JP2013145099A

JP2013145099A - Luminous flame burner and combustion method therefor

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Publication number: JP2013145099A
Application number: JP2012006450A
Authority: JP
Inventors: Akishi Kegasa; 明志毛笠; Yosuke Shiragami; 洋輔白神
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: JP5939804B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminous flame burner which is configured at low cost and compactly, and can stably form swirling flame for ornamental use while combustion noise is suppressed.SOLUTION: A fuel gas supply means 3 for supplying a fuel gas F, and an oxygen-containing gas A for burning the fuel gas F into a tubular combustion space 2 with one end side in the axial direction blocked to form swirling luminous flame 4 at other end side in the axial direction of the combustion space 2, and supplying the fuel gas F is provided on a bottom surface 2a closing the one end side, a plurality of oxygen-containing gas supply means 5 for supplying the oxygen-containing gas A is provided in a combustion tube 1 forming the combustion space 2, and the oxygen-containing gas supply means 5 is constituted by a gas jetting means 5a for jetting the oxygen-containing gas A along an inner circumferential surface of the combustion tube 1 from a slit-shaped opening 1a provided along the axial direction, and a burner rim 2b is provided at the other end side.

Description

本発明は、軸方向の一端側が閉塞された筒状の燃焼空間内に、燃料ガスと、前記燃料ガスを燃焼させるための酸素含有ガスとを供給して、前記燃焼空間の軸方向の他端側に旋回輝炎を形成する輝炎バーナ及びその燃焼方法に関する。 The present invention supplies a fuel gas and an oxygen-containing gas for burning the fuel gas into a cylindrical combustion space whose one end side in the axial direction is closed, and the other end in the axial direction of the combustion space. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bright flame burner that forms a swirl bright flame on the side and a combustion method thereof.

従来、観賞用の火炎として、一般的な加熱用のバーナを使用して、そのバーナに供給する燃料と空気との混合状態を変化させて層流火炎や乱流火炎を形成して、それらの火炎を観賞用として利用することがある。 Conventionally, as an ornamental flame, a general heating burner is used, and the mixed state of the fuel and air supplied to the burner is changed to form a laminar flame or a turbulent flame. A flame may be used for ornamental purposes.

また、特許文献１において、発明者らは、観賞用の火炎を形成するバーナとして、旋回輝炎が形成される輝炎バーナを提案している。この輝炎バーナでは、円筒内面の接線方向に向けて空気と燃料ガスとの混合気を噴出させる周方向噴出部、または空気及び燃料ガスを各別に噴出させる周方向噴出部が設けられている。これら周方向噴出部から噴出された混合気、または、空気及び燃料ガスは、その燃焼空間内において旋回燃焼して、管状火炎を形成する。 Further, in Patent Document 1, the inventors have proposed a luminous flame burner in which a swirling luminous flame is formed as a burner that forms an ornamental flame. This luminous flame burner is provided with a circumferential jet part for jetting a mixture of air and fuel gas toward a tangential direction of the inner surface of the cylinder, or a circumferential jet part for jetting air and fuel gas separately. The air-fuel mixture or air and fuel gas ejected from these circumferential ejection portions swirl and burn in the combustion space to form a tubular flame.

そして、その管状火炎が形成される燃焼空間の軸方向における一端側の壁面中心部に、軸方向に燃料ガスを噴射させる軸方向燃料噴射部を備え、その軸方向燃料噴射部から管状火炎中に燃料が噴射される。この軸方向燃料噴射部から噴射された燃料は管状火炎中において熱分解されて煤を発生し、その煤が火炎中で加熱されて固体輻射を出すことで輝炎を形成する。結果、この輝炎と上述の管状火炎による旋回燃焼ガスとにより、燃焼空間の他端側において旋回状態の管状輝炎を形成することができる。 An axial fuel injection portion for injecting fuel gas in the axial direction is provided at the center of the wall surface on one end side in the axial direction of the combustion space where the tubular flame is formed, and the axial fuel injection portion into the tubular flame. Fuel is injected. The fuel injected from the axial fuel injection portion is thermally decomposed in the tubular flame to generate soot, and the soot is heated in the flame to emit solid radiation to form a bright flame. As a result, a swirling tubular luminous flame can be formed on the other end side of the combustion space by the luminous flame and the swirling combustion gas produced by the tubular flame.

特開２００９−２２２２９１号公報JP 2009-222291 A

しかしながら、一般的な加熱用バーナでは、略円錐状の平凡な形状の火炎しか形成できず、旋回輝炎のように躍動感のある観賞用の火炎を形成することができないとう問題がある。 However, a general heating burner has a problem that it can form only an ordinary cone-shaped flame, and cannot form a lively ornamental flame like a swirling bright flame.

また、特許文献１に開示の輝炎バーナにおいては、周方向噴出部および軸方向燃料噴射部の２箇所に燃料ガスの供給部を設ける必要があるため、輝炎バーナが大型化するとともに、それに伴ってのコストが高くなる。 In addition, in the luminous flame burner disclosed in Patent Document 1, since it is necessary to provide fuel gas supply units at two locations, the circumferential ejection portion and the axial fuel injection portion, the luminous flame burner becomes larger, The accompanying cost increases.

さらに、特許文献１に開示の輝炎バーナでは、旋回輝炎を形成するために燃焼空間内に形成される管状火炎から、燃焼騒音が発生することを発明者らは見出した。従って、通常室内に設置される観賞用の火炎を発生させる輝炎バーナとしては、その燃焼騒音対策が必要となる。 Furthermore, in the luminous flame burner disclosed in Patent Document 1, the inventors have found that combustion noise is generated from a tubular flame formed in the combustion space in order to form a swirling luminous flame. Therefore, as a bright flame burner that generates an ornamental flame that is usually installed indoors, it is necessary to take measures against the combustion noise.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトかつ低コストに構成されるとともに、観賞用の旋回輝炎を燃焼騒音が抑制された状態で安定に形成することができる輝炎バーナを提供することにある。さらに、発生騒音が抑制された旋回輝炎を発生できる輝炎バーナの使用方法を得ることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to form the ornamental swirling flame stably in a state in which combustion noise is suppressed while being configured in a compact and low-cost manner. It is to provide a luminous flame burner that can. Another object of the present invention is to provide a method of using a luminous flame burner that can generate a swirling luminous flame with reduced noise.

上記目的を達成するための本発明に係る輝炎バーナは、
軸方向の一端側が閉塞された筒状の燃焼空間内に、燃料ガスと、前記燃料ガスを燃焼させるための酸素含有ガスとを供給して、前記燃焼空間の軸方向の他端側において旋回輝炎を形成する輝炎バーナであって、その特徴構成は、
前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段を、前記一端側を閉塞する底面に設けるとともに、前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を、前記燃焼空間を形成する燃焼筒に設け、
当該酸素含有ガス供給手段は、前記軸方向に沿って設けられ、前記燃焼筒の内周面に沿って前記酸素含有ガスを噴出するスリット状開口を備えて構成された点にある。 In order to achieve the above object, the luminous flame burner according to the present invention comprises:
A fuel gas and an oxygen-containing gas for burning the fuel gas are supplied into a cylindrical combustion space whose one end side in the axial direction is closed, and a whirling brightness is generated on the other end side in the axial direction of the combustion space. It is a bright flame burner that forms a flame, and its characteristic configuration is
The fuel gas supply means for supplying the fuel gas is provided on the bottom surface that closes the one end side, and the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas is provided in a combustion cylinder that forms the combustion space,
The oxygen-containing gas supply means is provided with a slit-like opening that is provided along the axial direction and ejects the oxygen-containing gas along the inner peripheral surface of the combustion cylinder.

本特徴構成によれば、酸素含有ガス供給手段が、燃焼空間を形成する燃焼筒に設けられるので、酸素含有ガスを燃焼空間に供給することができ、軸方向に沿って設けたスリット状開口から燃焼筒の内周面に沿って酸素含有ガスを噴出するので、筒状の燃焼空間内において、その酸素含有ガスが燃焼筒の内周面に沿って旋回する旋回ガス流が得られる。ここで、酸素含有ガス供給手段より供給されるガスは酸素含有ガスのみであり、燃料ガスは含まれない。
一方、燃焼空間の一端側を閉塞する底面に設けられた燃料ガス供給手段から、旋回ガス流内に燃料ガスを供給することで、円筒状の旋回流となっている酸素含有ガスと中心側を他端に向かって流れる燃料ガスとが混合して混合気が形成される。結果、この混合気の燃焼が中心側で良好に発生する。この構造では、中心側で燃料ガスの熱分解が発生し、形成される煤を他端側に導いて燃焼させることとなるため、良好に輝炎を形成できる。
即ち、この構成の輝炎バーナは、燃焼空間の軸方向に沿って燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段を設ける必要がないため、コンパクトな構成とでき、低コストとすることができる。 According to this characteristic configuration, the oxygen-containing gas supply means is provided in the combustion cylinder that forms the combustion space, so that the oxygen-containing gas can be supplied to the combustion space, from the slit-shaped opening provided along the axial direction. Since the oxygen-containing gas is ejected along the inner peripheral surface of the combustion cylinder, a swirling gas flow in which the oxygen-containing gas swirls along the inner peripheral surface of the combustion cylinder is obtained in the cylindrical combustion space. Here, the gas supplied from the oxygen-containing gas supply means is only oxygen-containing gas, and does not include fuel gas.
On the other hand, by supplying the fuel gas into the swirl gas flow from the fuel gas supply means provided on the bottom surface that closes one end side of the combustion space, the oxygen-containing gas in the cylindrical swirl flow and the center side are The fuel gas flowing toward the other end is mixed to form an air-fuel mixture. As a result, the combustion of the air-fuel mixture occurs favorably on the center side. In this structure, thermal decomposition of the fuel gas occurs on the center side, and the soot formed is guided to the other end side and burned, so that a bright flame can be formed satisfactorily.
In other words, the bright flame burner having this configuration does not need to be provided with fuel gas supply means for supplying fuel gas along the axial direction of the combustion space, so that it can have a compact configuration and can be reduced in cost.

この輝炎バーナでは、酸素含有ガスと燃料ガスとは旋回ガス流により、さらに拡散・混合しながら燃焼が進行して、燃焼空間の他端側から外部に向かう旋回輝炎が形成される。そして、燃焼空間における拡散・混合が外周側を旋回する酸素含有ガスと中央側を流れる燃料ガスとの間で発生するため、安定した旋回・拡散・混合状態を実現でき、燃焼騒音が抑制された状態で旋回輝炎を形成することができる。 In this bright flame burner, the oxygen-containing gas and the fuel gas are further diffused and mixed by the swirling gas flow, and combustion proceeds to form a swirling bright flame that is directed outward from the other end of the combustion space. In addition, since diffusion and mixing in the combustion space occurs between the oxygen-containing gas swirling on the outer peripheral side and the fuel gas flowing on the central side, a stable swirling / diffusion / mixing state can be realized and combustion noise is suppressed. A swirling bright flame can be formed in the state.

本発明に係る輝炎バーナの更なる特徴構成は、燃焼空間の他端側に、燃焼筒の内径より小径の開孔を備えたバーナリムを設けることにある。
この構成を採用すると、バーナリム内の開孔から吹き出す状態で燃焼空間の外部に向かう旋回輝炎が形成される。この旋回輝炎の開孔からの吹き出しにより、バーナリムの燃焼空間の外側面に負圧が発生する。この負圧により旋回輝炎を保炎することができ、容易に消炎することを防止して安定して旋回輝炎を形成することができる。結果、この要因からも発生する騒音も低減できる。 A further characteristic configuration of the bright flame burner according to the present invention is to provide a burner rim having an opening smaller in diameter than the inner diameter of the combustion cylinder on the other end side of the combustion space.
When this configuration is adopted, a swirling bright flame is formed toward the outside of the combustion space in a state of blowing from the opening in the burner rim. A negative pressure is generated on the outer surface of the combustion space of the burner rim by blowing out from the opening of the swirling bright flame. With this negative pressure, the swirling bright flame can be held, and it can be prevented from extinguishing easily and can be stably formed. As a result, noise generated from this factor can also be reduced.

本発明に係る輝炎バーナの更なる特徴構成は、
前記燃料ガス供給手段は、前記底面を貫通し、前記燃焼空間内に開口する燃料ガス供給口を備えた燃料ガス供給管を有して構成され、
前記燃料ガス供給口が、前記軸方向に移動自在とされている点にある。 Further features of the bright flame burner according to the present invention are as follows:
The fuel gas supply means includes a fuel gas supply pipe having a fuel gas supply port that penetrates the bottom surface and opens into the combustion space.
The fuel gas supply port is movable in the axial direction.

本特徴構成によれば、燃料ガス供給手段は、底面を貫通する燃料ガス供給管を有し、燃料ガス供給管は、その先端に燃焼空間内に開口する燃料ガス供給口を備えている。そして、燃料ガス供給口が、軸方向に移動自在とされているので、燃焼空間内における燃料ガス供給口の位置を軸方向に変化させることができる。これにより、燃料ガスと酸素含有ガスとの混合状態を変化させることができる。例えば、燃料ガス供給口の位置を一端側（上流側）に移動させると、燃焼空間内において酸素含有ガスと燃料ガスとの混合状態を比較的促進された状態とすることができる。そして、このような混合気が燃焼すると、予混合燃焼による燃焼が比較的多くなって火炎長さが比較的短い、基端側が青炎状の旋回輝炎を形成することができるとともに、その旋回輝炎からの煤の発生を抑制することができる。
一方、燃料噴射口の位置を他端側（下流側）に移動させると、燃焼空間内において酸素含有ガスと燃料ガスとの混合が比較的促進されない状態とすることができる。そして、この混合気が燃焼することで、拡散燃焼における燃焼が比較的多くなって、火炎長さが比較的長い赤火状の輝炎を強く出す旋回輝炎を形成することができるとともに、その旋回輝炎からの燃焼騒音の発生を抑制することができる。
従って、このように燃料噴射口の位置を変化させることで、煤および燃焼騒音の発生量を調整することが可能となる。 According to this characteristic configuration, the fuel gas supply means has a fuel gas supply pipe penetrating the bottom surface, and the fuel gas supply pipe has a fuel gas supply port that opens into the combustion space at the tip thereof. Since the fuel gas supply port is movable in the axial direction, the position of the fuel gas supply port in the combustion space can be changed in the axial direction. Thereby, the mixed state of fuel gas and oxygen-containing gas can be changed. For example, when the position of the fuel gas supply port is moved to one end side (upstream side), the mixed state of the oxygen-containing gas and the fuel gas can be relatively promoted in the combustion space. When such an air-fuel mixture is combusted, combustion by premixed combustion is relatively increased, and the flame length is relatively short. Generation of soot from the bright flame can be suppressed.
On the other hand, when the position of the fuel injection port is moved to the other end side (downstream side), the mixing of the oxygen-containing gas and the fuel gas in the combustion space can be made relatively unpromoted. And, when this air-fuel mixture burns, combustion in diffusion combustion becomes relatively large, and it is possible to form a swirling bright flame that strongly emits a red fire-like bright flame with a relatively long flame length. Generation of combustion noise from the swirling bright flame can be suppressed.
Therefore, the amount of soot and combustion noise generated can be adjusted by changing the position of the fuel injection port in this way.

本発明に係る輝炎バーナの更なる特徴構成は、
前記燃料ガス供給口の前記軸方向での位置が、前記軸方向における前記スリット状開口の範囲内で少なくとも移動自在に設けられている点にある。 Further features of the bright flame burner according to the present invention are as follows:
The position of the fuel gas supply port in the axial direction is at least movable within the range of the slit-shaped opening in the axial direction.

本特徴構成によれば、燃料ガス供給口の軸方向での位置が、スリット状開口の範囲内で少なくとも移動自在に設けられているので、スリット状開口から酸素含有ガスが噴出されて旋回ガス流が形成されている燃焼空間内の軸方向の範囲内に燃料供給口から燃料ガスを供給することができ、燃焼空間内において燃料噴射口の位置を軸方向に変化させた場合に酸素含有ガスと燃料ガスとが確実に混合されるとともに、その混合状態を変化させることができる。これにより、拡散燃焼と予混合燃焼との割合を調整して、全体として旋回輝炎を形成することができ、輝炎の程度に繋がる煤の発生の程度および燃焼騒音の程度を調整することができる。 According to this characteristic configuration, the position of the fuel gas supply port in the axial direction is provided so as to be at least freely movable within the range of the slit-shaped opening, so that the oxygen-containing gas is ejected from the slit-shaped opening and the swirling gas flow The fuel gas can be supplied from the fuel supply port within the axial range within the combustion space where the oxygen-containing gas and the oxygen-containing gas are changed when the position of the fuel injection port is changed in the axial direction within the combustion space. The fuel gas is reliably mixed and the mixed state can be changed. Thereby, the ratio of diffusion combustion and premixed combustion can be adjusted to form a swirling bright flame as a whole, and the degree of soot generation and the level of combustion noise leading to the level of bright flame can be adjusted. it can.

本発明に係る輝炎バーナの更なる特徴構成は、
前記燃料ガス供給口の前記軸方向に於ける位置を制御する燃焼制御手段を備え、
前記燃焼制御手段は、燃焼開始時に、前記燃料ガス供給口を前記一端側である燃焼開始位置に位置させ、前記燃焼開始後の定常燃焼時に、前記一端側より他端側に移動した定常燃焼位置に位置させる点にある。 Further features of the bright flame burner according to the present invention are as follows:
Combustion control means for controlling the position of the fuel gas supply port in the axial direction,
The combustion control means positions the fuel gas supply port at the combustion start position on the one end side at the start of combustion, and moves to the other end side from the one end side during the steady combustion after the start of combustion. Is located at the point.

本特徴構成によれば、燃焼制御手段は、燃焼開始時に、燃料ガス供給口を一端側である燃焼開始位置に位置させるので、燃料ガス供給口を燃焼空間内の上流側に位置させて、旋回する酸素含有ガスと燃料ガスとの混合状態を比較的促進した状態として、着火性を確保するとともに煤の発生を抑えて燃焼を開始することができる。そして、燃焼制御手段は、燃焼開始後の定常燃焼時に、一端側より他端側に移動した定常燃焼位置に位置させるので、燃焼開始後において定常燃焼となった時に、燃料噴射口の位置を下流側に移動させて、旋回する酸素含有ガスと燃料ガスとの混合を比較的抑制した状態として、燃焼騒音が少なく火炎長さが比較的長い赤火状の輝炎を強く出す旋回輝炎を形成することができる。 According to this characteristic configuration, the combustion control means positions the fuel gas supply port at the combustion start position, which is one end side, at the start of combustion, so that the fuel gas supply port is positioned upstream in the combustion space and swirled. As a state in which the mixed state of the oxygen-containing gas and the fuel gas is relatively accelerated, combustion can be started while ensuring ignitability and suppressing generation of soot. The combustion control means is positioned at the steady combustion position moved from the one end side to the other end side during the steady combustion after the start of combustion. Therefore, when the steady combustion is started after the combustion starts, the position of the fuel injection port is set downstream. The swirl bright flame that strongly emits a red fire-like bright flame with less combustion noise and a relatively long flame length is formed with the mixing of the swirling oxygen-containing gas and fuel gas relatively suppressed. can do.

上記目的を達成するための本発明に係る輝炎バーナの燃焼方法は、
軸方向の一端側が閉塞された筒状の燃焼空間内に、燃料ガスと、前記燃料ガスを燃焼させるための酸素含有ガスとを供給して、前記燃焼空間の軸方向の他端側において旋回輝炎を形成する輝炎バーナの燃焼方法であって、その特徴構成は、
前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段を、前記一端側を閉塞する底面に設けるとともに、前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を、前記燃焼空間を形成する燃焼筒に設け、
当該酸素含有ガス供給手段は、前記軸方向に沿って設けたスリット状開口から前記燃焼筒の内周面に沿って前記酸素含有ガスを噴出するように構成し、
前記燃料ガス供給手段が、前記底面を貫通する燃料ガス供給管と前記燃焼空間内に開口する燃料ガス供給口とを備えた輝炎バーナを使用し、
燃焼開始時に、前記燃料ガス供給口を前記一端側である燃焼開始位置に位置させ、前記燃焼開始後の定常燃焼時に、前記一端側より前記他端側に移動した定常燃焼位置に位置させて旋回輝炎を形成する点にある。 In order to achieve the above object, a combustion method of a bright flame burner according to the present invention comprises:
A fuel gas and an oxygen-containing gas for burning the fuel gas are supplied into a cylindrical combustion space whose one end side in the axial direction is closed, and a whirling brightness is generated on the other end side in the axial direction of the combustion space. It is a burning method of a bright flame burner that forms a flame, and its characteristic configuration is
The fuel gas supply means for supplying the fuel gas is provided on the bottom surface that closes the one end side, and the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas is provided in a combustion cylinder that forms the combustion space,
The oxygen-containing gas supply means is configured to eject the oxygen-containing gas from the slit-shaped opening provided along the axial direction along the inner peripheral surface of the combustion cylinder,
The fuel gas supply means uses a bright flame burner provided with a fuel gas supply pipe that penetrates the bottom surface and a fuel gas supply port that opens into the combustion space,
At the start of combustion, the fuel gas supply port is positioned at the combustion start position that is the one end side, and at the time of steady combustion after the start of combustion, the fuel gas supply port is positioned at the steady combustion position that has moved from the one end side to the other end side. The point is to form a bright flame.

本特徴構成によれば、上述の本発明に係る輝炎バーナと同様に、燃焼開始時に燃料ガス供給口を一端側である燃焼開始位置に位置させるので、旋回する酸素含有ガスと燃料ガスとの混合状態を比較的促進した状態として、着火性を確保するとともに煤の発生を抑えて燃焼を開始することができる。そして、燃焼開始後の定常燃焼時に、一端側より他端側に移動した定常燃焼位置に位置させるので、旋回する酸素含有ガスと燃料ガスとの混合を比較的抑制した状態として、燃焼騒音が少なく火炎長さが比較的長い赤火状の輝炎を強く出す旋回輝炎を形成することができる。 According to this characteristic configuration, the fuel gas supply port is positioned at the combustion start position on one end side at the start of combustion, similarly to the above-described bright flame burner according to the present invention, so that the swirling oxygen-containing gas and the fuel gas As a state in which the mixed state is relatively accelerated, combustion can be started while ensuring ignitability and suppressing generation of soot. Further, during steady combustion after the start of combustion, it is positioned at the steady combustion position moved from one end side to the other end side, so that mixing of the swirling oxygen-containing gas and fuel gas is relatively suppressed, and combustion noise is reduced. It is possible to form a swirling luminous flame that strongly emits a red fire-like luminous flame having a relatively long flame length.

さらに、燃焼空間の他端側に、燃焼筒の内径より小径の開孔を備えたバーナリムを設けておくと、先にも説明したように、バーナリム内の開孔から吹き出す状態で燃焼空間の外部に向かう旋回輝炎が形成される。この旋回輝炎の開孔からの吹き出しにより、バーナリムの燃焼空間の外側面に負圧が発生する。この負圧により旋回輝炎を保炎することができ、容易に消炎することを防止して安定して旋回輝炎を形成することができる。結果、この要因からも発生する騒音も低減できる。 Furthermore, if a burner rim having an opening smaller in diameter than the inner diameter of the combustion cylinder is provided on the other end side of the combustion space, as described above, the outside of the combustion space is blown out from the opening in the burner rim. A whirling flame is formed. A negative pressure is generated on the outer surface of the combustion space of the burner rim by blowing out from the opening of the swirling bright flame. With this negative pressure, the swirling bright flame can be held, and it can be prevented from extinguishing easily and can be stably formed. As a result, noise generated from this factor can also be reduced.

本実施形態に係る輝炎バーナの斜視図である。It is a perspective view of the luminous flame burner which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る輝炎バーナの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the luminous flame burner which concerns on this embodiment.

本発明に係る輝炎バーナの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係る輝炎バーナ５０の斜視図を示す。この輝炎バーナ５０は、軸方向（図1中上下方向）の一端側（上流側）が閉塞された筒状の燃焼空間２内に、燃料ガスＦと、燃料ガスＦを燃焼させるための空気Ａ（酸素含有ガスに相当）とを、それぞれ燃料ガス供給手段３と、空気供給手段５（酸素含有ガス供給手段に相当）から供給して、軸方向の他端側（下流側）において旋回輝炎４を形成するように構成されている。 Embodiments of a bright flame burner according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a luminous flame burner 50 according to the present invention. This luminous flame burner 50 has a fuel gas F and air for burning the fuel gas F in a cylindrical combustion space 2 whose one end side (upstream side) in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) is closed. A (corresponding to the oxygen-containing gas) is supplied from the fuel gas supply means 3 and the air supply means 5 (corresponding to the oxygen-containing gas supply means), respectively. The flame 4 is formed.

また、燃料ガスＦを供給する燃料ガス供給手段３を、一端側を閉塞する底面２aに設けるとともに、空気Ａを供給する空気供給手段５を、燃焼空間２を形成する燃焼筒１に複数設けられた構成とされている。これら空気供給手段５は、燃焼空間２の軸方向に沿って設けたスリット状開口１ａから燃焼筒１の内周面２ｅ（図２参照）に沿って空気Ａを噴出する空気噴出手段５ａ（ガス噴出手段に相当）で構成されており、他端側に、燃焼筒１の内径より小径の中心開孔２ｃを備えたバーナリム２ｂが設けられている。 Further, the fuel gas supply means 3 for supplying the fuel gas F is provided on the bottom surface 2 a that closes one end side, and a plurality of air supply means 5 for supplying the air A are provided in the combustion cylinder 1 that forms the combustion space 2. It has been configured. These air supply means 5 are air jet means 5a (gas) for jetting air A along the inner peripheral surface 2e (see FIG. 2) of the combustion cylinder 1 from a slit-like opening 1a provided along the axial direction of the combustion space 2. A burner rim 2b having a central opening 2c smaller in diameter than the inner diameter of the combustion cylinder 1 is provided on the other end side.

従って、バーナリム２ｂは円環状に形成されており、その外径は、燃焼筒１の外径と同じ寸法に構成されるとともに、バーナリム２ｂの中心開孔２ｃの開孔径は燃焼筒１の内径（例えば、直径３０ｍｍ）より小径の開孔径（例えば、直径２５ｍｍ〜２８ｍｍ）とされている。 Accordingly, the burner rim 2b is formed in an annular shape, and its outer diameter is configured to be the same as the outer diameter of the combustion cylinder 1, and the opening diameter of the central opening 2c of the burner rim 2b is the inner diameter of the combustion cylinder 1 ( For example, the opening diameter is smaller than the diameter of 30 mm (for example, a diameter of 25 mm to 28 mm).

また、スリット状開口１ａは、燃焼空間２の軸方向に長辺をもつように構成されて、燃焼空間２において複数設けられて、燃焼空間２の軸方向に垂直な断面視で回転対称となるように配置されている。これにより、スリット状開口１ａは空気Ａを燃焼筒１の内周面２ｅの接線方向へ向けて相互に噴出空気流を衝突させずに噴出でき、燃焼空間２内において十分な旋回力を有する旋回空気流を得ることができるように構成されている。 Further, the slit-shaped opening 1 a is configured to have a long side in the axial direction of the combustion space 2, and a plurality of slit-shaped openings 1 a are provided in the combustion space 2 and are rotationally symmetric in a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the combustion space 2. Are arranged as follows. Thereby, the slit-shaped opening 1a can eject the air A in the tangential direction of the inner peripheral surface 2e of the combustion cylinder 1 without colliding the air flow with each other, and the swirl having a sufficient swirl force in the combustion space 2 An air flow can be obtained.

また、図２に示すように、これらのスリット状開口１ａから噴出される空気Ａは、空気供給流路６から供給されるように構成されている。そして、空気供給流路６には空気Ａの流量を調整可能な空気流量調整弁６ａが設けられている。空気流量調整弁６ａは燃焼制御手段を成す制御装置８によって制御されて、空気Ａの流量を調整することができる。よって、空気流量調整弁６ａによって、スリット状開口１ａから噴出される空気Ａの流量を調整することで、燃焼空間２内で生成される混合気の混合状態を変化させて、旋回輝炎４の燃焼状態および形状を変化させることができる。 In addition, as shown in FIG. 2, the air A ejected from these slit-like openings 1 a is configured to be supplied from the air supply flow path 6. The air supply passage 6 is provided with an air flow rate adjustment valve 6a capable of adjusting the flow rate of the air A. The air flow rate adjusting valve 6a is controlled by the control device 8 that constitutes a combustion control means, and can adjust the flow rate of the air A. Therefore, by adjusting the flow rate of the air A ejected from the slit-shaped opening 1a by the air flow rate adjusting valve 6a, the mixed state of the air-fuel mixture generated in the combustion space 2 is changed, and the swirling bright flame 4 The combustion state and shape can be changed.

燃料ガス供給手段３は、底面２ａを貫通する燃料ガス供給管３ａに燃焼空間２内に開口する燃料ガス供給口３ｂを備えて構成され、燃料ガス供給口３ｂが、軸方向に移動自在とされている。また、燃料ガス供給口３ｂの軸方向での位置が、軸方向におけるスリット状開口１ａの範囲内で少なくとも移動自在に設けられている。底面２ａにおいて燃料ガス供給手段３が貫通する貫通口には、環状の耐熱シール部材２ｄが設けられ、この耐熱シール部材２ｄによって、燃料ガス供給管３ａが摺動可能に貫通支持されている。
さらに、燃料ガス供給手段３は、モータ１０の回転がモータ軸１０ａを介して伝えられるモータ側ギア１０ｂが、燃料ガス供給管３ａに設けられたラック３ｃに噛み合わせて構成されており、これによりモータ１０を回転させることで、燃料ガス供給手段３を軸方向に上下に移動させることができる。ここで、モータ１０の回転量は制御装置８によって制御されている。 The fuel gas supply means 3 includes a fuel gas supply port 3b that opens into the combustion space 2 in a fuel gas supply pipe 3a that penetrates the bottom surface 2a, and the fuel gas supply port 3b is movable in the axial direction. ing. Further, the position of the fuel gas supply port 3b in the axial direction is provided at least freely within the range of the slit-shaped opening 1a in the axial direction. An annular heat-resistant seal member 2d is provided at a through-hole through which the fuel gas supply means 3 penetrates in the bottom surface 2a, and the fuel gas supply pipe 3a is slidably supported by the heat-resistant seal member 2d.
Further, the fuel gas supply means 3 is configured such that a motor side gear 10b to which the rotation of the motor 10 is transmitted via the motor shaft 10a meshes with a rack 3c provided in the fuel gas supply pipe 3a. By rotating the motor 10, the fuel gas supply means 3 can be moved up and down in the axial direction. Here, the rotation amount of the motor 10 is controlled by the control device 8.

また、燃料ガス供給口３ｂから噴出される燃料ガスＦは、燃料ガス供給流路７から供給されている。そして、燃料ガス供給流路７には燃料ガス供給口３ｂから噴射される燃料ガスＦの流量を調整可能な燃料ガス流量調整弁７ａが設けられている。燃料ガス流量調整弁７ａは制御装置８によって制御されて、燃料ガスＦの流量を調整している。よって、燃料ガス流量調整弁７ａによって燃料ガス供給口３ｂから噴出される燃料ガスＦの流量を調整することで、燃焼空間２内で生成される混合気の混合状態を変化させて、旋回輝炎４の燃焼状態および形状を変化させることができる。 Further, the fuel gas F ejected from the fuel gas supply port 3 b is supplied from the fuel gas supply channel 7. The fuel gas supply flow path 7 is provided with a fuel gas flow rate adjusting valve 7a capable of adjusting the flow rate of the fuel gas F injected from the fuel gas supply port 3b. The fuel gas flow rate adjusting valve 7a is controlled by the control device 8 to adjust the flow rate of the fuel gas F. Therefore, by adjusting the flow rate of the fuel gas F ejected from the fuel gas supply port 3b by the fuel gas flow rate adjusting valve 7a, the mixed state of the air-fuel mixture generated in the combustion space 2 is changed, and the swirling bright flame 4 combustion state and shape can be changed.

制御装置８は、上述のように空気流量調整弁６ａおよび燃料ガス流量調整弁７ａによる空気Ａおよび燃料ガスＦの流量を制御するとともに、モータ１０を回転させて燃料ガス供給口３ｂの軸方向に於ける位置を制御するように構成されている。
また、本実施形態に係る輝炎バーナ５０は、燃焼空間２内に設けられて空気Ａと燃料ガスＦとの混合気に着火する着火手段９および旋回輝炎４の温度を検出する温度検出手段１１を備えおり、制御装置８によって、着火手段９を制御して燃焼空間２内で生成した混合気へ着火することができるとともに、着火によって形成される旋回輝炎４の温度を温度検出手段１１によって検出することができるように構成されている。また、この温度検出手段１１により、旋回輝炎４の失火についても検出することもできる。 The control device 8 controls the flow rate of the air A and the fuel gas F by the air flow rate adjustment valve 6a and the fuel gas flow rate adjustment valve 7a as described above, and rotates the motor 10 in the axial direction of the fuel gas supply port 3b. The position is controlled.
Further, the luminous flame burner 50 according to the present embodiment is provided in the combustion space 2 to ignite an air-fuel mixture of air A and fuel gas F, and temperature detecting means for detecting the temperature of the swirling luminous flame 4. 11, the control device 8 can control the ignition means 9 to ignite the air-fuel mixture generated in the combustion space 2, and the temperature detection means 11 can detect the temperature of the swirling bright flame 4 formed by the ignition. It is comprised so that it can detect by. The temperature detecting means 11 can also detect misfire of the swirling bright flame 4.

本実施形態に係る輝炎バーナ５０は、上記のような構成とされて、燃焼空間２において、スリット状開口１ａを介して燃焼筒１の内面の接線方向に軸方向に均一な流量分布で空気流量調整弁６ａによって流量調整された空気Ａが噴出され、同一回転方向に旋回する旋回空気流が形成される。その旋回空気流に燃料ガス流量調整弁７ａによって流量調整された燃料ガスＦが燃料ガス供給口３ｂから噴射されて、可燃限界内の適当な空燃比の混合気が形成される。通常の使用状態では、その空燃比に基づいて、空気流量は、燃料ガス流量より多くなるため（例えば、空気流量は燃料ガス流量の１０倍以上）、燃焼空間２内の燃料ガスＦの流れは、空気Ａの旋回流に近い流れとなって、空気Ａと燃料ガスＦの混合気が形成される。
そして、制御装置８により、その混合気に着火手段９で着火すると燃焼空間２の内部で火炎が形成され、その火炎が燃焼空間２の他端側に形成された中心開孔２ｃに向かって、旋回しながら全体として軸方向に流動して、燃焼空間２の外側に向う旋回輝炎４が形成された状態となる。 The luminous flame burner 50 according to the present embodiment is configured as described above, and in the combustion space 2, air is distributed with a uniform flow rate axially in the tangential direction of the inner surface of the combustion cylinder 1 through the slit-shaped opening 1 a. Air A whose flow rate has been adjusted by the flow rate adjusting valve 6a is ejected, and a swirling air flow swirling in the same rotational direction is formed. The fuel gas F whose flow rate is adjusted by the fuel gas flow rate adjusting valve 7a is injected into the swirling air flow from the fuel gas supply port 3b, so that an air-fuel mixture having an appropriate air-fuel ratio within the combustible limit is formed. In a normal use state, the air flow rate is higher than the fuel gas flow rate based on the air-fuel ratio (for example, the air flow rate is more than 10 times the fuel gas flow rate), so the flow of the fuel gas F in the combustion space 2 is As a result, the air A and the fuel gas F are mixed.
Then, when the air-fuel mixture is ignited by the igniting means 9 by the control device 8, a flame is formed inside the combustion space 2, and the flame is directed toward the central opening 2 c formed on the other end side of the combustion space 2. A swirling bright flame 4 that flows in the axial direction as a whole while swirling and that faces the outside of the combustion space 2 is formed.

以下、本実施形態における輝炎バーナ５０の燃焼方法の一例について説明する。
制御装置８は、モータ１０を制御して、燃焼開始時に、燃料ガス供給口３ｂを一端側である燃焼開始位置Ｘに位置させ、燃焼開始後の定常燃焼時に、一端側より他端側に移動した定常燃焼位置Ｙに位置させるように構成されている。ここで、定常燃焼の判断は、例えば、温度検出手段１１により検出された旋回輝炎４の火炎温度や、旋回輝炎４が形成されてからの経過時間、着火手段９による着火動作からの経過時間などによって判断することができる。
これにより、旋回輝炎４の形成開始時となる燃焼開始時は、燃料ガス供給口３ｂを燃焼空間２内の上流側の燃焼開始位置Ｘに位置させて、燃焼空間２内を旋回する空気Ａと燃料ガスＦとの混合状態を比較的促進した状態として燃焼を開始することで、主に予混合燃焼による燃焼が行われる状態として、着火性を確保するとともに煤の発生を抑えて燃焼を開始することができる。そして、旋回輝炎４を形成する燃焼の状態が所定の定常燃焼状態となると、燃料ガス供給口３ｂの位置を燃焼空間２内の下流側の定常燃焼位置Ｙに移動させて、旋回する空気Ａと燃料ガスＦとの混合を比較的抑制した状態として、主に拡散燃焼による燃焼が行われる状態として燃焼騒音が少なく火炎長さが比較的長い赤火状の輝炎を強く出す旋回輝炎４を形成することができる。 Hereinafter, an example of the combustion method of the luminous flame burner 50 in the present embodiment will be described.
The control device 8 controls the motor 10 to position the fuel gas supply port 3b at the combustion start position X that is one end side at the start of combustion, and moves from one end side to the other end side during steady combustion after the start of combustion. The stationary combustion position Y is configured. Here, the determination of steady combustion is, for example, the flame temperature of the swirling bright flame 4 detected by the temperature detecting means 11, the elapsed time since the swirling bright flame 4 is formed, and the elapsed time from the ignition operation by the ignition means 9. It can be judged by time.
Thus, at the start of combustion, which is the start of formation of the swirling bright flame 4, the air A swirling in the combustion space 2 with the fuel gas supply port 3 b positioned at the upstream combustion start position X in the combustion space 2. Is started in a state where the mixed state of the fuel gas F and the fuel gas F is relatively accelerated, so that combustion is performed mainly by premixed combustion, ensuring ignitability and suppressing the generation of soot and starting combustion. can do. When the combustion state forming the swirling bright flame 4 becomes a predetermined steady combustion state, the position of the fuel gas supply port 3b is moved to the steady combustion position Y on the downstream side in the combustion space 2, and the swirling air A As a state in which mixing of the fuel gas F and the fuel gas F is relatively suppressed, a swirl bright flame 4 that strongly produces a red fire-like bright flame with a small combustion noise and a relatively long flame length as a state in which mainly combustion by diffusion combustion is performed. Can be formed.

〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態においては、燃料ガス供給手段３を底面２ａの径方向の中心に設けたが、これに限らず、燃料ガス供給手段３を底面２ａの径方向の中心から外れた位置に設けてもよい。燃料ガス供給手段３を底面２ａの径方向の中心から外れた位置に設けることで、旋回する空気Ａの影響により、混合がより促進されて、青炎の割合を増加して燃焼騒音が増加するが、煤の発生を抑制する状態とすることができる。従って、底面２ａにおいて燃料ガス供給手段３を設ける位置を調整することで、混合気の生成状態を変化させて、煤と燃焼騒音との発生量を調節することができる。 [Another embodiment]
(A) In the above embodiment, the fuel gas supply means 3 is provided at the center of the bottom surface 2a in the radial direction. However, the present invention is not limited to this, and the fuel gas supply means 3 is positioned away from the center of the bottom surface 2a in the radial direction. It may be provided. By providing the fuel gas supply means 3 at a position off the center of the bottom surface 2a in the radial direction, the mixing is further promoted by the influence of the swirling air A, the proportion of blue flame is increased, and the combustion noise is increased. However, it can be set as the state which suppresses generation | occurrence | production of wrinkles. Therefore, by adjusting the position where the fuel gas supply means 3 is provided on the bottom surface 2a, it is possible to change the generation state of the air-fuel mixture and adjust the generation amount of soot and combustion noise.

（Ｂ）上記実施形態においては、燃料ガス供給手段３を底面２ａにおいて軸方向に平行に設けて、燃料ガスＦを軸方向に噴出されるように構成されたが、これに限らず、燃料ガス供給手段３を軸方向から角度を設けた状態で底面２ａに設けて、軸方向と異なる方向（例えば、燃焼筒１の内周面２ｅの方向）に燃料ガスＦが噴射される構造としても構わない。これにより、混合気の生成状態を変化させて、煤と燃焼騒音との発生量を調節することができる。 (B) In the above embodiment, the fuel gas supply means 3 is provided in parallel to the axial direction on the bottom surface 2a, and the fuel gas F is ejected in the axial direction. The supply means 3 may be provided on the bottom surface 2a at an angle from the axial direction so that the fuel gas F is injected in a direction different from the axial direction (for example, the direction of the inner peripheral surface 2e of the combustion cylinder 1). Absent. Thereby, the production | generation state of air-fuel | gaseous mixture can be changed and the generation amount of soot and a combustion noise can be adjusted.

（Ｃ）上記実施形態においては、燃料ガス供給口３ｂの位置を燃焼空間２の内側において軸方向に移動させたが、これに限らず、燃料ガス供給口３ｂの位置を中心開孔２ｃより下流側の燃焼空間２の外側に移動させてもよい。この場合でも、燃料ガスＦは旋回空気流中心の負圧に引かれて上流側に拡散するので、燃料ガス供給口３ｂより上流側の燃焼空間２の内部から旋回輝炎４が形成されて、燃料ガス供給口３ｂの位置を燃焼空間２の内側としたときと同様に、形成された旋回輝炎４は、バーナリム２ｂによって発生する負圧および旋回輝炎４の中心部に発生する負圧によって保炎される。
（Ｄ）火炎検知手段としては、上記温度センサーのほか、フレームロッドや紫外線光電管を利用することもできる。
（Ｅ）空気流量の制御手段としては、上記弁によるもののほか、送風機そのものの回転数変更にて、吐出量を変更して行うことも可能である。
（Ｆ）上記実施形態においては、酸素含有ガス供給手段を一対設ける例を示したが、酸素含有ガス供給手段の数は、単数でも３以上であってもよい。 (C) In the above embodiment, the position of the fuel gas supply port 3b is moved in the axial direction inside the combustion space 2, but this is not limiting, and the position of the fuel gas supply port 3b is downstream of the central opening 2c. It may be moved outside the combustion space 2 on the side. Even in this case, since the fuel gas F is drawn by the negative pressure at the center of the swirling air flow and diffuses upstream, the swirling bright flame 4 is formed from the inside of the combustion space 2 upstream from the fuel gas supply port 3b, Similarly to the case where the position of the fuel gas supply port 3b is set to the inside of the combustion space 2, the formed swirling bright flame 4 is caused by the negative pressure generated by the burner rim 2b and the negative pressure generated at the center of the swirling bright flame 4. The flame is held.
(D) As a flame detection means, in addition to the above temperature sensor, a frame rod or an ultraviolet photoelectric tube can also be used.
(E) As a means for controlling the air flow rate, it is possible to change the discharge amount by changing the rotational speed of the blower itself, in addition to the above-described valve.
(F) In the above-described embodiment, an example in which a pair of oxygen-containing gas supply means is provided has been described. However, the number of oxygen-containing gas supply means may be one or three or more.

以上説明したように、低コストかつコンパクトに構成されるとともに、観賞用の旋回輝炎を燃焼騒音が抑制された状態で安定に形成することができる輝炎バーナを提供することができた。
空気の供給をスリット状として燃焼室内面全体を空冷できる構造としたため、バーナ自体の昇温が抑えられ、耐久性の良い輝炎バーナを得ることができた。 As described above, it has been possible to provide a luminous flame burner that is configured in a low-cost and compact manner and that can stably form an ornamental swirling luminous flame in a state where combustion noise is suppressed.
Since the air supply is slit-shaped so that the entire combustion chamber surface can be cooled by air, the temperature rise of the burner itself can be suppressed, and a bright burner with good durability can be obtained.

１燃焼筒
１ａスリット状開口
２燃焼空間
２ａ底面
２ｂバーナリム
２ｃ中心開孔
２ｅ内周面
３燃料ガス供給手段
３ａ燃料ガス供給管
３ｂ燃料ガス供給口
４旋回輝炎
５酸素含有ガス供給手段（空気供給手段）
５ａガス噴出手段（空気噴出手段）
８制御装置（燃焼制御手段）
５０輝炎バーナ
Ａ酸素含有ガス（空気）
Ｆ燃料ガス
Ｘ燃焼開始位置
Ｙ定常燃焼位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion cylinder 1a Slit-shaped opening 2 Combustion space 2a Bottom surface 2b Burner rim 2c Center opening 2e Inner peripheral surface 3 Fuel gas supply means 3a Fuel gas supply pipe 3b Fuel gas supply port 4 Swirling bright flame 5 Oxygen-containing gas supply means (air supply) means)
5a Gas ejection means (air ejection means)
8. Control device (combustion control means)
50 Luminous flame burner A Oxygen-containing gas (air)
F Fuel gas X Combustion start position Y Steady combustion position

Claims

A fuel gas and an oxygen-containing gas for burning the fuel gas are supplied into a cylindrical combustion space whose one end side in the axial direction is closed, and a whirling brightness is generated on the other end side in the axial direction of the combustion space. A flame burner that forms a flame,
The fuel gas supply means for supplying the fuel gas is provided on the bottom surface that closes the one end side, and the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas is provided in a combustion cylinder that forms the combustion space,
The oxygen-containing gas supply means is a luminous flame burner provided with a slit-like opening that is provided along the axial direction and that ejects the oxygen-containing gas along the inner peripheral surface of the combustion cylinder.

The bright flame burner according to claim 1, wherein a burner rim having an opening having a diameter smaller than the inner diameter of the combustion cylinder is provided on the other end side of the combustion space.

The fuel gas supply means includes a fuel gas supply pipe that passes through the bottom surface and opens into the combustion space.
The bright flame burner according to claim 1 or 2, wherein the fuel gas supply port is movable in the axial direction.

The bright flame burner according to any one of claims 1 to 3, wherein a position of the fuel gas supply port in the axial direction is provided at least freely within a range of the slit-shaped opening in the axial direction. .

Combustion control means for controlling the position of the fuel gas supply port in the axial direction,
The combustion control means positions the fuel gas supply port at the combustion start position on the one end side at the start of combustion, and moves to the other end side from the one end side during the steady combustion after the start of combustion. The bright flame burner according to any one of claims 1 to 4, wherein

A fuel gas and an oxygen-containing gas for burning the fuel gas are supplied into a cylindrical combustion space whose one end side in the axial direction is closed, and a whirling brightness is generated on the other end side in the axial direction of the combustion space. A method of burning a bright flame burner that forms a flame,
The fuel gas supply means for supplying the fuel gas is provided on the bottom surface that closes the one end side, and the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas is provided in a combustion cylinder that forms the combustion space,
The oxygen-containing gas supply means is configured to eject the oxygen-containing gas from the slit-shaped opening provided along the axial direction along the inner peripheral surface of the combustion cylinder,
The fuel gas supply means uses a bright flame burner provided with a fuel gas supply pipe that penetrates the bottom surface and a fuel gas supply port that opens into the combustion space,
At the start of combustion, the fuel gas supply port is positioned at the combustion start position that is the one end side, and at the time of steady combustion after the start of combustion, the fuel gas supply port is positioned at the steady combustion position that has moved from the one end side to the other end side. A method of burning a bright flame burner that forms a bright flame.

The method for burning a bright flame burner according to claim 6, wherein a burner rim having an opening having a diameter smaller than the inner diameter of the combustion cylinder is provided on the other end side of the combustion space.