JPS6211243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス体燃料を燃焼させ熱交換器、その
他を加熱する燃焼器において、送風機で強制予混
合燃焼させるもので、予混合気（１次空気）と拡
散空気（２次空気）を与えるブンゼン方式の火炎
を形成するバーナに関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来このような送風機を用いた燃焼器は十分な
燃焼空気を得るため、ノズルで燃焼用空気を吸引
し、ガスと混合燃焼させるものに比し、コンパク
トで大きな燃焼量を得る効果があつたが、火炎の
安定性を失いやすく、特に予混合気中の空燃比
（燃料と１次空気の比率）の調節がむずかしかつ
た。従つて多くのガス種への対応や燃焼量調節な
どでは電子制御を用いた空燃比制御や適用ガス種
の制限を行い高価で大型化したり、使い勝手の悪
いものとなつていた。

そこで、我々は従来の悪い点を解決するため、
送風機で強制予混合燃焼させるもので、予混合気
と２次空気を与えるブンゼンバーナに関し、１次
空気供給口を２次空気通路に設け、２次空気通路
の出口近傍で通路抵抗を変化させることにより１
次空気供給口より予混合気室へ供給される１次空
気量を制御し、供給される燃料の性質・燃焼量に
マツチした空燃比を任意に設定できる燃焼器を提
案した。以下に提案した燃焼器を第１図〜第３図
に示し、説明する。

１はバーナで、２は熱料供給口、３はバーナ１
の中央２次空気孔、４は予混合気室、５は１端を
予混合気室４に面し、複数個設けた炎孔、６はバ
ーナ１の外周空気通路、７は１端を予混合気室４
に面し、他端を外周空気通路６に面した１次空気
供給口、８は炎孔５に形成された火炎、９は炎孔
５と１次空気供給口７間の外周空気通路６中に設
けた仕切り板、１０は仕切り板９に開口した２次
空気孔、１１は送風機であり以上で燃焼器は構成
されている。

この燃焼器の燃焼状態は、燃料供給口２から予
混合気室４内へ燃料（以下ガスという）が供給さ
れて、同時に１次空気供給口７から１次空気が供
給されて、ガスと１次空気は予混合気室４内にて
混合し予混合気となる。その後、予混合気は炎孔
５へ供給されて火炎８を形成して燃焼する。

以上の状態で燃焼している時、火炎８への２次
空気の供給は中央空気通路３及び２次空気口１０
より供給される。この時、２次空気口１０より供
給される２次空気の流れは予混合気中の空気量が
ガスの理論空気量に比し非常に少ない時の状態を
第２図、反対に理論空気量と同等程度の状態を第
３図中に２次空気流れＡ，Ｂとして模式的に示
す。

予混合気中の空気量が少ない時の火炎８は、燃
焼に必要な空気を主として２次空気との拡散によ
つて供給を受けるため、１次炎は形成されないで
２次炎のみ形成して燃焼する。よつて、火炎８
は、予混合気と２次空気の拡散速度によつて形状
及び形成される位置が定まる。２次空気口１０よ
り供給される２次空気は、２次空気口１０がノズ
ルの作用をして噴出されるため、ほとんど下流方
向へ直進し、火炎８方向即ち、噴出方向に対し直
角方向へはほとんど流れない。よつて炎孔５より
噴出した予混合気は燃焼に必要な空気量が不足
し、燃焼しないで空気の存在する２次空気流れＡ
の部分まで予混合気が流れて燃焼する。その時、
予混合気は２次空気口１０から空気を供給される
ため、炎孔５から２次空気孔１０間に火炎８を形
成する。反対に予混合気中の空気量が多い時の火
炎８は、燃焼に必要な空気がほとんど予混合気中
に供給されているので、炎孔５へ形成される。

一般に送風機を用い強制的に予混合気を作り、
燃焼さす燃焼器において、送風機の吐出圧力と吐
出風量は、２次空気口１０、中央空気通路３、１
次空気供給口７を空気が流れる時の抵抗によつて
決まる。また、燃焼器に取り付けられた熱交換器
を燃焼排ガスが流れる時に生じる抵抗にも左右さ
れ、同時に送風機へ加わる電源電圧変動にも同様
である。これらの抵抗にバランスする状態まで送
風機の吐出圧力と吐出風量が変化する。これは、
風産時の１次空気供給口７、２次空気口１０、熱
交換器の燃焼排ガス通路の寸法バラツキ及び電源
電圧変動によつて燃焼器個々の吐出圧力と吐出風
量が変化する。よつて、送風機の吐出圧力と吐出
風量が変化することは、外周空気通路６へ作用す
る圧力が変化し、１次空気供給口７及び２次空気
口１０より供給される１次空気量及び２次空気量
は変化する。即ち、バーナ１での燃焼は前述した
予混合気中の空気量が少ない時と多い時が存在す
ることになる。よつて、予混合気中の空気量が少
ない時は火炎８が炎孔５から２次空気口１０間に
形成されて燃焼を継続するため、仕切り板９が加
熱されて熱変形を生じて、バーナ１と仕切り板間
に間隙部が生じ、外周空気通路６内に作用してい
る圧力が２次空気口１０の抵抗が小さくなつたよ
うになつて変化し、低下することによつて１次空
気口７より供給される空気量がさらに減少する。
供給されるガス量は一定であるため、予混合気中
の空気量によつて決まるバーナ１のスス発生限界
の予混合気中の空気量を下回り、初期の設定燃焼
状態であるススの発生しない燃焼から、火炎８中
に黄火が存在し、ススの発生する燃焼状態となつ
て、設定燃焼が得られない欠点を有していた。ま
たこの燃焼状態は、仕切り板９の熱変形が取り除
かれ間隙部がなくならない限り継続する。間隙部
が生じた時は、間隙部を２次空気が流れ、その流
れ量が多くなると、火炎８は２次空気によつて吹
き飛ばされて不完全燃焼を併発する欠点をも有し
ていた。

発明の目的 本発明はかかる先に提案した燃焼器の欠点を解
消するもので、炎孔へ形成された火炎への２次空
気供給を円滑に且つ火炎全周に均一に供給し、予
混合気中の空気量が変化しても、炎孔のみに火炎
を安定化させて安定燃焼を継続することを目的と
するものである。

発明の構成 この目的を達成するため、本発明は複数の炎孔
と該炎孔に連絡した予混合気室の周囲に予混合気
用の１次空気供給口を設けたバーナと該バーナの
炎孔に燃焼用空気を供給する空気通路と空気通路
に送風する送風機よりなり、バーナ中央部に中央
空気通路、外周部に外周空気通路を形成し、外周
空気通路へ予混合気用の１次空気供給口を開口
し、炎孔と１次空気供給口間の外周空気通路中に
中央にバーナ口を有し、バーナ口に中心方向へ突
出した複数個の凸部を形成させてなる仕切り板を
前記炎孔に近接してを設けてバーナ口の凸部をバ
ーナの外周壁に当接させてバーナを配設し、バー
ナの外周空気通路に面した外周壁との間に間隙を
設け、且つ間隙の外周に、仕切り板に開口した２
次空気孔を構成した。この構成によつて、予混合
気中の空気量が少ない時にも火炎全面に間隙及び
２次空気孔から分割して２次空気を供給すること
によつて、炎孔近傍へ２次空気が供給されて、予
混合気と２次空気の拡散面が炎孔と間隙部に存在
し火炎を炎孔へ安定化させる作用を有する。ま
た、凸部がバーナ外周壁に複数位置で当接するの
で、間隙は全周にわたつて同一量となるので、間
隙より供給される二次空気は全周にわたつて均一
となつて燃焼が安定する作用を有する。

実施例の説明 以下本発明の実施例を第４図〜第６図を用いて
説明する。なお従来例と同一の作用をする部材に
は同一番号を付し、説明を省略する。

第１図につけ加えて、１２は仕切り板９の中央
に開口したバーナ口、１３はバーナ１の外周空気
通路に面した外周壁、１４は仕切り板９の中央に
開口したバーナロ１２の中心方向へ突出した凸部
である。凸部１４はバーナ口１２へバーナ１を配
設した時、外周壁１３と当接し、一定量の間隙１
４を構成する。

上記構成において、燃焼は従来とまつたく同様
で、燃料供給口２から予混合気室４内へガスが供
給されて、同時に１次空気供給口７から１次空気
が供給されて、ガスと１次空気は予混合気室４内
にて混合し予混合気となる。その後、予混合気は
炎孔５へ供給されて火炎８を形成して燃焼する。

以上の状態で燃焼している時、強制的に送風機
を用いて予混合し、燃焼さす燃焼器においては、
予混合気中の空気量が変化し、炎孔５に形成され
る火炎８が変化することを先に提案した燃焼器の
中で説明し、予混合気中の空気量が減少した時に
欠点を有することを説明した。この状態、即ち予
混合気中の空気量が減少した時の本発明の実施例
における燃焼状態を第６図に示す。火炎８への２
次空気の供給は、間隙１４から火炎８の根元へ２
次空気流れＣをもつて供給し、２次空気口１０か
らは、従来通り火炎の先端部分へ２次空気流れＡ
をもつて供給する。このように２カ所から供給
し、しかも火炎８の根元部分にも２次空気流れを
設けることによつて、炎孔５より噴出した予混合
気と２次空気の拡散面は炎孔５と間隙１４間に形
成される。よつて燃焼時の火炎８は炎孔５と間隙
１４間に形成されて燃焼を継続する。これは、予
混合気中の空気量が変化しても、間隙１４から２
次空気の供給を受けていることによつて、火炎８
は先に提案した燃焼器のように２次空気口１０と
炎孔５間にわたつて火炎８が形成されないために
仕切り板９を加熱し、熱変形さすことはない。よ
つて、間隙１４の量は燃焼中に変化することなく
一定量が保持されているため、燃焼中に外周空気
通路６内の圧力が低下することがないので、１次
空気供給口７へ作用している圧力も変化せず、１
次空気供給口７より予混合気中へ供給される１次
空気量も変化しない。よつて量産時の寸法ばらつ
き及び電源電圧変動が生じても、設定した燃焼が
継続できる効果を有する。また、間隙１４の間隙
量は、火炎８の根元への２次空気供給だけである
ため、非常に小さく、流れる２次空気も少ないの
で、火炎８が吹き飛ばされる現象はない。

また、加工組立て時に、バーナ口１２の中心と
バーナ１の中心が一致して、バーナ１の周囲に間
隙量の均一な間隙が構成される。これは、加工組
立て時間隙量の多い部分、少ない部分がバーナ１
の周囲に生じないように注意して作業する必要が
ある。これを容易にするため凸部１５を外周壁１
３への当りとすることによつて解決した。

よつて本実施例の効果は、間隙１４を構成する
ために必要な作業時間の短縮化及び間隙１４が容
易に得られる効果を有する。

発明の効果 以上、説明した本発明によれば、次の効果を有
する。

(1) 燃焼継続中に予混合気中の空気量が変化して
も、火炎は炎孔へ保持されており、仕切り板の
異常加熱及び加熱による変形がないので、燃焼
器の焼損・使用不能等がなくなる。

(2) 量産時の各部構成寸法のばらつきが大きくて
も燃焼器に影響しないので、量産時の加工精度
の保持に費やすコストが低減できる。

(3) 量産時の各部構成寸法のバラツキが大きくて
もよいことは、燃焼時の予混合気中の空気量が
大きく変化することで、これは、燃焼器とし
て、予混合気中の空気量変動が大きくてもよい
ことになり、燃焼器の燃焼範囲が広い。

(4) バーナの外周に設けた間隙が全周にわたつて
均一量が確保されるので、バーナへ外周より火
炎の根元に供給される二次空気は各部均一に供
給され、部分的な空気不足が生じないので、安
定燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼器の断面図、第２図及び第
３図は従来の燃焼器の燃焼状態図、第４図は本発
明の実施例を示す燃焼器の断面図、第５図は同仕
切り板の平面図、第６図は同器の燃焼状態図であ
る。 １……バーナ、３……中央空気通路、４……予
混合気室、５……炎孔、６……外周空気通路、７
……１次空気供給口、９……仕切り板、１０……
２次空気口、１１……送風機、１２……バーナ
口、１３……外周壁、１４……間隙、１５……凸
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の炎孔と、前記炎孔に連絡した予混合
   気室の周囲に予混合気用の１次空気供給口を設け
   たバーナと、前記バーナの前記炎孔に燃焼用空気
   を供給する空気通路と、前記空気通路に送風する
   送風機とを備え、前記バーナ中央部に中央空気通
   路、外周部に外周空気通路を形成し、前記外周空
   気通路へ前記予混合気用の１次空気供給口を開口
   し、前記炎孔と前記１次空気供給口間の前記外周
   空気通路中に中央にバーナ口を有し、かつ前記バ
   ーナ口に中心方向へ突出した複数個の凸部を形成
   した仕切り板を設け前記バーナ口の前記凸部をバ
   ーナの外周壁に当接させて前記バーナの外周壁と
   の間に前記炎孔の火炎根元に２次空気を送る間隙
   を設け、且つ前記間隙の外周の前記仕切り板に開
   口した２次空気口を備えた燃焼器。