JP7359739B2 - 全一次燃焼式バーナ - Google Patents

Description

本発明は、内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気が噴出する燃焼板部とを備える全一次燃焼式バーナに関する。

従来、この種の全一次燃焼式バーナとして、燃焼板部を、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディ側から覆う耐熱繊維製の混合気透過材と、混合気透過材のバーナボディ側を向く裏面に重ねられる、多数の分布孔が形成された分布板とで構成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、分布板の外周縁部を、バーナ枠との間に混合気透過材の外周縁部を挟んだ状態でバーナ枠にスポット溶接している。

また、他の従来例として、燃焼板部を、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディと反対側から覆う耐熱繊維製の混合気透過材とで構成したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

上記前者の従来例では、分布板とバーナ枠との間で混合気透過材が圧縮されることから、バーナ枠に近い開口部周縁領域に合致する混合気透過材の部分がある程度圧縮された状態になり、この部分を通って少量の混合気が開口部周縁領域に滲み出る。そして、開口部周縁領域では、滲み出た噴出速度の遅い混合気でリフトしにくい火炎が形成され、この火炎による保炎作用で耐リフト性が向上する。

一方、上記後者の従来例では、開口部周縁領域に流れた混合気が混合気透過材を透過して、他の部分と同じ速度で噴出する。そのため、開口部周縁領域にリフトしにくい火炎が形成されなくなり、耐リフト性が悪化する。

特開２０１７－１１６１６０号公報 特開平１１－１８２８１５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディと反対側から覆う耐熱繊維製の混合気透過材とで構成される燃焼板部を備える全一次燃焼式バーナであって、耐リフト性を向上できるようにしたもの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、内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気が噴出する燃焼板部とを備える全一次燃焼式バーナであって、燃焼板部は、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディと反対側から覆う耐熱繊維製の混合気透過材とで構成されるものにおいて、バーナ枠の内周縁から外方に所定距離離れた部分に、混合気透過材の外周縁部が結合され、バーナ枠と混合気透過材との少なくとも一方に、混合気透過材の外周縁部より内方に位置させて、バーナ枠と混合気透過材との他方から離れる方向に屈曲する段差部が形成され、この段差部により、バーナ枠と混合気透過材との間に、バーナ枠の内周縁に達する隙間が確保されることを特徴とする。

本発明によれば、バーナ枠で囲われる開口部周縁からバーナ枠と混合気透過材との間の隙間に流れた混合気がこの隙間に面する混合気透過材の部分を透過する。そのため、上記隙間に流れる混合気の量を少量に制限することで、この隙間に面する混合気透過材の部分からの混合気の噴出速度を遅くすることができる。従って、上記隙間に面する混合気透過材の部分、即ち、バーナ枠で囲われる開口部周縁の外方に隣接する部分にリフトしにくい火炎を形成でき、耐リフト性を向上できる。

尚、熱変形等を生じても、バーナ枠と混合気透過材との間に隙間が確保されるようにするには、隙間をある程度大きくする必要があり、隙間に流れる混合気の量を少量に制限することが困難になる。この場合、バーナ枠の内周縁に、混合気透過材側に屈曲する曲げ縁部を形成すれば、上記隙間を大きくしても、この隙間に流れる混合気の量を少量に制限できる。

但し、上記曲げ縁部を形成するだけでは、熱変形等により曲げ縁部と混合気透過材とが近付き過ぎて、上記隙間に流れる混合気の量が過少になってしまう恐れがある。この場合、バーナ枠の上記隙間に面する部分に、周方向に間隔を存して複数の透孔を形成し、或いは、曲げ縁部に、周方向に間隔を存して複数の切欠きを形成すれば、上記隙間にこれら透孔や切欠きを通して混合気が流入するため、上記隙間に流れる混合気の量が過少になってしまうことを防止できる。

尚、本発明においては、混合気透過材のバーナ枠側を向く裏面に、多数の分布孔が形成された分布板を重ね合わせてもよい。

本発明の第１実施形態の全一次燃焼式バーナを具備する燃焼装置の斜視図。 図１とは反対側から見た燃焼装置の斜視図。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図。 図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図。 第１実施形態の全一次燃焼式バーナの燃焼板部の分解状態の斜視図。 図５の燃焼板部の組立状態の要部の拡大断面図。 第２実施形態の全一次燃焼式バーナの燃焼板部の図５に対応する要部の拡大断面図。 第３実施形態の全一次燃焼式バーナの燃焼板部の図５に対応する要部の拡大断面図。

図１乃至図４に示す燃焼装置は、内部に混合気（燃料ガスと一次空気との混合ガス）が供給されるバーナボディ１１と、バーナボディ１１の下向きの開放面１１１を覆う燃焼板部１２とを備える本発明の実施形態の全一次燃焼式バーナ１と、バーナボディ１１の開放面１１１を囲うボディフランジ部１１２にビス２１で締結される上端の筐フランジ部２２を有する燃焼筐２とを備えている。燃焼筐２の内部には、給湯用の熱交換器３が収納されている。

熱交換器３は、多数のフィン３１とこれらフィン３１を貫通する複数の吸熱管３２とを備えるフィンチューブ型熱交換器で構成されている。燃焼筐２の横方向一側と他側の側板２３，２４の外面には、隣り合う２本の吸熱管３２，３２の接続路を各側板２３，２４との間に画成する接続蓋３３が複数取付けられており、全ての吸熱管３２が直列に接続される。また、上流端の吸熱管３２に接続される接続路を横方向他側の側板２４との間に画成する接続蓋３３には入水口３４が設けられている。

また、燃焼筐２の後側の側板２５の熱交換器３より上方の部分の内側には、管から成る上下３本の第１水路５_１が側板２５に接するように配置され、燃焼筐２の前側の側板２６の熱交換器３より上方の部分の内側にも、管から成る上下３本の第３水路５_３が側板２６に接するように配置されている。また、燃焼筐２の横方向一側の側板２３の外面には、上下３本の第１水路５_１と熱交換器３の下流端の吸熱管３２との接続路を側板２３との間に画成する流入側ヘッダ蓋５１と、上下３本の第３水路５_３の接続路を側板２３との間に画成する流出側ヘッダ蓋５２とを取付け、流出側ヘッダ蓋５２に出湯口５３を設けている。更に、燃焼筐２の横方向他側の側板２４には、図２、図３に示す如く、後側の第１水路５_１と前側の第３水路５_３とを接続する第２水路５_２が設けられている。第２水路５_２は、側板２４に形成した横方向内方への窪みとこの窪みを覆うように側板２４の外面に取付けた蓋５４とで構成されている。そして、入水口３４から供給される水が熱交換器３で加熱され、加熱された水が流入側ヘッダ蓋５１内の接続路と第１水路５_１と第２水路５_２と第３水路５_３と流出側ヘッダ蓋５２内の接続路とを介して出湯口５３から出湯されるようにしている。また、燃焼筐２の横方向一側の側板２３には、流出側ヘッダ蓋５２内の接続路の上部から後方にのびる、側板２３に形成した横方向内方への窪みとこの窪みを覆う流出側ヘッダ蓋５２に一体の蓋５２ａとで構成される第４水路５_４が設けられている。そして、これら第１乃至第４水路５_１～５_４に流れる水により燃焼筐２の各側板２３～２６が冷却されるようにしている。

また、燃焼筐２の前側の側板２６には、上方から１番目と２番目の２本の第３水路５_３，５_３の間の側板部分を貫通して燃焼筐２内に突出する点火電極６１と接地電極６２とフレームロッド６３とを有する電極部品６が装着されている。尚、電極部品６には、燃焼筐２内を視認できる覗き窓６４が付設されている。

次に、全一次燃焼式バーナ１について詳述する。バーナボディ１１には、混合気を供給するファン４を接続する流入口１１３が開設されている。流入口１１３には、ファン４停止時にバーナボディ１１内に残留する混合気がファン４側に逆流することを阻止する逆止弁１３が装着されている。逆止弁１３は、流入口１１３に嵌め込まれる樹脂製の弁筐１３１と、バーナボディ１１内を向く弁筐１３１の開口部に開閉自在に軸着された樹脂製の弁板１３２とで構成されている。

図５、図６も参照して、燃焼板部１２は、額縁状のバーナ枠１２１と、バーナ枠１２１で囲われる開口部１２２をバーナボディ１１と反対側（下方）から覆う耐熱繊維製の混合気透過材１２３とで構成されている。混合気透過材１２３は、金属或いはＳｉＣ等の非金属の耐熱繊維のニット状の織物やフェルト状の不織布で構成される。そして、バーナ枠１２１の内周縁から外方に所定距離離れた部分に、混合気透過材１２３の外周縁部１２３ａをスポット溶接で結合している。バーナボディ１１内に供給された混合気は、開口部１２２を通過した後、混合気透過材１２３を透過して噴出し全一次燃焼する。

バーナ枠１２１の外周部には、バーナボディ１１側（上方）に屈曲した側板部１２１ａと、側板部１２１ａの上端から外方に張出す枠フランジ部１２１ｂとが形成されている。そして、枠フランジ部１２１ｂをボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間に挟み込み、更に、枠フランジ部１２１ｂとボディフランジ部１１２との間にパッキン７を介設して、シール性を確保している。また、枠フランジ部１２１ｂの下面に断熱材８を装着している。尚、図４に明示する如く、開口部１２２は、前後方向に沿う断面形状が円弧状に湾曲しており、混合気透過材１２３も同様に前後方向に沿う断面形状が円弧状に湾曲している。

ここで、本実施形態では、混合気透過材１２３に、混合気透過材１２３の外周縁部１２３ａよりも内方に位置させて、バーナ枠１２１から離れる方向（下方）に屈曲する段差部１２３ｂを形成している。そして、この段差部１２３ｂにより、バーナ枠１２１と混合気透過材１２３との間に、バーナ枠１２１の内周縁に達する隙間１２４が確保されるようにしている。これによれば、バーナ枠１２１で囲われる開口部１２２の周縁からバーナ枠１２１と混合気透過材１２３との間の隙間１２４に流れた混合気がこの隙間１２４に面する混合気透過材１２３の部分を透過する。そのため、上記隙間１２４に流れる混合気の量を少量に制限することで、この隙間１２４に面する混合気透過材１２３の部分からの混合気の噴出速度を遅くすることができる。従って、上記隙間１２４に面する混合気透過材１２３の部分、即ち、バーナ枠１２１で囲われる開口部１２２の周縁外方に隣接する部分にリフトしにくい火炎を形成でき、耐リフト性を向上できる。

尚、熱変形等を生じても、バーナ枠１２１と混合気透過材１２３との間に隙間１２４が確保されるようにするには、隙間１２４をある程度大きくする必要があり、隙間１２４に流れる混合気の量を少量に制限することが困難になる。そこで、本実施形態では、バーナ枠１２１の内周縁に、混合気透過材１２３側（下方）に屈曲する曲げ縁部１２１ｃを形成している。これによれば、上記隙間１２４を大きくしても、この隙間１２４に流れる混合気の量を少量に制限できる。

但し、曲げ縁部１２１ｃを形成するだけでは、熱変形等により曲げ縁部１２１ｃと混合気透過材１２３とが近付き過ぎて、上記隙間１２４に流れる混合気の量が過少になってしまう恐れがある。この場合、図７に示す第２実施形態の如く、バーナ枠１２１の上記隙間１２４に面する部分に、周方向に間隔を存して複数の透孔１２１ｄを形成し、或いは、図８に示す第３実施形態の如く、曲げ縁部１２１ｃに、周方向に間隔を存して複数の切欠き１２１ｅを形成すれば、上記隙間１２４にこれら透孔１２１ｄや切欠き１２１ｅを通して混合気が流入するため、上記隙間１２４に流れる混合気の量が過少になってしまうことを防止できる。

また、本実施形態では、混合気透過材１２３のバーナ枠１２１側を向く裏面に、多数の分布孔１２５ａが形成された分布板１２５を重ね合わせている。そして、混合気透過材１２３の外周縁部１２３ａとバーナ枠１２１との間に分布板１２５の外周縁部１２５ｂを挟み込んだ状態で、混合気透過材１２３の外周縁部１２３ａをバーナ枠１２１にスポット溶接している。また、分布板１２５に、混合気透過材１２３の段差部１２３ｂに重なる段差部１２５ｃを形成している。尚、分布板１２５は省略してもよい。

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、上記実施形態では、混合気透過材１２３にバーナ枠１２１から離れる方向に屈曲する段差部１２３ｂを形成して、バーナ枠１２１と混合気透過材１２３との間に隙間１２４を確保しているが、バーナ枠１２１に混合気透過材１２３から離れる方向に屈曲する段差部を形成し、或いは、混合気透過材１２３にバーナ枠１２１から離れる方向に屈曲する段差部を形成すると共にバーナ枠１２１に混合気透過材１２３から離れる方向に屈曲する段差部を形成して、バーナ枠１２１と混合気透過材１２３との間に隙間１２４を確保してもよい。また、上記実施形態の全一次燃焼式バーナは、バーナボディ１１の開放面１１１が下を向くように配置しているが、この開放面１１が上を向くように配置する全一次燃焼式バーナにも同様に本発明を適用できる。

１…全一次燃焼式バーナ、１１…バーナボディ、１１１…開放面、１２…燃焼板部、１２１…バーナ枠、１２１ｃ……曲げ縁部、１２１ｄ…透孔、１２１ｅ…切欠き、１２２…開口部、１２３…混合気透過材、１２３ａ…外周縁部、１２３ｂ…段差部、１２４…隙間、１２５…分布板、１２５ａ…分布孔。

Claims (5)

1. 内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気が噴出する燃焼板部とを備える全一次燃焼式バーナであって、燃焼板部は、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディと反対側から覆う耐熱繊維製の混合気透過材とで構成されるものにおいて、
   バーナ枠の内周縁から外方に所定距離離れた部分に、混合気透過材の外周縁部が結合され、バーナ枠と混合気透過材との少なくとも一方に、混合気透過材の外周縁部より内方に位置させて、バーナ枠と混合気透過材との他方から離れる方向に屈曲する段差部が形成され、この段差部により、バーナ枠と混合気透過材との間に、バーナ枠の内周縁に達する隙間が確保されることを特徴とする全一次燃焼式バーナ。
2. 前記バーナ枠の内周縁に、前記混合気透過材側に屈曲する曲げ縁部が形成されることを特徴とする請求項１記載の全一次燃焼式バーナ。
3. 前記バーナ枠の前記隙間に面する部分に、周方向に間隔を存して複数の透孔が形成されることを特徴とする請求項２記載の全一次燃焼式バーナ。
4. 前記曲げ縁部に、周方向に間隔を存して複数の切欠きが形成されることを特徴とする請求項２記載の全一次燃焼式バーナ。
5. 前記混合気透過材の前記バーナ枠側を向く裏面に、多数の分布孔が形成された分布板が重ね合わされることを特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の全一次燃焼式バーナ。

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