JP2705022B2 - 燃料燃焼バーナ - Google Patents
燃料燃焼バーナInfo
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- JP2705022B2 JP2705022B2 JP5203085A JP20308593A JP2705022B2 JP 2705022 B2 JP2705022 B2 JP 2705022B2 JP 5203085 A JP5203085 A JP 5203085A JP 20308593 A JP20308593 A JP 20308593A JP 2705022 B2 JP2705022 B2 JP 2705022B2
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- slot
- fuel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/30—Inverted burners, e.g. for illumination
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
- F23D14/583—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration of elongated shape, e.g. slits
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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- F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2203/00—Gaseous fuel burners
- F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料燃焼バーナに関し、
より詳しくはガス燃焼バーナに関する。このガス燃焼バ
ーナは、好ましくは、完全予混合形式、すなわち燃料ガ
スが燃焼される前に燃料ガスが混合室内で全ての燃焼空
気と混合される形式のものである。
より詳しくはガス燃焼バーナに関する。このガス燃焼バ
ーナは、好ましくは、完全予混合形式、すなわち燃料ガ
スが燃焼される前に燃料ガスが混合室内で全ての燃焼空
気と混合される形式のものである。
【０００２】
【従来の技術】或る形式の完全予混合型バーナはプレナ
ムチャンバを有するものであり、該プレナムチャンバに
は、外部で調整された空気と天然ガス等の燃料ガスとの
混合気が導入され、その後、ブロック、プレート又はス
トリップ（これらはプレナムチャンバの一部すなわち壁
を形成しているものも、形成していないものもある）の
ポートを通って幾分不均一に排出される。混合気は、ブ
ロック、プレート又はストリップ内又はこれらの下流側
の位置で燃焼されて燃焼生成物を形成し、該燃焼生成物
は、バーナがボイラ等の加熱装置の熱源として使用され
る場合には、熱交換器等の第２包囲体に通じる第１包囲
体内に流入する。典型的な完全予混合形バーナが、本件
出願人に係る英国公開特許出願第2176588A号に開示され
ている。
ムチャンバを有するものであり、該プレナムチャンバに
は、外部で調整された空気と天然ガス等の燃料ガスとの
混合気が導入され、その後、ブロック、プレート又はス
トリップ（これらはプレナムチャンバの一部すなわち壁
を形成しているものも、形成していないものもある）の
ポートを通って幾分不均一に排出される。混合気は、ブ
ロック、プレート又はストリップ内又はこれらの下流側
の位置で燃焼されて燃焼生成物を形成し、該燃焼生成物
は、バーナがボイラ等の加熱装置の熱源として使用され
る場合には、熱交換器等の第２包囲体に通じる第１包囲
体内に流入する。典型的な完全予混合形バーナが、本件
出願人に係る英国公開特許出願第2176588A号に開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この形式のバーナにお
ける１つの問題は、或る条件下、殊に加熱装置に包囲さ
れる場合や、バーナが単位表面積当たり比較的高い熱出
力で作動する場合に、バーナが許容できない大きさのい
わゆる共鳴燃焼ノイズを発生する傾向を有することであ
る。本発明の目的は、完全予混合形式のバーナが上記の
ように包囲される場合に、バーナが共鳴燃焼ノイズを発
生する傾向を緩和又は低減させることにある。
ける１つの問題は、或る条件下、殊に加熱装置に包囲さ
れる場合や、バーナが単位表面積当たり比較的高い熱出
力で作動する場合に、バーナが許容できない大きさのい
わゆる共鳴燃焼ノイズを発生する傾向を有することであ
る。本発明の目的は、完全予混合形式のバーナが上記の
ように包囲される場合に、バーナが共鳴燃焼ノイズを発
生する傾向を緩和又は低減させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
によれば、燃料と空気との予混合気を受け入れるチャン
バと、該チャンバの壁とを有しており、該壁にはこれを
通って延びる複数の長いスロットが設けられており、各
スロットが、実質的に一定の寸法部分に通じる一端に収
斂する入口部分を備えている燃料燃焼バーナにおいて、
チャンバの壁に沿うスロットのピッチをＰ、各スロット
の幅をＷ、一定の寸法部分の長さをＬとすると、Ｌ／Ｗ
≧１０及びＰ／Ｗ≧２であることを特徴とする燃料燃焼
バーナが提供される。Ｌ／Ｗの大きさを１０に等しいか
１０よりも大きくすると、実質的に完全に、スロットを
通る空気力学的な流れを発生させることができる。この
結果、スロットの壁に近接した境界層（この層では流速
が非常に小さい）が形成され、これは、スロットの出口
での安定した炎の維持を助ける。Ｐ／Ｗの大きさを２に
等しいか２よりも大きくすると、スロットを通る炎の失
火（ｆｌａｍｅ ｌｉｇｈｔ−ｂａｃｋ）の付随的危険
性がなく、良好な炎の安定性を得ることが可能になる。
また、上記と同じ理由から、スロット壁の開口領域の割
合を低減させることにより、共鳴燃焼ノイズの発生に対
するバーナの抵抗性が改善される。なお、「実質的に一
定の寸法部分」とは、全長に亘って一定又は均一な幅
（Ｗ）の直線状部分（８６）を意味する。
によれば、燃料と空気との予混合気を受け入れるチャン
バと、該チャンバの壁とを有しており、該壁にはこれを
通って延びる複数の長いスロットが設けられており、各
スロットが、実質的に一定の寸法部分に通じる一端に収
斂する入口部分を備えている燃料燃焼バーナにおいて、
チャンバの壁に沿うスロットのピッチをＰ、各スロット
の幅をＷ、一定の寸法部分の長さをＬとすると、Ｌ／Ｗ
≧１０及びＰ／Ｗ≧２であることを特徴とする燃料燃焼
バーナが提供される。Ｌ／Ｗの大きさを１０に等しいか
１０よりも大きくすると、実質的に完全に、スロットを
通る空気力学的な流れを発生させることができる。この
結果、スロットの壁に近接した境界層（この層では流速
が非常に小さい）が形成され、これは、スロットの出口
での安定した炎の維持を助ける。Ｐ／Ｗの大きさを２に
等しいか２よりも大きくすると、スロットを通る炎の失
火（ｆｌａｍｅ ｌｉｇｈｔ−ｂａｃｋ）の付随的危険
性がなく、良好な炎の安定性を得ることが可能になる。
また、上記と同じ理由から、スロット壁の開口領域の割
合を低減させることにより、共鳴燃焼ノイズの発生に対
するバーナの抵抗性が改善される。なお、「実質的に一
定の寸法部分」とは、全長に亘って一定又は均一な幅
（Ｗ）の直線状部分（８６）を意味する。
【０００５】入口部分の長さをｌ（エル）とすると、Ｌ
≧ｌであるのが好ましい。なぜならば、これにより、ス
ロット壁の所与の厚さ（Ｌ＋ｌ）に対する一定寸法部分
の長さＬが最大になるからである。また、これによりス
ロットの収斂ゾーンの体積が最小になり、従ってバーナ
が燃料共鳴する傾向が低下される。収斂する入口部分の
収斂角度は実質的に一定にすることができる。すなわ
ち、各側壁を実質的に直線状又は平坦にすることができ
る。他の構成として、収斂する各入口に、変化する収斂
角度をもたせることもできる。この場合、収斂する入口
部分の各側壁を凸状楕円の曲率にするのが好ましい。こ
の形態は、スロットの一定寸法部分の入口又は入口近く
に生じる流れの分離を回避せしめ、しかも、収斂ゾーン
の体積を最小化にする。これらの特徴により、共鳴燃焼
に対する抵抗性が大幅に高められる。各スロットには、
入口部分から遠い側の一定寸法部分の端部から離れる方
向に拡開する出口部分を設けることができる。本件出願
人の研究によれば、拡開する出口部分は炎の安定化を助
け、これにより共鳴の傾向を低減する。一般に、一定寸
法部分の幅（Ｗ）を０．４〜１．０ｍｍの範囲内にし、
スロットのピッチ（Ｐ）を２．５〜６．０ｍｍの範囲内
にすることができる。なお、「入口部分の長さｌ」と
は、フレームストリップ（５０）を通る燃料／空気混合
気の流れ方向に計測したスロットの収斂（入口）部分
（８４）の全長を意味する。「楕円形の曲率」とは、本
願添付図面の第４図に破線で示すものであり、収斂する
入口部分（８４）の各側壁の表面（１００）が、仮想の
楕円の輪郭線上に位置する。この楕円の短軸線は、隣接
するスロットの「実質的に一定の寸法部分」（８６）の
開始位置の平面上に位置する。
≧ｌであるのが好ましい。なぜならば、これにより、ス
ロット壁の所与の厚さ（Ｌ＋ｌ）に対する一定寸法部分
の長さＬが最大になるからである。また、これによりス
ロットの収斂ゾーンの体積が最小になり、従ってバーナ
が燃料共鳴する傾向が低下される。収斂する入口部分の
収斂角度は実質的に一定にすることができる。すなわ
ち、各側壁を実質的に直線状又は平坦にすることができ
る。他の構成として、収斂する各入口に、変化する収斂
角度をもたせることもできる。この場合、収斂する入口
部分の各側壁を凸状楕円の曲率にするのが好ましい。こ
の形態は、スロットの一定寸法部分の入口又は入口近く
に生じる流れの分離を回避せしめ、しかも、収斂ゾーン
の体積を最小化にする。これらの特徴により、共鳴燃焼
に対する抵抗性が大幅に高められる。各スロットには、
入口部分から遠い側の一定寸法部分の端部から離れる方
向に拡開する出口部分を設けることができる。本件出願
人の研究によれば、拡開する出口部分は炎の安定化を助
け、これにより共鳴の傾向を低減する。一般に、一定寸
法部分の幅（Ｗ）を０．４〜１．０ｍｍの範囲内にし、
スロットのピッチ（Ｐ）を２．５〜６．０ｍｍの範囲内
にすることができる。なお、「入口部分の長さｌ」と
は、フレームストリップ（５０）を通る燃料／空気混合
気の流れ方向に計測したスロットの収斂（入口）部分
（８４）の全長を意味する。「楕円形の曲率」とは、本
願添付図面の第４図に破線で示すものであり、収斂する
入口部分（８４）の各側壁の表面（１００）が、仮想の
楕円の輪郭線上に位置する。この楕円の短軸線は、隣接
するスロットの「実質的に一定の寸法部分」（８６）の
開始位置の平面上に位置する。
【０００６】上記幾何学的形状をもつバーナを使用する
場合、空気／ガス混合気を、均一に分散させる方法で且
つ弱い乱流強さで供給するのが有利である。これらの目
的のうちの第１の目的は、空気／ガス混合気の流れを、
スロットの入口部分の上流側に配置された大きな流れ抵
抗をもつ適当な分散手段に通すことにより達成される。
この分散手段は、孔あきプレート又は多孔質プレートで
構成し得る。更に、スロットの入口部分の上流側には、
高い音響インピーダンスをもつバッフル手段を配置する
のが有利であり、このバッフル手段は、該バッフル手段
の下流側と入口部分との間の空間の体積を最小化すべ
く、スロットの入口部分に近接して配置するのが好まし
い。これにより、所与の分散手段の流れ抵抗のために共
鳴燃焼ノイズの発生に対するバーナの抵抗を増大し又は
最大にできる。バッフル手段は、例えば繊維質マットで
構成でき、該マットは、前述のような孔あき分散プレー
トとスロットの入口部分との間に配置できる。別の構成
として、前述の多孔質プレートを、適当な分散手段とし
て機能させるだけでなく、燃焼共鳴に対するバーナの抵
抗性を更に高めるためのバッフル手段としても機能させ
るのが好ましい。本発明の好適な実施態様において、上
記スロットの各側の壁部分には、バーナを横切るクロス
放電経路として機能する整列した凹部が設けられる。
「クロス放電経路」とは、通路又は溝を形成するように
整列した凹部（８７）であり、この凹部（８７）を設け
たことにより、例えば、バーナの一端に位置するスロッ
ト（このスロットにて、バーナを通った燃料／空気混合
気が先ず着火する）のところで生じた炎が、より一層急
速にスロットから隣接スロットにバーナストリップを横
断して拡がり、この結果、バーナ全体が点火又は着火す
る。
場合、空気／ガス混合気を、均一に分散させる方法で且
つ弱い乱流強さで供給するのが有利である。これらの目
的のうちの第１の目的は、空気／ガス混合気の流れを、
スロットの入口部分の上流側に配置された大きな流れ抵
抗をもつ適当な分散手段に通すことにより達成される。
この分散手段は、孔あきプレート又は多孔質プレートで
構成し得る。更に、スロットの入口部分の上流側には、
高い音響インピーダンスをもつバッフル手段を配置する
のが有利であり、このバッフル手段は、該バッフル手段
の下流側と入口部分との間の空間の体積を最小化すべ
く、スロットの入口部分に近接して配置するのが好まし
い。これにより、所与の分散手段の流れ抵抗のために共
鳴燃焼ノイズの発生に対するバーナの抵抗を増大し又は
最大にできる。バッフル手段は、例えば繊維質マットで
構成でき、該マットは、前述のような孔あき分散プレー
トとスロットの入口部分との間に配置できる。別の構成
として、前述の多孔質プレートを、適当な分散手段とし
て機能させるだけでなく、燃焼共鳴に対するバーナの抵
抗性を更に高めるためのバッフル手段としても機能させ
るのが好ましい。本発明の好適な実施態様において、上
記スロットの各側の壁部分には、バーナを横切るクロス
放電経路として機能する整列した凹部が設けられる。
「クロス放電経路」とは、通路又は溝を形成するように
整列した凹部（８７）であり、この凹部（８７）を設け
たことにより、例えば、バーナの一端に位置するスロッ
ト（このスロットにて、バーナを通った燃料／空気混合
気が先ず着火する）のところで生じた炎が、より一層急
速にスロットから隣接スロットにバーナストリップを横
断して拡がり、この結果、バーナ全体が点火又は着火す
る。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明を単なる
例示として更に説明する。図面、特に図１及び図２を参
照すると、完全予混合形のガス燃焼バーナ１が下向き燃
焼モードにて示されている。バーナ１は、プレナムチャ
ンバ２として機能する長い上方チャンバを有しており、
該チャンバは、その一部が、水平上壁４と、２つの垂直
側壁６、８と、２つの垂直端壁１０、１２とにより形成
されている。これらの壁６、８、１０、１２の下端部か
ら水平方向外方に周壁１４が延びている。周壁１４の外
縁部から下方に２つの垂直側壁１６、１８及び２つの端
壁２０、２２が延びており、下方チャンバすなわち包囲
体を形成している。この下方チャンバすなわち包囲体
は、水平及び垂直の両方向の断面が全体として矩形であ
り且つ底部に開口２４を有している。垂直側壁２８、３
０及び端壁３２、３４を備えた中空で全体として矩形の
支持部材２６が設けられており、該支持部材２６は、包
囲体の側壁１６、１８を貫通して支持部材２６の側壁２
８、３０内に延びている固定ピン３６により下方チャン
バ内に取り付けられている。
例示として更に説明する。図面、特に図１及び図２を参
照すると、完全予混合形のガス燃焼バーナ１が下向き燃
焼モードにて示されている。バーナ１は、プレナムチャ
ンバ２として機能する長い上方チャンバを有しており、
該チャンバは、その一部が、水平上壁４と、２つの垂直
側壁６、８と、２つの垂直端壁１０、１２とにより形成
されている。これらの壁６、８、１０、１２の下端部か
ら水平方向外方に周壁１４が延びている。周壁１４の外
縁部から下方に２つの垂直側壁１６、１８及び２つの端
壁２０、２２が延びており、下方チャンバすなわち包囲
体を形成している。この下方チャンバすなわち包囲体
は、水平及び垂直の両方向の断面が全体として矩形であ
り且つ底部に開口２４を有している。垂直側壁２８、３
０及び端壁３２、３４を備えた中空で全体として矩形の
支持部材２６が設けられており、該支持部材２６は、包
囲体の側壁１６、１８を貫通して支持部材２６の側壁２
８、３０内に延びている固定ピン３６により下方チャン
バ内に取り付けられている。
【０００８】支持部材２６の頂部の開口３８が、矩形の
多孔質ガス／燃料分散プレート４０により閉鎖されてい
る。該ガス／燃料分散プレート４０は、支持部材２６の
内周に延びた凹部４２の水平肩部４２ａ上に支持されて
いる。支持部材２６の底部には開口４３が設けられてい
る。シール４４が、一方では支持部材２６の側壁２８、
３０及び端壁３２、３４と包囲体の側壁１６、１８及び
端壁２０、２２との間で、他方では包囲体の側壁１６、
１８及び端壁２０、２２の上端部と周壁１４の下面との
間でサンドイッチされている。図１及び図２から分かる
ように、シール４４は、分散プレート４０の上方周縁部
と周壁１４の下面との間でもサンドイッチされている。
多孔質分散プレート４０は、プレナムチャンバ２の下壁
を形成している。プレナムチャンバ２への空気／燃料ガ
ス予混合気の流入は、チャンバ２の側壁８の入口４６を
介して行われる。また、下方チャンバ内にはセラミック
のフレームストリップ５０が取り付けられており、下方
チャンバを横切る壁を実質的に形成している。フレーム
ストリップ５０は全体として矩形の形状を有しており且
つ側壁５２、５４及び端壁５６、５８を有している。こ
れらの全ての壁は支持部材２６の内周部に設けられた凹
部６０内に配置されており且つ凹部６０の肩部６０ａと
分散プレート４０の下面との間に保持されている。
多孔質ガス／燃料分散プレート４０により閉鎖されてい
る。該ガス／燃料分散プレート４０は、支持部材２６の
内周に延びた凹部４２の水平肩部４２ａ上に支持されて
いる。支持部材２６の底部には開口４３が設けられてい
る。シール４４が、一方では支持部材２６の側壁２８、
３０及び端壁３２、３４と包囲体の側壁１６、１８及び
端壁２０、２２との間で、他方では包囲体の側壁１６、
１８及び端壁２０、２２の上端部と周壁１４の下面との
間でサンドイッチされている。図１及び図２から分かる
ように、シール４４は、分散プレート４０の上方周縁部
と周壁１４の下面との間でもサンドイッチされている。
多孔質分散プレート４０は、プレナムチャンバ２の下壁
を形成している。プレナムチャンバ２への空気／燃料ガ
ス予混合気の流入は、チャンバ２の側壁８の入口４６を
介して行われる。また、下方チャンバ内にはセラミック
のフレームストリップ５０が取り付けられており、下方
チャンバを横切る壁を実質的に形成している。フレーム
ストリップ５０は全体として矩形の形状を有しており且
つ側壁５２、５４及び端壁５６、５８を有している。こ
れらの全ての壁は支持部材２６の内周部に設けられた凹
部６０内に配置されており且つ凹部６０の肩部６０ａと
分散プレート４０の下面との間に保持されている。
【０００９】互いに等間隔を隔てた全体として垂直な複
数の隔壁すなわち壁６４が、側壁５２と５４との間で端
壁５６、５８に対して平行に、フレームストリップ５０
を横切る列をなして配置されている。互いに隣接する壁
６４同士の間には、フレームストリップ５０を通って全
体として垂直方向に延びた平行な長いスロット６６の形
態の複数のバーナが形成されている。隔壁すなわち壁６
４の両端部は、図５に一端部を示すように、側壁５２、
５４の凹部６８内に固定されている。各壁６４は、上方
にテーパした平坦又は直線状の側面７１を備えた上方テ
ーパ部分７０と、下方にテーパした平坦又は直線状の側
面７３を備えた下方部分７２と、平行な側面７６、７８
を備えた中間部分７４とを有している。中空部すなわち
キャビティ８０が、主として中間部分７４の領域におい
て、壁６４の幅方向すなわち側壁５２から側壁５４に亘
って水平方向に貫通して延びている。図１及び図２か
ら、壁６４の各端部が、単なる部分壁８２にて終端して
いることが分かるであろう。互いに隣接する壁６４同士
の間又は壁６４と隣接する部分壁８２との間には、等間
隔を隔てた複数の長いスロット６６が形成されている。
これらのスロット６６は、以下に述べるようにして後で
点火される燃料ガス／空気混合気のためのポートすなわ
ち出口として機能する。各スロット６６は互いに隣接す
る上方のテーパ状壁部分７０の間に形成された入口部分
８４を有しており、該入口部分８４は、互いに隣接する
平行壁７６、７８間の実質的に一定寸法の直線状部分８
６に通じる端部８４ａに収斂している。出口部分８８
は、実質的に一定寸法の直線状部分８６の、入口部分８
４から遠い側の端部８６ａから拡開している。
数の隔壁すなわち壁６４が、側壁５２と５４との間で端
壁５６、５８に対して平行に、フレームストリップ５０
を横切る列をなして配置されている。互いに隣接する壁
６４同士の間には、フレームストリップ５０を通って全
体として垂直方向に延びた平行な長いスロット６６の形
態の複数のバーナが形成されている。隔壁すなわち壁６
４の両端部は、図５に一端部を示すように、側壁５２、
５４の凹部６８内に固定されている。各壁６４は、上方
にテーパした平坦又は直線状の側面７１を備えた上方テ
ーパ部分７０と、下方にテーパした平坦又は直線状の側
面７３を備えた下方部分７２と、平行な側面７６、７８
を備えた中間部分７４とを有している。中空部すなわち
キャビティ８０が、主として中間部分７４の領域におい
て、壁６４の幅方向すなわち側壁５２から側壁５４に亘
って水平方向に貫通して延びている。図１及び図２か
ら、壁６４の各端部が、単なる部分壁８２にて終端して
いることが分かるであろう。互いに隣接する壁６４同士
の間又は壁６４と隣接する部分壁８２との間には、等間
隔を隔てた複数の長いスロット６６が形成されている。
これらのスロット６６は、以下に述べるようにして後で
点火される燃料ガス／空気混合気のためのポートすなわ
ち出口として機能する。各スロット６６は互いに隣接す
る上方のテーパ状壁部分７０の間に形成された入口部分
８４を有しており、該入口部分８４は、互いに隣接する
平行壁７６、７８間の実質的に一定寸法の直線状部分８
６に通じる端部８４ａに収斂している。出口部分８８
は、実質的に一定寸法の直線状部分８６の、入口部分８
４から遠い側の端部８６ａから拡開している。
【００１０】壁６４の各下方壁部分７２は、その自由下
端部に中央凹部８７を有している。該中央凹部８７は、
下方壁部分７２の一部に亘ってその厚さを完全に貫通し
て延びており、且つ他の壁部分７２の同じ凹部８７と整
列して、バーナのフレームストリップ５０を横切るクロ
ス放電経路９０を形成している。上記構成部品の組立体
は、包囲体を形成する壁１６、１８、２０、２２の周囲
から外方に延びた孔あきフランジ９４を介して、図１に
鎖線で示す燃焼室９２上に使用可能状態で取り付けられ
る。使用に際し、燃料ガス（天然ガス）と空気との予混
合気が、入口４６を介してプレナムチャンバ２に供給さ
れる。次に混合気は多孔質プレート４０に通され、多孔
質プレート４０は、均一に且つ弱い乱流強さで、混合気
をスロット形バーナのフレームストリップ５０に分散さ
せる。またプレート４０は、燃焼共鳴に対するバーナの
抵抗を改善する。この特性を最大限に発揮させるには、
前述のように、多孔質プレート４０をスロット６６の入
口部分８４にできる限り近接させて配置するのが有利で
ある。空気／ガス混合気は、スロット６６の少なくとも
入口部分８４及び実質的に一定の寸法部分８６を完全に
通過した後、例えばスパーク電極等の点火手段（図示せ
ず）により点火され、その後は、位置８６ａ又はこれよ
り下流側で点火手段からの別の補助を行うことなく着実
に燃焼される。バーナは開口４３を通って燃焼室９２内
へと下向きに燃焼し、位置８６ａに対する炎の位置は、
フレームストリップ５０を通る空気／ガス混合気の組成
及び流速に基づいて定まる。クロス放電経路９０を設け
ることにより、バーナのフレームストリップ５０の下面
を横切る迅速な点火が容易になされる。隔壁すなわち壁
６４内の中空部すなわちキャビティ８０は、下方壁部分
７２から中間壁部分７４を通り上方壁部分７０に至る熱
伝導を制限し、従って、側面７１から、スロット６６の
収斂する入口部分８４を通る空気／ガス混合気への熱の
対流を制限する機能を有している。このような制限の目
的は、側面７１が、入口部分８４において空気／ガス混
合気に点火するのに充分な高温に達するのを防止するこ
とにある。
端部に中央凹部８７を有している。該中央凹部８７は、
下方壁部分７２の一部に亘ってその厚さを完全に貫通し
て延びており、且つ他の壁部分７２の同じ凹部８７と整
列して、バーナのフレームストリップ５０を横切るクロ
ス放電経路９０を形成している。上記構成部品の組立体
は、包囲体を形成する壁１６、１８、２０、２２の周囲
から外方に延びた孔あきフランジ９４を介して、図１に
鎖線で示す燃焼室９２上に使用可能状態で取り付けられ
る。使用に際し、燃料ガス（天然ガス）と空気との予混
合気が、入口４６を介してプレナムチャンバ２に供給さ
れる。次に混合気は多孔質プレート４０に通され、多孔
質プレート４０は、均一に且つ弱い乱流強さで、混合気
をスロット形バーナのフレームストリップ５０に分散さ
せる。またプレート４０は、燃焼共鳴に対するバーナの
抵抗を改善する。この特性を最大限に発揮させるには、
前述のように、多孔質プレート４０をスロット６６の入
口部分８４にできる限り近接させて配置するのが有利で
ある。空気／ガス混合気は、スロット６６の少なくとも
入口部分８４及び実質的に一定の寸法部分８６を完全に
通過した後、例えばスパーク電極等の点火手段（図示せ
ず）により点火され、その後は、位置８６ａ又はこれよ
り下流側で点火手段からの別の補助を行うことなく着実
に燃焼される。バーナは開口４３を通って燃焼室９２内
へと下向きに燃焼し、位置８６ａに対する炎の位置は、
フレームストリップ５０を通る空気／ガス混合気の組成
及び流速に基づいて定まる。クロス放電経路９０を設け
ることにより、バーナのフレームストリップ５０の下面
を横切る迅速な点火が容易になされる。隔壁すなわち壁
６４内の中空部すなわちキャビティ８０は、下方壁部分
７２から中間壁部分７４を通り上方壁部分７０に至る熱
伝導を制限し、従って、側面７１から、スロット６６の
収斂する入口部分８４を通る空気／ガス混合気への熱の
対流を制限する機能を有している。このような制限の目
的は、側面７１が、入口部分８４において空気／ガス混
合気に点火するのに充分な高温に達するのを防止するこ
とにある。
【００１１】バーナの効率は、次のパラメータに従って
スロット形フレームストリップ５０を設計することによ
り最高になる。 一定寸法のスロット部分の長さ（Ｌ）≧収斂する入口部
分の長さ（ｌ（エル）） 単なる例示に過ぎないが、一般的なスロット形セラミッ
クバーナのフレームストリップは次のような寸法を有す
る。 Ｌ＝１０mm Ｗ＝４ mm Ｐ＝５ mm ｗ＝0.5 mm ｌ＝５ mm 本件出願人の研究結果によれば、予混合燃焼が常時共鳴
ノイズを発生する包囲体及び燃焼条件の下で、２０個の
スロット６６（各スロット６６は壁５２と壁５４との間
に４０mmの寸法を有している）と近接して配置された多
孔質プレートとを備えた上記バーナを用いた構造は、１
〜5.5 kWの範囲でのあらゆる熱入力で共鳴ノイズを消滅
させる。
スロット形フレームストリップ５０を設計することによ
り最高になる。 一定寸法のスロット部分の長さ（Ｌ）≧収斂する入口部
分の長さ（ｌ（エル）） 単なる例示に過ぎないが、一般的なスロット形セラミッ
クバーナのフレームストリップは次のような寸法を有す
る。 Ｌ＝１０mm Ｗ＝４ mm Ｐ＝５ mm ｗ＝0.5 mm ｌ＝５ mm 本件出願人の研究結果によれば、予混合燃焼が常時共鳴
ノイズを発生する包囲体及び燃焼条件の下で、２０個の
スロット６６（各スロット６６は壁５２と壁５４との間
に４０mmの寸法を有している）と近接して配置された多
孔質プレートとを備えた上記バーナを用いた構造は、１
〜5.5 kWの範囲でのあらゆる熱入力で共鳴ノイズを消滅
させる。
【００１２】以上、本発明の特定の実施例について説明
したが、種々の変更及び改良を施すことができる。例え
ば、拡開する出口部分８８を省略して、図１及び図２に
示す如き各スロット６６の下端部が、一定寸法のスロッ
ト部分８６の下端部８６ａで終端するように構成でき
る。また、収斂する入口部分８４を直線状又は平坦な側
面７１を備えたテーパ状壁７０の間に形成する必要はな
く、図４に破線１００で図式的に示すような凸状の楕円
形側面を有するテーパ状壁を用いて、収斂角度に変化を
もたせることもできる。
したが、種々の変更及び改良を施すことができる。例え
ば、拡開する出口部分８８を省略して、図１及び図２に
示す如き各スロット６６の下端部が、一定寸法のスロッ
ト部分８６の下端部８６ａで終端するように構成でき
る。また、収斂する入口部分８４を直線状又は平坦な側
面７１を備えたテーパ状壁７０の間に形成する必要はな
く、図４に破線１００で図式的に示すような凸状の楕円
形側面を有するテーパ状壁を用いて、収斂角度に変化を
もたせることもできる。
【図１】本発明によるバーナの一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うバーナの断面図であ
る。
る。
【図３】図２の矢印Ａの方向から見たバーナの部分底面
図である。
図である。
【図４】図２に示すスロット形壁の拡大断面図である。
【図５】１つの長いスロットを形成する２つのチャンバ
壁部分を部分的に示す斜視図である。
壁部分を部分的に示す斜視図である。
１ 完全予混合形ガス燃焼バーナ ２ プレナムチャンバ（上方チャンバ） ２６ 支持部材 ３６ 固定ピン ４０ 燃料ガス／空気分散プレート（多孔質プレート） ４３ 開口 ４６ 入口 ５０ フレームストリップ ６０ 凹部 ６４ 壁（隔壁） ６６ スロット ６８ 凹部 ７０ 上方テーパ部分（上方のテーパ状壁部分） ７１ 平坦な側面 ７２ 下方部分 ７３ 平坦な側面 ７４ 中間部分 ７６ 側面 ７８ 側面 ８０ キャビティ（中空部） ８４ 入口部分 ８６ 一定寸法の直線状部分 ８８ 出口部分 ９０ クロス放電経路 １００ 凸楕円状側面
Claims (11)
- 【請求項１】 燃料と空気との予混合気を受け入れるチ
ャンバを備え、該チャンバの壁には該壁を貫通する複数
の細長いスロットが設けられており、各スロットが、実
質的に一定の寸法部分に通じる端部に収斂する入口部分
を備えている燃料燃焼バーナにおいて、チャンバの壁に
沿うスロットのピッチをＰ、各スロットの幅をＷ、一定
の寸法部分の長さをＬとすると、Ｌ／Ｗ≧１０及びＰ／
Ｗ≧２であることを特徴とする燃料燃焼バーナ。 - 【請求項２】 前記入口部分の長さがｌ（エル）であ
り、Ｌ≧１であることを特徴とする請求項１に記載の燃
料燃焼バーナ。 - 【請求項３】 前記スロットの入口部分の上流側には、
ガス／空気混合気を均一に且つ弱い乱流強さでスロット
に分散させる分散手段が設けられていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項４】 前記スロットの入口部分の上流側には、
高い音響インピーダンスのバッフル手段が配置されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項５】 前記バッフル手段が、該バッフル手段の
下流側と入口部分との間の空間の体積を最小にして共鳴
燃焼ノイズの発生に対するバーナの抵抗を増大させるよ
うに、スロットの入口部分に近接して配置されているこ
とを特徴とする請求項４に記載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項６】 多孔質プレートに前記分散手段及びバッ
フル手段の双方の機能をもたせることを特徴とする請求
項３、４又は５のいずれか１項に記載の燃料燃焼バー
ナ。 - 【請求項７】 前記収斂する各入口部分が変化する収斂
角度を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１項に記載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項８】 前記収斂する入口部分の各側壁が凸状楕
円形の曲率を有していることを特徴とする請求項７に記
載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項９】 前記スロットの各側の壁部分には、バー
ナを横切るクロス放電経路として機能する整列した凹部
が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項に記載の燃料燃焼バーナ。 - 【請求項１０】 前記スロットの各側の壁部分内には中
空部又はキャビティが設けられていることを特徴とする
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の燃料燃焼バー
ナ。 - 【請求項１１】 前記各スロットが、前記入口部分から
遠い側の一定寸法部分の端部から拡開する出口部分を有
していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか
１項に記載の燃料燃焼バーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9217539:7 | 1992-08-18 | ||
| GB9217539A GB2269892B (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Fuel fired burners |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159624A JPH06159624A (ja) | 1994-06-07 |
| JP2705022B2 true JP2705022B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=10720541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203085A Expired - Lifetime JP2705022B2 (ja) | 1992-08-18 | 1993-08-17 | 燃料燃焼バーナ |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5525056A (ja) |
| EP (1) | EP0583961B1 (ja) |
| JP (1) | JP2705022B2 (ja) |
| KR (1) | KR0122743B1 (ja) |
| AT (1) | ATE146269T1 (ja) |
| AU (1) | AU652895B2 (ja) |
| CA (1) | CA2104157C (ja) |
| DE (1) | DE69306502T2 (ja) |
| GB (1) | GB2269892B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2290608B (en) * | 1994-06-16 | 1998-02-11 | British Gas Plc | Fuel fired burners |
| US5915956A (en) * | 1996-03-18 | 1999-06-29 | Kwiatek; David J. | Gaseous fuel burner with reduced velocity flame generating ports |
| US5878740A (en) * | 1996-10-28 | 1999-03-09 | Carrier Corporation | Noise reducing device for combustion driven heating apparatus |
| KR100476872B1 (ko) * | 1997-09-26 | 2005-07-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체식각설비의상측전극판 |
| DE19901145A1 (de) * | 1999-01-14 | 2000-07-20 | Krieger Gmbh & Co Kg | Als Flächenstrahler ausgebildeter Infrarot-Strahler |
| US7635264B2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-12-22 | 3M Innovative Properties Company | Attenuating combustion noise of premixed flames |
| US20110165527A1 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | General Electric Company | Method and Apparatus of Combustor Dynamics Mitigation |
| US9127837B2 (en) * | 2010-06-22 | 2015-09-08 | Carrier Corporation | Low pressure drop, low NOx, induced draft gas heaters |
| JP2016145550A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 愛三工業株式会社 | 燃料供給装置及び燃料供給ユニット |
| US10520187B2 (en) * | 2017-07-06 | 2019-12-31 | Praxair Technology, Inc. | Burner with baffle |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2480658A (en) * | 1944-02-17 | 1949-08-30 | Lawson Mfg Company | Gravity-fed gas burner |
| US3277948A (en) * | 1960-09-09 | 1966-10-11 | Thermal Engineering Corp | Radiant burner utilizing flame quenching phenomena |
| FR1283179A (fr) * | 1960-09-27 | 1962-02-02 | Antargaz | Plaques rayonnantes pour brûleurs |
| DE1126858B (de) * | 1960-10-05 | 1962-04-05 | Basf Ag | Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch unvollstaendige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen |
| US3245458A (en) * | 1962-12-11 | 1966-04-12 | Hupp Corp | Radiant gas burner |
| US3302689A (en) * | 1965-02-11 | 1967-02-07 | William C Milligan | Catalytically active radiant tile |
| GB1120491A (en) * | 1966-01-08 | 1968-07-17 | Gni I Pi Neftyanogo Mashino St | Flameless panel burner |
| NL6901349A (ja) * | 1968-01-30 | 1969-08-01 | ||
| CA924233A (en) * | 1969-12-12 | 1973-04-10 | Walter D. Teague, Jr. | Infrared burner and apparatus for producing same |
| JPS609207B2 (ja) * | 1979-03-07 | 1985-03-08 | 株式会社日立製作所 | 予混合式燃焼器 |
| JPS6166901A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-05 | バルナウルスコエ オピトウノ−コンストルクトルスコエ ビユロ アブトマテイキ ナウチノ−プロイズボドストベンノゴ オビエデイネニア “ヒマブトマテイカ” | 線径測定装置 |
| GB2176588B (en) * | 1985-06-13 | 1989-02-08 | British Gas Plc | Fuel fired burner |
| EP0250668B1 (en) * | 1986-07-01 | 1991-04-17 | British Gas Corporation | Fuel-fired burner |
| GB8723755D0 (en) * | 1987-10-09 | 1987-11-11 | Valor Heating Ltd | Gas burners |
| JPH0637968B2 (ja) * | 1988-06-02 | 1994-05-18 | 松下電器産業株式会社 | バーナ |
| JPH02143003A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯器 |
| GB2226398B (en) * | 1988-12-23 | 1992-09-09 | Valor Heating Ltd | Improvements relating to the construction of ceramic plaque burners |
| US5249953A (en) * | 1989-06-16 | 1993-10-05 | Hercules Canada, Inc. | Gas distributing and infrared radiating block assembly |
-
1992
- 1992-08-18 GB GB9217539A patent/GB2269892B/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-13 EP EP93306419A patent/EP0583961B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-13 DE DE69306502T patent/DE69306502T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-13 AT AT93306419T patent/ATE146269T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-08-16 AU AU44671/93A patent/AU652895B2/en not_active Ceased
- 1993-08-16 CA CA002104157A patent/CA2104157C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-17 JP JP5203085A patent/JP2705022B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-18 US US08/107,996 patent/US5525056A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-18 KR KR1019930015967A patent/KR0122743B1/ko not_active IP Right Cessation
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| CA2104157C (en) | 1996-12-10 |
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| US5525056A (en) | 1996-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |