JP2009103407A - 全一次空気式バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で火炎の安定化を実現してリフト防止性能を良好とする。
【解決手段】全一次空気式バーナ１において、バーナ本体２内で炎孔部材３の上流側には、複数の透孔１０を配設した整流板９が設けられ、この整流板９と炎孔部材３との間には、炎孔部材３の炎孔５に非接触で対向し、総面積が炎孔５の総面積よりも小さくなる透孔１４を形成した分布板１１が設けられて、分布板１１によって炎孔５間での混合ガスの噴出速度に差を生じさせるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガスと一次空気とを混合して得られる混合ガスを全一次燃焼させる全一次空気式バーナに関する。

全一次空気式バーナは、給気ファン等によって供給される燃焼に必要な一次空気を燃料ガスと混合し、その混合ガスをセラミックプレート等の炎孔部材で全一次燃焼させるものである。具体的には、図４や特許文献１に示すように、筒状のバーナ本体２１の上端開口に、多数の炎孔２３，２３・・を配設して混合ガスを燃焼させるセラミックプレート２２を設け、そのセラミックプレート２２の上流側（図４での下側）に、複数の透孔２５，２５・・を中央が疎、周辺が密となるように配設した均圧手段としての整流板２４を備えて、セラミックプレート２２へ供給される混合ガスの均圧を図る全一次空気式バーナ２０がよく知られている。

特開２００３−３５４０２号公報（図５）

全一次空気式バーナは、燃焼良好域がブンゼン式バーナと比較して狭いため、火炎を安定化させてリフト防止性能を良くし、燃焼良好域を拡げることが求められる。そこで、図４のセラミックプレート２２では、火炎の基部を安定させるために、炎孔２３を所定数の炎孔群２５ごとに断続的に配設して炎孔群２５間に無炎孔部（環流域）２６を設け、火炎Ｆの分割を図っているが、このようにして整流板２４を設けても、一次空気が増加するに従い端部の火炎からリフトし始め、ブローオフしてしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、簡単な構造で火炎の安定化が実現でき、リフト防止性能が良好となる全一次空気式バーナを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バーナ本体内で均圧手段と炎孔部材との間に、炎孔部材の炎孔に非接触で対向し、総面積が炎孔の総面積よりも小さくなる透孔を形成した分布板を設け、その分布板によって炎孔間での混合ガスの噴出速度に差を生じさせるようにしたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、炎孔部材の炎孔が、所定数の炎孔群ごとに断続的に配設されるものにあって、分布板の透孔を最適に配置するために、分布板の透孔を各炎孔群の中央部に夫々対向させて設けたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、炎孔部材における炎孔形成エリアの端部でも火炎を確実に安定させるために、分布板を、炎孔部材における炎孔形成エリアより外周に当接する縁板部と、透孔が形成され、少なくとも炎孔形成エリアとの対向部分が炎孔部材と平行となる底板部とを有する皿状としたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、炎孔部材と分布板との間の圧力を均一に保つために、炎孔部材の外周部に炎孔のない無炎孔部を形成し、この無炎孔部と分布板の外周縁部との間に空間を形成したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、分布板を設ける簡単な構造で火炎の安定化が実現でき、リフト防止性能が良好となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、分布板の透孔をリフト防止性能の改善に最適な箇所に配置可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、炎孔形成エリアの端部でも適正な圧力で混合ガスが噴出され、端部の火炎も確実に安定させることができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、炎孔部材と分布板との間の圧力を均一に保つことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器に用いられる全一次空気式バーナの一例を示す説明図で、上が平面、下がＡ−Ａ線断面を夫々示す。全一次空気式バーナ（以下単に「バーナ」という。）１は、上端を開口したバーナ本体２と、そのバーナ本体２の開口に設けられる炎孔部材３とからなる。まずバーナ本体２は、下端に図示しないノズルから燃料ガスが、図示しない給気ファンから一次空気が夫々供給される板金製の筒状体で、内部に燃料ガスと一次空気とを混合して混合ガスとする混合部４を有している。
また、炎孔部材３は、多数の炎孔５，５・・を形成したセラミックプレートで、炎孔５は、格子状となる炎孔群６と、その格子の各目内で菱形状となる炎孔群７，７・・とのパターンに配列されて、炎孔群６と炎孔群７との間及び外周部は無炎孔部（環流域）８となっている。

一方、バーナ本体２内で炎孔部材３の上流側には、均圧手段としての整流板９が、バーナ本体２内を塞ぐ格好で設けられている。この整流板９は、図４で示した従来の整流板２４と同じ構成で、図３に示すように、炎孔部材３の炎孔５よりも大きい透孔１０，１０・・を、中央が疎、周辺が密となるように配設したもので、これにより、混合部４から炎孔部材３側へ供給される混合ガスの均圧が図られるようになっている。

そして、整流板９と炎孔部材３との間には、分布板１１が、整流板９と平行に設けられている。この分布板１１は、炎孔部材３の下面で外周側の無炎孔部８に当接する縁板部１２と、その縁板部１２に連設され、炎孔５の形成エリアとの対向部分が炎孔部材３と平行となる底板部１３とを有する皿状で、底板部１３と炎孔部材３の下面との間に、炎孔５の形成エリアから外周側の無炎孔部８にまで亘る空間を形成している。また、底板部１３には、整流板９の透孔１０よりも大きい透孔１４，１４・・を、平面視で炎孔部材３における菱形状の炎孔群７の中央真下に位置するように配設している。ここでは、分布板１１における全透孔１４の総面積は、炎孔部材３の全炎孔５の総面積よりも小さい設定となっている。なお、底板部１３と炎孔部材３の下面との距離は、大きすぎると噴出速度の差が生じにくくなるため、２〜３ｍｍ程度とするのが望ましい。

以上の如く構成されたバーナ１は、バーナ本体２に燃料ガスと一次空気とが供給されて混合部４で混合され、混合ガスがまず整流板９の各透孔１０を通過することで、均圧状態で分布板１１側に流れる。しかし、分布板１１では、底板部１３に炎孔群７の中央部にのみ対向して透孔１４が形成されているので、各透孔１４を通過した混合ガスは、炎孔群７の中央部の炎孔５で噴出速度が大きくなる一方、その周辺部の炎孔５で噴出速度が小さくなって炎孔部材３から噴出される。よって、炎孔部材３の表面で点火されて形成される火炎Ｆは、図１に示すように各炎孔群７の中央部が最も上方へ長く伸びる格好となり、周辺部の炎孔５で形成される火炎の基部が小さくなって安定した燃焼が維持される。

このように、上記形態のバーナ１によれば、バーナ本体２内で整流板９と炎孔部材３との間に、炎孔５に非接触で対向し、総面積が炎孔５の総面積よりも小さくなる透孔１４を形成した分布板１１を設け、分布板１１によって炎孔５間での混合ガスの噴出速度に差を生じさせるようにしたことで、分布板１１を設ける簡単な構造で火炎の安定化が実現でき、リフト防止性能が良好となる。
特にここでは、分布板１１の透孔１４を各炎孔群７の中央部に夫々対向させて設けたことで、透孔１４をリフト防止性能の改善に最適な箇所に配置可能となる。
また、分布板１１を、炎孔部材３における炎孔形成エリアより外周に当接する縁板部１２と、透孔１４が形成され、炎孔形成エリアとの対向部分が炎孔部材３と平行となる底板部１３とを有する皿状としたことで、炎孔形成エリアの端部でも適正な圧力で混合ガスが噴出され、端部の火炎も確実に安定させることができる。特に、炎孔部材３の外周側の無炎孔部８と分布板１１の外周縁部との間にも空間を形成しているので、炎孔部材３と分布板１１との間の圧力を均一に保つことができる。

なお、分布板に設ける透孔の数や配置は上記形態に限らず、炎孔部材での炎孔の形態に合わせて適宜変更可能で、円形に限らず角穴やスリット状等でも差し支えない。また、全て同じ大きさとせずに所定箇所ごとに透孔の大きさを変えてもよい。
さらに、上記形態では分布板を一枚のみ設けているが、複数枚を非接触で重ねるように配置することも考えられる。この場合、透孔の配置形態は同じであってもよいし、分布板ごとに変えてもよい。これらの変更は整流板においても同様である。但し、均圧手段は上記形態の整流板に限らず、バーナ本体内に設けたリブ等の他の形態を採用することは可能である。

その他、バーナ本体の形状や炎孔部材も上記形態に限らず、例えば炎孔部材はセラミックプレート以外に、波板と平板とを交互に積層した金属板で形成したり、スチールウールやハニカム形状の板材を採用したり等、適宜設計変更してもよい。また、炎孔部材の炎孔は、所定数の炎孔群ごとに配設されるものに限らず、均等配置される場合でもあっても、本発明の分布板によって混合ガスの噴出速度に差を生じさせることは可能である。
さらに、本発明のバーナは、給湯器に限らず、湯沸器等の他のガス燃焼器具にも採用可能である。

全一次空気式バーナの説明図で、上が平面、下がＡ−Ａ線断面を夫々示す。 分布板の平面図である。 整流板の平面図である。 従来の全一次空気式バーナの説明図で、上が平面、下がＢ−Ｂ線断面を夫々示す。

符号の説明

１・・全一次空気式バーナ、２・・バーナ本体、３・・炎孔部材、４・・混合部、５・・炎孔、６，７・・炎孔群、８・・無炎孔部、９・・整流板、１０，１４・・透孔、１１・・分布板、１２・・縁板部、１３・・底板部。

Claims (4)

1. 燃焼に必要な一次空気と燃料ガスとの混合ガスが供給されるバーナ本体と、そのバーナ本体に設けられ、前記混合ガスを噴出させる複数の炎孔を備えた炎孔部材と、前記バーナ本体における前記炎孔部材の上流側に設けられ、前記混合ガスを前記炎孔部材へ均一な圧力で供給する均圧手段とからなる全一次空気式バーナであって、
   前記バーナ本体内で前記均圧手段と炎孔部材との間に、前記炎孔に非接触で対向し、総面積が前記炎孔の総面積よりも小さくなる透孔を形成した分布板を設け、前記分布板によって前記炎孔間での混合ガスの噴出速度に差を生じさせるようにしたことを特徴とする全一次空気式バーナ。
2. 前記炎孔部材の炎孔が、所定数の炎孔群ごとに断続的に配設されるものにあっては、前記分布板の透孔を前記各炎孔群の中央部に夫々対向させて設けたことを特徴とする請求項１に記載の全一次空気式バーナ。
3. 前記分布板を、前記炎孔部材における炎孔形成エリアより外周に当接する縁板部と、前記透孔が形成され、少なくとも前記炎孔形成エリアとの対向部分が前記炎孔部材と平行となる底板部とを有する皿状としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の全一次空気式バーナ。
4. 前記炎孔部材の外周部に炎孔のない無炎孔部を形成し、この無炎孔部と分布板の外周縁部との間に空間を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の全一次空気式バーナ。

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