(57)【要約】【課題】矩形の燃焼プレート２の長手方向、短手方向及び法線方向を夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向として、バーナ本体３内に、バーナ本体の底壁部３ａとの間に混合室４を画成する仕切板５と、仕切板と燃焼プレートとの間の空間を仕切板側の第１分布室６と燃焼プレート側の第２分布室７とに区画する分布板８とが設けられ、混合室にＸ軸方向上流側から燃料ガスと一次空気とを流入させるようにした全一次燃焼式バーナにおいて、圧力損失をできるだけ低く抑えて、且つ、燃料ガスと一次空気とを良好に混合できるようにする。【解決手段】仕切板５のＸ軸方向下流側の部分にＹ軸方向に幅広の流出口５ａを形成する。仕切板５に、流出口５ａのＸ軸方向上流側の縁からバーナ本体３の底壁部３ａに接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向下流側に延出されるガイド板部５ｂを設ける。【選択図】図２
2008157608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の炎孔を形成した矩形の燃焼プレートと、燃焼プレートを装着する開口部を有する箱形のバーナ本体とを備え、燃焼プレートの長手方向、短手方向及び法線方向を夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向として、バーナ本体内に、燃焼プレートに対しＺ軸方向に対向するバーナ本体の底壁部との間に混合室を画成する仕切板と、仕切板と燃焼プレートとの間の空間を仕切板側の第１分布室と燃焼プレート側の第２分布室とのＺ軸方向２室に区画する分布板とが設けられ、混合室にＸ軸方向上流側から流入する燃料ガスと一次空気とを混合室で混合して混合気を生成し、混合気を仕切板に形成した流出口から第１分布室と分布板に形成した多数の分布孔と第２分布室とを介して燃焼プレートに導き、燃焼プレートの炎孔から混合気を噴出させて全一次燃焼させる全一次燃焼式バーナにおいて、
流出口は仕切板のＸ軸方向下流側の部分にＹ軸方向に幅広に形成され、
仕切板に、流出口のＸ軸方向上流側の縁からバーナ本体の底壁部に接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向下流側に延出されるガイド板部が設けられていることを特徴とする全一次燃焼式バーナ。
【請求項２】
前記ガイド板部のＸ軸方向に対するＺ軸方向の傾斜角は２５°〜６０°の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項３】
前記ガイド板部の延出長さは、この延出長さと前記流出口のＸ軸方向長さとの比が０．２〜０．４の範囲内になるように設定されることを特徴とする請求項２記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項４】
前記ガイド板部のＹ軸方向外側縁と前記混合室の側壁面との間に隙間が確保されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項５】
前記ガイド板部は前記流出口における前記仕切板の切起しで形成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項６】
前記流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が前記分布板に向けてＺ軸方向に直進することを抑制する第１邪魔板が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項７】
前記第１邪魔板は、前記流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分の前記分布板側へのＺ軸方向投影空間に、該投影空間のＸ軸方向下流側から分布板に接近しつつＸ軸方向上流側に湾曲するように張り出すことを特徴とする請求項６記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項８】
前記仕切板から前記第１邪魔板の先端までのＺ軸方向高さは、前記第１分布室のＺ軸方向寸法の８５％〜９０％であることを特徴とする請求項７記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項９】
前記第１分布室のＸ軸方向上流側の端部に向けて混合気がＸ軸方向に直進することを抑制する第２邪魔板が設けられていることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項１０】
前記第２邪魔板は、前記流出口のＸ軸方向上流側の縁から前記分布板に接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向上流側にのびる傾斜板部と、傾斜板部の先端から分布板に向けてＺ軸方向に湾曲して立上る立上り部とを有することを特徴とする請求項９記載の全一次燃焼式バーナ。
【請求項１１】
前記立上り部の先端と前記分布板との間のＺ軸方向の間隙幅は前記第１分布室のＺ軸方向寸法の１０％〜１５％であることを特徴とする請求項１０記載の全一次燃焼式バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の炎孔を形成した矩形の燃焼プレートと、燃焼プレートを装着する開口部を有する箱形のバーナ本体とを備える全一次燃焼式バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のバーナにおいて、燃焼プレートの長手方向、短手方向及び法線方向を夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向として、バーナ本体内に、燃焼プレートに対しＺ軸方向に対向するバーナ本体の底壁部との間に混合室を画成する仕切板と、仕切板と燃焼プレートとの間の空間を仕切板側の第１分布室と燃焼プレート側の第２分布室とのＺ軸方向２室に区画する分布板とが設けられ、混合室にＸ軸方向上流側から流入する燃料ガスと一次空気とを混合室で混合して混合気を生成し、混合気を仕切板に形成した流出口から第１分布室と分布板に形成した多数の分布孔と第２分布室とを介して燃焼プレートに導き、燃焼プレートの炎孔から混合気を噴出させて全一次燃焼させるようにしたものは知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このもので、流出口は、Ｘ軸方向に長手でＹ軸方向に幅狭のスリット状に形成されている。これによれば、混合室から第１分布室への混合気の流出が制限され、混合室での燃料ガスと一次空気の混合が促進される。然し、これでは流出口での圧力損失が大きくなる。また、流出口がＹ軸方向に幅狭のスリット状であるため、第１分布室の流出口からＹ軸方向に離れた部分に混合気が流れにくくなる。従って、第２分布室における混合気のＹ軸方向の分布を均一にするには、流出口に対向する分布板の部分における分布孔の配置密度をかなり疎にする必要があり、分布板での圧力損失も大きくなる。そして、流出口及び分布板での圧力損失の増大に対処するために、ファンによる一次空気の供給圧をかなり高くすることが必要になり、騒音が大きくなる。
【特許文献１】特開２００１−９０９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、燃料ガスと一次空気との混合性能及び混合気の分布の均一性を損なうことなく圧力損失を低減できるようにした全一次燃焼式バーナ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、多数の炎孔を形成した矩形の燃焼プレートと、燃焼プレートを装着する開口部を有する箱形のバーナ本体とを備え、燃焼プレートの長手方向、短手方向及び法線方向を夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向として、バーナ本体内に、燃焼プレートに対しＺ軸方向に対向するバーナ本体の底壁部との間に混合室を画成する仕切板と、仕切板と燃焼プレートとの間の空間を仕切板側の第１分布室と燃焼プレート側の第２分布室とのＺ軸方向２室に区画する分布板とが設けられ、混合室にＸ軸方向上流側から流入する燃料ガスと一次空気とを混合室で混合して混合気を生成し、混合気を仕切板に形成した流出口から第１分布室と分布板に形成した多数の分布孔と第２分布室とを介して燃焼プレートに導き、燃焼プレートの炎孔から混合気を噴出させて全一次燃焼させる全一次燃焼式バーナにおいて、流出口は仕切板のＸ軸方向下流側の部分にＹ軸方向に幅広に形成され、仕切板に、流出口のＸ軸方向上流側の縁からバーナ本体の底壁部に接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向下流側に延出されるガイド板部が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、混合気がガイド板部に案内されて流出口から一旦Ｚ軸方向に離れ、ガイド板部を迂回して流出口に向かう混合気の流れを生ずる。これにより、混合距離が長くなると共に渦が発生し、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。そのため、流出口のＸ軸方向長さを大きくしてその開口面積を比較的広くしても、燃料ガスと一次空気とを良好に混合できる。従って、燃料ガスと一次空気との混合性能を損なうことなく流出口での圧力損失を低減できる。
【０００７】
また、流出口がＹ軸方向に幅広であるため、第１分布室における混合気のＹ軸方向の分布が均一になる。更に、ガイド板部を迂回して流出口に向かう混合気にガイド板部の傾斜によりＸ軸方向上流側に向かう運動成分が与えられ、第１分布室で混合気がＸ軸方向上流側に流れやすくなる。従って、分布板のＸ軸方向下流側の部分（流出口に対向する部分）における分布孔の配置密度を然程疎にしなくても、第２分布室における混合気のＸ軸方向及びＹ軸方向の分布が均一になる。そのため、分布板での圧力損失も低減できる。結局、燃料ガスと一次空気との混合性能及び混合気の分布の均一性を損なうことなく、バーナ本体内でのトータルの圧力損失を低減できる。
【０００８】
尚、ガイド板部のＸ軸方向に対するＺ軸方向の傾斜角が２５°より小さくなると、燃料ガスと一次空気との混合を然程促進できなくなり、また、この傾斜角が６０°より大きくなると、ガイド板部が抵抗になって圧力損失が増加する。そのため、上記傾斜角は２５°〜６０°の範囲内に設定されることが望ましい。
【０００９】
また、ガイド板部の延出長さが短すぎると混合性能が悪くなり、延出長さが長すぎると圧力損失が増加する。そのため、ガイド板部の延出長さは、この延出長さと流出口のＸ軸方向長さとの比が０．２〜０．４の範囲内になるように設定することが望ましい。
【００１０】
また、本発明においては、ガイド板部のＹ軸方向外側縁と混合室の側壁面との間に隙間が確保されることが望ましい。これによれば、ガイド板部のＹ軸方向外側部を迂回して流出口に向かう混合気の流れも生じ、これによっても渦が発生する。そのため、燃料ガスと一次空気との混合が一層促進される。
【００１１】
また、本発明において、ガイド板部は流出口における仕切板の切起しで形成されることが望ましい。ここで、ガイド板部を仕切板に取付ける別体の板材で構成することも可能であるが、これでは部品点数が増してコストが高くなる。これに対し、ガイド板部を仕切板の切起しで形成すれば、部品点数が増加せず、コストダウンを図る上で有利である。
【００１２】
ところで、流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気は分布板に向けてＺ軸方向に直進しやすい。このままでは、混合距離が短くなって、燃焼プレートのＸ軸方向下流側の部分から混合不足の混合気が噴出し勝ちになる。そのため、本発明においては、流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が分布板に向けてＺ軸方向に直進することを抑制する第１邪魔板が設けられていることが望ましい。これによれば、流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が第１邪魔板を迂回して流れ、混合距離が長くなる。従って、燃焼プレートのＸ軸方向下流側の部分から混合不足の混合気が噴出することを防止できる。
【００１３】
ここで、第１邪魔板は、流出口のＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分の分布板側へのＺ軸方向投影空間に、該投影空間のＸ軸方向下流側から分布板に接近しつつＸ軸方向上流側に湾曲するように張り出すことが望ましい。これによれば、第１邪魔板による圧力損失の増加を抑制できる。
【００１４】
尚、仕切板から第１邪魔板の先端までのＺ軸方向高さが第１分布室のＺ軸方向寸法の８５％より小さくなると、流出口からの混合気の流出抵抗が大きくなる。また、このＺ軸方向高さが第１分布室のＺ軸方向寸法の９０％より大きくなると、第１邪魔板よりＸ軸方向下流側の第１分布室の部分への混合気の回り込みが過度に抑制されて、燃焼プレートのＸ軸方向下流側の端部への混合気の分布不足を生じやすくなる。従って、仕切板から第１邪魔板の先端までのＺ軸方向高さは、第１分布室のＺ軸方向寸法の８５％〜９０％であることが望ましい。
【００１５】
ところで、第１邪魔板を設けると、流出口から第１分布室に流入する混合気に上記ガイド板部に加えて第１邪魔板によってもＸ軸方向上流側に向かう運動成分が与えられる。このままでは、第１分布室のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多になり、燃焼プレートのＸ軸方向上流側の端部での混合気の噴出圧が過度に高くなってしまう。従って、第１邪魔板を設ける場合は、第１分布室のＸ軸方向上流側の端部に向けて混合気がＸ軸方向に直進することを抑制する第２邪魔板を設けることが望ましい。これによれば、第１分布室のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多にならず、燃焼プレートのＸ軸方向上流側の端部での混合気の噴出圧が過度に高くなることを防止できる。
【００１６】
また、第２邪魔板は、流出口のＸ軸方向上流側の縁から分布板に接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向上流側にのびる傾斜板部と、傾斜板部の先端から分布板に向けてＺ軸方向に湾曲して立上る立上り部とを有することが望ましい。これによれば、流出口からＸ軸方向上流側に向かう混合気にスムーズに分布板側への運動成分を与えることができ、第２邪魔板による圧力損失の増加を抑制できる。
【００１７】
尚、第２邪魔板の立上り部の先端と分布板との間のＺ軸方向の間隙幅が第１分布室のＺ軸方向寸法の１０％より小さくなると、第１分布室のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過度に制限され、この間隙幅が第１分布室のＺ軸方向寸法の１５％より大きくなると、第１分布室のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多になってしまう。従って、第２邪魔板の立上り部の先端と分布板との間のＺ軸方向の間隙幅は第１分布室のＺ軸方向寸法の１０％〜１５％であることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１を参照して、１は本発明の実施形態の全一次燃焼式バーナを示している。このバーナ１は、小バーナ部１ａとその両脇の一対の大バーナ部１ｂ，１ｂとで構成されている。
【００１９】
各バーナ部１ａ，１ｂは、多数の炎孔２ａを形成した矩形のセラミックス製燃焼プレート２と、燃焼プレート２を装着する開口部を有する箱形のバーナ本体３とを備えている。以下、燃焼プレート２の長手方向、短手方向及び法線方向を夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向として、バーナの構造について詳述する。尚、各バーナ部１ａ，１ｂのバーナ本体３は、後述する第１，第２分布室６，７の側壁部において、隣接するバーナ部のバーナ本体３と一体化されている。
【００２０】
バーナ本体３内には、図２に示す如く、燃焼プレート２に対しＺ軸方向に対向するバーナ本体３の底壁部３ａとの間に混合室４を画成する仕切板５と、仕切板５と燃焼プレート２との間の空間を仕切板５側の第１分布室６と燃焼プレート２側の第２分布室７とのＺ軸方向２室に区画する分布板８とが設けられている。
【００２１】
混合室４のＸ軸方向上流側（図２の左側）の端部はバーナ本体３のＸ軸方向上流側の端面に開設した流入口４ａに連通している。混合室４には、流入口４ａの近傍に位置させて、Ｚ軸方向幅を狭めたベンチュリー部４ｂが設けられている。また、バーナ本体３のＸ軸方向上流側の端面には、流入口４ａが臨むダンパ穴９ａを形成したダンパ９が取り付けられている。そして、バーナ本体３のＸ軸方向上流側の端面に対向するガスマニホールド１０を設けて、ガスマニホールド１０とバーナ本体３との間に図示省略したファンからの空気を供給する一次空気室を画成している。
【００２２】
また、ガスマニホールド１０に、図３に示す如く、小バーナ部１ａの混合室４の流入口４ａに臨ませて３個のガスノズル１１をＹ軸方向に並設すると共に，各大バーナ部１ｂの混合室４の流入口４ａに臨ませて５個のガスノズル１１をＹ軸方向に並設している。かくして、各バーナ部１ａ，１ｂの混合室４にＸ軸方向上流側から一次空気が流入すると共に複数のガスノズル１１からの燃料ガスが流入する。そして、各混合室４で燃料ガスと一次空気とが混合されて、理論空燃比より燃料濃度が希薄な混合気が生成される。
【００２３】
仕切板５のＸ軸方向下流側の部分には、Ｙ軸方向に幅広の流出口５ａが形成されている。尚、流出口５ａのＹ軸方向幅は混合室４のＹ軸方向幅より若干狭い。また、分布板８には多数の分布孔８ａが形成されている。そして、混合室４で生成された混合気が流出口５ａから第１分布室６と分布孔８ａと第２分布室７とを介して燃焼プレート２に導かれ、各燃焼プレート２の炎孔２ａから噴出して全一次燃焼されるようにしている。
【００２４】
ここで、燃焼プレート２の全域に亘り良好な燃焼が行われるようにするには、混合室４で燃料ガスと一次空気とをむらなく良好に混合させ、且つ、第２分布室７における混合気のＸ軸方向及びＹ軸方向の分布を均一化する必要がある。また、ファンによる一次空気の供給圧を低くして騒音を低減するには、バーナ本体３内での圧力損失を低減する必要がある。
【００２５】
そこで、本実施形態では、仕切板５に、流出口５ａのＸ軸方向上流側の縁からバーナ本体３の底壁部３ａに接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向下流側に延出されるガイド板部５ｂを設けている。ガイド板部５ｂは、流出口５ａにおける仕切板５の切起しで、仕切板５と一体に形成されている。
【００２６】
上記の構成によれば、図２に矢印ａで示す如く、混合気がガイド板部５ｂに案内されて流出口５ａから一旦Ｚ軸方向に離れ、ガイド板部５ｂをＺ軸方向に迂回して流出口５ａに向かう混合気の流れを生ずる。これにより、混合距離が長くなると共に渦が発生し、燃料ガスと一次空気との混合が促進される。
【００２７】
尚、ガイド板部５ｂを混合室４のＹ軸方向全幅に亘って設けることも可能であるが、本実施形態では、ガイド板部５ｂのＹ軸方向外側部に混合室４の側壁面との間の隙間が確保されるようにしている。その結果、図３に矢印ｂで示す如く、ガイド板部５ｂのＹ軸方向外側部を迂回して流出口５ａに向かう混合気の流れも生じ、これによっても渦が発生する。そのため、燃料ガスと一次空気との混合が一層促進される。
【００２８】
ここで、ガイド板部５ｂが無い場合、燃料ガスと一次空気の混合を良くするには、流出口５ａのＸ軸方向長さを短くしてその開口面積を狭め、流出口５ａからの混合気の流出を制限する必要がある。例えば、混合室４のＸ軸方向長さが約１３０ｍｍである場合、ガイド板部５ｂが無いと、燃料ガスと一次空気との所要の混合性能を得るには、流出口５ａのＸ軸方向長さＬを２６ｍｍ以下にする必要がある。一方、本実施形態のようにガイド板部５ｂを設ければ、流出口５ａのＸ軸方向長さＬを３６ｍｍにしても、Ｌ＝２６ｍｍにした場合と同様の混合性能が得られる。従って、本実施形態によれば、流出口５ａの開口面積が比較的広くても燃料ガスと一次空気との混合性能を損なうことない。そして、流出口５ａの開口面積を広くすることにより、流出口５ａでの圧力損失を低減できる。
【００２９】
また、本実施形態では、流出口５ａがＹ軸方向に幅広であるため、第１分布室６における混合気のＹ軸方向の分布が均一になる。更に、ガイド板部５ｂを迂回して流出口５ａに向かう混合気に、図２の矢印ｃで示す如く、ガイド板部５ｂの傾斜によりＸ軸方向上流側に向かう運動成分が与えられる。そのため、第１分布室６で混合気がＸ軸方向上流側に流れやすくなる。従って、分布板８のＸ軸方向下流側の部分（流出口５ａに対向する部分）における分布孔８ａの配置密度を然程疎にしなくても、第２分布室７における混合気のＸ軸方向及びＹ軸方向の分布が均一になる。そのため、分布板８での圧力損失も低減できる。結局、燃料ガスと一次空気との混合性能及び混合気の分布の均一性を損なうことなく、バーナ本体３内でのトータルの圧力損失を低減できる。これにより、燃焼プレート２の全域に亘り良好な燃焼が行われ、且つ、ファンによる一次空気の供給圧を低くして騒音を低減することができる。
【００３０】
尚、ガイド板部５ｂのＸ軸方向に対するＺ軸方向の傾斜角θが２５°より小さくなると、燃料ガスと一次空気との混合を然程促進できなくなる。一方、この傾斜角θが６０°より大きくなると、ガイド板部５ｂが抵抗になって圧力損失が増加する。そのため、傾斜角θは２５°〜６０°に設定されることが望ましい。本実施形態ではθ＝５７°である。
【００３１】
また、ガイド板部５ｂの延出長さＳが短すぎると混合性能が悪くなり、延出長さＳが長すぎると圧力損失が増加する。そのため、ガイド板部５ｂの延出長さＳは、この延出長さＳと流出口５ａのＸ軸方向長さＬとの比（Ｓ／Ｌ）が０．２〜０．４の範囲内になるように設定することが望ましい。例えば、Ｌ＝３６ｍｍである場合、Ｓ＝１０ｍｍとして、Ｓ／Ｌ≒０．２８になるようにする。
【００３２】
次に、図４に示す本発明の第２実施形態の全一次燃焼式バーナについて説明する。第２実施形態のものの基本的な構造は上記第１実施形態のものと同一であり、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、流出口５ａのＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が分布板８に向けてＺ軸方向に直進することを抑制する第１邪魔板１２が設けられると共に、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部に向けて混合気がＸ軸方向に直進することを抑制する第２邪魔板１３が設けられていることである。
【００３３】
第１邪魔板１２は、流出口５ａのＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分（例えば、流出口５ａのＸ軸方向下流側の縁から流出口５ａのＸ軸方向長さＬの１／４の長さの範囲の部分）の分布板８側へのＺ軸方向投影空間に、該投影空間のＸ軸方向下流側から分布板８に接近しつつＸ軸方向上流側に湾曲するように張り出している。尚、第１邪魔板１２を上記投影空間にＸ軸と平行に張り出させることも可能である。但し、第２実施形態の如く第１邪魔板１２を湾曲させれば、混合気が第１邪魔板１２に沿ってスムーズに流れるようになり、第１邪魔板１２よる圧力損失の増加を抑制できる。
【００３４】
また、第２実施形態において、第１邪魔板１２は仕切板５とは別体で、第１分布室６のＸ軸方向下流側の端面に第１邪魔板１２の基端が固定されているが、ガイド板部５ｂと同様に、流出口５ａにおける仕切板５の切起しで仕切板５と一体に第１邪魔板１２を形成することも可能である。更に、第１邪魔板１２に多数の小孔を形成してもよい。
【００３５】
第１実施形態のバーナと第２実施形態のバーナとを用い、流入口４ａからの一次空気供給量を空気過剰率λ（＝供給空気量／理論空気量）が１．３０になるように設定し、燃焼プレート２の各部から噴出する混合気の空気過剰率λを測定する試験を行った。図５のａ線は第２実施形態のバーナの測定結果、同図のｂ線は第１実施形態のバーナの測定結果を示している。第１実施形態のバーナでは、空気過剰率λが燃焼プレート２のＸ軸方向中間部から下流側に離れるに従って次第に大きくなり、Ｘ軸方向下流側の端部では１．３４にもなっている。この原因は、流出口５ａのＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が分布板８に向けてＺ軸方向に直進し、燃焼プレート２に至るまでの混合距離が短くなって、燃焼プレート２のＸ軸方向下流側の部分から混合気が混合不足の状態で噴出するためである。
【００３６】
これに対し、第２実施形態のバーナでは、燃焼プレート２のＸ軸方向中間部からＸ軸方向下流側の端部に亘り空気過剰率λが略１．３０になっている。これは、流出口５ａのＸ軸方向下流側の縁寄りの開口部分を通過した混合気が第１邪魔板１２を迂回して流れることにより、燃焼プレート２に至るまでの混合距離が長くなり、燃焼プレート２のＸ軸方向下流側の部分から噴出する混合気の混合が促進されるためである。
【００３７】
尚、仕切板５から第１邪魔板１２の先端までのＺ軸方向高さｈ１が第１分布室のＺ軸方向寸法Ｈの８５％より小さくなると、流出口５ａからの混合気の流出抵抗が大きくなる。また、このＺ軸方向高さｈ１が第１分布室６のＺ軸方向寸法Ｈの９０％より大きくなると、第１邪魔板１２よりＸ軸方向下流側の第１分布室６の部分への混合気の回り込みが過度に抑制されて、燃焼プレート２のＸ軸方向下流側の端部への混合気の分布不足を生じやすくなる。従って、仕切板５から第１邪魔板１２の先端までのＺ軸方向高さｈ１は、第１分布室６のＺ軸方向寸法Ｈの８５％〜９０％であることが望ましい。例えば、Ｈ＝１５ｍｍである場合、ｈ１＝１３ｍｍとして、ｈ１／Ｈ≒０．８７になるようにする。
【００３８】
また、第１と第２の両邪魔板１２，１３を具備する第２実施形態のバーナと、第１邪魔板１２は具備するが第２邪魔板１３は具備しないバーナとを用い、燃焼プレート２の各部における混合気の噴出圧を測定する試験を行った。図６のａ線は第２実施形態のバーナの測定結果、同図のｂ線は第１邪魔板１２のみを具備するバーナの測定結果を示している。
【００３９】
第１邪魔板１２のみを具備するバーナでは、燃焼プレート２のＸ軸方向上流側の端部での混合気の噴出圧が過度に高くなっている。これは、流出口５ａから第１分布室６に流入する混合気にガイド板部５ｂに加えて第１邪魔板１２によってもＸ軸方向上流側に向かう運動成分が与えられ、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多になるためである。尚、燃焼プレート２の中央領域から噴出する混合気は燃焼プレート２からの熱を受けるため、混合気の噴出圧が高くてもリフトすることなく安定燃焼するが、燃焼プレート２の端部領域での混合気の噴出圧が高くなると、火炎がリフトして燃焼状態が不安定になる。また、第１邪魔板１２のみを具備するバーナでは、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多になることから、燃焼プレート２のＸ軸方向下流側の部分での混合気の噴出圧が低下する。
【００４０】
これに対し、第２実施形態のバーナでは、第１分布室６の上流側の端部に向けて混合気がＸ軸方向に直進することを第２邪魔板１３で抑制できるため、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多にならない。従って、燃焼プレート２のＸ軸方向上流側の端部において混合気の噴出圧が過度に高くなることを防止できる。更に、燃焼プレート２のＸ軸方向下流側の部分で混合気の噴出圧が低下することも抑制できる。
【００４１】
ここで、流出口５ａのＸ軸方向上流側の縁と第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部との間の中間位置に、仕切板５からＺ軸方向に起立するように第２邪魔板を設けることも考えられる。然し、これでは、混合気が第２邪魔板に衝突して圧力損失が大きくなる。そこで、第２実施形態では、第２邪魔板１３を、流出口５ａのＸ軸方向上流側の縁から分布板８に接近するＺ軸方向に傾斜してＸ軸方向上流側にのびる傾斜板部１３ａと、傾斜板部１３ａの先端から分布板８に向けてＺ軸方向に湾曲して立上る立上り部１３ｂとを有する形状に形成している。これによれば、流出口５ａからＸ軸方向上流側に向かう混合気にスムーズに分布板８側への運動成分を与えることができ、第２邪魔板１３による圧力損失の増加を抑制できる。
【００４２】
尚、第２邪魔板１３の立上り部１３ｂの先端と分布板８との間のＺ軸方向の間隙幅ｈ２が第１分布室のＺ軸方向寸法Ｈの１０％より小さくなると、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過度に制限される。また、この間隙幅ｈ２が第１分布室のＺ軸方向寸法Ｈの１５％より大きくなると、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端部への混合気の分布が過多になってしまう。従って、間隙幅ｈ２は第１分布室６のＺ軸方向寸法Ｈの１０％〜１５％であることが望ましい。例えば、Ｈ＝１５ｍｍである場合、ｈ２＝２ｍｍとして、ｈ２／Ｈ≒０．１３になるようにする。
【００４３】
また、立上り部１３ｂのＺ軸方向寸法ｈ３（立上り部１３ｂを含むＺ軸方向の線と傾斜部１３ａの延長線との交点から立上り部１３ｂの先端までのＺ軸方向高さ）は、混合気にＺ軸方向への運動成分を与える上で、４〜５ｍｍに設定することが望ましい。また、立上り部１３ｂのＸ軸方向位置は、第１分布室６のＸ軸方向上流側の端面と立上り部１３ｂとの間のＸ軸方向距離が第１分布室６のＸ軸方向長さの１／４〜１／２になるように設定することが望ましい。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、バーナ本体３のＸ軸方向上流側の端面に開設した流入口４ａから混合室４に燃料ガスと一次空気とを流入させるようにしたが、バーナ本体３のＸ軸方向上流側の端面にガスノズルを嵌合させ、バーナ本体３の底壁部３ａのＸ軸方向上流側の端部に開設した流入口から一次空気を流入させるようにしても良い。
【００４５】
また、上記実施形態では、ガイド板部５ｂを仕切板５の切起しで仕切板５と一体に形成しているが、ガイド板部５ｂを仕切板５に取付ける別体の板材で構成することも可能である。但し、これでは部品点数が増してコストが高くなるため、仕切板５と一体にガイド板部５ｂを形成する上記実施形態の方がコストダウンを図る上で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態のバーナの斜視図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線切断側面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線切断平面図。
【図４】本発明の第２実施形態のバーナの図２に対応する切断側面図。
【図５】第１実施形態のバーナの燃焼プレートと第２実施形態のバーナの燃焼プレートの各部から噴出する混合気の空気過剰率の測定結果を示すグラフ。
【図６】第２実施形態のバーナの燃焼プレートと第２邪魔板を省略したバーナの燃焼プレートの各部における混合気の噴出圧の測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４７】
１…全一次燃焼式バーナ、２…燃焼プレート、２ａ…炎孔、３…バーナ本体、３ａ…底壁部、４…混合室、５…仕切板、５ａ…流出口、５ｂ…ガイド板部、６…第１分布室、７…第２分布室、８…分布板、８ａ…分布孔、１２…第１邪魔板、１３…第２邪魔板、１３ａ…傾斜板部、１３ｂ…立上り部。
【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１】
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