JP2012037110A - 管状バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口２１を有する混合管２の前端部に炎口部材３を嵌合させた管状バーナであって、炎口部材を材料費の安い板金製として、コストダウンを図ることができるようにし、且つ、保炎性も確保できるようにしたものを提供する。
【解決手段】炎口部材３は、板金製であって、前向きに開口する複数の炎口４を形成した円板部３１と、円板部３１の外周から後方にのびて、混合管２の前端部内周面に嵌合する嵌合筒部３２とを有する。嵌合筒部３２の前部のコーナーアール部３２ａに、混合管２の前端部内周面に向けて混合気を噴出する保炎口６が周方向の間隔を存して複数形成される。また、嵌合筒部の前部に小径筒部或いは前方に向かって縮径するテーパー筒部を形成し、小径筒部やテーパー筒部に保炎口を形成してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管を備え、混合管の前端部に、前向きに開口する複数の炎口を有する炎口部材が嵌合された管状バーナに関する。

従来、この種のバーナとして、特許文献１に記載のものが知られている。このものでは、炎口部材を焼結金属製の厚肉のものとしている。そして、炎口部材に前向きに開口する複数の炎口を形成し、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から噴出して燃焼するようにしている。

また、このものでは、炎口部材の外周に、周方向の間隔を存して複数の保炎口を形成している。各保炎口は、炎口部材の外周面に形成した溝で構成され、この溝の後部の溝深さを浅くして、保炎口からの混合ガスの噴出速度を低下させている。そのため、保炎口から噴出する混合ガスの燃焼で形成される火炎はリフトしにくくなり、保炎性が確保される。

然し、上記従来例では、炎口部材を材料費の高い焼結金属製のものにするため、コストアップを招く不具合がある。

米国特許第５１８６６２０号明細書

本発明は、以上の点に鑑み、炎口部材を材料費の安い板金製として、コストダウンを図ることができるようにし、且つ、保炎性も確保できるようにした管状バーナ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、燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管を備え、混合管の前端部に、前向きに開口する複数の炎口を有する炎口部材が嵌合され、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から噴出して燃焼するようにした管状バーナであって、炎口部材は、板金製であって、前向きに開口する複数の炎口を形成した円板部と、円板部の外周から後方にのびて、混合管の前端部内周面に嵌合する嵌合筒部とを有し、この嵌合筒部の前部に、混合管の前端部内周面との間に環状の隙間を生ずる部分が形成され、この部分に、混合管の前端部内周面に向けて混合気を噴出する保炎口が周方向の間隔を存して複数形成されることを特徴とする。

本発明によれば、炎口部材を板金製にするため、焼結金属製の炎口部材を用いる上記従来例に比し、コストダウンを図ることができる。更に、本発明では、炎口部材を板金製としても、保炎性を確保できる。即ち、本発明では、各保炎口から噴出する混合ガスが混合管の前端部内周面に衝突して、嵌合筒部の前部の前記部分と混合管の前端部内周面との間に生ずる環状の隙間内で周方向に拡散した後、この隙間から前方に噴出する。そして、この隙間からの混合ガスの噴出速度は、混合管の前端部内周面への混合ガスの衝突拡散で低下するため、リフトしにくい火炎が形成され、保炎性が確保される。

尚、本発明においては、嵌合筒部の前部に、円板部に向けて所定の曲率で湾曲して、混合管の前端部内周面から離隔するコーナーアール部を形成し、このコーナーアール部で嵌合筒部の前部の前記部分を構成すればよい。また、嵌合筒部の前部に、混合管の前端部内周面から離隔する小径筒部を形成し、この小径筒部で嵌合筒部の前部の前記部分を構成してもよい。更に、嵌合筒部の前部に、前方に向けて次第に縮径して、混合管の前端部内周面から離隔するテーパー筒部を形成し、このテーパー筒部で嵌合筒部の前部の前記部分を構成してもよい。

本発明の第１実施形態のバーナの切断側面図。 第１実施形態のバーナの斜視図。 第１実施形態のバーナの要部の拡大切断斜視図。 本発明の第２実施形態のバーナの要部の切断斜視図。 本発明の第３実施形態のバーナの要部の切断斜視図。

図１を参照して、１は本発明の実施形態の管状バーナを示している。このバーナ１は、暖房機の熱源として用いるものであり、室内空気との熱交換を行う熱交換パイプＰの流入端に対向して配置される。

バーナ１は、混合管２と、混合管２の前端部に嵌合させた炎口部材３とで構成されている。図２も参照して、混合管２は、後端の流入口２１と、流入口２１に対し縮径したベンチュリー部２２と、ベンチュリー部２２から前方に向けて次第に拡径するテーパー管部２３とを有している。そして、流入口２１に臨ませて配置したガスノズル（図示せず）から噴射する燃料ガスと一次空気とが流入口２１から混合管２内に流入し、混合管２内で燃料ガスと一次空気との混合ガスが生成されるようにしている。尚、混合管２は、板金製であって、プレス成形されたステンレス鋼板等の２枚の板金２ａ，２ａを重ね合わせて形成される。

また、図示しないが、管状バーナ１は複数並設されている。そして、混合管２を構成する２枚の板金２ａ，２ａの前端部に、他の板金２ａから離れる方向の窪み部２ｂを形成し、この窪み部２ｂによって両板金２ａ，２ａ間に生ずる隙間により、隣接するバーナに火移りさせるスリット状の火移り炎口２ｃを形成している。

混合管２の前端部は、テーパー管部２３の前端のアール状の拡径部２３ａから前方にのびる円筒状に形成されており、ここに炎口部材３が嵌合している。炎口部材３は、ステンレス鋼板等の板金で形成されている。このように炎口部材３を板金製にすることにより、焼結金属製の炎口部材を用いる上記従来例に比し、コストダウンを図ることができる。

炎口部材３は、前向きに開口する複数の炎口を形成した円板部３１と、円板部３１の外周から後方にのびて、混合管２の前端部内周面に嵌合する嵌合筒部３２とを有する。円板部３１には、前方に開口する炎口として、中央部の第１炎口４と、第１炎口４の周囲に位置する、第１炎口４より小径の複数の第２炎口５とが形成されている。第１炎口４は、円板部３１の前面から突出する筒状に形成されている。

ところで、炎口部材３を板金製にすると、燃料ガスと一次空気との混合ガスが混合管２のテーパー管部２３の影響で径方向外方に向かう方向成分を持って噴出して、火炎が径方向外方に広がりやすくなる。これに対し、第１炎口４を上記の如く筒状に形成すれば、第１炎口４から噴出する混合ガスの流れが前方に向かうように整流され、この混合ガスの燃焼で前方に大きく伸びる中央火炎が形成される。従って、中央火炎の流速が第１炎口４より小さな第２炎口５から噴出する混合ガスの燃焼で形成される周囲の火炎の流速よりも速くなって、ベルヌーイの定理により、周囲の火炎が中央火炎側に引き寄せられる。その結果、図１に示すように、中央火炎に周囲の火炎が合体して前方に細長く伸びる集合火炎Ｆａが形成され、火炎が径方向外方に広がることを抑制できる。

また、炎口部材３の嵌合筒部３２の前部には、図３に明示する如く、円板部３１に向けて所定の曲率で湾曲して、混合管２の前端部内周面から離隔するコーナーアール部３２ａが形成されている。コーナーアール部３２ａには、周方向の間隔を存してスリット状の複数の保炎口６が形成されている。

ここで、各保炎口６から噴出する混合ガスは、図３に矢印で示す如く、混合管２の前端内周面に衝突して、コーナーアール部３２ａと混合管２の前端部内周面との間に生ずる環状の隙間内で周方向に拡散した後、この隙間から前方に噴出する。そして、この隙間からの混合ガスの噴出速度は、混合管２の前端内周面への混合ガスの衝突拡散で低下するため、リフトしにくい火炎Ｆｂが形成され、保炎性が確保される。

尚、保炎口６の合計面積が大きくなり過ぎると、混合管２の前端部の赤熱を生じて耐久性が悪化する。そのため、保炎口６の合計面積は或る程度以下にする必要がある。例えば、バーナ１の定格燃焼量が３５００ｋｃａｌ／ｈであって、混合管２の前端部内周の直径が３２ｍｍ、コーナーアール部３２ａの曲率半径が１〜１．５ｍｍである場合、１６個程度の保炎口６を周方向に等間隔で形成し、保炎口６の合計面積が全炎口面積の０．３％程度（約１０ｋｃａｌ／ｈ）になるようにすることが望ましい。

次に、図４に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的な構造は上記第１実施形態のものと同様であり、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。

第２実施形態の第１実施形態との相違点は、炎口部材３の嵌合筒部３２の前部に、第１実施形態のコーナーアール部３２ａに代えて、混合管２の前端部内周面から離隔する小径筒部３２ｂを形成し、この小径筒部３２ｂに周方向の間隔を存して複数の保炎口６を形成したことである。

第２実施形態においても、各保炎口６から噴出する混合ガスが混合管２の前端内周面に衝突して、小径筒部３２ｂと混合管２の前端部内周面との間に生ずる環状の隙間内で周方向に拡散する。従って、この隙間から前方に噴出する混合ガスの噴出速度が低く抑えられて、リフトしにくい火炎が形成され、保炎性が確保される。

また、第２実施形態では、嵌合筒部３２の前部に小径筒部３２ｂを形成しているが、図５に示す第３実施形態のように、嵌合筒部３２の前部に、前方に向けて次第に縮径して、混合管２の前端部内周面から離隔するテーパー筒部３２ｃを形成してもよい。そして、第３実施形態では、テーパー筒部３２ｃに周方向の間隔を存して複数の保炎口６を形成している。

第３実施形態においても、各保炎口６から噴出する混合ガスが混合管２の前端内周面に衝突して、テーパー筒部３２ｃと混合管２の前端部内周面との間に生ずる環状の隙間内で周方向に拡散する。従って、この隙間から前方に噴出する混合ガスの噴出速度が低く抑えられて、リフトしにくい火炎が形成され、保炎性が確保される。

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、上記実施形態では、板金製の混合管２を用いたが、鋳造品から成る混合管を用いることも可能である。また、上記実施形態は、暖房機用の管状バーナに本発明を適用したものであるが、暖房機以外の燃焼装置で用いる管状バーナにも同様に本発明を適用できる。

１…管状バーナ、２…混合管、２１…流入口、３…炎口部材、３１…円板部、３２…嵌合筒部、３２ａ…コーナーアール部、３２ｂ…小径筒部、３２ｃ…テーパー筒部、４…第１炎口（前向きに開口する炎口）、５…第２炎口（前向きに開口する炎口）、６…保炎口。

Claims (4)

1. 燃料ガスと一次空気とが流入する後端の流入口を有する混合管を備え、混合管の前端部に、前向きに開口する複数の炎口を有する炎口部材が嵌合され、燃料ガスと一次空気との混合ガスがこれら炎口から噴出して燃焼するようにした管状バーナであって、
   炎口部材は、板金製であって、前向きに開口する複数の炎口を形成した円板部と、円板部の外周から後方にのびて、混合管の前端部内周面に嵌合する嵌合筒部とを有し、この嵌合筒部の前部に、混合管の前端部内周面との間に環状の隙間を生ずる部分が形成され、この部分に、混合管の前端部内周面に向けて混合気を噴出する保炎口が周方向の間隔を存して複数形成されることを特徴とする管状バーナ。
2. 前記嵌合筒部の前部に、前記円板部に向けて所定の曲率で湾曲して、前記混合管の前端部内周面から離隔するコーナーアール部が形成され、このコーナーアール部で嵌合筒部の前部の前記部分が構成されることを特徴とする請求項１記載の管状バーナ。
3. 前記嵌合筒部の前部に、前記混合管の前端部内周面から離隔する小径筒部が形成され、この小径筒部で嵌合筒部の前部の前記部分が構成されることを特徴とする請求項１記載の管状バーナ。
4. 前記嵌合筒部の前部に、前方に向けて次第に縮径して、前記混合管の前端部内周面から離隔するテーパー筒部が形成され、このテーパー筒部で嵌合筒部の前部の前記部分が構成されることを特徴とする請求項１記載の管状バーナ。