(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6871532
(24)【登録日】2021年4月20日
(45)【発行日】2021年5月12日
(54)【発明の名称】バーナ装置
(51)【国際特許分類】
F23D 14/08 20060101AFI20210426BHJP
【FI】
F23D14/08 H
【請求項の数】6
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2017-85511(P2017-85511)
(22)【出願日】2017年4月24日
(65)【公開番号】特開2018-185067(P2018-185067A)
(43)【公開日】2018年11月22日
【審査請求日】2020年3月30日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004709
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
(74)【代理人】
【識別番号】100120514
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 雅人
(72)【発明者】
【氏名】永井 逸夫
(72)【発明者】
【氏名】唐木 竜也
【審査官】
藤原 弘
(56)【参考文献】
【文献】
特開2011−214771(JP,A)
【文献】
特開2013−231559(JP,A)
【文献】
特開2016−183813(JP,A)
【文献】
特開平11−230509(JP,A)
【文献】
特開平09−145025(JP,A)
【文献】
特開2010−085039(JP,A)
【文献】
特開平07−190307(JP,A)
【文献】
特開2008−45760(JP,A)
【文献】
特開2018−185068(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F23D 14/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面部が炎孔面とされた複数のバーナ本体を横並び配列で収容するバーナケースと、
前記複数のバーナ本体の配列の最端に位置する最端部バーナ本体と前記バーナケースの側壁部との間に配され、かつ前記側壁部との間に第1の隙間を形成するとともに、前記最端部バーナ本体との間に第2の隙間を形成するサイドプレート部と、
前記バーナケースに取付けられたファンから吐出された空気を前記複数のバーナ本体の設置領域および前記第1の隙間に向けてこれらの下方から上向きに供給可能とする空気流路と、
を備えている、バーナ装置であって、
前記サイドプレート部は、前記空気流路から前記第1の隙間に向けて供給された空気の一部を、前記第2の隙間に流入させることが可能な空気取込み用開口部を形成していることを特徴とする、バーナ装置。
【請求項2】
請求項1に記載のバーナ装置であって、
前記サイドプレート部の上部領域は、前記最端部バーナ本体の上部側面に対して略平行に対面しており、かつ前記サイドプレート部の高さは、前記最端部バーナ本体の高さと略同一、またはそれ以下とされている、バーナ装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のバーナ装置であって、
前記空気取込み用開口部として、上縁部に空気取込みガイド部が設けられている第1の空気取込み用開口部を備えており、
前記空気取込みガイド部は、前記上縁部から前記バーナケースの前記側壁部寄りに突出した下向きまたは斜め下向きの突片状である、バーナ装置。
【請求項4】
請求項3に記載のバーナ装置であって、
前記空気取込みガイド部は、下部側ほど前記バーナケースの前記側壁部に接近するように傾斜している、バーナ装置。
【請求項5】
請求項1ないし4のいずれかに記載のバーナ装置であって、
前記複数のバーナ本体がホルダに保持されて構成され、かつ前記バーナケース内に外部への取り出しが可能に収容されるバーナユニットを備えており、
前記ホルダは、前記複数のバーナ本体が横並び配列で載設され、かつ前記空気流路の一部を構成する複数の通気用孔が設けられた整流板部を有するベース部材と、このベース部材に取付けられ、かつ前記複数のバーナ本体の固定を図るように前記複数のバーナ本体の周囲の少なくとも一部を囲む枠状部材と、を備えており、
前記枠状部材の一部が、前記サイドプレート部である、バーナ装置。
【請求項6】
請求項5に記載のバーナ装置であって、
前記サイドプレート部の下縁部は、前記整流板部からその上方に離間した配置となるように設定されており、
前記空気取込み用開口部として、前記サイドプレート部の前記下縁部と前記整流板部との相互間に開口するように形成された第2の空気取込み用開口部を、備えている、バーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、たとえばガス給湯装置の構成要素などとして用いるのに好適なバーナ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
バーナ装置の具体例として、特許文献1,2に記載されたものがある。
これらの文献に記載されたバーナ装置は、複数のバーナ本体(ガス燃焼管)が横並び状に配列されてバーナケース内に収容されている。前記複数のバーナ本体は、その上面が燃料ガスを燃焼させる炎孔面とされたものであり、前記複数のバーナ本体内には、燃料ガスと混合される1次空気がファンから供給されることに加え、複数のバーナ本体の設置領域に対しては、その下方側から上向きに2次空気も供給される。この2次空気は、各バーナ本体における保炎性を良くするのに役立つ。
【0003】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【0004】
すなわち、複数のバーナ本体が横並び状に配列された領域に、その下方から2次空気を上向きに供給した場合、バーナ本体どうしの相互間においては、2次空気を適度な流速で上向きに進行させることにより、バーナ本体の保炎性を良好にすることは可能である。ところが、複数のバーナ本体のうち、配列の最端部に位置する最端部バーナ本体の外方側においては、前記したような2次空気の流れを適切に生じさせることは難しいものとなっている。その結果、最端部バーナ本体の保炎性が悪化する虞がある。
バーナ本体としては、たとえば濃淡バーナタイプのものがあるが、これは炎孔面の内側に淡炎を発生させ、かつその両側に補助炎として濃炎を発生させることにより、全体の保炎性を良くしつつ、低NO
X 化を図ろうとするものである。ただし、このようなバーナ本体を用いた場合であっても、最端部バーナ本体については、濃炎の保炎性が悪化する虞がある。濃炎の保炎性が悪化すると、それよりも保炎性が低い淡炎も影響を受けて全体の保炎性が悪化することとなる。このようなことは適切に解消することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実開平04−25924号公報
【特許文献2】特許第5554027号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、簡易な構成により、保炎性を良くすることが可能なバーナ装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0008】
本発明により提供されるバーナ装置は、上面部が炎孔面とされた複数のバーナ本体を横並び配列で収容するバーナケースと、前記複数のバーナ本体の配列の最端に位置する最端部バーナ本体と前記バーナケースの側壁部との間に配され、かつ前記側壁部との間に第1の隙間を形成するとともに、前記最端部バーナ本体との間に第2の隙間を形成するサイドプレート部と、前記バーナケースに取付けられたファンから吐出された空気を前記複数の
バーナ本体の設置領域および前記第1の隙間に向けてこれらの下方から上向きに供給可能とする空気流路と、を備えている、バーナ装置であって、前記サイドプレート部は、前記空気流路から前記第1の隙間に向けて供給された空気の一部を、前記第2の隙間に流入させることが可能な空気取込み用開口部を形成していることを特徴としている。
【0009】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ファンから吐出されて空気流路を通過し、サイドプレート部とバーナケースの側壁部との相互間に形成された第1の隙間に向けて供給される空気の一部は、空気取込み用開口部を通過することにより、最端部バーナ本体とサイドプレート部との相互間の第2の隙間に流入する。その結果、最端部バーナ本体の炎孔面において発生している火炎の外方側(バーナケースの側壁部側)の傍には、適度な空気量および流速をもつ上向きの空気流を的確に生じさせることが可能である。このようなことから、従来よりも最端部バーナ本体の保炎性を良くすることができる。
また、第1および第2の隙間を通過する空気は、サイドプレート部を冷却するため、サイドプレート部が熱損傷することを防止する効果も得られる。
なお、第1の隙間をそのまま上方に通過していく空気も存在し得るが、このような空気は、バーナケースの側壁部の冷却に利用することが可能である。
【0010】
本発明において、好ましくは、前記サイドプレート部の上部領域は、前記最端部バーナ本体の上部側面に対して略平行に対面しており、かつ前記サイドプレート部の高さは、前記最端部バーナ本体の高さと略同一、またはそれ以下とされている。
【0011】
このような構成によれば、最端部バーナ本体の炎孔面の上方の側方に適度な量および流速をもつ空気流を形成する上で、より好ましいものとなる。また、最端部バーナ本体の駆動燃焼時の火炎によってサイドプレート部が熱損傷を受けることも一層確実に防止することが可能である。
【0012】
本発明において、好ましくは、前記空気取込み用開口部として、上縁部に空気取込みガイド部が設けられている第1の空気取込み用開口部を備えており、前記空気取込みガイド部は、前記上縁部から前記バーナケースの前記側壁部寄りに突出した下向きまたは斜め下向きの突片状である。
【0013】
このような構成によれば、空気取込みガイド部の存在により、第1の空気取込み用開口部を通過して第1の隙間から第2の隙間に流れる空気の量を多くする作用が得られる。その結果、第2の隙間および最端部バーナ本体の上方の側方を流れる空気の量に不足を生じないようにすることが確実化される。
【0014】
本発明において、好ましくは、前記空気取込みガイド部は、下部側ほど前記バーナケースの前記側壁部に接近するように傾斜している。
【0015】
このような構成によれば、第1の隙間を上向きに通過する空気が空気取込みガイド部に当たると、この空気は第2の隙間に円滑にガイドされる。したがって、第1の隙間から第2の隙間への空気流入量を多くする上で有利である他、第2の隙間において空気の乱流をできる限り生じないようにし、保炎性を一層良くすることが可能となる。
【0016】
本発明において、好ましくは、前記複数のバーナ本体がホルダに保持されて構成され、かつ前記バーナケース内に外部への取り出しが可能に収容されるバーナユニットを備えており、前記ホルダは、前記複数のバーナ本体が横並び配列で載設され、かつ前記空気流路の一部を構成する複数の通気用孔が設けられた整流板部を有するベース部材と、このベース部材に取付けられ、かつ前記複数のバーナ本体の固定を図るように前記複数のバーナ本
体の周囲の少なくとも一部を囲む枠状部材と、を備えており、前記枠状部材の一部が、前記サイドプレート部である。
【0017】
このような構成によれば、バーナユニットをバーナケースの内外に出し入れすることにより、複数のバーナ本体をバーナケース内に一括して組み込み、あるいは取り出すことが可能となる。したがって、バーナ装置の組み立て作業性や、メンテナンス作業性を良くすることができる。その一方、バーナユニットのホルダを構成する枠状部材の一部を、前記サイドプレート部としているため、その構成は合理的である。サイドプレート部として、それ専用の部材を用いる必要を無くし、製造コストの低減化を図ることが可能である。
【0018】
本発明において、好ましくは、前記サイドプレート部の下縁部は、前記整流板部からその上方に離間した配置となるように設定されており、前記空気取込み用開口部として、前記サイドプレート部の前記下縁部と前記整流板部との相互間に開口するように形成された第2の空気取込み用開口部を、備えている。
【0019】
このような構成によれば、第1の隙間から第2の隙間への空気流入量を多くすることが可能である。
【0020】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】本発明に係るバーナ装置の一例を示す斜視図である。
【
図6】
図2に示すバーナユニットを構成するホルダおよびバーナ本体の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0023】
図1に示すバーナ装置Bは、たとえばガス給湯装置の構成要素として用いられ、このバーナ装置Bの上側には、湯水が流通する熱交換器(不図示)が載設される。バーナ装置Bを駆動燃焼させることにより、前記熱交換器内に送り込まれている湯水を加熱可能である。
【0024】
このバーナ装置Bは、バーナケース1、このバーナケース1内に収容されたバーナユニットU、およびバーナケース1の前面部に取付けられた補助プレート2を備えている。
【0025】
図2によく表われているように、バーナケース1は、前面開口部10および上面開口部11を有する略直方体状である。補助プレート2は、前面開口部10の上部寄り領域を閉塞するように、複数のビス7a,7bを用いてバーナケース1およびバーナユニットUに取付けられている。より具体的には、補助プレート2の上部は、バーナケース1の前面開口部10の上縁部に相当する上側前壁部12に対し、ビス7a、ビス挿通孔70、および
ネジ孔71を利用して取付けられている。一方、補助プレート2の下部は、バーナユニットUの後述する前壁部41の上部に対し、ビス7b、ビス挿通孔71、およびネジ孔72を利用して取付けられている。
図3に示すように、補助プレート2には、バーナ装置Bの駆動燃焼用の点火プラグ78や、炎検出用のフレームロッド79などが取付けられている。補助プレート2を、バーナケース1およびバーナユニットUから取り外した状態においては、バーナユニットUをバーナケース1の内外に前面開口部10を介してその正面から出し入れ可能である。
【0026】
バーナユニットUは、複数のバーナ本体3(ガス燃焼管)を並べた状態でホルダHに組み付けたものである。各バーナ本体3は、たとえば特開2013−242080号公報などに記載された従来既知のものと同様であり、濃淡バーナと称されるタイプである。
図6によく表われているように、各バーナ本体3は、全体が比較的偏平状であって、一端部(前端部)に燃料ガス導入口30a,30bを有し、かつ上面部が炎孔面31とされている。
【0027】
バーナユニットUのホルダHの詳細については後述するが、このバーナユニットUは、バーナケース1内に
図3および
図4に示すような状態で収容される。
図3において、バーナケース1の下部および前部には、ファン50および燃料ガス噴射ヘッド51が取付けられる。ファン50からバーナケース1内に供給された空気のうち、燃焼用の1次空気は、バーナケース1内の下部の主空気流路59を通過して後述する給気口44に到達し、燃焼ガス噴出ヘッド51のノズルから噴射される燃料ガスとともにバーナ本体3の燃料ガス導入口30a,30bに導入される。前記燃料ガスは、炎孔面31およびその上方において燃焼する。ファン50から主空気流路59に供給された空気のうち、1次空気以外の空気は、ホルダHの後述する整流板部40の複数の通気孔40aを上向きに通過する。このことにより、複数のバーナ本体3の設置領域(後述の第2の隙間82も含む)に燃焼用の2次空気が供給される。後述の第1の隙間81にも空気が供給される。
主空気流路59および複数の通気孔40aは、本発明でいう「空気流路」を構成している。
【0028】
バーナユニットUのホルダHは、
図7に示すように、ベース部材4と、枠状部材6とを組み合わせて構成されている。これらベース部材4および枠状部材6は、いずれも金属板にプレス加工を施すなどして構成されている。
ベース部材4は、複数のバーナ本体3が載設される底壁部としての役割を果たす整流板部40、この整流板部40から下向きに突出する複数の脚部45、および整流板部40の前部から上向きに起立する前壁部41を具備している。前壁部41には、燃料ガス導入口30a,30bに対向する複数の給気口44、および複数のバーナ本体3のそれぞれの前端部を嵌入させてその位置決め固定を図るための複数の位置決め用凹部42が形成されている。複数の脚部45は、バーナケース1の底壁部19上に載置される部位であり、このことにより、底壁部19と整流板部40との間には前記した主空気流路59が形成される。
【0029】
ホルダHの枠状部材6は、複数のバーナ本体3の後側および左右両側を囲むための後壁部60および左右一対のサイドプレート部61が繋がった平面視略コ字状である。後壁部60の上端および下端には、複数のバーナ本体3の後端部を嵌入させてその位置決め固定を図るための複数の位置決め用凹部62a,62bが設けられている。
【0030】
一対のサイドプレート部61は、
図8および
図9に示すように、ビス7cを利用してベース部材4に取付けられている。この取付けを補助し、サイドプレート部61の固定の確実化を図るための手段として、サイドプレート部61の後側下部には、ベース部材4に設けられた係合用スリット46に挿入され、かつこの係合用スリット46の前縁部に係合可
能な係合用凸部61aが設けられている。サイドプレート部61の前側上部には、ベース部材4に設けられた被係合用凹部47に係入可能な係合用凹部61bが設けられている(
図7の要部拡大斜視図も参照)。
【0031】
図4および
図5に示すように、一対のサイドプレート部61は、複数のバーナ本体3のうち、これらの配列の最端部に位置する左右一対の最端部バーナ本体3(3A)と、バーナケース1の左右一対の側壁部18との相互間に位置している。サイドプレート部61と側壁部18との相互間には、第1の隙間81が形成されているとともに、サイドプレート部61と最端部バーナ本体3Aとの相互間には、第2の隙間82が形成されている。
【0032】
図5によく表われているように、サイドプレート部61には、第1の空気取込み用開口部91、および複数の凸部61cがさらに設けられている。また、サイドプレート部61は、第2の空気取込み用開口部92を形成している。
【0033】
複数の凸部61cは、サイドプレート部61の上部に位置し、かつ水平方向に突出した小サイズの半球状などである。これら複数の凸部61cが最端部バーナ本体3Aの外面部に当接するように設定されることにより、最端部バーナ本体3Aとサイドプレート部61との相互間には、第2の隙間82が形成されている。この第2の隙間82の幅W1は、たとえば他の複数のバーナ本体3の上部の隙間の幅W2と略同一である。ただし、これに限定されない。
【0034】
第1の空気取込み用開口部91は、サイドプレート部61の上部寄り領域に設けられた貫通孔状であり、前後方向に延びた略矩形状である(
図8,
図9なども参照)。ただし、この第1の空気取込み用開口部91の上縁部には、空気取込みガイド部93が連設されている。空気取込みガイド部93は、前記上縁部から側壁部18寄りに突出した斜め下向きの突片状であり、好ましくは、
図5に示すように、下部側ほど側壁部18に接近するように傾斜している。この空気取込みガイド部93は、サイドプレート部61に絞り加工、あるいは切り起こし加工などを施して形成することが可能である。絞り加工によれば、空気取込みガイド部93の長手方向(サイドプレート部61の前後方向)の両端部に閉塞壁部93a(
図8,
図9など参照)を形成し、空気取込みガイド部93の長手方向両端部の内側領域が前後方向に開口しないようにすることが可能である。これは、第1の空気取込み用開口部91を介して第1の隙間81から第2の隙間82に流入する空気の量を多くする上で有利である。
【0035】
第2の空気取込み用開口部92は、サイドプレート部61の下縁部61dを切欠き状に形成し、この下縁部61dが整流板部40からその上方に離間した配置となるように設定することにより形成されている。すなわち、下縁部61dと整流板部40との相互間における開口部が、第2の空気取込み用開口部92である。
【0036】
サイドプレート部61の上部領域は、最端部バーナ本体3Aの上部側面に対して略平行に対面している。また、サイドプレート部61の高さh1は、好ましくは、最端部バーナ本体3Aの高さh2と略同一、または高さh2よりも僅かに低い高さとされている。ただし、これに限定されるものではない。
【0037】
次に、前記したバーナ装置Bの作用について説明する。
【0038】
まず、ファン50を駆動させた状態において、各バーナ本体3を燃焼駆動させている際には、ファン50から主空気流路59に供給された燃焼用空気の一部が、複数の通気孔40aを通過し、2次空気として複数のバーナ本体3の設置領域(第2の隙間82を含む)に供給される。その際、第1の隙間81にも空気が供給される。第1の隙間81に供給さ
れた空気の一部は、そのままバーナケース1の側壁部18に沿って上昇するが、これは側壁部18を冷却し、熱損傷を防止する役割を果たす。側壁部18の熱損傷をより確実に防止するための手段として、側壁部18に対して空気層を介して対向接近する遮熱板をさらに設けた構成とすることもできる。
【0039】
一方、第1の隙間81に供給された空気の他の一部は、第1の空気取込み用開口部91を通過して第2の隙間82に流入する。この場合、空気取込みガイド部93は、第1の隙間81から第2の隙間82への空気流入を促進する役割を果たす。このようなことから、第2の隙間82を上向きに流れる空気の量を多くし、最端部バーナ本体3Aの炎孔面31において発生する火炎の外方側の傍に、適度なボリュームおよび流速をもつ上向きの空気流AF(模式的に矢印を用いて図示している)を継続して発生させることが可能となる。その結果、最端部バーナ本体3Aの火炎形成領域への2次空気の供給量が不足するといったこともなく、その保炎性を良くすることができる。
【0040】
第2の空気取込み用開口部92は、通気孔40aを通過して第1の隙間81に向かう空気の一部を、第2の隙間82に流入させる役割を果たす。このことにより、第2の隙間82への空気流入量を多くし、保炎性を良くすることを一層確実化することが可能である。
【0041】
サイドプレート部61の上部領域は、既述したように、最端部バーナ本体3Aの上部側面に対して、適度な間隔(幅W1)で略平行に対面している。また、サイドプレート部61の高さh1は、最端部バーナ本体3Aの高さh2と略同一、もしくは僅かに低い高さとされている。このため、前記した空気流AFは、最端部バーナ本体3Aの保炎性を良くする上で一層好ましいものとなる。本実施形態とは異なり、h1>h2の場合には、サイドプレート部61が高温に加熱されて熱損傷する虞が生じる。これに対し、本実施形態によれば、そのような虞を適切に解消することが可能である。
【0042】
本実施形態においては、複数のバーナ本体3をホルダHに保持させたバーナユニットUを備えており、かつこのバーナユニットUは、バーナケース1から補助プレート2を取り外した状態において、前面開口部10を介してバーナケース1の内外に出し入れ可能である。このため、バーナ本体3のメンテナンス作業なども容易である。その一方、最端部バーナ本体3Aの保炎性を良くするための手段は、バーナユニットUのホルダHを構成するサイドプレート部61を利用して構成されている。したがって、その構成は合理的であり、保炎性を良くするための専用部材を別途用いていないため、製造コストの低減を図ることも可能である。
【0043】
図10は、本発明の他の実施形態を示している。
同図においては、空気取込みガイド部93Aの形状が前記実施形態のものとは相違しており、空気取込みガイド部93Aの下端寄り部分は、傾斜することなく、下向きに延びている。ただし、空気取込みガイド部93Aは、水平方向において、サイドプレート部61の他の一般部分よりも側壁部18寄りに突出している。このため、本実施形態の空気取込みガイド部93Aによっても、第1の隙間81を上向きに進行する空気を第1の空気取込み用開口部91に効率良く導き、第2の隙間82への空気流入量を多くする役割を果たす。
本実施形態から理解されるように、空気取込み用開口部の具体的な形状は、種々に変更することが可能である。
【0044】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るバーナ装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【0045】
上述した実施形態においては、複数のバーナ本体をホルダに保持させたバーナユニット
を構成し、このバーナユニットをバーナケースの内外に出し入れ可能としているが、本発明はこれとは異なる構成とすることもできる。たとえば、特許文献2には、バーナケース内に複数のバーナ本体を個々に組み込んだ構成が開示されているが、このような構成を採用することも可能である。この場合、最端部バーナ本体の外側に位置するプレート材を、本発明でいうサイドプレート部とし、空気取込み用開口部を形成すればよいこととなる。
【0046】
空気取込み用開口部は、空気流路から前記第1の隙間に向けて供給された空気の一部を、前記第2の隙間に流入させることが可能であればよく、その具体的な形状、サイズ、数は限定されない。空気取込み用開口部の上縁部に空気取込みガイド部が設けられていない構成とすることもできる。
【0047】
バーナ本体は、必ずしも濃淡バーナとして構成されたものである必要はなく、これとは異なる種類(たとえば、全一次バーナなど)のものを用いることも可能である。
本発明に係るバーナ装置は、給湯装置用に限定されず、たとえば温風装置用、あるいは焼却装置用など、その具体的な用途も問わない。
【符号の説明】
【0048】
B バーナ装置
H ホルダ
U バーナユニット
1 バーナケース
2 補助プレート
3 バーナ本体
3A 最端部バーナ本体
4 ベース部材
40 整流板部
6 枠状部材
61 サイドプレート部
61d 下縁部(サイドプレート部の)
81,82 第1および第2の隙間
91,92 第1および第2の空気取込み用開口部(空気取込み用開口部)
93,93A 空気取込みガイド部