JPH0583808B2 - - Google Patents
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- JPH0583808B2 JPH0583808B2 JP9605390A JP9605390A JPH0583808B2 JP H0583808 B2 JPH0583808 B2 JP H0583808B2 JP 9605390 A JP9605390 A JP 9605390A JP 9605390 A JP9605390 A JP 9605390A JP H0583808 B2 JPH0583808 B2 JP H0583808B2
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- Japan
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- burner
- thin film
- nozzle
- jet
- air
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、予混合させた燃焼用混合気の噴流を
薄膜状に成層燃焼させる薄膜状火炎のガス燃焼機
器に関する。
薄膜状に成層燃焼させる薄膜状火炎のガス燃焼機
器に関する。
［従来の技術］
特願昭63−38396号の薄膜状火炎を用いたガス
燃焼機器は、燃料ガスと空気との予混合気を噴出
するバーナの噴出口から、所定の距離だけ隔てて
噴出流を遮蔽する平板状の遮蔽面を配し、該噴出
流の層流域にて該遮蔽面に沿つて流れる予混合気
を薄膜状火炎に燃焼させる構成であつた。
燃焼機器は、燃料ガスと空気との予混合気を噴出
するバーナの噴出口から、所定の距離だけ隔てて
噴出流を遮蔽する平板状の遮蔽面を配し、該噴出
流の層流域にて該遮蔽面に沿つて流れる予混合気
を薄膜状火炎に燃焼させる構成であつた。
この薄膜状火炎のガス燃焼機器は、以下の特徴
を有していた。
を有していた。
(a) 遮蔽板を被加熱体とすることにより、容易に
調理に適用でき遮蔽板を輻射熱源とすることに
より、暖房、加熱などの用途に利用できる。
調理に適用でき遮蔽板を輻射熱源とすることに
より、暖房、加熱などの用途に利用できる。
(b) 燃焼炎を大面積で薄くかつ偏平にできるため
被加熱体を均一に加熱できる。
被加熱体を均一に加熱できる。
(c) 空気過剰率が大きい領域でも安定燃焼させる
ことができるため、燃焼温度が低く、熱による
窒素酸化物（NOx）の発生が少ない。
ことができるため、燃焼温度が低く、熱による
窒素酸化物（NOx）の発生が少ない。
(d) 偏平で薄い全予混合火炎を大面積で被加熱物
に近接して形成できるため、熱効率が高い。
に近接して形成できるため、熱効率が高い。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、上記、特願昭63−38396号の薄膜状火
炎を用いたガス燃焼機器では、薄膜状火炎の形成
と予混合気の流速とが、微妙な釣り合い範囲で保
たれているので、炎孔負荷（噴出口断面積あたり
の発熱量）は、狭い範囲に限定される。このガス
燃焼機器は、予混合気の噴出口が一重であるた
め、噴出口断面積は一定であり、予混合気の流量
を増減させて、燃焼機器の発熱量を大きく変化さ
せようとすると、薄膜状火炎が形成できず燃焼不
能になる。
炎を用いたガス燃焼機器では、薄膜状火炎の形成
と予混合気の流速とが、微妙な釣り合い範囲で保
たれているので、炎孔負荷（噴出口断面積あたり
の発熱量）は、狭い範囲に限定される。このガス
燃焼機器は、予混合気の噴出口が一重であるた
め、噴出口断面積は一定であり、予混合気の流量
を増減させて、燃焼機器の発熱量を大きく変化さ
せようとすると、薄膜状火炎が形成できず燃焼不
能になる。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであ
り、その目的は、予混合気の流量を増減させて、
燃焼機器の発熱量を大きく変化させても、安定し
た、薄膜状火炎を形成でき、燃焼できる薄膜状火
炎のガス燃焼機器を提供することにある。
り、その目的は、予混合気の流量を増減させて、
燃焼機器の発熱量を大きく変化させても、安定し
た、薄膜状火炎を形成でき、燃焼できる薄膜状火
炎のガス燃焼機器を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の薄膜状火炎のガス燃焼機器は、上記課
題を解決するために、燃料ガスと空気との予混合
気を噴出するバーナの噴出口から、所定の距離だ
け隔てて噴出流を遮蔽する遮蔽面を配し、該噴出
流の層流域にて該遮蔽面に沿つて流れる予混合気
を薄膜状火炎に燃焼させるガス燃焼機器におい
て、前記バーナは、大きなバーナの内側に順次小
さなバーナを１または複数個配した多重構造であ
り、該多重構造の各バーナは、同軸的に配された
多重構造のノズルを有し、また多重構造の各バー
ナには、それぞれガス量調節弁と空気量調節弁が
装着されていることを技術的手段とし、 さらに、前記同軸的に配された多重構造のノズ
ルは、外側ノズルの先端より内側ノズルの先端が
引込められていることをを技術的手段とし、 さらに、前記同軸的に配された多重構造の各ノ
ズルは、先端が尖つていることを技術的手段とす
る。
題を解決するために、燃料ガスと空気との予混合
気を噴出するバーナの噴出口から、所定の距離だ
け隔てて噴出流を遮蔽する遮蔽面を配し、該噴出
流の層流域にて該遮蔽面に沿つて流れる予混合気
を薄膜状火炎に燃焼させるガス燃焼機器におい
て、前記バーナは、大きなバーナの内側に順次小
さなバーナを１または複数個配した多重構造であ
り、該多重構造の各バーナは、同軸的に配された
多重構造のノズルを有し、また多重構造の各バー
ナには、それぞれガス量調節弁と空気量調節弁が
装着されていることを技術的手段とし、 さらに、前記同軸的に配された多重構造のノズ
ルは、外側ノズルの先端より内側ノズルの先端が
引込められていることをを技術的手段とし、 さらに、前記同軸的に配された多重構造の各ノ
ズルは、先端が尖つていることを技術的手段とす
る。
［作用および発明の効果］
本発明の薄膜状火炎のガス燃焼機器は、上記構
成を有し、 請求項１について、 （作用） 多重構造の各ノズルを選択的に使用し
て、予混合気の噴出口断面積を変化させること
ができるので、 （効果） 発熱量を大きく変化させても、安定し
た薄膜状火炎が形成され、安定燃焼できる。
成を有し、 請求項１について、 （作用） 多重構造の各ノズルを選択的に使用し
て、予混合気の噴出口断面積を変化させること
ができるので、 （効果） 発熱量を大きく変化させても、安定し
た薄膜状火炎が形成され、安定燃焼できる。
請求項２について、
（作用） 予混合気の流速は、噴出口近傍の内側
ノズル延長域が乱流の発生により遅くなり、噴
流の不安定域が噴出口から突出してでき、薄膜
状火炎に凹凸が発生し不安定になるが、内側ノ
ズルの先端を引込めると、噴流の不安定域が噴
出口近傍に圧縮されるので、 （効果） 薄膜状火炎形成域の噴流は流速が平坦
になり、薄膜状火炎は平坦かつ安定する。
ノズル延長域が乱流の発生により遅くなり、噴
流の不安定域が噴出口から突出してでき、薄膜
状火炎に凹凸が発生し不安定になるが、内側ノ
ズルの先端を引込めると、噴流の不安定域が噴
出口近傍に圧縮されるので、 （効果） 薄膜状火炎形成域の噴流は流速が平坦
になり、薄膜状火炎は平坦かつ安定する。
請求項３について、
（作用） ノズル先端部形状による乱流の発生が
抑制されるので、 （効果） 噴流の流速が平坦になり、薄膜状火炎
は平坦かつ安定する。
抑制されるので、 （効果） 噴流の流速が平坦になり、薄膜状火炎
は平坦かつ安定する。
［実施例］
次に本発明にかかる薄膜状火炎のガス燃焼機器
を第１〜５図に示す一実施例に基づき説明する。
を第１〜５図に示す一実施例に基づき説明する。
薄膜状火炎のガス燃焼機器Ａは、ケース７内に
垂直に設置された全予混合（全一次空気）式バー
ナ１、該バーナ１へ燃料ガスと燃焼所要空気との
混合気を供給する混合気供給装置２と、前記バー
ナ１の上方にバーナの軸心と直交的に配された円
形の遮蔽板３を主要構成物とする。
垂直に設置された全予混合（全一次空気）式バー
ナ１、該バーナ１へ燃料ガスと燃焼所要空気との
混合気を供給する混合気供給装置２と、前記バー
ナ１の上方にバーナの軸心と直交的に配された円
形の遮蔽板３を主要構成物とする。
前記遮蔽板３は、（本実施例では）金属製円板
であり。また、遮蔽板３は、被加熱物が載置され
る受熱板であり、風防を兼ねた円筒状の脚部８上
に設置され、脚部８は、前記ケース７上に設置さ
れている。
であり。また、遮蔽板３は、被加熱物が載置され
る受熱板であり、風防を兼ねた円筒状の脚部８上
に設置され、脚部８は、前記ケース７上に設置さ
れている。
前記バーナ１は、二重壁構造による内側バーナ
１Ａと外側バーナ１Ｂからなる。また、バーナ１
は、（本発明の要旨である）同軸的に配された内
側ノズル１１Ａ（内側バーナ１Ａ用）と外側ノズ
ル１１Ｂ（内側バーナ１Ｂ用）からなる円筒二重
壁のノズル１１を備える。該ノズル１１は、先端
に向かつて絞られ、絞られる度合は先端に行くに
従い減少するように設定されている。内側ノズル
１１Ａの先端部１２Ａ（本実施例では口径φ20mm）
と外側ノズル１１Ｂの先端部１２Ｂ（本実施例で
は口径φ42mm）は、ともに尖つている。内側ノズ
ルの先端部１２Ａは、外側ノズルの先端部１２Ｂ
より約５mm引込められている。
１Ａと外側バーナ１Ｂからなる。また、バーナ１
は、（本発明の要旨である）同軸的に配された内
側ノズル１１Ａ（内側バーナ１Ａ用）と外側ノズ
ル１１Ｂ（内側バーナ１Ｂ用）からなる円筒二重
壁のノズル１１を備える。該ノズル１１は、先端
に向かつて絞られ、絞られる度合は先端に行くに
従い減少するように設定されている。内側ノズル
１１Ａの先端部１２Ａ（本実施例では口径φ20mm）
と外側ノズル１１Ｂの先端部１２Ｂ（本実施例で
は口径φ42mm）は、ともに尖つている。内側ノズ
ルの先端部１２Ａは、外側ノズルの先端部１２Ｂ
より約５mm引込められている。
前記混合気供給装置２は、送風手段（図示しな
い）から圧送される空気を、内側ノズル１１Ａ用
通気路２１Ａと外側ノズル１１Ｂ用通気路２１Ｂ
に分配し、該通気路２１Ａと２１Ｂには、それぞ
れ空気量を調節する空気量調節弁２２Ａ，２２Ｂ
が装着されている。また、ガス管から供給される
ガスを、内側ノズル１１Ａ用ガス路２３Ａと外側
ノズル１１Ｂ用ガス路２３Ｂに分配し、該ガス路
２３Ａと２３Ｂには、それぞれガス量を調節する
ガス量調節弁２４Ａ，２４Ｂが装着されている。
通気路２１Ａとガス路２３Ａ、また、通気路２１
Ｂとガス路２３Ｂが、下流で接続され、混合気供
給路２５Ａ，２５Ｂとなり、それぞれ内側バーナ
１Ａと外側バーナ１Ｂに混合気を供給する。
い）から圧送される空気を、内側ノズル１１Ａ用
通気路２１Ａと外側ノズル１１Ｂ用通気路２１Ｂ
に分配し、該通気路２１Ａと２１Ｂには、それぞ
れ空気量を調節する空気量調節弁２２Ａ，２２Ｂ
が装着されている。また、ガス管から供給される
ガスを、内側ノズル１１Ａ用ガス路２３Ａと外側
ノズル１１Ｂ用ガス路２３Ｂに分配し、該ガス路
２３Ａと２３Ｂには、それぞれガス量を調節する
ガス量調節弁２４Ａ，２４Ｂが装着されている。
通気路２１Ａとガス路２３Ａ、また、通気路２１
Ｂとガス路２３Ｂが、下流で接続され、混合気供
給路２５Ａ，２５Ｂとなり、それぞれ内側バーナ
１Ａと外側バーナ１Ｂに混合気を供給する。
バーナ１は、混合気供給装置２で予混合された
混合気が下方から供給され、絞られたノズル１１
（内側ノズル１１Ａと外側ノズル１１Ｂからなる）
の円形噴出口１２から上方に噴出される。
混合気が下方から供給され、絞られたノズル１１
（内側ノズル１１Ａと外側ノズル１１Ｂからなる）
の円形噴出口１２から上方に噴出される。
（全点火時の作用）
前記噴出口１２から噴出される噴流４は、（内
側ノズルの先端部１２Ａから発生する乱流の影響
を受けるが、先端部１２Ａは尖つているので乱流
は微小であり、且つ先端部１２Ｂより引込められ
ているので乱流の影響は小さく）噴出口１２にお
いて均一の噴出速度V0の噴流４となつている。
噴流４は、上昇するに従い漸次水平方向に拡散し
て、流域の断面積を広げる。それと共に、垂直方
向の噴流４の流速Ｖは、漸減していき、噴流４の
中心線と遮蔽面３Ａとの交点で噴流４の流速Ｖ＝
０の澱点となる。噴流４は、遮蔽板３によつて偏
向され、遮蔽板３に沿つて放射状に広がる。噴流
４と外気との境界では、粘性によるせん断層４３
が生じる。遮蔽面３Ａに沿つては、境界層４４が
生じる。
側ノズルの先端部１２Ａから発生する乱流の影響
を受けるが、先端部１２Ａは尖つているので乱流
は微小であり、且つ先端部１２Ｂより引込められ
ているので乱流の影響は小さく）噴出口１２にお
いて均一の噴出速度V0の噴流４となつている。
噴流４は、上昇するに従い漸次水平方向に拡散し
て、流域の断面積を広げる。それと共に、垂直方
向の噴流４の流速Ｖは、漸減していき、噴流４の
中心線と遮蔽面３Ａとの交点で噴流４の流速Ｖ＝
０の澱点となる。噴流４は、遮蔽板３によつて偏
向され、遮蔽板３に沿つて放射状に広がる。噴流
４と外気との境界では、粘性によるせん断層４３
が生じる。遮蔽面３Ａに沿つては、境界層４４が
生じる。
この状態で噴流４に点火すると、予混合気の火
炎伝播速度Ｓと、噴流４の流速Ｖとが釣り合つた
面において薄膜状の燃焼火炎（以後薄膜状火炎）
５が形成される。この薄膜状火炎５は、噴出速度
V0が大きくなるか、または予混合気の空燃比が
リーン（燃焼空気の過多）になるなどで火炎伝播
速度Ｓが低下すると遮蔽板３側に変位し、その逆
のときは噴出口１２側に変位する。すなわち噴出
速度V0＞Ｓ（火炎伝播速度）である限り、噴出口
１２と遮蔽面３Ａとの間には、噴流４の流速Ｖ＝
Ｓ（火炎伝播速度）となる面は必ず存在するので、
噴出速度V0が増大しても吹消えにる失火は生じ
難い。
炎伝播速度Ｓと、噴流４の流速Ｖとが釣り合つた
面において薄膜状の燃焼火炎（以後薄膜状火炎）
５が形成される。この薄膜状火炎５は、噴出速度
V0が大きくなるか、または予混合気の空燃比が
リーン（燃焼空気の過多）になるなどで火炎伝播
速度Ｓが低下すると遮蔽板３側に変位し、その逆
のときは噴出口１２側に変位する。すなわち噴出
速度V0＞Ｓ（火炎伝播速度）である限り、噴出口
１２と遮蔽面３Ａとの間には、噴流４の流速Ｖ＝
Ｓ（火炎伝播速度）となる面は必ず存在するので、
噴出速度V0が増大しても吹消えにる失火は生じ
難い。
このように、この燃焼機器Ａでは、燃焼量の変
化や、空気過剰率の変動、あるいは空気中の酸素
濃度の変化に対し、薄膜状火炎５の形成位置が幾
分変化するだけで、燃焼自体は極めて安定してい
る。
化や、空気過剰率の変動、あるいは空気中の酸素
濃度の変化に対し、薄膜状火炎５の形成位置が幾
分変化するだけで、燃焼自体は極めて安定してい
る。
（内側バーナのみ使用時の作用）
内側バーナ１Ａに混合気を供給して、内側ノズ
ル１１Ａだけ使用して点火すると、（第４図に示
す如く）外気とのせん断層に乱流Ｄを生じ、薄膜
状火炎５Ａは外周縁５１Ａに乱れを生じる。しか
し、（第５図に示す如く）内側バーナ１Ａには混
合気を供給し、外側バーナ１Ｂには空気を供給
し、外側バーナ１Ｂから空気を噴出すると乱流Ｄ
の発生が抑えられ、薄膜状火炎５Ｂは外周縁５１
Ｂがより安定する。
ル１１Ａだけ使用して点火すると、（第４図に示
す如く）外気とのせん断層に乱流Ｄを生じ、薄膜
状火炎５Ａは外周縁５１Ａに乱れを生じる。しか
し、（第５図に示す如く）内側バーナ１Ａには混
合気を供給し、外側バーナ１Ｂには空気を供給
し、外側バーナ１Ｂから空気を噴出すると乱流Ｄ
の発生が抑えられ、薄膜状火炎５Ｂは外周縁５１
Ｂがより安定する。
（実施例の効果） 内側バーナ１Ａだけ使用する
か、あるいは内側バーナ１Ａおよび外側バーナ
１Ｂの両方を使用して、予混合気の噴出口断面
積を変化させることができるので、発熱量を大
きく変化させても、安定した薄膜状火炎が形成
され、安定燃焼できる。
か、あるいは内側バーナ１Ａおよび外側バーナ
１Ｂの両方を使用して、予混合気の噴出口断面
積を変化させることができるので、発熱量を大
きく変化させても、安定した薄膜状火炎が形成
され、安定燃焼できる。
また、内側バーナ１Ａを単独で使用する場合、
外側バーナ１Ｂには空気を供給して、内側ノズル
１１Ａから噴出する予混合気の噴流の外側に、空
気の層流を形成すると、薄膜状火炎は著しく安定
し、燃焼性が向上する。
外側バーナ１Ｂには空気を供給して、内側ノズル
１１Ａから噴出する予混合気の噴流の外側に、空
気の層流を形成すると、薄膜状火炎は著しく安定
し、燃焼性が向上する。
本発明は上記実施例以外につぎの変形例を含
む。
む。
ア 多重壁構造の筒状ノズルは、二重構造以外の
三重構造以上であつても良い。
三重構造以上であつても良い。
イ 遮蔽板は、遮蔽面に突起を配列して形成した
ものでも良く、またセラミツク板でも良い。
ものでも良く、またセラミツク板でも良い。
ウ 遮蔽板は噴流の軸心に対し幾分傾斜して配置
されても良く、また曲率半径の大きな曲面もし
くは鈍角円錐面であつて良い。
されても良く、また曲率半径の大きな曲面もし
くは鈍角円錐面であつて良い。
エ 噴出口は円形の他、正方形などの正多角形で
あつても良い。
あつても良い。
オ 噴出口から噴出する混合気は、空気過剰率が
１以上の全予混合気以外に、一次空気が理論空
燃比より幾分少ない予混合気であつても良い。
１以上の全予混合気以外に、一次空気が理論空
燃比より幾分少ない予混合気であつても良い。
第１図は本発明にかかる薄膜状火炎ガス燃焼機
器の第１実施例の断面図、第２図はその要部拡大
図、第３図はその内側ノズルと外側ノズルの斜視
図、第４図と第５図はその使用を説明する要部拡
大図である。 図中Ａ……薄膜状火炎のガス燃焼機器、１……
全予混合式バーナ、１Ａ……内側バーナ、１Ｂ…
…外側バーナ、２……混合気供給装置、３……遮
蔽板、３Ａ……遮蔽面、４……噴流、５，５Ａ，
５Ｂ……薄膜状の燃焼火炎（薄膜状火炎）、７…
…ケース、８……脚部、１１……ノズル、１１Ａ
……内側ノズル、１１Ｂ……外側ノズル、１２…
…円形噴出口、１２Ａ……内側ノズルの先端部、
１２Ｂ……外側ノズルの先端部、２２Ａ，２２Ｂ
……空気量調整弁、２４Ａ，２４Ｂ……ガス量調
節弁。
器の第１実施例の断面図、第２図はその要部拡大
図、第３図はその内側ノズルと外側ノズルの斜視
図、第４図と第５図はその使用を説明する要部拡
大図である。 図中Ａ……薄膜状火炎のガス燃焼機器、１……
全予混合式バーナ、１Ａ……内側バーナ、１Ｂ…
…外側バーナ、２……混合気供給装置、３……遮
蔽板、３Ａ……遮蔽面、４……噴流、５，５Ａ，
５Ｂ……薄膜状の燃焼火炎（薄膜状火炎）、７…
…ケース、８……脚部、１１……ノズル、１１Ａ
……内側ノズル、１１Ｂ……外側ノズル、１２…
…円形噴出口、１２Ａ……内側ノズルの先端部、
１２Ｂ……外側ノズルの先端部、２２Ａ，２２Ｂ
……空気量調整弁、２４Ａ，２４Ｂ……ガス量調
節弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料ガスと空気との予混合気を噴出するバー
ナの噴出口から、所定の距離だけ隔てて噴出流を
遮蔽する遮蔽面を配し、該噴出流の層流域にて該
遮蔽面に沿つて流れる予混合気を薄膜状火炎に燃
焼させるガス燃焼機器において、 前記バーナは、大きなバーナの内側に順次小さ
なバーナを１または複数個配した多重構造であ
り、該多重構造の各バーナは、同軸的に配された
多重構造のノズルを有し、また多重構造の各バー
ナには、それぞれガス量調節弁と空気量調節弁が
装着されていることを特徴とする薄膜状火炎のガ
ス燃焼機器。 ２ 前記同軸的に配された多重構造のノズルは、
外側ノズルの先端より内側ノズルの先端が引込め
られていることを特徴とする請求項１記載の薄膜
状火炎のガス燃焼機器。 ３ 前記同軸的に配された多重構造の各ノズル
は、先端が尖つていることを特徴とする請求項
１，２のいずれかに記載の薄膜状火炎のガス燃焼
機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9605390A JPH03294708A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 薄膜状火炎のガス燃焼機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9605390A JPH03294708A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 薄膜状火炎のガス燃焼機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294708A JPH03294708A (ja) | 1991-12-25 |
| JPH0583808B2 true JPH0583808B2 (ja) | 1993-11-29 |
Family
ID=14154716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9605390A Granted JPH03294708A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | 薄膜状火炎のガス燃焼機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294708A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ534091A (en) * | 2004-07-13 | 2007-06-29 | Fisher & Paykel Appliances Ltd | Horizontal cooking surface with rotation causing vertical motion via slots and ball slides |
| CN104235844B (zh) * | 2014-09-22 | 2017-09-26 | 浙江圣火节能科技有限公司 | 一种炉灶灶芯 |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP9605390A patent/JPH03294708A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03294708A (ja) | 1991-12-25 |
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