JPS5837414A - 混合式ガスバ−ナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は概略的にバーナに関し、より詳細には混合式直
管ガスバーナに関する。

現在６つの基本的型式の市販されている直管ノミーナが
あ柘、第１の恐らく最も古い型のものはリボン・バーナ
として知られ、空気及び燃料の予め混合されたものが供
給されるようになっている。

燃焼に必要な空気の約６０％がバーナのマニホルド及び
通口な通じて供給され、また燃焼のための・空気の残り
の４０％がバーナの近（の周囲大気から取込まれる。こ
の型のバーナの強弱比は比較的低く約６対１程度である
。言い換えると最大燃焼率のときのバーナにおける熱入
力はバーナが最小の燃焼率で作動しているときの熱入力
の約６倍にすぎない。さらに非常に些かな空気の動きで
も炎が消えるのでリボン・バーナは空気の流れの中で用
いられない。このバーナは酸素の不足する空気中では作
動できず、かくして多（の窯、乾燥装置で使用するのに
は有用でない。このようなバーナの最大入力は１フィー
ト当り約６０．００，０ＢＴＵΔ（Ｒである。

第２の型の直管・バーナはほぼ正規組成混合体としての
空気−燃料がバーナのマニホルドゝ及び通口に供給され
る予混合バーナである。このバーナは小さな炎ジェット
を点火リテンション壁から離れた箇所に当てることによ
り炎のリテンションを維持する。通常最大の強弱比は約
８対１である。このようなバーナの最小入力は炎の伝播
率によりマニホルドへの逆火が生じ得るので制限される
。予混合バーナの最大入力は１フイート尚り約４００．
０００　ＢＴＵ／１１Ｒで、バーナが炎のリテンション
を高い混合体圧力に維持できないこと、このような高い
圧力から生ずる過度のノイズにより制限される。この型
のバーナは低速の空気の流れにおける限られた用途を有
するにすぎず、・高温での使用には有用でない。

第６の型の市販のバーナは燃料マニホルドゞあるいは燃
料−空気マニホルド８をそのマニホルドの側方に配設さ
れた１対のステンレス鋼の混合板と共に有してなるもの
である。空気は燃焼用送風機により混合板の開口を通じ
て押込まれるか、あるいは大きいダクト内の空気の流れ
により開口を通じて流れるようになる。この型のバーナ
は比較的高い過度の強弱比を有するので正規組成で強度
低下することｈ３７．、Ｃい。言い換えるとこのような
バーナへの空気及び燃料は入力の広い範囲内での全ての
入力で燃料を完全に燃焼させるために十分な空気だけが
あるように弱めることができない。この型のバーナは金
属製の混合板のために炉で用いる際に通常生ずる温度に
長時間曝されるのに耐えられない。さらに正規組成で作
動できるバーナが必要になることが多い。この型のバー
ナの最大入力は１フィート当り約１，０００，０００　
ＢＴＵ／ＩＩＲである。

本発明の概略的な目的は高速、低速の空気の流れのいず
れでも、酸素の不足する状況で、高温の炉内で作動でき
、また従来の直管バーナと比較するとずっと高い正規組
成の強弱比を有しバーナの１フィート当りずつと高い入
力で作動できる新規で改良されたガス混合式直管バーナ
を提供することである。

本発明の他の目的は高温の炉の全長にわたる唯１本のバ
ーナが数本のバーナの代りに用いられそれによって設置
費用を少なくするように全長にわたってほぼ一様な温度
を生せしめるバーナを提供することである。

より詳細な目的は主たる空気−燃料混合物を生ぜしめ二
次的空気−燃料混合物を主たる混合物の中心の下側にあ
るようにする特殊形状に配設された流路をもつ放出面を
有する新規な空気−燃料マニホルドを有するバーナな提
供することにより前述の課題を達成することである。主
たる可燃混合物の中心における二次的混合物は主たる混
合物の定常的な点火源となる。

さらに他の目的は歪むことなく非常に高い温度に耐えら
れる板材により形成された燃焼室を有するバーナを提供
することである。

本発明のこれらの、また他の目的は添付の図面に関連し
てなされた以下の詳細な説明からより明らかになろう。

図に例示されるように本発明は炉内で用いられるか、圧
力をかけた空気または他の気体の流れを加熱するためそ
の流れの中にあるいはこれに近接して配設されるように
したバーナ１０として具体化されている。この型のバー
ナは種々の直線形部分からなって直線状バーナあるいは
Ｔ型ないし十字形のバーナを形成する。直線形バーナ部
分からなる場合そのバーナは通常直管バーナと称せられ
る。直線状バーナが図面に示されているが、このバーナ
はまた円形部分としても形成されることが分るであろう
。

より詳細にはバーナ１０はシート状金属がらなり概略的
に長方形断面を有する箱、形本体１１がもなる。本体１
１は上側及び下側の壁部１２及び２つの端側壁部１６で
形成され、端側壁部のうちの一方だけが示されている。

概略的に■字形の前側壁部１４が壁部１２の前方の辺縁
部に配設され、端部が長方形断面の前方に突出する筒状
ネック１５となっている。本体の後部は後側壁部１６に
より閉塞されている。筒状ダクト１７が後側壁部の部分
に連通し、本体１１内に加圧空気の流れを導く作用をな
す。

一連の間隔をおいた開口１９を形成した分配板１８が本
体１１の上側及び下側壁部に達し、また端側壁部１ろの
間にわたって延びている。分配板により本体が後方に配
設された分配マニホルビ２０と前方に配設された空気室
２１とに分割される。空気はダクト１７から分配マニホ
ルドゞ２０に流入し、それから分配板１８の開口１９を
通じて空気室２１内に均等に計量される。

燃料室２３をなす細長い鋳鉄製燃料マニホルド２２が空
気室２１内に配設され分配板１８に固着されている。圧
力をかけた天然ガスまたは他９燃料（例えばプロパンま
たはブタン）が本体１１の端側壁部１ろの一方を貫通す
る供給管２４により燃料室２６内に導かれる。燃料マニ
ホルドにより空気室２１が燃料マニホルドの上方及び下
方に配設された２つの部分に分割される。

燃焼室２５を形成する手段は本体ネック１５から延長さ
れてこれに固着されている。ここでこれらの手段はセラ
ミックあるいは他の４天性月料で製造され高温に耐えら
れる細長いスリーブ２６からなるものとして示されてい
る。このスリーブはセラミックの端板２７により閉塞さ
れ、その一方が第２図に示されている。セラミックのス
リーブ２６によリーバーナ１０が非常に高温の炉で用い
られるようになる。バーナがオープンや種々の空気加熱
用に用いられるとき、セラミックのスリーブは耐熱性金
属で製造された単純な薄壁のスリーブで置換えてもよい
。

本発明によればバーナ１０はバーナの１フィート当り非
常に高い能力で作動することができ同時に同じ一般的な
型の従来のバーナよりずっと大きな正規組成の強弱比を
有するように独特に構成されている。このことは主とし
て燃焼室２５の−Ｌ側及び下側に沿って主たる空気・燃
料混合物を生せしめまた主混合物の中心に沿って二次空
気・燃料混合物を生ぜしめる新規な混合手段６ｏを設け
ろことにより達成される。二次的混合物は主混合体の定
常的な点火源をなしその結果としての２つの混合体の相
互作用によりバーナが高い入力で、また高い正規組成の
強弱比で作動できるようになる。

より詳細にはこの混合手段３０は燃料マニホルド２２の
前端部と一体的で本体１１及び燃焼室２５の中心線と一
致した中心線３１を有する概略的に平担な壁部からなる
。壁部６ｏは本体１１のネック１５内に押込まれ空気室
及び燃料室２１及び２ろの流出口端部と燃焼室２５の流
入口端部との間に配設されている。

２列の横方向に間隔をおいた主燃焼室の空気流路６５が
壁部３０に穿設され、空気室２１と燃焼室２５との間に
わたって延びている。この２列の流路は壁部６０の中心
線３１の両側から等距離だけ離れて一方の列の流路が空
気室２１の上側部分から出ておりまた下側の列の流路が
空気室の他方の部分から出ている。燃焼室の主たる流路
は比較的大きな径のものであり、壁部の中心線６１にほ
ぼ平行に延びている。

また燃料室２６から燃焼室′２５に達する２列の横方向
に間隔をおいた燃料流路ろ６が壁部ろ０に穿設されてい
る。この２列の燃料流路は２列の燃焼室の空気流路６５
０間に配設され、壁部ろＯの中心線から等距離だけ離れ
ている。燃料流路ろ６が燃焼室２５の方へ進むに従って
２列の流路６６は中心線６１から所定の角度で対称的に
発散し、この角度は約４５°であるのが好ましいが必ず
しもそれに限られない。燃料流路３６は壁部３０の放出
面３８に形成された１対の横方向に延びたほぼＶ字形の
溝６７（第６図）の内壁を通って出るが、この溝は中心
線３１から等距離だけ離れている。

本発明によれば２列の横方向に間隔をおいた空気安定流
路４０が壁部６０に穿設されている。上側の列の空気安
定流路４０は上側の燃焼空気流路３５から燃焼室２５へ
通じ、また下側の列の空気安定流路は下側の燃焼空気流
路６５から燃焼室へ通じている、２列の空気安定流路４
０はまた中心線３１から等距離だけ離れ、流路４０が燃
焼室３５の方へ進むに従って中心線ろ１に向かって対称
的に収束してゆく。この場合各列の流路４０は約４５゜
の角度をなして中心線に向かって収束してゆく。

流路４０はＶ字形の溝６７の外壁から出てゆく。

第２図に示されるように燃料流路ろ６及び空気安定流路
４０は大体同じ径で、その数もほぼ同じである。これら
の流路は空気安定流路４０が２つの隣接する燃料流路ろ
６のほぼ中間に配設され−るようにして設けられている
。燃焼空気流路６５は燃料流路６６よりかなり径が大き
く燃焼空気流路のほぼ２倍の燃料流路がある。各燃焼空
気流路６５は２つの隣接する燃料流路のほぼ中間に配設
され、燃焼空気流路が大きな径であるので、その縁が２
つの燃料流路と重なる。

前述の配設形態で燃料流路３６から出てくる噴射燃料は
燃焼空気流路ろ５を通って流れる空気により取出されこ
れと混合して燃焼室２５の上下の壁部に沿って空気及び
燃料の主燃焼混合物を形成するようになる。同時に空気
安定流路４０を通って流れる噴射空気により燃料流路３
６から出てくる燃料の一部が引込まれ、二次可燃混合物
が生じ燃焼室２５の中心部を安定させるようになる。二
次混合物は燃焼室の壁部に沿って流れる主燃焼混合物の
定常的な点火源となり主混合物の効果的で安定した燃焼
を促進する。

前述の型のバーナ１０は２５ないし６０対１近くの非常
に高い正規組成の強弱比を有する。このよう高い強調能
力は天然ガスよりむしろ燃料としてプロパンかブタンを
用いバーナがそれらの燃料を鮮明な青色炎で燃焼できる
ときに維持される。

バーナは１フイー龜り２．０００．０００　ＢＴＵ／１
．、ｉＨ。

を越える能力で作動することができ、高速、低速の両方
の空気流で、また酸素の不足する状況で作動するであろ
う。バーナの燃焼室２５が耐熱性の材料で、あるいは以
下に説明するようにして形成されればバーナは高温の炉
及びがまで用いられよう。バーナばその全長にわたって
ほぼ一様な温度を生ぜしめ、かくして炉の全長にわたっ
て一様な温度を生ぜしめるため数本の小さいバーナの代
りに１本の長いバーナを用いることができる。

第４及び５図に変形したバーナ１０′が示されているが
、ここで第１の実施例に対応する部分は同じ参照番号で
′を付して示しである。バーナ１０牡燃焼室２５′がス
テンレス鋼あるいは他の耐熱性金属で製造され屈曲せず
に膨張可能な複数の比較的薄い板５０で形成されている
という点に特徴がある。板５０はバーナ１０のセラミッ
クのスリーブ２６より安価でアシ、異なる長さのバーナ
により適合し易くできる。

バーナ１０′の長さが比較的短いならば、燃焼室２５′
の上側に沿って唯１枚の板５０が配設され、また他の板
が燃焼室の下側に涜って配設される。。

しかしながら図示のバーナにおいて燃焼室の上側及び下
側に清って複数枚の板５０が配設されており、かくして
燃焼室が多数の部分から形成される。

燃焼室の最端部は端壁１３′の連続部分である金属端壁
２７′（その一方だけ示しである）により閉塞されてい
る。

第５図に示されるように各板５０は平担で長方形であシ
、１つの前部フランジ５１及び２つの側部フランジ５２
が形成されている。板は前部フランジが上側の板から上
方に突出し、下側の板から下方に突出する方向に向いて
いる。板の後縁部はネック１５′を貫通するねじ５５に
より壁部３０′の上側及び下側に固着される。

本発明を実施する際に各板５０は板が高温に当てられた
ときに板が屈曲せずに横方向に膨張できるように丈る溝
形部材５７に連結されている。かくして上側部及び下側
の溝５７ａはリベット５８により端壁２７′の内側に取
付けられている。谷溝は端板５０の一方の側線部を摺動
可能に受容し、また端板５０の前部フランジ５１の端部
を摺動可能に受容している、従って加熱されると金属板
は溝５７ａ内の空間６０内に自由に膨張し、かくして座
屈及び屈曲が生じない。

燃焼室が図面に詳細に示されるように多数の部分で形成
されるとき、各対の隣接する板５００間に他の溝５７ｂ
が挿入される。１枚の板の側部フランジ５２ば５９で示
されるように付加された／ＩＩＪ′−５７ｂにリベット
で取付けられ、まだ隣接する板の側縁部はその溝に摺動
可能に受容される。かくして多種の板は相互に自由に膨
張できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の独自の特徴を具体化した新規で改良さ
れたガス混合式バーナの実施例の横方向断面図で、はぼ
第２図の線１−１上にとったものである。 第２図は第１図のほぼ線２−２上にとったバーすの部分
的断面図である。 第６図は第１図に示されるノズルの拡大した部分図であ
る。 第４図は本発明の特徴を具体化したバーナの他の実施例
の部分的透視図である。 第５図は第４図に示される部分の透視図である。 １０・・・・・・ガスバーナ　　１１・・・・・・第１
の本体部２１・・・・・・空気室　　　　２６・・・・
・暑燃料室２２・・・・・・第２の本体部（マニホルド
）２５・・・・・・燃焼室　　　　２６・・・・・・ス
リーブ３０・・・・・・流路を穿設した構造体（壁部）
６１・・・・・・６０の中心線　６５・・・・・・燃焼
空気流路６６・・・・・・燃料流路　　　３７・・・・
・・Ｖ字形溝４０・・・・・・空気安定流路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各々流出口端部を有する空気室及び燃料室と該空気
   室及び燃料室の流出口端部に近接して配設された流入口
   端部を有する燃焼室とを形成する手段と、上記空気室及
   び燃料室にそれぞれ加圧された空気及び燃料を供給する
   ための手段と、上記燃焼室の流入口端部と土間空気室及
   び燃料室の流出口端部との間に配設された混合手段とか
   らなり、上記混合手段が上記空気室から上記燃焼室に通
   じている間隔をおいた第１及び第２の列の燃焼空気流路
   と、該燃焼空気流路の列の間で混合手段に穿設され上記
   燃料室から上記燃焼室に通じ上記燃焼室の方へ進むに従
   って相互に離れ発散する第１及び第２の列の燃料流路と
   、上記第１の列の燃焼空気流路と上記第１の列の燃料流
   路との間で混合手段に穿設され上記空気室から上記燃焼
   室に通じている第１の列の空気安定流路と、上記第２の
   列の燃焼空気流路と上記第２の列の燃料流路との間で混
   合手段に穿設され上記空気室から上記燃焼室に通じてい
   る第２の列の空気安定流路とを有する構造体からなシ、
   上記空気安定流路の列が上記燃焼室の方へ進むに従って
   相互に収束する形状であることを特徴とする混合式ガス
   バーナ。 ２、上記空気室を形成する手段が第１の本体部からなり
   、上記燃料室を形成する手段が上記第１の本体部内に配
   設され上記空気室を第１及び第２の部分に分割する第２
   の本体部からなり、上記第１及び第２の列の燃焼空気流
   路がそれぞれ上記第１及び第２の部分に連通しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１に記載の混合式ガスバ
   ーナ。 ６、上記第１の列の空気安定流路が上記第１の列の燃焼
   空気流路から上記燃焼室に通じ、上記第２の列の空気安
   定流路が上記第２の列の燃焼空気流路から上記燃焼室に
   通じていることを特徴とする特許請求の範囲１または２
   に記載の混合式ガスバーナ。 ４、上記混合手段の構造体が中心線を有し、上記載１及
   び第２の列の燃焼空気流路が上記中心線の両側に等距離
   だけ離れていることを特徴とする特許請求の範囲乙に記
   載の混合式ガスノミーナ。 ５、上記燃料流路の列が上記中心線から両側から等距離
   だけ離れ、上記燃焼室の方へ進むに従って上記中心線か
   ら対称的に発散してゆくことを特徴とする特許請求の範
   囲４に記載の混合式ガスバーナ。 ６、上記第１及び第２の空気安定流路が上記中心線の両
   側から等距離だけ離れ、上記燃焼室の方へ進むに従って
   上記中心線の方へ対称的に収束してゆくことを特徴とす
   る特許請求の範囲５に記載の混合式ガスバーナ。 １　上記燃焼空気流路が上記中心線にほぼ平行に延びて
   いることを特徴とする特許請求の範囲６に記載の混合式
   ガスバーナ。 ８、上記燃料流路が上記空気安定流路の上記中心線の方
   へ収束するのと同じ角度で上記中心線から発散してゆ（
   ことを特徴とする特許請求の範囲６または７に記載の混
   合式ガスバーナ。 ９、　上記角度が約４５°であることを特徴とする特許
   請求の範囲８に記載の混合式ガスバーナ。 １０　　上記空気安定流路の数が上記燃料流路の数にほ
   ぼ等しく、上記空気安定流路の各々が２本の隣接する燃
   料流路のほぼ中間に配設されていることを特徴とする特
   許請求の範囲乙ないし９のいずれかに記載の混合式ガス
   バーナ。 １１、上記燃料空気流路のほぼ２倍の数の燃料流路があ
   り、上記燃焼空気流路の各々が２本の隣接する燃料流路
   のほぼ中間に配設され燃料流路に重なっていることを特
   徴とする特許請求の範囲１０に記載の混合式ガスバーナ
   。 １２、上記混合手段が上記中心線の両側から等距離だけ
   離れ上記第１及び第２の列の燃焼空気流路の内側に配設
   されているほぼ■字形の第１及び第２の溝を有する放出
   面からなり、上記燃料流路が上記溝の内壁を通って出て
   、上記空気安定流路が上記溝の外壁を通って出ることを
   特徴とする特許、請求の範囲６に記載の混合式ガスバー
   ナ。 １ろ、上記燃焼室を形成するための手段がセラミックで
   製造きれたスリープからなることを特徴とする特許請求
   の範囲１ないし１２のいずれかに記載の混合式ガスバー
   ナ。 １４、上記燃焼室を形成する手段が上記燃焼室の風 両側に配設された平ｆな金属板と、上記本体部に取付け
   られ上記板が膨張できるように上記板の縁部を摺動可能
   に受容する溝部材とからなることを特徴とする特許請求
   の範囲１ないし１ろの℃・ずれかに記載の混合式ガスバ
   ーナ。 １５、上記板の第１の列が上記燃焼室の一方の側に配設
   され、上記板の第２の列が上記燃焼室の反対の側に配設
   され、溝部材が各対の板の間し配設され上記板の一方に
   固着され、また上記板の他方な摺動可能に受容すること
   を特徴とする特許請求の範囲１４に記載の混合式ガスノ
   ミーナ。