JPS605846B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室内環境向上あるいは健康衛生の面から排気ガ
スを室内に放出せず、しかも燃焼に必要な空気を室外か
らファンを用いて取り入れる形式の燃焼器、即ちＦＦ（
強制給排気）形燃焼器を用いた燃焼装置に関し、特に温
風機、乾燥機、ボイラ等に使用されるものである。

ＦＦ形燃焼器の燃料として使用されるものには、石油、
灯油などをガス化した液体燃料やＬＰＧ（ブタンまたは
プロパン）などの拡散の悪い燃料、天然ガスなどのよう
に燃焼速度の遅い燃料、都市ガスなどのように燃焼速度
の速い燃料などがある。

拡散の悪い燃料では赤火現象が生じやすく、燃焼速度の
遅い燃料では燃焼火炎が浮き上り（リフト）現象を生じ
やすく、また、燃焼速度の速い燃料ではフラッシュパッ
ク現象を生じやすいというそれぞれ違った特性を持つ。
そのため、従来の燃焼装置においては、使用される燃料
に適応した構造に製造されており、前述したような多種
類の燃料を一つの燃焼装置で全て完全に燃焼させること
はできなかった。したがって、各取扱い燃料（特に液体
燃料と気体燃料）により燃焼装置の形状が異なり、よっ
て生産者側にとっては生産ラインが多くなり、使用者側
にとっては使用燃料が変ると燃焼装置の少なくとも一部
を別のものと交換しなければならず費用がかさむという
欠点があつた。本発明は以上述べた従来装置の欠点を改
良するため、一つの燃焼装置で拡散の悪い燃料、燃焼速
度の遅い燃料、燃焼速度の速い燃料など全ての燃料を完
全に燃焼させることができるような燃焼装置を得ること
を目的とするもので、燃焼器フレ−ムと、混合室および
炎口面を具えるバーナと、燃焼器フレーム内に設けられ
た絞り部と、この絞り部と燃焼器フレームとにより形成
された燃焼室とを具え、バーナの炎口面を絞り部の開口
に対向するように燃焼室内に臨ませ、燃焼室内には炎口
面の炎口から混合ガスを噴出すると共に二次空気を炎口
面の両側から供給し、かつ炎口面から絞り部までの寸法
を任意に調節できる手段を具えたものである。

以下、本発明の燃焼装置の一実施例を第１図〜第３図に
より説明する。

この実施例は燃焼器フレームを熱交換器と兼用するよう
に構成したもので、図において１は燃焼器フレーム（熱
交換器）、２は燃焼器フレーム１内に組込まれたバーナ
、３はバーナ２内に設けられ燃焼ガスと一次空気を混合
する混合室、４は混合室３内に設けられた混合ガス整流
板、５は平面部５ａおよびその中央部に炎口５ｂを有す
るバーナ２の炎口面、６は混合室３内の混合ガスを炎口
面５に供給するための通路６ａを有するボート部で、こ
れら炎口面５およびボート部６はライン状に形成され、
またボート部６の通路６ａには炎口面５より少し下方に
波板７が設けられている。

８は燃焼器フレーム１内に設けられその中央部に関口８
ａを有する絞り部、９はこの絞り部８と燃焼器フレーム
１とにより形成された燃焼室で、この燃焼室９内にはバ
ーナ２の炎口面５を絞り部８の閉口８ａに対向するよう
に臨ませ、炎口面５の炎口５ｂから燃焼室９内に混合ガ
スを噴出するようにしている。

１０はファンなどを用いて室外から二次空気を導入する
二次空気室、１１はバーナ２下部付近の燃焼器フレーム
１の両内側に複数段に形成された凹部、１２はこの凹部
１１に燃焼器フレーム１の側面からスライドして挿入さ
れバーナ２を上下方向に支持する支持板で、この支持板
１２には多数の孔１２ａが穿設されており、二次空気室
１０内の二次空気を整流して燃焼室９に送る。

また「支持板１２の凹部１１への挿入位置を変えれば炎
口面５から絞り部８までの寸法を任意に調節することが
できる。１３はボート部６の両側に設けられた整流板で
、この整流板１３はボート部６を燃焼器フレーム１に対
して支持すると共に支持板１２により整流された二次空
気をさらに整流して、炎口面５の両側から燃焼室９内に
供孫舎する働きをする。１４はバーナ２を横方向に支持
するバーナ支持部材、１５は燃焼器フレーム１内の絞り
部８上部に形成された燃焼ガス集合室、１６は燃焼ガス
集合室１５の上部に設けられた内側フィン、１７は燃焼
器フレーム１の外側に設けられた外側フィンで外部空気
と熱交換するものである。

なお、図に示す矢印は混合ガスまたは二次空気あるいは
燃焼ガスの流れる方向を示すものである。以上説明した
一実施例の燃焼部における各部の最適寸法を第３図によ
り説明する。

図において、ａは炎口面５の炎口５ｂの幅、ｂは絞り部
８の関口８ａの幅、ｔは絞り部８の厚さ、ｈ‘ま炎口面
５から絞り部８までの寸法である。ｉ）拡散の悪い燃料
（ガス化した液体燃料など）の場合■ａミｂＳａ＋３肌
ａ＞ｂだと絞り部８は邪魔板と同じ作用をし、この絞り
部８に熱が奪われることにより不完全燃焼となり、ＣＯ
が発生しやすくなる。

また、ｂがａよりも格段に大きくなると絞り部８がない
のと同じことになり、混合ガスに対して二次空気が有効
に働かず赤火が発生する。なお、二次空気を有効に働か
すため、ａの寸法は４〜５肌以下とするのが望ましい。

■ ３物ＳｔＳ２物収 ｔ＜３肋だと絞り部８としての作用が十分になされず、
そのため二次空気との混合が不十分になり、赤火が発生
しやすくなる。

また、ｔが火炎の長さに対して格段に大きいとき火炎か
ら絞り部８に熱が奪われ不完全燃焼となる。

■ ５側ＳｈＳＩ仇岬 ｈ＜５豚だと炎口面５において二次空気がみだれるため
、安定した火炎を形成することができない。

また、ｈ＞１仇吻だと拡散の悪い燃料では二次空気との
混合が十分になされない。上記範囲にｈを保つことによ
り混合ガスと二次空気とを強制的に混合させることがで
きると共に安定した火炎を形成することができる。ｉｉ
）その他の燃料（都市ガス、天然ガスなど）の場合■
ａミｂミａ十３柳ａ〉ｂだとｉ）の場合と同じようにＣ
Ｏが発生しやすくなる。

また、ｂがａよりも格段に大きいと浪合ガスに対して二
次空気が有効に働かない。即ち、炎口面５の平面部５ａ
上に二次空気のリサーキュレーション（再循環）流れを
十分に形成することが不可能となるため、火炎の保持作
用が低くなると共に混合ガスと二次空気との混合も不十
分になる。■ ３側ミｔＳ１５肋 ｔ＜３肋だと絞り部８としての作用が不十分であるため
、二次空気によるリサーキュレーション流れを十分に形
成できない。

．また、拡散の良い燃料ではその火炎が比較的短いため
、ｔ＞１５物では絞り部８に熱が奪われて不完全燃焼と
なり、ＣＯが発生する。■ １倣ＳｈＳ２物 拡散のよい燃料では一次空気の量が少なくても二次空気
により補うことができるので、二次空気の供給量が多く
なる。

そのため、ｈ＜１仇肋だと二次空気がみだれて安定した
火炎を形成することができない。また、ｈ＞２仇奴だと
絞り部８の作用が小さくなり、二次空気のリサ−キュレ
ーション流れを十分に形成することができない。以上、
ｉ），ｉｉ）で説明したことから、燃焼部における各部
の最適寸法は次に示すとおりである。

■ ｂ；ａ十（０〜３物）■ ３側ミｔミ１５物 ■ 拡散の悪い燃料の場合、６側ミｈＳＩ仇舷その他の
燃料の場合、１仇岬Ｓｈミ２仇吻このように、本発明の
燃焼装置では取扱う燃料により炎口面５から絞り部８ま
での寸法ｈを任意に調節してやれば「一つの燃焼装置で
全ての燃料を完全に燃焼させることができる。

なお、Ｌ久上示した燃焼部における各部の最適寸法は実
験により確められたものである。次に、以上説明した本
発明装置の一実施例の作用について説明する。

まず、全体的な作用を説明する。

一次空気と燃料ガスは気化器（図示せず）などにおいて
混合されて混合ガスとなり、混合室３に送られる。混合
室３において、混合ガスはさらに混合されると共に暖め
られ、混合ガス整流板４により均一に整流されてボート
部６の通路６ａを経て炎口面５の炎口５ｂから燃焼室９
に噴出される。一方、二次空気はまず二次空気室１０に
送られ、支持板１２の孔１２ａを通って均一に整流され
、燃焼器フレーム１とバーナ２間を通り、整流板１３で
さらに整流されると共にボート部６に沿った流れとなり
、炎口面５の両側から混合ガスを挟み込むようにして燃
焼室９内に流入し、混合ガスと混合する。この混合ガス
に着火ヒータ（図示せず）などにより着火させ、炎口面
上に火炎を形成する。ボート部６の通路６ａに設けられ
た波板７は混合ガスを分割して二次空気との接触面積を
大きくし、その混合を促進する働きをする。次に、取扱
い燃料ごとにその作用を説明する。

ｉ）ガス化液体燃料などの拡散の悪い燃料を取扱う場合
には、燃焼器フレーム１の両内側に複数段に形成された
凹部１１のうち上段の凹部１１に支持板１２を挿入する
ことにより、炎口面５から絞り部８までの寸法ｈが、５
肌ミｈＳＩ物舷の範囲になるように調節する。このよう
にすることにより、炎口面５の炎口５ｂから噴出される
混合ガスと二次空気とは強制的に混合されるので、拡散
の悪い燃料でも二次空気との混合が十分になされ、した
がってガス化した液体燃料などのように拡散の悪い燃料
を取扱う場合でも完全燃焼させることができ、しかも一
次空気の量も少なくできる。ｌｉ）ｉ）で説明した以外
の燃料、即ち都市ガス、天然ガスなどのように拡散の良
い燃料を取扱う場合には、第１図に示したように、複数
段に形成された凹部１１のうち下段の凹部１１に支持板
１２を挿入し、炎口面５から絞り部８までの寸法ｈが、
１仇吻ＳｈＳ２仇舷の範囲になるように調節する。

このようにすることにより、炎口面５の平面部５ａ上に
二次空気のリサーキュレーション流れを十分に形成する
ことができるので「炎口面５上に形成される火炎の保持
作用が高くなると共に混合ガスと二次空気との混合も促
進される。火炎の保持作用が高くなると天然ガスなどの
ように燃焼速度の遅い燃料に対してリフトを防止するこ
とができ、また二次空気との混合が促進されることによ
り混合ガスの一次空気量を少なくすることができるので
、炎口５ｂの幅ａを小さくとることができ、このことは
都市ガスなどのように燃焼速度の遠い燃料に対してフラ
ッシュバックを防止する効果がある。以上説明したよう
に本発明の燃焼装置は、絞り部と燃焼器フレームとによ
り燃焼室を形成し、この燃焼室にバーナの炎口面を臨ま
せ、炎口面から絞り部までの寸法を任意に調節できるよ
うに構成したことにより、拡散の悪い燃料に対しては混
合ガスと二次空気とを強制的に混合するようにし、その
他の燃料に対しては二次空気によるリサーキュレーショ
ン流れを十分に形成して混合ガスと二次空気との混合を
促進するようにしているので、ガス化した液体燃料のよ
うに拡散の悪い燃料も完全燃焼させることができ、燃焼
速度の遅い燃料に対してリフトを防止し、燃焼速度の速
い燃料に対してフラッシュバックを防止することができ
、したがって一つの燃焼装置で全ての燃料を完全にしか
も安定して燃焼させることができる。

このことにより、生産者側にとっては、拡散の悪い燃料
を取扱う燃焼器の生産ライン「その他の燃料を取扱う燃
焼器の生産ラインというように二通りの生産ラインを準
備する必要がなく、それらを共用することができるので
、生産ラインを減らすことができる。また、使用者側に
とっては、使用燃料が変わっても燃焼装置の一部または
全部を交換する必要がなく「費用がかからないという効
果がある。さらに、本発明装置においては一次空気の量
を少なくできるので、一次空気を送給するファンの容量
を小さくでき、燃焼装置の小形化が計れる効果もある。
なお、前述した一実施例においては、バーナにボート部
を形成し、このボート部を両側から整流板により支持し
、性能向上を計るようにしているが、これらは必らずし
も必要なものではない。また、バーナを燃焼器フレーム
に組込むことにより、燃焼装置全体を一体構造にすると
共にコンパクト化するようにしているが、バーナと燃焼
器フレームとを分離して構成することも可能である。さ
らに「燃焼器フレームと熱交換器とを必らずしもたがい
に兼用する構造とすることもなく、燃焼器フレームと熱
交換器とを別々に構成し、熱交換器を燃焼器フレームに
取付けるようにしてもよい。さらにまた「炎口面から絞
り部までの寸法を調節する手段は、複数段に形成された
凹部と「 この凹部に挿入されるバーナの支持板とによ
り構成しているが、必らずしもこの手段に限定されるも
のではなく、例えばボート部が伸縮できる構造としても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼装置の一実施例を示す縦断面図、
第２図は第１図に示す燃焼装置の燃焼部を拡大して示す
斜視断面図、第３図は第１図および第２図に示す燃焼装
置の燃焼部における各部の最適寸法を説明するために示
した燃焼部の縦断面図である。 １・・・・・・燃焼器フレーム（熱交換器）、２・・・
・・・バーナ、３・・・・・・混合室、５・・・・・・
炎口面、５ｂ・・・・・・炎口、６・・・・・・ボート
部、６ａ・…・・通路、８・・・・・・絞り部、８ａ…
…開□「 ９……燃焼室、１１…・・・凹部、１２……
支持板、１２ａ…・・・孔、１３・・…・整流板、ｈ・
・・・・・炎口面から絞り部までの寸法。 界′図溝Ｚ図 群３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼器フレームと、混合室および炎口面を具えるバ
   ーナと、燃焼器フレーム内に設けられた絞り部と、この
   絞り部と燃焼器フレームとにより形成された燃焼室とを
   具え、バーナの炎口面を絞り部の開口に臨むように燃焼
   室内に臨ませ、燃焼室内には炎口面の炎口から混合ガス
   を噴出すると共に二次空気を炎口面の両側から供給し、
   かつ炎口面から絞り部までの寸法を任意に調節できる手
   段を具えていることを特徴とする燃焼装置。 ２ バーナに、混合室内の混合ガスを炎口面に供給する
   ための通路を有するポート部を形成し、このポート部の
   両側にこのポート部を支持すると共に二次空気を整流す
   る整流板を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の燃焼装置。 ３ 燃焼器フレームを熱交換器を兼用するように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の燃焼装置。 ４ バーナを燃焼器フレーム内に組込んで成る特許請求
   の範囲第１項〜第３項のうちいずれか１つの記載の燃焼
   装置。 ５ 炎口面から絞り部までの寸法を任意に調節できる手
   段を、バーナ下部付近の燃焼器フレーム両内側に凹部を
   複数段に形成し、この凹部に、多数の孔を穿設した支持
   板を挿入してバーナを支持し、この支持板の凹部への挿
   入位置を任意に変えるようにして構成していることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の燃焼装置。 ６ 炎口面における炎口の幅をａ、絞り部の開口の幅を
   ｂ、絞り部の厚さをｔとしたとき、ｂ＝ａ＋（０〜３ｍ
   ｍ） ３ｍｍ≦ｔ≦１５ｍｍ となるようにａ，ｂ，ｔを構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第５項のうちいずれか１つの記載
   の燃焼装置。 ７ 炎口面から絞り部までの寸法をｈとしたとき、取扱
   い燃料が、 拡散の悪い燃料の場合、５ｍｍ≦ｈ≦１０
   ｍｍ その他の燃料の場合、１０ｍｍ≦ｈ≦２０ｍｍと
   なるようにｈを調整するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第６項のうちいずれか１つの記載
   の燃焼装置。