JP3531656B2 - バーナユニット - Google Patents
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- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
- F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
- F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
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Description
焼装置に用いて最適なバーナユニットの改良に関するも
のである。
ナユニットを備えている。このバーナユニットは、金属
製の収容体内に、燃焼用のバーナを複数配列して構成し
ている。燃焼装置では、バーナユニットの上に熱交換器
等が配置されており、バーナユニットの下には給排気用
の燃焼ファン等が設けられている。図12に示す従来の
バーナユニットの収容Q体内では、複数の燃焼用バーナ
Bが配列されている状態では、各燃焼用バーナBの燃焼
ガスの取り入れ口(ベルマウスともいう)B1が、収容
体Qの接続口Q1に対して確実に接続されていなければ
ならない。
種のバーナユニットでは、収容体Qの接続口Q1に対し
て燃焼用バーナBの燃焼用ガスの取り入れ口B1を確実
に接続しようとして、収容体Qに対して板状の部材Cを
取り付けている。この板状の部材Cは、図12と図13
に示すように、各燃焼用バーナBの上端部を押すことに
より、収容体Qに対して動かないように保持している。
しかし、図13に示すように、この部材Cは両端部側の
燃焼用バーナBのみしか押し付けることができず、中央
部の燃焼用バーナBの上端と部材Cの間にはスペースS
が形成されてしまうという問題がある。このスペースS
は、各燃焼用バーナBの製造の寸法誤差のばらつきやあ
るいはこのバネ状の部材Cの反り等に起因して起こるも
のである。すなわち、図12に示すような両端固定でバ
ーナを固定する方式のものでは、図13に示すようにバ
ーナBの製造時における寸法誤差により、所定の長さよ
りも大きいバーナBBと小さいバーナBDがある場合
に、大きいバーナBBにより部材Cは変形してしまうた
めに、部材Cより離れた短いバーナBDが動いてしま
う。そこで従来では、この短いバーナBDの動く寸法に
対して、はるかに大きい収容体Qの接続口Q1のバーリ
ングのラップ代Hを確保して、バーナ寸法の誤差を吸収
しなければ、収容体Qの接続口Q1とガス取り入れ口B
1を確実に接続することができない。そして、ラップ代
Hを確保するだけでなく、収容体Qの接続口Q1とガス
取り入れ口B1の間に少しでもすき間が開かないように
面接触で接続する必要がある。
も関わらず中央側に位置するバーナBが浮いた状態にな
っていると、この浮いた状態のバーナBのガス取り入れ
口B1が収容体Qの接続口Q1に確実に接続できないと
いう問題がある。このように確実に接続できないと、燃
焼用バーナBに対して接続口Q1と燃焼用ガスの取り入
れ口B1を介して取り入れようとするガス混合気が、接
続口Q1と燃焼用ガスの取り入れ口B1の間で外部に漏
れてしまう。従って、燃焼の悪化をきたし、そのガス混
合気が収容体Qと燃焼用バーナBの間あるいは隣接する
燃焼用バーナBの間から漏れてしまって騒音を発生する
という問題がある。
なされたものであり、燃焼用バーナのガス取り入れ口と
収容体の接続口を確実に接続することができるバーナユ
ニットを提供することを目的としている。
発明にあっては、燃焼用ガスの取り入れ口を備える複数
の燃焼用バーナと、前記燃焼用バーナの前記燃焼用ガス
の取り入れ口を接続するための接続口を有する収容体で
あって、前記複数の燃焼用バーナを配列して収容するた
めの前記収容体と、前記収容体に取り付けることにより
前記収容体に配列された前記燃焼用バーナに対して前記
燃焼用バーナの燃焼用ガスの取り入れ口を前記収容体の
前記接続口に押し付けるために、前記各燃焼用バーナに
対応して設けられている付勢手段と、を備えるバーナユ
ニットにより、達成される。請求項2の発明にあって
は、好ましくは前記付勢手段は、前記燃焼用バーナの側
端部に対してほぼ水平方向にそって押している請求項1
に記載のバーナユニット。上記目的は、請求項3の発明
にあっては、切り欠き部と燃焼用ガスの取り入れ口を備
える複数の燃焼用バーナと、前記燃焼用バーナの前記燃
焼用ガスの取り入れ口を接続するための接続口を有する
収容体であって、前記複数の燃焼用バーナを配列して収
容するための前記収容体と、前記収容体に取り付けるこ
とにより前記収容体に配列された前記燃焼用バーナの切
り欠き部に対して弾性的にかみ合って前記燃焼用バーナ
の燃焼用ガスの取り入れ口を前記収容体の前記接続口に
押し付けるために、前記各燃焼用バーナに対応して設け
られている付勢手段と、を備えるバーナユニットによ
り、達成される。請求項4の発明にあっては、好ましく
は前記付勢手段は、前記収容体の窓部から入って前記燃
焼用バーナの切り欠き部に対して弾性的にかみ合ってい
る。請求項5の発明にあっては、好ましくは前記燃焼用
バーナは、高濃度ガス燃焼用のバーナである。請求項6
の発明にあっては、好ましくは前記付勢手段により前記
燃焼用バーナの燃焼用ガスの取り入れ口を前記収容体の
前記接続口に押し付ける方向と直交する方向に沿って、
前記燃焼用バーナの姿勢を前記収容体内で保持するため
の姿勢保持手段を備える。
ーナの燃焼用ガスの取り入れ口を収容体の接続口に対し
て押し付けるようになっている。これにより、各燃焼用
バーナの燃焼用ガスの取り入れ口と収容体の接続口を確
実に接続することができる。従って、この燃焼用ガスの
取り入れ口と接続口の付近からガス混合気が漏れたり騒
音が発生する等といった問題がなくなる。請求項2の発
明では、燃焼用バーナの側端部に対してほぼ水平方向に
そって押すので、この付勢手段を収容体に取り付けるだ
けで簡単に燃焼用バーナのガス取り入れ口を収容体の接
続部に対して押し付けて保持することができる。請求項
3の発明では、付勢手段が、各燃焼用バーナの切り欠き
部に対して弾性的にかみ合うことにより、各燃焼用バー
ナの燃焼用ガスの取り入れ口を収容体の接続口に対して
押し付けるようになっている。これにより、各燃焼用バ
ーナの燃焼用ガスの取り入れ口と収容体の接続口を確実
に接続することができる。従って、この燃焼用ガスの取
り入れ口と接続口の付近からガス混合気が漏れたり騒音
が発生する等といった問題がなくなる。請求項4の発明
では、収容体の窓部分から入れて燃焼用バーナの切り欠
き部に対して弾性的にかみ合うようになっているので、
この付勢手段を収容体に取り付けるだけで簡単に燃焼用
バーナのガス取り入れ口を収容体の接続部に対して押し
付けて保持することができる。請求項5および請求項6
の発明では、姿勢保持手段をさらに追加することによ
り、付勢手段により燃焼用バーナの燃焼用ガスの取り入
れ口を収容体の接続口に押し付ける方向と直交する方向
に沿って、収容体内における燃焼用バーナの姿勢を矯正
することができる。これにより、燃焼用バーナの燃焼用
ガス取り入れ口と収容体の接続口の接続をより確実にす
ることができる。
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。
燃焼装置の好ましい実施例を示している。この燃焼装置
は、たとえば給湯器である。図1において、給湯器の給
湯器ケース21の中には、バーナユニット20、給排気
用燃焼ファン22、熱交換器24、そしてノズルホルダ
26等を有している。バーナユニット20の上には熱交
換器24が配置され、バーナユニット20の下には燃焼
ファン22が配置されている。バーナユニット20の前
に対面して、ノズルホルダ26が配置されている。ノズ
ルホルダ26は、後で述べるバーナユニット20の燃焼
用バーナに対して、ガス混合気を供給するようになって
いる。つまりノズルホルダ26は、ガス混合気ノズル7
2とガス混合気ノズル92を有している。ガス混合気ノ
ズル72は水平方向に向いており、ガス混合気ノズル9
2は上方向に向いている。
しく説明する。バーナユニット20は、図2と図3に示
すように、複数の濃バーナ33と複数の淡バーナ34
と、収容体35および付勢手段40を備えている。この
付勢手段40は図6に示すような構造のものである。ま
ず濃バーナ33と淡バーナ34について説明する。複数
の濃バーナ33と複数の淡バーナ34は、図2と図3に
示すように隣り合せるようにして収容体35の内部に配
置されている。濃バーナ33は、ブンゼン、セミブンゼ
ン燃焼用バーナと一般的に言われているバーナ周囲から
燃焼用の空気が供給されることで燃えることのできる高
濃度ガス燃焼用バーナであり、高濃度予混合ガスを、炎
口33aから噴出するものであり、淡バーナ34は、炎
口34aから噴出するガス、それ自体では燃焼すること
ができず周囲から燃焼用の熱エネルギーが供給されるこ
とで燃えることのできる低濃度ガス燃焼用バーナであ
り、低濃度予混合ガスを、炎口34aから噴出するもの
である。この低濃度予混合ガスとは、燃焼用ガスと混合
する空気量が理論空気よりも高い混合ガスのことであ
る。このような濃バーナ33と淡バーナ34を組合せる
ことにより、クリーンな燃焼により、窒化酸化物NOx
の生成を少なくすることができるようになっている。濃
バーナ33は、図2と図7に示すように、金属薄板をプ
レスにより成形したものであって、上述した炎口33a
を備えていると共に、燃焼用ガスの取り入れ口33bを
有している。このガス取り入れ口33bは、下側に向け
て開口されており、図2に示すように収容体35の接続
口35aに接続されるようになっている。この炎口33
aと燃焼用ガスの取り入れ口33bは、ガス通路33c
で接続されている。この濃バーナ33の前側端部36に
は切り欠き部50が形成されている。この切り欠き部5
0は、図7と図8と図9に示すように好ましくはほぼ横
V字型に形成されている。図9に示すように、切り欠き
部50は、濃バーナ33の一方の板51と他方の板52
の形状を少し変えることにより、切り欠き部50を形成
している。一方の板51は、ほぼ長方形の切り欠きにな
っており、他方の板52はほぼV字型の形状になってい
る。このようにすることにより、他方の板52のV字型
の切り欠き部52aのみで上述した切り欠き部50を形
成することができるので誤差の累積がなく、また無理に
両方の板50,52の形状合せをする必要がない。一
方、図2と図3に示す淡バーナ34は、炎口34aと燃
焼用ガスの取り入れ口34bを有している。この燃焼用
ガスの取り入れ口34bと炎口34aはガス通路34c
で接続されている。燃焼用ガスの取り入れ口34bは、
図2に示すように収容体35の接続口53に接続するよ
うになっている。図1に示すように、収容体35の接続
口35aは、上述したノズルホルダ26のガス混合気ノ
ズル92に対面している。これに対して収容体35のも
う1つの接続口53は、図1に示すようにノズルホルダ
26のノズル72に対面している。
する。付勢手段40は、図2に示すように、収容体35
に対して装着することにより、濃バーナ33を収容体3
5に対して矢印X方向(下方)に付勢するための手段で
ある。このように濃バーナ33を収容体35の内面35
tに対して矢印X方向に付勢することにより、濃バーナ
33の燃焼用ガスの取り入れ口33bを、収容体35の
接続口35aに対して確実に密着して接続するようにな
っている。付勢手段40は、図2と図6に示すように濃
バーナ34の数に対応した弾性ツメ70が、矢印X方向
と直交する矢印Y方向に沿って突出して形成されてい
る。各弾性ツメ70は、図2の収容体35の窓部80か
ら収容体35の内部に突出できるようになっている。図
6の付勢手段40の本体41は、図10に示す収容体3
5の背面壁81側から矢印Y方向にたとえば図6のネジ
71図10のネジ穴71aに対して着脱可能に取り付け
ることができるようになっている。
態では、濃バーナ33および淡バーナ34は、収容体3
5の位置決め用ツメ90と91により並べて配列される
ようになっている。つまり位置決め用ツメ90の間に
は、濃バーナ33の前端部33eと淡バーナ34の前端
部34eが嵌め込まれる。これに対して位置決めツメ9
1側には濃バーナ33の後端部33fおよび淡バーナ3
4の後端部34fが嵌め込まれる。このようにして収容
体35内に位置決め用ツメ90,91により挟まれるよ
うにして濃バーナ33と淡バーナ34が平行に配列され
ている状態において、図7と図8に示すように弾性ツメ
70は、濃バーナ33の切り欠き部50に対して挿入さ
れ、かつ弾性ツメ70は切り欠き部50の下側の縁53
に対して弾性的に付勢されている。つまり、この弾性ツ
メ70は、濃バーナ33を矢印X方向に押している。こ
れにより濃バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口33b
は、収容体35の接続口35aに対して確実に接続する
ことができる。従って接続口35aと燃焼用ガスの取り
入れ口33bの間に隙間ができることがないので、これ
らの間からガス混合気が漏れることがない。従ってバー
ナユニットにおいて騒音も発生しなくなる。しかもこの
実施例では図7に示すように濃バーナ33は、矢印Z方
向に沿って姿勢保持手段100により保持している。こ
の姿勢保持手段100は板状のバネであり、収容体35
の接続口35aと濃バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ
口33bをより確実に接続するための付勢手段100で
もある。濃バーナ33の前端側33eが収容体35の前
端内壁35gに対して押し付けることができる。このよ
うにすることにより、濃バーナ33を収容体35の内部
において、図2および図7に示すように水平に正しい姿
勢で保持することができるので、収容体35の接続口3
5aと濃バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口33b
を、より確実に接続することができる。
ーナユニット20は、バーナケース110内に収容する
ようになっている。図3〜図5のバーナケース110の
バーナケースカバー120は、電極ユニット130と高
電圧発生装置140を備えている。電極ユニット130
は、たとえばセラミックス製の基部131に対して、イ
グナイタ電極132、アース電極133およびフレーム
ロッド電極134を備えている。イグナイタ電極132
は、図3に示すように淡バーナ34上を伸び先端が濃バ
ーナ33の炎口33a上にくるように配置されていて、
アース電極133はほぼ淡バーナ34上に配置されてい
る。フレームロッド134は淡バーナ34上を伸び先端
が濃バーナ33の炎口33aの上に配置されている。高
電圧発生回路140の作動により、イグナイタ電極13
2は、高電圧が与えられて、火花放電をアース電極13
3に対して行う。これにより、濃バーナ33の炎口33
aからのガスリッチのガス混合気と、淡バーナ34の炎
口34aからのエアリッチのガス混合気を貫くように放
電して点火するようになっている。フレームロッド電極
134は、火炎中の電流イオンを検出して火炎が消えて
いないかを検出する。
バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口33bを、図2お
よび図11に示すように収容体35の接続口35aに対
して確実に接続するために、付勢手段40の各弾性ツメ
70を、1つずつ濃バーナ33の係合用の切り欠き部5
0に対して嵌め込んで、かつ矢印X方向に対して濃バー
ナ33を収容体35に対して押し付けるようにしてい
る。しかも姿勢保持手段でもある付勢手段100で1つ
ずつ濃バーナ33をZ方向に押している。これにより、
濃バーナ33と淡バーナ34が密接した配置されたバー
ナ燃焼範囲の狭いバーナユニットにおいて、たとえ各濃
バーナ33のX方向に関する高さの寸法のばらつきがあ
っても、収容体35の各接続口35aを、各濃バーナ3
3の燃焼用ガスの取り入れ口33bを確実に接続でき、
ガス混合気の漏れを防ぐことができると共に漏れによる
騒音の発生をなくすことができる。
焼装置の動作例を簡単に説明する。図1において、燃焼
用ガス供給源(図示せず)からガス供給部を介して所定
の空気とガスの混合比に混合されたガス混合気が供給さ
れる。ノズルホルダ26のノズル92から与えられる燃
焼用ガスは、図7に示すように濃バーナ33の燃焼用ガ
スの取り入れ口33bを介してガス通路33cを経て炎
口33aから吹き出されるようになっている。同様にし
て、ノズルホルダ26のノズル72から与えられる燃焼
用ガスは、図2の接続口53および淡バーナ34の燃焼
用ガスの取り入れ口34b、ガス通路34cを介して淡
バーナ34の炎口34aから吹き出されるようになって
いる。
スは、淡バーナ34の燃焼用ガスの取り入れ口34bに
対して吹き出されて燃焼用ガスが淡バーナ34のガス通
路34cに導入される。導入された燃焼用ガスと空気
は、ガス通路34cで混合されて均一に撹拌されて、炎
口34aから低濃度予混合ガスが噴出される。
燃焼用ガスは、濃バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口
33bに対して上方向に噴出する。燃焼用ガスの取り入
れ口33bに導入されたガスと空気は、ガス通路33c
で均一に混合されて、高濃度予混合ガスが炎口33aか
ら噴出する。従って、濃バーナ33の炎口33aには高
濃度予混合ガスの高温火炎が形成され、淡バーナ34の
炎口34aには低濃度予混合ガスの燃焼火炎が形成され
る。この淡バーナ34による低濃度予混合ガス燃焼と濃
バーナ33による高濃度予混合ガス燃焼が約6対4なの
で、バーナユニット20の全部の炎口33a,34aの
形成面つまりバーナユニット20の燃焼面に形成される
火炎は、低濃度予混合ガスのによる火炎ピーク温度15
00°C以下でNOxの発生しにくい火炎によって占め
られる。これにより、窒素酸化物の生成の少ないクリー
ンな燃焼が行える。このような燃焼を行う際に、濃バー
ナ33は、付勢手段40の弾性片70により、矢印X方
向に対して確実に付勢されているので、収容体35の接
続口35aと濃バーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口3
3bは、図11に示すように確実に接続している。従っ
て混合ガスが漏れることがない。しかもこの実施例では
図7に示すように、濃バーナ33は、姿勢保持手段でも
ある付勢手段100により、矢印Z方向に付勢されてい
て、収容体35内における姿勢が保持されているので、
さらに接続口35aと燃焼用ガスの取り入れ口33bを
確実に接続することができる。このようなことからガス
混合気の漏れがなく、それによる騒音も発生しない。
い。たとえば上述した実施例では燃焼用ガスの取り入れ
口33bが下向き(矢印X方向)に向いているので、濃
バーナについてのみ付勢手段40により矢印X方向に付
勢するように構成しているが、これに限らず淡バーナ3
4の燃焼用ガスの取り入れ口が濃バーナの燃焼用ガスの
取り入れ口と同様の構造である場合には、淡バーナに対
しても切り欠き部50と同様な切り欠き部を形成し、か
つ付勢手段40の弾性ツメ70を嵌め込むようして押し
付けるようにしても良い。また、図2に示すように淡バ
ーナ34に関しては、ノズル72に対向する収容体35
の部分に、濃バーナ33用の姿勢保持手段でもある付勢
手段100と同様の姿勢保持手段でもある付勢手段40
0を設けることにより、濃バーナ33に用いた付勢手段
40に代えることができる。淡バーナ34のような構成
では、ガス取り入れ口34bと接続口53とをZ方向で
付勢する姿勢保持手段400ですきまを防ぐことができ
る。ところで、また、本発明の実施例では、図2に示す
ように上述した濃バーナ33と、淡バーナ34をZ方向
に付勢することができる。濃バーナ33に関しては、付
勢手段40と姿勢保持手段でもある付勢手段100によ
り、収容体35の接続口35aと濃バーナ33の燃焼用
ガスの取り入れ口33bを確実に接続できる。また、淡
バーナ34に関しては、収容体35の接続口53と濃バ
ーナ33の燃焼用ガスの取り入れ口34bを確実に接続
できる。また付勢手段40の形状は舌片状の弾性ツメの
形状に限らず、他の形状を採用することも可能である。
付勢手段40は、たとえばバネ鋼やSUS等の材質を採
用することができるが、これに限らず弾性を有しかつ熱
に強い材質であれば特に材質を問わない。
焼用バーナのガス取り入れ口と収容体の接続口を確実に
接続することができる。
ての給湯器の例を示す図。
ーナの組立て、そして付勢手段を示す斜視図。
き部のかみ合い状態の一例を示す斜視図。
ウス)と、収容体35の接続口の接続例を示す断面図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 燃焼用ガスの取り入れ口を備える複数の
燃焼用バーナと、 前記燃焼用バーナの前記燃焼用ガスの取り入れ口を接続
するための接続口を有する収容体であって、前記複数の
燃焼用バーナを配列して収容するための前記収容体と、 前記収容体に取り付けることにより前記収容体に配列さ
れた前記燃焼用バーナに対して前記燃焼用バーナの燃焼
用ガスの取り入れ口を前記収容体の前記接続口に押し付
けるために、前記各燃焼用バーナに対応して設けられて
いる付勢手段と、を備えることを特徴とするバーナユニ
ット。 - 【請求項2】 前記付勢手段は、前記燃焼用バーナの側
端部に対してほぼ水平方向にそって押している請求項1
に記載のバーナユニット。 - 【請求項3】 切り欠き部と燃焼用ガスの取り入れ口を
備える複数の燃焼用バーナと、 前記燃焼用バーナの前記燃焼用ガスの取り入れ口を接続
するための接続口を有する収容体であって、前記複数の
燃焼用バーナを配列して収容するための前記収容体と、 前記収容体に取り付けることにより前記収容体に配列さ
れた前記燃焼用バーナの切り欠き部に対して弾性的にか
み合って前記燃焼用バーナの燃焼用ガスの取り入れ口を
前記収容体の前記接続口に押し付けるために、前記各燃
焼用バーナに対応して設けられている付勢手段と、を備
えることを特徴とするバーナユニット。 - 【請求項4】 前記付勢手段は、前記収容体の窓部から
入って前記燃焼用バーナの切り欠き部に対して弾性的に
かみ合っている請求項3に記載のバーナユニット。 - 【請求項5】 前記燃焼用バーナは、高濃度ガス燃焼用
のバーナである請求項4に記載のバーナユニット。 - 【請求項6】 前記付勢手段により前記燃焼用バーナの
燃焼用ガスの取り入れ口を前記収容体の前記接続口に押
し付ける方向と直交する方向に沿って、前記燃焼用バー
ナの姿勢を前記収容体内で保持するための姿勢保持手段
を備える請求項5に記載のバーナユニット。
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