JPS609207B2 - 予混合式燃焼器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溢水器や温風機に用いる予混合式燃焼器に関す
るものであり、燃焼室内壁の近傍に、燃焼室内壁に直角
方向にスリット状の炎口を多数設けた子浪合式燃焼器に
係る。

また燃焼室負荷が１０７ｋｃａｌ／ｈで程度の比較的大
きいものに関する。本発明は、この種の燃焼器において
、着火性の向上を計ると共に、共鳴音の発生を防止する
ことを目的とする。この種の従来の燃焼器を第１図〜第
３図により説明する。

ここでは液体燃料（灯油）を蒸発させ、その蒸機を燃焼
させるものについて説明する。また、下向きに燃焼する
ものである。１はバーナ素子で直線状に設えられ、中央
内部に２次空気流路２を設け、その頂部にスリット状の
２次空気口３を多数並設している。

４は２次空気通路の両側に設えられた炎口部で、スリッ
ト状の炎口５を多数並設している。

炎口部４は端都側が薄く、中央側が厚い。バーナ素子１
はＡＩ材の押出し成形品であり、スリ割りスライス等に
よって様部から切削して２次空気口３及び炎口５を設け
ている。炎口部５は炎口部４の端部のバーナ支持部６に
も閉口している。また２次空気口３、炎口５は燃焼室壁
に直交してし、。１０は液体燃料の蒸発器であり、バー
ナ素子１に溶接等によって一体に設けられている。

蒸発器１０はヒータ１１を有し、遍路１２内に液体燃料
及び一次空気が流入する。１３は子混合気の流出口であ
る。

１５はＡＩダィカストで設けられた燃焼室壁で、左右で
一対で、燃焼室１６及び予混合気通路１７を構成する。

１８はバーナ素子１の支持部６を収納する凹溝である。
燃焼室壁１５，１５は溶接されて一体となっている。燃
焼室１６は若干末舷りである。末尾に対流伝熱の熱交換
器が設えられている。２川まバーナ素子１の端部を閉鎖
する閉鎖板であり、パッキン２１を介してバーナ素子１
にビス２２で固定し、それをパッキン２３を介して予混
合気通路１７に挿入し、ビス２４で燃焼室壁１５に固定
している。

２５は２次空気流入口、２６は１次空気及び液体燃料の
流入口である。

２４はバーナ素子１の池端を閉鎖する板であり、パッキ
ン２８を介してビス２９でバーナ素子１に固定されてい
る。

３０は燃焼室１６及び予混合気適路１７を閉鎖する板で
あり、パツキン３１を介してビス３２で燃焼室壁１５に
固定されている。

３３は燃焼室壁１５を覆うカバーでり、閉鎖板２０，２
７の溝３４．３５に挿入されている。

着火時の液体燃料の凝縮を防止するため、閉鎖板２０，
２７を介し蒸発器１０で加熱されている。３６は点火電
極である。

かかる構成において、先ずヒーター１に通電され、蒸発
器１０が所定温度（例えば２５０００）に加熱されると
、送風機によって燃焼空気が供給される。

また、液体燃料が蒸発器１０の通路１２内に供給され、
蒸発する。１次空気と混合して予混合気となり、流出口
１３から予混合気路１７に流出する。

カバ−３３と蒸発器１０、バーナ素子１の間の予混合気
通路を通って炎口部４に至り、炎口５から流出して点火
電極３６によって点火され、１次火炎を形成し、２次空
気口３からの２次空気によって完全燃焼する。燃焼を開
始すると、燃焼熱がバーナ素子１を通して蒸発器１０‘
こ回収されるので、蒸発器１０のヒータ１１の駆動は停
止される。

炎口部４の厚さは前記の通り燃焼室壁１５側を薄く、遠
い側を厚く構成しているので、炎口５の１個のスリット
から流出する子混合気の流速及び流量は燃焼室壁１６に
近い側が大きく、遠い側が小さい。

換言すれば燃焼室壁１５に近い側の炎口負荷は遠い側に
較べ大きくなる。即ち、燃焼室壁１５に遠い側の１次火
炎は小さく安定した付着火炎となり、燃焼室壁１５に近
い側の１次火炎は多小リフトぎみの火炎で且つ、燃焼室
壁１５側が壁面に沿って形成される。従って炎口５の１
個のスリットにる火炎面形状は第４図に火炎Ｆ２で示す
如く形状となる。尚この火炎は１次火炎である。上記の
如く、大火炎と、２次空気口３側に安定した小火炎が形
成されるので、安定な燃焼が行えるものであるが、次の
ような問題点を有している。例えば一実施例によれば熱
入力約１７０００ｋｃａｌ／坤陣度のとき、着火が困難
であるか、または共鳴音が発生するものである。以下こ
の問題点の理由について説明する。

尚、これは本発明と対比した場合に考えられる理由付で
ある。上記火炎形状Ｆ２は定常時のものであり、着火時
の火炎形状はＦ，の如くである。

着火時は低温であるのでＦ，の如く形成されているが、
定常燃焼状態への移行にともない。火炎によって加熱さ
れた燃焼室壁１５およびバーナ素子１が予混合気を加熱
するため、燃焼速度が上昇し、Ｆ２の位置となる。つま
り、着火時火炎面が移動するものである。また、バーナ
支持部６の厚さは炎口部４に比べて薄く、しかも炎口面
と凹溝１８の開放端との間に隙間４０があるので、図の
如く支持部６から隙間４０を通って流れＡが考えられる
。

このため、燃焼室壁１５側の炎は負荷が、炎口部４の厚
さによって設定した当初のものより大きくなると考えら
れる。これによって都市ガスでも燃焼速度の遅いガスで
は、着火が若干困難となると考えられる。

さらに液体燃料を蒸発させて用いるものでは、燃焼開始
に当っての蒸発器１０やバーナ素子１の子熱の時間を短
縮させるため蒸発温度を下げるため、予混合気温度が低
Ｃ、ためによる燃焼速度が遅くなっている。さらに液体
燃料供給系の作動遅れや蒸発遅れ等による初期の予混合
気濃度が低いという問題がある。これによって液体燃料
を燃料とするものでは極めて着火が困難であり、吹消え
等を生じていた。上記問題点は、流れＡをなくし、火炎
の炎口面への付着性を向上させれば、防止できることが
判明した。

例えば、凹溝１８の開放端と炎口面を接触させ、隙間４
０をなくすものである。火炎面形状はＦ３の如くなる。
このときの火炎Ｆ３は全体が完全な層流付着火炎と考え
られる。

この火炎は外乱の影響を受けやすく、従って火炎面はじ
よう乱を起し、燃焼器全体の固有振動数に共鳴して、不
快音（共鳴音という）を発生するものであった。このよ
うに着火性の向上と共鳴音の防止は相反するものである
。

また、炎口負荷を小さくすれば、Ｆ３のような火炎とな
り、着火性が悪いと共鳴音も発生するものであった。

本発明は、かかる欠点を改良するためになされたもので
ある。

即ち、ほとんどの炎口部分に付着火炎を形成するように
して着火を良好にすると共に、一部分にこの火炎のじよ
う乱を防止する火炎を形成させるようにして共鳴音を防
止するようにしたものである。以下本発明を第５図に示
す一実施例により説明する。

４１は燃焼室壁１５側を突出させた炎口部４の突出部で
ある。

突出部は、支持部６からｈ寸法突出し、燃焼室壁１５と
の間に隙間４２を設けている。突出部４１の端部と従来
の炎口面は図の如くなめらかに接続されている。この突
出部４１にも炎口５は設けられている。かかる構成によ
れば、バ−ナ支持部６付近の予混合気の流れＡは、突出
部４１の高さｈと、隙間４２のすき間ｄによる流路抵抗
により、従来の流れＡによる火炎に及ぼす影響よりも小
さくなる。

従って隙間４２の部分を除いた炎口５の大部分に形成さ
れる火炎はＦ４の如く付着火炎となる。このため火炎全
体を考えれば非常に付着性が良いと言える。従って着火
時も定常時とあまり変化しない火炎が得られ、着火性を
改善できるものである。一方隙間４２も炎口となり、火
炎Ｆ５が形成される。

このときこの隙間ｄを適宜設計することにより、前記火
炎Ｆ４のじよう乱を防止する火炎Ｆ５が形成され、共鳴
音の発生を防止できるものである。この共鳴音の発生防
止について説明する。

一例を説明する。

凹溝１ ８の深さ：４．５肌、凹溝の高さ：６側、燃焼
室壁１５から２次空気口側の炎口５の端部までの距離：
２３肋、炎口部４の最大肉厚部の厚さ：２６欄、同最小
肉厚部の厚さ：４．５雌、炎口５のスリット中：０．９
肋、炎口５のピッチ：２．６側、支持部９近傍の燃焼室
１６の幅：６仇舷、燃焼室の長さ：２８瓜舷、標準熱入
力：約１７０００ｋｃａｌ／ｈ、平均炎口負荷：約３．
３ｋｃａｌ／協ｈ、燃焼室負荷：約１．６７×１ぴｋｃ
ａｌ／〆ｈ、空気過乗率：１．０燃料：液体燃料の蒸気
である。このとき、突出部の高さｈ：７肋、すき間ｄ：
２風としたとき、火炎Ｆ５は図示の如きものが得られ、
熱入力士１０％の範囲内において、着火性の改善及び共
鳴音を防止することができた。

前記実験機において、隙間ｄを１側とすると、隙間４２
の火炎の大きさは火炎Ｆ４と同程度となり、全面付着火
炎となり、共鳴音が発生した。

隙間ｄを３欄とすると、隙間４２内に火炎が入るが着火
性及び共鳴音に対しては効果を有していた。但し、この
場合の火炎Ｆ５の状況は凹部に入っているので目視でき
ない。これより考えて、隙間４２によって、隣接する炎
口５一５連接する炎口４２が形成され、このためこの炎
口４２の火炎はじよう乱を生じない安定した（強い）も
のとなり、火炎Ｆ４のじよう乱を防止できるものと考え
られる。

隙間４２が１肌の場合は、これが燃料の灯油の消炎距離
に極めて近いことから考えて、隙間４２は実質的に炎口
５−５を連接する炎口となり得ず、共鳴音の発生となっ
たものと考えられる。しかし、この場合炎口ピッチを小
さくすることにより可能性も考えられる。隙間４２内に
火炎を沈めることはバックの恐れがある。

なお、前記隙間ｄ＝２肋のときの火炎Ｆ４の高さは約１
肋程度ぜあった。火炎Ｆ５は図示の如く大きく、火炎Ｆ
４に蓬適している。また火炎Ｆ３は外観的には炎口５の
切削によって設けられた開□の部分に主として見える。
また実験によれば火炎Ｆ４は着火時から定常時への変化
は少なく、火炎Ｆ５が変化するものであった。第６図は
、炎口面の形状について説明するものである。

線４５のように設けると不連続点４５ａに流れの不連続
面が現われため、火炎に乱れが生じ、燃焼音が発生する
ので、線４６のようになめらかに接続するとよい。また
、線４７のように設えてもよい。また線４８のように通
路を末拡り状にすることも考えられる。また、階段状に
することも考えられる。上記実施例の隙間４０は無くて
もよい。

また、炎口部４の肉厚が燃焼室壁１５側と２次空気口３
側で異なるが、同一でもよいと考えられる。

また、都市ガスにも適用できるものである。

また上向き燃燐にも利用できる。以上の如く本発明は、
燃焼室壁側の炎口面に突起を設け、この突起と燃凝室壁
間の隙間に火炎を設け、他の炎口面に付着火炎を設える
ようにしたので、着火性を向上できると共に、共鳴音の
発生を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の予混合式燃焼器の縦断面図、第２図は第
１図のほぼ中央縦断面図、第３図は第２図の右端の底面
図、第４図は第１図の予混合式燃機器の炎口部の拡大断
面図である。 第５図は本発明の一実施例の子混合式燃焼器の炎口部の
拡大断面図、第６図は本発明の炎口面の形状の説明図で
ある。４・・・・・・炎口部、５・・・・・・炎口、６
・・・・・・バーナ支持部、１５…・・・燃焼室壁、１
６・・・・・・燃焼室、１７・・・…予混合気遍路、４
１……突出部、４２…・・・隙間。 ゲー図 サＺ図 ザＪ図 づ，４図 〆ｉ図 材，ら図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室中央部に２次空気口を設け、この２次空気口
   の両側にスリツト状の炎口を燃焼室壁に対し直角方向に
   位置させて多数並べて設け、上記炎口の燃焼室壁側の端
   部を燃焼室壁により覆い上記炎口を支持したものにおい
   て、前記炎口部材の燃焼室壁の近傍の炎口面に燃焼室壁
   との間に隙間を設けて燃焼室壁に沿つて燃焼室側に突出
   する突起を設け、前記隙間を除く部分の炎口の炎口部材
   の厚さを炎口負荷に対して付着火炎を形成する厚みに設
   けたことを特徴とする予混合燃焼器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記突起を含めた
   炎口部材の予混合気の流入面から炎口面までの肉厚は、
   前記突起を有する部分の突起先端までの厚さを前記覆わ
   れた部分よりも厚く且つ前記付着火炎の形成される炎口
   部分の厚さよりも薄く設け、前記付着火炎の形成される
   部分の炎口面を前記突起部分よりも燃焼室側に突出して
   設け、前記突起部分及び前記付着火炎の形成される部分
   を不連続点を有しない線上に設け、前記突起部分にも炎
   口を設けたことを特徴とする予混合式燃焼器。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記隙間は燃料の
   消炎距離よりも大きく設けられていることを特徴とする
   予混合式燃焼器。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記隙間は前記炎
   口に形成されている火炎よりも大きい火炎を形成する大
   きさに設けていることを特徴とする予混合式燃焼器。