JP5890243B2

JP5890243B2 - バーナ

Info

Publication number: JP5890243B2
Application number: JP2012104341A
Authority: JP
Inventors: 駿田中; 秀介近藤; 岡田　卓也; 岡田　　卓也
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-05-01
Also published as: JP2013231561A

Description

本発明は、温風暖房機等のガス器具に配置するバーナに関する。

従来、この種のバーナとして、細長形状のものであって、バーナの長手方向をＸ方向、バーナの幅方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として、Ｘ方向一端の流入口からＸ方向他端側にのびる混合管部を有するバーナ本体と、混合管部のＺ方向一方に位置するバーナ本体の面に設けられ、混合管部からの混合気が噴出する炎口がＸ方向の間隔を存して複数形成された燃焼板部と、混合管部の流入口に装着され、ガスノズルが隙間を存して挿入される吸引口を有する一次空気ダンパとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記構成のバーナを使用すると、バーナのサイズによっては、バーナの燃焼量が弱のときに、バーナのＸ方向一端側で火炎の燃焼状態が局所的に悪くなって、異常音が発生することが判明した。具体的には、バーナのＸ方向一端側において、炎口からの火炎が、エアーリッチになって長くなるものとガスリッチになって短くなるものとが混在した状態となる。

本願発明者は、鋭意研究を重ね、上述した現象の発生理由を解明するに至った。即ち、バーナのＸ方向他端側では、Ｘ方向一端側の流入口に装着する一次空気ダンパの吸引口から距離があるため、燃料ガスと一次空気とが十分に混合されるのに対し、バーナのＸ方向一端側では燃料ガスと一次空気との混合が不十分になり易く、特にバーナの燃焼量が弱のときは、一次空気の吸引量が少ないため、Ｘ方向一端側で燃料ガスと一次空気との混合率にムラが生じ、上述した現象が発生することを見出した。

特開２００４−２７０９５２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、バーナの燃焼量が弱のときであっても、燃料ガスと一次空気とを十分に混合させ、異常音の発生を防止できるようにしたバーナ用の一次空気ダンパ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、本発明のバーナは、細長形状のバーナであって、バーナの長手方向をＸ方向、バーナの幅方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として、Ｘ方向一端の流入口からＸ方向他端側にのびる混合管部を有するバーナ本体と、混合管部のＺ方向一方に位置するバーナ本体の面に設けられ、混合管部からの混合気が噴出する炎口がＸ方向の間隔を存して複数形成された燃焼板部と、混合管部の流入口に装着され、ガスノズルが隙間を存して挿入される吸引口を有する一次空気ダンパとを備えるものにおいて、ガスノズルの中心を通るＹ方向の線を境界線、境界線の前記Ｚ方向一方に位置する吸引口の領域を第１吸引領域、境界線のＺ方向他方に位置する吸引口の領域を第２吸引領域として、第２吸引領域の開口面積を第１吸引領域の開口面積より狭くすることを特徴とする。

本発明によれば、吸引口の開口面積の重心の位置がガスノズルの中心よりもＺ方向一方にずれることになり、混合管部のＸ方向一端側では、ガスノズルの中心よりもＺ方向一方が負圧になる。そして、バーナの燃焼量が弱のときで、ガスノズルから噴出する燃料ガスの流速が遅い場合には、混合管部のＸ方向一端側で、ガスノズルからの燃料ガスがＺ方向一方に曲げられ、ガスノズルよりＺ方向一方に偏倚した位置により多く吸引される一次空気に衝突して、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。従って、バーナの燃焼量が弱のときであっても、バーナのＸ方向一端側で燃料ガスと一次空気との混合率にムラを生ずることを抑制できる。

また、本発明においては、第２吸引領域の開口面積は、第１吸引領域の開口面積の３７〜４７％であることが好ましい。これによれば、バーナの燃料量に関係なく、燃焼状態が安定し、異常音の発生がないことが確認された。

本発明の実施形態のバーナを備える温風暖房機の断面図。実施形態のバーナの斜視図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。実施形態のバーナの長手方向正面図。一次空気ダンパの比較例を示す図。

図１を参照して、１は、温風暖房機の機体を示している。この温風暖房機１の機体内には、前面下部の吹出口１１と、背面の吸込口１２とを連通する通風ケース２が配置されている。通風ケース２内の下部には、温風ファン３が配置され、通風ケース２の上部には、本発明の実施形態のバーナ４を内蔵する燃焼筐５が配置されている。

燃焼筐５の上端部には、バーナ４の燃焼ガスを通風ケース２内に排出する排気口５１が開設され、燃焼筐５の背面部には、吸込口１２からの空気の一部を燃焼筐５内に導入する導入口５２が開設されている。そして、温風ファン３の作動により、吸込口１２から通風ケース２内に吸い込まれる空気に燃焼筐５の排気口５１から排出される燃焼ガスを混合させて温風として吹出口１１に送風するようにしている。

図２〜図５を参照して、バーナ４は、細長形状のものであって、バーナ本体４１と、燃焼板部４２と、一次空気ダンパ４３とを備えている。以下において、バーナ４の長手方向をＸ方向、バーナ４の幅方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として、方向を示す用語を用いるものとする。尚、図２において、後述する二次空気カバー４６は、Ｘ方向一方側（右側）の部分を省略した状態で図示されている。

バーナ本体４１は、プレス成形されたＹ方向両側の２枚の板材４１ａ，４１ａを両板材４１ａ，４１ａの接合フランジ部４１ｂにおいて重ね合わせて形成したものであって、両板材４１ａ，４１ａのＺ方向一方の端（上端）に形成した外曲げフランジ４１ｃ，４１ｃ間に、Ｚ方向一方（上方）に開口する開口部４１ｄを有する。また、バーナ本体４１には、Ｘ方向一端（右端）の流入口４５ｄからＸ方向他端（左端）側にのびる混合管部４５が一体的に形成されている。混合管部４５は、流入口４５ｄに対して縮径する第１通路４５ａと、第１通路４５ａからＸ方向他方（左方）にのびる第２通路４５ｂと、第２通路４５ｂからＸ方向他方に向けて次第に通路面積が狭くなるようにのびる第３通路４５ｃとを有し、その内部で燃料ガスと一次空気とを混合させて、混合気を生成している。また、混合管部４５は、そのＺ方向一方（上方）でバーナ本体４１の開口部４１ｄと連通し、混合気が開口部４１ｄへと誘導される。

燃焼板部４２は、バーナ本体４１の開口部４１ｄを覆うようにして、混合管部４５のＺ方向一方（上方）に位置するバーナ本体４１の上面に設けられている。また、燃焼板部４２は、Ｘ方向に所定の間隔を存して複数の炎口４２ａが２列に形成されており、混合管部４５から誘導された混合気を炎口４２ａから噴出させるようにしている。燃焼板部４２のＺ方向一方（上方）には、混合気の噴出された空間を囲うように設けられ、Ｚ方向一方（上方）に開口する開口部４６ａを有する二次空気カバー４６が設けられている。バーナ本体４１のフランジ４１ｃと燃焼板部４２とを重ね合わせた部分には、Ｘ方向に所定の間隔を存して複数の通気孔４６ｂが形成されており、通気孔４６ｂから制限された二次空気を、二次空気カバー４６内に流入するようにしている。そして、混合気を二次空気カバー４６内で一次燃焼させた後、二次空気カバー４６の開口部４６ａで二次燃焼させ、燃焼ガスを排出している。尚、二次空気カバー４６は省略してもよい。

一次空気ダンパ４３は、円筒部４３ａと、円筒部４３ａのＸ方向他端（左端）の鍔部４３ｂ，４３ｂとを有し、円筒部４３ａを混合管部４５の流入口４５ｄの外周面に嵌合することにより、流入口４５ｄに装着されている。また、一次空気ダンパ４３は、ガスノズル４７が隙間を存して挿入される吸引口４３ｃを有する。ガスノズル４７は、混合管部４５の流入口４５ｄの中心に位置するように、バーナ本体４１の接合フランジ部４１ｂに固定されている略コ字状のノズル取付部材（図示省略）によって、取り付けられている。

ここで、ガスノズル４７の中心を通るＹ方向の線を境界線Ｌ１、境界線Ｌ１のＺ方向一方（上方）に位置する吸引口４３ｃの領域を第１吸引領域Ｄ１、境界線Ｌ１のＺ方向他方（下方）に位置する吸引口４３ｃの領域を第２吸引領域Ｄ２とする。第１吸引領域Ｄ１は、境界線Ｌ１と、境界線Ｌ１のＺ方向一方（上方）の所定径の円弧Ｌ２とを輪郭として開口しているのに対し、第２吸引領域Ｄ２は、境界線Ｌ１と、境界線Ｌ１のＺ方向他方（下方）に位置するＹ方向の弦状の線Ｌ３と、線Ｌ３のＹ方向両側と境界線Ｌ１とを結ぶ小円弧Ｌ４，Ｌ４とを輪郭として開口している。このようにして、第２吸引領域Ｄ２の開口面積を第１吸引領域Ｄ１の開口面積より狭くしている。そして、ガスノズル４７から噴出される燃料ガス流によるエジェクタ効果によって、吸引口４３ｃから制限された一次空気を流入する。尚、一次空気ダンパ４３の鍔部４３ｂ，４３ｂは、装着方向を逆転してしまう等の誤組付けを防止するため、左右非対称形状としている。

以上の実施形態によれば、吸引口４３ｃの開口面積の重心の位置がガスノズル４７の中心よりもＺ方向一方（上方）にずれることになり、混合管部４５の第１通路４５ａ及び第２通路４５ｂでは、ガスノズル４７の中心よりもＺ方向一方（上方）が負圧になる。そして、バーナ４の燃焼量が弱のときで、ガスノズル４７から噴出する燃料ガスの流速が遅い場合には、混合管部４５の第１通路４５ａ及び第２通路４５ｂで、ガスノズル４７からの燃料ガスがＺ方向一方（上方）に曲げられ、ガスノズル４７よりＺ方向一方（上方）に偏倚した位置により多く吸引される一次空気に衝突して、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。従って、バーナ４の燃焼量が弱のときであっても、バーナ４の混合管部４５の第１通路４５ａ及び第２通路４５ｂで燃料ガスと一次空気との混合率にムラを生ずることを抑制できる。尚、バーナ４の燃料量が強のときで、ガスノズル４７から噴射する燃料ガスの流速が速い場合には、混合管部４５内に流入される燃料ガス量が多い上、これに伴って吸引される一次空気量が増加するため、混合管部４５の第１通路４５ａ及び第２通路４５ｂでも一次空気と燃料ガスとが十分に混合され、燃焼状態が悪くなることはない。

次に、上記バーナ４を備える５０号クラスの温風暖房機１を用いて、本発明の効果を示す次の実験を行った。本実験では、第２吸引領域Ｄ２の開口面積は、第１吸引領域Ｄ１の開口面積の３７〜４７％に設定した。これによれば、バーナ４の燃焼量に関係なく、燃焼状態が安定し、異常音の発生がないことが確認された。尚、第２吸引領域Ｄ２の開口面積を、第１吸引領域Ｄ１の開口面積の３７％未満に設定した場合は、強燃焼時に一次空気が不足して燃焼状態が悪化し、また、第２吸引領域Ｄ２の開口面積を、第１吸引領域の開口面積の４７％より大きく設定した場合は、Ｚ方向一方（上方）のみならず、Ｚ方向他方（下方）の一部も負圧となり、ガスノズル４７からの燃料ガスがＺ方向一方（上方）に曲がりきらず、混合管部４５の第１通路４５ａ及び第２通路４５ｂで、燃料ガスと一次空気との混合が十分に促進されなくなる。

これに対して、第１吸引領域Ｄ１及び第２吸引領域Ｄ２の両開口面積が同等になるように、例えば、第１吸引領域Ｄ１は、境界線Ｌ１と、境界線Ｌ１のＺ方向一方（上方）の所定径の円弧とを輪郭として開口し、第２吸引領域Ｄ２は、境界線Ｌ１と、境界線Ｌ１のＺ方向他方（下方）の所定径の円弧とを輪郭として開口している場合には、異常音が発生した。また、図６に示す比較例の一次空気ダンパの如く、第１吸引領域Ｄ１及び第２吸引領域Ｄ２が、Ｚ方向に沿った線Ｌ５（図６（ａ）参照）又はＺ方向一方（上方）及び他方（下方）に位置する弦状の線Ｌ６（図６（ｂ）参照）を輪郭として開口するようにして、第１吸引領域Ｄ１及び第２吸引領域Ｄ２の両開口面積が同等になる場合も同様に、異常音が発生した。

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、上記実施形態のバーナ４では、燃焼板部４２を上方に向けた上向き燃焼式バーナであるが、燃焼板部を横方向や下方に向ける横向き燃焼式や下向き燃焼式のバーナにも同様に本発明を適用できる。また、上記実施形態は、温風暖房機１におけるバーナ４に本発明を適用したものであるが、他のガス器具のバーナにも同様に本発明を適用できる。

４…バーナ、４１…バーナ本体、４２…燃焼板部、４２ａ…炎口、４３…一次空気ダンパ、４３ｃ…吸引口、４５…混合管部、４５ｄ…流入口、４７…ガスノズル、Ｌ１…境界線、Ｄ１…第１吸引領域、Ｄ２…第２吸引領域。

Claims

細長形状のバーナであって、バーナの長手方向をＸ方向、バーナの幅方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として、
Ｘ方向一端の流入口からＸ方向他端側にのびる混合管部を有するバーナ本体と、
混合管部のＺ方向一方に位置するバーナ本体の面に設けられ、混合管部からの混合気が噴出する炎口がＸ方向の間隔を存して複数形成された燃焼板部と、
混合管部の流入口に装着され、ガスノズルが隙間を存して挿入される吸引口を有する一次空気ダンパとを備えるものにおいて、
ガスノズルの中心を通るＹ方向の線を境界線、境界線の前記Ｚ方向一方に位置する吸引口の領域を第１吸引領域、境界線のＺ方向他方に位置する吸引口の領域を第２吸引領域として、第２吸引領域の開口面積を第１吸引領域の開口面積より狭くすることを特徴とするバーナ。
第２吸引領域の開口面積は、第１吸引領域の開口面積の３７〜４７％であることを特徴とする請求項１に記載のバーナ。