JP5626242B2 - 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、特に中央位置で長手方向に延びる濃炎孔を挟んで短手方向両側に淡炎孔が配列され、さらに淡炎孔の短手方向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、長手方向に細長く延びる中央位置の濃炎孔に対し、濃混合気を長手方向全域にわたり均一な流量・安定的な流速で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、薄板素材をプレス成形等で所定形状に成形した各種の形成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１〜３参照）。特に、特許文献１では、
帯板状の複数の整流板を間に所定の隙間を開けて順に並べることで、それぞれ上端開口が淡炎孔となる複数のスリット状の流路を形成する場合に、これらの下位置に淡混合気の流入路を設け、この流入路の直上位置のスリット状の流路の流路幅を他のスリット状流路よりも狭くする一方、これ以外の他の２つのスリット状流路の下端部に共通の空間部を設けること、が提案されている。又、特許文献２では、濃混合気室と、淡混合気室と、両者を連通させて混合させる手段とを設けることで、３種類の濃度の混合気を燃焼させること、が提案されている。さらに、特許文献３では、淡炎孔を短手方向両側から挟んで長手方向に延びる２列の濃炎孔に対し濃混合気を供給する流路として、濃炎孔の下側位置で長手方向一側から他側に延びる管状流路と、この管状流路の途中位置から各濃炎孔に濃混合気を供給するための縦流路とを設け、この縦流路を長手方向に広く形成するとともに、流路を部分的に遮るように複数の内側突出部を設けること、が提案されている。

特開２０１０−２６１６１９号公報 特開２００３−３２９２２０号公報 特開２０１１−１９１０３７号公報

ところで、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（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。この場合には、中央位置の濃炎孔を形成するためのバーナ部として、２枚の金属板部材を間に狭幅のスリット状空間を隔てて相対向させた上で、周囲を仕切るように互いに接合させることで扁平形状に形成することが考えられている。そして、前記スリット状空間に対の下方位置であって長手方向中間位置に形成した連通孔から濃混合気をスリット状空間に導入し、導入された濃混合気が、上端において長手方向全長範囲に細長く開口する濃炎孔に対し供給されるという構成が考えられている。

しかしながら、このような構成にすると、バーナ部内のスリット状空間が狭幅であることに起因して、下方位置の長手方向中間位置から導入された濃混合気がスリット状空間内で長手方向全域に対し拡散し難くなる結果、濃炎孔に形成される濃火炎の不均一化・不安定化を招くことになるという不都合発生のおそれが考えられる。例えば、濃混合気導入口から近い部位や、濃炎孔導入口から導入される濃炎孔の流れ方向にある部位の濃炎孔に対し、より多くの濃混合気が流れてしまい、長手方向における濃混合気の供給流量の不均一化や、流速の不安定化を生じてしまうおそれが考えられる。この結果、濃火炎の不安定化を招き、燃焼不良を引き起こす要因になることが考えられる。

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、長手方向に延びる濃炎孔に対しその下側位置であって長手方向中間位置の連通孔から濃混合気を導入して供給する場合に、濃炎孔に供給される濃混合気の供給流量を長手方向全域にわたり均一化し得る濃淡燃焼バーナを提供することにある。さらに、供給流量の均一化に加え、濃炎孔に供給される濃混合気の流速を長手方向全域にわたり安定化し得るようにすることも目的とする。

上記目的を達成するために、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、前記中央濃炎孔に対し濃混合気導入通路により導入される濃混合気が供給され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、上端において長手方向に延びた状態で開口された前記中央濃炎孔と、この中央濃炎孔に濃混合気を供給するための扁平空間状の濃混合気供給通路とを、一対の板状部材からなる形成部材の相対向内面間に区画形成し、この形成部材の下端部の長手方向中間位置に、前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するよう連通孔を形成し、この連通孔を通して前記濃混合気導入通路と前記濃混合気供給通路とを互いに連通する。そして、前記形成部材内の濃混合気供給通路に、前記連通孔から濃混合気供給通路内に導入された濃混合気を長手方向両側に向けて拡散させるための濃混合気拡散部を前記連通孔の上方位置において形成することとした（請求項１）。

本発明の場合、連通孔から濃混合気供給通路内に流入した濃混合気は上方に向けて流れて濃混合気拡散部に衝突又は流れが抑制される結果、濃混合気拡散部を避けて長手方向一側と他側との両側に分流されて拡散することになる。これにより、連通孔が長手方向中間位置に形成されていても、その連通孔から濃混合気供給通路内に流入された濃混合気を、長手方向全長にわたり形成されている濃炎孔に対し、連通孔の上方位置の濃炎孔に偏ることなく、均一に拡散させた状態で供給させることが可能になる。

本発明の中央濃炎孔として、前記形成部材の上端開口が長手方向に所定間隔毎に閉塞されてなる閉塞部を挟んで複数のブロックに区分けされたものとし、前記連通孔が長手方向中央位置よりも長手方向一側に近い位置に形成される一方、前記濃混合気供給通路に、前記濃混合気拡散部よりも長手方向他側の領域に存するブロックに属する中央濃炎孔よりも下方位置に、前記形成部材の相対向面が短手方向内側に突出されてなる流量安定用絞り部を形成するようにすることができる（請求項２）。このようにすることにより、連通孔が長手方向中央位置ではなくて長手方向一側に偏った位置に形成されて、濃混合気供給通路内に対し長手方向一側に偏った位置の連通孔から濃混合気が供給される場合であっても、濃混合気拡散部により濃混合気供給通路の他側へ拡散される濃混合気の内圧を流量安定用絞り部により高めて、濃混合気供給通路の一側へ拡散される濃混合気と同等の供給流量にさせ得ることになる。これにより、長手方向全長にわたり形成されている濃炎孔に対する濃混合気の供給流量を、連通孔の形成位置の偏りの影響を与えることになく、均一化させることが可能になる。

又、その場合の流量安定用絞り部として、長手方向他側端に位置するブロックを除き、前記濃混合気拡散部よりも長手方向他側の領域に存する全てのブロックを対象にして形成す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、長手方向に対し最も端に位置して濃混合気が流れ難いと考えられるブロックに属する濃炎孔に対しても、濃混合気を十分に供給させることができる。

さらに、各ブロックの濃炎孔と、前記各流量安定用絞り部とにより挟まれる上下方向中間部位の濃炎孔供給通路に、前記形成部材の相対向面が拡幅された状態で長手方向に延びる流路拡大部を形成するようにすることができる（請求項４）。このようにすることにより、長手方向に隣接する流量安定用絞り部間の細長い縦長空間を通して上方に勢いよく流れたとしても、その勢いよく流された濃混合気が濃炎孔にそのまま直接に供給されることを防止して、各濃炎孔に流れる前段階において、その濃混合気を流路拡大部内に一旦流入させて、濃混合気の流量を長手方向にわたり均一化させ、かつ、その流速も長手方向にわたり安定化させた上で、各濃炎孔に供給させ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、連通孔から濃混合気供給通路内に流入して上方に向かう濃混合気の流れが濃混合気拡散部に衝突し又は抑制される結果、濃混合気の流れを長手方向一側と他側との両側に分流させて拡散させることができるようになる。これにより、連通孔が長手方向中間位置に形成されていても、その連通孔から濃混合気供給通路内に流入された濃混合気を、長手方向全長にわたり形成されている濃炎孔に対し、連通孔の上方位置の濃炎孔に偏ることなく、均一に拡散させた状態で供給させることができるようになる。

特に、請求項２によれば、連通孔が長手方向中央位置ではなくて長手方向一側に偏った位置に形成されて、濃混合気供給通路内に対し長手方向一側に偏った位置の連通孔から濃混合気が供給される場合であっても、濃混合気拡散部により濃混合気供給通路の他側へ拡散される濃混合気の内圧を流量安定用絞り部により高めて、濃混合気供給通路の一側へ拡散される濃混合気と同等の供給流量にさせることができるようになる。これにより、長手方向全長にわたり形成されている濃炎孔に対する濃混合気の供給流量を、連通孔の形成位置の偏りの影響を与えることになく、均一化させることができるようになる。

又、請求項３によれば、流量安定用絞り部として、長手方向他側端に位置するブロックを除き、濃混合気拡散部よりも長手方向他側の領域に存する全てのブロックを対象にして形成するようにすることで、長手方向に対し最も端に位置して濃混合気が流れ難いと考えられるブロックに属する濃炎孔に対しても、濃混合気を十分に供給させることができるようになる。

さらに、請求項４によれば、長手方向に隣接する流量安定用絞り部間の細長い縦長空間を通して上方に勢いよく流れたとしても、その勢いよく流された濃混合気が濃炎孔にそのまま直接に供給されることを防止して、各濃炎孔に流れる前段階において、その濃混合気を流路拡大部内に一旦流入させて、濃混合気の流量を長手方向にわたり均一化させ、かつ、その流速も長手方向にわたり安定化させた上で、各濃炎孔に供給させ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。 淡バーナ部を構成する第１プレート部材、外側濃バーナ部を構成する第２プレート部材、中央濃バーナ部を構成する第３プレート部材、及び、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形成部材を、分解した状態で示す分解斜視図である。 図４の分解した状態を長手方向一側からみた状態で示す分解側面図である。 図４又は図５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。 第１〜第３プレート部材が組み付けられた状態で炎孔形成部材を装入する手順を分解状態で示す参考図である。 図２のＡ−Ａ線で切断した状態の斜視図である。 図９（ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した状態の正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）中の中央濃バーナ部を抜き出して示す部分図である。 図９（ａ）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９（ａ）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９（ａ）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９（ａ）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９（ａ）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拡大断面説明図である。 中央濃バーナ部を構成する第３プレート部材の拡大斜視図である。 図９（ｂ）のＧ−Ｇ線に対応する位置で切断したときの中央濃バーナ部の部分斜視図である。 図９（ｂ）のＨ−Ｈ線に対応する位置で切断したときの中央濃バーナ部の部分斜視図である。 図９（ｂ）のＩ−Ｉ線に対応する位置で切断したときの中央濃バーナ部の部分斜視図である。 図１９（ａ）は図９（ｂ）のＪ−Ｊ線に対応する位置で切断したときの中央濃バーナ部の部分斜視図であり、図１９（ｂ）は図９（ｂ）のＫ−Ｋ線に対応する位置で切断したときの中央濃バーナ部の部分斜視図である。

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、炎孔形成部材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（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複数の炎孔列が図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それぞれ淡火炎が形成され、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それぞれ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及び図５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７１，７１が少なくとも１つ（図例では２つ）の架橋部７２，７２により一体に連結された炎孔形成部材７とを用いて構成する。第３プレート部材６(図６参照)は、金属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（図４も併せて参照）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、その相対向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。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６参照）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。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。前記の一対のプレート部６５，６５が一対の金属板状部材を構成し、前記の第３プレート部材６がかかる一対の金属板状部材よりなる形成部材を構成する。前記の各第１連通孔６１が本願発明の連通孔を構成する。

そして、この中央濃バーナ部３ａを一対の第１プレート部材４，４間の上端開口から内部に下方に差し込むことで、一対の第１プレート部材４，４の短手方向の相対向間の中央位置に中央濃バーナ部３ａが配置され（図７参照）、第１プレート部材４，４の上端開口が中央濃バーナ部３ａにより２つに区画された状態になる。そして、この２つに区画された上端開口内に炎孔形成部材７が上から装入され、この炎孔形成部材７を構成する一対の炎孔形成部７１，７１が中央濃バーナ部３ａの濃炎孔列３３を短手方向両側から囲んだ状態に組み付けられる。この組み付けの際、炎孔形成部材７の架橋部７２，７２を第３プレート部材６の濃炎孔列３３に形成された凹状の嵌合溝３３２(図４も併せて参照)に内嵌させる。これにより、長手方向に対する位置決め及び上下方向への位置決めが共にされた状態で、一対の炎孔形成部７１，７１の上端面に２列の淡炎孔列３４，３４（図３も併せて参照）が形成されて、淡バーナ部３ｂが形成されることになる。第２プレート部材５，５は、淡バーナ部３ｂの第１プレート部材４４の外側に被せられて（例えば図５参照）、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。

前記の炎孔形成部７１，７１（図５参照）の内表面７１１，７１１間の内幅は、第３プレート部材６により形成される中央濃バーナ部３ａの短手方向の幅寸法(具体的には後述の膨出部６５４，６５４の幅方向寸法)に合致するように設定され、又、一対の炎孔形成部７１，７１の両側の外表面７１０，７１０間の外幅が第１プレート部材４，４の短手方向の内幅（具体的には後述の膨出部４４，４４の内面間隔）に合致するように設定されている。これにより、炎孔形成部材７の一対の炎孔形成部７１，７１を、第３プレート部材６と両側の第１プレート部材４，４との間の空間に対し上から装入すれば、各炎孔形成部７１の外表面７１０が第１プレート部材４の内面(具体的には膨出部４４の内面)と密接する一方、各炎孔形成部７１の内表面７１１が第３プレート部材６の膨出部６５４と密接し、互いの間を混合気が通り抜けないようにメタルシールされるとともに、一対の炎孔形成部７１，７１が第３プレート部材６を挟んで短手方向に対し確実に対称位置に位置決めされて、第３プレート部材６や第１プレート部材４，４に対し確実に所定位置に組み付け得るようになっている。

この点につき、補足説明すると、第３プレート部材６にはその各プレート部６５の上端寄り位置の外側面に短手方向外側に膨出するリブ状の膨出部６５４（図４，図５参照）が長手方向全長に延びるように形成され、この膨出部６５４に前記の各炎孔形成部７１の最内側の表面７１１が密接することになる。一方、第１プレート部材４にも短手方向内側に向けて膨出するリブ状の膨出部４４が長手方向全長に延びるように形成され、この膨出部４４に前記の各炎孔形成部７１の最外側の表面７１０が密接することになる。これにより、前記のメタルシールが行われるとともに、各淡炎孔列３４に形成される淡火炎と、これを挟んで中央濃炎孔列３３及び外側濃炎孔３５に形成される２列の濃火炎との間に、膨出部４４，６５４，６５４，４４の膨出量の相当する僅かな短手方向幅分の帯状で長手方向全長に延びる混合気の非噴出帯３９，４０，４０，３９（図１４参照）を形成することができる。

なお、第３プレート部材６の各プレート部６５の上端寄り位置には、短手方向外側に突出する適宜数（図例では２つ）の突起６５５，６５５（図４，図５参照）が形成されている。そして、前記の炎孔形成部材７の各炎孔形成部７１が前記の如く上から装入されて架橋部７２，７２が前記の嵌合溝３３２，３３２に内嵌して組み付けられた状態で、前記の突起６５５，６５５が各炎孔形成部７１の内表面７１１に形成された凹部に嵌り込んで、各炎孔形成部７１が上方に抜け出ないように抜け止めを果たすようになっている。

次に、図８，図９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８，図９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。図９（ａ）に示すように、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１０，図１１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（図１２の点線の矢印を参照）、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（図１３も併せて参照）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１０又は図１１参照）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１０又は図１４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。なお、筒部３８内から各第１連通孔６１を通して内部空間６２内に導入された濃混合気が、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１まで供給されるまでの詳細な供給構造部分については、後述する。

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、筒部３８を構成する一対の第１プレート部材４４に第２，第３連通孔４１，４１（図１１又は図１３も参照）が貫通形成されており、一側（図１１の右側，図１３の上側）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１１の左側，図１３の下側）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９参照）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（幅方向）において何も遮ることのない筒部３８内の空間を介して相対向して開口するようになっている（図１１又は図１３参照）。

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が扁平空間状に区画形成された第１濃混合気供給通路を構成する。

次に、中央濃バーナ部３ａ内の濃混合気の供給構造部分について詳細に説明する。濃混合気導入通路である筒部３８（図９（ａ），図１３参照）内を長手方向一側（図面の左側）に開口する第２供給口３２から他側（図面の右側）に向けて各第１連通孔６１まで流れた濃混合気は、各第１連通孔６１を通して濃混合気供給通路である内部空間６２内に導入され、この内部空間６２を通して最終的に中央濃炎孔列３３を構成する個々の濃炎孔３３１まで供給され、各濃炎孔３３１に濃火炎を形成することになる。中央濃炎孔列３３は、図９（ｂ），図１５に示すように、プレート部６５，６５間の上端開口が長手方向に所定間隔毎に縦長の閉塞部６５６，６５６，…で閉塞され、隣接する閉塞部６５６，６５６で区画された１つのブロック内がさらに複数（図例では２つ）の小閉塞部で区分けされることで、各ブロックが例えば３つの濃炎孔３３１，３３１，…に区画形成されてなるものである。一方、前記の内部空間６２内には、濃混合気拡散部６５７と、所定数の流量安定用絞り部６５８，６５８，…と、流路拡大部としての膨出部６５４とが形成されて、各濃炎孔３３１に対する濃混合気の供給流量を長手方向区全域にわたり均一化したり、濃混合気の流速を長手方向全域にわたり安定化したり、することができるようになっている。

すなわち、濃混合気拡散部６５７は、図１６にも示すように、第１連通孔６１，６１の上方位置において、一対のプレート部６５，６５のそれぞれが部分的に内側に突出されて所定形状範囲が互いに接合されて閉塞されることで形成されたものである。その形状は下向きに尖った三角形状とされ、各第１連通孔６１から上に向かうとＶの字状に分流されるような形状に設定されている。これにより、長手方向中間位置の第１連通孔６１から流入する濃混合気を長手方向全長にわたり形成されている濃炎孔３３１，３３１，…に対し供給する場合に、第１連通孔６１，６１から内部空間６２内に流入した濃混合気を濃混合気拡散部６５７に衝突させて長手方向一側と他側との両側に分流させて拡散させることができるようになる。加えて、そのＶの字状の下向きの頂点は、各第１連通孔６１の真上位置よりも長手方向他側(図面の右側)寄りに位置付けられている。これは、筒部３８(図９(ａ)参照)内を長手方向他側（図面の右側）に流れた濃混合気が第１連通孔６１，６１から内部空間６２内に流入しても、第１連通孔６１の真上方向ではなくて筒部３８内の流れの向きの影響でわずかに右斜め上方に流れると考えられることに起因している（図９（ｂ）の破線の矢印参照）。つまり、このような第１連通孔６１から流入する濃混合気の主流（流れの中心部分）が、濃混合気拡散部６５７の前記の頂点に衝突することで、長手方向一側と他側とにそれぞれ効率よく拡散し得るようにしているのである。加えて、第１連通孔６１，６１が長手方向の中央位置よりも一側(左側)寄りの位置(左側端から長手方向に長手方向全長の１／４〜１／３の位置)、に形成されているため、濃混合気拡散部６５７を構成するＶの字の頂点を挟んだ長手方向他側部を一側部よりも長く、しかも傾斜を緩く形成し、これにより、濃混合気拡散部６５７よりも長手方向他側(右側)に対し一側(左側)よりも多くの濃混合気を拡散させるようにしている。

又、各流量安定用絞り部６５８は、所定位置において、前記と同様に一対のプレート部６５，６５のそれぞれが部分的に内側に突出されて所定形状範囲が互いに接合されて閉塞されることで形成されたものである。その形状は長手方向に所定範囲だけ延びる長方形とされている。そして、各流量安定用絞り部６５８は、濃混合気拡散部６５７の形成位置よりも長手方向他側(右側)範囲にあるブロックに属する濃炎孔３３１，３３１，…の下方位置であって、膨出部６５４に対し下側に隣接する位置に配置されている。すなわち、各流量安定用絞り部６５８は、図１７，図１８及び図１９（ａ）に示すように、１つのブロックを挟んで両側の遮蔽部６５６，６５６の下方位置には存在せずに、隣接する遮蔽部６５６，６５６間にある濃炎孔３３１，３３１，３３１の下方位置に存在するように配置されている。これにより、濃混合気拡散部６５７により長手方向他側に拡散された濃混合気が、長手方向に隣接する流量安定用絞り部６５８，６５８間の細長い縦長空間を通して上方に勢いよく流れるようになる上に、この勢いよく流された濃混合気が濃炎孔３３１にそのまま直接に供給されることを防止することができる。その上に、各濃炎孔３３１に流れる前段階で、その濃混合気を膨出部６５４内の流路拡大部に一旦流入させるようにすることで、濃混合気の流量を長手方向にわたり均一化させ、かつ、その流速も長手方向にわたり安定化させた上で、各濃炎孔３３１に対し供給させることができる。加えて、流路拡大部である膨出部６５４内で流速が一旦落とされた濃混合気が、次に、内部空間６２や流路拡大部と比べて幅が最も狭い各濃炎孔３３１内に導入されることになるため、そのノズル効果により混合がより一層促進され、混合促進された状態の濃混合気が各濃炎孔３３１の炎孔面から噴出されることになる。

但し、長手方向他側端（右側端）にあるブロックに属する濃炎孔３３１，３３１（図１９（ｂ）参照）の下側位置には流量安定用絞り部６５８は形成しないようにしている。これにより、長手方向に対し最も端に位置して濃混合気が流れ難いと考えられるブロックに属する濃炎孔３３１，３３１に対しても、濃混合気を十分に供給させることができる。

以上の濃淡燃焼バーナ３の場合、前記の特徴的な効果に加えて、以下の如き前提の効果を得ることができる。すなわち、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＞
中央濃バーナ部３ａにより構成されて中央濃炎孔３３１からなる中央濃炎孔列３３と、これを短手方向両側から挟むそれぞれ淡炎孔３４１からなる一対の淡炎孔列３４，３４と、さらに、各淡炎孔列３４を外側から挟むように配列された外側濃炎孔３５１からなる外側濃炎孔列３５とを備えた濃淡燃焼バーナであれば、前記実施形態で示した淡バーナ部３ｂや外側濃バーナ部３ｃ以外の構成を採用した濃淡燃焼バーナに対しても、本発明を適用することができる。

前記実施形態では、濃混合気拡散部６５７や、流量安定用絞り部６５８として、一対のプレート部６５，６５を部分的に相対向面側（内側）に突出して互いに接合することにより形成した例を示したが、これに限らず、それぞれ突出させるだけで非接合とし、部分的に狭幅に絞るようにすることで、濃混合気拡散部や、流量安定用絞り部を形成するようにしてもよい。要するに、濃混合気の流れの抵抗となるように抑制することで、拡散したり実質的に遮断したりすることができればよいのである。

６ 第３プレート部材（形成部材）
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）
３８ 筒部（濃混合気導入通路）
６０ａ 下端部（形成部材の下端部）
６１ 第１連通孔(連通孔)
６２ 内部空間（濃混合気供給通路）
６５ プレート部(板状部材)
３３１ 濃炎孔
６５４ 膨出部(流路拡大部)
６５６ 遮蔽部
６５７ 濃混合気拡散部
６５８ 流量安定用絞り部

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、前記中央濃炎孔に対し濃混合気導入通路により導入される濃混合気が供給されるように構成されてなる濃淡燃焼バーナであって、
   上端において長手方向に延びた状態で開口された前記中央濃炎孔と、この中央濃炎孔に濃混合気を供給するための扁平空間状の濃混合気供給通路とが、一対の板状部材からなる形成部材の相対向内面間に区画形成され、この形成部材の下端部の長手方向中間位置には前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するよう連通孔が形成され、この連通孔を通して前記濃混合気導入通路と前記濃混合気供給通路とが互いに連通されており、
   前記形成部材内の濃混合気供給通路には、前記連通孔から濃混合気供給通路内に導入された濃混合気を長手方向両側に向けて拡散させるための濃混合気拡散部が前記連通孔の上方位置において形成されている
   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、
   前記中央濃炎孔は、前記形成部材の上端開口が長手方向に所定間隔毎に閉塞されてなる閉塞部を挟んで複数のブロックに区分けされてなり、
   前記連通孔が長手方向中央位置よりも長手方向一側に近い位置に形成される一方、前記濃混合気供給通路には、前記濃混合気拡散部よりも長手方向他側の領域に存するブロックに属する中央濃炎孔よりも下方位置に、前記形成部材の相対向面が短手方向内側に突出されてなる流量安定用絞り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、
   前記流量安定用絞り部は、長手方向他側端に位置するブロックを除き、前記濃混合気拡散部よりも長手方向他側の領域に存する全てのブロックを対象にして形成されている、濃淡燃焼バーナ。
4. 請求項２又は請求項３に記載の濃淡燃焼バーナであって、
   前記各ブロックの濃炎孔と、前記各流量安定用絞り部とにより挟まれる上下方向中間部位の濃炎孔供給通路には、前記形成部材の相対向面が拡幅された状態で長手方向に延びる流路拡大部が形成されている、濃淡燃焼バーナ。

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