JPS587125B2 - 密閉燃焼方式用バ−ナプレ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は密閉燃焼方式のバーナに用いるバーナプレー
トに関する。

セラミック等の耐火物盤体に多数の炎化を穿設してなる
バーナプレートは、開放燃焼方式すなわちシュバンク式
のバーナに石いては周知のものであるが、これを密閉燃
焼方式のバーナプレートとして使用した場合には次のよ
うな問題点がある。

すなわち、シュバンク式バーナのバーナプレートにおい
ては、プレート表面から炎穴内に数ミリ入った部分で燃
焼がバランスし、この燃焼によりプレート全体が赤熱し
て多量の輻射熱を放出し、その放出輻射熱を利用するも
のである。

これに対し、密閉燃焼方式のバーナは、燃焼および空気
を強制的に供給してそれを燃焼室において燃焼させるも
の、つまり高負荷燃焼させるものであり、そしてその燃
焼炎自体の熱を利用するものである。

したがって、このような密閉燃焼方式のバーナにンユバ
ンク式バーナにおけるバーナプレートと同様のものを使
用すると、プレートの赤熱を必要としないにも拘らずそ
れが赤熱して熱損失が生じ、また高負荷燃焼が困難で、
これを解決するためには相当大きな面積を必要としバー
ナ全体が極めて大型となってしまう。

因みに、従来一般に用いられる輻射形のシュバンクバー
ナプレートを例に上げれば、６７ｍｍ×４６ｍｍｘ１１
ｍｍ（厚Ｔ）の犬きさて直径１間の炎Ｌが約１０００個
（都市ガス用約９５０個、ＬＰガス用約１３００個）設
けられており、これを適当枚数組合せて使用するもので
あるが、このプレート１枚当りの基準インプットＫｃａ
ｌ は、約３６０Ｋｃａｌ／Ｈｒ程度が限度であった。

したがってこれを高カロリーバーナに適用させるとする
ならば、例えば、６０００Ｋｃａｌ／Ｈｒでは上記プレ
ートの約１６枚相当の面積が必要となり、器具のコンパ
クト化に当り支障をきたすことになる。

また、これを無視して高負荷燃焼を実現したとしでも、
プレートに穿設された炎孔の全面積が相当大きくなるた
め、燃焼室の圧力が上昇した場合、すなわち例えば逆風
が生じた場合などにフラッシュバック（逆火）を各易に
起してしまう。

また、インプット側の変動すなわち燃焼量が増大した場
合或いは空気量が減少した場合、プレートの表面温度が
上昇してその影響が裏面に波及するためその裏面との温
度差が少なくなって遂にはフラッシュバックを起す。

特に気化式燃焼器のバーナでは、ガス燃焼用のバーナと
異なりほぼ同質の液体燃料を使用するので、火炎の燃焼
速度がほぼ同一条件であるという点で有利であるが、気
化ガス量の変動（インプットの変動）や混合ガス圧力の
変動（燃焼用送風機の送風量の変動）が大きく、燃焼空
気比の変動となってバーナの燃焼は、リフティング（飛
火）したり、イエローチップ（赤火、スス燃焼）になり
やすい。

すなわち上述の変動には許容限界巾があり、これが広い
ものほど安定したバーナを実現できるが、これには従来
のバーナプレートにおけを炎化配列では困難であった。

このように従来のバーナプレートをそのまま普閉燃焼方
式のバーナに適用したのでは、高負荷燃親が困難、燃焼
に熱損失がある、逆火が発生し易いなどの不都合が伴う
。

この発明はこれを解決できるバーナプレートを提供する
ことを目的とするものである。

以下、この発明について図面を参照して説明する。

第１図はこの発明に係るバーナプレートの一使用例を示
し、符号１がバーナプレートでこのプレート１には後述
する多数の炎孔が穿設されて０る。

２はデイストリビュー夕で、この内部に送油パイプ３を
介して液体燃料が順次供給され、それがデイストリビュ
ータ２の回転遠心力によりその周囲に噴霧され、その噴
霧された燃量が気化器４の熱で気化し気化ガスとなる。

また、これと同時にファン５の回転により燃焼用の空気
が気化器４内に強制的に送風される。

そして上記気化ガスが妊この空気と混合するとともにバ
ーナプレート１の各炎Ｌから噴出し、点火装置６により
点火され燃焼するものである。

この燃焼は密閉式の燃焼室７内において継続され、その
排ガスがダクトを介して順次排出される。

なお、８はデイストリビュータ３およびファン５を駆動
するモータ、９は気化器４を加熱するヒータである。

上記バーナプレートは熱伝導率の小さい耐火物、例えば
セラミックにより第２図に示すように円盤状こ形成され
、その板面こは表面から裏面に貫通する径の異なる二種
の炎Ｌ１すなわち第３図に示すように径を犬とする大炎
孔１０ａ・・・・・・、および径を小とする小炎化１０
ｂ・・・・・・がそれぞれ均等に多数穿設されている。

なお、実施例においては、液体燃料を用いた気化式燃焼
器に対し発熱量６０００Ｋｃａｌ／Ｈｒに好適するバー
ナとして直径が１００ｍｍのバーナプレートに犬炎しを
３．３７個、小炎孔を１０３０個穿設してある。

また、この実施例では二種の炎化であるが、二種以上で
あってもよい。

しかして、大炎化１０ａと小炎孔１０ｂとのＬ径および
その配置関係等は以下に示す〔表１〕のごとく設定して
ある。

なお、空隙率 ここで、大炎比のみを多数穿設したバーナプレートと、
小炎化のみを多数穿設したバーナプレートとを比較する
と〔表２〕に示す結果が得られた。

この〔表２〕から分るように、大炎化および小炎孔には
それぞれその特性に長短があるが、これらを大炎化およ
び小炎孔を同時に備えもつ本発明バーナプレートにおい
ては次のような利点がある。

すなわち、大炎化により、燃焼ガスの一次空気供給を充
分にして高負荷燃焼を可能とし、さらに燃料インプット
の増大や、空気供給量の減少に対する補正的意味をもつ
ほか、明確なブンゼン炎を形成するので青炎となり輻射
を抑えてプレート温度上昇を防止する。

したがってクラツタなどの心配や、表裏面の温度差が少
なくなって生じる逆火の心配がない。

一方、小炎孔を穿設することにより、燃料過剰燃焼とな
らしめ、燃焼装置において非常に重要な着火性を良好（
ミス点火をなくす）にし、かつ、燃料インプットの減少
や、空気供給量の増大に移行しても、すなわち空気過剰
気味になっていても、（火炎化ではすでにリフトし始め
ていても）この小炎化により炎をある程度プレート面に
保持する効果を生じることになる。

このことは気化式燃焼器における炎の安定性に有効で、
例えばフレームセンサーなど炎電流を検知する安全装置
を併用する場合、小炎Ｌの役割はとくに重要である。

（リフトの場合の炎は炎電流が小となるが、小炎孔によ
り炎電流が安定する。

）次に〔表１〕における設定値の根拠について述べる。

（ａ）犬炎Ｌの径Ｄは３．５ｍｍが限界である。

すなわち、これ以上では〔表２〕（ニ）、（ホ）により
逆火し易く、また音を発生し易い。

（ｂ）Ｄ／ｄ，つまり炎孔径比であるが、これを２倍以
上になると、差が著しくなり大炎化と小炎Ｌの各々の欠
点が顕著に現われる。

すなわち大炎化によりリフト傾向となり、小炎孔により
燃料過剰となって炎が短かく赤熱し易くなる。

（ｃ）プレートの厚さは２０ｍｍ程度が製造上の限界で
ある。

すなわち、セラミック等の焼成製造時において、上記以
外の肉厚となると内部にまで温度が上らず、均質なプレ
ートができない。

（ｄ）ギャップｇは、０．５ｍｇ以Ｆでは製造上困難で
ある。

すなわち、炎化をつくるためのピンが近接し、型かつ抜
くとき破損する恐れがある。

また、３ｍｍ以上では同一燃焼量に対してプレート全体
の面積を広く必要とし不利であり、さらに空気供給が少
ないので炎化周囲が赤熱してしまう。

（ｅ）空隙率は、プレート前後の圧力差を適度に保持さ
せる要素となるが、〔表２〕（ホ）とも関連して０．４
以下ではプレート全体の面積が大きくなり、また０．８
以上では圧力差が少なくなって着火時等の逆圧に弱いも
のとなる。

（ｆ）Ｌ面積比は大炎孔、小炎化を各々伺個ずつ分配す
るか、設計上苦心するものであるが、最終的には実験で
決めるべきものである。

しかしながら、気化ガスをある粘性係数μをもった流体
の流れとみた場合、径がｈなる炎仕を通過する流量Ｑは
、 ここで、Ｐ１−Ｐ２：プレートの前後の圧力差ｔ：プレ
ートの厚さ なる関係がある。

したがって、大炎化の小炎化に対する流量比は単なる面
積比でなく Ｄ４ＸｎＤ／ｄ４Ｘｎｄ ここで、ｎＤは大炎化の個数、ｎｄは小炎孔の個数を現
わす。

となり、インプットガス量の分配率に相当し、上述の（
ハ）Ｄ／ｄを決定するときと同様、パーナの燃焼特性を
過剰空気側にするか、過剰燃料側にするかを併せて考慮
し決めるとよい。

本実施例では約０．９に設定したが０．５〜１．５位の
範囲なら犬小炎孔の特質が生かされる範囲である。

この発明は以上説明のように、プレート板面に、孔径が
１．０〜３、５ｍｍの範囲内である二種以上の異径の炎
孔を均整に多数穿設したことを特徴とし、これにより炎
孔負荷（単一炎孔面積に対するインプット燃焼量）を従
来の開放燃焼方式におけるシュバンク式バーナのプレー
トの場合０．３〜０．４Ｋｃａｌ／ｍｉ２であるのに対
し、１．５〜３．ＯＫｃａｌ／ｍｍ２にアツフ陰せるこ
とができ、そして燃焼を良好（ＣＯ％減）にし、プレー
トの温度を適度に保ち、しかも着火性を良好にしかつ逆
火を防止できるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はバーナプレ
ートの使用状態を示す断面図、第２図はバーナプレート
の平面図、第３図は炎仕の配置状態を示す平面図である
。 １・・・・・・バーナプレート、１０ａ・・・・・・犬
炎化、１０ｂ・・・・・・小炎孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プレート板面に、孔径が１．０〜３．５ｍｍの範囲
   内である二種以上の異径の炎化を、交互に均整に多数穿
   設してなる密閉燃焼方式用バーナプレート，