JP6049094B2

JP6049094B2 - 偏平バーナ

Info

Publication number: JP6049094B2
Application number: JP2014218900A
Authority: JP
Inventors: 卓史小代
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: JP2016084997A

Description

本発明は、給湯用熱源機等の燃焼装置に用いられる偏平バーナに関する。

一般に、給湯用熱源機においては、燃焼ファンで燃焼用空気を強制的に供給する燃焼筐内に、上端部に細長形状の炎口部を有する偏平バーナが複数個並設されている。

従来、この種の偏平バーナは、炎口部の長手方向を前後方向、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されている。また、混合管部の分布室部に対する接続部の真上に位置する分布室部の部分に横幅を狭めた狭窄部を設け、接続部の真上に位置する炎口部の部分に混合気が偏流することを防止して、混合気が接続部から前後方向に離れた部分にも分布するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、熱源機の小型化のため、偏平バーナの分布室部の上下方向寸法を短くすることが要求される場合がある。然し、分布室部の上下方向寸法を短くすると、整流部材の下端と狭窄部との間の上下方向距離が短くなり過ぎて、狭窄部を通過した混合気が速い流速のまま狭窄部の真上に位置する整流部材の部分の下端に衝突し、この衝突に起因する騒音が大きくなってしまう。

特開２０１４−１６３５９５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、分布室部の上下方向寸法を短くしても、狭窄部の真上に位置する整流部材の下端への混合気の衝突に起因する騒音を抑制できるようにした偏平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、本発明は、上端部に細長形状の炎口部を有する偏平バーナであって、炎口部の長手方向を前後方向、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、混合管部の分布室部に対する接続部の真上に位置する分布室部の部分に横幅を狭めた狭窄部が設けられると共に、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されるものにおいて、狭窄部の真上に位置する整流部材の部分の下端が、この部分に隣接する整流部材の部分の下端よりも上方に位置する段付き形状に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、分布室部の上下方向寸法を短くしても、狭窄部の真上に位置する整流部材の部分の下端を段付き形状に形成することで、この段付き形状部と狭窄部との間の距離が長くなって、段付き形状部への混合気の衝突速度が低下し、衝突に起因する騒音が抑制される。

尚、狭窄部の真上から離れた整流部材の部分には、混合気が前後方向の方向成分を持って流入するため、混合気の流れが上方を向くように整流する上で、整流部材の上下方向長さは短くすべきではない。ここで、本発明では、狭窄部の真上に位置する整流部材の部分に隣接する整流部材の部分、即ち、狭窄部の真上から離れた整流部材の部分の下端は上方に位置させないため、この部分の上下方向長さは短くならず、混合気の整流作用は損なわない。

ところで、偏平バーナでは、一般的に、混合管部がバーナ本体の下部前端の流入口から後方にのびて、混合管部の後端部に上方に屈曲した分布室部に対する接続部が設けられ、この接続部の真上に位置する分布室の後端部の部分に狭窄部が設けられる。このような偏平バーナに本発明を適用すると、狭窄部の真上に位置する整流部材の後端部の下端が段付き形状に形成されることになる。この場合、整流部材の前端部の下端も後端部下端の段付き形状と同じ高さの段付き形状に形成して、整流部材を前後方向に対称形状とすれば、整流部材を前後の向きを気にせずに組み付けられるようになり、組み付け性が向上する。

本発明の実施形態の偏平バーナを備える燃焼装置の切断側面図。実施形態の偏平バーナの斜視図。実施形態の偏平バーナの分解状態の斜視図。実施形態の偏平バーナの横方向中心の切断側面図。 (ａ)図４のＶａ−Ｖａ線断面図、(ｂ)図４のＶｂ−Ｖｂ線断面図。図４のＶＩ−ＶＩ線断面図。

図１を参照して、１は給湯用熱源機等の燃焼装置を構成する燃焼筐を示している。燃焼筐１の上面は開放されており、燃焼筐１の上に図示省略した熱交換器等の被加熱物が設置される。燃焼筐１内には、燃焼筐１内の空間を燃焼室２とその下側の給気室３とに仕切る仕切り板４が設けられている。給気室３の底面には図外の燃焼ファンがダクト５を介して接続されており、燃焼ファンから給気室３に空気が供給される。仕切り板４には、多数の分布孔４ａが形成されており、給気室３に供給された空気がこれら分布孔４ａを介して燃焼室２に二次空気として供給されるようにしている。

燃焼室２内には、本発明の実施形態の偏平バーナ６が複数並設されている。また、仕切り板４の前縁に立上り部４１を曲成すると共に、立上り部４１の前側に燃焼筐１の下部前面を塞ぐようにしてマニホールド７を装着している。マニホールド７には、各偏平バーナ６の後述する混合管部６５、６７の流入口６５ａ，６７ａに臨むガスノズル７１，７２が設けられている。そして、各ガスノズル７１，７２から噴射される燃料ガスが各ガス導入口６５ａ，６７ａに供給されると共に、給気室３から立上り部４１とマニホールド７との間に画成される空隙を介して各流入口６５ａ，６７ａに一次空気が供給されるようにしている。

偏平バーナ６は、図２、図３に示す如く、バーナ本体６１と、バーナ本体６１の上部に被せたバーナキャップ６２とを備えている。バーナ本体６１の上端部には、上方に開口する細長形状の炎口部６３が形成されている。また、バーナキャップ６２により、炎口部６３の両脇に位置する袖火炎口部６４が形成されている。そして、理論空燃比より燃料濃度が希薄な淡混合気を炎口部６３から噴出させると共に、理論空燃比より燃料濃度が濃い濃混合気を袖火炎口部６４から噴出させ、所謂濃淡燃焼を行うようにしている。

以下、炎口部６３の長手方向を前後方向、炎口部６３の幅方向を横方向として、偏平バーナ６の構成について図４乃至図６も参照して詳述する。バーナ本体６１は、図５に示す如く、横方向に対峙する一対の側板６１ａ，６１ａで構成されている。尚、両側板６１ａ，６１ａは、一枚の板をバーナ本体６１の下縁となる折り曲げ線で合掌状態に折り曲げることにより形成されている。そして、各側板６１ａのプレス加工により、バーナ本体６１に、上端部の炎口部６３と、下部の混合管部６５と、混合管部６５からの混合気を炎口部６３に導く分布室部６６とが形成されている。

混合管部６５は、バーナ本体６１の下部前端に位置する流入口６５ａから後方にのびており、その後端部に上方に屈曲した分布室部６６に対する接続部６５ｂが設けられ、分布室部６６が接続部６５ｂから前方に広がりながら上方にのびている。また、バーナ本体６１の前部には、混合管部６５と分布室部６６との間に位置させて、袖火用の混合管部６７が形成されている。この混合管部６７は、バーナ本体６１の前端に位置する流入口６７ａから後方に少しのびて終端しており、その後端部側面に通気孔６７ｂが開設されている。

バーナキャップ６２は、バーナ本体６１の一対の側板６１ａ，６１ａの外側に被せられる一対の側板６２ａ，６２ａと、両側板６２ａ，６２ａをその上縁で連結する前後複数個所のブリッジ部６２ｂとを有している。そして、バーナ本体６１の側板６１ａとバーナキャップ６２の側板６２ａとの間に、上端部の袖火炎口部６４と、袖火用混合管部６７から通気孔６７ｂを介してバーナ本体６１の外側に流出する混合気を袖火炎口部６４に導く通路が画成される。また、バーナキャップ６２の側板６２ａのブリッジ部６２ｂに合致する前後複数個所には、バーナ本体６１の側板６１ａの外側面に当接して、袖火炎口部６４を前後方向に分断する凹部６２ｃが形成されている。

また、炎口部６３内には、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材６８が装着されている。本実施形態では、横方向内側の２枚の整流板６８１，６８１と横方向外側の２枚の整流板６８２，６８２とで整流部材６８を構成している。バーナ本体６１の炎口部６３には、その上下方向中間部に位置させて、整流部材６８を横方向両側から挟み込む狭窄部６３ａが形成されている。これにより、狭窄部６３ａの上側の側板６１ａの部分と外側整流板６８１との間に混合気が噴出しない盲空隙６３ｂが画成され、炎口部６３から噴出する混合気が盲空隙６３ｂ上に還流して保炎効果が得られるようにしている。

整流部材６８は、バーナキャップ６２のブリッジ部６２ｂに合致する前後複数個所に、内側と外側の整流板６８１，６８２同士を当接させて、両整流板６８１，６８２間に画成される炎口流路を前後方向に分断する上下一対の当接部６８３，６８４と、２枚の内側整流板６８１，６８１同士を当接させて、内側整流板６８１，６８１間に画成される炎口部６３の横方向中央寄りの炎口流路を前後方向に分断する当接部６８５とその下方の円形当接部６８６とを有しており、更に、内側整流板６８１，６８１同士を当接部６８５，６８６の配置ピッチの中間下部で当接させる当接部６８７を有している。また内側と外側の整流板６８１，６８２はその下縁の前後複数個所に設けた連結部６８８で連結されている。

混合管部６５の接続部６５ｂの真上に位置する分布室部６６の後端部の部分には、図６に示す如く横幅を狭めた狭窄部６６ａが設けられている。これにより、接続部６５ｂの真上に位置する炎口部６３の部分に混合気が偏流することを防止して、混合気が接続部６５ｂから前後方向に離れた部分にも分布するようにしている。

ところで、バーナ小型化のために分布室部６６の上下方向寸法を短くすると、整流部材６８の下端と狭窄部６６ａとの間の上下方向距離が短くなり過ぎて、狭窄部６６ａを通過した混合気が速い流速のまま狭窄部６６ａの真上に位置する整流部材６８の部分の下端に衝突し、この衝突に起因する騒音が大きくなってしまう。

そこで、本実施形態では、狭窄部６６ａの真上に位置する整流部材６８の後端部の下端を、この後端部に隣接する整流部材６８の部分の下端よりも上方に位置する段付き形状に形成している。即ち、内側と外側の各整流板６８１，６８２の後端部の下端を、その前方部分の下端よりも上方に位置する段付き形状部６８１ａ，６８２ａに形成している。更に、各整流板６８１，６８２の前端部下端も後端部下端の段付き形状部６８１ａ，６８２ａと同じ高さの段付き形状部６８１ａ，６８２ａに形成して、整流部材６８を前後方向に対称形状としている。尚、段付き形状部６８１ａ，６８２ａ内に位置する連結部６８８の形成箇所だけは各整流板６８１，６８２の下端を下方にのばしている。

本実施形態によれば、分布室部６の上下方向寸法を短くしても、狭窄部６６ａの真上に位置する各整流板６８１，６８２の後端部下端と狭窄部６６ａとの間の距離が段付き形状部６８１ａ，６８２ａの形成で長くなる。その結果、狭窄部６６ａを通過した混合気の流れが段付き形状部６８１ａ，６８２ａに衝突する前に横方向に広がって、段付き形状部６８１ａ，６８２ａへの混合気の衝突速度が低下し、衝突に起因する騒音が抑制される。実験によれば、内側整流板６８１の後端部下端と狭窄部６６ａとの間の距離が２．５ｍｍであったのを段付き形状部６８１ａの形成で３．５ｍｍにしたところ、騒音が抑制されることが確認された。

ところで、狭窄部６６ａの真上から離れた整流部材６８の中間部分には、混合気が前後方向の方向成分を持って流入するため、混合気の流れが上方を向くように整流する上で、整流部材６８の中間部分の上下方向長さは短くすべきではない。そこで、本実施形態では、整流部材６８の前後両端部の下端のみを上方に位置させて、整流部材６８の中間部分の上下方向長さは短くならないようにしている。尚、整流部材６８の前後両端部に流入する混合気の前後方向の方向成分は小さいため、整流部材６８の前後両端部の上下方向長さが短くなっても混合気の整流に関して不具合は生じない。

尚、整流部材６８の後端部下端のみに段付き形状部６８１ａ，６８２ａを形成することも考えられるが、これでは、段付き形状部６８１ａ，６８２ａが後方に位置するように整流部材６８の前後の向きを合せることが必要になり、整流部材６８の組み付けが面倒になる。これに対し、本実施形態の如く、整流部材６８の前後両端に段付き形状部６８１ａ，６８２ａを形成すれば、整流部材６８を前後の向きを気にせずに組み付けられるようになり、組み付け性が向上する。

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、混合管部がバーナ本体の下端から上方にのびて、その上端の接続部が分布室部の前後方向中間部に連通するようにしてもよく、この場合は、整流部材の前後方向中間部の下端を段付き形状に形成する。また、上記実施形態の整流部材６８は、４枚板構造のものであるが、２枚の内側整流板の間に中央の整流板を有する５枚板構造のものとしてもよい。

また、上記実施形態の偏平バーナ６は、バーナキャップ６２を備える濃淡燃焼式バーナであるが、バーナキャップを省略した濃淡燃焼式でない偏平バーナにも同様に本発明を適用できる。

６…偏平バーナ、６１…バーナ本体、６１ａ…側板、６３…炎口部、６５…混合管部、６５ａ…流入口、６５ｂ…接続部、６６…分布室部、６６ａ…狭窄部、６８…整流部材、６８１，６８２…整流板、６８１ａ，６８２ａ…段付き形状部。

Claims

上端部に細長形状の炎口部を有する偏平バーナであって、炎口部の長手方向を前後方向、炎口部の幅方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部からの混合気を炎口部に導く分布室部とが形成され、混合管部の分布室部に対する接続部の真上に位置する分布室部の部分に横幅を狭めた狭窄部が設けられると共に、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されるものにおいて、
狭窄部の真上に位置する整流部材の部分の下端が、この部分に隣接する整流部材の部分の下端よりも上方に位置する段付き形状に形成されることを特徴とする偏平バーナ。
請求項１記載の偏平バーナであって、混合管部がバーナ本体の下部前端の流入口から後方にのびて、混合管部の後端部に上方に屈曲した分布室部に対する接続部が設けられ、この接続部の真上に位置する分布室の後端部の部分に狭窄部が設けられ、狭窄部の真上に位置する整流部材の後端部の下端が段付き形状に形成されるものにおいて、
整流部材の前端部の下端も後端部下端の段付き形状と同じ高さの段付き形状に形成して、整流部材を前後方向に対称形状とすることを特徴とする偏平バーナ。