JPH0810043B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガス状燃料と空気とを予混合気を炎孔筒体表
面にて燃焼させる燃焼装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭61−17817号公報に示された従
来の燃焼装置としての液体燃料燃焼装置を示す断面図で
あり，図において，（１）はバーナボディとしての気化
筒，（２）は気化筒（１）に鋳込まれたヒーター，
（３）は気化筒（１）上部に設けられた絞り部を有する
混合板，（４）はノズルで，先端部（５）の中央にニー
ドル（６）の先端が位置するように気化筒（１）に接続
されている，（７）は混合板（３）に底部全周がかしめ
られた円筒状の金網より成る炎孔筒体であり，炎孔筒体
（７）の第２の端面としての上部全周は閉塞キャップ
（30）とシーム溶接され，塞がれている。また，炎孔筒
体（７）の第１の端面としての下部全周は混合板（３）
と嵌合され，気化筒（１）と内部が連通している。炎孔
筒体（７）の内部にて混合板（３）の出口上部には混合
板（３）から炎孔筒体（７）へ流れる予混合気を整流す
る整流板（８），（９）が設けられている。閉塞キャッ
プ（30）は炎孔筒体（７）の内部に先細りテーパ状に突
出部が伸長しており，その内部には冷却手段としての冷
却パイプ（10）が挿入されている。また冷却パイプ（1
0）のもう一端は送風ファン（20）の方に向ってベルマ
ウス状に端部が拡げられ開口している。

また送風ファン（20）と対向した側にはルーバー（1
1）が設けられている。

次に動作について説明する。

ヒーター（２）により気化筒（１）が予め200〜300℃
に予熱されると，ノズル（４）より空気が気化筒（１）
内に噴出し，それとともに燃料もニードル（６）より霧
状に噴出し，気化筒（１）内で気化しガス状燃料とな
り，空気と混合し濃度の均一な予混合気を形成し，混合
板（３），整流板（８），（９）を通って整流板
（８），（９）の法線方向に炎孔筒体（７）内部へ噴出
する。噴出した混合気は閉塞キャップ（30）に沿って流
れ炎孔筒体（７）よりほぼ均一に噴出し火炎を形成す
る。火炎により炎孔筒体（７）の温度は上昇するが熱伝
導および輻射熱伝達により閉塞キャップ（30）に伝わっ
た熱が，送風ファン（20）より冷却パイプ（10）を介し
て送風される冷却エアーにより強制冷却されるため閉塞
キャップ（30）の温度は低下し，炎孔筒体（７）の温度
をも低下させている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の燃焼装置は以上のように構成されているが，こ
のような燃焼装置において，燃焼量をあまり大きくする
と炎孔筒体の冷却効果が不十分なために炎孔筒体の温度
が上昇し耐熱温度より高くなったり，炎孔筒体の内側で
炎が燃えるいわゆる逆火現象が発生したりする。一方，
燃焼量をあまり小さくすると火炎温度が低下して一酸化
炭素及び臭気が発生しやすくなる。

このため，最大燃焼量と最小燃焼量との比である燃焼
変化幅（TDR）を大きく出来ない，などの問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので，炎孔筒体の冷却効率を上げ，それによって
燃焼変化幅（TDR）の改善をはかれる燃焼装置を得るこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る燃焼装置は，ガス状燃料と空気とを
予混合させるバーナボディと，第１の端面が上記バーナ
ボディと連通する炎孔筒体と，この炎孔筒体の第２の端
面に設けられ上記炎孔筒体内部側にテーパ状の突出部を
有しこの突出部を内側から空気により冷却する冷却手段
を有した閉塞キャップとを備え，上記突出部の表面に凹
凸部を設けたものである。

また，第２の発明に係る燃焼装置は，ガス状燃料と空
気とを予混合させるバーナボディ，第１の端面が上記バ
ーナボディと連通する炎孔筒体と，この炎孔筒体の第２
の端面に設けられ上記炎孔筒体内部側にテーパ状の突出
部を有しこの突出部を内側から空気により冷却する冷却
手段を有した閉塞キャップとを備え，上記突出部の外側
先端部を割球面状としたものである。

［作用］ 第１の発明の燃焼装置においては，閉塞キャップの突
出部の表面に凹凸部を設けたことにより，突出部の表面
積が広くなり冷却手段が供給する冷媒との熱伝達が良く
なり，炎孔筒体に対する冷却効率が向上する。

また，第２の発明の燃焼装置においては，閉塞キャッ
プの突出部の外側先端部を割球面状としたことにより，
予混合気の炎孔筒体内部での分布を均一にすることが可
能となり，火炎分布の均一化をはかることが出来るとと
もに，突出部の寸法が延びることになり，炎孔筒体に対
する冷却効率の向上にも貢献する。

［実施例］ 以下，各実施例においても従来例と同様，燃焼装置と
して液体燃料燃焼装置について説明するものとする。

以下，第１の発明による燃焼装置の一実施例による液
体燃料燃焼装置（以下，燃焼装置と記す）について第１
図を用いて説明する。第１図は第１の発明の一実施例に
よる燃焼装置の要部構造の断面を示す説明図である。第
１図において符号（７），（10）のものは第３図に示し
たものと同一または相当部分を示すにつき，説明を省略
する。

第１図において，（31）は閉塞キャップであるが，第
３図に示した従来例のものとは異なり，テーパ状の突出
部の表面（以下適宜，テーパ面と記す）に凹凸部（32）
を設けて表面積を広くしてある。

（33）は整流板で，この整流板（33）は炎孔筒体
（７）等の強度を増すために，支持金具（34）によって
閉塞キャップ（31）と接続されている。閉塞キャップ
（31）と整流板（33）とを支持金具（34）によって接続
・固定することにより，従来炎孔筒体（７）のみにかか
っていた閉塞キャップ（31）や冷却パイプ（10）などに
よる応力を，整流板（33）に分散させることができ，炎
孔筒体（７）の変形防止など寿命の延長に貢献する。
（35）は整流板（33）が固定されている混合板である。

このような要部構造の燃焼装置の場合，燃焼動作中，
冷却パイプ（10）の下端から流出する冷却エアーによっ
て閉塞キャップ（31）はその内面側から強制冷却される
が，閉塞キャップ（31）のテーパ面に凹凸部（32）を設
けてテーパ面の表面積を広くしてあるため，従来例のも
のと比べて冷却効率が向上し，炎孔筒体（７）の過度な
温度上昇を防ぐことが可能となり，ひいては炎孔筒体
（７）の寿命を延ばすことが出来るとともに最大燃焼量
を大きくすることも可能となる。

次に第２の発明による燃焼装置の一実施例について第
２図を用いて説明する。

第２図は第２の発明の一実施例による燃焼装置の要部
構造の断面を示す説明図である。第２図において符号
（１），（７），（10）のものは第１図または第３図に
示したものと同一または相当部分を示すにつき，説明を
適宜省略する。第２図において（41）は閉塞キャップで
あるが，従来例のものや第１の発明によるものとは異な
り，突出部の外側先端部を割球面状の割球面状先端部
（42）とし，整流板（43）と近設するようにしたもので
ある。（44）は閉塞キャップ（41）と整流板（43）とを
接続し，固定する支持金具，（45）は整流板（43）が固
定されている混合板である。

このような要部構造の燃焼装置の場合，気化筒（１）
から混合板（45）および整流板（43）を介して炎孔筒体
（７）内部へ流れる予混合気は，閉塞キャップ（41）の
割球面状先端部（42）のなめらかな面に沿って流れるた
め，炎孔筒体（７）内部の予混合気の分布が均一でその
流れも乱れの少ないスムーズなものとなり，また炎孔筒
体（７）表面における火炎分布を，より一層均一にする
ことができ，さらに突出部の先端部を割球面状として延
長させた分だけ寸法が長くなるため，冷却効率も向上す
る。このため，ひいては炎孔筒体（７）の寿命を延ばす
ことが出来るとともに燃焼変化幅を大きくすることも可
能となる。

なお，上記各発明の実施例のものにおいて，閉塞キャ
ップ（（31）または（41））の突出部の表面に高輻射率
の耐熱塗料，例えばオキツモなど，を塗付することも可
能であり，この場合，炎孔筒体（７）からの輻射熱伝達
を良くし，冷却効率のより良い燃焼装置を得ることが出
来る。

また，上記各発明の実施例においては，燃料として液
体燃料を気化するものの場合について述べたが，他に固
体燃料を気化するものや，はじめからガス状の燃料のも
のについても適用することができ，同様の効果を有す
る。

［発明の効果］ 第１の発明の燃焼装置は以上に説明したとおり，閉塞
キャップのテーパ状の突出部の表面に凹凸部を設けたこ
とにより，突出部の表面積が広くなり，閉塞キャップの
冷却効率が向上する。

これによって炎孔筒体の過度な温度上昇を防ぐことが
可能となり，ひいては逆火現象の発生を抑え，また炎孔
筒体の寿命を延ばすことが可能となる。

また，第２の発明の燃焼装置は以上に説明したとお
り，閉塞キャップのテーパ状の突出部の外側先端部を割
球面状としたことにより，炎孔筒体内部を流れる予混合
気は割球面状の外側先端部に沿って炎孔筒体内部全体へ
均一に広がり，またその流れは乱れの少ないスムーズな
ものとなり，結果として，炎孔筒体表面における火炎分
布をより一層均一にすることができ，安定した燃焼状態
を実現することが出来る。さらに，炎孔筒体の突出部の
外側先端部を割球面状として延長させた分だけ寸法が長
くなるため，冷却効率が向上する。これによって炎孔筒
体の過度な温度上昇を防ぐことが可能となり，ひいては
逆火現象の発生を抑え，かつ炎孔筒体の寿命を延ばすこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例による燃焼装置の要部構
造の断面を示す説明図，第２図は第２の発明の一実施例
による燃焼装置の要部構造の断面を示す説明図，第３図
は従来の液体燃料燃焼装置を示す説明図である。 図において，（１）は気化筒，（７）は炎孔筒体，（1
0）は冷却パイプ，（31），（41）は閉塞キャップ，（3
2）は凹凸部，（42）は割球面状先端部である。 なお，各図中，同一符号は同一または相当部分を示すも
のとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椙本 照男 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 佐藤 稔 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス状燃料と空気とを予混合させるバーナ
   ボディ，第１の端面が上記バーナボディと連通する炎孔
   筒体，この炎孔筒体の第２の端面に設けられ上記炎孔筒
   体内部側にテーパ状の突出部を有しこの突出部を内側か
   ら空気により冷却する冷却手段を有した閉塞キャップを
   備え，上記突出部の表面に凹凸部を設けたことを特徴と
   する燃焼装置。
2. 【請求項２】ガス状燃料と空気とを予混合させるバーナ
   ボディ，第１の端面が上記バーナボディと連通する炎孔
   筒体，この炎孔筒体の第２の端面に設けられ上記炎孔筒
   体内部側にテーパ状の突出部を有しこの突出部を内側か
   ら空気により冷却する冷却手段を有した閉塞キャップを
   備え，上記突出部の外側先端部が割球面状となっている
   ことを特徴とする燃焼装置。