特許 7568516 ガンタイプバーナ

(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】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】ガンタイプバーナ

(51)【国際特許分類】

   F23D 11/24 20060101AFI20241008BHJP

   F23L 1/00 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

F23D11/24 B

F23L1/00 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021001882

(22)【出願日】2021-01-08

(65)【公開番号】P2022107140

(43)【公開日】2022-07-21

【審査請求日】2023-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】星野 健太

(72)【発明者】

【氏名】田村 竹年

(72)【発明者】

【氏名】及川 諒弥

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１８２８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１３４７１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－０８５０８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｄ １１／２４

Ｆ２３Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バーナ外筒の内側に設けた区画筒と、
前記区画筒の内側に配置され、周壁に複数の空気孔を設けた円筒状のバーナ内筒と、
前記バーナ内筒の後端に連接され、燃料噴射用のノズル体を備えた整流筒と、
前記バーナ外筒の後方または側方に燃焼用空気を供給する送風機と、
を備え、
前記区画筒に前記バーナ内筒の軸中心側へ突出する第１ビード部を設け、
前記バーナ内筒は、第１燃焼筒と前記第１燃焼筒の下流端と連接し前記第１燃焼筒より径の大きい第２燃焼筒とを備え、
前記第１ビード部は、前記第１燃焼筒に備わる前記空気孔と対向し、かつ前記第２燃焼筒と対向しない位置に配置したことを特徴とするガンタイプバーナ。

【請求項2】

前記区画筒の前記第１ビード部より下流側位置に、前記バーナ内筒の軸中心側に突出する第２ビード部をさらに備え、
前記第２ビード部は、前記第２燃焼筒に備わる前記空気孔と対向するように配置したことを特徴とする請求項１に記載のガンタイプバーナ。

【請求項3】

前記第１ビード部の突出高さは、前記第２ビード部の突出高さより高くしたことを特徴とする請求項２に記載のガンタイプバーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は家庭用の給湯装置用のバーナとして利用されているガンタイプバーナに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、下方向に火炎が形成されるガンタイプバーナでは、送風機から送られた空気をバーナ内筒に備えた空気孔を通過させることにより、常に良好な燃焼を得ようとするものであった。（例えば、特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４０７７３６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、給湯機等の装置全体の小型化と熱効率の向上を図るため、燃焼装置自体の小型化と燃焼装置の燃焼性能の改善が切望されている。

【0005】

従来技術の燃焼装置において、バーナ内筒はノズル体から噴射された燃料と空気を混合して燃焼させる部分であり、前記ノズル体から噴射された燃料を完全燃焼させるために、前記バーナ内筒で燃料と空気の混合状態を均一化させる必要がある。

【0006】

従来技術のガンタイプバーナでは、小径燃焼筒および大径燃焼筒の二段状で形成されるバーナ内筒の周壁にそれぞれ空気孔を設けるとともに、前記小径燃焼筒と前記大径燃焼筒の間のフランジ部に二次スタビライザを設けている。
また、前記空気孔は、前記送風機から送られた空気を前記バーナ内筒内に燃焼用空気を取り込み、燃焼用空気が供給され三次燃焼が行われ、良好な燃焼が行われるものである。
また、前記二次スタビライザは、フランジ部に円周上に設けられて大径燃焼筒内に旋回流を発生させるものである。

【0007】

ところが、従来技術では前記バーナ内筒の大きさの都合により、前記空気孔や前記二次スタビライザの寸法や数量に制約があるため、前記空気孔や前記二次スタビライザから前記バーナ内筒の内部に導入される空気の量が不十分である場合があった。
前記空気孔や前記二次スタビライザからの空気量が少ないと、空気不足による異常燃焼となり、燃料の濃度が高い部分では火炎の温度が上昇してＮＯｘが発生しやすくなるという問題があった。

【0008】

本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、バーナ内筒の内部に燃焼用空気を送り、完全燃焼させることができるガンタイプバーナを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１では、バーナ外筒の内側に設けた区画筒と、前記区画筒の内側に配置され、周壁に複数の空気孔を設けた円筒状のバーナ内筒と、前記バーナ内筒の後端に連接され、燃料噴射用のノズル体を備えた整流筒と、前記バーナ外筒の後方または側方に燃焼用空気を供給する送風機と、を備え、前記区画筒に前記バーナ内筒の軸中心側へ突出する第１ビード部を設け、前記バーナ内筒は、第１燃焼筒と前記第１燃焼筒の下流端と連接し前記第１燃焼筒より径の大きい第２燃焼筒とを備え、前記第１ビード部は、前記第１燃焼筒に備わる前記空気孔と対向し、かつ前記第２燃焼筒と対向しない位置に配置したことを特徴とした。

【0010】

請求項２では、前記区画筒の前記第１ビード部より下流側位置に、前記バーナ内筒の軸中心側に突出する第２ビード部をさらに備え、前記第２ビード部は、前記第２燃焼筒に備わる前記空気孔と対向するように配置したことを特徴とした。

【0011】

請求項３では、前記第１ビード部の突出高さは、前記第２ビード部の突出高さより高くしたことを特徴とした。

【発明の効果】

【0012】

本発明の請求項１によれば、前記区画筒に前記バーナ内筒の軸中心側へ突出する第１ビード部を設けたので、前記送風機から送られた空気は、前記区画筒と前記バーナ内筒との間を上部から侵入し、前記区画筒の前記第１ビード部を通過して下降する際に、前記第１ビード部と、前記バーナ内筒の前記第１燃焼筒と前記第２燃焼筒の間のフランジ部によって前記バーナ内筒の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して下降するとともに、前記区画筒側から前記第１燃焼筒側へ空気が案内され、その結果、前記第１燃焼筒の空気孔に対して吹き込む状態となり、前記第１ビード部がない場合に比べ、空気が効率よく前記空気孔から前記第１燃焼筒の内部へ通過し、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0013】

請求項２によれば、前記区画筒の前記第１ビード部より下流側位置に、前記バーナ内筒の軸中心側に突出する第２ビード部をさらに備え、前記第２ビード部は、前記第２燃焼筒に備わる前記空気孔と対向するように配置したので、前記送風機から送られた空気は、前記区画筒と前記バーナ内筒との間を上部から侵入し、前記区画筒の前記第１ビード部を通過して下降する際に、前記第１ビード部と、前記バーナ内筒の前記第１燃焼筒と前記第２燃焼筒の間のフランジ部によって、前記第１燃焼筒の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して下降するとともに、前記区画筒側から前記第１燃焼筒側へ空気が案内され、その結果、前記第１燃焼筒に備わる空気孔に対して吹き込む状態となり、空気が効率よく前記空気孔から前記第１燃焼筒の内部へ通過して十分な量の空気を供給でき、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0014】

さらに、前記区画筒と前記第２燃焼筒との間を下降した空気は、前記第２ビード部を通過して下降する際に、前記第２ビード部によって前記第２燃焼筒の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して下降するとともに、前記区画筒側から前記第２燃焼筒側へ空気が案内され、その結果、前記第２燃焼筒に備わる空気孔に対して吹き込む状態となり、前記第２ビード部がない場合に比べ、空気が効率よく前記空気孔から前記第２燃焼筒の内部へ通過して十分な量の空気を供給でき、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。
これにより、請求項２では前記第１燃焼筒に備わる空気孔と前記第２燃焼筒に備わる空気孔に、前記送風機の空気を案内でき、それぞれに十分な量の空気を供給でき、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0015】

請求項３によれば、前記第１ビード部の突出高さは、前記第２ビード部の突出高さより高くしたので、前記第１ビード部により、前記第１燃焼筒に備わる空気孔から前記第１燃焼筒の内部へ十分な量の空気を供給でき、前記第２ビード部により、前記第２燃焼筒に備わる空気孔から前記第２燃焼筒の内部へ十分な量の空気を供給でき、前記第２ビード部と第２燃焼筒との前記バーナ内筒の径方向の間隔を十分に確保して、第２ビード部の下流側にも十分な量の空気を送ることができ、燃焼用空気の不足が生じることなく良好な燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態を説明する正面断面図

【図2】本発明の第２の実施形態を説明する正面断面図

【図3】本発明の第３の実施形態を説明する正面断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１を参照して、本発明に係る下向きに取り付けられたガンタイプバーナの第１の実施形態を説明する。

【0018】

図１に示すように、１はバーナ外筒で、上部に縦向きに取り付けられた燃焼用空気を流入させる能力可変できる送風機２が固定され、この送風機２からの空気を一旦とどめる風胴の機能を有すると共に、内部にバーナ内筒１７を備え、下部に燃焼熱を水媒体に熱交換する熱交換器４０が固定されている。

【0019】

４は、バーナ外筒１の内側に設けられ、バーナ外筒１との間に送風機２からの空気を一旦とどめる第１空気通路５を形成する区画筒で、区画筒４の内側には、ノズル体８を有する整流筒１６およびバーナ内筒１７を備える。

【0020】

整流筒１６は、能力可変できる図示しない電磁ポンプおよび油比例弁と連結した燃料噴射用のノズル体８と、噴射される燃料に着火するための点火電極９と、ノズル体８の側方から流通して来る燃焼用一次空気を集束させて中央穴１０から放出する擂り鉢状の集束体１１とが備えられており、更にこの集束体１１の前方には、中央穴１０部分で重合し周壁に形成された複数の二次空気孔１３から流入する燃焼用二次空気を、旋回羽根で旋回させて供給する一次スタビライザ１５を備える。

【0021】

バーナ内筒１７は、この後端が整流筒１６に連結され、区画筒４の内側中心に区画筒４との間に第２空気通路３３を有して備えられたもので、円筒状で周壁には燃焼用空気が流通する空気孔２１を備える第１燃焼筒としての小径燃焼筒１８、小径燃焼筒１８より径の大きい第２燃焼筒としての中径燃焼筒１９、および中径燃焼筒１９より径の大きい大径燃焼筒２０の三段状で形成されているものである。

【0022】

また、小径燃焼筒１８の周壁の上段には空気孔２１ａと下段に空気孔２１ｂが形成され、小径燃焼筒１８の下流端に連接される中径燃焼筒１９の周壁の上段には空気孔２１ｃと下段に空気孔２１ｄが形成され、中径燃焼筒１９の下流端に連接される大径燃焼筒２０の周壁にはバーナ内筒１７の最も下部に位置する空気孔２１ｅが形成されている。

【0023】

３２は、バーナ外筒１と熱交換器４０との境界に位置し、バーナ外筒１の底部を形成する仕切壁である。

【0024】

５１は、区画筒４の小径燃焼筒１８に備わる空気孔２１ａと空気孔２１ｂに対向する位置に配置され、バーナ内筒１７の軸側に突出する第１ビード部である。

【0025】

次に、本発明の第１実施形態の作用について図１に基づいて説明する。
今、送風機２および前記電磁ポンプを駆動すると、燃焼用空気は先ずバーナ外筒１内に供給され、第１空気通路５を下方へ下った後、バーナ外筒１の底部で折り返し、整流筒１６および区画筒４の内部へ供給される。

【0026】

そして、整流筒１６内に流入した燃焼用一次空気は、擂り鉢状の集束体１１で集められて中央穴１０からノズル体８の噴射燃料と共に、バーナ内筒１７内に放出され、この時、点火電極９の放電で着火されるものである。

【0027】

また、これと同時に一次スタビライザ１５からは、燃焼用一次空気と燃料の混合気の外周に燃焼用二次空気の旋回流を形成して燃焼用二次空気の混合を良好にして、小径燃焼筒１８内で一次燃焼および二次燃焼が行われるものである。

【0028】

また、区画筒４にはバーナ内筒１７の軸中心側へ突出する第１ビード部５１を設けたので、送風機２から送られ区画筒４の内部へ供給された空気は、図１の矢印のように、第１ビード部５１により第２空気通路３３をバーナ内筒１７の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して降下するとともに、区画筒４側からバーナ内筒１７側へ空気が案内され、その結果、空気孔２１ａと空気孔２１ｂに対して吹き込む状態となり、前記第１ビード部５１がない場合に比べ、空気が効率よく空気孔２１ａと空気孔２１ｂから前記バーナ内筒１７の内部へ通過して三次燃焼が行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができるものである。

【0029】

なお、第１ビード部５１の位置は、区画筒４の小径燃焼筒１８に備わる空気孔２１ａおよび空気孔２１ｂに対向する位置に配置された場合で説明したが、区画筒４の中径燃焼筒１９に備わる空気孔２１ｃおよび空気孔２１ｄに対向する位置に配置されてもよいものである。

【0030】

なお、空気孔２１ａの径と空気孔２１ｂの径は、良好な燃焼が得られるよう、同じ大きさの径でもよく、異なる径でもよく、異なる径とした場合は、第１ビード部５１の位置は、空気孔２１ａの径と空気孔２１ｂの径のうち、径の大きい方に対向して配置してもよい。

【0031】

また、区画筒４の適切な位置に第１ビード部５１を設けたので、バーナ内筒１７の周壁の空気孔２１に空気を案内することができるほか、小径燃焼筒１８と中径燃焼筒１９の間の二次スタビライザ２２にも空気を案内することができる。
また、特別の追加部品を用いずに空気孔２１や二次スタビライザ２２に空気を案内でき良好な燃焼を得ることができて、部品点数が削減できコストダウンが図れるほか、メンテナンス時の組み立ての際に前記追加部品を取り付け忘れる心配がなく、作業性の向上を図ることができる。

【0032】

また、前記電磁ポンプと送風機２の能力を下げて、ガンタイプバーナの火力を下げて小火力にした場合は、第１ビード部５１は小径燃焼筒１８に形成された空気孔２１ａと空気孔２１ｂに対向するように配置されているので、送風機２から送られ区画筒４の内部へ供給された空気の量が少なくなっても、第１ビード部５１によって空気孔２１ａと空気孔２１ｂから十分な空気が小径燃焼筒１８に供給されるので、燃焼用空気の不足が生じることなく良好な燃焼を得ることができる。

【0033】

次に、本発明の第２の実施形態について図２に基づいて説明する。

【0034】

区画筒４には、いずれもバーナ内筒１７の軸中心側に突出した第１ビード部５１ａと第１ビード部５１ａよりバーナ内筒１７の下流側に位置した第２ビード部５１ｂとを備え、第１ビード部５１ａは、小径燃焼筒１８に備わる空気孔２１ａおよび空気孔２１ｂと対向し、第２ビード部５１ｂは、中径燃焼筒１９に備わる空気孔２１ｃと空気孔２１ｄと対向するように配置した。

【0035】

これにより、送風機２から送られ区画筒４の内部へ供給された空気は、第２空気通路３３を下降し、図２の矢印のように、第１ビード部５１ａにより第２空気通路３３を中径燃焼筒１９の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して、一部の空気は区画筒４と中径燃焼筒１９との間へ降下するとともに、一部の空気は区画筒４側から小径燃焼筒１８側へ案内され、その結果、空気孔２１ａと空気孔２１ｂに対して吹き込む状態となり、空気が効率よく空気孔２１ａと空気孔２１ｂから小径燃焼筒１８の内部へ通過して十分な量の空気を供給でき、三次燃焼が盛んに行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0036】

さらに、区画筒４と中径燃焼筒１９との間を下降した空気は、第２ビード部５１ｂを通過して下降する際に、第２ビード部５１ｂにより第２空気通路３３を中径燃焼筒１９の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して、一部の空気は区画筒４と大径燃焼筒２０との間へ下降するとともに、一部の空気は区画筒４側から中径燃焼筒１９側へ案内され、その結果、空気孔２１ｃと空気孔２１ｄに対して吹き込む状態となり、前記第２ビード部５１ｂがない場合に比べ、空気が効率よく空気孔２１ｃと空気孔２１ｄから中径燃焼筒１９の内部へ通過して十分な量の空気を供給でき、三次燃焼が盛んに行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0037】

一方、区画筒４と大径燃焼筒２０との間へ下降した空気は、大径燃焼筒２０に形成した空気孔２１ｅを通過して、バーナ内筒１７の内部で三次燃焼が行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく良好な燃焼を得ることができるものである。

【0038】

次に、本発明の第３の実施形態について図３に基づいて説明する。

【0039】

区画筒４には、いずれもバーナ内筒１７の軸中心側に突出した第１ビード部５１ａと第１ビード部５１ａよりバーナ内筒１７の下流側に位置した第２ビード部５１ｃとを備え、第１ビード部５１ａは、小径燃焼筒１８に備わる空気孔２１ａおよび空気孔２１ｂと対向し、第２ビード部５１ｃは、中径燃焼筒１９に備わる空気孔２１ｃおよび空気孔２１ｄと対向するように配置した。
さらに、第１ビード部５１ａの突出高さＨａを、第２ビード部５１ｃの突出高さＨｃより高くした。

【0040】

これにより、送風機２から送られ区画筒４の内部へ供給された空気は、第２空気通路３３を下降し、図３の矢印のように、第２ビード部５１ｃの突出高さＨｃより高くした第１ビード部５１ａにより、第２空気通路３３を中径燃焼筒１９の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して、一部の空気は区画筒４と中径燃焼筒１９との間へ降下するとともに、より多くの空気が区画筒４側から小径燃焼筒１８側へ案内され、その結果、小径燃焼筒１８の垂直な周壁に形成された空気孔２１ａと空気孔２１ｂに吹き込む状態となり、空気が効率よく空気孔２１ａと空気孔２１ｂを通過して小径燃焼筒１８の内側へ通過して十分な量の空気を供給でき、三次燃焼が盛んに行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0041】

さらに、区画筒４と中径燃焼筒１９との間を下降した空気は、第２ビード部５１ｃを通過して下降する際に、第２ビード部５１ｃにより、第２空気通路３３を中径燃焼筒１９の軸中心側へ近づいたり遠ざかったりして蛇行して、一部の空気は区画筒４と大径燃焼筒２０との間へ下降するとともに、一部の空気は区画筒４側から中径燃焼筒１９側へ案内され、その結果、空気孔２１ｃと空気孔２１ｄに対して吹き込む状態となり、前記第２ビード部５１ｃがない場合に比べ、空気が効率よく空気孔２１ｃと空気孔２１ｄから中径燃焼筒１９の内部へ通過して十分な量の空気を供給でき、三次燃焼が盛んに行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく、良好な燃焼を得ることができる。

【0042】

さらに、第２ビード部５１ｃと中径燃焼筒１９とのバーナ内筒１７の径方向の間隔を十分に確保して、第２ビード部５１ｃの下流側にも十分な量の空気を送ることができ、大径燃焼筒２０に形成した空気孔２１ｅを通過して、バーナ内筒１７の内部で三次燃焼が行われ、燃焼用空気の不足が生じることなく良好な燃焼を得ることができる。

【0043】

なお、第１ビード部５１、第１ビード部５１ａ、第２ビード部５１ｂ、第２ビード部５１ｃは区画筒４の全周に連続して設けてもよく、複数に分割されていても、同様の効果を発揮するものである。

【0044】

なお、これらの実施形態では石油を燃料とする燃焼機器で説明したが、これに限定されることなく、例えばガスを燃料とする燃焼機器でもよい。また、この実施形態では下向きに取り付けられたガンタイプバーナを構成する燃焼機器で説明したが、これに限定されることなく、例えば横向きに取り付けたガンタイプバーナを構成する燃焼機器でもよい。また、この実施形態では送風機２をバーナ外筒１の上面から縦向きに取り付けた構成で説明したが、これに限定されることなく、例えばバーナ外筒１の側面に横向きに送風されるよう取り付けてもよい。

【0045】

なお、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0046】

１ バーナ外筒
２ 送風機
４ 区画筒
８ ノズル体
１６ 整流筒
１７ バーナ内筒
１８ 小径燃焼筒（第１燃焼筒）
１９ 中径燃焼筒（第２燃焼筒）
２１ 空気孔
５１ 第１ビード部
５１ａ 第１ビード部
５１ｂ、５１ｃ 第２ビード部

【図1】

【図2】

【図3】