JP7202511B2 - 内炎式バーナー - Google Patents

Description

本発明は、バーナーヘッド４とバーナーボディ１１に挟まれた円環ｅは、円錐状に形成された仕切板ｙと上方に向かって同じ傾斜に形成された上円環ｘ、下円環ｚで、構成された内炎式バーナーに関する。
本発明は、環状のバーナー本体の内周に内向きに開口する多数の炎孔を有する内炎式バーナーに関する。

従来の内炎式バーナーは、炎孔の周りに二次空気の取り入れが必要であり、炎孔と炎孔の間に二次空気の入る空間が必要であり、隣り合う炎孔はそれぞれ独立して空気の取り入れやすい様に構成されているから内炎式バーナーの内周面には炎孔の数を多くは構成できない、内炎式バーナーの直径を小径にする様な小型の内炎式バーナーでは、燃焼面積が二次空気の空間が必要な為に不足し、ガス量を多く燃焼させると、不完全燃焼を起こす、炎孔の穴径を大きくすると、逆火が発性して燃焼検査に、合格するには難しい技術がありました。

また、特許文献１及び２に示す内炎式バーナーでは、各炎孔を所定の振り角度で周方向に傾斜させ、各炎孔から噴出ガスの燃焼で生成される火炎がバーナー中央部で旋回しつつ合流して、上方に立ち上る柱状の集合火炎が形成されるものは知られている。しかし何れも炎孔の周りには二次空気の取り入れ空間が必要であり、同じ内周面では、多数の炎孔部は形成できない。

特開平４－３５３３０８号 特許第４１２９２８１号公報

従来内炎式バーナーは各炎孔からのガス噴出軸線が周方向に傾く様に各炎孔を所定の振り角で周方向に傾斜させ、火炎がバーナー中央部で旋回しつつ、上方に集合火炎が形成される様にしたものは知られている。（例えば、特許文献１参照。）また（特許文献２参照。）ガス噴出軸線との接点部分を下段、と上段で角度を変えてガスを噴出する内炎式バーナーもあるが、燃焼性を維持しつつ熱効率を向上させるためには二次空気の取入れを炎孔部の周りから多くとる必要がある。本発明は、以上のような欠点をなくす為になされたものである。

バーナーヘッド４とバーナーボディ１１と円環部ｅとよりなる内炎式バーナーにおいて、円環部ｅは上円環ｘと下円環ｚと、上下円環に挟まれた仕切板ｙとで構成され、その上下円環はそれぞれ凹溝と凸溝が交互に連続して形成されていて、更に各凹溝、各凸溝は各円環の中心線に対しての振り角の範囲が１０°から３０°で形成されている内炎式バーナーである。

上円環ｘを炎孔部トンネル２３と炎孔溝２４の中央部で屈折点２９がある事で仕切板ｙを挟んで上下二段に同一方向に噴出される様に形成された内炎式バーナーは図７の様に混合気通路１２から上円環ｘのガス流入口２７から噴出口２８へ通過して、上段炎５１と下段炎５２に分断されて、一次空気の混合で燃焼できる。火炎外周炎５３と下段内周炎５４は、ガス流入口２７より小径である噴出口２８から斜めに噴出する事で速度が増す事で外周炎と内周炎が二重の旋回が熾る事で、ガスの混合が良好になり二次空気を、取り入れやすい構造に成る。一段目二段目の上円環ｘと下円環ｚは、前記炎孔部トンネル２３と炎孔溝２４が同一方向に側壁２６を挟んで連設する為、内周部２１に対して炎孔面積は多くなりガス量を増やすことが出来る。炎が斜め上方に旋回して上段炎５１、下段炎５２は一次空気で燃焼出来るが、外周炎５３、内周炎５４はガス量が増す事で旋回が早くなり外周炎５３は外部より多くの空気を取り入れ、内周炎５４は旋回する事で、下部から空気を取り入れて燃焼することが出来る。

特許文献２の構成において定格インプット量が毎時３６５０ｋｃａｌ、でバーナー内径が１０５ｍｍ、定格インプット量が毎時１３９０ｋｃａｌ、でバーナー内径が６５ｍｍに対して、本発明はバーナー内径７０ｍｍに対して定格インプット量が毎時３２００ｋｃａｌ、燃焼させる事が出来る。従来のバーナー内周面より多く炎孔面積が形成できる。炎孔部トンネル２３と炎孔溝２４のガス通路長さは、噴出口面積に対して長く、高さも低い為、また炎孔部トンネル２３と炎孔溝２４のガス流入口２７は広く、噴出口２８は狭く形成され高さはガス流入口２７と同一である、ガス量が増せば噴出力も増し旋回速度も増す事で、リフト、バックガス、Ｃｏ２のガス燃焼試験でクリア出来た。又、噴出速度が速いから、ガスバーナーａは、高温に成らない。

図５に示すようにステンレスで上フレーム３と下フレーム８の間に円環ｅをプレス加工で構成する。ステンレスプレス内炎式バーナーを簡単に製作が出来る特徴がある。本発明は、前記したように構成してあるので内周部２１が小径でもガス噴出口の面積を多くしてガスを上下２段の炎孔部より上段炎５１と下段炎５２と火炎外周炎５３と下段内周炎５４を旋回させて外部と下部から二次空気が取り入れやすく燃焼が可能な内炎式バーナーで、小型ガス器具にも、内周部２１を小径に加工して使用が可能に成る。従来の内炎式バーナーより小型であり、大出力燃焼を可能にした。安価で，量産が可能である。

本発明の実施形態の内炎バーナーを具備するバーナー斜視図である。 本発明に係るＡ－Ａ”断面図である。 本発明に係るＢ－Ｂ”断面図である。 本発明の内炎式バーナーの上円環ｘ，下円環ｚの一部を示す部分略拡大斜視図である。 本発明の内炎式バーナーの構成を示す分解斜視図である。 本発明の内炎式バーナーの円環ｅの上円環ｘ，下円環ｚの振り角の説明図である。 本発明の内炎式バーナーの燃焼状態を説明する説明図であり火炎外周炎５３と下段内周炎５４が内部にも二重に旋回して形成される特徴を示す図。 燃焼不良が生じた第１の円環部を示す斜視図。 円環部の振り角を示す説明図。 円環部の振り角を示す説明図 図１０の一部を示す部分略拡大説明図である

図１は本発明の内炎バーナーを具備するバーナー斜視図であり図５に分解斜視図で示すとおり、バーナーヘッド４とバーナーボディ１１と、円環ｅから構成されている。上フレーム３は、ステンレスを加工して出来るガスバーナーでありガスが燃焼するのに必要なレギュレター１、と混合管２、バーナーヘッド４、上フレームトップ５、外周壁７、バーナーヘッド内周部１３は一体で構成される。上フレーム３にはガスが均等に内周部へ回る様に上フレームトップ５に遮蔽板１０を構成する。下フレーム８にもレギュレター２０１、と混合管２０２、内周壁６、下フレーム８，下フレーム底９、バーナーボディ１１が一体で構成される。上フレーム３、下フレーム８、円環ｅは、バーナーヘッド内周部１３、と円環ｅの内周部２１、３１，とバーナーボディ内周部１４が揃う様に、一体に構成する。内炎式バーナーのレギュレター１からガスと一次空気を吸入して混合管２を通過にて混合気通路１２から円環部へ送り出される構造である。遮蔽板１０がガスの内周部より均等に噴出させる。

円環ｅは上円環ｘ、仕切板ｙと下円環ｚとで構成されている。その上円環ｘには断面凸の炎孔部トンネル２３と断面凹形の炎孔溝２４が交互に連続して形成されている。
その炎孔部トンネル２３は円環ｅの外周部２２（φ８４ｍｍ）より内周部２１（φ７０ｍｍ）の上方且つ上円環ｘの中心線に向かって２５°の傾斜が形成されて、外周部２２より内周部２１の内周径の中央に位置する屈曲点に向かって屈折点２９まで進み（上円環ｘを炎孔部トンネル２３と炎孔溝２４の中央部）屈折点２９から２０°斜めに傾斜している。炎孔溝２３の外周測幅は、３．５ｍｍ、内周測幅は２．８ｍｍ、高さは１．５ｍｍでガス流入口２７。仕切板ｙは円環ｅの外周部２２（φ８４ｍｍ）より内周部２１（φ７０ｍｍ）に上方に向かって２５°の傾斜が形成された円錐環状である。仕切板ｙは上円環ｘ、と下円環ｚとの間で挟持される事によって、下円環ｚの炎孔溝２４の上壁を構成し、上円環ｘの炎孔部トンネル２３の下壁を構成する事で、ガス流入口２７から噴出口２８まで連通するガス連通孔が形成される。さらに、円環ｅをバーナーヘッド４とバーナーボディ１１との間に組み込む事によって、バーナーヘッド４の内壁が上円環ｘの炎孔溝２４の上壁を構成し、バーナーボディ１１の内壁が下円環ｚの炎孔部トンネル２３の下壁を構成する事で、上述したガス連通孔に加えて新たなガス連通孔が形成される。

円錐環状に連設された円環ｅに外周部２２より内周部２１に向かって炎孔溝２４と炎孔部トンネル２３が連通され各３０個を形成した。前記炎孔部は、仕切板ｙを外周部φ８４、内周部φ７０、板厚０．５ｍｍで加工し、円錐状の内周部２１が外周部２２より２５°の傾斜で高く形成する。仕切板ｙと同じ形状から凹形状凸形状の炎孔溝２４と炎孔部トンネル２３を形成する。仕切板幅７ｍｍの中間３．５ｍｍまでは、中心に向かって直線であり、中心点より２０°斜めに傾斜させガス流入口２７幅は３．５ｍｍ、噴出口２８幅は２．８ｍｍ、高さは１．５ｍｍで形成し、凹と凸が交合に成る様３０山と３０谷を全内周部に形成する。前上部円環ｘ、下部円環ｚと仕切板ｙは、上下円環２枚の間に仕切板を形成する。ガス流入口２７幅は広く形成されているからガスの流入がし易く噴出口２８は、狭く形成されているから噴出時にスピードが上がる構造に成る。燃焼時に上下２段の上円環、下円環は上段炎５１と下段炎５２が一次空気を取り入れて旋回燃焼する、その時、外周炎５３と内周炎５４も旋回させて二次空気の取り入れを多くしている。さらに内周炎５４は外周炎５３の燃焼により上方に引き上げられて起こる現象である。本発明は以上のような構造である特徴とする内炎式バーナー。

以上の如く、実施例の内炎式バーナーは、外周部２２より内周部２１に向かって屈折点２９まで進み屈折点２９から２０°の振り角に形成しているが、図９の様に下段内周炎５４が、出来る最小径は１０°以上であるので、振り角の下限は１０°であり、また図１０の様に下段内周炎５４が、出来る最大径は３０°以内に設定する事によりガスが噴出口２８から噴出される速度が増す事が出来るので、振り角の上限は３０°である。図１１は、炎が減速しない範囲であり、３０°を超えると噴出口２８の幅が狭くなり、燃焼不良になる。

多機種のガス器具に使用可能である。

ａ ガスバーナー
１ レギュレター
２０１ レギュレター
２ 混合管
２０２ 混合管
３ 上フレーム
４ バーナーヘッド
５ 上フレームトップ
６ 内周壁
７ 外周壁
８ 下フレーム
９ 下フレーム底
１０ 遮蔽板
１１ バーナーボディ
１２ 混合気通路
１３ バーナーヘッド内周部
１４ バーナーボディ内周部
Ｘ 上円環
Ｚ 下円環
２１ 内周部
２２ 外周部
２３ 炎孔部トンネル
２４ 炎孔溝
２５ 上部
２６ 側壁
２７ ガス流入口
２８ 噴出口
２９ 屈折点
Ｙ 仕切板
３１ 内周部
３２ 外周部
５１ 上段炎
５２ 下段炎
５３ 火炎外周炎
５４ 下段内周炎
ｅ、ｆ 円環
ｋ 炎孔
１０１ 内周部
１０２ 外周部
１０３ 炎孔部トンネル
１０４ 炎孔溝
１０５ 上部
１０６ 側壁
１０７ ガス流入口
１０８ 噴出口

Claims (1)

1. バーナーヘッド４とバーナーボディ１１と円環部ｅとよりなる内炎式バーナーにおいて、円環部ｅは上円環ｘと下円環ｚと、上下円環に挟まれた仕切板ｙとで構成され、その上下円環はそれぞれ凹溝と凸溝が交互に連続して形成されていて、更に各凹溝、各凸溝は各円環の中心線に対しての振り角の範囲が１０°から３０°で形成されており、前記凹溝と前記凸溝の振り角は全て同一の振り角であり、且つ各溝のガス流入口はガス噴出口より大きく形成されている内炎式バーナー。

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