JPS6150202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安価かつコンパクトに窒素酸化物の低
減を行ない得る家庭用燃焼機器としてのバーナ装
置を提供することを目的とする。

従来、工業的に実施されている窒素酸化物の低
減方法は２段燃焼、排ガス再循環、蒸気、水の添
加等が挙げられるが、上記既存の技術は設備が大
掛りとなるきらいがある。しかもこれら技術は単
独としてより複合化されて利用されている場合も
多い。こうした状況のため家庭用燃焼機器への展
開は容易ではなく、現在家庭用で使用されている
窒素酸化物の発生が低いシユバンクバーナにおい
ても価格が高いという問題点を有している。ま
た、燃焼室を設ける燃焼形式には第７図、第８図
に見られるバーナが挙げられる。ノズル１から噴
出された気体燃料はバーナ２の混合管入口部３か
ら入り、そのジエツトにより周囲から大気を１次
空気として吸引する。この１次空気と気体燃料は
混合管４で混合され、可燃性気体となり、複数の
１次炎孔５上で火炎を形成する。この火炎は複数
の１次炎孔５を覆つた単一の容器８が形成する１
次燃焼室７内で１次燃焼する。そして、この１次
燃焼室７で空気不足のため燃焼しきれなかつた未
然ガスは容器８の２次炎孔６より噴出し、周囲よ
り２次空気を得て２次燃焼する。このように火炎
は１次火炎と２次火炎に分離されて両炎孔上で安
定して燃焼するが、２次炎孔６を構成する容器８
の両側面より直角に折曲した折曲片８ａがあるの
で、２次炎が長炎となる。すなわち、２次炎孔６
の周囲へ供給される２次空気が、折曲片８ａの存
在で緩慢になるため、形成される火炎は長炎とな
り、その結果この燃焼炎が熱交換器等にふれて
COの発生が起つたり、あるいは反対にバーナか
ら熱交換器をはなして長炎の接触をさけるように
すると機器の大型化になるものであつた。

本発明は単一の２次炎孔を有する容器の長手方
向における両側面間を、鉛直方向に狭くなるよう
にすることにより、上記従来の欠点を解消するも
ので、コンパクトに窒素酸化物の低減が可能で、
かつ火炎の短いバーナ装置を提供するものであ
る。

以下、本発明の一実施例について、第１図〜第
２図に基づいて説明する。気体燃料はノズル１か
ら噴出され、バーナ２の混合管入口部３から入
り、そのジエツトにより周囲から大気を１次空気
として吸引する。その際１次空気量は空気過剰率
ｍが0.6〜0.9になるように混合管入口部３の口径
をダンパ等により調整する。気体燃料と空気は混
合管４で混合され、可燃性気体となり、複数の１
次炎孔５上で火炎を形成する。第３図は横軸にイ
ンプツトを１次炎孔総面積及び２次炎孔総面積に
て除した値、すなわち１次炎孔負荷と２次炎孔負
荷との比を取り、縦軸にCO／CO₂、窒素酸化物
を取る。１次炎孔負荷と２次炎孔負荷の比が0.35
を越えると窒素酸化物及びCO／CO₂の値は立上
り始める。こうした理由から１次炎孔負荷、２次
炎孔負荷の比が0.35以下になるように単一の矩形
状の２次炎孔６を構成する。このように設定され
た２次炎孔６を有すると共に１次燃焼室７を形成
する容器８が六面体状からなり、そして外から空
気が１次炎孔５，１次燃焼室７に流入しないよう
に１次炎孔５、あるいはバーナ２の全体を覆つて
いる。そして、この容器８は長手方向の両側面間
が鉛直上方向に対して狭くなるように１次燃焼室
７を形成している。

上記構成において、混合管４内の可燃焼性気体
は空気不足の雰囲気であり、この状態で１次炎孔
５に流れ込み、１次火炎を形成する。不足空気は
１次炎孔５が１次燃焼室７で覆われているために
回復できず、未然ガスは２次炎孔６上で漸く２次
空気と接触し、ここで２次火炎を形成することに
なる。このように火炎は１次火炎と２次火炎に分
離され、両炎孔上に安定した火炎を保つ。

この結果、本発明によるバーナ装置による火炎
の最高温度、並びに平均温度は従来バーナ装置に
よる火炎温度に比較して低くなり、この火炎温度
低下及び最高温度時のO₂濃度の低下に起因して
窒素酸化物の発生を抑制することができる。

第４図は縦軸に窒素酸化物の濃度を、横軸にイ
ンプツトを取つた場合の従来バーナと本発明バー
ナ装置とを比較したものである。これより明らか
のように、本発明バーナ装置は窒素酸化物の発生
を従来バーナに比べて、25〜30％に低下できる。

また、１次燃焼室７の形状を先細にすることに
より未然ガス噴出速度および燃焼成生ガス速度を
上昇させることができ、２次空気の１次燃焼室７
内への流入を防ぐことができる。この結果、火炎
温度上昇が抑制され、火炎を安定化させる効果が
得られるものである。

さらに、上記した１次燃焼室７の形状から、２
次火炎の形成と容器８の温度上昇により、容器８
の両外側面に沿つて２次空気が上昇し多量に２次
火炎に供給され、その結果２次火炎が短炎にな
る。したがつて、燃焼下流にある例えば熱交換器
等に火炎がふれる恐れはなくなり、それだけバー
ナと熱交換器を互いに近づけられ、燃焼装置のコ
ンパクト化をはかることができる。

さらに、第５図、第６図により本発明の他の実
施例について説明する。２次炎孔６の周囲に２次
炎孔から２次空気が１次燃焼室内部に流入しない
よう抵抗となる２次炎孔６に向つて先細くなるよ
うに上向き傾斜片８ｂを１次炎孔５と対向するよ
うに設けた容器８により、１次炎孔５、あるいは
バーナ２の全体を覆うように構成されている。本
実施例構成によれば２次炎孔の形状に起因し、１
次火炎は直接に２次炎孔と接触しにくくなり、ま
た未然ガスの流れも滑らかになる。このため２次
炎孔６の周囲は赤熱しにくくなると共に燃焼成生
ガスの滞留時間が短かくなり窒素酸化物の生成を
さらに抑制する効果が得られるものである。

以上のように本発明のバーナ装置によれば複数
の１次炎孔あるいはバーナ全体を１次燃焼室を形
成する六面体状からなる単一の容器により外から
空気が１次炎孔、１次燃焼室に流入しないように
覆うと共に、この容器に単一の矩形状の２次炎孔
を設け、前記容器はこの容器の長手方向の両側面
間が鉛直上方向に狭くなるようにしたので、次の
ような効果を有する。

(1) 燃焼火炎は１次火炎と２次火炎に分離され
て、従来例のバーナに比し火炎温度が低下し、
窒素酸化物の発生を抑制できる。

(2) １次燃焼室を形成する容器の長手方向の両側
面間を２次炎孔に向つてせまくなるように傾斜
させているので、２次炎孔の火炎および容器の
加熱により、２次空気が前記両外側面に沿つて
上昇して２次炎孔に、十分に供給される結果、
火炎が短炎になり、このバーナを使用した機器
のコンパクト化と２次火炎の他物への接する恐
れが少なくなり、COの発生を防止できる。

(3) 低酸素濃度下でも安定した燃焼ができる。酸
素不足になり、１次燃焼室で充分に燃焼しきれ
なくても、その未然ガスは２次炎孔においてそ
の作用から多量の２次空気を供給されて燃焼す
るものである。

(4) 着火性が良好である。

１次燃焼室は六面体状からなる単一の容器で
形成されているので、着火時に２次空気が１次
燃焼室内に充分にあるので、着火性がすぐれて
いる。

(5) 着火・消火時の歪み音を少なくできる。

バーナあるいはバーナの１次炎孔を単一の容
器で１次炎孔、１次燃焼室に外から空気が流入
しないように覆い、かつ矩形状の単一の２次炎
孔を前記容器に設けたので、１次炎孔上で区画
壁により複数の１次燃焼室を形成し、さらにこ
れらを箱体でカバーしたものに比べ、着火・消
火時のバーナの歪み音が、構成が簡単なだけに
極めて少なくできる。

(6) バーナの構成が簡単であるだけに、複数本の
バーナを使用する器具にあつてはコンパクトに
できるので、極めて便利で、かつ安価にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバーナ装置の一実施例を示す
斜視図、第２図は上記バーナ装置の断面図、第３
図は２次炎孔仕様によるCO／CO₂、窒素酸化物
の発生状況を示す特性図、第４図は本発明バーナ
装置と従来のバーナ装置の窒素酸化物の発生を抑
制する効果を比較する特性図、第５図は本発明の
他の実施例を示す斜視図、第６図は第５図の実施
例の断面図、第７図は従来例のバーナの要部欠截
の斜視図、第８図は同断面図である。 １…ノズル、２…バーナ本体、３…混合管入口
部、５…１次炎孔、６…２次炎孔、７…１次燃焼
室、８…容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体燃料をノズルからバーナ混合管入口部に
   噴出させ、そのジエツトによつて周囲の大気を１
   次空気として吸引するバーナにおいて、バーナの
   複数の１次炎孔、あるいはバーナ全体を、１次燃
   焼室を形成する六面体状からなる単一の容器によ
   り、前記１次炎孔、１次燃焼室に外から空気が流
   入しないように覆うと共に、前記容器上面に単一
   の矩形状の２次炎孔を設け、前記容器はこの容器
   の長手方向の両側面間が鉛直上方向に狭くなるよ
   うに構成したバーナ装置。 ２ ２次炎孔は１次炎孔負荷の35％以下に設定さ
   れた炎孔負荷からなる特許請求の範囲第１項記載
   のバーナ装置。