(57)【要約】  混合燃料を燃焼させる際において失火が発生した場合であっても、再着火用ノズルを配設することなく、混合燃料を再着火させることを可能にした混合燃料用バーナを提供することを目的とする。解決手段として、水と燃料とからなる混合燃料を噴射するノズル(１０)と、ノズル(１０)の前方方向に配設された燃焼筒(３０)と、混合燃料の燃焼による炎により赤熱可能な材料により形成され、中央部分に第１貫通孔(４２)が穿設されたリング状の突当板(４０)と、混合燃料の燃焼による炎により赤熱可能な材料により形成され、第１貫通孔(４２)の前方方向に伸びる内筒(５０)と、を具備することを特徴とする混合燃料用バーナ(１００)である。
2017009903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と燃料とからなる混合燃料を噴射するノズルと、
前記ノズルの前方に配設された燃焼筒と、
前記混合燃料の燃焼により赤熱可能な材料により形成されていると共に前記燃焼筒内に配設され、中央部分に第１貫通孔が穿設されたリング状の突当板と、
前記混合燃料の燃焼により赤熱可能な材料により形成されていると共に前記突当板に配設され、前記第１貫通孔の前方方向に伸びる内筒と、
を具備することを特徴とする混合燃料用バーナ。
【請求項２】
前記突当板には、外周縁に沿って後方方向に起立する起立部が周設されていることを特徴とする請求項１記載の混合燃料用バーナ。
【請求項３】
前記起立部の先端部の所要範囲は、前記燃焼筒の中央側に折り曲げられた折曲部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の混合燃料用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は混合燃料用バーナに関し、より詳細には、燃料に水を混合させてなる混合燃料を燃焼させる際において、再着火用バーナを用いなくても失火した際に混合燃料を再着火させることが可能な混合燃料用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の燃料を用いるバーナは、燃料ノズルにより連続的に燃料を噴霧している限り連続的な炎を得ることができるが、水と重油とを混合させたいわゆる混合燃料を燃焼させる際においては、連続的に燃料を噴霧しても炎が連続的にならない（失火する）ことがある。このため、混合燃料用バーナには混合燃料による連続的な燃焼をするための手段として、混合燃料を噴射するノズルとは別に、通常の燃料を噴射して失火時には直ちに混合燃料を再着火させるための火種になる再着火用ノズルが付設されていることが多い。このような混合燃料用バーナにおいて再着火用ノズルを配設した構成例としては、特開２００７−１１３８８７号公報に開示されているような構成を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１３８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている混合燃料用バーナの構成においては、混合燃料を用いることで主燃焼に用いる燃料については節約が可能になるものの、主燃焼に用いる混合燃料による燃焼の失火対策として、通常の燃料を噴射する再着火用ノズル（通常燃料ノズル）が用いられている。このため、混合燃料の他に再着火用ノズルに供給するための通常の燃料が必要になるため、混合燃料用バーナ全体としての燃料節約効果が薄れてしまうという課題がある。【０００５】
そこで本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、混合燃料を燃焼させる際において失火が発生した場合であっても、再着火用ノズルを配設することなく、混合燃料を再着火させることを可能にした混合燃料用バーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため発明者が鋭意研究した結果、以下の構成に想到した。すなわち本発明は、水と燃料とからなる混合燃料を噴射するノズルと、前記ノズルの前方に配設された燃焼筒と、前記混合燃料の燃焼により赤熱可能な材料により形成されていると共に前記燃焼筒内に配設され、中央部分に第１貫通孔が穿設されたリング状の突当板と、前記混合燃料の燃焼により赤熱可能な材料により形成されていると共に前記突当板に配設され、前記第１貫通孔の前方方向に伸びる内筒と、を具備することを特徴とする混合燃料用バーナである。【０００７】
このような構成を採用することにより、混合燃料による燃焼が失火した場合であっても、赤熱させた突当板および内筒に未燃焼の混合燃料が接触することにより混合燃料による燃焼を直ちに再開させることができる。これにより再着火手段の配設を省略することができるので混合燃料用バーナの構成を簡略化することができる。また、再着火用ノズルによる燃料の消費がなくなるので、燃料節約効果の高い混合燃料用バーナを提供することができる。【０００８】
また、前記突当板には、外周縁に沿って後方方向に起立する起立部が周設されていることが好ましい。【０００９】
これにより、混合燃料を燃焼させた炎の一部を燃焼筒の後方側に向ける（いわゆる逆火を形成する）ことができ、失火した混合燃料の火種にすることができる。【００１０】
また、前記起立部の先端部の所要範囲は、前記燃焼筒の中央側に折り曲げられた折曲部に形成されていることが好ましい。【００１１】
これにより、混合燃料を燃焼させた炎の一部を燃焼筒の後方側に向けさせた後、炎を第１貫通孔に向けることができ、突当板の後方側部分において炎の渦を形成することができ、失火した混合燃料の火種にすることができる。また、炎の渦は最終的に燃焼筒の前方側に向けられるため、混合燃焼による火力の低減を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる混合燃料用バーナの構成を採用することにより、重油と水とを混合させてなる混合燃料等を用いる混合燃料用バーナによる混合燃料の燃焼が不意に停止（失火）したとしても、混合燃料の燃焼時に赤熱させた突当板または内筒と混合燃料が接触することにより直ちに混合燃料を再着火させることができる。このため、再着火用ノズルを配設する必要がなくなり、混合燃料用バーナとしての全体構成を簡略化することができる。また、再着火用ノズルがないため、再着火用ノズルの燃料消費がなくなることにより、燃料節約効果の高い混合燃料用バーナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態にかかる混合燃料用バーナの全体構成を示す概略構成図である。
【図２】図１内で燃焼筒内をノズル側（上流側）から臨んだ状態を示す説明図である。
【図３】図１内の突当板と内筒の斜視図である。
【図４】図２内の４−４線における断面図である。
【図５】第２実施形態の燃焼筒の概略構成図である。
【図６】第３実施形態の燃焼筒の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる混合燃料用バーナの実施形態について、それぞれ図面に基づきながら説明をする。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態にかかる混合燃料用バーナ１００は、ノズル１０と、点火手段としての点火用バーナ２０と、ノズル１０および点火用バーナ２０の前方に配設された燃焼筒３０と、燃焼筒３０の内部空間に収容された突当板４０および内筒５０とを有している。
【００１６】
ノズル１０は、水と重油（Ａ重油）とを混合させてなる混合燃料を噴射するためのものである。このようなノズル１０としては、ＷＯ２０１５／０５９７５９に開示されている混合ノズルの構成を採用することが好ましい。また、点火用バーナ２０は、ノズル１０から噴射された混合燃料の微粒体に点火するためのものであり、点火時においてのみ動作し、一旦混合燃料に点火した後の動作は停止状態になる。このような点火用バーナ２０はガスバーナ等に代表される公知の構成を採用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、本実施形態における混合燃料用バーナ１０は点火用バーナ２０を含む構成としているが、点火用バーナ２０の構成を省略した構成を採用することもできる。点火用バーナ２０の構成を省略した場合においては、手動によりノズル１０から噴射された混合燃料の微粒体に点火すればよい。
【００１７】
燃焼筒３０は、図１〜図４に示すように、ノズル１０および点火用バーナ２０の前方に配設されている。燃焼筒３０は、ノズル１０から噴出された混合燃料の微粒体が点火用バーナ２０により点火されて燃焼することにより得られる炎を所定方向にガイドするためのものである。燃焼筒３０の内部空間にはリング状に形成された突当板４０と内筒５０が収容されている。突当板４０と内筒５０とはいずれも混合燃料の炎との接触により赤熱可能な材料により形成されている。このような赤熱可能な材料としては、ステンレススチール（ＳＵＳ）等が好適に用いられる。
【００１８】
突当板４０は、図２〜図４に示すように、燃焼筒３０の内部空間内の流路方向と直交させた状態で配設され、中央部分に第１貫通孔４２が穿設されている。突当板４０の前方側面には内筒５０が取り付けられている。内筒５０は開口面を第１貫通孔４２の位置に位置合わせした状態で突当板４０の前方方向に伸びるようにして取り付けられている。ここでは、突当板４０と内筒５０とは溶接により一体化している。内筒５０の内径寸法は、突当板４０の第１貫通孔４２の内径寸法以上の径寸法となるように形成されている。ここでは、内筒５０の内径寸法と第１貫通孔４２の内径寸法を同径寸法としている。また、突当板４０には、第１貫通孔４２の外周位置に沿って第２貫通孔４４が周方向に所要間隔（ここでは９０度間隔）に穿設されている。第２貫通孔４４の穿設位置は、内筒５０の外周面よりも燃焼筒３０の径方向外側位置であることが好ましい。
【００１９】
以上に説明したように燃焼筒３０の内部空間に、燃焼筒３０の流路方向に直交させた状態で突当板４０を配設することにより、ノズル１０からの炎を確実に突当板４０に吹き付けることができる。また、突当板４０には第１貫通孔４２および第２貫通孔４４が穿設されているので、突当板４０に吹き付けられた炎は、第１貫通孔４２および第２貫通孔４４と内筒５０を通して燃焼筒３０の前方に向けて炎を供給することができる。このような第２貫通孔４４を採用することにより、内筒５０には内筒５０の内周面と外周面の両方に炎を吹付けることができる点において好都合である。
【００２０】
このようにノズル１０からの炎が吹き付けられる突当板４０および内筒５０は、混合燃料の燃焼による炎により赤熱されることになるから、ノズル１０からの炎が失火した際には赤熱状態にある突当板４０および内筒５０を火種として用いることができる。すなわち、ノズル１０から噴射され、未燃焼状態である混合燃料の微粒体が突当板４０または内筒５０に接触することで直ちに着火され、混合燃料を燃焼させることが可能になるのである。
【００２１】
また、突当板４０の上流側面には突当板４０の外周縁に沿ってノズル１０側（上流側）に起立する起立部４５が周設されている。起立部４５は突当板４０の後方側面に対して直角に起立して後方方向に伸びた後、起立部４５における先端部の所要範囲を燃焼筒３０の中央側（燃焼筒３０の径方向内側）に折り曲げられた折曲部４５Ａに形成されている。このような起立部４５および折曲部４５Ａを配設することにより、突当板４０の後方に図４の破線矢印Ａに示すような炎の渦を形成することができる。
【００２２】
このような炎の渦が形成されることで、燃焼筒３０の内部空間にいわゆる逆火が形成されることになるが、この逆火は図４の破線矢印Ａに示すように、燃焼筒３０の流路方向に起立部４５の起立高さ寸法分だけ逆流した後、第１貫通孔４２に（燃焼筒３０の中央側に）向けられることになる。これにより燃焼筒３０（混合燃料用バーナ１００）の燃焼効率の低下はほとんどみられず、突当板４０と起立部４５および折曲部４５Ａ部分における炎の滞在時間を増やし、突当板４０の赤熱をより確実なものにすることができる。また、この逆火は未燃焼状態である混合燃料の微粒体を再着火させるための火種としても利用することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態にかかる混合燃料用バーナ１００における燃焼筒３０の概略構成を示した説明図である。図５は断面図の状態で示されているが、図５の断面位置は図４における断面位置と同一位置（図２の４−４線）である。第２実施形態においては、第１実施形態と同一の構成部分については第１実施形態で用いた部材番号を用いることでここでの詳細な説明を省略している。
【００２４】
図５に示すように、本実施形態においては、突当板４０の後方方向に立設されている起立部４５の形状が異なっている。本実施形態にかかる起立部４５は、突当板４０の後方側面に対して直角に起立して後方方向に伸びており、起立部４５の先端部に折曲部４５Ａが形成されていない点で、第１実施形態の燃焼筒３０と形態を異にしている。このような起立部４５の構成を採用することにより、第１実施形態に比較して突当板４０の後方部分における炎の渦（破線矢印Ａ）の形成範囲を大きくすることができる。
【００２５】
これにより混合燃料用バーナ１００の燃焼効率としては第１実施形態で説明した構成の混合燃料用バーナ１００の燃焼効率よりは低下するものの、燃焼筒３０内における逆火の形成範囲を広くすることができる。したがって、未燃焼状態である混合燃料の微粒体を再着火させるための火種としては、本実施形態にかかる燃焼筒３０の方が好都合である。突当板４０の中央部分には第１貫通孔４２が穿設されていることに加え、燃焼筒３０の上流側からは炎又は混合燃料の微粒体が連続的に供給されているので、逆火は破線矢印Ａに示すように突当板４０に穿設された第１貫通孔４２に向って内筒５０を経由して燃焼筒３０の前方に向うことになる。
【００２６】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態にかかる混合燃料用バーナ１００における燃焼筒３０の概略構成を示した説明図である。図６も図５と同様に断面位置は、図４における断面位置と同一断面位置（図２内の４−４線）である。第３実施形態においては、先の実施形態で説明した構成と同一の構成部分については先の実施形態で用いた部材番号を用いることでここでの詳細な説明を省略している。図６に示すように、本実施形態にかかる燃焼筒３０は、突当板４０の上流側面に起立部４５が立設されていない点で第１実施形態および第２実施形態における燃焼筒３０と形態を異にしている。
【００２７】
このように突当板４０の上流側面が平坦面に形成されていることにより、突当板４０の上流側面にいわゆる逆火が形成されにくくなる。しかしながら、混合燃料の燃焼による炎によって突当板４０および内筒５０が十分な赤熱状態になっていれば、逆火が形成されていなくても、赤熱状態の突当板４０または内筒５０に未燃焼状態である混合燃料の微粒体を再着火させることは可能である。本実施形態にかかる混合燃料用バーナ１００は突当板４０に起立部４５等の造作が不要になる点で、突当板４０ひいては混合燃料用バーナ１００の製作コストを低減させることができる。
【００２８】
以上に実施形態に基づいて本発明にかかる混合燃料用バーナ１００について説明をしたが、本発明における技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態で説明した混合燃料用バーナ１００の突当板４０は、第１貫通孔４２と第２貫通孔４４がそれぞれ円形断面形状に穿設されている形態について説明しているが、第１貫通孔４２と第２貫通孔４４とは円形断面形状以外の形状に穿設することもできる。また、突当板４０には第１貫通孔４２が穿設されていればよく、第２貫通孔４４の穿設は省略することもできる。
【００２９】
また、以上の実施形態においては、燃焼筒３０の内周面と突当板４０および起立部４５の外周面が密接している形態を示しているが、燃焼筒３０の内周面または突当板４０の外周縁にスペーサ（図示せず）を配設し、燃焼筒３０の内周面と突当板４０（および起立部４５）の外周面との間に隙間を有する形態を採用することもできる。このような構成を採用することにより、赤熱した突当板４０および起立部４５の熱を燃焼筒３０に直接伝播させることがない点において好都合である。このようなことから図示しないスペーサは、不燃性であると共に熱伝導率が低い材料により形成されていることが好ましい。さらには、上記実施形態および変形例に示した構成どうしを適宜組み合わせた混合燃料用バーナ１００の形態を採用することもできる。
【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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【国際調査報告】
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