JPH0743100B2 - 高負荷燃焼バーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、燃焼面負荷の向上を図った高負荷燃焼バー
ナに関するものである。

【従来の技術】

表面燃焼バーナは、一般に、セラミック粒子を特殊結合
剤にて固めた助燃体が使用される。例えば、第３図に示
す表面燃焼バーナは、平板状の助燃体（２）を支持体
（８）にて垂直に支持した構成のものであり、第４図に
示す表面燃焼バーナは、有底円筒状の助燃体（２）をそ
の下端開口部においてケーシング部材（５）で支持した
構成のものである。 これらの助燃体の外表面は、いずれも平坦面状に形成さ
れている。 このため、燃焼負荷を高めるために、混合ガス（燃料ガ
スと燃焼用空気を適宜の割合で混合したもの）の供給量
を極端に多くすると、助燃体（２）表面から噴出する混
合ガスの平均流速が燃焼速度より大きくなり、助燃体
（２）表面において炎のリフト現象が発生し、安定した
燃焼が得られなくなる。このため、それら従来のバーナ
においては、燃焼面負荷（単位助燃体面積当たりの燃焼
発熱量）を増大させるには限界があった。

【発明が解決しようとする課題】

この発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであっ
て、その課題は、高燃焼負荷において安定した燃焼が得
られるバーナを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、この発明は、混合ガスの流
通経路を多数形成した助燃体を備え、混合ガスをこの流
通経路から助燃体表面に噴出させて火炎を形成する形式
の高負荷燃焼バーナにおいて、該助燃体の燃焼面全体に
わたって略均等に、複数個の凹部を互いに所定の間隔を
おいて列設し、該助燃体の表裏における混合ガスの圧力
損失を前記凹部において減少させたことを特徴とする。

【実施例】

以下、この発明を図面を示した実施例に基づいて説明す
る。 第１図（イ）（ロ）はこの発明を適用した高負荷燃焼バ
ーナの一実施例を説明するための平面図並びに縦断側面
図である。 図示する高負荷燃焼バーナは、助燃体（２）と、この助
燃体（２）を包囲するように保持するケーシング部材
（５）とで構成されている。 図示する助燃体（２）は、多数の不規則多角形形状をな
すセラミック粒子（１）（１）…をアルミナゾル、水ガ
ラス等の無機質結合剤にて平板状に成形したものであ
る。従って、当該セラミック粒子（１）（１）…間に
は、合流・分岐を繰返す隙間が形成され、この隙間が助
燃体（２）における混合ガスの流通経路として機能す
る。該助燃体（２）の燃焼側表面には、所要形状をなす
凹部（３）を、その全面にわたって略均等に、互いに所
定の間隔をおいて複数個設けてある。従って、この構成
により、前記助燃体（２）の表裏における混合ガスの圧
力損失は、前記凹部（３）において減少することにな
る。 上記の凹部（３）は、図示する実施例では上部末広がり
の台形形状としてあるが、その他の形状、例えば、直方
体形状、円筒形状等であっても良い。 上記ケーシング部材（５）は、その一部に開口部を形成
してあり、この開口部内に上記助燃体（２）を包囲した
状態で取付けてある。このケーシング部材（５）に助燃
体（２）を取付けた状態において、ケーシング部材
（５）の前記開口部側に面する助燃体（２）の表面側が
燃焼面となり、該燃焼面と反対の助燃体裏面側の空間が
混合ガス分配用のチャンバー（４）となる。 このチャンバー（４）は、混合ガス（燃料ガスと燃焼用
空気とを適宜の割合で混合したもの）を前記助燃体
（２）の裏面側から均等に供給し得るように、助燃体
（２）の裏面全体を覆う形で形成する。 上記ケーシング部材（５）には、前記チャンバー（４）
と連通する混合ガスの給気管（６）を接続してある。更
に、この給気管（６）の途中には、燃料ガスと燃焼用空
気とを所定の割合に混合して所望の混合ガスを得るため
の混合手段、例えばミキシングバルブ等からなる混合手
段（７）を接続してある。 以下に、上記構成の高負荷燃焼バーナにおける作用につ
いて説明する。 まず、燃料ガスと空気を混合手段（７）に供給し、この
混合手段（７）において燃焼ガスと空気を所定の割合で
混合して所望の混合ガスを得る。 この混合ガスは給気管（６）を介して、チャンバー
（４）内に流入する。 上記チャンバー（４）内においては、上記混合ガスは、
均等に分配されて助燃体（２）内部に流入する。 この助燃体（２）のセラミック粒子層においては、混合
ガスは、上記の合流分岐を繰返すセラミック粒子（１）
（１）…間の流通経路により、更に均質な混合状態とな
り、かつ、均一なガス流れを形成し、セラミック粒子
（１）（１）…を冷却しながら助燃体（２）表面に至
り、図示されていないが燃焼表面に近接して設けられた
着火手段により引火し、燃焼が行われる。 このとき、助燃体（２）の燃焼表面は所要大きさの凹部
（３）が設けられており、該助燃体（２）の厚みが助燃
体（２）全体で適宜に相違することになる。 即ち、助燃体（２）のうち、厚みの小さい凹部（３）の
部分においては混合ガスの流通経路が短いため圧力損失
は小さくなり、その周囲の厚みの大きい凸部においては
混合ガスの流通経路が長いため、圧力損失が大きくな
る。 従って、凹部（３）では、噴出する混合ガスの流速が速
いため、火炎長が長く大きなメイン火炎が形成され、凸
部では流速が遅いため、火炎長が短く小さな、保炎性に
優れる安定したパイロット火炎（或は袖火）が形成され
る。 そして、凹部（３）を上記のように助燃体（２）の燃焼
面全体にわたって略均等に互いに所定の間隔をおいて複
数個配置したことにより、上記の各凹部（３）（３）…
を凸部が取り囲む配置となっているため、助燃体（２）
に形成される実質上全てのメイン火炎は、夫々、パイロ
ット火炎に取り囲まれた状態で燃焼することになる。 従って、混合ガスの供給量を増加しても、助燃体（２）
の凸部には小さなパイロット炎が常に安定して維持さ
れ、このパイロット炎は、凹部（３）から噴出する混合
ガスの根元を加熱．保温し、メイン火炎のリフトや吹消
えを防止する。 即ち、この発明に係る高負荷燃焼バーナにおいては、燃
焼面負荷を高めるために混合ガスの供給量を著しく増加
し、助燃体（２）全体的に混合ガスの噴出流速が速くな
っても、前記パイロット火炎のメイン火炎に対する保炎
効果により、凹部（３）のメイン火炎にリフトや吹消え
することがなく、前述のセラミック粒子層による燃料ガ
スと空気の混合作用と相俟って、助燃体全面にわたって
安定した火炎を形成し、従来に比べて極めて高負荷の燃
焼を行うことができる。 尚、前記助燃体（２）を形成するセラミック粒子層にお
いて、燃焼側の粒子層（Ａ）の平均粒子径をそれと対向
する側の粒子層（Ｂ）の平均粒子径より小さくする、特
に凸部の平均粒子径を小さくすることにより、混合ガス
の供給量を増加させても、凸部の高さ（即ち、凹部
（２）の深さ）をそれ程大きくすることなく、凸部の圧
力損失を増大させて、混合ガス流速を最適に維持し、凸
部表面に良好な保炎効果を有するパイロット火炎を形成
することができる。 よって、混合ガスの供給量に対する各粒子層の平均粒子
径を選択することにより、助燃体全体の圧力損失をそれ
程大きくすることなく安定した燃焼を行い得る高負荷燃
焼バーナを得ることができる。 以上では、この発明を平板状の助燃体（２）に適用した
一例について説明したが、この発明はそのような形状の
助燃体以外にも適用できる。 第２図に示す実施例においては、助燃体（２）は、セラ
ミック粒子にて有底筒状に形成したもので、その燃焼側
表面の全面にわたって略均等に、所要の寸法形状の凹部
（３）を所定の間隔をおいて複数設けてある。そして、
この助燃体（２）は、その開口端部を支持体（８）に固
定することにより、この支持体（８）によって助燃体
（２）内部と給気管（６）とを接続してある。 この実施例においては、他の構成及び作用・効果は第１
図に示す実施例の場合と同様であるのでその説明を省略
する。

【発明の効果】

この発明は、上述のように、助燃体の燃焼面全体にわた
って略均等に、複数個の凹部を互いに所定の間隔をおい
て列設し、該助燃体の表裏における混合ガスの圧力損失
を前記凹部において減少させた構成であるので、噴出す
る混合ガスの流速が速い凹部には火炎長が長く大きなメ
イン火炎が、流速が遅い凸部のは火炎長が短く小さな、
保炎性に優れる安定したパイロット火炎（或は袖火）が
形成されることにより、次のような顕著な効果を発揮す
る。 （Ａ）助燃体の全面にわたって各凹部に形成される火炎
長の長いメイン火炎は、その周囲の凸部に安定して形成
される火炎長の短い小さなパイロット火炎によって確実
に保炎することができる。 （Ｂ）上記の各メイン火炎は、その周囲を取り巻くよう
に安定して形成されるパイロット火炎によって確実に保
炎されるため、混合ガス流速の増加にもかかわらず凹部
からのメイン火炎のリフト現象や吹消えを防止すること
ができる。 （Ｃ）従って、従来に無い、非常に高負荷の燃焼範囲で
の安定した燃焼を行なえる高負荷燃焼バーナを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）はこの発明に係る高負荷燃焼バーナ
の一実施例を説明するための図面で、夫々は、平面図並
びに縦断側面図である。 第２図はこの発明における他の実施例を説明するための
全体斜視図である。 第３図，第４図は夫々、従来のバーナの例を説明するた
めの縦断面図並びに全体斜視図である。 （１）……セラミック粒子 （２）……助燃体 （３）……凹部 （４）……チャンバー （５）……ケーシング部材 （６）……給気管 （７）……混合手段

フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭44−16628（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】混合ガスの流通経路を多数形成した助燃体
   （２）を備え、混合ガスをこの流通経路から助燃体
   （２）表面に噴出させて火炎を形成する形式の高負荷燃
   焼バーナにおいて、該助燃体（２）の燃焼面全体にわた
   って略均等に、複数個の凹部（３）を互いに所定の間隔
   をおいて列設し、該助燃体（２）の表裏における混合ガ
   スの圧力損失を前記凹部（３）において減少させたこと
   を特徴とする高負荷燃焼バーナ。
2. 【請求項２】前記助燃体（２）を多数のセラミック粒子
   （１）にて構成し、燃焼面側粒子層（Ａ）の平均粒径が
   それと対向する側の粒子層（Ｂ）の平均粒径より小であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高負荷
   燃焼高負荷燃焼バーナ。
3. 【請求項３】前記セラミック粒子層の平均粒子径の変更
   点が前記凹部（３）の底面（Ｔ）にあることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の高負荷燃焼バーナ。