JPH04143507A - 低NOxバーナ - Google Patents
低NOxバーナInfo
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- JPH04143507A JPH04143507A JP26566990A JP26566990A JPH04143507A JP H04143507 A JPH04143507 A JP H04143507A JP 26566990 A JP26566990 A JP 26566990A JP 26566990 A JP26566990 A JP 26566990A JP H04143507 A JPH04143507 A JP H04143507A
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- mixture gas
- mixture
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 36
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は燃焼器のうちブンゼン式燃焼方式を用いた低N
Oxバーナに関するものである。
Oxバーナに関するものである。
従来の技術
従来、この種の家庭用バーナとしては例えば特開昭62
−108906号公報に示すような構成があった。
−108906号公報に示すような構成があった。
即ち第4図に示すように、1次炎孔1を有する予混合燃
焼バーナ2と、予混合バーナ2を収納し、一端に形成し
た2次炎孔3以外は大気と遮断した第一の箱体4と、第
一の箱体4を囲み、両端に開口部を有する第二の箱体5
とからなり、1次と2次の火炎を分離して二段燃焼を行
うことによって局部的な火炎温度の上昇を防止しNOX
の発生を抑制することをねらいとしていた。
焼バーナ2と、予混合バーナ2を収納し、一端に形成し
た2次炎孔3以外は大気と遮断した第一の箱体4と、第
一の箱体4を囲み、両端に開口部を有する第二の箱体5
とからなり、1次と2次の火炎を分離して二段燃焼を行
うことによって局部的な火炎温度の上昇を防止しNOX
の発生を抑制することをねらいとしていた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成では、二段燃焼を最適の
条件で実現するため、第一の箱体4及び第二の箱体5を
必要とする。従ってバーナ全体の容積が非常に大きくな
ることにより燃焼室負荷が小さいという欠点を有し、暖
房器などの燃焼能力が小さな機器にしか応用できなかっ
た。また燃焼量が小さくAっだ場合には流速が低下する
ため、2次火炎が1火炎口に逆流し二段燃焼が維持でき
なくなりNOxが増加するという欠点を有していた。
条件で実現するため、第一の箱体4及び第二の箱体5を
必要とする。従ってバーナ全体の容積が非常に大きくな
ることにより燃焼室負荷が小さいという欠点を有し、暖
房器などの燃焼能力が小さな機器にしか応用できなかっ
た。また燃焼量が小さくAっだ場合には流速が低下する
ため、2次火炎が1火炎口に逆流し二段燃焼が維持でき
なくなりNOxが増加するという欠点を有していた。
本発明はかかる従来の課題を解消するもので、NOxの
発生を低減させ、更にバーナ自身の小型化も同時に実現
して高負荷燃焼を達成し家庭用給湯器などの燃焼能力が
大きな機器でも応用が可能となるものである。さらに広
い燃焼量の可変幅を確保し、かつNOxの発生を抑制す
るものである。
発生を低減させ、更にバーナ自身の小型化も同時に実現
して高負荷燃焼を達成し家庭用給湯器などの燃焼能力が
大きな機器でも応用が可能となるものである。さらに広
い燃焼量の可変幅を確保し、かつNOxの発生を抑制す
るものである。
課題を解決するだめの手段
上記課題を解決するためC二本発明の低NOxハナは、
第一の炎口部を有するバーナ本体に設けらねた第一の混
合気室と、第一の混合気室の側方に設けられた第二の混
合気室と、第一の混合気室と第二の混合気室とを連通ず
るバーナ本体に設けられた第一の混合気通路と、第二の
混合気室に設けられた第一の空気取入れ口と、第二の混
合気室の側方に設けられた第三の混合気室と、第二の混
合気室と第三の混合気室とを連通ずる第二の混合気室に
設けられた第二の混合気通路と、第三の混合気室に設け
られた第二の空気取入れ口と、第一の炎口部の側方に設
けられ第三の混合気室から噴出する混合気を燃焼させる
第二の炎口部とを有したものである。
第一の炎口部を有するバーナ本体に設けらねた第一の混
合気室と、第一の混合気室の側方に設けられた第二の混
合気室と、第一の混合気室と第二の混合気室とを連通ず
るバーナ本体に設けられた第一の混合気通路と、第二の
混合気室に設けられた第一の空気取入れ口と、第二の混
合気室の側方に設けられた第三の混合気室と、第二の混
合気室と第三の混合気室とを連通ずる第二の混合気室に
設けられた第二の混合気通路と、第三の混合気室に設け
られた第二の空気取入れ口と、第一の炎口部の側方に設
けられ第三の混合気室から噴出する混合気を燃焼させる
第二の炎口部とを有したものである。
作用
本発明は上記の構成によって、第一の炎口部の上に形成
される火炎に、二段階に空気と混合され第二の炎口部よ
り噴出する未燃焼でかつ大気中の酸素濃度より低い混合
気を供給することで、燃焼を緩慢にし、火炎温度を低下
させNOxの発生を抑制する。またバーナの周囲を流ね
る二次空気は第二の炎口部より噴出される希薄な混合気
を包囲して完全燃焼させる。更に燃焼量を小さくした場
合には、第二の空気取入れ口から供給される空気をバイ
パスさせることにより過希薄混合気となって未燃焼のま
ま排出されるのを防止し安定燃焼域を確保することにな
る。
される火炎に、二段階に空気と混合され第二の炎口部よ
り噴出する未燃焼でかつ大気中の酸素濃度より低い混合
気を供給することで、燃焼を緩慢にし、火炎温度を低下
させNOxの発生を抑制する。またバーナの周囲を流ね
る二次空気は第二の炎口部より噴出される希薄な混合気
を包囲して完全燃焼させる。更に燃焼量を小さくした場
合には、第二の空気取入れ口から供給される空気をバイ
パスさせることにより過希薄混合気となって未燃焼のま
ま排出されるのを防止し安定燃焼域を確保することにな
る。
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。第1図〜第3図において、第一の混合気室6を囲っ
ている八−す本体7の上面には多数のスリットを開口し
た第一の炎口部8がある。
る。第1図〜第3図において、第一の混合気室6を囲っ
ている八−す本体7の上面には多数のスリットを開口し
た第一の炎口部8がある。
バーナ本体7の両側面には第一の混合気通路9が長手方
向に最適な間隔で設けられている。バーナ本体7の両側
面には第二の混合気室10を構成する側壁]1がリム部
12を介して第一の炎口部8に取り付けられている。側
壁IIには第二の混合気通路13が設けられ、第二の混
合気室10の両側には第三の混合気室14の一部を構成
する壁部15が設けられている。壁部]5の上流側には
バーナ本体7の外側空間の空気室と第二の混合気室10
と連通ずる第一の空気取入れ口16、及び第三の混合気
室14と連通ずる第二の空気取入れ口17がそれぞれバ
ーナ本体7の長手方向に適当な間隔をおいて設けられて
いる。
向に最適な間隔で設けられている。バーナ本体7の両側
面には第二の混合気室10を構成する側壁]1がリム部
12を介して第一の炎口部8に取り付けられている。側
壁IIには第二の混合気通路13が設けられ、第二の混
合気室10の両側には第三の混合気室14の一部を構成
する壁部15が設けられている。壁部]5の上流側には
バーナ本体7の外側空間の空気室と第二の混合気室10
と連通ずる第一の空気取入れ口16、及び第三の混合気
室14と連通ずる第二の空気取入れ口17がそれぞれバ
ーナ本体7の長手方向に適当な間隔をおいて設けられて
いる。
壁部15の上端部とリム部12の間に第二の炎口部18
が形成されている。
が形成されている。
上記構成において、最大燃焼時の作用を第2図に基づい
て説明する。第一の混合気室6の内部の混合気は1次空
気比を30から60%乙こ設定している。
て説明する。第一の混合気室6の内部の混合気は1次空
気比を30から60%乙こ設定している。
この混合気の一部分は第一の炎口部8より噴出し、残り
の混合気は第一の混合気通路9を通り第二の混合気室1
0に導かれる。第二の混合気室10では第一の空気取入
れ口16から流入した空気により第1段目の希薄化の混
合がおこなわれ、第二の混合気通路13を通り第三の混
合気室14に導かれる。第の混合気室14では第二の空
気取入れ口17から流入した空気により第2段目の希薄
化の混合がおこなわれ第二の炎口部18へ供給される。
の混合気は第一の混合気通路9を通り第二の混合気室1
0に導かれる。第二の混合気室10では第一の空気取入
れ口16から流入した空気により第1段目の希薄化の混
合がおこなわれ、第二の混合気通路13を通り第三の混
合気室14に導かれる。第の混合気室14では第二の空
気取入れ口17から流入した空気により第2段目の希薄
化の混合がおこなわれ第二の炎口部18へ供給される。
このように2段階の弄薄化の混合過程を経るため、最終
的には1次空気比が170から250%程度で、且つ燃
焼可燃限界以下という希薄の均一に混合された混合気が
作られ、第二の炎口部18から第一の炎口部8上に形成
された火炎に供給される。二次空気は、ハナ本体6と並
設する他のバーナ本体との間を下部より上部へと流れ、
その一部は上記のごとく第一の空気取入れ口16及び第
二の空気取入れ口17から第二の混合気室10及び第三
の混合気室144こそれぞれ流入し、残りは壁部15の
外周にそって流れ、第二の炎口部18の二次空気として
供給された後、第−の炎口部8の二次空気としても作用
する。
的には1次空気比が170から250%程度で、且つ燃
焼可燃限界以下という希薄の均一に混合された混合気が
作られ、第二の炎口部18から第一の炎口部8上に形成
された火炎に供給される。二次空気は、ハナ本体6と並
設する他のバーナ本体との間を下部より上部へと流れ、
その一部は上記のごとく第一の空気取入れ口16及び第
二の空気取入れ口17から第二の混合気室10及び第三
の混合気室144こそれぞれ流入し、残りは壁部15の
外周にそって流れ、第二の炎口部18の二次空気として
供給された後、第−の炎口部8の二次空気としても作用
する。
ここで火炎より発生するNOxの発生原理について説明
する。火炎より発生するNOxは一般にフューエルNO
xとサーマルNOxがあり、フューエルNOxは燃料の
種類によってその発生量がきまる。サーマルNOxは火
炎反応帯を通過する時に空気中のN2が反応してできた
NOxであり、その発生量は火炎反応帯の温度によって
決まる。
する。火炎より発生するNOxは一般にフューエルNO
xとサーマルNOxがあり、フューエルNOxは燃料の
種類によってその発生量がきまる。サーマルNOxは火
炎反応帯を通過する時に空気中のN2が反応してできた
NOxであり、その発生量は火炎反応帯の温度によって
決まる。
尚、サーマルNOxは火炎反応帯温度が低温であるほど
発生量は減少する。よって火炎を低酸素濃度雰囲気中で
燃焼させると反応が緩慢になり、また火炎反応帯が大き
くなるので単位火炎反応帯当りの発熱量が減少すること
になる。このような理由で火炎反応帯温度は低下し、低
NOx化が図れるのである。
発生量は減少する。よって火炎を低酸素濃度雰囲気中で
燃焼させると反応が緩慢になり、また火炎反応帯が大き
くなるので単位火炎反応帯当りの発熱量が減少すること
になる。このような理由で火炎反応帯温度は低下し、低
NOx化が図れるのである。
上記構成において、第二の炎口部I8より噴出され未燃
焼で、かつ大気中の酸素濃度より低い混合気を、第一の
炎口部8上に形成される火炎に供給することで、バーナ
本体7に形成される火炎の燃焼反応は緩慢になり、火炎
温度は低下する。これによりサーマルNOxの発生が低
減するとともに従来の二段燃焼のような第二の燃焼室を
設ける必要もなく高負荷燃焼にできるものである。そし
て第二の炎口部1Bより噴出する混合気を燃焼可燃限界
以下にすることで第三の混合気室14に火炎が逆火する
ことを防止している。また、壁部15の外側周囲を流れ
る二次空気が第二の炎口部18より噴出される混合気を
包囲するのでバーナに形成される火炎は完全燃焼し未燃
焼ガスの発生を防止できる。
焼で、かつ大気中の酸素濃度より低い混合気を、第一の
炎口部8上に形成される火炎に供給することで、バーナ
本体7に形成される火炎の燃焼反応は緩慢になり、火炎
温度は低下する。これによりサーマルNOxの発生が低
減するとともに従来の二段燃焼のような第二の燃焼室を
設ける必要もなく高負荷燃焼にできるものである。そし
て第二の炎口部1Bより噴出する混合気を燃焼可燃限界
以下にすることで第三の混合気室14に火炎が逆火する
ことを防止している。また、壁部15の外側周囲を流れ
る二次空気が第二の炎口部18より噴出される混合気を
包囲するのでバーナに形成される火炎は完全燃焼し未燃
焼ガスの発生を防止できる。
次に最小燃焼時の作用を第3回に基づいて説明する。屋
外設置の給湯機などでは、強風時ムニも消火しないよう
にするため、燃焼用空気の最小風量が存在する。従って
燃焼量を小さくすると必然的C二空気過剰の燃焼状態と
なる。即ち、第一の混合気室の1次空気比は60から1
00%程度となっている。このため第一の空気取入れ口
1Gから供給される空気により第二の混合気室10の混
合気の1次空気圧はすでに200%程度となる。第三の
混合気室14では第二の空気取入れ口17からさらに空
気が供給されるが、燃焼量が小さな場合には第二の混合
気J路13から流出する流速も小さくなるため層状に分
離して流れ、図に示すごとく壁部15の近傍はほとんど
空気のみの流れとなる。従って火炎長が短くなっても、
短くなった火炎長に対応して第の炎口部18の、より第
一の炎口部8に近い位置から希薄混合気を供給すること
ができるので1.@薄混合気のまま火炎に届かずに排出
されるといったことがなく、常に完全燃焼を行なうこと
ができる。
外設置の給湯機などでは、強風時ムニも消火しないよう
にするため、燃焼用空気の最小風量が存在する。従って
燃焼量を小さくすると必然的C二空気過剰の燃焼状態と
なる。即ち、第一の混合気室の1次空気比は60から1
00%程度となっている。このため第一の空気取入れ口
1Gから供給される空気により第二の混合気室10の混
合気の1次空気圧はすでに200%程度となる。第三の
混合気室14では第二の空気取入れ口17からさらに空
気が供給されるが、燃焼量が小さな場合には第二の混合
気J路13から流出する流速も小さくなるため層状に分
離して流れ、図に示すごとく壁部15の近傍はほとんど
空気のみの流れとなる。従って火炎長が短くなっても、
短くなった火炎長に対応して第の炎口部18の、より第
一の炎口部8に近い位置から希薄混合気を供給すること
ができるので1.@薄混合気のまま火炎に届かずに排出
されるといったことがなく、常に完全燃焼を行なうこと
ができる。
また第二の混合気道路13の形状を消炎直径以下の開口
を持つ通路とすることにより、第二の混合気室10内へ
の逆火を防止することができる。
を持つ通路とすることにより、第二の混合気室10内へ
の逆火を防止することができる。
発明の効果
以上のように本発明の低NOxバーナによれば次の効果
が得られる。
が得られる。
(1)第二の混合気室と第三の混合気室の2段階の混合
過程を経ることにより、第二の炎口部より噴出される未
燃焼の低酸素濃度の混合気は均一に混合され、第一の炎
口部の上に形成される火炎に供給される。これによって
燃焼反応が緩慢になりスポット的な高温度の領域が無く
均一的に火炎温度が低下するので、NOxの発生を確実
c二低減できる。
過程を経ることにより、第二の炎口部より噴出される未
燃焼の低酸素濃度の混合気は均一に混合され、第一の炎
口部の上に形成される火炎に供給される。これによって
燃焼反応が緩慢になりスポット的な高温度の領域が無く
均一的に火炎温度が低下するので、NOxの発生を確実
c二低減できる。
(2)従来のような二段燃焼のための第二燃焼室を設け
る必要がないのでバーナの容積が小さくなること、さら
に隣合ったバーナ間の距離も小さくできることにより燃
焼機を小型化することができる。
る必要がないのでバーナの容積が小さくなること、さら
に隣合ったバーナ間の距離も小さくできることにより燃
焼機を小型化することができる。
(3)燃焼量が小さくかつ第一の混合気室の1次空気比
が大きくなった場合には、第三の混合気室の流れが層状
となるため、希薄となった混合気は第一の炎口部の近く
から供給され、短くなった火炎に確実に供給され常に供
給燃料の完全燃焼を実現できる。このため燃焼量の可変
幅が大きな燃焼機を提供することができる。
が大きくなった場合には、第三の混合気室の流れが層状
となるため、希薄となった混合気は第一の炎口部の近く
から供給され、短くなった火炎に確実に供給され常に供
給燃料の完全燃焼を実現できる。このため燃焼量の可変
幅が大きな燃焼機を提供することができる。
(4)第一の空気取入れ口と第二の空気取入れ口の開口
面積比を調節することにより、燃焼速度などの特性の異
なる多種の燃料にも応用することが容易となる。
面積比を調節することにより、燃焼速度などの特性の異
なる多種の燃料にも応用することが容易となる。
第1図は本発明の一実施例における低NOxバーナの断
面斜視図、第2図は同バーナの最大燃焼6・・・・・・
第一の混合気室、7・・−・・・バーナ本体、8・・・
・・・第一の炎口部、9・・・・−・第一の混合気通路
、10・−・・・・第二の混合気室、11・・−・・・
側壁、13・・・・・・第二の混合気通路、14・・・
・−・第三の混合気室、15・・・・・・壁部、16・
・・・・・第一の空気取入れ口、17・・・・・・第二
の空気取入れ口、】8・・・・・・第二の炎口部。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名第 図 リドQ)C>o No)w zt、o トc。 囚
面斜視図、第2図は同バーナの最大燃焼6・・・・・・
第一の混合気室、7・・−・・・バーナ本体、8・・・
・・・第一の炎口部、9・・・・−・第一の混合気通路
、10・−・・・・第二の混合気室、11・・−・・・
側壁、13・・・・・・第二の混合気通路、14・・・
・−・第三の混合気室、15・・・・・・壁部、16・
・・・・・第一の空気取入れ口、17・・・・・・第二
の空気取入れ口、】8・・・・・・第二の炎口部。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名第 図 リドQ)C>o No)w zt、o トc。 囚
Claims (1)
- 第一の炎口部を有するバーナ本体に設けられた第一の混
合気室と、前記第一の混合気室の側方に設けられた第二
の混合気室と、前記第一の混合気室と前記第二の混合気
室とを連通し前記バーナ本体に設けられた第一の混合気
通路と、前記第二の混合気室に設けられた第一の空気取
入れ口と、前記第二の混合気室の側方に設けられた第三
の混合気室と、前記第二の混合気室と前記第三の混合気
室とを連通し前記第二の混合気室に設けられた第二の混
合気通路と、前記第二の混合気室に設けられた第二の空
気取入れ口と、前記第三の混合気室から噴出する混合気
が燃焼し前記第一の炎口部の側方に設けられた第二の炎
口部とを有する低NO_xバーナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26566990A JPH04143507A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低NOxバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26566990A JPH04143507A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低NOxバーナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04143507A true JPH04143507A (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=17420344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26566990A Pending JPH04143507A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低NOxバーナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04143507A (ja) |
-
1990
- 1990-10-02 JP JP26566990A patent/JPH04143507A/ja active Pending
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