JP2020051717A - ガスバーナー - Google Patents

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【課題】火炎を小さく絞った際に火炎が消えにくいガスバーナーを提供する。【解決手段】外筒2と、外筒の内側に当該外筒の内周面2aと間隔を隔てて配置された内筒3とを備え、外筒と内筒との間が、燃焼空気の流路をなし、内筒内が燃料ガスの流路をなしており、内筒は、下流側の端部3aを封鎖する封鎖壁4と、封鎖壁と間隔を隔てて上流側に設けられ、上流側と下流側とを連通し当該内筒の内径より小さな通孔5aを有する通孔形成部としてのバッフルプレート5と、バッフルプレートの上流側及び下流側の周面にそれぞれ設けられ、当該内筒の内外を連通する周面孔3b,3cとを備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、火炎を小さく絞った際に火炎が消えにくいガスバーナーに関する。
ガスバーナーについては、例えば特許文献1の「燃焼バーナおよびそれを備えた改質器」が知られている。この燃焼バーナは、燃料ガスが流動する燃料ガス流路と、酸素含有ガスが流動する酸素含有ガス流路と、燃料ガスに着火する着火手段と、燃料ガス流路と前記酸素含有ガス流路とを接続する接続流路とを備え、接続流路は、燃料ガスの流動方向に沿って複数設けられている。燃料ガス中の未燃成分は、燃料ガス流路を流動するにつれて徐々に燃焼する。それにより、燃料ガス中の可燃成分は、燃料ガス流路を流動するにつれて徐々に減少する。その結果、燃料ガスの流動方向の上流側から下流側にかけて、不完全燃焼から完全燃焼に変化するようになっている。
特許文献1では、空気等の酸素含有ガス(燃焼空気)が供給されるための円筒管でなる内筒と、メタン、水素等の燃料ガスが供給されるための円筒管でなる外筒とを備え、内筒の下流端が蓋部によって閉塞され、内筒の周面に当該内筒の長さ方向に所定の間隔を隔てて複数の噴出孔が設けられた噴出孔形成領域が形成されている。このガスバーナーとしての燃焼バーナでは、内筒に供給された酸素含有ガスは、内筒の噴出孔から内筒と外筒との間の空間に対して放射状に噴出される。噴出孔から噴出される酸素含有ガスは、外筒の内壁に至るまでに、内筒と外筒との間の空間を流動する低速の燃料ガスと混合される。混合された酸素含有ガスと燃料ガスは、着火されて形成される火炎が徐々に燃焼することにより、NOxの発生を低減している。また、ガスバーナーの中には、内筒内に燃料ガスが供給され、外筒内に酸素含有ガスが供給されるものもある。
特開2007−162993号公報
上記従来のガスバーナーは、内筒内に供給される酸素含有ガスまたは燃料ガスが、複数の噴出孔からほぼ同様に噴出される。このため、火炎を小さくすべく、内筒内に供給されている酸素含有ガスまたは燃料ガスの供給量を下げると、火炎が消えてしまうおそれがあり、火炎の調整が難しいという課題があった。
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、火炎を小さく絞った際に火炎が消えにくいガスバーナーを提供することを目的とする。
本発明にかかるガスバーナーは、外筒と、該外筒の内側に当該外筒の内周面と間隔を隔てて配置された内筒とを備え、上記外筒と上記内筒との間が、燃焼空気または燃料ガスのうちの一方の流路をなし、上記内筒内が燃焼空気と燃料ガスのうちの他方の流路をなしており、上記内筒は、下流側の端部を封鎖する封鎖壁と、該封鎖壁と間隔を隔てて上流側に設けられ、上流側と下流側とを連通し当該内筒の内径より小さな通孔を有する通孔形成部と、該通孔形成部の上流側及び下流側の周面にそれぞれ設けられ、当該内筒の内外を連通する周面孔とを備えていることを特徴とする。
本発明にかかるガスバーナーは、外筒と、該外筒の内側に当該外筒の内周面と間隔を隔てて配置された内筒とを備え、上記外筒と上記内筒との間が、燃焼空気または燃料ガスのうちの一方の流路をなし、上記内筒内が燃焼空気と燃料ガスのうちの他方の流路をなしており、上記内筒は、下流側の端部と間隔を隔てて上流側に設けられ、上流側と下流側とを連通し当該内筒の内径より小さな通孔を有する通孔形成部と、該通孔形成部の上流側及び下流側の周面にそれぞれ設けられ、当該内筒の内外を連通する周面孔とを備えていることを特徴とする。
前記通孔形成部は、外周面に雄ねじを備えた円盤状をなしており、前記内筒は、上流側の端部に上記雄ねじと螺合可能な雌ねじを有すると共に、周面に前記周面孔を有し、上記通孔形成部に螺着されて前記通孔より下流側の流路を形成する下流側内筒と、下流側の端部に上記雄ねじと螺合可能な雌ねじを有すると共に、周面に前記周面孔を有し、上記通孔形成部に螺着されて上記通孔より上流側の流路を形成する上流側内筒とから構成されることを特徴とする。
本発明にかかるガスバーナーにあっては、火炎を小さく絞ったときでも、火炎を消えにくくすることができる。
本発明に係るガスバーナーの第1実施形態を示す断面図である。 本発明に係るガスバーナーの第2実施形態を示す断面図である。 本発明に係るガスバーナーの内筒に適用可能な構造の一実施例を示す断面図である。
以下に、本発明にかかるガスバーナーの好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、第1実施形態のガスバーナー1は、外筒2と、当該外筒2の内側に外筒2の内周面2aと間隔を隔ててほぼ同心に配置された内筒3とを有している。本実施形態のガスバーナー1は、外筒2と内筒3との間が燃焼空気(Air)の流路をなし、内筒3内が燃料ガス(Gas)の流路をなしている。
ガスバーナー1は、外筒2内を流動する燃焼空気及び内筒3内を流動する燃料ガスの流動方向(以下、単に流動方向いう)で、下流側となる外筒2の端部2bが火口をなしている。
内筒3の下流側の端部3aは、外筒2において火口をなす下流側の端部2bより、流動方向において上流側に位置しており、下流側の先端は封鎖壁としての先端壁4により閉塞されている。内筒3には、先端壁4の上流側に間隔を隔てて設けられ、上流側と下流側とを連通する通孔5aを有する通孔形成部としてのバッフルプレート5が設けられている。バッフルプレート5は、内筒3の内側に向かって全周に亘り延出された環状の隔壁であり、上流側と下流側とを隔てており、その中央に内筒3の内径よりも小さな通孔5aが形成されている。
内筒3の周面には、バッフルプレート5の上流側及び下流側に各々、内筒3の内外を連通する複数の周面孔3b、3cが設けられている。第1実施形態の周面孔3b、3cは、周方向に間隔を隔てて環状配列で複数配置され、バッフルプレート5の上流側と下流側とにそれぞれ1列ずつ設けられている。以下の説明においては、燃料ガスの流動方向において上流側に設けられている周面孔3bを一次周面孔3bといい、下流側に設けられている周面孔3cを二次周面孔3cという。
第1実施形態のガスバーナー1は、内筒3内にバッフルプレート5が設けられている点で、従来のガスバーナーと相違している。
バッフルプレートが設けられていない従来のガスバーナーは、内筒内に供給された燃料ガスが、各周面孔からほぼ同様に噴出される。そして、各周面孔からの燃料ガスの噴出量を抑え、火炎を徐々に燃焼させることによりNOxの発生を抑制している。このため、燃焼量を下げるために内筒内に供給する燃料ガスの量を下げると火炎が消えてしまうおそれがある。
一方、バッフルプレート5が設けられている第1実施形態のガスバーナー1は、内筒3内に供給された燃料ガスが、バッフルプレート5により一部堰き止められ、更に下流側の先端が先端壁4により閉塞されているため、下流側への流出量が抑えられ二次周面孔3cからの噴出量が低減する。一方、バッフルプレート5より上流側では、バッフルプレート5により燃料ガスが堰き止められることにより、一次周面孔3bからの噴出量が増大する。すなわち、内筒3内に同量の燃料ガスを供給した場合には、従来のガスバーナーの各周面孔から噴出される燃料ガスの噴出量に対して、第1実施形態のガスバーナー1の一次周面孔3bの各々から噴出される燃料ガスの噴出量は多く、二次周面孔3cの各々から噴出される燃料ガスの噴出量は少なくなる。
このため、第1実施形態のガスバーナー1の内筒3内への燃料ガスの供給量を、従来のガスバーナーと同様に下げた場合に、従来のガスバーナーでは、保炎できない状態であっても、第1実施形態のガスバーナー1では、一次周面孔3bの各々から多く噴出される燃料ガスにより保炎可能であり、火炎が徐々に燃焼する作用も維持される。
第2実施形態のガスバーナー6は、図2に示すように、第1実施形態のガスバーナー1と対比すると、内筒7の下流側の先端側が閉塞されることなく開放されている点で相違している。より具体的には、第2実施形態のガスバーナー6の内筒7の先端に設けられている先端壁8には、内筒7の内外を連通する連通孔8aが設けられている。
このため、先端壁8に連通孔8aが設けられている第2実施形態のガスバーナー6は、内筒7内に供給された燃料ガスが、バッフルプレート9に設けられた通孔9aにより流路の直径が狭められるものの下流側にも流出し、連通孔8aからも噴出する。このとき、通孔9aがオリフィスとして作用し、通孔9aの通過時に燃料ガスの流速が高められ連通孔8aに向かって流動する。このとき、内筒7内のバッフルプレート9よりも下流側の内筒7内は負圧になるため、内筒7と外筒2との間の燃焼空気と排ガスとが、二次周面孔7bから内筒7内に吸引される。このとき、吸引された燃焼空気及び排ガスと通孔9aから流入した燃料ガスとが混合しつつ内筒7の先端に設けられている連通孔8aから噴出し、2つめの火炎が噴射される。2は外筒、7aは一次周面孔である。
内筒7の先端は、第1実施形態のガスバーナー1では、閉塞されて火炎が発生しない部位なので、内筒7の先端に火炎が噴射する第2実施形態のガスバーナー6は、第1実施形態のガスバーナー1よりも更に保炎性能を高めることができる。
また、第2実施形態のガスバーナー6は、外筒2と内筒7との間の排ガスを燃料ガスと混合して燃焼させるのでNOxをより低減できるという効果をも奏する。
上記第1実施形態及び第2実施形態のガスバーナー1、6について、内筒3、7の構造の好適な実施形態の一例を、第2実施形態のガスバーナー6を例に挙げて説明する。
第2実施形態の内筒7は、図3に示すように、筒状をなす内筒本体70、71と、内筒7の先端に溶接されて先端壁8をなす先端部材80と、内筒7内に取り付けられてバッフルプレート9をなす中間部材90とを有している。
本実施形態の内筒本体70、71は、バッフルプレート9が設けられる位置にて上流側と下流側とに分割されている。上流側内筒としての上流側の内筒本体70と下流側内筒としての下流側の内筒本体71とには、それぞれ周方向に間隔を隔てて環状配列で配置された複数の周面孔7a、7bが設けられている。また、上流側の内筒本体70の下流側の内周及び下流側の内筒本体71の上流側の内周にそれぞれ、雌ねじ70a、71aが形成されている。
先端部材80は、円盤状をなし、内筒7の内径より大きく、内筒7の外径より小さな外径をなしている。第2実施形態のガスバーナー6に用いる先端部材80には、図示するように中心に連通孔8aが形成されているが、第1実施形態のガスバーナー1に用いる先端部材には連通孔が設けられない。先端部材80は、下流側の内筒本体71の先端に設けられた凹部71bに嵌合されて、外周部が下流側の内筒本体71に溶接されている。
中間部材90は、円盤状をなし、外周面に、上流側及び下流側の内筒本体70、71に設けられた雌ねじ70a、71aに螺合可能な雄ねじ90aが形成されている。
先端部材80が溶接された下流側の内筒本体71と、上流側の内筒本体70とは、各々中間部材90に螺着されることにより連結されて1本の内筒7をなしている。このとき、連通孔が設けられていない先端部材80が溶接されている下流側の内筒本体71を用いると第1実施形態のガスバーナー1が形成され、連通孔8aが設けられている先端部材80が溶接されている下流側の内筒本体71を用いると第2実施形態のガスバーナー6が形成される。
このように内筒7の構造を、上流側の内筒本体70と、下流側の内筒本体71とを中間部材90に螺着して連結する構造とすると、内筒7内にバッフルプレート9を備えた内筒7を容易に製造することができる。また、下流側の内筒本体71の長さを調節することにより、内筒7内におけるバッフルプレート9の位置を容易に変更することができる。
また、上流側の内筒本体70と、下流側の内筒本体71とを分離することが可能なので、内筒7のメンテナンスを容易に行うことができる。また、中間部材90も取り外し可能なので、よりメンテナンスが容易であると共に、バッフルプレート9に備える通孔9aのサイズを容易に変更することができる。
上記実施形態においては、内筒3、7内に燃料ガスが供給され、外筒2内に燃焼空気が供給されるガスバーナー1、6を例に挙げて説明したが、ガスバーナーは、内筒内に燃焼空気が供給され、外筒2内に燃料ガスが供給される構成であっても構わない。
また、上記実施形態においては、内筒3、7においてバッフルプレート5、9の上流側及び下流側に各々、複数の周面孔3b、3c、7a、7bが環状配列で配置されて1列ずつ設けられている例について説明したが、これに限らず、周面孔は複数列設けられていても構わない。
また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
1 ガスバーナー
2 外筒
2a 内周面
2b 外筒の端部
3 内筒
3a 内筒の端部
3b 一次周面孔(周面孔)
3c 二次周面孔(周面孔)
4 先端壁
5 バッフルプレート
5a 通孔
6 ガスバーナー
7 内筒
7a 一次周面孔(周面孔)
7b 二次周面孔(周面孔)
8 先端壁
8a 連通孔
9 バッフルプレート
9a 通孔
70 上流側の内筒本体
70a 雌ねじ
71 下流側の内筒本体
71a 雌ねじ
71b 凹部
80 先端部材
90 中間部材
90a 雄ねじ

Claims (3)

  1. 外筒と、該外筒の内側に当該外筒の内周面と間隔を隔てて配置された内筒とを備え、
    上記外筒と上記内筒との間が、燃焼空気または燃料ガスのうちの一方の流路をなし、
    上記内筒内が燃焼空気と燃料ガスのうちの他方の流路をなしており、
    上記内筒は、下流側の端部を封鎖する封鎖壁と、該封鎖壁と間隔を隔てて上流側に設けられ、上流側と下流側とを連通し当該内筒の内径より小さな通孔を有する通孔形成部と、該通孔形成部の上流側及び下流側の周面にそれぞれ設けられ、当該内筒の内外を連通する周面孔とを備えていることを特徴とするガスバーナー。
  2. 外筒と、該外筒の内側に当該外筒の内周面と間隔を隔てて配置された内筒とを備え、
    上記外筒と上記内筒との間が、燃焼空気または燃料ガスのうちの一方の流路をなし、
    上記内筒内が燃焼空気と燃料ガスのうちの他方の流路をなしており、
    上記内筒は、下流側の端部と間隔を隔てて上流側に設けられ、上流側と下流側とを連通し当該内筒の内径より小さな通孔を有する通孔形成部と、該通孔形成部の上流側及び下流側の周面にそれぞれ設けられ、当該内筒の内外を連通する周面孔とを備えていることを特徴とするガスバーナー。
  3. 前記通孔形成部は、外周面に雄ねじを備えた円盤状をなしており、
    前記内筒は、上流側の端部に上記雄ねじと螺合可能な雌ねじを有すると共に、周面に前記周面孔を有し、上記通孔形成部に螺着されて前記通孔より下流側の流路を形成する下流側内筒と、下流側の端部に上記雄ねじと螺合可能な雌ねじを有すると共に、周面に前記周面孔を有し、上記通孔形成部に螺着されて上記通孔より上流側の流路を形成する上流側内筒とから構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のガスバーナー。
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