JPH051804A - 窒素酸化物低発生バーナ - Google Patents

窒素酸化物低発生バーナ

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JPH051804A
JPH051804A JP4102591A JP4102591A JPH051804A JP H051804 A JPH051804 A JP H051804A JP 4102591 A JP4102591 A JP 4102591A JP 4102591 A JP4102591 A JP 4102591A JP H051804 A JPH051804 A JP H051804A
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達哉 菅原
Takao Takagi
多佳雄 高木
Kimio Mochizuki
公雄 望月
Shigetoshi Akiyama
茂俊 秋山
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Takagi Industrial Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (目的)家庭用や小型業務用等の小型の燃焼装置に於い
て、騒音を増大させずにNOx発生量の低減対策を施
す。 (構成)第一の混合気室1の下流側に無数の微小炎孔2
を設けた炎孔板3を設置すると共に、該第一の混合気室
1内の上記炎孔板3の上流側に第二の混合気室4を設置
し、該第二の混合気室4には多数の噴出管5を突設し
て、それらの先端を上記炎孔板3に当接させると共に、
該炎孔板3には夫々の噴出管5に対応する炎孔6を形成
し、上記第一の混合気室1に燃料希薄な混合気を供給す
ると共に、第二の混合気室4に燃料濃厚な混合気を供給
して燃焼を行わせることにより、燃料希薄な混合気によ
る火炎を安定させて濃淡燃焼を行わせることができ、こ
の濃淡燃焼により騒音を増大させずにNOx発生量の低
減を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用や小型業務用等
の小型の燃焼装置に使用する窒素酸化物低発生バーナに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種燃焼装置に於けるバーナの燃焼ガス
中の窒素酸化物(NOx)は、それ自体に毒性があるば
かりか、酸性雨や光化学スモッグの原因の一つとみられ
ているため、燃焼装置に使用するバーナには、このNO
xの発生量を低減するために種々の対策が開発され、講
じられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
れらの対策は、法的な規制がある産業用等の大型の燃焼
装置に対して主になされており、家庭用や小型業務用等
の小型の燃焼装置では、騒音等の問題があるため、必ず
しも十分な対策が施されているとはいえない。即ち、大
型の燃焼装置では、燃焼用ファンの静圧を大きくとれる
ため、燃焼用ガスや空気の流れの制御が容易であるこ
と、バーナのレイアウトに自由度が高いこと、騒音対策
も容易であること等の利点により、騒音に対しての対策
条件が厳しくなく、また燃焼室が大きくとれるため、い
わゆる緩慢燃焼によるNOx低減対策を施しても完全燃
焼させ易いという利点があるのに対して、小型の燃焼装
置ではこれらの利点がなく、従って小型の燃焼装置で
は、大型の燃焼装置と比較してNOx低減対策が難し
い。本発明は、いわゆる濃淡燃焼を小型の燃焼装置に合
理的に適用することにより、上述した従来の課題を解決
することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段を、実施例に対応する図面を参照して説明す
ると、本発明の窒素酸化物低発生バーナは、第一の混合
気室1の下流側に無数の微小炎孔2を設けた炎孔板3を
設置すると共に、該第一の混合気室1内の上記炎孔板3
の上流側に第二の混合気室4を設置し、該第二の混合気
室4には多数の噴出管5を突設して、それらの先端を上
記炎孔板3に当接させると共に、該炎孔板3には夫々の
噴出管5に対応する炎孔6を形成し、上記第一の混合気
室1に燃料希薄な混合気を供給すると共に、第二の混合
気室4に燃料濃厚な混合気を供給する構成としたもので
ある。上記の構成に於いて、第二の混合気室4は、第一
の混合気室1壁との間に混合気流通空間を形成するよう
に設置し、第一の混合気室1への混合気の供給を、第二
の混合気室4の設置位置よりも上流側から行う構成とす
る他、第一の混合気室1への混合気の供給を、第二の混
合気室4の設置位置よりも下流側から行う構成とするこ
ともできる。また第二の混合気室4は、複数に分割して
第一の混合気室1内に設置して第二の混合気室4間にも
混合気流通空間7を形成する構成とすることができる。
【0005】
【作用】以上の構成に於いて、第一の混合気室1内に供
給された燃料希薄な混合気は、その下流側の炎孔板3に
設けた無数の微小炎孔2から噴出して燃焼する。この燃
焼は細分化された燃焼であると共に過剰空気の燃焼であ
るため、過剰空気の冷却作用により火炎の温度が低温に
維持されてNOxの発生が低減される。一方、第二の混
合気室4内に供給された燃料濃厚な混合気は、噴出管5
から炎孔板3の炎孔6を経て噴出して燃焼する。この燃
焼は酸素分圧が低い状態で行われるので、やはりNOx
の発生が抑制されると共に、安定した火炎を形成する。
【0006】上記燃料希薄な混合気による過剰空気の燃
焼は、単独では火炎の安定性が悪いのであるが、これら
の火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合気による安定
した火炎が混在しているので、これらの安定した火炎が
種火としての作用をして過剰空気の火炎を安定化する。
従って火炎のリフトや振動燃焼を起さず、騒音の発生が
抑制される。また上記微小炎孔2から噴出する燃料希薄
な混合気は、前記燃料濃厚な混合気の火炎に対して二次
空気を供給する作用をし、この燃料濃厚な混合気の燃焼
に於ける不完全燃焼の発生を防止することができる。
【0007】
【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
まず図1〜図3は本発明の一実施例を示すもので、符号
1は第一の混合気室であり、その下流側に無数の微小炎
孔2を設けた炎孔板3を設置している。そして、この第
一の混合気室1内の、上記炎孔板3の上流側に第二の混
合気室4を設置している。この第二の混合気室4には多
数の噴出管5を突設して、それらの先端を上記炎孔板3
に当接させると共に、該炎孔板3には夫々の噴出管5に
対応する炎孔6を形成している。この第二の混合気室4
は、第一の混合気室1壁との間に混合気流通空間7を形
成するように設置している。また第一の混合気室1に隣
接して混合気導入室8を構成しており、夫々第一の混合
気室1、第二の混合気室4に対応する第一の混合気導入
部9、第二の混合気導入部10を構成している。第一の
混合気導入部9は、適宜の混合装置によって混合した燃
料希薄な混合気を、そのまま第一の混合気室1に導入す
る構成としており、また第二の混合気導入部10は、混
合用スロート部11を有する混合気導入口12に向かっ
て燃料ガス噴出部13を設けて構成している。尚、上記
の混合気導入部9,10の具体的構成は、上記の構成の
他、適宜に構成することができる。
【0008】以上の構成に於いて、第一の混合気導入部
9から第一の混合気室1に供給された燃料希薄な混合気
は、上記混合気流通空間7を通り、また多数の噴出管5
間の間隙を通って炎孔板3に至り、この炎孔板3に形成
した無数の微小炎孔2から噴出する。一方、第二の混合
気導入部10から第二の混合気室4に供給された燃料濃
厚な混合気は、噴出管5を経て炎孔板3に至り、この炎
孔板3に形成した炎孔6から噴出する。このようにし
て、炎孔板3の無数の微小炎孔2から燃料希薄な混合気
が噴出すると共に、この微小炎孔2に混在して形成され
ている炎孔6から燃料濃厚な混合気が噴出して燃焼が行
われる。無数の微小炎孔2から噴出した燃料希薄な混合
気による燃焼は、細分化された燃焼であると共に過剰空
気の燃焼であるため、過剰空気の冷却作用により火炎の
温度が低温に維持されてNOxの発生が低減される。一
方、微小炎孔2と混在している炎孔6から噴出した燃料
濃厚な混合気による燃焼は酸素分圧が低い状態で行われ
るので、やはりNOxの発生が抑制されると共に、安定
した火炎を形成する。
【0009】上記燃料希薄な混合気による過剰空気の燃
焼は、単独では火炎の安定性が悪いのであるが、これら
の火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合気による安定
した火炎が混在しているので、これらの安定した火炎が
種火としての作用をして過剰空気の火炎を安定化する。
従って火炎のリフトや振動燃焼を起さず、騒音の発生が
抑制される。また上記微小炎孔2から噴出する燃料希薄
な混合気は、前記燃料濃厚な混合気の火炎に対して二次
空気を供給する作用をし、この燃料濃厚な混合気の燃焼
に於ける不完全燃焼の発生を防止することができる。
【0010】上記の構成に於いては、第一の混合気室1
への混合気の供給は、第二の混合気室4の設置位置より
も上流側から行う構成であるが、図5に示すように第二
の混合気室4の下流側から行うようにすることもでき
る。また上記の構成に於いて第二の混合気室4は、図4
に示すように複数に分割して第一の混合気室1内に設置
して、この第二の混合気室4間にも混合気流通空間7を
設けることができる。また、このように第二の混合気室
4を複数設置して独立的に混合気を供給可能に構成すれ
ば、燃焼の切り換えを行うことができる。
【0011】図6は本発明の実施結果の一例を表したも
のである。この実施結果は図1〜図3で示すバーナに於
いて、燃料濃厚な混合気の空気比を、λ=0.7〜0.
75またはλ=0.65と設定すると共に、全体の空気
比が図中横軸に示す値となるように燃料希薄な混合気の
空気比を調節して燃焼させた場合のNOxの発生量を表
したものである。尚、この実施結果に対応するバーナに
於いては、微小炎孔2及び炎孔6の個々の径は夫々φ
1.2、φ3.0としており、これらによる全炎孔面積
和と炎孔板3の面積との比を略1:4.7、また微小炎
孔2の炎孔面積和と炎孔6の炎孔面積和との比を略1:
1.3としている。そして、かかる構成に於いて、この
場合燃料希薄な混合気による燃焼量と、燃料濃厚な混合
気による燃焼量の比は、7:3としている。勿論これら
の値は適宜に設定し得ることは言うまでもないことであ
る。図6に示すように、上述した構成に於ける本発明の
バーナでは従来の予混合バーナと比較してNOxの発生
量が大幅に低減されていることがわかる。また、本発明
のバーナでは、従来の予混合バーナと比較して騒音も低
かった。
【0012】
【発明の効果】本発明は以上の通り、燃料希薄な混合気
と燃料濃厚な混合気を炎孔板から合理的に混在させて噴
出して濃淡燃焼を行わせるように構成したので、燃料濃
厚な混合気の燃焼によるNOx発生量の低減作用と、燃
料希薄な混合気によるNOx発生量の低減作用とを合理
的に併存させることにより、後者の燃焼に於ける火炎の
安定性を向上させて騒音の発生を抑制すると共に、前者
の燃焼に於ける不完全燃焼の発生を防止することがで
き、騒音に対しての対策が厳しい小型の燃焼装置に於い
て、騒音を増大させずにNOx発生量の低減対策を施す
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例に対応する一部切欠き平
面図である。
【図2】図1のX−X線説明的縦断面図である。
【図3】図1のY−Y線説明的縦断面図である。
【図4】本発明の他の実施例を、図3と同様な位置で切
断して示す説明的縦断面図である。
【図5】本発明の更に他の実施例を、図3と同様な位置
で切断して示す説明的縦断面図である。
【図6】本発明のバーナのNOx発生量を従来の予混合
バーナと比較して示した説明図である。
【符号の説明】
1 第一の混合気室 2 微小炎孔 3 炎孔板 4 第二の混合気室 5 噴出管 6 炎孔 7 混合気流通空間 8 混合気導入室 9 第一の混合気導入部 10 第二の混合気導入部 11 混合用スロート部 12 混合気導入口 13 燃料ガス噴出部
フロントページの続き (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 秋山 茂俊 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の混合気室の下流側に無数の微小炎
    孔を設けた炎孔板を設置すると共に、該第一の混合気室
    内の上記炎孔板の上流側に第二の混合気室を設置し、該
    第二の混合気室には多数の噴出管を突設して、それらの
    先端を上記炎孔板に当接させると共に、該炎孔板には夫
    々の噴出管に対応する炎孔を形成し、上記第一の混合気
    室に燃料希薄な混合気を供給すると共に、第二の混合気
    室に燃料濃厚な混合気を供給する構成としたことを特徴
    とする窒素酸化物低発生バーナ
  2. 【請求項2】 請求項1の第二の混合気室は、第一の混
    合気室壁との間に混合気流通空間を形成するように設置
    し、第一の混合気室への混合気の供給を、第二の混合気
    室の設置位置よりも上流側から行う構成としたことを特
    徴とする窒素酸化物低発生バーナ
  3. 【請求項3】 請求項2の第二の混合気室は、複数に分
    割して第一の混合気室内に設置して、第二の混合気室間
    にも混合気流通空間を形成する構成としたことを特徴と
    する窒素酸化物低発生バーナ
  4. 【請求項4】 請求項1の第一の混合気室への混合気の
    供給を、第二の混合気室の設置位置よりも下流側から行
    う構成としたことを特徴とする窒素酸化物低発生バーナ
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