JP7027236B2

JP7027236B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP7027236B2
Application number: JP2018079130A
Authority: JP
Inventors: 真伍杉岡
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2038-04-17
Also published as: TWI787459B; JP2019184209A; TW201943999A; CN110388644A

Description

本発明は、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼室と燃焼室の下側の給気室とが設けられ、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して複数並設され、給気室から燃焼室に二次空気が上昇供給されるようにした燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置において、各バーナの上端の炎口形成領域の前後方向一方の端部を火移り領域として、各バーナ間の隙間に、火移り領域と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板を配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、火移り板の直上部には二次空気が流れ難くなるため、火移り時に、隙間を介して隣接する一方のバーナの火移り領域の炎口から噴出する混合気の一部と他方のバーナの火移り領域の炎口から噴出する混合気の一部とが火移り板の直上部に滞留して、一方のバーナから他方のバーナへの火移りが促進される。

然し、このものでは、バーナへのインプットを大きくしたときに、火移り領域の炎口から噴出する混合気の燃焼状態が二次空気不足で悪化して、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度が増加してしまう。

特開２０１６－１２５６８５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、バーナへのインプットを大きくしたときの燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度の増加を抑制できるようにした燃焼装置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、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼室と燃焼室の下側の給気室とが設けられ、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して複数並設され、給気室から燃焼室に二次空気が上昇供給されるようにした燃焼装置であって、各バーナの上端の炎口形成領域の前後方向一方の端部を火移り領域として、各バーナ間の隙間に、火移り領域と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板を配置するものにおいて、火移り板の前後方向他方寄りの半部が、前後方向他方に向けて下方に傾斜するか、または、下方への段差を存して前後方向他方にのびる階段状に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、火移り板の前後方向他方の端縁に隣接するバーナ間の隙間部分から火移り板の前後方向他方寄りの半部の上方空間に二次空気が拡散し、この二次空気が火移り板の前後方向他方寄りの半部に対応する火移り領域の部分に存する炎口から噴出する混合気の燃焼に寄与する。従って、バーナへのインプットを大きくしても、火移り領域の炎口から噴出する混合気の燃焼状態はさほど悪化せず、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度の増加を抑制できる。また、火移り板の前後方向他方寄りの半部の上方空間に下方から二次空気が直接上昇するわけではないため、この上方空間でも混合気が滞留しやすくなり、火移り板の前後方向一方寄りの半部に対応する火移り領域の部分に存する炎口から噴出する混合気が火移り板の前後方向一方寄りの半部の上方空間に確実に滞留することと相俟って、火移り性能は良好に維持される。

本発明の実施形態の燃焼装置の斜視図。実施形態の燃焼装置の切断側面図。実施形態の燃焼装置に設けられるバーナの斜視図。図３のＩＶ－ＩＶ線で切断したバーナの断面図。図２のＶ－Ｖ線で切断した要部の拡大平面図。図５のＶＩ－ＶＩ線で切断した切断側面図。図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した断面図。実施形態の燃焼装置に設けられるバーナ押え板の斜視図。他の実施形態の燃焼装置の図６に対応する切断側面図。

図１、図２を参照して、１は、給湯用熱源機から成る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の上に被加熱物として図示省略した給湯用熱交換器が設置される。燃焼筐１内には、燃焼室２と燃焼室２の下側の給気室３とが設けられている。給気室３は燃焼室２に対し仕切り板４で仕切られている。燃焼室２内には、前後方向に長手のバーナ５が横方向に隙間を存して複数並設されている。

給気室３の底面には図外の燃焼ファンが接続されており、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４１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４１を介して燃焼室２に二次空気として上昇供給されるようにしている。

また、仕切り板４の前端には、上方に屈曲する起立板部４２と、起立板部４２の上端から前方に屈曲して燃焼筐１の前面の外壁板１１に達する上板部４３とが設けられている。そして、給気室３の前端部に、起立板部４２の前側で上板部４３に達するように立上る一次空気室３１が設けられる。起立板部４２には、各バーナ５の後述する混合管部５４の上流端の流入口５４ａに臨む各開口４４が形成され、一次空気室３１の前面は、ガスマニホールド６で閉塞される。ガスマニホールド６には、各開口４４に対向する各ノズル６１が設けられており、各開口４４、即ち、各バーナ５の混合管部５４に各ノズル６１から燃料ガスが供給されると共に一次空気室３１から一次空気が供給される。また、燃焼筐１の前面の外壁板１１には、フレームロッド７と点火電極８と覗き窓９とが配置されている。尚、図１ではガスマニホールド６が省略されている。

また、燃焼筐１のバーナ５上端よりも上方の外壁板部分はバーナ５の燃焼で強く加熱される。そこで、燃焼筐１の耐熱性を確保するために、燃焼筐１の前面の外壁板１１、後面の外壁板１２及び左右各側面の外壁板１３のバーナ５上端よりも上方の部分の内面を隙間を存して覆う前側と後側と左右各側の遮熱板１４、１５、１６を設けている。更に、バーナ５を位置決めするため、燃焼筐１内に、バーナ５の後端縁に当接するバーナ押え板１７を設けている。

図３、図４を参照して、バーナ５は、横方向に対峙する一対の側板５１ａ，５１ａを有するバーナ本体５１と、バーナ本体５１を横方向両側の外側から覆う一対の側板５２ａ，５２ａを有するバーナキャップ５２とを備えている。そして、バーナ５の上端に、混合気を噴出する炎口５３として、バーナ本体５１の両側板５１ａ，５１ａの上端を繋ぐ上板５１ｂに前後方向の間隔を存して複数形成した主炎口５３ａと、バーナ本体５１の各側板５１ａとバーナキャップ５２の各側板５２ａとの間に画成される袖火炎口５３ｂとを設けている。

また、バーナ本体５１には、前端の流入口５４ａから後方にのびる下部の混合管部５４と、混合管部５４の後端部から前後方向に広がりながら上方にのびる主混合気通路５５とが設けられ、流入口５４ａから流入する燃料ガスと一次空気との混合気が混合管部５４と主混合気通路５５とを介して主炎口５３ａに導かれるようにしている。尚、バーナ本体５１の両側板５１ａ，５１ａと上板５１ｂは、一枚の板を折り曲げることで形成されている。

バーナ本体５１の各側板５１ａとバーナキャップ５２の各側板５２ａとの間には、袖火炎口５３ｂに連なる袖火混合気通路５６が設けられている。また、バーナ本体５１の各側板５１ａには、バーナキャップ５２の各側板５２ａの下部が重ね合わされる部分より上方に位置させて、主混合気通路５５と袖火混合気通路５６とを連通する通気孔５６ａが前後方向の間隔を存して複数形成されている。そして、主混合気通路５５からこれら通気孔５６ａを介して分流される混合気が袖火混合気通路５６を介して袖火炎口５３ｂに供給され、袖火炎口５３ｂ上に形成される袖火により主炎口５３ａ上に形成される主炎が保炎されるようにしている。

また、バーナキャップ５２の各側板５２ａに、通気孔５６ａより上方に位置させて、横方向内方に窪む溝部５７を形成している。これにより、通気孔５６ａから袖火混合気通路５６に流入する混合気が溝部５７より下方の部分で前後方向に分布して、袖火炎口５３ｂから噴出する混合気の前後方向における分布の均一性を確保できる。尚、バーナキャップ５２は、両側板５２ａ，５２ａの上端を前後複数箇所で繋ぐブリッジ部５２ｂを有している。また、バーナ本体５１の後端下部には、バーナ押え板１７が係合する凹欠部５８が形成されている。

ところで、燃焼開始時には、点火電極８を臨ませたバーナ５から他のバーナ５に火移りさせる必要がある。そこで、各バーナ５の炎口形成領域の前後方向一方の端部、即ち、後端部を火移り領域５９（図５参照）として、各バーナ５，５間の隙間に、火移り領域５９と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板１８を設けている。これによれば、火移り板１８の直上部に二次空気が流れ難くなるため、火移り時に、隙間を介して隣接する一方のバーナ５の火移り領域５９の炎口５３から噴出する混合気の一部と他方のバーナ５の火移り領域の炎口５３から噴出する混合気の一部とが火移り板１８の直上部に滞留して、一方のバーナ５から他方のバーナ５への火移りが促進される。尚、図７に示す如く、火移り板１８の側縁部は、バーナキャップ５２の各側板５２ａに形成した上記溝部５７に挿入されている。

更に、本実施形態では、図５、図６に明示する如く、火移り板１８の前後方向他方寄りの半部、即ち、前方寄りの半部１８ａを少許幅狭として、側縁部が溝部５７に挿入されないようにしている。そして、火移り板１８の前方寄りの半部１８ａを前方に向けて下方に傾斜させている。これによれば、火移り板１８の前端縁に隣接するバーナ５，５間の隙間部分から火移り板１８の前方寄りの半部１８ａの上方空間に二次空気が渦を巻くようにして拡散し、この二次空気が火移り板１８の前方寄りの半部１８ａに対応する火移り領域５９の部分５９ａに存する炎口５３から噴出する混合気の燃焼に寄与する。従って、バーナ５へのインプットを大きくしても、火移り領域５９の炎口５３から噴出する混合気の燃焼状態はさほど悪化せず、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度の増加を抑制できる。また、火移り板１８の前方寄りの半部１８ａの上方空間に下方から二次空気が直接上昇するわけではないため、この上方空間でも混合気が滞留しやすくなり、火移り板１８の後方寄りの半部に対応する火移り領域５９の部分に存する炎口（最後部の炎口）５３から噴出する混合気が火移り板１８の後方寄りの半部の上方空間に確実に滞留することと相俟って、火移り性能は良好に維持される。

また、本実施形態では、図８に明示する如く、バーナ押え板１７の上縁に、火移り板１８を一体に形成している。これにより、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。尚、後側の遮熱板１５の下縁に、火移り板１８を一体に形成してもよい。

ところで、上記実施形態では、火移り板１８の前方寄りの半部１８ａを前方に向かって下方に傾斜させているが、図９に示す実施形態の如く、火移り板１８の前方寄りの半部１８ａを、下方への段差１８ｂを存して前方にのびる階段状に形成してもよい。このものでも、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

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、火移り板１８の前方寄りの半部１８ａに、当該半部１８ａの直下から上昇する二次空気の一部が通過する切欠きを形成してもよい。また、各バーナ５の炎口形成領域の前端部を火移り領域として、各バーナ５，５間の隙間に、この火移り領域と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、火移り板を配置することも可能である。この場合は、火移り板の後方寄りの半部を、後方に向かって下方に傾斜させるか、下方への段差を存して後方にのびる階段状に形成すればよい。また、バーナとしてバーナキャップを有しないものを用いる燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。

１…燃焼筐、１８…火移り板、１８ａ…前方寄りの半部（前後方向他方寄りの半部）、２…燃焼室、３…給気室、５…バーナ、５３…炎口、５９…火移り領域。

Claims

燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼室と燃焼室の下側の給気室とが設けられ、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して複数並設され、給気室から燃焼室に二次空気が上昇供給されるようにした燃焼装置であって、
各バーナの上端の炎口形成領域の前後方向一方の端部を火移り領域として、各バーナ間の隙間に、火移り領域と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板を配置するものにおいて、
火移り板の前後方向他方寄りの半部が、前後方向他方に向けて下方に傾斜することを特徴とする燃焼装置。
燃焼筐を備え、燃焼筐内に、燃焼室と燃焼室の下側の給気室とが設けられ、上端に混合気を噴出する炎口を有する前後方向に長手のバーナが燃焼室に横方向に隙間を存して複数並設され、給気室から燃焼室に二次空気が上昇供給されるようにした燃焼装置であって、
各バーナの上端の炎口形成領域の前後方向一方の端部を火移り領域として、各バーナ間の隙間に、火移り領域と同一の前後方向部分の上端近傍に位置させて、二次空気の上昇を邪魔する火移り板を配置するものにおいて、
火移り板の前後方向他方寄りの半部が、下方への段差を存して前後方向他方にのびる階段状に形成されることを特徴とする燃焼装置。