JP3915250B2 - バーナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バーナに関するものであり、より詳細にはバーナ本体の外側に筒体を取り付ける際の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バーナは、燃料および空気とをそれぞれ単独に、または両者を混合したものを噴出し、燃焼を行うものである。ところで、バーナには、着火性，保炎性の改善、着火時に発生する未燃分の拡散を抑えることによる発煙の防止、燃焼ガスの再循環などの目的で燃料および空気を噴出するバーナ本体の外側に、筒体を取り付けたものがある。
【０００３】
このように、バーナ本体に筒体を取り付けた場合、このバーナ本体と筒体との間の温度差が大きくなる傾向があった。これは、バーナ本体や筒体は火炎からの輻射熱に晒されるが、バーナ本体は、そこから噴出する空気によって冷却され温度上昇が抑制されるためである。筒体が燃焼ガスの再循環を行うために設けられている場合、筒体の周りを燃焼ガスが流通するため、この温度差は一層大きくなる。このように、バーナ本体と筒体との間の温度差が大きくなると、バーナ本体と筒体との熱膨張差により筒体が変形したり、バーナ本体と筒体との間の熱応力が増大することにより、バーナ本体に筒体を取り付けるための部材との接続部が外れ、筒体が脱落してしまう恐れがある。そうなると、このバーナは、初期の燃焼性を得ることはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、バーナ本体を筒体
との間の温度差が大きくても、筒体をバーナ本体の所定位置に確実に保持し得る取付構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、燃料および空気を噴出するバーナ本体と、このバーナ本体の外側に配置され、燃焼ガスの再循環をさせる筒体とを備え、この筒体を熱応力緩和手段を介して前記バーナ本体に取り付けたバーナであって、前記熱応力緩和手段をスペーサ部材とこのスペーサ部材の孔に係合するピン部材とで構成し、前記スペーサ部材を前記バーナ本体１に固定し、前記ピン部材を前記筒体に貫通させた後、前記スペーサ部材の孔に係合させ、前記筒体を前記ピン部材により保持することを特徴とするものである。また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ピン部材と前記孔との係合が、締まり嵌め状態であり、前記ピン部材が、前記スペーサ部材の孔との係合部分と、前記筒体との係合部分とに、凹凸部を有することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は、燃料および空気を噴出するバーナ本体と、このバーナ本体の外側に配置され、燃焼ガスの再循環をさせる筒体とを備えたバーナにおいて実現される。そして、この筒体を熱応力緩和手段を介してバーナ本体に取り付けたものである。したがって、前述のようにバーナの稼動によりバーナ本体と筒体との間に大きな温度差が生じたとしても、熱応力緩和手段によって、この熱応力を吸収することができ、筒体の変形や脱落を防止することができる。
【０００７】
上述の熱応力緩和手段について、より詳細に説明する。この熱応力緩和手段は、たとえばスペーサ部材とこのスペーサ部材の孔に係合するピン部材とで構成する。このスペーサ部材の孔は、バーナ本体の中心軸に対して、ほぼ放射方向に形成する。そして、この孔は、ピン部材が締まり嵌め状態で係合するように形成する。
【０００８】
そして、バーナ本体への筒体の取り付けに際しては、スペーサ部材をバーナ本体の外側に固定する。この固定に際しては溶接等の恒久的な固定手段を用いる。この後、バーナ本体と筒体との位置合せを行ない、筒体に対してピン部材を貫通させ、その先端をスペーサ部材の孔に係合させる。このとき、筒体には、このピン部材がガタツキなく貫通するような貫通孔を形成しておく。ここで、この貫通孔は、ピン部材が締まり嵌め状態で貫通するように形成するのが好ましい。
【０００９】
このようにして、バーナ本体に筒体を取り付けると、筒体が高温になって熱膨張したとしても、筒体はピン部材に沿ってバーナ本体の外方に向けて移動できるため、この熱膨張による変形を吸収することができる。また、バーナ本体と筒体との温度差によってバーナ本体と筒体との間や両者間の接続部に加わる熱応力の発生を緩和できる。
【００１０】
この発明において、ピン部材は、スペーサ部材の孔との係合部分の少なくとも一部と、筒体との係合部分とに、多数の凹凸からなる凹凸部を形成するのが好ましい。このとき、スペーサ部材の孔とピン部材との係合状態は、締まり嵌め状態としておく。このような凹凸部を形成することにより、ピン部材をスペーサ部材の孔にガタツキなく係合させることができる。また、筒体との間のガタツキもなくなる。したがって、バーナ本体に筒体を取り付けたときに、この筒体をガタツキなく所定位置に確実に保持できる。
【００１１】
また、この発明では、筒体に、この筒体から突出するピン部材と係合する保持部材を設けることもできる。この構成の場合、ピン部材の突出部分は、筒体に取り付けた保持部材により、その係合部分が長くなるため、上述の変形や熱応力の問題を解消できるうえに、筒体をガタツキなく確実な保持を行うことができる。
【００１２】
さらに、この発明では、ピン部材とスペーサ部材とをねじ結合とすることもできる。すなわち、ピン部材の外周に形成する凹凸部をおねじ部とし、対応するスペーサ部材の孔をめねじ部とする。この構成によると、ピン部材とスペーサ部材とのねじ結合により、スペーサ部材に対するピン部材のガタツキや抜けが防止できる。また、この場合には、筒体には、このピン部材とほぼ同等（好ましくは締まり嵌め状態）の貫通孔を形成し、この貫通孔でもってピン部材をこの部材に貫通させることにより、筒体をガタツキなく、確実な保持を行うことができる。
【００１３】
【００１４】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、この発明に係る第一実施例を、図２の I−I 線に沿って切断した断面の説明図、図２は、図１のII矢視方向から見た正面図である。
【００１５】
図１および図２において、第一実施例のバーナは、バーナ本体１，筒体２および両者間に配置した熱応力緩和手段３とを備えている。前記バーナ本体１は、バーナとしての基本的な機能を発揮するもので、燃料および空気を噴出し燃焼させる。前記バーナ本体１は、この第一実施例では、一次空気を噴出する内筒４と、この内筒４の中心部に配置した燃料ノズル５と、前記内筒４の外周面との間に二次空気用の噴出口６を形成する外筒７とを備える。前記内筒４は、その上流側端部を閉塞し、上流側の周面に一次空気導入孔８を複数穿設してある。前記燃料ノズル５は、前記内筒４内側の先端寄りの位置に取り付けてある。前記燃料ノズル５の下流側で、前記内筒１のほぼ先端位置には、保炎板９を設けてある。この保炎板９の中心部には、燃料と一次空気とが通過する中心孔１０を設けてあり、その周囲には、放射状に複数のスリット１１を設けてある。これらのスリット１１は、一次空気を旋回流とするためのものである。また、前記保炎板９の外周と内筒４の内周面との間には、僅かな隙間を設けてある。
【００１６】
前記外筒７はその先端部を前記内筒４の先端に向けて縮径する先細り形状としてある。前記筒体２は前記外筒７の先端側の外周に、前記外筒７との間に所定の間隔を設けてほぼ同軸状に配置してある。また、前記筒体２の取り付け位置は、前記燃料ノズル５からの燃料の噴霧を妨げないようにしている。また、前記筒体２の取付位置は、前記バーナ本体１からの可燃性混合気が着火され、燃焼を開始する箇所を覆うように配置する。ここで、この可燃性混合気は、燃料と空気とが混合し、燃焼可能な状態になったものをいう。
【００１７】
また、この第一実施例では、前記内筒４と前記外筒７の先端部は、ほぼ面一状態となっており、両者の先端間に火炎分割板１２を設けてある。この火炎分割板１２は、前記噴出口６をその周方向に所定個所（図示する実施例では６個）に分割する。この第一実施例では、前記火炎分割板１２は、外周側を連結片１３で一体的に結合したものとしてある。
【００１８】
前記熱応力緩和手段３は、前述の筒体２の熱膨脹による変形を吸収し、前記バーナ本体１や前記筒体２やこれらの間に生じる熱応力を吸収するものである。以下、前記熱応力緩和手段３について詳細に説明する。
【００１９】
前記熱応力緩和手段３は、前記バーナ本体１と前記筒体２との間に取り付けてあり、その個数は、周方向の３箇所である。前記各熱応力緩和手段３は、前記バーナ本体１と前記筒体２との間隔を保持するスペーサ部材１４とこのスペーサ部材１４に対して前記筒体２を取り付けるピン部材１５とからなる。
【００２０】
前記各スペーサ部材１４は、前記バーナ本体１に固定してある。前記各スペーサ部材１４の固定に際しては、溶接等により一体的にかつ恒久的に固定する。前記各スペーサ部材１４は、直方体形状をしており、前記筒体２との対向面には、孔１６を開口させてある。この孔１６は、前記バーナ本体１の中心軸に対して放射方向に形成してある。この孔１６の深さは、前記ピン部材１５を安定して保持できる深さであり、必ずしも前記スペーサ部材１４を貫通させる必要はない。
【００２１】
前記各ピン部材１５は、前記各スペーサ部材１４の孔１６に嵌まり込む寸法であり、前記各ピン部材１５の外径は、前記各スペーサ部材１４の孔１６に、締まり嵌め状態で係合するように設定する。また、前記筒体２には、前記各スペーサ部材１４の各孔１６と対応する位置に、貫通孔１７を設ける。したがって、前記各ピン部材１５は、前記各貫通孔１７により前記筒体２を貫通して前記各孔１６に係合する。前記各貫通孔１７は、前記各ピン部材１５が、ガタツキなく貫通するように形成するが、好ましくは締まり嵌め状態で貫通するように形成する。
【００２２】
そして、前記筒体２を前記バーナ本体１に取り付けるに際しては、以下のように行う。まず、前記筒体２を前記バーナ本体１の外側の所定位置に配置し、前記筒体２の各貫通孔１７と前記各スペーサ部材１４の孔１６との位置合せを行う。この状態で前記各貫通孔１７のそれぞれに前記各孔１６に向けて前記各ピン部材１５を打ち込む。すると、前記各スペーサ部材１４に対して、前記筒体２が前記各ピン部材１５によって固定される。
【００２３】
この状態では、前記筒体２は、前記各ピン部材１５によって所定位置に位置決め保持された状態となっている。そのため、前記バーナ本体１と前記筒体２との間の温度差によって、前記筒体２が膨張したとしても、前記筒体２は、前記各ピン部材１５に対して外方側に向けて変形することができる。すなわち、前記筒体２の熱膨張による変形を許容することにより、熱応力を緩和できる。
【００２４】
ここで、前記各ピン部材１５は、図３および図４に示す第二実施例のように、その外周に、多数の凹凸からなる凹凸部１８を形成しておくのが好ましい。この凹凸部１８は、たとえばローレット加工により網目状の溝を形成したものとする。そして、前記各ピン部材１５に前記凹凸部１８を形成する範囲は、前記各孔１６との係合部分の少なくとも一部と、前記筒体２との係合部分である。このとき、前記スペーサ部材１４の孔１６と前記ピン部材１５との係合が、締まり嵌め状態で行われるように、前記各ピン部材１５の凹凸部１８の外径と前記各孔１６の内径を設定しておく。この構成によると、前記凹凸部１８における多数の凸部が容易に弾性変形するため、前記各ピン部材１５を前記各孔１６に向けて挿通し係合させるのも容易であり、また前記凹凸部１８における多数の凸部の弾性復元力により、前記各孔１６に対して圧接するため、熱膨張による前記各ピン部材１５の前記各スペーサ部材１４からの抜けや、前記各ピン部材１５と前記筒体２との間のガタツキを確実に防止できる。また、図３および図４に示すように、前記各ピン部材１５の挿入側の先端部１９を小径部あるいはテーパー部として形成すると、前記各ピン部材１５を前記各貫通孔１７から前記各孔１６に挿通する際に、前記各孔１６と前記各貫通孔１７との位置合せが自動的に行われる。
【００２５】
さらに、前記各ピン部材１５の凹凸部１８をねじ部として形成することもできる。この場合には、前記各スペーサ部材１４の孔１６は、これと対応するめねじを形成する。たとえば、図５に示す第三実施例のように、前記各ピン部材１５をおねじとし、その一端側にねじ込みの便宜のために六角孔２０を形成しておく。すなわち、前記各ピン部材１５を六角孔付き止めネジのような形状とする。そして、前記各ピン部材１５を前記筒体２の各貫通孔１７から、前記各スペーサ部材１４の各孔１６にねじ込む。ここで、前記各貫通孔１７は、前記各ピン部材１５が、締まり嵌め状態で入り込む内径としておく。このようなねじ結合により、熱膨張による前記各ピン部材１５の前記各スペーサ部材１４からの抜けや、前記各ピン部材１５と前記筒体２との間のガタツキを確実に防止できる。そして、この第三実施例においては、前記各ピン部材１５と前記各スペーサ部材１４とをねじ結合としたことにより、前記各ピン部材１５の脱着を容易に行うことができるため、前記筒体２の脱着を容易に行えるという利点がある。
【００２６】
また、前記各ピン部材１５に、前述の凹凸部１８を形成せず、前記各スペーサ部材１４に対して単に締まり嵌め状態で係合する構成とすることもできる。この場合には、図６および図７に示す第四実施例のように、前記筒体２の各貫通孔１７に対応する位置に保持部材２１を固定するのが好ましい。これら各保持部材２１は、前記各貫通孔１７と同様に、前記各ピン部材１５に対して締まり嵌め状態とする。この構成によると、前記各ピン部材１５の一端側は対応する各スペーサ部材１４の孔１６に締まり嵌め状態で係合し、また前記各ピン部材１５の他端側は前記各貫通孔１７と前記各保持部材２１とによって支持されるため、前記筒体２は、前記バーナ本体１の所定位置にガタツキを確実に保持できる。
【００２７】

【００２８】
以上の各実施例では、熱応力緩和手段３をスペーサ部材１４とピン部材１５とで構成し、ピン部材１５をスペーサ部材１４および筒体２に係合させることによって、筒体２の膨張変形を許容するようにしている。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るバーナによれば、バーナ本体と筒体との間の温度差によって筒体の熱膨張が大きくても熱応力緩和手段によって、熱応力を緩和できるため、従来のように筒体や、バーナ本体と筒体との間の取り付け部分が変形したり、さらにはこの取付部分が破損して筒体が落下するのを防止できる。したがって、この発明によれば、バーナ本体に対して筒体を所定位置に確実に保持し、バーナの性能を長期にわたって安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第一実施例を、図２の I−I 線に沿って切断した断面の説明図である。
【図２】図１のII矢視方向から見た正面図である。
【図３】この発明に係る第二実施例の正面の要部を拡大して示す説明図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面の説明図である。
【図５】この発明に係る第三実施例の要部の縦断面構造を拡大して示す説明図である。
【図６】この発明に係る第四実施例の正面の要部を拡大して示す説明図である。
【図７】図６の VII−VII 線に沿う断面の説明図である。
【符号の説明】
１ バーナ本体
２ 筒体
３ 熱応力緩和手段
１４ スペーサ部材
１５ ピン部材
１６ 孔
１８ 凹凸部

Claims (2)

1. 燃料および空気を噴出するバーナ本体１と、このバーナ本体１の外側に配置され、燃焼ガスの再循環をさせる筒体２とを備え、この筒体２を熱応力緩和手段３を介して前記バーナ本体１に取り付けたバーナであって、前記熱応力緩和手段３をスペーサ部材１４とこのスペーサ部材１４の孔１６に係合するピン部材１５とで構成し、前記スペーサ部材１４を前記バーナ本体１に固定し、前記ピン部材１５を前記筒体２に貫通させた後、前記スペーサ部材１４の孔１６に係合させ、前記筒体２を前記ピン部材１５により保持することを特徴とするバーナ。
2. 前記ピン部材１５と前記孔１６との係合が、締まり嵌め状態であり、前記ピン部材１５が、前記スペーサ部材１４の孔１６との係合部分と、前記筒体２との係合部分とに、凹凸部１８を有することを特徴とする請求項１に記載のバーナ。

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