JP6038750B2

JP6038750B2 - 管状バーナ

Info

Publication number: JP6038750B2
Application number: JP2013180893A
Authority: JP
Inventors: 忠幸平賀
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015048980A

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気がこれら炎口から噴出し、炎口部材の外方から二次空気が供給されて燃焼するようにした管状バーナに関する。

従来、この種の管状バーナとして、炎口部材に、炎口として、中央部の主炎口と、主炎口の周囲に位置する、主炎口より小さな複数の副炎口とを形成したものが知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。副炎口を形成するのは、燃焼の安定化を図るためである。

ここで、従来は、主炎口の周囲全周に亘って副炎口を均等に配置している。そのため、炎口部材の外方から供給される二次空気が副炎口から噴出する混合気の燃焼に消費されて、主炎口から噴出する混合気の燃焼で形成される主炎の根元部分に二次空気が十分に供給されなくなる。そして、主炎が二次空気を求めて前方に大きく伸びてしまい、管状バーナを具備する燃焼装置の大型化を招く。

ＵＳ−Ａ１−５１８６６２０ＵＳ−Ａ１−２００７００８２３０９特開２０１２−３７１０９号公報特開２０１２−３７１１０号公報特開２０１２−４２０８３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、主炎の根元部分に二次空気を十分に供給して、主炎が前方に大きく伸びることを防止できるようにした管状バーナ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、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気がこれら炎口から噴出し、炎口部材の外方から二次空気が供給されて燃焼するようにした管状バーナであって、炎口部材に、炎口として、中央部の主炎口と、主炎口の周囲に位置する、主炎口より小さな複数の副炎口とが形成されるものにおいて、本願の第１発明は、炎口部材の外周と主炎口との間の環状領域に、副炎口を形成しない無炎口領域が周方向の間隔を存して複数設けられ、これら無炎口領域の間の各炎口領域に副炎口が周方向に並べて複数形成され、各炎口領域内の副炎口間の周方向間隔は各無炎口領域の周方向幅よりも狭くなっていることを特徴とし、本願の第２発明は、炎口部材の外周と主炎口との間の環状領域に、副炎口を形成しない無炎口領域が周方向の間隔を存して複数設けられ、これら無炎口領域の間の各炎口領域に副炎口が複数形成され、混合管の前端に、炎口部材の前面よりも前方に突出する筒状突出部が設けられ、この筒状突出部の各無炎口領域に合致する周方向位置に、径方向内方に窪んで炎口部材を前方に抜け止めする窪み部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、炎口部材の外方から主炎口まで二次空気が無炎口領域を介して、副炎口から噴出する混合気の燃焼に消費されることなく流れる。従って、主炎口から噴出する混合気の燃焼で形成される主炎の根元部分に二次空気が十分に供給され、主炎が前方に大きく伸びることを防止できる。

また、本発明において、複数の無炎口領域は、周方向に等間隔で設けられることが望ましい。これによれば、主炎に対する二次空気の供給箇所が等間隔で分布することになり、主炎が主炎口の中心線から何れかの方向に偏ることを防止できる。

ところで、炎口部材を混合管の前端部に固定するために、混合管の前端に、炎口部材の前面よりも前方に突出する筒状突出部を設け、この筒状突出部の周囲複数個所に径方向内方に窪む窪み部を形成して、窪み部により炎口部材を前方に抜け止めすることが考えられる。そして、窪み部の形成位置を上記第２発明の如く各無炎口領域に合致する周方向位置とすれば、筒状突出部を設けても、無炎口領域に窪み部を介して二次空気が流入しやすくなり、主炎に対する二次空気の供給不足を生じない。更に、窪み部が副炎口から遠ざかることになり、窪み部の過熱を効果的に防止できる。

また、本発明において、各炎口領域に形成する副炎口のうち隣り合う副炎口の形状は合同でないことが望ましい。これによれば、隣り合う副炎口から噴出する混合気の燃焼で形成される火炎の振動数を異ならせて、燃焼共鳴音の発生を抑制できる。

本発明の実施形態の管状バーナの斜視図。実施形態の管状バーナの要部の断面図。実施形態の管状バーナの前方から見た正面図。

図１、図２を参照して、１は本発明の実施形態の管状バーナを示している。この管状バーナ１は、暖房機に用いるものであり、室内空気との熱交換を行う熱交換パイプＰの流入端に対向して配置される。

管状バーナ１は、混合管２と、混合管２の前端部に嵌合させた炎口部材３とで構成されている。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気が生成されるようにしている。

また、本実施形態では、管状バーナ１が２個並設されている。この２個の管状バーナ１，１の２個の混合管２，２は、混合管２の半割形状部分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ている。そして、両板材４，４の両混合管２，２間に位置する部分の前端部に、両板材４，４が離隔する方向への窪みを形成して、この窪みにより両管状バーナ１，１間で火移りさせる火移り炎口４１を構成している。

炎口部材３は、前板３１と後板３２との２枚の板材で構成されている。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の前端部に内嵌する筒状部３１ａを有しており、また、後板３２は、円板状の後面部分の外周から前方にのびて、前板３１の筒状部３１ａ内に挿入される筒状部３２ａを有している。

また、混合管２の前端に、炎口部材３の前面よりも前方に突出する筒状突出部２４を設け、この筒状突出部２４の周囲複数個所に、径方向内方に窪んで炎口部材３、即ち、前板３１を前方に抜け止めする窪み部２５を形成している。更に、混合管２の前端部に、後板３２が当接する径方向内方に窪んだビード部２６を形成し、前板３１と後板３２が窪み部２５とビード部２６との間に挟まれて固定されるようにしている。

前板３１には、その前面中央部に位置する主炎口３３と、主炎口３３の周囲に位置する、主炎口３３より小さな複数の副炎口３４とが形成されている。後板３２には、主炎口３３に向けて前方にのびる中央部の筒部３５と、筒部３５の周囲に位置する複数の通気孔３６とが形成されている。そして、混合気が筒部３５を介して主炎口３３に導かれて、主炎口３３から勢いよく前方に噴出し、この噴出混合気の燃焼で熱交換パイプＰ内にのびる主炎が形成される。一方、通気孔３６を介して副炎口３４から噴出する混合気の流速は比較的低く押えられ、燃焼の安定化が図られる。更に、筒状突出部２４の内周面近傍が負圧となって、副炎口３４の径方向外端寄りの部分から噴出する混合気が筒状突出部２４の内周面近傍に渦を巻くようにして還流し、この部分にリフトしにくい火炎が形成されて保炎性が確保される。

ところで、主炎口３３の周囲に全周に亘って均等に副炎口３４が配置されていると、炎口部材３の外方から供給される二次空気が副炎口３４から噴出する混合気の燃焼に消費されて、主炎の根元部分に二次空気が十分に供給されなくなり、主炎が二次空気を求めて前方に大きく伸びてしまう。この場合、熱交換パイプＰを長くすることが必要になって、暖房機の大型化を招く。

そこで、本実施形態では、炎口部材３たる前板３１の外周と主炎口３３との間の環状領域に、副炎口３４を形成しない無炎口領域３ａを周方向に等間隔で複数（本実施形態では４つ）設け、これら無炎口領域３ａの間の各炎口領域３ｂに副炎口３４を周方向に並べて複数形成している。各炎口領域３ｂ内の副炎口３４，３４間の周方向間隔は各無炎口領域３ａの周方向幅よりも狭くなっている。更に、炎口部材３を前方に抜け止めする上記各窪み部２５を、各無炎口領域３ａに合致する周方向位置に形成している。

これによれば、炎口部材３の外方から主炎口３３まで二次空気が無炎口領域３ａを介して、副炎口３４から噴出する混合気の燃焼に消費されることなく流れる。そのため、主炎の根元部分に二次空気が十分に供給され、主炎が前方に大きく伸びることを防止できる。更に、複数の無炎口領域３ａが周方向に等間隔で設けられるため、主炎に対する二次空気の供給箇所が等間隔で分布することになり、主炎が主炎口３３の中心線から何れかの方向に偏ることを防止できる。

また、混合管２の前端に、炎口部材３の前面よりも前方に突出する筒状突出部２４を設けても、無炎口領域３ａに窪み部２５を介して二次空気が流入しやすくなり、主炎に対する二次空気の供給不足を生じない。更に、窪み部２５が副炎口３４から遠ざかることになり、径方向内方に窪むことで本来加熱されやすくなる窪み部２５の過熱を効果的に防止できる。

また、本実施形態では、各炎口領域３ｂに、各炎口領域３ｂの周方向中央に位置する径方向に長手のスリット状の♯１の副炎口３４と、♯１の副炎口３４に平行でその両脇に位置するスリット状の一対の♯２の副炎口３４と、♯２の各副炎口３４に平行でその周方向外側に位置するスリット状の♯３の副炎口３４との計５個の副炎口を形成している。そして、図３に示す如く、各炎口領域３ｂに形成する副炎口３４のうち隣り合う副炎口３４の形状は合同にならないようにしている。即ち、♯１の副炎口３４よりも♯２の副炎口３４の幅を広くして、隣り合う♯１の副炎口３４と♯２の副炎口３４とを非合同の形状とし、♯２の副炎口３４よりも♯３の副炎口３４の長さと幅を小さくして、隣り合う♯２の副炎口３４と♯３の副炎口３４とを非合同の形状としている。これによれば、隣り合う副炎口３４から噴出する混合気の燃焼で形成される火炎の振動数を異ならせて、燃焼共鳴音の発生を抑制できる。

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、副炎口３４を、上記実施形態の如きスリット状ではなく、丸孔状に形成してもよい。また、上記実施形態では、炎口部材３を前板３１と後板３２の２枚板構造にしているが、セラミックス等の厚板から成る１枚板構造のものとすることも可能である。更に、上記実施形態は、暖房機用の管状バーナに本発明を適用したものであるが、暖房機以外の燃焼装置で使用する管状バーナにも同様に本発明を適用できる。

１…管状バーナ、２…混合管、２４…筒状突出部、２５…窪み部、３…炎口部材、３ａ…無炎口領域、３ｂ…炎口領域、３３…主炎口、３４…副炎口。

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気がこれら炎口から噴出し、炎口部材の外方から二次空気が供給されて燃焼するようにした管状バーナであって、
炎口部材に、炎口として、中央部の主炎口と、主炎口の周囲に位置する、主炎口より小さな複数の副炎口とが形成されるものにおいて、
炎口部材の外周と主炎口との間の環状領域に、副炎口を形成しない無炎口領域が周方向の間隔を存して複数設けられ、これら無炎口領域の間の各炎口領域に副炎口が周方向に並べて複数形成され、各炎口領域内の副炎口間の周方向間隔は各無炎口領域の周方向幅よりも狭くなっていることを特徴とする管状バーナ。
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気がこれら炎口から噴出し、炎口部材の外方から二次空気が供給されて燃焼するようにした管状バーナであって、
炎口部材に、炎口として、中央部の主炎口と、主炎口の周囲に位置する、主炎口より小さな複数の副炎口とが形成されるものにおいて、
炎口部材の外周と主炎口との間の環状領域に、副炎口を形成しない無炎口領域が周方向の間隔を存して複数設けられ、これら無炎口領域の間の各炎口領域に副炎口が複数形成され、
混合管の前端に、炎口部材の前面よりも前方に突出する筒状突出部が設けられ、この筒状突出部の各無炎口領域に合致する周方向位置に、径方向内方に窪んで炎口部材を前方に抜け止めする窪み部が形成されることを特徴とする管状バーナ。
前記複数の無炎口領域は、周方向に等間隔で設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の管状バーナ。
前記各炎口領域に形成する前記副炎口のうち隣り合う副炎口の形状は合同でないことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の管状バーナ。