【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的を達成するための本発明に係る管状火炎バーナは、
端部が噴出口として開口され、前記噴出口に通じる燃焼室を内部に形成する円柱筒状の
燃焼筒部と、
燃料と空気又は燃料と空気との混合気である供給ガスを、前記燃焼室にて軸心周りの旋回流が発生する状態で、前記燃焼室に供給する旋回供給手段とを備え、
前記燃焼室で燃料を旋回燃焼させ、当該旋回燃焼により生成された燃焼ガスを前記噴出口から噴出させる管状火炎バーナであって、
その第1特徴構成は、
前記噴出口に接続され、前記噴出口から前記燃焼ガスの噴出方向に沿って漸次拡径する拡径室を内部に形成する円錐筒状の拡径筒部を備え
、
前記旋回供給手段が、
前記燃焼筒部を外囲する円筒状で、前記燃焼筒部との間に形成された前室に前記供給ガスを供給する供給口が穿設された外筒部と、
前記燃焼筒部の周方向に分散配置され、前記燃焼筒部の軸心方向に沿った長尺状で、前記燃焼筒部の内周壁面の接線方向に穿設された複数の流入スリットとを有して構成されている点にある。
【0008】
上記管状火炎バーナの第1特徴構成によれば、燃焼筒部の噴出口に円錐筒状の拡径筒部が接続されることで、燃焼室及び噴出口の直径が比較的小さく設定され、一方、拡径筒部の大径側の端部の直径が比較的大きく設定されることになるので、当該拡径筒部の内部に形成される拡径室では、小径側の噴出口から大径側の端部に向けて、管状火炎を含む燃焼ガスが噴出されることになる。
燃焼量の増加のために、燃焼室に対する燃料と空気又は混合気である供給ガスの供給量を増加させる場合、拡径部材の内周壁面に沿って漸次拡径する管状火炎が安定して形成されることになる。
一方、燃焼量又は空気比の減少のために、燃焼室に対する供給ガスの供給量を減少させる場合、燃焼室の直径を比較的小さくすることで、少なくとも燃焼筒部の内周壁面に沿った管状火炎が安定して形成されることになる。即ち、燃焼室への供給ガスの供給量を減少させる場合でも、燃焼室の直径を比較的小さく設定することによって、表面積が比較的狭い円柱筒状の管状火炎を安定して形成することができる。よって、燃焼安定性を良好なものに維持しながら、燃焼量又は空気比の大幅な縮小が可能となる。
従って、本発明により、煩雑な構造及び制御を採用することなく、燃焼安定性を良好なものに維持しながら、燃焼量や空気比の可変範囲を拡大し、更なる低騒音及び低NOxを実現することができる管状火炎バーナを実現することができる。
また、上記管状火炎バーナの第1特徴構成によれば、燃焼筒部の内部に形成された燃焼室に対して、燃焼筒部の周方向に分散配置された複数の流入スリットの夫々から、燃焼室の外周壁の接線方向に向けて、供給ガスが供給されることになるので、燃焼室に安定した旋回流を発生させて、安定した管状火炎を形成することができる。
【0009】
本発明に係る管状火炎バーナの第2特徴構成は、上記管状火炎バーナの第1特徴構成に加えて、
前記燃焼筒部の両端部の夫々が前記噴出口として開口されている点にある。
【0010】
上記管状火炎バーナの第2特徴構成によれば、燃焼筒部の両端部の夫々が燃焼ガスを噴出する噴出口として開口される所謂両端開放型に構成されているので、燃焼筒部の内部に形成される燃焼室に発生する供給ガスの旋回流は、中央部分において軸心方向の流れが無い状態となる。そのため、その中央部分に形成される火炎は極めて安定したものとなり、それが一種の火種の役割を果たすことになるので、管状火炎が一層安定して形成されることになり、燃焼量が空気比の可変範囲を一層拡大することができる。
尚、このような両端開放型の管状火炎バーナは、両端から燃焼ガスが噴出されるために実用的には適用範囲が限定されるが、空気が通過する通風路に、燃焼ガスを噴出させるバーナを配置するように構成されたファンヒータ等の燃焼装置に対して、好適に適用することができる。
【0013】
本発明に係る管状火炎バーナの第
3特徴構成は、上記管状火炎バーナの
第1又は第2特徴構成に加えて、
前記外筒部に形成された供給口が、前記燃焼筒部に形成された前記流入スリットに対して、前記燃焼筒部の軸心に沿って異なる位置に配置されている点にある。
【0014】
上記管状火炎バーナの第
3特徴構成によれば、外筒部の内周壁面と燃焼筒部の外周壁面との間に形成された前室においては、外側に設けられた外筒部の供給口から径内方向に供給される供給ガスが、内側に設けられた燃焼筒部の流入スリットに直接吹き付けられなくなり、一旦、流入スリットが設けられていない燃焼筒部の外周壁面に衝突することで良好に拡散することになる。よって、燃焼筒部の内部に形成された燃焼室においては、燃焼筒部の周方向に分散配置された複数の流入スリットから、均等に供給ガスが流入するので、一層安定した旋回流を発生させることができる。
【0015】
本発明に係る管状火炎バーナの第
4特徴構成は、上記管状火炎バーナの第1乃至第
3特徴構成の何れかに加えて、
前記拡径筒部の内周壁面の少なくとも大径側が、耐熱性材料で形成されている点にある。
【0016】
通常、安定して形成される管状火炎は、その外周にある周壁面との間に未燃の供給ガスが旋回することで、火炎自身が壁面に接触することが抑制されている。
しかし、管状火炎の下流では未燃の供給ガスがなくなり、燃焼ガスが周壁面に接するため、本発明の管状火炎バーナでは、熱損傷等を招くことがある。
そこで、上記管状火炎バーナの第5特徴構成によれば、このように火炎自身が接触する可能性がある拡径筒部の内周壁面の少なくとも大径側が耐熱性材料で形成されているので、このような熱損傷等を防止することができる。
尚、燃焼筒部の内周壁面や拡径筒部の内周壁面の小径側については、管状火炎が離間して形成されることから、耐熱性材料で形成する必要がなく、安価なステンレスなどの金属で形成することができる。
【0017】
上記目的を達成するための本発明に係る燃焼装置は、
空気が通過する通風路に、燃焼ガスを噴出させるバーナを配置した燃焼装置であって、
その特徴構成は、
前記バーナとして、上記第1乃至第
4特徴構成の何れかを有する管状火炎バーナを備えた点にある。
即ち、上記燃焼装置の特徴構成によれば、これまで説明してきた管状火炎バーナの第1乃至第
4特徴構成と同様の作用効果を発揮して、煩雑な構造及び制御を採用することなく、燃焼安定性を良好なものに維持しながら、燃焼量や空気比の可変範囲を拡大し、更なる低騒音及び低NOxを実現することができるファンヒータ等の燃焼装置を実現することができる。
【0018】
また、本発明に係る燃焼装置の更なる特徴構成は、
前記通風路において、前記空気の通流方向に対して前記燃焼筒部の軸心を横断させる姿勢で、前記管状火炎バーナを配置した点にある。
即ち、上記燃焼装置の更なる特徴構成によれば、通風路における空気の通流方向に対して、管状火炎バーナの燃焼筒部の軸心を横断させる姿勢で、通風路に管状火炎バーナが配置されているので、拡径筒部がその内部に形成される管状火炎に対する風避けになって、通風路の空気の流れによって管状火炎が乱れることを抑制することができる。