JPH0411761B2 - - Google Patents

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アンヒータ等のバーナと
して第６図に示すものがあつた。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５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１０を形成す
る。一次空気比（一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、一次空気
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つていた。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
いという課題があつた。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つた。

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対の金網も対向させ火炎が向かい
合つ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、一酸化炭素
（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、一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
合気分岐管を連通す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
性向上を図るため、燃焼量は一次空気比が大きく
なつても、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５図を用いて本発明の具体的
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１９と１対の側板２０，２０
とで燃焼室２１を形成しており、燃焼室壁１８は
二枚の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
り、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２３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２５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。さらに、本実施例では、燃
焼室壁１８の両側部（側板２０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、面積の大き
な炎孔２２は側板２０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
に連通する燃焼室２７を設け、底板１９の下方に
は前記混合室２７に連通する気化室２８を気化筒
２９によつて形成しており、気化筒２９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を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３５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の上流側に二次空気スリツ
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、気体燃料を使用
する場合には気化筒２９は不要となり、混合室２
７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３０に通電し気化筒２９を加熱した
後、燃料噴出ノズル３２から、燃料３８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内を通り、二次空気ス
リツト３８と二次空気噴出孔３７から、二次燃焼
室３６に供給され、一次空気比が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
空気スリツト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
短炎化を図つている。このようにして、一次空気
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り、よ
どみ領域を形成することにより、火炎の安定化を
図つている。従つて、燃焼量が一次空気比（既述
したように、１以上の時でも一次空気比と呼ぶ）
が大きくなつても、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つている。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
な分散火炎であり、対向火炎としての吹き飛び抑
制効果が、一層、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による強制冷却ほどではな
いが、自然対流によつて冷却され、火炎は逆火し
にくくなつている。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２２を多数、配置しているた
め、発生したCOは、燃焼ガス下流側（燃焼室２
１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２２から離
れても、バーナとして、非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つ
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つてい
た。従つて、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
きくすることによつて、端部の対向火炎４２を炎
孔２２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
が可能となつている。

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つて、燃焼室壁１８への放熱
を増加させ、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、一次空気比が１未満の場合、低燃焼量時
には二次空気スリツト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つているが、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
ツト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
したり、二次炎の安定化を阻害したりすることが
あつた。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つた。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り、
端部の対向火炎４２を強化することにより、一次
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３３を流
すことにより、冷却を図つているため、過熱によ
る劣化も起こりにくくなつている。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５図に本発明の第２実
施例を示す。第１実施例と異なり、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は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５図ａは中央部の混合気供給路２４の縦断
側面図、第５図ｂは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。

このように、炎孔２２の面積を同一にした条件
で、流量抵抗の差により、両側部の炎孔２２から
の流速を低下させることによつて、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の加工性も容易
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２５がもれることを防止するため、燃焼装置
として、一層、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、
T.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
つているため、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、３８……二次空気ス
リツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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 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 燃焼室出口の下流側に二次燃焼室壁によつて
   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ツトを設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載のバーナ。 ５ 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ツトに導かれる二
   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。