JP2671352B2

JP2671352B2 - バーナ

Info

Publication number: JP2671352B2
Application number: JP63048059A
Authority: JP
Inventors: 龍夫藤田; 充慶中本; 佐千男長光; ▲けん▼也岡本; 健吉橋戸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH01222105A

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
ナに関するものである。

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６図に
示すものがあった。第６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
が、１以上の時は（１以上の時に一次空気比と呼ぶのは
適切ではないかもしれないが説明上、以下、一次空気比
とする。）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。

また、別の従来例を第７図に示す。第６図の場合と同
様に気化筒11内で燃料12が気化され、空気13と混合気14
となって金網で構成された炎孔15から燃焼室16へ供給さ
れる。点火後、火炎17を形成するが、炎孔15が互いに向
かい合って設けられているため、火炎17も向かい合って
形成される。この際、演奏15が金網であるため、火炎17
は金網の表面に付着するようにして面燃焼する形態をと
っていた。

発明が解決しようとする課題ところが、第６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、T.D.Rとする）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やすく、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。これに対し、第７図に示すバーナは、火炎が向かい
合って形成されるため、火炎衝突部で流速が低下し、火
炎は吹き飛びにくくなっている。ただし、火炎は金網表
面で面燃焼しているため、浮き上がり後の安定性は低
く、吹き飛び抑制の効果は制限されていた。第７図のバ
ーナも逆火は起こりやすく、また、低燃焼量時に部分予
混合燃焼させる場合、燃焼室内の温度が低く、しかも、
燃焼室内に適量の二次空気を供給できないため、一酸化
炭素（以下、COとする）が発生しやすいという課題も残
されていた。つまり、従来のバーナは、燃焼量、一次空
気比の両面からみると十分な燃焼空気を確保していると
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
は高燃焼量時の吹き飛びを抑制し、低燃焼量時の部分予
混合燃焼特性の優れた（CO発生量の少ない）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、複数の炎孔を有
する燃焼室壁を一対、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、対を成す炎孔も同軸上で
対向させ、燃焼室の混合気上流側に混合気分岐管を設
け、炎孔が燃焼室と混合気分岐管を連通する混合気供給
管の下流側出口に位置するようにし、混合気供給路の長
さを炎孔の最大径よりも大きくし、混合気分岐管と混合
気供給路の外周を空気が通過できるようにして、複数の
炎孔を燃焼室出口方向に多段、配置し、炎孔の周囲の燃
焼室壁に空気孔を設けた構成にしている。

作用上記構成により、混合気供給路内で混合気が整流化さ
れた後、燃焼室内に対向火炎が形成され、火炎衝突部で
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、炎孔の周囲の燃焼室壁に空気孔を設け
ているため、一次空気比が小さい場合（１未満）でも、
燃焼室内に適量の二次空気を供給でき、COの発生を抑制
し良好な燃焼を行なうことができる。この作用は特に燃
焼室内の温度が低く、COの酸化処理が困難な低燃焼量時
に顕著になる。

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
発明の第一実施例を示す斜視図であり、第２図は第１図
のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図であ
る。バーナの主要部については、燃焼室壁18と底板19と
側板20で燃焼室21を形成しており、燃焼室壁18二枚が相
対向するようにして設けられている。また、燃焼室壁18
には複数の炎孔22を設けており、燃焼室壁18と同様、炎
孔22も相対向させている。燃焼室21の混合気上流側に、
混合気分岐管23を設け、炎孔22が燃焼室21と混合気分岐
管23を連通する混合気供給路24の下流側出口に位置する
ようにし、複数の炎孔22を燃焼ガス25が排出される燃焼
室出口26方向（第２図，第３図では燃焼室21の上下方
向）に多段、配置している。さらに、炎孔22の下部の燃
焼室壁18に空気孔27を設けている。本実施例では、空気
孔27を炎孔22の下部に設けているが、炎孔22の周囲に設
けているものも本発明の対象となる。空気孔27は円形で
ある必要はなく、空気孔27の通過面積は低燃焼量時に良
好な部分予混合燃焼を行なえるだけの二次空気量を燃焼
室21内に供給できるものが望ましい。本実施例では炎孔
22と空気孔27を同一平面（同一垂直面）上に設けている
が同一平面上にないものも本発明の対象となる。空気孔
27は、すべての炎孔22の下部に設ける必要はなく炎孔22
の横に設けても良い。また、燃焼室21を形成する側板20
の横側には混合室28を設け、底板19の下側には気化室2
9,気化筒30を設けており、気化筒30にはシーズヒータ31
を埋めこんでいる。気化筒30には一次空気通路32を連通
させており、内部には燃料噴出ノズル33がある。さら
に、混合気分岐管23,混合気供給路24,燃焼室壁18の周囲
を二次空気34が流れるように二次空気カバー35を設置し
ている。そして、燃焼室出口26近傍には複数の二次空気
噴出孔36を設けている。ただし、二次空気カバー35や二
次空気噴出孔36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30は不要となり、混合室
28より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31に通電し気化筒30を加熱した後、燃焼噴出ノズル
33から、焼料37を噴出する。燃料37が気化筒30に衝突
し、気化し、同時に送られてきた一次空気38と混合し、
混合気39となり、混合室28に流入する。その後、混合気
分岐管23に移り、複数の混合気供給路24を通過し、同軸
上に相対向した炎孔22から、燃焼室21に供給され、点火
後、対向火炎40を形成する。一方、二次空気34は二次空
気通路41から流入し、二次空気カバー35内を通り、燃焼
室壁18に設けられた空気孔27から、燃焼室21に供給さ
れ、一次空気比が、１未満の場合、対向火炎40の安定燃
焼に貢献する。また、一次空気比が、１未満で、燃焼量
が大きい場合、燃焼室出口26下流で、二次炎が伸長す
る。そこで、二次炎伸長を抑制するために、燃焼室出口
26近傍の二次空気噴出孔36から、二次空気34を供給し、
二次炎の短炎化を図っている。そして、一次空気比が、
１未満の時にも、燃焼ガスは完全燃焼した後、排出され
る。

本発明は二次空気カバー35がないものも対象としてい
るが、この場合には自然吸引により、二次空気34を空気
孔27から燃焼室21内に取り入れ、安定燃焼を行なう。

このようにして形成された対向火炎40は、燃焼室21の
火炎衝突部では流速が小さくなり、よどみ領域を形成す
ることにより、火炎の安定化を図っている。従って、燃
焼量や一次空気比（既述したように、１以上の時でも一
次空気比と呼ぶ）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。特
に、第７図に示した従来のバーナが金網表面で面燃焼し
ていたのに対し、本発明のバーナは曲率の大きな分散火
炎であり、対向火炎としての吹き飛び抑制効果が、一
層、大きくなる。一方、燃焼量や一次空気比が小さく
（１近傍）なると、火炎は炎孔22の中に入り逆火しよう
とする。ところが、燃焼室壁18や混合気供給路24が、二
次空気34により冷却されるため、火炎は逆火することな
く、炎孔22近くで安定燃焼することができる。二次空気
カバー35がない場合でも燃焼室壁18や混合気供給路24が
外気にさらされているため、二次空気34による強制冷却
ほどではないが、自然対流によって冷却され、火炎は逆
火しにくくなっている。故に、バーナとして、T.D.Rを
広くすることが可能となる。

第４図は低燃焼量時の対向火炎40の詳細図である。燃
焼量が小さい場合、一次空気比が大きくなると、第４図
ａに示すように、対向火炎40が炎孔22から離れるように
なる。この際、炎孔22近傍から、一部、COが発生する
が、燃焼室出口26方向に炎孔22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21の上方
向）の対向火炎40により、酸化処理される。そのため、
対向火炎40が炎孔22から離れても、バーナとして、排ガ
ス特性が悪化することはない。特に、燃焼ガス下流側で
は炎孔22近傍の温度も上昇するため、燃焼ガスの下流側
になるほど対向火炎40が炎孔22に近づき、COの発生は抑
制される。第４図ａでは対向火炎40は衝突していない
が、衝突後も同様の酸化処理が行なわれる。また、一次
空気比が小さくなり、１未満になると、第４図ｂに示す
ように、対向火炎40は炎孔22に付着するようになる。こ
こで、空気孔27がなければ、空気不足のため、COが発生
しやすくなる。なぜなら、バーナの構成上、二次空気34
を燃焼室出口26から流入させるしかないが、燃焼室出口
26から遠い炎孔22には二次空気34が到達できないため、
十分な酸化処理ができないからである。ところが、本実
施例では炎孔22の下部（真下である必要はない）に空気
孔27を設けているため、十分な酸化処理が可能となり、
排ガス特性も改善される。本発明では空気孔27を炎孔22
の周囲に設ければ良いが、本実施例のように空気孔27を
炎孔22の下部に設けることによりドラフトによる拡散作
用を利用することができる。特に、一次空気比が、0.9
の時、COの発生量は空気孔27を設けることにより、1/2
以下に低減することができた。この時、対向火炎40はブ
ンゼン火炎の形態をとっていた。空気孔27を炎孔22と同
一平面上に設けることにより、炎孔22近傍の流れを乱す
ことなく、安定なブンゼン火炎を形成できるため、一
層、CO低減効果を高めることができる。さらに、一次空
気比が小さく（0.7以下）なると、第４図ｃに示すよう
に空気孔27にも小さな火炎が付着するが、二次炎の大半
は燃焼室出口26近傍に移動する。このため、COの低減量
は、一次空気比が、0.9の時に比較すると劣るが、空気
孔27を設けている方が、やはり、COの発生量は抑制され
ている。第４図をもとに燃焼量が小さい場合について述
べてきたが、燃焼量が大きい場合は、一次空気比が小さ
い（１未満）場合でも、燃焼室21内の温度が高く、十分
な酸化処理を燃焼室出口26付近で行なえるため、COの発
生量は少ない。空気孔27から燃焼室21内に供給する二次
空気量は低燃焼量時に良好な部分予混合燃焼を行なえる
もので良いため、空気孔27が高燃焼量時の安定燃焼を阻
害することはない。また、バーナの制御のために、フレ
ームロッドが用いられるが、フレームロッドでは、一次
空気比が、0.9近傍で出力電圧が最高値をとる（同燃焼
量にて）ため、制御の中心を0.9近傍に設定できれば、
バーナの制御範囲を拡大できるという背景がある。これ
に対し、燃焼量が小さく、一次空気比が、１未満の場合
には対向火炎40でもCOが発生しやすく、フレームロッド
等による制御も困難であるため、本実施例による改善は
バーナ制御の面からも貢献度が高い。室外排気型燃焼装
置として使用する場合、T.D.Rの広いことが重要となる
が、低燃焼量時では、排ガス温度が低下し、結露しやす
くなる。そこで結露防止のため、二次空気量を一定にし
て燃焼させることが望まれており、この点からも、本実
施例のバーナは卓越したものとなっている。また、従来
のバーナのように炎孔９部に金網を用いておらず、燃焼
室壁18も二次空気34を流すことにより、冷却を図ってい
るため、過熱による劣化も起こりにくくなっている。二
次空気34を流さない場合でも、冷却効果は少し低下する
が、燃焼室壁18が外気にさらされているため、自然対流
により、燃焼室壁18は冷却される。

また、混合気供給路24を通った部分予混合気を最低燃
焼量時に完全燃焼させ得る二次空気量を、空気孔27から
燃焼室21に送りこむように送風装置42を具備することに
より、温度や圧損の変動にも対応し、着実に安定燃焼を
維持することができる。

引続き、第５図に本発明の第２実施例の断面図（第１
図のＢ−Ｂ断面図に相当するもの）を示す。燃焼室壁18
の周辺部の空気孔27の径を、燃焼室壁18の中央部の空気
孔27の径よりも小さくしているが、これは低燃焼量時、
高一次空気比（１以上）の場合の吹き飛び抑制をねらい
としたものである。空気孔27の存在により、高燃焼量時
の安定燃焼が阻害されないことは、既に述べたが、低燃
焼量時には少し、吹き飛びを起こしやすくなる。特に、
燃焼室21の周辺部は温度が低く、吹き飛びを起こしやす
いため、燃焼室壁18の周辺部の空気孔27の径を、より小
さくすることにより、吹き飛びを抑制することができ
る。つまり、バーナとして、低燃焼量時に、一次空気比
が、１未満の場合にはCOの低減化を図った上で、１以上
の場合には吹き飛びの抑制を達成しようとするものであ
る。

また、混合気分岐管23と混合気供給路24の周囲を二次
空気34が流れるように二次空気カバー35を設けているも
のについては、既述したように冷却効果が高まるだけで
なく、二次空気カバー35の存在により、燃焼室21から外
部へ燃焼ガスがもれることを防止できるため、燃焼装置
として、一層、信頼性を高めることができる。

発明の効果以上、説明したように、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、対向火炎を形成
し、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、T.D.Rを広くすることが可
能となる。また、炎孔下部の燃焼室壁に空気孔を設ける
ことにより、低燃焼量時で一次空気比も小さい（１未
満）場合でも、COの発生を抑制し、安定燃焼を実現する
ことができる。特に、フレームロッド等による制御では
一次空気比が、0.9近傍で出力電圧が中心値をとるた
め、バーナの制御範囲拡大にも有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のバーナの斜視図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面
図、第４図は低燃焼量時の対向火炎の詳細図、第５図は
本発明の異なる実施例のバーナの断面図、第６図および
第７図は従来例のバーナの断面図である。 18……燃焼室壁、22……炎孔、23……混合気分岐管、24
……混合気供給路、26……燃焼室出口、27……空気孔、
30……気化筒、35……二次空気カバー。

フロントページの続き (72)発明者岡本 ▲けん▼也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者橋戸健吉大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献実開昭52−49933（ＪＰ，Ｕ) 特公昭62−48126（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭62−46982（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の炎孔を有する燃焼室壁を一対、一定
距離で対向させ、前記燃焼室壁と側板と底板で燃焼室を
形成し、対を成す前記炎孔も同軸上で対向させ、前記燃
焼室の混合気上流側に混合気分岐管を設け、前記炎孔が
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
の下流側出口に位置するようにし、前記混合気供給路の
長さを前記炎孔の最大径よりも大きくし、前記混合気分
岐管と前記混合気供給路の外周を空気が通過できるよう
にして、前記複数の炎孔を燃焼室出口方向に多数配置
し、前記炎孔の周囲の燃焼室壁に空気孔を設けたことを
特徴とするバーナ。
【請求項２】略鉛直方向に設置した燃焼室壁の周辺部の
空気孔の径を、前記燃焼室壁の中央部の空気孔の径より
も小さくしたことを特徴とする請求項１記載のバーナ。