JP5362486B2

JP5362486B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP5362486B2
Application number: JP2009196646A
Authority: JP
Inventors: 裕行荏原; 直樹横尾
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP2011047578A

Description

本発明は、バーナーケースを貫通する電装部品の気密性を高めるシール機構を設けた燃焼装置に関するものである。

バーナーケースで囲まれたバーナーに燃料（例えば天然ガスや灯油気化ガスなど）とこれに混合する燃焼用空気を導入してこの混合ガスを燃焼させる燃焼装置では、一般にこの混合ガスが送り込まれるバーナーの火炎板（火口）に、点火プラグやバーナーの火炎を検出するためのフレームロッドを設ける。

点火プラグは電気火花により燃料ガス（混合ガス）に点火するものであり、フレームロッドはイオン電極の整流作用により火炎の有無を検出して不完全燃焼などを検出するものであるが、このような電装部品はいずれも電気的に絶縁状態を維持する必要がある。

そのため点火プラグやフレームロッドなどの電装部品は、絶縁性と耐熱性を備えたセラミック製の碍子体（絶縁材）で金属芯線（導線）を覆った所謂碍子体でこれをバーナー本体部に貫通させてその先端部を火口に臨設するように取り付ける構造としている。

実開平７−４１２１７号公報

即ち、点火プラグやフレームロッドなどの電装部品（碍子体）はバーナーケースを貫通しバーナー本体の混合管部や空気経路を貫通し、その先端部をバーナーの火口に臨ませた構造を採用するため、バーナーの気密性、即ち、混合管部や空気供給経路の気密性を確保する必要がある。

しかし、このような電装部品は前記のようにセラミック製の碍子体であって、外周は絶縁材（セラミック）で精度の高い加工は難しい。例えば気密性を高めるために寸法精度を上げることも固定用のフランジを成形することも難しい。

そこで、例えばこのセラミック製の碍子体の外周に、金属製ねじ付き筒体を被嵌接着し、この金属製ねじ付き筒体をバーナーケースの取付孔（貫通孔）に締付けナットで締め付け螺着する構造も提案されているが（実開平７−４１２１７号公報）、構造が複雑であり部品点数も増え、部品コストや組立てコストが上昇するおそれがある。

本発明は、碍子体など絶縁材で覆われていることで複雑な加工が難しい点火プラグやフレームロッドなどの電装部品をバーナーに設けるために、バーナーの混合管部や空気経路の気密性を確保するためのシール構造を施すにあたり、このような問題点を解決し、簡易な構造で組立て工数や部品コストを大きく上昇させることなく、高い気密性を確保できる、即ち、簡易な構成で簡単に取り付けでき、且つ碍子体などの電装部品に加工を施すことなく簡単に高い気密性と絶縁性を確保できる極めて画期的な燃焼装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

バーナー１に点火するための点火プラグ２や火炎を検出するフレームロッド３など金属芯線４を絶縁材５で覆った電装部品６を、バーナー１に燃料を送る燃料供給管22や燃焼用空気を送る燃焼用空気供給管23などの配管部材７と共にバーナーケース８に貫通配設し、少なくともこのバーナーケース８に設けた前記電装部品６の貫通孔９に気密性を高めるシール機構10を設けた燃焼装置において、前記バーナーケース８の内側の前記貫通孔９周辺面に沿設する板状の沿設部11に、前記貫通孔９に貫通配設し前記電装部品６に被嵌する筒状の前記被嵌部12を突設した弾性絶縁体13を備え、この弾性絶縁体13の筒状の被嵌部12に、前記電装部品６の前記絶縁材５で覆われず露出させた前記金属芯線４若しくはこの金属芯線４に連結した金属端子部14を内包する金属部分内包部18を設けて、前記シール機構10を構成したことを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、前記弾性絶縁体13の前記被嵌部12の前記金属部分内包部18の内面に、前記電装部品６の前記絶縁材５で覆われず露出させた前記金属芯線４若しくはこの金属芯線４に連結した金属端子部14に接触する接触凸部15を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記バーナーケース８の前記貫通孔９を介してこのバーナーケース８外側に貫通させた前記電装部品６の金属芯線４若しくは金属芯線４に連結した前記金属端子部14には前記絶縁材５を被覆せず露出状態に構成し、この露出状態の金属部分を覆う前記金属部分内包部18と、前記電装部品６の前記絶縁材５を有する部分を覆う絶縁部分内包部19とを連通状態に前記被嵌部12に設け、この被嵌部12の金属部分内包部18の内面に前記金属部分に接触する前記接触凸部15を設けたことを特徴とする請求項２項記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記沿設部11をバーナーケース８に押さえ込み固定する押さえ部20を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記沿設部11の表面に前記バーナーケース８に接触する環状のケース接触凸部16を設け、この環状のケース接触凸部16で囲まれた内側に、前記被嵌部12若しくは前記配管部材７を貫通配設する配管貫通孔17と連通する配管連通孔21を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記板状の沿設部11の板面に前記環状リブを形成して前記ケース接触凸部16を設け、このケース接触凸部16で囲まれた内側に、前記被嵌部12及び前記配管連通孔21を設けたことを特徴とする請求項５記載の燃焼装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、簡易な構造で組立て工数や部品コストを大きく上昇させることなく、即ち、簡易な構成で簡単に取り付けでき、且つ碍子体などの電装部品に加工を施すことなく簡単に絶縁性とバーナーの高い気密性を確保できる極めて画期的な燃焼装置となる。

また、本発明においては、シール部材となる弾性絶縁体を簡単に成形でき、しかもこれに設けた筒状の被嵌部を貫通孔に通してバーナーケースの内面に貼るようにして沿設できるから、取り付けも簡単に行える一層優れた燃焼装置となる。

また、請求項２，３記載の発明においては、一層簡単に電装部品の絶縁性とバーナーの高い気密性とを確保できる。即ち、弾性絶縁体に設けた沿設部を貫通孔周辺面に沿設してこの弾性絶縁体に設けた被嵌部を貫通孔に貫通配設し、この被嵌部に電装部品が差し込み内包通過するように構成したから、一層簡易な構成で取り付けも容易となり、しかも請求項２記載の発明においては、この被嵌部の金属部分内包部の内面に設けた接触凸部を、精度の高い加工が難しい絶縁材でなく金属部分に接触させてシールするから簡単な構成で常に確実に気密性が確保され、また更に請求項３記載の発明においては、絶縁材のある部分が差し込まれる絶縁部分内包部と、これに連通して絶縁材がなく露出させる金属部分を覆いこれに前記接触凸部を弾圧接触させる金属部分内包部とを被嵌部に設けたから、シール性が容易に確保でき、且つ金属製のバーナケース（貫通孔）とこの露出させた金属部分との距離を長く確保できるため絶縁性も常に十分確保できる極めて優れた燃焼装置となる。

また、請求項５，６記載の発明においては、少なくとも電装部品に被嵌する被嵌部若しくは配管部材を貫通配設する配管貫通孔と連通する配管連通孔を環状のケース接触凸部で囲み、弾性絶縁体の沿設部をバーナーケースに沿設した際に、このケース接触凸部が電装部品が貫通する貫通孔若しくは配管貫通孔の周辺面に接触するから、気密性が一層高まる画期的な燃焼装置となり、特に請求項６記載の燃焼装置においては、電装部品と配管部材の双方がこのケース接触凸部により囲まれるため配管部材を含めた気密性も同時に一層高くできる画期的な燃焼装置となる。

本実施例のプレート状シール部材である弾性絶縁体の下方から見た説明斜視図である。本実施例のプレート状シール部材である弾性絶縁体の説明拡大正断面図である。本実施例の弾性絶縁体の被嵌部で切断した説明正断面図である。本実施例の弾性絶縁体の被嵌部とずれた位置で切断した説明正断面図である。本実施例の燃焼器のフランジ付きの底ケースであるバーナーケースと弾性絶縁体とを示す分解説明斜視図である。本実施例の弾性絶縁体を取り付けたバーナーケースとそれ以外のバーナー本体とを示す分解斜視図である。本実施例のバーナー本体と押さえ板とを示す説明分解斜視図である。本実施例の絶縁材を取り除き露出した金属芯線に金属端子を被嵌連結し、この金属部分である金属端子に接触する接触凸部を被嵌部の金属部分内包部の内面に設けた別例（実施例２）を示す被嵌部の説明正断面図である。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

点火プラグ２やフレームロッド３などは絶縁性を確保するため碍子体で形成されその形状加工が難しいが、このような電装部品６をバーナー１に設ける場合には、これを貫通配設するバーナーケース８の貫通孔９にシール機構10を施す必要がある。

この点本発明は、シール部材として弾性絶縁体13を配設し、この弾性絶縁体13に設けた被嵌部12に電装部品６を通して内包し、この被嵌部12内に設けた内包部（金属部分内包部18）により、電装部品（碍子体の外面）でなく、この絶縁材を除いた金属芯線４若しくはこの金属芯線４に設けた金属端子部14、即ち加工精度が高い金属部分を直接内包してバーナーケース８の内外をシールし気密性を確保している。

特に請求項２記載の発明においては、この金属部分内包部18の内面に設けた接触凸部15を金属部分に直接弾圧接触させて一層高い気密性を確保している。

即ち、前記弾性絶縁体13は、絶縁性と弾性とを有する例えばゴムなどの弾性樹脂材で成形し、この弾性絶縁体13には、貫通孔９の周辺面に沿設する例えば鍔部とも言える板状の沿設部11に、例えば前記貫通孔９に差し込む筒状の被嵌部12を一体突出形成した構成とし、この沿設部11を貫通孔９の周辺面に沿設させると共に被嵌部12に電装部品６を貫通配設する構成とする。

例えば沿設部11を押さえ部20で押さえ込み固定し、この沿設部11に設けた環状のケース接触凸部16をバーナーケース８に弾圧接触させれば、被嵌部12はこのケース接触凸部16にも囲まれ一層気密性が高まるし、このケース接触凸部16で囲まれた内側に燃料供給管22や燃焼用空気供給管23などの配管部材７を貫通配設する配管貫通孔17と連通する（配管部材７を圧入貫通させる小さめの）配管連通孔21を設ければ、これら配管部材７の気密性も同時に高めることができる。

即ち、この弾性絶縁体13を製作し、これをバーナーケース８の貫通孔９周辺面に配設する。即ちこの弾性絶縁体13の沿設部11をバーナーケース８に沿設すると共に、この貫通孔９を貫通する電装部品６をこの沿設部11に設けた被嵌部12で被嵌し（覆い）、この被嵌部12の金属部分内包部18でこの中を通る電装部品６の金属部分を内包することで、簡単な構成にして且つ簡単な組み付け作業によってバーナーケース８に配設する電装部品６にシール機構10を施すことができ、更にこの金属部分内包部18の内面の接触凸部15を金属部分に弾圧接触させることで、一層簡単にして常に高い気密性と絶縁性を確保できる画期的な燃焼装置となる。

特に燃料電池に用いる水素供給のための改質部の加熱装置としての燃料電池用燃焼装置の場合には、燃焼用空気，初期時の燃料ガス，燃料電池作動時の燃焼用としてフィードバックさせる水素極の排ガス（水素ガス）など各種供給用配管部材をバーナー１に設ける必要があるため、この電装部品６のシール機構10の簡素化と高い気密性及び絶縁性の確保は極めて重要であり、本発明は極めて有用となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、バーナー１の火炎板25上に燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを送り込み、このバーナー１の火炎板25上に設けた点火プラグ２で点火して燃焼させ、フレームロッド３でこの火炎の有無を検知する燃焼装置であって、火炎板25を上部としこの火炎板25の下方に前記燃料ガスと前記燃焼用空気とを混合する混合管部26を形成するバーナー本体（バーナーボディーケース８）と、後述する押さえ部20となる押さえ板20を介して底部に設ける取付フランジ付の底板部（バーナー底ケース８）とから構成している。

前記バーナーボディーケース８，バーナー底ケース８は、いずれも燃焼器ケースとも言えるが、本発明は、これらバーナーケース８（燃焼器ケース）の前記底板部であるバーナー底ケース８に前記点火プラグ２とのフレームロッド３の二つの電装部品６を貫通配設すると共に、燃料供給管22などの３つの配管部材７も貫通配設し、これらを貫通配設したバーナーケース８（バーナー底ケース８）にシール機構10を施した構成としている。

具体的には、本実施例では燃料電池に用いる水素供給のための改質部の加熱装置としての燃焼装置であって、前記配管部材７としては、燃料（例えば天然ガス）を供給する燃料供給管22と，この燃料ガスと混合する空気を送り込む燃焼用空気供給管23と、燃料電池作動時の水素極の排ガス（水素ガス）をフィードバックさせて前記燃料ガスに代えて燃焼させるための水素ガス供給管24とを備え、これら配管部材７を前記バーナーケース８（バーナー底ケース８）に電装部品６と共に貫通配設する構成としている。

また、前記火炎板25は前記バーナーボディーケース８の天面部に設け、この下方に混合管部26を設け、この混合管部26に前記燃料供給管22を連通し、この周囲に燃焼用空気供給管23を連通させて、この空気が整流されて混合管部26に流入し混合するように構成し、この混合ガスは火炎板25の通気孔を介して火炎板25上に噴出するように構成している。

また、水素ガス供給管24から供給される水素ガスは火炎板25上の側部から噴出するように構成している。

この火炎板25上に前記点火プラグ２とフレームロッド３とを設けるが、この点火プラグ２とフレームロッド３は、碍子体で構成され前記バーナー本体の前記空気経路を貫通し底板の前記バーナーケース８を貫通した構成としている。

即ち、バーナーケース８を貫通するため、この貫通孔９と電装部品６とに間隙が生じると燃焼器の内外が連通し、燃料ガス（混合ガス）が外部へ漏れ出るおそれがあるため、この貫通孔９には前記シール機構10に施す必要がある。

本実施例は、このような燃焼装置のバーナーケース８（燃焼器ケース）を貫通する電装部品６に簡易な構成で簡単に高い気密性及び絶縁性を確保できるシール機構10を施したものである。

以下、更に説明する。

本実施例は、金属芯線４を絶縁材５で覆った点火プラグ２及びフレームロッド３の電装部品６を、燃料供給管22，燃焼用空気供給管23及び水素ガス供給管24の合計三本の配管部材７と共にバーナーの底板部（バーナー底ケース）であるバーナーケース８に貫通配設し、このバーナーケース８に設けた貫通孔９及び配管部材７の配管貫通孔17に気密性を高めるシール機構10を設けた燃焼装置であって、前記貫通孔９などの周辺面にプレート状シール部材として沿設する弾性絶縁体13を設けるが、これはバーナーケース８の内側の前記貫通孔９周辺面に沿設する板状の前記沿設部11に、前記貫通孔９に貫通配設する筒状の前記被嵌部12を一体突出形成し、また沿設部11には前記配管部材７を貫通させる各配管貫通孔17と連通する各配管連通孔21を設けた構成としている。

また、前記沿設部11をバーナーケース８に押さえ込み固定する板状の押さえ部20（押さえ板20）をバーナーケース８（バーナー底）の内側に重合止めする構成としている。

この弾性絶縁体13に一体突出状態に設けられ電装部品６の一端部を内包し貫通保持する前記被嵌部12に、前記電装部品６の前記絶縁材５で覆われず露出させた前記金属芯線４若しくはこの金属芯線４に連結した金属端子部14を内包する金属部分内包部18を設け、本実施例ではこの金属部分内包部18の内面にこの金属部分に接触する接触凸部15を上下二条環状に一体突出形成して、前記シール機構10を構成している。

即ち、前記バーナーケース８の前記貫通孔９を介してこのバーナーケース８外側に貫通させた前記電装部品６の金属芯線４若しくは金属芯線４に連結した前記金属端子部14には前記絶縁材５を被覆せず露出状態に構成し、更に本実施例ではこの露出状態の金属部分を覆う小径の金属部分内包部18と、前記電装部品６の前記絶縁材５を有する部分を覆う大径の絶縁部分内包部19とを上下に連通状態に設けて前記被嵌部12を構成し、この被嵌部12の下側の小径の金属部分内包部18の内面に前記金属部分に直接弾圧接触する前記接触凸部15を一体突出形成して、上下の流通をこの金属部分内包部18の接触凸部15により遮断している。

単にこの金属部分内包部18で寸法精度のある金属部分を覆うことで気密性を高めることができるが、この内面に更に接触凸部15を周方向に環状に一体突出形成し、これを金属部分に常に弾圧接触させる構成とすることで、一層安定した気密性を確保できることとなる。

また本実施例ではこの接触凸部15を上下二重のシールとなるように環状に二条形成し、更に高い気密性を実現している。

また、前記配管部材７を貫通させる前記各配管連通孔21は、各配管部材７の外径よりやや小径に形成して、この小径の各配管連通孔21に各配管部材７を圧入貫通することで気密性を高めている。

また、前記板状の沿設部11の板面に環状リブを一体突出形成して前記ケース接触凸部16を設けて、このケース接触凸部16により更にシールするように構成している。

また、このケース接触凸部16は被嵌部12の周囲にも配管連通孔21の周辺にも設けている。

また、本実施例ではこのようにバーナーケース８の内面に重合する沿設部11の板面に環状リブを形成して環状のケース接触凸部16を一体突出形成してダブルシールするが、更に本実施例ではこのケース接触凸部16は沿設部11の周辺部に大径環状に形成して配管連通孔21及び被嵌部12を囲むだけでなく、この大環状のケース接触凸部16の内側の各配管連通孔21及び被嵌部12を更に囲む小径環状リブを形成してシールする小環状のケース接触凸部16をも形成し、このケース接触凸部16自体も二重環として更に気密性を高めている。

従って、各配管部材７は前記小径とした各配管連通孔21の圧入接触と各小径環状リブのケース接触凸部16と周辺部の大環状リブのケース接触凸部16とでシールされるように構成している。

また、電装部品６は前記被嵌部12に内包され、この金属部分に弾圧接触する上下二重に設けた接触凸部15によりシールされ、前記同様にして二重環状としたケース接触凸部16によってシールされる構成としている。

しかも、本実施例ではバーナーケース８の内側に重合止めする押さえ部20によって弾性絶縁体13の沿設部11を重合止めして押さえ込み、沿設部11のケース接触凸部16を確実に弾圧接触させて強固にシールし、また被嵌部12内の電装部品６に対しては、金属部分を金属部分内包部18で内包してシールする構成とし、更に本実施例ではこの金属部分内包部18の内面に接触凸部15を設けて常に確実に高い気密性が確保されるようにしている。

また更に前述のようにこの接触凸部15は上下二重に金属部分内包部18の内周面に一体突出形成し、この上下二重の接触凸部15によって金属部分に弾圧接触してシールする構成としたから、一つのシール部材である弾性絶縁体13によって電装部品６も配管部材７に対しても極めて高い気密性を実現している。

また、被嵌部12には前述のように大径の絶縁部分内包部19の下方に小径の金属部分内包部18を連設状態に設け、この小径の金属部分内包部18に内包された露出状態の金属芯線４と貫通孔９孔縁との距離を十分に確保することで絶縁性も一層高めている。

図８に示す実施例２ではこの金属芯線４に被嵌連結した金属端子部14を金属部分内包部18で内包する構成とし、絶縁部分内包部19と金属部分内包部18とは同径としているが、やはり絶縁材を有する部分も絶縁部分内包部19に差し込み金属端子部14と貫通孔９との距離を十分に確保して絶縁性を高めている。

尚、本発明は、本実施例に限らシールものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１バーナー
２点火プラグ
３フレームロッド
４金属芯線
５絶縁材
６電装部品
７配管部材
８バーナーケース
９貫通孔
10 シール機構
11 沿設部
12 被嵌部
13 弾性絶縁体
14 金属端子部
15 接触凸部
16 ケース接触凸部
17 配管貫通孔
18 金属部分内包部
19 絶縁部分内包部
20 押さえ部
21 配管連通孔
22 燃料供給管
23 燃焼用空気供給管

Claims

バーナーに点火するための点火プラグや火炎を検出するフレームロッドなど金属芯線を絶縁材で覆った電装部品を、バーナーに燃料を送る燃料供給管や燃焼用空気を送る燃焼用空気供給管などの配管部材と共にバーナーケースに貫通配設し、少なくともこのバーナーケースに設けた前記電装部品の貫通孔に気密性を高めるシール機構を設けた燃焼装置において、前記バーナーケースの内側の前記貫通孔周辺面に沿設する板状の沿設部に、前記貫通孔に貫通配設し前記電装部品に被嵌する筒状の前記被嵌部を突設した弾性絶縁体を備え、この弾性絶縁体の筒状の被嵌部に、前記電装部品の前記絶縁材で覆われず露出させた前記金属芯線若しくはこの金属芯線に連結した金属端子部を内包する金属部分内包部を設けて、前記シール機構を構成したことを特徴とする燃焼装置。
前記弾性絶縁体の前記被嵌部の前記金属部分内包部の内面に、前記電装部品の前記絶縁材で覆われず露出させた前記金属芯線若しくはこの金属芯線に連結した金属端子部に接触する接触凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
前記バーナーケースの前記貫通孔を介してこのバーナーケース外側に貫通させた前記電装部品の金属芯線若しくは金属芯線に連結した前記金属端子部には前記絶縁材を被覆せず露出状態に構成し、この露出状態の金属部分を覆う前記金属部分内包部と、前記電装部品の前記絶縁材を有する部分を覆う絶縁部分内包部とを連通状態に前記被嵌部に設け、この被嵌部の金属部分内包部の内面に前記金属部分に接触する前記接触凸部を設けたことを特徴とする請求項２項記載の燃焼装置。
前記沿設部をバーナーケースに押さえ込み固定する押さえ部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
前記沿設部の表面に前記バーナーケースに接触する環状のケース接触凸部を設け、この環状のケース接触凸部で囲まれた内側に、前記被嵌部若しくは前記配管部材を貫通配設する配管貫通孔と連通する配管連通孔を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
前記板状の沿設部の板面に前記環状リブを形成して前記ケース接触凸部を設け、このケース接触凸部で囲まれた内側に、前記被嵌部及び前記配管連通孔を設けたことを特徴とする請求項５記載の燃焼装置。