JPH0814516A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＯｘを低減した場合の燃焼騒音の抑制と振
動燃焼の防止をはかる。 【構成】 第一のバーナー８と第二のバーナー１２とを
バーナケース１６の内部に複数本交互に併設し、隣接す
る第一の炎口部１０と第二の炎口部１４との間には第二
の炎口部１４と同程度の幅で上方に開口した空間１７を
設け、さらに第二のバーナ１２の側面には第二の混合気
室１３と空間部１７とを連通する混合気通路１８が設け
られている。そして、第一のバーナー８には燃料過剰の
濃混合気が、第二のバーナー１２には空気過剰の希薄混
合気が供給され、さらに、空間１７からは第一の炎口部
１０から噴出する濃混合気の流速とほぼ等しい流速で希
薄混合気を噴出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス及び石油を気化さ
せたガスを燃焼する給湯器や暖房器などに用いられる低
ＮＯｘ燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の低ＮＯｘ燃焼装置は、図３
に示すように、第一の炎口部１と第一の炎口部１に連通
する第一の混合気室２を有する第一のバーナ３と第二の
炎口部４と第二の炎口部４に連通する第二の混合気室５
を有する第二のバーナ６とを複数本交互に併設して燃焼
室７の内部に収め、第一のバーナ３には燃料と燃焼用の
空気とを混合した燃料過剰の濃混合気が、第二のバーナ
６には燃料と燃焼用の空気とを混合した空気過剰の希薄
混合気が供給され、それぞれ第一の炎口部１及び第二の
炎口部４より噴出して、第一の炎口部１では燃料過剰の
濃混合気が、第二の炎口部４より噴出している空気過剰
の希薄混合気を誘引しながら燃焼して酸素濃度の低い安
定した濃火炎を形成し、第二の炎口部４では空気過剰の
希薄混合気が第一の炎口部１の上に形成された濃火炎の
熱的影響を受けることによって燃焼してＮＯｘ濃度が低
い希薄火炎を形成して、燃焼室７の内部で全体として安
定した燃焼を実現してＮＯｘの発生量を低減させてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ＮＯｘの発生量を低減させようとすると
濃火炎の量を減らして希薄火炎の量を増やす必要があ
り、そうすると、第一の炎口部１の上に形成された濃火
炎の量が減り、第二の炎口部４より噴出する空気過剰の
希薄混合気の流速が増すことになりその結果、第一の炎
口部１で形成される酸素濃度の低い安定した濃火炎の火
炎基部が不安定になり、燃焼騒音の増加と振動燃焼の発
生原因となっていた。特に小型の燃焼装置では、遮音や
消音のためのスペースがなく、ＮＯｘの発生量の低減と
燃焼騒音の低減とは両立が困難であった。

【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、ＮＯ
ｘの発生量を低減した場合の燃焼騒音の抑制と振動燃焼
の防止を小型の燃焼装置でも容易な方法で実現すること
を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、燃料と燃焼用の空気とを混合した燃料過剰
の濃混合気を噴出する第一の炎口部と前記第一の炎口部
に連通した第一の混合気室を有する第一のバーナと、燃
料と燃焼用の空気とを混合した空気過剰の希薄混合気を
第一のバーナよりも多量，かつ高速で噴出する第二の炎
口部と前記第二の炎口部に連通した第二の混合気室を有
する第二のバーナとを複数本交互に併設し、隣接する前
記第一の炎口部と前記第二の炎口部との間に上方に開口
した空間部を設け、前記第二のバーナに前記第二の混合
気室と前記空間部とを連通する混合気通路を備えたもの
である。

【０００６】

【作用】本発明は上記手段により、隣接する第一の炎口
部と第二の炎口部との間に設けられた上方に開口した空
間部に第二のバーナに設けられた前記第二の混合気室と
前記空間部とを連通する混合気通路から空気過剰の希薄
混合気が前記空間部へ流入し、その後上方の開口部から
第二の炎口部より噴出する空気過剰の希薄混合気の流速
に比較して遅い流速で噴出する。

【０００７】第一の炎口部から噴出した燃料過剰の濃混
合気は、この第二の炎口部よりは流速の遅い空気過剰の
希薄混合気を誘引しながら燃焼して、従来の技術に比べ
て火炎基部を余り乱されることなく酸素濃度の低い濃火
炎を形成することができる。更に第二の炎口部では流速
の早い多量の空気過剰の希薄混合気が、第一の炎口部の
上に形成された濃火炎の熱的影響を従来通りに受けるこ
とによって燃焼し、ＮＯｘ濃度が低い希薄火炎を形成す
る。

【０００８】この濃火炎の火炎基部が安定する結果、従
来の技術に比べて燃焼騒音を同程度に維持しながら、振
動燃焼の防止にもつながり、全体としてＮＯｘの発生量
の低減した小型の燃焼装置を実現する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１および図２は本発明の燃焼装置
の実施例を示すもので、図１は実施例の燃焼装置のバー
ナ部の断面図である。

【００１０】図１において、８は第一の混合気室９を内
包する第一のバーナーであり、第一のバーナー８の上面
には混合気を噴出する多数のスリットを設けて開口した
第一の炎口部１０が構成され、第一のバーナー８の上流
側にはスロート部１１が構成されている。１２は第二の
混合気室１３を内包する第二のバーナーであり、第二の
バーナー１２の上面には混合気を噴出する多数のスリッ
トを設けて開口した第二の炎口部１４が構成され、第二
のバーナー１２の上流側にはスロート部１５が構成され
ている。

【００１１】この様な第一のバーナー８と第二のバーナ
ー１２とをバーナケース１６の内部に複数本交互に併設
して配置するとともに、隣接する前記第一の炎口部１０
と前記第二の炎口部１４との間には第二の炎口部１４に
設けた混合気を噴出するスリット幅に略等しい幅で上方
に開口した空間部１７を設け、さらに、第二のバーナ１
２の側面には第二の混合気室１３と空間部１７とを連通
する混合気通路１８が設けてあり、全体としての燃焼部
１９を構成している。

【００１２】図２は上記燃焼部１９により構成した本発
明の実施例の燃焼装置の全体構成を示す一部断面図であ
る。第一のバーナーのスロート部１１、第二のバーナー
のスロート部１５に対向して燃料を噴出するノズル２
０、２１と燃料制御装置２２とを備えた燃料通路２３が
設けられている。また、第一のバーナーのスロート部１
１、第二のバーナーのスロート部１５にはそれぞれのバ
ーナーに入る空気量の割合を調整するダンパー２４、２
５が設けられている。バーナケース１６には送風機２６
が設けられ燃焼部に空気を供給する。２７は制御装置で
燃料制御装置２２を制御して燃焼量を制御するととも
に、燃焼に必要な最適空気量を燃焼部に供給するように
送風機２６を制御するものである。２８は熱交換器、２
９は排気筒である。

【００１３】上記構成において、燃料は、燃料制御装置
２２により制御され、燃料通路２３を通りノズル２０と
２１から第一のバーナーのスロート部１１、第二のバー
ナーのスロート部１５に供給される。また、この燃料が
燃焼するのに必要な最適空気量が送風機２６から燃焼部
１９に供給され、ダンパー２４、２５を介して空気量の
割合を調整されて第一のバーナーのスロート部１１、第
二のバーナーのスロート部１５に入り、この燃料と空気
は第一の混合気室９、第二の混合気室１３で混合して均
一化された後、それぞれ第一の炎口部１０、第二の炎口
部１４および空間１７の上方とから噴出する。

【００１４】燃焼時のＮＯｘの発生量を低減するため
に、第一のバーナー８に供給される燃料は、全体の約２
５％、第二のバーナー１２に供給される燃料は、全体の
約７５％になるように予めノズル２０と２１の大きさが
調整され、第一の混合気室９内の混合気は空気過剰率
０．２５〜０．５の燃料過剰の濃混合気、第二の混合気
室１３内の混合気は空気過剰率１．８〜２の空気過剰の
希薄混合気となる空気量が供給されるようにダンパー２
４、２５の大きさが調整されている。

【００１５】また、希薄混合気の一部は、隣接する第一
の炎口部１０と第二の炎口部１４との間に設けられた上
方に開口した空間部１７に第二のバーナ１２に設けられ
た第二の混合気室１３と空間部１７とを連通する混合気
通路１８から流入し、その後上方の開口部から噴出す
る。

【００１６】この時、第一の炎口部１０から噴出する濃
混合気の流速は約０．５〜１ｍ／ｓ、第二の炎口部１４
より噴出する空気過剰の希薄混合気の流速は約４〜５ｍ
／ｓになるが、空間部１７より噴出する空気過剰の希薄
混合気の流速は、第二の炎口部１４より噴出する空気過
剰の希薄混合気の流速に比較して遅い流速約１〜１．５
ｍ／ｓで噴出するように通気抵抗を設定する。

【００１７】第一の炎口部１０では、空間部１７より噴
出する空気過剰の希薄混合気を燃焼用酸素の供給気体と
して誘引しながら燃焼して酸素濃度の低い安定した濃火
炎を形成するが、空間部１７より噴出する空気過剰の希
薄混合気の流速が第一の炎口部１０から噴出する濃混合
気の流速とほぼ等しいので、混合気の誘引作用が円滑に
行われる。そして、この空間部１７からの希薄混合気は
第二の炎口部１４より高速で噴出する空気過剰の希薄混
合気の影響を緩和するので、濃火炎の火炎基部が不安定
になるのを防止できる。第二の炎口部１４より噴出する
空気過剰の希薄混合気は、この濃火炎の熱的影響を従来
通りに受けることによって適正な火炎形成の雰囲気温度
を与えられ、安定した火炎面を形成して燃焼し、ＮＯｘ
濃度が低い希薄火炎を形成する。

【００１８】ここで、希薄火炎の特性とＮＯｘについて
説明する。サーマルＮＯｘは燃焼反応帯の温度が低温で
あるほど発生量は低減する。よって空気を多量に含む希
薄な混合気ほほど熱容量が増加して火炎温度が低下し、
低ＮＯｘ化が図れるが、一方混合気が希薄になる程火炎
の炎口への保持性能は不安定となり、火炎基部が炎口か
ら吹き飛び、不完全燃焼を発生する。

【００１９】よって上記構成において、ＮＯｘの発生量
をより低減するために第二の炎口部１４より噴出する空
気過剰の希薄混合気の量を増加させても、第一の炎口部
１０で燃焼する濃火炎の火炎基部を安定するのに必要な
希薄混合気は空間部１７よりほぼ等しい速度で供給する
ことができ、この濃火炎の火炎基部が安定化することで
濃火炎と流速の早い希薄火炎間の干渉が防止できるの
で、燃焼装置を大きくしたり、消音・遮音効果のある部
品を追加することなくＮＯｘの発生量の低減と燃焼騒音
の抑制・振動燃焼の防止とを実現することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
燃焼装置によれば、次の効果が得られる。第一と第二の
両バーナの間に第二のバーナから漏出させた、第二のバ
ーナよりも低速化した希薄混合気を噴出する空間部を備
えることにより、第二のバーナによる希薄混合気の割合
を大きくして、第一のバーナの燃焼安定化を図りなが
ら、全ＮＯｘ発生量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における燃焼装置のバーナ部の
断面図

【図２】同装置の全体構成を示す一部断面図

【図３】従来の燃焼装置のバーナ部の断面図

【符号の説明】

８ 第一のバーナー ９ 第一の混合気室 １０ 第一の炎口部 １１ 第一のバーナーのスロート部 １２ 第二のバーナー １３ 第二の混合気室 １４ 第二の炎口部 １５ 第二のバーナーのスロート部 １６ バーナケース １７ 空間 １８ 混合気通路 ２０、２１ ノズル ２２ 燃料制御装置 ２４、２５ ダンパー ２６ 送風機 ２７ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料と燃焼用の空気とを混合した燃料過剰
   の濃混合気を噴出する第一の炎口部と前記第一の炎口部
   に連通した第一の混合気室とを有する第一のバーナと、
   燃料と燃焼用の空気とを混合した空気過剰の希薄混合気
   を第一のバーナよりも多量，かつ高速で噴出する第二の
   炎口部と前記第二の炎口部に連通した第二の混合気室と
   を有する第二のバーナとを複数本交互に併設し、隣接す
   る前記第一の炎口部と前記第二の炎口部との間に上方に
   開口するように設けた空間部と、前記第二のバーナに前
   記第二の混合気室と前記空間部とを連通する混合気通路
   を備えた燃焼装置。