JPH02290409A

JPH02290409A - バーナ

Info

Publication number: JPH02290409A
Application number: JP1109439A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Fujita; 龍夫藤田; Mitsuyoshi Nakamoto; 中本　充慶; Kenya Okamoto; 岡本　▲けん▼也; Kenkichi Hashido; 橋戸　健吉; Kazuhisa Morigami; 和久森上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-30
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0711327B2

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業務用、または家庭用として使用されるバーナ
に関するものである。

従来の技術従来、燃焼熱を熱源として利用する工業用、および家庭
用ストーブやファンヒー夕等のバーナとして第８図に示
すものがあった。第８図において、まず、点火時には気
化筒１に埋めこまれたシーズヒータ２が加熱される。そ
の後、燃料噴出ノズル３から灯油等の燃料４が気化筒１
内に送られ、気化し、同時に送られてきた一次空気５と
混合した後、スロート６を通り、均一な混合気７となる
。

そして混合気７は均圧板８を通過し、炎孔９より噴出し
た後、点火され、火炎ｌＯを形成する。一次空気比（一
次空気の空気比）が、１以上の時は二次空気を必要とし
ないが、一次空気比が、１未満の時は周囲から二次空気
を供給し完全燃焼させるようになっていた。すなわち、
このようなバーナは、部分予混合、または完全予混合で
燃焼させ、火炎１０から受ける熱を炎孔９を構成する金
網から放熱することにより加熱用熱源として利用されて
きた。

また、別の従来例を第９図に示す。第８図の場合と同様
に気化筒１１内で燃料ｌ２が気化され、空気ｌ３と混合
した後、混合気１４となって金網で構成された炎孔１５
から燃焼室ｌ６へ供給される。点火後、火炎ｌ７を形成
するが、炎孔１５が互いに向かい合って設けられている
ため、火炎ｌ７も向かい合って形成される。この際、炎
孔ｌ５が金網であるため、火炎ｌ７は金網の表面に付着
するようにして面燃焼する形態をとっていた。

発明が解決しようとする課題ところが、第８図に示すような従来のバーナは燃焼量を
大きくすると火炎が吹き飛びやすく、燃焼量の可変範囲
（以下、Ｔ．Ｄ．Ｒ．とする）が、狭いという課題があ
った。また、燃焼量が小さい場合でも一次空気比が大き
い時には火炎は吹き飛びやすく、一次空気比が小さい時
（１近傍）には逆火が起こりやすいという難点もあった
。

これに対し、第９図に示すバーナは、火炎が向かい合っ
て形成されるため、火炎衝突部で流速が低下し、火炎は
吹き飛びにくくなっている。ただし、火炎は金網表面で
面燃焼しているため、浮き上がり後の安定性は低く、吹
き飛び抑制の効果は制限されていた。第９図のバーナも
逆火は起こりやすく、また、低燃焼量時に部分予混合燃
焼させる場合、燃焼室内の温度が低＜、シかも、燃焼室
内に適量の二次空気を供給できないため、一酸化炭素（
以下、ＣＯとする）が発生しやすいという課題も残され
ていた。また、高燃焼量時の部分予混合燃焼の場合でも
二次火炎の短炎化は困難となっていた。特に、バーナ中
央部では二次火炎がコーン状になるため、バーナ下流側
に熱交換器等を設置すると、二次火炎が熱交換器等に接
触し、ＣＯを発生するという問題もあった。

つまり、従来のバーナは、燃焼量、一次空気比の両面か
らみると十分な燃焼範囲を確保しているとはいえなかっ
た。さらに、炎孔部に金網を用いているため、金網が過
熱され、劣化しやすくなっていた。

本発明は低燃焼量時の逆火や吹き飛びを抑制し、高燃焼
量時の短炎化を促進できるバーナを提供するものである
。

課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するために、複数の炎孔を有す
る左右一対の一次燃焼室壁を一定距離で対向させ、一次
燃焼室壁と側板と底板で一次燃焼室を形成し、対を成す
左右の炎孔を相対向させ、一次燃焼室の混合気上流側に
混合気分岐管を設け、炎孔を一次燃焼室と混合気分岐管
とを連通ずる混合気供給路の下流側出口に位置するよう
にし、複数の炎孔を一次燃焼室の出口方向に多数配置し
、一次燃焼室の出口よりも下流側に二次燃焼室壁を設け
て二次燃焼室を形成し、二次燃焼室壁には複数の二次空
気噴出孔を設け、一次燃焼室に接する二次燃焼室の上流
端部に二次空気スリットを複数個に分割して設け、二次
空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させ、二
次空気スリットの位置と炎孔の位置を一次燃焼室の中央
部から視て略ちどり状に配した構成にしている。

作　　　用上記構成により、一次燃焼室内に対向火炎が形成され、
火炎衝突部で流速が小さくなり、火炎の安定性向上を図
れるため、燃焼量や一次空気比が大きくなっても、火炎
は吹き飛びにくくなる。

また、二次空気スリットを複数個に分割して設け、二次
空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させてい
るため、一次空気比が小さい場合（１未満）でも、適量
の二次空気が均一に二次空気スリットから二次燃焼室に
流入し、流速分布や温度分布の均一な複数の安定した二
次火炎を形成でき、ＣＯの発生を抑制し良好な燃焼を行
なうことができる。この作用は特に燃焼室内の温度が低
く、ＣＯの酸化処理が困難な低燃焼量時に顕著になる。

また、二次空気スリットを複数個に分割し、二次空気ス
リットの位置と炎孔の位置を一次燃焼室の中央部から視
て略ちどり状に設けているため、高燃焼量時の部分予混
合燃焼の場合には、複数の炎孔に形成される各一次火炎
の間に二次空気が供給され、複数の小さな二次火炎を形
成する。

故に、二次火炎を短炎化でき、かつ、二次空気スリット
の位置によって二次火炎形状も変化できるため、バーナ
下流側に熱交換器等を設ける場合もＣＯの発生を抑制し
やすくなる。

実施例以下、図面を用いて本発明の具体的説明を行なつＯ第１図は、本発明の第１実施例におけるバーナを示す斜
視図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は
第１図のＢ−Ｂ断面図である。

バーナの主要部については、一次燃焼室壁ｌ８と底板ｌ
Ｂと側板２０で一次燃焼室２１を形成しており、一次燃
焼室壁Ｉ８は二枚が相対向するようにして設けられてい
る。また、一次燃焼室壁ｌ８には複数の炎孔２２を設け
ており、炎孔２２は同軸上で相対向させている。一次燃
焼室２ｌの混合気上流側に、混合気分岐管２３を設け、
炎孔２２が一次燃焼室２Ｉと混合気分岐管２３を連通ず
る混合気供給路２４の下流側出口に位置するようにし、
複数の炎孔２２を一次燃焼室２ｌの出口２５方向（上方
向）に多数、配置している。さらに、一次燃焼室２ｌの
下流側（上側）には、二次燃焼室壁２６を設けて二次燃
焼室２７を形成し、二次燃焼室ｖ２Ｇには複数の二次空
気噴出孔２８を設けている。二次空気噴出孔２日は、炎
孔２２とは異なり、同軸上で対向させる必要はない。ま
た、一次燃焼室２ｌに接する二次燃焼室２７の上流端部
（下端部）には二次空気スリット２９（第３図）を複数
個に分割して設けており、二次空気スリット２９は一次
燃焼室壁ｌ８よりも外側に位置させている。しかも、二
次空気スリット２Ｂの位置と炎孔２２の位置は一次燃焼
室２ｌの中央部から視て略ちどり状としている。この際
、略ちどり状配置の対象となる炎孔２２は二次空気スリ
ット２９に最も近い位置の炎孔２２である。二次空気ス
リット２９の面積は低燃焼量時に良好な部分予混合燃焼
を行なえるだけの二次空気量を二次燃焼室２７内に供給
できるものが望ましい。また、一次燃焼室２！を形成す
る側板２０の横側には混合室３０を設け、底板ｌ９の下
側には気化室３１１気化筒３２を設けており、気化筒３
２にはシーズヒータ３３を埋めこんでいる。気化笥３２
には一次空気通路３４を連通させており、内部には燃料
噴出ノズル３５がある。さらに、混合気分岐管２３、混
合気供給路２４、一次燃焼室壁ｌ８の周囲を二次空気３
Ｂが流れるように二次空気カバー３７を設置している。

ただし、二次空気カバー３７がないものも本発明の対象
となる。

上記は液体燃料を使用した場合の構成であるが、気体燃
料を使用する場合には気化筒３２は不要となり、混合室
３０より下流側では液体燃料を使用した場合と同じ構成
で使用できる。

次に、作動についての説明を行なう。まず、シーズヒー
タ３３に通電し、気化ｗ３２を加熱した後、燃料噴出ノ
ズル３５から、燃料３８を噴出する。燃料３８が気化笥
３２内で気化し、同時に送られてきた一次空気３９と混
合し、混合気４０となり、混合室３０に流入する。その
後、混合気分岐管２３に移り、複数の混合気供給路２４
を通過し、相対向した左右の炎孔２２から、一次燃焼室
２ｌに供給され、点火後、対向火炎４ｌを形成する。一
方、二次空気３６は二次空気通路４２から流入し、二次
空気カバー３７内を通り、二次空気スリット２９七二次
空気噴出孔２８から、二次燃焼室２７に供給され、安定
した二次火炎４３を形成し、一次空気比が、１未溝の時
にも、燃焼ガスは完全燃焼した後、排出される。燃焼量
が大きい場合、二次火炎４３が伸びようとするが、二次
空気噴出孔２８から、供給される二次空気３６により、
短炎化が図られている。

このようにして形成された対向火炎４１は、一次燃焼室
２Ｉの火炎衝突部では流速が小さくなり、よどみ領域を
形成することにより、火炎の安定化を図っている。従っ
て、燃焼量や一次空気比が大きくなっても、従来のバー
ナに比して、火炎は吹き飛びを起こしにくくなっている
。一方、燃焼量や一次空気比が小さく（１近傍）なると
、火炎は炎孔２２の中に入り逆火しようとする。ところ
が、一次燃焼室壁ｌ８や混合気供給路２４が、二次空気
３６により冷却されるため、火炎は逆火することなく、
炎孔２２近くで安定燃焼することができる。二次空気カ
バー３７がない場合でも一次燃焼室壁Ｉ８や混合気供給
路２４が外気にさらされているため、二次空気３Ｇによ
る強制冷却ほどではないが、自然対流によって冷却され
、火炎は逆火しにくくなっている。

故に、バーナとして、Ｔ．Ｄ．Ｒ．を広くすることが可
能となる。

第４図（ａ）（ｂ）は低燃焼毒時の対向火炎４１の詳細
図である。燃焼量が小さい場合、一次空気比が大きくな
ると、第４図（ａ）に示すように、対向火炎４ｌが炎孔
２２から離れるようになる。この際、炎孔２２近傍から
、一部、ＣＯが発生するが、上下方向に炎孔２２を多数
、配置しているため、発生したＣ○は、一次燃焼室２ｌ
の出口２５側（一次燃焼室２Ｉの上方向）の対向火炎４
Ｉにより、酸化処理される。そのため、対向火炎４ｌが
炎孔２２から離れても、バーナとして、排ガス特性が悪
化することはない。特に、一次燃焼室２１の上方向では
炎孔２２近傍の温度も上昇するため、一次燃焼室出口２
５に近づくほど、対向火炎４ｌが炎孔２２に近づき、Ｃ
Ｏの発生は抑制される。また、一次空気比が小さくなり
、１未満になると、第４図（ｂ）に示すように、対向火
炎４１は炎孔２２に付着するようになる。

この際、二次空気３６が、二次空気スリット２９と二次
空気噴出孔２８から、二次燃焼室２７内に供給されるが
、ここで形成される二次火炎４３の安定化を達成できな
ければ、ＣＯを発生することになる。

そこで、本実施例では二次空気スリット２９を複数個に
分割して設けることにより、二次空気３６の流れを均一
化し、二次火炎４３を小分割し、火炎安定性を向上させ
ており、さらに、二次空気・スリット２９から送り込む
二次空気量に関しても最適化を図っている。すなわち、
二次火炎４３の安定化を妨げる二次空気量を二次空気噴
出孔２８から流出させ、二次空気スリット２９からは低
燃焼量時に良好な部分予混合燃焼を行なえるだけの二次
空気量を二次燃焼室２７内に供給し、二次火炎４３の安
定化を図っているのである。また、二次空気スリット２
９を一次燃焼室壁Ｉ８よりも外側に位置させることによ
り、二次空気３Ｂの流速を低下させ、乱れを除去できる
ため、対向火炎４１の安定化を妨げたり、過冷却を行な
うこともなく、ＣＯも発生しにくくなっている。

第４図（ａ）（ｂ）をもとに燃焼量が小さい場合につい
て述べてきたが、燃焼量が大きく、一次空気比が小さい
（１未溝）場合には、二次火炎４３が伸びると下流側に
設置した熱交換器等に接触し、ＣＯを発生しやすくなる
という問題がある。特に、二次空気スリット２９を分割
せずに一つの細長い帯状のスリットにすれば、この傾向
は顕著になる。

それに対し、本実施例では二次空気スリット２９を複数
個に分割し、二次空気スリット２９の位置と炎孔２２の
位置を一次燃焼室２１の中央部から視て略ちどり状に設
けているため、複数の対向火炎４１（一次火炎）の間に
二次空気３６が供給され、第５図に示すように、複数の
小さな二次火炎４３を形成する。二次空気３６が一次火
炎の上方ではなく、一次火炎の間に入り込むようになる
ため、一層、二次火炎４３の短炎化を促進することがで
きる。従って、バーナ下流側に熱交換器等を設ける場合
もＣＯの発生を抑制し、高負荷燃焼も図りやすくなる。

さらに、二次空気スリット２９は複数個に小分割されて
いるため、熱変形を起こしに＜＜、加工も容易である。

また、従来のバーナのように炎孔（第８図参照）９部に
金網を用いておらず、一次燃焼室壁ｌ８も二次空気３６
を流すことにより、冷却を図っているため、過熱による
劣化も起こりにくくなっている。

二次空気３６を流さない場合でも、冷却効果は少し低下
するが、一次燃焼室壁ｌ８が外気にさらされているため
、自然対流により、一次燃焼室壁Ｉ８は冷却される。

第６図に、本発明の第２実施例におけるバーナの断面図
（第１図のＢ−Ｂ断面図に相当するもの）を示す。

第６図において２個（２組）の二次空気スリット２９ａ
の面積を他の二次空気スリット２９の面積よりも大きく
している。このため、二次空気スリット２９ａから二次
空気３６が多く流入し、近傍の二次火炎４３が一層、短
炎化される。さらに、バーナ全体としても二次火炎４３
が３個に大きく分割されるようになる。このように二次
火炎４３の形状を変化させることにより、バーナ下流側
に熱交換器等を設ける場合に設定位置や熱交の形状に対
応しゃすくなる。

第７図に、本発明の第３実施例におけるバーナの断面図
（第１図のＢ−Ｂ断面図に相当するものに二次火炎を図
示）を示す。

第７図において両端部の炎孔２２を両端部の二次空気噴
出孔２８よりも側板２０に近い位置に設けている。この
ため、バーナ内の燃焼ガス流が両端部に向い、両端部の
二次火炎４３が著しく伸びる。中央部の二次火炎４３は
従来のようにコーン状とはならずに短炎化されているた
め、本実施例のバーナによれば、二次火炎４３の先端の
高さを一致させることも可能となる。従って、このよう
なバーナの下流側に熱交換器等を設置すれば、長手方向
にむらなく、均一に加熱することができる。第７図では
両端部の炎孔２２を両端部の二次空気噴出孔２８よりも
倒板２０に近い位置に設けたが、両端部の炎孔２２を両
端部の二次空気スリット２９よりも側板２０に近い位置
に設けても良い。

以上、各実施例をもとにして説明を加えてきたように、
二次空気スリット２Ｂから送り込まれる二次空気量が多
すぎると二次火炎４３が乱され、過冷却も促進されるた
め、低燃焼量時の部分予混合燃焼の場合にＣＯが発生し
やすくなる。さらに、実験の結果、二次空気スリット２
９の総面積が二次空気噴出孔２８の総面積に対して大き
くなるほど、ＣＯ増大傾向が顕著になることが確認され
た。このため、二次空気スリット２９の総面積を二次空
気噴出孔２８の総面積よりも小さくすると、良好な燃焼
性能を確保することができる。

また、混合気分岐管２３と混合気供給路２４の周囲を二
次空気３６が流れるように二次空気カバー３７を設けて
いるものについては、既述したように冷却効果が高まる
κけでなく、二次空気カバー３７の存在により、一次燃
焼室２ｌから外部へ燃焼ガスがもれることを防止できる
ため、燃焼装置として、一層、信頼性を高めることがで
きる。

発明の効果以上、説明したように、本発明のバーナによれば次のよ
うな効果を得ることができる。

まず、対向火炎を形成し、炎孔上流側を冷却させる構成
とすることにより、火炎の吹き飛びや逆火を抑え、Ｔ．
Ｄ．Ｒ．を広くすることが可能となる。

また、二次空気スリットを複数個に分割して設け、二次
空気スリットを一次燃焼室壁よりも外側に位置させるこ
とにより、低燃焼量時で一次空気比が小さい（１未満）
部分予混合燃焼の場合でも、ｃｏの発生を抑制し、安定
燃焼を実現することができる。

また、二次空気スリットの位置と炎孔の位置を一次燃焼
室の中央部から視て略ちどり状とすることにより、高燃
焼量時の部分予混合燃焼の場合でも、二次空気が対向火
炎の間に入り込み、二次火炎の短炎化を促進でき、バー
ナ下流側に熱交換器等を設ける場合もＣＯの発生を抑制
し、高負荷燃焼も図りやすくなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるバーナの斜視図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ断面図、第４図（ａ）（ｂ）は低燃焼量時の対向火炎
の詳細断面図であり、同図（ａ）は一次空気比が大きい
場合、同図（ｂ）は一次空気比が小さい（１未ｇ！）場
合を示す図、第５図は高燃焼量時で一次空気比が小さい
（１未溝）場合の二次火炎を示す断面図、第６図は本発
明の第２実施例におけるバーナの断面図、第７図は本発
明の第３実施例におけるバーナの断面図、第８図、第９
図は従来のバーナの断面図である。１８．．．一次燃焼室壁、１９．．．底板、２０．．．
側板、２１．．．一次燃焼室、２２．．．炎孔、２３．
．．混合気分岐管、２４．．．混合気供給路、２１１ｉ
．．．二次燃焼室壁、２７．．．二次燃焼室、２Ｂ．．
．二次空気噴出孔、２９．．．二次空気スリット、３２
．．．気化筒、３７．．．二次空気カバー代理人の氏名
　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図／８−−−一犬ｆ麓１兜ぎ／９−−一雇灰ｌノ　−一　一文メ炙賛８害！２２−一一炎光２３−一一況へ＠へＲ管２４　−−−　，乏百ｉ，き』ツ（イ裳摩一ト、裂戚−
・二次撚悦２ぎｚ７−一一ニズガ９見！２図第　３図ど２〜一一炎Ｊ乙３７−−−こ；及全気〃ハ′一 υ−−−４Ｆ夜〜一一一二六空気ズソットＪＯ−！Ａ富３ｚ一　　気化煩３４−一一−ス空ヌ遠隊々一−−ニ次空Ｓ通一瓢第図ｔ８−−−一次ガち晩室層昭一一一二二久人灸ＩＱＪと，ｌ’／菓図藁図ｚ２−一一炎充ノ　ー−−％　化　｛：デ１′ ９−−一炎Ｊ口？

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の炎孔を有する左右一対の一次燃焼室壁を一
定距離で対向させ、前記一次燃焼室壁と側板と底板で一
次燃焼室を形成し、対を成す左右の前記炎孔を相対向さ
せ、前記一次燃焼室の混合気上流側に混合気分岐管を設
け、前記炎孔を前記一次燃焼室と前記混合気分岐管とを
連通する混合気供給路の下流側出口に位置するようにし
、前記複数の炎孔を前記一次燃焼室の出口方向に多数配
置し、前記一次燃焼室の出口よりも下流側に二次燃焼室
壁を設けて二次燃焼室を形成し、前記二次燃焼室壁には
複数の二次空気噴出孔を設け、前記一次燃焼室に接する
前記二次燃焼室の上流端部に二次空気スリットを複数個
に分割して設け、前記二次空気スリットを前記一次燃焼
室壁よりも外側に位置させ、前記二次空気スリットの位
置と前記炎孔の位置を前記一次燃焼室の中央部から視て
略ちどり状に配したことを特徴とするバーナ。
（２）複数個に分割した二次空気スリットの少なくとも
１個の面積を他の二次空気スリットの面積よりも大きく
したことを特徴とする請求項１記載のバーナ。
（３）両端部の炎孔を両端部の二次空気スリット、また
は二次空気噴出孔よりも側板に近い位置に設けたことを
特徴とする請求項１記載のバーナ。
（４）二次空気スリットの総面積を二次空気噴出孔の総
面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の
バーナ。
（５）混合気分岐管と混合気供給路の周囲を二次空気が
流れるように二次空気カバーを設けたことを特徴とする
請求項１記載のバーナ。