JP2005282923A

JP2005282923A - 筒状バーナ

Info

Publication number: JP2005282923A
Application number: JP2004096338A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Takasu; 芳彦高須; Misako Jo; 美砂子城; Hideyuki Tomiura; 英行冨浦
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP4034749B2; EP1582811B1; EP1582811A3; EP1582811A2

Abstract

【課題】複数のセラミミックプレート７を筒状に組み合わせて構成される燃焼筒１を一対の押え板３，４により軸方向両側から挟持するようにした筒状バーナであって、所定のセラミックプレートの外周面に導電性被膜７１を形成し、導電性被膜をアース端子９を介して接地して、フレームロッド８と導電性被膜との間に電圧を印加するようにしたものにおいて、導電性被膜とアース端子とを確実に接続して、フレームロッドによる火炎検知の確実性を担保する。
【解決手段】所定のセラミックプレート７の端面に外周面の導電性被膜７１に連続する導電性被膜７２を形成し、この導電性被膜７２に当接するように、アース端子９を押え板３に設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、多数の炎孔を有する複数の短冊状のセラミックプレートを筒状に組み合わせて構成される燃焼筒を備える筒状バーナに関する。

従来、この種の筒状バーナでは、周方向に複数の窓枠を有するフレームを用い、各窓枠に外方から各セラミックプレートを嵌め込み、各セラミックプレートの周縁部外面に当接する保護枠をフレームにねじ止めして、各セラミックプレートをフレームに固定することにより燃焼筒を組立てるようにしている(例えば、特許文献１参照)。

このものでは、複数の窓枠を有する複雑な構造のフレームと各セラミックプレートの保護枠とが必要で、部品点数が増し、更に、組立てにも手間がかかり、コストが高くなる不具合があった。

そこで、本願出願人は、先に、特願２００３−１１６３７４号により、多数の炎孔を有する複数の短冊状のセラミックプレートを筒状に組み合わせて構成される燃焼筒と、燃焼筒の内側を軸方向にのびる連結部材と、連結部材の両端に固定される一対の押え板とを備え、各押え板を燃焼筒の各端面に該各端面に重なる各パッキンを介して当接させて、両押え板により燃焼筒を軸方向両側から挟持するようにした筒状バーナを提案している。これによれば、複雑な構造のフレームや保護枠が不要になり、組立ても容易になって、コストダウンを図れる。

ところで、筒状バーナではないが、セラミックプレートから成る平板上の燃焼板を備えるバーナにおいて、燃焼板に導電性を付与してフレームロッドによる火炎検知を可能にするため、セラミックプレートの外表面に導電性被膜を形成し、この導電性被膜に接続されるアース端子を設けて、セラミックプレートの外表面に対向させて設けるフレームロッドと導電性被膜との間に電圧を印加するようにしたものが知られている(例えば、特許文献２参照)。筒状バーナにおいても、燃焼筒を構成する複数のセラミックプレートの内の少なくとも１個の所定のセラミックプレートの外周面に導電性被膜を形成し、導電性被膜に接続されるアース端子を設けて、所定のセラミックプレートの外周面に対向させて設けるフレームロッドと導電性被膜との間に電圧を印加し、フレームロッドによる火炎検知を行うことが望まれる。

この場合、セラミックプレートの外周面の導電性被膜にアース端子を直接接触させることが考えられるが、燃焼筒の外周面を円筒面とするためにセラミックプレートの外周面を円弧状の曲面に形成すると、外周面の導電性被膜とアース端子との接触が安定しにくくなる。導電性被膜とアース端子との接触の安定性を確保するため、アース端子をばね材で形成することも考えられるが、バーナの燃焼による高温下でばね材の弾性は短時間で失われ、導電性被膜とアース端子との接続不良を生じ易くなる。
実公昭４４−２６３４号公報特開平１１−３５１５２１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、上記先願の筒状バーナを改良し、セラミックプレートの外周面の導電性被膜とアース端子とを確実に接続して、フレームロッドによる火炎検知の確実性を担保し得るようにした筒状バーナを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明では、多数の炎孔を有する複数の短冊状のセラミックプレートを筒状に組み合わせて構成される燃焼筒と、燃焼筒の内側を軸方向にのびる連結部材と、連結部材の両端に固定される一対の押え板とを備え、各押え板を燃焼筒の各端面に該各端面に重なる各パッキンを介して当接させて、両押え板により燃焼筒を軸方向両側から挟持するようにした筒状バーナであって、前記複数のセラミックプレートの内の少なくとも１個の所定のセラミックプレートの外周面に導電性被膜を形成し、導電性被膜に接続されるアース端子を設けて、所定のセラミックプレートの外周面に対向させて設けるフレームロッドと導電性被膜との間に電圧を印加するようにしたものにおいて、所定のセラミックプレートの一方の端面に、外周面の導電性被膜に連続する導電性被膜を形成し、該一方の端面に対応する一方の押え板に、パッキンに形成した透孔を通して所定のセラミックプレートの一方の端面の導電性被膜に当接するようにアース端子を設けている。

上記の構成によれば、燃焼筒が両押え板により軸方向両側から押され、この押圧力により、一方の押え板に設けたアース端子は、これをばね材で形成しなくても、所定のセラミックプレートの一方の端面の導電性被膜に押し付けられてこれに確実に接触する。従って、アース端子は所定のセラミックプレートの一方の端面の導電性被膜を介して外周面の導電性被膜に確実に接続され、フレームロッドによる火炎検知の確実性が担保される。

ところで、バーナの組立に際しては、複数のセラミックプレートを筒状に組み合わせて燃焼筒を仮組立した後、燃焼筒の仮組立体を結束してセラミックプレートがばらけないようにし、この状態で燃焼筒の両端に押え板を装着する。また、燃焼筒の仮組立に際しては、燃焼筒の外径に合致する径の凹部を有する治具を用い、複数のセラミックプレートの端部を治具の凹部に周方向に並べて差し込むことにより、複数のセラミックプレートを筒状に組み合わせる。そして、セラミックプレートの端部を治具の凹部に差し込む際、セラミックプレートの外周面と端面とのコーナ部が凹部の内壁面に当たって擦られることがある。ここで、所定のセラミックプレートの一方の端面と外周面とのコーナ部が角付けされていると、コーナ部が擦られたときに、外周面の導電性被膜と端面の導電性被膜とを連続させるコーナ部の導電性被膜が剥離し易く、外周面の導電性被膜と端面の導電性被膜との接続不良、即ち、外周面の導電性被膜とアース端子との接続不良を生じ易くなる。

かかる不具合を解消するため、所定のセラミックプレートの一方の端面と外周面とのコーナ部を面取りしておくことが望ましい。即ち、これによれば、コーナ部における導電性被膜とセラミックプレートとの結合面積を広く確保でき、そのため、コーナ部の導電性被膜が剥離しにくくなり、外周面の導電性被膜とアース端子との接続不良が有効に防止される。

また、上記不具合を防止するために、所定のセラミックプレートの一方の端面と外周面とのコーナ部の一部に窪み部を形成し、少なくともこの窪み部において外周面の導電性被膜と一方の端面の導電性被膜とを連続させるようにしても良い。これによれば、治具の凹部の内壁面に所定のセラミックプレートの上記コーナ部が当接しても、窪み部は凹部内壁面に当接せず、窪み部が擦られてこの部分の導電性被膜が剥離するようなことはない。従って、外周面の導電性被膜とアース端子との接続不良が確実に防止される。

図１は筒状バーナを示している。このバーナは、円筒状の燃焼筒１と、燃焼筒１の内側を軸方向にのびる連結部材２(図２、図３参照)と、連結部材２の両端に、燃焼筒１を軸方向両側から挟持するようにして固定される一対の押え板３，４とを備える。一端側の押え板３は、これにスポット溶接等で固定された取付板部５を備え、筒状バーナは給湯用熱源機や暖房機等の機器の器体内に取付板部５において取付けられる。各押え板３，４は、図３に示す如く、燃焼筒１の各端面に該各端面に重なる各パッキン６を介して当接する。また、各押え板３，４の外周には、軸方向内方に屈曲する筒状のフランジ部３ａ，４ａが曲成されており、パッキン６が径方向にずれないようにしている。尚、フランジ部３ａ，４ａは、燃焼筒１に対する各押え板３，４の装着作業が容易になるように、軸方向内方に向って拡径している。

燃焼筒１は、図２に示す如く、多数の炎孔７ａを有する短冊状のセラミックプレート７の複数枚(例えば、６枚)を筒状に組み合わせて構成される。尚、セラミックプレート７の端部寄りの部分には炎孔７ａは形成されていないが、セラミックプレート７の焼成時の収縮率の均一化等の製造上の理由により、セラミックプレート７の端部寄りの部分に盲孔状のダミー炎孔７ｂを形成している。

図３(ａ)を参照して、取付板部５の中央部にはガス流入口５ａが開設されている。また、連結部材２は角筒状であって、一端部が取付板部５のガス流入口５ａの周縁部内面にスポット溶接等で固定される。従って、一端側の押え板３は、連結部材２の一端部に取付板部５において固定されることになる。連結部材２の周面には多数の透孔２ａが形成されており、ガス流入口５ａから流入する燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら透孔２ａを介して燃焼筒１内に供給され、各セラミックプレート６の炎孔６ａから噴出して燃焼する。ここで、連結部材２は、燃焼筒１内に混合ガスを均一に分布させるための分布管として機能する。

連結部材２の他端部にはキャップ２ｂが固着されており、このキャップ２ｂには、環状に形成した他端側の押え板４の内周に嵌挿される凸部２ｃが形成されている。バーナの組立てに際しては、先ず、複数のセラミックプレート７を筒状に組み合わせて燃焼筒１を仮組立する。燃焼筒１の仮組立に際しては、図示しないが燃焼筒１の外径に合致する径の凹部を有する治具を用い、複数のセラミックプレート７の端部を治具の凹部に周方向に並べて差し込むことにより、複数のセラミックプレート７を筒状に組み合わせる。次に、仮組立された燃焼筒１をバンド等の適宜の結束具により結束してセラミックプレート７がばらけないようにし、この状態で燃焼筒１に連結部材２を挿入して、燃焼筒１の一端面に、一端側の押え板３をパッキン６を介して当接させ、次に、燃焼筒１の他端面に、他端側の押え板４をパッキン６を介して当接させる。この際、押え板４の内周に凸部２ｃが嵌挿される。そして、最後に凸部２ｃを軸方向内方に押し潰す。これによれば、押え板４が軸方向内方に押圧された状態で連結部材２にかしめ固定されることになり、両押え板３，４間に燃焼筒１がしっかりと挟持される。

燃焼筒１の外方には、所定のセラミックプレート７、即ち、図３の♯１のセラミックプレート７の外周面に対向するフレームロッド８が配置されている。♯１のセラミックプレート７の外周面には、図３(ｂ)に示す如く、導電性被膜７１が形成されている。そして、導電性被膜７１をアース端子９を介して接地し、一極を接地した直流電源１０の他極を電流検出器１１を介してフレームロッド８に接続して、フレームロッド８と導電性被膜７１との間に電圧を印加している。♯１のセラミックプレート７の外周面に炎孔７ａからの噴出ガスによる火炎が形成され、この火炎がフレームロッド８に触れると、フレームロッド８と導電性被膜７１との間に火炎を介して電流(火炎電流)が流れ、この火炎電流が電流検出器１１で検出されて、バーナの火炎検知が行われる。尚、導電性被膜７１は、例えば、ペロブスカイト型金属酸化物等の導電性セラミックをセラミックプレート７に焼付け塗装することで形成される。

ここで、♯１のセラミックプレート７の外周面の導電性被膜７１にアース端子９を直接接触させると、セラミックプレート７の外周面が円弧状の曲面であるため、導電性被膜７１とアース端子９との接触が安定しにくくなる。また、バーナの燃焼によりセラミックプレート７の外周面は高温になるため、接触の安定化のためにアース端子９をばね材で形成することは、耐熱性の点で困難である。そこで、本実施形態では、♯１のセラミックプレート７の一端側の端面に、外周面の導電性被膜７１に連続する導電性被膜７２を形成し、この導電性被膜７２に一端側の押え板３に設けたアース端子９を接触させるようにしている。アース端子９は、押え板３の取付板部５にスポット溶接等で固定した台形に屈曲する金属片で構成されている。そして、パッキン６にアース端子９に対応する透孔６ａを形成して、アース端子９が透孔６ａを通して♯１のセラミックプレート７の端面の導電性被膜７２に当接するようにしている。尚、アース端子９は取付板部５を介して接地される。

ここで、セラミックプレート７の端面は平坦面であり、また、燃焼筒１は、上記の如く両押え板３，４により軸方向両側から押されて両押え板３，４間に挟持されるため、一端側の押え板３に設けたアース端子９は、これをばね材で形成しなくても、♯１のセラミックプレート７の一方の端面の導電性被膜７２に押し付けられてこれに確実に接触する。従って、アース端子９は♯１のセラミックプレート７の一方の端面の導電性被膜７２を介して外周面の導電性被膜７１に確実に接続され、フレームロッド８による火炎検知の確実性が担保される。

尚、♯１のセラミックプレート７の一方の端面のみに導電性被膜７２を形成すると、該一方の端面側に押え板３が装着されるように、押え板３の装着工程で燃焼筒１の方向性を管理する必要性を生じ、面倒になる。従って、方向性の管理を不要にするため、♯１のセラミックプレート７の他方の端面にも外周面の導電性被膜７１に連続する導電性被膜を形成しておくことが望ましい。また、♯１のセラミックプレート７の両端面に導電性被膜７２を形成する場合、両押え板３，４にアース端子９を設けても良い。また、本実施形態では、押え板３の取付板部５に別体のアース端子９を固定しているが、取付板部５にアース端子９を一体成形することも可能である。

ところで、燃焼筒１の仮組立工程において、セラミックプレート７の端部を治具の凹部に差し込む際、セラミックプレート７の外周面と端面とのコーナ部が凹部の内壁面に当たって擦られることがある。また、押え板３の装着時に、押え板３のフランジ部３ａでセラミックプレート７の外周面と端面とのコーナ部が擦られることもある。ここで、♯１のセラミックプレート７の一方の端面と外周面とのコーナ部が角付けされていると、コーナ部が擦られたときに、外周面の導電性被膜７１と端面の導電性被膜７２とを連続させるコーナ部の導電性被膜が剥離し易く、外周面の導電性被膜７１と端面の導電性被膜７２との接続不良、即ち、外周面の導電性被膜７１とアース端子９との接続不良を生じ易くなる。

そこで、本実施形態では、図３(ｂ)に明示す如く、♯１のセラミックプレート７の端面と外周面とのコーナ部を面取りし、丸みを付けたアール形状の面取り部７ｃを形成している。このようにすると、コーナ部の導電性被膜７３のセラミックプレート７に対する結合面積が面取り部７ｃによって広く確保され、コーナ部の導電性被膜７３が剥離しにくくなり、外周面の導電性被膜７１とアース端子９との接続不良が有効に防止される。尚、♯１のセラミックプレート７のみを他のセラミックプレート７とは異なる専用の型で成形するのはコスト的に不利であるため、全てのセラミックプレート７を同一形状の型を用いて成形しており、その関係で、♯１のセラミックプレート７以外のセラミックプレート７のコーナ部にも面取り部７ｃが形成されている。また、面取り部７ｃは斜面状に形成しても良いが、本実施形態のようにアール形状に形成すれば、治具の凹部内壁面や押え板３のフランジ部３ａに面取り部７ｃが当接したときの滑りが良くなり、コーナ部の導電性被膜７３の剥離が一層効果的に防止される。

また、コーナ部の導電性被膜の剥離による、外周面の導電性被膜７１とアース端子９との接続不良を防止するには、図４に示す如く、♯１のセラミックプレート７の端面と外周面とのコーナ部の一部に窪み部７ｄを形成し、少なくともこの窪み部７ｄにおいて外周面の導電性被膜７１と端面の導電性被膜７２とを連続させるようにしても良い。これによれば、治具の凹部内壁面や押え板３のフランジ部３ａに♯１のセラミックプレート７のコーナ部が当接しても、窪み部７ｄは治具の凹部内壁面や押え板３のフランジ部３ａに当接せず、外周面の導電性被膜７１と端面の導電性被膜７２とを連続させる窪み部７ｄの導電性被膜７４が剥離するようなことはない。従って、外周面の導電性被膜７１とアース端子９との接続不良が確実に防止される。

尚、図４に示すものにおいて、外周面の導電性被膜７１と端面の導電性被膜７２とを窪み部７ｄ以外の部分でも連続させるようにしても良いことは勿論である。また、図４に示すものでは、♯１のセラミックプレート７のコーナ部の中央部に窪み部７ｄを形成しているが、窪み部７ｄはコーナ部の何れの部分に形成しても良い。尚、図４では、図面の簡略化のため炎孔７ａを省略している。

本発明の実施形態の筒状バーナの平面図。図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図。 (ａ)図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図、(ｂ)図３(ａ)の丸ｂで囲った部分の拡大断面図。導電性被膜を形成したセラミックプレートの変形例の要部の斜視図。

符号の説明

１…燃焼筒、２…連結部材、３，４…押え板、６…パッキン、７…セラミックプレート、７ａ…炎孔、７ｃ…面取り部、７ｄ…窪み部、７１，７２，７３，７４…導電性被膜、８…フレームロッド、９…アース端子。

Claims

多数の炎孔を有する複数の短冊状のセラミックプレートを筒状に組み合わせて構成される燃焼筒と、燃焼筒の内側を軸方向にのびる連結部材と、連結部材の両端に固定される一対の押え板とを備え、各押え板を燃焼筒の各端面に該各端面に重なる各パッキンを介して当接させて、両押え板により燃焼筒を軸方向両側から挟持するようにした筒状バーナであって、
前記複数のセラミックプレートの内の少なくとも１個の所定のセラミックプレートの外周面に導電性被膜を形成し、導電性被膜に接続されるアース端子を設けて、所定のセラミックプレートの外周面に対向させて設けるフレームロッドと導電性被膜との間に電圧を印加するようにしたものにおいて、
所定のセラミックプレートの一方の端面に、外周面の導電性被膜に連続する導電性被膜を形成し、該一方の端面に対応する一方の押え板に、パッキンに形成した透孔を通して所定のセラミックプレートの一方の端面の導電性被膜に当接するようにアース端子を設けることを特徴とする筒状バーナ。
前記所定のセラミックプレートの前記一方の端面と外周面とのコーナ部を面取りすることを特徴とする請求項１記載の筒状バーナ。
前記所定のセラミックプレートの前記一方の端面と外周面とのコーナ部の一部に窪み部を形成し、少なくともこの窪み部において前記外周面の導電性被膜と前記一方の端面の導電性被膜とを連続させることを特徴とする請求項１記載の筒状バーナ。