(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドボックス（１３）の内側に内側ドラフトチューブ（１４）を収容し、該内側ドラフトチューブ（１４）の内側に燃料噴射ノズル（４２）を収容し、エアー供給源（２７）から前記ウインドボックス（１３）の内周面と内側ドラフトチューブ（１４）の外面とにより形成された外側ドラフト通路（Ｃ１）にエアーを供給する外側エア供給筒体（３１）を前記ウインドボックス（１３）に接続し、前記内側ドラフトチューブ（１４）内に形成された内側ドラフト通路（Ｃ２）にエアを供給する内側エアー供給筒体（２４）を前記内側ドラフトチューブ（１４）に接続し、要求熱量の大小により前記外側及び内側のエアー供給通路（Ｃ１，Ｃ２）の通路面積を調整してエアー流量を調整する流量調整手段（３３，３４，３５）を設け、
前記ウインドボックス（１３）の外面には外側エアー供給筒体（３１）が接続され、前記内側ドラフトチューブ（１４）の外周面には内側エアー供給筒体（２４）が接続され、該内側エアー供給筒体（２４）は前記外側エアー供給筒体（３１）の内部に挿入され、前記外側エアー供給筒体（３１）には単一のエアー供給源（２７）が接続され、前記外側エアー供給筒体（３１）の内周面と前記内側エアー供給筒体（２４）の外周面との間には外側エアー供給通路（Ｄ１）が形成され、内側エア供給筒体（２４）の内部に形成された内側エアー供給通路（Ｄ２）と前記外側エアー供給通路（Ｄ１）の入口付近にはエアーの流量調整手段（３３，３４，３５）を設けたことを特徴とするバーナー。
【請求項２】
請求項１に記載のバーナーにおいて、エアーの流量調整手段（３３，３４，３５）は、前記外側エアー供給通路（Ｄ１）を開閉する弁板（３３ａ）と、内側エアー供給通路（Ｄ２）を開位置又は絞り位置に切換可能な弁板（３３ｂ）と両弁板（３３ａ，３３ｂ）を同期して作動するアクチュエータ（３４，３５）とにより構成されているバーナー。
【請求項３】
請求項２に記載のバーナーにおいて、前記両弁板（３３ａ，３３ｂ）はサーボモータ（３４）の回動軸（３５）に支持され、所定角度の範囲で回動されるように構成されているバーナー。
【請求項４】
請求項１，２，３のいずれか一つにおいて、前記内側ドラフトチューブ（１４）を構成する筒体（２１）と内側エアー供給筒体（２４）とは単一部品として構成され、ウインドボックス（１３）の内部にブラケット（２５）を介して取り付けられたものであるバーナー。
【請求項５】
請求項２，３，４のいずれか一つにおいて、前記外側エア供給筒体（３１）は筒状に形成され、内側エアー供給筒体（２４）はほぼ四角筒状に形成され、両弁板（３３ａ，３３ｂ）の間には前記内側エアー供給筒体（２４）の両側に形成された扁平板部（２４ａ）が進入し得るスリット（Ｓ）が形成されているバーナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属す技術分野】
この発明はガス燃料あるいは液体燃料をエアーとともに燃焼させて加熱し、必要熱量に対応可能な能力可変（比例又は高低制御）のバーナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体燃料バーナーとして、図１０（ａ），（ｂ）に示すものが提案されている。このバーナーは、ウインドウボックス６０の内部に外側ドラフトチューブ６１と内側ドラフトチューブ６２が同心状に配設され、この内側ドラフトチューブ６２の内部に燃料噴射ノズル６３が長手方向に配設されている。前記ノズル６３の先端部６４には内側ドラフトチューブ６２により形成された内側ドラフト通路６５を開閉可能な遮蔽板６６が装着され、さらに前記ウインドウボックス６０の内面には図示しないブラケットを介して前記内外のドラフトチューブ６１，６２の間に形成された外側ドラフト通路６７の通路面積を減少する整流板６８が配置されている。
【０００３】
そして、ノズル６３から噴射される燃料の量を多くして大きい要求熱量にする場合には、図１０（ａ）に示すように内外のドラフトチューブ６１，６２を左方端へ後退させて、内外のドラフトチューブ６１，６２を遮蔽板６６及び整流板６８から離隔させ、前記内側ドラフト通路６５及び前記外側ドラフト通路６７からエアーを多量に燃焼室側に供給し燃料を多量に燃焼させて要求熱量を上昇する。
【０００４】
反対に、ノズル６３から噴射される燃料の量を少なくして小さい要求熱量とする場合には前記内外のドラフトチューブ６１，６２を図１０（ｂ）に示すように右方端に前進させて、遮蔽板６６により内側ドラフト通路６５を遮蔽するとともに、整流板６８により外側ドラフト通路６７を遮蔽して、該整流板６７のスリットから少量のエアーを燃焼室側に噴射させて、少ない燃料を燃焼する際に適正流量のエアーを供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来のバーナーは、図１０（ｂ）に示すように、要求熱量を下げた燃焼状態において、遮蔽板６６の外周側に設けた整流板６８のスリットからエアーが供給されるので、噴射ノズル６３の燃料噴射部に対するエアーの供給が適正に行われず、燃料の燃焼効率が低下するという問題があった。
【０００６】
又、従来のバーナーは、要求熱量を切り換える際に内外のドラフトチューブ６１，６２を前方又は後方に位置切り換え動作する切換機構がエアー供給装置のエアー流量を調整する弁体の開閉機構とは別に必要となるので、構造が複雑化し、製造及び組み付け作業が面倒で、コストダウンを図ることができないという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は上記従来のバーナーに存する問題点を解消して、要求熱量の切り換えの際に、燃料噴射量に適したエアー供給を行い燃焼効率を向上することができるバーナーを提供することにある。
【０００８】
又、この発明の別の目的は上記の目的に加えて、構造を簡素化し、製造及び組み付けを容易に行い、コストを低減することができるバーナーを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は上記目的を達成するため、ウインドボックス（１３）の内側に内側ドラフトチューブ（１４）を収容し、該内側ドラフトチューブ（１４）の内側に燃料噴射ノズル（４２）を収容し、エアー供給源（２７）から前記ウインドボックス（１３）の内周面と内側ドラフトチューブ（１４）の外周面とにより形成された外側ドラフト通路（Ｃ１）にエアーを供給する外側エア供給筒体（３１）を前記ウインドボックス（１３）に接続し、前記内側ドラフトチューブ（１４）内に形成された内側ドラフト通路（Ｃ２）にエアを供給する内側エアー供給筒体（２４）を前記内側ドラフトチューブ（１４）に接続し、要求熱量の大小により前記外側及び内側のエアー供給通路（Ｃ１，Ｃ２）の通路面積を調整してエアー流量を調整する流量調整手段（３３，３４，３５）を設けている。
【００１０】
また、前記ウインドボックス（１３）の外面には外側エアー供給筒体（３１）が接続され、前記内側ドラフトチューブ（１４）の外周面には内側エアー供給筒体（２４）が接続され、該内側エアー供給筒体（２４）は前記外側エアー供給筒体（３１）の内部に挿入され、前記外側エアー供給筒体（３１）には単一のエアー供給源（２７）が接続され、前記外側エアー供給筒体（３１）の内周面と前記内側エアー供給筒体（２４）の外周面との間には外側エアー供給通路（Ｄ１）が形成され、内側エア供給筒体（２４）の内部に形成された内側エアー供給通路（Ｄ２）と前記外側エアー供給通路（Ｄ１）の入口付近にはエアーの流量調整手段（３３，３４，３５）を設けている。
【００１１】
請求項２記載の発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載のバーナーにおいて、エアーの流量調整手段（３３，３４，３５）は、前記外側エアー供給通路（Ｄ１）を開閉する弁板（３３ａ）と、内側エアー供給通路（Ｄ２）を開位置又は絞り位置に切換可能な弁板（３３ｂ）と両弁板（３３ａ，３３ｂ）を同期して作動するアクチュエータ（３４，３５）とにより構成されている。
【００１２】
請求項３記載の発明は上記目的を達成するため、請求項２に記載のバーナーにおいて、前記両弁板（３３ａ，３３ｂ）はサーボモータ（３４）の回動軸（３５）に支持され、所定角度の範囲で回動されるように構成されている。
【００１３】
請求項４記載の発明は上記目的を達成するため、請求項１，２，３のいずれか一つにおいて、前記内側ドラフトチューブ（１４）を構成する筒体（２１）と内側エアー供給筒体（２４）とは単一部品として構成され、ウインドボックス（１３）の内部にブラケット（２５）を介して取り付けられたものである。
【００１４】
請求項５記載の発明は上記目的を達成するため、請求項２，３，４のいずれか一つにおいて、前記外側エア供給筒体（３１）は筒状に形成され、内側エアー供給筒体（２４）はほぼ四角筒状に形成され、両弁板（３３ａ，３３ｂ）の間には前記内側エアー供給筒体（２４）の両側に形成された扁平板部（２４ａ）が進入し得るスリット（Ｓ）が形成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を灯油バーナーとして具体化した一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１６】
ボイラーの加熱容器１１の垂直壁部１１ａにはバーナー１２が装着されている。バーナー１２を構成するウインドボックス１３は前記垂直壁部１１ａに取り付け固定され、該ボックス１３の内部には内側ドラフトチューブ１４が同心状に収容されている。前記ウインドボックス１３は横向きの四角筒体１５を備え、該四角筒体１５の前端（図１において左端）面には横向きの外側ドラフトチューブ１６が前記内側ドラフトチューブ１４と同心状に接続されている。さらに、前記四角筒体１５の後端（図１において右端）四隅部には取付板１７がそれぞれ溶接固定され、各取付板１７には蓋体１８がボルト１９により取付られている。一方、前記内側ドラフトチューブ１４は横向きの第１内側円筒体２１と、この円筒体２１に直列に接触された横向きの第２内側円筒体２２とから構成されている。前記第２内側円筒体２２は図３に示すように複数のブラケット２３により前記外側ドラフトチューブ１６の内周面から所定間隔隔てて取り付けられている。
【００１７】
前記第１内側円筒体２１の下側外周面には開口２１ａが形成され、該開口２１ａには四角筒状をなす内側エアー供給筒体２４の上端縁が溶接により接合されている。内側エアー供給筒体２４の後側面にはＬ字状のブラケット２５がボルト２６ａにより固着され、該ブラケット２５は前記四角筒体１５の底壁１５ｃにボルト２６ｂにより取付固定されている。前記四角筒体１５の底壁１５ｃには開口１５ｄが形成され、該開口１５ｄと対応するように底壁１５ｃにはエアー供給装置２７が装着されている。このエアー供給装置２７は横円筒状のブロア２８と、該ブロア２８の側部に取り付けたモータ２９と、該モータ２９の回転軸によりブロア２８内において回転されるファン３０と、前記ブロア２８の上部に接続された外側エアー供給筒体３１とにより構成されている。前記外側エアー供給筒体３１の上端部にはフランジ金具３１ａが溶接により固着され、該フランジ金具３１ａが前記四角筒体１５の底壁１５ｃに対しボルト３２により固定されている。前記外側エアー供給筒体３１内には前記内側エアー供給筒体２４が挿入され、該チューブ２４の左右両側扁平板部２４ａ，２４ａと、前記外側エアー供給筒体３１の内周面とにより形成された左右一対の空間を外側エア供給通路Ｄ１，Ｄ１としている。そして、この外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１により前記エアー供給装置２７からエアーがウインドボックス１５及び外側ドラフトチューブ１６と内側ドラフトチューブ１４との間の空間、つまり外側ドラフト通路Ｃ１に供給される。又、内側エアー供給筒体２４内の内側エアー供給通路Ｄ２により前記エアー供給装置２７からエアーが内側ドラフトチューブ１４内の内側ドラフト通路Ｃ２に供給される。
【００１８】
前記外側エア供給通路Ｄ１は、外側エアー供給筒体３１内に収容した弁体３３により開閉され、前記内側エア供給通路Ｄ２は、弁体３３により通路面積が調整されるようにしている。前記弁体３３は前記ブロア２８に図示しないブラケットを介して取り付けられたサーボモータ３４の回動軸３５にビス３６により取付られている。前記弁体３３は図４，５，６に示すように前記外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１を開閉する一対の弁板３３ａ，３３ａと、内側エアー供給通路Ｄ２を開放又は絞り動作する一つの弁板３３ｂとを備え、該弁板３３ｂには内側エアー供給通路Ｄ２を絞り動作する切欠凹部３３ｃが形成されている。さらに、前記内側エアー供給筒体２４の扁平板部２４ａ，２４ａには前記弁体３３が水平位置、つまり外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１を閉鎖し、かつ内側エアー供給通路Ｄ２を絞り動作する位置から垂直位置、つまり外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１及び内側エアー供給通路Ｄ２を共に開放する位置に往復回動できるように回動許容凹部２４ｂが切欠形成されている。そして、前記弁板３３ａ，３３ｂには前記回動許容凹部２４ｂを常に閉鎖する左右一対の遮蔽板３３ｄ，３３ｄが立設されている。
【００１９】
前記ウインドボックス１３の蓋体１８には、液体燃料供給筒体４１が貫通支持され、そのチューブ４１の先端部に設けたノズル４２から灯油あるいは重油等の液体燃料が所定の圧力で噴射されるようになっている。該ノズル４２には余剰の液体燃料を環流するチューブ４３が接続されている。又、前記ノズル４２の近傍にはスパークプラグ４４，４４が装設され、噴射された液体燃料に着火するようになっている。前記蓋板１８には旋回気流発生板４５が支持ロッド４５Ａにより支持されている。そして、該旋回気流発生板４５をノズル４２とともに前記第２内側円筒体２２の内部に収容し、内側ドラフトチューブ４５内に供給されたエアーを旋回させてボイラーの加熱容器１１内に拡散して放出するようになっている。
【００２０】
次に、前記のように構成したバーナーの動作を説明する。
図１，２及び図４は弁体３３が、サーボモータ３４の回動軸３５により水平状態に切換保持され、外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１が弁板３３ａにより閉鎖され、かつ内側エアー供給通路Ｄ２の通路面積が弁板３３ｂにより最小に絞られた状態を示す。この状態において、モータ３４を起動して回転軸３５により弁体３３を図１の反時計回り方向に９０度だけ回動すると、弁板３３ａ，３３ａが図５，６に示すように外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１の通路面積を最大とする開放位置に切り換えられ、弁板３３ｂも内側エアー供給通路Ｄ２の通路面積を最大とする位置に切り換えられる。
【００２１】
この状態でバーナー１２を起動すると、ブロア２８内のファン３０がモータ２９により回転され、エアーは外内側のエアー供給通路Ｄ１，Ｄ１，Ｄ２からそれぞれ外内側ドラフト通路Ｃ１，Ｃ２に供給され、加熱容器１１内に噴射される。一方、図示しない燃料供給タンクから燃料ポンプにより燃料供給筒体４１に圧送された灯油は、ノズル４２から所定の圧力で霧状に噴射され、スパークプラグ４４，４４により着火される。この状態では高温状態を保持するために多量の灯油がノズル４２から霧状となって噴射され、多量のエアー中の酸素により効率よく燃焼されて加熱容器１１内に燃焼炎となって噴射される。
【００２２】
加熱容器１１内が所定温度に加熱された後、バーナー１２の要求熱量を小さくしたい場合には、燃料供給チューブ４１のノズル４２からの燃料噴射を低減するとともに、サーボモータ３４を動作させて回動軸３５により弁体３３を図５，６に示す開放状態から図１，図２及び図４に示す状態に回動し、弁板３３ａ，３３ａにより外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１を閉鎖するとともに、弁板３３ｂにより内側エアー供給通路Ｄ２の通路面積を少なくする。これによって凹部３３ｃにより絞られたエアーは内側エアー供給通路Ｄ２に供給された後、内側ドラフトチューブ１４内の内側ドラフト通路Ｃ２のみに供給され、旋回気流発生板４５から加熱容器内に噴射される。このため、少量となった灯油噴射量に適したエアー噴射が行われ、燃焼効率が向上する。
【００２３】
次に、前記のように構成したバーナーの効果を構成とともに列記する。
（１）前記実施形態においては、ウインドボックス１３を構成する四角筒体１５の底壁１５ｃに対しエアー供給装置２７を構成する外側エアー供給筒体３１を接続し、該チューブ３１に内側ドラフトチューブ１４に連通する内側エアー供給筒体２４を挿入し、両チューブ２４，３１の間に形成された外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１及び内側エアー供給通路Ｄ２を開閉あるいは絞り動作する弁体３３を設けたので、燃料噴射量及びエアー供給量を低減して要求熱量を小さくした場合に、燃料噴射量に応じてエアーの供給を適正に行うことができ、燃焼効率を向上することができる。
【００２４】
（２）前記実施形態ではエア供給量を調整する弁体３３をモータ３４により動作して両エアー供給通路Ｄ１，Ｄ２の開閉あるいは絞り動作を行うようにしたので、複雑な駆動構成を採用する必要がなく、部品点数を減少して製造及び組み付けを容易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００２５】
（３）前記実施形態においては弁体３３を、一体的に構成したので、弁板３３ａと弁板３３ｂを別体で構成するのと比較してさらに構造を簡素化することができる。
【００２６】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、次のように具体化することも可能である。
図７に示すように開口４６ａ，４６ｂを有する平板状の弁体４６をシリンダ４７のロッド４８により位置切り換えするようにして、外側エアー供給通路Ｄ１，Ｄ１及び内側エアー供給通路Ｄ２を開閉あるいは絞り動作するように構成すること。
【００２７】
図８に示すように中間ドラフトチューブ４９を内側円筒体２１と同心状に設け、これに連通する中間エアー供給筒体５０を前記内側エアー供給筒体２４と同心状に設け、前記弁体４６の他に弁体５１及びそれをシリンダ５２のロッド５３により動作すること。そして、エア供給通路Ｄ１，Ｄ１、中間のエア供給通路Ｄ２及び最内側のエアー供給通路Ｄ３を全開とする位置と、中間のエア供給通路Ｄ２及び最内側のエアー供給通路Ｄ３のみを全開とする位置と、最内側のエアー供給通路Ｄ３のみを全開とする位置に前記弁体４６，５２の位置をシリンダ４７，５２により切り換えるようにする。
【００２８】
図９に示すように、弁体３３の遮蔽板３３ｄ，３３ｄを省略し、弁板３３ｂと弁板３３ａ，３３ａとの間に前記内側エアー供給筒体２４の扁平板部２４ａ，２４ａが進入し得るスリットＳを形成すること。この場合には、内側エアー供給筒体２４の扁平板部２４ａ，２４ａに形成した回動許容凹部２４ｂ，２４ｂ及び遮蔽板３３ｄ，３３ｄを省略することができる。
【００２９】
前記遮蔽板３３ｄ，３３ｄの位置を内側エアー供給筒体２４の扁平板部２４ａの外側面と対応する位置にすること。
前記内側ドラフトチューブ及び内側エアー供給筒体を三箇所以上に設け、各エアー供給通路の開閉を行うようにすること。
【００３０】
前記実施形態から把握できる請求項１〜５以外の技術思想について以下に説明する。
（１）請求項１において、ウインドボックスの内側に位置する内側ドラフトチューブは複数箇所に同心状に配置され、各ドラフトチューブには内側エア供給筒体がそれぞれ同心状に接続され、最内側のドラフトチューブの内部に燃料噴射ノズルが収容され、前記各エアー供給筒体により形成された複数のエア供給通路を一つ又は複数の弁体により段階的に開閉するようにしたバーナー。
【００３１】
（２）請求項１又は上記（１）のバーナーにおいて、流量調整手段は平板状の一つ又は複数の弁板と、これを往復動する一つ又は複数のシリンダとにより構成されているバーナー。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明は、バーナーの要求熱量の切り換えの際に、燃料噴射量に適したエアー供給を行い燃焼効率を向上することができる。
【００３３】
又、請求項２〜５記載の発明は請求項１記載の発明の効果に加えて、構造を簡素化し、製造及び組み付けを容易に行い、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を具体化したバーナーの中央部縦断面図。
【図２】図１の１−１線断面図。
【図３】バーナーの分解斜視図。
【図４】弁体の全閉状態を示す平断面図。
【図５】弁体の全開状態を示す平断面図。
【図６】弁体の全開状態を示す斜視図。
【図７】この発明の別の実施形態を示す縦断面図。
【図８】この発明の別の実施形態を示す縦断面図。
【図９】この発明の別の実施形態を示す弁体のみの斜視図。
【図１０】従来のバーナーの中央部縦断面図。
【符号の説明】
１２…バーナー、１３…ウインドボックス、１４…内側ドラフトチューブ、１５…四角筒体、２１…第１内側円筒体、２２…第２内側円筒体、２４…内側エアー供給筒体、２７…エアー供給装置、３１…外側エアー供給筒体、３３…弁体、３３ａ…弁板、３３ｂ…弁板、３３ｃ…切欠凹部、３４…アクチュエータとしてのサーボモータ、４１…燃料供給チューブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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