JP2004144468A - 多段制御を具現するガス燃焼バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】　全負荷目標熱量に応じて単位バーナの数量を加減できることから設計変更が容易な多段制御を具現するガス燃焼バーナを提供する。
【解決手段】　ガスと空気が混合された混合気を燃焼させるチューブ型バーナと、チューブ型バーナの上端面に形成された炎孔部の間に着脱自在に配置された多数の炎孔よりなる炎孔部を有するプレート型バーナと、これらのバーナに混合気を供給できるようチューブ型バーナの内部に挿入され一定間隔を隔てて配列された混合気供給管と、混合気供給管の前面に設けられそれぞれのバーナに独立して供給されるバーナ燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリと、ベンチュリ及び混合気供給管に連結されガス量及び空気量を必要に応じて調整できるよう設けられたマニホルドを含む構成よりなるもので、バーナを並列に配置して、必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼させる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は多段制御を具現するガス燃焼バーナに係り、より詳しくはバーナの出力範囲が同一の数個の予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して、必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼させるようにした多段制御を具現するガス燃焼バーナに関する。

　周知の通り、一般家庭で暖房及び温水供給のために主として使用するボイラーは、使用燃料によってオイルボイラーとガスボイラーとに分けられ、前記オイルボイラーとガスボイラーにはそれぞれ使用する燃料であるオイル及びガスを燃焼するためのバーナが使用される。
　すなわち、一般にバーナは燃料を安全かつ効率よく燃焼させて熱を得る装置であって、燃料の種類に応じてガス燃焼用のガスバーナ、灯油や重油など液体燃料である燃焼用のオイルバーナ、石炭燃焼用の微粉炭バーナなどがある。

　また、燃料と空気を混合する方法によって予混合型バーナと拡散型バーナとに分けられる。
　ここで、前記予混合型バーナは燃料と空気を予め混合して燃焼させ、拡散型バーナは燃料と空気を燃焼機に別々に送って燃焼機中で混合して燃焼させるものである。

　現在家庭用ガスボイラーには殆ど拡散型バーナであるブンゼンガスバーナ(Bunsen Gas Burner)が使用されている実情である。
　すなわち、前記ブンゼンガスバーナは瞬間的に 温度を急速に発生させるために空気を急速に供給して火炎の温度を高められるので、主に使用されている。

　このように今まで家庭用ガスボイラーなどのガス燃焼機器に幅広く使用されているガスバーナの殆どはバーナの火炎安定性と逆火現象などが発生する恐れが少ないという長所を持っているブンゼン式ガスバーナを主として採用していた。

　しかし、このようなブンゼン式ガスバーナは、構造的にバーナの火炎が長く火炎温度が高いのみならず、燃焼に必要な空気量が理論空気量より遥かに多量の過剰空気を必要とするため、高温の排ガス排出による熱損失量と公害物質(NOx、COなど)の排出量が多いことから、ガス燃焼機器の効率極大化と公害物質の低減化などを期するのにある程度限界を持っていた。
　すなわち、前記ブンゼンガスバーナは瞬間的な温度に上昇しやすくするため、ガスが過剰供給される主バーナ部と空気が過剰供給される副バーナ部とから構成され、火炎の強度と火炎の長さを調節できるよう構成されている。

　この際、前記ブンゼンガスバーナにおいて主バーナには空気過剰を１．２より大きく設定し、副バーナでは空気過剰率を０．８より小さく設定するのが普通である。
　このように設定すれば、全体を一定した空然比に燃焼させる場合１２０ｐｐｍ程度の窒素酸化物(ＮＯｘ)が排出されるに比べ、その窒素酸化物の排出量を４０〜６０ｐｐｍに低減しうることが知られている。

　図９は従来のブンゼンガスバーナの使用状態を示す一つの実施例であって、概略的な使用状態図である。
　図９に示した通り、ブンゼンガスバーナ１５の燃焼過程はガスと送風機４２によって供給される１次空気４６が混合され、この混合された混合ガスが燃焼部４５で燃焼し、前記燃焼を助けるために燃焼部４５に２次空気４７が流入されて拡散燃焼が起こる。

　このように拡散燃焼の場合、火炎の中心部では酸素が足りずガスが過剰状態であり、炎の周辺ではガスが足りず酸素が過剰状態になるが、このときガスと酸素の濃度差によってその中間地点に向かってガスと燃料の拡散が続けて起こり燃焼が持続される。
　この際、炎の中心部で発生した一酸化炭素のうち拡散燃焼過程において二酸化炭素に酸化できなかった一部が、一酸化炭素としてそのまま外部に放出される。

　図１０は一つの実施例であって、前述した従来のブンゼンガスバーナを示す斜視図である。
　図１０に示した通り、従来のブンゼンガスバーナは多数個のブンゼンバーナ１５Ａが所定間隔の列に配列され一つの燃焼部を形成するよう構成されている。

　ここで、前記ブンゼンバーナ１５Ａは上端に並設されたスリット群よりなる細長い主炎孔５１を備え、軸部に混合気体の吸入口５２が配された扁平な主バーナ１と、前記主炎孔５１の両側に主炎孔５１の全体幅に亙って補助炎孔５３が形成されると共に、側部に混合気体の共通吸入口５４が配置された副バーナ２を備えている。
　この際、前記主バーナ１は主炎孔５１で形成される金属板の中心位置に並んだスリット群に圧型されると共に、中心線を含む直交面を対称にその外側を対称に膨張して突出させた膨張部５５を形成する構造よりなっている。

　また、前記膨張部５５によって一側端に燃料ガスと１次空気の吸入口５２が設けられ、内部には吸入口５２から主炎孔５１に連結されるガス移動流路５６が形成される。
　そして、前記主炎孔５１と補助炎孔５３には副バーナ２の外周面を架橋的に延して形成された窓３をさらに備えた蓋部４が配設されている。
　この際、前記窓３は前記主炎孔５１を構成する四つのスリットを一つの部分集合群にして、この部分集合群の上側を開放する多数の矩形窓５７と、前記補助炎孔５３をそれぞれ多数の火口に区画すると共に、前記補助炎孔５３を部分的に塞ぐスリット状の火口列５８よりなる。

　以上のような構成を有する前述した従来のブンゼンガスバーナは、ガス供給管５のノズル６から噴射されたガスが噴射圧力によって１次空気と共にバーナのガス移動流路５６を介して主バーナ１及び副バーナ２に供給され、主バーナ１及び副バーナ２の上端部で燃焼しつつ前記主炎孔５１と補助炎孔５３を通して火炎が形成される。
　しかし、前記ブンゼンガスバーナは多数個のブンゼンバーナ１５Ａを一列に連結してバーナ組立体を構成するため予混合ガスバーナに比べて全体として炎長さが長く火炎温度が高くて同一面積に対する同一面積に対する負荷が高いという問題点を有する。

　また、前記主バーナ１の主炎孔５１と副バーナ２の補助炎孔５３を通してガスの燃焼がなされるため空気の供給率を十分に調節し難く、よって予混合ガスバーナに比べて相対的に一酸化炭素(ＣＯ)と窒素酸化物(ＮＯｘ)などの付加生成物の排出量が増えて環境汚染に悪影響を及ぼす問題点があった。
　特に、ブンゼンバーナ１５Ａは多数個を組合わせて使用する既存のブンゼンガスバーナで高負荷燃焼を目的とする場合、バーナの数が多くなることからバーナそれぞれの燃焼性制御が困難であり、バーナ組立体の全体サイズが大きくなる不都合があった。

　一方、公害物質(NOx、COなど)を低減させ火炎温度を下げるための方法として、ガスバーナの燃焼表面材質として使用される多孔性である金属繊維織造組織の多孔体板(Knitted Metal Fiber Mat)を用いる予混合ガス燃焼があり、前記近来に開発された予混合ガス燃焼方式のガスバーナ燃焼表面材質として使用される多孔性である金属繊維織造組織の多孔体板は直径５０μｍ以下の金属性材質を繊維組織のような織造に織ったもので、これをガスバーナの燃焼表面材質として使用し、燃焼表面で可燃性の予混合ガスを完全に燃焼させると同時に、その燃焼熱で金属繊維織造組織の多孔体板のガスバーナの燃焼表面を加熱させることによってガスバーナの燃焼表面から強力で均一な固体輻射エネルギーを得られるようになっている。

　また、燃焼用過剰空気量の減少及び燃焼排気ガスの温度を下げることによって排ガスの熱損失量が減ることから熱効率が増大すると同時に、公害物質(NOx及びCOなど)の排出量を抑える効果が得られる。
　そして、燃焼負荷の範囲(ターンダウン比:TDR)が既存の一般ガス燃焼機器の場合の(TDR=５:１)に比べて相当に広いだけではなく火炎の安定性も遥かに優れ構造が簡単なので、セラミックやステンレスなどと共にガス燃焼機器の熱効率向上と公害物質の低減化のための家庭用、商業用、産業用などのガスバーナ用燃焼表面材質として幅広く使用されている傾向である。

　特に、セラミックやステンレス及び金属繊維織造組織である多孔体板などをガスバーナ用燃焼表面材質として使用する材質中では、多孔性の金属繊維織造組織である多孔体板の素材が熱処理効果によってバーナ背面の温度が着火温度以下に落ちるので、これをガスバーナの燃焼表面材質として使用して予混合ガスを燃焼させる場合はバーナ炎が多孔体板の小さい穴を介して逆流する恐れがないという安全な素材として知られている。
　そして、多孔性の金属繊維織造組織である多孔体板を用いたガスバーナは逆火現象などに対する別途の対策を必要としないという長所があって、公害物質(NOx及びCOなど)を低減させ火炎の温度を下げるための一つの方法として使用されていた。

　しかし、従来の予混合ガス燃焼バーナの場合、火炎温度が低い場合はバーナ火炎の不安定化を引き起こす恐れがあり、製作コストが高くつくと共に製作に困難があり、単純な構造に設計される家庭用ガス燃焼機器では予混合ガス燃焼の安定的な統制が多少困難な場合が発生する恐れがあった。
　また、前記予混合ガス燃焼スリットの燃焼表面材質をセラミックやステンレスまたは金属繊維織造組織である多孔体板などを使用する場合においては、燃料ガスと空気を混合させる予混合器の構造が大きくなり多少複雑になるため、予混合器内における圧力損失の増大によって送風抵抗が増大するのみならず、よって燃焼時に一部高負荷領域で異常騒音が発生したりガスバーナの主火炎が不安定になることもあった。

　このように従来の予混合ガス燃焼バーナで燃料ガスと空気を混合して供給するための別の付加装置である予混合器(混合チャンバーなど)を使用するようになれば構造が複雑になり、燃料ガスと空気の適正混合比の設定が困難であるという問題点があった。
　特に、多段制御を具現するバーナでは前記予混合器の適用が不可能であるという問題点があった。

　本発明は前述したような従来のブンゼンガスバーナの問題点を勘案して案出されたもので、その目的は、バーナの出力範囲が同一の数個の予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼できるよう構成することで、全負荷目標熱量に応じて単位バーナの数量を加減できることから設計変更が容易な多段制御を具現するガス燃焼バーナを提供することにある。

　また、本発明の他の目的は、多段制御を具現するガス燃焼バーナのマニホルドの内部にガスと空気が独立して流動するための流路が存在しその内部にはガスと空気が混合された混合気が生成されない構造を有することによって、構造が単純であり供給されるガス量と空気量の制御が容易なので予混合ガス燃焼バーナの定格出力に必要なガス量と空気量を常に一定比率で供給して燃焼効率を維持させ予混合ガス燃焼バーナの出力を一定に維持できるようにし、ガスと空気の混合のための付加装置(混合チャンバーなど)が不要な単純な構造を有するマニホルド構造を通して多段制御を具現するガス燃焼バーナを提供することにある。

　前述したような目的を達成するための本発明は、バーナの出力範囲が同一の数個のチューブ型バーナとプレート型バーナよりなる予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼させることを特徴とする多段制御を具現するガス燃焼バーナを提供することによって達成される。

　この際、前記ガス燃焼バーナは、下部に形成された空気吸込口を通して送風機から空気が供給されうるよう底面に送風機が装着される本体ケーシングと、該本体ケーシングの内部に安着されながら上端面に多数個の炎孔が形成された炎孔部が一定間隔を隔てて配されガスと空気が混合された状態に供給される際これを燃焼させるチューブ型バーナと、該チューブ型バーナの上端面に形成された炎孔部の間に着脱自在に配されながら多数の炎孔よりなる炎孔部を有するプレート型バーナと、前記チューブ型バーナとプレート型バーナにガスと空気を混合して供給できるようチューブ型バーナの内部に挿入され一定間隔を隔てて配列されている多数個の混合気供給管と、該混合気供給管の前面に設けられ前記それぞれのバーナに独立して供給されるバーナ燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリを含むことを特徴とする。

　前述したように本発明によれば、バーナの出力範囲が同一な数個の予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼できるよう構成することによって、全負荷目標熱量に応じて単位バーナの数を加減できることから設計変更が容易な多段制御が可能なガス燃焼バーナを具現できる。

　また、予混合方式で燃焼可能なことから、従来のブンゼンガスバーナに比べて相対的に全体的な火炎の長さを縮めると同時に、火炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らせることは勿論、一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質排出量を減らせて環境にやさしいバーナを提供できることは勿論、従来のブンゼンガスバーナと比較して小サイズの高負荷バーナ組立体の製作が容易であるという効果を期することができる極めて有用かつ効果的な発明である。

　そして、本発明に係る多段制御の可能なガス燃焼バーナのマニホルドの内部にガスと空気が独立的に流動するための流路を形成して、このマニホルドの内部にはガスと空気が混合された混合気が生成されないように構成すると共に、このマニホルドと連携して燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリ及び混合気供給管を設置できることによって、既存の予混合器を必要とする予混合ガス燃焼バーナの混合気供給方法が抱えている問題点を補える効果がある。

　すなわち、供給されるガス量と空気量の制御が容易なので予混合ガス燃焼バーナの定格出力に必要なガス量と空気量を常に一定比率に供給して燃焼効率を維持させ、予混合ガス燃焼バーナの出力を一定に維持できる効果がある。

　以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例について詳述する。
　図１は本発明に係るガス燃焼バーナの全体構成を示した分解斜視図であり、図２は本発明に係るガス燃焼バーナを構成するチューブ型バーナを示す斜視図であり、図３は本発明に係るガス燃焼バーナを構成するプレート型バーナを示す斜視図である。

　また、図４及び図５は本発明に係るマニホルドの構造を示すための正面斜視図及び背面斜視図であり、図６は本発明に係るマニホルドにおいてガスを供給する部分を示すための断面を切開した斜視図であり、図７は本発明に係るマニホルドにおいて空気を供給する部分を示すための断面を切開した斜視図である。
　そして、図８は本発明に係るガス燃焼バーナの組立状態を示す断面図である。

　同図に示した通り、本発明に係る多段制御の可能なガス燃焼バーナ１００は、バーナの出力範囲が同一の数個のチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０よりなる予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して、必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼させうるように構成することによって、バーナの多段制御を可能にしたものである。

　このように本発明に係る多段制御を具現できるガス燃焼バーナ１００は、下部に形成された空気吸込口１１を通して送風機５０から空気が供給されうるよう底面に送風機５０が装着される本体ケーシング１０と、該本体ケーシング１０に装着されながら上端面に多数個の炎孔が形成された炎孔部２１が一定間隔を隔てて配置され、ガスと空気が混合されたまま供給される時これを燃焼させるチューブ型バーナ２０と、該チューブ型バーナ２０の上端面に形成された炎孔部２１の間に形成された安着部２２に着脱自在に配置されながら多数の炎孔よりなる炎孔部３１を有するプレート型バーナ３０と、該チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０にガスと空気を混合して混合気形態に供給できるようにチューブ型バーナ２０の内部に挿入され一定間隔を隔てて配列されている多数個の混合気供給管４０と、該混合気供給管４０の前面に設けられ前記それぞれのバーナに独立して供給されるバーナ燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリ６０と、該ベンチュリ６０及び混合気供給管４０に連結されガス量及び空気量を必要に応じて調節可能に設置されたマニホルド８０を含む構成よりなっている。

　この際、前記本体ケーシング１０には底面に装着される前記送風機５０とチューブ型バーナ２０とを区画する隔膜１３が底面と一定間隔を隔てて形成され、前記隔膜１３の上側にチューブ型バーナ２０が安着されるようなっている。
　そして、前述したように前記チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０とからなるガス燃焼バーナが前記本体ケーシング１０に設けられた隔膜１３上に並列に配置される。

　また、前記チューブ型バーナ２０にプレート型バーナ３０が装着される際、チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０との間を堅固に固定しつつバーナの過労運転によってバーナに熱応力が存在して坐屈のような変形が発生しないよう冷却させるための水が循環するラインで構成された冷却用水管７０が設けられる。

　すなわち、前記プレート型バーナ３０はチューブ型バーナ２０の安着部２２に単に嵌込組立てられる状態で装着されるが、この際前記水管７０が本体ケーシング１０の側面に形成された挿入孔１２を通して貫通するように挿入され前記チューブ型バーナ２０の側面に形成された嵌合孔２３とプレート型バーナ３０の底面のピン構造物３２に対応形成された嵌合孔３３を経て嵌込組立てられることによって、チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０との間を堅固に固定し、かつ水管７０に沿って循環する水によって過熱されたバーナを冷却できるようになる。

　言い換えれば、前記プレート型バーナ３０の下端に形成されたピン構造物３２に冷却用水管７０を貫通するように配置することによって、バーナで過熱が起こる場合にバーナの上部炎孔部３１に発生した過熱がピン構造物３２を通して放出され、この際冷却用水管７０を通して水を供給してこれを冷却させて、バーナの過労運転によってバーナで熱応力による坐屈のような変形が発生することを防止できる長所を有する。

　また、前述したような冷却作用を通して火炎温度を下げると、一層窒素酸化物(ＮＯｘ)の発生量を軽減でき、バーナ表面の赤熱による焼損を防止できる長所も有する。
　特に、前記冷却用水管７０はプレート型バーナ３０がチューブ型バーナ２０の安着部２２に装着される際、チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０との間を固定する役割を兼ねる。

　そして、前述したように前記チューブ型バーナ２０の前面にはチューブ型バーナ２０の内部に挿入装着される混合気供給管４０が設けられるところ、前記混合気供給管４０はガスと空気が混合する混合器の役割を果たすもので、既存の予混合ガス燃焼バーナにおいて別の混合チャンバー(Mixing Chamber)を備えるべき短所を補って、本発明ではガスと空気が別の流路を通して同時に供給され、この混合気供給管４０を通りながら混合された状態にバーナに混合器形態に供給される。

　勿論、この際前述したように前記混合気供給管４０の前面には前記それぞれのバーナに独立して供給されるバーナ燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリ６０が設けられる。
　すなわち、前述したような混合気供給管４０とベンチュリ６０を通してガスと空気が流入される過程で互いに混合供給されるようにすることで、既存の予混合ガス燃焼バーナで必要としている別の混合チャンバーを備えていない状態でも既存の予混合ガス燃焼バーナと同様に、２次空気が供給される必要のない典型的な予混合ガス燃焼バーナの構造を有する。

　このような構成を有するガス燃焼バーナのベンチュリ６０の前面に本発明に係る前記マニホルド８０が装着される。
　この際、図４ないし図７に示した通り、前記マニホルド８０は一つのボディ部８１上にガス供給のためのガス供給流路８２と空気供給のための空気供給流路８３が互いに独立した形態に配置される構造よりなっている。
　そして、前記ボディ部８１の前面には前面をカバーする蓋部８４が設けられている。

　すなわち、本発明に係る前記マニホルド８０は略四角板状の板材を加工して一定空間を形成するよう突出されたボディ部８１を備え、該ボディ部８１上にガス供給のための通路であるガス供給流路８２として形成されたノズル部８６が一定間隔を隔てて多数個配置されており、このノズル部８６の反対側であるボディ部８１の内側面に後述する送風機５０から供給される空気が通る空気供給流路８３が形成される構造よりなっている。

　この際、前記ノズル部８６のガス供給流路８２は下方から上向きにガスが流動する構造を取っており、空気供給流路８３は送風機５０から空気が流入されボディ部８１の内側面にぶつかった後、上向きのベンチュリ６０に流動する構造を取っているところ、前記ガス供給流路８２のガス流入口８５側にはガス供給のためのガスコントロールバルブ(図示せず)が置かれ、前記空気供給流路８３の入口は前記送風機５０側と連通するようになっている。

　特に、図４ないし図７に示した本発明の実施例に示したマニホルド８０では前記ガス供給流路８２のガス流入口８５が２箇所形成されているところ、これは前記二つのガス流入口８５にそれぞれ二つのガスコントロールバルブ(図示せず)が連結されることによって、それぞれ独立して制御が可能になることから２段制御を具現できることを示している。

　勿論、前記ガス流入口８５の数は必要に応じてさらに追加でき、この追加されるガス流入口８５の数に応じてガス供給流路８２であるノズル部８６もそれぞれ対応分割され、流入されるガスが互いに独立的な流路を通して前記ベンチュリ６０及び混合気供給管４０に供給される。
　このようにガスが流入されるガス流入口８５の数を増やせるという意味は２段以上の多段制御が可能であることを意味する。

　そして、それぞれ独立的な流路で形成されている前記ガス供給流路８２のノズル部８６と空気供給流路８３の出口側は前記ガス燃焼バーナのベンチュリ６０及び混合気供給管４０に連結されガス量及び空気量を必要に応じて調節可能になっている。
　勿論、この際前記ノズル部８６は前記ベンチュリ６０及び混合気供給管４０に一対一に対応する構造に形成されている。

　このように前記ガス燃焼バーナ１００において空気とガスを独立した流路を通してそれぞれ供給できるようマニホルド８０が設けられ、このマニホルド８０と連携して燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリ６０及び混合気供給管４０を設けられるようにすることで、空気とガスを混合摺るための別の付加装置(混合チャンバーなど)が要らない構成を取れる。
　この際、ガスは前記マニホルド８０のノズル部８６の下部に近接して設置されたガス流入口８５側に連結されたガスコントロールバルブ(図示せず)から供給される。

　すなわち、前記マニホルド８０では前述したように前記ガスコントロールバルブでガス流入口８５を通して流入供給されるガスがガス供給流路８２であるノズル部８６を通してベンチュリ６０に供給され、前記送風機５０から供給される空気がノズル部８６の外側面であるボディ部８１の内側面に沿ってベンチュリ６０に供給されるよう形成された空気供給流路８３を通して流動されることによって、前記マニホルド８０の内部ではガスと空気が混合された混合気が生成されない状態で前記ベンチュリ６０にガスと空気がそれぞれ独自的に同時に送られ、このベンチュリ６０を通過した空気とガスが前記混合気供給管４０で混合され混合器形態でバーナに供給させるものである。

　一方、多段制御を具現できる前記ガス燃焼バーナのうちチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０の構成を図２及び図３を参照してさらに詳述すれば、前述したように前記ガス燃焼バーナ１００には全体炎孔部をそれぞれ分離可能なように上端面に多数個の炎孔の形成された炎孔部２１が一定間隔を隔てて配され、ガスと空気が混合されたまま供給される際これを燃焼させるチューブ型バーナ２０と、該チューブ型バーナ２０の上端面に形成された炎孔部２１間に形成された安着部２２に着脱自在に配置されながら多数の炎孔よりなる炎孔部３１を有するプレート型バーナ３０を備えている。

　前記チューブ型バーナ２０は前面が開口され内部の中空チューブ状を有するものであって、その上端面の両側縁線及び内側面に沿って一定間隔を隔てて均一なサイズに形成された多数個の炎孔よりなる炎孔部２１が配され、この炎孔部２１の間に前記プレート型バーナ３０を交代に装着するための安着部２２が形成された構造よりなっている。

　そして、前記チューブ型バーナ２０は、一つのチューブ状を一つの単位にして多数個のチューブ型バーナ２０を並列に連結して配置することができる。
　この際、チューブ型バーナ２０のボディ部の側面には、前記プレート型バーナ３０と固着するための水管７０を嵌挿できる複数個の嵌合孔２３が一定間隔を隔てて形成されている。

　また、前記チューブ型バーナ２０に形成された安着部２２に装着される前記プレート型バーナ３０は底面に一定曲率を持って突出されたピン構造物３２が形成された平板状の板材よりなるバーナである。
　すなわち、前記プレート型バーナ３０はチューブ型バーナ２０と同じく、板材の上面縁線に沿って均一サイズのスリット状に一定間隔を隔てて形成された多数個の炎孔よりなる炎孔部３１が配置される構造よりなっている。

　また、前記プレート型バーナ３０の底面に形成されたピン構造物３２には、前記チューブ型バーナ２０に形成された嵌合孔２３と対応して前記水管７０が貫通して挿入できるもう一つの嵌合孔３３が形成されている。
　特に、前記チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０に形成された多数個の炎孔よりなる炎孔部２１、３１は、炎孔自体が均一に穿孔されることによって単位バーナの性能が均一に現れる。

　このような構造を有するチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０は、前記プレート型バーナ３０がチューブ型バーナ２０の安着部２２に装着され一つの予混合ガス燃焼バーナを構成するようになる。
　この際、チューブ型バーナ２０の炎孔部２１は、プレート型バーナ３０間の中間に位置するようになり、チューブ型バーナ２０の炎孔部２１はプレート型バーナ３０間の火炎伝播を容易にし、前記チューブ型バーナ２０を並列に連結した時は最左側と最右側の炎孔部２１がチューブ型バーナ２０間の火炎伝播を容易にする役割を果たす。

　このような構成を有するチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０を用いている本発明が適用されるガス燃焼バーナ１００は、図１に示したように、バーナの出力範囲が同一な数個のチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０よりなる予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して、必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼させうるように構成してバーナの多段制御が可能な構成を取っている。

　また、このようなガス燃焼バーナは典型的な予混合ガス燃焼バーナの構造を備えているため、既存の予混合ガス燃焼バーナの長所をそのまま有する。
　すなわち、全体的な火炎の長さを縮め、かつ火炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を最小限に抑えられる。

　また、前記チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０とに相互分離可能な予混合ガス燃焼バーナは、従来のブンゼンバーナ及び予混合ガスバーナと比較する際相対的に小サイズの高負荷バーナ組立体に製作が容易であり、全負荷目標熱量に応じて単位バーナの数量を加減できるため、設計変形が容易な構造的特徴を有する。

　この際、本発明が適用されるガス燃焼バーナの一実施例として示した図１には、三つの予混合ガス燃焼バーナが並列に配されている状態が示されているが、これに限らないことは勿論、多数個の予混合ガス燃焼バーナが並列に配された状態でも必要熱量に応じてバーナ数を異にして燃焼できるよう構成可能なことは勿論である。
　特に、バーナの出力は炎孔部が配置されたプレートの数に支配されるので、プレート数と炎孔のサイズによってバーナの容量変更が容易になる。

　また、本発明に係るガス燃焼バーナ１００では前述したような混合気供給管４０とベンチュリ６０を通してガスと空気が流入される過程において互いに混合され供給されるようにすることで、既存の予混合ガス燃焼バーナで必要としている別の混合チャンバーを備えていない状態でも既存の予混合ガス燃焼バーナと同じく、２次空気が供給される必要のない典型的な予混合ガス燃焼バーナの構造を有するようになる。

　特に、本発明の一実施例として、図１に示された前記混合気供給管４０の場合、二つが一組になって一つのチューブ型バーナ２０に連携されており、この六つの混合気供給管４０にそれぞれベンチュリ６０が一つずつ対応して設置されており、このベンチュリ６０に供給されるガス及び空気の供給ラインがそれぞれ独立的なラインを介して供給可能なようにされているため、多段制御を必要とする際ガス及び空気がそれぞれ供給される流路をどのように独立して構成するのかによって容易に２段及び３段のような多段制御具現が可能な形態に構成できる。

　ここで、図１に示し未説明符号９０は張力ボルト９０を示しているもので、前記張力ボルト９０は本体ケーシング１０の背面から混合気供給管４０の前面にわたって貫通して組立てられて互いに堅固に固定する役割を果たすもので、参照符号４１は混合気供給管４０の前面の下端に備えられ送風機５０を通して吸い込まれた空気を吐出す吸込空気吐出口４１である。

　このように構成された本発明のガス燃焼バーナは、典型的な予混合ガス燃焼バーナの構造を備えているため、既存の予混合ガス燃焼バーナの長所をそのまま有する。
　すなわち、全体的な火炎の長さを縮め、かつ火炎の温度を下げて同一面積に対する負荷を減らして一酸化炭素及び窒素酸化物などの公害物質の発生を最小限に抑えられる。

　また、本発明に係るガス燃焼バーナは、従来のブンゼンバーナと比較するとき、相対的に小サイズの高負荷バーナ組立体に製作が容易であり、全負荷目標熱量に応じて単位バーナの数を加減できるので、設計変形が容易な構造的特徴を有する。

　本発明に係るマニホルドは、その構造が単純なのでガスと空気の混合のための付加装置(混合チャンバーなど)が不要な単純な構造を有しながら多段制御を具現する予混合ガス燃焼バーナでガスと空気を供給するための装置として適用可能になる。

本発明に係るガス燃焼バーナの全体構成を示す分解斜視図。 本発明に係るガス燃焼バーナを構成するプレート型バーナを示す斜視図。 本発明に係るガス燃焼バーナを構成するチューブ型バーナを示す斜視図。 本発明に係るマニホルドの構造を示すための正面斜視図。 本発明に係るマニホルドの構造を示すための背面斜視図。 本発明に係るマニホルドにおいてガスを供給する部分を示すための断面を切開した斜視図。 本発明に係るマニホルドにおいて空気を供給する部分を示すための断面を切開した斜視図。 本発明に係るガス燃焼バーナの組立状態を示す断面図。 従来のブンゼンガスバーナの使用状態を示す一つの実施例であって概略的な従来の使用状態図。 従来のブンゼンガスバーナの一実施例によるブンゼンバーナの構成を示す斜視図。

符号の説明

　１０：本体ケーシング
　１１：空気吸込口
　２０：チューブ型バーナ
　２１，３１：炎孔部
　３０：プレート型バーナ
　３２：ピン構造物
　４０：混合気供給管
　５０：送風機
　６０：ベンチュリ
　７０：冷却用水管
　８０：マニホルド
　８１：ボディ部
　８２：ガス供給流路
　８３：空気供給流路
　８４：蓋部
　８５：ガス流入口
　８６：ノズル部
　１００：ガス燃焼バーナ

Claims (5)

1. 　下部に形成された空気吸込口１１を通して送風機５０から空気が供給されうるよう底面に送風機５０が装着される本体ケーシング１０と、
   　該本体ケーシング１０に装着されながら上端面に多数個の炎孔が形成された炎孔部２１が一定間隔を隔てて配置され、ガスと空気が混合された状態で供給される時これを燃焼するチューブ型バーナ２０と、
   　該チューブ型バーナ２０の上端面に形成された炎孔部２１の間に着脱自在に配され多数の炎孔よりなる炎孔部３１を有するプレート型バーナ３０と、
   　前記チューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０にガスと空気を混合して供給できるようチューブ型バーナ２０の内部に挿入され一定間隔を隔てて配列されている多数個の混合気供給管４０と、
   　該混合気供給管４０の前面に設けられ前記それぞれのバーナに独立して供給されるバーナ燃焼に必要なガスと空気の混合及び流量分配の役割を果たすベンチュリ６０と、
   　該ベンチュリ６０及び混合気供給管４０に連結されガス量及び空気量を必要に応じて調整できるよう設けられたマニホルド８０を含むことを特徴とする多段制御を具現するガス燃焼バーナ。
2. 　バーナの出力範囲が同一の数個のチューブ型バーナ２０とプレート型バーナ３０よりなる予混合ガス燃焼バーナを並列に配置して、必要熱量に応じてバーナの数を異にして燃焼させることを特徴とする請求項１に記載の多段制御を具現するガス燃焼バーナ。
3. 　前記マニホルド８０は多段制御を具現する予混合ガス燃焼バーナで空気とガスを混合するための付加装置(混合チャンバー)が不要な構造を有するとともに、前記ガスと空気が流動する流路が独立して存在し、マニホルド８０の内部ではガスと空気が混合された混合気が生成されない構造を有することを特徴とする請求項１に記載の多段制御を具現するガス燃焼バーナ。
4. 　前記マニホルド８０は、
   　通常の板材を加工して一定空間を形成するよう突出されたボディ部８１を備え、
   　前記ボディ部８１の前面に前面をカバーする蓋部８４が設けられ、
   　前記ボディ部８１上にガス供給のためのガス流入口８５が設けられ、該ガス流入口８５の上側にガスが通過するガス供給流路８２であるノズル部８６が一定間隔を隔てて多数個配置され、
   　このノズル部８６の反対側面であるボディ部８１の内側面に沿って空気が通過する空気供給流路８３がガス供給流路８２と区分されるよう形成される構造を備えることを特徴とする請求項３に記載の多段制御を具現するガス燃焼バーナ。
5. 　前記ボディ部に設けられたガス供給のためのガス流入口８５の数は必要な多段制御数(２段、３段…)に対応して形成され、前記ガス流入口８５の数に合わせて前記ノズル部８６がそれぞれ区画され多段制御数に対応する独立的なガス供給流路８２に形成されることを特徴とする請求項４に記載の多段制御を具現するガス燃焼バーナ。

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