ところで、濃炎孔と淡炎孔とに対し濃混合気と淡混合気とに分けて供給する方式として、特許文献1では濃混合気用供給口と、淡混合気用供給口とを個別に設け、濃混合気用供給口から濃炎孔に直接に供給させる一方、淡混合気用供給口から淡炎孔に直接に供給させるようにしており、又、特許文献2では燃料ガス用供給口と、空気用供給口とを個別に設け、濃炎孔及び淡炎孔までのそれぞれに至る供給通路に分岐や長短を設けて混合気の濃淡を調整するようにしている。
しかしながら、一列の淡炎孔の両側に濃炎孔をそれぞれ配置して淡炎孔を単に両側から挟んだだけの濃淡バーナであれば、前記の各特許文献で提案されている供給方式で濃混合気と淡混合気を供給し得るものの、さらに淡炎孔の中心線上に延びるように一列の濃炎孔を追加することで短手方向(幅方向)において例えば濃−淡−濃−淡−濃というような配列で濃炎孔と淡炎孔とが交互に並ぶ構成にすると、それぞれの濃炎孔及び淡炎孔に対し濃混合気及び淡混合気を供給させる場合に、特に中央及び左右両側の3位置にある濃炎孔に対する濃混合気の供給に不都合が生じる場合がある。例えば、混合室から前記3位置の濃炎孔の側に分岐供給させて各位置にある濃炎孔に濃混合気を供給させる場合には、その混合室と混合室に燃料ガスを供給するマニホールドとの相対組み付け位置、濃淡バーナを複数列に組み合わせる際の各濃淡バーナの相対組み付け位置、あるいは、混合室から分岐供給させる部位を区画形成する種々の構成部品の相対組み付け位置における組み付け誤差の発生に起因して、特に左右両側位置の濃炎孔に対する濃混合気の濃度(一次空気比)や、供給量の不均一化を招き易くなると考えられる。例えば、図15の例示の構成の如く、筒状の混合室100の下流端側(図面に直交する方向の奥側)が中央濃炎孔101への連通孔を有する構成部品102により仕切られて左右に二分割され、この左右に仕切られた各外側壁に外側濃炎孔103、103に分岐する連通孔が形成される一方、かかる混合室100の上流端側(図面の手前側)の開口104に臨んでマニホールドの燃料ガスの噴出ノズル105が配設されている場合、本来は、噴出ノズル105のノズル中心軸と、混合室の中心軸とは同軸配置になるように組み付けられることになる。しかしながら、特に図15に符号105′により誇張して図示するように組み付け誤差に起因して噴出ノズル105が混合室100に対し左右方向に偏心位置ずれを生じると、左右両側位置の濃炎孔103,103に対する濃混合気の濃度(一次空気比)や、供給量の不均一化を招き易くなると考えられる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、淡混合気及び濃混合気を簡単な構造でかつ確実に淡炎孔及び濃炎孔に供給し得るようにし、かつ、複数の濃炎孔に対する濃混合気の供給について濃度及び/又は供給量の均一化を図り得る濃淡バーナを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を両側から挟むように2列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように配列された2列の外側濃炎孔を備えた濃淡バーナを対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記1列の中央濃炎孔及び前記2列の外側濃炎孔に対し、下流端が閉塞端とされた1つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成し、前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第1供給通路と、前記2列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第2及び第3の供給通路と、前記濃混合気導入通路とを互いに区画する。前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の一部分を前記濃混合気導入通路内に突出するように配設し、この突出した突出部分に対し前記第1供給通路に連通する連通孔を前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成する一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第2供給通路に連通する連通孔と、前記第3供給通路に連通する連通孔とを前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成する。そして、前記突出部分を、その端縁と、前記濃混合気導入通路の内面とが互いに非接触となるように配設することとした(請求項1)。
この発明の場合、濃淡バーナを燃焼装置内に組み付ける際に濃淡バーナとガスマニホールドとの相対位置関係において組み付け誤差が発生し、このため、ガスマニホールドの燃料ガスの噴出ノズルが濃混合気導入通路に対し偏心位置ずれしたり、あるいは、前記突出部分を前記濃混合気導入通路内に突出させて配設するための組み付け作業の際に組み付け誤差が発生し、このため、前記突出部分が濃混合気導入通路内に対し偏心位置ずれしたりするような事態がたとえ発生したとしても、前記第2供給通路及び第3供給通路に連通する両連通孔に対し前記の偏心位置ずれが発生しない場合と同様の一次空気比を有する濃混合気を分流供給させることが可能となる。そして、前記第2供給通路及び第3供給通路により濃混合気が供給される両側の外側濃炎孔において均一な濃火炎を形成することが可能となる。すなわち、仮に、前記突出部分が濃混合気導入通路を仕切って2分割するように突出されている場合には、前記の組み付け誤差に伴う偏心位置ずれが発生すると、濃混合気導入通路の閉塞端側で濃混合気が前記各空間領域のいずれかに偏ったり、あるいは、内部の圧力変動の吸収状況が偏ったりする事態を招き易くなる。これらに起因して、2列の外側濃炎孔で一次空気比が互いに異なる濃火炎が形成されたり、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎が形成されたり、するという不都合を招くことになる。これに対し、本発明の如く、前記突出部分を、その端縁と、前記濃混合気導入通路の内面とが互いに非接触となるように配設すれば、前記の偏心位置ずれがたとえ生じていたとしても、その非接触の部位が互いに連通して前記の混合気の偏りや圧力吸収の偏りを解消し得ることになる。このため、前記の如き偏心位置ずれが組み付け誤差に起因してたとえ生じたとしても、第2供給通路への連通孔と、第3供給通路への連通孔とに対し均一な空気比の濃混合気を分流させることが可能となり、これにより、2列の外側濃炎孔において互いに同じ一次空気比の濃混合気による均一な濃火炎を形成することが可能となり、かつ、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することが可能となる。以上の作用は、濃混合気導入通路が、その上流端に対し燃料ガスと空気とが個別に供給されて下流端である閉塞端に流れる間に所定の濃混合気になるように混合される混合室として構成されている場合に、最も有用で最も高い作用が得られることになる。
本発明の濃淡バーナにおいて、前記突出部分を、前記濃混合気導入通路の上下流方向に延びる下端縁と、前記濃混合気導入通路の内底面とが互いに非接触となるように配設し、その相対向間を連通させることができる(請求項2)。このようにすることにより、上下流方向に亘り、下端縁と、濃混合気導入通路の内底面との相対向間を連通させることができ、前記請求項1に係る発明の作用をより確実に得られるようになる。なお、より確実な作用を得るために、前記濃混合気導入通路の上下流方向に延びる下端縁としては、その端縁の全長とすることが好ましい。
又、前記突出部分を、前記濃混合気導入通路の閉塞端側に臨む端縁と、前記閉塞端の内面とが互いに非接触となるように配設し、その相対向間を連通させることができる(請求項3)。このようにすることにより、濃混合気導入通路の下流端である閉塞端位置を連通状態にすることができ、この場合にも、前記請求項1に係る発明の作用をより確実に得られるようになる。さらに、これに加えて、前記請求項2の構成をも付加することにより、より一層確実に、前記請求項1に係る発明の作用を得られるようになる。
本発明の濃淡バーナにおいて、前記第2供給通路に連通する連通孔、及び、前記第3供給通路に連通する連通孔として、それぞれ前記濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔として下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成することができる(請求項4)。このようにすることにより、濃混合気導入通路に導入された濃混合気を、上流側の連通孔と下流側の連通孔とに対し均一流量で流入させることが可能となる。すなわち、濃混合気導入通路に導入された濃混合気は下流端である閉塞端の側に向けて押し込まれて閉塞端に近い部位では内圧がより高くなるため、閉塞端に対しより近く位置付けられる下流側の連通孔には、より早い流速で流入するようになる。その一方、前記の閉塞端に対しより遠くに位置付けられる上流側の連通孔は下流側連通孔の位置よりも相対的に内圧は低いため、より遅い流速で流入するようになる。このため、小径ゆえに小開口面積であっても、より早い流速で流入することになる下流側連通孔から第2又は第3供給通路を通して外側濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量と、大開口面積であっても、より遅い流速で流入することになる上流側連通孔から第2又は第3供給通路を通して外側濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量とは、互いに同じになる。以上より、外側濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることが可能になる。この際、併せて、請求項1の突出部分を非接触にして連通させるようにすることで、第2供給通路への連通孔と、第3供給通路への連通孔とを短手方向の両側に配置していても、双方の連通孔に対し均一な一次空気比の濃混合気を供給することが可能となる。
又、前記第1供給通路に連通する連通孔として前記濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔を下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成することができる(請求項5)。このようにすることにより、濃混合気導入通路に導入された濃混合気を、上流側の連通孔と下流側の連通孔とに対し均一流量で流入させることが可能となる。すなわち、前述の通り、濃混合気導入通路に導入された濃混合気は下流端である閉塞端の側に向けて押し込まれて閉塞端に近い部位では内圧がより高くなるため、閉塞端に対しより近く位置付けられる下流側の連通孔には、より早い流速で流入するようになる。その一方、前記の閉塞端に対しより遠くに位置付けられる上流側の連通孔は下流側連通孔の位置よりも相対的に内圧は低いため、より遅い流速で流入するようになる。このため、小径ゆえに小開口面積であっても、より早い流速で流入することになる下流側連通孔から第1供給通路を通して中央濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量と、大開口面積であっても、より遅い流速で流入することになる上流側連通孔から第1供給通路を通して中央濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量とは、互いに同じになる。以上より、中央濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることが可能になる。
以上、説明したように、本発明の濃淡バーナによれば、濃炎孔と淡炎孔とが濃−淡−濃−淡−濃の配列順とされた濃淡バーナにおいて、1つの濃混合気導入通路から導入された濃混合気を、その濃混合気導入通路内に突出させた突出部分の連通孔を通して中央濃炎孔に、又、濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し形成された連通孔を通して一対の外側濃炎孔に、それぞれ分流させて個別に供給させることができるようになる。このため、前記の如く濃−淡−濃−淡−濃の配列順としたバーナであっても、各濃炎孔に対し濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させて供給することができるようになる。
しかも、濃淡バーナを燃焼装置内に組み付ける際に濃淡バーナとガスマニホールドとの相対位置関係において組み付け誤差が発生したり、あるいは、前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の一部分である突出部分を濃混合気導入通路内に突出させて配設するための組み付け作業の際に組み付け誤差が発生したりし、このため、ガスマニホールドの燃料ガスの噴出ノズルが濃混合気導入通路に対し偏心位置ずれしたり、前記突出部分が濃混合気導入通路内に対し偏心位置ずれしたりするような事態がたとえ発生したとしても、前記突出部分を、その端縁と、前記濃混合気導入通路の内面とが互いに非接触となるように配設することで、第2供給通路及び第3供給通路に連通する両連通孔に対し、前記の偏心位置ずれが発生しない場合と同様の一次空気比を有する濃混合気を分流供給させて前記第2供給通路及び第3供給通路により濃混合気が供給される両側の外側濃炎孔において均一な濃火炎を形成することができるようになる。すなわち、前記の非接触の部位が互いに連通して混合気の偏りや圧力吸収の偏りを解消することができ、このため、前記の如き偏心位置ずれが組み付け誤差に起因してたとえ生じたとしても、第2供給通路への連通孔と、第3供給通路への連通孔とに対し均一な空気比の濃混合気を分流させることができるようになる。これにより、2列の外側濃炎孔において互いに同じ一次空気比の濃混合気による均一な濃火炎を形成することができ、かつ、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することができるようになる。
請求項2によれば、突出部分を、濃混合気導入通路の上下流方向に延びる下端縁と、前記濃混合気導入通路の内底面とが互いに非接触となるように配設し、その相対向間を連通させることで、上下流方向に亘り、下端縁と、濃混合気導入通路の内底面との相対向間を連通させることができ、前記発明の効果をより確実に得ることができるようになる。
又、請求項3によれば、突出部分を、濃混合気導入通路の閉塞端側に臨む端縁と、前記閉塞端の内面とが互いに非接触となるように配設し、その相対向間を連通させることで、濃混合気導入通路の下流端である閉塞端位置を連通状態にすることができ、前記発明の効果をより確実に得ることができるようになる。
請求項4によれば、第2供給通路に連通する連通孔、及び、第3供給通路に連通する連通孔として、それぞれ濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔として下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成することで、外側濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることができるようになる。この際、併せて、請求項1の如く、突出部分を非接触にして連通させるようにすることで、第2供給通路への連通孔と、第3供給通路への連通孔とを短手方向の両側に配置していても、双方の連通孔に対し均一な一次空気比の濃混合気を供給することができるようになる。
又、請求項5によれば、第1供給通路に連通する連通孔として濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔を下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成することで、中央濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることができるようになる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の各実施形態に係る濃淡バーナを適用した燃焼装置2を示す。この燃焼装置2は、缶体21内において、所定数の濃淡バーナ3,3,…を横に隣接させて並べた状態のバーナセットが固定されたものである。缶体21の上部空間は燃焼空間22とされ、下部空間23に送風ファン24からの燃焼用空気が供給される一方、各濃淡バーナ3の一側にガスマニホールド25(図1(b)にのみ示す)が配設され、このガスマニホールド25から1つの濃淡バーナ3に対し2つのガスノズル26,27が突出されている。一方(下段)のガスノズル26は濃淡バーナ3の第1供給口31に向けて、他方(上段)のガスノズル27は濃淡バーナ3の第2供給口32に向けて、それぞれ燃料ガスを噴出させ得るようになっている。そして、下部空間23からの空気を各ガスノズル26,27の周囲から送風ファン24の吐出圧により押し込んで、燃料ガス及び空気の双方を第1及び第2供給口31,32に供給し得るようになっている。この際、第1供給口31はかなり大径に設定されて、より多くの空気を押し込むようにされる一方、第2供給口32は比較的小径に設定されて、押し込む空気の量が絞られるようにされている。このようにして、第1供給口31からは供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して1.0倍よりも大きい所定の空気比となる量の空気が内部に供給される一方、第2供給口32からは同様に供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して1.0倍よりも小さい所定の空気比となる量の空気が内部に供給されるようになっている。なお、下部空間23と濃淡バーナ3,3,…とを仕切るように配設された整流板28(図1(b)参照)には多数の小孔が開けられ、この小孔を通して相隣接する濃淡バーナ3,3間に二次空気が供給されるようになっている。
<第1実施形態>
濃淡バーナ3は、図2に示すように、金属板素材を用いてプレス加工及び折り曲げ加工を経て所定形状に加工された3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6と、一対の炎孔形成部材7,7とを用い、3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6を後述の如く相対向させて順に接合することで形成されたものである。このような濃淡バーナ3は、全体として扁平状に形成されている。図3の左右方向を長手方向(長さ方向)、図3の紙面に直交する方向を短手方向(幅方向)というとすれば、長手方向一側(図3の左側)において下側位置に第1供給口31が開口し、上側位置に第1供給口31よりも小径の第2供給口32が開口され(図4(c)も併せて参照)、上端面に燃焼火炎が形成される炎孔列が長手方向に延びるように形成されている。炎孔列としては、図2又は図4(a),(b)に示すように、短手方向中央位置において狭幅の濃炎孔列33が長手方向全長に延び、この濃炎孔列33の短手方向両側位置のそれぞれにおいて比較的広幅の淡炎孔列34が長手方向全長に延び、両側の淡炎孔列34,34のさらに外側位置においてそれぞれ狭幅の濃炎孔列35が長手方向全長に延びている。そして、淡炎孔列34,34の各淡炎孔341には第1供給口31から供給されて混合された淡混合気が導かれ、この淡混合気により淡火炎が形成され、中心位置の濃炎孔列33の各濃炎孔331と、両外側位置の2列の濃炎孔列35,35の各濃炎孔351とには第2供給口32から供給されて混合された濃混合気が導かれ、この濃混合気により濃火炎が形成されるようになっている。
このような濃淡バーナ3は、例えば次のようにして形成することができる。すなわち、図4(a),(b)及び図5に示すように、3種類の各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6と、一対の炎孔形成部材7,7とを用いて構成する。一対の第3プレート部材6,6(図5参照)を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させることで、内面間に濃混合気の供給通路が形成されて上端面の濃炎孔列33に濃火炎を形成する中央濃バーナ部3aが形成される。次に、この中央濃バーナ部3aを間に挟み込んだ状態で短手方向両側から一対の第1プレート部材4,4を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させる。この際、中央濃バーナ部3aの長手方向の両端部(前後端部)を、一対の第1プレート部材4,4の長手方向の両端部(前後端部)で挟持させることで、中央濃バーナ部3aを濃淡バーナ3内に確実に固定することができるようになる。そして、両側の第1プレート部材4と中央濃バーナ部3aとの間の2つの上端開口内にそれぞれ淡炎孔形成部材7を介装させる。これにより、中央濃バーナ部3aを短手方向両側から囲んで上端面の2列の淡炎孔列34,34に淡火炎を形成する淡バーナ部3bを形成する。この淡バーナ部3bにおいては、第1供給口31からの淡混合気が第1プレート部材4の内面と中央濃バーナ部3aの第3プレート部材6の外面との間に形成される供給通路を通して淡炎孔列34,34の各淡炎孔341に供給されることになる。そして、淡バーナ部3bの各第1プレート部材4の外側に第2プレート部材5を被せて両側や下の各縁部を各第1プレート部材4の縁部に接合させることで、各第2プレート部材5の内面と相対向する第1プレート部材4の外面との間に形成される供給通路を通して濃混合気が供給されて外側の濃炎孔列35,35の各濃炎孔351に濃火炎を形成する外側濃バーナ部3c(図2参照)が形成される。
次に、図6〜図8を参照しつつ特徴的な構造部分について説明する。前記の淡バーナ部3bの形成により、一側に開口する第1供給口31からの淡混合気が筒部36(図7,図8(a)の点線の矢印を参照)を通して他側に送られ、他側から上側に向きを変え、一対の第1プレート部材4,4間の空間が第3プレート部材6,6によって区画形成(分割)された2つの内部空間37,37(図6及び図7(a)参照)を通して、上端の淡炎孔列34,34まで供給されるようになっている。前記の筒部36と内部空間37,37とにより淡混合気を2列の淡炎孔列34,34に供給する淡混合気供給通路が構成される他、筒部36は第1供給口31から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路(淡混合気導入通路)の役割をも果たすようになっている。前記の第3プレート部材6,6が後述の第1供給通路を区画形成するための形成部材を構成し、この第3プレート部材6,6によって、前記の淡混合気導入通路の下流側が二分(2つに分断)されて2つの淡混合気供給通路(内部空間37,37)が区画形成されるようになっている。
又、第2供給口32からの濃混合気は、筒部38(図7(a)参照)を通して奥方の閉塞端まで導かれた後、この筒部38の閉塞端側から中央濃バーナ部3a及び左右両側の外側濃バーナ部3cのそれぞれに供給されるようになっている。すなわち、筒部38の閉塞端側には、中央濃バーナ部3aの下端部60(図7(a)及び図8(a),(b)参照)が上から差し込まれて筒部38内で宙に浮いた状態に突出した突出部分として形成され、この下端部60を構成する一対の第3プレート部材6,6のそれぞれに連通孔61,61が形成され、この各連通孔61により筒部38内と中央濃バーナ部3aの内部空間62とが連通されており、筒部38内の濃混合気が各連通孔61及び内部空間62を通して濃炎孔列33に供給されるようになっている。一方、筒部38を構成する一対の第1プレート部材4,4の双方にも連通孔41,41,…が形成されており、一側(図6又は図8の右側)の第1プレート部材の各連通孔41により筒部38内が一側の第1プレート部材4と同じ側の第2プレート部材5との間の内部空間51と連通され、他側(図6又は図8の左側)の第1プレート部材4の各連通孔41により筒部38内が他側の第1プレート部材4と同じ側の第2プレート部材5との間の内部空間52と連通されている。これにより、筒部38内の濃混合気が一側の各連通孔41及び内部空間51を通して一側の濃炎孔列35に供給される一方、筒部38内の濃混合気が他側の各連通孔41及び内部空間52を通して他側の濃炎孔列35に供給されるようになっている。なお、前記の内部空間51,52,62は筒部38と共に濃混合気の供給通路を構成する他、前記の筒部38は第2供給口32から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路(濃混合気導入通路)の役割をも果たすようになっている。つまり内部空間51が第2供給通路を構成し、内部空間52が第3供給通路を構成し、内部空間62が第1供給通路を構成する。そして、前記の下端部60は各連通孔61が筒部38内の空間と連通するよう突出しているだけであり、下端部60の下端縁と筒部38の内底面とは互いに非接触とされ、それらの上下間は短手方向(図6又は図8の左右方向)に遮られることなく短手方向に連通した状態に残されている。また、前記の連通孔61,61と連通孔41,41,…とは短手方向において相対向する位置で開口するように形成してもよいし、本実施形態の如く長手方向に対し互いにずれた位置で開口するように形成してもよい。つまり、連通孔61,61が濃混合気導入通路を構成する筒部38の閉塞端側の領域において開口し、この連通孔61,61が開口されている前記筒部38の閉塞端側と対応して同じ領域である前記筒部38の閉塞端側の領域において連通孔41,41,…も開口するように形成されていればよい。
さらに、前記の内部空間51に連通する一側の濃炎孔列35、内部空間52に連通する他側の濃炎孔列35、及び、内部空間62に連通する中央の濃炎孔列33のそれぞれに供給される濃混合気の流量と圧力が、いずれも同じになるように設定されている。例えば、一側の濃炎孔列35、他側の濃炎孔列35、及び、濃炎孔列33のそれぞれの開口面積を互いに同じになるように形成する一方、筒部38にそれぞれ連通する一側の連通孔41,41、他側の41,41、及び、連通孔61,61のそれぞれの合計開口面積を互いに同じになるように形成すればよい。実施形態では、各連通孔41及び各連通孔61の開口面積を互いに同じに設定するとともに、形成数を互いに同じに設定している。つまり、内部空間62に連通する連通孔61の数を2個とする一方、内部空間51に連通する連通孔41の数を2個とし、内部空間52に連通する連通孔41の数を2個にしている。
以上の実施形態の場合、2列の淡炎孔列34,34のそれぞれを濃炎孔列35,33、又は濃炎孔列33,35によって両側から挟み込んでいるため、両淡炎孔列34,34に形成される各淡火炎を両側から濃火炎により囲むことができるようになる。つまり、短手方向における火炎の構成を、濃火炎−淡火炎−濃火炎−淡火炎−濃火炎の配列順にすることができる。これにより、淡炎孔列34を2列にして淡炎孔列の面積を増大させるようにしても、淡火炎の火炎長が長くなることを回避して燃焼室22(図1参照)の燃焼室高さを低く抑えることができ、燃焼室高さを低く抑えつつも、淡炎孔の面積(比率)を増大させることによりさらなる低NOx化を図ることができ、又、燃焼のより安定化を図ることができるようになる。又、1つの淡炎孔列を両側から濃炎孔列により挟み込んで1つのバーナを構成した場合と比べ、同じ淡炎孔面積を実現する上で効率よくバーナの軽量化を図ることができるようになる。さらに、1つの燃料ガス及び空気の供給口(第2供給口32)から筒部38内に導入されて混合された濃混合気を、筒部38の閉塞端側の領域とそれぞれ連通して開口された中央濃バーナ部3aの連通孔61,61、一側の外側濃バーナ部35の連通孔41,41、又は、他側の外側濃バーナ35の連通孔41,41を通して対応する内部空間62,51,52に対し分流させることができる。これにより、中央及び両外側に3つの濃炎孔列35,33,35を形成する場合であっても、濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させてそれぞれの濃炎孔列35,33,35に供給させることができる。しかも、その連通孔41,61や各濃炎孔列35,33の開口面積の設定により、互いに同じ流量,流速や圧力の濃混合気であって、同一空気比の濃混合気を供給させることができるようになる。
しかも、次のような格別な効果を得ることができる。例えば、所定数の濃淡バーナ3,3,…(図1参照)を缶体21内に組み付ける際に組み付け誤差が発生したり、マニホールド25(図1参照)の噴出ノズル27と濃淡バーナ3との左右方向の組み付け位置に組み付け誤差が発生したりして、噴出ノズル27が第2供給口32に対し短手方向中央位置から僅かに偏心するおそれも考えられる。又、一対の第3プレート部材6,6と、一対の第1プレート部材4,4との組み付けにおいて組み付け誤差が発生して、第3プレート部材6,6の下端部60が筒部38内に対し短手方向中央位置から僅かに偏心するおそれも考えられる。しかしながら、このような偏心位置ずれがたとえ発生したとしても、短手方向両側の濃炎孔列34,34に対し、偏心しない場合と同様の空気比を有する濃混合気を分流供給させて均一な濃火炎を形成することができる。すなわち、仮に、前記の第3プレート部材6,6の下端部60が筒部38内の内底面まで突出され、その下端部60によって筒部38の閉塞端側の領域の空間が短手方向に2分割されるように区画され、区間された一側に内部空間51に連通する連通孔41,41が開口形成され、他側に内部空間52に連通する連通孔41,41が開口形成されている場合と比較することとする。この場合には、前記の如き組み付け誤差に起因して偏心位置ずれが発生すると、2分割にされた筒部38の閉塞端側の各領域へ向けた燃料ガスの噴出量が互いに異なったり、各領域の体積が互いに異なったりすることとなり、この結果、短手方向一側にある連通孔41,41と、他側にある連通孔41,41とに分流する混合気の空気比(一次空気比)が互いに異なり易くなり、両外側の濃炎孔列35,35に供給される濃混合気の濃度が互いに異なってしまうことになるおそれがある。つまり、筒部38内は第2供給口32からそれぞれ供給される燃料ガスと空気とを互いに混合させる混合室としての役割を果たし、本来は、その閉塞端側の領域において十分に混合された濃混合気が一側の連通孔41,41と他側の連通孔41,41とに分流されることになる。
しかし、その閉塞端側で2分割された各領域へ向けた燃料ガスの噴出量が互いに異なったり、両領域の体積が互いに異なったりすると、燃料ガスや空気がいずれかの領域に偏ったり、あるいは、筒部38(混合室)内の圧力変動の吸収状況が偏ったりする事態を招き易くなる。これらに起因して、両側の濃炎孔35,35で一次空気比が互いに異なる濃火炎が形成されたり、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎が形成されたり、するという不都合を招くことになる。これに対し、本実施形態の如く、下端部60の下端縁の突出位置を筒部38内の上下方向途中位置までとし、下端部60の下端縁と筒部38の内底面とを互いに非接触としてそれらの上下間を短手方向に連通した状態に残すことで、閉塞端側の領域であっても筒部38内の下側領域を短手方向に遮られることなく短手方向に連通した状態にすることができる。このため、前記の如き偏心位置ずれが組み付け誤差に起因してたとえ生じたとしても、短手方向一側にある連通孔41,41と、他側にある連通孔41,41とに分流する混合気の空気比(一次空気比)が互いに異なって、両外側の濃炎孔列35,35に供給される濃混合気の濃度が互いに異なってしまうことになるおそれはなく、前記の短手方向一側にある連通孔41,41と、他側にある連通孔41,41とに対し均一な空気比の濃混合気を分流させることができる。これにより、両外側の濃炎孔列35,35において互いに同じ一次空気比の濃混合気による均一な濃火炎を形成することができ、かつ、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することができるようになる。
<第2実施形態>
図9は第2実施形態の濃淡バーナ3で用いる第3プレート部材6aである。この第2実施形態は第1実施形態で用いた一対の第3プレート部材6,6の代わりに、一対の第3プレート部材6,6を合体させて一枚物のプレート部材(第3プレート部材6a)を用いる点でのみ第1実施形態と異なり、その他の構成は全て第1実施形態で説明したものと同じである。このため、以下では第1実施形態と異なる前記第3プレート部材6aについて主として説明し、その他の構成については重複した説明を省略する。
本実施形態の第3プレート部材6aは、1枚物のプレート素材を用いて、中央を通る折り曲げ線Tを挟んで両側にプレート部65,65が線対称配置に配置された状態に形成されている。各プレート部65は第1実施形態の1枚の第3プレート6と同じ形状を備えるように例えばプレス成形され、両プレート部65,65が共に凹形状部分を同じ向き(図例では上向き)に向いた状態になるように形成されている。そして、折り曲げ線Tを中心にして両側のプレート部65,65を共に内向き(一点鎖線の矢印の向き)に相対向させるように折り曲げて両側縁を接合すれば、濃炎孔列33が上向きに開口し、他の両側縁及び下端縁側が密閉された中央濃バーナ部3aが形成されることになる。
このような第3プレート部材6aを用いて濃淡バーナ3を構成することにより、図10に示すように、中央濃バーナ部3aの下端縁側は前記の折り曲げ線Tが設定された部位であるため、中央濃バーナ部3aの下端部60の下端縁側を完全密閉させることができる上に、接合作業を施すことを省略することができる。これにより、下端部60における接合誤差等に起因する漏れや流入発生のおそれを確実に回避することができる。加えて、前記の折り曲げ線Tが設定される部位を中央濃バーナ部3aの長手方向全長に亘り一直線状に延ばす、つまりストレート形状にすることで、図11に示すように、中央濃バーナ3aの下端部60を中央濃バーナ部3aの長手方向全長に亘り一直線状に延びたストレート形状にすることができる。筒部38内においてはもちろんのこと、筒部36内の奥側の屈曲部位においても下端部60が露出することになるものの、筒部36内の淡混合気の中央濃バーナ部3a内への流入や、逆に、中央濃バーナ部3a内から筒部36内への濃混合気の漏れ等の発生を確実に阻止して回避することができるようになる。
なお、本実施形態では、第1実施形態における互いに別々のプレート部材である各一対のプレート部材4,4、5,5、6,6の内、第3プレート6,6の代わりに一枚物のプレート部材(第3プレート部材6a)を用いて濃淡バーナ3を形成する場合を説明したが、これに限らず、前記と同様に、他の一対のプレート部材を接合して組み付ける代わりに、一枚物のプレート部材を折り曲げることで濃淡バーナ3を形成するようにしてもよい。又、例えば、第2プレート部材5と第3プレート部材6というように互いに異なる形状・種類のプレート部材の端部同士を互いに連続させて一体物とし、これを折り曲げることにより濃淡バーナ3を形成するようにしてもよい。このように、濃淡バーナ3の形成方法は各実施形態に記載したものに限定されるものではない。
<第3実施形態>
図11は濃混合気の混合室兼濃混合気導入通路である筒部38内に開口する連通孔を複数とし、その連通孔の孔径の設定を筒部38の第2供給口32側である上流側を大径とし、下流側を小径となるようにした第3実施形態を示すものである。これ以外のその他の構成は第1実施形態又は第2実施形態と同じであるため、図面に表れる構成に対し第1実施形態等と同じ符号を付して重複した詳細説明を省略し、異なる点のみ、以下説明する。なお、図11の網掛け部分は、図示省略している他側の第3プレート部材6又はプレート部65や第1プレート部材4と接合される部分を示している。
本実施形態では、中央濃バーナ3aの下端部60において筒部38内に臨んで開口する上流側の連通孔61a(61)を大径にし、下流側の連通孔61b(61)を小径にしている。つまり、連通孔61を上下流方向に複数個形成し、その内の上流側の連通孔61aの孔径を下流側の連通孔61bのそれよりも所定量大径になるように形成しているのである。これにより、筒部38に供給される燃料ガスと空気とが混合された濃混合気を、上流側の連通孔61aと下流側の連通孔61bとに対し均一流量で流入させることができるようになる。このため、長手方向に延びる濃炎孔列33に対し、上流側の連通孔61aからの濃混合気と、下流側の連通孔61bからの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることができるようになる。
すなわち、第2供給口32から供給された燃料ガスと空気とは筒部38に対し閉塞端381(図12(a)参照)の側に向けて押し込まれることにより、筒部38の閉塞端381に近い部位では内圧がより高くなるため、筒部38の閉塞端381に対しより近く位置付けられる下流側の連通孔61bには、より早い流速で流入するようになる。その一方、前記の閉塞端381に対しより遠くに位置付けられている上流側の連通孔61aは下流側連通孔61の位置よりも相対的に内圧は低く、しかも、連通孔61aは閉塞端381の側に向かう混合気の流れに対し直交するように開口されているため、より遅い流速で流入するようになる。このため、小開口面積であっても、より早い流速で流入することになる下流側連通孔61bから濃炎孔列33側の内部空間62に流入する濃混合気の流入量と、大開口面積であっても、より遅い流速で流入することになる上流側連通孔61aから濃炎孔列33側の内部空間62に流入する濃混合気の流入量とは、互いに同じになる。この結果、濃炎孔列33が長手方向に延びて全体として扁平形状に構成された濃淡バーナ3であっても、その濃炎孔列33に対する濃混合気の供給を長手方向に亘り均一に分散させた状態で行うことができるようになる。
前記実施形態では、中央濃バーナ部3aの連通孔61,61を対象にしているが、これに限らず、外側濃バーナ部3cの連通孔41,41、41,41を対象にしてもよい。すなわち、図12(b)に例示するように、筒部38内に臨んで開口する上流側の連通孔41a(41)を大径にし、下流側の連通孔41b(41)を小径にしている。つまり、連通孔41を上下流方向に複数個形成し、その内の上流側の連通孔41aの孔径を下流側の連通孔41bのそれよりも所定量大径になるように形成しているのである。これにより、筒部38に供給される燃料ガスと空気とが混合された濃混合気を、上流側の連通孔41aと下流側の連通孔41bとに対し均一流量で流入させることができるようになる。以上より、長手方向に延びる濃炎孔列35に対し、上流側の連通孔41aからの濃混合気と、下流側の連通孔41bからの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることができるようになると共に、第1実施形態で説明したように、短手方向に対しても、一側の連通孔41(41a,41b)と、他側の連通孔41(41a,41b)とに均一な濃度(均一な一次空気比)の濃混合気を供給することができるようになる。
又、もちろん、中央濃バーナ部3aの連通孔61,61を上下流方向で上流側を大径にして下流側を小径に設定し、併せて、外側濃バーナ部3cの連通孔41,41、41,41を上下流方向で上流側を大径にして下流側を小径に設定するようにしてもよい。この場合には、中央濃バーナ部3a及び両側の外側濃バーナ部3cの各濃炎孔列33,35,35に対し、濃混合気を長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることができるようになる。
<第4実施形態>
図13及び図14は第4実施形態に係る濃淡バーナ3を示している。この第4実施形態の濃淡バーナ3は筒部38の閉塞端側の領域を短手方向に2分割するように中央濃バーナ部3aの下端部60で仕切る一方、筒部38の閉塞端の部位は仕切らずに短手方向に連通した状態に残すようにしたものである。つまり、第1〜第3の各実施形態では中央濃バーナ部3aの下端部60を筒部38内に宙に浮いた状態に突出させ、下端部60の下端縁と筒部38の内底面との上下間で筒部38内を短手方向に連通した状態にしているが、第4実施形態では筒部38の閉塞端の部位を短手方向に連通した状態にしたものである。これ以外のその他の構成は第1実施形態と同じであるため、図面に表れる構成に対し第1実施形態等と同じ符号を付して重複した詳細説明を省略し、異なる点のみ、以下説明する。なお、図14(a)の網掛け部分は、図11と同様に、図示省略している他側の第3プレート部材6や第1プレート部材4と接合される部分を示している。
第4実施形態では、第3プレート部材6,6を接合することにより構成される中央濃バーナ部3aとして、下向きに凸状に突出する突出部分を有する下端部60(図14参照)を備えたものとし、この下端部60を筒部38内の閉塞端381の側の領域に突出させて筒部38の上下間を仕切るように配置する。つまり、筒部38内の閉塞端381の側の領域を短手方向に対し完全に2分割するように仕切るのである。その一方、閉塞端381の部位については下端部60を突出させないままに残し、下端部60の閉塞端381側に臨む端縁と、閉塞端381の内面とを互いに非接触として両者間を短手方向に互いに連通した状態にする。これにより、第1実施形態で説明した如き組み付け誤差の発生に起因する短手方向の偏心位置ずれがたとえ生じたとしても、第1実施形態と同様に、短手方向両側の濃炎孔列34,34に対し、偏心位置ずれが発生していない場合と同様の空気比を有する濃混合気を分流供給させて均一な濃火炎を形成することができる。
すなわち、仮に、前記の第3プレート部材6,6の下端部60によって、筒部38内の閉塞端側の領域の空間が閉塞端までの全てにわたり短手方向に2分割されるように仕切られている場合と比較すると、前記の如き組み付け誤差に伴い下端部60の偏心位置ずれが発生すると、2分割にされた筒部38の閉塞端側の各領域へ向けた燃料ガスの噴出量が互いに異なったり、各領域の体積が互いに異なったりすることとなり、第2供給口32から供給される燃料ガスや空気がいずれかの領域に偏ったり、あるいは、筒部38(混合室)内の圧力変動の吸収状況が偏ったりする事態を招き易くなる。これらに起因して、両側の濃炎孔35,35で一次空気比が互いに異なる濃火炎が形成されたり、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎が形成されたり、するという不都合を招くことになる。これに対し、本実施形態の如く、下端部60によって筒部38内の閉塞端381の側の領域を短手方向に対し完全に2分割するように仕切る一方、閉塞端381の部位については下端部60を突出させないままに残し、下端部60の下流側端縁と閉塞端381の内面とを互いに非接触状態にして両者間を短手方向に互いに連通した状態にすることで、前記の如き下端部60の偏心位置ずれが組み付け誤差に起因してたとえ生じたとしても、短手方向一側にある連通孔41,41と、他側にある連通孔41,41とに分流する混合気の空気比(一次空気比)が互いに異なって、両外側の濃炎孔列35,35に供給される濃混合気の濃度が互いに異なってしまうことになるおそれはなく、前記の短手方向一側にある連通孔41,41と、他側にある連通孔41,41とに対し均一な空気比の濃混合気を分流させることができる。これにより、両外側の濃炎孔列35,35において互いに同じ一次空気比の濃混合気による均一な濃火炎を形成することができ、かつ、上下変動が生じてバランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することができるようになる。
なお、第4実施形態に対し第3実施形態の技術を適用してもよい。
なお、特に第3実施形態で説明した技術の内、筒部38内に開口する連通孔として複数個設け、その複数個の連通孔の孔径として上流側を大径に、下流側を小径にそれぞれ設定する点についてまとめると、以下のようになる。すなわち、
1.中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を両側から挟むように2列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように2列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡バーナであって、
前記1列の中央濃炎孔及び前記2列の外側濃炎孔に対し、下流端が閉塞端とされた1つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成され、
前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第1供給通路と、前記2列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第2及び第3の供給通路と、前記濃混合気導入通路とが互いに区画され、
前記第1供給通路を区画形成するための形成部材の一部分が前記濃混合気導入通路内に突出するように配設され、この突出した突出部分に対し前記第1供給通路に連通する連通孔が前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成される一方、
前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第2供給通路に連通する連通孔と、前記第3供給通路に連通する連通孔とが前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成され、
前記第2供給通路に連通する連通孔、及び、前記第3供給通路に連通する連通孔として、それぞれ前記濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔が下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成されている、
ことを特徴とする濃淡バーナ。
以上の技術によれば、第3実施形態でも説明したように、上下流方向に配設した複数個の連通孔から均一流量の濃混合気を供給することができる。すなわち、濃混合気導入通路に導入された濃混合気を、上流側の連通孔と下流側の連通孔とに対し均一流量で流入させることが可能となる。すなわち、濃混合気導入通路に導入された濃混合気は下流端である閉塞端の側に向けて押し込まれて閉塞端に近い部位では内圧がより高くなるため、閉塞端に対しより近く位置付けられる下流側の連通孔には、より早い流速で流入するようになる。その一方、前記の閉塞端に対しより遠くに位置付けられる上流側の連通孔は下流側連通孔の位置よりも相対的に内圧は低いため、より遅い流速で流入するようになる。このため、小径ゆえに小開口面積であっても、より早い流速で流入することになる下流側連通孔から第2又は第3供給通路を通して外側濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量と、大開口面積であっても、より遅い流速で流入することになる上流側連通孔から第2又は第3供給通路を通して外側濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量とは、互いに同じになる。以上より、外側濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることが可能になる。この技術の構成と、この構成に基づく作用効果は、筒部38内に突出した下端部60の下端縁が筒部38内の上下方向途中位置に位置付けられる第3実施形態の場合の他に、前記下端部60の下端縁が筒部38内の内底面まで突出して筒部38内を完全に2分割して仕切るように配置された場合にも実現し得る。この点は次の2.の濃淡バーナにおいても同様である。
2.前記1.の濃淡バーナであって、
前記第1供給通路に連通する連通孔として前記濃混合気導入通路の上下流方向に対し複数個備え、かつ、上流側の連通孔が下流側の連通孔よりも大径の孔径を有するように形成されている、濃淡バーナ。このようにすることにより、濃混合気導入通路に導入された濃混合気を、上流側の連通孔と下流側の連通孔とに対し均一流量で流入させることが可能となる。すなわち、前述の通り、濃混合気導入通路に導入された濃混合気は下流端である閉塞端の側に向けて押し込まれて閉塞端に近い部位では内圧がより高くなるため、閉塞端に対しより近く位置付けられる下流側の連通孔には、より早い流速で流入するようになる。その一方、前記の閉塞端に対しより遠くに位置付けられる上流側の連通孔は下流側連通孔の位置よりも相対的に内圧は低いため、より遅い流速で流入するようになる。このため、小径ゆえに小開口面積であっても、より早い流速で流入することになる下流側連通孔から第1供給通路を通して中央濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量と、大開口面積であっても、より遅い流速で流入することになる上流側連通孔から第1供給通路を通して中央濃炎孔側に流入する濃混合気の流入量とは、互いに同じになる。以上より、中央濃炎孔を長手方向に延びるように形成したとしても、上流側の連通孔からの濃混合気と、下流側の連通孔からの濃混合気とを長手方向に対し互いに分散させて均一流量で供給させることが可能になる。