(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は前記フランジ部に嵌め込まれた板状の流路形成部材と前記フランジ部との間に形成されることを特徴とするバーナ。
【請求項２】
燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、バーナの外壁であって、前記ノズル収納筒と前記燃焼筒との境界部にフランジ部があり、当該フランジ部に旋回器の空気流路が形成され、当該旋回器の空気ノズルはバーナの内部に開口すると共に、前記燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切る前記フランジ部に前記旋回器とは別の旋回器が設けられていることを特徴とするバーナ。
【請求項３】
前記空気ノズルの延長線は、前記フランジ部の開口の接線方向と一致するか或いは開口の中心を通過せずに当該開口を横切る方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバーナ。
【請求項４】
燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は、バーナ内のフランジ部及び／又はバーナ外壁のフランジ部に接合された板状の流路形成部材と前記フランジ部との間に形成され、前記燃焼筒は、第一燃焼筒と第二燃焼筒を有し、第一燃焼筒は、筒状の第一燃焼筒本体及び当該第一燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間を仕切ると共に開口を有する第一フランジ部を備え、第二燃焼筒は、第一燃焼筒本体と接続する第二フランジ部と当該第二フランジ部と接続し第一燃焼筒本体よりも径が大きい筒状の第二燃焼筒本体を有し、前記空気ノズルは、第一フランジ部の周辺に設けられ、さらに第二フランジ部には円周状に配列された複数の吹出し口が設けられたことを特徴とするバーナ。
【請求項５】
燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は先端に主空気ノズルを有し、さらに当該主空気ノズル以外の補助開孔を有し、該開孔は前記主空気ノズルから吹き出す空気によって形成される旋回気流と同方向の旋回気流を形成する向きに設けられていることを特徴とするバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナに関し、詳しくは、灯油等を燃料として燃焼量を変更できる燃焼量可変バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油給湯器等において液体燃料の燃焼を行ういわゆる二段燃焼筒を用いた燃焼量可変式ガンタイプバーナは従来から知られていた。
このような従来技術によるバーナの一例を図１２〜図１４を参照しつつ説明する。
図１２〜図１４において、１００は、従来技術における燃焼量可変式ガンタイプバーナを示す。このバーナ１００は、その下方に設けられた熱交換器５０を加熱するためのもので、燃料噴射ノズル７を内蔵した端部開放型のノズル収納筒３、当該ノズル収納筒３の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒６、および当該燃焼筒６へ空気を供給する送風機１を備え、燃料噴射ノズル７への燃料供給量および送風機１よりの送風量を調整できる。
このバーナ１００において、バーナ１００内における気流は、ほぼ下向きである。そしてノズル７から噴射された燃料は送風機１からの空気と混合し、点火プラグ８により点火されて主として燃焼筒６内で燃焼する。燃料噴射ノズル７と点火プラグ８を内蔵するノズル収納筒３は、燃料噴射ノズル７を直接内蔵するノズル収納内筒３ａと、その外側に設けられたノズル収納外筒３ｂとの二重構造になっている。
このような形態は、消音器（図示せず）をコンパクトに設けてスペースを節約するためによく用いられる。
【０００３】
燃焼筒６は、ノズル収納筒３の開放端に接続された第一燃焼筒６ａと同筒６ａにさらに接続されて同筒６ａより大径の第二燃焼筒６ｂとからなる。第一燃焼筒６ａは、ノズル収納筒３の開放端と接続する第一フランジ部１３と当該第一フランジ部１３と接続する第一燃焼筒本体１４を有し、第一フランジ部１３には第一気流旋回器１５が設けられている。また第一燃焼筒本体１４は、複数の空気孔１２ａを備え、第二燃焼筒６ｂは、第一燃焼筒本体１４と接続する第二フランジ部２３と当該第二フランジ部２３と接続する第二燃焼筒本体２４を有し、第二フランジ部２３には第二気流旋回器２５、第二燃焼筒本体２４には複数の空気孔１２ｂを備えている。
【０００４】
ここで第一気流旋回器１５と第二気流旋回器２５は、いずれも燃焼筒６内に旋回気流を発生させるために設けられたものである。
第一気流旋回器１５は、円周状に配列された複数の吹出し口１７を有し、第二気流旋回器２５は円周状に配列された複数の吹出し口２７を有する。各吹出し口には、それぞれ切り起こし形状の旋回羽根１６および２６を備え、空気ケース２から第一燃焼筒６ａおよび第二燃焼筒６ｂにそれぞれ流入する空気をそれぞれの筒の周方向に向けて導入するものである。
即ち従来技術のバーナ１００においては、燃焼筒６内に、切り起こし形状の旋回羽根１６および２６から空気を導入し、燃焼筒６内に旋回気流を発生せしめていた。
【０００５】
またこの種のバーナ１００においては、送風機１からの空気は、空気ケース２に送られた後、下記のように燃焼に用いられる。
即ちノズル収納内筒３ａの側面に設けられた空気孔１０からノズル収納内筒３ａの内部に入った空気は、燃料噴射ノズル７の周囲を通り、同ノズル７から噴射された燃料と混合して燃焼筒６内に流入する。燃焼が開始されるのは点火プラグ８の近傍であるが、気流が燃焼筒６へ向かっているため、燃焼は主として燃焼筒６の内部で行われる。
【０００６】
また、ノズル収納外筒３ｂの側面に設けられた空気孔１１からノズル収納外筒３ｂに流入した空気は、切り起こし形状の第一気流旋回器１５から第一燃焼筒６ａ内に送られて同筒６ａ内のガスに保炎効果を加える。即ち、第一気流旋回器１５から流入する空気は切り起こし形状の第一旋回羽根１６により周方向の速度を与えられて第一燃焼筒６ａ内を旋回することにより、第一旋回羽根１６の前方に負圧域を生じ、この負圧域に液体燃料粒子や可燃ガスが引き寄せられて新たに空気と混合して燃焼する。
第一燃焼筒６ａの側面に設けられた空気孔１２ａから同筒６ａ内に流入した空気は、同筒６ａ内のガスを攪拌しつつ、そのガス内に残る液体燃料粒子や可燃ガスに酸素を供給して燃焼させる。
第一気流旋回器１５と同様に、第二気流旋回器２５から第二燃焼筒６ｂへ流入する空気も同筒６ｂ内のガスに保炎効果を加える。この空気は、第二旋回羽根２６により周方向の速度を与えられて第二燃焼筒６ｂ内を旋回することにより、第二旋回羽根２６の前方に負圧域を生じ、この負圧域に第一燃焼筒６ａ内で燃焼しきれなかった液体燃料粒子や可燃ガスが引き寄せられ、新たに空気と混合して燃焼する。
第二燃焼筒６ｂの側面に設けられた空気孔１２ｂから同筒６ｂ内に流入した空気は、同筒６ｂ内のガスを攪拌しつつ、そのガス内に残る液体燃料粒子や可燃ガスに酸素を供給して燃焼させる。
【０００７】
送風機１のファンモータの回転数は比例制御等の公知の制御方式により入力（燃料供給量）に応じて制御されている。この種のバーナ１００では、入力が小さいときは送風量も少なくされて燃焼はほとんど小径の第一燃焼筒６ａの内部のみで行われ、一方、入力が大きいときは送風量も多くされて燃焼は第一燃焼筒６ａの内部のみならず大径の第二燃焼筒６ｂの内部でも行われるので、小入力域から大入力域まで比較的良好な燃焼状態が得られる。また、大入力域においても火炎が短炎化されるので熱交換器までの距離が短縮され、給湯機を小型化できる。
【０００８】
なお、第二気流旋回器２５を設けず、第二フランジ部２３に複数の空気孔のみを円周状に配列したバーナもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によるバーナでは、第一燃焼筒６ａ内においてススが発生しやすいという問題点が十分に克服されなかった。即ち従来技術のバーナでは、当該部分でススが発生し、このススが燃焼筒の内周面に付着して成長しやすかった。また、上記従来技術によるバーナでは、ＣＯ（一酸化炭素）が発生しやすいという問題点もあった。ススやＣＯが発生するのは酸素が不足するからであり、酸素供給量を増せば良いと考えられた。しかし、従来のような切り起こし状の旋回器では、空気を多く供給するために切り起こしの角度を大きくすると、軸方向の速度成分が大きくなるので保炎性を損ない、結果的に燃焼範囲を狭めてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、スス、ＣＯの発生を抑制することができる燃焼量可変バーナを提供することを解決すべき課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は前記フランジ部に嵌め込まれた板状の流路形成部材と前記フランジ部との間に形成されることを特徴とするバーナである。
【００１２】
従来技術によるバーナでは、第一フランジ部に円周状に配列された複数の吹出し口から吹き出す空気は、バーナにおける下流方向へ向かいがちであった。
それに対し、請求項１記載のバーナでは、燃焼筒に開口する空気ノズルから空気を吹き出すので、空気流の方向性が高い。また本発明では、空気ノズルは、一定の旋回方向に配置されている。そのため空気ノズルから吹き出す空気は、強い旋回流を生じる。しかも空気ノズルの方向は燃焼筒に対し任意に定めることができるため、最も都合の良い方向を選択することができる。
その結果、請求項１記載のバーナでは、供給空気量を増加させたとき軸方向の速度成分を増加させずに旋回方向の速度成分を増加させることができ、保炎性を損なわずに供給空気量を増加させることができるので、スス及びＣＯの発生を抑制することができる。
また、このバーナでは、燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx 発生の抑制が期待される。
さらに、燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、炎の短炎化が促進され燃焼筒前方の熱交換器に至るまでの燃焼室を小型化できる。
従って、本発明のバーナでは、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生を抑制しながら燃焼室を小型化でき、しかも燃焼範囲の広い燃焼量可変バーナを提供することができる。
【００１３】
また本発明のバーナは、燃焼筒本体とノズル収納筒との間をバーナ内において仕切るフランジ部の近傍に空気ノズルが設けられている。当該部位は、燃料噴射ノズルに比較的近い部位であり、最も激しく燃料と空気とを混合すべき部位であり、空気ノズルを設置する部位として望ましい。
加えて本発明のバーナでは、空気流路として管状構造が採用される。従って、空気流の方向性がより高められ、燃焼筒内に強力な旋回気流を発生させることができる。
【００１４】
さらに請求項２に記載の発明は、燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、バーナの外壁であって、前記ノズル収納筒と前記燃焼筒との境界部にフランジ部があり、当該フランジ部に旋回器の空気流路が形成され、当該旋回器の空気ノズルはバーナの内部に開口すると共に、前記燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切る前記フランジ部に前記旋回器とは別の旋回器が設けられていることを特徴とするバーナである。
【００１５】
本発明のバーナでは、空気流路がバーナの外側に設けられているので、バーナの内部を有効に活用することができる。また特に本発明のバーナは、ノズル収納筒と前記燃焼筒との境界部を有効に活用したものであり、全体形状は従来のものと比べてさほどの変化はない。そのため本発明は、バーナの小型化に寄与する効果がある。加えて本発明のバーナは、本発明の特徴的構成たる空気ノズルを主体とする旋回器の他に、他の旋回器をフランジ部に備える。そのため、燃焼筒内により強力な旋回気流を発生させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記空気ノズルの延長線は、前記フランジ部の開口の接線方向と一致するか或いは開口の中心を通過せずに当該開口を横切る方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバーナである。
【００１７】
本発明のバーナでは、空気ノズルの延長線は、開口の接線方向と一致するか、或いは、フランジ部の開口の中心を通過せずに、当該開口を横切る。開口が円形であると仮定すると、開口の弦の方向に空気ノズルが向く。そのため燃焼筒内の空気は旋回する。
【００１８】
また請求項４に記載の発明は、燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は、バーナ内のフランジ部及び／又はバーナ外壁のフランジ部に接合された板状の流路形成部材と前記フランジ部との間に形成され、前記燃焼筒は、第一燃焼筒と第二燃焼筒を有し、第一燃焼筒は、筒状の第一燃焼筒本体及び当該第一燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間を仕切ると共に開口を有する第一フランジ部を備え、第二燃焼筒は、第一燃焼筒本体と接続する第二フランジ部と当該第二フランジ部と接続し第一燃焼筒本体よりも径が大きい筒状の第二燃焼筒本体を有し、前記空気ノズルは、第一フランジ部の周辺に設けられ、さらに第二フランジ部には円周状に配列された複数の吹出し口が設けられたことを特徴とするバーナである。
【００１９】
本発明のバーナは、二段燃焼筒を用いた燃焼量可変式ガンタイプバーナに本発明を適用したものであり、発明の本来の効果が最も発揮される構成である。
また本発明では、板状の流路形成部材によって管状空気流路が形成される。従って、本発明は極めて簡単な部材を燃焼量可変式ガンタイプバーナに付加することにより、燃料の攪拌効率を大幅に向上させることができるものである。
【００２０】
さらに請求項５に記載の発明は、燃料噴射ノズルを内蔵すると共に端部に開口部を有するノズル収納筒と、当該ノズル収納筒の前記端部に設けられた端部開放型の燃焼筒と、バーナ内に旋回気流を発生させる旋回器を備え、送風機から空気の供給を受けて燃焼するバーナにおいて、前記旋回器は、少なくとも一つの空気ノズルを有する複数の空気流路によって構成され、前記空気ノズルは、一定の旋回方向に配置され、前記燃焼筒は、筒状の燃焼筒本体及び当該燃焼筒本体と前記ノズル収納筒との間をバーナ内において仕切ると共に開口を有するフランジ部を有し、前記複数の空気流路は前記フランジ部の表面に沿って設けられた複数の管状空気流路であり、前記管状空気流路は先端に主空気ノズルを有し、さらに当該主空気ノズル以外の補助開孔を有し、該開孔は前記主空気ノズルから吹き出す空気によって形成される旋回気流と同方向の旋回気流を形成する向きに設けられていることを特徴とするバーナである。
【００２１】
本発明のバーナは、主空気ノズルの他に、管状空気流路に補助開口を設けたものであり、燃焼筒内により強力な旋回気流が発生する。
なお補助開孔から吹き出す空気は、フランジ部の内表面に沿うように前記各補助開孔が設けられることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の説明に際し、先に説明した従来技術のバーナと同一構成の部材については、同一の番号を付して、重複した説明を省略する。
【００２３】
本発明に係るバーナの第一の実施形態を図１〜５に示す。
本実施形態に係るバーナは、従来のバーナと同様、燃料噴射ノズル７を内蔵した端部に開口部２９を有するノズル収納筒３、当該ノズル収納筒３の端部に接続された端部開放型の燃焼筒６、および当該燃焼筒６へ空気を供給する送風機１を備え、燃料噴射ノズル７への燃料供給量および送風機１よりの送風量を調整できるバーナである。
従来のバーナと同様、燃焼筒６は、ノズル収納筒３の開放端に接続された第一燃焼筒６ａと当該第一燃焼筒６ａにさらに接続された同筒６ａより大径の第二燃焼筒６ｂとからなり、第一燃焼筒６ａは、ノズル収納筒３の開放端と接続する第一フランジ部１３と当該第一フランジ部１３と接続する第一燃焼筒本体１４を有し、第一燃焼筒本体には複数の空気孔１２ａを備え、第二燃焼筒６ｂは、第一燃焼筒本体１４と接続する第二フランジ部２３と当該第二フランジ部２３と接続する第二燃焼筒本体２４を有し、第二フランジ部２３には第二気流旋回器２５、第二燃焼筒本体２４には複数の空気孔１２ｂを備えている。第一燃焼筒及び第二燃焼筒は同軸の円筒形である。
【００２４】
ここで、本実施形態のバーナは、特有の構成として、第一フランジ部１３に板状の流路形成部材１８（図１）が嵌合され、流路形成部材１８と第一フランジ部１３との間に４ケの管状空気流路２１が形成されている。
即ち、板状の流路形成部材１８は、プレス、溶接等により製造されるものであり、外形形状が円板状であって、その外径は、第一フランジ部１３のそれと等しい。また流路形成部材１８の中心には、開口２８が設けられている。開口２８の直径は、前記した第一フランジ部１３の開口２９に等しい。そして流路形成部材１８には、一面に４ケの溝３２が設けられている。溝３２は、いずれも外周から中心の開口近傍に至る長さである。溝３２の先端は開放されている。
管状空気流路２１は、第一フランジ部１３の表面と前記した流路形成部材１８の合致面の空隙によって形成される。
【００２５】
各管状空気流路２１は、その基部に空気導入孔１９を、また、その先端に空気ノズル２２を有する。これらは、従来第一フランジ部１３に設けられていた第一気流旋回器１５に代わるものであり、ノズル収納外筒３ｂの側面に設けられた空気孔１１からノズル収納外筒３ｂに流入した空気は、空気導入孔１９、管状空気流路２１、空気ノズル２２を経由して第一燃焼筒６ａ内に送られる。各管状空気流路２１の延長線は他の空気ノズルの延長線と合致しない。また空気ノズルの延長線は、フランジ部の開口の中心を通過せずに、当該開口を横切る。さらに各管状空気流路２１の延長線はいずれも底面視で燃料噴射ノズル７を右側に見る方向となっている。そのため空気ノズル２２から吹き出す空気は底面視で時計回りに旋回して同筒６ａ内のガスに保炎効果を加える。
管状空気流路２１は第一フランジ部１３に沿っているので、空気ノズル２２から吹き出す空気は燃焼筒に対して常に垂直な位置を保っている。そのため、空気導入孔１９から供給する空気量を多くしても旋回方向の速度成分が増すだけで保炎性は損なわれない。そのため、空気を多量に供給することが可能になる。
なお、板状の流路形成部材１８を嵌め込まず、第一フランジ部１３に直接溶接により管状空気流路２１を設けてもよい。
【００２６】
また図６は、前記した第一実施形態の変形例であり、第二気流旋回器２５の旋回羽根２６に近接して導風板４０を設けたものである。
【００２７】
次に本発明の第二の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
図７に示す本実施形態は、管状空気流路２１の側面にも複数の小開孔２０が設けられている点のみ上記第一の実施形態と異なる。その他の部分の形状、構造は第一の実施形態と同一であるので、第一の実施形態と同一符号を付す。
本実施形態では、ノズル収納外筒３ｂから空気導入孔１９を経由して管状空気流路２１に流入した空気の一部はその先端の空気ノズル２２から吹き出し、一部は複数の小開孔２０から吹き出す。複数の小開孔２０の向きは、当該小開孔２０から吹き出す空気が、空気ノズル２２から吹き出す空気によって形成される旋回気流と同方向の旋回気流を形成する向きであるので、複数の小開孔２０から吹き出す空気が空気ノズル２２から吹き出す空気によって形成される旋回気流を弱めることはなく、第一フランジ部１３全体に旋回気流が生じることにより、燃焼筒６内により強力な旋回気流が発生する。
【００２８】
この実施形態においても、管状空気流路２１は第一フランジ部１３に沿っており、複数の小開孔２０から吹き出す空気も第一フランジ部１３に沿うように小開孔２０が設けられているので、空気ノズル２２から吹き出す空気は燃焼筒６に対して常に垂直な位置を保っているため、空気導入孔１９から供給する空気量を多くしても旋回方向の速度成分が増すだけで保炎性は損なわれない。そのため、空気を多量に供給することが可能になる。
【００２９】
本発明に係るバーナの第三の実施形態を図８〜図１１を参照しつつ説明する。  このバーナにおいても、従来のバーナと同一または同様の形状、構造の部分は同一符号を付す。
この第三の実施形態のバーナも、従来のバーナと同様、燃料噴射ノズル７を内蔵した端部に開口部２９を有するノズル収納筒３、当該ノズル収納筒３の端部に接続された端部開放型の燃焼筒６、および当該燃焼筒６へ空気を供給する送風機１を備え、燃料噴射ノズル７への燃料供給量および送風機１よりの送風量を調整できるバーナである。
燃焼筒６は、ノズル収納筒３の開放端に接続された第一燃焼筒６ａと当該第一燃焼筒６ａにさらに接続された同筒６ａより大径の第二燃焼筒６ｂとからなり、第一燃焼筒６ａは、ノズル収納筒３の開放端と接続する第一フランジ部１３と当該第一フランジ部１３と接続する第一燃焼筒本体１４を有し、第一フランジ部１３には第一気流旋回器１５、第一燃焼筒本体には複数の空気孔１２ａを備え、第二燃焼筒６ｂは、第一燃焼筒本体１４と接続する第二フランジ部２３と当該第二フランジ部２３と接続する第二燃焼筒本体２４を有し、第二フランジ部２３には第二気流旋回器２５、第二燃焼筒本体２４には複数の空気孔１２ｂを備えている。第一燃焼筒及び第二燃焼筒は同軸の円筒形である。
第一気流旋回器１５は円周状に配列された複数の吹出し口１７を有し、第二気流旋回器２５は円周状に配列された複数の吹出し口２７を有する。
【００３０】
但し、この実施形態のバーナは、従来例や第一、第二の実施形態のものとは異なり、ノズル収納筒３は第一燃焼筒６ａに比してかなり大径である。また、第一燃焼筒６ａは第一フランジ部１３と第一燃焼筒本体１４が別体となった構造であり、ノズル収納外筒３ｂは有底筒状であって、ノズル収納外筒端部３１が第一フランジ部１３と一体となっている。なお第一フランジ部１３はノズル収納内筒３ａの端部の開口部とほぼ同径の開口部を有している。第一フランジ部１３には従来例と同構造の第一気流旋回器１５が設けられている。
このバーナにおいては、流路形成部材３０が第一燃焼筒本体１４の外側に嵌め込まれてノズル収納外筒端部３１と接している。流路形成部材３０は、いわば底のない灰皿のような形状であって、旋回器円筒部３０ａと旋回器フランジ部３０ｂからなり、旋回器フランジ部３０ｂはその表面に溝３２' を有している。旋回器円筒部３０ａが第一燃焼筒本体１４の外側に嵌め込まれ、旋回器フランジ部３０ｂがノズル収納外筒端部３１と接し、旋回器フランジ部３０ｂとノズル収納外筒端部３１との間に管状空気流路２１' （溝３２' ）が形成される。管状空気流路２１' への空気導入孔１９' は空気ケース２に直接通じている。空気は空気ケース２から空気導入孔１９' 、管状空気流路２１' を経由して第一燃焼筒６ａ内に流入する。
旋回器フランジ部３０ｂの内側は第一燃焼筒本体１４とノズル収納外筒端部３１の間隙部に相当するように位置決めされているので、溝３２' の内側端部が空気ノズル２２' となる。
【００３１】
この第三の実施形態において、管状空気流路２１' は第一フランジ部１３に沿っているので、空気ノズル２２' から吹き出す空気は燃焼筒に対して常に垂直な位置を保っている。そのため、空気導入孔１９' から供給する空気量を多くしても旋回方向の速度成分が増すだけで保炎性は損なわれない。そのため、空気を多量に供給することが可能になる。
流路形成部材３０は、プレス、削り出し等により製造することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のバーナにおいては、供給空気量を増加させたとき軸方向の速度成分を増加させずに旋回方向の速度成分を増加させることができ、保炎性を損なわずに供給空気量を増加させることができるので、スス及びＣＯの発生を抑制することができる。
また、燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、局所的な高温領域が形成されにくく、ＮＯx の発生も抑制される。
さらに、燃焼筒内の空気・ガスの攪拌作用が大きいため、炎の短炎化が促進され燃焼筒前方の熱交換器に至るまでの燃焼室を小型化できる。
従って、本発明のバーナでは、スス、ＣＯ、ＮＯx の発生を抑制しながら燃焼室を小型化でき、しかも燃焼範囲の広い燃焼量可変バーナを提供することができる。
【００３３】
特に請求項１記載のバーナでは、最も激しく燃料と空気とを混合すべき部位に空気ノズルを設置したので、燃料と空気との攪拌効果が良好であり、上記した発明の効果がより高度に達成される。加えて空気流の方向性がより高められ、燃焼筒内に強力な旋回気流を発生させることができる効果がある。
【００３４】
請求項２に記載のバーナは、バーナの内部を有効に活用することができ、全体形状の小型化に寄与する効果がある。さらに本発明のバーナでは、本発明の特徴的構成たる空気ノズルを主体とする旋回器の他に、他の旋回器をフランジ部に備えるので、燃焼筒内により強力な旋回気流を発生させることができ、さらに高度に燃料と空気を混合することができる。
【００３５】
請求項３に記載のバーナでは、空気ノズルに特定の方向性を持たせて配置したことにより、燃焼筒内の空気が効率的に旋回する。
【００３６】
また請求項４に記載のバーナは、燃焼量可変式ガンタイプバーナに本発明を適用したものであり、極めて簡単な部材を付加することにより、燃料の攪拌効率を大幅に向上させることができる。
【００３７】
また請求項５に記載のバーナは、燃焼筒内により強力な旋回気流が発生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態であるバーナの要部を斜め下から見た一部破断斜視図であり、空気の流入状態を示す。
【図２】上記バーナの全体を示す一部破断立面図である。
【図３】上記バーナの要部の斜視図である。
【図４】上記バーナの部分立断面図である。
【図５】上記バーナの図４のＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】上記実施形態の変形例であるバーナの要部の一部破断斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態であるバーナの要部の一部破断斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施形態であるバーナの全体を示す一部破断立面図である。
【図９】上記バーナの要部の斜視図である。
【図１０】上記バーナの部分立断面図である。
【図１１】上記バーナに使用される流路形成部材を示す斜視図である。
【図１２】従来のバーナの全体を示す一部破断立面図である。
【図１３】上記従来のバーナの部分立断面図である。
【図１４】上記従来のバーナの要部の一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１    送風機
２    空気ケース
３    ノズル収納筒
６    燃焼筒
７    燃料噴射ノズル
１０，１１，１２ａ，１２ｂ  空気孔
１３  第一フランジ部
１４  第一燃焼筒本体
１５  第一気流旋回器
１６  旋回羽根
１８  流路形成部材
２０  小開孔
２１，２１'   管状空気流路
２２，２２'   空気ノズル
２３  第二フランジ部
２４  第二燃焼筒本体
２５  第二気流旋回器
２６  旋回羽根
２７  吹出し口
３０  流路形成部材
３２，３２'   溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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