JPS63127005A - 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】 産業上の利用分野 本発明は工業用・業務用あるいは家庭用低ＮＯｘバーナ
に関するものである。

従来の技術 従来、低Ｎｏ　バーナとしては第７図に示すととく、完
全予混合燃焼を利用したバーナが使用されており、バー
ナ壁２からなｇ燃焼室３の一部に金網４を設けて、燃焼
室３へ供給した燃料５を金網の表面で点火して、火炎６
を形成していた。

２ページ このようなバーナは空気過剰の燃料で燃焼させ、更に火
炎から受けた熱を金網から放熱することにより、火炎温
度を下げ、ＮＯの排出量の低減をはかっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、燃焼量の多い時、あるいは空気過剰率が
１に近すいた時に金網が急激な温度上昇をしてしばしば
逆火が生じたり、あるいは高温の為、金網が酸化して、
耐久性上問題があった。

一方、予混合空気量を多くして、空気過剰率を大きくし
たり、あるいは燃料の量を増加させて燃料の流速を大き
くすると、火炎は不安定になり、未燃ガスを排出したり
、吹き飛びに至ることがしばしば生じた。その結果、燃
焼量及び空気量の可変範囲が小さいため、実用上不便さ
が生じていた。

また、金網からの放熱が上流側すなわち燃焼室へもなさ
れ、燃料を加熱する。その結果、火炎温度の低下が小さ
く、ＮＯ低減が少ない欠点を有していた。

問題点を解決するための手段 ３ページ 燃焼室壁と燃焼室出口とにより、燃焼室を形成し、燃焼
室壁には多数の炎口な設け、前記炎口は互いに対向させ
、燃焼室壁に設けた燃料供給路の出口に位置させ、燃焼
室の外壁を冷却面とする。

燃料供給路は燃焼室の外側に設けているが、これも冷却
面とする。燃料は空気過剰率（Ｍ）の太きい領域（Ｍ≧
１）で燃焼させるのが好ましい。各炎口の周りにはフィ
ンを設けている。

作用 このようなバーナでは空気過剰になって、火炎は炎口か
ら離れても対向して燃焼するため、空気量の多い領域で
燃焼が可能であり、燃焼量の多い時にも吹き飛びにくい
。更に、燃焼量の少ない時には燃料供給路が冷却され、
逆火がなく、燃焼量の可変範囲が広い。火炎が分散し、
更に燃焼室からの放熱や燃料供給路からの放熱により、
ＮＯｘ排出量の低減を図っている。特に、燃焼量の小さ
いとき、或は空気過剰率の小さいときには、火炎は炎口
に近づき、炎口を加熱するため、炎口、燃料供給路、燃
焼室壁からの放熱により、Ｎｏ　低減を促進している。

炎口の周りにはフィンを配置しており、火炎からフィン
に熱をつたえ、ＮＯｘの低減をはかる。このとき、空気
過剰率が小さいほど、火炎とフィンの距離が小さくなり
、火炎からの放熱が大きくなり、その結果、空気過剰率
が小さい程、Ｎｏ　の低減効果が大きい。

放熱面である燃焼室の外側は冷却通路となっており、火
炎温度の上昇を抑制して、ＮＯ排出量の低減を図ってい
る。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成図であり、７はバーナ
本体、８は燃焼室、９は燃焼室壁、１０は燃焼室出口、
１１は炎口、１２は燃料供給路、１３は分岐管、１４は
冷却通路、１５は気化筒である。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面であり、第３図はＢ−’Ｂ
断面である。１６は送風機、１７は燃料ノズル、１８は
燃料、１９は混合気、′２０は火炎であり対向火炎２１
を形成する。２２は排気ガス、２３は冷却空気である。

２４はヒータである。高５ページ 温の排気ガスはしばしば熱源として利用される。

燃料１８（例えば灯油）は燃料ノズル１７から気化筒１
５に投入される。気化筒はアルミダイキャストで構成さ
れ、ヒータ２４が埋め込まれており、２００−３００°
Ｃに加熱される。気化筒１５に供給された燃料は気化す
る。一方、燃焼用空気は送風気１６より気化筒１５に導
入され、気化した燃料と混合して、混合気１９となる。

混合気１９は分岐管１３を通り、分岐管１３に多数設け
た燃料供給路１２を通って先端の炎口１１より燃焼室８
に導入される。燃料供給路１２は燃焼室壁９の外側に細
長い通路を持つチューブで構成している。

この混合気に点火すると火炎２０、対向火炎２１を形成
する。液体燃料のかわりに気体燃料を使用する場合、気
化筒１５を省略することにより液体燃料と同様に燃焼す
ることが可能である。

炎口１１は燃焼室８を介して互いに向かい合って対にな
っており、この対が多数配置されている。

各炎口１１で形成された火炎は対向火炎となる。

燃料供給路も炎口１１に対応して対になっている。

６ページ 燃焼室壁９の外側には燃料供給路１３を配置している。

燃焼室壁９と分岐管との間には燃料供給路１２が群にな
って配置され、冷却通路１４を形成している。この冷却
通路１４を冷却空気が通過する。分岐管１３は数個に分
割されており、各分岐管１３の間を冷却空気が通過可能
であり、更に燃焼室壁９からのふく射熱を外部へ放熱で
きるようになっている。冷却空気は加熱され、熱源とし
て利用されることが多い。多数の対向火炎が燃焼室８内
に形成されるが、この火炎で発生した熱は燃焼室壁９及
び燃料供給路１２を加熱する。そして、燃焼室壁９及び
燃料供給路１２より放熱し、火炎温度の低下をはかり、
排気ガス２２に含有するＮＯの低減をはかる。燃焼室壁
９及び燃料供給路１２はステンレスのごとき耐熱材料を
使用しており、高温時のふく射による放熱を容易にして
いる。

火炎によって加熱された燃焼室壁９の外側は冷却通路に
なっており、冷却空気が通過して、燃焼室壁９の冷却を
行い、火炎を直接冷却するとともに、燃焼室壁９による
混合気の予熱も防止している。

７ページ このとき、燃料供給路１２も冷却空気によって同様に冷
却される。火炎から炎口ぺ供給された熱が燃料供給路１
２へ伝導で上流側に伝わり、混合気の予熱がおこなわれ
るが冷却空気で燃料供給路１２の外側を冷却するため、
予熱を最小限に抑えることができる。

本発明は対向火炎を形成することにより特徴づけられる
が、次にこの対向火炎について詳述する。

第４図に対向火炎の形態をしめす。２５未燃ガス、２６
は対向火炎の端部、混合気出口の流速■、燃焼速度をＳ
とする。（Ａ）は炎口に付着した火炎を示す図、（Ｂ）
は火炎が炎口から離れて対向火炎を示す図である。

この時、対向する炎口が同一軸線上になく、そのために
対向火炎を形成することができなかったり、あるいは、
対向する炎口の一方を取り除くと、火炎は吹き飛びを生
じ、安定燃焼ができない。対向火炎はＶ／Ｓの大きな領
域で安定燃焼させることができる。対向火炎が（Ｂ）図
のごとく形成されると、対向火炎の端部２６から未燃ガ
スが放出される。この時、端部２６と炎口１１との距離
Ｈ歯Ｖ／Ｓが大きくなるにつれて大きく也、未燃ガス量
も多くなる。第１図、第２図で示されるごとく、炎口１
１が多数並び、更に、燃焼室８で冷却空気と遮断されて
いるため、未燃ガスは隣接される火炎で酸化される。ま
た対向火炎の上流側に燃焼室壁９が存在するため、対向
火炎に流入する混合気は炎口１１から出たのち、燃焼室
壁９で冷却されるのでＮＯ低減効果が大きい。

第５図はフィン２８を炎口１１の周囲に設けたものであ
り、炎口１１からの距離を一定に保つことができるため
、フィンを均一な温度に保つことができる。

また、炎口１１の周囲にフィン２８を設けると火炎から
の熱がフィン２８に伝わり、火炎温度の低下を促進する
。第６図にフィン２８を設けた時のＮＯの低減効果を示
す。たて軸はフィン２８のない時の空気過剰率Ｍ＝１の
時のＮｏ　　の値を１として示す。横軸は空気過剰率Ｍ
を示す。フィン２８を設けるとＮＯの低減効果がみられ
る。

９ページ この時、空気過剰率が大きいと、第４図Ｂに示すように
、火炎はしだいに炎口１１から離れるために、ＮＯ低減
効果は小さくなる傾向にある。本発明のバーナは対向火
炎７Ｆｒ：採用し、Ｎｏ　低減効果を空気過剰率の大き
い領域まで拡大しているが、従来のバーナでは金網に付
着した火炎を形成し、金網からの放熱によりＮｏ　　の
低減をはかっている。この時、フィンを設けても、フィ
ンは火炎の下流に位置してしまいフィンの放熱効果を期
待できない。更に、従来バーナでは空気過剰率を太きく
すると、火炎は不安定になり吹き飛んでしまう。

空気過剰率の小さい領域のみ燃焼可能であり、ＮＯレベ
ルの低い高空気過剰率でのＮｏ　低減効果×　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　×が期待できない。

更に、第３図に示すごとく、燃焼室出口から離れた炎口
で形成した火炎によって発生した高温の排気ガスは燃焼
室出口２７により近い出口で形成する火炎に供給され、
混合気を予熱する。この時、第４図（Ｂ）の火炎２９で
はこの予熱効果が顕著にあられれる。その結果、燃焼室
付近の火炎の安１０ページ 定性を確保する。排気ガスの流入は対向火炎の端部２６
付近だけであり、火炎を全体にわたって加熱するもので
なく、ＮＯの排出量は増加しない。

第４８図（Ａ）に示す状態よりＶ／Ｓが小さくなると、
火炎は炎口１１の中に入ろうとする。この時、燃焼室壁
９および燃料供給路１２は冷却空気で冷却される。従っ
て、火炎は燃料供給路１２の上流に向かって入ること、
即ち、逆火はなく、炎口１１付近で安定に燃焼する。

燃料供給路１２は細長い管状であり、長さをし、直径を
Ｄとすると、Ｌ／Ｄが大きいと混合気はボアズイユ流れ
となる。ポアズイユ流れになると対向火炎の端面がより
炎口１１に近づくため、未燃ガス２５の排出を抑え、完
全燃焼が容易になる。

この時、Ｌ／Ｄ≧４で効果が大きい。

発明の効果 本発明は燃焼室内で多数の対向火炎を形成し、更に、燃
焼室の外側を冷却し、燃料供給路を燃焼室の外側に設け
、炎口の周りにフィンを設けるものであり、Ｎｏ　低減
効果が大きく、特に、低空気過剰率での低減効果が大き
く、また、燃焼量および空気過剰率の広い範囲で燃焼が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のバーナの構成図、第２図お
よび第３図は同バーナの断面図、第４図及び第５図は同
バーナの要部概念図、第６図は同バーナの特性図、第７
図は従来例のバーナ構成図である。 ７・・・バーナ本体、８・・・燃焼室二　１１・・・炎
口、１２・・・燃料供給路、１４・・・冷却通路、２８
・・・フィン。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ０Ｘ Ｏ１５ 第７図 金虚旧 犬辻

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室壁と燃焼室出口により燃焼室を形成し、前記燃焼
   室壁には互いに対向させた複数の炎口を設け、前記炎口
   は前記燃焼室壁の外壁に設けた複数の燃料供給路と連通
   し、前記燃焼室の外壁を冷却面とし、隣接する前記炎口
   間に放熱フィンを設けたバーナ。