JP2014169806A

JP2014169806A - 偏平バーナ

Info

Publication number: JP2014169806A
Application number: JP2013040541A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Akagi; 万之赤木
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: JP5952209B2

Abstract

【課題】炎口部の横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾いても、この炎口流路上に形成される火炎が前後方向に大きく傾くことを防止する。
【解決手段】細長形状の炎口部６３を上端部に有する偏平バーナ６であって、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材６８が装着され、整流部材は、前後複数個所に整流板同士を当接させて各整流板間に画成される炎口流路を前後方向に分断する当接部６８ｃを有するものにおいて、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路を画成する横方向内側の整流板６８ｉｎ同士の当接部６８ｃの少なくとも下半部を、横方向から見た形状が逆三角形になるように形成する。
【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、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されている（例えば、特許文献１参照）。尚、整流部材は、前後複数個所に整流板同士を当接させて各整流板間に画成される炎口流路を前後方向に分断する当接部を有している。

ところで、熱源機の小型化のため、偏平バーナの分布室部の上下方向寸法を短くすることが要求される場合がある。然し、分布室部の上下方向寸法を短くすると、偏平バーナの前部や後部では、分布室部から炎口部への混合気の流入方向が上下方向に対し前後方向に大きく傾いてしまう。ここで、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路では、混合気の流速が速くなり、この炎口流路上に形成される火炎が大きくなる。そして、バーナ前部や後部で横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾くと、この炎口流路上に形成される大きな火炎が前後方向に傾いて、燃焼筐の前面や後面が強く加熱されることになり、燃焼筐の熱損を生じてしまう。

特開平７−９１６２０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾いても、この炎口流路上に形成される火炎が前後方向に大きく傾くことを防止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、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着され、整流部材は、前後複数個所に整流板同士を当接させて各整流板間に画成される炎口流路を前後方向に分断する当接部を有するものにおいて、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路を画成する横方向内側の整流板同士の当接部のうち少なくとも所定の前後方向部分に存する当接部の少なくとも下半部は、横方向から見た形状が逆三角形になるように形成され、所定の前後方向部分は、分布室部から炎口部への混合気の流入方向が上下方向に対し所定角度以上前後方向に傾く部分であることを特徴とする。

本発明によれば、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路に混合気が前後方向に大きく傾いた状態で流入した場合、当接部の逆三角形部分に衝突した混合気が流入方向とは反対の前後方向に比較的大きな速度成分を持って跳ね返る。そして、この跳ね返りの流れにつられて、当接部から離れた炎口流路部分でも混合気の流れが上方に向けられる。これにより、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾いても、この炎口流路上に形成される火炎が前後方向に大きく傾くことを防止できる。

また、本発明においては、当接部の配置ピッチが前記所定の前後方向部分で狭められることが望ましい。これにより、前後方向に傾いて炎口流路に流入する混合気の流れをより効果的に上方に向けることができる。

また、本発明においては、横方向内側の整流板同士を当接部の配置ピッチの中間下部で当接させるサブ当接部を有することが望ましい。更に、サブ当接部のうち前記所定の前後方向部分に存するサブ当接部を上下方向に対し混合気の流入方向とは反対の前後方向に傾けることが望ましい。これによれば、前後方向に傾いて炎口流路に流入する混合気の流れをより確実に上方に向けることができる。

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。本発明の作用を説明する説明図。図５に対応する第２実施形態の偏平バーナの切断側面図。図５に対応する第３実施形態の偏平バーナの切断側面図。

図１を参照して、１は給湯用熱源機等の燃焼装置を構成する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。

混合管部６５は、バーナ本体６１の下部前縁に位置する流入口６５ａから後方にのびており、その後端部が上方に屈曲して分布室部６６に連通している。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。

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を有する整流部材６８が装着されている。本実施形態では、横方向内側の２枚の整流板６８ｉｎ，６８ｉｎと横方向外側の２枚の整流板６８ｏｕｔ，６８ｏｕｔとで整流部材６８を構成している。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の部分と外側整流板６８ｏｕｔとの間に混合気が噴出しない盲空隙６３ｂが画成される。

整流部材６８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、内側と外側の整流板６８ｉｎ，６８ｏｕｔ同士を当接させて、両整流板６８ｉｎ，６８ｏｕｔ間に画成される炎口流路を前後方向に分断する上下一対の当接部６８ａ，６８ｂと、２枚の内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士を当接させて、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ間に画成される炎口部６３の横方向中央寄りの炎口流路を前後方向に分断する当接部６８ｃ（図５参照）とを有しており、更に、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士を当接部６８ｃの配置ピッチの中間下部で当接させるサブ当接部６８ｄを有している。また、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎは前後両端の連結部６８ｅで連結され、内側と外側の整流板６８ｉｎ，６８ｏｕｔはその下縁の前後複数個所に設けた連結部６８ｆで連結されている。

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からの混合気の流入箇所である分布室部６６の後部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。

ところで、分布室部６６の上下方向寸法を短くすると、バーナ前部の図５にＡで示す部分では、分布室部６６から炎口部６３への混合気の流入方向が上下方向に対し前方に所定角度（例えば、１０〜１５°）以上傾き、また、バーナ後部の図５にＢで示す部分では、分布室部６６から炎口部６３への混合気の流入方向が上下方向に対し後方に所定角度（例えば、５〜１０°）以上傾く。ここで、炎口部６３の横方向中央寄りの炎口流路では、混合気の流速が速く、この炎口流路上に形成される火炎が大きくなる。そして、バーナ前部や後部で横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾くと、この炎口流路上に形成される大きな火炎が前後方向に傾いて、燃焼筐１の前面や後面が強く加熱されることになり、燃焼筐１の熱損を生じてしまう。

そこで、本実施形態では、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士の当接部６８ｃの下半部を、図５に示す如く、横方向から見た形状が逆三角形になるように形成している。これによれば、炎口部６３の横方向中央寄りの炎口流路に混合気が前後方向に大きく傾いた状態で流入した場合、図６に示す如く、当接部６８ｃの下半部の逆三角形部分に衝突した混合気が流入方向とは反対の前後方向に比較的大きな速度成分を持って跳ね返る。そして、この跳ね返りの流れにつられて、当接部６８ｃから離れた炎口流路部分でも混合気の流れが上方に向けられる。そのため、バーナ前部と後部のＡ、Ｂ示の部分で、炎口部６３の横方向中央寄りの炎口流路への混合気の流入方向が前後方向に大きく傾いても、この炎口流路上に形成される火炎が前後方向に大きく傾くことを防止でき、燃焼筐１の熱損を生じない。

尚、上記実施形態では、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士の全ての当接部６８ｃを逆三角形の下半部を有するものに形成しているが、バーナ前部と後部のＡ、Ｂ示の部分、即ち、分布室部６６から炎口部６３への混合気の流入方向が上下方向に対し所定角度以上前後方向に傾く部分に存する当接部６８ｃのみを逆三角形の下半部を有するものに形成してもよい。また、これら当接部６８ｃの下半部だけでなく上下全体を逆三角形に形成してもよい。更に、サブ当接部６８ｄを省略することも可能であるが、サブ当接部６８ｄを設ければ、混合気の流れをより効率よく上方に向けることができ、有利である。

また、図７に示す第２実施形態の如く、当接部６８ｃの配置ピッチをバーナ前部と後部のＡ、Ｂ示の部分で狭めてもよい。これによれば、Ａ、Ｂ示の部分で混合気の流れを一層確実に上方に向けることができる。

また、図８に示す第３実施形態の如く、Ａ、Ｂ示の部分に存するサブ当接部６８ｄを、上下方向に対し混合気の流入方向とは反対の前後方向に傾けてもよい。即ち、混合気の流入方向が上下方向に対し前方に傾くＡ示の部分に存するサブ当接部６８ｄを上下方向に対し後方に傾け、混合気の流入方向が上下方向に対し後方に傾くＢ示の部分に存するサブ当接部６８ｄを上下方向に対し前方に傾ける。この場合も、Ａ、Ｂ示の部分で混合気の流れを一層確実に上方に向けることができる。

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、上記実施形態では、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士の当接部６８ｃの少なくとも下半部を逆三角形に形成しているが、内側整流板６８ｉｎ，６８ｉｎ同士の当接部６８ｃだけでなく、内側と外側の整流板６８ｉｎ，６８ｏｕｔ同士の当接部６８ａの少なくとも下半部を逆三角形に形成してもよい。

また、上記実施形態の整流部材６８は、４枚板構造のものであるが、２枚の内側整流板の間に中央の整流板を有する５枚板構造のものとしてもよい。この場合は、炎口部の横方向中央寄りの炎口流路が中央整流板と各内側整流板との間に画成されることになるから、中央整流板と各内側整流板との当接部の少なくとも下半部を逆三角形に形成する。

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、６１…バーナ本体、６１ａ…側板、６３…炎口部、６５…混合管部、６６…分布室部、６８…整流部材、６８ｉｎ…内側整流板、６８ｃ…当接部、６８ｄ…サブ当接部。

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、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着され、整流部材は、前後複数個所に整流板同士を当接させて各整流板間に画成される炎口流路を前後方向に分断する当接部を有するものにおいて、
炎口部の横方向中央寄りの炎口流路を画成する横方向内側の整流板同士の当接部のうち少なくとも所定の前後方向部分に存する当接部の少なくとも下半部は、横方向から見た形状が逆三角形になるように形成され、所定の前後方向部分は、分布室部から炎口部への混合気の流入方向が上下方向に対し所定角度以上前後方向に傾く部分であることを特徴とする偏平バーナ。
前記当接部の配置ピッチが前記所定の前後方向部分で狭められることを特徴とする請求項１記載の偏平バーナ。
前記横方向内側の整流板同士を前記当接部の配置ピッチの中間下部で当接させるサブ当接部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の偏平バーナ。
前記サブ当接部のうち前記所定の前後方向部分に存するサブ当接部は、上下方向に対し混合気の流入方向とは反対の前後方向に傾いていることを特徴とする請求項３記載の偏平バーナ。