(57)【要約】【課題】燃焼面での燃焼状態を均一化し、燃焼の安定性を向上することのできる表面燃焼バーナを提供する。【解決手段】円筒形の燃焼筒４の内側から周方向へ予混合ガスを噴射して燃焼筒表面で燃焼を行う表面燃焼バーナであって、燃焼筒の予混合ガス入口側となる根元側は側面を鋼板で形成することで非燃焼部１０とし、先端側は先端面と側面を耐熱金属繊維製編物等の透過材で形成することで表面燃焼部５としておき、燃焼筒の根元側としている非燃焼部を通して予混合ガスを供給し、燃焼筒の先側としている表面燃焼部の外側表面で燃焼を行うようにしている表面燃焼バーナにおいて、燃焼筒４の非燃焼部１０の内部には、先端面と側面を金属製多孔板で形成し、入口面には予混合ガス流入用の開口部を持った円筒形であって、燃焼筒とは同心であり、径は燃焼筒より小さくした内筒材７を設置しており、前記の内筒材７は燃焼筒４の表面燃焼部５には掛からない長さとしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の燃焼筒の内側に予混合ガスを導入し、燃焼筒内から周方向へ予混合ガスを噴射して燃焼筒表面で燃焼を行う表面燃焼バーナであって、燃焼筒の予混合ガス入口側となる根元側は側面を鋼板で形成することで非燃焼部とし、先端側は先端面と側面を耐熱金属繊維製編物等の透過材で形成することで表面燃焼部としておき、燃焼筒の根元側としている非燃焼部を通して予混合ガスを供給し、燃焼筒の先側としている表面燃焼部の外側表面で燃焼を行うようにしている表面燃焼バーナにおいて、
燃焼筒の非燃焼部の内部には、先端面と側面を金属製多孔板で形成し、入口面には予混合ガス流入用の開口部を持った円筒形であって、燃焼筒とは同心であり、径は燃焼筒より小さくした内筒材を設置しており、前記の内筒材は燃焼筒の表面燃焼部には掛からない長さとしていることを特徴とする表面燃焼バーナ。
【請求項２】
請求項１に記載の表面燃焼バーナにおいて、燃焼筒の径はバーナダクトの径より大きなものとし、内筒材の径は予混合ガスを燃焼筒へ送るバーナダクトの径以上で燃焼筒の径よりは小さくしていることを特徴とする表面燃焼バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼用空気と燃料ガスを混合した予混合ガスを耐熱金属繊維製編物等の透過材で形成した燃焼筒を持つバーナヘッドから噴射し、燃焼筒の外側表面で燃焼を行う表面燃焼バーナに関するものであり、より詳しくは燃焼面における火炎の燃焼状態を均一化することのできる表面燃焼バーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許６２３８５２３号公報に記載があるように、耐熱金属繊維材などの透過材を使用した燃焼筒を持つバーナヘッドに、燃焼用空気と燃料ガスを予め混合した予混合ガスを供給し、燃焼筒の透過材を通して燃焼筒外側表面に予混合ガスを噴射することで燃焼筒の表面で燃焼を行う表面燃焼バーナが知られている。
【０００３】
このような表面燃焼バーナの場合、火炎を広い面で燃焼するために火炎は短いものとすることができ、燃焼室を小さくすることができるために装置を小型化することができるというメリットがある。しかしデメリットとしては、火炎が広く分散するものであるために燃焼が不安定になりやすく、高空気比側での燃焼を行うと振動燃焼が発生しやすいという問題があった。また、円筒形に形成した燃焼筒の側面と先端面から予混合ガスを噴射して燃焼を行う表面燃焼バーナでは、予混合ガスは進行方向の正面となる先端面に多く流れ、進行方向に対して垂直となる側面よりも先端面での火炎が大きくなることがある。局所的に火炎が大きく形成されることになると、単位面積当たりの燃焼負荷が高くなっている部分では、火炎がバーナから離れて火炎が安定しなくなることがあった。燃焼筒の内側に予混合ガスの進行方向への流れの一部を阻害するじゃま板を設置することで、燃焼筒先端面の燃焼負荷を低減することができるが、今度は燃焼筒からじゃま板までの距離の長短によって側面での燃焼状態が不均一になることがあった。そのため、燃焼面での燃焼を均一化し、燃焼の安定性を向上させることが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許６２３８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱金属繊維製編物等の透過材で形成した円筒形の燃焼筒を持ち、燃焼筒の外側表面に予混合ガスを噴射して燃焼を行う表面燃焼バーナにおいて、燃焼面での燃焼状態を均一化し、燃焼の安定性を向上することのできる表面燃焼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】
請求項１に記載の発明は、円筒形の燃焼筒の内側に予混合ガスを導入し、燃焼筒内から周方向へ予混合ガスを噴射して燃焼筒表面で燃焼を行う表面燃焼バーナであって、燃焼筒の予混合ガス入口側となる根元側は側面を鋼板で形成することで非燃焼部とし、先端側は先端面と側面を耐熱金属繊維製編物等の透過材で形成することで表面燃焼部としておき、燃焼筒の根元側としている非燃焼部を通して予混合ガスを供給し、燃焼筒の先側としている表面燃焼部の外側表面で燃焼を行うようにしている表面燃焼バーナにおいて、
燃焼筒の非燃焼部の内部には、先端面と側面を金属製多孔板で形成し、入口面には予混合ガス流入用の開口部を持った円筒形であって、燃焼筒とは同心であり、径は燃焼筒より小さくした内筒材を設置しており、前記の内筒材は燃焼筒の表面燃焼部には掛からない長さとしていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記の表面燃焼バーナにおいて、燃焼筒の径は予混合ガスを燃焼筒へ送るバーナダクトの径より大きなものとし、内筒材の径はバーナダクトの径以上で燃焼筒の径よりは小さくしていることを特徴とする。
【０００８】
燃焼筒の非燃焼部に内筒材を設置しておくと、バーナヘッドの燃焼筒へ送られてきた予混合ガスは内筒材の先端面に衝突することで燃焼筒の先端方向に向かう力が弱まる。内筒材の先端面と側面は多孔板としているため、予混合ガスは分散して流れ、予混合ガスの流れによる圧力は分散する。燃焼筒の表面燃焼部に入る前に圧力を分散させておくことで、燃焼筒の表面燃焼部に入った予混合ガスは燃焼筒の透過部材全体から均一に噴射することになり、より均一な燃焼を行うことができる。内筒材は燃焼筒の表面燃焼部の内側には入っていないため、内筒材と燃焼筒側面の燃焼面との間に広狭が発生して表面燃焼部で燃焼状態が不均一になるということにもならない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することで、火炎の燃焼状態を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を実施している表面燃焼バーナでの透過材層の一部を切り取った一部断面斜視図
【図２】本発明を実施している表面燃焼バーナ全体のフロー図
【図３】比較のための本発明を実施していない表面燃焼バーナでの透過材層の一部を切り取った一部断面斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している表面燃焼バーナでの透過材層の一部を切り取った一部断面斜視図、図２は本発明を実施している表面燃焼バーナ全体のフロー図である。
【００１２】
本発明の表面燃焼バーナは、燃料ガス供給配管８を通して供給してきた燃料ガスと、送風機９から送ってきた燃焼用空気をバーナダクト１内で混合し、バーナヘッド２から予混合ガスを噴射して燃焼を行う。燃料ガスと燃焼用空気の混合は、燃焼用空気を通すバーナダクト１内に燃料ガスを噴射することで行うようにしている。送風機９から送られてきた燃焼用空気を流すバーナダクト１には、途中にバーナダクト内の流路面積を縮小した後に拡大するベンチュリミキサ３を設置している。ベンチュリミキサ３は、バーナダクト１と同心であって、燃焼用空気供給方向に先絞りとなる円錐台形部材、狭めた径の円筒形部材、燃焼用空気供給方向に先広がりとなる円錐台形部材からなる。先絞りとなる円錐台形部材の先側に、燃料ガスを燃焼用空気内に送る燃料ガス噴射口を設置しており、燃料ガス噴射口へ燃料ガスを送る燃料ガス供給配管８をベンチュリミキサ３中間の円筒管とバーナダクト１の間にできる環状の空間に接続しておく。
【００１３】
バーナダクト１では、ベンチュリミキサ３で流路面積を一旦縮小した後に拡大しているため、バーナダクト内を流れてきた燃焼用空気は、ベンチュリミキサ３の部分で流速が上がり、圧力は低くなる。圧力低下部に燃料ガス噴射口を設けておくと、圧力低下によって燃料ガス噴射口から燃料ガスを吸引する作用が発生する。
【００１４】
燃料ガス供給配管８の途中には、燃料ガスの供給量を調節する燃料弁６を設置する。燃料弁６を通して供給する燃料ガス量と送風機によって供給する燃焼用空気量の比率が所定の値となるように燃料ガス供給量と燃焼用空気供給量を調節する。
【００１５】
燃焼用空気と燃料ガスが混ざり合った予混合ガスは、バーナダクト１の先にあるバーナヘッド２へ送っており、バーナヘッド２の部分で燃焼する。バーナヘッド２には円筒形の燃焼筒４を設置している。燃焼筒４はバーナダクト１と同心であって、径はバーナダクト１より大きくした円筒形状であり、根元側と先端側で異なる作用を持つ。燃焼筒４の先端側は表面燃焼部５であり、側面と先端面を透過材である耐熱金属繊維製編物によって形成する。耐熱金属繊維製編物で壁面を構成することにより、燃焼筒４内へ供給した予混合ガスは燃焼筒４の壁面を透過して内から周囲へ噴射させることができる。バーナの燃焼を行う場合、燃焼筒４先側の耐熱金属繊維製編物によって形成した部分で燃焼することになり、燃焼筒４の表面で燃焼する。
【００１６】
燃焼筒４の根元側は鋼板によって構成しており、燃焼筒４の根元側では予混合ガスが周方向へ噴射されることはなく、燃焼は行われないため非燃焼部１０となる。非燃焼部１０での燃焼筒４の内部には、先端面と側面を金属製多孔板で形成し、入口面には予混合ガス流入用の開口部を持った円筒形であって、燃焼筒４とは同心であり、径は燃焼筒４より小さくした内筒材７を設置している。内筒材７は燃焼筒４の表面燃焼部５には出ておらず、表面燃焼部５には掛からない長さとしている。内筒材７の径はバーナダクト１の径と同じとしており、内筒材７の根元側はバーナダクト１と繋がるようにしておく。  
【００１７】
バーナの燃焼を行う場合、送風機９を作動することでバーナダクト１へ燃焼焼用空気を送り、燃料ガス供給配管８を通して燃料ガスをバーナダクト１へ送る。燃焼用空気と燃料ガスはベンチュリミキサ３で混合される。ベンチュリミキサ３では、圧力低下による燃料ガスの吸引や流路拡大による乱流の発生によって燃焼用空気と燃料ガスは良好に混合される。また燃料ガスの供給圧力が低い場合には燃料ガスが送られにくくなるが、ベンチュリミキサ３を設置しておくとベンチュリミキサ３部分で圧力低下が発生し、燃料ガスを吸引する作用が発生するため、燃料ガスを滞りなく送ることができる。
【００１８】
予混合ガスはバーナダクト１を通して燃焼を行うバーナヘッド２へ送られる。バーナダクト１の先に設置している燃焼筒４は、バーナダクト１の径よりも大きくしており、燃焼筒４内に設置している内筒材７はバーナダクト１と同じ径としている。バーナダクト１と内筒材７を接続しておくと、送られてきた予混合ガスは内筒材７内に入る。燃焼筒４の径はバーナダクト１の径より大きいため、内筒材７に入った予混合ガスは内筒材７側面の穴を通して外側へ広がりながら流れ、内筒材７先端まで直進した予混合ガスは内筒材７先端の面に衝突する。内筒材７は多穴板で形成しているため、内筒材７先端に衝突した予混合ガスも穴を通して内筒材７の外側へ出ていく。内筒材７の内側から外側へ出ていく予混合ガスは分散した流れとなり、特定方向への圧力の集中はなくなる。
【００１９】
内筒材７を設置していない場合、図３に記載しているように予混合ガスは燃焼筒４の先端方向に流れる成分が強くなり、燃焼筒４の先側に大きな火炎が形成され、燃焼筒４側面に発生する火炎とは燃焼負荷が異なることになっていた。しかし内筒材７を設置すると、燃焼筒４内での予混合ガスの流れ方向が分散して圧力の集中がなくなり、燃焼筒４全体での燃焼負荷をより均一にすることができる。燃焼状態が均一化すると燃焼が安定し、振動燃焼の発生を低減することができるようになる。
【００２０】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  バーナダクト  
２  バーナヘッド
３  ベンチュリミキサ
４  燃焼筒
５  表面燃焼部
６  燃料弁
７  内筒材
８  燃料ガス配管
９  送風機
１０  非燃焼部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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