JP5626192B2 - 濃淡燃焼バーナ - Google Patents

Description

本発明は、濃炎孔や淡炎孔を備えた濃淡燃焼バーナに関し、特に中央位置の濃炎孔を挟んで両側に淡炎孔が配列され、さらに淡炎孔の両外側にそれぞれ濃炎孔が配列された濃淡燃焼バーナにおいて、両外側位置の各濃炎孔に対し偏り無く均一混合状態の濃混合気を供給し得る技術に関する。

従来、低ＮＯｘ化を図るために空気比が１よりも大の淡混合気を淡炎孔にて燃焼させる一方、燃焼火炎の安定化を図るために空気比が１よりも小の濃混合気を燃焼させる濃炎孔を淡炎孔に隣接させるようにするという濃淡燃焼バーナが種々提案されている。そして、このような濃淡燃焼バーナとして、プレス成形等で所定形状に形成した薄板部材を互いに接合したり溶着したりすることにより全体形状が扁平な濃淡燃焼バーナを形成することが提案されている。例えば特許文献１では、淡炎孔の両側を濃炎孔で挟んだ濃淡燃焼バーナを、一枚の薄板素材を複数回に亘り折り曲げ加工することで形成し得るようにし、これにより、個々の部材への切断工程や、それらの接合・溶着工程の工数低減化を図ることが提案されている。

特開２００２−４８３１２号公報

ところで、特許文献１で提案のものの如く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燃焼バーナではなくて、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（左右幅方向）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の濃淡燃焼バーナの開発を本出願人において進めている。これまでのところ、本出願人の出願に係る例えば特願２０１１−９９４１０で提案した如く、共通の熱交換器導入通路から濃混合気を中央位置及び左右両外側位置の３位置に対し分流させて供給するために、熱交換器導入通路内に、中央位置の濃炎孔の形成部材の下端部を突出させ、この突出部に濃混合気を中央濃炎孔に分流させるための第１連通孔を設ける一方、前記熱交換器導入通路を構成する壁であって前記突出部に相対向する壁に、両外側の濃炎孔に分流させるための第２，第３の連通孔を形成することが考えられている。又、さらに、本出願人の出願に係る特願２０１１−１２１１１３では、前記の中央位置の濃炎孔の形成部材として予めプレス成形した１枚物のプレート部材をＶの字状に折り曲げた状態で接合させることで、シール性を高めることも提案している。

しかしながら、一端から燃料ガスと空気とを供給して濃混合気導入通路内において混合させた上で第１〜第３の各連通孔に分流させる構成であると、特に濃混合気導入通路から前記の第２，第３連通孔に分流される濃混合気の混合状態が不均一化したり、組み付け誤差等の影響で左右での偏りが発生したりするおそれが考えられる。そして、これらの不都合発生に起因して、両外側の濃炎孔での保炎性の悪化や、燃焼状態の不安定化を招くおそれも考えられ、これらの対策に係る技術開発が必要となる。

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、共通の濃混合気導入通路から中央位置及び両外側の３位置の濃炎孔に濃混合気を分流供給させる場合に、特に両外側位置の濃炎孔に供給される濃混合気の混合状態及び供給量を共に均一化し得る濃淡燃焼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と、この中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように配列された２列の淡炎孔と、この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列の外側濃炎孔とを備え、前記中央濃炎孔及び２例の外側濃炎孔に対し共通の濃混合気導入通路から濃混合気を分流供給するように構成されてなる濃淡燃焼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、前記中央濃炎孔に濃混合気を供給する濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の下端部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に対し、前記濃混合気導入通路から前記濃混合気供給通路に濃混合気を分流供給するための第１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。そして、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、前記濃混合気導入通路から前記２列の外側濃炎孔に濃混合気を分流供給するための第２連通孔及び第３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する。加えて、前記第２連通孔と第３連通孔とを、両者間に遮るものなく前記濃混合気導入通路内の空間のみを介して互いに対面した状態に配置することとした（請求項１）。

本発明の場合、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものなく前記濃混合気導入通路内の空間のみを介して第２連通孔と第３連通孔とを互いに対面した状態に配置しているため、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものが存在する場合に生じるおそれのある不都合発生を回避し得るようになる。すなわち、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものが存在すると、濃混合気導入通路の通路空間が第２連通孔と第３連通孔との間で略仕切られた状態となるため、濃混合気導入通路を通して流れてくる濃混合気が十分に混合される前の段階で分断された状態で第２，第３連通孔まで至り、分断されて混合が不十分なままの濃混合気がそれぞれ第２，第３連通孔に流入してしまうおそれがある。混合が不十分なままであると、外側の両濃炎孔に供給される濃混合気濃度が左右で不均一になったり、あるいは、濃混合気量が左右で不均一になったり、するという不都合発生を招くことに繋がる。かかる不都合発生のおそれを本発明では回避し得ることになり、第２連通孔及び第３連通孔の間に存在する濃混合気導入通路の共通空間に存する共通の濃混合気、つまり同一の混合状態の濃混合気を第２，第３連通孔の双方に分流させ得るようになる。これにより、両外側位置の濃炎孔に供給される濃混合気の混合状態及び供給量を共に均一化し得ることになる。

本発明の濃淡燃焼バーナにおいて、前記濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の下端部に、前記第１連通孔が形成された突出部以外の部位であって、前記第２連通孔及び第３連通孔が対面状態で配置される部位に切欠凹部を形成することができる（請求項２）。このようにすることにより、濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の配置等の如何に拘わらず、前記切欠凹部によって、第２連通孔及び第３連通孔の両者間に遮るものなく濃混合気導入通路内の空間のみを介して第２連通孔と第３連通孔とを互いに対面した状態に確実に配置し得ることになる。

又、本発明の濃淡燃焼バーナにおいて、前記濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材として、展開状態において折り曲げ線位置を間に挟んで両側位置に濃混合気供給通路を区画形成するためのプレート部がそれぞれ配置されてなる１枚物のプレート素材が、前記折り曲げ線位置に折り曲げられて前記一対のプレート部が相対向するように形成されたものとし、かつ、折り曲げ後の前記折り曲げ線位置に沿った下端部の前端側部分を前記濃混合気導入通路内に突出する突出部として設定するとともに、その突出部に隣接した部分に前記切欠凹部が形成されるように前記展開状態において前記折り曲げ線を挟んで切欠開口を予め形成してなるようにすることができる（請求項３）。このようにすることにより、前記形成部材の下端部として、前記折り曲げ線位置に沿った折り曲げ後の下端部により構成して、確実にシール性を担保した状態にすることが可能となると同時に、前記の切欠開口に基づく切欠凹部の形成によって、第２連通孔及び第３連通孔を間に空間のみを介して対面した状態に確実に配置し得ることになる。

さらに、本発明の濃淡燃焼バーナにおいて、前記２列の淡炎孔に対し共通の淡混合気導入通路から導入された淡混合気が分流されて供給されるように構成し、前記１枚物のプレート素材が折り曲げられて形成されてなる形成部材の下端部の後端側部分を、前記淡混合気導入通路の前記分流位置の通路空間を横切るように配設させ、かつ、淡混合気の下流側に向けて斜め上向きに傾斜するように配設させることができる（請求項４）。このようにすることにより、前記形成部材の内部に区画形成されることになる濃混合気供給通路と、外部の淡混合気導入通路との間が確実に遮断されて高度のシール性を発揮した状態に維持し得るとともに、特に、前記形成部材の下端部の後端側部分を淡混合気の下流側に向けて斜め上向きに傾斜するように配設させることで、淡混合気導入通路内で淡混合気が混合される距離をより長くして淡混合気の混合度合を高めることが可能になる。これにより、混合度合を高めた状態の淡混合気を淡炎孔に供給することが可能となる。

以上、説明したように、本発明の濃淡燃焼バーナによれば、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものなく前記濃混合気導入通路内の空間のみを介して第２連通孔と第３連通孔とを互いに対面した状態に配置しているため、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものが存在する場合に生じるおそれのある不都合発生を確実に回避することができるようになる。すなわち、第２連通孔と第３連通孔との両者間に遮るものが存在する場合には、濃混合気導入通路の通路空間が第２連通孔と第３連通孔との間で略仕切られた状態となるため、濃混合気導入通路を通して流れてくる濃混合気が十分に混合される前の段階で分断された状態で第２，第３連通孔まで至り、分断されて混合が不十分なままの濃混合気がそれぞれ第２，第３連通孔に流入してしまうおそれがある。そして、混合が不十分なままであると、外側の両濃炎孔に供給される濃混合気濃度が左右で不均一になったり、あるいは、濃混合気量が左右で不均一になったり、するという不都合発生を招くことに繋がる。かかる不都合発生のおそれを本発明では確実に回避して、第２連通孔及び第３連通孔の間に存在する濃混合気導入通路の共通空間に存する共通の濃混合気、つまり同一の混合状態の濃混合気を第２，第３連通孔の双方に分流させることができるようになる。これにより、両外側位置の濃炎孔に供給される濃混合気の混合状態及び供給量を共に均一化することができることになる。

特に、請求項２によれば、濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の下端部に、第１連通孔が形成された突出部以外の部位であって、第２連通孔及び第３連通孔が対面状態で配置される部位に切欠凹部を形成することで、濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の配置等の如何に拘わらず、切欠凹部によって、第２連通孔及び第３連通孔の両者間に遮るものなく濃混合気導入通路内の空間のみを介して第２連通孔と第３連通孔とを互いに対面した状態に確実に配置することができるようになる。

又、請求項３によれば、濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材として、展開状態において折り曲げ線位置を間に挟んで両側位置に濃混合気供給通路を区画形成するためのプレート部がそれぞれ配置されてなる１枚物のプレート素材が、折り曲げ線位置に折り曲げられて前記一対のプレート部が相対向するように形成されたものとし、かつ、折り曲げ後の折り曲げ線位置に沿った下端部の前端側部分を濃混合気導入通路内に突出する突出部として設定するとともに、その突出部に隣接した部分に切欠凹部が形成されるように展開状態において折り曲げ線を挟んで切欠開口を予め形成してなるようにすることで、次の効果を得ることができる。すなわち、形成部材の下端部として、折り曲げ線位置に沿った折り曲げ後の下端部により構成して、確実にシール性を担保した状態にすることができるようになると同時に、切欠開口に基づく切欠凹部の形成によって、第２連通孔及び第３連通孔を間に空間のみを介して対面した状態に確実に配置することができるようになる。

さらに、請求項４によれば、２列の淡炎孔に対し共通の淡混合気導入通路から導入された淡混合気が分流されて供給されるように構成し、１枚物のプレート素材が折り曲げられて形成されてなる形成部材の下端部の後端側部分を、淡混合気導入通路の分流位置の通路空間を横切るように配設させ、かつ、淡混合気の下流側に向けて斜め上向きに傾斜するように配設させることで、次の効果を得ることができる。すなわち、形成部材の内部に区画形成されることになる濃混合気供給通路と、外部の淡混合気導入通路との間を確実に遮断して高度のシール性を発揮した状態に維持することができるとともに、特に、形成部材の下端部の後端側部分を淡混合気の下流側に向けて斜め上向きに傾斜するように配設させることで、淡混合気導入通路内で淡混合気が混合される距離をより長くして淡混合気の混合度合を高めることができ、これにより、混合度合を高めた状態の淡混合気を淡炎孔に供給することができるようになる。

本発明の濃淡燃焼バーナを組み込んだ燃焼装置の例を示し、図１（ａ）は斜視図状態で示す説明図であり、図１（ｂ）は断面図状態で示す説明図である。 本発明の実施形態の濃淡燃焼バーナの斜視図である。 図３（ａ）は図２のバーナの平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＦ−Ｆ部拡大図である。 中央濃バーナ部を構成する第３プレート部材、この中央濃バーナ部の両側に配設される淡炎孔列を構成する炎孔部材、第２プレート部材、及び、第１プレート部材を、分解した状態で示す斜視図である。 図４の第３プレート部材を展開した状態で示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線で切断した状態の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線で切断した状態の正面図である。 図７のＢ−Ｂ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの部分斜視図である。 図７のＣ−Ｃ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの部分斜視図である。 図７のＤ−Ｄ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの部分斜視図である。 図７のＢ−Ｂ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの断面説明図 図７のＤ−Ｄ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの断面説明図 図７のＥ−Ｅ線で切断した状態の部分拡大断面説明図である。 図７のＣ−Ｃ線に対応する位置で切断したときの濃淡燃焼バーナの断面説明図 他の形態の特徴部分を示す図７対応図である。

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、本発明の実施形態に係る濃淡燃焼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、所定数の濃淡燃焼バーナ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、各濃淡燃焼バーナ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から濃淡燃焼バーナ３毎に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は濃淡燃焼バーナ３の第１供給口３１に向けて、他方（上段）のガスノズル２７は濃淡燃焼バーナ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２６２７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は第２供給口３２よりも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と濃淡燃焼バーナ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燃焼バーナ３，３間に二次空気が供給されるようになっている。

濃淡燃焼バーナ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ものである。すなわち、濃淡燃焼バーナ３は、１列の濃炎孔列３３からなる中央濃バーナ部３ａと、２列の淡炎孔列３４，３４からなる淡バーナ部３ｂと、２列の濃炎孔列３５，３５からなる外側濃バーナ部３ｃとを備えて全体として扁平形状に形成されたものであり、これらが３種類のプレート部材４，４、５，５、６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用いて形成されたものである。図３の上下方向を長手方向（前後方向）、図３の左右方向を短手方向（左右幅方向）というとすれば、長手方向一側（図２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、上端面に燃焼火炎が形成される炎孔列が図３に示すように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３（ａ），（ｂ）に示すように、短手方向中央位置において狭幅の１列の濃炎孔列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（図２参照）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（図２参照）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。

このような濃淡燃焼バーナ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に示すように、３種類のプレート部材４，４、５，５、６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用いて構成する。第３プレート部材６(図５参照)は、薄板素材に対し相対向する一側面になるプレート部６５と、他側面になるプレート部６５とが、折り曲げ線Ｔを挟んで線対称配置に配置された状態になるように一枚物のプレート素材６ａとしてプレス成形され、成形後に、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、後端縁６５１，６５１同士や前端縁６５２，６５２同士を互いに密着させることで形成されている。折り曲げ後の状態では、折り曲げ線Ｔに沿った折り曲げ部位が下端部６０ａ，６０ｂとなり、この下端部６０ａ，６０ｂから上方に延びる両側のプレート部６５，６５が所定の狭い間隔で相対向し、その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に連通されるようになっている（図４も併せて参照）。又、前記の折り曲げ線Ｔに沿って前端側位置の下端部６０ａにおいて両側のプレート部６５，６５に第１連通孔６１がそれぞれ貫通形成されるとともに、前記の展開状態のプレート素材６ａ（図５参照）において略菱形の切欠開口６０１が第１連通孔６１，６１の後側位置において折り曲げ線Ｔを挟んで予め形成され、折り曲げられた状態で切欠凹部６０ｃ（図４も併せて参照）が形成されるようになっている。つまり、略菱形の切欠開口６０１が、その対角線を前記折り曲げ線Ｔ上に配置した状態で形成され、折り曲げ後に切欠凹部６０ｃが形成されるようにされている。このようにして第３プレート部材６により中央濃バーナ部３ａが形成されることになる。なお、切欠凹部６０ｃを形成するための切欠開口としては、略菱形の他に矩形又は円形，長円形、あるいは多角形等の形状を採用し得る。

そして、この中央濃バーナ部３ａ（図４参照）を上から一対の第１プレート部材４，４間の内部に差し込むことで、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が相対向するように配置され、両側の第１プレート部材４，４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炎孔形成部材７が介装されることになる。これにより、中央濃バーナ部３ａの濃炎孔列３３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（図３も併せて参照）に淡火炎を形成する淡バーナ部３ｂが形成されることになる。そして、淡バーナ部３ｂの第１プレート部材４，４の外側に第２プレート部材５，５が被せられて、上端側に外側の濃炎孔列３５，３５（図３参照）が形成されるとともに、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の外面との間に濃混合気が各濃炎孔列３５まで供給される供給通路が区画形成され、これにより、外側濃バーナ部３ｃ（図２，図３参照）が形成されることになる。

次に、図６，図７を参照しつつ淡混合気及び濃混合気の供給構造部分について説明する。なお、図６，図７において、メッシュ状のハッチングを付した部分は接合面であり、密接又は圧接により互いに密着され、加えて線状の溶着又は点付け溶接等も付加されて、密着状態が維持されている。前記の淡バーナ部３ｂにおいて、一側に開口する第１供給口３１から供給された燃料ガスと空気とが筒部３６内で混合されて淡混合気となり、この淡混合気が筒部３６（図８，図９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の下端部６０ｂによって区画形成（分割）された２つの内部空間３７，３７（図１０参照）を通して、上端の各淡炎孔列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まで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が後述の第１濃混合気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、濃混合気については、上流端側である第２供給口３２に供給される燃料ガスと空気とが筒部３８内で混合されて濃混合気となり、この濃混合気が筒部３８を通して下流端側である奥方（後方）の閉塞端３８１側まで導かれる間にさらに混合されることになる。そして、この濃混合気が中央濃バーナ部３ａ及び左右両側の外側濃バーナ部３ｃ（図６のみ示す）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内には、中央濃バーナ部３ａの前端側の下端部６０ａが上から差し込まれて筒部３８内で宙に浮いた状態（図１１も併せて参照）に突出した突出部として配設され、この突出部（下端部６０ａ）において第１連通孔６１，６１が筒部３８の内部空間である混合室の上方寄り位置（上側位置）で開口して、混合室と中央濃バーナ部３ａの内部空間６２とが連通されるようになっている。これにより、筒部３８（図１１及び図８参照）内の濃混合気は、両第１連通孔６１，６１及び内部空間６２を通して濃炎孔列３３に供給されることになる。

加えて、前記の両第１連通孔６１，６１の開口位置よりも下流側（閉塞端３８１側）位置において、図９及び図１２に示すように、筒部３８を構成する一対の第１プレート部材４，４に第２，第３連通孔４１，４１が貫通形成されており、一側（図９又は図１２の右側）の第２連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が一側の第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９又は図１２の左側）の第３連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が他側の第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内の濃混合気が第２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、同様に筒部３８内の濃混合気が他側の第３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。加えて、第２連通孔４１及び第３連通孔４１は第３プレート部材６の切欠凹部６０ｃ（図７参照）に臨む位置において短手方向に相対向して開口するように設定され、これにより、一対の第２，第３連通孔４１，４１が短手方向（左右幅方向）において何も遮ることのない筒部３８内の空間を通して相対向するようになっている（図１２参照）。

なお、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を混合するための混合室、及び、混合された濃混合気を導入するための濃混合気導入通路を構成する一方、前記の内部空間５１，５２，６２は濃混合気を対応する濃炎孔列３５，３３，３５に供給するための濃混合気供給通路を構成する役割をも果たすようになっている。つまり第２連通孔４１に連通する内部空間５１が第２濃混合気供給通路を構成し、第３連通孔４１に連通する内部空間５２が第３濃混合気供給通路を構成し、第１連通孔６１，６１に連通する内部空間６２が第１濃混合気供給通路を構成する。そして、前記の突出部を構成する下端部６０ａは第１連通孔６１，６１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６０ａ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８又は図１１の左右幅方向）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。

又、一対の第１連通孔６１，６１の合計開口面積が、第２連通孔４１又は第３連通孔４１の各開口面積と互いに等しくなるように設定されている。具体的には、１つの第１連通孔６１が、第２連通孔４１又は第３連通孔４１の開口面積の半分に相当する開口面積を有するように小孔に設定されている。これは、中央濃バーナ部３ａの濃炎孔列３３の合計開口面積と、外側濃バーナ３ｃの片側の濃炎孔列３５の合計開口面積と等しくなるように設定されていることに基づくものである。すなわち、中央位置と、外側の各位置との濃炎孔（濃炎孔列３３，３５）の開口面積比に等しくなるように、一対の第１連通孔６１，６１の合計開口面積と、第２連通孔４１又は第３連通孔４１の各開口面積との比が設定されている。これにより、共通の筒部３８の空間から第１連通孔６１，６１、第２連通孔４１及び第３連通孔４１に分流されて濃炎孔３３，３５，３５に供給される濃混合気の供給量が互いに均等になるようにされている。

ここで、濃混合気の空気に含まれることのある塵埃対策について説明する。各第１連通孔６１は前記の如く筒部（濃混合気導入通路）３８の空間において上方寄り位置（上側位置）で開口するように形成されている。つまり、筒部３８内に突出している下端部６０ａの部分の上側位置で開口するように各連通孔６１は形成されている。これは、濃混合気を構成する空気とともに侵入した塵・埃が濃混合気導入通路内に残留し堆積したとしても、濃混合気導入通路である筒部３８内の上方寄り位置に各第１連通孔６１を形成することにより、各第１連通孔６１が閉塞されてしまう可能性を低くするためである。さらに、第１連通孔６１，６１は、第２供給口３２から閉塞端３８１まで前後方向に延びる筒部（濃混合気導入通路）３８内において、濃混合気の流れ方向に対し第２連通孔４１及び第３連通孔４１よりも上流側位置で開口するように位置設定されている。これにより、第２供給口３２から流入する濃混合気を構成する空気とともに塵埃が筒部（濃混合気導入通路）３８内に侵入したとしても、第１連通孔６１，６１の前を素通りして下流側（閉塞端３８１側）に流れ易くすることができる。これにより、第１連通孔６１，６１が第２又は第３連通孔４１よりも小さい開口面積しか有していなくても、塵埃が付着したり堆積したりすることを可及的に回避することができるようになる。特に、第１連通孔６１，６１が濃混合気の流れ方向に対し直交する方向に臨んで開口されているため、前記の素通りを効果的に実現させることができる。

その上に、下流側位置の第２及び第３連通孔４１，４１のさらに下流側位置に、塵埃を溜めるための内部空間部としてポケット部３８２（図６，図７又は図１３参照）を残すようにされている。つまり、濃混合気導入通路である筒部３８内において、第２及び第３連通孔４１，４１よりも下流側であって閉塞端３８１までの間の筒部３８内に前記の内部空間部が存在することになるように筒部３８を形成しているのである。これにより、筒部３８内の濃混合気にたとえ塵埃が含まれていたとしても、その塵埃をポケット部３８２に溜めて捕集し、塵埃が各連通孔４１から内部空間５１，５２に流入することを抑制することができるようになる。なお、図１３中の符号３８３は第２供給口３２から筒部３８内の第１連通孔６１，６１に至るまでの間に形成された狭窄部であり、この狭窄部３８３を濃混合気が通過して流れが乱されることで、その濃混合気を構成する燃焼ガスと空気との混合促進が図られるようになっている。

加えて、第３プレート部材６の両プレート部６５，６５には部分的に短手方向の外側方に膨出する膨出部６５３（図４，図５又は図６参照））がそれぞれ形成されており、短手方向に相対向する一対の膨出部６５３，６５３の間に第１膨出空間６２１（図１０，図１４参照）が区画形成されるようになっている。これにより、濃混合気供給通路である内部空間６２の途中位置に他よりも大空間の第１膨出空間６２１が介在するようにされ、第１連通孔６１，６１から内部空間６２内に流入して濃炎孔列３３まで流される濃混合気の流れの勢いを緩和させることができるようになる。このため、第１連通孔６１，６１を通過して内部空間６２内に入り込んでしまった塵埃を沈降・堆積させることができ、濃炎孔列３３の各濃炎孔３３１が塵埃により目詰まり状態に陥ることを防止することができるようになる。

さらに、これと同様に、各第１プレート部材４にも、部分的に短手方向の内側方に膨出する膨出部４２（図４参照）が形成されており、各第１プレート部材４の膨出部４２と短手方向に相対向する第２プレート部材５との間に第２膨出空間５１１，第３膨出空間５２１（図１０，図１４参照）が区画形成されるようになっている。これにより、濃混合気供給通路である内部空間５１，５２の途中位置に他よりも大空間の第２，第３膨出空間５１１，５２１が介在するようにされ、第２，第３連通孔４１，４１から内部空間５１，５２内に流入して濃炎孔列３５，３５まで流される濃混合気の勢いを緩和させることができるようになる。このため、第２，第３連通孔４１，４１を通過して内部空間５１，５２内に入り込んでしまった塵埃を沈降させることができ、外側の濃炎孔列３５の各濃炎孔３５１が塵埃により目詰まり状態に陥ることを防止することができるようになる。特に、筒部３８の閉塞端３８１までのポケット部３８２の空間に塵埃が溜まって溢れてしまい、それが第２，第３連通孔４１，４１から内部空間５１，５２に流入したとしても、濃炎孔列３５の各濃炎孔３５１に到達する前に、第２，第３膨出空間５１１，５２１に沈降・堆積させることができ、塵埃に起因する各濃炎孔３５１の目詰まり発生を確実に防止することができるようになる。

次に、第２，第３連通孔４１，４１で分流されて両外側の濃炎孔列３５，３５に供給される濃混合気の混合状態の改善対策について説明する。前述の如く、第２，第３連通孔４１，４１は、切欠凹部６０ｃ（例えば図７参照）が位置する筒部３８内の空間において短手方向に相対向して開口されている。つまり、第２，第３連通孔４１，４１（例えば図１２参照）が間に何も遮ることがなく筒部３８内の全空間のみが存在する状態で開口しているのである。このため、前記の切欠凹部６０ｃが例えば無くて、代わりに第３プレート部材６の下端部が前端側の符号６０ａから後端側の符号６０ｂまで一直線状に延びている場合（図７、図１２又は図１３の符号６０′及び二点鎖線参照）と比べ、前記の下端部６０′により第２，第３連通孔４１，４１の相対向間が遮られることに起因して生じるおそれのある不都合の発生を、本実施形態の場合には防止することができるようになる。すなわち、前記の下端部６０′が存在すると、筒部３８の通路空間が短手方向（左右方向）に略仕切られた状態となるため、筒部３８を通して流れてくる濃混合気が十分に混合される前の段階で短手方向（左右方向）両側に分断された状態で第２，第３連通孔４１，４１まで至り、分断されて混合が不十分なままの濃混合気がそれぞれ第２，第３連通孔４１，４１に流入してしまうおそれがある。混合が不十分なままであると、外側の両濃炎孔列３５，３５に供給される濃混合気濃度が左右で不均一になったり、あるいは、前記の下端部６０′の組み付け位置誤差があると、それに起因して両濃炎孔列３５，３５に供給される濃混合気量が左右で不均一になったり、するという不都合発生を招くことに繋がる。かかる不都合発生のおそれを本実施形態では回避することができ、相対向間に存在する筒部３８の共通空間に存する共通の濃混合気、つまり同一の混合状態の濃混合気を第２，第３連通孔４１，４１の双方に分流させることができるようになる。

併せて、筒部３６を通して供給された後、２つの淡混合気供給通路である内部空間３７，３７に分流される淡混合気についての混合状態の改善対策やシール対策について説明すると、前述の如く、筒部３６の一側の第１供給口３１から他側に向けて流された後、他側で淡混合気は上側に向きを変えて第３プレート部材６の下端部６０ｂ（例えば図１０参照）によって２つの内部空間３７，３７に分流されることになる。この際、前記の下端部６０ｂは後方に向けて斜め上向きに傾斜（図７参照）されているため、濃炎孔列３３と平行に延びるような、例えば符号６０″及び三点鎖線の仮想線で示す如き下端部により、２つの内部空間３７，３７に分流される場合と比べると、筒部３６を通過する距離をより長くすることができる。これにより、筒部３６内での淡混合気の混合度合をより高くすることができ、混合度合を高めた状態の淡混合気を淡炎孔列３４，３４に供給することができるようになる。一方、筒部３６の上方に屈曲する部位の空間に露出して淡混合気を２つの内部空間３７，３７に分流させることになる、中央濃バーナ部３ａの下端部６０ｂは、１枚のプレート部材６ａ（図５参照）を折り曲げることで形成された第３プレート部材６の折り曲げ線Ｔに相当する部分であるため、筒部３６側の淡バーナ部３ｂと中央濃バーナ部３ａ側の内部空間６２との間を確実に遮断して高度のシール性を発揮した状態に維持することができる。これにより、濃混合気と淡混合気との相互間の混入の発生を確実に防止することができるようになる。

そして、以上の濃淡燃焼バーナ３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の第１連通孔６１，６１、一側の外側濃バーナ部３５の第２連通孔４１、又は、他側の外側濃バーナ３５の第３連通孔４１を通して対応する内部空間６２，５１，５２に対し分流（分岐供給）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。以上より、中央濃バーナ部３ａとして短手方向の厚みを比較的薄いもので実現して、濃火炎−淡火炎−濃火炎−淡火炎−濃火炎の配列を実現する濃淡燃焼バーナとしてコンパクトなもので実現することができるようになる。

＜他の実施形態＞
前記実施形態では、中央濃バーナ部３ａの下端部側に切欠凹部６０ｃを形成することで、第２，第３連通孔４１，４１が短手方向において何も遮るものが無い状態で筒部３８の空間のみを介して相対向して開口するようにしているが、これに限らず、前記の切欠凹部６０ｃを形成することは必須ではない。例えば図１５に示すように、中央濃バーナ部を構成する第３プレート部材６ｄの下端部６０ｄを一直線状に延びるように形成したとしても、その下端部６０ｄの前端部６０ｅを筒部３８ｄ内に突出させて第１連通孔６１を筒部３８ｄ内に臨んで開口させつつ、第２，第３連通孔４１（図１５には片側のみ示す）の相対向間を下端部６０ｄが遮ることなく第２，第３連通孔４１が筒部３８ｄ内の空間のみを介して相対向した状態にすることができる。すなわち、筒部３８ｄを前端側（図１５の左側）から後端側(同図の右側)に向けて斜め下り勾配となるように傾斜させる一方、前記の下端部６０ｄをその前端側（図１５の左側）から後端側(同図の右側)に向けて斜め上り勾配となるように逆向きに傾斜させるようにするのである。なお、同図には淡混合気導入通路である筒部３６も、濃混合気導入通路である筒部３８ｄと同様に傾斜させた状態を図示しているが、これは傾斜させても水平に延びるようにしてもいずれでもよい。

又、前記実施形態では、第２，第３連通孔４１，４１を短手方向に相対向するように配置しているが、これに限らず、正確に短手方向に相対向する必要はなく、又、正確に相対向配置になっている必要もない。第２，第３連通孔の間に遮るものが存在しない状態で対面した状態に、第２，第３連通孔が配置されていればよい。

さらに、前記実施形態では、第３プレート部材６の下端部６０ｂとして傾斜状態に形成しているが、これに限らず、第３プレート部材自体を第２プレート部材の内部において斜めに配置することで、その下端部が筒部３６により構成される淡混合気導入通路に対し斜め状態（例えば図７参照）に位置付けられるようにしてもよい。

３ 濃淡燃焼バーナ
４ 第１プレート部材（濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材）
６ 第３プレート部材（中央濃炎孔を区画形成するための形成部材）
６ａ プレート素材
３３ 中央の濃炎孔列（中央濃炎孔）
３４ 淡炎孔列（淡炎孔）
３５ 外側の濃炎孔列（外側濃炎孔）
３６ 筒部（淡混合気導入通路）
３８ 筒部（濃混合気導入通路）
４１ 第２連通孔，第３連通孔
６０ａ 下端部（突出部、下端部の前端側部分）
６０ｂ 下端部（下端部の後端側部分）
６０ｃ 切欠凹部
６１ 第１連通孔
６２ 内部空間（第１濃混合気供給通路）
６０１ 切欠開口

Claims (4)

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と、この中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように配列された２列の淡炎孔と、この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列の外側濃炎孔とを備え、前記中央濃炎孔及び２例の外側濃炎孔に対し共通の濃混合気導入通路から濃混合気を分流供給するように構成されてなる濃淡燃焼バーナであって、
   前記中央濃炎孔に濃混合気を供給する濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の下端部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に対し、前記濃混合気導入通路から前記濃混合気供給通路に濃混合気を分流供給するための第１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、前記濃混合気導入通路から前記２列の外側濃炎孔に濃混合気を分流供給するための第２連通孔及び第３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、かつ、
   前記第２連通孔と第３連通孔とは、両者間に遮るものなく前記濃混合気導入通路内の空間のみを介して互いに対面した状態に配置されている
   ことを特徴とする濃淡燃焼バーナ。
2. 請求項１に記載の濃淡燃焼バーナであって、
   前記濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の下端部には、前記第１連通孔が形成された突出部以外の部位であって、前記第２連通孔及び第３連通孔が対面状態で配置される部位に切欠凹部が形成されている、濃淡燃焼バーナ。
3. 請求項２に記載の濃淡燃焼バーナであって、
   前記濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材は、展開状態において折り曲げ線位置を間に挟んで両側位置に濃混合気供給通路を区画形成するためのプレート部がそれぞれ配置されてなる１枚物のプレート素材が、前記折り曲げ線位置に折り曲げられて前記一対のプレート部が相対向するように形成されたものであり、かつ、折り曲げ後の前記折り曲げ線位置に沿った下端部の前端側部分が前記濃混合気導入通路内に突出する突出部として設定されるとともに、その突出部に隣接した部分に前記切欠凹部が形成されるように前記展開状態において前記折り曲げ線を挟んで切欠開口が予め形成されてなる、濃淡燃焼バーナ。
4. 請求項３に記載の濃淡燃焼バーナであって、
   前記２列の淡炎孔に対し共通の淡混合気導入通路から導入された淡混合気が分流されて供給されるように構成され、
   前記１枚物のプレート素材が折り曲げられて形成されてなる形成部材の下端部の後端側部分が、前記淡混合気導入通路の前記分流位置の通路空間を横切るように配設され、かつ、淡混合気の下流側に向けて斜め上向きに傾斜するように配設されている、濃淡燃焼バーナ。

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