JP2022085118A - 濃淡バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】淡炎口２とその少なくとも横方向一側に空隙部３を存して隣接する濃炎口４とを有する濃淡バーナであって、バーナ本体５の両側の側板５１の上端部間に装着される、淡炎口を横方向複数の領域に区分けする複数の整流板７１，７２を有する整流部材７の前後複数個所に、整流板同士を密着させて淡炎口を前後方向に分割する絞り部７３が設けられると共に、淡炎口と空隙部とを仕切る整流部材の最外側の整流板７２に、淡混合気の一部を空隙部に導入する複数の導入孔７４が形成されるものにおいて、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が高くなることで発生する６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼を抑制できるようにする。【解決手段】導入孔７４を、最外側の整流板７２の絞り部７３以外の部分であって、絞り部７３の下端よりも上方に位置する部分に、前後方向の間隔を存して複数形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、上端部に、理論空燃比よりも燃料濃度が希薄な淡混合気を噴出する前後方向に長手の淡炎口と、淡炎口の少なくとも横方向一側に所定の横幅の空隙部を存して隣接し、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する濃炎口とを有する濃淡バーナに関する。

従来、この種の濃淡バーナは、バーナ構成部材として、横方向に対峙する一対の側板を有し、これら両側板の上端部間に淡炎口と空隙部とが画成されるバーナ本体と、バーナ本体を少なくとも横方向一側から覆う側板を有し、この側板の上端部とバーナ本体の側板の上端部との間に濃炎口が画成されるバーナキャップと、バーナ本体の両側板の上端部間に装着され、淡炎口を横方向複数の領域に区分けする複数の整流板を有する整流部材とを備えている。また、整流部材の前後複数個所には、複数の整流板同士をこれら整流板の上部で密着させて淡炎口を前後方向に分割する絞り部が設けられている。

ところで、このような濃淡バーナにおいて、濃炎口から噴出する濃混合気は、淡炎口と反対の外側部分では、バーナ外側に流れる二次空気が供給されて燃焼し、淡炎口寄りの内側部分では、淡炎口との間の空隙部の上方位置で淡混合気中の余剰空気が供給されて燃焼する。然し、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が高くなると、濃混合気の燃焼で形成される濃火炎の淡炎口側の基部が不安定になり、６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼を生じて、燃焼騒音の原因になることがある。

そこで、従来、特許文献１により、淡炎口と空隙部とを仕切る整流部材の横方向最外側の整流板に、淡混合気の一部を空隙部に導入する複数の導入孔を形成した濃淡バーナが知られている。これによれば、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が空隙部からの淡混合気の供給で低くなる。

然し、特許文献１に記載のものでは、横方向最外側の整流板の絞り部の下端よりも下方に位置する部分に導入孔を形成しているため、以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、淡混合気は、バーナ本体下部の淡混合管部の下流端からバーナ本体内の淡通路部を介して淡炎口に供給されるが、淡混合管部の下流端から前後方向にある程度以上離れた淡炎口の部分には、前後方向の方向成分を持って淡混合気が流入する。そして、上記の如く横方向最外側の整流板の絞り部の下端よりも下方に位置する部分に導入孔を形成していると、淡混合気が空隙部にも導入孔を介して前後方向の方向成分を持って流入し、空隙部の上方における淡混合気の分布に前後方向で大きな分布むらを生ずる。その結果、淡混合気の分布が悪くなる部分では、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が高くなってしまい、６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼を生じて、燃焼騒音を十分に抑制できなくなる。

特開２００４－３０８９４５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、比較的低い周波数の振動燃焼による燃焼騒音を十分に抑制できるようにした濃淡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、上端部に、理論空燃比よりも燃料濃度が希薄な淡混合気を噴出する前後方向に長手の淡炎口と、淡炎口の少なくとも横方向一側に所定の横幅の空隙部を存して隣接し、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する濃炎口とを有する濃淡バーナであって、バーナ構成部材として、横方向に対峙する一対の側板を有し、これら両側板の上端部間に淡炎口と空隙部とが画成されるバーナ本体と、バーナ本体を少なくとも横方向一側から覆う側板を有し、この側板の上端部とバーナ本体の側板の上端部との間に濃炎口が画成されるバーナキャップと、バーナ本体の両側板の上端部間に装着され、淡炎口を横方向複数の領域に区分けする複数の整流板を有する整流部材とを備え、整流部材の前後複数個所に、複数の整流板同士をこれら整流板の上部で密着させて淡炎口を前後方向に分割する絞り部が設けられると共に、淡炎口と空隙部とを仕切る整流部材の横方向最外側の整流板に、淡混合気の一部を空隙部に導入する複数の導入孔が形成されるものにおいて、導入孔は、横方向最外側の整流板の絞り部以外の部分であって、絞り部の下端よりも上方に位置する部分に、前後方向の間隔を存して複数形成されることを特徴とする。

ここで、整流部材の絞り部の下端より上方の絞り部以外の部分では、淡混合気の流れが真直ぐ上を向くように整流される。従って、本発明の如く、横方向最外側の整流板の絞り部以外の部分であって、絞り部の下端よりも上方に位置する部分に導入孔を形成すれば、空隙部に各導入孔から前後方向の方向成分を殆ど持たずに淡混合気が流入する。そのため、空隙部の上方における淡混合気の分布に前後方向で大きな分布むらを生じなくなり、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が全体的に低くなる。その結果、６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼による燃焼騒音を十分に抑制することができる。

また、本発明において、横方向最外側の整流板の上端と導入孔との間の上下方向距離は、空隙部の横幅以下であることが望ましい。これによれば、導入孔から空隙部に流入した淡混合気が、空隙部内で外側（濃炎口側）まで拡散せずに、横方向最外側の整流板に近い位置で空隙部の上方に流れることになる。そして、この淡混合気の流れにより、横方向最外側の整流板の上端近傍での還流渦の発生が抑制され、これに起因する１５０～２００Ｈｚの比較的高い周波数の振動燃焼も抑制できる。

本発明の実施形態の濃淡バーナの斜視図。 実施形態の濃淡バーナのバーナ本体と整流部材の分離状態の斜視図。 実施形態の濃淡バーナの平面図。 図３のＩＶ－ＩＶで切断した拡大切断正面図。 図３のＶ－Ｖで切断した拡大切断側面図。

図１乃至図４を参照して、１は本発明の実施形態の濃淡バーナを示している。この濃淡バーナ１は、上端部に、理論空燃比より燃料濃度が希薄な淡混合気を噴出する前後方向に長手の淡炎口２と、淡炎口２の横方向両側に夫々所定の横幅の空隙部３，３を存して隣接する、理論空燃比より燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する一対の濃炎口４，４とを有する。

濃淡バーナ１は、バーナ構成部材として、横方向に対峙する一対の側板５１，５１を有し、これら両側板５１，５１の上端部間に淡炎口２とその横方向両側の空隙部３，３とが画成されるバーナ本体５と、バーナ本体５を横方向両側から覆う一対の側板６１，６１を有し、これら両側板６１，６１の上端部とバーナ本体５の両側板５１，５１の上端部との間に濃炎口４，４が画成されるバーナキャップ６と、バーナ本体５の両側板５１，５１の上端部間に装着され、淡炎口２を横方向複数の領域に区分けする複数の整流板を有する整流部材７とを備える。

バーナ本体５の両側板５１，５１は、一枚の板をバーナ本体５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。また、バーナ本体５には、両側板５１，５１をプレス加工することで形成した、バーナ本体５の下部前端に開口する流入口５２ａから後方にのびる淡混合管部５２と、淡混合管部５２からの淡混合気を淡炎口２に導く淡通路部５３とが設けられている。淡混合管部５２の流入口５２ａの開口面積は比較的広く、この流入口５２ａに対向する淡ガスノズル（図示せず）からの燃料ガスと共に比較的多量の一次空気が淡混合管部５２に流入して、淡混合気が生成される。淡通路部５３は、淡混合管部５２の後端部から上方に向かって前方に広がるようにのびている。

また、バーナ本体５の淡混合管部５２と淡通路部５３との間の部分には、両側板５１，５１をプレス加工することで形成した濃混合管部５４が設けられている。濃混合管部５４は、バーナ本体５の前端に開口する流入口５４ａから後方に少しのびて終端しており、その後部外側面に流出孔５４ｂが開設されている。濃混合管部５４の流入口５４ａの開口面積は比較的狭く、この流入口５４ａに対向する濃ガスノズル（図示せず）からの燃料ガスと共に比較的少量の一次空気が濃混合管部５４に流入して、濃混合気が生成される。

濃混合管部５４の流出孔５４ｂから流出する濃混合気は、バーナ本体５の各側板５１とバーナキャップ６の各側板６１との間に画成される濃通路部６２を介して各濃炎口４に導かれる。また、バーナキャップ６の各側板６１の上部の前後複数個所には、濃炎口４を前後複数（具体的には１２個）のブロックに区画する凹部６３が形成されている。

整流部材７は、横方向内側の一対の内側整流板７１，７１と、横方向両外側に位置する一対の外側整流板７２，７２とを有している。そして、整流部材７に、これら内側と外側の整流板７１，７２同士をその上部で密着させて淡炎口２を前後複数（具体的には１２個）のブロックに区画する前後複数個所の絞り部７３を設けている。尚、図２で♯１の符号を付した前から３番、６番、９番の絞り部７３以外の絞り部７３は、上方部分では外側整流板７２を内側整流板７１に密着させ、下方部分では内側整流板７１，７１同士を密着させるように形成されている。

ここで、整流部材７の各絞り部７３の前後方向位置とバーナキャップ６の側板６１の各凹部６３の前後方向位置とは同一である。また、♯１の符号を付した絞り部７３と前後方向位置が同一の図１で♯１の符号を付した凹部６３は、他の凹部６３よりも大きい。更に、バーナキャップ６に、♯１の符号を付した各絞り部７３及び各凹部６３と同一の前後方向位置で、バーナキャップ６の両側板６１，６１をその上縁で連結するブリッジ部６４を設けている。

バーナ本体５の各側板５１の上部には、外側整流板７に絞り部７３よりも下方位置で接する前後方向に長手の凹条５５が形成されており、この凹条５５よりも上方の側板５１の部分と外側整流板７２との間に空隙部３が画成される。従って、整流部材７の横方向最外側の整流板たる外側整流板７２により淡炎口２と空隙部３とが仕切られることになる。

外側整流板７２には、淡炎口２に流入した淡混合気の一部を空隙部３に導入する複数の導入孔７４が形成されている。空隙部３に導入孔７４から淡混合気を導入すれば、濃炎口４から噴出する濃混合気に空隙部３を通過した淡混合気中の余剰空気が供給される。そのため、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が低くなり、この位置が高くなることで発生する６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼を抑制することができる。

ところで、淡混合気は、淡混合管部５２の下流端から淡通路部５３を介して淡炎口２に供給されるが、淡混合管部５２の下流端たる後端から前方にある程度以上離れた淡炎口２の部分には、前方への方向成分を持って淡混合気が流入する。そして、図５に２点鎖線で示す如く、各絞り部７３の下端よりも下方に位置する部分に導入孔７４´が形成されていると、淡混合気が空隙部３にも導入孔７４´を介して前方への方向成分を持って流入し、空隙部３の上方における淡混合気の分布に前後方向で大きな分布むらを生ずる。その結果、淡混合気の分布が悪くなる部分（図５にＡで示す部分）では、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が図５にｂ線で示す如く高くなってしまい、６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼を生じて、燃焼騒音を十分に抑制できなくなる。

そこで、本実施形態では、外側整流板７２の絞り部７３以外の部分であって、絞り部７３の下端よりも上方に位置する部分に、前後方向の間隔を存して複数の導入孔７４を形成している。これによれば、絞り部７３の下端より上方の絞り部７３以外の部分で真直ぐ上を向くように整流された淡混合気が各導入孔７４から空隙部３に前後方向の方向成分を殆ど持たずに流入する。そのため、空隙部３の上方における淡混合気の分布に前後方向で大きな分布むらを生じなくなり、濃混合気に淡混合気中の余剰空気が供給されて空気過剰率が１．０となる位置が図５にａ線で示す如く全体的に低くなる。その結果、６０～８０Ｈｚの比較的低い周波数の振動燃焼による燃焼騒音を十分に抑制することができる。

ところで、導入孔７４から空隙部３に流入した淡混合気が空隙部３の全幅に亘って拡散してから空隙部３の上方に流れると、外側整流板７２の上端近傍での淡炎口２からの淡混合気の還流渦の発生を抑制できなくなる。外側整流板７２の上端近傍で還流渦が発生すると、淡混合気の燃焼で形成される淡火炎の基部の燃焼速度が還流渦の影響を受けて大きく変動し、１５０～２００Ｈｚの比較的高い周波数の振動燃焼が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、外側整流板７２の上端と導入孔７４との間の上下方向距離Ｌを空隙部３の横幅Ｗ以下にしている。例えば、上記横幅Ｗを１．６ｍｍ、上記上下方向距離Ｌを１．０ｍｍに設定している。これによれば、導入孔７４から空隙部３に流入した淡混合気が、空隙部３内で外側（濃炎口４側）まで拡散せずに、外側整流板７２に近い位置で空隙部３の上方に流れることになる。そして、この淡混合気の流れにより、外側整流板７２の上端近傍での還流渦の発生が抑制され、これに起因する１５０～２００Ｈｚの比較的高い周波数の振動燃焼も抑制できる。

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、上記実施形態では、淡炎口２の横方向両側に空隙部３，３を介して一対の濃炎口４，４が設けられているが、淡炎口の横方向片側だけに空隙部を介して濃炎口を設けた濃淡バーナにも同様に本発明を適用できる。

１…濃淡バーナ、２…淡炎口、３…空隙部、４…濃炎口、５…バーナ本体、５１…側板、６…バーナキャップ、６１…側板、７…整流部材、７２…外側整流板（横方向最外側の整流板）、７３…絞り部、７４…導入孔。

Claims (2)

1. 上端部に、理論空燃比よりも燃料濃度が希薄な淡混合気を噴出する前後方向に長手の淡炎口と、淡炎口の少なくとも横方向一側に所定の横幅の空隙部を存して隣接し、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する濃炎口とを有する濃淡バーナであって、
   バーナ構成部材として、横方向に対峙する一対の側板を有し、これら両側板の上端部間に淡炎口と空隙部とが画成されるバーナ本体と、バーナ本体を少なくとも横方向一側から覆う側板を有し、この側板の上端部とバーナ本体の側板の上端部との間に濃炎口が画成されるバーナキャップと、バーナ本体の両側板の上端部間に装着され、淡炎口を横方向複数の領域に区分けする複数の整流板を有する整流部材とを備え、
   整流部材の前後複数個所に、複数の整流板同士をこれら整流板の上部で密着させて淡炎口を前後方向に分割する絞り部が設けられると共に、淡炎口と空隙部とを仕切る整流部材の横方向最外側の整流板に、淡混合気の一部を空隙部に導入する複数の導入孔が形成されるものにおいて、
   導入孔は、横方向最外側の整流板の絞り部以外の部分であって、絞り部の下端よりも上方に位置する部分に、前後方向の間隔を存して複数形成されることを特徴とする濃淡バーナ。
2. 前記横方向最外側の整流板の上端と前記導入孔との間の上下方向距離は、前記空隙部の横幅以下であることを特徴とする請求項１記載の濃淡バーナ。

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