JPH0711327B2

JPH0711327B2 - バーナ

Info

Publication number: JPH0711327B2
Application number: JP1109439A
Authority: JP
Inventors: 龍夫藤田; 充慶中本; ▲けん▼也岡本; 健吉橋戸; 和久森上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH02290409A

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８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
の後、燃焼噴出ノズル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
（一次空気の空気比）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。

また、別の従来例を第９図に示す。第８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へ供給される。点火後、火炎17を形成するが、炎孔
15が互いに向かい合って設けられているため、火炎17も
向かい合って形成される。この際、炎孔15が金網である
ため、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が、第８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時に
は火炎は吹き飛びやすく、一次空気比が小さい時（１近
傍）には逆火が起こりやすい難点もあった。

これに対し、第９図に示すバーナは、火炎が向かい合っ
て形成されるため、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た。第９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も残され
ていた。また、高燃焼量時の部分予混合燃焼の場合でも
二次火炎の短炎化は困難となっていた。特に、バーナ中
央部では二次火炎がコーン状になるため、バーナ下流側
に熱交換器等を設置すると、二次火炎が熱交換器等に接
触し、COを発生するという問題もあった。

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かっ
た。さらに、炎孔部に金網を用いているため、金網が過
熱され、劣化しやすくなっていた。

本発明は低燃焼量時の逆火や吹き飛びを抑制し、高燃焼
量時の短炎化を促進できる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
る左右一対の一次燃焼室壁を一定距離で対向させ、一次
燃焼室壁と側板と底板で一次燃焼室を形成し、対を成す
左右の炎孔を相対向させ、一次燃焼室の混合気上流側に
混合気分岐管を設け、炎孔を一次燃焼室と混合気分岐管
と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、複数の炎孔を一次燃焼室の出口方向に多数配置
し、一次燃焼室の出口よりも下流側に二次燃焼室壁を設
けて二次燃焼室を形成し、二次燃焼室壁には複数の二次
空気噴出孔を設け、一次燃焼室に接する二次燃焼室の上
流端部に二次空気スリットを複数個に分割して設け、二
次空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させ、
二次空気スリットの位置と炎孔の位置を一次燃焼室の中
央部から視て略ちどり状に配した構成にしている。

作用上記構成により、一次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、二次空気スリットを複数個に分割して設け、二次
空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させてい
るため、一次空気比が小さい場合（１未満）でも、適量
の二次空気が均一に二次空気スリットから二次燃焼室に
流入し、流速分布や温度分布の均一な複数の安定した二
次火炎を形成でき、COの発生を抑制し良好な燃焼を行な
うことができる。この作用は特に燃焼室内の温度が低
く、COの酸化処理が困難な低燃焼量時に顕著になる。

また、二次空気スリットを複数個に分割し、二次空気ス
リットの位置と炎孔の位置を一次燃焼室の中央部から視
て略ちどり状に設けているため、高燃焼量時の部分予混
合燃焼の場合には、複数の炎孔に形成される各一次火炎
の間に二次空気が供給され、複数の小さな二次火炎を形
成する。

故に、二次火炎を短炎化でき、かつ、二次空気スリット
の位置によって二次火炎形状も変化できるため、バーナ
下流側に熱交換器等を設ける場合もCOの発生を抑制しや
すくなる。

実施例以下、図面を用いて本発明の具体的説明を行なう。

第１図は、本発明の第１実施例におけるバーナを示す斜
視図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は
第１図のＢ−Ｂ断面図である。

バーナの主要部については、一次燃焼室壁18と底板19と
側板20で一次燃焼室21を形成しており、一次燃焼室壁18
は二枚が相対向するようにして設けられている。また、
一次燃焼室壁18には複数の炎孔22を設けており、炎孔22
は同軸上で相対向させている。一次燃焼室21の混合気上
流側に、混合気分岐管23を設け、炎孔22が一次燃焼室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を一次燃焼室21の
出口25方向（上方向）に多数、配置している。さらに、
一次燃焼室21の下流側（上側）には、二次燃焼室壁26を
設けて二次燃焼室27を形成し、二次燃焼室壁26には複数
の二次空気噴出孔28を設けている。二次空気噴出孔28
は、炎孔22とは異なり、同軸上で対向させる必要はな
い。また、一次燃焼室21に接する二次燃焼室27の上流端
部（下端部）には二次空気スリット29（第３図）を複数
個に分割して設けており、二次空気スリット29は一次燃
焼室壁18よりも外側に位置させている。しかも、二次空
気スリット29の位置と炎孔22の位置は一次燃焼室21の中
央部から視て略ちどり状としている。この際、略ちどり
状配置の対象となる炎孔22は二次空気スリット29に最も
近い位置の炎孔22である。二次空気スリット29の面積は
低燃焼量時に良好な部分予混合燃焼を行なえるだけの二
次空気量を二次燃焼室27内に供給できるものが望まし
い。また、一次燃焼室21を形成する側板20の横側には混
合室30を設け、底板19の下側には気化室31、気化筒32を
設けており、気化筒32にはシーズヒータ33を埋めこんで
いる。気化筒32には一次空気通路34を連通させており、
内部には燃焼噴出ノズル35がある。さらに、混合気分岐
管23、混合気供給路24、一次燃焼室壁18の周囲を二次空
気36が流れるように二次空気カバー37を設置している。
ただし、二次空気カバー37がないものも本発明の対象と
なる。

上記は液体燃焼を使用した場合の構成であるが、気体燃
焼を使用する場合には気化筒32は不要となり、混合室30
より下流側では液体燃焼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33に通電し、気化筒32を加熱した後、燃焼噴出ノズル
35から、燃料38を噴出する。燃焼38が気化筒32内で気化
し、同時に送られたきた一次空気39と混合し、混合気40
となり、混合室30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、相対向した左
右の炎孔22から、一次燃焼室21に供給され、点火後、対
向火炎41を形成する。一方、二次空気36は二次空気通路
42から流入し、二次空気カバー37内を通り、二次空気ス
リット29と二次空気噴出孔28から、二次燃焼室27に供給
され、安定した二次火炎43を形成し、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。燃焼量が大きい場合、二次火炎43が伸びようとする
が、二次空気噴出孔28から、供給される二次空気36によ
り、短炎化が図られている。

このようにして形成された対向火炎41は、一次燃焼室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、火炎の安定化を図っている。従って、
燃焼量や一次空気比が大きくなっても、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。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、一
次燃焼室壁18や混合気供給路24が、二次空気36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。二次空気カバー37がない場
合でも一次燃焼室壁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36による強制冷却ほどではない
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。

第４図（ａ）（ｂ）は低燃焼量時の対向火炎41の詳細図
である。燃焼量が小さい場合、一次空気比が大きくなる
と、第４図（ａ）に示すように、対向火炎41が炎孔22か
ら離れるようになる。この際、炎孔22近傍から、一部、
COが発生するが、上下方向に炎孔22を多数、配置してい
るため、発生したCOは、一次燃焼室21の出口25側（一次
燃焼室21の上方向）の対向火炎41により、酸化処理され
る。そのため、対抗火炎41が炎孔22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、一
次燃焼室21の上方向では炎孔22近傍の温度も上昇するた
め、一次燃焼室出口25に近づくほど、対向火炎41が炎孔
22に近づき、COの発生は抑制される。また、一次空気比
が小さくなり、１未満になると、第４図（ｂ）に示すよ
うに、対向火炎41は炎孔22に付着するようになる。この
際、二次空気36が、二次空気スリット29と二次空気噴出
孔28から、二次燃焼室27内に供給されるが、ここで形成
される二次火炎43の安定化を達成できなければ、COを発
生することになる。

そこで、本実施例では二次空気スリット29を複数個に分
割して設けることにより、二次空気36の流れを均一化
し、二次火炎43を小分割し、火炎安定性を向上させてお
り、さらに、二次空気スリット29から送り込む二次空気
量に関しても最適化を図っている。すなわち、二次火炎
43の安定化を妨げる二次空気量を二次空気噴出孔28から
流出させ、二次空気スリット29からは低燃焼量時に良好
な部分予混合燃焼を行なえるだけの二次空気量を二次燃
焼室27内に供給し、二次火炎43の安定化を図っているの
である。また、二次空気スリット29を一次燃焼室壁18よ
りも外側に位置させることにより、二次空気36の流速を
低下させ、乱れを除去できるため、対向火炎41の安定化
を妨げたり、過冷却を行なうこともなく、COも発生しに
くくなっている。

第４図（ａ）（ｂ）をもとに燃焼量が小さい場合につい
て述べてきたが、燃焼量が大きく、一次空気比が小さい
（１未満）場合には、二次火炎43が伸びると下流側に設
置した熱交換器等に接触し、COを発生しやすくなるとい
う問題がある。特に、二次空気スリット29を分割せずに
一つの細長い帯状のスリットにすれば、この傾向は顕著
になる。

それに対し、本実施例では二次空気スリット29を複数個
に分割し、二次空気スリット29の位置と炎孔の位置を一
次燃焼室21の中央部から視て略ちどり状に設けているた
め、複数の対向火炎41（一次火炎）の間に二次空気36が
供給され、第５図に示すように、複数の小さな二次火炎
43を形成する。二次空気36が一次火炎の上方ではなく、
一次火炎の間に入り込むようになるため、一層、二次火
炎43の短炎化を促進することができる。従って、バーナ
下流側に熱交換器等を設ける場合もCOの発生を抑制し、
高負荷燃焼も図りやすくなる。さらに、二次空気スリッ
ト29は複数個に小分割されているため、熱変形を起こし
にくく、加工も容易である。

また、従来のバーナのように炎孔（第８図参照）９部に
金網を用いておらず、一次燃焼室壁18も二次空気36を流
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36を流さない場合
でも、冷却効果は少し低下するが、一次燃焼室壁18が外
気にさらされているため、自然対流により、一次燃焼室
壁18は冷却される。

第６図に、本発明の第２実施例におけるバーナ断面図
（第１図Ｂ−Ｂ断面図に相当するもの）を示す。

第６図において２個（２組）の二次空気スリット29aの
面積を他の二次空気スリット29の面積よりも大きくして
いる。このため、二次空気スリット29aから二次空気36
が多く流入し、近傍の二次火炎43が一層、短炎化され
る。さらに、バーナ全体としても二次火炎43が３個に大
きく分割されるようになる。このように二次火炎43の形
状を変化させることにより、バーナ下流側に熱交換器等
を設ける場合に設定位置や熱交の形状に対応しやすくな
る。

第７図に、本発明の第３実施例におけるバーナの断面図
（第１図のＢ−Ｂ断面図に相当するものに二次火炎を図
示）を示す。

第７図において両端部の炎孔22を両端部の二次空気噴出
孔28よりも側板20に近い位置に設けている。このため、
バーナ内の燃焼ガス流が両端部に向い、両端部の二次火
炎43が著しく伸びる。中央部の二次火炎43は従来のよう
にコーン状とはならずに短炎化されているため、本実施
例のバーナによれば、二次火炎43の先端の高さを一致さ
せることも可能となる。従って、このようなバーナの下
流側に熱交換器等を設置すれば、長手方向にむらなく、
均一に加熱することができる。第７図では両端部の炎孔
22を両端部の二次空気噴出孔28よりも側板20に近い位置
に設けたが、両端部の炎孔22を両端部の二次空気スリッ
ト29よりも側板20に近い位置に設けても良い。

以上、各実施例をもとにして説明を加えてきたように、
二次空気スリット29から送り込まれる二次空気量が多す
ぎると二次火炎43が乱され、過冷却も促進されるため、
低燃焼量時の部分予混合燃焼の場合にCOが発生しやすく
なる。さらに、実験の結果、二次空気スリット29の総面
積が二次空気噴出孔28の総面積に対して大きくなるほ
ど、CO増大傾向が顕著になることが確認された。このた
め、二次空気スリット29の総面積を二次空気噴出孔28の
総面積よりも小さくすると、良好な燃焼性能を確保する
ことができる。

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36が流れるように二次空気カバー37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37の存在により、一次燃焼室21から
外部へ燃焼ガスがもれる事を防止できるため、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、二次空気スリットを複数個に分割して設け、二次
空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させるこ
とにより、低燃焼量時で一次空気比が小さい（１未満）
部分予混合燃焼の場合でも、COの発生を抑制し、安定燃
焼を実現することができる。

また、二次空気スリットの位置と炎孔の位置を一次燃焼
室の中央部から視て略ちどり状とすることにより、高燃
焼量時の部分予混合燃焼の場合でも、二次空気が対向火
炎の間に入り込み、二次火炎の短炎化を促進でき、バー
ナ下流側に熱交換器等を設ける場合もCOの発生を抑制
し、高負荷燃焼も図りやすくなっている。

【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（ａ）（ｂ）は低燃焼量時の対向火炎
の詳細断面図であり、同図（ａ）は一次空気比が大きい
場合、同図（ｂ）は一次空気比が小さい（１未満）場合
を示す図、第５図は高燃焼量時で一次空気比が小さい
（１未満）場合の二次火炎を示す断面図、第６図は本発
明の第２実施例におけるバーナの断面図、第７図は本発
明の第３実施例におけるバーナの断面図、第８図、第９
図は従来のバーナの断面図である。 18……一次燃焼室壁、19……底板、20……側板、21……
一次燃焼室、22……炎孔、23……混合気分岐管、24……
混合気供給路、26……二次燃焼室壁、27……二次燃焼
室、28……二次空気噴出孔、29……二次空気スリット、
32……気化筒、37……二次空気カバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋戸健吉大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者森上和久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平１−121607（ＪＰ，Ａ) 特開平１−114606（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−107008（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−70605（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の炎孔を有する左右一対の一次燃焼室
壁を一定距離で対向させ、前記一次燃焼室壁と側板と底
板で一次燃焼室を形成し、対を成す左右の前記炎孔を相
対向させ、前記一次燃焼室の混合気上流側に混合気分岐
管を設け、前記炎孔を前記一次燃焼室と前記混合気分岐
管と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、前記複数の炎孔を前記一次燃焼室の出口方向に
多数配置し、前記一次燃焼室の出口よりも下流側に二次
燃焼室壁を設け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、前記一次燃焼室に
接する前記二次燃焼室の上流端部に二次空気スリットを
複数個に分割して設け、前記二次空気スリットを前記一
次燃焼室壁よりも外側に位置させ、前記二次空気スリッ
トの位置と前記炎孔の位置を前記一次燃焼室の中央部か
ら視て略ちどり状に配したことを特徴とするバーナ。
【請求項２】複数個に分割した二次空気スリットの少な
くとも１個の面積を他の二次空気スリットの面積よりも
大きくしたことを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項３】両端部の炎孔を両端部の二次空気スリッ
ト、または二次空気噴出孔よりも側板に近い位置に設け
たことを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項４】二次空気スリットの総面積を二次空気噴出
孔の総面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１
記載のバーナ。
【請求項５】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記載のバーナ。