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(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】6974794
(24)【登録日】2021年11月9日
(45)【発行日】2021年12月1日
(54)【発明の名称】二段燃焼装置
(51)【国際特許分類】
F23D 14/08 20060101AFI20211118BHJP
【ＦＩ】
F23D14/08 C
【請求項の数】4
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2018-11486(P2018-11486)
(22)【出願日】2018年1月26日
(65)【公開番号】特開2019-128129(P2019-128129A)
(43)【公開日】2019年8月1日
【審査請求日】2020年12月11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】100089004
【弁理士】
【氏名又は名称】岡村 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】西川 知明
【審査官】
礒部 賢
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００１−２２７７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２７５３６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２４５４４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−１７９８１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−２６６３３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開平０５−０９６７１９（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ２３Ｄ １４／００ − １４／８４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１次炎孔を有する燃焼管と、この１次炎孔の上側に燃焼室を形成するバーナー箱と、このバーナー箱の上端部に形成された２次炎孔と、前記バーナー箱の長手方向に延びる１対の側板部のうちの前記１次炎孔と２次炎孔との間の中段部に、前記燃焼室の内部側へ突出するように形成された１対の凸条部とを有する二段燃焼装置において、
前記バーナー箱に、前記２次炎孔から前記凸条部にかけて延びる少なくとも１対のスリットを形成したことを特徴とする二段燃焼装置。
前記バーナー箱に、前記２次炎孔から前記凸条部にかけて延びる少なくとも１対のスリットを形成したことを特徴とする二段燃焼装置。
【請求項2】
複数対の前記スリットが前記バーナー箱に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二段燃焼装置。
【請求項3】
前記バーナー箱は前記燃焼管に対して複数のビスで固定されており、前記ビスの内の前記燃焼管の長手方向の略中央部に設けられたビスの前記長手方向の両側において前記バーナー箱に下部スリットが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の二段燃焼装置。
【請求項4】
前記スリットは、前記１次炎孔に生じる１次火炎によって前記凸条部が高温となる主燃焼領域の境界近傍部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の二段燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガスファンヒーターに適用される二段燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ガスファンヒーターに適用される二段燃焼装置の一例について、図５〜図７に基づいて説明する。二段燃焼装置１００は、１次炎孔１０２を有する燃焼管１０１と、この１次炎孔１０２の上側に燃焼室１０３を形成するバーナー箱１０４と、このバーナー箱１０４の上端部に形成された２次炎孔１０５と、バーナー箱１０４の長手方向に延びる１対の側板１０６における１次炎孔１０２と２次炎孔１０５との間の中段部に、燃焼室１０３の内部側へ突出するように形成された１対の凸条部１０７と、この１対の凸条部１０７の間に形成された中段炎孔１０８とを備えている（特許文献１参照）。
【0003】
前記バーナー箱１０４の下端部は燃焼管１０１に複数のビス１０９にて固定されている。燃焼管１０１とバーナー箱１０４の両端部には二段燃焼装置１００をガスファンヒーターの内部フレームに固定する為の端板１１０，１１１が取付けられている。バーナー箱１０４の熱歪が両端の端板１１０，１１１に影響を及ぼさないように、バーナー箱１０４の長手方向の端部付近においてバーナー箱１０４の上半部に鉛直スリット１１２が形成されている。図６において、領域ＢＬは２次炎孔１０５の形成領域に対応し、且つ１次炎孔１０２に生じる火炎によって凸条部１０７が高温となる主燃焼領域に対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平７−１８０８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように、バーナー箱１０４の長手方向の端部付近においてバーナー箱１０４の上半部に鉛直スリット１１２が形成されているため、バーナー箱１０４が熱膨張する際の熱歪が鉛直スリットにより吸収され、両端の端板１１０，１１１に影響を及ぼさないようになっている。しかし、燃焼時にはバーナー箱１０４のうちの主燃焼領域に対応する部分の凸条部１０７は約６００℃程度の高温になるため、領域ＢＬにおけるバーナー箱１０４が上側凸の湾曲状に変形するような熱歪が発生し、その熱歪の発生時に、「カーン」、「バキッ」と聞こえるような歪音が発生し、ガスファンヒーターの信頼性を損なうという問題がある。本発明の目的は、バーナー箱から発生する歪音を軽減可能な二段燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１の二段燃焼装置は、１次炎孔を有する燃焼管と、この１次炎孔の上側に燃焼室を形成するバーナー箱と、このバーナー箱の上端部に形成された２次炎孔と、前記バーナー箱の長手方向に延びる１対の側板部のうちの前記１次炎孔と２次炎孔との間の中段部に、前記燃焼室の内部側へ突出するように形成された１対の凸条部とを有する二段燃焼装置において、前記バーナー箱に、前記２次炎孔から前記凸条部にかけて延びる少なくとも１対のスリットを形成したことを特徴としている。
【0007】
上記の構成によれば、前記バーナー箱に、前記２次炎孔から前記凸条部にかけて延びる少なくとも１対のスリットを形成したため、バーナーの燃焼時にバーナー箱が高温状態になってバーナー箱が上方凸の湾曲状に変形する際の熱歪の一部が、１対のスリットを介して吸収される。それ故、バーナー箱に上記の熱歪が発生する時に生じる歪音が軽減され、二段燃焼装置の信頼性の低下を防ぐことができる。
【0008】
請求項２の二段燃焼装置は、請求項１の発明において、複数対の前記スリットが前記バーナー箱に形成されていることを特徴としている。上記の構成によれば、前記バーナー箱に複数対の前記スリットを形成するため、前記の熱歪を吸収する吸収性能を一層高めることができる。
【0009】
請求項３の二段燃焼装置は、請求項１又は２の発明において、前記バーナー箱は、前記燃焼管に対して複数のビスで固定されており、前記ビスの内の前記燃焼管の長手方向の略中央部に設けられたビスの前記長手方向の両側において前記バーナー箱に下部スリットが設けられていることを特徴としている。上記の構成によれば、バーナー箱が上方凸の湾曲状に変形する際に、上記の下部スリットによりバーナー箱に対する拘束が緩和されるため、熱歪発生時に生じる歪音が軽減される。
【0010】
請求項４の二段燃焼装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記スリットは、前記１次炎孔に生じる１次火炎によって前記凸条部が高温となる主燃焼領域の境界近傍部に対応する位置に設けられていることを特徴としている。上記の構成によれば、バーナー箱のうちの主燃焼領域に対応する部分に発生する大きな熱歪を吸収する吸収性能を高めることができる。
【発明の効果】
【0011】
以上説明したように、本発明によれば種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る二段燃焼装置の正面図である。
【図2】二段燃焼装置の平面図である。
【図4】（Ａ）１次炎孔の上方近傍の１次炎と中段炎孔の上方近傍の中段炎を示す二段燃焼装置の要部断面図、（Ｂ）は１次炎孔の上方近傍の１次炎と２次炎孔の上方近傍の２次炎を示す二段燃焼装置の要部断面図、
【図5】従来技術に係る二段燃焼装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係る二段燃焼装置１は、ガスファンヒーターに組み込まれる二段燃焼装置であり、以下この二段燃焼装置１について、図１〜図４に基づいて説明する。尚、図１と図２において、矢印Ｌ，Ｒ，Ｆ，Ｂは夫々左方，右方，前方，後方を示す。
【0014】
この二段燃焼装置１は、左右方向に延びる燃焼管２と、燃焼管２の上端部に固定され且つ内部に燃焼室３を形成するバーナー箱４と、燃焼管２とバーナー箱４の左右両端に固定された端板５，６とを有する。燃焼管２の上端部には、前後方向向きのスリットからなる１次炎孔７が多数形成され、燃焼管２の中段と下部には閉断面状の燃料ガス通路２ａが形成され、この燃料ガス通路２ａには、矢印Ｇのように燃料ガスと燃焼用空気の一部が導入される。
【0015】
燃焼管２は、２枚の金属板を結合して燃料ガス通路２ａを形成する燃焼管本体８と、この燃焼管本体８の上端部に固定され且つ１次炎孔７が形成される炎孔形成板９とを有する。 バーナー箱４は、その長手方向（左右方向）に延びる前後１対の側板部１０と、それら側板部１０を接続する天板部１１とを有し、前後１対の側板部１０の下端部は複数のビス１２により炎孔形成板９の前後１対の縦板部９ａに夫々固定されている。尚、炎孔形成板９の前後の水平板部には複数の空気孔９ｂが形成されている。
【0016】
バーナー箱４の天板部１１には、その全長の約２／３の長さの２次炎孔１３であって細長い矩形状の２次炎孔１３が天板部１１の中央側部分（左端側部分と右端側部分とを除く部分）に形成されている。２次炎孔１３の前後幅は天板部１１の幅の約３／５である。２次炎孔１３の縁部には上下長の短い縦フランジ１１ａが形成されている。 尚、右端側の１次炎孔7に近接する部位には、点火手段２０が設けられている。
【0017】
バーナー箱４の前後１対の側板部１０のうちの１次炎孔７と２次炎孔１３との間の中段部に、燃焼室３の内部側へ突出するように形成された１対の凸条部１４が形成されている。凸条部１４は、緩傾斜状の上壁部１４ａと、この上壁部１４ａに連なる傾斜状の下壁部 １４ｂとで横向きＶ形断面になるように形成されている。上壁部１４ａの先端と下壁部１４ｂの先端は湾曲状に連なっている。燃焼室３内において前後１対の凸条部１４の間には、１次炎孔７の上方に対応し且つ２次炎孔１３の下方に対応する中段炎孔１５が形成されている。
【0018】
図２に示す領域ＢＬは、１次炎孔７と中段炎孔１５と２次炎孔１３が形成される主燃焼領域であり、この主燃焼領域ＢＬは、１次炎孔７に生じる１次炎７ａ（図４参照）によって凸条部１４が高温となる領域である。
【0019】
前記バーナー箱４のうちの主燃焼領域ＢＬに対応する部分の熱歪が、左右の端板５，６に影響を及ぼさないように、バーナー箱４の左端近傍部位と右端寄り部位において、バーナー箱４の上半部に鉛直スリット１６が夫々形成されている。
【0020】
バーナーの燃焼時にバーナー箱４が高温状態となって、バーナー箱４が上方へ凸の湾曲状に変形する際の熱歪を吸収して歪音の発生を軽減するため、１次炎孔７に生じる１次火炎７ａによって凸条部１４が高温となる主燃焼領域ＢＬの境界近傍部に対応する位置において、バーナー箱４には、２次炎孔１３から凸条部１４にかけて鉛直に延びる２対のスリット１７が形成されている。
【0021】
左側の１対のスリット１７は、２次炎孔１３の左端から右方へ約１５〜２０ｍｍ離隔した部位に形成され、右側の１対のスリット１７は、２次炎孔１３の右端から左方へ約１５〜２０ｍｍ離隔した部位に形成されている。スリット１７は、２次炎孔１３から凸条部１４の上壁部１４ａまで形成され、凸条部 １４の下壁部１４ｂにはスリットが形成されない。凸条部１４の下壁部１４ｂにはスリット１７を形成しないのでバーナー箱４の剛性を維持することができる。
【0022】
前記のように、バーナー箱４の下端部は、燃焼管２に対して複数のビス１２で固定されており、複数のビス１２の内の燃焼管２の長手方向の略中央部に設けられたビス１２の前記長手方向の両側においてバーナー箱４に縦向きの下部スリット１８が設けられている。
【0023】
次に、以上説明した二段燃焼装置１の作用、効果について説明する。燃焼負荷が低中負荷の場合には、図４（Ａ）に示すように、燃焼室３内において１次炎孔７の上方近傍の１次炎７ａと、中段炎孔１５の上方近傍の中段炎１５ａとが発生し、完全燃焼に近い低ＮＯＸ燃焼状態となる。燃焼負荷が高負荷の場合には、図４（Ｂ）に示すように、１次炎孔７の上方近傍の１次炎７ａと、２次炎孔１３の上方近傍の２次炎１３ａとが発生し、完全燃焼に近い低ＮＯＸ燃焼状態となる。
【0024】
バーナー箱４に、主燃焼領域ＢＬの境界近傍領域において、２次炎孔１３から凸条部１４にかけて鉛直に延びる２対のスリット１７を形成したので、バーナーの燃焼時にバーナー箱４が高温状態になってバーナー箱４が上方凸の湾曲状に変形する際の熱歪の一部が、２対のスリット１７を介して吸収される。このように、バーナー箱４のうちの主燃焼領域ＢＬに対応する部分に発生する大きな熱歪を吸収する吸収性能を高めることができる。それ故、バーナー箱４に上記の熱歪が発生する時に生じる歪音が軽減され、二段燃焼装置１の信頼性の低下を防ぐことができる。
【0025】
燃焼管４の長手方向の略中央部に設けられたビス１２の前記長手方向の両側においてバーナー箱４に下部スリット１８が設けられたため、バーナー箱４が上方凸の湾曲状に変形する際に、上記の下部スリット１８によりバーナー箱４の下端部に対する拘束が緩和されるため、熱歪発生時に生じる歪音が軽減される。
【0026】
尚、前記実施形態は、１例を示すものに過ぎず、当業者であれば本発明の趣旨を逸脱することなく、前記２対のスリット１７の間の中間部位にも１対のスリット１７を形成する等の種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。
【符号の説明】
【0027】
１ 二段燃焼装置２ 燃焼管
３ 燃焼室
４ バーナー箱
７ １次炎孔
７ａ １次炎
１０ 側板部
１２ ビス
１３ ２次炎孔
１３ａ ２次炎
１４ 凸条部
１７ スリット
１８ 下部スリット
ＢＬ 主燃焼領域