JPH01222104A - バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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パーナトして第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６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１１ｏを形成する。

−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、
−次空気比とする。）二次空気を必要としないが、−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
した後、混合気１４となって金網で構成された炎孔１６
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、炎
孔１６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、−次空気比が小さい時
（１近傍）には逆火が起こシやず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、浮き上が多後の安定性は低く、
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、−酸化炭素
（以下、Ｇｏとする）が発生しやすいという課題も残さ
れていた。つまシ、従来のバーナは、燃焼量、−次空気
比の両面からみると十分な燃焼範囲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、劣化しゃすくなっていた。

本発明は炎孔部の劣化や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（Ｇｏ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ずる混合気供給路の
下流側出口に位置するようにし、複数の炎孔を燃焼室出
口方向に多段、配置し、燃焼室を形成する側板に空気孔
を設けた構成にしている。

作　　用 上記構成により、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、燃焼室を形成する側板に空気
孔を設けているため、−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、Ｇｏの酸化処理が困難
な低燃焼量時に顕著になる。空気孔を炎孔がある燃焼室
壁ではなく、側板に設けているため、−次空気比が、１
未満の場合でも、燃焼室壁が過熱されることはなく、バ
ーナとして長寿命化も可能となる。

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シ、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２ｏで燃焼室２１を形成しており、燃焼室壁１８は
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を設けておシ、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を連通ずる混合気供給
路２４の下流側出口に位置するようにし、複数の炎孔２
２を燃焼ガス２６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。燃焼室２１を形成する側板２ｏには空気孔２
７を設けている。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、混合気供給路２４を通った部
分予混合気を低燃焼量時に完全燃焼させ得る二次空気量
を燃焼室２１内に供給できるものが望ましい。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２９、気化筒３ｏを設け
ており、気化筒３゜にはシーズヒータ３１を埋めこんで
いる。気化筒３ｏには一次空気通路３２を連通させてお
シ、内部には燃料噴出ノズＡ／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３６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。

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３ｏは不要となシ、混合室
２８よシ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、燃料噴出ノズ
／ｌ／３３から、燃料３７を噴出する。

燃料３７が気化筒３ｏ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、燃焼室部は側板２ｏに設けられた空気孔
２７から、燃焼室２１に供給され、−次空気比が、１未
満の場合、対向火炎４ｏの安定燃焼に貢献する。そして
、残シの二次空気３４は側板２ｏの空気孔２７を通らず
に、二次空気〃バー３６内を流れ、燃焼室出口２６近傍
の日次空気噴出孔３ｅに到る。−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３ｅから、二次空気
３４を供給し、二次炎の短炎化を図っている。このよう
に、−次空気比妙ζ１未満の時にも、燃焼ガスは完全燃
焼した後、排出されるようになっている。既述したよう
に、側板２０の空気孔２７から燃焼室２１に流入する二
次空気量は、部分予混合気を低燃焼量時に完全燃焼させ
得るもので良いため、二次空気通路４１から流入した二
次空気３４の大半は二次空気カバー３６内を流れること
になる。

本実施例では二次空気３４を強制的に送シこんでいるが
、側板２０の空気孔２７から自然吸引により、二次空気
３４を燃焼室２１に取シ入れるものも本発明の対象とし
ている。このようにして形成された対向火炎４ｏ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（既述の如く、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
散火炎であシ、対向火炎としての吹き飛び抑制効果が、
−層、大きくなる。

一方、燃焼量や一次空気比が小さく（１所傍）なると、
火炎は炎孔２２の巾に入シ逆火しようとする。ところが
、燃焼室壁１８や混合気供給路２４が、二次空気３４に
ょシ冷却されるため、火炎は逆火することなく、炎孔２
２近くで安定燃焼することができる。二次空気カバー３
６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
はどではないが、自然対流により冷却され、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４ｏの詳細図である。燃
焼量が小さい場合、−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４ｏ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＠（燃焼
室２１の上方向）の対向火炎４ｏにより、酸化処理され
る。

そのため、対向火炎４ｏ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４ｏ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、−次空気比が小さくなり、１未満になると、第４
図すに示すように、対向火炎４０は炎孔２２に付着する
ようになる。ここで、側板２ｏの空気孔２７がなければ
、空気不足のため、Ｇｏが発生しやすくなる。なぜなら
、二次空気３４をバーナの構成上、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２
２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、本実施例では側板
２ｏに空気孔２７を設けているため、十分な酸化処理が
可能となシ、排ガス特性も改善される。

特に、−次空気比が、０．９の時に、Ｇｏ低減効果が大
きかった。この時、対向火炎４ｏはプにゼン火炎の形態
をとっていた。さらに、−次空気比が小さ（（ｏ、ｙ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、−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さた
が、燃焼量が大きい場合は、−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。唯、燃焼量が大きく、−次空気比
が、１未満の時に、燃焼室２１に二次空気３４を供給す
ると燃焼室２１内の温度が上昇し、炎孔２２のある燃焼
室壁１８の温度だ上昇しやすくなる。この傾向は、空気
孔２７が炎孔２２と同じ燃焼室壁１８にあると顕著にな
る。特に、空気孔２７に小さな火炎が付着するようにな
ると燃焼室壁１８も過熱されやすくなる。ところが、本
実施例では空気孔２７を燃焼室１８ではなく、側板２ｏ
に設けているため、燃焼室壁１８は過熱されにくく、バ
ーナとして長寿命化も可能となる。さらに、空気孔２７
を燃焼室壁１８に設けていると、振動燃焼を起こし、共
鳴音を発生する危険性もあるが、本実施例のように空気
孔２７を側板２ｏに設けることによシ、振動燃焼の発生
を回避しやすくなっている。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、−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、−次空気比が、
１未満の場合には対向火炎４ｏでもＧｏ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ったため、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
いるが、低燃焼量時には二次空気量が多すぎて、過冷却
や二次炎の乱れ等により、Ｇｏを発生しやすくなってい
た。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
ことによシ、冷却を図っているため、過熟による劣化も
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、燃焼室壁１Ｂが外気にさらされているため、自然
対流によシ、燃焼室壁１８は冷却される。

本実施例のように、空気孔２７から燃焼室２１に二次空
気３４を強制的に送りこむように送風装置４２を具備す
ることによシ、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６図に本発明の第２実施例の断面図（第１図
のＡ−Ａ断面図に相当するもの）を示す。

空気孔４３を底板１９に設けている。この場合も、空気
孔４３は、混合気供給路２４を通った部分予混合気を低
燃焼量時に完全燃焼させ得る二次空気量を燃焼室２１に
供給できるものが好ましい。低燃焼量時で、−次空気比
が、１未満の時にも底板１９の空気孔４３から燃焼室２
１へ二次空気４４を供給できるため、対向火炎４ｏは、
第４図すに示したようなブンゼン炎の形態をとり、安定
燃焼を行なうことができる。この際、空気孔４３から供
給された二次空気４４を炎孔２２近傍に流入させること
によシ、−層、ＣＯ低減効果を高めることが可能となる
が、空気孔４３を底板１９に設けているため、自然対流
によシ、二次空気４４も流入しやすくなっておシ、燃焼
室２１内でも拡散作用を均一化、しやすくなっている。

また、液体燃料を使用する場合、燃焼中、シーズヒータ
３１の電源を切っても火炎からの熱を受け、燃料３７を
気化させ燃焼を継続する（以下、自熱燃焼とする）こと
が望まれているが、低燃焼量時では火炎温度も低いため
、白熱燃焼が容易ではない。そこで、本実施例のように
液体燃料を気化させるための気化室２９を底板１９の下
部に設置し、底板１９に空気孔４３を設けることによシ
、空気孔４３に小さな火炎を付着させ、底板１９近傍の
温度を上昇させることができるため、従来、自熱燃焼が
困難とされていた低燃焼量時で、−次空気比が、１未満
の条件下でも、白熱燃焼を図ることが可能となる。

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シ、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、燃焼室を形成する側板に空気孔を
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、フレームロン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。さらに、空気孔を
炎孔がある燃焼室壁ではなく、側板に設けることによシ
、過熱による劣化や共鳴音の発生を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示すバーナの斜視図、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６
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、１９・・・・・・底板、２
ｏ・・・・・・側板、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、２９・・・・・・気化室、３ｏ・・・・・・気化筒
、３６・・・・・・二次空気カバー。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／８
−°−私、虎鼠璧 ｚ２−　炎　コし １８−−一燃焼鼠壁 １９−　　息版 ｚ２−−一　炎コム ２Ｊ−混合気分山叉管 ２４−　　ラ毘令気秩唯路 ２９−気化鼠 第２図　　　　　、３５−二次粘気ル（−／８−　爪娩
鼠壁 ｚ？−・−３乏コム ｚ７−・−虫己気２し ２８−−−５乙令皇 第３図　　　　　　　４２−送風芳置 第５図　　　　　　　２！′−繁、ａ宣／−ｍ−気化筒 第６図　　　　　　　　　　　　乙−スロート／／　　
　／４　　　　　　　ｒ乙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記複数の炎孔を燃焼室出
   口方向に多数、配置し、前記燃焼室を形成する前記側板
   に空気孔を設けたことを特徴とするバーナ。
2. （２）空気孔を燃焼室を形成する底板に設けたことを特
   徴とする請求項１に記載のバーナ。
3. （３）液体燃料を気化させるための気化室を底板の下部
   に設けたことを特徴とする請求項２に記載のバーナ。
4. （４）空気孔から燃焼室に二次空気を強制的に送りこむ
   ように送風装置を具備したことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のバーナ。