JP5421947B2

JP5421947B2 - 燃焼器

Info

Publication number: JP5421947B2
Application number: JP2011053817A
Authority: JP
Inventors: 忠幸平賀
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: AU2012201332A1; AU2012201332B2; US8858225B2; JP2012189269A; NZ598604A; US20120231404A1

Description

本発明は、燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管の前端部に、複数の炎口を有する炎口部材が嵌合され、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から前方に噴出して燃焼するようにした管状バーナを複数並設した燃焼器に関する。

この種の燃焼器の従来例として、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例では、並設する複数の管状バーナの複数の混合管が、混合管の半割り形状部分を間隔を存して複数成形した２枚の板材を接合して構成されている。そして、両板材の前端部間に、隣接する一方の混合管と他方の混合管とを結ぶ隙間が設けられ、この隙間により混合ガスが前方に噴出する細長形状の火移り炎口が構成されている。

ところで、火移り炎口の各混合管に近い部分では、各混合管からの混合ガスが十分に噴出するが、火移り炎口の長手方向中間部では、各混合管からの混合ガスが噴出しにくくなり、火移り性能が悪化する。そこで、上記従来例では、火移り炎口の長手方向中間部に、火移り炎口の他の部分の前端よりも後方に凹入する中間炎口部を設けている。

ここで、上記従来例では、各板材の前端に、後方に凹入する切欠き部を形成して中間炎口部を構成している。これにより、中間炎口部から混合ガスが噴出しやすくなるが、混合ガスは中間炎口部から前方に噴出するだけでなく、切欠き部を通して板材の法線方向に拡散してしまう。その結果、火移りに必要な前方への噴出ガス量が減少し、十分な火移り性能が得られなくなる。

米国特許第５１８６６２０号明細書

本発明は、以上の点に鑑み、火移り炎口の長手方向中間部での前方への噴出ガス量不足を解消して、火移り性能を向上できるようにした燃焼器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、燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管の前端部に、複数の炎口を有する炎口部材が嵌合され、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から前方に噴出して燃焼するようにした管状バーナを複数並設した燃焼器であって、これら管状バーナの複数の混合管は、混合管の半割り形状部分を間隔を存して複数成形した２枚の板材を接合して構成され、両板材の前端部間に、隣接する一方の混合管と他方の混合管とを結ぶ隙間が設けられ、この隙間により混合ガスが前方に噴出する細長形状の火移り炎口が構成されると共に、火移り炎口の長手方向中間部に、火移り炎口の他の部分の前端よりも後方に凹入する中間炎口部が設けられるものにおいて、火移り炎口の中間炎口部以外の部分の前端と同じ前後方向位置で中間炎口部の前方に引いた線と中間炎口部との間に生ずる空間を凹入空間として、両板材に、凹入空間を挟んで対峙し、中間炎口部から噴出した混合ガスが板材の法線方向に拡散することを防止するカバー部が設けられ、各カバー部を各板材に対し両板材が対向する方向と反対方向にオフセットさせてカバー部間の隙間を火移り炎口よりも幅広とすることを特徴とする。

本発明によれば、火移り炎口の長手方向中間部に位置する中間炎口部から噴出した混合ガスが板材の法線方向に拡散することをカバー部により防止できる。そのため、中間炎口部から噴出する混合ガスは全て凹入空間を介して前方に噴出する。従って、火移り炎口の長手方向中間部からの前方への噴出ガス量が上記従来例のものに比し増え、火移り性能が向上する。尚、カバー部間の隙間は火移り炎口の隙間より幅広であるため、カバー部間の通気抵抗により噴出ガス量が減少することはない。

ところで、両板材の凹入空間に対面する部分を切欠き、両板材の外面に、この切欠きを覆うように別の板を取付けてカバー部を構成することも可能である。然し、これでは部品点数が増してコストアップを招く。

そのため、本発明においては、両板材の凹入空間に対面する部分を切欠かずに、この部分を両板材が離隔する方向に窪ませてカバー部を構成することが望ましい。これによれば、カバー部が板材に一体成形されることになり、部品点数の増加によるコストアップを回避できる。

本発明の実施形態の燃焼器の斜視図。図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図。（ａ）図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した拡大断面図、（ｂ）図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線で切断した切断平面図。

図１を参照して、本発明の実施形態の燃焼器は、管状バーナ１を２個並設して構成される。この燃焼器は、暖房機の熱源として用いるものである。そして、図２に示す如く、各管状バーナ１の前方に、室内空気との熱交換を行う各熱交換パイプＰの流入端が対向配置される。

管状バーナ１は、前後方向に長手の混合管２と、混合管２の前端部に嵌合させた炎口部材３とで構成される。混合管２は、後端の流入口２１と、流入口２１に対し縮径したベンチュリー部２２と、ベンチュリー部２２から前方に向けて次第に拡径するテーパー管部２３とを有している。そして、流入口２１に臨ませて配置したガスノズル（図示せず）から噴射する燃料ガスと一次空気とが流入口２１から混合管２内に流入し、混合管２内で燃料ガスと一次空気との混合ガスが生成されるようにしている。

混合管２の前端部は、テーパー管部２３の前端のアール状の拡径部２３ａから前方にのびる円筒状に形成される。そして、混合管２の前端部に嵌合させる炎口部材３は、前板３１とこれよりも後方に位置する円板状の後板３２とで構成されている。

前板３１は、円板状の前面部分の外周から後方にのびて混合管２の前端部内周面に嵌合する筒状部３１ａを有している。前板３１の前面部分には、中央部の第１炎口３３と、第１炎口３３の周囲に位置する、消炎距離以下の幅（例えば０．７ｍｍ）のスリット状の複数の第２炎口３４とが形成されている。また、筒状部３１ａの前端のコーナーアール部には、周方向の間隔を存してスリット状の複数の保炎口３５が形成されている。

後板３２には、中央部の第１通気孔３６と、第１通気孔３６の周囲に位置する、第１通気孔３６よりも小径の複数の第２通気孔３７とが形成されている。後板３２には、更に、第１通気孔３６の孔縁から第１炎口３３に向けて前方に突出する筒部３８が形成されている。そして、第１通気孔３６に流入した混合ガスが筒部３８を介して第１炎口３３に導かれるようにしている。

これによれば、第１炎口３３に向かう混合ガスの流れが筒部３８によって整流され、第１炎口３３から前方に向けて混合ガスが勢いよく噴出する。一方、後板３２の比較的小径の第２通気孔３７を介して前板３１のスリット状の第２炎口３４から噴出する混合ガスの流速は比較的低く抑えられる。そのため、ベルヌーイの定理により、第２炎口３４から噴出する混合ガスが第１炎口３３から高速で噴出する混合ガスの流れに引き寄せられる。その結果、第１炎口３３から噴出する混合ガスの燃焼で形成される火炎に第２炎口３４から噴出する混合ガスの燃焼で形成される火炎が合体して、図２に示す如く前方に細長く伸びる集合火炎Ｆａが形成され、熱交換パイプＰに確実に火炎Ｆａが送り込まれる。また、保炎口３５から低速で噴出する混合ガスの燃焼によりリフトしにくい小火炎Ｆｂが形成され、保炎性が確保される。

ここで、燃焼器を構成する２個の管状バーナ１，１の２個の混合管２，２は、混合管２の半割り形状部分４ａを横方向に間隔を存して２個成形した上下２枚の板材４，４を接合して構成される。尚、両板材４，４の横方向中間部には開口４ｂが形成されており、上側の板材４の開口４ｂの周縁部を下側の板材４の開口周縁部の下面に回り込むようにヘミング加工すると共に、上側の板材４の横方向両側の側縁部を下側の板材４の側縁部の下面に回り込むようにヘミング加工することで、両板材４，４を接合させている。

また、両板材４，４の両混合管２，２の間に位置する部分の前端部には、両板材４，４が離隔する方向に窪ませた窪み部４ｃ，４ｃが形成されており、窪み部４ｃ，４ｃ間に、両混合管２，２を結ぶ隙間が画成される。尚、窪み部４ｃの各混合管２寄りの側部は、その中間部よりも後方にのびて、炎口部材３を嵌合させる各混合管２の前端部よりも後方のテーパー管部２３に達している。そのため、各混合管２のテーパー管部２３から窪み部４ｃ，４ｃ間の隙間に混合ガスが分流する。そして、この隙間により、両混合管２，２の前端部間で混合ガスが前方に噴出する細長形状の火移り炎口５が構成され、両管状バーナ１，１間での火移りが行われる。

ところで、火移り炎口５の各混合管２に近い部分では、各混合管２からの混合ガスが十分に噴出するが、火移り炎口５の長手方向中間部では、各混合管２からの混合ガスが噴出しにくくなり、火移り性能が悪化する。

そこで、本実施形態では、図１、図３に示す如く、火移り炎口５の長手方向中間部に、各混合管２からの混合ガスが噴出しやすくなるように、火移り炎口５の他の部分の前端よりも後方にＶ字状に凹入する中間炎口部５ａを設けている。尚、本実施形態では、中間炎口部５ａの設置個所を火移り炎口５の長手方向中央の１箇所のみとしているが、火移り炎口５の長手方向中間部の複数個所に中間炎口部を設けることも可能である。

更に、本実施形態では、火移り炎口５の中間炎口部５ａ以外の部分の前端と同じ前後方向位置で中間炎口部５ａの前方に引いた線Ｌと中間炎口部５ａとの間に生ずる空間を凹入空間５ｂとして、両板材４，４に、凹入空間５ｂを挟んで対峙するカバー部４ｄ，４ｄを設けている。また、カバー部４ｄ，４ｄ間の隙間は、火移り炎口５よりも幅広にしている。具体的には、火移り炎口５の隙間幅とカバー部４ｄ，４ｄ間の隙間幅を、夫々例えば０．８ｍｍ、１．５ｍｍとしている。

これによれば、火移り炎口５の長手方向中間部に位置する中間炎口部５ａから噴出した混合ガスが板材４，４の法線方向（上下方向）に拡散することをカバー部４ｄ，４ｄにより防止できる。そのため、中間炎口部５ａから噴出する混合ガスは全て凹入空間５ｂを介して前方に噴出する。従って、火移り炎口５の長手方向中間部からの前方への噴出ガス量が増え、火移り性能が向上する。尚、カバー部４ｄ，４ｄ間の隙間は火移り炎口５の隙間より幅広であるため、カバー部４ｄ，４ｄ間の通気抵抗により噴出ガス量が減少することはない。

ところで、両板材４，４の窪み部４ｃ，４ｃの凹入空間５ｂに対面する部分を切欠き、窪み部４ｃ，４ｃの外面に、この切欠きを覆うように別の板を取付けてカバー部を構成することも可能である。然し、これでは部品点数が増してコストアップを招く。

そこで、本実施形態では、両板材４，４の窪み部４ｃ，４ｃの凹入空間５ｂに対面する部分を切欠かずに、この部分を両板材４，４が離隔する方向に更に窪ませる絞り加工を行い、カバー部４ｄ，４ｄを構成している。これによれば、カバー部４ｄが板材４に一体成形されることになり、部品点数の増加によるコストアップを回避できる。尚、カバー部４ｄの絞り加工は、半割り形状部分４ａ及び窪み部４ｃの絞り加工と同時に行われる。

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、中間炎口部５ａの後方への凹入形状をＶ字状としているが、この凹入形状はＵ字状であってもよい。また、上記実施形態の燃焼器は管状バーナ１を２個並設したものであるが、管状バーナ１の並設個数は３個以上であってもよい。

また、以上の説明では、混合管２の長手方向を前後方向としているが、前後方向は燃焼器の使用時の方向を規定するものではなく、混合管２の前端部を上方に向けた上向き姿勢で使用される燃焼器も本発明の燃焼器に含まれる。

１…管状バーナ、２…混合管、２１…流入口、３…炎口部材、３３，３４…炎口、４…板材、４ａ…混合管の半割り形状部分、４ｄ…カバー部、５…火移り炎口、５ａ…中間炎口部、５ｂ…凹入空間。

Claims

燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管の前端部に、複数の炎口を有する炎口部材が嵌合され、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から前方に噴出して燃焼するようにした管状バーナを複数並設した燃焼器であって、
これら管状バーナの複数の混合管は、混合管の半割り形状部分を間隔を存して複数成形した２枚の板材を接合して構成され、両板材の前端部間に、隣接する一方の混合管と他方の混合管とを結ぶ隙間が設けられ、この隙間により混合ガスが前方に噴出する細長形状の火移り炎口が構成されると共に、火移り炎口の長手方向中間部に、火移り炎口の他の部分の前端よりも後方に凹入する中間炎口部が設けられるものにおいて、
火移り炎口の中間炎口部以外の部分の前端と同じ前後方向位置で中間炎口部の前方に引いた線と中間炎口部との間に生ずる空間を凹入空間として、
両板材に、凹入空間を挟んで対峙し、中間炎口部から噴出した混合ガスが板材の法線方向に拡散することを防止するカバー部が設けられ、各カバー部を各板材に対し両板材が対向する方向と反対方向にオフセットさせてカバー部間の隙間を火移り炎口よりも幅広とすることを特徴とする燃焼器。
前記両板材の前記凹入空間に対面する部分を切欠かずに、この部分を両板材が離隔する方向に窪ませて前記カバー部を構成することを特徴とする請求項１記載の燃焼器。