JP2548399B2

JP2548399B2 - バーナ

Info

Publication number: JP2548399B2
Application number: JP1266437A
Authority: JP
Inventors: 龍夫藤田; 充慶中本; ▲けん▼也岡本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JPH03129205A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は業務用、または家庭用として使用されるバー
ナに関する。

従来の技術従来、燃焼熱を熱源として利用する工業用、および家
庭用ストーブやファンヒータ等のバーナとして第２図に
示すものがあった。第２図において、まず、点火時には
気化筒１に埋めこまれたシーズヒータ２が加熱される。
その後、燃料噴出ノズル３から灯油等の燃料４が気化筒
１内に送られ、気化し、同時に送られてきた一次空気５
と混合した後、スロート６を通り均一な混合気７とな
る。

そして、混合気７は均圧板８を通過し、炎孔９より噴
出した後、点火され、火炎10を形成する。一次空気比
（混合気７の空気比）が、１以上の時は二次空気を必要
としないが、一次空気比が１未満の時は周囲から二次空
気を供給し完全燃焼させるようになっていた。すなわ
ち、このようなバーナは、部分予混合、または完全予混
合で燃焼させ、火炎10から受ける熱を炎孔９を構成する
金網から放熱することにより加熱用熱源として利用され
てきた。

発明が解決しようとする課題ところが、第２図に示すような従来のバーナは燃焼量
を大きくすると火炎が吹き飛びやすく、燃焼量の可変範
囲（以下、TDR）が狭いという課題があった。また、燃
焼量が小さい場合でも一次空気比が大きい時には火炎は
吹き飛び易く、一次空気比が小さい時（１近傍）には逆
火が起こりやすいという難点もあった。このため、安定
燃焼させる時には火炎温度が高く、窒素酸化物（以下、
NO_x）も発生し易かった。つまり、従来のバーナは燃焼
量、一次空気比の両面からみて、低NO_xで、かつ、十分
な燃焼範囲を確保しているものとはいえなかった。さら
に、炎孔部に金網を用いているため、金網が過熱され、
劣化しやすくなっていた。本発明は高TDR化と低NO_x化に
優れた特性を持つバーナを提供するものである。

課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するために、燃焼室壁を一定
距離で対向させ、燃焼室壁と側板と底板で燃焼室を形成
し、燃焼室の混合気上流側に混合気分岐管を設け、燃焼
室と混合気分岐管を連通する混合気供給路の混合気下流
側出口に炎孔を位置させ、また、燃焼室の空気上流側に
空気分岐管を設け、燃焼室と空気分岐管を連通する空気
供給路の空気下流側出口に空気孔を位置させ、炎孔と空
気孔を同軸上で対向させるとともに、炎孔と空気孔を各
々、燃焼室出口方向に少なくとも一段、配置した構成に
している。

作用上記構成により、燃焼室内にで混合気と空気が対向し
て火炎が形成され、火炎形成部で混合気の流速が小さく
なり、火炎の安定性向上を図れるため、燃焼量や一次空
気比が大きくなっても、火炎は吹き飛びにくくなる。ま
た、燃焼量や一次空気比が小さく（１近傍）なると、火
炎が炎孔内に入り逆火しようとするが、混合気供給路や
燃焼室壁が冷却されるため、逆火も起こり難く、バーナ
として高TDR化を図り易くなっている。さらに、火炎に
対して、空気を衝突させるようにしているため、火炎温
度を低下させ、低NO_x化を図ることができる。特に、高
一次空気比の場合だけでなく、NO_xが発生しやすい一次
空気比（１近傍）の場合においても、火炎温度の上昇を
抑制し、NO_xを低減することが可能となる。

このように、火炎を空気で押圧するようにして形成す
ることにより、高TDR化と低NO_x化を両立を図っている。

実施例以下、図面を用いて具体的説明を行なう。第１図は本
発明の実施例を示す縦断面図である。バーナの主要部に
ついては、燃焼室壁11と底板12と側板13で燃焼室14を形
成しており、燃焼室壁11は二枚が相対向するようにして
設けている。そして、一方の燃焼室壁11側を混合気側と
し、他方の燃焼室壁11側を空気側としている。混合気側
については、燃焼室壁11近傍に複数の炎孔15を設けてい
る。炎孔15の混合気上流側には混合気供給路16、混合気
分岐管17を設け、炎孔15が燃焼室14と混合気分岐管17を
連通する混合気供給路16の混合気下流側出口に位置する
ようにし、複数の炎孔15を燃焼室出口18方向（第１図で
は燃焼室14の上下方向）に複数段、配置している。混合
気分岐管17は混合室としての役割を果たすものであれば
良く、個数に限定はない。混合気供給路16についてもパ
イプである必要はなく、断面形状は任意でよい。

これに対し、空気側については、燃焼室壁11近傍の複
数の空気孔19を設けている。空気孔19の空気上流側には
空気供給路20、空気分岐管21を設け、空気孔19が燃焼室
14と空気分岐管21を連通する空気供給路20の空気下流側
出口に位置合るようにし、複数の空気孔19を、炎孔15と
同様、燃焼室出口18方向に複数段、配置している。空気
供給路20についても、混合気供給路16と同様、パイプで
ある必要はなく、断面形状は任意でよい。さらに、空気
孔19は炎孔15と同軸上で対向するようになっている。

また、混合気分岐管17の混合気上流側にはスロート2
2、気化室23、気化筒24を設けており、気化筒24にはシ
ーズヒータ25を埋め込んでいる。気化筒24には一次空気
通路26を連通させており、内部には燃料噴出ノズル27が
ある。空気分岐管21の空気上流側には空気通路28を連通
させている。さらに、混合気供給路16、混合気分岐管17
の周囲、及び空気供給路20、空気分岐管21の周囲を冷却
用空気29が流れるように冷却用空気カバー30を設けてい
る。冷却用空気カバー30には冷却用空気孔31が設けられ
ている。ただし、冷却用空気カバー30がないものも本発
明の対象となる。

上記は液体燃料を使用した場合の構成であるが、気体
燃料を使用する場合には気化筒24は不要となり、スロー
ト22より混合気下流側では液体燃料を使用した場合と同
じ構成で使用できる。

次に、作動についての説明を行なう。まず、シーズヒ
ータ25に通電し、気化筒24を加熱した後、燃料噴出ノズ
ル27から、燃料32を噴出する。燃料32が気化筒24に衝突
して、気化し、同時に送られてきた一次空気33と混合
し、スロート22を通り、均一な混合気34となる。その
後、混合気34は混合気分岐管17に移り、複数の混合気供
給路16を通過し、炎孔15から、燃焼室14に噴出され、点
火後、火炎35を形成する。一方、空気36は空気通路28、
空気分岐管21、空気供給路20を通り、空気孔19から、火
炎35に対向するようにして、噴出される。

また、冷却用空気29は冷却用空気カバー30内を通り、
混合気分岐管17、混合気供給路16、燃焼室壁11を冷却し
ながら、冷却用空気孔31から、排出される。

このように、空気36に対向するようにして形成された
火炎35は、燃焼室14内の火炎形成部で混合気流速を小さ
くし、火炎の安定化を図っている。従って、燃焼量や一
次空気比が大きくなっても、従来のバーナに比して、火
炎は吹き飛びを起こしにくくなっている。また、火炎35
が炎孔15から離れるようになると、炎孔15近傍から、一
部、COが発生するが、燃焼室出口18方向に炎孔15を多
数、配置しているため、発生したCOは、燃焼ガス下流側
（燃焼室14の上方向）の火炎35により、酸化処理され
る。そのため、火炎35が炎孔15から離れても、排ガス特
性が悪化することはない。

一方、燃焼量や一次空気比が小さく（１近傍）なる
と、火炎35は炎孔15の中に入り逆火しようとするが、燃
焼室壁11や混合気供給路16が、冷却用空気29により冷却
されるため、火炎35は逆火し難くなっている。従って、
バーナとして、高TDR化を図りやすくなっている。一次
空気比が１未満で部分予混合燃焼を行なう場合には、対
向する空気36は二次空気として燃焼に関与するようにな
る。従来のバーナと異なり、炎孔15には金網を使用して
いないため、過熱による劣化も防止できる。

また、火炎35を複数に分散させており、燃焼室壁11や
混合気供給路16から放熱しやすくしているため、NO_xの
増加を抑制できる。さらに、火炎35に対して、空気36を
衝突させるようにしているため、火炎温度を低下させ、
低NO_x化を促進できる。特に、高一次空気比の場合だけ
でなく、NO_xが発生しやすい一次空気比（１近傍）の場
合においても、火炎温度の上昇を抑制し、NOxを低減す
ることが可能となる。火炎安定範囲の拡大を図る場合に
は、一般に、放熱を抑え火炎温度を上昇させることが多
いが、本実施例では炎孔15と空気孔19を対向させ、火炎
35を空気36で押圧するようにして形成することにより、
火炎温度の上昇を抑制した上で、流れ場を安定させ、火
炎安定範囲の拡大を図っている。このため、高TDR化と
低NO_x化を両立させやすくなっている。

また、空気36の流速が大きすぎると、火炎35が乱さ
れ、COを発生することにもなるが、空気孔19の面積を炎
孔15の面積よりも大きくし、炎孔15から可燃限界外の濃
混合気を噴出することにより、空気孔19から噴出する空
気36の流速を低下させるとともに、火炎35を包み込むよ
うにして、火炎安定性を向上させることができる。

さらに、燃焼室壁11や混合気供給路16の冷却は冷却用
空気カバー30がなくても可能であるが、冷却用空気カバ
ー30がある方が冷却が促進され、逆火抑制効果を向上で
きるとともに、燃焼装置として、密閉度を高め、混合気
34や空気36等のもれを防止できるため、一層、信頼性を
高めることもできる。

発明の効果以上のように、本発明のバーナによれば次のような効
果を得ることができる。まず、炎孔と空気孔を対向さ
せ、安定した火炎を形成し、かつ、炎孔上流側を冷却さ
せる構成とすることにより、火炎の吹き飛びや逆火を抑
え、TDRを広くすることが可能となる。さらに、火炎に
対して、空気を衝突させているため、火炎温度を低下さ
せ、低NO_x化を図ることができる。特に、高一次空気比
の場合だけでなく、NO_xが発生しやすい一次空気比（１
近傍）の場合においても、火炎温度の上昇を抑制し、火
炎後流で発生するNO_xを低減し、低NO_x化を促進できる。
このように、火炎温度の上昇を抑制した上で、流れ場を
安定させ、火炎安定範囲の拡大を図っているため、高TD
R化と低NO_x化を両立させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すバーナの縦断面図、第
２図は従来例のバーナの断面図である。 11……燃焼室壁、14……燃焼室、15……炎孔、16……混
合気供給路、17……混合気分岐管、19……空気孔、20…
…空気供給路、21……空気分岐管、24……気化筒、30…
…冷却用空気カバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−222105（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−70605（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−88519（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−88517（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一定距離で対向させた燃焼室壁と、側板と
底板で燃焼室を形成し、前記燃焼室の混合気上流側に混
合気分岐管を設け、前記燃焼室と前記混合気分岐管を連
通する混合気供給路の混合気下流側出口に炎孔を位置さ
せ、前記燃焼室の空気上流側に空気分岐管を設け、前記
燃焼室と前記空気分岐管を連通する空気供給路の空気下
流側出口に空気孔を位置させ、前記炎孔と前記空気孔を
同軸上で対向させるとともに、前記炎孔と前記空気孔を
各々燃焼室出口方向に少なくとも一段配置したことを特
徴とするバーナ。
【請求項２】空気孔の面積を炎孔の面積よりも大きく
し、炎孔から可燃限界外の濃混合気を噴出したことを特
徴とする請求項１記載のバーナ。