JPS643944Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は液体燃料気化式バーナー、即ち石油等
の液体燃料をガス化して燃焼させる形式のバーナ
ーに関する。

従来、この液体燃料気化式バーナーとして、第
３図に示す特開昭58−200911号公報のものが知ら
れている。

第３図のものについて説明すると、保炎板１８
がバーナーコーン４内部に設けられており、燃料
噴霧ノズル２から噴霧された燃料の噴流が上記保
炎板１８に衝突して、燃料噴霧ノズル２周囲を囲
む空気吹出口６から吹出される空気とコーン４内
において混合し、燃焼するようになつている。

また、保炎板１８は、衝突効果を上げるため
に、その形状は平板状の多孔板となつている。

従つて、上記従来のものは、炎がコーン４内部
の保炎板１８上に形成され、燃焼域がコーン４内
部に限定され狭くなるため、燃焼音が大きく、又
保炎板への衝突による流れの乱れのため、コーン
４内の圧力が上がり燃焼ガスの吸引を阻害するた
め噴霧された燃料が循環高温ガスにより完全に気
化する前に着火するため、赤火が多く、青炎化率
が低い。これを避けるために保炎板１８の孔を大
きくすることが考えられるが、例えば中央部に大
きな孔を開けるとこの孔から直接洩れる燃料が増
え空気との混合比が悪化するため着火遅れや、火
足が伸び、又青炎先端の赤火が多くなる。

本考案は上記欠点を解消し、燃焼音を小さく
し、完全な青炎燃焼を達成することを目的とする
ものであり、そのために本考案が解決しようとす
る技術的課題は、気化した燃料と、燃焼用空気が
コーン内部において混合しないようになし、炎を
コーン外部に形成することである。

而して、上記技術的課題を達成するために本考
案が講ずる技術的手段は、燃焼室内に臨んで設け
られる燃料噴霧ノズルと、燃料噴霧ノズルから噴
出される噴霧燃料が内周面にぶつかるようにノズ
ルの燃料噴霧域を囲んでこれと同軸に配設され、
後部には燃焼ガス吸引部を有するバーナーコーン
と、バーナーコーンの前端開口部に設けた整流板
と、ノズル周辺にノズルを囲んでこれと同軸に設
けられたストレートな円筒状の吹出口部を有する
空気吹出口とを備え、上記バーナーコーンは吸水
性を有する多孔質セラミツク製で、前半部を燃料
噴霧ノズルの噴霧角度よりやや狭い角度をもつて
前方へ拡開せしめると共に後半部を円筒状に形成
し、上記整流板は底面を開口した中空な円錐状又
は半球状に形成してその周面部には頂部及び中間
部を適宜幅残して周端部近くと、頂部近くの頂部
を取り囲む部分とに適宜数の小孔を夫々整流板の
軸心に対して平行に開穿してなり、凸面側をバー
ナーコーン側に向けて上記周端部近くの小孔がバ
ーナーコーンの出口端付近に位置し、かつ整流板
がバーナーコーン出口端との間に適宜間隔を有す
る状態にバーナーコーン出口部に挿入状に配設す
ることにより、バーナーコーンを気化器として作
用させると共に整流板にコーン内部の流れの整流
作用、コーン出口部と整流板とにより形成する絞
り部の混合作用、整流板上の小孔の保炎作用をさ
せるものである。

以下、本考案の一実施例を図に基づいて説明す
る。

図中Ａは、バーナーで、円筒状の燃焼室１の周
壁部に設けた熱交換器フランジパイプ９部分に燃
焼室１内に臨んで設けられる。

バーナーＡは燃料噴霧ノズル２と、燃料噴霧ノ
ズル２の燃料噴霧域を囲んで設けられるバーナー
コーン４と、バーナーコーン４の出口部に設けら
れる整流板５と、燃料噴霧ノズル２を囲んで設け
られる空気吹出口６を備えている。

空気吹出口６は熱交換器フランジパイプ９から
燃焼室１内方に臨ませて設け、後部をフランジパ
イプ９後端に開設した開口１０を介して送風機１
１の風道１２に連絡すると共に先端部には燃焼室
１の軸方向に対して直交方向に開口するストレー
トな円筒状の吹出口部６ａを形成する。

また、この空気吹出口６は送油管１３を軸心部
に貫設する。

送油管１３は燃焼室１外部において給油源１４
に連絡すると共に中途部には電磁ポンプ１５を備
えている。

燃料噴霧ノズル２は従来周知の構造形態を有
し、噴霧角度が例えば略60゜になるように形成さ
れており、上記送油管１３先端に連結して後述す
るバーナーコーン４の中心部に臨ませる。

上記燃料噴霧ノズル２に近接する位置には１対
のイグナイター１６を空気吹出口６からの空気の
流れを阻害しない位置に配設する。

バーナーコーン４は吸水性を有する多孔質セラ
ミツクにより後半部をストレートなあるいはわず
かにテーパーのある円筒状に、前半部を燃料噴霧
ノズル２の噴霧角度よりやや狭い角度をもつて前
方に拡開する円錐状に形成し、燃料噴霧ノズル２
から噴出される噴霧燃料が前記拡開部４ａ内周面
にぶつかるように燃料噴霧ノズル２及び空気の吹
出口６を囲んで、これらと同軸に燃焼室１側壁の
熱交換器フランジパイプ９に取りつける。

尚、図示してはいないが、バーナーコーン４に
はクラツク発生時の保持及び輸送時の衝撃防止の
ために外周にセラミツクフアイバーを包着するな
ど、何らかの保護手段を施すことが望ましい。

また、バーナーコーン４は、ほぼストレートな
円筒状部分４ｂに燃焼ガス吸引部３をその開口面
積が適切な燃焼ガス量の吸引を達成するために必
要な所要な面積となるように上記円筒状部分４ｂ
の周方向に沿つて適宜開穿すると共に前端開口部
即ち出口部に整流板５を設ける。

上記燃焼ガス吸引部３は、図示実施例がバーナ
ーコーン４の円筒部４ｂを長く形成してその後端
をフランジパイプ９後端に直接固定する構造であ
るために、バーナーコーン４の円筒部４ｂ周面に
開設したが、バーナーコーン４はステー等適当な
保持部材を用いて保持するようになしバーナーコ
ーン４の円筒状４ｂを短かくして、その後端を空
気吹出口６近くで開口させ、この開口部を燃焼ガ
ス吸引部３としてもよい。

整流板５は吸水性を有する多孔質セラミツクで
バーナーコーン４と一体成形して図示のような形
状に形成する。

即ち、整流板５は底面を開口した中空な円錐状
又は半球状に形成されて、その凸面をバーナーコ
ーン４内方に向けて、バーナーコーン４出口部に
挿入状に、かつバーナーコーン４と同軸に設けら
れ、周面の適宜箇所が、バーナーコーン４と連結
片１７を介して連絡される。

上記、整流板５は前方への開き角度をバーナー
コーン４の拡開部４ａの開き角度より若干大きく
形成すると共にその前端部をバーナーコーン４の
出口端とほぼ一致させるか若干突出させ、バーナ
ーコーン４の出口端と整流板５とにより、バーナ
ーコーン４出口部に燃焼ガスの吸引を阻害せずか
つ気化した燃料と空気の混合を促進させるのに有
効な適当な間隔を有する絞り部８を形成する。

また整流板５には小孔７を適宜数閉穿する。

尚、この整流板５は上述のようにバーナーコー
ン４と一体に成形する必要は必ずしもなく、バー
ナーコーン４とは別体に成形して適当な取付部材
によりバーナーコーン４若しくはフランジパイプ
９に取付固定するようにしてもよい。更に整流板
５はステンレス等の耐熱性に優れた金属製とする
ことも可能である。

小孔７は、整流板５の頂部、即ち中央部を円形
に残すと共に中間部を適宜幅の帯状に残して、上
記中央に残した円形部分と中間部に残した帯状部
分に挾まれた部分と、帯上部分の外側を囲む周端
部分に夫々適宜数開設する。

従つて整流板５の周端部分に開設された小孔７
はバーナーコーン４の出口端付近に位置する。

また、小孔７は、いずれもバーナーコーン４の
軸心線に対して平行に開穿する。

而して、斯るバーナーＡは、送風フアン１１か
ら供給される空気を空気吹出口６から燃料噴霧ノ
ズル２に沿つて吹出す。この空気の吹出しによ
り、周囲が負圧となり、整流板５による気流の整
流と相俟つて燃焼室１の空気を燃焼ガス吸引部３
からバーナーコーン４内に吸込む。この結果空気
吹出口６よりバーナーコーン４と整流板５との間
の絞り部８を通り、燃焼ガス吸引部３からバーナ
ーコーン４内部に至る循環流が生ずる。

次にイグナイター１６から火花を飛ばす。この
ような状態で燃料噴霧ノズル２から灯油等の液体
燃料が噴霧されると、噴霧された燃料と空気の混
合気が形成される。と同時にこの混合気にイグナ
イター１６の火花が着火し、バーナーコーン４中
央部に黄炎が形成される。

着火後前記循環作用により熱い燃焼ガスを燃焼
ガス吸引部３からバーナーコーン４内に吸い込
み、噴霧燃料を瞬時にガス化する。

このようにガス化した燃料と空気はバーナーコ
ーン４と、バーナーコーン４出口部中央に設けら
れた整流板５との間の絞り部８の混合作用により
混合が促進される。一方バーナーコーン４内部の
黄炎は燃焼ガス吸引部３から燃焼ガスを吸込むと
同時に、バーナーコーン４出口部に移動しここで
前記混合気が着火して完全燃焼する。従つて燃焼
は青炎燃焼となる。

このような燃焼位置の移動は酸素濃度の低い燃
焼ガスを吸込むことにより、バーナーコーン４内
部の壁面近傍において酸素不足となりこの部分に
おいて炎の付着が維持できなくなり、バーナーコ
ーン４出口の燃料ガスと空気との混合域に炎が移
動することによつて達成される。

この結果密閉された空間における火炎形成では
なく、開放端における火炎形成となる為燃焼音が
静かとなる。

燃焼位置の移動達成の為には、バーナーコーン
４内部において吸込まれた酸素濃度の低い燃焼ガ
スによりガス化された燃料ガスと燃焼用空気との
混合の抑制が必要であるが、整流板５がコーン４
出口部に凸面側をバーナーコーン側に向けて設置
され、しかも、その形状が流れを阻害しない円錐
状又は半球状に形成されているため、コーン４内
部に乱れが生ぜず、コーン４壁面近傍を流れる燃
料ガスと中央部を流れる燃焼用空気のコーン４内
部における混合を抑制することができる。

また燃料ガスと燃焼用空気との混合抑制は空気
吹出口６のストレートな吹出口部の長さと径とバ
ーナーコーン４のストレート部４ｂの径及び燃焼
ガス吸引部３の面積とに密接に関係している。

即ち、空気吹出口６の吹出口部６ａの径は小さ
すぎると、空気の吹出速度が速くなり過ぎ、整流
板５に衝突して後方に向かつて背圧をかけ、燃焼
ガスの吸込みが悪くなり、逆に大きすぎると空気
の流速が遅くなり燃焼ガスの吸込みがまた悪くな
る。

また、吹出口部６ａの長さが短かすぎると吹出
す空気が軸線方向に流れず燃焼ガスと衝突してこ
れと混合するばかりでなく、イグナイター１６の
火花を燃料噴霧域に流すことができなくなり着火
不良を起す。

従つて、空気吹出口６の吹出口部６ａの径と長
さの関係は径に対して長さが約1/2程度以上とす
るのが望ましい。

また吹出口部６ａの径とバーナーコーン４の円
筒部４ｂの径が接近する、例えばコーン４の円筒
部４ｂの径が小さくなると、吸引される燃焼ガス
によりガス化した燃料ガスと空気がコーン４の前
半部で混合してしまい、コーン４内部で炎が立つ
てしまう。

従つて、バーナーコーン４の円筒部４ｂの径は
空気吹出口６の吹出口部６ａの径に対して1.3倍
以上とする必要がある。

即ち、これにより空気は中心部分、燃料ガスは
その外側を流れ、整流板５とコーン４出口の絞り
部８において初めて両者が混合し、コーン４出口
において炎が形成される。

一方、燃焼ガスによりガス化されない燃料の未
燃粒子はバーナーコーン４の拡開部４ａ内周面に
ぶつかるが、これは吸水性のある多孔質セラミツ
クで形成されているため、燃料はセラミツク内に
一旦吸入保持された後、燃焼により加熱されたバ
ーナーコーン４の熱によりすぐに蒸発ガス化して
コーン出口部において着火する。

この時、酸素濃度の低い吸込み燃焼ガスがバー
ナーコーンの内壁近傍を流れる為、バーナーコー
ン内部において炎の付着が維持できず、コーン出
口部において着火することになるが、上述の如く
バーナーコーン内壁のセラミツク面で、燃料が蒸
発しガス化する為、バーナーコーン内壁近傍は、
燃料ガスの富んだ酸素濃度の低い組成となり、ま
すますこの部分での炎の付着を妨げることにな
る。

整流板５が吸水性あるセラミツクで作られてい
る場合、バーナーコーン４と同様の効果により、
整流板にぶつかつた未燃粒子をガス化する為ます
ます燃焼はよくなる。

また、上記整流板５の凹部は空気の負圧帯とな
るため、この部分で高温燃焼ガスが滞留し、この
高温ガスがコーン４と整流板５との間の絞り部８
を流れる燃料ガスと空気の混合物への着火源とな
る。

この結果整流板５端部全周に青炎が立つことに
なる。

そして整流板５の中央部周辺の小孔７は整流板
５内側に滞留する高温燃焼ガスの整流を行い、こ
のガスの乱れによる燃焼騒音を低減する。

また整流板５周端部付近の小孔７は、整流板５
内部の滞留ガスの整流作用を行うと共に整流板端
部周辺の安定した着火を持続するための着火源と
なる。

このようなバーナーコーン内部から整流板の内
側に抜ける流れを維持し、かつ整流板内部の整流
作用を行う為には、整流板の中央孔周辺と、周端
部に明けられた小孔は、整流板の軸心に平行でな
ければならない。

又、整流板上に小孔がない場合は、前述の整流
板内部の整流作用がない為、燃焼騒音が大きくな
るばかりでなく、周端部に着火源がない為に着火
遅れによる燃焼の不安定さや、コーン内部から整
流板内側に抜ける流れがない為、コーン出口部と
整流板との間の絞り部における混合ガスの流速が
増し、この為、吹き消えや、リフト燃焼の危険性
が発生することになる。

又、整流板中央部に孔がある場合、この孔から
直接洩れる燃料が多く、空気との混合が悪化する
為、着火遅れや、火足が伸び、又、先端の赤火が
多くなり、ススの発生や、不完全燃焼の発生の危
険性が増す。

更に、整流板全体に小孔がある場合、中央部に
孔がある場合の現象の他、バーナーコーン内部の
圧力と、整流板内部の圧力のバランスが狂い小孔
から青炎が立たなくなるばかりか、整流板内部の
燃焼ガスが小孔を通りバーナーコーン内部に逆流
し、バーナーコーン内に炎が立つことになる。こ
の結果、燃焼騒音が大きくなる。

本考案は上記の構成であるから以下の利点を有
する。

(1) バーナーコーン及び場合によつてはその前端
開口部に設けた整流板をも吸水性のある多孔質
セラミツクで形成することにより未燃の液体を
一時セラミツク内部に吸入した後蒸気として放
出するようになし燃焼ガスをバーナーコーン内
に吸引し、その熱によりノズルより噴霧される
燃料を瞬時にガス化するようになすとともに、
しかもこのようにガス化された燃料と空気の混
合を整流板によりバーナーコーンの出口部にお
いて促進させるので、バーナーコーン出口での
完全燃焼をすることができ、その結果燃焼は赤
火のない青炎燃焼となり、煤の発生及び一酸化
炭素の発生を押えることができると共に空気過
剰率を下げることができ燃焼効率が向上する。

また火炎の長さが短いので燃焼室を小さくす
ることができる。

(2) 整流板を、底面を開口した円錐状又は半球状
に形成し、その凸面をバーナーコーン内方へ向
けて、バーナーコーン出口に設けたので、整流
板の凹部で高温燃焼ガスが滞留し、これが燃料
ガスへの着火源となり、バーナーコーンの開放
端に向かつて着火するためバーナーコーン出口
にて安定な火炎を形成することができると共に
火炎形成がバーナーコーンの開放端にてなされ
るので燃焼音が小さく静かである。

しかも、整流板の周端部に小孔を設けたの
で、上記着火は安定しており、安定した炎を維
持することができる。

(3) 整流板の流れを阻害しない円錐状又は半球状
の形状により、コーン内部の流れを整流し、コ
ーン内部において燃料と空気の混合作用のため
炎が形成されるのを防止すると共に整流によつ
て循環ガスの吸込みの維持をし、噴霧燃料の気
化に必要な熱の供給を円滑かつ効果的に行うこ
とができる。

(4) 整流板には、頂部及び中間部を適宜幅残して
周端部近くと、頂部近くの頂部を取り囲む部分
とに適宜数の小孔を、整流板の軸心に対して平
行に形成したので、整流板凹部に滞留する高温
の燃焼ガスを乱れないように整流することがで
き、乱れによる燃焼騒音を低減することができ
る。

(5) バーナーコーンを吸水性のあるセラミツク製
となしたので、コーン自体の温度が上がつて燃
料の沸点より相当高い温度になつても、コーン
にぶつかつた未燃の燃料が粒状になり、タール
等を生成することがない。

従つて、バーナーコーンへのタールの付着に
より燃料のガス化が妨げられることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す液体燃料気化
式バーナーの断面図、第２図は正面図で一部切欠
して示す、第３図は従来の液体燃料気化式バーナ
ーの一例を示す断面図である。 １……燃焼室、２……燃料噴霧ノズル、３……
燃焼ガス吸引部、４……バーナーコーン、５……
整流板、６……空気吹出口、６ａ……吹出口部、
７……小孔、８……絞り部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室内に臨んで設けられる燃料噴霧ノズル
   と、燃料噴霧ノズルから噴出される噴霧燃料が内
   周面にぶつかるようにノズルの燃料噴霧域を囲ん
   でこれと同軸に配設され、後部には燃焼ガス吸引
   部を有するバーナーコーンと、バーナーコーンの
   前端開口部に設けた整流板と、ノズル周辺にノズ
   ルを囲んでこれと同軸に設けられたストレートな
   円筒状の吹出口部を有する空気吹出口とを備え、
   上記バーナーコーンは吸水性を有する多孔質セラ
   ミツク製で、前半部を燃料噴霧ノズルの噴霧角度
   よりやや狭い角度をもつて前方へ拡開せしめると
   共に後半部を、円筒部に形成し、上記整流板は底
   面を開口した中空な円錐状又は半球状に形成して
   その周面部には頂部及び中間部を適宜幅残して周
   端部近くと、頂部近くの頂部を取り囲む部分とに
   適宜数の小孔を夫々整流板の軸心に対して平行に
   開穿してなり、凸面側をバーナーコーン側に向け
   て上記周端部近くの小孔がバーナーコーンの出口
   端付近に位置し、かつ整流板がバーナーコーン出
   口端との間に適宜間隔の絞り部を形成する状態に
   バーナーコーン出口部に挿入状に配設してなる液
   体燃料気化式バーナー。