JPH07324712A - 燃焼バーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃焼負荷率の増大を図り、小型化、窒素酸化物
の抑制、燃焼騒音の低減に有利なスターリング機関等に
使用される燃焼バーナ装置１を提供すること。 【構成】燃焼用の空気は第２バッフルプレート４２の第
２給気孔４２ｈから予混合室４５に流入する。第１燃料
ガス供給管４０内の燃料ガスは予混合孔４９から予混合
室４５に効果的に吸入され、燃料ガスと空気とは予混合
室４５において予混合される。この予混合気が第１給気
孔４１ｈを通過し燃焼室３１に流入する。この際第１燃
料ガス供給管４０内の燃料ガスは、主孔４８から燃料室
３１に矢印Ｋ１方向に吸入され、予混合気と主孔４８か
らの燃料ガスとが先混合形態で混合し、可燃用の空燃比
に至る。よって燃焼火炎が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼バーナ装置に関す
る。この燃焼バーナ装置は機器例えばスターリング機関
等の加熱器に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来より燃焼バーナ装置としては、燃料
ガスと空気とを先混合形態で混合するものが知られてい
る。この燃焼バーナ装置１００は、一般的には、図６に
示す様にノズル本体１０２と１枚のバッフル１０４とを
もつ燃焼ノズル１０６を備えている（書籍：ガス燃焼理
論と実際，１９９２年１０月１３日発行第１版，発行：
省エネルギセンタ−）。ノズル本体１０２は燃料ガス先
混合用の主孔１０２ａを備えている。バッフル１０４は
給気孔１０４ａを備えている。このものでは、主孔１０
２ａから吹き出される燃料ガスと給気孔１０４ａからの
空気とがバッフル１０４の先方で混合し、即ち『先混合
形態』で混合して燃焼火炎を形成する。ここで、『先混
合形態』とは、燃焼火炎の根元よりも先方で燃料ガスと
空気とを混合して所定の可燃用の空燃比（空気と燃料の
比率）、即ち燃焼を可能とする空燃比にする形態を意味
する。

【０００３】また従来より、燃焼バーナ装置としては、
燃料ガスと空気とを『完全予混合形態』で混合するもの
が知られている。ここで『完全予混合形態』とは、燃焼
火炎の根元よりも手前に予混合室を設け、予混合室にお
いて燃料ガスと空気とを予め混合し、可燃用の空燃比に
するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料ガスと
空気とを『先混合形態』で混合する図６に示す燃焼バー
ナ装置では、燃料ガスと空気とを燃焼室において均一混
合するのに時間を要する。燃料ガスの拡散時間を要する
からである。よって燃焼火炎が長くなり長炎化する傾向
にある。

【０００５】この場合、燃焼火炎において高温域と低温
域とが分かれ易くなる。よって高温域で発生し易い窒素
酸化物（ＮＯｘ）が発生するおそれがある。更に、燃焼
室の長さ方向における温度分布の不均一性が増し、均一
加熱性に不利である。更に燃料ガスと空気との均一混合
に時間を要するため、燃焼の不均一性により燃焼騒音が
大きくなる不具合がある。

【０００６】また、（燃焼火炎の入熱量／燃焼室の容
積）を示す燃焼負荷率が増大することは、加熱器の小型
化という長所を招来する。しかし上記した『先混合形
態』で混合する燃焼バーナ装置では、均一混合に時間を
要する関係上、燃焼室の長さの短縮化にも限界がある。
そのため燃焼負荷率の向上にも限度があり、加熱器の小
型化には限界がある。

【０００７】また、もう一方の混合形態である『完全予
混合形態』で燃料ガスと空気とを混合する燃焼バーナ装
置では、燃焼火炎の根元よりも手前の予混合室において
燃料ガスと空気とを混合し所定の可燃用の空燃比にする
ため、予混合室において既に燃焼可能状態となり、従っ
て燃焼火炎が予混合室に逆火するおそれがある。予混合
室において逆火が生じると、安全上不利である。

【０００８】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、請求項１、２の課題は、燃焼火炎の手前側の予
混合室において、燃料ガスと空気との混合割合を、希薄
可燃限界以下（可燃濃度範囲の空燃比よりも燃料ガスの
割合が小さな割合）、いわば『部分予混合形態』で混合
し、その後に完全混合して可燃用の空燃比とする方式を
採用することにより、燃焼負荷率の増大を図り、小型
化、窒素酸化物の抑制、燃焼騒音の低減に有利な燃焼バ
ーナ装置を提供することにある。

【０００９】請求項２の課題は、予混合孔と主孔との合
計開口面積を規定することにより、燃料ガス供給管の予
混合孔から予混合室への燃料ガスの流入を一層確実にし
た燃焼バーナ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の燃焼バーナ装
置は、可燃用の空気が供給される空気室と燃焼火炎が形
成される燃焼室とを有する基体と、基体に装備され、燃
料ガスが供給される燃料ガス供給路と先端に形成され燃
料ガス供給路に連通する燃料ガス先混合用の主孔とを有
する燃料ガス供給管と、燃料ガス供給管の外周側にほぼ
同軸的にかつ燃焼室に対面して配置され、燃焼室に連通
する第１給気孔を有するリング状の第１隔壁とを具備す
る燃焼バーナ装置において、燃料ガス供給管の外周側に
これの軸長方向において第１隔壁の後方に第１隔壁から
所定距離隔ててかつ空気室に対面して配置され、空気室
に連通する第２給気孔を有するリング状の第２隔壁と、
燃料ガス供給管にこれの軸長方向において第１隔壁と第
２隔壁との間に位置して設けられ、燃料ガス供給路に連
通する燃料予混合用の予混合孔と、第１隔壁及び第２隔
壁を用いて区画され燃料ガス供給管の外周面を１周する
と共に第１給気孔及び第２給気孔に連通し、第２給気孔
から供給された空気と予混合孔から供給された燃料ガス
とが可燃用の空燃比よりも燃料ガスの割合が小さい割合
で混合されて予混合気となるリング状の予混合室とを具
備し、第１給気孔から燃焼室に流入する予混合気を主孔
からの燃料ガスと燃焼室において混合して可燃用の空燃
比とする様にしたものである。

【００１１】請求項２の燃焼バーナ装置では、予混合孔
の合計開口面積は、主孔の合計開口面積よりも大きく設
定されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用及び発明の効果】請求項１では、空気室の空気は
第２隔壁の第２給気孔から予混合室に流入する。燃料ガ
ス供給管の燃料ガス供給路から燃料ガスが予混合室に流
入する。そして予混合室において燃料ガスと空気とが
『予混合形態』で混合され、予混合気が形成される。
『予混合形態』では、燃料ガスは希薄可燃限界以下（可
燃濃度範囲の空燃比よりも燃料ガスの割合が小さな割
合）で混合される。

【００１３】この様な予混合気は、燃焼室に対面する第
１隔壁の第１給気孔から燃焼室に吹き出される。そして
この吹き出された予混合気と主孔からの燃料ガスとが燃
焼室側において混合し、これにより燃料ガスと空気との
混合割合が可燃用の空燃比となり、以て燃焼火炎が形成
される。この様にまず希薄可燃限界以下（可燃濃度範囲
の空燃比よりも燃料ガスの割合が小さな割合）の予混合
気を予混合室において得、次にこの予混合気を、主孔か
らの燃料ガスと混合させて可燃用の空燃比にするので、
燃焼ガスの拡散時間が短くなる。

【００１４】従って（燃焼火炎の入熱量／燃焼室の容
積）を示す燃焼負荷率を従来に比較して増大させ得、燃
焼室の容積の小型化を図り得る。更に燃焼室における燃
料ガスと空気との均一混合が良好になされるため、燃焼
火炎における燃焼の均一化にも有利である。従って従来
に比較して燃焼火炎における高温域と低温域との峻別を
軽減または回避できる。即ち、燃焼火炎における局所的
な高温域を軽減または回避でき、燃焼室における温度分
布の均一性が向上し、均熱性が向上すると共に、高温域
で生成し易い窒素酸化物の低減に有利である。

【００１５】更に燃焼室における燃焼騒音の低減にも有
利である。また第１隔壁と第２隔壁とは空気流入に対す
る邪魔板として機能する。この様な第１隔壁と第２隔壁
とで区画された予混合室に第２給気孔から空気が流入す
るので、予混合室の内圧が高くなり、燃料ガス供給管の
予混合孔から予混合室へ燃料ガスが流入することが規制
される傾向となる。この場合、燃料ガス供給管の予混合
孔から予混合室へ燃料ガスを流入させるのに支障となり
易い。この点請求項２では、予混合孔の合計開口面積
は、主孔の合計開口面積よりも大きく設定されているた
め、燃料ガス供給管の予混合孔から予混合室への燃料ガ
スの流入性が確保される。よって予混合における燃料ガ
スの割合の確保に有利である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例の構成）図１に示す様に、この燃焼バーナ装置
１のハウジングとして機能する基体２には空気室２ａ、
壁体２ｄ、２ｅ、２ｆが形成されている。基体２の一端
側には、第１ノズル挿通孔２０ｒを備えた第１円筒体２
０が配置され、同様に基体２の他端側には、第２ノズル
挿通孔２２ｒを備えた第２円筒体２２が第１円筒体２０
と対向する位置に配置されている。

【００１７】基体２には殻体としてのセラミックス筒体
３が配置されている。セラミックス筒体３は所定の肉厚
を備えた円筒形状をなしており、内壁面で円筒形状をな
す燃焼室３１が区画されている。セラミックス筒体３の
材質は耐熱性を考慮して炭化珪素であるが、これに限ら
ずアルミナ、窒化珪素でも良い。セラミックス筒体３の
外面側には、多数個のヒータチューブ３３が略同軸的に
かつ排気ガス等の排出性を確保すべく所定の隙間を存し
つつ多重に巻装されている。ここでヒータチューブ３３
は、セラミックス筒体３の一端部から他端部にかけて巻
装されている。ヒータチューブ３３は、被加熱媒体（例
えばヘリウムや空気等の気体、水等の液体）が通る経路
を形成する。

【００１８】セラミックス筒体３の周壁の略全面には、
その厚み方向に貫通する多数個の貫通孔３０ｃからなる
貫通孔群３０が形成されている。貫通孔３０ｃには燃焼
室３１の燃焼火炎または燃料ガスが通る。図３は図１の
Ｙ１−Ｙ１にそう矢視図である。図３から理解できる様
に各ヒータチューブ３３には鍔状の受熱フィン３３ｓが
延設されている。なお図３において一部の受熱フィン３
３ｓは仮想線として略記されている。この受熱フィン３
３ｓにより受熱面積が確保され、ヒータチューブ３３を
効果的に加熱できる。図３から理解できる様に、ヒータ
チューブ３３とセラミックス筒体３の外周面との間には
隙間が形成されている。従って燃料ガスや排気ガスの排
出性が確保されている。

【００１９】更に基体２には、燃焼用の空気が外部から
吸い込まれる空気吸込口２５が形成されており、また、
空気吸込口２５から吸い込まれた空気が流れる空気通路
２６を区画する仕切板２７が形成されている。更に基体
２の上部には、燃焼後の排気ガスが排出される排気口２
９が形成されている。図１から理解できる様に、第１円
筒体２０の第１ノズル挿通孔２０ｒには、１個の第１燃
焼ノズル４が略同軸的に配置されている。第２円筒体２
２の第２ノズル挿通孔２２ｒには、１個の第２燃焼ノズ
ル５が略同軸的に配置されている。従って第１燃焼ノズ
ル４および第２燃焼ノズル５は、互いに対面して配置さ
れている。

【００２０】第１燃焼ノズル４について図２を参照して
説明する。図２に示す様に、第１燃焼ノズル４は、管状
の燃料ガス供給管４０と、第１隔壁としての円盤状の第
１バッフルプレート４１と、第２隔壁としての円盤状の
第２バッフルプレート４２とを備えている。第１バッフ
ルプレート４１は、燃料ガス供給管４０の先端部に略同
軸的に保持されており、適数個の第１給気孔４１ｈ及び
第１傾斜フランジ部４１ｘを有する。第２バッフルプレ
ート４２は、燃料ガス供給管４０の先端部よりもやや奥
方に位置して略同軸的に保持されており、適数個の第２
給気孔４２ｈ及び第２傾斜フランジ部４２ｘを有する。

【００２１】第１バッフルプレート４１と第２バッフル
プレート４２とを利用して区画された空間は、予混合室
４５とされている。この予混合室４５はリング状をな
す。燃料ガス供給管４０の燃料ガス供給路４０ｋには、
燃料ガス供給源から燃料ガス（この例では都市ガス）が
矢印Ｘ４方向に供給される。燃料ガス供給管４０の周壁
には、燃料ガス供給路４０ｋに連通する主孔４８及び予
混合孔４９が形成されている。図２から理解できる様
に、主孔４８は燃料ガスを『先混合形態』で混合するた
めの孔であり、燃焼室３１に対面している。主孔４８
は、燃料ガス供給管４０のうち第１バッフルプレート４
１よりも先方に位置して、且つ燃料ガス供給管４０の周
方向にそって適数個（適宜選択できるが、例えば３個〜
１０個）形成されている。予混合孔４９は燃料ガスを
『予混合形態』で予混合するための孔である。予混合孔
４９は、燃料ガス供給管４０のうち第１バッフルプレー
ト４１と第２バッフルプレート４２との間に位置して、
且つ燃料ガス供給管４０の周方向にそって適数個（適宜
選択できるが、例えば３個〜１０個）形成されている。

【００２２】本実施例では、図２から理解できる様に主
孔４８の口径は予混合孔４９の口径よりも小さい。適数
個の主孔４８の合計開口面積は、適数個の予混合孔４９
の合計開口面積よりも小さい。なお本発明者による燃焼
試験によれば、主孔４８は口径が３．１ｍｍで個数が６
個であり、予混合孔４９は口径が８ｍｍで個数が８個の
とき、燃焼火炎が良好であり、排気口２９から排出され
た排気ガス中のＣＯ濃度が少なかった。

【００２３】第１バッフルプレート４１、第２バッフル
プレート４２や燃料ガス供給管４０は、耐熱性をもつ材
質例えば耐熱合金鋼、ステンレス鋼、セラミックスで形
成できる。この例では第１バッフルプレート４１は耐熱
鋼で形成され、第２バッフルプレート４２はステンレス
鋼（ＳＵＳ３０４）で形成されている。ここで、図略の
ブロア等の流体機械が作動すると、空気は基体２の空気
吸込口２５から空気通路２６を流れる。空気通路２６を
通過する空気は、仕切板２７等に接触するので予熱され
る。予熱された空気は、図２に示す矢印Ｘ１方向に流れ
て空気室２ａに至る。更に、図２に示す矢印Ｘ２として
記載した様に第２バッフルプレート４２の第２給気孔４
２ｈから予混合室４５に流入し、更に図２に示す矢印Ｘ
３として記載した様に第１バッフルプレート４１の第１
給気孔４１ｈから燃焼室３１に流入する。

【００２４】この様に空気が第２給気孔４２ｈを通過し
第２給気孔４２ｈで絞られる際に圧力が低減するので、
第１燃料ガス供給管４０の燃料ガス供給路４０ｋ内の燃
料ガスは予混合孔４９から予混合室４５に矢印Ｋ２方向
（図２参照）に効果的に吸入される。この結果、予混合
孔４９から予混合室４５に吸入された燃料ガスと、第２
給気孔４２ｈから予混合室４５に流入した空気とは、予
混合室４５において『予混合形態』で混合される。更に
この様な予混合気が第１給気孔４１ｈを通過し燃焼室３
１に流入する。このとき第１給気孔４１ｈで絞られて圧
力が低減するので、第１燃料ガス供給管４０の燃料ガス
供給路４０ｋ内の燃料ガスは、主孔４８から燃料室３１
に矢印Ｋ１方向（図２参照）に効果的に吸入される。こ
の結果、予混合室４５で予混合された予混合気と、主孔
４８から吸入された燃料ガスとが『先混合形態』で混合
し、これにより燃料ガスの割合が可燃用の空燃比に至
る。この結果、第１燃焼ノズル４から噴出する第１燃焼
火炎４Ａが形成される。

【００２５】予混合室４５における燃料ガスの予混合の
割合は、第１燃焼ノズル４における燃料ガスの消費量
（予混合量＋先混合量）を１００％としたとき、３５〜
４５％程度例えば４３％程度である。この様に予混合室
４５では燃料ガスの混合割合が低く、希薄可燃限界以下
であるので、予混合室４５の空気が予混合室４５で予熱
されるといえども、予混合室４５において燃焼火炎が着
火する不具合、つまり逆火の不具合は回避される。

【００２６】上記は第１燃焼火炎４Ａを形成する第１燃
焼ノズル４に関する説明であるが、第２燃焼火炎５Ａを
形成する第２燃焼ノズル５についても同様の構造や材質
が採用されており、第２燃焼ノズル５における燃料ガス
の予混合の割合も第１燃焼ノズル４と同程度である。即
ち図１に示す様に、第２燃焼ノズル５は、管状の燃料ガ
ス供給管５０と、第１隔壁としての円盤状の第１バッフ
ルプレート５１と、第２隔壁としての円盤状の第２バッ
フルプレート５２とを備えている。従って図１に示す様
に第２燃焼ノズル５には予混合室５５、予混合用の予混
合孔５９、先混合用の主孔５８が形成されており、予混
合室５５で燃料ガスが予混合される。そしてこの予混合
気と、主孔５８から吸入された燃料ガスとが『先混合形
態』で燃焼室３１側において混合し、これにより燃料ガ
スの割合が可燃用の空燃比に至り、この結果、第２燃焼
ノズル５から噴出する第２燃焼火炎５Ａが形成される。

【００２７】上記した実施例では図１から理解できる様
に、第１燃焼ノズル４から第１燃焼火炎４Ａが燃焼室３
１において噴出すると共に、第２燃焼ノズル５から第２
燃焼火炎５Ａが燃焼室３１において噴出する。そして第
１燃焼火炎４Ａの先端と第２燃焼火炎５Ａの先端とが対
面衝突する。この様な第１燃焼火炎４Ａ及び第２燃焼火
炎５Ａにより燃焼室３１は高温になると共に、セラミッ
クス筒体３も高温（一般的には１０００〜１６００°Ｃ
程度）に加熱される。従ってセラミックス筒体３からの
輻射熱や熱伝達等によってヒータチューブ３３は加熱さ
れ、これによりヒータチューブ３３内を流れる被加熱媒
体は加熱される。更にセラミックス筒体３の貫通孔３０
ｃから燃焼火炎が矢印Ｃ１方向に出てヒータチューブ３
３に触れるので、この意味でもヒータチューブ３３は加
熱される。

【００２８】（実施例の効果）以上説明した様に本実施
例では、まず、可燃用の空燃比よりも燃料ガスの割合が
小さい割合の予混合気を予混合室４５において形成し、
次に、この予混合気を、主孔４８からの燃料ガスと混合
させて燃焼室３１において可燃用の空燃比にするので、
燃焼室３１における燃料ガスと空気との均一混合が良好
となる。しかも燃焼室３１における均一混合時間が短縮
化される。よって燃焼室３１の長さ方向の寸法Ｌ１（図
１参照）を短縮化できる。そのため（燃焼火炎の入熱量
／燃焼室の容積）を示す燃焼負荷率を従来に比較して増
大させ得、燃焼室３１の容積の小型化を図り得る。

【００２９】更に前述の様に燃焼室３１における均一混
合時間が短縮化され、燃料ガスと空気との拡散混合が良
好になされるため、燃焼火炎における燃焼の均一化にも
有利であり、従って従来に比較して燃焼火炎における高
温域と低温域との峻別を軽減または回避できる。即ち、
局所的な高温域を軽減または回避でき、燃焼室３１にお
ける温度分布の均一性が向上し、均熱性が向上すると共
に、高温域で生成し易い窒素酸化物の低減に有利であ
る。更に燃焼室３１における燃焼の均一化を期待できる
ので、燃焼騒音の低減にも有利である。

【００３０】更にまた本実施例では第１燃焼火炎４Ａの
先端と第２燃焼火炎５Ａの先端とが対面衝突するので、
互いの燃焼圧力が衝突し、燃焼火炎の長炎化は抑制され
る。この様に燃焼火炎の長炎化が抑制されるので、この
意味においても燃焼室３１の長さ方向の寸法Ｌ１（図１
参照）の短縮化が図られる。よって、この意味において
も（燃焼火炎の入熱量／燃焼室３１の容積）を示す燃焼
負荷率を従来に比較して増大させ得、燃焼室３１の容積
の小型化を図り得る。

【００３１】更に本実施例では第１燃焼火炎４Ａと第２
燃焼火炎５Ａとが対面衝突するので、第１燃焼火炎、第
２燃焼火炎の長炎化が抑制されることから、火炎の根元
と先端との温度差が小さくなり、その結果、殻体内の温
度が均一にできる。従って従来に比較して燃焼火炎にお
ける高温域と低温域との峻別を一層軽減でき、燃焼室３
１の長さ方向における温度分布の均一性が一層向上し、
高温で生成し易い窒素酸化物（ＮＯｘ）の抑制に一層有
利である。

【００３２】加えて本実施例では、セラミックス筒体３
の外面側には、被加熱媒体が通るヒータチューブ３３が
略同軸的に巻装されているので、ヒータチューブ３３を
通る被加熱媒体を効果的に加熱することができる。特に
本実施例では燃焼室３１の長さ方向における温度分布の
均一性が向上するので、セラミックス筒体３の一端部か
ら他端部にかけて多数個のヒータチューブ３３が並設状
態で巻装されていても、各ヒータチューブ３３の加熱の
均一性を確保でき、被加熱媒体の均熱化に有利である。

【００３３】更に本実施例ではセラミックス筒体３の貫
通孔３０ｃから燃焼火炎が矢印Ｃ１方向に出てヒータチ
ューブ３３に触れるので、ヒータチューブ３３の被加熱
媒体を一層効果的に加熱するのに有利である。 （適用例）図４及び図５に示す例は、上記したバーナ装
置１をスターリング機関において作動ガス（ヘリウム）
を加熱して膨張させる加熱器として適用したものであ
る。従って、スターリング機関のハウジングには、上記
した燃焼バーナ装置１が装備されている。この燃焼バー
ナ装置１は、作動ガスを加熱して膨張させる加熱器を構
成する。燃焼用の空気を外部から燃焼バーナ装置１の第
１燃焼ノズル４及び第２燃焼ノズル５に供給する流体機
械としてのブロア８０が装備されている。更に、作動ガ
スと熱交換する蓄熱器８１、作動ガスを冷却する冷却器
８２が装備されている。

【００３４】図４から理解できる様に、スターリング機
関のハウジングのシリンダ部８４には多数個のシリンダ
孔８５が矢印Ｅ方向にそって並設されている。各シリン
ダ孔８５にそれぞれ挿入されたピストン部８６により、
膨張室８７（８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄ）及び圧
縮室８８（８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ）が区画さ
れている。

【００３５】ここで、フロント側の膨張室８７ａは、隣
設する圧縮室８８ｂにヒータチューブ３３、蓄熱器８１
及び冷却器８２を介して連通している。別の膨張室８７
ｂは、隣設する圧縮室８８ｃにヒータチューブ３３、蓄
熱器８１を介して連通している。別の膨張室８７ｃは、
隣設する圧縮室８８ｄにヒータチューブ３３、蓄熱器８
１を介して連通している。リヤ側の膨張室８７ｄは、フ
ロント側の圧縮室８８ａにヒータチューブ３３、蓄熱器
８１を介して連通している。

【００３６】そして圧縮室８８ｂ内の作動ガスは冷却器
８２、蓄熱器８１を介してヒータチューブ３３内を通る
と、燃焼バーナ装置１により高温に加熱されて膨張室８
７ａに至る。他の圧縮室８８ａ、８８ｃ、８８ｄの作動
ガスも同様である。この際において作動ガスは、蓄熱器
８１で奪熱され更に冷却器８２で冷却されるので、圧力
が下がる。この様な圧力の高低により各ピストン部８６
が往復駆動する。ピストン部８６の往復駆動は、出力軸
としてのクランク軸８９の回転として取り出される。な
お９０はオイルポンプ、９１は作動ガスの漏れを防止す
るガスシールである。

【００３７】この例においても前述同様に、まず可燃用
の空燃比よりも燃料ガスの割合が小さい割合の予混合気
を燃焼バーナ装置１の予混合室４５において形成し、次
にこの予混合気を、可燃用の空燃比にすべく主孔４８か
らの燃料ガスと混合させるものである。よって、燃料ガ
スと空気との均一混合性が良好となる。従って燃焼の均
一化に有利であり、窒素酸化物の抑制にも有利である。
更にバーナ装置１の燃焼室３１の長さ方向（即ち図４に
示す矢印Ｅ方向）における温度分布の均一性が向上する
ので、並設されている各ヒータチューブ３３の均一加熱
性が向上し、ひいては各膨張室８７における作動ガスの
膨張性が均等化し、矢印Ｅ方向に並設されている各膨張
室８７の温度の均一化にも有利となり、スターリング機
関の出力確保に有利となる。

【００３８】勿論、スターリング機関における燃焼バー
ナ装置１の燃焼騒音の低減に有利である。更に（燃焼火
炎の入熱量／燃焼室の容積）を示す燃焼負荷率を従来に
比較して増大させ得、燃焼室３１の容積の小型化を図り
得る。更にこの例においても第１燃焼火炎４Ａの先端と
第２燃焼火炎５Ａの先端とが対面衝突するので、燃焼火
炎の長炎化は抑制され、燃焼室３１の長さ方向（即ち図
４に示す矢印Ｅ方向）の寸法の短縮化が一層図られ、燃
焼負荷率を増大させ得る。よって、スターリング機関の
出力を維持しつつ燃焼室３１の容積の小型化、ひいては
スターリング機関の小型化を図るのに一層有利である。

【００３９】（付記）上記した例から次の技術的思想も
把握できる。 作動ガスが膨張する膨張室および作動ガスが収縮する
圧縮室を区画するピストン部を有するシリンダ部と、膨
張室と圧縮室との間の間で作動ガスが移送される経路
と、経路を通る作動ガスを加熱する加熱器と、経路を通
る作動ガスと熱交換する蓄熱器とをもつスターリング機
関において、加熱器は、特許請求の範囲の請求項１に記
載の燃焼バーナ装置で形成されていることを特徴とする
スターリング機関。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃焼バーナ装置の断面図である。

【図２】燃焼バーナ装置の要部の断面図である。

【図３】図１のＹ１−Ｙ１線にそう矢視図である。

【図４】燃焼バーナ装置を備えたスターリング機関の断
面図である。

【図５】図４のＹ２−Ｙ２線にそう矢視図である。

【図６】従来例に係る燃焼バーナ装置の断面図である。

【符号の説明】

図中、１は燃焼バーナ装置、２は基体、３１は燃焼室、
３３はヒータチューブ、４は第１燃焼ノズル、４Ａは第
１燃焼火炎、４０は燃料ガス供給管、４０ｋは燃料ガス
供給路、４１は第１バッフルプレート（第１隔壁）、４
１ｈは第１給気孔、４２は第２バッフルプレート（第２
隔壁）、４２ｈは第２給気孔、４８は主孔、４９は予混
合孔、５は第２燃焼ノズル、５Ａは第２燃焼火炎、５０
は燃料ガス供給管、５１は第１バッフルプレート（第１
隔壁）、４２ｈは第２給気孔、５２は第２バッフルプレ
ート（第２隔壁）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 進 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 井上 勝洋 岐阜県羽島郡岐南町みやまち１丁目177番 地 株式会社加藤鉄工バーナー製作所内 (72)発明者 小林 尚雄 岐阜県羽島郡岐南町みやまち１丁目177番 地 株式会社加藤鉄工バーナー製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼用の空気が供給される空気室と燃焼火
   炎が形成される燃焼室とを有する基体と、 該基体に装備され、燃料ガスが供給される燃料ガス供給
   路と先端に形成され該燃料ガス供給路に連通する燃料ガ
   ス先混合用の主孔とを有する燃料ガス供給管と、 該燃料ガス供給管の外周側にほぼ同軸的にかつ該燃焼室
   に対面して配置され、該燃焼室に連通する第１給気孔を
   有するリング状の第１隔壁とを具備する燃焼バーナ装置
   において、 該燃料ガス供給管の外周側にこれの軸長方向において該
   第１隔壁の後方に該第１隔壁から所定距離隔ててかつ該
   空気室に対面して配置され、該空気室に連通する第２給
   気孔を有するリング状の第２隔壁と、 該燃料ガス供給管にこれの軸長方向において該第１隔壁
   と該体２隔壁との間に位置して設けられ、該燃料ガス供
   給路に連通する燃料予混合用の予混合孔と、 該第１隔壁及び該第２隔壁を用いて区画され該燃料ガス
   供給管の外周面を１周すると共に該第１給気孔及び該第
   ２給気孔に連通し、該第２給気孔から供給された空気と
   該予混合孔から供給された燃料ガスとが可燃用の空燃比
   よりも燃料ガスの割合が小さい割合で混合されて予混合
   気となるリング状の予混合室とを具備し、 該第１給気孔から該燃焼室に流入する予混合気を、該主
   孔からの燃料ガスと該燃焼室において混合して可燃用の
   空燃比とする様にした燃焼バーナ装置。
2. 【請求項２】予混合孔の合計開口面積は、主孔の合計開
   口面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請
   求項１に記載の燃焼バーナ装置。