JPH03129204A - 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 本発明は業務風　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且　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７図に示
すものがあつｔ：ｏ　　第７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。その意　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Ｌ　同時に送られてきた一次空
気５と混合した後、スロート６を通り、均一な混合気７
となもそして混合気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１０を形成すも　−次空気
比（−次空気の空気比）力＜、　１以上の時は二次空気
を必要としない力（−次空気比力ｔ１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九　
すなわ杖　このようなバーナ（友　部分予混合、または
完全予混合で燃焼させ、火炎ＩＯ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
て利用されてきム また　別の従来例を第８図に示す。第７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１５
から燃焼室１６へ供給されも　点火後、火炎１７を形成
する方丈　炎孔１５が互いに向かい合って設けられてい
るたべ　火炎１７も向かい合って形成される。この服　
炎孔１５が金網であるたべ　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 ところ低　第７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，）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）には逆火が起こりやすいという難点もあっ九　この
たム　安定燃焼させる時には火炎温度が高く、窒素酸化
物（以下、ＮＯ，）も発生しやすかっ九　これに対し　
第８図に示すバーナ（よ　火炎が向かい合って形成され
るた数　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
いるた数　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九　第８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　燃焼室内に適量の二次空気を供給できないたへ　−
酸化炭素（以下、ＣＯ）が発生しやすいという課題が残
されてい九　つまり、従来のバーナ（よ　燃焼１−次空
気比の両面からみて、低Ｎ　Ｏｘ　Ｔ、　　かス　十分
な燃焼範囲を確保しているものとはいえなかっ九　ざら
へ　炎孔部に金網を用いているたべ　金網が過熱され劣
化しやすくなってい九　本発明は高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化と低
ＮＯｘ化に優れた特性を持つ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く　燃焼室壁を一定距
離で対向させ、燃焼室壁と側板と底板で燃焼室を形成し
　燃焼室の混合気上流側に混合気分岐管を設け、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
炎孔を位置するようにして、炎孔も対向させ、炎孔を燃
焼室出口方向に配置し　各炎孔の全周から二次空気が流
入するような二次空気流入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
たム　燃焼量や一次空気比が太き（なってＬ　火炎は吹
き飛びにくくなる。また燃焼量や一次空気比が小さく　
　（１近傍）なると、火炎が炎孔内に入り逆火しようと
する力＜、混合気供給路や燃焼室壁が冷却されるた数　
逆火も起こりにくく、バーナとして高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化を
図りゃすくなっている。さらに　各炎孔の全周から二次
空気が流入するような二次空気流入孔を設けているたべ
　火炎温度を低下させ、低ＮＯ，化を図ることができる
。特へ　高−次空気比の場合だけでなく、ＮＯ８が発生
しやすい一次空気比（１近傍）の場合において耘　火炎
温度の上昇を抑制り、、ＮＯｘを低減することが可能と
なる。

また　炎孔だけでなく、二次空気流入孔も対向させてい
るた敢　リフトしようとする各火炎を周囲の二次空気で
押圧し　火炎安定範囲も拡大できる。さらく　二次空気
により、火炎基部の温度低下を図り、燃焼室壁の温度上
昇を抑制するととも（へ　逆火抑制効果を高へ−恩　　
高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化を促進させている。

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１実施例を示す縦断面図であり、第２図は第１図
のＡ−Ａ断面図であム　バーナの主要部について（よ　
燃焼室壁１８と底板Ｉ９と側板２０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近傍には複数の炎孔２２を設けてお
り、炎孔２２も対向させていも　燃焼室２１の混合気上
流側に　混合気分岐管２３を設（す、炎孔２２が燃焼室
２Ｉ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２２を燃焼
室出口２５方向（第１は　第２図では燃焼室２１の上下
方向）に複数段、配置している。

混合気分岐管２３は混合室としての役割を果たすもので
あれば良く、個数に限定はなｌ、％　　混合気供給路２
４についてもバイブである必要はなく、断面形状も任意
でよｔ〜 炎孔２２周囲の燃焼室壁１ｇには二次空気流入孔２６を
設けており、二次空気流入孔２６により、炎孔２２と燃
焼室壁１８は分離された位置関係にある。

第１実施例で（よ　二次空気流入孔２６の形状はドーナ
ツ状となっている方丈　形状に限定はなＩ、％　　混合
気分岐管２３の上流側にはスロート２７、気化室２＆気
化筒２９を設けており、気化筒２９にはシーズヒータ３
０を埋め込んでいる。また　気化筒２９には一次空気通
路３１を連通させており、内部には燃料噴出ノズル３２
がある。さらに　混合気分岐管２友　混合気供給路２東
　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。ただし　二次空気カ
バー３４がないものも本発明の対象となる。

上記は液体燃料を使用した場合の構成である力（気体燃
料を使用する場合には気化筒２９は不要となり、スロー
ト２７より下流側では液体燃料を使用した場合と同じ構
成で使用できも 次へ　作動についての説明を行なう。まず、シズヒータ
３０に通電し気化筒２９を加熱した後、燃料噴出ノズル
３２かぺ　燃料３５を噴出すも　燃料３５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３６
と混合し　スロート２７を通り、均一な混合気３７とな
ム　その後、混合気３７は混合気分岐管２３に移り、複
数の混合気供給路２４を通過り対向した炎孔２２か叡　
燃焼室２１に供給され　点火後、対向火炎３８を形成す
る。−人　二次空気３３は二次空気カバー３４内を通り
、二次空気流入孔２６から炎孔２２の周囲に供給される
。

このようにして形成された対向火炎３８（ヨ　　燃焼室
２Ｉ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も　従っ
て、燃焼量や一次空気比が大きくなってｋ　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
。な抵　これは複数段である必要はなく一段でも円孔の
周囲に空気孔を設けた効果はある。

また　対向火炎３８が炎孔２２から離れるようになると
、炎孔２２近傍かｈ　　−ｉ　　ｃｏが発生する力交燃
焼室出ロ２５方向に炎孔２２を多数、配置しているた八
　発生したｃ　ｏ　ｌｅｔ、　　燃焼ガス下流側（燃焼
室２１の上方向）の対向火炎３８により、酸化処理され
も　そのたべ　対向火炎３８が炎孔２２がら離れても、
バーナとして、排ガス特性が悪化することはない。

−Ｘ　　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方丈　
燃焼室壁１８や混合気供給路２４力交　二次空気３３に
より冷却されるた八　火炎は逆火し難くなっている。従
って、バーナとして、高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化を図りやすくな
っている。

一次空気比が１未満で部分予混合燃焼を行なう場合にｋ
　炎孔２２の全周から二次空気３３を供給しているた八
　第８図に示したバーナとは異なり、ＣＯの少ない安定
燃焼を実現できる。また　対向火炎３８を複数に分散さ
せており、燃焼室壁１８や混合気供給路２４から放熱し
やすくしているた、＆ＮＯｘの増加を抑制できも さらく　各炎孔２２の全周から二次空気３３が流入する
ような二次空気流入孔２６を設けているたへ火炎温度を
低下させ、低ＮＯｘ化を促進できる。特に　高−次空気
比の場合だけでなく、ＮＯ８力（発生しやすい一次空気
比（１近傍）の場合（こお（Ａて耘火炎温度の上昇を抑
制り、ＮＯ・を低減すること力（可能となる。また　炎
孔２２だけでなく、二次空気流入孔２６も対向させてい
るた八　リフトしようとする各対向火炎３８を周囲の二
次空気３３で押圧し火炎安定範囲も拡大できる。

特に　二次空気３３についてｋ　対向火炎３８と同↑表
　燃焼室２１の中央部で流速が低下し　よどみ令頁域を
形成することにより、各対向火炎３８を包み込むように
して二次空気３３流れ場を安定化できる。

火炎安定範囲の拡大を図る場合に（よ　一般Ｅ、　　放
熱を抑え火炎温度を上昇させること力く多０力丈　本実
施例では火炎温度の上昇を抑制した上で、対向火炎３８
と二次空気３３を各々、燃焼室２１の中央部付近で衝突
するように対向させて流れ場を安定させ、火炎安定範囲
の拡大を図っている。このたべ　高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化と低
ＮＯｘ化を両立させやすくなっている。

さら（ミ　二次空気３３により、火炎基部の温度低下を
図り、燃焼室壁１８の温度上昇を抑制するとともに　逆
火抑制効果を鳥取−服　　高Ｔ、Ｄ、Ｒ，化を促進させ
ている。また　二次空気流入孔２６を燃焼室壁１８に設
（す、炎孔２２を燃焼室壁１８から燃焼室２１内に突出
させることにより、対向火炎３８の基部が二次空気３３
流れによって乱されることもないたべ　火炎安定性を向
上できる。対向火炎３８基部の位置を燃焼室壁１８から
離すことにより、燃焼室壁１８の温度も低減される。

次へ　本発明の第２実施例の縦断面図を第３図に示す。

第３図において、二次空気流入孔２６の面積は燃焼室出
口２５に近い（上方向）はど、大きくしている。本発明
の第１実施例等のバーナは燃焼室出口２５方向に複数比
　炎孔２２を設けているたム燃焼室出口２５に近づくほ
ど、燃焼室２１下部の対向火炎３８の存在により、燃焼
室２１内の温度が上昇する。このたム　燃焼室出口２５
に近い対向火炎３８はど、火炎安定性は高い力＜　　Ｎ
ＯＸは発生しやすくなっている。そこで、第３図に示し
たよう（ミ　二次空気流入孔２６の面積を燃焼室出口２
５に近いほど、大きくすることにより、二次空気３３を
増加させて火炎温度の上昇を抑制り、、Ｎｏ、を低減す
ることができる。二次空気流入孔２６の面積変化を最適
化することにより、低ＮＯｘ化と火炎安定化を両立させ
ることも可能となる。

まｆ、：、本発明の第３実施例の炎孔２２近傍の断面図
を第４図に示す。第４図において、炎孔２２の先端を広
げているカミ　これは逆火抑制効果よりも、先端を広げ
ることにより、噴出流速を低下させて火炎安定性を高め
るとともに二次空気流入孔２６から流入する二次空気３
３流れを火炎基部から遠ざけ、せん断流による乱れの発
生を抑制するものである。

この構成により、特に　高燃焼量時における安定燃焼域
を拡大できる。

また　本発明の第４実施例の二次空気流入孔２６近傍の
断面図を第５図に示す。第５図において、二次空気流入
孔２６外周近傍に二次空気ガイド板３９を設けている。

二次空気ガイド板３９を設けることにより、二次空気３
３流れを均一化し　燃焼室出口２５方向の流れに影響さ
れることなく、対向火炎３８を包み込むようにして流れ
場を安定させることができる。二次空気ガイド板３９に
より、二次空気３３を対向火炎３８の基部から離れた下
流部に送り込むこともでき、この場合には火炎下流域で
低ＮＯ８化を図ることになり、一般の火炎上流域でのＮ
Ｏ・低減法とは異なり、火炎安定性を阻害しにくい点が
優位となる。また　二次空気ガイド板３９は対向火炎３
８の保炎作用を高めることもできる。

また　本発明の第５実施例の縦断面図を第６図に示す。

第６図において、燃焼室出口２５より下流側に耘　二次
空気３３を供給するように二次空気スリット４０．　二
次空気噴出孔４１を設けている。第６図で（よ　二次空
気スリット４０と二次空気噴出孔４１の両者を設けてい
るカミ　少なくとも一方を設けているものを本発明の対
象とする。

第６図で示すような構成とすることにより、二次空気３
３を二次空気流入孔２６だけでなく、二次空気スリット
４（１）二次空気噴出孔４１からも分流できるた八　対
向火炎３８の安定性と二次火炎の安定性を分離して検討
することができも　二次空気スリット４０や二次空気噴
出孔４１を設けていない場合に（よ　二次火炎が伸びや
すい力（二次空気流入孔２６と二次空気スリット４ａ　
　二次空気噴出孔４１を併用することにより、二次火炎
の短炎化を促進できるとともへ　燃焼室出口２５付近で
二次火炎を安定に形成することも可能となも 特に　二次空気流入孔２６と二次空気スリン）４Ｑ。

二次空気噴出孔４１かぺ　各々、流入する二次空気３３
量を最適化することにより、低ＮＯ８化と火炎安定化を
図ることができる。この作用は低燃焼量時で火炎を安定
させにくい場合に顕著になムさらく　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を設けることにより、密閉度を高
教　もれを防止できるたべ　燃焼装置として、−Ｊｔ　
　信頼性を高めることができる。

発明の効果 以上のように　本発明のバーナによれば次のような効果
を得ることができも　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　Ｔ、Ｄ、Ｒ１を広くすることが可能と
なも　また　各炎孔の全周から二次空気が流入するよう
な二次空気流入孔を設け、炎孔だけでなく、二次空気流
入孔も対向させることにより、対向火炎　および二次空
気を各々、燃焼室の中央部付近で衝突するように対向さ
せ、対向火炎を二次空気で包み込むようにして流れ場を
安定させられるた敢　対向火炎のリフトを抑制し　火炎
温度の上昇を抑えた上弘　火炎安定範囲の拡大を図るこ
とができも　このた八　バーナとして、低ＮＯｘ化と高
Ｔ、Ｄ、Ｒ，化を両立させやすくなる。また　二次空気
流入孔から燃焼室に流入する二次空気により、火炎基部
の温度低下を図り、燃焼室壁の温度上昇を抑制すること
により、逆火抑制効果を高めるとともく　燃焼室壁の長
寿命化も促進できも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すバーナの縦断面は　
第２図は第１図のＡ−Ａ断面医　第３図は本発明の第２
実施例を示すバーナの縦断面医第４図は本発明の第３実
施例の炎孔近傍の断面医第５図は本発明の第４実施例の
二次空気流入孔近傍の断面は　第６図は本発明の第５実
施例の縦断面は　第７図および第８図は従来例のバーナ
の断面図である。 １８・・燃焼室駄　２１・・燃焼室　２２・・炎孔　２
３・・混合気分岐管、２４・・混合気供給路２５・・燃
焼窒出は２９・・気化気３４・・二次空気カバー　３９
・・二次空気ガイド板、４０・・二次空気スリット、４
１・・二次空気噴出ル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室壁を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、前記燃焼室の混合気上流
   側に混合気分岐管を設け、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炎孔を位置す
   るようにして、前記炎孔も対向させ、前記炎孔を燃焼室
   出口方向に少なくとも一段配置し、前記各炎孔の全周か
   ら二次空気が流入するような二次空気流入孔を設けたこ
   とを特徴とするバーナ。
2. （２）二次空気流入孔を燃焼室壁に設け、炎孔を前記燃
   焼室壁から燃焼室内に突出させたことを特徴とする請求
   項１記載のバーナ。
3. （３）二次空気流入孔の面積を燃焼室出口に近いほど大
   きくしたことを特徴とする請求項１または２記載のバー
   ナ。
4. （４）炎孔先端を広げ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）二次空気流入孔の外周近傍に二次空気ガイド板を
   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
   。
6. （６）燃焼室出口より下流側にも、二次空気を供給する
   ような二次空気スリット、または二次空気噴出孔を設け
   たことを特徴とする請求項１、２または５記載のバーナ
   。
7. （７）混合気分岐管と混合気供給路の周囲を二次空気が
   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１、２、５または６記載のバーナ。