JPH0441243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は室内開放型燃焼器等に利用するバーナ
に関するものである。

従来の技術 従来、フアンヒータのような室内開放型燃焼器
のバーナは、部分予混合燃焼方式を採用している
ものが多く、燃焼量の可変範囲（以下、TDRと
する）が広いという特長があつた。この場合、燃
料と空気を一部混合させた状態で着火させ、予混
合火災の下流側で、拡散火災を形成させて完全燃
焼を行なうようになつていた。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような部分予混合燃焼方式は、
火炎温度が高く、さらに、拡散燃焼を行なうた
め、燃焼時間が長く、窒素酸化物（以下、NO_x
とする）の排出量が多いという問題点があつた。
NO_xが高濃度になると人体に悪影響を及ぼすと
言われており、このため、完全予混合燃焼方式を
採用し、低NO_x化が図られたが、TDRが狭く、
燃焼器としては不利なものとなつていた。また炎
口部に金網を用いるものは噴出流速を小さくし、
火炎を金網に近づけ、火炎の熱を金網に放熱する
ことにより、火炎温度を下げ、低NO_x化を図つ
ていたが、金網が熱変形を起こしやすいという難
点があつた。さらに、燃焼量を大きくしたり、空
気比を小さくすると金網が急激な温度上昇を起こ
し、逆火しやすくなつていた。本発明は完全予混
合燃焼方式において低NO_xで、かつ、TDRの広
いバーナを提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために一対の燃
焼室壁を一定距離で対向させて燃焼室を形成し、
燃焼室壁には複数の炎口を設け、炎口は混合気分
岐管と燃焼室を連通する複数の燃料供給路の出口
に位置するようにし、炎口の一部は燃焼室を介し
て同軸上に対向させ、炎口の他部は異なる軸線上
に配置させるような構成としている。

作 用 上記構成により、炎口が同軸上で対向している
部分では対向火炎が形成されるため、火炎衝突部
では流速が小さくなり、火炎の安定化が図れる。
この際、空気比を高め火炎温度の低い状態でも良
好な燃焼を実現できるため低NO_x化が可能とな
る。一方、炎口を異なる軸線上に配置している部
分では火炎が対向する燃焼室壁に衝突することに
より、特に火炎先端の最高温度が燃焼室壁への放
熱により、著しく低下するため燃焼量が大きく空
気比の低いような低NO_x化を図りにくい状態で
も効果的にNO_xを低減することができる。また、
この部分では火炎が対向する燃焼室壁の炎口近く
に熱を与えるため火炎基部の安定性も向上する。
このように炎口が同軸上で対向している部分では
火炎の安定化を図り、炎口が異なる軸線上にある
部分では空気比の小さい領域でNO_xを低減でき
るため、バーナとして火炎の安定性を確保した上
で空気比の幅広い領域で低NO_x化を図ることが
できる。

実施例 以下、図面を用いて具体的説明を行なう。第１
図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、第２
図は同バーナの縦断面図、第３図は第２図Ａ−Ａ
断面図、第４図、第５図は同バーナの要部概念図
である。バーナ主要部は、燃焼室壁１、側壁２、
上壁３、下壁４で構成されており、燃焼室壁１は
２枚が対向するようにして設けられ、燃焼室壁
１、側壁２、下壁４とで燃焼室５を形成してい
る。燃焼室壁１には複数の炎口６を設けており、
これらの炎口６は混合気分岐管７と燃焼室５を連
通する複数の燃料供給路８の出口、すなわち、燃
焼室５側の先端部分になつている。そして、バー
ナの下部では、炎口６は燃焼室５を介して同軸上
で互いに対向しているが、バーナの上部では、炎
口６は異なる軸線上に配置している。炎口６は燃
焼室壁１上では、ほぼ等間隔に設けており、炎口
６の隣接間隔は火炎の熱を受けられるように設定
している。燃料供給路８は群になつて燃焼室壁１
の外側に位置しており、燃料供給路８の周囲が冷
却通路９になつている。混合気分岐管７は数個に
分割されており、各々の混合気分岐管７の間も冷
却通路９の一部になつていて、燃焼室壁１からの
ふく射熱も外部へ放熱できるようにしている。そ
して、これらの上流側には、スロート１０、気化
室１１、気化筒１２があり気化筒１２には、シー
ズ・ヒータ１３を設置している。また、気化筒１
２には空気通路１４が連通されており、内部には
燃料噴射ノズル１５がある。以上は液体燃料を使
用する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１２は不要となり、スロート１
０より後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、液体燃料を使用する場合を例として作動
についての説明を行なう。まず、シーズ・ヒータ
１３に通電し気化筒１２を加熱した後、燃料噴出
ノズル１５から、液体燃料１６を噴出する。液体
燃料１６が気化筒１２に衝突し、気化し、同時に
送られてきた空気１７と混合した後、スロート１
０を通り、均一な混合気１８となる。その後、混
合気１８は混合気分岐管７を通り、混合気分岐管
７に多数設けた燃料供給路８を通つて、出口であ
る炎口６より燃焼室５に導入される。そして、点
火されると対向火炎１９、火炎２０を形成し、燃
焼を行なつた後、排ガス２１となつて燃焼室出口
２１′より排出される。

このようにして、燃焼室５の上流すなわち燃焼
室出口２１′より遠い位置では対向火炎１９が形
成され、燃焼室５の下流すなわち、燃焼室出口２
１′に近い位置では対向する燃焼室壁１へ向かつ
た火炎２０が形成されるが、まず、対向火炎１９
は、火炎衝突部で、よどみ点を形成し、流速が小
さくなり、しかも火炎の断熱性が良く火炎の安定
化を図ることができる。従つて、空気比を高め火
炎温度の低い状態でも良好な燃焼を実現できるた
め、低NO_x化が可能であり、特に空気比の高い
時の効果が大きい。一方、対向する燃焼室壁１へ
向かつた火炎２０は燃焼量が大きくなり、対向す
る燃焼室壁１へ衝突するようになると、火炎２０
先端の最高温度が燃焼室壁１への衝突により対向
火炎１９に比較して著しく低下するため、燃焼量
が大きく空気比の低い場合にも効果的に火炎温度
を下げ、NO_xを低減することができる。この火
炎２０が互いに対向する燃焼室壁１の炎口６近く
に熱を与えることにより、火炎基部の安定性を確
保している。しかしながら、空気比の高い領域で
は火炎２０の温度低下により安定性はよくない。

バーナは多数の炎口６が燃焼室出口２３に向か
つて配列しているため燃焼室５上流の熱は下流に
与えられ、下流の方が上流よりも高温になりやす
い。従つて、火炎安定性の低い燃焼室５上流に対
向火炎１９を設け、火炎安定性を確保しNO_xの
発生しやすい燃焼室５下流に燃焼室壁１に衝突す
る火炎２０を設けることにより、低NO_x化と火
炎安定化を両立させることができる。第４図に示
すように空気比が大きくなると、対向火炎１９は
炎口６から離れ、炎口６近傍から、一部、未燃ガ
ス２２が放出されるが、隣接する対向火炎１９
や、燃焼室５下流にある火炎２０により酸化され
る。また、燃焼室５下流は、高温でNO_xが発生
しやすい所であつたが、第５図に示すように、対
向する燃焼室壁１へ向かつた火炎２０を設けるこ
とにより、燃焼量が大きく空気比の低いような低
NO_x化を図りにくい状態でも、火炎２０が燃焼
室壁１に衝突し広がり、火炎２０の熱を直接燃焼
室壁１に放熱し、効果的に火炎温度を下げNO_x
を低減している。火炎温度の分布からも、火炎先
端が最高温度を示しており、特に、この先端部が
NO_xを増加させているため、先端部を冷却する
ことは低NO_xには著しい効果を成す。さらに、
燃焼室壁１への火炎２０衝突により、炎口６が加
熱され、火炎基部の安定性も向上する。このた
め、空気比が大きい場合も対向火炎１９に比較
し、未燃ガス２２の放出量を抑えることができ
る。また、燃焼量、及び、空気比が小さくなり、
炎口６からの噴出流速が低下すると、対向火炎１
９、火炎２０は炎口６に近づきその内部に入り逆
火しようとするが、燃焼室壁１や燃料供給路８が
冷却通路９を流れる冷却空気２３により冷却され
るため、逆火せずに対向火炎１９、火炎２０は炎
口６近傍で安定燃焼を実現できる。また、炎口６
を燃焼室壁１よりも突出させることにより、炎口
６の温度が上昇し、一層、火炎安定性を向上させ
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。

すなわち、対向火炎を形成する所では、火炎衝
突部で流速が小さくなり、火炎の安定化が図れ、
空気比が大きな火炎温度の低い状態でも良好な燃
焼を実現できるため、低NO_x化が可能となる。
一方、対向する燃焼室壁に衝突する火炎を形成す
る所では、火炎衝突により火炎先端の最高温度が
燃焼室壁への放熱により著しく低下するため、燃
焼量が大きく空気比の低いような低NO_x化を図
りにくい状態でも効果的にNO_xを低減すること
ができる。

また、この部分では火炎が対向する燃焼室壁の
炎口を加熱するため火炎基部の安定性も向上す
る。

さらにこのような燃焼特性の差を利用し、火炎
安定性の低い所に対向火炎を設け、NO_xの発生
しやすい所に燃焼室壁へ衝突する火炎を設けるこ
とにより、温度分布を均一化し、バーナとして、
低NO_x化と高TDR化を両立させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のバーナの斜視図、
第２図は同バーナの縦断面図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ断面図、第４図、第５図は同バーナの要部
概念図である。 １……燃焼室壁、５……燃焼室、６……炎口、
８……燃料供給路、９……冷却通路、１２……気
化筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室壁を一対、一定距離で対向させて燃焼
   室を形成し、前記燃焼室壁には複数の炎口を設
   け、前記炎口は混合気分岐管と前記燃焼室を連通
   する複数の燃料供給路の出口に位置するように
   し、前記炎口の一部は前記燃焼室を介して同軸上
   で対向させ、前記炎口の他部は異なる軸線上に位
   置したことを特徴とするバーナ。 ２ 燃焼室を介して同軸上で対向させた炎口を異
   なる軸線上に配置した炎口よりも燃焼室出口から
   離れた場所に位置させたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のバーナ。 ３ 炎口を燃焼室壁よりも突出させたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のバーナ。 ４ 炎口を燃焼室壁よりも突出させたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のバーナ。