JP2023135709A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼筐１内の仕切板２の上側の燃焼室１ａに、濃淡バーナから成る前後方向に長手のバーナ３が横方向に複数並設され、仕切板２の前端の起立板２２に、バーナ３の下部前端に開口する主流入口３３と袖火流入口３４とに合致する主連通口２３と袖火連通口２２とが形成され、起立板２２の前方に、主流入口３３と袖火流入口３４とに向けて燃料ガスを噴射する主ノズル４１と袖火ノズル４２とを絞り成形した板金製のガスマニホールド４が設けられる燃焼装置において、袖火流入口３４から燃料ガスが溢れ出ないようにガスマニホールド４を起立板２２に接近配置しても、主流入口３３に流入する一次空気量の不足を防止できるようにする。【解決手段】主流入口３３及び主連通口２３の少なくとも下端から所定範囲の部分を、袖火流入口３４及び袖火連通口２４の前後方向位置よりも後方に位置させる。【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼筐内の空間を燃焼室と燃焼室の下側の給気室とに仕切る仕切板が設けられ、燃焼室に、前後方向に長手のバーナが横方向に複数並設され、仕切板の前端から複数のバーナの下部前端に沿って立ち上がる起立板が設けられると共に、起立板の前方に位置し、起立板との間に給気室に連通する一次空気室を画成するガスマニホールドが設けられた燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置において、各バーナを、上端に、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主炎口部と、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する、主炎口部の横方向両外側に位置する袖火炎口部とを有すると共に、下部前端に、起立板に対向するようにして開口する、主炎口部に連なる主流入口と、主流入口の上側で起立板に対向するようにして開口する、袖火炎口部に連なる袖火流入口とを有する濃淡バーナで構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このものでは、起立板に、各バーナの主流入口に合致する主連通口と、各バーナの袖火流入口に合致する袖火連通口とを夫々複数のバーナに対応して複数形成している。更に、ガスマニホールドの後面に、各バーナの主流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する主ノズルと、各バーナの袖火流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する袖火ノズルとを夫々複数のバーナに対応して複数突設している。

ところで、袖火流入口は、開口面積が小さく、袖火流入口から後方にのびる流路も、袖火流入口と同様に断面積が小さく内圧が高くなる。そのため、袖火流入口から燃料ガスが溢れ出ることを防止するには、袖火ノズルの先端を起立板にある程度接近させる必要がある。

ここで、従来、一般的に用いられるガスマニホールドは、ダイカスト製であって、コストが高い。そこで、低コスト化のために、ガスマニホールドを板金製とすることが考えられている。然し、板金製のガスマニホールドでは、主ノズル及び袖火ノズルを絞り成形することになり、以下の不具合を生ずる。即ち、主ノズル及び袖火ノズルを絞り成形した場合、ガスマニホールドの後面からのノズル突出高さを左程大きくすることができない。そのため、上記の如く袖火ノズルの先端を起立板に接近させると、ガスマニホールドの後面と起立板との間の距離、即ち、一次空気室の前後方向幅が狭くなり過ぎて、下側の給気室から一次空気室を介して主流入口に流入する一次空気量が淡混合気の生成に必要な量よりも少なくなってしまう。

尚、ガスマニホールドの主ノズルを突設する後面下部を袖火ノズルを突設する後面上部よりも前方にオフセットさせて、後面下部と起立板との間の前後方向距離を大きくすることも考えられる。然し、板金製のガスマニホールドでは、後面下部をこのように前方にオフセットさせることは困難である。

特開２０００－２８３４６２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、板金製のガスマニホールドを用いているにも拘らず、袖火流入口から燃料ガスが溢れ出ることを防止して、且つ、主流入口に流入する一次空気量の不足も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、燃焼筐内の空間を燃焼室と燃焼室の下側の給気室とに仕切る仕切板が設けられ、燃焼室に、前後方向に長手のバーナが横方向に複数並設され、仕切板の前端から複数のバーナの下部前端に沿って立ち上がる起立板が設けられると共に、起立板の前方に位置し、起立板との間に給気室に連通する一次空気室を画成するガスマニホールドが設けられた燃焼装置であって、各バーナは、上端に、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主炎口部と、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する、主炎口部の横方向両外側に位置する袖火炎口部とを有すると共に、下部前端に、起立板に対向するようにして開口する、主炎口部に連なる主流入口と、主流入口の上側で起立板に対向するようにして開口する、袖火炎口部に連なる袖火流入口とを有する濃淡バーナで構成され、起立板に、各バーナの主流入口に合致する主連通口と、各バーナの袖火流入口に合致する袖火連通口とが夫々複数のバーナに対応して複数形成され、ガスマニホールドの後面に、各バーナの主流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する主ノズルと、各バーナの袖火流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する袖火ノズルとが夫々複数のバーナに対応して複数突設され、更に、ガスマニホールドは、板金製であって、主ノズル及び袖火ノズルが絞り成形され、ガスマニホールドの後面は、主ノズルの突設部分から袖火ノズルの突設部分に亘り前後方向同等位置に存するものにおいて、各バーナの主流入口及び起立板の主連通口の少なくとも下端から所定範囲の部分は、各バーナの袖火流入口及び起立板の袖火連通口の前後方向位置よりも後方に存することを特徴とする。

本発明によれば、袖火流入口から燃料ガスが溢れ出ないように、ガスマニホールドの後面と袖火連通口に合致する起立板の上下方向部分との間の距離を小さく設定しても、主連通口の少なくとも下端から所定範囲の部分に合致する起立板の上下方向部分が後方に位置するため、起立板のこの部分で一次空気室の前後方向幅が広くなる。従って、下側の給気室から前後方向幅の広い一次空気室の部分を介して主流入口に一次空気が流入し、主流入口に流入する一次空気量が不足することを防止できる。

また、本発明において、各バーナの主流入口及び起立板の主連通口は、全体的に後下がりに傾斜していること、又は、上部が各バーナの袖火流入口及び起立板の袖火連通口と前後方向同等位置に存し、下部が後下がりに傾斜していること、或いは、上下方向中間部分が後下がりに傾斜し、この中間部分よりも上方部分と下方部分は上下方向に平行であることが望ましい。このように、各バーナの主流入口及び起立板の主連通口が後下がりに傾斜した部分を有すると、下方から上昇した一次空気が大きく旋回せずにスムーズに主連通口、即ち、主流入口に流入する。その結果、一次空気室における通気抵抗が減少し、給気室に空気を供給するファンの回転数を低下させて、騒音低減を図ることができる。

尚、各バーナの主流入口及び起立板の主連通口の上部が袖火流入口及び袖火連通口と前後方向同等位置に存し、下部が後下がりに傾斜している場合、当該下部の上端は、主ノズルに形成されるノズル孔よりも下方に位置することが望ましい。これによれば、ノズル孔は、主連通口の上部に正対することになり、ノズル孔から主連通口までの距離が短くなる。そのため、ノズル孔から噴出する燃料ガスの一部が一次空気室に流れる一次空気の横向き成分に煽られて主連通口から外れることを抑制できる。

本発明の第１実施形態の燃焼装置の切断側面図。 第１実施形態の燃焼装置に設けられるバーナの上部の拡大断面図。 （ａ）第１実施形態の燃焼装置に設けられる起立板の一部の斜め前下方から見た斜視図、（ｂ）第１実施形態の燃焼装置に設けられるガスマニホールドの一部の斜め後ろ下方から見た斜視図。 本発明の第２実施形態の要部の切断側面図。 本発明の第３実施形態の要部の切断側面図。 本発明の第４実施形態の要部の切断側面図。

図１を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、燃焼筐１を備えている。燃焼筐１内には、燃焼筐１内の空間を燃焼室１ａと燃焼室１ａの下側の給気室１ｂとに仕切る仕切板２が設けられている。燃焼室１ａには、前後方向に長手のバーナ３が横方向（図１の紙面直交方向）に複数並設されている。給気室１ｂの底面には燃焼ファン（図示省略）が接続される。そして、給気室１ｂに燃焼ファンから供給される空気が仕切板２に形成した多数の分布孔２１を介して燃焼室１ａに二次空気として供給されるようにしている。また、仕切板２の前端から複数のバーナ３の下部前端に沿って立ち上がる起立板２２が設けられている。起立板２２の上端には、前方に屈曲して、燃焼筐１の前面上部の前板部１１の下端に達する上板部２２ａが曲成されている。

各バーナ３は、上端部に、図２に示す如く、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主炎口部３１と、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する、主炎口部３１の横方向両外側に位置する袖火炎口部３２，３２とを有する濃淡バーナで構成されている。主炎口部３１内には、複数の整流板３１ａが装着され、更に、主炎口部３１の横方向両側部には、袖火炎口部３２との間に位置させて、混合気が噴出しない還流域３１ｂが設けられている。また、各バーナ３は、下部前端に、起立板２２に対向するようにして開口する、主炎口部３１に連なる主流入口３３と、主流入口３３の上側で起立板２２に対向するようにして開口する、袖火炎口部３２に連なる袖火流入口３４とを有している。そして、主流入口３３から流入する燃料ガスと一次空気との混合で生成される淡混合気が主炎口部３１に供給され、袖火流入口３４から流入する燃料ガスと一次空気との混合で生成される比較的少量の濃混合気が袖火炎口部３２に供給されるようにしている。

起立板２２には、各バーナ３の主流入口３３に合致する主連通口２３と、各バーナ３の袖火流入口３４に合致する袖火連通口２４とが、図３（ａ）に示す如く、夫々複数のバーナ３に対応して複数形成されている。尚、主連通口２３及び袖火連通口２４は、バーリング加工で形成されており、主連通口２３及び袖火連通口２４の周縁に、主流入口３３及び袖火流入口３４に内嵌するバーリング部２３ａ，２４ａが設けられている。

燃焼装置には、更に、起立板２２の前方に位置し、起立板２２との間に給気室２ｂに連通する一次空気室１ｃを画成するガスマニホールド４が設けられている。ガスマニホールド４の後面には、各バーナ３の主流入口３３に向けて前方から燃料ガスを噴射する主ノズル４１と、各バーナ３の袖火流入口３４に向けて前方から燃料ガスを噴射する袖火ノズル４２とが、図３（ｂ）に示す如く、夫々複数のバーナ３に対応して複数突設されている。

ここで、ガスマニホールド４は、後側のノズル板４ａと、ノズル板４ａとの間にガス分布室４ｂを画成する前側のカバー板４ｃとで構成される板金製のものである。主ノズル４１及び袖火ノズル４２は、ノズル板４ａに絞り成形されている。主ノズル４１及び袖火ノズル４２の先端には、燃料ガスが噴出するノズル孔４１ａ，４２ａが開設されている。また、ガスマニホールド４の後面たるノズル板４ａは、主ノズル４１の突設部分から袖火ノズル４２の突設部分に亘り前後方向同等位置に存する。

ところで、袖火流入口３４は、開口面積が小さく、袖火流入口３４から後方にのびる流路も同様またはそれ以上に断面積が小さく、内圧が高くなる。そのため、袖火流入口３４から燃料ガスが溢れ出ることを防止するには、袖火ノズル４２の先端を起立板２２にある程度接近させる必要がある。但し、ガスマニホールド４が板金製であって、主ノズル４１及び袖火ノズル４２を絞り成形した場合、ガスマニホールド４の後面からのノズル突出高さを左程大きくすることができない。そのため、袖火ノズル４２の先端を起立板２２に接近させると、ガスマニホールド４の後面と起立板２２との間の距離、即ち、一次空気室１ｃの前後方向幅が狭くなり過ぎて、下側の給気室１ｂから一次空気室１ｃを介して主流入口３３に流入する一次空気量が淡混合気の生成に必要な量よりも少なくなってしまう。因みに、淡混合気の生成に必要な一次空気量は、濃混合気の生成に必要な一次空気量の６～７倍とかなり多い。

そこで、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２２の主連通口２３の少なくとも下端から所定範囲の部分は、各バーナ３の袖火流入口３４及び起立板２２の袖火連通口２４の前後方向位置よりも後方に存するようにしている。以下、この点について詳述する。図１乃至図３に示す第１実施形態では、起立板２２に、袖火連通口２４の下方位置で後方への段部２２ｂを設けて、段部２２ｂの下方部分を、上下方向に平行にしたまま、袖火連通口２４を形成した段部２２ｂの上方部分よりも後方にオフセットさせている。そして、起立板２２の段部２２ｂの下方部分に主連通口２３を形成している。各バーナ３の下部前端にも、起立板２２の段部２２ｂに合致する後方への段部を設け、袖火流入口３４を形成した段部の上方部分よりも後方にオフセットした上下方向に平行な段部の下方部分に主流入口３３を形成している。従って、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２２の主連通口２３は、全体が上下方向に平行で、各バーナ３の袖火流入口３４及び起立板２の袖火連通口２４の前後方向位置よりも後方に存することになる。

これによれば、袖火流入口３４から燃料ガスが溢れ出ないように、ガスマニホールド４の後面と袖火連通口２４に合致する起立板２の上下方向部分との間の距離を小さく設定しても、主連通口２３に合致する起立板２の上下方向部分において、ガスマニホールド４の後面と起立板２２との間の距離、即ち、一次空気室１ｃの前後方向幅を広く確保することができる。その結果、下側の給気室１ｂから前後方向幅の広い一次空気室１ｃの部分を介して主流入口３３に一次空気が流入し、主流入口３３に流入する一次空気量が不足することを防止できる。

次に、図４以下に示す第２～第４実施形態について説明する。図４に示す第２実施形態において、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２の主連通口２３は、全体的に後下がりに傾斜している。即ち、各バーナ３の下部前端及び起立板２２を、袖火流入口３４及び袖火連通口２４の少許下方に合致する上下方向位置から各バーナ３の下部前端及び起立板２２の下端に亘って後下がりに傾斜させている。

図５に示す第３実施形態において、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２の主連通口２３は、上部が各バーナ３の袖火流入口３４及び起立板２の袖火連通口２４と前後方向同等位置に存し、下部が後下がりに傾斜している。即ち、各バーナ３の下部前端及び起立板２２を、袖火流入口３４及び袖火連通口２４の上方に位置する上端から主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間位置に合致する上下方向位置に亘り上下方向に真直とし、主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間位置から各バーナ３の下部前端及び起立板２２の下端に亘って後下がりに傾斜させている。

図６に示す第４実施形態において、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２の主連通口２３は、上下方向中間部分が後下がりに傾斜し、この中間部分よりも上方部分と下方部分は上下方向に平行である。即ち、各バーナ３の下部前端及び起立板２２を、袖火流入口３４及び袖火連通口２４の上方に位置する上端から主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間部分の上端に合致する上下方向位置に亘り上下方向に真直とし、主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間部分の上端に合致する上下方向位置から主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間部分の下端に合致する上下方向位置に亘り後下がりに傾斜させ、主流入口３３及び主連通口２３の上下方向中間部分の下端に合致する上下方向位置から各バーナ３の下部前端及び起立板２２の下端に亘り上下方向に真直にしている。

第２乃至第４実施形態の如く、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２の主連通口２３が後下がりに傾斜した部分を有すると、下方から上昇した一次空気が大きく旋回せずにスムーズに主連通口２４、即ち、主流入口３４に流入する。その結果、一次空気室１ｃにおける通気抵抗が減少し、給気室１ｂに空気を供給する燃焼ファンの回転数を低下させて、騒音低減を図ることができる。尚、主連通口２３の後下がりに傾斜した部分の下部等にバーリング部２３ａを形成することは困難であるため、形成困難な箇所にはバーリング部２３ａを形成していない。

ところで、給気室１ｂに対する燃焼ファンの接続箇所から横方向に離れた一次空気室１ｃの部分では、一次空気が横向き成分を持って流れ、ノズル孔４１ａから噴出する燃料ガスの一部が一次空気の横向き成分に煽られて主連通口２３の横方向外側に外れる可能性がある。そこで、第３実施形態のものでは、図５に示す如く、各バーナ３の主流入口３３及び起立板２２の主連通口２３の後下がりに傾斜した下部の上端を、主ノズル４１に形成するノズル孔４１ａよりも下方に位置させている。これによれば、ノズル孔４１ａは、袖火連通口２４と前後方向同等位置に存する主連通口２３の上部に正対することになり、ノズル孔４１ａから主連通口２３までの距離が短くなる。そのため、ノズル孔４１ａから噴出する燃料ガスの一部が一次空気室１ｃに流れる一次空気の横向き成分に煽られて主連通口２３から外れることを抑制できる。

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るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

１…燃焼筐、１ａ…燃焼室、１ｂ…給気室、１ｃ…一次空気室、２…仕切板、２２…起立板、２３…主連通口、２４…袖火連通口、３…バーナ、３１…主炎口部、３２…袖火炎口部、３３…主流入口、３４…袖火流入口、４…ガスマニホールド、４１…主ノズル、４１ａ…ノズル孔、４２…袖火ノズル。

Claims (5)

1. 燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼筐内の空間を燃焼室と燃焼室の下側の給気室とに仕切る仕切板が設けられ、燃焼室に、前後方向に長手のバーナが横方向に複数並設され、仕切板の前端から複数のバーナの下部前端に沿って立ち上がる起立板が設けられると共に、起立板の前方に位置し、起立板との間に給気室に連通する一次空気室を画成するガスマニホールドが設けられた燃焼装置であって、
   各バーナは、上端に、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主炎口部と、理論空燃比よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する、主炎口部の横方向両外側に位置する袖火炎口部とを有すると共に、下部前端に、起立板に対向するようにして開口する、主炎口部に連なる主流入口と、主流入口の上側で起立板に対向するようにして開口する、袖火炎口部に連なる袖火流入口とを有する濃淡バーナで構成され、
   起立板に、各バーナの主流入口に合致する主連通口と、各バーナの袖火流入口に合致する袖火連通口とが夫々複数のバーナに対応して複数形成され、
   ガスマニホールドの後面に、各バーナの主流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する主ノズルと、各バーナの袖火流入口に向けて前方から燃料ガスを噴射する袖火ノズルとが夫々複数のバーナに対応して複数突設され、更に、ガスマニホールドは、板金製であって、主ノズル及び袖火ノズルが絞り成形され、ガスマニホールドの後面は、主ノズルの突設部分から袖火ノズルの突設部分に亘り前後方向同等位置に存するものにおいて、
   各バーナの主流入口及び起立板の主連通口の少なくとも下端から所定範囲の部分は、各バーナの袖火流入口及び起立板の袖火連通口の前後方向位置よりも後方に存することを特徴とする燃焼装置。
2. 前記各バーナの前記主流入口及び前記起立板の前記主連通口は、全体的に後下がりに傾斜していることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記各バーナの前記主流入口及び前記起立板の前記主連通口は、上部が各バーナの前記袖火流入口及び起立板の前記袖火連通口と前後方向同等位置に存し、下部が後下がりに傾斜していることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
4. 前記各バーナの前記主流入口及び前記起立板の前記主連通口の後下がりに傾斜した前記下部の上端は、前記主ノズルに形成されるノズル孔よりも下方に位置することを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。
5. 前記各バーナの前記主流入口及び前記起立板の前記主連通口は、上下方向中間部分が後下がりに傾斜し、この中間部分よりも上方部分と下方部分は上下方向に平行であることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。

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