WO2007069711A1 - バーナーワーク用ガスバーナー - Google Patents

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WO2007069711A1
WO2007069711A1 PCT/JP2006/325014 JP2006325014W WO2007069711A1 WO 2007069711 A1 WO2007069711 A1 WO 2007069711A1 JP 2006325014 W JP2006325014 W JP 2006325014W WO 2007069711 A1 WO2007069711 A1 WO 2007069711A1
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WO
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burner
flame
mixture
gas
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/325014
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shigeru Hayashi
Hiroshi Hoya
Original Assignee
Sophia Precision Corp.
Kinari Glass Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Sophia Precision Corp., Kinari Glass Co., Ltd. filed Critical Sophia Precision Corp.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • F23D14/56Nozzles for spreading the flame over an area, e.g. for desurfacing of solid material, for surface hardening, or for heating workpieces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/74Preventing flame lift-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/103Flame diffusing means using screens

Definitions

  • the present invention relates to a burner work gas burner used for melting a glass material or a metal material.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-82943
  • the present invention has been proposed to cope with the above-mentioned problems of the prior art, and can generate a high-temperature flame, and the temperature, thickness, length, and temperature of the flame.
  • the purpose of the present invention is to provide a gas burner for burner work in which the oxygen concentration can be adjusted easily and appropriately according to the work of the burner work.
  • the gas burner for burner work of the present invention includes a cover member (nozzle holder cover C1) and a burner outlet portion (main flame mixture case F1) covered with the cover member (nozzle holder cover C1).
  • the burner outlet (main flame mixture case F1) is connected to a pipe (mixture main pipe member 2B) in which the fuel supply system (210B) and the air supply system (220B) are joined.
  • a gas-permeable mat member (F2) is placed on the upper end surface of the (main flame mixture case F1) (claim 1).
  • the burner work gas burner of the present invention communicates with a pipe (mixture main pipe member 2B) in which the fuel supply system (210B) and the air supply system (220B) merge and (sharp flame) Nozzle rotation support member lBc)
  • a pipe (sharp flame mixture pipe T3) connected rotatably, and a nozzle (sharp flame flame pipe T3) provided at the tip of the pipe (sharp flame mixture pipe T3) It is preferable to have a nozzle 1B)! And ⁇ (claim 2).
  • the nozzle has a nozzle burner outlet (sharp flame mixture case IBe) through which the conduit (sharp flame mixture pipe T3) communicates, and the nozzle burner
  • the outlet part (sharp flame mixture case IBe) is covered with a nozzle cover (sharp flame nozzle holder cover 1BC), and above the nozzle burner outlet part (sharp flame mixture case IBe).
  • a gas-permeable mat-like member (lBf) is preferably placed on the end face (claim 3).
  • the mat-like member (F2, lBf) must have gas permeability and heat resistance. And it is preferable that it is comprised from metal fibers, ceramic fibers, and other various fibers (made of fibers).
  • the mat member (F2, lBf) may be made of a porous material.
  • the gas burner for burner work of the present invention is provided with the mat-like members (F2, lBf) having gas permeability.
  • the flame can be maintained even at high flow rates (when the mixture flow rate is large). In particular, it has excellent flame holding ability when the premixed gas is lean.
  • the burner work gas burner of the present invention has a low flow rate (when the mixture gas flow rate is small). There is no backfire.
  • the gas burner for burner work of the present invention provided with the fiber-like mat member (F2, lBf) having gas permeability can obtain a stable flame and is more in comparison with the existing premixed burner.
  • the controllable flow velocity range (mixture flow rate range) can be widened.
  • the burner work gas burner of the present invention provided with the fiber-like mat member (F2, lBf) having gas permeability is a fiber (fiber) constituting the mat member (F2, lBf).
  • the reaction of unburned components is promoted in the red-hot fiber. Therefore, it is effective especially under conditions where the fuel is lean.
  • the flame is usually held in a circular crater and becomes a conical flame having a vertex at the center axis, so that the combustion is completed by the burner fire loca. It will become the position (high position in the axial direction).
  • the gas burner for a burner / ceramic of the present invention provided with a fiber-like mat member (F2, lBf) having gas permeability, flame is not generated unless the flow rate of the mixture is excessively large. Since it is held on the surface of the mat member (F2, lBf) or on the side thereof, the main reaction is completed in the immediate vicinity of the surface of the mat member (F2, lBf). Therefore, the height of the flame Is suppressed.
  • the present invention is provided with the cover member (nozzle holder cover C1), the flame-holding region is in the space inside the cover member, and the space inside the cover member is not mixed with ambient air.
  • the temperature decrease in the flame holding region and its peripheral portion is suppressed, and the flame is stabilized in the mat-like members (F2, IBf) over a wide range of operating conditions.
  • cover member nozzle holder cover C1
  • cover member nozzle holder cover C1
  • the cover member it is possible to suppress the discharge of unburned components, particularly carbon monoxide and carbon. This is because the unburned component stays in the space inside the cover member (for a certain period of time or more) without being mixed with the low temperature air.
  • the fuel supply system (210B) and the air supply system (220B) communicate with the pipe (mixture main pipe member 2B) and the (sharp flame nozzle rotation support member lBc).
  • the pipe mixture main pipe member 2B
  • the sharp flame nozzle 1B is larger than the large main flame gas nozzle 1, and the relative length is large and the tip is sharp. By producing a sharp flame, the fine processing can be easily performed.
  • the part where the flame is generated (the inside of the nozzle holder cover C1, the inside of the sharp flame nozzle holder cover 1BC) is covered with the cover member (nozzle holder cover C1) or one cover member for the nozzle (sharp flame nozzle holder cover 1BC). Therefore, it is possible to prevent the flame from becoming difficult to hold. And the temperature fall of combustion gas can also be prevented beforehand.
  • a cover member (nozzle holder cover C1, sharp flame nozzle holder) If the tip of the cover (1BC) (the outlet part CI-0 of the nozzle holder cover CI in Fig. 3 and the outlet part lBC-O of the sharp flame nozzle holder cover 1BC) is narrowed, it will become a red hot mat.
  • the member (F2, lBf) force is also radiated to the surroundings without radiating heat to the surroundings.
  • the cover member (nozzle holder cover Cl, sharp flame nozzle holder cover 1BC) is radiated to the inner wall of the cover member (nozzle holder cover Cl,
  • the space surrounded by the sharp flame nozzle holder cover (1BC) and the mat-like member (F2, lBf) is close to a blackbody furnace, and the heat rays do not escape, so heat loss can be reduced and the gas temperature is increased. Can be maintained.
  • a partition wall (Fw) is provided to partition the burner outlet portion (main flame mixture case F1) into two concentric spaces, and the two spaces are the main flame.
  • a pipe mixture main pipe member 2B in which the fuel supply system (210B) and the air supply system (220B) merge through either the air-fuel mixture conduit (T1) or the thermal additional-air mixture conduit (T2). If the flow adjustment means (ball valve BV1) is installed in the thermal power additional gas mixture conduit (T2), additional thermal power can be added without providing the main flame mixture pipe (T1).
  • the flow rate adjusting means (ball valve BV1) interposed in the gas mixture conduit (T2) the flow rate of the gas mixture supplied to the burner outlet (main flame mixture case F1) can be controlled. Come out.
  • the gas burner main body N and the bench lily mixer M are separated from each other.
  • a bench lily mixer 1 M and a burner body N are combined!
  • a sharp flame nozzle 1B for injecting a sharp flame is provided on the main body N side.
  • the flame of this sharp flame nozzle IB is a sharp flame with a large relative length and sharp tip, so when heating small parts or local heating in the production of glass or metal crafts, etc. It is used.
  • the gas burner main body N is provided with a nozzle holder cover C1
  • the nozzle holder cover C1 is a main flame mixture case F1 (burner outlet or burner outlet covered with a nozzle holder cover).
  • the arrow F direction is the front, and the opposite side of the arrow F is the rear.
  • a sharp flame nozzle rotating support member 1B c that rotatably supports the sharp flame nozzle 1B is disposed on the right side of the main flame mixture case F1 toward the rear of FIG. 1 (toward the opposite side of the arrow F). Yes.
  • An L-shaped nozzle support arm IBa is rotatably attached to the sharp flame nozzle rotation support member lBc, and the nozzle support arm IBa also serves as a fuel supply pipe.
  • a sharp flame nozzle 1B is attached to the tip of the nozzle support arm IBa, and the direction of the flame injection of the sharp flame nozzle 1B is configured to be parallel to the direction of the flame injection of the main flame mixture case F1, The
  • the sharp flame burner rotating support member lBc is equipped with a ball valve lBd for sharp flame adjustment.
  • the sharp flame nozzle 1B is normally positioned in front of the main flame mixture case F1 (arrow F side) as shown in FIG.
  • the nozzle support arm IBa is configured to be rotatable around the rotation center of the sharp flame nozzle rotation support member 1 Be as indicated by an arrow R (indicated by a dotted line in FIG. 1). Therefore, if necessary, the sharp flame nozzle 1B can be positioned behind the main flame mixture case F1 (opposite the arrow F).
  • the first spark plug switch SW1, the second spark plug switch SW2, and the rotation for operating the motor of the main body rotation mechanism are located in front of the main body rotation speed reducer 8B (arrow F side). Equipped with switch SW3.
  • the first spark plug switch SW1 is configured such that, when pressed, a spark plug (not shown) in the main flame mixture case F1 ignites the mixture.
  • the second spark plug switch SW2 is configured such that when it is pressed, a spark plug (not shown) in the sharp flame nozzle 1B ignites the air-fuel mixture.
  • reference numeral 21B indicates a fuel gas (flow rate) cutoff valve
  • reference numeral 22B indicates a fuel gas control needle valve
  • reference numeral 210B is a fuel gas supply system
  • reference numeral 220B is a compressed air supply system
  • reference numeral 25B is a connection portion connected to an air line exhausted outside the apparatus
  • reference numeral 25C is a relief air amount control valve. Show me.
  • a bench lily mixer M is provided on the left side of the main flame mixture case F1 (toward the opposite side of the arrow F).
  • a bench lily fitting E is interposed in the mixing portion of the air from the air supply system 220B and the fuel gas from the fuel supply system 210B.
  • Air of the air supply system 220B power and fuel gas of the fuel supply system 210B power are mixed in the Venturi mixer M, and the air-fuel mixture is homogenized in the air-fuel mixture main pipe member 2B (see Fig. 3). Is promoted.
  • the air supply system 220B communicates with a compressor (not shown), so that the compressed air supplied to the burner can be prevented from flowing into the fuel gas supply system 210B.
  • the compressed air can be prevented from flowing into the fuel gas supply system 210B without providing the check valve.
  • FIG. 3 the cross section of A-— line in Fig. 2 is shown for mixture main pipe member 2B, main flame mixture conduit Tl, additional flame mixture conduit ⁇ 2, and sharp flame mixture conduit ⁇ 3.
  • the cross section along the line BB in Fig. 2 is shown.
  • the mixture main pipe member 2B is equipped with three mixture conduits: a main flame mixture conduit Tl, a thermal additional mixture conduit ⁇ 2, and a sharp flame mixture conduit ⁇ 3.
  • a ball valve BV1 is interposed in the conduit T2 for additional thermal power mixture, and a ball valve lBd is interposed in the mixture conduit T3 for the sharp flame.
  • One end (the left end in FIG. 3) 2Ba of the gas mixture main pipe member 2B is coupled to the end (the right end in FIG. 4) 2Sc of the bench lily mixer M (see FIG. 4).
  • a mat member F2 made of fiber having heat resistance and gas permeability is placed on the upper end surface of the main flame mixture case F1.
  • the mat member F2 has a ring nut F3. It is fixed by screwing it into the main flame mixture case F1. Then, the outer peripheral portion of the ring nut F3 is fitted below the inner peripheral surface of the main flame nozzle holder cover C1.
  • the cross-sectional shape of the main flame nozzle holder cover C1 is such that the inner diameter on the lower edge side is the upper end surface of the main flame mixture case F1 or the radial direction of the mat-like member F2. Although it is approximately the same as the dimensions, the inner peripheral surface side is smoothly curved and reduced in diameter, and the inner diameter of the outlet C1— ⁇ is reduced. This increases the injection speed of the main flame nozzle holder force bar C1 outlet C1—repulsive force, promotes heat transfer from the hot combustion gas to the object to be heated by the burner, and heats it to a higher temperature. it can. If adjustment of the air-fuel mixture supply amount is necessary, the opening degree of the ball valve BV1 mounted below the heat-powered additional air-fuel mixture conduit ⁇ 2 may be increased or decreased.
  • the main flame mixture case F1 is provided with an annular partition wall Fw, and the partition wall Fw partitions the inside of the main flame mixture case F1 into two concentric spaces F1A and FIB.
  • the central circular space F1A is the main mixture member 2 through the main flame mixture conduit T1. It communicates with B, and the annular space FIB communicates with 2 ⁇ of the air-fuel mixture main pipe member via the thermal power additional air-fuel mixture conduit T2.
  • the main flame mixture conduit T1 is not provided with a flow rate adjustment means, but the ball valve BV1 is interposed in the additional gas mixture conduit ⁇ 2! Therefore, if the ball valve BV1 is adjusted, the main flame The mixture flow rate supplied to the mixture case F1 can be controlled.
  • the main flame mixture conduit T1 is not provided with a valve, so the compressed air supplied from the air supply system 220 ⁇ is supplied to the main flame mixture conduit T1.
  • the main flame mixture case F1 is discharged out of the burner via the space F1A, so that the compression supplied via the air supply system 220 ⁇ even if no check valve is provided in the fuel supply system 210B. Air will not flow back to the fuel supply system 210B and will not explode as a mixture in the fuel supply system 210B.
  • the sharp flame mixture pipe ⁇ 3 is arranged in the rotation support member lBc, and communicates with the L-shaped nozzle support arm IBa via the base T4.
  • a sharp flame mixture case IBe is attached to the tip of the nozzle support arm IBa.
  • the sharp flame mixture case IBe has a sharp flame nozzle holder cover.
  • a mat-like member lBf made of fiber having heat resistance and gas permeability is placed on the upper end surface of the sharp flame mixture case IBe.
  • the mat-like member lBf is a ring nut 1
  • the sharp flame nozzle holder cover 1BC has a cross-sectional shape whose inner diameter is approximately the same as the upper end surface of the sharp flame IBe or the mat-shaped member lBf in the radial direction.
  • the outlet portion lBC-O of the nozzle holder cover 1BC is configured so that its inner diameter is reduced.
  • outlet portion lBC-O of the sharp flame nozzle holder cover 1BC is configured so that the inner diameter thereof is reduced, so that the force injection speed is increased, and heating is performed by the sharp flame nozzle 1B. The heat transfer to the material to be produced is promoted and the temperature can be increased.
  • the surface or surface of the fiber-like mat-like member F1 or 1Bf having heat resistance and gas permeability is stabilized in the flame burned therein. That is, according to the illustrated embodiment, since the fiber mat-like member F1 or IBf is provided, it is more than the case where a large number of fine nozzles are arranged and the air-fuel mixture is supplied to the many nozzles. Furthermore, a stable flame can be obtained.
  • the flame is held over the surface of the fiber mat-like members Fl and IBf or the inside thereof, so that the height of the flame is suppressed.
  • a flame with a large relative length of the flame can be sprayed onto the glass processing portion, which facilitates processing and improves the quality of the processed product. To do.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a burner body and a sharp flame nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a bench lily mixer according to an embodiment of the present invention.

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Abstract

本発明は、高温の火炎を発生することが出来ると共に、火炎の温度、火炎の太さ、火炎の長さ、高温ガス中の酸素濃度その他をバーナーワークの作業に対応させて容易且つ正確に調整出来るようなバーナーワーク用ガスバーナーの提供することを目的としており、カバー部材(C1)と、該カバー部材(C1)を被せられたバーナー出口部(F1)とを設け、該バーナー出口部(F1)には燃料供給系統(210B)と空気供給系統(220B)とが合流した配管(混合気主管部材2B)が連通しており、該バーナー出口部(F1)の上端面には、気体透過性を有するマット状部材(F2)が載置されている。

Description

明 細 書
ノ ーナーワーク用ガスバーナー
技術分野
[0001] 本発明は、ガラス材料や金属材料の溶融に使用されるバーナーワーク用ガスバー ナーに関する。 背景技術
[0002] バーナーワークの代表的な例としては、 V、わゆる「トンボ玉」制作のようなガラス細工 があり、近年、この「トンボ玉」のようなガラス細工を趣味として行う人口が急増している 。このようなガラス細工を行う場合、材料をその溶融する温度 (以下、便宜上、ガラス に対しても「融点」 t 、う表記を用いる)以上に加熱出来るバーナーが必要である。な お、ガラスの中で最も融解し難いのが石英で、その融点は、純度による力 1700°C を超える。作業を円滑に進めるためには、材料をその「融点」よりも高い温度に加熱 する必要がある。より低 、燃焼ガス温度で材料を融点或 、は作業し易 、温度に加熱 するには、バーナーワーク用ガスバーナーの発生する高温ガスから材料への熱伝達 の効率を上げてやることが、非常に有効である。
[0003] しかし、従来の家庭用或いは個人用のバーナーで、高融点材料をその融点以上の 高温に加熱できるものは無ぐまた、流速を速くすることが出来るものも存在しなかつ た。したがって、(従来の家庭用或いは個人用のバーナーでは、)材料として、「融点 」の低 、ガラスし力使用できな 、ため、融点の高 、ガラスを用いたトンボ玉細工を行 えるバーナーに対する要望が出されていた。
[0004] その他の従来技術としては、内部に燃焼部を形成した筒状のフードをバーナーに 被せ、該燃焼部の内径が火炎導入部及び火炎放出部の内径よりも大きく形成された ガラス加工用バーナーが提案されて ヽる (特許文献 1参照)。
しかし、係るバーナーでは、高流速の場合 (混合気流量が大きい場合)、特に予混 合気が燃料希薄な状態では、温度が低いため、火炎を保持することが困難となる。 一方、低流速の場合 (混合気流量が小さい場合)には、火口の内径寸法が大きい場 合には逆火を起こし易い。そのため、制御可能な流速の範囲 (換言すれば、制御可 能な火力の範囲)が狭 、と 、う問題を有して 、る。
また、火炎放出部において高温燃焼ガスが加速されず、高温燃焼ガスが低流速で は、高温燃焼ガスから材料への熱伝達の効率が低 、と 、う問題がある。
特許文献 1:特開平 11— 82943号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記従来技術の問題点に対処するために提案されたものであり、高温 の火炎を発生することが出来ると共に、火炎の温度、その太さ、長さ、高温ガス中の 酸素濃度をバーナーワークの作業に対応させて容易且つ適切に調整出来るようなバ ーナーワーク用ガスバーナーを提供することを目的として 、る。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明のバーナーワーク用ガスバーナーは、カバー部材(ノズルホルダカバー C1) と、該カバー部材 (ノズルホルダカバー C1)を被せられたバーナー出口部(主炎混合 気ケース F1)とを設け、該バーナー出口部 (主炎混合気ケース F1)には燃料供給系 統(210B)と空気供給系統(220B)が合流した配管 (混合気主管部材 2B)が連通し ており、該バーナー出口部(主炎混合気ケース F1)の上端面には、気体透過性を有 するマット状部材 (F2)が載置されて 、ることを特徴として 、る(請求項 1)。
[0007] また、本発明のバーナーワーク用ガスバーナーは、前記燃料供給系統(210B)と 空気供給系統 (220B)とが合流した配管 (混合気主管部材 2B)へ連通し且つ (シャ ープ火炎ノズル回転支持部材 lBcにより)回転自在に接続された導管 (シャープ火 炎用混合気導管 T3)と、該導管 (シャープ火炎用混合気導管 T3)の先端部に設けら れたノズル (シャープ火炎用ノズル 1B)、とを備えて!/ヽるのが好まし ヽ(請求項 2)。
[0008] 前記ノズル (シャープ火炎用ノズル 1B)は、前記導管 (シャープ火炎用混合気導管 T3)が連通するノズル用バーナー出口部(シャープ火炎用混合気ケース IBe)を有し 、該ノズル用バーナー出口部(シャープ火炎用混合気ケース IBe)にはノズル用カバ 一部材(シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BC)が被せられており、該ノズル用バー ナー出口部(シャープ火炎用混合気ケース IBe)の上端面には気体透過性を有する マット状部材(lBf)が載置されて 、るのが好ま ヽ(請求項 3)。 [0009] 本発明の実施に際して、前記マット状部材 (F2、 lBf)は、気体透過性及び耐熱性 を有することが必須である。そして、金属繊維、セラミック繊維その他の各種繊維から 構成されている(繊維製である)ことが好ましい。これに加えて、前記マット状部材 (F2 、 lBf)は、多孔質材料で構成しても良い。
発明の効果
[0010] 上記構成による本発明のバーナーワーク用ガスバーナーによれば、気体透過性を 有するマット状部材 (F2、 lBf)を設けることにより、本発明のバーナーワーク用ガスバ ーナ一は、既存の予混合バーナーに比較して、高流速の場合 (混合気流量が大きい 場合)でも、火炎を保持することが出来る。特に、予混合気が燃料希薄な状態で、優 れた保炎能力を有する。
また、気体透過性を有する繊維製のマット状部材 (F2、 lBf)を設けることにより、本 発明のバーナーワーク用ガスバーナーは、低流速の場合 (混合気流量が小さい場合 )であっても、逆火を起こすことが無い。
従って、気体透過性を有する繊維製のマット状部材 (F2、 lBf)を設けた本発明の バーナーワーク用ガスバーナーは、安定した火炎を得ることが出来ると共に、既存の 予混合バーナーに比較して、制御可能な流速の範囲 (混合気流量の範囲)を広くす ることが出来るのである。
[0011] さらに、気体透過性を有する繊維製のマット状部材 (F2、 lBf)を設けた本発明のバ ーナーワーク用ガスバーナーは、当該マット状部材 (F2、 lBf)を構成する繊維 (ファ ィバー)が赤熱する条件では、当該赤熱した繊維において未燃焼成分の反応が促進 される。そのため、特に燃料が希薄な条件で有効である。
[0012] ここで、従来からの一般的なバーナーでは、火炎は通常円形火口に保持され、中 心軸に頂点を持つ円錐形状の火炎となるので、燃焼が完結するのは、バーナー火 ロカ 離隔した位置 (軸方向について、高い位置)になってしまう。これに対して、気 体透過性を有する繊維製のマット状部材 (F2、 lBf)を設けた本発明のバーナーヮー ク用ガスバーナーによれば、過度に大きな混合気流量でない限りにおいては、火炎 が当該マット状部材 (F2、 lBf)の表面或いはそのうち側に保持されるので、マット状 部材 (F2、 lBf)の表面の直ぐ近くで主要な反応が完結する。そのため、火炎の高さ が抑制される。
[0013] さらに、気体透過性を有する繊維製のマット状部材 (F2、 IBf)を設けた本発明のバ ーナーワーク用ガスバーナーでは、空気量が多少不足しても、煤の素となるカーボン が生成せずに燃焼させることが出来る。従って、ガラス細工の場合においては、例え ば、煤が作品に付着して商品価値が無くなってしまうと言う事が防止される。また、例 えば金属を加工する場合の様に、還元性雰囲気下で加熱することが要求される場合 において、好適に用いることが出来る。
[0014] また本発明はカバー部材 (ノズルホルダカバー C1)を設けているので、保炎される 領域が当該カバー部材内部の空間内となり、当該カバー部材内部の空間内は周囲 空気と混合しないので、保炎される領域及びその周辺部における温度低下が抑制さ れ、広い作動条件に亘つて、マット状部材 (F2、 IBf)に火炎が安定するという利点を 有している。
そして、カバー部材 (ノズルホルダカバー C1)を設けることにより、未燃焼成分、特 に一酸ィ匕炭素の排出を抑制することができる。未燃焼成分が、温度の低い空気と混 合すること無ぐカバー部材内部の空間内に(一定時間以上)滞在するからである。
[0015] 本発明にお 、て、前記燃料供給系統(210B)と空気供給系統(220B)とが合流し た配管 (混合気主管部材 2B)へ連通し且つ (シャープ火炎ノズル回転支持部材 lBc により)回転自在に接続された導管 (シャープ火炎用混合気導管 T3)と、該導管 (シ ヤープ火炎用混合気導管 T3)の先端部に設けられたノズル (シャープ火炎用ノズル 1 B)を設ければ (請求項 2)、ガラス細工や金属工芸等で微細な加工が要求される場 合に、大型の主火炎ガスノズル 1ではなぐシャープ火炎ノズル 1Bで、相対長さが大 きくて先端の尖ったシャープな火炎を生じさせることにより、当該微細な加工を容易 に行うことが出来る。
[0016] そして、火炎が生じる部分(ノズルホルダカバー C1の内部、シャープ火炎ノズルホ ルダカバー 1BCの内部)をカバー部材(ノズルホルダカバー C1)或いはノズル用カバ 一部材 (シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BC)で覆うことにより、火炎の保持が困難 となってしまうことが防止出来る。そして、燃焼ガスの温度低下も未然に防止出来る。
[0017] 本発明にお 、て、カバー部材(ノズルホルダカバー C1、シャープ火炎ノズルホルダ カバー 1BC)の先端部(図 3におけるノズルホルダカバー CIの出口部 CI— 0、シャ ープ火炎ノズルホルダカバー 1BCの出口部 lBC— O)を細く絞った形状に構成すれ ば、赤熱したマット状部材 (F2、 lBf)力も放射される熱が周囲に出てしまうこと無ぐ カバー部材(ノズルホルダカバー Cl、シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BC)の内 壁に放射され、カバー部材(ノズルホルダカバー Cl、シャープ火炎ノズルホルダカバ 一 1BC)とマット状部材 (F2、 lBf)で囲まれた空間は黒体炉に近い状態となり、熱線 が逃げないので、熱損失を小さくすることが出来、ガス温度を高温に維持することが 出来る。
[0018] さらに本発明にお 、て、隔壁 (Fw)を設けて前記バーナー出口部(主炎混合気ケ ース F1)を同心円状の 2つの空間に仕切り、当該 2つの空間が、主火炎混合気用導 管 (T1)或いは火力追加混合気用導管 (T2)の何れかを介して、前記燃料供給系統 (210B)と空気供給系統 (220B)とが合流した配管 (混合気主管部材 2B)へ連通し 、火力追加混合気用導管 (T2)に流量調整手段 (ボールバルブ BV1)を介装すれば 、主火炎混合気用導管 (T1)に流量調整手段を設けなくても、火力追加混合気用導 管 (T2)に介装した流量調整手段 (ボールバルブ BV1)のみを調節すれば、前記バ ーナー出口部(主炎混合気ケース F1)へ供給される混合気流量を制御することが出 来る。
[0019] これに加えて、圧縮機により空気供給系統(220B)から空気が供給される場合にお いて、前記配管 (混合気主管部材 2B)に逆止弁が設けられていなくても、供給された 圧縮空気は、主火炎混合気用導管 (T1)及びそれが連通して!/、る側の空間 (Fl A) から、バーナー外に排出されるので、圧縮空気が燃料供給系統(210B)に逆流し、 燃料供給系統 (210B)内で混合気となって爆発するのを未然に防止出来る。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、図 1〜図 4を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態では、ガスバーナー本体 Nとベンチユリ一ミキサー M (燃料と空気 とのミキシング機構)とが分離して構成されている。換言すれば、ベンチユリ一ミキサ 一 Mとバーナー本体 Nとを結合した形となって!/、る。
そして、本体 N側にシャープな火炎を噴射するシャープ火炎ノズル 1Bを設けて 、る 。このシャープ火炎ノズル IBの火炎は、相対長さが大きくて先端の尖ったシャープな 火炎となっているので、ガラス工芸或いは金属工芸の制作等において、小さい部品 の加熱や局所的加熱を行う際に用いられるものである。
[0021] 図 1において、ガスバーナー本体 Nはノズルホルダカバー C1が設けられており、ノ ズルホルダカバー C1は主炎混合気ケース F1 (バーナー出口部、或いは、ノズルホ ルダカバーを被せられたバーナー出口部)に被さっている。
ここで、図 1において、矢印 F方向を前方、矢印 Fの反対側を後方とする。 図 1の後方に向って(矢印 Fの反対側に向って)、主炎混合気ケース F1の右側に、 シャープ火炎ノズル 1Bを回転可能に支持するシャープ火炎ノズル回転支持部材 1B cが配置されている。
[0022] シャープ火炎ノズル回転支持部材 lBcには L字状のノズル支持アーム IBaが回動 自在に取り付けられており、ノズル支持アーム IBaは燃料供給管を兼ねている。 ノズル支持アーム IBaの先端にはシャープ火炎ノズル 1Bが取り付けられており、シ ヤープ火炎ノズル 1Bの火炎噴射の向きが主炎混合気ケース F1の火炎噴射の向きと 平行となる様に構成されて 、る。
また、シャープ火炎バーナー回転支持部材 lBcには、シャープ火炎調節用のボー ルバルブ lBdが装備されている。
[0023] シャープ火炎ノズル 1Bは、通常時には、図 1のように主炎混合気ケース F1の前方( 矢印 F側)に位置している。
ここで、ノズル支持アーム IBaは、矢印 R (図 1において、点線で示す)で示す様に、 シャープ火炎ノズル回転支持部材 1 Beの回転中心周りに回動可能に構成されて!、る 。従って、必要に応じて、シャープ火炎ノズル 1Bを、主炎混合気ケース F1の後方 (矢 印 Fとは反対側)に位置させることも出来る。
[0024] 本体回転減速装置 8Bの前方 (矢印 F側)には、第 1の点火プラグ用スィッチ SW1と 、第 2の点火プラグ用スィッチ SW2と、本体回転機構のモータを作動させるための回 転用スィッチ SW3とが装備されて 、る。
第 1の点火プラグ用スィッチ SW1は、これを押すことにより、主炎混合気ケース F1 内の図示しない点火プラグが混合気に点火する様に構成されている。 第 2の点火プラグ用スィッチ SW2は、これを押すことにより、シャープ火炎ノズル 1B 内の図示しない点火プラグが混合気に点火する様に構成されている。
[0025] 図 1〜図 4において、符号 21Bは燃料ガス(流量)遮断バルブを示し、符号 22Bは 燃料ガス制御用ニードルバルブを示す。
又、符号 210Bは燃料ガス供給系統であり、符号 220Bは圧縮空気供給系統であり 、符号 25Bは装置外に排気する空気のラインに接続する接続部であり、符号 25Cは 逃がし空気量制御バルブを示して 、る。
[0026] 図 1において、主炎混合気ケース F1の後方に向って(矢印 Fの反対側に向って)左 側には、ベンチユリ一ミキサー Mが設けられている。
図 4で示す様に、ベンチユリ一ミキサー M内では、空気供給系統 220Bからの空気 と燃料供給系統 210Bからの燃料ガスとの混合部には、ベンチユリ一金具 Eが介装さ れている。
[0027] 空気供給系統 220B力もの空気と、燃料供給系統 210B力もの燃料ガスとは、ベン チュリーミキサー M内で混合されて、混合気主管部材 2B (図 3参照)内で混合気の均 質化が促進される。
図示の実施形態では設けられていないが、燃料供給系統 210Bには逆止弁を設け ることが好適である。空気供給系統 220Bは図示しない圧縮機へ連通しているので、 バーナー側に供給される圧縮空気が、燃料ガス供給系統 210Bに流入してしまうこと を防止出来るからである。但し、後述する様に、図示の実施形態では、上記逆止弁を 設けなくても、圧縮空気が燃料ガス供給系統 210Bに流入することを防止出来る構造 となっている。
[0028] 次に、図 3を参照して、ガスバーナー本体 Nについて説明する。
ここで、図 3において、混合気主管部材 2B、主火炎混合気用導管 Tl、火力追加混 合気用導管 Τ2、シャープ火炎用混合気導管 Τ3については、図 2における A— Α線 断面が示されており、主火炎ノズルホルダカバー、シャープ火炎ノズル 1Bについて は、図 2における B— B線断面が示されている。
[0029] 図 3において、混合気主管部材 2Bには、主火炎混合気用導管 Tl、火力追加混合 気用導管 Τ2、シャープ火炎用混合気導管 Τ3なる 3本の混合気導管が装着されてい る。
ここで、火力追加混合気用導管 T2にはボールバルブ BV1が介装されており、シャ ープ火炎用混合気導管 T3にはボールバルブ lBdが介装されている。
[0030] 混合気主管部材 2Bの一端(図 3では左端) 2Baは、ベンチユリ一ミキサー M (図 4参 照)の端部(図 4では右端) 2Scと結合されて 、る。
また、混合気主管部材 2Bの他端(図 3では右端) 2Sbは、本体回転減速機構 8B ( 図 1)に結合されている。
図 3において、主火炎混合気用導管 Tl、火力追加混合気用導管 Τ2は、主炎混合 気ケース F1の底部に連通して開口されている。
[0031] 主炎混合気ケース F1の上端面には、耐熱性及び気体透過性を有する繊維製のマ ット状部材 F2が載置されており、該マット状部材 F2は、リングナット F3を主炎混合気 ケース F1に螺合させることにより固定されている。そして、リングナット F3の外周部は 、主火炎ノズルホルダカバー C 1の内周面下方に嵌合して!/、る。
[0032] 主火炎混合気用導管 Tl、火力追加混合気用導管 Τ2を通った混合気は、主炎混 合気ケース F1内にお 、て一様に広がり、前記マット状部材 F2の表面或いはその内 部で燃焼する。そして、混合気がマット状部材 F2の表面或いはその内部で燃焼する 際には、十分に安定した火炎が得られる。
[0033] 図 3で明示されている様に、主火炎ノズルホルダカバー C1の断面形状は、その下 縁側の内径は主炎混合気ケース F 1の上端面或 、はマツト状部材 F2の径方向寸法 と概略同じであるが、その内周面側が滑らかに湾曲しつつ縮径しており、出口部 C1 —Οの内径寸法が小さくなる様に構成されている。そのため、主火炎ノズルホルダ力 バー C1の出口部 C1— Ο力もの噴射速度が増加し、バーナーで加熱するべき対象 物に対して高温の燃焼ガスからの熱伝達が促進され、より高い温度に加熱できる。 混合気供給量の調整を必要とする場合には、火力追加混合気用導管 Τ2の下方に 装着してあるボールバルブ BV1の開度を増減すれば良い。
[0034] ここで、主炎混合気ケース F1には円環状の隔壁 Fwが設けられ、隔壁 Fwによって 主炎混合気ケース F1内部は、同心円状の 2つの空間 F1A、 FIBに仕切られている 。中心側の円形の空間 F1Aは、主火炎混合気用導管 T1を介して混合気主管部材 2 Bと連通しており、環状の空間 FIBは火力追加混合気用導管 T2を介して混合気主 管部材 2Βと連通している。
主火炎混合気用導管 T1には流量調整手段は設けられていないが、火力追加混合 気用導管 Τ2にボールバルブ BV1が介装されて!、るので、ボールバルブ BV1を調節 すれば、主炎混合気ケース F1へ供給される混合気流量を制御することが出来る。
[0035] これに加えて、図示の実施形態では主火炎混合気用導管 T1には弁は介装されて いないので、空気供給系統 220Βから供給された圧縮空気は、主火炎混合気用導管 T1及び主炎混合気ケース F1の空間 F1Aを介してバーナー外に排出されるので、燃 料供給系統 210B内に逆止弁が設けられていなくても、空気供給系統 220Βを介し て供給される圧縮空気が燃料供給系統 210Bに逆流し、燃料供給系統 210B内で混 合気となって爆発することはな ヽ。
[0036] 次に、シャープ火炎ノズル 1Bについて説明する。
図 3において、シャープ火炎用混合気導管 Τ3は、回転支持部材 lBc内に配置され ており、口金 T4を介して、 L字状のノズル支持アーム IBaへ連通している。そして、ノ ズル支持アーム IBaの先端部には、シャープ火炎用混合気ケース IBeが装着されて いる。
そして、シャープ火炎用混合気ケース IBeには、シャープ火炎ノズルホルダカバー
1BCが被せられている。
[0037] シャープ火炎用混合気ケース IBeの上端面には、耐熱性及び気体透過性を有す る繊維製のマット状部材 lBfが載置されており、該マット状部材 lBfは、リングナット 1
Bgをシャープ火炎用混合気ケース 1 Be〖こ螺合させることにより、固定されて!/、る。 そして、リングナット lBgの外周部は、シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BCの内周 面下方に嵌合している。
[0038] シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BCの断面形状は、その内径がシャープ火炎用 混合気ケース IBeの上端面或いはマット状部材 lBfの径方向寸法と概略同じである 力 図 3中、上方のシャープ火炎ノズルホルダカバー 1BCの出口部 lBC— Oにおい ては、その内径寸法が縮小する様に構成されている。
[0039] シャープ火炎用混合気ケース IBe内の空洞部で、混合気は充分に広がって均質 になり、その状態でマット状部材 IBfの表面或いはその内部で燃焼する際には、十 分に安定した良好な火炎が得られる。
[0040] また、シャープ火炎ノズルホルダカバー 1BCの出口部 lBC— Oにおいては、その 内径寸法が縮小する様に構成されているので、そこ力 噴射する速度が速くなり、シ ヤープ火炎ノズル 1Bで加熱される材料への熱伝達が促進され、その温度をより高く 出来る。
[0041] 以上説明した実施形態によれば、耐熱性及び気体透過性を有する繊維製のマット 状部材 F 1或いは 1 Bfの表面或 ヽはその内部で燃焼した火炎は安定する。すなわち 、図示の実施形態によれば、前記繊維製のマット状部材 F1或いは IBfを設けている ので、微細径のノズルを多数配置して当該多数のノズルに混合気を供給した場合よ りも、さらに安定した火炎を得ることが出来るのである。
[0042] また、繊維製のマット状部材 Fl、 IBfを設けることにより、高流速の場合 (混合気流 量が大きい場合)、特に予混合気が燃料希薄な状態でも、優れた保炎能力を発揮す ることが出来る。その一方で、低流速の場合 (混合気流量が小さい場合)であっても、 逆火を起こすことが無い。既存の予混合バーナーに比較して、制御可能な流速の範 囲(混合気流量の範囲)を広くすることが出来る。
[0043] さらに、繊維製のマット状部材 Fl、 IBfが赤熱すれば、当該赤熱した繊維製のマツ ト状部材 Fl、 IBfにおいて未燃焼成分の反応が促進されるので、特に燃料が希薄な 条件で有効である。
そして、過度に大きな混合気流量ではない限り、火炎が繊維製のマット状部材 Fl、 IBfの表面或いはその内部に亘つて保持されるので、火炎の高さが抑制される。
[0044] これに加えて、図示の実施形態によれば、繊維製のマット状部材 Fl、 IBfを設ける ことにより、空気量が不足しても、カーボンが生成せずに燃焼させることが出来るので 、金属を加工する場合の様に還元性雰囲気下で加熱することが要求される場合に、 好適に使用できる。
[0045] 図示の実施形態によれば、火炎の相対長さが大きぐ先端の尖った火炎を必要と する場合、例えば、ガラス工芸或いは金属工芸の制作時等において、大型の主炎混 合気ケース F1を用いること無ぐシャープ火炎ノズル 1Bを用いることにより、細かな作 業を容易に行うことが出来る。
そして、図示の実施形態を、例えばガラス細工に用いる場合には、火炎の相対長さ が大きぐ先端の尖った火炎をガラス加工部に噴射出来るため、加工が容易となり、 加工品の出来栄えも向上する。
[0046] また、例えばガラス細工に用いた場合にぉ ヽて、燃料空気比を理論値付近までに 留めれば、煤のない完全燃焼が実現する。
[0047] 図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術範囲を限定する趣旨の記 述ではないことを付記する。
図面の簡単な説明
[0048] [図 1]本発明の実施形態の外観を示す斜視図。
[図 2]図 1の実施形態を示す平面図。
[図 3]本発明の実施形態のバーナー本体及びシャープ火炎ノズルの断面図。
[図 4]本発明の実施形態のベンチユリ一ミキサーの断面図。
符号の説明
[0049] 1B · · ·シャープ火炎ノズル
2Β···混合気主管部材
8Β···本体回転減速装置
21Β·· '燃料ガス (流量)遮断バルブ
22Β· · '燃料ガス制御用-一ドルバルブ
25B…排気ライン接続部
25C- · ·排気空気量制御部材
210Β· ·,燃料ガス供給ライン接続部
220Β· · ·圧縮空気供給ライン接続部
231···摺動孔
01···主火炎ノズルホルダカバー
1BC- · 'シャープ火炎ノズルホルダカバー
Ε···ベンチユリ一金具
Fl'.'主炎混合気ケース F2、 ΙΒί···マット状部材 Μ.. 'ベンチユリ一ミキサー Ν···バーナー本体
SW1〜SW3—スィッチ

Claims

請求の範囲
[1] カバー部材と、該カバー部材を被せられたバーナー出口部とを設け、該バーナー 出口部には燃料供給系統と空気供給系統が合流した配管が連通しており、該バー ナー出口部の上端面には、気体透過性を有するマット状部材が載置されていること を特徴とするバーナーワーク用ガスバーナー。
[2] 前記燃料供給系統と空気供給系統とが合流した配管へ連通し且つ回転自在に接 続された導管と、該導管の先端部に設けられたノズル、とを備えている請求項 1のバ ーナーワーク用ガスバーナー。
[3] 前記ノズルは、前記導管が連通するノズル用バーナー出口部を有し、該ノズル用 バーナー出口部にはノズル用カバー部材が被せられており、該ノズル用バーナー出 口部の上端面には気体透過性を有するマット状部材が載置されて 、る請求項 2のバ ーナーワーク用ガスバーナー。
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