(57)【要約】【課題】メタルニットバーナにおけるメタルニットノズルの形状が円筒形状であっても、燃焼騒音を低減でき、高負荷燃焼により窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生を低減できるメタルニットバーナを提供する。【解決手段】予混合ガスが噴出する複数のガス噴出孔を外周側面に形成した円筒形状のノズルを有するガスバーナであって、前記ノズルの外周側面をメタルニットで被覆して当該メタルニットの外周表面に燃焼面を形成するとともに、当該燃焼面を複数の貫通孔を有する金属薄板状の被覆板で覆ったことを特徴とするメタルニットバーナ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予混合ガスが噴出する複数のガス噴出孔を外周側面に形成した円筒形状のノズルを有するガスバーナであって、
前記ノズルの外周側面をメタルニットで被覆して当該メタルニットの外周表面に燃焼面を形成するとともに、当該燃焼面を複数の貫通孔を有する金属薄板状の被覆板で覆ったことを特徴とするメタルニットバーナ。
【請求項２】
前記被覆板に形成された複数の貫通孔は、ハニカム形状であることを特徴とする請求項１に記載のメタルニットバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルの外周側面を覆ったメタルニットの表面に燃焼面を形成したメタルニットバーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、予混合ガス（予め可燃性ガスと空気とを所定の比率、圧力で混合したガス）を燃焼させるガスバーナにおいて、耐熱金属繊維の編物（以下、メタルニットという）を用いて、このメタルニットの表面に燃焼面を形成したメタルニットバーナ（以下、ＭＮＢともいう。）が知られている。このメタルニットは、様々な燃焼面のノズルの形状（平板状、円筒状・半球状・円錐状など）への加工が容易で、バーナ表面からの輻射と高温可燃性ガスの対流で効率の高い加熱ができ、窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生も抑えられる等の優れた特徴を有するため、給湯器、温水ボイラー等様々なガスバーナ（ガス燃焼機器）に採用されている。
【０００３】
上記メタルニットバーナにおいては、燃焼面におけるメタルニットと予混合ガスの噴出面との密着度合いによって、予混合ガスの燃焼効率が悪くなり、燃焼騒音や窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生が生起される恐れがある。
【０００４】
このため、燃焼面を構成するメタルニットとパンチングメタル（ガスの噴出面）とを一体的に溶接積層することで、燃焼の安定を達成し、高負荷燃焼を実現した表面燃焼バーナが開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１にように、平面板状の燃焼面を有するメタルニットとパンチングメタルとを全面的に一体的に溶接積層することは容易であるが、例えば、パンチングメタルを円筒形状に形成したノズルの外周側面をメタルニットで覆い、そのメタルニットの表面に燃焼面を形成したメタルニットバーナでは、円筒形状に形成されたノズルの外周側面にメタルニットを一体的に溶接積層しなければならず加工が複雑となり容易ではない。
【０００７】
また、経年劣化により、円筒形状に形成されたノズルの外周側面とメタルニットとの一体的な溶接が部分的に浮いて離れた状態となると、燃焼が安定せず、高負荷燃焼が実現できない恐れがある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、メタルニットバーナにおけるノズルの形状が円筒形状であっても、燃焼騒音を低減でき、高負荷燃焼により窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生を低減できるメタルニットバーナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、予混合ガスが噴出する複数のガス噴出孔を外周側面に形成した円筒形状のノズルを有するガスバーナであって、前記ノズルの外周側面をメタルニットで被覆して当該メタルニットの外周表面に燃焼面を形成するとともに、当該燃焼面を複数の貫通孔を有する金属薄板状の被覆板で覆ったことを特徴とするメタルニットバーナとした。
【００１０】
また、前記被覆板に形成された複数の貫通孔は、ハニカム形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のメタルニットバーナは、予混合ガスが噴出する複数のガス噴出孔を外周側面に形成した円筒形状のノズルの外周側面をメタルニットで被覆して当該メタルニットの外周表面に燃焼面を形成するとともに、当該燃焼面を複数の貫通孔を有する金属薄板状の被覆板で覆っている。この構成により、ノズルの外周側面にメタルニットを所定の押圧力で密着させることができるので、メタルニットの外周表面の燃焼面における予混合ガスを安定して燃焼させる高負荷燃焼を実現でき、燃焼騒音や燃焼による窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生を可及的に低減することができる。
【００１２】
また、被覆板に形成された複数の貫通孔はハニカム形状としている。すなわち、六角形のハチの巣形状の貫通孔により、燃焼面（メタルニットの外周表面）に形成される燃焼炎の形状を複数の貫通孔毎に規制することができ、メタルニットの外周表面の燃焼面における予混合ガスの燃焼炎を一定の形状に形成することで、高負荷燃焼を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態のメタルニットバーナの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のメタルニットバーナの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態のメタルニットバーナの燃焼を説明する内部構成図である。
【図４】本発明の一実施形態のメタルニットバーナの燃焼面における火炎の状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係るメタルニットバーナについて、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本実施形態におけるガスバーナは、予め可燃性ガス（メタン、エタン、プロパン、ブタン等）と空気とを所定の比率、圧力で混合した予混合ガスを燃焼させるガスバーナであり、円筒形状のノズルの外周側面にメタルニット（耐熱金属繊維）で被覆して、このメタルニットの表面に燃焼面を形成したメタルニットバーナである。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態のメタルニットバーナの構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態のメタルニットバーナの構成を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態のメタルニットバーナの燃焼を説明する内部構成図である。図４は、本発明の一実施形態のメタルニットバーナの燃焼面における火炎の状態を説明する図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、メタルニットバーナ１０は、箱型のウインドボックス１と、ウインドボックス１内に可燃性ガスを供給するガス供給管２と、ウインドボックス１内に空気を供給するファンケーシング３と、ウインドボックス１内で混合された可燃性ガスと空気の予混合ガスを燃焼するノズル４とにより構成されている。
【００１７】
箱型のウインドボックス１は金属製（例えば、鉄、アルミ）であり、内部に可燃性ガスと空気とを所定の割合で混合した予混合ガスを生成し、この予混合ガスを所定の圧力でウインドボックス１の前面に連通連結されたノズル４に供給する。ガス供給管２は、基端は可燃性ガスのボンベ（図示せず）に連通連結され、終端はウインドボックス１の側面に連通連結されており、可燃性ガスをウインドボックス１の内部に供給する。また、ガス供給管２の途中には、ウインドボックス１に供給する可燃性ガスのガス圧を調整する各種弁（例えば、均圧弁２ａ等）が設けられている。
【００１８】
ファンケーシング３はウインドボックス１の下面に連通連結され、電動ファン３ａにより、所定圧力の空気をウインドボックス１内に供給する。なお、ファンケーシング３には、ウインドボックス１内に供給する空気を浄化するエアフィルター（図示せず）が設けられている。
【００１９】
ノズル４は中空の円筒形状であり、開口した基端部をウインドボックス１の前面に連通連結して、閉止された先端部４ａを水平に突出して設けられている。ノズル４の外周側面には、先端部４ａ近傍から基端部にかけてガス噴出領域６が設けられている。このガス噴出領域６には、予混合ガスをノズル４の外部に噴出するための複数のガス噴出孔６ａが形成されている。なお、複数のガス噴出孔６ａは、ノズル４に所定の圧力で供給された予混合ガスをノズル４の外周側面から外部に噴出可能な形状であればよく、図１（ａ）に示すように同径で同ピッチの複数の円形の孔でもよいし、図１（ｂ）に示すように、同径で同ピッチの複数の楕円形の孔でもよい。
【００２０】
すなわち、ノズル４は、図１（ａ）や図１（ｂ）に示す複数のガス噴出孔６ａが形成されたパンチングメタルを円筒形状に形成し、その一端の先端部４ａを閉止し他端の基端部は開口した状態で、ウインドボックス１の前面にウインドボックス１の内部と連通した状態で水平に連結されている。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、ノズル４の外周側面に設けられたガス噴出領域６は、メタルニット７で被覆される。メタルニット７は耐熱金属繊維で構成され、ガス噴出領域６のガス噴出孔６ａから噴出される予混合ガスをメタルニット７の外周表面に形成された燃焼面７ａに向けて流出する一方、燃焼面７ａで点火された火炎がノズル４のガス噴出領域６のガス噴出孔６ａに逆流しないように特殊な編み方でニット状に編まれた編物である。
【００２２】
そして、図２（ｂ）に示すように、メタルニット７の外周に形成された燃焼面７ａは、複数の貫通孔８ａを有する金属薄板状の被覆板８で覆われる。被覆板８は両端を開口した円筒形状であり、ノズル４の先端部４ａから被覆板８の一端開口部をメタルニット７の外周側面の表面に巻き付け、ノズル４の外周側面のメタルニット７をノズル４のガス噴出領域６に所定の押圧力で挟持した状態で溶接される。被覆板８には複数の貫通孔８ａが形成されている。この複数の貫通孔８ａは、同径及び同ピッチの孔であればよく、形状等は特に限定されるものではないが、一例として、ハニカム形状（正六角形）とすることができる。
【００２３】
ウインドボックス１の前面のノズル４の上部には、ガス噴出領域６のガス噴出孔６ａからメタルニット７を経由して外部に噴出した予混合ガスに着火するためのＩＧロッド５が配設されている、このＩＧロッド５は、電気を導通して先端に火花を発生させることで、被覆板８に覆われたメタルニット７の外周表面の燃焼面７ａに噴出した予混合ガスに着火する。
【００２４】
なお、本実施形態においては、上述したガス供給管２を介したウインドボックス１内部への可燃性ガスの供給や、ファンケーシング３によるウインドボックス１内部への空気の供給、ＩＧロッド５による着火のタイミングは、図示しない制御部によってコントロールされる。なお、この制御部は後述の火炎検出器９（図３参照）による予混合ガスの燃焼状況も監視し、異常を検出した場合は、可燃性ガスの供給を停止する等の安全制御も行うものである。
【００２５】
以下、図３を参照して、本実施形態の予混合ガスの生成と燃焼面７ａにおけるノズル４のガス噴出領域６からの予混合ガスの噴出を説明する。図３に示すように、箱型のウインドボックス１の内部には、ウインドボックス１の側面略中央部に連通連結されたガス供給管２から可燃性ガス（図中黒矢印）がウインドボックス１の内部に設置されたガス噴出管２ｂに供給される。ガス噴出管２ｂは、両端を閉止した円筒形状であり、正面視で、ノズル４の略中央に位置するようにウインドボックス１の内部に水平に配設されている。ガス噴出管２ｂはガス供給管２から供給された可燃性ガスを、ウインドボックス１の前面のノズル４の後部に形成されたミキシングホール４ｂ側のガス噴出管２ｂの一端側面に複数形成された可燃性ガス噴出孔２ｄからミキシングホール４ｂ内に噴出するためのものである。
【００２６】
箱型のウインドボックス１の内部には、ウインドボックス１の下面に連通連結されたファンケーシング３から、電動ファン３ａにより、所定圧力の空気（図中白矢印）が供給される。ウインドボックス１の内部に供給された空気は、ガス噴出管２ｂの略中央部のノズル４側の外周に設けられたリアプレート２ｃにより整流されてミキシングホール４ｂ側に流れてゆく。リアプレート２ｃは、ミキシングホール４ｂに流入する空気の流れを整流するためのものである。
【００２７】
ガス噴出管２ｂのミキシングホール４ｂ側の一端近傍の外周には、ミキシングプレート４ｃが配設されている。このミキシングプレート４ｃは正面視で放射状に空気流入規制板（図示せず）を備えた構成としている。ミキシングプレート４ｃは、後方に位置するリアプレート２ｃで整流されてミキシングホール４ｂに流入する空気と可燃性ガス噴出孔２ｄよりミキシングホール４ｂに噴出される可燃性ガスとを効率よく混合するためのものである。
【００２８】
上記構成により、ミキシングプレート４ｃの後方からリアプレート２ｃで整流され、ミキシングプレート４ｃが有する空気流入規制板（図示せず）により規制された所定量の空気と、ガス噴出管２ｂの複数の可燃性ガス噴出孔２ｄから噴出した所定量の可燃性ガスとがミキシングホール４ｂにおいて混合し、燃焼に適した混合比及び圧力の予混合ガスＧを効率よく生成することができる。
【００２９】
ミキシングホール４ｂにおいて生成された予混合ガスＧは、円筒形状に形成されたノズル４の閉止した先端部４ａに向かって流れ、ノズル４の外周側面のガス噴出領域６に設けられた複数のガス噴出領域６からメタルニット７の外周表面に形成された燃焼面７ａの外部に噴出し、ＩＧロッド５により点火されることで、燃焼面７ａにおいて予混合ガスＧが燃焼することになる。
【００３０】
また、図３に示すように、ウインドボックス１の内部、ＩＧロッド５の後方には、火炎検出器９が設けられている。この火炎検出器９は、燃焼面７ａにおける予混合ガスＧの燃焼状況を監視するものであり、異常を検出した場合は、図示しない制御部に異常を送信する。制御部は、可燃性ガスの供給を停止する等の異常に対応した制御を行う。
【００３１】
以下、上述してきた構成によるメタルニットバーナ１０のノズル４のメタルニット７の表面に形成される燃焼による火炎の状態を、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、従来のメタルニットバーナ１０のメタルニット７の燃焼面７ａにおける火炎の状態である。図４（ｂ）は、本実施形態におけるメタルニットバーナ１０のメタルニット７の外周側面の表面を被覆板８で覆い、この被覆板８でノズル４の外周側面のメタルニット７をノズル４のガス噴出領域６に所定の押圧力で挟持した状態で溶接して燃焼面７ａを形成した場合の火炎の状態である。
【００３２】
図４（ａ）の従来のメタルニットバーナ１０のメタルニット７の外周側面の燃焼面７ａでは、全体がぼやけた火炎に覆われた状態で予混合ガスが燃焼する。一方、図４（ｂ）の本実施形態のメタルニットバーナ１０のメタルニット７の外周側面を被覆板８で覆った燃焼面７ａでは、被覆板８に形成された複数の貫通孔８ａ毎に火炎が山形にエッジが明確になった状態で予混合ガスが燃焼する。
【００３３】
本実施形態における予混合ガスの燃焼における各種データを本願出願人が測定すると、放出されるＮｏｘ（窒素酸化物）の量は３０ｐｐｍ以下、燃焼音は６０ｄＢ以下の測定値が得られた。すなわち、従来のメタルニットバーナ１０と比較して、低Ｎｏｘ，低騒音を達成することができた。
【００３４】
上述してきたように、本実施形態によれば、ノズル４の外周側面のガス噴出領域６を覆うメタルニット７を、被覆板８により所定の押圧力でガス噴出領域６に密着させることができるので、メタルニット７の外周表面の燃焼面７ａにおける予混合ガスを安定して燃焼させる高負荷燃焼を実現でき、燃焼騒音や燃焼による窒素酸化物（Ｎｏｘ）や一酸化炭素の発生を可及的に低減することができる。
【００３５】
以上、実施形態の一例を説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１    ウインドボックス
２    ガス供給管
２ａ  均圧弁
２ｂ  ガス噴出管
２ｃ  リアプレート
２ｄ  可燃性ガス噴出孔
３    ファンケーシング
３ａ  電動ファン
４    ノズル
４ａ  先端部
４ｂ  ミキシングホール
４ｃ  ミキシングプレート
５    ＩＧロッド
６    ガス噴出領域
６ａ  ガス噴出孔
７    メタルニット
７ａ  燃焼面
８    被覆板
８ａ  貫通孔
９    火炎検出器
１０  メタルニットバーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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