(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用空気が通過する空気管と、
該空気管内に配置され、燃料ガス、又は燃料ガスと燃焼用空気との混合気が通過する燃料管と、
該燃料管の軸方向の先端側に接続されるとともに少なくとも上記軸方向の基端部が上記空気管内に配置され、上記燃焼用空気、及び上記燃料ガス又は上記混合気を噴出させるためのバーナノズルと、を備え、
該バーナノズルの外周には、外周側に突出するフランジ部が設けられており、
該フランジ部の上記軸方向の基端面における外周部の全周には、該フランジ部の外周と上記空気管の内壁面との隙間を塞ぐ、変形可能な隙間埋め部材が溶着されており、
該隙間埋め部材は、金属繊維材がニット状に編み込まれ、かつ組付状態における上記軸方向に直交する方向の厚みが、上記隙間の上記軸方向に直交する方向の幅よりも大きいメタルニットによって構成されている、ガスバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼させるガスバーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと燃焼用空気との燃焼により火炎を形成するガスバーナとしては、種々のものがある。ガスバーナには、燃料ガスと燃焼用空気とが予め混合された予混合ガスを用いて燃焼を行うもの、燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼の直前に混合させて燃焼を行うもの等がある。各ガスバーナにおいては、予混合ガス、あるいは燃料ガス及び燃焼用空気が噴出されるバーナノズルが設けられている。バーナノズルは、燃焼用空気が流れる空気管（燃焼筒）内に配置されて用いられることが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１には、燃焼用空気を通過させる燃焼筒と、燃焼筒内に配置され、燃料ガスを通過させるバーナノズルとを備えるガスバーナについて開示されている。また、バーナノズルの先端部には、径方向外周側へ突出するフランジ部が設けられており、フランジ部には、燃焼用空気を噴出させる空気噴出口が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等の従来のガスバーナにおいては、その組付を行う際に、空気管内にバーナノズルを配置する。そのため、空気管の内壁面とバーナノズルのフランジ部の外周面との間には、組付を可能にするための隙間が形成される。そして、この隙間は、ガスバーナの使用時においても空いたままとなっており、空気管内を流れる燃焼用空気の一部は、空気噴出口から噴出されるだけでなく、隙間からも噴出されることになる。
この隙間から噴出される燃焼用空気によって、燃料ガスとの燃焼に用いられる燃焼用空気の空気比に局所的な偏りが生じ、燃焼に乱れを生じさせるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、燃料ガスとの燃焼に用いられる燃焼用空気の空気比に局所的な偏りが生じにくくし、燃焼に乱れが生じにくくすることができるガスバーナを提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、燃焼用空気が通過する空気管と、
該空気管内に配置され、燃料ガス、又は燃料ガスと燃焼用空気との混合気が通過する燃料管と、
該燃料管の軸方向の先端側に接続されるとともに少なくとも上記軸方向の基端部が上記空気管内に配置され、上記燃焼用空気、及び上記燃料ガス又は上記混合気を噴出させるためのバーナノズルと、を備え、
該バーナノズルの外周には、外周側に突出するフランジ部が設けられており、
該フランジ部の上記軸方向の基端面における外周部の全周には、該フランジ部の外周と上記空気管の内壁面との隙間を塞ぐ、変形可能な隙間埋め部材が溶着されており、
該隙間埋め部材は、金属繊維材がニット状に編み込まれ、かつ組付状態における上記軸方向に直交する方向の厚みが、上記隙間の上記軸方向に直交する方向の幅よりも大きいメタルニットによって構成されている、ガスバーナにある。
【発明の効果】
【０００８】
上記ガスバーナのバーナノズルには、バーナノズルと空気管との隙間を塞ぐ、変形可能な隙間埋め部材が設けられている。バーナノズルに設けられた隙間埋め部材は、燃料管及びバーナノズルを空気管内に配置する際に、空気管の内壁面に接触して変形し、バーナノズルと空気管との隙間を塞ぐものである。そして、隙間埋め部材によってバーナノズルと空気管との隙間が塞がれることにより、空気管内を流れる燃焼用空気の一部が、隙間を通過しにくくすることができる。これにより、空気管の内壁面に沿った燃焼用空気の流れが抑制され、燃料ガスとの燃焼に用いられる燃焼用空気の空気比（空気過剰率）に局所的な偏りが生じにくくすることができる。
それ故、上記ガスバーナによれば、燃料ガスとの燃焼に用いられる燃焼用空気の空気比（空気過剰率）に局所的な偏りが生じにくくし、燃焼に乱れが生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１にかかる、ガスバーナを示す図で、図２におけるI−I線矢視断面図。
【図２】実施形態１にかかる、ガスバーナを示す図で、図１におけるII矢視図。
【図３】実施形態２にかかる、ガスバーナを示す図で、複数のガス噴出口が形成された部位の断面図。
【図４】実施形態２にかかる、ガスバーナを示す図で、複数の空気噴出口が形成された部位の断面図。
【図５】実施形態３にかかる、バーナノズルと空気管との隙間を塞ぐ隙間埋め部材の周辺を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述したガスバーナにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本形態のガスバーナ１は、図１、図２に示すように、空気管３、燃料管４及びバーナノズル２を備える。空気管３は、バーナノズル２に供給される燃焼用空気Ａが通過するものである。燃料管４は、空気管３内に配置されており、バーナノズル２に供給される、燃料ガスと燃焼用空気との混合気Ｇが通過するものである。バーナノズル２は、燃料管４の先端側Ｌ１に接続されており、少なくとも基端部が空気管３内に配置されている。バーナノズル２は、燃焼用空気Ａ及び混合気Ｇを噴出させるものである。バーナノズル２には、バーナノズル２と空気管３との隙間Ｍを塞ぐ、変形可能な隙間埋め部材２７が設けられている。
【００１１】
ガスバーナ１は、加熱炉等に配設され、炉内の雰囲気ガスを加熱するために用いられる。本形態のガスバーナ１は、燃料ガスと燃焼用空気とが混合された混合気Ｇを用いて燃焼を行う予混合燃焼バーナを構成する。
図１に示すように、本形態のバーナノズル２は、ガス通路２１、複数のガス噴出口２２及び複数の空気噴出口２３を有する。ガス通路２１は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気Ｇが流れる燃料管４内の通路と連通されている。複数のガス噴出口２２は、バーナノズル２の先端部に形成されており、ガス通路２１内を流れる混合気Ｇを噴出させるものである。複数の空気噴出口２３は、複数のガス噴出口２２よりも外周側に形成されており、空気管３内を流れる燃焼用空気Ａを噴出させるものである。
【００１２】
ガスバーナ１の先端側Ｌ１においては、複数のガス噴出口２２から噴出される混合気Ｇと、複数の空気噴出口２３から噴出される燃焼用空気Ａとが混合されて燃焼する。
本形態のガスバーナ１のバーナノズル２は、その全体が空気管３内に配置されている。そして、空気管３の先端はバーナノズル２の先端よりも先端側Ｌ１に位置する。
【００１３】
図１、図２に示すように、ガスバーナ１の先端部の外周には、外周側に突出するフランジ部２４が設けられている。そして、バーナノズル２のフランジ部２４の外周と空気管３の内壁面との間に隙間Ｍが形成されている。また、隙間Ｍを埋める隙間埋め部材２７は、フランジ部２４に溶接を行って設けられている。隙間埋め部材２７は、フランジ部２４の基端面２０２における外周部の全周に、フランジ部２４の外周よりもさらに外周側に突出して設けられている。
【００１４】
隙間埋め部材２７は、耐熱性の金属繊維材がニット状に編み込まれたメタルニットによって構成されている。メタルニットは、複数の金属繊維材が複雑に絡み合ったものであり、容易に変形することが可能である。また、メタルニットは通気性を有している。
なお、隙間埋め部材２７は、例えば、ガラスの繊維によって形成されたグラスウール等によって構成することもできる。また、隙間埋め部材２７は、耐熱性を有するとともに不燃性である種々の変形可能な材料によって構成することができる。
【００１５】
本形態のガスバーナ１の組付を行う際には、燃料管４にバーナノズル２が取り付けられるとともに、バーナノズル２に隙間埋め部材２７が設けられ、ノズル組付体２０が形成される。そして、このノズル組付体２０が空気管３内に配置される。このとき、バーナノズル２に設けられた隙間埋め部材２７は、空気管３の内壁面に接触して変形し、バーナノズル２のフランジ部２４の外周と空気管３の内壁面との隙間Ｍを塞ぐ。
【００１６】
本形態の隙間埋め部材２７は、メタルニットから構成されているため、隙間Ｍにおいて燃焼用空気Ａを通過させることはできる。ただし、隙間埋め部材２７は、隙間Ｍを通過しようとする燃焼用空気Ａの流れを妨げることになる。そのため、隙間埋め部材２７によってフランジ部２４の外周と空気管３の内壁面との隙間Ｍが塞がれることにより、空気管３内を流れる燃焼用空気Ａの一部が、隙間Ｍを通過しにくくすることができる。そして、空気管３の内壁面に沿った燃焼用空気Ａの流れが抑制される。
それ故、本形態のガスバーナ１によれば、燃料ガスＦとの燃焼に用いられる燃焼用空気Ａの空気比（空気過剰率）に局所的な偏りが生じにくくし、燃焼に乱れが生じにくくすることができる。
【００１７】
（実施形態２）
本形態のガスバーナ１は、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとがバーナノズル２の表面において混合されて燃焼する表面燃焼バーナを構成する。
図３、図４に示すように、本形態のバーナノズル２は、ガス通路２１、複数のガス噴出口２２及び複数の空気噴出口２３を有する。ガス通路２１は、バーナノズル２の中心部の中心軸線に沿って形成されており、燃料管４内の通路と連通されている。複数のガス噴出口２２は、バーナノズル２の中心軸線の周りの複数個所において、ガス通路２１とバーナノズル２の外周面とを連通しており、ガス通路２１内を流れる燃料ガスＦを噴出させるものである。なお、燃料ガスＦの代わりに、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を用いることもできる。
【００１８】
複数の空気噴出口２３は、バーナノズル２の中心軸線の周りの複数個所において、バーナノズル２の基端面２０２とバーナノズル２の外周面とを連通しており、空気管３内を流れる燃焼用空気Ａを噴出させるものである。そして、ガス噴出口２２と第１空気噴出口２３とは、バーナノズル２の周方向の複数個所において、交互に並んで形成されている。
【００１９】
バーナノズル２の外周面には、繊維材からなる通気性部材２６が設けられている。通気性部材２６は、耐熱性の金属繊維材がニット状に編み込まれたメタルニットによって構成されている。そして、複数のガス噴出口２２から噴出される燃料ガスＦと、複数の空気噴出口２３から噴出される燃焼用空気Ａとは、通気性部材２６の内側から外側へ通過し、通気性部材２６の表面（外側）において混合されて燃焼する。なお、通気性部材２６は、金属又はセラミックスの多孔質材から構成することもできる。
【００２０】
バーナノズル２の外周面における、通気性部材２６が設けられた部位には、バーナノズル２の先端側Ｌ１に行くに連れて外形が縮小するテーパ外周面２０１が形成されており、通気性部材２６は、テーパ外周面２０１に沿って設けられている。
バーナノズル２の基端部の外周には、外周側に突出するフランジ部２４が設けられている。バーナノズル２のフランジ部２４の外周と空気管３の内壁面との間には、隙間Ｍが形成されている。
【００２１】
隙間Ｍを埋める隙間埋め部材２７は、耐熱性の金属繊維材がニット状に編み込まれたメタルニットによって構成されている。隙間埋め部材２７は、フランジ部２４の基端面２０２における外周部の全周に、フランジ部２４の外周よりもさらに外周側に突出して設けられている。
【００２２】
ガスバーナ１の組付を行う際には、燃料管４にバーナノズル２が取り付けられるとともに、バーナノズル２に通気性部材２６及び隙間埋め部材２７が設けられ、ノズル組付体２０が形成される。そして、このノズル組付体２０が空気管３内に配置される。このとき、バーナノズル２に設けられた隙間埋め部材２７は、空気管３の内壁面に接触して変形し、バーナノズル２のフランジ部２４の外周と空気管３の内壁面との隙間Ｍを塞ぐ。
【００２３】
本形態のガスバーナ１によっても、隙間埋め部材２７によって上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。本形態においては、ガスバーナ１の各構成要素の態様が実施形態１と異なっている場合でも、便宜上、実施形態１と同一の符号を用いて各構成要素を表す。また、本形態においても、ガスバーナ１のその他の構成は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。
【００２４】
（実施形態３）
本形態においては、隙間埋め部材２７の他の構成を示す。
バーナノズル２と空気管３との隙間Ｍを塞ぐ、変形可能な隙間埋め部材２７としては、図５に示すように、輪形状の断面を有するものを用いることができる。輪形状の断面を有する隙間埋め部材２７は、メタルニット等の金属繊維から構成し、バーナノズル２のフランジ部２４に溶着することができる。また、隙間埋め部材２７における、フランジ部２４に固定された部位の輪形状は潰されていてもよい。本形態の隙間埋め部材２７も、フランジ部２４における外周部の全周に、フランジ部２４の外周よりもさらに外周側に突出して設けられている。
【００２５】
隙間埋め部材２７を輪形状とすることにより、隙間埋め部材２７が設けられたバーナノズル２を空気管３内に挿入する際に、隙間埋め部材２７に、隙間Ｍを埋めるための弾性反発力を作用させることができる。また、金属繊維から構成された、輪形状の隙間埋め部材２７が加熱されるときには、この隙間埋め部材２７に生じる熱膨張によって、隙間埋め部材２７が空気管３の内壁面から離れにくくすることができる。その他、隙間埋め部材２７によって得られる効果は、上記実施形態１，２と同様である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ガスバーナ
２  バーナノズル
２４  フランジ部
２７  隙間埋め部材
３  空気管
４  燃料管
Ｆ  燃料ガス
Ｇ  混合気
Ａ  燃焼用空気
Ｍ  隙間
【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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