JP5368386B2 - 全一次燃焼式バーナ - Google Patents

Description

本発明は、多数の炎孔を形成した燃焼板を備え、予混合ガスを炎孔から噴出させて全一次燃焼させる全一次燃焼式バーナに関する。

従来、この種の全一次燃焼式バーナとして、特許文献１に記載のものが知られている。このバーナは、燃焼板の設置面を上面、バーナの幅方向を横方向、バーナの奥行き方向を前後方向として、燃焼板の下面に面する分布室と、分布室の下側の混合室と、燃焼ファンから一次空気を供給する混合室の下側の給気室と、混合室の前面に横方向の間隔を存して並設した複数のノズル孔とを備え、これらノズル孔から噴射される燃料ガスと給気室からの一次空気とを混合室で混合して予混合ガスを生成し、この予混合ガスを分布室を介して燃焼板に導くようにしている。

また、このものでは、混合室の前部に、混合室の前面から後上りに傾斜してのびる傾斜板を配置し、傾斜板に、給気室からの一次空気を導入する開口部を横方向の間隔を存して複数形成している。そして、開口部を形成しない傾斜板の各無開口部に各ノズル孔から噴射された燃料ガスが衝突して拡散するようにしている。これによれば、開口部から導入される一次空気に拡散した燃料ガスが混入して、燃料ガスの一次空気との混合が促進される。

然し、上記従来例のものでは、傾斜板の無開口部の位置とノズル孔の位置とが横方向に整合していないと、ノズル孔から噴射された燃料ガスが傾斜板の無開口部に衝突せずに開口部に侵入することがあって、混合不良を生ずる。そのため、傾斜板の無開口部とノズル孔との正確な位置合わせが必要になり、組立が面倒になってコストアップを招く。

特開２００１−９０９１３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ノズル孔が多少位置ずれしていても燃料ガスと一次空気とを安定して混合できるようにした全一次燃焼式バーナ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、多数の炎孔を形成した燃焼板を備え、予混合ガスを炎孔から噴出させて全一次燃焼させる全一次燃焼式バーナであって、燃焼板の設置面を上面、バーナの幅方向を横方向、バーナの奥行き方向を前後方向として、燃焼板の下面に面する分布室と、分布室の下側の混合室と、燃焼ファンから一次空気を供給する混合室の下側の給気室と、混合室の前面に横方向の間隔を存して並設した複数のノズル孔とを備え、これらノズル孔から噴射される燃料ガスと給気室からの一次空気とを混合室で混合して予混合ガスを生成し、この予混合ガスを分布室を介して燃焼板に導くものにおいて、混合室の底面に、混合室の前面に通気間隙を存して対向し、各ノズル孔から噴出する燃料ガスが衝突する壁板が立設され、混合室の底面の通気間隙に臨む部分に、給気室からの一次空気を混合室に導入する空気導入口が開設されることを特徴とする。

本発明によれば、一次空気が空気導入口から混合室の前面と壁板との間の通気間隙を経由して流れる。そして、各ノズル孔から噴出する燃料ガスが壁板に衝突して拡散し、通気間隙に流れる一次空気に拡散した燃料ガスが混入して、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。ここで、壁板には、一次空気を導入する開口部を形成する必要がないため、ノズル孔が壁板に対し多少横ずれしても、燃料ガスを壁板に衝突させて、燃料ガスと一次空気とを安定して混合させることができる。従って、ノズル孔と壁板との正確な位置合わせが不要になる。その結果、組立が容易になり、コストダウンを図ることができる。

ところで、壁板が直立していると、通気間隙に流れる一次空気が壁板近傍に十分に供給されず、壁板に衝突した燃料ガスの一部が、壁板に沿って一次空気と混合することなく壁板の上端まで流れてしまうことがある。そのため、本発明において、壁板は、上方に向かって前方に傾斜していることが望ましい。これによれば、空気導入口から通気間隙に導入される一次空気が下方から壁板に衝突し、壁板に沿って流れる燃料ガスとの混合が促進される。また、壁板を傾斜させずにノズル孔に近付けて、通気間隙の前後方向幅を狭くした場合と異なり、空気導入口は広く、上方に向かって通気間隙が徐々に狭くなるため、圧力損失を低減できる。

尚、給気室の底面に、空気導入口よりも後方に位置させて、燃焼ファンからの一次空気が流入する給気口が開設されている場合、給気室の天井部に沿って空気導入口に向かう一次空気の流れを生じ、一次空気が前向きの方向成分を持ったまま空気導入口に流入してしまう。すると、通気間隙の前寄り部分に一次空気が偏って流れてしまい、壁板に一次空気がうまく衝突しなくなる。この場合、給気室の天井部の空気導入口と給気口との間の前後方向位置に、給気室の天井部に沿って空気導入口に向かう一次空気の流れを下方に屈曲させて空気導入口の下方に導くガイド板を垂設すれば、一次空気が前向きの方向成分を持ったまま空気導入口に流入することを有効に防止できる。その結果、一次空気が効率良く壁板に衝突し、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。

また、本発明においては、通気間隙に、各ノズル孔の下側に位置させて、前後方向に長手の樋状の邪魔板が設けられ、各邪魔板の横方向両側の起立板部は、両起立板部間の横幅が上方に向かって広くなるように、横方向に傾斜していることが望ましい。

これによれば、一次空気が邪魔板に邪魔されて、各ノズル孔から噴出する燃料ガスに当たらなくなる。そのため、燃料ガスの噴出量を少量にする弱燃焼時にも、燃料ガスを一次空気の影響を受けることなく確実に壁板に衝突させることができ、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。また、邪魔板の横方向両側の起立板部の上端間の横幅が広くなるため、ノズル孔が邪魔板に対し多少横ずれしても、ノズル孔から噴出する燃料ガスに一次空気は当たらない。従って、ノズル孔と邪魔板との正確な位置合わせが不要になる。

尚、邪魔板の横方向両側の起立板部間の横幅をその下端に亘って広くすることも考えられる。然し、これでは、隣接する邪魔板間に流れる一次空気の圧力損失が大きくなってしまう。これに対し、起立板部を上記の如く横方向に傾斜させておけば、隣接する邪魔板間の隙間がその下部で広くなり、一次空気の圧力損失を低減させることができる。

また、上記邪魔板と上記ガイド板とを設ける場合には、１枚の板材をプレス成形して複数の邪魔板を一体に形成すると共に、この板材の後端部を下方に屈曲させてガイド板を形成することが望ましい。これによれば、部品点数を削減して一層のコストダウンを図ることができる。

本発明の実施形態のバーナの切断状態の斜視図。 実施形態のバーナの切断側面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した拡大断面図。

図１、図２を参照して、１は本発明の実施形態の全一次燃焼式バーナを示している。このバーナ１は、箱形に形成されたバーナ本体２と、多数の炎孔３ａを形成したセラミックス製の燃焼板３とを備えている。尚、図１では炎孔３ａを省略している。以下、燃焼板３の設置面を上面、バーナ１の幅方向を横方向、バーナ１の奥行き方向を前後方向として説明する。

バーナ本体２の上面外周部には、熱交換器等の被加熱物を内蔵する燃焼筐（図示せず）の下端を結合するフランジ部２ａが設けられている。また、バーナ本体２内には、燃焼板３の下面に面する分布室４と、分布室４に対しバーナ本体２に一体の床壁２ｂで仕切られた下側の混合室５とが設けられている。また、混合室５の下側には給気室６が設けられている。そして、給気室６に燃焼ファン７から一次空気を供給するようにしている。

分布室４の底面たる床壁２ｂの後部には、混合室５に連通する横長の開口部４１が形成されている。また、分布室４は、仕切り板４２により上下２つの空間に仕切られている。そして、混合室５から開口部４１を介して分布室４の下部空間に流入した予混合ガスが仕切り板４２に形成した多数の分布孔４２ａと分布室４の上部空間とを介して燃焼板３に導かれるようにしている。燃焼板３に導かれた予混合ガスは、炎孔３ａから噴出して全一次燃焼する。

混合室５の前面５１は、バーナ本体２に一体の縦壁２ｃで閉塞されている。この前面５１には、縦壁２ｃを貫通する孔から成るノズル孔５２が横方向の間隔を存して複数並設されている。また、縦壁２ｃの外面には、複数のノズル孔５２に連通するノズル通路５２ａを縦壁２ｃとの間に画成する仕切り板８１を介してガスマニホールド８が取付けられている。仕切り板８１には、ガスマニホールド８内のガス通路８２とノズル通路５２ａとを連通する開口（図示せず）が形成され、ガスマニホールド８には、この開口を開閉する弁体８３ａを有する電磁弁８３が取付けられている。そして、電磁弁８３を開弁させたときに、ノズル通路５２ａに燃料ガスが供給され、各ノズル孔５２から燃料ガスが噴射されるようにしている。

混合室５の底面５３には、混合室５の前面５１に通気間隙５４を存して対向し、各ノズル孔５２から噴出する燃料ガスが衝突する壁板５５が立設されている。壁板５５は、上方に向かって前方に所定角度θ傾斜している。尚、この傾斜角度θを大きくし過ぎると、通気間隙５４での圧力損失が増大する。そのため、傾斜角度θは、５〜４５度の範囲が好ましく、本実施形態では約２０度に設定している。また、混合室５の底面５３の通気間隙５４に臨む部分には、給気室６からの一次空気を混合室５に導入する横長の空気導入口５６が開設されている。更に、本実施形態では、混合室５の底面５３を構成するバーナ本体２とは別体の板材の前部を上方に屈曲させることにより、壁板５５と空気導入口５６とを形成している。

また、通気間隙５４には、各ノズル孔５２の下側に位置させて、前後方向に長手の邪魔板５７が設けられている。各邪魔板５７は、図３に明示する如く、横方向両側に起立板部５７ａ，５７ａを有する樋状に形成される。ここで、両起立板部５７ａ，５７ａは、両者間の横幅が上方に向かって広くなるように、横方向に傾斜している。尚、壁板５５に近い邪魔板５７の後部には起立板部５７ａが設けられていない。

給気室６の底面６１には、空気導入口５６よりも後方に位置させて、燃焼ファン７からの一次空気が流入する給気口６２が開設されている。また、給気室６の天井部の空気導入口５６と給気口６２との間の前後方向位置には、給気室６の天井部に沿って空気導入口５６に向かう一次空気の流れを下方に屈曲させて空気導入口５６の下方に導くガイド板６３が垂設されている。尚、本実施形態では、１枚の板材９をプレス成形して複数の邪魔板５７を一体に形成し、この板材９の後端部を下方に屈曲させてガイド板６３を形成している。

本実施形態によれば、一次空気が空気導入口５６から混合室５の前面５１と壁板５５との間の通気間隙５４を経由して流れる。そして、各ノズル孔５２から噴出する燃料ガスが壁板５５に衝突して拡散し、通気間隙５４に流れる一次空気に拡散した燃料ガスが混入して、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。そして、燃料ガスと一次空気は、通気間隙５４から壁板５５よりも後方の混合室５の部分に屈曲して流れる際に、十分に混合され、均質な予混合ガスが生成される。

ここで、壁板５５には、上記従来例の傾斜板のように一次空気を導入する開口部を形成する必要がない。そのため、ノズル孔５２が壁板５５に対し多少横ずれしても、燃料ガスを壁板５５に衝突させて、燃料ガスと一次空気とを安定して混合させることができる。従って、ノズル孔５２と壁板５５との正確な位置合わせが不要になる。その結果、組立が容易になり、コストダウンを図ることができる。

ところで、壁板５５が直立していると、通気間隙５４に流れる一次空気が壁板５５近傍に十分に供給されず、壁板５５に衝突した燃料ガスの一部が、壁板５５に沿って一次空気と混合することなく壁板の上端まで流れてしまうことがある。これに対し、本実施形態では、壁板５５が上方に向かって前方に傾斜しているため、空気導入口５６から通気間隙５４に導入される一次空気が下方から壁板５５に衝突し、壁板５５に沿って流れる燃料ガスとの混合が促進される。また、壁板５５を傾斜させずにノズル孔５２に近付けて、通気間隙５４の前後方向幅を狭くした場合と異なり、空気導入口５６は広く、上方に向かって通気間隙５４が徐々に狭くなるため、圧力損失を低減でき、燃焼ファン７の回転数を低くできる。これにより、ファン騒音の低減を図ることができる。

尚、給気室６に給気口６２から流入した一次空気が給気室６の天井部に沿って前方の空気導入口５６に前向きの方向成分を持ったまま流入すると、通気間隙５４の前寄り部分に一次空気が偏って流れてしまい、壁板５５に一次空気がうまく衝突しなくなる。然し、本実施形態では、給気室６の天井部に垂設したガイド板６３により、給気室６の天井部に沿って空気導入口５６に向かう一次空気の流れが下方に屈曲して空気導入口５６の下方に導かれるため、一次空気が前向きの方向成分を持ったまま空気導入口５６に流入することを有効に防止できる。その結果、一次空気が効率良く壁板５５に衝突し、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。また、邪魔板５７の後部に起立板部５７ａを設けないことも、壁板５５への一次空気の衝突効率の向上に寄与する。

また、一次空気が邪魔板５７に邪魔されて、各ノズル孔５２から噴出する燃料ガスに当たらなくなる。そのため、燃料ガスの噴出量を少量にする弱燃焼時にも、燃料ガスを一次空気の影響を受けることなく確実に壁板５５に衝突させることができ、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。また、邪魔板５７の横方向両側の起立板部５７ａ，５７ａの上端間の横幅が広くなるため、ノズル孔５２が邪魔板５７に対し多少横ずれしても、ノズル孔５２から噴出する燃料ガスに一次空気は当たらない。従って、ノズル孔５２と邪魔板５７との正確な位置合わせが不要になる。

尚、邪魔板５７の横方向両側の起立板部５７ａ，５７ａ間の横幅をその下端に亘って広くすることも考えられる。然し、これでは、隣接する邪魔板５７，５７間に流れる一次空気の圧力損失が大きくなってしまう。これに対し、起立板部５７ａを本実施形態の如く横方向に傾斜させておけば、隣接する邪魔板５７，５７間の隙間がその下部で広くなり、一次空気の圧力損失を低減させることができる。

また、本実施形態では、１枚の板材９で複数の邪魔板５７とガイド板６３とを一体に形成するため、部品点数を削減して一層のコストダウンを図ることができる。

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ない。例えば、上記実施形態では、混合室５の前面５１をバーナ本体２に一体の縦壁２ｃで閉塞しているが、混合室５の前面５１に、これを閉塞するようにガスマニホールドを装着してもよい。この場合、ガスマニホールドに複数のノズル孔を並設する。

また、本発明では、燃焼板３の設置面を上面としているが、上下方向はバーナ使用時の方向を規定するものではなく、燃焼板３を上方に向けた上向き姿勢で使用されるバーナに加え、燃焼板３を下方に向けた下向き姿勢や、燃焼板３を横方向に向けた横向き姿勢で使用されるバーナも本発明のバーナに含まれる。

１…全一次燃焼式バーナ、３…燃焼板、３ａ…炎孔、４…分布室、５…混合室、５１…混合室の前面、５２…ノズル孔、５３…混合室の底面、５４…通気間隙、５５…壁板、５６…空気導入口、５７…邪魔板、５７ａ…起立板部、６…給気室、６１…給気室の底面、６２…給気口、６３…ガイド板、７…燃焼ファン、９…板材。

Claims (4)

1. 多数の炎孔を形成した燃焼板を備え、予混合ガスを炎孔から噴出させて全一次燃焼させる全一次燃焼式バーナであって、
   燃焼板の設置面を上面、バーナの幅方向を横方向、バーナの奥行き方向を前後方向として、燃焼板の下面に面する分布室と、分布室の下側の混合室と、燃焼ファンから一次空気を供給する混合室の下側の給気室と、混合室の前面に横方向の間隔を存して並設した複数のノズル孔とを備え、これらノズル孔から噴射される燃料ガスと給気室からの一次空気とを混合室で混合して予混合ガスを生成し、この予混合ガスを分布室を介して燃焼板に導くものにおいて、
   混合室の底面に、混合室の前面に通気間隙を存して対向し、各ノズル孔から噴出する燃料ガスが衝突する壁板が立設され、
   混合室の底面の通気間隙に臨む部分に、給気室からの一次空気を混合室に導入する空気導入口が開設され、
   通気間隙に、各ノズル孔の下側に位置させて、前後方向に長手の樋状の邪魔板が設けられ、各邪魔板の横方向両側の起立板部は、両起立板部間の横幅が上方に向かって広くなるように、横方向に傾斜していることを特徴とする全一次燃焼式バーナ。
2. 前記壁板は、上方に向かって前方に傾斜していることを特徴とする請求項１記載の全一次燃焼式バーナ。
3. 請求項２記載の全一次燃焼式バーナであって、前記給気室の底面に、前記空気導入口よりも後方に位置させて、前記燃焼ファンからの一次空気が流入する給気口が開設されるものにおいて、
   給気室の天井部の空気導入口と給気口との間の前後方向位置に、給気室の天井部に沿って空気導入口に向かう一次空気の流れを下方に屈曲させて空気導入口の下方に導くガイド板が垂設されていることを特徴とする全一次燃焼式バーナ。
4. 請求項３に記載の全一次燃焼式バーナであって、１枚の板材をプレス成形して複数の前記邪魔板が一体に形成されると共に、この板材の後端部を下方に屈曲させて前記ガイド板が形成されることを特徴とする全一次燃焼式バーナ。

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