JP4145188B2

JP4145188B2 - オイルバーナ

Info

Publication number: JP4145188B2
Application number: JP2003115217A
Authority: JP
Inventors: 正敏片山; 伸章林本; 光俊渡辺
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004317092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水ボイラの燃焼室に設置して好適な油圧噴霧式短炎オイルバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火炎制御が困難ではあるものの、安価な液体燃料を用いるためコストが低く抑えられる油圧噴霧式のオイルバーナがボイラに多用されている。この種従来のオイルバーナ１０１は、図５（ａ）に示されるように、燃焼筒１０２と、この燃焼筒１０２の上流側に設けられ、その燃焼筒１０２内に燃焼用空気を供給する風箱１０３を備えており、前記燃焼筒１０２の内部には、燃料供給管１０４を介して供給される液体燃料を下流側に向け噴霧する噴霧ノズル１０５がその燃焼筒１０２と同軸心に配され、この噴霧ノズル１０５の近傍には、燃焼筒１０２の下流側にて保炎循環流を発生させて火炎を保持する保炎板１０６が設けられている。さらに、図示は省略するが、前記噴霧ノズル１０５と保炎板１０６との間には点火装置が配されている。そして、前記噴霧ノズル１０５から噴霧される液体燃料は、図示されないブロワから供給され、風箱１０３および燃焼筒１０２を通過する燃焼用空気と互いに混合し、燃焼室内で火炎を発して燃焼する。
【０００３】
しかし、一般にこの種のオイルバーナ１０１は、燃焼筒１０２から発生する火炎が燃焼室の炉壁に直接接触することにより、未燃状態の油分が凝結して炉壁に付着するという問題点を有している。そのため、ボイラを小型化する場合には、燃焼室の小型化を図ると同時に、バーナから発生する火炎の短炎化を図って、その火炎が炉壁に接触するのを防止する必要がある。
【０００４】
そこで、図５（ｂ）（ｃ）に示されるように、燃焼筒１０２の先端部に、断面末広がりで、かつ円形の出口開口部１１０ａを絞った形状のフレームファンネル１１０を取り付けた短炎オイルバーナ１０１Ａが実用化されている。この短炎オイルバーナ１０１Ａによれば、フレームファンネル１１０の出口開口部１１０ａの下流側に発生した負圧領域部分に強い循環流が発生し火炎の奥行方向の短炎化が可能となる。なお、火炎のボリュームの減少は出口開口部１１０ａの圧力損失に比例する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては、複数台のボイラを並列に配置し負荷に応じて各々のボイラを作動させて、負荷変動に対応するという方法が多用されているが、このような方法を採用する場合、個々のボイラおよび燃焼室をスリム化して設置面積を節約するのが望ましい。しかしながら、前記従来の短炎オイルバーナ１０１Ａにおいては、出口開口部１１０ａが円形であるために、火炎の軸方向に垂直な断面形状が円形形状となり、燃焼室を幅方向および高さ方向に縮める場合に、火炎の半径方向の広がりによって炉壁幅が規定されてしまう。このため、前記短炎オイルバーナ１０１Ａは、スリム化された燃焼室での使用に適していないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、火炎の奥行方向への短炎化を図ると同時に、スリム型の燃焼室あるいは、背の低い燃焼室等に応じた火炎を発生させることができて、それら燃焼室への設置に好適なオイルバーナを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるオイルバーナは、
燃焼用空気の供給を受ける燃焼筒と、この燃焼筒の内部に配される燃料噴霧ノズルと、この燃料噴霧ノズルの先端近傍に配される保炎板と、前記燃焼筒の下流側に配されるフレームファンネルを備えるオイルバーナにおいて、
前記フレームファンネルを、断面末広がりで先端が絞られた形状に形成するとともに、このフレームファンネルの出口開口部の形状を、長軸と短軸とを有する細長形状に形成し、前記フレームファンネルの出口開口部の短軸方向の両側であってその出口開口部の内周縁よりもやや外側位置に、互いに対向するように一対のガイドプレートを設けるとともに、このガイドプレートの基端部中央部にスリットを設けることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、燃焼筒の下流側にフレームファンネルが配されているため、火炎の奥行を短くすることができる。加えて、本発明によれば、前記フレームファンネルの出口開口部の形状が細長形状とされているので、火炎の軸方向に直交する方向の断面形状が細長形状となる。このため、出口開口部の長軸と短軸の向きおよび長軸・短軸の比率（アスペクト比）を適切に調整することによって、燃焼室の形状に対応した火炎を発生させることができることになり、燃焼室の幅方向寸法もしくは高さ方向寸法を短くすることができる。
【０００９】
また、本発明によれば、前記出口開口部の短軸方向の両側に設けられた一対のガイドプレートによって、火炎が、前記出口開口部の短軸方向に流動するのを制限することができるので、火炎の軸方向に直交する方向の断面形状を、より細長い楕円形状にすることができる。
【００１０】
さらに、前記ガイドプレートが、前記出口開口部の内周縁よりもやや外側位置に配されているので、出口開口部から排出される液体燃料の直接の接触を避けることができる。また、ガイドプレートの基端部中央部に設けられたスリットから、燃焼に伴ない発生する燃焼ガスを両ガイドプレートの対向面間に還流させることができ、それによって、燃焼状態を緩慢化させＮＯｘの発生を抑制することができる。加えて、このように燃焼ガスを還流させることで、空気の淀みが生じ易いガイドプレートの基端部内面側に燃焼ガスを流動させることができるので、そのような淀みが発生するのを防止することができる。勿論、空気の淀みが生じることに起因する煤等の発生も防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記出口開口部は、楕円形状に形成されるのが好ましい。こうすることによって、正面視で楕円断面形状の火炎を発生させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるオイルバーナの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態に係るオイルバーナの上面視断面図（ａ）、側面視断面図（ｂ）および正面図（ｃ）がそれぞれ示されており、図２には、フレームファンネルの上面視断面図（ａ）、側面視断面図（ｂ）、正面図（ｃ）ならびにスリットを持たないガイドプレートを取り付けたフレームファンネルの上面視断面図（ｄ）および側面視断面図（ｅ）がそれぞれ示されている。なお、本実施形態に係るオイルバーナは、幅方向が高さ方向よりも短尺にされたスリム型のボイラの燃焼室内に設置される。
【００１４】
本実施形態に係るオイルバーナ１Ａは、図１に示されるように、燃焼筒２と、この燃焼筒２の上流側に設けられるとともに燃焼用空気を均一化してその燃焼筒２内に供給する風箱３を備え、前記燃焼筒２の先端部に、火炎の奥行方向の短炎化を図るためのフレームファンネル４が取り付けられて構成されている。また、前記燃焼筒２内部には、燃料供給管５を介して供給される液体燃料（例えば灯油、Ａ重油等）を下流側に向けて噴霧する噴霧ノズル６が設けられており、この噴霧ノズル６の近傍位置には、燃焼室内に保炎循環流を発生させて火炎を保持する保炎板７が配されている。この保炎板７の中央部には、図２（ｃ）に示されるように、噴霧ノズル６から噴霧される液体燃料を下流側に通過させるための小孔７ａが設けられており、この小孔７ａの外周部には、燃焼用空気を通過させるための複数個のスリット７ｂが放射状に配されている。また、前記噴霧ノズル６と保炎板７との間には、図示されない点火装置が配されている。
【００１５】
一方、前記フレームファンネル４は、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、断面末広がりに形成されるとともに先端部が絞られた形状とされ、その先端中央部には、楕円形状の出口開口部４ａが、その長軸方向が燃焼室の上下方向に対応し、短軸方向が幅方向に対応するように設けられている。なお、本実施形態におけるオイルバーナ１の出口開口部４ａの開口面積が、従来の短炎オイルバーナ１０１Ａの出口開口部１１０ａの開口面積と同一にされた場合、前記出口開口部４ａの圧力損失および燃焼室内に発生する火炎の体積は、従来のものと同一となる。
【００１６】
また、前記フレームファンネル４の出口開口部４ａの短軸方向の両側で、かつその出口開口部４ａの内縁部よりもやや外周位置には、左右一対のガイドプレート１１ａ、１１ｂが、前記出口開口部４ａを挟んで互いに対向するように取り付けられている。これらガイドプレート１１ａ、１１ｂの上下両端部は、剛性を増すために内側に向けて屈曲されており、それら各ガイドプレート１１ａ、１１ｂの基端部中央部には、燃焼ガスをガイドプレート１１ａ、１１ｂの対向面間に還流させるためのスリット１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられている（図２（ａ）、（ｂ）参照）。
【００１７】
このように構成されるオイルバーナ１Ａによれば、噴霧ノズル６から噴霧され保炎板７の小孔７ａを通ってフレームファンネル４内に供給された液体燃料は、その保炎板７のスリット７ｂを通ってフレームファンネル４内に供給される燃焼用空気と互いに混合し、フレームファンネル４内で、その中央部を迂回するように流動して（図２（ａ）参照。）、前記出口開口部４ａから燃焼室内に排出され、火炎を発して燃焼する。ここで、前記フレームファンネル４の前記出口開口部４ａは絞った形状にされているため、燃焼室内のフレームファンネル４の出口開口部４ａの下流側近傍位置に強い循環流が発生し、それによって火炎の奥行方向が短炎化される。
【００１８】
本実施形態によれば、フレームファンネル４に設けられる楕円形状の出口開口部４ａによって、火炎の燃焼室の幅方向への広がりが制限されているため、燃焼室内で発生する火炎の軸方向に直交する方向の断面形状を、従来よりも幅方向が狭く、上下方向に広がった、縦長楕円形状にすることができる。したがって、幅方向を狭くしたスリム型の燃焼室への設置に好適である（但し、燃焼室の高さを従来の燃焼室よりも高くする必要がある。）。
【００１９】
また、出口開口部４ａの短軸方向の両側に取り付けられたガイドプレート１１ａ、１１ｂによって、燃焼室の幅方向への火炎の広がりがより制限されるため、幅方向により狭められ、上下方向により広げられた火炎を発生させることができる（図１（ｃ）参照。）。したがって、このオイルバーナ１Ａは横幅がより狭められた燃焼室で使用することができる。
【００２０】
なお、前記出口開口部４ａの内周縁から離れた位置に、ガイドプレート１１ａ、１１ｂを設置した場合、それら各ガイドプレート１１ａ、１１ｂの基端部内方に空気の流れがほとんどない淀み領域ｂが発生し、煤等の発生要因になる場合がある（図２（ｄ）（ｅ）参照）。しかしながら、本実施形態においては、燃焼により生じる燃焼ガスを、前記各スリット１２ａ、１２ｂを介して両ガイドプレート１１ａ、１１ｂの対向面間に還流させるように構成されているため、そのような空気の淀みを吹き飛ばすことができ、煤等が発生するのを防止することができる。加えて、燃焼ガスを還流させるため、燃焼状態を緩慢化してＮＯｘの発生を抑制することもできる。
【００２１】
本実施形態においては、出口開口部４ａの内周部から外周方向にやや離れた位置にガイドプレート１１ａ、１１ｂを設けるようにしたが、出口開口部４ａの短軸側の内周縁形状に沿うように形成したガイドプレート１１ａ'、１１ｂ'を、その出口開口部４ａの短軸側の内周縁に取り付けるようにしても良い（図３参照）。こうした場合であっても火炎の幅方向を狭めることができる。
【００２２】
本実施形態においては、縦長楕円形状の出口開口部４ａを有するオイルバーナ１Ａについて説明したが、例えば、両側部が直線状の扁平楕円形状の出口開口部４ａ'を設けても良く（図４（ａ）参照。）、あるいは長方形型の出口開口部４ａ"を設けるようにしても良い（図４（ｂ）参照。）。こうした場合であっても、軸に直交する方向の断面形状が縦長・幅狭となる火炎を発生させることができ、スリム型の燃焼室内での使用に適合させることができる。また、これら出口開口部４ａ'、４ａ"の短軸方向の両側にガイドプレートを取り付けるようにすれば、前述と同様に火炎の幅方向を一層狭めることができる。
【００２３】
本実施形態においては、スリム型のボイラの燃焼室に適合させるために、縦長の楕円形状の火炎を発生させる場合について説明したが、出口開口部４ａの向き、短軸・長軸の比率を適切に調整することで、火炎の形状を変化させて、燃焼室の形状に対応させることができる。例を挙げると、背の低い燃焼室に設置する場合には、出口開口部４ａの長軸方向が燃焼室の幅方向に対応するようにオイルバーナ１を設置すると良い。こうすることで、背の低い燃焼室の形状に対応したオイルバーナとすることができ、このオイルバーナによって軸方向に直交する方向の断面形状が横長楕円形状の火炎を発生させることができる。また、前記第１の実施形態のものよりも更に幅方向をスリム化し、背を高くした燃焼室に設置する場合には、出口開口部４ａの長軸方向を長くし、短軸方向を短くすると良い。こうすることによって、火炎の幅方向をよりスリム化することができ、火炎が炉壁に接触するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るオイルバーナの上面視断面図（ａ）および側面視断面図（ｂ）ならびに正面図（ｃ）である。
【図２】図２は、フレームファンネルの上面視断面図（ａ）、側面視断面図（ｂ）、正面図（ｃ）ならびにスリットを持たないガードプレートを取り付けたフレームファンネルの上面視断面図（ｄ）および側面視断面図（ｅ）である。
【図３】図３は、別形状のバーナプレートが設けられた際のフレームファンネルの上面視断面図（ａ）および側面視断面図ならびに正面図（ｂ）である。
【図４】図４は、扁平楕円径の出口開口部が設けられるフレームファンネルの正面図（ａ）ならびに、長方径の出口開口部が設けられるフレームファンネルの正面図（ｂ）である。
【図５】図５は、従来のオイルバーナの側面視断面図（ａ）および、従来の短炎オイルバーナの側面視断面図（ｂ）ならびに正面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１Ａオイルバーナ
２燃焼筒
３風箱
４フレームファンネル
４ａ、４ａ'、４ａ" 出口開口部
５燃料供給管
６噴霧ノズル
７保炎板
１１ａ、１１ｂ、１１ａ'、１１ｂ' ガイドプレート
１２ａ、１２ｂスリット

Claims

燃焼用空気の供給を受ける燃焼筒と、この燃焼筒の内部に配される燃料噴霧ノズルと、この燃料噴霧ノズルの先端近傍に配される保炎板と、前記燃焼筒の下流側に配されるフレームファンネルを備えるオイルバーナにおいて、
前記フレームファンネルを、断面末広がりで先端が絞られた形状に形成するとともに、このフレームファンネルの出口開口部の形状を、長軸と短軸とを有する細長形状に形成し、前記フレームファンネルの出口開口部の短軸方向の両側であってその出口開口部の内周縁よりもやや外側位置に、互いに対向するように一対のガイドプレートを設けるとともに、このガイドプレートの基端部中央部にスリットを設けることを特徴とするオイルバーナ。
前記出口開口部は、楕円形状に形成される請求項１に記載のオイルバーナ。