JPS5913641B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、旋回空気流を用いるバーナーを有する燃焼
装置に関するものである。

旋回空気流を用いるバーナーとして従来より使用されて
いるものを示すと第１図、第２図に示すようなものが代
表的なものとなる。

第１図は燃焼室内に燃焼ガスの反転流入をつくり、空気
と燃料との混合の増進、火炎の安定性の向上をはかった
ものである。

即ち、第１図において、１は燃焼器壁、２は空気旋回器
、３は燃料噴出ノズル、４は燃焼室、５はその出口であ
る。

かかる燃焼器では矢印Ｂで示す如き気流が生じその中で
図示せる如き火炎が形成されるというのが一般的な特徴
である。

かかる燃焼器は工業の分野で広く使用されているが、旋
回空気の効果を十分ならしめるためには、高い送風圧（
数十ミリメートル水柱以上）が必要である、燃焼騒音が
大である等の欠点を有している。

第２図のものは、いわゆる小形のガン式石油バーナー等
でよく用いられている構造で、家庭用等の石油温水器で
は、このタイプのバーナーが最も多く使用されている。

本図において各番号は第１図の場合とほぼ同一の機能を
有すると考えてよい。

但し、空気旋回器２は使用される送風機の送風圧が一般
に低いこともあって、空気を旋回させる機能が低く、せ
いぜい空気と燃料の混合距離をのばし、燃焼を若干促進
させる効果を持つ程度であるよって、かかるバーナーで
はずすが発生しゃすく又石油等を燃料とする時は未燃分
がいくらか排出されるという欠点があるとされている。

又、これらのバーナーの変形として燃焼器壁表面に旋回
空気流を発生させる手段を講じ、この手段によって生じ
た旋回空気流によって器壁上へのすすの付着を防止しな
がら燃焼を進めようとする考え方のものが提案されてい
る。

この種のバーナーでは、燃焼室の中心部、即ち上記旋回
流が弱い領域ですすの発生がきわめて多く燃焼を良好な
らしめるという観点からはおよそ許容できるものではな
く、したがって実用されるに至ったものはない。

この発明は、かかる点にかんがみてなされたもので、火
炎のコンパクト化、器壁へのすす付着の防止の実現は勿
論、火炎中におけるすすの発生の防止を旋回空気流によ
って実現することのできるバーナー構造を提案するもの
である。

この発明を図を用いて説明すれば、第３図及び第４図は
この発明の一実施例の概略説明図である。

図において１００は燃焼室１０１の壁で１００ａは旋回
空気供給手段より上方、１００ｂは下方の壁部を示す。

１０２は燃焼分配室外壁、１０３゜１０４は燃焼室下壁
部１０１と燃料分配室壁１０２を連結結合するためのフ
ランジ部で１０３は下壁部１０１と一体に、また１０４
は壁１０２と一体にそれぞれ形成されている。

１０５は上記両フランジ１０３，１０４の結合を完全な
らしめるためのネジ、１０６は両フランジ１０３゜１０
４間に介在したパツキン、１２１は燃料分配室、１２２
は燃料分配室１２１に燃料又は燃料と空気を供給するた
めの管、１１０は燃焼用空気投入口、１０７は環状空気
供給室１０８の壁、１０９は空気供給管、１２０は燃焼
室底部に設けられたバーナー板、１４０はこのバーナ板
に設けられた燃料投入口、１３０は燃焼室壁１００に溶
接等により周方向に等間隔に固着された燃焼用空気の一
部を燃焼室１０１の中心方向に供給するく字状の案内板
である。

第５図は、燃焼用空気の一部を燃焼室の中心軸方向に供
給するための案内板１３０を設けない場合の、燃焼室の
中心軸に平行な方向の流れを示したもので、３００は燃
焼用空気投入口１１０より下方へ向う成分、３０１は上
方へ向う成分のものである。

発明者らは調査の結果、かかる構造のバーナーでは、燃
焼用空気投入口１１０を設ける高さ、燃焼室の径等のい
かんにかかわらず必ず燃焼室の径より小さい径（図にｄ
ｏと示す）の円筒状の気流が燃焼室の出口（上方）へ向
かう領域が形成されることを見出し、同時に上記領域へ
流入する中心軸近傍の流れ３０２゜３０３の存在を確認
した。

かかる燃焼装置においては中心軸近傍が空気不足となる
ため、反転流３０２を強めなければ（そのためには投入
口１１０からの空気の噴流を上げる必要がある）、燃焼
用空気が理論空気量に近い値を示すに従い中心軸近傍で
の火炎中のすすの発生が増大したり、反転流を強めよう
とすると燃焼用空気供給のための送風圧を上げる必要が
生じ、結果として騒音の上昇をまねくおそれがある。

第６図は第５図に示したバーナの火炎の形状を表わした
ものである。

燃料投入口１４０を出た燃料は先づバーナ板１２０近傍
に濃い青色の火炎５００を形成し、更に上方（燃焼室出
口側）に薄い青色の火炎５０１を形成する（一次空気量
が少ない場合には、火炎５００は形成されず、火炎５０
１のみとなる）。

そして燃焼用空気が理論空気量に近い値になるにつれ火
炎ｓｏｏ、ｓｏｉの内側（中心軸近傍）に空気不足の薄
い黄炎５０２が観察されるようになる。

この黄炎５０２が不完全燃焼の要因となるものである。

かかる欠点を解消するものが案内板１３０であり、この
案内板１３０は燃焼用空気投入口１１０を出た後、燃焼
室中心軸近傍へ向かう空気の流れ成分３０４を強める働
きをし火炎５０２に十分な空気を供給し完全燃焼をうな
がすものである。

（第１図は案内板１３０を設けた場合の火炎の状態を示
したものである。

）又、案内板１３０は上記の働きのほかに火炎５０１に
多くの空気を供給する作用を有する。

第６図に示した如く案内板１３０を設けない場合には火
炎５０１゜５０２を包む形で空気の流れ３０１が存在し
、この空気の一部は全く燃焼に寄与せずに燃焼室外に放
出されてしまうが案内板１３０を設けることにより、空
気投入口１１０の付近で適度な空気の乱れが生じ燃料の
未燃成分と空気の混合が良くなり、数ミリメートル水柱
の所謂低い送風圧で完全燃焼をうながし、すすの発生を
完全に防止するものである。

即ち案内板１３０は燃焼用空気の十分な活用を促進する
作用を有するものである。

この案内板１３０が大きい場合には、この燃焼装置の特
徴である燃焼用空気の旋回成分が弱まることからバーナ
板１２０に向かう空気の流れ成分３００が微弱となる為
火炎が燃焼室底板上に安定せず燃焼時の騒音の要因とな
り、又案内板１３０が小さすぎる場合には、前述の働き
を十分になし得ないこととなってしまう。

この点に注意し案内板１３０の大きさを選定するならば
、案内板１３０の形状については特に大きな制約はなく
、ただ燃焼用空気の一部が燃焼室近傍に向かうようにさ
えすれば前述の効果が常に期待できるものである。

又、案内板１３０の数についてはその大きさとの相関関
係で決定されるもので、一般に、案内板１３０が大きい
時はその数は少なく、又小さい時は数を増してやればよ
い。

なお、上記実施例では燃焼室１０１の径は上下に亘って
同径のものを例示したが、燃焼用空気投入部及びこの燃
焼用空気投入部より上流側の径を、燃焼用空気投入部よ
り下流側の径より／Ｊ・さくした燃焼室にこの発明を適
用しても上記実施例と同じ効果が得られる。

以上のように、この発明による燃焼装置では、低い空気
供給圧でもって広い空気対燃料比の場合にわたって常に
安定した燃焼が得られ、すすの発生防止を行える効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の旋回空気利用のバーナーの概略説明
図、第３図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第４
図は第３図ＩＶ−ＩＶ線における断面を矢印方向に見た
横断面図、第５図は燃焼用空気案内板を設けない場合の
空気の流れを示した図、第６図は燃焼用空気案内板を設
けない場合の火炎の形状を示す図、第７図は燃焼用空気
案内板がある場合の火炎の形状を説明する図である。 図において、１０１は燃焼室、１１０は燃焼用空気投入
口、１０８は空気供給室、１２０はバーナ板、１３０は
案内部材、１４０は燃料投入口。 尚、図中同一符号は夫々間−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状の燃焼室周壁に沿う旋回流を形成せしむるよう
   に燃焼用空気を投入する手段と、該筒燃焼室はゾ軸線方
   向に燃料あるいは燃料と空気との混合気を投入する燃料
   投入手段とを備えたものにおいて、上記燃焼用空気の一
   部を該燃焼室の径方向中心部に供給すべく先端が該中心
   部近傍まで延在した案内部材を上記燃焼室内に設けたこ
   とを特徴とする燃焼装置。 ２ 燃焼器の燃焼用空気投入部及びこの燃焼用空気投入
   部より上流側の径を、燃焼用空気投入部より下流側の径
   より小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の燃焼装置。 ３ 案内部材が複数個設けられこれら複数個の案内部材
   が周方向にはゾ等間隔に設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の燃焼装置
   。 ４ 燃焼用空気投入手段が、燃焼室の外側を囲繞する環
   状の空気供給室と、この空気供給室と上記燃焼室とを連
   通ずる燃焼用空気投入口とを有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか−に記載の燃
   焼装置。 ５ 燃料あるいは燃料と空気との混合気を投入する燃料
   投入手段がバーナ板を有していると共に、上記バーナ板
   が上記燃焼室の底板となっていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第４項の何れか−に記載の燃焼装置
   。