JP2014163595A

JP2014163595A - 偏平バーナ

Info

Publication number: JP2014163595A
Application number: JP2013035312A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Akagi; 万之赤木
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP5940996B2

Abstract

【課題】細長形状の炎口部を上端部に有する偏平バーナであって、流入口６５ａとその後方に隣接するスロート部６５ｂとを有する混合管部６５と、流入口に臨ませたガスノズル７１から噴射される燃料ガスと流入口から流入する一次空気との混合気を混合管部から炎口部に導く分布室部６６とを備えるものにおいて、混合管部の長さを短くしても、燃料ガスと一次空気との混合を促進できるようにする。
【解決手段】スロート部６５ｂをその断面中心Ｏ２が流入口６５ａの断面中心Ｏ１に対し上下一方にオフセットした位置に存するように形成する。ガスノズル７１は、そのノズル孔７１ａの孔軸がスロート部６５ｂの断面中心Ｏ２から流入口６５ａの断面中心Ｏ１側にずれた上下方向位置を通るように配置される。
【選択図】図５

Description

本発明は、給湯用熱源機等の燃焼装置に用いられる偏平バーナに関する。

一般に、給湯用熱源機においては、燃焼ファンで燃焼用空気を強制的に供給する燃焼筐内に、細長形状の炎口部を上端部に有する偏平バーナが複数個並設されている。

従来、この種の偏平バーナは、炎口部の長手方向を前後方向として、上下方向に長手の断面形状の流入口とその後方に隣接する流入口よりも断面積が小さなスロート部とを有する混合管部と、流入口に臨ませたガスノズルから噴射される燃料ガスと流入口から流入する一次空気との混合気を混合管部から炎口部に導く分布室部とを備えている（例えば、特許文献１参照）。尚、従来の偏平バーナおいて、スロート部は、その断面中心が流入口の断面中心と同一の上下方向位置に存するように形成されている。

ところで、熱源機の小型化のため、偏平バーナの混合管部の長さを短くすることが要求される場合がある。然し、混合管部の長さを短くすると、燃料ガスと一次空気との混合が不十分になり、燃焼性能に悪影響が及ぶことがある。

特開平７−９１６２０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、混合管部の長さを短くしても、燃料ガスと一次空気との混合を促進できるようにした偏平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、本発明は、細長形状の炎口部を上端部に有する偏平バーナであって、炎口部の長手方向を前後方向として、上下方向に長手の断面形状の流入口とその後方に隣接する流入口よりも断面積が小さなスロート部とを有する混合管部と、流入口に臨ませたガスノズルから噴射される燃料ガスと流入口から流入する一次空気との混合気を混合管部から炎口部に導く分布室部とを備えるものにおいて、スロート部は、その断面中心が流入口の断面中心に対し上下一方にオフセットした位置に存するように形成され、ガスノズルは、そのノズル孔の孔軸がスロート部の断面中心から流入口の断面中心側にずれた上下方向位置を通るように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、流入口とスロート部との間の通路部のうち上下他方（スロート部の断面中心に対する流入口の断面中心のオフセット方向）側の半部では、流入口から流入する一次空気がスロート部に向けて上下一方（流入口の断面中心に対するスロート部の断面中心のオフセット方向）に大きく傾斜して流れ、更に、ノズル孔の孔軸が流入口とスロート部との間の通路部の上下他方側の半部を通る。そのため、孔軸に沿って流れる燃料ガスに一次空気が角度を持って衝突し、混合管部の長さが短くても燃料ガスと一次空気との混合が促進される。

また、混合管部と分布室部との接続部が炎口部の前後方向中心よりも後方に位置する場合、炎口部の前半部に供給される混合気の燃料濃度が薄くなりがちである。この場合、スロート部の断面中心が流入口の断面中心に対し下方にオフセットしていれば、ノズル孔の孔軸がスロート部の断面中心よりも上側を通ることになり、混合管部の後端の上側部分から分布室部の前側部分に流れる混合気の燃料濃度が比較的濃くなって、炎口部の前半部に供給される混合気の燃料濃度が薄くなることを抑制できる。

本発明の実施形態の偏平バーナを備える燃焼装置の切断側面図。実施形態の偏平バーナの斜視図。実施形態の偏平バーナの分解状態の斜視図。図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した偏平バーナの断面図。図４のＶ−Ｖ線で切断した偏平バーナの切断側面図。実施形態の偏平バーナと従来の偏平バーナとの炎口部の前後各部における混合気の燃料濃度の測定結果を示すグラフ。

図１を参照して、１は燃焼筐を示している。燃焼筐１の上面は開放されており、燃焼筐１の上に図示省略した熱交換器等の被加熱物が設置される。燃焼筐１内には、燃焼筐１内の空間を燃焼室２とその下側の給気室３とに仕切る仕切り板４が設けられている。給気室３の底面には図外の燃焼ファンがダクト５を介して接続されており、燃焼ファンから給気室３に空気が供給される。仕切り板４には、多数の分布孔４ａが形成されており、給気室３に供給された空気がこれら分布孔４ａを介して燃焼室２に二次空気として供給されるようにしている。

燃焼室２内には、本発明の実施形態の偏平バーナ６が複数本並設されている。また、仕切り板４の前縁に立上り部４１を曲成すると共に、立上り部４１の前側に燃焼筐１の下部前面を塞ぐようにしてマニホールド７を装着している。マニホールド７には、各偏平バーナ６の後述する混合管部６５、６７の流入口６５ａ，６７ａに臨むガスノズル７１，７２が設けられている。そして、各ガスノズル７１，７２から各流入口６５ａ，６７ａに燃料ガスが供給されると共に、給気室３から立上り部４１とマニホールド７との間に画成される空隙を介して各流入口６５ａ，６７ａに一次空気が供給されるようにしている。

偏平バーナ６は、図２、図３に示す如く、バーナ本体６１と、バーナ本体６１の上部に被せたバーナキャップ６２とを備えている。バーナ本体６１の上部には、上方に開口する細長形状の炎口部６３が形成されている。また、バーナキャップ６２により、炎口部６３の両脇に位置する袖火炎口部６４が形成されている。そして、理論空燃比より燃料濃度が希薄な淡混合気を炎口部６３から噴出させると共に、理論空燃比より燃料濃度が濃い濃混合気を袖火炎口部６４から噴出させ、所謂濃淡燃焼を行うようにしている。

以下、炎口部６３の長手方向を前後方向、炎口部６３の幅方向を横方向として、偏平バーナ６の構成について詳述する。バーナ本体６１は、図４に示す如く、横方向に対峙する一対の側板６１ａ，６１ａで構成されている。尚、両側板６１ａ，６１ａは、一枚の板をバーナ本体６１の下縁となる折り曲げ線で合掌状態に折り曲げることにより形成されている。そして、各側板６１ａのプレス加工により、バーナ本体６１に、上端部の炎口部６３と、下部の混合管部６５と、混合管部６５からの混合気を炎口部６３に導く分布室部６６とが形成されている。

図５も参照して、混合管部６５は、バーナ本体６１の下部前縁に位置する、上下方向に長手の断面形状の流入口６５ａと、流入口６５ａの後方に隣接する流入口６５ａよりも断面積が小さなスロート部６５ｂとを有しており、混合管部６５の後端部が上方に屈曲して分布室部６６に接続されている。また、バーナ本体６１の前部には、混合管部６５と分布室部６６との間に位置させて、袖火用の混合管部６７が形成されている。この混合管部６７は、バーナ本体６１の前縁に位置する流入口６７ａから後方に少しのびて終端しており、その後端部側面に通気孔６７ｂが開設されている。

混合管部６５と分布室部６６との接続部は炎口部６３の前後方向中心よりも後方に位置している。また、分布室部６６の上部には、横幅を狭めた絞り部６６ａが形成されている。絞り部６６ａの横幅は、混合管部６５と分布室部６６との接続部の真上に位置する部分から前方に向けて次第に広がっている。これにより、炎口部６３に流入する混合気の前後方向流量分布が均等化される。

バーナキャップ６２は、バーナ本体６１の一対の側板６１ａ，６１ａの外側に被せられる一対の側板６２ａ，６２ａと、両側板６２ａ，６２ａをその上縁で連結する前後複数個所のブリッジ部６２ｂとを有している。そして、バーナ本体６１の側板６１ａとバーナキャップ６２の側板６２ａとの間に、上端部の袖火炎口部６４と、袖火用混合管部６７から通気孔６７ｂを介してバーナ本体６１の外側に流出する混合気を袖火炎口部６４に導く通路が画成される。また、バーナキャップ６２の側板６２ａの前後複数個所には、バーナ本体６１の側板６１ａの外側面に当接して、袖火炎口部６４を前後方向に分断する凹部６２ｃが形成されている。

また、炎口部６３内には、横方向に並設した複数の整流板６８ａを有する整流部材６８が装着されている。整流部材６８には、バーナキャップ６２のブリッジ部６２ｂに合致する前後複数個所に、整流板６８ａ同士を当接させて、各整流板６８ａ間に画成される炎口流路を前後方向に分断する当接部６８ｂが形成されている。また、バーナ本体６１の炎口部６３には、その上下方向中間部に位置させて、整流部材６８を横方向両側から挟み込む狭窄部６３ａが形成されている。これにより、狭窄部６３ａの上側の側板６１ａの部分と外側の整流板６８ａとの間に混合気が噴出しない盲空隙６３ｂが画成される。

ところで、混合管部６５の長さを短くすると、燃料ガスと一次空気との混合が不十分になり、燃焼性能に悪影響が及ぶことがある。また、混合管部６５と分布室部６６との接続部が炎口部６３の前後方向中心よりも後方に位置している場合、混合管部６５のスロート部６５ｂの断面中心が流入口６５ａの断面中心と同一の上下方向位置に存し、ガスノズル７１をそのノズル孔７１ａの孔軸が流入口６５ａ及びスロート部６５ｂの断面中心を通るように配置した従来の偏平バーナでは、図６にｂ線で示すように、炎口部６３の前半部に供給される混合気の燃料濃度が薄くなる。

そこで、本実施形態では、図５に明示する如く、スロート部６５ｂを、その断面中心Ｏ２が流入口６５ａの断面中心Ｏ１に対し下方にオフセットした位置に存するように形成すると共に、ガスノズル７１を、そのノズル孔７１ａの孔軸がスロート部６５ｂの断面中心Ｏ２から流入口６５ａの断面中心Ｏ１側にずれた上下方向位置を通るように配置している。尚、本実施形態では、ノズル孔６５ｂの孔軸が流入口６５ａの断面中心Ｏ１を通るようにしているが、ノズル孔７１ａの孔軸は、スロート部６５ｂの断面中心Ｏ２よりも上側であれば流入口６５ａの断面中心Ｏ１の下側や上側に位置していてもよい。

本実施形態によれば、流入口６５ａとスロート部６５ｂとの間の通路部のうちスロート部６５ｂの断面中心Ｏ２に対する流入口６５ａの断面中心Ｏ１のオフセット方向たる上側の半部では、流入口６５ａから流入する一次空気がスロート部６５ｂに向けて下方に大きく傾斜して流れ、更に、ノズル孔７１ａの孔軸が流入口６５ａとスロート部６５ｂとの間の通路部の上側の半部を通る。そのため、孔軸に沿って流れる燃料ガスに一次空気が角度を持って衝突し、混合管部６５の長さが短くても燃料ガスと一次空気との混合が促進される。

また、ノズル孔７１ａの孔軸がスロート部６５ｂの断面中心Ｏ２よりも上側を通ることになる。その結果、混合管部６５の後端の上側部分から分布室部６６の前側部分に図５の矢印ａの如く流れる混合気の燃料濃度が比較的濃くなって、図６にａ線で示す如く、炎口部６３の前半部に供給される混合気の燃料濃度が薄くなることを抑制できる。

また、本実施形態では、袖火用混合管部６７での燃料ガスと一次空気との混合を促進するため、この混合管部６７の後半部を斜め下方に屈曲させている。尚、袖火用混合管部６７をこのように屈曲させても、スロート部６５ｂの断面中心を流入口６５ａの断面中心に対し下方にオフセットさせることで、混合管部６５，６７間に所要のシール代（側板６１ａ，６１ａ同士の重ね合わせ代）を確保することができる。

ところで、仕切り板４の立上り部４１の前面には、一般的に図示省略したダンパが装着され、ダンパで流入口６５ａの一部を閉塞して、流入口６５ａへの一次空気の供給量を制限するようにしている。この場合、ダンパで流入口６５ａの上部を閉塞すると、スロート部６５ｂの断面中心を流入口６５ａの断面中心に対し下方にオフセットさせることの意義が失われるため、ダンパは流入口６５ａの下部を閉塞するように構成すべきである。

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、混合管部６５と分布室部６６との接続部が炎口部６３の前後方向中心よりも前方に位置し、炎口部６３の前半部で混合気の燃料濃度が薄くなるといった不具合を生じない場合は、スロート部６５ｂをその断面中心が流入口６５ａの断面中心に対し上方にオフセットした位置に存するように形成し、ガスノズル７１をそのノズル孔７１ａの孔軸がスロート部６５ｂの断面中心から下方にずれた上下方向位置を通るように配置してもよい。

また、上記実施形態の偏平バーナ６は、バーナキャップ６２を備える濃淡燃焼式バーナであるが、バーナキャップを省略した濃淡燃焼式でない偏平バーナにも同様に本発明を適用できる。

６…偏平バーナ、６３…炎口部、６５…混合管部、６５ａ…流入口、６５ｂ…スロート部、６６…分布室部、７１…ガスノズル、７１ａ…ノズル孔。

Claims

細長形状の炎口部を上端部に有する偏平バーナであって、炎口部の長手方向を前後方向として、上下方向に長手の断面形状の流入口とその後方に隣接する流入口よりも断面積が小さなスロート部とを有する混合管部と、流入口に臨ませたガスノズルから噴射される燃料ガスと流入口から流入する一次空気との混合気を混合管部から炎口部に導く分布室部とを備えるものにおいて、
スロート部は、その断面中心が流入口の断面中心に対し上下一方にオフセットした位置に存するように形成され、
ガスノズルは、そのノズル孔の孔軸がスロート部の断面中心から流入口の断面中心側にずれた上下方向位置を通るように配置されることを特徴とする偏平バーナ。
請求項１記載の偏平バーナであって、前記混合管部と前記分布室部との接続部が前記炎口部の前後方向中心よりも後方に位置するものにおいて、
前記スロート部の断面中心は前記流入口の断面中心に対し下方にオフセットしていることを特徴とする偏平バーナ。