JPH11344293A - ブンゼン式ガス陶芸窯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陶芸窯において炉内の温度分布を改善する。 【解決手段】 ブンゼン式ガス陶芸窯において、バーナ
ーブロックの燃焼口の周囲に燃焼口より噴出する火炎が
衝突しうる傾斜状炎衝突面を有するターゲットを任意の
向きに臨ませて置くようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は陶磁器の焼成に用
いられる陶芸窯、特に燃料として低圧供給の家庭用都市
ガスを使用する陶芸窯において、炉内の温度分布を大幅
に改善できるブンゼン式ガス陶芸窯に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の倒炎式陶芸窯で、燃料として低圧
供給の家庭用都市ガス、例えば１３Ａガスを使用した場
合、非常に温度が上がり難く１３００℃の温度が得られ
なくて問題となっていたが、本出願人の特願平８−２０
４３３７号（特開平１０−３０８８６号公報）のバーナ
ーブロック付き陶芸窯に見られるように、燃焼口のバー
ナーブロックの高さを高くして、その直径と軸方向の長
さの比を２．０から４．０の範囲に変えることにより１
３００℃の高温が得られるようになった。しかしなが
ら、炉内の温度分布を測定すると、還元焼成の場合、温
度差は約４０℃なので問題ないが、これが酸化焼成にな
ると約８０℃の温度差となってしまい、当然炉内の上部
に置いた製品は焼成できても、下部に置いた製品は温度
が足らず釉薬の融け不足や、求める焼き色を出すことが
できず、所望の陶芸品が焼成できず、特に大勢の人が共
同で使用する陶芸教室で問題になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の陶芸窯に特開平
１０−３０８８６号公報のようにバーナーブロックを高
く積むことにより吸引された二次空気は従来のものより
は有効に燃焼に寄与され、火炎は完全燃焼に近くなり火
炎温度は上昇し、燃焼時間も短くなる。すなわち、火炎
は短くなって炉頂付近で火炎温度が最高になっていると
考えられる。そして、温度測定用熱電対は炉頂近くにあ
るので今まで上がらなかった最高１４５０℃もの高温が
得られた。そして、炉頂の１３００℃以上の熱流がその
まま下に降りてくるので、上下の温度差はそれほど広が
らないことになる。それが酸化焼成で８０℃の差ができ
るのは、熱流が行かなくて温度が上がらないのではな
く、冷たい空気が進入して温度を下げていることが原因
である。すなわち、特開平１０−３０８８６号で考えた
ときと同じで二次空気として吸い込まれた燃焼用空気は
燃焼用にだけに全てを費やすことなく、その一部はその
まま引き穴から排出されていることになる。それは、炉
内上部、下部および水平煙道の３箇所における排ガスの
残存する酸素濃度を測定し、酸化焼成時に炉内上部で０
〜１％の時に、下部では４％が残っており、水平煙道で
は３％であった結果からも間違いないことである。依っ
て、還元焼成の場合、上部は還元で温度が上がり難いの
に、下部は上部より酸素が多いので還元の程度は弱くな
り、温度も上がり易いことになる。すなわち、還元の場
合、上部は温度が上がり難く下部は上がり易いので温度
差が少ないことになって、４０℃となった。それに対し
酸化焼成の場合は上部の酸素０％すなわち理論空気比で
燃えているのに対し、下部では過剰空気で燃えているの
で温度は上がり難くなり、温度差８０℃となった。これ
が酸化の方が還元に比べて温度差が大きくなった理由と
考えられる。すなわち炉内の温度分布をそろえるにはバ
ーナーブロックを高く積み上げるだけでは不十分であっ
たことになる。

【０００４】この発明は上記問題を解決するようにした
もので、バーナーブロックの燃焼口に関連して火炎が衝
突する炎衝突面を設けて火炎と二次空気の接触面積を多
くし、二次空気の燃焼に寄与されていなかった割合をな
くし、全量を有効に作用させ、かつ火炎の流れの向きを
変えることにより炉内の温度分布を改善したブンゼン式
ガス陶芸窯を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する手段】この発明の請求項１のブンゼン
式ガス陶芸窯は、燃焼用二次空気を必要とするブンゼン
バーナーを使用したブンゼン式ガス陶芸窯において、バ
ーナーブロックの燃焼口の周囲に燃焼口から噴出する火
炎が衝突しうる傾斜状炎衝突面を有するターゲットを任
意の向きに臨ませて置くことを特徴とするものである。

【０００６】この第１の発明の構成による作用は、バー
ナーブロックの燃焼口の周囲に燃焼口より噴出する火炎
が衝突しうる傾斜状炎衝突面を有するターゲットを任意
の向きに臨ませて置くことにより、その炎衝突面に火炎
のおおよそ半分が衝突するようにし、燃焼口より噴出す
る火炎を炎衝突面に衝突させて側方へ広がらせて二次空
気との接触面積を多くすることにより短炎化し燃焼性を
改善したものである。ターゲットの向きを炉内方向、炉
壁方向、扉方向等とすることにより温度の上がり難い所
や、集中的に加熱したい所を自由に選択して加熱するこ
とができる。例えば、炉内の方向に向いている場合は火
炎が直接炉床部分を加熱することになり、炉壁方向に向
いている場合は、炉内側から吸い込まれた二次空気は炉
内側には傾斜したターゲットの炎衝突面に衝突するので
直接引き穴に吸い込まれずに炉壁側に移動し、炉壁側か
ら吸い込まれた二次空気とともに炉壁に向かって流れて
炉壁に衝突し、ターゲットの炎衝突面に衝突して炉壁側
に扇型に広げられた火炎と混ざって炉壁に沿って炉頂に
向かって上昇しながら燃焼する。すなわち、火炎形状を
扇型の短炎にして、炉頂部だけを加熱しないようにで
き、吸い込まれた二次空気は引き穴に吸い込まれること
なく、その全量が燃焼に寄与されるようにできる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の前記ターゲ
ットの炎衝突面を、下部の円弧面から上方に向けて傾斜
状でかつ扇形状に広げて形成したものである。

【０００８】この第２の発明の構成による作用は、ター
ゲットの炎衝突面を下部の円弧面から上方に向けて傾斜
状でかつ扇形状に広げて形成したので、その円弧面で囲
われ、扇型に広がる傾斜面に火炎のおおよそ半分を確実
に衝突させ、火炎を扇型に広がらせて二次空気との接触
面積を広くすることにより短炎化し燃焼性を改善する。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２のター
ゲットの炎衝突面の傾斜角度を５０度乃至８０度の範囲
としたものである。

【００１０】この第３の発明の構成による作用は、ター
ゲットの炎衝突面の傾斜角度は５０度〜８０度が最適の
範囲であり、この範囲であれば火炎の当たる抵抗も少な
く、吸い込む二次空気も少なくなることはないので、適
切な燃焼量にできる。傾斜角度がその範囲より小さくな
ると火炎が衝突する割合が多くなり抵抗が多いので燃焼
に不具合が生じ、吸い込む二次空気も少なくなって燃焼
量も減少する。逆に角度が大きくなると火炎はほぼ真っ
直ぐ上にあがってしまい衝突させた効果がなくなる。

【００１１】請求項４のブンゼン式ガス陶芸窯は、燃焼
用二次空気を必要とするブンゼンバーナーを使用したブ
ンゼン式ガス陶芸窯において、バーナーブロックの燃焼
口の形状が先絞りであることを特徴とするものである。

【００１２】この第４の発明の構成による作用は、バー
ナーブロックの燃焼口の形状を先絞りにしたので、火炎
形状は真っ直ぐであるが、絞りにより強制的に火炎に吸
い込まれた二次空気を接触させることにより、その全量
を燃焼に寄与させることにできる。

【００１３】請求項５の発明は、先絞りの燃焼口を形成
したバーナーブロックの燃焼口の周囲に燃焼口より噴出
する火炎が衝突しうる炎衝突面を有するターゲットを任
意の向きに臨ませて置くことを特徴とするものである。

【００１４】この第５の発明の構成による作用は、先絞
りのバーナーブロックの上にターゲットを置くことによ
り、請求項４、請求項１、２、３の効果が相乗作用の結
果、格段に優れた温度分布にできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１はこの発明のブンゼン式ガス陶芸窯
を示す半断正面図、図２はターゲットの斜視図、図３は
バーナーブロック上にターゲットを設置した斜視図、図
４は同平面図、図５はターゲットとバーナーブロックと
を備えた要部縦断面図、図６は別の実施形態のバーナー
ブロックを示す断面図、図７は同バーナーブロックを備
えた要部縦断面図、図８は同バーナーブロックにターゲ
ットを備えた縦断面図、図９は先絞り手段を備えたバー
ナーブロックの縦断面図、図１０は該バーナーブロック
にターゲットを設置した断面図である。

【００１６】図１において、Ａは燃料ガスの噴出する圧
力にて燃焼用一次空気を吸引するブンゼン式ガスバーナ
ー４を備えた倒炎式陶芸窯で、炉床１の両側に燃焼口２
を設けた耐火物製バーナブロック３が設置され、ガスバ
ーナー４が燃焼口２の下部に臨設され、ガスバーナー４
には一次空気取り入れ口５が設けられ、銅パイプ６を介
してガス供給管７が接続されている。燃焼口２とバーナ
ーヘッド４ａとの隙間が二次空気孔８となる。窯の炉床
１には炉内の排気を該煙道１０へ出す引き穴９が設けら
れている。１１は炉の炉壁、１２は炉の前面の扉、１３
はその開閉用ハンドル、１４は炉頂に備える熱電対、１
５は排気筒である。

【００１７】図１乃至図５において、本発明は上記陶芸
窯の炉内温度分布の改善を図るために、バーナーブロッ
ク３の上に火炎が衝突しうる傾斜状の炎衝突面２１ｂを
有する耐火物製ターゲット２１が設置されている。この
ターゲット２１を炎衝突面２１ｂが燃焼口２のほぼ半分
までせり出すように置くことにより燃焼口から噴出する
火炎と二次空気が傾斜状の炎衝突面２１ｂに当って広げ
られ、火炎と二次空気との接触面積が多くなって充分混
合される。実施形態では、ターゲット２１をバーナーブ
ロック３の上に所望の方向、例えば炉内の方向、炉壁の
方向、扉の方向に向けて置くか、適宜接着材で固定す
る。

【００１８】図２において、ターゲット２１は耐火物製
長方体で、その片側下部にバーナーブロック３の燃焼口
２の径に合致するように半円形で凹状の円弧面２１ａと
し、かつ前記円弧面から長方体体の上縁の真っ直ぐな端
部に向けて傾斜状でかつ扇形状に広げた炎衝突面２１ｂ
が形成されている。従って燃焼口から噴出する火炎と、
それとともに吸い込まれる二次空気がターゲットの炎衝
突面２１ｂに当たって広げられる。前記傾斜状の炎衝突
面を有するターゲットの傾斜角度は５０度〜８０度の範
囲とする。ターゲットの傾斜角度が上記範囲より小さく
なると火炎が衝突する割合が多くなり抵抗が多いので燃
焼に不具合が生じ、吸い込む二次空気も少なくなって燃
焼量も減少する。逆に、傾斜角度が上記範囲より大きく
なると火炎はほぼ真っ直ぐ上にあがって衝突させた効果
がなくなる。従って、傾斜角度を５０度〜８０度にする
ことにより最大の効果を上げることができる。また、炎
衝突面２１ｂを図２のように下部の円弧面より扇型の凹
面とすれば、火炎が横方に逃げることなく、炎衝突面２
１ｂで扇型に広がって上昇させることができ、二次空気
との接触面積を一層多くでき、充分な混合ができる。

【００１９】図３、図４において、このターゲット２１
をバーナーブロック３の燃焼口２の周囲に円弧面２１ａ
を合致させて設置して、傾斜状の炎衝突面２１ｂを燃焼
口２の上方に臨ませ、火炎Ｈのおよそ半分が炎衝突面２
１ｂに衝突するようにして、火炎Ｈをほぼ扇型に広げて
二次空気との接触面積を広くして短炎化し燃焼性を向上
でき、温度の上がり難い所や、集中的に加熱したい所を
自由に選択して加熱することができる。このターゲット
２１の向きは図示の方向に限られるものではなく、陶芸
教室等において、窯内に置かれている棚板の上に載せる
焼成品の配置、数等を考慮して燃焼口に対するターゲッ
トの向きを変えて、炉内の温度分布をなるべく均等とな
るようにするのが好ましい。例えば図４の鎖線のように
４５度まわして、燃焼口からの火炎の方向を変えるよう
に設置することができる。前記ターゲット２１の外面は
炉の形状に適宜合わせた形状とすることは自由にでき
る。例えば、図４の鎖線のように外面を炉壁等に当たら
ないように角部を直線状、円弧状等にカットした形状と
する。前記ターゲットは長方体に限られるものではな
く、適宜形状とできる。

【００２０】図５において、ターゲット２１をバーナー
ブロック３の上に炉壁の方向に向けて設置した場合に
は、バーナー４からの火炎Ｈと二次空気は傾斜したター
ゲット２１があるためにその炎衝突面に衝突して扇型に
広げられた火炎と混ざって広がり、炉壁側から吸い込ま
れた二次空気とともに炉壁に向かって流れて炉壁に衝突
し、炉壁に沿って炉頂に向かって上昇させながら燃焼さ
せることができる。すなわち、火炎形状を扇型の短炎に
して、炉頂部だけを加熱しないようにでき、吸い込まれ
た二次空気の全量を燃焼に寄与させることができる。従
って、炉内に置いた焼成品を上下ほぼ均等に焼成するこ
とができる。又、ターゲット２１をバーナーブロック３
の上に炉内の方向に向けて設置した場合には、火炎が直
接炉床部分に回されて、炉の下部を加熱することができ
る。陶芸窯の両側に設置されたバーナーブロック３に備
えるターゲット２１を炉壁方向と炉内方向とに向けたも
のを配置することにより、炉壁に沿う火炎と炉内に向か
う火炎とにより炉内の温度分布を均等とできる。

【００２１】図６乃至図１０は別の実施形態を示すもの
である。図６と図７は、バーナーブロック３の燃焼口を
先絞り状の燃焼口２’とした場合を示す。この場合に
は、燃焼口２’の先絞り部２’ａで火炎Ｈが絞られて、
火炎とともに吸い込まれる二次空気と混合される。火炎
形状は真っ直ぐであるが、絞りにより強制的に火炎に吸
い込まれた二次空気を接触させることにより、その全量
を燃焼に寄与させることができる。従って、炉内に置い
た焼成品を上下ほぼ均等に焼成することができる。

【００２２】図８において、先絞り燃焼口２’を有する
バーナーブロック３に前記ターゲット２１を組み合わせ
た場合を示す。この実施形態によれば、燃焼口の上に備
えたバーナーブロックの燃焼口２’の形状を先絞りにし
て、絞りにより強制的に火炎に吸い込まれた二次空気を
接触させるとともにターゲット２１の炎衝突面２１ｂに
衝突させて火炎を広げ、火炎の向きを所望の方向に変え
て燃焼させることができる。

【００２３】図９において、バーナーブロック３の燃焼
口２が円筒形の場合には、外周を該円筒に嵌合しうる径
とし、かつ内周をテーパー状の先絞り形状とした耐火物
製の先絞り筒体２２を別に設けて、燃焼口２に嵌合して
先絞りとし、燃焼口２に嵌合した先絞り筒体２２の先絞
り部２２ａで火炎が絞られて、火炎とともに吸い込まれ
る二次空気と混合される。火炎形状は真っ直ぐである
が、絞りにより強制的に火炎に吸い込まれた二次空気を
接触させることにより、その全量が燃焼に寄与させるこ
とができる。従って、炉内に置いた焼成品を上下ほぼ均
等に焼成することができる。この先絞り筒体を従来の陶
芸窯のバーナーブロックの円筒型燃焼口に嵌合して燃焼
の改善を図ることもできる。２２ｂは筒体２２の鍔部で
ある。

【００２４】図１０において、バーナーブロック３の燃
焼口２に先絞り筒体２２を嵌合するとともに、そのバー
ナーブロック３の上に前記ターゲット２１を置いた場合
を示す。ターゲット２１の下端内周には先絞り筒体２２
の上部の鍔部２２ｂに嵌合できる凹部２１ｃが形成され
ている。この構成によれば、燃焼口２に嵌合した先絞り
筒体２２の先絞り部２２ａで火炎が絞られて、火炎とと
もに吸い込まれる二次空気と混合され、かつ、ターゲッ
ト２１の炎衝突面２１ｂに衝突されて火炎が広がり、火
炎の向きを所望の方向に変えて燃焼させることができ
る。絞りにより強制的に火炎に吸い込まれた二次空気を
接触させ、かつターゲットで広げて向きを変えることが
できるので、温度分布を効果的にできる。

【００２５】以上の実施形態を示したが、この発明はこ
の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸
脱しない範囲で、様々な形態を実施しうるものである。

【００２６】

【発明の効果】この発明のブンゼン式ガス陶芸窯によれ
ば、バーナーブロックの燃焼口に傾斜状炎衝突面を有す
るターゲットを任意の向きに臨ませて置くことにより、
その炎衝突面に火炎のおおよそ半分を衝突させることが
でき、その火炎を傾斜状炎衝突面で広がらせて二次空気
との接触面積を多くして短炎化し燃焼性を改善すること
ができる。またそのターゲットの向きを炉内方向、炉壁
方向、扉方向等とすることにより温度の上がり難い所
や、集中的に加熱したい所を自由に選択して加熱するこ
とができる。例えば、炉内の方向に向いている場合は火
炎が直接炉床部分を加熱することになり、炉壁方向に向
いている場合は、炉内側から吸い込まれた二次空気は炉
内側には傾斜したターゲットがあるために衝突するので
直接引き穴に吸い込まれずに炉壁側に移動し、炉壁側か
ら吸い込まれた二次空気とともに炉壁に向かって流れて
炉壁に衝突し、ターゲットに衝突して炉壁側に扇型に広
げられた火炎と混ざって炉壁に沿って炉頂に向かって上
昇しながら燃焼する。すなわち、火炎形状を扇型の短炎
にして、炉頂部だけを加熱しないようにでき、吸い込ま
れた二次空気は引き穴に吸い込まれることなく、その全
量が燃焼に寄与されるようにできる。

【００２７】また、ターゲットの傾斜状炎衝突面を下部
の燃焼口に合致する円弧面から上方に向けて傾斜状でか
つ扇形状に広げて形成したので、その円弧面で囲われ、
扇型に広がる炎衝突面に火炎のおおよそ半分を確実に衝
突でき、火炎を扇型に広がらせて二次空気との接触面積
を多くすることにより短炎化し燃焼性を改善することが
できる。

【００２８】さらに、前記ターゲットの炎衝突面の傾斜
角度を５０度〜８０度の範囲とすれば、火炎が衝突する
割合が適度で、吸い込む二次空気も少なくなることがな
く、燃焼量も減少することがない。

【００２９】又、バーナーブロックの燃焼口の形状を先
絞りにした場合、火炎形状は真っ直ぐであるが、絞りに
より強制的に火炎に吸い込まれた二次空気を接触させる
ことにより、その全量が燃焼に寄与されるようにでき
る。

【００３０】先絞り燃焼口を備えたバーナーブロックの
上にターゲットを置くことにより相乗作用の結果、格段
に優れた温度分布にできる。酸化焼成時の炉内温度分布
も改善されて温度差が２０℃となった。

【００３１】上記の効果として、酸化焼成時の水平煙道
における酸素濃度は１％でも酸化になり、燃焼に必要な
量以上に二次空気が吸引されることがなくなり、炉内温
度分布も温度差が５０℃以下になってかなり改善された
結果になった。還元焼成の場合も、不完全燃焼の火炎が
炉内に充満して扉の色見孔から赤黒い火炎が吹き出てい
た従来の陶芸窯に比べると、本発明による陶芸窯から吹
き出す火炎はイエローチップのない、薄い青色若しくは
ほとんど無色に近くなり、吹き出しも少なくなった。こ
れについても、空気不足の低空気比燃焼であっても空気
との混合が格段に良くなった為にこの様になったと考え
られ、更には温度分布に差がなくなっただけでなく、炉
内における還元での雰囲気も均等性が向上したので焼き
上がった陶芸品の釉薬の発色も同じようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のブンゼン式ガス陶芸窯を示す半断正
面図である。

【図２】ターゲットの斜視図である。

【図３】バーナーブロック上にターゲットを設置した斜
視図である。

【図４】同平面図である。

【図５】ターゲットとバーナーブロックとを備えた要部
縦断面図である。

【図６】別の実施形態のバーナーブロックを示す断面図
である。

【図７】同バーナーブロックを備えた要部縦断面図であ
る。

【図８】同バーナーブロックにターゲットを備えた縦断
面図である。

【図９】先絞り手段を備えたバーナーブロックの縦断面
図である。

【図１０】該バーナーブロックにターゲットを設置した
断面図である。

【符号の説明】

１ 炉床 ２ 燃焼口 ３ バーナーブロック ４ ガスバーナー ２１ ターゲット ２１ｂ 炎衝突面 ２２ 先絞り筒体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼用二次空気を必要とするブンゼンバ
   ーナーを使用したブンゼン式ガス陶芸窯において、 バーナーブロックの燃焼口の周囲に燃焼口より噴出する
   火炎が衝突しうる傾斜状炎衝突面を有するターゲットを
   任意の向きに臨ませて置くことを特徴とするブンゼン式
   ガス陶芸窯。
2. 【請求項２】 前記ターゲットの火炎が衝突しうる炎衝
   突面を、下部の円弧面から上方に向けて傾斜状でかつ扇
   形状に広げて形成した請求項１記載のブンゼン式ガス陶
   芸窯。
3. 【請求項３】 ターゲットの炎衝突面の傾斜角度が５０
   度乃至８０度の範囲である請求項１又は２記載のブンゼ
   ン式ガス陶芸窯。
4. 【請求項４】 燃焼用二次空気を必要とするブンゼンバ
   ーナーを使用したブンゼン式ガス陶芸窯において、 バーナーブロックの燃焼口の形状が先絞りであることを
   特徴とするブンゼン式ガス陶芸窯。
5. 【請求項５】 先絞りの燃焼口を形成したバーナーブロ
   ックの燃焼口の周囲に燃焼口より噴出する火炎が衝突し
   うる傾斜状炎衝突面を有するターゲットを任意の向きに
   臨ませて置くことを特徴とするブンゼン式ガス陶芸窯。