JP2022134593A

JP2022134593A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2022134593A
Application number: JP2021033823A
Authority: JP
Inventors: 和也武田; Kazuya Takeda
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-09-15
Also published as: TW202300821A; BR102022000517A2; CN115013810A

Abstract

【課題】燃焼筐内に、上端に混合気を噴出する炎口２３を有する前後方向に長手のバーナ２を複数並設した燃焼装置であって、各バーナ間の隙間に、各バーナ２の炎口形成領域の前後一方の端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板１９を配置するものにおいて、バーナ２や火移り板１９の横幅の誤差により溝部２７側面と火移り板１９側縁との間のクリアランスが多少広くなっても、火移り性能が悪化することを確実に防止できるようにする。【解決手段】バーナ２の外側面の、火移り板１９に合致する前後方向位置で、且つ、火移り板１９の上方に位置する部分に、当該部分の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分よりも横方向外方に膨出する膨出部２９を設ける。【選択図】図４

Description

本発明は、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して並べて複数並設され、各バーナ間の隙間に下方から二次空気が供給されるようにした燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置においては、一般的に、各バーナ間の隙間に、各バーナの炎口形成領域の前後一方の端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板を配置している（特許文献１参照）。火移り板を配置すると、火移り板の直上部には二次空気が流れ難くなるため、横方向に隣接する一方のバーナの炎口から噴出する混合気の一部と他方のバーナの炎口から噴出する混合気の一部とが火移り板の直上部に滞留して、一方のバーナから他方のバーナへの火移りが促進される。

然し、バーナや火移り板の横幅の誤差によりバーナキャップの側板と火移り板の側縁との間のクリアランスが広くなると、二次空気がクリアランスを介して上方に流れ、この二次空気により火移り板の直上部に滞留する混合気が吹き飛ばされて、火移り性能が悪化してしまう。

特開平５－２８０７１５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、火移り性能の悪化を確実に防止できるようにした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、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して並べて複数並設され、各バーナ間の隙間に下方から二次空気が供給されるようにした燃焼装置であって、各バーナ間の隙間に、各バーナの炎口形成領域の前後一方の端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板が配置されるものにおいて、バーナの外側面の、火移り板に合致する前後方向位置で、且つ、火移り板の上方に位置する部分に、当該部分の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分よりも横方向外方に膨出する膨出部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、バーナや火移り板の横幅の誤差によりバーナ外側面と火移り板の側縁との間のクリアランスが多少広くなっても、クリアランスを介して火移り板の上方に向かう二次空気の流れに膨出部によって大きな横方向成分が付与され、二次空気の上方に向かう勢いが弱くなるという作用が得られる。従って、火移り板の直上部に滞留する混合気が二次空気によって吹き飛ばされることを効果的に抑制できる。更に、火移り板に合致する部分では、横方向に隣接する一方のバーナの炎口と他方のバーナの炎口との間の間隔が膨出部によって狭められて、これら炎口間で火移りし易くなり、火移り板の直上部に滞留する混合気の二次空気による吹き飛ばしを効果的に抑制できることと相俟って、火移り性能の悪化を確実に防止することができる。尚、膨出部の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分は横方向外方に膨出しないため、炎口から噴出する混合気に十分に二次空気が供給され、燃焼性が悪化することはない。

本発明の実施形態の燃焼装置の斜視図。図１のＩＩ－ＩＩ線で切断した切断側面図。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した切断平面図。図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した要部の拡大断面図。実施形態の燃焼装置に設けられるバーナの斜視図。図５のＶＩ－ＶＩ線で切断したバーナの断面図。実施形態の燃焼装置の燃焼筐内に設けられるバーナ押え板の斜視図。

図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、燃焼筐１と、燃焼筐１内の下部に横方向に隙間を存して並設した前後方向に長手の複数（本実施形態では６個）のバーナ２と、これらバーナ２に燃料ガスを供給するガスマニホールド３と、燃焼筐１内の上部に配置した、バーナ２からの燃焼ガスにより加熱される熱交換器４とを備えている。熱交換器４には、上流側の給水管４１と下流側の出湯管４２とが接続されている。また、ガスマニホールド３には、燃料ガスの供給を制御するバルブユニット５が接続されている。

図５、図６を参照して、バーナ２は、横方向に対峙する一対の側板２１ａ，２１ａを有するバーナ本体２１と、バーナ本体２１を横方向両側の外側から覆う一対の側板２２ａ，２２ａを有するバーナキャップ２２とを備えている。そして、バーナ２の上端に、混合気を噴出する炎口２３として、バーナ本体２１の両側板２１ａ，２１ａの上端間に位置する主炎口２３ａと、バーナ本体２１の各側板２１ａの上端とバーナキャップ２２の各側板２２ａの上端との間に画成される袖火炎口２３ｂとを設けている。尚、主炎口２３ａは、バーナ本体２１の両側板２１ａ，２１ａの上端を繋ぐ上板部２１ｂに前後方向の間隔を存して複数形成されている。

バーナ本体２１には、前端の流入口２４ａから後方にのびる下部の混合管部２４と、混合管部２４の後端部から前後方向に広がりながら上方にのびる主混合気通路２５とが設けられている。そして、流入口２４ａから流入する燃料ガスと一次空気との混合気が混合管部２４と主混合気通路２５とを介して主炎口２３ａに導かれるようにしている。

バーナ本体２１の各側板２１ａとバーナキャップ２２の各側板２２ａとの間には、袖火炎口２３ｂに連なる袖火混合気通路２６が設けられている。また、バーナ本体２１の各側板２１ａには、バーナキャップ２２の各側板２２ａの下部が重ね合わされる部分より上方に位置させて、主混合気通路２５と袖火混合気通路２６とを連通する通気孔２６ａが前後方向の間隔を存して複数形成されている。そして、主混合気通路２５からこれら通気孔２６ａを介して分流される混合気が袖火混合気通路２６を介して袖火炎口２３ｂに供給され、袖火炎口２３ｂ上に形成される袖火により主炎口２３ａ上に形成される主炎が保炎されるようにしている。

また、バーナキャップ２２の各側板２２ａに、通気孔２６ａより上方に位置させて、横方向内方に窪む溝部２７を形成している。これにより、通気孔２６ａから袖火混合気通路２６に流入する混合気が溝部２７より下方の部分で前後方向に分布して、袖火炎口２３ｂから噴出する混合気の前後方向における分布の均一性を確保できる。尚、バーナキャップ２２は、両側板２２ａ，２２ａの上端を前後複数箇所で繋ぐブリッジ部２２ｂを有している。

燃焼筐１は、ガスマニホールド３の上方に位置する燃焼筐１の前面部分を覆う前側の側板１１と、横方向両側の側板１２，１２と、後側の側板１３と、底板１４とで構成されている。また、前側と横方向と後側の各側板１１，１２，１３の内面に対向するように各遮熱板１５，１６，１７が設けられている。更に、前側の側板１１には、バーナ２に点火するための点火電極７１と、バーナ２の火炎検知のためのフレームロッド７２とを有する電極部品７が装着されている。

また、後側の側板１３の内側には、バーナ本体２１の後端縁下部に形成した凹欠部２８に係合する下端の押え片部１８１を有する、図７に示すバーナ押え板１８が配置されている。押え片部１８１には、各バーナ２を位置決めするため、凹欠部２８で前方に窪んだバーナ本体２１の後縁部の部分が挿入されるスリット状の切欠き１８２が複数のバーナ２に対応して複数形成されている。

底板１４の前部には、ガスマニホールド３の後方位置で上方に立上る起立板部１４１と、起立板部１４１の上端から前方に屈曲して前側の側板１１に達する上板部１４２とが形成されている。起立板部１４１には、各バーナ２の流入口２４ａに臨む開口部１４３が開設されている。また、起立板部１４１の前面には、各バーナ２の流入口２４ａに臨む、燃料ガス及び一次空気が通過する開口部６１を複数のバーナ２に対応して複数有する通気調節板６が配置されている。通気調節板６は、その横方向中央部の上端部で起立板部１４１にネジ６２止めされている。

底板１４には、各バーナ２の下縁を横方向両側から挟む、上方への窪み１４４が複数形成されると共に、小孔１４５が多数形成されている。また、上板部１４２の前端には、前側の側板１１の内面に沿って立ち上がる第２の起立板部１４６が形成されている。そして、第２の起立板部１４６の上端に、隣接するバーナ２，２の前端部間の隙間に挿入されてバーナ２の前端部を横方向に位置決めする爪部１４７が複数曲成されている。

燃焼筐１の上端には、排気フード８１を介して排気ファン８が接続されている。排気ファン８には、ファンモータ８２が付設されている。熱交換器４を通過した燃焼ガスは、排気ファン８に吸引され、排気ファン８の出口８３に接続される図示省略した排気筒を介して燃焼ガスが外部に排出される。また、排気ファン８の吸引力により各バーナ２に燃焼用空気が供給される。即ち、通気調節板６の各開口部６１と起立板部１４１の各開口部１４３とを介して流入口２４ａから吸引される空気が各バーナ２に燃焼用の一次空気として供給されると共に、小孔１４５から吸引される空気が各バーナ２，２間の隙間に下方から燃焼用の二次空気として供給される。

ところで、燃焼開始時には、点火電極７１を臨ませたバーナ２から他のバーナ２に火移りさせる必要がある。そこで、各バーナ２，２間の隙間に、各バーナ２の炎口形成領域の後端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板１９を設けている。これによれば、火移り板１９の直上部に二次空気が流れ難くなるため、火移り時に、隣接する一方のバーナ２の炎口２３から噴出する混合気の一部と他方のバーナ２の炎口２３から噴出する混合気の一部とが火移り板１９の直上部に滞留して、一方のバーナ２から他方のバーナ２への火移りが促進される。

また、図４に示す如く、バーナ２の外側面たるバーナキャップ２２の各側板２２ａの火移り板１９に合致する上下方向位置に形成した上記溝部２７に、火移り板１９の側縁部を挿入している。これによれば、バーナ２や火移り板１９の横幅の誤差により溝部２７側面と火移り板１９の側縁との間のクリアランスが多少広くなっても、クリアランスを介して火移り板１９の下方から上方に至る二次空気の流路は溝部２７内で横方向に屈曲するため、通気抵抗が大きくなって、火移り板１９の上方に流れる二次空気の流量は然程増加しない。

また、火移り板１９の前端には、斜め前下方にのびる舌片部１９ａが設けられている。舌片部１９ａを設ける理由は、以下の通りである。火移り板１９の前端近傍では、上方に向かう二次空気の流れに渦が発生する。そして、この渦がバーナ２の上端に達すると、渦の影響でバーナ２の燃焼性に悪影響が及ぶ。舌片部１９ａを設けると、上方に向かう二次空気の流れに舌片部１９ａの前端近傍で渦が発生することになる。従って、渦の発生位置が下方にずれて、バーナ２の上端まで渦が到達し難くなり、バーナ２の燃焼性が渦の影響で悪化することを防止できる。尚、舌片部１９ａは、溝部２７よりも下方にのばすために、側縁部が溝部２７に挿入される火移り板１９の本体部分よりも横幅が狭くなっている。

ところで、溝部２７の横方向内方への凹入深さは、袖火混合気通路２６の通気抵抗が過大にならないようにする上で、左程深くすることはできない。そのため、溝部２７内での二次空気の通気抵抗を十分に増加することは困難である。

そこで、本実施形態では、バーナ２の外側面たるバーナキャップ２２の各側板２２ａの、火移り板１９に合致する前後方向位置で、且つ、溝部２７の上側、即ち、火移り板１９の上方に位置する部分に、当該部分の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分よりも横方向外方に膨出する膨出部２９を設けている。これによれば、火移り板１９の上方に向かう二次空気の流れに膨出部２９によって大きな横方向成分が付与され、二次空気の上方に向かう勢いが弱くなるという作用が得られる。従って、溝部２７内での二次空気の通気抵抗を十分に増加できなくても、火移り板１９の直上部に滞留する混合気が二次空気によって吹き飛ばされることを効果的に抑制できる。更に、火移り板１９に合致する部分では、横方向に隣接する一方のバーナ２の袖火炎口２３ｂと他方のバーナ２の袖火炎口２３ｂとの間の間隔が膨出部２９によって狭められて、これら袖火炎口２３ｂ，２３ｂ間で火移りし易くなる。このことと、火移り板１９の直上部に滞留する混合気の二次空気による吹き飛ばしを効果的に抑制できることとの相乗効果で、火移り性能の悪化を確実に防止することができる。

尚、膨出部２９の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分は横方向外方に膨出しないため、炎口２３から噴出する混合気に十分に二次空気が供給され、燃焼性が悪化することはない。また、本実施形態では、図７に示す如く、バーナ押え板１８の上端に、火移り板１９を一体に形成している。これにより、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。更に、本実施形態では、バーナキャップ２２の各側板２２ａに、膨出部２９を前後対称に一対に形成している。これにより、バーナキャップ２２をバーナ本体２１に前後逆向きで装着しても、火移り板１９に合致する前後方向部分に膨出部２９が存在することになる。そのため、バーナキャップ２２をバーナ本体２１に前後の向きを気にせずに装着でき、バーナキャップ２２の組付作業性が向上する。

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、上記実施形態は、排気ファン８の吸引力で各バーナ２，２間の隙間に下方から二次空気が供給されるようにした燃焼装置に本発明を適用したものであるが、燃焼筐１の底板１４の下にファンから空気が供給される給気室を設け、各バーナ２，２間の隙間に給気室を介して下方から二次空気が供給されるようにした燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。

また、バーナ２をバーナキャップ２２を有しないものとすることも可能である。この場合は、バーナ２の外側面たるバーナ本体２１の側板２１ａの、火移り板１９に合致する前後方向位置で、且つ、火移り板１９の上方に位置する部分に、当該部分の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分よりも横方向外方に膨出する膨出部を設ければよい。更に、各バーナ２，２間の隙間に、各バーナ２の炎口形成領域の前端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、火移り板１９を配置することも可能である。

１…燃焼筐、１９…火移り板、２…バーナ、２３…炎口、２９…膨出部。

然し、バーナや火移り板の横幅の誤差によりバーナ外側面と火移り板の側縁との間のクリアランスが広くなると、二次空気がクリアランスを介して上方に流れ、この二次空気により火移り板の直上部に滞留する混合気が吹き飛ばされて、火移り性能が悪化してしまう。

Claims

燃焼筐を備え、燃焼筐内に、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが横方向に隙間を存して複数並設され、各バーナ間の隙間に下方から二次空気が供給されるようにした燃焼装置であって、
各バーナ間の隙間に、各バーナの炎口形成領域の前後一方の端部に合致する前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板が配置されるものにおいて、
バーナの外側面の、火移り板に合致する前後方向位置で、且つ、火移り板の上方に位置する部分に、当該部分の前後方向に隣接するバーナ外側面の部分よりも横方向外方に膨出する膨出部が設けられることを特徴とする燃焼装置。