JPH0297810A - 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バーナとして第８図に
示すものがあった。第６図において、まず、点火時には
気化筒に埋めこまれたシーズヒ−夕２が加熱される。そ
の後、燃料噴出ノズ〜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を通シ、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１ｏを形成する。−次空気比（
−次空気の空気過剰率）が、１以上の時は二次空気を必
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。

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
いときには逆火が起こりやすいという難点もあった。

これに対し、第７図に示すバーナのように炎孔９を構成
する１対の金網を対向させ火炎が向かい合って形成され
るように構成することにより、火炎衝突部でその流速を
低下させ、火炎を吹き飛びにくくすることが考えられる
。ただし、火炎は金網表面で面燃焼しているため、浮き
上がり後の安定性は低く、吹き飛び抑制の効果は制限さ
れている。

発明が解決しようとする課題 しかし、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、ＣＯとする）が発生し
やすいという課題を解決することができない。つまり、
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い。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
しやすい。

本発明は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（ＣＯ発生量の少ない）バ
ーナを提供するもっである。

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、配置したことを特徴とする。

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、各炎孔の面積を複数種として
いるため、バーナ内の温度分布や濃度分布にも対応でき
、局所的な吹き飛びや逆火を抑制し良好な燃焼を行なう
ことができる。

実施例 以下、第１図〜第６図を用いて本発明の詳細な説明を行
なう。

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示している。バ
ーナの主要部については、１対の燃焼室壁１８．１８と
底板１ｅと１対の側板２０　、２０とで燃焼室２１を形
成しておシ、燃焼室壁１Ｂ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、前記炎孔２２が燃焼室２１と混合気
分岐管２ａを連通する混合気供給路２４の下流側出口に
位置するようにし、複数の炎孔２２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）Ｋ多段、配置している。さらに、本
実施例では、燃焼室壁１日の両側部（側板２ｏ近傍）の
炎孔２２の面積（混合気通過面積）を、他の中央部の炎
孔２２の面積よりも大きくしているが、面積の太きな炎
孔２２は側板２ｏ近傍に限定されることはなく、燃焼室
壁１８の周辺部の一部分であれば良い。

また、本発明では各炎孔２２の面積が複数種であるもの
を全て対象としている。燃焼室２１を形成する側板２０
の外方に前記混合気分岐管２３に連通ずる混合室２７を
設け、底板１９の下方には前記混合室２７に連通ずる気
化室２８を気化筒２９によって形成してお９、気化筒２
ｅの底部にはシーズヒータ３０を埋めこんでいる。気化
筒室２８に連通する一次空気通路３１には燃料噴出ノズ
ル３２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３３が流れるよ
うに二次空気カバー３４を設置している。そして、燃焼
室出口２６の下流側に１対の二次燃焼室壁３５．３５″
ｆ：対向配置して二次燃焼室３６を形成している。二次
燃焼室壁３６には複数の二次空気噴出孔３７を設け、燃
焼室２１に接する二次燃焼室３６の上流部に二次空気ス
リット３８を設けている。なお、本実施例は液体燃料を
使用した場合の構成であるが、気体焼料を使用する場合
には気化筒２９は不要となシ、混合室２７より下流側で
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３ｏに通電し気化筒２９を加熱した後、燃料噴出ノズ
／Ｉ／３２から、燃料３９を噴出する。

燃料３９が気化筒２９に衝突して気化し、同時に送られ
てきた一次空気４０と混合し、混合気４１となり、混合
室２７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２１に供給され、点火後、対向火
炎４２を形成する。

一方、二次空気３３は二次空気通路４３から流入し、二
次空気カバー３４内を通電、二次空気スリット３８と二
次空気噴出孔３７から、二次燃焼室３６に供給され、−
次空気比が１未満の場合の安定燃焼に貢献する。特に、
低燃焼量時には二次空気スリット３８から供給される二
次空気３３が二次炎を安定化させ、高燃焼量時には二次
空気噴出孔３７から供給される二次空気３３が二次炎の
短炎化を図っている。このようにして、−次空気比が、
１未満の時にも、燃焼ガスは完全燃焼した後、排出され
る。

本発明は二次空気カバー３４や二次燃焼室３６がないも
のも対象としているが、この場合には自然吸引により、
二次空気３３を燃焼室出口２６近傍から取り入れ、安定
燃焼を行なう。

このようにして形成された対向火炎４２は、燃焼室２１
の火炎衝突部では流速が小さくなシ、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（既述したように、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、本実施例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近傍）なると、火炎は炎孔２２の中に入り逆火しよう
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３３により冷却されるため、火炎は逆火する
ことなく、炎孔２２近くで安定燃焼することができる。

また、二次空気カバー３４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３３による強制冷却はどではないが、自然対流によ
って冷却され、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
。

また、燃焼量や一次空気比が大きくなり、対向火炎４２
が炎孔２２から離れるようになると、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２
２ｔ−多数、配置しているため、発生したＣｏは、燃焼
ガス下流側（燃焼室２１の上方向）の対向火炎４２によ
り、酸化処理される。そのため、対向火炎４２が炎孔２
２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４２が炎孔２２に近づき、ＣＯの発生は抑制される
。

しかしながら、このように、排ガス特性の優れたバーナ
も、バーナ内には温度分布や濃度分布は存在し、吹き飛
び限界近傍になると、局所的に火炎が失火し、Ｃｏが増
加するという危険性がありた。特に、バーナ内では中央
部よりも端部の方が温度も低く、吹き飛びも起こしやす
くなっていた。

従って、本実施例のバーナのように側板２０近傍の炎孔
２２を他の中央部の炎孔２２よりも大きくするととＫよ
って、端部の対向火炎４２を炎孔４に付着させ、局所的
な吹き飛びを抑制し、バーナとして一層、排ガス特性を
向上させることが可能となっている。

また、逆火に関しても、バーナ内の端部よりも中央部の
方が温度が高く、発生率も高いため、本実施例のように
、端部よりも中央部の炎孔２２を小さくすることによっ
て、燃焼室壁１８への放熱を増加させ１局所的な逆火を
抑制することができる。

本実施例では炎孔２２の面積を２種類としているが、３
種類以上とし、均一性をより、高めることもできる。

その結果、燃焼室壁１８の温度も均一化でき、熱応力に
よる変形を防止し、長寿命化も可能となる。

また、−次空気比が１未満の場合、低燃焼量時には二次
空気スリット３８から供給される二次空気３３が二次炎
を安定化させ、高燃焼量時には二次空気噴出孔３７から
供給される二次空気３３が二次炎の短炎化を図っている
が、低燃焼量時において、バーナ内に温度分布があると
二次空気スリット３８から供給される二次空気３３の一
部が一次側の燃焼室２１内に流入し、対向火炎４２を乱
した〕、二次炎の安定化を阻害したシすることがあった
。この場合にも、バーナ内の端部の対向火炎４２が影響
を受けやすかった。そこで、本実施例のバーナのように
、温度分布の均一化を図９、端部の対向火炎４２を強化
することにより、−次空気比が、１未満の場合でも、安
定燃焼を実現することができる。

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３３１ｉ−流すことによ
り、冷却を図っているため、過熱による劣化も起こりに
くくなっている。二次空気３３を流さない場合でも、冷
却効果は少し低下するが、燃焼室壁１８が外気にさらさ
れているため、自然対流により、燃焼室壁１８は冷却さ
れる。

引続き、第４図および第６図に本発明の第２実施例を示
す。第１実施例と異なシ、第２実施例では各炎孔２２の
面積は同一としている。そして、燃焼室壁１８の両側部
の炎孔２２から噴出する流速がその中央部の炎孔２２か
ら噴出する流速よりも小さくなるように、混合気供給路
２４の流量抵抗を、中央部より両側部の方を大きくして
いる。

第６図ａは中央部の混合気供給路２４の縦断側面図、第
６図ｂｑ両側部の混合気供給路２４の縦断側面図を示す
。両側部の方を中央部よりも狭い通路とすることにより
、流量抵抗を大きくしている。

このようＫ、炎孔２２の面積を同一にした条件で、流量
抵抗の差によりＪ両側部の炎孔２２からの流速を低下さ
せる仁とによって、バーナ内の両側部の対向火炎４２の
局所的な吹き飛びを抑制することができるだけでなく、
炎孔２２を大きくする必要がないため、逆火や炎孔２２
の熱変形の危険性も少ない。さらに、炎孔２２の加工性
も容品となる。

また、混合気分岐管２３と混合気供給路２４の周囲を二
次空気３３が流れるように二次空気カバー３４を設けて
いるものについては、既述したように冷却効果が高まる
だけでなく、二次空気カバー３４の存在により、燃焼室
２１から外部へ燃焼ガス２６がもれることを防止できる
ため、燃焼装置として、−層、信頼性を高めることがで
きる。

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り、・火
炎の吹き飛びや逆火を抑え、τ、Ｄ、Ｒを広くすること
が可能となる。また、各炎孔の面積を複数種とすること
により、バーナ内の温度分布や濃度分布にも対応でき、
局所的な吹き飛びや逆火を抑制し、良好な燃焼を行なう
ことができる。さらに、低燃焼量時で一次空気比が小さ
い（１未満）場合でも、対向火炎の均一化を図っている
ため、二次空気による乱れも防止でき、安定燃焼を実現
できる。燃焼室壁の温度も均一化できるため、熱応力に
よる変形を抑え、長寿命化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるバーナの斜視図、
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図は本発明の第２実施例におけるバーナ
の断面図、第５図ａおよびｂは第２実施例におけるバー
ナの要部の縦断側面図、第６図および第７図は従来のバ
ーナの断面図である。 １８・・・・・・燃焼室壁、２１・・・・・・燃焼室、
２２・・・・・・炎孔、２３・・・・・・混合気分岐管
、２４・・・・・・混合気供給路、２６・・・・・・燃
焼室出口、３４・・・・・・二次空気カバー、３６・・
・・・・二次燃焼室、３日・・・・・・二次空気スリッ
ト。 第　１ 図 １８−　　燃焼鼠を ２１・−胃気焼菫 ２２−一一葵孔 ３４・−二欧艶５Ｘ、ガバー ３５−二な恣荒菫里 ３７−・ニベたＮ噴出る ３８−　　ニン欠墾気スワ・ント 第 図 第 図

Claims (5)

【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、配置したことを特徴とするバーナ。
2. （２）燃焼室壁の周辺部の炎孔の面積を中央部の炎孔の
   面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の
   バーナ。
3. （３）各炎孔の面積を単一種とし、燃焼室壁の周辺部の
   炎孔から噴出する流速が中央部の炎孔から噴出する流速
   よりも小さくなるように、混合気供給路の流量抵抗を中
   央部より周辺部の方を大きくしたことを特徴とする請求
   項１記載のバーナ。
4. （４）焼室出口の下流側に二次燃焼室壁によって二次燃
   焼室を形成し、前記二次燃焼室壁には複数の二次空気噴
   出孔を設け、前記燃焼室と前記二次燃焼室との間に二次
   空気スリットを設けたことを特徴とする請求項１または
   ２記載のバーナ。
5. （５）混合気分岐管と混合気供給路の周囲を、二次空気
   噴出孔および二次空気スリットに導かれる二次空気が流
   れるように二次空気カバーを設けたことを特徴とする請
   求項４記載のバーナ。