JP4461385B2 - Burner and burner unit - Google Patents
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Description
本発明は、給湯器等のガス器具の加熱源として使用されるバーナと、そのバーナを複数本一体的に結合してなるバーナユニットとに関する。 The present invention relates to a burner used as a heating source for a gas appliance such as a water heater, and a burner unit formed by integrally combining a plurality of the burners.
例えば給湯器では、周囲を囲んだ筒状の燃焼室の下方にバーナユニットを備え、その下方に、燃焼用空気を供給するファンを設けて、燃焼室の上方に設けた熱交換器をバーナユニットの燃焼排気で加熱する構造となっている。バーナユニットは、燃料ガスと燃焼用空気との混合気のガス通路を有してその上面に複数の炎口を形成した扁平状のバーナを、その厚み方向で複数本重ねるように水平に配列し、これらをノズル台に組み付けてユニット化させたものがよく用いられている。 For example, in a water heater, a burner unit is provided below a cylindrical combustion chamber surrounding the periphery, a fan for supplying combustion air is provided below the burner unit, and a heat exchanger provided above the combustion chamber is a burner unit. It is structured to heat with combustion exhaust. The burner unit horizontally arranges a plurality of flat burners that have a gas passage of a mixture of fuel gas and combustion air and that have a plurality of flame openings on the upper surface in the thickness direction. These are often used as a unit by assembling them into a nozzle base.
このようなバーナユニットにおいては、燃焼用空気が不足して燃焼状態が悪くなると、燃焼室と共鳴して燃焼振動を起こすおそれがあり、ユーザーに不快感を与える。特にバーナにおいては、燃料ガスと燃焼用空気とを濃混合気と淡混合気とに分けて混合部で予め混合し、濃淡夫々の混合気を夫々異なる流路で噴出させ、淡炎口で主炎を、濃炎口で袖火を形成させることで、NOx(窒素酸化物)の低減を図る濃淡バーナが用いられることがあるが、この濃淡燃焼は一種の酸欠燃焼であるため、火炎の乱れによる振動燃焼が起きやすい。
そこで、本件出願人は、このような濃淡バーナにおいて、濃側バーナの炎口の一方側に、当該炎口からの火炎を沿わせる保炎板を設けることで、混合気を整流して火炎の安定を図る技術を提案している(特許文献1参照)。また、炎口を形成する炎口板の肉厚を大きくする対策も知られている。
In such a burner unit, if the combustion air is insufficient and the combustion state is deteriorated, there is a possibility that the combustion vibration is generated in resonance with the combustion chamber, which gives the user unpleasant feeling. In particular, in the burner, fuel gas and combustion air are divided into a rich mixture and a light mixture and mixed in advance in the mixing section, and the rich and light mixtures are ejected through different flow paths, respectively, and mainly in the pale flame opening. Concentration burners that reduce NOx (nitrogen oxide) by forming a flame at the flame outlet may be used, but this concentration combustion is a kind of oxygen deficient combustion. Vibration combustion due to turbulence is likely to occur.
Therefore, the present applicant, in such a light and dark burner, provides a flame-holding plate on one side of the flame outlet of the dark burner so as to rectify the mixture to rectify the flame. The technique which aims at stability is proposed (refer patent document 1). A measure for increasing the thickness of the flame mouth plate forming the flame mouth is also known.
しかし、この場合、保炎板を濃側バーナ毎に、而も全ての炎口をカバーできるように略バーナの全長に亘って長く設ける必要があることから、部品点数が増えてコスト高にもなる。これは炎口板の肉厚を大きくする場合も同様で、コスト高になる上、肉厚になる分成形や組み付けがしにくくなる問題もある。 However, in this case, it is necessary to provide a flame holding plate for each dark burner and over the entire length of the burner so as to cover all the flame outlets. Become. This also applies to the case where the thickness of the flameneck plate is increased. In addition to the high cost, there is a problem that molding and assembly become difficult due to the increase in thickness.
そこで、本発明は、簡単な構成で燃焼振動の発生を効果的に防止できるバーナ及びバーナユニットを提供することを目的としたものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a burner and a burner unit that can effectively prevent the occurrence of combustion vibration with a simple configuration.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、断面倒コ字状となる突条が所定間隔で形成されてなる炎口板において、各突条の上面に第一炎口を所定間隔で設ける一方、各突条の左右側壁で第一炎口の左右方向となる位置に、第一炎口よりも開口面積が小さい小孔を形成し、突条を直交状に横切る格好で第一炎口間に仕切バーを固着して、突条間に第二炎口を設け、第一炎口又は第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、第一炎口と第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、第一炎口と第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、曲面状の炎口板に、第一炎口と、該第一炎口よりも開口面積が大きい第二炎口とを左右方向へ互い違いに配設する一方、炎口板の裏側に補助板を設けており、補助板に、第一炎口及び第二炎口に対応して後方へ突出する突条を設け、該突条を除く部分を炎口板の裏面に当接した状態で固定するとともに、第一炎口に対応する突条で、第一炎口と同軸上となる位置には第一炎口よりも開口面積が大きい透孔を設ける一方、第二炎口に対応する突条には、第二炎口の中心側へ傾斜した格好の小孔を各第二炎口毎に一対設け、第一炎口又は第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、第一炎口と第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、第一炎口と第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
In order to achieve the above object, the invention according to
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のバーナを複数本一体的に結合してなるバーナユニットとしたものである。
そして、上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気が噴出される複数の炎口を備えたバーナを、複数本一体的に結合してなるバーナユニットであって、請求項1又は2に記載のバーナを交互又はランダムに配置したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a third aspect of the invention is a burner unit formed by integrally joining a plurality of burners according to the first or second aspect .
In order to achieve the above object, a fourth aspect of the present invention is to integrally combine a plurality of burners each having a plurality of flame openings from which a mixture of fuel gas and combustion air is ejected. The burner unit according to
本発明のバーナ及びバーナユニットによれば、共鳴エネルギーが分散し、燃焼室での燃焼振動の発生を効果的に防止することができる。而もこの効果は、炎口の簡単な変更で達成できるため、燃焼振動防止に係るコストの低減も図られる。
また、混合気流路を屈曲させる簡単な構成で炎口負荷の相違が容易に設定可能となる。
According to the burner and the burner unit of the present invention, resonance energy is dispersed, and generation of combustion vibration in the combustion chamber can be effectively prevented. Since this effect can be achieved by a simple change of the flame outlet, the cost for preventing combustion vibration can be reduced.
In addition, the difference in the flame load can be easily set with a simple configuration in which the air-fuel mixture flow path is bent.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、給湯器に設けられるバーナユニットの一例を示す説明図で、バーナユニット1は、燃料ガスと燃焼用空気とを混合した淡ガスが供給される淡炎口と、その淡炎口の両側に配置されて燃料ガスと燃焼用空気とを混合した濃ガスが供給される濃炎口とを備えた扁平状の濃淡バーナ2,2・・を、その厚み方向で複数重ねるように水平に配列して、各バーナ毎に淡ガス用のノズルと濃ガス用のノズルとを備えたノズル台3に組み込んで一体化される。ノズル台3の下方には、燃焼用空気を供給する給気ファン4と燃料ガスを供給するガス管5とが接続される混合部6が設けられており、この混合部6において、燃料ガスと燃焼用空気とを濃ガスと淡ガスとに分けて予め混合するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a burner unit provided in a water heater. The
このバーナユニット1に用いられる濃淡バーナ2は、淡炎口の形態が異なる二種類のタイプのものが交互に配列されている。このうち一方の種類の濃淡バーナ2Aは、プレス成形した板金を重ね合わせて縦にした炎口板を用いることで、濃淡バーナの水平長手方向に伸びる長円状の炎口を、幅方向及び長さ方向に複数配列した周知の形態となっているが、他方の種類の濃淡バーナ2Bは、図2に示すように、開口形状が円形の炎口11と、角形の炎口12と、同じ円形や角形でも大きさの異なる炎口13,14等、形状と大きさとが異なる複数種類の炎口をランダムに配置した炎口板10を設けて淡炎口を形成している。
As for the light and
以上の如く構成されたバーナユニット1によれば、給湯器の燃焼室内に組み込んで使用した場合、ノズル台3から各濃淡バーナ2に供給される燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、夫々淡炎口及び濃炎口から噴出され、放電電極等の着火手段で着火されて、主炎及び袖火を形成することになる。特に濃淡バーナ2Bにおいては、炎口板10の各炎口11〜14から炎Fが形成されることになるが、炎口形成面において形状や大きさが異なる炎口によって圧力分布が変わることになるため、共鳴エネルギーが分散し、燃焼振動を抑制することができる。
According to the
このように、上記形態の濃淡バーナ2B及びバーナユニット1によれば、濃淡バーナ2Bを、形状及び大きさが異なる複数種類の炎口11〜14をランダムに配列したものとし、この濃淡バーナ2Bを交互に配置したことで、燃焼室での燃焼振動の発生を効果的に防止することができる。而もこの効果は、濃淡バーナ2Bに炎口板10を設ける簡単な構成で達成できるため、燃焼振動防止に係るコストの低減も図られる。
Thus, according to the light and
以下、濃淡バーナ2B及びバーナユニット1の他の形態を説明する。但し、淡炎口の形状のみの変更でバーナユニットを含む他の構成は先の形態と同じであるため、当該部分のみを説明して重複する説明は省略する。
図3に示す形態では、濃淡バーナ2Bの炎口板16に、断面倒コ字状となる突条17,17・・が所定間隔で形成されて、各突条17の上面に角形の第一炎口18,18・・が所定間隔で形成されている。また、各突条17の左右の側壁にも、第一炎口18よりも開口面積が小さい小孔19,19が、第一炎口18の同図の左右方向の位置に合わせて互いに対向する位置に穿設されている。そして、炎口板16の上面には、突条17を直交状に横切る格好で、各第一炎口18,18の間となるように仕切バー20,20・・が固着されて、突条17,17間に平面視で四角形状となる第二炎口21,21を形成している。
Hereinafter, other forms of the light and
In the form shown in FIG. 3,
よって、この濃淡バーナ2B及びこれを交互に配置したバーナユニット1においても、燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、各第一炎口18から噴出して炎F1を形成する一方、各小孔19から突条17,17間に流入した混合気は、各第二炎口21から噴出して炎F2を形成する。この場合、第一炎口18と第二炎口21とでは炎口負荷が異なる(第一炎口18での流速よりも第二炎口21での流速の方が遅い)ため、燃焼室との共鳴を起こしにくくなり、燃焼振動を効果的に抑制することができる。また、これも炎口板16に突条17を設けて混合気流路を屈曲させる簡単な構成で足りるため、コストの低減が期待できる。
Therefore, also in this light and
図4は、同様に炎口負荷の相違による燃焼振動の抑制を図る形態を示すもので、ここでの濃淡バーナ2Bでは、曲面状の炎口板23に、円形の第一炎口24と、その第一炎口24よりも開口面積が大きい円形の第二炎口25とが一列ずつ左右へ互い違いに配設される一方、炎口板23の裏側に補助板26が添設されている。この補助板26は、各第一炎口24及び第二炎口25の列に夫々対応して下方へ突設される突条27,27を除いて炎口板23の裏面に当接状態で固定され、第一炎口24の列に対応する突条27には、各第一炎口24と同軸上に、第一炎口24よりも開口面積が大きい透孔28が穿設されている。一方、第二炎口25の列に対応する突条27には、各第二炎口25ごとに一対の小孔29,29が、第二炎口25の中心側に向けて傾斜した格好で穿設されて、混合気流路が屈曲形成されている。ここで、第一炎口24の開口面積をa1、第二炎口25の開口面積をa2、透孔28の開口面積をS1、一対の小孔29,29の合計開口面積をS2とすると、S1>a1、S2<a2の関係となる。
FIG. 4 shows a mode in which combustion vibration is similarly suppressed due to a difference in the flame load. In the light and
よって、この濃淡バーナ2B及びこれを交互に配置したバーナユニット1においても、燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、第一炎口24では、透孔28を通過してそのまま突条27内を横切るように直進して第一炎口24から噴出し、炎F1を形成する。一方、第二炎口25では、混合気は小孔29,29から回り込むように突条27内に入った後、第二炎口25から噴出する。よって、第一炎口24での流速よりも第二炎口25での流速の方が遅くなって両炎口間の炎口負荷が異なり、燃焼室との共鳴を起こしにくくなって燃焼振動が防止されることになる。
Therefore, also in this dark and
なお、炎口形状は上記図2の形態に限らず、三角形や長方形、五角形や六角形等の多角形、楕円や長円等の他の形状も採用可能で、配置形態も、形状のみ、或いは大きさのみが異なる複数種類を規則的或いは不規則に配置したり、形状や大きさが異なる炎口をピッチも含めて完全に無作為に配置したり等、炎口形成面の圧力分布を変動可能であれば、適宜変更可能である。
同様に、炎口負荷の相違も、上記図3,4の形態に限らず、例えば第二炎口側での小孔の数や配置を変更したり、第一炎口と第二炎口とを大きさだけでなく形状も変えたり等、混合気流路の屈曲の有無によって炎口毎に混合気の噴出速度が変動可能であれば、種々の設計変更が考えられる。
Note that the shape of the flame mouth is not limited to the shape shown in FIG. 2, but other shapes such as a triangle, a rectangle, a polygon such as a pentagon and a hexagon, an ellipse, an ellipse, etc. can be adopted, and the arrangement form is only the shape Varying the pressure distribution on the flame front forming surface, such as arranging multiple types with different sizes regularly or irregularly, or arranging flame ports with different shapes and sizes completely at random including the pitch. If possible, it can be changed as appropriate.
Similarly, the difference in the flame load is not limited to the form shown in FIGS. 3 and 4. For example, the number and arrangement of the small holes on the second flame mouth side can be changed, or the first flame mouth and the second flame mouth can be changed. If the mixture ejection speed can be varied for each flame outlet depending on the presence or absence of bending of the mixture flow path, such as changing the shape as well as the size, various design changes can be considered.
一方、上記バーナユニットにおいては、炎口形状や炎口負荷を変えた濃淡バーナを通常の濃淡バーナと交互に配置する形態としているが、複数本ずつ交互に配置したり、ランダムに配置したりしても良い。また、全ての濃淡バーナを炎口形状や炎口負荷を変えた濃淡バーナで構成しても良い。
そして、上記形態では、濃淡バーナの淡炎口に本発明を適用した例となっているが、勿論本発明はこれに限定するものではなく、混合気を分けない通常のブンゼンバーナやそのバーナを複数本一体的に結合したバーナユニットであっても適用可能である。
On the other hand, in the above burner unit, the light and dark burners with different flame shape and load are arranged alternately with the normal light and dark burners, but multiple burners are arranged alternately or randomly. May be. Moreover, you may comprise all the light and dark burners with the light and dark burner which changed the shape of a flame mouth and the flame mouth load.
And in the said form, although it has become an example which applied this invention to the pale flame mouth of the light and dark burner, of course this invention is not limited to this, The normal Bunsen burner and its burner which do not divide the air-fuel mixture are used. Even a plurality of burner units coupled together can be applied.
1・・バーナユニット、2(2A,2B)・・濃淡バーナ、3・・ノズル台、4・・給気ファン、5・・ガス管、6・・混合部、10,16,23・・炎口板、11〜14・・炎口、18,24・・第一炎口、21,25・・第二炎口。
1 .. Burner unit, 2 (2A, 2B) .. Concentration burner, 3 .. Nozzle base, 4 .. Air supply fan, 5 .. Gas pipe, 6 .. Mixing section, 10, 16, 23. Mouth plate, 11-14 ... Flame port, 18, 24 ... First flame port, 21, 25 ... Second flame port.
Claims (4)
断面倒コ字状となる突条が所定間隔で形成されてなる炎口板において、各突条の上面に第一炎口を所定間隔で設ける一方、各突条の左右側壁で前記第一炎口の左右方向となる位置に、前記第一炎口よりも開口面積が小さい小孔を形成し、前記突条を直交状に横切る格好で前記第一炎口間に仕切バーを固着して、前記突条間に第二炎口を設け、前記第一炎口又は前記第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、前記第一炎口と前記第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、
前記第一炎口と前記第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするバーナ。 A burner having a plurality of flame outlets from which a mixture of fuel gas and combustion air is ejected,
In the flame mouth plate in which ridges having an inverted U-shaped cross section are formed at predetermined intervals, the first flame holes are provided on the upper surface of each ridge at predetermined intervals, while the first flame is formed on the left and right side walls of each ridge. In the position that becomes the left and right direction of the mouth, a small hole having a smaller opening area than the first flame mouth is formed, and a partition bar is fixed between the first flame mouths in a manner that crosses the protrusions in an orthogonal manner, A second flame mouth is provided between the ridges, and a flame load is applied between the first flame mouth and the second flame mouth depending on the presence or absence of bending of the mixture flow path leading to the first flame mouth or the second flame mouth. With different
The burner characterized by arranging said 1st flame mouth and said 2nd flame mouth at random.
曲面状の炎口板に、第一炎口と、該第一炎口よりも開口面積が大きい第二炎口とを左右方向へ互い違いに配設する一方、前記炎口板の裏側に補助板を設けており、
前記補助板に、前記第一炎口及び前記第二炎口に対応して後方へ突出する突条を設け、該突条を除く部分を前記炎口板の裏面に当接した状態で固定するとともに、前記第一炎口に対応する突条で、前記第一炎口と同軸上となる位置には第一炎口よりも開口面積が大きい透孔を設ける一方、前記第二炎口に対応する突条には、前記第二炎口の中心側へ傾斜した格好の小孔を各第二炎口毎に一対設け、前記第一炎口又は前記第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、前記第一炎口と前記第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、
前記第一炎口と前記第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするバーナ。 A burner having a plurality of flame outlets from which a mixture of fuel gas and combustion air is ejected,
On the curved flame mouth plate, the first flame mouth and the second flame mouth having a larger opening area than the first flame mouth are alternately arranged in the left-right direction, while an auxiliary plate is provided behind the flame mouth plate. Has been established,
The auxiliary plate is provided with a protrusion projecting backward corresponding to the first flame port and the second flame port, and the portion excluding the rib is fixed in a state of being in contact with the back surface of the flame port plate. In addition, a protrusion corresponding to the first flame port is provided with a through hole having a larger opening area than the first flame port at a position coaxial with the first flame port, while corresponding to the second flame port. The protruding ridge is provided with a pair of small holes inclined toward the center side of the second flame mouth for each second flame mouth, and the air-fuel mixture flow path leading to the first flame mouth or the second flame mouth Depending on the presence or absence of the first flame mouth and the second flame mouth, the flame load is different,
The burner characterized by arranging said 1st flame mouth and said 2nd flame mouth at random .
請求項1又は2の何れかに記載のバーナを交互又はランダムに配置したことを特徴とするバーナユニット。 A burner unit formed by integrally combining a plurality of burners each having a plurality of flame openings from which a mixture of fuel gas and combustion air is jetted,
A burner unit comprising the burners according to claim 1 arranged alternately or randomly.
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