JP2019138482A

JP2019138482A - ガス燃焼装置

Info

Publication number: JP2019138482A
Application number: JP2018018803A
Authority: JP
Inventors: 武田　和也; Kazuya Takeda; 和也武田; 佐藤　裕康; Hiroyasu Sato; 裕康佐藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2019-08-22

Abstract

【課題】バーナ混合管の流入口内に燃料ガスを噴射するガスノズル６Ｕにノズル孔６Ｕａを複数設けるものにおいて、強火状態で複数のノズル孔６Ｕａからの噴射ガス流が干渉し合って、燃焼状態が不安定になることを防止できるようにする。【解決手段】ガスノズル６Ｕに、ガス供給管７Ｕからの燃料ガスをノズル孔６Ｕａに導く、ノズル孔６Ｕａより大径の導入孔６Ｕｂがノズル孔６Ｕａ毎に設けられる。複数のノズル孔６Ｕａの孔軸は互いに平行であって、各導入孔６Ｕｂは、各ノズル孔６Ｕａの孔軸方向に直線状にのびる。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料ガスと一次空気との混合ガスを生成する混合管を有するガスバーナと、混合管の上流端の流入口内に燃料ガスを噴射するガスノズルと、ガスノズルに燃料ガスを供給するガス供給管とを備えるガス燃焼装置に関する。

この種のガス燃焼装置では、一般的に、ガスノズルに、燃料ガスを噴射する１個のノズル孔を設けている。ここで、高カロリーのガスバーナでは、ガス噴射量を多くするためにノズル孔の孔径を大きくする必要がある。然し、ノズル孔の孔径を大きくすると、中火以下でガス噴射量が低下したときに、ノズル孔からの噴射ガス流が層流状態になって、一次空気の取り込み不良を生じ、燃焼状態が悪化してしまう。

そこで、従来、ガスノズルにノズル孔を複数設けたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、高カロリーのガスバーナでも、各ノズル孔の孔径を小さくすることができる。そのため、ガス噴射量が低下しても、各ノズル孔からの噴射ガス流が層流状態になりにくく、噴射ガス流に一次空気が取り込まれて、中火以下の状態での一次空気不足による燃焼状態の悪化を防止できる。

然し、複数のノズル孔は、ガスノズル内の中空部先端のテーパー状部に連通するように形成されるため、各ノズル孔からの噴射ガス流にノズル中心に向かう方向成分が付与される。その結果、噴射ガス量が多くなる強火状態では、複数のノズル孔からの噴射ガス流が干渉し合い、一次空気の取り込みが安定しなくなって、燃焼状態が不安定になってしまう。

特開平７−２４３６２１号公報（段落００２５、図５）

本発明は、以上の点に鑑み、ガスノズルに複数のノズル孔を設けたガス燃焼装置において、強火状態で燃焼状態が不安定になることを防止できるようにしたもの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、燃料ガスと一次空気との混合ガスを生成する混合管を有するガスバーナと、混合管の上流端の流入口内に燃料ガスを噴射するガスノズルと、ガスノズルに燃料ガスを供給するガス供給管とを備えるガス燃焼装置であって、ガスノズルに、燃料ガスを噴射するノズル孔が複数設けられるものにおいて、ガスノズルに、ガス供給管からの燃料ガスをノズル孔に導く、ノズル孔より大径の導入孔がノズル孔毎に設けられ、複数のノズル孔の孔軸は互いに平行であって、各導入孔は、各ノズル孔の孔軸方向に直線状にのびることを特徴とする。

本発明によれば、各ノズル孔に、その孔軸方向に直線状にのびる各導入孔を介して、孔軸方向以外の方向成分をほとんど持つことなく燃料ガスが導入される。そのため、各ノズル孔からその孔軸方向のみの方向成分を持って燃料ガスが噴射されることになる。そして、複数のノズル孔の孔軸が互いに平行であるため、強火状態での各ノズル孔からの噴射ガス流の干渉を抑制でき、この干渉に起因して燃焼状態が不安定になることを防止できる。

また、本発明においては、複数のノズル孔がガスノズルの中心と同心の円周上に周方向の間隔を存して配置されることが望ましい。これによれば、各ノズル孔間の間隔を比較的広く確保することができ、各ノズル孔からの噴射ガス流の干渉をより効果的に抑制できる。

本発明の実施形態のガス燃焼装置を示す斜視図。実施形態のガス燃焼装置の切断側面図。実施形態のガス燃焼装置に設けられた第１ガスノズルの拡大正面図。図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。

図１、図２を参照して、１は、本発明の実施形態のガス燃焼装置の構成要素となるコンロ用のガスバーナである。ガスバーナ１は、バーナボディ２と、バーナボディ２上のバーナヘッド３とを備えている。バーナヘッド３の外周面には、上下２段の炎口４Ｕ，４Ｌが周方向の間隔を存して多数開口している。

バーナボディ２は、外側の筒体２１と中間の筒体２２と内側の筒体２３との内外３重の筒体で構成されている。外側筒体２１には、その上端部外周から垂下するスカート部２１ａが設けられている。バーナヘッド３は、内周にバーナボディ２の中間筒体２２に嵌合する筒部３１ａを垂設した環状の下ヘッド部材３１と、下面内周部にバーナボディ２の内側筒体２３に嵌合する筒部３２ａを垂設した環状の上ヘッド部材３２とで構成されている。下ヘッド部材３１の上面外周部には、環状壁３３が立設され、上ヘッド部材３２の下面外周部には、環状壁３３に着座する環状壁３４が垂設されている。そして、上ヘッド部材３２の環状壁３４に上段炎口４Ｕの上半部４Ｕａとなる溝が周方向の間隔を存して多数形成され、下ヘッド部材３１の環状壁３３に上段炎口４Ｕの下半部４Ｕｂとなる溝が周方向の間隔を存して多数形成されている。尚、上段炎口４Ｕの上半部４Ｕａと下半部４Ｕｂは周方向に位置をずらして千鳥状に配置されている。また、コンロ天板上に配置する五徳の複数の五徳爪と同一方位に位置するバーナヘッド３の周方向複数箇所の部分には、五徳爪に火炎が触れて不完全燃焼することを防止するため、上段炎口４Ｕを形成せずに下段炎口４Ｌのみを形成している。

下ヘッド部材３１の下面外周部には、バーナボディ２の外側筒体２１の上端部に着座する環状壁３５が垂設されている。この環状壁３５には、下段炎口４Ｌとなる溝が周方向の間隔を存して多数形成されている。また、下ヘッド部材３１の周方向１箇所には、図示省略した点火電極に対向するターゲット部３６が突設されており、点火電極とターゲット部３６との間での火花放電により下段炎口４Ｌに点火される。また、ガスバーナ１は、バーナボディ２の中間筒体２２と内側筒体２３との間の空間に連通する上段炎口４Ｕ用の第１混合管５Ｕと、バーナボディ２の外側筒体２１と中間筒体２２との間の空間に連通する下段炎口４Ｌ用の第２混合管５Ｌとを備える。

また、ガス燃焼装置は、第１混合管５Ｕの上流端の流入口５Ｕａ内に燃料ガスを噴射する第１ガスノズル６Ｕと、第２混合管５Ｌの上流端の流入口５Ｌａ内に燃料ガスを噴射する第２ガスノズル６Ｌとを備えている。第１と第２の各ガスノズル６Ｕ，６Ｌからの燃料ガスの噴射に伴い第１と第２の各混合管５Ｕ，５Ｌに流入口５Ｕａ，５Ｌａから一次空気が吸い込まれ、各混合管５Ｕ，５Ｌで燃料ガスと一次空気との混合ガスが生成され、この混合ガスが上段と下段の各炎口４Ｕ，４Ｌから噴出して燃焼する。

ガス燃焼装置は、更に、第１と第２のガスノズル６Ｕ，６Ｌに燃料ガスを供給する第１と第２のガス供給管７Ｕ，７Ｌと、第１と第２の両ガス供給管７Ｕ，７Ｌの上流側の共通のガス供給管７とを備えている。ガス供給管７には、点火時に開かれ、消火時に閉じる元弁８が介設され、第１と第２の各ガス供給管７Ｕ、７Ｌには、図示省略した火力調節用のレバーや摘みから成る操作部材に連動して開度が変化する第１と第２の各流量調節弁９Ｕ，９Ｌが介設されている。操作部材は、弱火位置から強火位置まで操作できるようになっている。操作部材を弱火位置から強火位置まで操作すると、第２流量調節弁９Ｌの開度が最小開度から次第に増加する。一方、第１流量調節弁９Ｕは、操作部材が所定の中間位置に達するまで開弁されず、中間位置を超えたところで所定開度まで急に開き、その後の強火位置への操作で開度が次第に増加する。

ここで、第２ガスノズル６Ｌからの噴射ガス量は強火状態でもさほど多くはない。そのため、第２ガスノズル６Ｌには、燃料ガスを噴射するノズル孔６Ｌａを１個だけ設けている。一方、第１ガスノズル６Ｕからの強火状態での噴射ガス量はかなり多くなる。そのため、第１ガスノズル６Ｕには、燃料ガスを噴射するノズル孔６Ｕａを複数、例えば、３個設けている。これによれば、各ノズル孔６Ｕａの孔径を小さくすることができる。従って、ガス噴射量が低下しても、各ノズル孔６Ｕａからの噴射ガス流が層流状態になりにくく、噴射ガス流に一次空気が取り込まれて、中火以下の状態での一次空気不足による燃焼状態の悪化を防止できる。但し、ノズル孔６Ｕａを複数設けると、強火状態で複数のノズル孔６Ｕａからの噴射ガス流が干渉し合い、一次空気の取り込みが安定しなくなって、燃焼状態が不安定になってしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、図３、図４に示す如く、第１ガスノズル６Ｕに、第１ガス供給管７Ｕからの燃料ガスをノズル孔６Ｕａに導く、ノズル孔６Ｕａより大径の導入孔６Ｕｂをノズル孔６Ｕａ毎に設けている。ここで、複数のノズル孔６Ｕａの孔軸は互いに平行であって、各導入孔６Ｕｂは、各ノズル孔６Ｕａの孔軸方向に直線状にのびている。尚、本実施形態では、第１ガスノズル６Ｕの上流側端面に、凹部６Ｕｃを形成して、この凹部６Ｕｃに各導入孔６Ｕｂの上流端が開口するようにしているが、第１ガスノズル６Ｕの上流側端面をフラットに形成し、この上流側端面に各導入孔６Ｕｂの上流端が開口するようにしてもよい。

何れにしても、本実施形態によれば、各ノズル孔６Ｕａに、その孔軸方向に直線状にのびる各導入孔６Ｕｂを介して、孔軸方向以外の方向成分をほとんど持つことなく燃料ガスが導入される。そのため、各ノズル孔６Ｕａからその孔軸方向のみの方向成分を持って燃料ガスが噴射されることになる。そして、複数のノズル孔６Ｕａの孔軸が互いに平行であるため、強火状態での各ノズル孔６Ｕａからの噴射ガス流の干渉を抑制でき、この干渉に起因して燃焼状態が不安定になることを防止できる。

また、本実施形態では、図３に明示する如く、複数のノズル孔６Ｕａが、第１ガスノズル６Ｕの中心と同心の円周Ｃ上に周方向の間隔を存して配置されている。これによれば、各ノズル孔６Ｕａ間の間隔を比較的広く確保することができ、各ノズル孔６Ｕａからの噴射ガス流の干渉をより効果的に抑制できる。

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、上記実施形態のガスバーナ１は、第１と第２の２個の混合管５Ｕ，５Ｌを有するが、混合管が１個の通常のガスバーナを備えるガス燃焼装置であっても、ガスノズルに複数のノズル孔を設ける場合には、同様に本発明を適用できる。

１…ガスバーナ、５Ｕ…第１混合管（混合管）、６Ｕ…第１ガスノズル（ガスノズル）、６Ｕａ…ノズル孔、６Ｕｂ…導入孔、７Ｕ…第１ガス供給管（ガス供給管）。

Claims

燃料ガスと一次空気との混合ガスを生成する混合管を有するガスバーナと、混合管の上流端の流入口内に燃料ガスを噴射するガスノズルと、ガスノズルに燃料ガスを供給するガス供給管とを備えるガス燃焼装置であって、ガスノズルに、燃料ガスを噴射するノズル孔が複数設けられるものにおいて、
ガスノズルに、ガス供給管からの燃料ガスをノズル孔に導く、ノズル孔より大径の導入孔がノズル孔毎に設けられ、複数のノズル孔の孔軸は互いに平行であって、各導入孔は、各ノズル孔の孔軸方向に直線状にのびることを特徴とするガス燃焼装置。
前記複数のノズル孔が前記ガスノズルの中心と同心の円周上に周方向の間隔を存して配置されることを特徴とする請求項１記載のガス燃焼装置。