JPH11281017A - 予混合式バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所謂面燃焼タイプの予混合式バーナにおい
て、確実で安全な着火を行うことのできる着火機構を備
えた予混合式バーナを提供すること。 【解決手段】 ほぼ全面から予混合気を噴出する面状の
保炎体２を備えた予混合式バーナ１において、線状のパ
イロット火炎を前記保炎体２の表面側に形成するパイロ
ットバーナ５を設けたことを特徴とする予混合式バー
ナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、面状の保炎体を
備えた予混合式バーナに関し、詳細にはこの予混合バー
ナに着火するためのパイロットバーナの構成に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】予混合式バーナには、主ノズルから予混
合気を噴出して燃焼させる形式のものと、面状をなす保
炎体のほぼ全面から予混合気を噴出して燃焼させる形式
の所謂面燃焼バーナとがある。このような予混合式バー
ナの着火に際して、前者の形式のものでは、予混合気は
一個所あるいは数箇所の主ノズルから噴出するため、単
一の小ノズルを備えたパイロットバーナを用いて主ノズ
ルの下流側の一点（一個所）において着火を行ってい
る。しかし、後者の形式のものでは、予混合気は保炎体
のほぼ全面から噴出するため、前者のような単一の小ノ
ズルを備えたパイロットバーナを用いて保炎体の下流側
の一点（一個所）において着火を行うと、保炎体の全面
に火炎が形成されるまでに時間差が生じ（所謂着火遅
れ）、着火音が大きく、衝撃音となる場合がある。ま
た、予混合気の供給圧の変動によっては、一旦形成され
た火炎が途中で消えてしまう（所謂消炎）こともある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、所謂面燃焼バーナのような予混合式バー
ナにおいて、確実で安全な着火を行うことのできる着火
機構を備えた予混合式バーナを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、ほぼ全面から予混合気を噴出する面状の保炎体を備
えた予混合式バーナにおいて、線状のパイロット火炎を
前記保炎体の表面側に形成するパイロットバーナを設け
たことを特徴としており、請求項２に記載の発明は、前
記パイロットバーナが、前記保炎体を通して予混合気を
噴出し、前記保炎体の表面側にパイロット火炎を形成す
るものであることを特徴としており、請求項３に記載の
発明は、前記パイロットバーナが、それ自体でパイロッ
ト火炎を形成するものであることを特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明は、ほぼ全面から予混合
気を噴出する面状の保炎体を備えた予混合式バーナ、す
なわち所謂面燃焼バーナにおいて実現される。このよう
な形式の予混合式バーナにおいては、その着火のために
パイロットバーナを設けるが、この発明におけるパイロ
ットバーナは、そのパイロット火炎を保炎体の表面側に
線状に形成するものである。この予混合式バーナは、保
炎体によってメインバーナを構成するが、パイロットバ
ーナは、この保炎体を利用して形成するかあるいはこの
保炎体とは別個に形成する。

【０００６】そして、このパイロットバーナは、そのパ
イロット火炎が、保炎体の表面側において線状に形成さ
れるように構成する。このパイロットバーナは、パイロ
ット火炎の根本部分から保炎体の遠い側の縁部までの距
離がなるべく短くなるように配置するのが好ましい。た
とえば、このパイロット火炎を、１列形成する場合に
は、保炎体表面の中央部にパイロット火炎が形成される
ようにすると、このパイロット火炎の根本部分から保炎
体の遠い側の縁部までの距離がほぼ均等になるため好ま
しいが、保炎体の側縁部に設けることもできる。また、
このパイロット火炎は、１列形成する場合には、保炎体
表面（予混合気を噴出する側）の寸法のうち長いほうの
寸法に沿う方向とするのが好ましいが、複数列構成する
場合には、各パイロット火炎の形成方向を保炎体表面の
寸法のうち短いほうに沿う方向とすることもできる。こ
の場合には、隣り合う列のパイロット火炎同士の間隔が
その列の長さよりも短くなるようにするのが好ましい。
また、保炎体の裏面に対してほぼ平行な方向にメインバ
ーナ用の予混合気が供給されるものにおいては、この予
混合気の供給方向とパイロット火炎の形成方向をほぼ一
致させるように構成するのが好ましい。

【０００７】ここで、線状のパイロット火炎とは、パイ
ロット火炎の根本部分の形状が線状であることを指して
いる。ここでいう線状とは、所定の幅を有する線状の形
状のことをいう。そして、この線状のパイロット火炎の
幅は、この幅方向のメイン火炎の根本部の寸法よりも短
いことを指す。また、この線状のパイロット火炎は、直
線状とすることも、曲線状とすることもできる。ここ
で、パイロット火炎の根本部分の幅は、少なくともこの
パイロット火炎が安定して形成され、メイン火炎に確実
に、できれば短時間で着火し得るように設定する。

【０００８】また、予混合式バーナでは、必要とする熱
出力から保炎体の大きさが決まり、この保炎体の大きさ
は適用する熱機器の炉や取付開口部の寸法形状によって
も制約を受ける。また、このパイロット火炎の根本部分
の寸法および面積は、メイン火炎を形成するための保炎
体の大きさを確保する点での制約を受ける。すなわち、
パイロット火炎の根本部分の寸法を大きく面積を大きく
すると、パイロット火炎は安定して形成され、メイン火
炎への点火が確実になるが、その分、熱出力を得るため
のメイン火炎を形成する保炎体の面積が狭くなる。逆
に、パイロット火炎の寸法を小さく面積を小さくする
と、熱出力を得るためのメイン火炎を形成する保炎体の
面積を大きくできるが、パイロット火炎の安定が損なわ
れ、メイン火炎への点火の確実性が損なわれるおそれが
ある。

【０００９】パイロットバーナをメインバーナの保炎体
を利用して構成する場合には、パイロットバーナ用の予
混合気あるいは燃料を供給するパイロット通路を保炎体
の裏面側に配置して構成する。このパイロット通路は、
保炎体の裏面に沿って配置するが、このパイロット通路
には、保炎体に向けて予混合気あるいは燃料を噴出する
ように開口部を設ける。この開口部は、多数の小孔を配
列したものや複数列のスリットとすることができる。こ
のパイロット通路に予混合気を供給する場合には、その
まま燃焼可能であるが、パイロット通路に燃料を供給す
る場合には、同時に保炎体に燃焼用空気を供給し、保炎
体の表面側において予混合気が噴出するように構成す
る。

【００１０】パイロットバーナをメインバーナとは別個
に構成する場合には、パイロットバーナを保炎体の表面
側の中央部や保炎体の周辺に沿って設ける。この場合に
は、パイロットバーナのパイロット通路は予混合気を供
給するものとし、パイロット通路に接続されるパイロッ
トバーナ本体には予混合気噴出用の多数の小孔を列状に
あるいは複数列のスリットを形成する。そして、パイロ
ットバーナを保炎体の表面側の中央部に設ける場合に
は、パイロットバーナに供給する予混合気がメインバー
ナのメイン火炎によって過熱しないように保炎体表面か
ら若干奥側に配置するのが好ましい。また、複数の保炎
体を備えるものにおいては、各保炎体の間にパイロット
バーナを配置することもできる。

【００１１】さらに、パイロット通路は、前述のように
保炎体に管路を取り付けることによって構成する他、保
炎体に凹溝を形成することによって構成することもでき
る。このパイロット通路は、メインバーナへの着火に必
要なパイロット火炎の列数に対応させて、保炎体に１列
あるいは複数列形成する。

【００１２】以上の構成のパイロットバーナによると、
パイロット火炎は、保炎体の表面側に線状に形成され
る。そのため、保炎体全体から面状に分布して噴出する
メイン燃焼用予混合気への着火は、この線状に形成され
るパイロット火炎によって行われ、保炎体の全面に広が
るから火移り性がよい。

【００１３】ここで、この発明に係る予混合式バーナの
保炎体の形状は、適用する炉の形状に応じて、平面状，
湾曲面状，円筒面状等のいずれかとすることができる。
たとえば、適用する炉が所謂角型の多管式水管ボイラの
場合には、保炎体を平面状あるいは湾曲面状に形成し、
所謂丸型の多管式水管ボイラとする場合には、保炎体を
円筒面状とする。

【００１４】

【実施例】以下、この発明に係る予混合式バーナの第一
実施例について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１は、この発明の第一実施例の主要部を予混合気供給
側からみた説明図、図２は、図１の縦断側面の説明図、
図３は、図２の要部の拡大横断面の説明図、図４は、第
一実施例の機能説明図である。

【００１５】図１〜図３において、予混合式バーナ１
は、保炎体２と予混合気のメイン通路３を備えており、
これらによってメイン燃焼を行うメインバーナ４が構成
される。前記保炎体２は、前記保炎体２の裏面側から表
面側に予混合気の流通を許容する多孔質の部材である。
前記メイン通路３は、前記保炎体２の裏面にほぼ平行方
向に予混合気を供給する構成となっている。ここで、前
記保炎体２としては、セラミック板に多数の小孔を設け
たものや、平板と波板を交互に積層したものの他、発泡
金属，多孔質焼結体等を用いることができる。

【００１６】前記予混合式バーナ１において、パイロッ
トバーナ５は、前記保炎体２の裏面側に、パイロットバ
ーナ用の予混合気を供給するパイロット通路６を設けて
形成される。この第一実施例では、前記パイロット通路
６には、予混合気を供給するようにするが、前記パイロ
ット通路６には、燃料のみを供給し、前記メイン通路３
に燃焼用空気を主体に送り込むことによって、結果とし
て前記保炎体２の表面にパイロットバーナ用の予混合気
を噴出するように構成することもできる。

【００１７】前記パイロット通路６は、この第一実施例
では、直管状をなすもので、前記保炎体２の裏面側のほ
ぼ中央に１本配置してある。この第一実施例において、
前記パイロット通路６内における予混合気の流通方向
（図２に実線矢印で図示）は、前記メイン通路３におけ
るメインバーナ用の予混合気の流通方向（図２に白抜き
矢印で図示）とほぼ一致させてある。そして、前記パイ
ロット通路６は、その一端（図２における下方側の端
部）を閉鎖し、その他端（図２における上方側の端部）
からパイロットバーナ用の予混合気を供給するように構
成する。そして、前記パイロット通路６の前記保炎体２
との対面部分には、予混合気を噴出するための開口部と
して、複数の小孔７，７，…を形成する。したがって、
前記パイロット通路６から噴出する予混合気は、前記保
炎体２を通してその表面側に噴出することになる。

【００１８】以上の構成において、予混合式バーナ１へ
の着火時には、まず、パイロット通路６に予混合気を供
給し、適宜の着火手段（図示省略）によって着火する。
この着火時においては、前記パイロット通路６の各小孔
７から噴出する予混合気は線状に分布しており、この状
態をほぼ保ったままで保炎体２の表面側から噴出する。
したがって、前記保炎体２の表面に形成されるパイロッ
ト火炎も線状となる（図４参照）。この後、前記保炎体
２にメイン通路３からメインバーナ用の予混合気を供給
すると、この予混合気は前記保炎体２の表面側に噴出
し、前記パイロット火炎により着火されて前記保炎体２
の表面側のほぼ全面に火炎を形成する。このとき、予混
合気は、図２，図４の上方側から下方側に向けて流れる
ため、前記保炎体２の上方側の部分から予混合気が噴出
していく。この第一実施例における予混合式バーナ１に
おいては、パイロット火炎が前記保炎体２の上下方向に
形成されるため、このパイロット火炎によって前記保炎
体２の上方側から順に横方向に火炎が燃え広がるため、
メイン燃焼にスムーズに移行することができる。また、
このメインバーナ４への着火の形態は、前述の線状のパ
イロット火炎から前記保炎体２の全面への着火であるた
め、パイロット燃焼からメイン燃焼への移行がスムーズ
に、しかも短時間で行われる。そのため、従来このよう
な形式の予混合式バーナで問題となっていた着火音や着
火衝撃を低減することができる。

【００１９】以上の第一実施例の構成の予混合式バーナ
１は、たとえば図５および図６に示すような多管式水管
ボイラに装着して使用される。図５および図６におい
て、多管式水管ボイラＡは、上部管寄せＢ，下部管寄せ
Ｃおよびこれらの両管寄せ間に配置した一対の水管壁
Ｄ，Ｄによってほぼ矩形の缶体Ｅの外郭を構成したもの
である。そして、前記上部管寄せＢ，前記下部管寄せＣ
および前記一対の水管壁Ｄ，Ｄで囲まれる空間内に、複
数の水管Ｆ，Ｆ，…を比較的密な状態に配置してある。
そして、前記缶体Ｅの一方の開口部には燃焼装置として
前記予混合式バーナ１が配置され、他方の開口部には排
ガス出口Ｇが形成される。

【００２０】この多管式水管ボイラにおいては、前記予
混合式バーナ１の保炎体２は、前記缶体Ｅの前面側に上
下方向に沿って配置されており、また予混合気の供給流
路３も前記缶体Ｅの前面側に上下方向に沿って配置され
ている。このような形式の多管式水管ボイラＡにおいて
は、火炎がほぼ水平方向に形成され、また火移りは下方
から上方へと移り易くなっている。この点を考慮して、
パイロット火炎の形成方向も上下方向とするのが好まし
く、したがって前記パイロット通路６の設置方向も上下
方向としてある。

【００２１】さて、以上の構成の多管式水管ボイラＡに
おいて、パイロットバーナ５への着火後、メインバーナ
４に予混合気を供給して着火する際には、予混合気が上
方から下方に向けて流れるため、保炎体２の上方側の部
分から予混合気が噴出していく。この第一実施例におけ
る予混合式バーナ１においては、パイロット火炎が前記
保炎体２の上下方向に形成されるため、このパイロット
火炎によって前記保炎体２の上部から順に横方向に火炎
が燃え広がるため、メイン燃焼にスムーズに移行するこ
とができる。また、前記保炎体２の上下方向での着火遅
れを抑制できるため、着火音，振動が発生することも無
くなる。

【００２２】以上の第一実施例において、パイロット通
路6 内におけるパイロットバーナ用の予混合気の流通方
向は、メインバーナ用の予混合気の流通方向とほぼ一致
させてあるが、互いに逆方向とすることもできる。ま
た、以上の第一実施例の説明においては、パイロットバ
ーナ５を、保炎体２の裏面にパイロット通路６を取り付
け、このパイロット通路６に予混合気を噴出する開口部
として複数の小孔７を形成して構成したものであるが、
図７〜図９に示す第二実施例のように、パイロットバー
ナ用の予混合気を前記保炎体２の予混合気噴出孔から直
接噴出するように構成することもできる。ここで、この
第二実施例を示す図７〜図９においては、保炎体２とパ
イロット通路６の関係のみを図示し、他の構成は第一実
施例と同様であるため省略してある。

【００２３】第二実施例のパイロット通路６は、保炎体
２に対面する部分を開口部としたもので、第二実施例で
は、その部分を断面コ字状としてある。そして、この開
口部８から前記保炎体２の予混合気噴出孔を利用して前
記保炎体２の表面側にパイロットバーナ用の予混合気を
噴出させる。

【００２４】さらに、この発明においては、図１０〜図
１２に示す第三実施例や図１３〜図１５に示す第四実施
例のように、パイロット通路６を保炎体２に凹溝９を形
成することによって構成することもできる。ここで、こ
の第三実施例および第四実施例を示す図１０〜図１２お
よび図１３〜図１５においては、保炎体２とパイロット
通路６の関係のみを図示し、他の構成は第一実施例およ
び第二実施例と同様であるため省略してある。

【００２５】まず、第三実施例の予混合式バーナ１は、
保炎体２の裏面に矩形断面の凹溝９を形成し、この凹溝
９を平板状の閉鎖部材１０で塞ぐことによってこの凹溝
９をパイロット通路６としたものである。また、第四実
施例の予混合式バーナ１は、保炎体２の裏面に矩形断面
の凹溝９を形成したものであるが、この凹溝９内に断面
コ字型で、保炎体２との対向面に開口部８を有するパイ
ロット通路６を嵌め込むようにして取り付けたものであ
る。

【００２６】さらに、この発明に係る予混合式バーナに
おいては、前記各実施例のように、メインバーナ４を構
成する保炎体２を利用して、パイロットバーナ５を形成
する他、この保炎体２とは別個にパイロットバーナ５を
構成することもできる。この場合の第五実施例につい
て、図１６〜図１８を参照しながら説明する。

【００２７】第五実施例においては、メインバーナ４
は、１系統のメイン通路３に２つの保炎体２を配置して
構成したものである。そしてこれら２つの保炎体２の間
に、パイロットバーナ５を配置してある。このパイロッ
トバーナ５は、パイロットバーナ本体１１と前述の各実
施例同様に予混合気が供給されるパイロット通路６を備
えている。このパイロットバーナ本体１１には予混合気
噴出用の多数の小孔７，７，…を列状に形成してある。
これらの多数の小孔７は、メインバーナ用の予混合気の
流通方向とほぼ一致させて１列に形成してある。この第
五実施例においても、パイロット火炎が前記保炎体２の
表面側に線状に形成され、このパイロット火炎によって
前記各保炎体２のほぼ全面から噴出する予混合気に着火
できる。ここで、この第五実施例の予混合バーナは、１
系統のメイン通路３に２つの保炎体２を配置したもので
あるが、この発明は、複数の保炎体２ごとに上述のよう
なメイン通路３を設けた構成のものにも適用することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る予
混合式バーナによれば、ほぼ全面から予混合気を噴出す
る面状の保炎体を備えた予混合式バーナにおいて、この
保炎体の表面に沿って線状に火炎を形成するパイロット
バーナを設けた構成により、線状に形成されるパイロッ
ト火炎によって、保炎体のほぼ全面に噴出する予混合気
に着火するようにしたので、パイロット燃焼からメイン
燃焼への移行がスムーズに、しかも短時間で行われる。
そのため、従来このような形式の予混合式バーナで問題
となっていた着火音や着火衝撃を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の主要部を保炎体の予混
合気供給側からみた説明図である。

【図２】図１の縦断側面の説明図である。

【図３】図２の要部の拡大横断面の説明図である。

【図４】第一実施例の機能説明図である。

【図５】第一実施例の熱機器への適用例を示す縦断側面
の説明図である。

【図６】図５の横断平面の説明図である。

【図７】この発明の第二実施例の主要部を予混合気供給
側からみた説明図である。

【図８】図７の縦断側面の説明図である。

【図９】図８の要部の拡大横断面の説明図である。

【図１０】この発明の第三実施例の主要部を予混合気供
給側からみた説明図である。

【図１１】図１０の縦断側面の説明図である。

【図１２】図１１の要部の拡大横断面の説明図である。

【図１３】この発明の第四実施例の主要部を予混合気供
給側からみた説明図である。

【図１４】図１３の縦断側面の説明図である。

【図１５】図１３の要部の拡大横断面の説明図である。

【図１６】この発明の第五実施例の主要部を予混合気噴
出側からみた説明図である。

【図１７】図１６の縦断側面の説明図である。

【図１８】図１６の横断面の説明図である。

【符号の説明】

１ 予混合式バーナ ２ 保炎体 ４ メインバーナ ５ パイロットバーナ ６ パイロット通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ全面から予混合気を噴出する面状の
   保炎体２を備えた予混合式バーナ１において、線状のパ
   イロット火炎を前記保炎体２の表面側に形成するパイロ
   ットバーナ５を設けたことを特徴とする予混合式バー
   ナ。
2. 【請求項２】 前記パイロットバーナ５が、前記保炎体
   ２を通して予混合気を噴出し、前記保炎体２の表面側に
   パイロット火炎を形成するものであることを特徴とする
   請求項１に記載の予混合式バーナ。
3. 【請求項３】 前記パイロットバーナ５が、それ自体で
   パイロット火炎を形成するものであることを特徴とする
   請求項１に記載の予混合式バーナ。