JP2004251510A

JP2004251510A - 加熱バーナ

Info

Publication number: JP2004251510A
Application number: JP2003041023A
Authority: JP
Inventors: Osamu Iwahashi; 修岩橋
Original assignee: Nippon Speng Co Ltd
Current assignee: Nippon Speng Co Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP3816451B2

Abstract

【課題】加熱力が強く、燃焼に伴い発生する騒音が小さい加熱バーナを得る。
【解決手段】本発明は、先端中央部から噴出する燃料ガスと空気との混合気に点火して形成された火炎により物品を加熱する加熱バーナ１において、上記火炎の周囲に、この火炎を囲む筒状の噴流を形成する手段を有することを特徴とする。上記筒状の噴流は、例えば、上記燃料ガスと空気との混合気を噴出する内筒６と、この内筒６を囲む外筒５との間に形成された筒状の空間９から先端側に噴出された気流により形成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスを空気と混合させて高温の火炎とし、鋼材等を加熱する加熱バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭ガスと空気とを混合し、高温の火炎を得るブンゼン灯は古くから知られているが、現在では、燃料ガスと空気とを混合、高温の火炎を得る加熱バーナが、鉄等からなる鋼材や銅等の金属を始めとする物品の加熱に多用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭４９−６３１３８号公報（第１−６頁、第１−３図）
【０００４】
従来の加熱バーナの例を図４に示す。この加熱バーナ２１は、円筒状をなす内筒２２と、内筒２２の周囲に環装された外筒２３とを備え、内筒２２内に基端（図中右端）側から供給され、内筒２２の先端（図中左端）から噴出する空気流内に、内筒２２と外筒２３間に形成された空間２４及び内筒２２に形成された複数の小孔２５を介して燃料ガスを噴出させ、これら空気流と燃料ガス流との混合気に点火することにより、内筒２２の先端から、全長約１ｍ以下の火炎を噴出させるものである。なお、図４における矢印Ａ，Ｂ、及びＣは、空気流、燃料ガス流、及び火炎の方向をそれぞれ示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の加熱バーナ２１は、加熱力が低く、燃焼に伴う騒音が大きいという問題を有していた。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加熱力が強く、燃焼に伴う騒音が小さい加熱バーナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端中央部から噴出する燃料ガスと空気との混合気に点火して形成された火炎により物品を加熱する加熱バーナにおいて、上記火炎の周囲に、この火炎を囲む筒状の噴流を形成する手段を有することを特徴とする。
【０００７】
この場合、上記筒状の噴流が、上記燃料ガスと空気との混合気を噴出する内筒と、この内筒を囲む外筒との間に形成された筒状の空間から先端側に噴出された気流により形成されることが望ましい。更に望ましくは、上記筒状の噴流を、上記内筒内への上記燃料ガスの噴出に伴い上記空間内に吸引された空気により形成する。
【０００８】
また、上記混合気が、上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスと、上記内筒の先端から噴出する燃料ガスと、これら燃料ガスの噴出に伴い上記内筒内に吸引された空気とを混合して形成されることが望ましい。更に望ましくは、上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスを、上記内筒の軸を中心として螺旋状に旋回させつつ上記内筒の先端側に向ける。このような燃料ガスの流れは、例えば、上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスを、上記内筒の基端側に形成された、上記内筒の軸を中心として螺旋状に配設され、かつ上記内筒の先端側に向かうに従い漸次径方向外方に傾斜する複数の燃料ガス孔から噴出させることにより得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。また、以下の記載において、図１中右側を基端側、左側を先端側とそれぞれ定義する。
本発明に係る加熱バーナの構造の例を図１及び図２に示す。図中符号１は加熱バーナ１で、２は加熱バーナ１を支持する支持部である。加熱バーナ１は、外部導入部３と、外部導入部３の内周面に先端側から支持された内部導入部４と、外部導入部３の外周面に先端側から支持された外部ノズル（外筒）５と、外部導入部３の先端側にて、外部ノズル５の内部に支持された内部ノズル（内筒）６とから概略構成されている。
【００１０】
外部導入部３は円筒状をなし、その中央部に形成された開口部３ａには、支持部２から延びる燃料ガス供給用のパイプ２ａが、基端側から、外部導入部３と同軸をなすよう嵌合されている。更に、外部導入部３の外周面には、外部導入部３の先端面に向け開口する複数の空気導入孔３ｂが、周方向に沿って等間隔で設けられている。
【００１１】
内部導入部４は、外部導入部３の開口部３ａに、先端側から外部導入部３と同軸をなすよう支持された円筒状の部材で、開口部３ａ内にねじ止め等の方法で嵌合された拡径部４ａと、拡径部４ａから先端側に向け延設された、細管状をなす突出部４ｂとを備えている。また、拡径部４ａの基端側を向く底面には、拡径部の先端面に向け開口する複数の燃料ガス孔４ｃが、周方向に沿って等間隔で設けられている。燃料ガス孔４ｃの数は３個以上（図示の例では３個）とされ、個々の燃料ガス孔４ｃの向きは、燃料ガス孔４ｃから先端側に噴出する燃料ガス流が渦巻状となるよう、先端側に向け漸次径方向外方に傾斜するとともに、全体として、加熱バーナ１の軸を中心とする螺旋状をなしている（図２参照）。更に、突出部４ｂの先端部４ｂ′内には、突出部４ｂの内径を狭めるための、ステンレス鋼製の絞り部７が、先端側から嵌合されている。
【００１２】
外部ノズル５は、外部導入部３の周囲に、先端側から外部導入部３と同軸をなすよう支持された円筒状の部材で、外部導入部３の周囲にねじ止め等の方法で嵌装されている。その先端部内周面は、先端側に向け漸次拡径するテーパ面５ａとされている。また、外部ノズル５の基端部には、外部ノズル５の内外を連通する複数（図示の例では４個）の空気孔５ｂが、周方向に沿って等間隔で設けられている。
【００１３】
内部ノズル６は、外部ノズル５内に配置された円筒状の部材で、その一部外周面に形成された拡径部６ａにて、止め輪８等の係止手段により、外部ノズル５の内周面に、外部ノズル５と同軸をなすよう支持されている。また、拡径部６ａには、加熱バーナ１の軸に平行な複数の通孔６ｂが、周方向に沿って等間隔で設けられている。更に、加熱バーナ１の軸方向に沿った流体の通過に対する内部ノズル６の悪影響を防止するために、内部ノズル６の基端部内周面は、基端側に向け漸次拡径するテーパ面６ｃとされている。また、図１に示すように、突出部４ｂは、内部ノズル６の内部空間６ｄ内に、内部ノズル６と同軸をなすよう配置されるとともに、内部ノズル６の先端面と突出部４ｂの先端面とは、加熱バーナ１の軸と直交する同一平面上に位置している。なお、上記部材の材質には、外部導入部３及び内部導入部４を除き、一般にステンレス鋼が使用される。
【００１４】
加熱バーナ１による物品の加熱に際しては、図１に矢印Ｄで示すように、外部導入部３の開口部３ａ内に、パイプ２ａを介して、基端側から、例えばＬＰガスやコールガス等の燃料ガスを供給する。この燃焼ガスは、図１に矢印Ｅで示すように、突出部４ｂの先端から先端側に向け噴出するとともに、図１に矢印Ｆで示すように、複数の燃料ガス孔４ｃから内部ノズル６の内部空間６ｄに向け噴出し、内部空間６ｄ内に、先端側に向かう渦巻状の燃料ガス流を形成する。
【００１５】
更に、これらの燃料ガス流により、空気が、図１に矢印Ｇ及びＨで示すように、空気導入孔３ｂ及び空気孔５ｂを介して加熱バーナ１内に吸引される。これらの空気の一部は、内部ノズル６の内部空間６ｄにて、燃料ガス孔４ｃから噴出する燃料ガス流と混合されるとともに、内部ノズル６の先端部にて、突出部４ｂの先端から噴出する燃料ガス流と混合される。これらの混合気は、内部ノズル６の先端側にて合流し、その結果、図１に矢印Ｉで示すように、内部ノズル６の先端面から先端側に噴出する、燃料ガスと空気との混合気の噴流を形成する。
【００１６】
また、これらの空気の一部は、通孔６ｂを介して、外部ノズル５の内周面と内部ノズル６の外周面との間に形成された空間９に流入し、更に、図１に矢印Ｊで示すように、上記空間９の先端から、上記矢印Ｉで示す噴流を囲むよう先端側に噴出する、上記噴流と略同軸をなす円筒状を呈する空気の噴流（カーテン流）を形成する。
【００１７】
そして、この状態で図１に矢印Ｉで示す噴流に点火することにより、内部ノズル６の先端から火炎が噴出する。この場合、燃料ガスの流路が一重である従来の加熱バーナと異なり、本発明に係る加熱バーナ１では、突出部４ｂ及び燃料ガス孔４ｃから噴出する燃料ガスが二重の流れを形成する。更に、燃料ガス孔４ｃから噴出した燃料ガスが渦巻状の流れを形成するので、燃料ガスと空気との混合が良好に行われる。しかも、突出部４ｂから噴出する燃料ガスの噴出速度が、絞り部７の存在により高速化される。
【００１８】
すなわち、本発明に係る加熱バーナ１では、吸引された空気と燃料ガスとの混合比が向上して燃焼が促進され、混合気の燃焼効率が向上する結果、燃焼に伴い発生する熱量が従来の加熱バーナと比較して増大し、火炎が高温となる。また、燃料ガスの噴出速度が高速化される結果、従来の加熱バーナと比較して火炎が伸長する。本実施形態の加熱バーナ１の場合、１０００℃以上の高温で、しかも全長が約１．２ｍないし１．７ｍ前後と、従来の加熱バーナと比較して２倍近く長い火炎が形成される。
【００１９】
従って、本発明に係る加熱バーナ１によれば、従来の加熱バーナと比較して、高温で高速の火炎が得られるため、物品を効果的に加熱することが可能となる。また、従来の加熱バーナでは、燃料ガス及び空気が多量に供給されると、ブローアウト（吹き飛び）という現象が発生するが、本発明に係る加熱バーナ１では、燃焼効率が高いため、十分な量の燃料ガス及び空気を供給することが可能となる。従って、火炎のブローアウトを防止しつつ、加熱ガスの噴出量を増加させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る加熱バーナ１では、加熱バーナ１の中央に形成された火炎流の周囲に、火炎の内外を遮断して内部の火炎を保護するカーテン流が形成され、このカーテン流により、内部の火炎の燃焼が助長されるとともに、火炎の減衰が抑制される。その結果、上記のような高温で長い火炎の噴出による加熱効率の向上が更に促進される。また、このカーテン流が、燃焼に伴い発生する騒音を遮断するため、低騒音で快適な作業を行うことができる。更に、カーテン流を形成する空気の一部が燃焼に寄与するという効果もある。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、具体的な使用環境等に応じ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。例えば、図３は本発明の他の一例を示すもので、内部ノズル６の先端を、図に符号Ｋで示すように、突出部４ｂの先端より、先端側に延長したものである。この例では、突出部４ｂの先端に形成される火炎を内部ノズル６の先端内壁部で囲むことにより、火炎の温度が更に高められ、燃焼が助長される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の加熱バーナは、従来の加熱バーナに比して加熱力が強く、燃焼に伴い発生する騒音も小さい。従って、加熱バーナを用いた作業を、効率的かつ周囲に悪影響を与えることなく快適に実施可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加熱バーナの構造の例を示す縦断面図である。
【図２】図１の加熱バーナの先端面を示す図である。
【図３】本発明に係る加熱バーナの構造の例を示す縦断面図である。
【図４】従来の加熱バーナの構造の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１加熱バーナ
４ｃ燃焼ガス孔
５外部ノズル（外筒）
６内部ノズル（内筒）
９空間

Claims

先端中央部から噴出する燃料ガスと空気との混合気に点火して形成された火炎により物品を加熱する加熱バーナにおいて、
上記火炎の周囲に、この火炎を囲む筒状の噴流を形成する手段を有することを特徴とする加熱バーナ。
上記筒状の噴流が、上記燃料ガスと空気との混合気を噴出する内筒と、この内筒を囲む外筒との間に形成された筒状の空間から先端側に噴出された気流により形成されることを特徴とする請求項１に記載の加熱バーナ。
上記筒状の噴流が、上記内筒内への上記燃料ガスの噴出に伴い上記空間内に吸引された空気により形成されることを特徴とする請求項２に記載の加熱バーナ。
上記混合気が、上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスと、上記内筒の先端から噴出する燃料ガスと、これら燃料ガスの噴出に伴い上記内筒内に吸引された空気とを混合して形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の加熱バーナ。
上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスが、上記内筒の軸を中心として螺旋状に旋回しつつ上記内筒の先端側に向かうことを特徴とする請求項４に記載の加熱バーナ。
上記内筒の基端側から上記内筒内に噴出される燃料ガスが、上記内筒の基端側に形成された、上記内筒の軸を中心として螺旋状に配設され、かつ上記内筒の先端側に向かうに従い漸次径方向外方に傾斜する複数の燃料ガス孔から噴出することを特徴とする請求項５に記載の加熱バーナ。