JP2008151362A - 強制給気式燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナユニット２を内蔵する燃焼筐１内に、バーナユニットの配置部に対し仕切板３で仕切られた下部の給気室４と、給気室の前端から立ち上がる前部の一次空気室とが設けられ、給気室の底面に開設した給気口４ａに接続される燃焼ファン６からの空気が給気室を介して一次空気室に流れ、一次空気室からバーナユニットの各バーナに一次空気が供給されるようにした燃焼装置において、一次空気室での圧力分布を均一化して、全てのバーナに過不足なく一次空気を供給できるようにする。
【解決手段】仕切板３の下面に、給気口４ａに対向する仕切板３の部分の周辺から仕切板３の前縁に向けてのびる複数の突条３２_１，３２_２を設ける。突条３２_１，３２_２の下方への突出高さは給気口４ａに近付く程小さくする。また、給気口４ａに対向する仕切板３の部分に上方に窪む凹面形状に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼ファンにより一次空気を供給するようにした強制給気式燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置として、燃焼筐内に、横方向に並設した複数のバーナから成るバーナユニットが配置されると共に、バーナユニットの配置部に対し仕切板で仕切られた下部の給気室と、給気室の前端から立ち上がる前部の一次空気室とが設けられ、給気室の底面に開設した給気口に接続される燃焼ファンからの空気が給気室を介して一次空気室に流れ、一次空気室からバーナユニットの各バーナに一次空気が供給されるようにしたものは知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、燃焼ファンが他部材と干渉することを回避するため、給気口を給気室の底面の横方向一方に偏倚した位置に開設せざるを得ないことがある。ここで、燃焼ファンからの空気は給気室を成り行きで流れる。そのため、給気口が横方向一方に偏倚した位置に開設されると、一次空気室での圧力分布が不均一になり、一部のバーナへの一次空気の供給量が過多になったり過小になったりする。
特開平７−３１３０４８号公報

本発明は、以上の点に鑑み、一次空気室での圧力分布を均一化して、全てのバーナに過不足なく一次空気を供給できるようにした強制給気式燃焼装置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、本発明は、燃焼筐内に、横方向に並設した複数のバーナから成るバーナユニットが配置されると共に、バーナユニットの配置部に対し仕切板で仕切られた下部の給気室と、給気室の前端から立ち上がる前部の一次空気室とが設けられ、給気室の底面に開設した給気口に接続される燃焼ファンからの空気が給気室を介して一次空気室に流れ、一次空気室からバーナユニットの各バーナに一次空気が供給されるようにした強制給気式燃焼装置において、仕切板の下面に、下方に突出する突条が、給気口に対向する仕切板の部分の周囲に周方向の間隔を存して複数設定した各上流側区画点と仕切板の前縁に横方向の間隔を存して複数設定した各下流側区画点とを結ぶように複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、給気口から流入する燃焼ファンからの空気が複数の突条で区画される給気室の複数領域に分配されて流れる。そして、給気口が横方向一方に偏倚した位置に開設されていても、各領域への分配量が一次空気室での圧力分布を均一化するのに必要な所要量になるように各突条を配置することにより、一次空気室での圧力分布を均一化して、全てのバーナに過不足なく一次空気を供給することができる。

ところで、給気口に対する燃焼ファンの接続位置や接続角度がばらついた場合、給気室の複数領域に対する空気の分配量もばらつき、一次空気室での圧力分布が不均一になる虞がある。

そのため、本発明においては、給気口に対向する仕切板の部分が上方に窪む凹面形状に形成されていることが望ましい。これによれば、給気口から流入する燃焼ファンからの空気が給気口に対向する仕切板の凹面形状部分に一旦集められて、圧力分布が均一な静圧域が生成され、そこから複数の突条で区画される給気室の複数領域に空気が分配される。そして、給気口に対する燃焼ファンの接続位置や接続角度がばらついても、燃焼ファンからの空気が仕切板の凹面形状部分に集められることで燃焼ファンの接続位置や接続角度のばらつきが吸収される。そのため、燃焼ファンの接続位置や接続角度のばらつきで給気室の複数領域への空気の分配量にばらつきを生ずることを有効に防止できる。

また、本発明において、各突条の下方への突出高さは、各上流側区画点に近付く程小さくなることが望ましい。これによれば、複数の突条で区画される給気室の複数領域が給気口に近い上流部分において互いに広面積で連通することになる。そのため、複数領域の上流部分の圧力が相互連通で均等化され、給気口に対する燃焼ファンの接続位置や接続角度のばらつきで給気室の複数領域への空気の分配量にばらつきを生ずることを抑制できる。

図１、図２を参照して、１は上方に給湯用熱交換器等の被加熱物(図示せず)を配置する燃焼筐を示しており、燃焼筐１内にバーナユニット２が配置されている。

燃焼筐１は、底板１１と、１枚の板材を折り曲げて形成した後板１２及び左右の側板１３，１３と、両側板１３，１３の前端部間の上部に取り付けられる前板１４と、後板１２と両側板１３，１３の上部内側面を覆う遮熱板１５とで構成されている。前板１４には、点火プラグ１４ａとフレームロッド等の火炎検知素子１４ｂとが取り付けられている。

また、燃焼筐１内には、バーナユニット２の配置部に対し仕切板３で仕切られた下部の給気室４と、給気室４の前端から図３に示す如く立ち上がる一次空気室５とが設けられている。そして、燃焼筐１の底板１１で構成される給気室４の底面に開設した給気口４ａに燃焼ファン６を接続し、燃焼ファン６からの空気が給気室４を介して一次空気室５に送風されるようにしている。また、仕切板３の周辺部に多数の通気孔３１を形成している。そして、給気室４から通気孔３１を通して上方に噴出する空気により燃焼筐１の内側面に沿ってバーナユニット２よりも上方に流れるエアカーテンが生成されるようにしている。これにより、燃焼排気が燃焼筐１の内側面に触れなくなり、燃焼排気による燃焼筐１の熱損や腐食が防止される。

ここで、給気口４ａへの燃焼ファン６の接続構造について図２、図３を参照して説明する。燃焼筐１の底板１１の下面には、給気口４ａを囲うファン取付け枠１６が固定される。ファン取付け枠１６には、後側のスリット１６ａと、前側の左右一対の固定部１６ｂとが設けられ、各固定部１６ｂにねじ孔１６ｃが形成されている。一方、燃焼ファン６の吹出し口６１にはフランジ板６２が外嵌固定されている。フランジ板６２には、後側の舌片部６２ａと、前側の左右一対の耳片部６２ｂとが設けられ、各耳片部６２ｂに取付孔６２ｃが形成されている。そして、舌片部６２ａをスリット１６ａに挿入した状態で各耳片部６２ｂを各固定部１６ｂの前面に重ね合わせ、ねじ６３を取付孔６２ｃを通してねじ孔１６ｃに締め込むことにより燃焼ファン６が給気口４ａに接続される。尚、フランジ板６２の上面には、ファン取付け枠１６の内側で給気口４ａの周縁部下面に接するパッキン６４が装着されている。

バーナユニット２は、横方向中央の小バーナ２ａと、横方向両側の一対の大バーナ２ｂ，２ｂとで構成されている。これら各バーナ２ａ，２ｂは、図３、図４に示す如く、箱形のバーナ本体２１の上面に多数の炎孔を有するセラミックス製の燃焼板２２を装着して成るプレート型バーナで構成されている。バーナ本体２１の前面下部には、バーナ本体２１の前面に取り付けるダンパ２３に形成したダンパ孔２３ａを通して一次空気室５に連通する流入口２４が開設されている。そして、バーナ本体２１内に、流入口２４から後方にのびる下部の混合室２５と、混合室２５の上面板２５ａの後部に形成した開口２５ｂを介して混合室２５に連通する上部の分布室２６とが設けられている。分布室２６内には、これを上下２室に区画する分布板２６ａが設けられており、分布板２６ａに多数の分布孔２６ｂを形成して、燃焼板２２と分布板２６ａとの間の分布室２６の部分の圧力分布が均一化されるようにしている。尚、各バーナ２ａ，２ｂのバーナ本体２１は隣接するバーナのバーナ本体２１と分布室２６の側壁で一体化されている。

一次空気室５の前面はガスマニホールド７で閉塞されており、このガスマニホールド７に各バーナ２ａ，２ｂの流入口２４に臨むガスノズル７ａを設けている。かくして、各バーナ２ａ，２ｂの混合室２５にガスノズル７ａからの燃料ガスと共に一次空気室５から一次空気が流入し、混合室２５内で燃料ガスと一次空気とが混合されて理論空燃比より燃料濃度が希薄な混合気が生成され、この混合気が分布室２６を介して燃焼板２２の炎孔から噴出して全一次燃焼される。尚、図１、図２ではガスマニホールド７を省略している。

ところで、給気口４ａは給気室４の左側に偏倚した位置に開設されている。このままでは、一次空気室５での圧力分布が不均一になり、バーナユニット２を構成する一部のバーナへの一次空気の供給量が過多になったり過小になったりする。

そこで、本実施形態では、仕切板３の下面に、下方に突出する第１と第２の２つの突条３２_１，３２_２を図５に示すレイアウトで配置している。即ち、給気口４ａに対向する仕切板３の部分の周囲に周方向の間隔を存して左寄りの第１上流側区画点Ａ_１と右奥寄りの第２上流側区画点Ａ_２とを設定すると共に、仕切板３の前縁に、小バーナ２ａと左側の大バーナ２ｂとの境界部に位置する左寄りの第１下流側区画点Ｂ_１と、小バーナ２ａと右側の大バーナ２ｂとの境界部に位置する右寄りの第２下流側区画点Ｂ_２とを設定して、第１上流側区画点Ａ_１と第１下流側区画点Ｂ_１とを曲線状に結ぶように第１突条３２_１を設置し、第２上流側区画点Ａ_２と第２下流側区画点Ｂ_２とを曲線状に結ぶように第２突条３２_２を設置している。尚、各突条３２_１，３２_２は仕切板３の下面に取付ける板材で構成されるが、仕切板３の絞り成形で仕切板３と一体に各突条３２_１，３２_２を形成することも可能である。

このように突条３２_１，３２_２を設ければ、給気室４がその左側面と第１突条３２_１との間の第１領域と、第１突条３２_１と第２突条３２_２との間の第２領域と、第２突条３２_２と給気室４の後面及び右側面との間の第３領域との３つの領域に区画され、給気口４ａから流入する燃焼ファン６からの空気がこれら３つの領域に分配されて流れる。そして、各上流側区画点Ａ_１，Ａ_２及び各下流側区画点Ｂ_１，Ｂ_２の位置と、各上流側区画点Ａ_１，Ａ_２と各下流側区画点Ｂ_１，Ｂ_２とを結ぶ各突条３２_１，３２_２のレイアウト線の形状とを適切に設定することにより、給気口４ａが左側に偏倚した位置に開設されていても、一次空気室５での圧力分布を均一化して、バーナユニット２の全てのバーナ２ａ，２ｂに過不足なく一次空気を供給することができる。

但し、底板１１に対するファン取付け枠１６の位置ずれや、フランジ板６２の耳片部６２ｂに形成した取付孔６２ｃに対するねじ６３の遊び等により、給気口４ａに対する燃焼ファン６の接続位置や接続角度がばらついた場合、給気室４の第１乃至第３領域に対する空気の分配量もばらつき、一次空気室５での圧力分布が不均一になる虞がある。

そこで、本実施形態では、給気口４ａに対向する仕切板３の部分を、図３、図４に示す如く、上方に窪む凹面形状に形成している。これによれば、給気口４ａから流入する燃焼ファン６からの空気が給気口４ａに対向する仕切板３の凹面形状部分３３に一旦集められて、圧力分布が均一な静圧域が生成され、そこから給気室４の第１乃至第３領域に空気が分配される。そして、給気口４ａに対する燃焼ファン６の接続位置や接続角度がばらついても、燃焼ファン６からの空気が仕切板３の凹面形状部分３３に集められることで燃焼ファン６の接続位置や接続角度のばらつきが吸収される。そのため、燃焼ファン６の接続位置や接続角度のばらつきで給気室４の第１乃至第３領域への空気の分配量にばらつきを生ずることを有効に防止できる。

また、本実施形態では、各突条３２_１，３２_２の下方への突出高さを、各上流側区画点Ａ_１，Ａ_２に近付くほど小さくしている。これによれば、給気室４の第１乃至第３領域が給気口４ａに近い上流部分において互いに広面積で連通することになる。そのため、燃焼ファン６の接続位置や接続角度のばらつきを凹面形状部分３３で吸収しきれなくても、第１乃至第３領域の上流部分の圧力が相互連通で均等化され、第１乃至第３領域への空気の分配量にばらつきを生ずることを防止できる。かくして、燃焼ファン６の接続位置や接続角度のばらつきに関係なく一次空気室５での圧力分布が均一化され、バーナユニット２の全てのバーナ２ａ，２ｂに過不足なく一次空気が供給される。

尚、各下流側区画点Ｂ_１，Ｂ_２での各突条３２_１，３２_２の下方への突出高さは給気室４の高さ寸法の７０〜１００％に設定され、各上流側区画点Ａ_１，Ａ_２での各突条３２_１，３２_２の下方への突出高さは給気室４の高さ寸法の０〜３０％に設定されることが望ましい。

また、給気室４の第２、第３領域では給気口４ａから空気が一旦右方に流れる。そして、一次空気室５に右方への運動成分を持って空気が流入することを防止するため、各突条３２_１，３２_２の各下流側区画点Ｂ_１，Ｂ_２寄りの部分をある程度の長さに亘って前後方向に延在させ、空気流を前方に向ける整流が得られるようにすることが望ましい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、仕切板３の下面に２個の突条３２_１，３２_２を設けたが、３個以上の突条を設けることも可能である。また、上記実施形態では、バーナユニット２の各バーナ２ａ，２ｂを全一次燃焼式のプレート型バーナで構成しているが、前後方向に長手の複数のブンゼンバーナを横方向に並設してバーナユニットを構成することも可能である。この場合、仕切板３に多数の分布孔を形成し、燃焼ファン６からの空気が給気室４から一次空気室５を介して各バーナに一次空気として供給されると共に、分布孔を介してバーナユニットの配置部に二次空気として供給されるようにする。このものにおいても、仕切板３の下面に上記実施形態と同様に突条３２_１，３２_２を設けることで、各バーナに一次空気を過不足なく供給することができる。

本発明の実施形態の燃焼装置を示す斜視図。 実施形態の燃焼装置の分解状態の斜視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した切断側面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した切断正面図。 実施形態の燃焼装置に具備する仕切板の平面図。

符号の説明

１…燃焼筐、２…バーナユニット、２ａ，２ｂ…バーナ、３…仕切板、３２_１，３２_２…突条、３３…凹面形状部分、４…給気室、４ａ…給気口、５…一次空気室、６…燃焼ファン。

Claims (3)

1. 燃焼筐内に、横方向に並設した複数のバーナから成るバーナユニットが配置されると共に、バーナユニットの配置部に対し仕切板で仕切られた下部の給気室と、給気室の前端から立ち上がる前部の一次空気室とが設けられ、給気室の底面に開設した給気口に接続される燃焼ファンからの空気が給気室を介して一次空気室に流れ、一次空気室からバーナユニットの各バーナに一次空気が供給されるようにした強制給気式燃焼装置において、
   仕切板の下面に、下方に突出する突条が、給気口に対向する仕切板の部分の周囲に周方向の間隔を存して複数設定した各上流側区画点と仕切板の前縁に横方向の間隔を存して複数設定した各下流側区画点とを結ぶように複数設けられていることを特徴とする強制給気式燃焼装置。
2. 前記給気口に対向する前記仕切板の部分が上方に窪む凹面形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の強制給気式燃焼装置。
3. 前記各突条の下方への突出高さは、前記各上流側区画点に近付く程小さくなることを特徴とする請求項１又は２記載の強制給気式燃焼装置。

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