡混
合体で、その頂部の吐出口形成面７に多数のスリット状
吐出口６を一定の間隔を存して並穿し、該吐出口６から
混合室９で混合された燃料ガスと燃焼用空気の淡混合気
（たとえば、空気比が１．０以上のもの）が上方へ吐出
し、相隣接する濃バーナＡ、Ａの上端側面間で形成され
る上部の淡側炎口１０から流出して燃焼し淡火炎ｂを形
成する構成となっている。

【００２１】前記濃バーナＡと淡混合体Ｂは、一定の隙
間ｅを存して交互に配置され、かつ、淡混合体Ｂを濃バ
ーナＡよりも下方に位置して濃バーナＡの濃側炎口４と
淡混合体Ｂの吐出口６とに段差ｈを設けて淡混合気が濃
火炎ａの基部から当り、しかも、その酸素濃度も十分下
げるようになし、かつ、前記隙間ｅから給気ファン（図
示せず）等により燃焼用空気ｃが供給されるように構成
されている。

【００２２】したがって、濃バーナＡの濃側炎口４から
は、その混合室５で混合された濃混合気（たとえば、空
気比が０．５程度のもの）が噴出するが、淡混合体Ｂの
吐出口６から吐出する淡混合気（たとえば、濃混合気と
同様の空気比が０．５程度のもの）には隙間ｅから流入
する燃焼用空気ｃが吐出口６の上部空間において混合さ
れ空気比が１．０以上の淡混合気ｄを作り上方の淡側炎
口１０から流出するものである。

【００２３】１は前記濃バーナＡの濃火炎ａを沿わせる
ための保炎板で、濃バーナＡの濃側炎口４の一側の下流
側（上方）に延設され、濃バーナＡの濃側炎口４に形成
される濃火炎ａが保炎板１に沿って燃焼することによ
り、濃混合気が整流されて濃火炎ａを安定させるもので
ある。

【００２４】前記保炎板１としては、図１及び図２に示
した実施例のように、濃バーナＡの一側上部（図示右側
上部）に上方に延びる垂直状の保炎板１を設けるほか、
図３及び図４に示した実施例のように、濃バーナＡの一
側上部（図示左側上部）に斜め外方上部に延びる斜状の
保炎板１を設けてもよい。

【００２５】また、図９に示した実施例のように、濃バ
ーナＡの一側上部（図示右側上部）に斜め外方上部に延
びる斜状の保炎板１を設けるほか、図１０に示した実施
例のように、濃バーナＡの一側上部（図示右側上部）に
外方へ張り出した状態で上方へ延びる垂直状の保炎板１
を設けてもよい。

【００２６】２は淡混合体Ｂからの淡混合気を隣接の濃
混合気へ導くための誘導片で、保炎板１の先端を外方、
すなわち、当該濃バーナＡの濃側炎口４とは反対の方向
（図示右方）に折曲げて保炎板１と一体に形成され、淡
混合体Ｂの吐出口６から吐出する淡混合気ｄを淡側炎口
１０から流出した後隣接の濃混合気の方向（図示右方）
へ導き濃火炎ａに対する淡混合気の接触混入をよくする
ものである。

【００２７】前記誘導片２としては、図１及び図２に示
した実施例のように、垂直状の保炎板１の先端部を外方
（図示右方）へ直角に折曲げて水平状の誘導片２を設け
るほか、図８に示した実施例のように、垂直状の保炎板
１の先端部を外方へ斜め上向きに折曲げて斜状の誘導片
２を設けるか、又は図９に示した実施例のように、外向
き斜状の保炎板１の先端部を外方（図示右方）へ折曲げ
て水平状の誘導片２を設けるか、さらには、図１０に示
した実施例のように、外方（図示右方）へ張り出した垂
直状の保炎板１の先端部を外方（図示右方）へ直角に折
曲げて水平状の誘導片２を設けてもよい。

【００２８】３は淡混合体Ｂからの淡混合気の一部を自
身（誘導片を備えた濃バーナ）の濃混合気へ導くための
誘導孔等で、保炎板１の先端誘導片２に設けられ、淡混
合体Ｂの吐出口６から吐出する淡混合気の一部を自身の
濃混合気へも導いて濃火炎ａに対する淡混合気の接触混
入をさらによくするものである。

【００２９】前記誘導孔等３としては、図５及び図６に
示した実施例のように、誘導片２に多数の丸孔、角孔等
の誘導孔３を並穿するほか、図７に示した実施例のよう
に、誘導片２を凹凸状に形成して多数の凹部３を並穿し
た構成としてもよい。

【００３０】次に、濃バーナＡと淡混合体Ｂを傾斜して
設置し、濃バーナＡに設けた保炎板１で濃バーナＡの濃
側炎口４又は濃バーナＡの濃側炎口４と淡混合体Ｂの吐
出口６を覆った状態にすると（図１１に示した実施例で
は保炎板１で濃バーナＡの濃側炎口４だけを覆ってい
る）、保炎板１を一側上部に備えた濃バーナＡ自体をそ
のまま利用して上方から落下するスケール等ｆによる炎
口づまり又は吐出口づまりが炎口形成面５と吐出口形成
面７が傾斜することと相まって効果的に防止できる。

【００３１】また、濃バーナＡの炎口形成面５、又は濃
バーナＡの炎口形成面５と淡混合体Ｂの吐出口形成面７
を斜状に設けると、上方から落下するスケール等ｆが転
げ落ちて炎口づまりが防止できる。この場合、図１２に
示した実施例のように斜状の保炎板１を備えた濃バーナ
Ａの炎口形成面５を保炎板１と連なる斜面に形成する
と、その効果は顕著である。

【００３２】なお、図３、図４及び図１２において、１
１は淡側炎口１０の近くに設けた整流板で、淡混合気を
整流するほか、逆火防止の役目も果すものである。

【００３３】以上説明したこの発明の濃淡燃焼バーナ
は、給湯器の加熱源等として用いられ、たとえば、図１
に示されているように、燃焼室１２の下方部に設置して
集熱器（図示せず）の加熱に供するものである。

【００３４】前記構成において、濃バーナＡの濃側炎口
４から濃混合気が噴出して燃焼し、また、淡混合体Ｂの
吐出口６から吐出しその上部空間において燃焼用空気と
混合された淡混合気は淡側炎口１０から流出して同時に
燃焼し濃淡燃焼を行う。

【００３５】この場合、濃バーナＡの濃側炎口４に形成
される濃火炎ａは、一側上部の保炎板１に沿って燃焼す
るため、濃混合気が整流されてその濃火炎ａは安定し振
動燃焼は起こらない。

【００３６】濃バーナＡの濃側炎口４を図１３に示した
実施例のように、保炎板１側に偏倚させて無炎口部を保
炎板側に形成しない構造として炎口負荷を、たとえば、
２０〜４０ｋｃａｌ／Ｈｍｍ² 程度の高負荷とすると、
濃火炎ａは保炎板１に沿った炎に形成され火炎長が長く
なり、保炎板１を赤熱することはない。これは、濃側炎
口４に形成される濃火炎ａの基部が濃側炎口４の外端ｇ
と保炎板１の折曲げ角部ｉとなるからである。

【００３７】また、淡混合体Ｂの吐出口６から吐出し、
その上部空間において燃焼用空気と混合された淡混合気
ｄは、淡側炎口１０を流出した後、たとえば、図１及び
図２に示した実施例にあっては、保炎板１の先端に設け
られた誘導片２で隣接（図示右側）の濃バーナＡの濃混
合気（濃火炎ａ）に導かれて接触混入する（図１参
照）。

【００３８】また、たとえば、図５及び図６に示した実
施例では、淡混合気の殆どは保炎板１の先端に設けられ
た誘導片２で隣接（図示右側）の濃バーナＡの濃混合気
（濃火炎ａ）に導かれて接触混入するが、その一部は誘
導孔３を通って自身（図示左側）の濃バーナＡの濃混合
気（濃火炎ａ）にも導かれて接触混入する（図５参
照）。

【００３９】したがって、淡混合気ｄは濃火炎ａの基部
から接触して淡火炎ｂを形成するから、濃火炎ａに対す
る淡混合気（淡火炎ｂの排ガスも含む）の接触混入がよ
くなって濃火炎ａの燃焼温度が低下し、かつ、燃焼良好
域も広くなるため、濃火炎ａから排出されるＮＯｘの生
成量は非常に少なくなるとともに、未燃ガスの排出量も
効果的に抑制される。

【００４０】しかも、濃混合気と淡混合気はその吐出方
向が異なるため、振動燃焼のフィードバックが起こりに
くくなり、前記燃焼性の良好と相まって振動燃焼は抑制
される。

【００４１】さらに、図１１に示した実施例のように、
一側上部に保炎板１を備えた濃バーナＡの形状をそのま
ま利用して濃バーナＡと淡混合体Ｂを全体的に斜めに設
置すると、集熱器等の上方から落下するスケール等ｆは
保炎板１で遮ぎられて濃側炎口４又は吐出口６に侵入せ
ず、濃バーナＡの炎口づまり、淡混合体Ｂの吐出口づま
りがその炎口形成面５、吐出口形成面７が傾斜している
ことと相まって効果的に防止される。

【００４２】また、図１２に示した実施例のように、斜
状の保炎板１を備えた濃バーナＡの炎口形成面５を保炎
板１と連なる斜面に形成すると、集熱器等の上方から落
下するスケール等ｆは保炎板１及び炎口形成面５を転げ
落ちて濃側炎口４に侵入せず、濃バーナＡの炎口づまり
が効果的に防止される。

【００４３】以上この発明の実施例について説明した
が、この発明はこうした実施例に何等限定されるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【００４４】

【発明の効果】この発明の濃淡燃焼バーナによれば、濃
バーナの濃火炎が保炎板に沿って燃焼するため、濃混合
気が整流されて火炎は安定し振動燃焼は起こらない。

【００４５】前記、濃バーナの濃側炎口を保炎板側に偏
倚して穿ち、その開口面積を減らすことにより圧力を高
め流速を増すので、火炎長の長い濃火炎が形成される。
したがって、小インプットで炎が小さくなっても保炎板
を赤熱することはない。

【００４６】また、淡混合気を隣接の濃混合気又は隣接
の濃混合気と自身の濃混合気へ誘導片又は誘導片と誘導
孔等によって導くため、濃火炎に対する淡混合気の接触
混入がよくなって燃焼温度が低くなり、燃焼性も良好と
なるため、濃バーナの燃焼によるＮＯｘの生成が十分に
抑えられ、未燃ガスの排出も抑制される。

【００４７】加えて、濃混合気と淡混合気はその吐出方
向が異なるため、振動燃焼のフィードバックが起こりに
くくなり、前記燃焼性の良好と相まって振動燃焼は抑制
される。

【００４８】さらに、濃バーナの形状をそのまま利用し
てバーナを全体的に斜めに設置するか、濃バーナの炎口
形成面又は淡混合体の吐出口形成面を斜めに形成すれ
ば、上方から落下するスケール等による炎口づまり又は
吐出口づまりが未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の濃淡燃焼バーナの一実施例を示した
全体の概略構成図である。

【図２】その斜視図である。

【図３】保炎板の異なる実施例の全体の概略構成図であ
る。

【図４】その要部の斜視図である。

【図５】誘導片に誘導孔を穿った実施例の全体の概略構
成図である。

【図６】その斜視図である。

【図７】誘導片に誘導凹部を穿った実施例の濃バーナの
斜視図である。

【図８】誘導片の異なる実施例の濃淡バーナの概略構成
図である。

【図９】保炎板及び誘導片の異なる実施例の濃淡バーナ
の概略構成図である。

【図１０】保炎板及び誘導片の異なる実施例の濃淡バー
ナの概略構成図である。

【図１１】濃バーナと淡バーナを全体的に傾斜して設置
した実施例の概略構成図である。

【図１２】炎口面を傾斜した実施例の概略構成図であ
る。

【図１３】濃バーナの炎口を偏倚した実施例の概略構成
図である。

【図１４】従来の濃淡燃焼バーナの要部の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

Ａ 濃バーナ Ｂ 淡混合体 ａ 濃火炎 １ 保炎板 ２ 誘導片 ３ 誘導孔等 ４ 濃バーナの濃側炎口 ５ 濃バーナの炎口形成面 ６ 淡混合体の吐出口 ７ 淡混合体の吐出口形成面

フロントページの続き (72)発明者 川島 清 名古屋市瑞穂区桃園町６番23号 パロマ工 業株式会社技術部内 (72)発明者 杉浦 祐示 名古屋市瑞穂区桃園町６番23号 パロマ工 業株式会社技術部内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料過剰の濃混合気を燃焼させる濃側バ
   ーナユニットと、空気過剰の淡混合気を吐出させる淡側
   混合体ユニットとを交互に設置してなる濃淡燃焼バーナ
   において、前記濃側バーナユニットの濃側炎口の一側に
   該濃側炎口からの濃火炎を沿わせる保炎板を設けたこと
   を特徴とする濃淡燃焼バーナ。
2. 【請求項２】 保炎板の先端に淡側混合体ユニットから
   の淡混合気を隣接の濃混合気へ導く誘導片を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の濃淡燃焼バーナ。
3. 【請求項３】 保炎板の先端誘導片に淡側混合体ユニッ
   トからの淡混合気の一部を自身の濃混合気へ導く誘導孔
   等を設けたことを特徴とする請求項１記載の濃淡燃焼バ
   ーナ。
4. 【請求項４】 濃側バーナユニットと淡側混合体ユニッ
   トを傾斜して設置し、濃側バーナユニットに設けた保炎
   板で濃側バーナユニットの炎口、又は濃側バーナユニッ
   トの炎口と淡側混合体ユニットの吐出口を覆う状態にし
   たことを特徴とする請求項１記載の濃淡燃焼バーナ。
5. 【請求項５】 濃側バーナユニットの炎口形成面、又は
   濃側バーナユニットの炎口形成面と淡側混合体ユニット
   の吐出口形成面を斜状に設けたことを特徴とする請求項
   １記載の濃淡燃焼バーナ。
6. 【請求項６】 濃側バーナユニットの濃側炎口を保炎板
   側に偏倚して設けたことを特徴とする請求項１記載の濃
   淡燃焼バーナ。