JPH0587310A - 表面燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火炎の安定性が高く、燃焼騒音の少ない表面
燃焼バーナを得ること。 【構成】 多数の予混合気噴出孔(14)を形成した保炎体
(10)と、少なくとも一方の側縁を波型形状に形成してあ
り、上記保炎体(10)表面側に配置されて、多数の予混合
気噴出孔(14)を複数の小グループＡ，Ｂ，Ｃ…に区画す
るフレームホルダー部材(20)とで構成し、更に、前記フ
レームホルダー部材(20)に、その長手方向に延びる間隙
(22)をそれぞれ形成し、これら間隙(22)の各開口縁に沿
って、所望の隙間を保有し、保炎体(10)裏面側に向けて
延びる脚部(24)(24)を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、保炎体の表面に多数
の微小火炎を形成する形式の表面燃焼バーナに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年大気汚染等環境問題から燃焼ガス中
の有害成分が極めて少ない都市ガス、ＬＰＧ等のガス燃
料が産業上多用される傾向にあり、ボイラー等の産業機
械においてもガスバーナを用いたものが増加している。
これらガスバーナの一種に、微小孔を多数個形成した保
炎体を通して予混合気を流出させ、この保炎体表面に多
数の微小火炎を形成する形式の、所謂表面燃焼バーナが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な表面燃焼バーナにおいて、高負荷燃焼とするために予
混合気の供給圧を高めると、保炎体表面からの微小火炎
は徐々に大きさを増していく。周知のように、燃焼反応
は、予混合気の噴出速度と燃焼速度が釣り合う領域で行
われるため、上記在来の表面燃焼バーナにおいては、予
混合気の供給圧を高めるに従い、燃焼火炎が一体化し、
遂には燃焼反応領域は平坦面状となってしまう。この状
態では、供給予混合気量に対して燃焼反応領域が狭くな
っており、火炎の安定性が悪く、燃焼に振動を伴う。特
に、予混合気の供給圧力の変動により、予混合気の噴出
速度に変化が生じると、上述の釣り合い状態が容易にく
ずれ、火炎にリフトや吹き消えが生じる。また、この種
のバーナにおける着火時には、火炎が瞬時に表面燃焼バ
ーナ全面に拡がるため、着火時の衝撃が大きいという問
題もある。

【０００４】この問題を解決するためのものとしては、
所定個数の窓孔を穿設したフレームホルダー部材を保炎
体表面に配設する等して、微小孔を所定個数毎に密集さ
せたグループに区画した表面燃焼バーナ（図９参照）が
あるが、この表面燃焼バーナでは、燃焼熱により上記フ
レームホルダー部材が膨張して保炎体表面から離隔する
方向に湾曲し、更に、この変形によって更に燃焼熱を受
けて赤熱し、ついには焼損に至る可能性も否定できな
い。更に、この種表面燃焼バーナにおいて、燃焼時の騒
音レベルは、フレームホルダー部材により低減されてい
るが、市場からは、より一層の低騒音化が要望されてお
り、商品価値を高める上で重要課題となっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するためになされたもので、多数の予混合気噴出孔
を形成した保炎体と、少なくとも一方の側縁を波型形状
に形成してあり、上記保炎体表面側に配置されて、多数
の予混合気噴出孔を複数の小グループＡ，Ｂ，Ｃ…に区
画するフレームホルダー部材とで構成し、更に、前記フ
レームホルダー部材に、その長手方向に延びる間隙をそ
れぞれ形成し、これら間隙の各開口縁に沿って、所望の
隙間を保有し、保炎体裏面側に向けて延びる脚部を設け
たことを特徴とする表面燃焼バーナである。

【０００６】

【作用】この発明に係る表面燃焼バーナによれば、保炎
体表面に発生する燃焼火炎を複数の小グループに分割し
ているフレームホルダー部材の少なくとも一方の側縁を
波型形状としてあるので、カルマン渦による共振周波数
を分散することができて、燃焼騒音の低下が達成され
る。

【０００７】

【実施例】図１〜４は、この発明に係る表面燃焼バーナ
の一実施例を示すものである。図面において、(10)は保
炎体、(20)は、保炎体(10)の多数の予混合気噴出孔(14)
を複数の小グループに区画するフレームホルダー部材を
示す。

【０００８】上記保炎体(10)は、この実施例において
は、帯板状の薄肉の平板(11)及び波板(12)を、厚み方向
に交互に多数枚積層したものを枠状フレーム(13)にて保
持させた構成である。このような積層構造とすると、波
板(12)同士が、互いに密接することなく、平板(11)によ
って間隔を保持した状態で積層でき、上記波板(12)の凹
状部分(12a) と平板(11)とで囲まれた領域が、予混合気
の噴出孔(14)として機能する。

【０００９】上記フレームホルダー部材(20)は、この実
施例においては、断面Ｌ字形状の桟状部材(21)(21)を互
いの一面同士間に適宜の隙間(22)を介在させた状態で、
略Ｔ字型をなすように組合わせたもので、上記所定の隙
間(22)を保持するために桟状部材(21)(21)間に適宜のス
ペーサ（この実施例では上述保炎体ユニット(10)の波板
(12)と同様のもの）(23)を介在させてある。尚、上記桟
状部材(21)(21)において、隙間(32)を形成すべく互いに
対向させた面(24)(24)は、保炎体ユニット(10)を所定位
置に収容するための保持部として機能すると共に、後述
するようにフレームホルダー部材(20)を冷却するための
脚部(24)(24)として機能する。

【００１０】更に、図示する実施例においては、これら
各フレームホルダー部材(20)における桟状部材(21)(21)
の互いに離隔する側の外側縁は適宜に切り欠いて波型形
状に形成してあり、更に、桟状部材(21)(21)の面一をな
す側面部には、適宜の配設ピッチにて予混合気噴出用の
小孔(25)を穿設してある。

【００１１】これらのフレームホルダー部材(20)は、上
記の枠状フレーム(13)内に、縦横に格子状に配置して構
成される。即ち、図示する実施例においては枠状フレー
ム(13)を長手方向に３分割する位置と、それら分割後の
各区画を枠状フレーム(13)の幅方向に５分割する位置
の、計１４箇所に配置される。従って、このフレームホ
ルダー部材(20)により、保炎体(10)の噴出孔(14)は複数
（この例では３行５列の１５個）の小グループに区画さ
れる。

【００１２】尚、上記構成の表面燃焼バーナの製作に際
しては、保炎体(10)の形成に際しては、平板(11)と波板
(12)を積層して保炎体(10)を形成する際に、同時にフレ
ームホルダー部材(20)を積層し、これを枠状フレーム(1
3)に保持させるか、或いは、枠状フレーム(13)に、予め
フレームホルダー部材(30)を取り付けて、複数個の保炎
体(10)の収容区画を形成したのち、各収容区画に平板(1
1)と波板(12)を交互に積層しながら収容すれば、所望の
表面燃焼バーナが得られる。

【００１３】上記構成の表面燃焼バーナの燃焼時におい
て、低負荷燃焼時は、上記フレームホルダー部材(20)の
各噴出孔(14)の夫々に微小火炎が形成される。そして、
予混合気の供給圧力を上げていくと、周知のように隣り
合う噴出孔(14)の火炎が一体化し、より大きな火炎とな
っていくが、フレームホルダー部材(20)により、上記噴
出孔(14)は、複数の小グループＡ，Ｂ，Ｃ…に区画さ
れ、各グループＡ，Ｂ，Ｃ…は、桟部(21)により互いに
所定距離、離隔しているため各グループ毎の火炎が一体
化しない。そのため、予混合気の供給圧力が高く、高負
荷燃焼状態であっても、安定した燃焼が行われる。また
着火時においては、各グループ毎に順次に火炎が形成さ
れるため、着火音、衝撃も小さく抑えることができる。

【００１４】そして、このバーナが高負荷の定常燃焼状
態に移行した状態において、各グループＡ，Ｂ，Ｃ…の
境界縁近傍から噴出する予混合気は、フレームホルダー
部材(20)の側縁が波型形状とされているため、後流側に
おいて定常的な渦流の発生が阻止されため、従来問題と
なっていた特定周波数成分の騒音レベルが低下する。即
ち、フレームホルダー部材(20)の周囲を流出していく予
混合気（或いは燃焼ガス）は、その後流両側において、
流速とフレームホルダー部材(20)の保炎部の幅に関係す
る規則的な渦（カルマン渦）を生じるが、フレームホル
ダー部材(20)の保炎部の形状を従来のごとく直線状に形
成すると、このカルマン渦は、フレームホルダー部材(2
0)の長手方向に沿って連続した状態で発生することにな
り（図４参照）、これが特定周波数の騒音発生の原因と
なる。

【００１５】この発明のようにフレームホルダー部材(2
0)の保炎部の側縁形状を波型に形成すること、すなわ
ち、フレームホルダー部材(20)の側縁を直線状でなく、
適宜に変化させた形状とすることにより、上記フレーム
ホルダー部材(20)の長手方向に延びていてたカルマン渦
が適宜に分断されるため（図５参照）、特定周波数成分
の騒音レベルが低下するものと考えられる。

【００１６】ここで、この定常燃焼状態において、フレ
ームホルダー部材(20)は、主に燃焼火炎からの軸射熱を
受け、加熱されるが、この表面燃焼バーナにおいては、
桟部(21)に設けた隙間(22)から噴出する予混合気によ
り、フレームホルダー部材(20)表面が直接冷却され、更
に、上記隙間(22)に至るまでに、脚部(24)(24)間を通る
予混合気により、これらの脚部(24)(24)を介してフレー
ムホルダー部材(20)表面が間接冷却されるため、フレー
ムホルダー部材(20)の熱変形及び、この熱変形に起因す
る焼損等が防止でき、更に、上記脚部(24)(24)が、フレ
ームホルダー部材(20)の補強部材として機能するため、
上記予混合気による冷却作用と共にフレームホルダー部
材(20)の熱変形を効果的に防止している。

【００１７】尚、以上の説明において、フレームホルダ
ー部材(20)は、桟状部材(21)(21)の互いに離隔する側の
外側縁を適宜に切り欠いて台形波型形状に形成してある
が、図６〜８に示すような三角波型形状や曲線状の波型
形状としてもよく、また、上記の実施例では一対の桟状
部材(21)(21)の側縁形状を共に波型形状としてあるが、
少なくとも一方側が波型形状であればよい。

【００１８】更に、上記フレームホルダー部材(20)は、
枠状フレーム(13)に直接溶接等により固定してあるが、
この枠状フレーム(13)に直接固定せず、別体としてあっ
てもよい。

【００１９】また、フレームホルダー部材(20)による保
炎体(10)の区画は、上述のように３行５列に限らず、適
用する熱機械に応じて適宜変更可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る表
面燃焼バーナは、保炎体表面に発生する燃焼火炎を複数
の小グループに分割しているフレームホルダー部材の少
なくとも一方の側縁を波型形状とすることにより、フレ
ームホルダ部材後流に長手方向に連続して発生する渦流
を分割し、従来問題となっていた燃焼騒音の低減が達成
できる。

【００２１】更に、この発明に係る表面燃焼バーナによ
れば、フレームホルダー部材は、桟部に設けた間隙から
噴出する予混合気により、直接冷却され、また、この間
隙に至るまでに冷却用脚部間を流通する予混合気によ
り、この脚部を介して間接的に冷却されるため、熱によ
る前述の悪影響を小さく抑えることができ、熱耐久性の
極めて高い表面燃焼バーナを得ることができる。

【００２２】従って、この発明によれば、低騒音で、高
耐熱性を有する商品的価値の高い表面燃焼バーナを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る表面燃焼バーナの一実施例を示
す平面図である。

【図２】この発明に係る表面燃焼バーナの一実施例にお
ける枠状フレームを示す斜視図である。

【図３】図１に示す表面燃焼バーナの保炎体の拡大斜視
図である。

【図４】この発明に係る表面燃焼バーナの機能を説明す
るための斜視図である。

【図５】この発明に係る表面燃焼バーナの機能を説明す
るための斜視図である。

【図６】この発明におけるフレームホルダー部材の他の
実施例を示す拡大平面図である。

【図７】この発明におけるフレームホルダー部材の更に
他の実施例を示す拡大平面図である。

【図８】この発明におけるフレームホルダー部材の更に
他の実施例を示す拡大平面図である。

【図９】従来の予混合式の表面燃焼バーナの一例を示す
平面図である。

【符号の説明】

(10) … 保炎体 (14) … 噴出孔 (20) … フレームホルダー部材 (24) … 冷却用脚部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽我部 崇 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の予混合気噴出孔(14)を形成した保
   炎体(10)と、少なくとも一方の側縁を波型形状に形成し
   てあり、上記保炎体(10)表面側に配置されて、多数の予
   混合気噴出孔(14)を複数の小グループＡ，Ｂ，Ｃ…に区
   画するフレームホルダー部材(20)とからなることを特徴
   とする表面燃焼バーナ。
2. 【請求項２】 前記フレームホルダー部材(20)に、その
   長手方向に延びる間隙(22)をそれぞれ形成し、これら間
   隙(22)の各開口縁に沿って、所望の隙間を保有し、保炎
   体(10)裏面側に向けて延びる脚部(24)(24)を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の表面燃焼バーナ。