JP4680880B2

JP4680880B2 - バーナ装置

Info

Publication number: JP4680880B2
Application number: JP2006345801A
Authority: JP
Inventors: 秀介近藤; 雅彦木村
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008157526A

Description

本発明は、バーナ装置に関し、詳しくは、バーナ本体に備える吸入口から燃料ガスと共に一次空気を取り入れ、燃料ガスと一次空気との混合ガスを燃焼板に供給して燃焼させるバーナ装置に関する。

従来、この種のバーナ装置としては、例えば、温風暖房機の熱源として採用されるものが知られており、ガス噴出ノズルが臨んで燃料ガスと一次空気とを流入させる吸入口と、該吸入口から流入する燃料ガスと一次空気とを混合して混合ガスを生成する混合管部とを備えている。混合管部は、吸入口から連続して略水平方向に延設されている。そして混合管部により混合された混合ガスは混合管部の下流側から分布室を経て燃焼板等に備える多数の炎孔に送られ燃焼される。

混合管部には、吸入口の近傍で吸入口より流通断面積が小さいスロート部が設けられており、燃料ガスと一次空気とがスロート部を通過するときに両者の流れが乱されることにより、混合管部において燃料ガスと一次空気とが円滑に混合されるようになっている。

ところで、燃料ガスと一次空気とは、混合管部で十分に混合されることが望ましく、両者の混合が不十分であると、多数の炎孔において形成される火炎が不均一となる。また、燃料ガスと一次空気との混合は、スロート部の流通断面積を小さくするほど良好に行われることが知られているが、スロート部の流通断面積が小さいと燃料ガスと一次空気との通過流量も小さくなり、特に吸入口から吸入される一次空気の量が不足する。一次空気を多量に吸入させるためには、吸入口の口径を大きくすると共にスロート部の流通断面積を比較的大きくしなければならず、これに伴って両者の混合具合が悪化する。このように、スロート部の流通断面積の大きさによって良好な混合と良好な燃焼とを両立させることは困難である。

そこで、混合管部の内部に障害物を配置し、燃料ガスと一次空気との流れが混合管部の内部で激しく乱れるようにして、燃料ガスと一次空気とを十分に混合させるようにしたバーナ装置が知られている（特許文献１参照）。これによれば、混合管部の内部において障害物により燃料ガスと一次空気との混合が促されるので、吸入口の口径とスロート部の流通断面積とを共に大きくすることができる。

しかし、混合管部の内部に障害物を設けることによって、混合管部の内部での混合ガスの流動が阻害され、吸入口から十分な一次空気が吸入されなくなるおそれがある。このため、一次空気量が不足することが考えられ、それによって良好な燃焼を得ることが困難となるおそれがある。
特開平７−６３３１０号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、混合管部内部における流動を阻害することなく燃料ガスと一次空気とを確実に混合させることができ、しかも吸入口の口径とスロート部の流通断面積とを比較的大きくして良好な燃焼を得ることができるバーナ装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、軸線方向にガス噴出ノズルが臨み、該ガス噴出ノズルから噴出される燃料ガスの噴流により燃料ガスと共に周囲の空気を一次空気として吸入する吸入口と、該吸入口より流通断面積が小さいスロート部を介して該吸入口に連なり燃料ガスと一次空気との混合ガスを生成する混合管部と、該混合管部で生成された混合ガスにより火炎を形成する炎孔とを備えるバーナ装置において、前記吸入口の外側に整流部材を備え、該整流部材には、前記ガス噴出ノズルと前記吸入口との間の上方であって前記吸入口から離間した位置で該吸入口の一部を横断する方向に帯状に延び、吸入口に向かう一次空気の一部を突き当てて分流させる分流板が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、前記整流部材が前記吸入口の外側にあって、その分流板が吸入口の一部を横断して延びているので、一次空気が吸入口から吸入されるに先立って、分流板によって一次空気の流れに乱れを形成することができる。これにより、スロート部における燃料ガスと一次空気との流れの乱れを増加させることができ、混合管部の内部において燃料ガスと一次空気とを良好に混合させることができる。しかも、分流板は吸入口の外側にあるので混合管部の内部の流動が分流板によって阻害されることはなく、吸入口から吸入される一次空気の量の低下も殆どないので、十分な量の一次空気を燃料ガスに混合させることができる。従って、吸入口の口径とスロート部の流通断面積とを比較的大きくすることができ、良好な燃焼を得ることができる。

また、本発明において、前記吸入口の外側から前記分流板の上方に張り出して該吸入口の上方を覆う板状の張出部を備えることが好ましい。張出部によって、吸入口の周囲の空気の拡散を抑制することができ、その空気を一次空気として確実に吸入口に吸入させることができる。そして、張出部の下方に前記分流板が位置するので、張出部によって案内された空気を効率よく確実に分流板に突き当てることができる。しかも、張出部の外側から吸入口に向かう空気の流れが一定して得られるので、例えば、温風暖房機の熱源として本発明のバーナ装置を採用したときに、温風暖房機の筐体内部の空気の流れの影響を殆ど受けずに吸入口に向かう空気の流れを形成することができる。また、張出部は吸入口の上方を覆っているので、塵埃等の異物が張出部の上面でせき止められて吸入口からの侵入が防止されるので、バーナ装置の耐久性が向上する。

また、本発明において、前記分流板は、その上面側に起立して吸入口の一部に対向する壁板を備え、該壁板には、吸入口へ向かう一次空気が通過自在の穴部が形成されていることが好ましい。前記壁板を設けたことにより、吸入口から吸入される一次空気は、それに先立って壁板に衝突し、更に前記穴部を抜けることで激しい乱れとなる。これによって、混合管部の内部における燃料ガスと一次空気との混合を一層促進させることができる。また、例えば、一時的に壁板に向かう空気の流速が低下するようなことがあっても、壁板への衝突と穴部の通過を経ることによって一次空気の流れを確実に乱すことができ、燃料ガスと一次空気との良好な混合を維持することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のバーナ装置１は、図示しない温風暖房機の熱源として用いられる全一次空気式のものであり、図１に示すように、バーナ本体２と、バーナ本体２の上部に取り付けられた燃焼板３とによって構成されている。

バーナ本体２は、その一側部に、円形に開口された吸入口４と、吸入口４より流通断面積が小さいスロート部５とを備えるロート状の吸入口体６を一体に備えている。吸入口体６は、そのスロート部５がバーナ本体２の内部に形成されている円筒状の混合管部７の上流端部に連通して設けられている。混合管部７の上部には、混合管部７の下流端に連通する分布室８が形成され、分布室８には、複数の貫通孔９が開設された分布板１０が設けられている。前記燃焼板３は、複数の炎孔１１が形成されたセラミックス製の板体であり、分布板１０の上方に対向して水平に設けられている。

吸入口４には、その中心で軸線方向にガス噴出ノズル１２（図４参照）が臨み、ガス噴出ノズル１２から燃料ガスが送り込まれるようになっている。このとき、燃料ガス流によりその周囲から一次空気を取り込み、吸入口４から吸入された燃料ガスと一次空気とが混合管部７で混合されて分布室８で均等に分散分布され、分布板１０の貫通孔９を経て燃焼板３の炎孔１１により火炎を形成する。なお、符号１３で示すものは酸欠検知バーナである。

吸入口体６は、図１及び図２に示すように、その吸入口４の端縁が矩形板状の枠体１４に一体に連結されている。枠体１４には、吸入口４に合致する開口部１５が形成され、その上端部にはバーナ本体２に一体に連結する上部連結舌片１６が連設されている。枠体１４の一側縁と下側縁とには、図示しない温風暖房機の筐体にネジ止め連結するための側部連結舌片１７と下部連結舌片１８とが夫々連設されている。また、枠体１４の他側縁には、図４に示すように、ガス噴出ノズル１２が取り付けられたノズルホルダ１９を支持するホルダ支持片２０が連設されいる。ホルダ支持片２０には、複数の通気孔２１が形成されている。

更に、図１及び図２に示すように、枠体１４には、所定形状に打抜き形成された金属板を折り曲げて形成された整流部材２２が設けられている。整流部材２２は、図２及び図３に示すように、吸入口４から離間した位置で該吸入口４の一部を横断する方向に延びる分流板２３を備えている。また、分流板２３には、その一側端縁から起立して分流板２３に沿って吸入口４に対向して延びる壁板２４が形成され、壁板２４には複数の穴部２５が貫通して形成されている。壁板２４の一側端縁には、枠体１４にネジ止め連結する連結部２６が連設されている。連結部２６は、枠体１４の側部連結舌片１７の一部に連結され、分流板２３及び壁板２４を、吸入口４から離間した位置であって図４に示すようにガス噴出ノズル１２の上方位置に固定する。

また、図２及び図３に示すように、整流部材２２には、連結部２６の上端縁から水平に折り曲げられた板状の張出部２７が形成されている。張出部２７は、図１及び図２に示すように、枠体１４の上部連結舌片１６から吸入口４の外側に位置し、更に分流板２３の上方に張り出して吸入口４の上方を覆う。

次に、本実施形態のバーナ装置における整流部材２２の作用を図４を参照して説明する。ガス噴出ノズル１２から吸入口４に向かって燃料ガスが噴出されると、燃料ガスの噴流Ｇにより吸入口４の周囲にある空気にも流れが生じ、燃料ガスと共に吸入口４へ向かう。このとき、吸入口４の上方に張り出す整流部材２２の張出部２７により、吸入口４の周囲にある空気の分散が防止されているので、その空気は確実に吸入口４へ向かう。また、張出部２７の外側からは吸入口４の周囲に空気が入り込むことができ（矢印Ａ１）、ガス噴出ノズル１２の下方からも十分な量の空気が吸入口４の周囲に入り込みむことができる（矢印Ａ２）ので、吸入口４に向かう空気の流れを一定して得ることができる。

燃料ガスと共に吸入口４へ向かう空気は、ガス噴出ノズル１２の上方位置の吸入口４の手前で、分流板２３に突き当たって分流される。このとき、空気の流れＡ３に乱れが生じた状態で一次空気として吸入口４に取り込まれ、更にスロート部５に向かう。同時に、分流板２３に連設された壁板２４にも空気が衝突し、更に穴部２５を抜けることによって空気の流れＡ４に激しい乱れが生じる。これによって、分流板２３によって形成された空気の流れの乱れが一層激しくなり、一次空気としてスロート部５に向かうときに燃料ガスとの混合が促進される。

このように、一次空気として吸入口４に吸入される空気は、整流部材２２によって吸入口４に吸入される前に気流が乱されるので、例えば、混合管部７の内部に障害物等を設けて燃料ガスと一次空気との混合を行う必要がなく、また、混合管部７の内部での混合ガスの流動が妨げられることがないので、十分な量の一次空気を吸入口４から取り込むことができる。

更に、整流部材２２によって、吸入口４に吸入される空気には既に流れの乱れが生じているので、スロート部５の流通断面積が比較的大きくても、十分に混合が促進され、混合管部７の内部での混合ガスの生成が円滑且つ確実に行われる。そしてこれによって、燃焼板３の炎孔１１に燃料ガスと一次空気とが良好に混合された混合ガスが供給され、炎孔１１において良好に火炎を形成することができる。

また、張出部２７が吸入口４の上方を覆っているので、吸入口４の上方から吸入口４へ向かう塵埃が張出部２７によってせき止めてられ、バーナ本体２内部への塵埃の侵入を阻止することができるので、塵埃による燃焼への悪影響を回避することができる。

なお、本実施形態においては、分流板２３と壁板２４と張出部２７とを備える整流部材２２を採用したが、例えば、図示しないが、分流板２３のみを設けてもよく、壁板２４と張出部２７とは何れも、取り付けスペースや、温風暖房機の能力に応じて選択的に設けることができる。

本発明の一実施形態のバーナ装置を示す説明的断面図。本実施形態のバーナ装置の要部を示す説明的斜視図。整流部材を示す説明的斜視図。整流部材の作用を示す説明図。

符号の説明

１…バーナ装置、４…吸入口、５…スロート部、７…混合管部、１１…炎孔、１２…ガス噴出ノズル、２２…整流部材、２３…分流板、２４…壁板、２５…穴部、２７…張出部。

Claims

軸線方向にガス噴出ノズルが臨み、該ガス噴出ノズルから噴出される燃料ガスの噴流により燃料ガスと共に周囲の空気を一次空気として吸入する吸入口と、該吸入口より流通断面積が小さいスロート部を介して該吸入口に連なり燃料ガスと一次空気との混合ガスを生成する混合管部と、該混合管部で生成された混合ガスにより火炎を形成する炎孔とを備えるバーナ装置において、
前記吸入口の外側に整流部材を備え、
該整流部材には、前記ガス噴出ノズルと前記吸入口との間の上方であって前記吸入口から離間した位置で該吸入口の一部を横断する方向に帯状に延び、吸入口に向かう一次空気の一部を突き当てて分流させる分流板が設けられていることを特徴とするバーナ装置。
前記整流部材は、前記吸入口の外側から前記分流板の上方に張り出して該吸入口の上方を覆う板状の張出部を備えることを特徴とする請求項１記載のバーナ装置。
前記分流板は、その上面側に起立して吸入口の一部に対向する壁板を備え、
該壁板には、吸入口へ向かう一次空気が通過自在の穴部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバーナ装置。