JP4646843B2 - リテンションバーナ - Google Patents

Description

本発明は、燃料と空気との混合ガスが先端側に向けて流動する状態で供給される直筒状のバーナ本体部の先端部に、中央部に主噴出孔を備え且つ中央側ほど先端側に突出する傾斜状の噴出孔形成部が、前記バーナ本体部の先端部を閉じる状態で設けられ、前記噴出孔形成部材の外方に位置し且つ前記噴出孔形成部よりも先端側に突出する筒状の保護部が、前記バーナ本体部の先端部に連なる状態で設けられ、前記噴出孔形成部に、保炎形成用孔が形成されたリテンションバーナに関する。

かかるリテンションバーナは、主噴出孔から噴出される混合ガスを燃焼させることにより形成される主炎を、保炎形成用孔から噴出される混合ガスを燃焼させて形成される保炎の保炎作用により燃焼させるようにするものであり、そして、噴出孔形成部の外方に位置し且つ噴出孔形成部の先端よりも先端側に突出する筒状の保護部を設けることによって、保炎の安定燃焼化を図ること等により、主噴出孔から噴出される混合ガスを的確に保炎して、主噴出孔から噴出される混合ガスが多いときでも主炎のリフトを抑制した安定した燃焼を行わせることができるものであり、結果的に、ターンダウン比を大きくすることが可能となるものである。
そして、このようなリテンションバーナにおいて、従来では、保炎形成用孔が、それから噴出される混合ガスを保護部における基端と先端との間に位置する中央部に向けて噴出するように形成されていた（例えば、非特許文献１参照。）。

辻正一著、「燃焼機器工学」、第６版、日刊工業新聞社、 昭和５０年３月、ｐ．１９３

リテンションバーナにおいては、主噴出孔から噴出される混合ガスの量を一層増大させて、一層の高負荷燃焼を行わせることが望まれるものとなるが、上記従来のリテンションバーナにおいては、保炎による主炎に対する保炎作用が不十分なため、一層の高負荷燃焼を行わせることができないものであった。
説明を加えると、上記従来のリテンションバーナでは、保炎形成用孔が、それから噴出される混合ガスを保護部における基端と先端との間に位置する中央部に向けて噴出するように形成されているため、保炎がその全体又は略全体を保護部内面に接触するように形成されるものとなる、換言すれば、保炎が保護部の先端よりも基端側に位置する状態で燃焼するものとなる、あるいは、保護部の先端より前方に突出するもその突出量が少ない状態で燃焼するものとなる。このため、保炎による保炎範囲が、保護部の先端又はその近くの範囲までとなるため、主噴出孔から噴出される混合ガスの量を一層増大させたときには、保炎の保炎範囲が不十分となって、リフトを抑制しながら安定した燃焼を行わせることができないものであった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、主噴出孔から噴出される混合ガスの量を一層増大させて、一層の高負荷燃焼を行わせることができるリテンションバーナを提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明にかかるリテンションバーナの第１特徴構成は、燃料と空気との混合ガスが先端側に向けて流動する状態で供給される直筒状のバーナ本体部
の先端部に、中央部に主噴出孔を備え且つ中央側ほど先端側に突出する傾斜状の噴出孔形成部が、前記バーナ本体部の先端部を閉じる状態で設けられ、前記噴出孔形成部の外方に位置し且つ前記噴出孔形成部よりも先端側に突出する筒状の保護部が、前記バーナ本体部の先端部に連なる状態で設けられ、前記噴出孔形成部に、保炎形成用孔が形成されたリテンションバーナにおいて、
前記保炎形成用孔が、それから噴出される混合ガスを燃焼させることにより形成される保炎が前記保護部に接触しかつその保護部よりも前方に伸びる状態となるように、混合ガスを前記噴出孔形成部の厚さ方向に沿って前記保護部の先端縁部に向けて噴出させるように形成されている点にある。

すなわち、保炎形成用孔から噴出される混合ガスを保護部における先端縁部に向けて噴出させることにより、保炎が保護部に接触し且つ保護部より大きく前方に伸びる状態に形成されるものとなる。このような保炎は、保護部に接触することにより安定して燃焼するものでありながらも、保護部よりも前方に伸びる状態で燃焼するため、その保炎範囲が保護部の前方側に大きく広がるものとなる。このように、保炎による保炎範囲が保護部の前方側に大きく広がるものとなるから、主噴出孔から噴出される混合ガスの量を一層増大させて、一層の高負荷燃焼を行わせるようにしても、保炎にて主炎を的確に保炎作用することにより、主炎のリフトを抑制した安定した燃焼を行わせることができるものとなる。
したがって、主噴出孔から噴出される混合ガスの量を一層増大させて、一層の高負荷燃焼を行わせることができるリテンションバーナを提供するに至った。

本発明にかかるリテンションバーナの第２特徴構成は、第１特徴構成において、前記保炎形成用孔が、前記噴出孔形成部における基端と主噴出孔側先端との間の径方向の中央部に形成されている点にある。

すなわち、保炎形成用孔を噴出孔形成部における基端と主噴出孔側先端との間の径方向の中央部に形成することによって、保護部並びに主噴出孔から保炎形成用孔を離間させることができるものとなる。そして、保炎用形成孔を主噴出孔から離間させることにより、保炎に対する主噴出孔を通過する混合ガスの誘引の影響を抑えることができ、また、保炎用形成孔を保護部から離間させることによって、保炎が保護部に不必要に大きく保護部に接触する状態で燃焼して、保炎が保護部の前方に伸びないようになることを抑制して、保護部の前方に十分に大きく伸びる保炎を的確に形成できるものとなる。
したがって、主噴出孔を通過する混合ガスの誘引の影響を抑えながら保護部の前方に十分に大きく伸びる保炎を形成して、一層良好に燃焼させることができるリテンションバーナを提供することができるに至った。

本発明にかかるリテンションバーナの第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成において、前記保護部が、その基端と前記噴出孔形成部の基端との間に径方向の間隔を形成する形態で前記バーナ本体部の先端部に設けられている点にある。

すなわち、保護部の基端と噴出孔形成部の基端との間に径方向の間隔があるから、保炎用形成孔と保護部とを径方向に大きく離間させることができるものとなる。このように保炎用形成孔と保護部とを径方向に大きく離間させることができるものとなるため、保炎が保護部に不必要に大きく保護部に接触する状態で燃焼して、保炎が保護部の前方に伸びないようになることを抑制して、保護部の前方に十分に大きく伸びる保炎を的確に形成できるものとなり、しかも、保炎形成用孔から噴出される混合ガスを前記保護部の先端縁部に向けて噴出させるようにする形態を維持しながらも、保護部を噴出孔形成部よりも先端側に突出させる量を大きくして、保護部による保護作用を強めるようにすることが可能となるのである。
つまり、保護部の基端と噴出孔形成部の基端とが接触する形態にすると、保護部と噴出孔形成部に形成される保炎形成用孔とが近づいて、保炎が保護部に接触する状態で燃焼して、保護部の前方に伸びない状態で燃焼するものとなる不利や、混合ガスを主噴出孔側に適切に案内できるように噴出孔形成部を傾けて設けた際に、保炎形成用孔から噴出される混合ガスを前記保護部の先端縁部に向けて噴出させるようにする形態を維持しようとうすると、保護部を噴出孔形成部よりも先端側に十分に突出させることができないものとなって、保護部による保護作用が不十分になる不利を招く虞があるが、保護部の基端と噴出孔形成部の基端との間に径方向の間隔を設けることのより、保護部の保護作用を十分に確保しながら、大きな保炎範囲のある保炎を的確に形成することができるものとなるのである。
従って、保護部の保護作用を十分に確保しながら、大きな保炎範囲のある保炎を的確に形成することができるリテンションバーナを提供することができるに至った。

本発明にかかるリテンションバーナの第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれか１つにおいて、前記噴出孔形成部が、径方向に対して３０〜６０度傾ける形態で前記バーナ本体部の先端部に設けられている点にある。

すなわち、径方向に対して３０〜６０度傾けた噴出孔形成部にて混合ガスを主噴出孔側に向けて案内することによって、主噴出孔から噴出する混合ガスの乱れを抑制して、この混合ガスの燃焼により形成される主炎を安定して燃焼させることができるものとなり、また、噴出孔形成部が径方向に対して３０〜６０度傾けられているので、保炎形成用孔を、それから噴出される混合ガスを前記保護部の先端縁部に向けて噴出させるように形成した際に、その保炎形成用孔から混合ガスを噴出することにより、その保炎形成用孔部の周囲であって噴出孔形成部の表面近くに生成される負圧を適正な状態に生成して、保炎を噴出孔形成部から適正に伸びる状態で安定して燃焼させることができるものとなる。
したがって、主炎及び保炎の安定した燃焼を促進することが可能となるリテンションバーナを提供することができるに至った。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、リテンションバーナ１は、都市ガス１３Ａ等の燃料と空気とを混合させるガス混合部２と、この燃料と空気とを混合させた混合ガスを噴出するガス噴出部３とを備えて構成されている。

そして、ガス混合部２は、混合ガスが先端側に向けて流動する状態で供給されるバーナ本体部５の基端部に、燃料を通流させる燃料供給用筒６と空気を通流させる空気供給用筒７とが接続されている。
説明を加えると、バーナ本体部５には、その長手方向中間部に先端側ほど小径に形成された絞り部分５ａが形成され、その絞り部分５ａより基端側が絞り部分５ａより大径に形成された大径部分５ｂに形成されている。燃料供給用筒６は、その先端部が先端側ほど小径となる先細り状に形成されて先端部が絞り部分５ａ内に位置するようにバーナ本体部５の基端側から長手方向に沿う状態で接続され、また、空気供給用筒７は、バーナ本体部５における大径部分５ｂに径方向から接続されている。

図２に示すように、ガス噴出部３は、バーナ本体部５の先端部に、中央部に主噴出孔９を備え且つ中央側ほど先端側に突出する傾斜状の噴出孔形成部１０を、前記バーナ本体部５の先端部を閉じる状態で設け、前記噴出孔形成部１０の外方に位置し且つ前記噴出孔形成部１０よりも先端側に突出する筒状の保護部１２ａを、前記バーナ本体部５の先端部に連なる状態で設けて構成されている。

前記噴出孔形成部１０は、先端側ほど小径に形成された先細り状となる円錐形状とすることによって、上記したように中央側ほど先端側に突出する傾斜状に形成されており、噴出孔形成部１０は、その基端がバーナ本体部５の先端部に連結された状態でバーナ本体部５と一体形成されている。そして、噴出孔形成部１０の基端は、バーナ本体部５の外径より小さく形成されており、バーナ本体部５の先端に径方向に平坦な先端面５ｃが形成されている。
また、図３に示すように、噴出孔形成部１０には、先端となる中央部に主噴出孔９が１つ形成されており、この主噴出孔９は、バーナ本体部５の先端の内径より小さく形成されている。そして、前記噴出孔形成部１０における基端と主噴出孔側先端との間の径方向の中央部に主噴出孔９より小さな保炎形成用孔１１が周方向に沿って複数形成されている。

図２に示すように、前記噴出孔形成部１０は、基端部となる外周縁部より中心部が先端側に位置するように径方向に対して４５度傾ける形態で前記バーナ本体部５の先端部に設けられており、その中央部に形成された主噴出孔９から噴出する混合ガスを、噴出孔形成部１０によって径方向中心側に収束するように案内して主噴出孔９から噴出させるように構成されている。
また、噴出孔形成部１０に形成される保炎形成用孔１１は、下流側端部より上流側端部が先端側に位置するように径方向に対して４５度傾けるべく、噴出孔形成部１０の厚み方向に沿って形成されており、その保炎形成用孔１１から噴出する混合ガスは、先端側外方に向けて噴出するように構成されている。

バーナ本体部５の先端部には、噴出孔形成部１０より先端側に突出する状態に筒状の保護筒１２が接続されており、この保護筒１２は、基端側端部の内面に雌ネジ部が形成されており、バーナ本体部５の先端側端部の外面に形成された雄ネジ部に螺合させて、バーナ本体部５の先端に外嵌するように構成されている。
また、保護筒１２は、雌ネジ部を形成した基端側端部の内径に対して、その基端側端部より先端側に位置する先端部の内径が小さくなるように形成されており、先端部の基端側の面がバーナ本体部５の先端の平坦面５ｃに接当するようにして、保護筒１２の位置決めを容易にできるように構成されている。
ちなみに、保護筒１２の先端部、つまりは、保護筒１２におけるバーナ本体部５の平坦面５ｃより先端側に突出する部分にて、前記筒状の保護部１２ａが構成されている。

そして、保護部１２ａは、その基端と前記噴出孔形成部１０の基端との間に径方向の間隔を形成する形態で前記バーナ本体部５の先端部に設けられている。
つまり、保護筒１２における先端部の内径は、噴出孔形成部１０の基端の外径より大きく形成されており、これにより、保護部１２ａの基端と前記噴出孔形成部１０の基端との間に径方向の間隔が形成されている。

また、図２に示すように、保護筒１２における保護部１２ａの長さは、保炎形成用孔１１から噴出される混合ガスが保護筒１２の先端縁部に向けて噴出させる長さに設定されており、図４に示すように、保炎形成用孔１１から噴出される混合ガスを燃焼させることにより形成される保炎は、保炎が保護部に接触し且つ保護部１２ａより大きく前方に伸びる状態に形成される。

〔別実施の形態〕
（１） 上記実施の形態では、保炎形成用孔１１を、噴出孔形成部１０における基端と主噴出孔側先端との間の径方向の中央部に形成したが、保炎形成用孔１１を、噴出孔形成部１０における径方向の基端側端部に形成してもよく、保炎形成用孔１１を、噴出孔形成部１０における径方向の主噴出孔側先端側端部に形成してもよい。

（２） 上記実施の形態では、保護部１２ａを、その基端と噴出孔形成部１０の基端との間に径方向の間隔を形成する形態でバーナ本体部５の先端部に設けたが、例えば、保護部１２ａを、その基端と噴出孔形成部１０の基端とを接触させる形態でバーナ本体部５の先端部に設けてもよい。つまり、保護筒１２における先端部の内径を噴出孔形成部１０の基端の外径と同じ又は小さく形成してもよい。

（３） 上記実施の形態では、噴出孔形成部１０を、径方向に対して４５度傾ける形態でバーナ本体部５の先端部に設けたが、径方向に対して３０度傾ける又は径方向に対して６０度傾ける等、３０度〜６０度の範囲で噴出孔形成部１０の径方向に対する傾きを適宜設定してもよく、また、主炎の安定性は悪くなるが、噴出孔形成部１０を、径方向に対して３０〜６０度の範囲から外れるように例えば１５度傾ける形態でバーナ本体部５の先端部に設けてもよい。

（４） 上記実施の形態では、保炎形成用孔１１を、径方向に対して４５度傾けるように噴出孔形成部１０に厚み方向に沿って形成したが、保炎形成用孔１１を、径方向に対して３０〜６０度の傾ける形態で噴出孔形成部に形成する等、保炎形成用孔１１の径方向に対する傾きを適宜設定してもよい。
また、上記実施の形態では、保炎形成用孔１１を噴出孔形成部１０の厚み方向に形成したが、厚み方向に対して傾けた状態で形成してもよい。つまり、例えば、径方向に対して３０度傾けた状態でバーナ本体部５に連結した噴出孔形成部１０に、径方向に対して４５度傾けた状態とすべく噴出部形成部１０の厚み方向から傾けた状態に形成する等、保炎形成用孔１１を噴出孔形成部１０に厚み方向に対して傾けた状態で形成してもよい。

（５） 上記実施の形態では、噴出孔形成部１０をバーナ本体部５と一体に構成し、保護部１２ａ（保護筒１２）をバーナ本体部５と別体に構成したが、噴出孔形成部１０の基端側端部の外面に雄ネジ部を形成し、バーナ本体部５の先端側端部の内面に雌ネジ部を形成して、バーナ本体部５の先端に噴出孔形成部１０を内嵌するように、噴出孔形成部１０をバーナ本体部５と別体に構成してもよく、また、保護部１２ａの基端をバーナ本体部５の先端部に連結した状態で保護部１２ａとバーナ本体部５とを一体形成するように、保護部１２ａをバーナ本体部５と一体に構成してもよい。

（６） 上記実施の形態では、噴出孔形成部１０の全体を傾斜状としたが、基端部を径方向沿う水平状とする、又は、先端部を径方向に沿う水平状とする等、噴出孔形成部１０を部分的に傾斜状に形成されていない部分を形成してもよい。

リテンションバーナの縦断側面図 リテンションバーナのガス噴出部を示す縦断側面図 リテンションバーナの平面図 リテンションバーナのガス噴出部を示す縦断側面図

符号の説明

５ バーナ本体部
９ 主噴出孔
１０ 噴出孔形成部
１１ 保炎形成用孔
１２ａ 保護部

Claims (4)

1. 燃料と空気との混合ガスが先端側に向けて流動する状態で供給される直筒状のバーナ本体部の先端部に、中央部に主噴出孔を備え且つ中央側ほど先端側に突出する傾斜状の噴出孔形成部が、前記バーナ本体部の先端部を閉じる状態で設けられ、前記噴出孔形成部の外方に位置し且つ前記噴出孔形成部よりも先端側に突出する筒状の保護部が、前記バーナ本体部の先端部に連なる状態で設けられ、前記噴出孔形成部に、保炎形成用孔が形成されたリテンションバーナであって、
   前記保炎形成用孔が、それから噴出される混合ガスを燃焼させることにより形成される保炎が前記保護部に接触しかつその保護部よりも前方に伸びる状態となるように、混合ガスを前記噴出孔形成部の厚さ方向に沿って前記保護部の先端縁部に向けて噴出させるように形成されているリテンションバーナ。
2. 前記保炎形成用孔が、前記噴出孔形成部における基端と主噴出孔側先端との間の径方向の中央部に形成されている請求項１記載のリテンションバーナ。
3. 前記保護部が、その基端と前記噴出孔形成部の基端との間に径方向の間隔を形成する形態で前記バーナ本体部の先端部に設けられている請求項１又は２記載のリテンションバーナ。
4. 前記噴出孔形成部が、径方向に対して３０〜６０度傾ける形態で前記バーナ本体部の先端部に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載のリテンションバーナ。

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