(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の燃焼室の側面に管軸方向に沿って開口されたスリットから、前記燃焼室の接線方向に向けて、燃料ガス及び空気を、燃料ガスと空気との混合気を、空気及び燃料ガスと空気との混合気を、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気を対向して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナであって、
前記スリットが前記燃焼室に向けて開口する開口部に近接する流路が、隔壁にて管軸方向で複数に細分割された細分割部を備え、
前記スリットの前記開口部、及び、その開口部における気体通流方向における直上流部分が、単一のスリットからなる連続スリット部となっている管状火炎バーナ。
【請求項２】
前記細分割部の隔壁がスリットの長手方向と垂直に複数枚配設される薄い板状部材にて構成されている請求項１記載の管状火炎バーナ。
【請求項３】
前記スリットが、前記円筒状の燃焼室を構成する燃焼室構成部材の一部を切削加工した切削開口部にて形成され、前記スリットの細分割部の隔壁が、前記切削開口部の一部を切削加工し残して構成されている請求項1記載の管状火炎バーナ。
【請求項４】
前記細分割部における隔壁の両端部が、断面視において角部分が曲線状に形成されている請求項１〜３の何れか一項記載の管状火炎バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状の燃焼室の側面に管軸方向に沿って開口されたスリットから、燃焼室の接線方向に向けて、燃料ガス及び空気を、燃料ガスと空気との混合気を、空気及び燃料ガスと空気との混合気を、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気を対向して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、外形のコンパクト化が可能であり、且つ、工業用、業務用、及び家庭用の燃焼機器に適用可能な気体、液体、又は微粉状固体等の各種燃料を汎用的に燃焼させることのできる燃焼器として、管状火炎バーナが利用されている。かかる管状火炎バーナは、円筒状の燃焼室の管軸方向に沿って開口されたスリットから前記燃焼室内に向けて、前記燃焼室に燃料ガス及び空気を夫々単独で、或いは燃料ガスと空気との混合気を、又は、燃料ガスと空気とを夫々単独に且つ燃料ガス及び空気の混合気を組み合せて偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３５８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
管状火炎は一般に層流で燃焼すると言われている。とはいえ、予混合気又は燃料ガスや空気を供給するスリットは、燃焼室の管軸方向に長いため、その方向に流速の変動する自由度が残っている。従って、予混合燃焼又は拡散燃焼のいずれにおいても、スリットから供給される予混合気又は燃料ガスや空気の流量に管軸方向の乱流的変動が生じて燃焼騒音が発生する。燃焼室内で混合が促進する拡散燃焼の管状火炎バーナでは、燃料ガス又は空気の流量変動が、燃焼室内で形成される混合気の濃度変動を生じて燃焼の不安定性や燃焼騒音発生に繋がることがある。
燃焼室の管軸方向の両端部が開口された両端開放型管状火炎バーナは、その管軸方向の中心において管軸方向の流動のない安定な火炎が存在し、これが保炎の役割を果たすため、極めて吹き飛びの起きにくい安定な火炎を形成する。しかしながら、片端閉塞型管状火炎バーナは、閉塞端における管軸方向の流れは無いものの、閉塞壁によって冷却されたり、旋回流に対する摩擦抵抗が発生したりするため、閉塞端においては管軸方向の流れのない安定な火炎は形成されがたく、両端開放型管状火炎バーナよりも燃焼や流動が不安定である。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、主として片端閉塞型管状火炎バーナを安定燃焼させて火炎の吹き飛び限界を拡大すると共に、両端開放型、片端閉塞型いずれの管状火炎バーナにおいても発生するスリットでの管軸方向の流速の乱流的変動に起因する燃焼騒音を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の管状火炎バーナは、円筒状の燃焼室の側面に管軸方向に沿って開口されたスリットから、前記燃焼室の接線方向に向けて、燃料ガス及び空気を、燃料ガスと空気との混合気を、空気及び燃料ガスと空気との混合気を、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気を対向して噴出させて旋回燃焼させるものであって、その特徴構成は、前記スリットが前記燃焼室に向けて開口する開口部に近接する流路が、隔壁にて管軸方向で複数に細分割された細分割部を備え、前記スリットの前記開口部、及び、その開口部における気体通流方向における直上流部分が、単一のスリットからなる連続スリット部となっている点にある。
【０００７】
すなわち、前記スリットが前記燃焼室に向けて開口する開口部に近接する流路が、隔壁にて管軸方向で複数に細分割された細分割部を備えている。つまり、スリットは隔壁によって細分化され、管周方向に形成され且つ管軸方向に並ぶ細い管路の集合体となるため、主流以外の方向の流れの変動が妨げられ、その結果燃料ガスと空気又は混合気のスリット長手方向の流速変動が抑えられる。結果として、予混合燃焼においては、混合気の流動の乱流的変動が抑えられ、拡散燃焼においては燃料ガス及び空気の流動の乱流的変動及びそれに起因する燃料濃度の変動が抑えられ、これらの効果として、両端開放型、片端閉塞型いずれの管状火炎バーナにおいても燃焼の不安定性や燃焼騒音が抑制できるものとなった。特に、火炎の形成位置が安定しにくい片端閉塞型の管状火炎バーナでその効果は大きい。
また、隔壁が燃焼室壁まで達する場合、その隔壁によって燃料、空気又は混合気の流れない部分が生じて、管状火炎に速度や濃度の一様でない部分ができる。具体的には、観察される火炎に縞模様が生じることがある。また、吹出し流速が遅く隔壁が厚い場合には、隔壁に火炎が付着して、燃焼室壁を過熱することがある。前者の場合、それが直ちに悪影響を生じるわけではなく、後者の場合には、そのような燃焼条件を外して使用すれば問題ないわけであるが、そのような状況が発生する可能性は未然に防いでおくに越したことはない。そこで、本特徴構成では、燃焼室内壁に接する部分のみは、細分割部が存在せず連続した開口とする連続スリット部とすることで、本来のスリットの形状を保持し、その連続スリット部よりも上流部のみ流れの細分割を行えば良い。
具体的には、スリットの長手方向と垂直に複数枚配設される薄い板状部材を隔壁とする場合には、燃焼室開口から、わずかの距離を置いた部分に板状部材の下流端を留め、切削加工し残しを隔壁とする場合には、燃焼室開口部から直上流部分まで、連続開口の隔壁部を開削して本来のスリット状に戻す。
これにより、隔壁を設けることによる上述のような負の効果を減殺しながら、スリット長手方向の大きな流動変化を抑えるという本来の目的を達成することができ、燃焼の不安定性や燃焼騒音を抑制することができる管状火炎バーナを得ることが可能となった。
【０００８】
本発明の管状火炎バーナの更なる特徴構成は、上述の特徴構成に加えて、前記細分割部の隔壁がスリットの長手方向と垂直に複数枚配設される薄い板状部材にて構成されている点にある。
【０００９】
すなわち、スリットの長手方向と垂直に薄い板状部材を設けることで、スリット長手方向への燃料、空気もしくは混合気の流れの大きなゆらぎを抑止することができる。これにより、燃焼の不安定性や燃焼騒音を抑制することが可能となる。
なお、管状火炎バーナは、燃焼室壁が比較的低温に保たれるので、この特長を活かして、上記隔壁を例えば２ｍｍ以下程度の金属薄板で構成することができる。薄い板状部材は、スリット長手方向への燃料、空気もしくは混合気の流れの大きなゆらぎの抑止が目的であるから、スリット幅もしくはその１０倍程度以内の間隔で隔壁を設けるのが合理的である。また、隔壁を構成する薄い板状部材は、例えば、格子状やハニカム状に組むことにより、隔壁間隔を所期の値に保つことができる。
【００１０】
本発明の管状火炎バーナの更なる特徴構成は、上述の特徴構成に加えて、前記スリットが、前記円筒状の燃焼室を構成する燃焼室構成部材の一部を切削加工した切削開口部にて形成され、前記スリットの細分割部の隔壁が、前記切削開口部の一部を切削加工し残して構成されている点にある。
【００１１】
すなわち、管状火炎バーナの燃焼室が厚みのある材料や、燃料や空気又は混合気の流路を一体的に組み込んだ成形部材である場合には、燃焼室構成部材の一部を切削加工した切削開口部にてスリットを形成することができる。そこで、本特徴構成によれば、切削開口部の一部を切削加工し残して、管周方向に連続し且つスリットの長手方向に亘って管軸方向に並ぶ小孔を設けることによって、切削加工し残した部分を隔壁とし、板状の隔壁を隔てて細分割されたスリットとほぼ同等の導入路を形成することができる。これにより、追加部材を何ら必要とせず、加工方法の変更のみによって隔壁を形成することができ、隔壁の作成に要するコストを低減しながらも燃焼の不安定性や燃焼騒音を抑制することができる管状火炎バーナを得ることが可能となった。
【００１５】
本発明の管状火炎バーナの更なる特徴構成は、上述の特徴構成に加えて、前記細分割部における隔壁の長手方向の端部が、断面視において角部分が曲線状に形成されている点にある。
【００１６】
すなわち、流路の細分割部材の厚みが大きいと、音響的には部材の後流で発生する渦によって騒音の発生や圧損の増大が生じる可能性がある。そこで、本特徴構成では、例えば、隔壁を構成する部材の長手方向の上流端や下流端を丸めることにより、カルマン渦の発生を抑えて騒音や圧損の低減を図ることができる。燃料や空気又は混合気の流れと接する細分割部材の形状を流線型とすることができれば理想的である。
これにより、隔壁を設けるに際しての悪影響を更に解消して、燃焼の安定化や燃焼騒音の低減に寄与することができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における管状火炎バーナの斜視図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】本発明の第１実施形態における管状火炎バーナの組立斜視図
【図５】本発明の第１実施形態における空気用スリット形成部材を示す図
【図６】本発明の第２実施形態における空気用スリット形成部材を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて本発明の第１実施形態に係る管状火炎バーナを説明する。
本発明の第１実施形態に係る管状火炎バーナ１は、図１〜図３に示すように、一端がエンドプレート４０（閉塞壁）にて閉塞され、他端がフロントフランジ５０に設けられた開口部にて開口された円筒状の燃焼室Ｎと、その円筒状の燃焼室Ｎの側面に管軸方向（図中Ｙ方向）に沿って開口する空気用スリット２２ｓ及びガス用スリット３２ｓとを備えた、所謂片端閉塞型管状火炎バーナである。そして、空気用スリット２２ｓとガス用スリット３２ｓとから燃焼室Ｎの側壁の接線方向に向けて、燃料ガスと空気と各別に偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成されている。
【００１９】
ここで、燃焼室Ｎの管軸方向に沿う方向を、単に管軸方向（図中Ｙ方向）と表現し、その管軸方向と直交する方向を管周方向（図中Ｘ方向）と表現する。また、形成される管状火炎においては、基端側となる燃焼室Ｎの閉塞側端部側を管軸方向上流側、火炎噴出側となる燃焼室Ｎの開放端側を管軸方向下流側と称する。
【００２０】
円筒状の燃焼室Ｎは、図４に示すように、空気用スリット形成部材２２とガス用スリット形成部材３２とを組み合せて取り付けることで形成されている。この実施形態では、２つの空気用スリット形成部材２２と２つのガス用スリット形成部材３２とを組み合わせている。そして、空気用スリット形成部材２２とガス用スリット形成部材３２とを組み合せることで形成された円筒状の燃焼室Ｎに対して、管軸方向の一端側にエンドプレート４０を取り付け、他端側に開口部５０ｈを備えるフロントフランジ５０を取り付けることで、管軸方向の一端が閉塞され他端が開口された燃焼室Ｎが形成されている。エンドプレート４０は、円板状に形成され、点火プラグ孔４０ａとフレームロッド孔４０ｂとが離間状態で穿設されている。そして、燃焼室Ｎの外部と内部とを貫通して、図示しない点火プラグとフレームロッドとが取付けられるように構成されている。尚、フロントフランジ５０は、バーナを熱利用機器に取付けるためのフランジを兼ねている。
【００２１】
この実施形態では、図示はしていないが、各部材をネジ止めによって固定するように構成している。しかしながら、取付け方法はそのような方法に限定されるものではなく、各部材に嵌合部と被嵌合部とを設け、嵌合取付けする形態や、嵌合取付けとネジ止めを複合的に用いる形態等、耐熱強度を損なわない限りにおいて各種の取付け方法が適用可能である。
以下、管軸方向において、エンドプレート４０が取付けられる端部側を閉塞端側、フロントフランジ５０が取付けられる端部側を開放端側と称し、エンドプレート４０で閉塞される端部を閉塞側端部と称する。
【００２２】
また、空気用スリット形成部材２２の燃焼室Ｎの径方向外側には、エアオリフィス２１が嵌め込まれた状態でエアチャンバー２０が取り付けられ、ガス用スリット形成部材３２の燃焼室Ｎの径方向外側には、ガスオリフィス３１が嵌め込まれた状態でガスチャンバー３０が取り付けられている。図示は省略するが、エアチャンバー２０には、空気を供給する供給管が接続されており、その供給管には送風ファン又はブロワ等が取付けられ、酸素含有気体としての外部空気を取り込んで空気供給管に圧送するように構成されている。なお、前記酸素含有気体は、燃料ガスを燃焼させる為の酸化剤として用いるものであり、外部空気以外の酸素含有気体を用いることも可能である。図示は省略するが、ガスチャンバー３０には、燃料ガスを供給する供給管が接続されている。
【００２３】
燃焼室Ｎに噴出する空気については、図３に示すように、エアチャンバー２０に導入された空気が、エアオリフィス２１に設けられた貫通孔２１ｈより空間２２ｖに導かれ、空気用スリット２２ｓを通して、円筒状の燃焼室Ｎの接線方向に噴出される。燃焼室Ｎに噴出する燃料ガスについては、ガスチャンバー３０に導入された燃料ガスが、ガスオリフィス３１に設けられた貫通孔３１ｈより空間３２ｖに導かれ、ガス用スリット３２ｓを通して、円筒状の燃焼室Ｎの接線方向に噴出される。このようにして、燃焼室Ｎに燃料ガスと空気と各別に偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成されている。
【００２４】
空気用スリット形成部材２２及びガス用スリット形成部材３２について説明する。
空気用スリット形成部材２２は、図５に示すように、円筒状の燃焼室Ｎにおける周壁の１／４に対応する部分である周壁形成部分２２ａとそれ以外の直線状部分２２ｂとを備えて構成されている。また、ガス用スリット形成部材３２は、図５と同様に、円筒状の燃焼室Ｎにおける周壁の１／４に対応する部分である周壁形成部分とそれ以外の直線状部分とを備えて構成されている。そして、図３及び図４に示すように、夫々が対向する状態で４つが組み合わされることによって、円筒状の燃焼室Ｎが形成されている。以下、空気用スリット形成部材２２とガス用スリット形成部材３２とを組み合せて燃焼室Ｎを形成した部材を、燃焼室形成部Ｍと称することがある。
【００２５】
図５に示すように、空気用スリット形成部材２２における周壁形成部分２２ａの周壁外方側の面には、空気導入路となる凹部が設けられ、空気用スリット形成部材２２における周壁形成部分２２ａの端部にはスリット形成凹部２２ｃが設けられている。
また、図示は省略するが、図５と同様に、ガス用スリット形成部材３２における周壁形成部分の周壁外方側の面にはガス導入路となる凹部が設けられ、ガス用スリット形成部材３２における周壁形成部分の端部にはスリット形成凹部が設けられている。
スリット形成凹部２２ｃは、図４に示すように空気用スリット形成部材２２とガス用スリット形成部材３２とを組み合せて燃焼室形成部Ｍを構成した際に、燃焼室Ｎとなる周壁面にその管軸方向に沿って開口する。すなわち、空気用スリット形成部材２２のスリット形成凹部２２ｃによって形成される開口が空気用スリット２２ｓとなる。同様に、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部によって形成される開口がガス用スリット３２ｓとなる。
【００２６】
尚、上記空気用スリット形成部材２２、及びガス用スリット形成部材３２の夫々は、例えば鋳造等によって一体形成して構成されている。そして、空気用スリット形成部材２２のスリット形成凹部２２ｃは、その一体形成された空気用スリット形成部材２２の周壁形成部分２２ａの端部を切削することで形成され、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部は、その一体形成されたガス用スリット形成部材３２の周壁形成部分の端部を切削することで形成される。
【００２７】
説明を加えると、図５に示すように、空気用スリット形成部材２２の周壁形成部分２２ａの周壁外方側の面から周壁内方側の面に連続する状態で、周壁形成部分２２ａの端部にスリット形成凹部２２ｃを切削加工にて形成する。
また、図示は省略するが、図５と同様に、ガス用スリット形成部材３２の周壁形成部分の周壁外方側の面から周壁内方側の面に連続する状態で、その周壁形成部分の端部にスリット形成凹部を切削加工にて形成する。
【００２８】
尚、上述の空気用スリット形成部材２２のスリット形成凹部２２ｃの切削深さは、隣接する隔壁２２ｋ（図５、６参照）の間隔の１／３程度とし、上述のガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部の切削深さも、同様に、隣接する隔壁の間隔の１／３程度としている。
【００２９】
ガスオリフィス３１は、図４に示すように板状に形成されている。そして、このガスオリフィス３１におけるガス用スリット形成部材３２の周壁形成部分側に、管軸方向に並ぶ状態で、且つガスオリフィス３１の管軸方向における両端部からは離間してその中央部分寄りとなるように３つの貫通孔３１ｈが等間隔に穿設されている。
【００３０】
ガスチャンバー３０には、ガス導入空間が設けられ、そのガス導入空間には、管軸方向に離間して２つのガス供給用孔が設けられている。そして、ガスチャンバー３０はガスオリフィス３１が嵌合する状態でガス用スリット形成部材３２に取付け可能に構成されている。
従って、ガスチャンバー３０のガス導入空間に導入された燃料ガスは、ガスオリフィス３１の３つの貫通孔３１ｈを介して、ガス用スリット形成部材３２の周壁形成部分の周壁外方側の面、ガスオリフィス３１、及び、空気用スリット形成部材２２の直線状部分２２ｂに囲まれる空間３２ｖに導入されることとなる。なお、上述のように、貫通孔３１ｈはガスオリフィス３１の管軸方向における中央部寄りに設けられるものであり、燃料ガスの分布は燃焼室Ｎの中央部が高濃度になるような分布を意図している。
【００３１】
エアオリフィス２１は、図４に示すように板状に形成されている。そして、このエアオリフィス２１における空気用スリット形成部材２２の周壁形成部分２２ａ側に、管軸方向に並ぶ状態で４つの貫通孔２１ｈが等間隔に離間して穿設されている。
【００３２】
エアチャンバー２０には、空気導入空間が設けられ、その空気導入空間の側面側に空気供給用開口２０ａが備えられている。そして、エアチャンバー２０はエアオリフィス２１が嵌合する状態で空気用スリット形成部材２２に取付け可能に構成されている。
従って、エアチャンバー２０のガス導入空間に導入された空気は、エアオリフィス２１に設けられた４つの貫通孔２１ｈを介して、空気用スリット形成部材２２の周壁形成部分２２ａの周壁外方側の面、エアオリフィス２１、及び、ガス用スリット形成部材３２の直線状部分に囲まれる空間２２ｖに導入されることとなる。なお、上述のように、貫通孔２１ｈはエアオリフィス２１の管軸方向において均等に配置するように設けられるものであり、噴出する空気の量の分布は燃焼室Ｎの管軸方向に亘って均等となる。
【００３３】
このようにして、本発明に係る片端閉塞型管状火炎バーナ１では、図２中Ａ１にて示すように、エアチャンバー２０の空気導入空間に導入された空気の一部を、ガス側貫通小孔２１ｂ、貫通孔２２ｈ、空間３２ｖ、ガス用スリット３２ｓを通して燃焼室Ｎの管軸方向の閉塞側端部に導入することで、燃焼室Ｎにおける管軸方向の閉塞側端部に空気を導入している。また、図２中Ａ２に示すように、エアチャンバー２０の空気導入空間に導入された空気の一部を、ガス側貫通大孔２１ａ、貫通孔２２ｈ、空間３２ｖ、ガス用スリット３２ｓを通して燃焼室Ｎの管軸方向の開放側端部に導入している。
【００３４】
以下、本発明の第１実施形態に係る管状火炎バーナの特徴構成について説明する。
この第１実施形態においては、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、空気用スリット形成部材２２のスリット形成凹部２２ｃに、支持部材２２ｍにて支持される状態で、薄い板状部材（隔壁２２ｋ）を空気用スリット２２ｓの長手方向と垂直に、管軸方向に複数枚離間状態で配設する。また、同様の構成なので図示は省略するが、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部に、支持部材にて支持される状態で、薄い板状部材（隔壁）をガス用スリット３２ｓの長手方向と垂直に複数枚離間状態で配設する。この板状部材（隔壁２２ｋ）は、空気用スリット２２ｓの流路を細分割する細分割部となり、同様に、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部に配設する板状部材（隔壁）は、ガス用スリット３２ｓの流路を細分割する細分割部となる。
【００３５】
空気用スリット２２ｓに隔壁２２ｋを形成するに当たり、板状部材同士の離間幅は空気用スリット２２ｓのスリット形成凹部２２ｃ切削深さの１０倍又はそれ以内とし、板状部材の厚さを約２ｍｍ又はそれ以下とする。さらに、板状部材の空気用スリット２２ｓにおける気体通流方向の長さを、空気用スリット２２ｓのスリット形成凹部２２ｃ切削深さ又は隣接する隔壁２２ｋ間の距離のいずれか大きいものの３倍から５倍程度として、複数の隔壁２２ｋが管軸方向に離間して並設される状態に形成する。これは、隔壁２２ｋの管周方向の長さが短いと流れの方向を規制するには足りず、逆に長いと圧損が増加するためである。また、この隔壁２２ｋの長手方向の両端部は、図５（ｂ）に示すように断面視において角部分が曲線状に形成されると共に、周壁内方側（気体通流方向下流側）の端部は気体通流方向上流側に引退した状態となっている。隔壁２２ｋのない本来のスリット状流路とする燃焼室Ｎからの距離（つまり上述の気体通流方向上流側への引退距離）は、隔壁２２ｋの厚みにより異なるが、隔壁２２ｋによって分流された流れが再び合流してほぼ一様な流速になるまでの距離とし、具体的には、隔壁２２ｋの厚みの数倍程度とする。
【００３６】
また、空気用スリット形成部材２２と同様の構成なので図示は省略するが、ガス用スリット形成部材３２に隔壁を形成するに当たり、板状部材同士の離間幅をガス用スリット３２ｓのスリット形成凹部切削深さの１０倍又はそれ以内とし、板状部材の厚さを約２ｍｍ又はそれ以下とする。さらに、板状部材のガス用スリット３２ｓにおける気体通流方向の長さをガス用スリット３２ｓのスリット形成凹部切削深さ又は隣接する隔壁間の距離のいずれか大きいものの３倍から５倍程度として、複数の隔壁が管軸方向に離間して並設される状態に形成する。これは、隔壁の管周方向の長さが短いと流れの方向を規制するには足りず、逆に長いと圧損が増加するためである。また、この隔壁の長手方向の両端部は、その断面視において角部分が曲線状に形成されると共に、周壁内方側（気体通流方向下流側）の端部は気体通流方向上流側に引退した状態となっている。隔壁のない本来のスリット状流路とする燃焼室Ｎからの距離（つまり上述の気体通流方向上流側への引退距離）は、隔壁の厚みにより異なるが、隔壁によって分流された流れが再び合流してほぼ一様な流速になるまでの距離とし、具体的には、隔壁の厚みの数倍程度とする。
【００３７】
つまり、空気用スリット２２ｓが燃焼室Ｎに向けて開口する開口部に近接する流路が、隔壁２２ｋにて管軸方向で複数に細分割された細分割部を備え、その細分割部の隔壁２２ｋが空気用スリット２２ｓの長手方向と垂直に複数枚配設される薄い板状部材にて構成されている。
これにより、空気用スリット２２ｓが管周方向に形成され且つ管軸方向に並ぶ細い管路の集合体となるため、それらを通過する空気は、主流以外の方向の流れの変動が妨げられ、その結果空気用スリット２２ｓの長手方向（管軸方向）の流速変動が抑えられる。結果として、予混合燃焼においては、混合気の流動の乱流的変動が抑えられ、拡散燃焼においては燃料ガス及び空気の流動の乱流的変動及びそれに起因する燃料濃度の変動が抑えられ、これらの効果として燃焼の不安定性や燃焼騒音が抑制されることになる。
【００３８】
また、隔壁として板状部材を設ける場合には、その板状部材の周壁内方側の端部を、空気用スリット２２ｓが燃焼室に向けて開口する位置から所定距離だけ気体通流方向上流側に引退した状態とし、燃焼室Ｎ内壁に接する部分は連続した開口として本来のスリットの形状を保持しその上流部のみ流れの細分割を行う、つまり、空気用スリット２２ｓの開口部、及び、その開口部の気体通流方向における直上流部分が、隔壁２２ｋを空気用スリット２２ｓにおける気体通流方向上流側に引退する状態とすることによって、単一のスリットとして形成され細分割部が存在しない連続スリット部となっている。
そして、隔壁を設けることにより生じる負の効果、すなわち、スリットを細分割する隔壁が燃焼室Ｎの周壁面にまで達する場合には、その隔壁によって燃料、空気又は混合気の流れない部分が生じることによって管状火炎に速度や濃度の一様でない部分ができたり、吹出し流速が遅く隔壁が厚い場合には、隔壁に火炎が付着して、燃焼室壁を過熱するという負の効果を、上述のように薄い板状部材の燃焼室Ｎ周壁側の端部を、空気用スリット２２ｓが燃焼室Ｎに向けて開口する位置から所定距離だけ気体通流方向の上流側に引退した状態とすることにより減殺できるものとなる。
【００３９】
さらに、細分割部における隔壁２２ｋの周壁外方側及び周壁内方側の両端部が、断面視において角部分が曲線状に構成されている。
つまり空気用スリット２２ｓにおける細分割部を構成する隔壁２２ｋの厚みが大きいと、音響的にはそれら隔壁２２ｋの部材の後流で発生する渦（カルマン渦）によって騒音の発生や圧損の増大が生じる可能性がある。そこで、それら細分割部における隔壁２２ｋの周壁外方側及び周壁内方側の両端部を、断面視において角部分が曲線状となるように形成することによって、カルマン渦の発生を抑えて騒音や圧損の低減を図ることができる。さらに、燃料や空気又は混合気の流れと接する細分割部材の形状を流線型とすることができれば理想的である。これにより、隔壁２２ｋを設けるに際しての悪影響を更に解消して、燃焼の安定化や燃焼騒音の低減に寄与することができる。
また、ガス用スリット３２ｓの隔壁も、空気用スリット２２ｓの隔壁２２ｋが奏する作用効果と同様の作用効果を奏するものである。
【００４０】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る管状火炎バーナの特徴構成について説明する。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、隔壁の形成方法を変更したものであるので、共通する構成については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
第２実施形態においては、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、空気用スリット２２ｓが、円筒状の燃焼室Ｎを形成するスリット形成部材としての空気用スリット形成部材２２を切削加工した切削開口部（スリット形成凹部２２ｃ）にて形成されるとともに、そのスリット形成凹部２２ｃの一部を切削加工し残すことによって、隔壁２２ｋを形成している。説明を加えると、スリット形成凹部２２ｃの切削部分の幅を空気用スリット２２ｓのスリット形成凹部切削深さの約１０倍又はそれ以内とし、隣接する切削部分との間隔を約２ｍｍ又はそれ以下として、管軸方向と略直交する方向、つまり管周方向（接線方向）に流路が形成され、管軸方向に複数の隔壁２２ｋが離間して並設される状態に形成する。また、この隔壁２２ｋの周壁外方側及び周壁内方側の両端部は、図６（ｃ）に示すようにその断面視において角部分が曲線状に形成されると共に、周壁内方側（気体通流方向下流側）の端部は気体通流方向上流側に引退した状態となっている。
【００４１】
また、図５と同様であるため図示は省略するが、ガス用スリット３２ｓが、円筒状の燃焼室Ｎを形成するスリット形成部材としてのガス用スリット形成部材３２を切削加工した切削開口部（スリット形成凹部）にて形成されるとともに、ガス用スリット３２ｓのスリット形成凹部の一部を切削加工し残すことによって、隔壁を形成している。説明を加えると、ガス用スリット３２ｓのスリット形成凹部の切削部分の幅をガス用スリット３２ｓのスリット形成凹部切削深さの約１０倍又はそれ以内とし、隣接する切削部分との間隔を約２ｍｍ又はそれ以下として、管軸方向と略直交する方向、つまり管周方向に流路が形成され、管軸方向に複数の隔壁が離間して並設される状態に形成する。また、この隔壁の周壁外方側及び周壁内方側の両端部は、図６（ｃ）と同様にその断面視において角部分が曲線状に形成されると共に、周壁内方側（気体通流方向下流側）の端部は気体通流方向上流側に引退した状態となっている。
【００４２】
尚、本実施形態では、第１実施形態と同様に、空気用スリット形成部材２２のスリット形成凹部２２ｃの切削深さは、隣接する切削部分との間隔、つまり隣接する隔壁２２ｋの間隔の１／３程度とし、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部の切削深さは、ガス用スリット形成部材３２のスリット形成凹部において隣接する切削部分との間隔、つまり隣接する隔壁の間隔の１／３程度としている。
【００４３】
つまり、空気用スリット２２ｓが燃焼室Ｎに向けて開口する開口部に近接する流路が、隔壁２２ｋにて管軸方向で複数に細分割された細分割部を備え、スリットが、円筒状の燃焼室Ｎを構成する燃焼室構成部材としての空気用スリット形成部材２２の一部を切削加工した切削開口部にて形成され、スリットの細分割部の隔壁２２ｋが、切削開口部の一部を切削加工し残すことによって構成されている。
そして、これによって、管状火炎バーナ１の燃焼室Ｎを構成する燃焼室構成部材が厚みのある材料にて形成されていたり、燃料や空気又は混合気の流路を一体的に組み込んだ部材である場合には、空気用スリット２２ｓを開口するに際して、第１実施形態の如く管軸方向に長孔を設けてその長孔に薄い板状部材を並置するように配設するのではなく、空気用スリット形成部材２２の周壁形成部分２２ａにおける周壁内方側から外方側に連通した小孔を空気用スリット２２ｓの長手方向に並べて開口することによって、薄い板状部材による隔壁２２ｋを隔てて細分割されたスリットとほぼ同等の導入路とすることができる。
【００４４】
また、この第２実施形態における隔壁２２ｋにおいても、第１実施形態と同様に、空気用スリット２２ｓの開口部、及び、その開口部における気体通流方向における直上流部分が、隔壁２２ｋを空気用スリット２２ｓの気体通流方向上流側に引退する状態とすることによって、細分割部が存在しない連続スリット部となっている。また、切削加工の際に切削し残した隔壁２２ｋの厚みが比較的厚い場合には、気体通流方向の上流端及び下流端に丸みを付けて（アールを取って）流れの抵抗を下げるように構成する。隔壁２２ｋの断面そのものを流線型に切削し残すとさらなる圧損低減が可能になる。すなわち、細分割部における隔壁２２ｋの周壁外方側及び周壁内方側の両端部は、断面視において角部分が曲線状に形成されている。
これらの構成による作用効果は第１実施形態と同様であるので省略する。
【００４５】
つまり、この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に燃焼の不安定性や燃焼騒音を抑制することができるという作用効果を奏し、しかも何らの追加部材を必要とせず、加工方法の変更のみによって経済的に隔壁２２ｋを形成することができるものとなる。
また、この実施形態におけるガス用スリット３２ｓの隔壁も、空気用スリット２２ｓの隔壁２２ｋが奏する作用効果と同様の作用効果を奏するものである。
【００４６】
〔別実施形態〕
次に、本発明の管状火炎バーナの別実施形態を説明する。
（イ）上記第１及び第２実施形態では、空気を噴出する空気用スリット２２ｓ及び混合気を噴出するガス用スリット３２ｓの双方に隔壁を設けて細分割部を形成する構成としたが、このような構成に限定されるものではなく、空気側、つまり空気用スリット２２ｓにのみ隔壁を設けるように構成してもよい。これにより、空気の流れを細分化することができる。
【００４７】
（ロ）上記第１及び第２実施形態では空気用スリット２２ｓの隔壁２２ｋ（又はガス用スリット３２ｓの隔壁）の周壁外方側及び周壁内方側の両端部は、その断面視において角部分が曲線状に形成されるように構成したが、空気用スリット２２ｓの隔壁２２ｋ（又はガス用スリット３２ｓの隔壁）の周壁外方側、つまり気体通流方向の上流側は角部分を曲線状にしない状態としてもよい。このとき、気体通流方向の上流側の端部を薄刃状にすることも可能である。
【００４８】
（ハ）上記第１及び第２実施形態では、片端閉塞型の管状火炎バーナにおける構成を説明したが、空気用スリット２２ｓを隔壁２２ｋによって細分割する、又は、ガス用スリット３２ｓをその隔壁によって細分割するという本発明の構成は、両端が開口する一般的な管状火炎バーナに用いることも可能である。
【００４９】
（ニ）上記第１又は第２実施形態においては、空気用スリット２２ｓから空気を、ガス用スリット３２ｓから燃料ガスと空気との混合気を各別に燃焼室Ｎに偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば混合気のみを燃焼室Ｎに偏芯導入させて旋回燃焼させるようにしてもよい。
さらに、上記構成に限定されるものではなく、空気、燃料ガス、及びそれらの混合気を各別に燃焼室Ｎに偏芯導入させて旋回燃焼させるように構成してもよい。
すなわち、円筒状の燃焼室の側面に管軸方向に沿って開口されたスリットから、前記燃焼室の接線方向に向けて、燃料ガス及び空気、燃料ガスと空気との混合気、又は、燃料ガスと空気と燃料ガス及び空気の混合気のいずれかを対向して噴出させて旋回燃焼させるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、片端閉塞の管状火炎バーナにおける燃焼の不安定性を解消することで、産業用から業務用及び家庭用までの管状火炎バーナの性能の安定・向上に利用できる。同時に燃焼騒音（轟音）の低減が可能になるため、特に、小規模業務用や家庭用の燃焼機器への適用に利用価値の高いものである。
【符号の説明】
【００５１】
２２    空気用スリット形成部材
２２ｈ  貫通孔
２２ｃ  スリット形成凹部
２２ａ  周壁形成部分
２２ｂ  直線状部分
２２ｍ  支持部材
２２ｋ  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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