JPS6143057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は一次混合方式のバーナにおいて、炎口
部に形成される火炎の安定化と安定燃焼範囲の拡
大に対応できるバーナを提供することにあり、 １ 炎口部の高負荷化によるバーナの燃焼能力
アップ ２ 火炎長の短縮 ３ TDR燃焼範囲の拡大 ４ 設計および加工時の余裕度と安全性の拡大 ５ 低価格化 等を目的とするものである。

第７図のように主炎口が単一の小孔或はスリツ
ト口で一定間隔をもって形成されているような従
来のバーナでは次のような欠点がある。

１ 炎口の開口面積が小さいため炎口部の通気抵
抗が大きく、ノズルエゼクタなどで一次空気を
吸引しても燃料ガスに対する理論空気量の20〜
30％の吸い込み量しか得ることができず、ブタ
ンガス等ではイエローチツプの発生がある。又
点消火を繰り返すとススの発生もあり、湯沸器
等の器具に組み込んだ場合、エネルギ効率が悪
くなり不経済である。

２ 前述した如く一次空気量が少く、従つて燃焼
速度が遅いため保炎による火炎の安定化も効果
が小さい。特に燃焼量が小さくなつた時この傾
向が著しく、安定火炎を維持できる燃焼量の可
変範囲即ちTDR燃焼範囲が狭い。

また第８図のように、分割炎口が設けられてい
る主炎口板を折り返してバーナボデイを構成する
側板との間に保炎空間を設け、分割炎口群の各炎
口の炎口端部より噴出する混合気で保炎をおこな
わせる従来のバーナでは次のような欠点を有す
る。

１ 保炎量は各炎口端部と、その外側に設けられ
た側板との隙間、及び側板上端面との距離で決
定される。保炎量が少なければブローオフを生
じ、多ければ隣り合つた火炎群が干渉を起こ
し、二次空気の導入が阻止され火炎が伸び、上
部に熱交換用フインなどがある場合にはこれに
触れてCOを発生する。この保炎は全炎口の端
部が利用されるため、側板上端面との距離が少
し変化すると保炎量が大きく変化するため、こ
れらの寸法管理が厳しく要求され、設計、加工
が困難である。

２ ブローオフは燃焼速度が小さくなる各火炎群
の端部で始まる。従つて端部以外の中央部に形
成される保炎は炎口を加熱し炎口温度が高温ま
で上昇し材料の耐久性を劣下させる。

３ 保炎空間は主炎口板の板厚で決定されるが保
炎用予混合気に対する保炎空間が小さいため、
十分減速されない。従つて炎口負荷を大きくあ
げた場合、保炎自体の噴出速度が大きくなつて
ブローオフを起こす。故に大きなTDR燃焼範
囲はとれない。

４ 隣り合つた炎口群間は側板との小さな隙間で
連結されているが、その空間が小さく火移り用
の火炎は小さい。従つて炎口群間の距離が大き
くとれず、炎口群間への二次空気導入に限界が
ある。

以上述べたように従来のバーナでは高負荷燃焼
による能力アツプ、火炎長の短縮、TDR燃焼範
囲の拡大、設計や加工の余裕度と安全性の拡大、
低価格化等を同時に満足するものではなかつた。
本考案のバーナはこれら従来の欠点を解消すると
ともに改良を行い、ブンゼン式バーナや強制予混
合燃焼などの燃焼方式に対応して高負荷燃焼と
TDR燃焼範囲拡大を実現した汎用性のあるバー
ナ技術を提供するものである。以下本考案の一実
施例について第１図〜第６図に基づいて説明す
る。

これらの実施例はブンゼン式バーナに適用した
ものである。第１図および第２図において、主炎
口板１には連続したスリツト炎口２，２′が設け
られ、これらのスリツト炎口２，２′を複数個
（図では４個）ごとに一定の間隔を有して分離し
て分割し、主炎口群２″を構成している。各主炎
口群２″の両端に位置するスリツト炎口２は、他
の中央部に位置するスリツト炎口２′よりスリツ
ト長が大きく構成されている。スリツト炎口２，
２′は第４図の断面に示す如く曲げ加工にて深さ
Ｈを持つ保炎構成である。また第５図で示すよう
に、一定の曲率Ｒで曲げ加工して深さH′がある
構成でもよい。主炎口板１の下部にはフランジ３
が設けられておりバーナボデイ４に設けられた溝
５にはめ込まれ、バーナボデイ４にかしめられ一
体となる。

バーナボデイ４は一次空気口６とそれに続く混
合管７、分配室８、および整流部９の下部を構成
する側壁１０、保炎壁１１より成つている。保炎
壁１１には凹凸部が設けられており、主炎口板１
との間に二次炎口１２を構成する。二次炎口１２
は主炎口板１に設けられた主炎口群２″の両端の
炎口２に臨み、かつ隣り合つた主炎口群は同一の
二次炎口１２で連結するよう構成されている。

上述の構成よりなる本考案のガスバーナにおけ
る動作、作用について第３図〜第６図に基いて以
下に述べる。ノズルホルダ１３に供給された燃料
はノズル１４から一定の圧力によつて噴出され、
その噴出エネルギによるエゼクタ効果によつて一
次空気口６内へ一次空気を誘引する。一次空気口
６内へ流入した燃料と一次空気は混合室７で均一
に混合し予混合気となつて分配室８に送り込まれ
る。この予混合気は整流部９によつて流れを均一
にされ、それぞれのスリツト炎口２，２′に送ら
れ各主炎口群２″ごとに独立した主炎Ａを形成す
る。主炎Ａの火炎形状は混合気の噴出分布が深さ
Ｈによつて扇状に広がり魚尾炎に近い火炎とな
る。一方各主炎口群２″の両端に位置するスリツ
ト炎口２の下部から噴出された予混合気は保炎壁
１１に衝突し、保炎壁１１と主炎口板１とで形成
される空間で減速・均圧化された状態となり、二
次炎口１２に安定した流速で供給される。この二
次炎口１２に形成される保炎Ｂはそれぞれ独立し
た状態で燃焼し、主炎口群２″の両端に位置する
スリツト炎口２に形成される主炎Ａの火炎基部を
加熱し、主炎Ａに燃焼促進を行う。

またこの実施例のノズルエゼクタ効果によつて
吸引される一次空気比はスリツト炎口２，２′を
連続的に設けることによる炎口面積増大を十分に
生かし、ブンゼン式バーナと同程度（60〜80％）
得ることが可能である。

次にそれぞれの炎口に形成される火炎の作用に
ついて述べる。主炎口群２″にそれぞれ独立して
形成される火炎は、前述した如く60〜80％の一次
空気比の火炎であるために燃焼速度も十分大き
く、独立火炎自体が安定した火炎群を形成する。
さらに主炎口群２″は一定の間隔を有して構成さ
れていることにより、二次空気は主炎間に効果的
に導入される。また主炎Ａの形状は噴出分布が扇
状であるため大きく広がり、第４図に示す如く魚
尾炎状になつて二次空気との接触面積が大きくな
り、火炎長も小さくなつて燃焼室の容積をコンパ
クトにすることが可能である。

二次炎口１２に形成される保炎Ｂは、炎口負荷
的には安定しておりそれぞれ独立して燃焼するこ
とによつて二次空気との効率的な接触により反応
が促進され、安定した状態で主炎口群２″の両端
炎口２に形成される主炎を保炎する。通常主炎Ａ
のリフトはこの両端炎口の火炎基部より始まるた
め、上記の保炎効果によつて主炎基部の加熱促進
による燃焼速度の増加と、冷却防止および主炎予
混合気の間接的な加熱を行い燃焼性能の向上が達
成される。同様に主炎・保炎共に二次空気の効果
的な導入によりイエローチツプの発生をも防止し
効率的な燃焼を実現する。さらに高一次空気比が
高炎孔負荷の領域においても安定した燃焼を継続
し、TDR燃焼範囲が拡大される。ここで保炎量
は主炎口群２″の両端に位置するスリツト炎口２
の長さと保炎壁１１の高さによつて適切な量に調
整されている。

隣り合つた主炎の両端は同一の二次炎口１２上
に形成された保炎により連結されているため、点
火時に於ける種火からの火移りが容易に行なわれ
る。また燃焼中何らかの原因によりある主炎がリ
フトまたは消火した場合でも隣り合つた主炎か
ら、同一の二次炎口１２上に形成される保炎によ
り再安定化および再着火へ直ちに移行する。

ここで本考案のバーナはバーナボデイ４と主炎
口板１が別々に成形された後、バーナボデイ４の
溝５に主炎口板１のフランジ３をはめ込んでかし
めるという構成になつているため、万一かしめが
不完全であつたり、熱応力などのひずみによつて
第６図に示す如き間隔が生じたとしても、ここを
通過する予混合気は全て最終的に二次炎口１２上
に集められ保炎Ｂとして消費される。従つて従来
のように外に予混合気が洩れたり、炎孔以外の場
所で火炎を形成することは全くなく、耐久性も優
れている。さらにバーナボデイ４と主炎口板１の
材質を変えることができるため高価な耐熱材料は
主炎口板１のみに使用すればよく、バーナの低価
格につながる。

なお第１図〜第６図ではバーナボデイ４は一体
成形の場合を示したが、二部品以上で構成し第８
図に示した如く分配室８の下方でハゼ析り加工し
たものでもよく、要はバーナボデイ４が連続して
分配室８、側壁１０、保炎壁１１を構成し、主炎
口板１との間に二次炎口１２を形成しておればよ
い。

以上の説明から明らかなように本考案のバーナ
によれば主炎口群の分割と噴出分布の構成、およ
び各々が独立しかつ隣り合つた主炎を連結する保
炎機能を導入するとともに、主炎口板とバーナボ
デイーを分離し、バーナボデイの一部で保炎壁を
構成することにより次のような効果が得られる。

１ 主炎口群を分割することによつて二次空気の
効果的な導入と接触面積の増加により火炎長の
短縮が実現されコンパクトな燃焼器の実現が可
能である。

２ 二次空気との接触面積の増加と保炎により主
炎の火炎基部が安定化し炎口部の高負荷化によ
るバーナの燃焼能力のアツプが可能である。同
時にTDR燃焼範囲も拡大される。

３ 隣り合つた主炎を連結する保炎機能を設ける
ことにより、点火時の火移り性能の向上と万一
消火した場合でも速やかに再着火が行なわれ
る。

４ バーナボデイと保炎壁の一体構成により主炎
孔板とバーナボデイの間に加工不良、熱応力そ
の他の原因で隙間が生じ、予混合気が流出した
場合でも最終的には外に洩れず二次炎口で燃焼
するため、設計および加工時の余裕度が大きく
かつ安全である。

５ バーナボデイと主炎口板を別々の材料を使用
することにより、高価な耐熱材料は主炎口板の
みに使用すればよく、バーナボデイは安価な材
料が使用できるのでバーナの低価格化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本考案の一実施例を示
すガスバーナの構成部品の平面図、側面図、平面
図、側面図、第２図は同斜視図、第３図ａ，ｂは
同全体の平面図、側面図、第４図は同断面図、第
５図、第６図は他の実施例の断面図、第７図、第
８図は従来例の斜視図である。 １……主炎口板、２，２′……スリツト炎口、
２″……主炎口群、４……バーナボデイ、１１…
…保炎壁、１２……二次炎口、Ａ……主炎、Ｂ…
…保炎。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本願考案は多数の炎口を有し、この炎口を複数
   個ごとに分割するとともに、両端或は片端部に位
   置する炎口を他の炎口よりも開口面積を大きく設
   けた主炎口群より成る主炎口板と、混合管、均圧
   室等を形成するバーナボデイより成り、前記主炎
   口板と前記バーナボデイの一部を接合して上端部
   開口部が二次炎口となる保炎空間を形成するとと
   もに、前記保炎空間は前記主炎口群の両端部に位
   置する炎口にのみ臨み、かつ隣り合った主炎口群
   は同一の保炎空間で連結させてなるガスバーナ。