JP7328003B2 - Manifold for gas supply - Google Patents

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Description

本発明は、燃焼装置の複数のバーナに向けて突設された複数のノズルを備え、これら複数のノズルに燃料ガスを分配するガス供給用マニホールドに関する。 The present invention relates to a gas supply manifold having a plurality of nozzles projecting toward a plurality of burners of a combustion device and distributing fuel gas to the plurality of nozzles.

給湯システムや暖房システムなどに搭載された燃焼装置には、複数のバーナを有すると共に、必要とされる熱量に応じて、燃料ガスを供給して燃焼させるバーナの数を切り換え可能としたものが知られている。こうした燃焼装置は、複数のバーナに向けて突設された複数のノズルに燃料ガスを分配するガス供給用マニホールドを備えている。そして、ガス供給用マニホールドの各ノズルの先端にはノズル孔が穿設されており、このノズル孔からバーナに向けて燃料ガスが噴出する。 It is known that a combustion device installed in a hot water supply system or a heating system has a plurality of burners and can switch the number of burners for supplying and burning fuel gas according to the required amount of heat. It is Such combustion devices include a gas supply manifold that distributes fuel gas to a plurality of nozzles projecting toward a plurality of burners. A nozzle hole is formed at the tip of each nozzle of the gas supply manifold, and fuel gas is jetted out from the nozzle hole toward the burner.

このようなガス供給用マニホールドを備えた燃焼装置では、バーナの消火後に結露してノズルの先端に付着した水滴でノズル孔が塞がれる水封が生じることがあり、ノズルの水封によって次回の点火時に燃料ガスが噴出せず点火不良となってしまう。そこで、点火時にノズルにかかる燃料ガスの圧力を高める(燃料ガスの供給量を多くする)ことによって、ノズル孔を塞ぐ水滴を燃料ガスの圧力で吹き飛ばして水封を解消することが提案されている(例えば、特許文献1)。 In a combustion apparatus equipped with such a gas supply manifold, water droplets that condense on the tip of the nozzle after the burner extinguishes may clog the nozzle hole, causing a water seal. Fuel gas does not blow out at the time of ignition, resulting in poor ignition. Therefore, it has been proposed to increase the pressure of the fuel gas applied to the nozzle at the time of ignition (increase the amount of fuel gas supplied) to blow away the water droplets blocking the nozzle hole with the pressure of the fuel gas to eliminate the water seal. (For example, Patent Document 1).

特開2014-159907号公報JP 2014-159907 A

しかし、点火時の燃料ガスの圧力が制限され、高めることができない場合には、ノズル孔を塞ぐ水滴を燃料ガスの圧力で吹き飛ばして水封を解消することが困難であるという問題があった。 However, if the pressure of the fuel gas at the time of ignition is limited and cannot be increased, there is a problem that it is difficult to eliminate the water seal by blowing off the water droplets blocking the nozzle hole with the pressure of the fuel gas.

この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、点火時に低圧力の燃料ガスであっても、ノズルの水封を解消することが可能なガス供給用マニホールドの提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in response to the above-mentioned problems in the prior art, and provides a gas supply manifold that can eliminate the water seal of the nozzle even when the fuel gas is at a low pressure at the time of ignition. aim.

上述した課題を解決するために、本発明のガス供給用マニホールドは次の構成を採用した。すなわち、
燃焼装置の複数のバーナに向けて突設された複数のノズルを備え、該複数のノズルに燃料ガスを分配するガス供給用マニホールドにおいて、
前記ノズルは、前記バーナに向かって縮径されたテーパー形状であると共に、先端側に一段と突き出た状態の凸部を有する形状に形成され、
前記バーナに向けて前記燃料ガスが噴出するノズル孔が前記凸部に開口しており、
前記ノズルの中心軸を含む平面で切断した該ノズルの断面の外形は、前記凸部と接続する直近部分のテーパー形状の勾配に比して、該凸部のテーパー形状の勾配が緩やかになっていると共に、該直近部分から該凸部にかけてテーパー形状の勾配が徐変せずに屈曲している
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the gas supply manifold of the present invention employs the following configuration. i.e.
A gas supply manifold comprising a plurality of nozzles projecting toward a plurality of burners of a combustion device and distributing fuel gas to the plurality of nozzles,
The nozzle has a tapered shape with a reduced diameter toward the burner, and is formed in a shape having a convex portion that protrudes further toward the tip side,
a nozzle hole through which the fuel gas is ejected toward the burner is open to the convex portion;
In the external shape of the cross section of the nozzle cut along a plane including the central axis of the nozzle, the tapered slope of the convex portion is gentler than the tapered slope of the portion immediately adjacent to the convex portion. In addition, the taper-shaped gradient is bent from the nearest portion to the convex portion without a gradual change.
It is characterized by

ノズルの先端を覆って水滴が付着すると、表面張力によって水滴が半球状になってノズル孔を塞ぐものの、本発明のマニホールドでは、凸部が突き出た分だけ、凸部を有しない場合に比べて、ノズル孔を塞ぐ水滴の膜厚が薄くなるため、点火時に低圧力の燃料ガスであっても水滴を吹き飛ばして水封を解消することが可能となる。 When water droplets adhere to the tip of the nozzle, the water droplets become hemispherical due to surface tension and block the nozzle hole. Since the film thickness of the water droplets blocking the nozzle hole becomes thin, it is possible to eliminate the water seal by blowing off the water droplets even with low-pressure fuel gas at the time of ignition.

そして、ノズルにおける凸部と接続する直近部分のテーパー形状の勾配に比して、凸部のテーパー形状の勾配を緩やかにすれば、テーパー形状のノズルの先端側で凸部が一段と突き出た状態とすることができ、水滴がノズルの先端側から直近部分を覆って付着した状態で、凸部の突出量の分だけ、ノズル孔を塞ぐ水滴の膜厚を薄くすることが可能となる。しかも、直近部分から凸部にかけてテーパー形状の勾配が徐変せずに屈曲していることにより、凸部の付け根に周状の溝が設けられ、この溝に凸部の先端側から水滴を引き込んで溜めることができる。 If the slope of the tapered shape of the convex portion is gentler than the slope of the tapered shape of the portion of the nozzle that is immediately connected to the convex portion, the convex portion protrudes further on the tip side of the tapered nozzle. It is possible to reduce the film thickness of the water droplets blocking the nozzle hole by the amount of protrusion of the convex portion in a state where the water droplets are attached to cover the portion near the tip of the nozzle. Moreover, since the taper-shaped gradient is bent from the nearest portion to the convex portion without a gradual change, a circumferential groove is provided at the base of the convex portion, and water droplets are drawn into this groove from the tip side of the convex portion. can be accumulated in

給湯器1に搭載された燃焼装置2の例を示した説明図である。2 is an explanatory diagram showing an example of a combustion device 2 mounted on the water heater 1; FIG. 本実施例のマニホールド20およびバーナ10の構造を示した説明図である。It is an explanatory view showing the structure of the manifold 20 and the burner 10 of the present embodiment. 本実施例のノズル21を拡大して示した説明図である。It is explanatory drawing which expanded and showed the nozzle 21 of a present Example. ノズル21の水封が生じた状態を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a water seal has occurred in the nozzle 21; ノズル21の凸部21bの突出量を変えた例を示した説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example in which the amount of projection of the convex portion 21b of the nozzle 21 is changed; ノズル21の凸部21bを先端に向かって拡径する逆テーパー状にした例を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an example in which a convex portion 21b of a nozzle 21 is formed in a reverse tapered shape that expands in diameter toward the tip; ノズル21の外形を円柱状とした例を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example in which the outer shape of a nozzle 21 is cylindrical;

図1は、給湯器1に搭載された燃焼装置2の例を示した説明図である。燃焼装置2は、燃焼室3内に収容された複数(図示した例では15本)のバーナ10を有している。また、燃焼室3には、バーナ10に向けて燃料ガスを噴射する複数のノズル21が突設され、各ノズル21に燃料ガスを分配するマニホールド20や、バーナ10に向けて下方から燃焼用空気を送る燃焼ファン5や、高電圧の放電によってバーナ10に火花を飛ばす点火プラグ6や、バーナ10の火炎(着火)を検知するフレームロッド7などが設けられている。尚、バーナ10やマニホールド20の詳細については別図を用いて後述する。また、本実施例のマニホールド20は、本発明の「ガス供給用マニホールド」に相当している。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a combustion device 2 mounted on a water heater 1. FIG. The combustion device 2 has a plurality of (15 in the illustrated example) burners 10 housed in a combustion chamber 3 . In the combustion chamber 3, a plurality of nozzles 21 for injecting fuel gas toward the burner 10 protrude. A combustion fan 5 for sending the fuel, a spark plug 6 for sending a spark to the burner 10 by high voltage discharge, a flame rod 7 for detecting the flame (ignition) of the burner 10, and the like are provided. Details of the burner 10 and the manifold 20 will be described later using separate drawings. Further, the manifold 20 of this embodiment corresponds to the "gas supply manifold" of the present invention.

マニホールド20に燃料ガスを供給するガス通路15には、ガス通路15を開閉する元弁16と、元弁16よりも下流側でマニホールド20に供給される燃料ガスの流量を調節する比例弁17とが設けられている。また、図示した例では複数(15本)のバーナ10が3つのバーナ群に分けられていることと対応して、比例弁17よりも下流側でガス通路15が3つに分岐しており、3本のバーナ10で構成される第1バーナ群に対応する分岐路を開閉する第1切換弁18aと、5本のバーナ10で構成される第2バーナ群に対応する分岐路を開閉する第2切換弁18bと、7本のバーナ10で構成される第3バーナ群に対応する分岐路を開閉する第3切換弁18cとを備えている。 A gas passage 15 for supplying fuel gas to the manifold 20 includes a main valve 16 that opens and closes the gas passage 15, and a proportional valve 17 that adjusts the flow rate of the fuel gas supplied to the manifold 20 downstream of the main valve 16. is provided. Further, in the illustrated example, the gas passage 15 is branched into three on the downstream side of the proportional valve 17 in correspondence with the fact that the plurality of (15) burners 10 are divided into three burner groups, A first switching valve 18a for opening and closing a branch passage corresponding to a first burner group composed of three burners 10, and a second switching valve 18a for opening and closing a branch passage corresponding to a second burner group composed of five burners 10. 2 switching valve 18b and a third switching valve 18c for opening and closing a branch passage corresponding to a third burner group composed of seven burners 10 are provided.

燃焼装置2では、3つの切換弁18a,18b,18cの開閉を制御し、燃料ガスを供給するバーナ群を選択することによって、生成熱量(給湯能力)を切り換えることが可能である。例えば、必要とされる熱量が最小の場合は、第1切換弁18aのみを開弁する。一方、必要とされる熱量が最大の場合は、3つの切換弁18a,18b,18cの全てを開弁する。その間の熱量が必要な場合は、3つの切換弁18a,18b,18cの中から適宜に1つ又は2つを選択して開弁する。 In the combustion device 2, the amount of generated heat (hot water supply capacity) can be switched by controlling the opening and closing of the three switching valves 18a, 18b, and 18c to select the burner group that supplies the fuel gas. For example, when the amount of heat required is minimal, only the first switching valve 18a is opened. On the other hand, when the amount of heat required is the maximum, all three switching valves 18a, 18b, 18c are opened. If the amount of heat in between is required, one or two of the three switching valves 18a, 18b, and 18c are appropriately selected and opened.

燃焼室3の上方には、熱交換器30が設けられている。熱交換器30の一端には給水通路31が接続されており、熱交換器30の他端には給湯通路32が接続されている。給水通路31を通じて供給された上水は、熱交換器30でバーナ10の燃焼排気との熱交換によって加熱された後、湯となって給湯通路32に流出する。給水通路31には、給水通路31を流れる水の流量を検知する流量センサ33が設けられており、給湯器1の使用者が給湯通路32に設けられたカラン34を開けるなどして熱交換器30に水が供給されると、流量センサ33で所定の流量以上の水の流れが検知されることによって、バーナ10での燃焼が開始される。 A heat exchanger 30 is provided above the combustion chamber 3 . A water supply passage 31 is connected to one end of the heat exchanger 30 , and a hot water supply passage 32 is connected to the other end of the heat exchanger 30 . The clean water supplied through the water supply passage 31 is heated in the heat exchanger 30 by heat exchange with combustion exhaust gas from the burner 10 , and then becomes hot water and flows out to the hot water supply passage 32 . The water supply passage 31 is provided with a flow rate sensor 33 for detecting the flow rate of water flowing through the water supply passage 31, and the user of the hot water supply device 1 opens a callan 34 provided in the hot water supply passage 32 to detect the heat exchanger. When water is supplied to the burner 30, the flow rate sensor 33 detects a flow of water equal to or greater than a predetermined flow rate, whereby combustion in the burner 10 is started.

また、熱交換器30の上方には、排気口35が設けられている。バーナ10の燃焼排気は、燃焼ファン5の送風によって上方に送られ、熱交換器30を通過すると、排気口35から給湯器1の外部に排出される。 An exhaust port 35 is provided above the heat exchanger 30 . Combustion exhaust from the burner 10 is sent upward by the air blown by the combustion fan 5 , passes through the heat exchanger 30 , and is discharged to the outside of the water heater 1 through an exhaust port 35 .

図2は、本実施例のマニホールド20およびバーナ10の構造を示した説明図である。まず、図2(a)には、マニホールド20をバーナ10側から見た斜視図が示されている。本実施例のマニホールド20は、アルミニウム合金を用いてダイカストで形成された板状の本体22と、板金で形成された蓋板23とを合わせて構成されている。本体22には、蓋板23で覆われる面とは反対側の面からバーナ10に向けて突出したノズル21が、上下一対でバーナ10と同数組(本実施例では15組)設けられている。これらノズル21の先端には、ノズル孔21aが開口している。尚、ノズル21の詳細な形状については別図を用いて後述する。また、ノズル21の下方には、ガス通路15の3つの分岐路を開閉する前述した3つの切換弁18a,18b,18cが設けられている。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structures of the manifold 20 and the burner 10 of this embodiment. First, FIG. 2A shows a perspective view of the manifold 20 viewed from the burner 10 side. The manifold 20 of this embodiment is configured by combining a plate-like main body 22 formed by die casting using an aluminum alloy and a cover plate 23 formed by sheet metal. The main body 22 is provided with a pair of upper and lower nozzles 21 protruding toward the burner 10 from the surface opposite to the surface covered with the cover plate 23, the same number as the burner 10 (15 in this embodiment). . Nozzle holes 21 a are opened at the tips of these nozzles 21 . The detailed shape of the nozzle 21 will be described later using another drawing. Further, below the nozzle 21, the three switching valves 18a, 18b, 18c for opening and closing the three branched passages of the gas passage 15 are provided.

また、本実施例のバーナ10は、板金で形成された一対の板状部材を合わせて構成され、扁平な形状になっている。このバーナ10は、上端部に複数の炎口11が設けられているとともに、マニホールド20側の端部に上下一対のガス流入口12が設けられており、一対の板状部材の間に形成された混合通路13によって、ガス流入口12と炎口11とが接続されている。そして、マニホールド20およびバーナ10が燃焼装置2に設置された状態では、マニホールド20の上下一対のノズル21と、バーナ10の上下一対のガス流入口12とが向き合うように配置されている。尚、図2(a)ではバーナ10を1つだけ例示したが、上下一対のノズル21の各組に対応してバーナ10が設けられている。 Moreover, the burner 10 of this embodiment is configured by combining a pair of plate-like members formed of sheet metal, and has a flat shape. The burner 10 has a plurality of flame ports 11 at its upper end and a pair of upper and lower gas inlets 12 at its end on the manifold 20 side. A mixing passage 13 connects the gas inlet 12 and the flame port 11 . When the manifold 20 and the burner 10 are installed in the combustion device 2, the pair of upper and lower nozzles 21 of the manifold 20 and the pair of upper and lower gas inlets 12 of the burner 10 are arranged to face each other. Although only one burner 10 is illustrated in FIG. 2(a), the burner 10 is provided corresponding to each pair of the upper and lower nozzles 21. As shown in FIG.

図2(b)には、バーナ10と平行な面でマニホールド20を切断した断面図が示されている。図示されるようにマニホールド20の本体22と蓋板23との間には、分配通路24が形成されており、本実施例のマニホールド20では、前述した3つのバーナ群に対応して3つの分配通路24が形成されている。各分配通路24は、ガス流通孔25を介してガス通路15と連通しており、前述した3つの切換弁18a,18b,18cが、対応するガス流通孔25を開閉するようになっている。従って、3つの切換弁18a,18b,18cの開閉を制御することによって、燃料ガスを供給する分配通路24を切り換えることが可能である。 FIG. 2(b) shows a cross-sectional view of the manifold 20 taken along a plane parallel to the burner 10. As shown in FIG. As shown in the figure, a distribution passage 24 is formed between the main body 22 and the cover plate 23 of the manifold 20. In the manifold 20 of this embodiment, three distribution passages are provided corresponding to the three burner groups described above. A passage 24 is formed. Each distribution passage 24 communicates with the gas passage 15 via a gas circulation hole 25, and the three switching valves 18a, 18b, 18c described above open and close the corresponding gas circulation holes 25. As shown in FIG. Therefore, by controlling the opening and closing of the three switching valves 18a, 18b, 18c, it is possible to switch the distribution passage 24 for supplying the fuel gas.

複数のノズル21は分配通路24と連通しており、切換弁18を開弁すると、ガス流通孔25から流入した燃料ガスが分配通路24を通ってノズル21に供給される。そして、ノズル21から燃料ガスが噴出すると、エジェクター効果によって周囲から燃焼用空気を吸い込みながらバーナ10のガス流入口12に流入し、混合通路13を通過する燃料ガスと燃焼用空気とが混合されて、バーナ10の上端部の炎口11で混合ガスの燃焼が行われる。 A plurality of nozzles 21 communicate with distribution passages 24 , and when switching valve 18 is opened, fuel gas flowing from gas flow holes 25 is supplied to nozzles 21 through distribution passages 24 . When the fuel gas is ejected from the nozzle 21, it flows into the gas inlet 12 of the burner 10 while sucking combustion air from the surroundings due to the ejector effect, and the fuel gas and the combustion air passing through the mixing passage 13 are mixed. , the mixture gas is combusted at the flame port 11 at the upper end of the burner 10 .

このようなマニホールド20を備えた燃焼装置2では、バーナ10の消火後に暖かく湿った燃焼排気が熱交換器30側からマニホールド20側に逆流してくることによって、結露することがある。そして、ノズル21の先端に付着した水滴でノズル孔21aが塞がれる水封が生じると、次回の点火時に燃料ガスが噴出せず、対応するバーナ10で点火不良となってしまう。そこで、本実施例のマニホールド20では、ノズル21が水封した場合でも解消を容易とするために、以下のような構成を採用している。 In the combustion apparatus 2 having such a manifold 20, after the burner 10 is extinguished, warm and moist combustion exhaust gas flows back from the heat exchanger 30 side to the manifold 20 side, which may cause dew condensation. If the nozzle hole 21a is clogged with water droplets adhering to the tip of the nozzle 21 and a water seal occurs, the fuel gas will not be ejected at the next ignition, and the corresponding burner 10 will fail to ignite. Therefore, in the manifold 20 of this embodiment, the following configuration is adopted in order to easily solve the problem even when the nozzles 21 are water-sealed.

図3は、本実施例のノズル21を拡大して示した説明図である。まず、図3(a)には、ノズル21をバーナ10側から見た斜視図が示されている。本実施例のノズル21は、マニホールド20が燃焼装置2に設置された状態で、バーナ10のガス流入口12に向けて略水平方向に突設されており、先端に向かって外径が小さくなるテーパー状に形成されている。そして、ノズル21の先端側に一段と突き出た状態の凸部21bが一体に形成されており、この凸部21bの先端面21cにノズル孔21aが開口している。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an enlarged nozzle 21 of this embodiment. First, FIG. 3A shows a perspective view of the nozzle 21 viewed from the burner 10 side. The nozzle 21 of this embodiment projects substantially horizontally toward the gas inlet 12 of the burner 10 in a state where the manifold 20 is installed in the combustion device 2, and the outer diameter decreases toward the tip. It is tapered. A convex portion 21b is integrally formed on the tip side of the nozzle 21, and the nozzle hole 21a is opened in the tip surface 21c of the convex portion 21b.

図3(b)には、ノズル21の中心軸を含む平面で切断したノズル21の断面図が示されている。図示されるようにノズル21の断面の外形は、凸部21bの付根側における接線(図中の一点鎖線)と中心軸(図中の破線)とのなす角θ1が、凸部21bと接続する直近部分における接線(図中の二点鎖線)と中心軸とのなす角θ2よりも小さくなっている。こうすることで、ノズル21の先端側で凸部21bが一段と突き出た状態となる。また、凸部21bの先端面21cは、ノズル21の突出方向(中心軸)に対して略垂直な平坦面になっている。 FIG. 3(b) shows a cross-sectional view of the nozzle 21 cut along a plane including the central axis of the nozzle 21. As shown in FIG. As shown in the drawing, the nozzle 21 has a cross-sectional outline such that an angle θ1 formed by a tangent line (a dashed line in the drawing) on the root side of the projection 21b and a central axis (a dashed line in the drawing) connects with the projection 21b. It is smaller than the angle .theta.2 formed by the tangential line (two-dot chain line in the figure) in the immediate vicinity and the central axis. By doing so, the protrusion 21b protrudes further at the tip of the nozzle 21 . Further, the tip surface 21c of the convex portion 21b is a flat surface substantially perpendicular to the projecting direction (central axis) of the nozzle 21. As shown in FIG.

図4は、ノズル21の水封が生じた状態を示した説明図である。図では、ノズル21の中心軸を含む平面でノズル21を切断した断面を表している。また、本実施例との比較として、図4(a)には、先端側に凸部21bを有していない従来例のノズル21が示されており、ノズル21の突出方向に対して略垂直の平坦な先端面21cにノズル孔21aが開口している。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the nozzle 21 is water-sealed. The drawing shows a cross section obtained by cutting the nozzle 21 along a plane including the central axis of the nozzle 21 . As a comparison with this embodiment, FIG. 4(a) shows a conventional nozzle 21 that does not have a convex portion 21b on the tip side. A nozzle hole 21a opens in a flat tip surface 21c.

そして、図示した例では、ノズル21の先端面21cだけでなく、テーパー状の外面の先端側を覆って水滴が付着しており、表面張力によって水滴が半球状になってノズル孔21aを塞いでいる。このような水滴をバーナ10の点火時に燃料ガスの圧力で吹き飛ばして水封を解消しようとすると、燃料ガスの供給量を増やす(比例弁17の開度を大きくする)ことによってノズル21にかかる燃料ガスの圧力を高める必要がある。ただし、点火時の燃料ガスの圧力が高くなると、バーナ10に多量の燃料ガスが供給されることによって着火音が大きくなることがある。そのため、点火時の燃料ガスの圧力が制限され、高めることができない場合には、水封の解消が困難となる。 In the illustrated example, water droplets are attached not only to the tip surface 21c of the nozzle 21 but also to the tip side of the tapered outer surface. there is If it is attempted to blow away such water droplets with the pressure of the fuel gas when the burner 10 is ignited to break the water seal, the amount of fuel gas supplied (increasing the opening of the proportional valve 17) will increase the amount of fuel that will be applied to the nozzle 21. It is necessary to increase the gas pressure. However, when the pressure of the fuel gas at the time of ignition increases, a large amount of fuel gas is supplied to the burner 10, which may increase the ignition noise. Therefore, if the pressure of the fuel gas at the time of ignition is limited and cannot be increased, it will be difficult to eliminate the water seal.

これに対して、図4(b)に示されるように本実施例のノズル21は、先端側に一段と突き出た凸部21bを有しており、図4(a)の従来例に比べると、ノズル21の先端に付着した水滴の量(半径)が同じ条件であれば、凸部21bが突き出た分だけ、ノズル孔21aを塞ぐ水滴の膜厚が薄くなる。そのため、より低い圧力の燃料ガスであっても水滴を吹き飛ばして水封を解消することが可能となる。 On the other hand, as shown in FIG. 4(b), the nozzle 21 of this embodiment has a convex portion 21b protruding further on the tip side. If the amount (radius) of water droplets adhering to the tip of the nozzle 21 is the same, the film thickness of the water droplets blocking the nozzle hole 21a is reduced by the amount of protrusion 21b. Therefore, even if the pressure of the fuel gas is lower, the water droplets can be blown away to eliminate the water seal.

図5は、ノズル21の凸部21bの突出量を変えた例を示した説明図である。図5においても、図4と同様に、ノズル21の中心軸を含む平面でノズル21を切断した断面を表している。図5(a)に示した例では、凸部21bの突出量が図4(b)の例よりも大きくなっている。この場合は、ノズル21の先端に付着した水滴の量(半径)が同じ条件であるとすると、凸部21bの突出量が大きくなった分だけ、ノズル孔21aを塞ぐ水滴の膜厚が薄くなるので、バーナ10の点火時に水滴を吹き飛ばすために必要な燃料ガスの圧力を更に低くすることが可能となる。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which the projection amount of the convex portion 21b of the nozzle 21 is changed. 5 also shows a cross section obtained by cutting the nozzle 21 along a plane including the central axis of the nozzle 21, as in FIG. In the example shown in FIG. 5(a), the protrusion amount of the convex portion 21b is larger than in the example shown in FIG. 4(b). In this case, assuming that the amount (radius) of the water droplets adhering to the tip of the nozzle 21 is the same, the film thickness of the water droplets blocking the nozzle hole 21a is reduced by the amount of projection of the convex portion 21b. Therefore, it is possible to further reduce the pressure of the fuel gas required for blowing off the water droplets when the burner 10 is ignited.

また、図5(b)に示した例では、凸部21bの突出量が図5(a)の例よりも更に大きくなっており、ノズル21の先端に付着した水滴の量(半径)が同じ条件で、凸部21bの先端面21cが半球状の水滴から突き出ているため、ノズル21の水封が生じていない。このような状況は、ノズル21の外面の先端側(凸部21bの接続部分)に先端面21cを囲む周状の溝21dが設けられており、この溝21dに水滴を溜められるようになっていると捉えることができる。こうした溝21dに先端面21cから水滴が引き込まれることで、ノズル21の水封の発生を抑制する効果が得られる。 In addition, in the example shown in FIG. 5(b), the amount of protrusion of the convex portion 21b is larger than that in the example of FIG. Under the condition, the tip surface 21c of the projection 21b protrudes from the hemispherical water droplet, so the nozzle 21 is not water-sealed. In such a situation, a circumferential groove 21d surrounding the distal end surface 21c is provided on the distal end side of the outer surface of the nozzle 21 (connecting portion of the convex portion 21b), and water droplets can be collected in this groove 21d. It can be understood that there is Water droplets are drawn into the grooves 21d from the tip surface 21c, so that the effect of suppressing the occurrence of water sealing of the nozzle 21 can be obtained.

また、上述のようにノズル21に水滴を溜める周状の溝21dを設ける観点からすると、凸部21bの外形は、図5(b)のように先端に向かって縮径するテーパー状ではなく、図6に示されるように先端に向かって拡径する逆テーパー状にしてもよい。これにより、溝21dの深さを確保することができるので、水滴を溜める容量を増やすことが可能となる。 Further, from the viewpoint of providing the nozzle 21 with the circumferential groove 21d for collecting water droplets as described above, the external shape of the convex portion 21b is not tapered with a diameter decreasing toward the tip as shown in FIG. As shown in FIG. 6, it may be inversely tapered so that the diameter increases toward the tip. As a result, the depth of the groove 21d can be ensured, so that the capacity for storing water droplets can be increased.

以上に説明したように本実施例のマニホールド20では、バーナ10に向けて突設されたノズル21が、先端側に一段と突き出た状態の凸部21bを有する形状に形成されており、この凸部21bにノズル孔21aが開口している。これにより、ノズル21の先端側を覆って水滴が付着した場合でも、表面張力によって半球状になってノズル孔21aを塞ぐ水滴の膜厚は、凸部21bが突き出た分だけ、凸部21bを有しない場合に比べて薄くなる。そのため、バーナ10の点火時に、より低い圧力の燃料ガスで水滴を吹き飛ばして水封を解消することが可能となる。 As described above, in the manifold 20 of this embodiment, the nozzles 21 protruding toward the burner 10 are formed in a shape having a protruding portion 21b which further protrudes toward the tip side. A nozzle hole 21a opens at 21b. As a result, even when water droplets adhere to the tip side of the nozzle 21, the film thickness of the water droplet that becomes hemispherical due to surface tension and closes the nozzle hole 21a is as large as the projected portion 21b. Thinner than without. Therefore, when the burner 10 is ignited, the water droplets can be blown off with fuel gas at a lower pressure to eliminate the water seal.

以上、本実施例のマニホールド20について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。 Although the manifold 20 of this embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the invention.

例えば、前述した実施例では、マニホールド20からバーナ10に向けて突設されたノズル21の外形が先端に向かって縮径するテーパー状になっていた。しかし、ノズル21の外形は、テーパー状に限られず、図7に示されるように外径が変わらない円柱状として、ノズル21の突出方向に対して略垂直な端面21eから一段と突き出た状態の凸部21bを設けてもよい。このようなノズル21では、端面21eに付着した水滴が表面張力で半球状になってノズル孔21aを塞いでも、凸部21bが突き出た分だけ、凸部21bを有しない(端面21eにノズル孔21aが開口している)場合に比べて、ノズル孔21aを塞ぐ水滴の膜厚が薄くなるので、より低い圧力の燃料ガスで水滴を吹き飛ばして水封を解消することが可能となる。 For example, in the above-described embodiment, the outer shape of the nozzle 21 projecting from the manifold 20 toward the burner 10 is tapered toward the tip. However, the outer shape of the nozzle 21 is not limited to a tapered shape, and may be a columnar shape with a constant outer diameter as shown in FIG. A portion 21b may be provided. In such a nozzle 21, even if water droplets adhering to the end face 21e become hemispherical due to surface tension and block the nozzle hole 21a, the protrusion 21b does not have the protrusion 21b (nozzle hole on the end face 21e). 21a is open), the film thickness of the water droplets blocking the nozzle hole 21a is thinner, so that the water droplets can be blown off with fuel gas at a lower pressure to eliminate the water seal.

また、前述した実施例では、ノズル21を突出方向に対して垂直な平面で切断した断面の外形が円形となっていた。しかし、こうしたノズル21の断面の外形は、円形に限られず、例えば、五角形や六角形などの多角形であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the outer shape of the cross section obtained by cutting the nozzle 21 along a plane perpendicular to the projecting direction is circular. However, the external shape of the cross section of the nozzle 21 is not limited to a circular shape, and may be polygonal such as a pentagon or a hexagon.

また、前述した実施例のノズル21では、凸部21bの先端面21cが、ノズル21の突出方向に対して略垂直な平坦面になっていた。しかし、凸部21bの先端面21cは、平坦面に限られず、球面や円錐面であってもよい。ただし、ノズル21の外面や内面の形状がマニホールド20の本体22と一体にダイカストで形成されるのに対して、ノズル孔21aはドリルやプレス等による穿孔加工で後から形成されることが多いため、ノズル21の先端面21cを平坦面にしておくことで、球面や円錐面である場合に比べて穿孔加工が容易となり、ノズル孔21aの位置ずれを抑制することができる。 Further, in the nozzle 21 of the above-described embodiment, the tip surface 21c of the convex portion 21b is a flat surface substantially perpendicular to the direction in which the nozzle 21 protrudes. However, the tip surface 21c of the convex portion 21b is not limited to a flat surface, and may be a spherical surface or a conical surface. However, while the shape of the outer surface and inner surface of the nozzle 21 is formed integrally with the main body 22 of the manifold 20 by die casting, the nozzle hole 21a is often formed later by perforating with a drill, press, or the like. By making the tip surface 21c of the nozzle 21 a flat surface, it becomes easier to drill holes than in the case of a spherical surface or a conical surface, and displacement of the nozzle hole 21a can be suppressed.

1…給湯器、 2…燃焼装置、 3…燃焼室、
5…燃焼ファン、 6…点火プラグ、 7…フレームロッド、
10…バーナ、 11…炎口、 12…ガス流入口、
13…混合通路、 15…ガス通路、 16…元弁、
17…比例弁、 18…切換弁、 20…マニホールド、
21…ノズル、 21a…ノズル孔、 21b…凸部、
21c…先端面、 21d…溝、 21e…端面、
22…本体、 23…蓋板、 24…分配通路、
25…ガス流通孔、 30…熱交換器、 31…給水通路、
32…給湯通路、 33…流量センサ、 34…カラン、
35…排気口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Water heater, 2... Combustion device, 3... Combustion chamber,
5 Combustion fan 6 Ignition plug 7 Flame rod
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Burner, 11... Flame port, 12... Gas inlet,
13... Mixing passage, 15... Gas passage, 16... Main valve,
17... Proportional valve, 18... Switching valve, 20... Manifold,
21... Nozzle, 21a... Nozzle hole, 21b... Convex part,
21c... tip face, 21d... groove, 21e... end face,
22...main body, 23...cover plate, 24...distribution passage,
25... Gas circulation hole, 30... Heat exchanger, 31... Water supply passage,
32... Hot water supply passage, 33... Flow rate sensor, 34... Callan,
35... Exhaust port.

Claims (1)

燃焼装置の複数のバーナに向けて突設された複数のノズルを備え、該複数のノズルに燃料ガスを分配するガス供給用マニホールドにおいて、
前記ノズルは、前記バーナに向かって縮径されたテーパー形状であると共に、先端側に一段と突き出た状態の凸部を有する形状に形成され、
前記バーナに向けて前記燃料ガスが噴出するノズル孔が前記凸部に開口しており、
前記ノズルの中心軸を含む平面で切断した該ノズルの断面の外形は、前記凸部と接続する直近部分のテーパー形状の勾配に比して、該凸部のテーパー形状の勾配が緩やかになっていると共に、該直近部分から該凸部にかけてテーパー形状の勾配が徐変せずに屈曲している
ことを特徴とするガス供給用マニホールド。
A gas supply manifold comprising a plurality of nozzles projecting toward a plurality of burners of a combustion device and distributing fuel gas to the plurality of nozzles,
The nozzle has a tapered shape with a reduced diameter toward the burner, and is formed in a shape having a convex portion that protrudes further toward the tip side,
a nozzle hole through which the fuel gas is ejected toward the burner is open to the convex portion;
In the external shape of the cross section of the nozzle cut along a plane including the central axis of the nozzle, the tapered slope of the convex portion is gentler than the tapered slope of the portion immediately adjacent to the convex portion. In addition, the taper-shaped gradient is bent from the nearest portion to the convex portion without a gradual change.
A gas supply manifold characterized by:
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