(57)【要約】【課題】  簡単でかつコンパクトな構成で、ダンパ部材下流側の燃焼用空気の偏流を抑制する。【解決手段】  燃焼用空気が流れるダクト２と、燃焼用空気供給手段３と、前記ダクト２内に設けられたダンパ部材４と、前記ダンパ部材４通過後の燃焼用空気の流れを前記ダクト２の内壁から剥離させる突出部６，６とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用空気が流れるダクト２と、燃焼用空気供給手段３と、前記ダクト２内に設けられたダンパ部材４と、前記ダンパ部材４通過後の燃焼用空気の流れを前記ダクト２の内壁から剥離させる突出部６，６とを備えたことを特徴とする燃焼用空気供給装置。
【請求項２】
前記各突出部６の突出高さを前記ダクト２内の幅Ａの１／１０〜１／５に設定したことを特徴とする請求項１に記載の燃焼用空気供給装置。
【請求項３】
前記各突出部６の先端を凹凸状としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼用空気供給装置。
【請求項４】
複数の小片１５を所定の間隔をおいて配置することにより前記各突出部６を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼用空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、バーナへ供給される燃焼用空気の量は、燃料の量に応じて調節されるようになっており、通常、板状のダンパ部材を回動させて、ダクト内の流路断面積を変化させることにより調節される。この燃焼用空気の供給量制御において、前記ダンパ部材を閉じる方向へ回動させて、燃焼用空気量を減少させたとき、燃焼用空気は、前記ダクトの内壁と前記ダンパ部材の両端との間に形成される一対の流路を通過するように流れる。その際、燃焼用空気の流れは、前記ダクトの内壁に沿った薄い噴流となって流れる。そうすると、燃焼用空気の流れに偏流が生じ、前記バーナにおける燃焼に悪影響を及ぼすことになる。
【０００３】
そこで、燃焼用空気の偏流を抑制するために、つぎのような対策がとられていた。たとえば、前記ダンパ部材を前記バーナの保炎部からできるだけ離れた位置に設け、前記ダンパ部材と前記保炎部との距離を長くすることにより、この長い距離を燃焼用空気が流れる間に偏流が緩和されるようにしていた。しかし、この構造は、前記ダクトが長くなるため、装置全体が大きくなり、コンパクト化の点で充分でなかった。また、その他の対策としては、前記ダンパ部材の形状や取付位置を工夫することにより（特許文献１参照）、燃焼用空気の偏流が生じにくい構造としていた。しかし、この構造は、複雑で、製造コストが高くなるとともに、高い製作精度を必要とするため、さらなる改良が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８８５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、簡単でかつコンパクトな構成で、ダンパ部材下流側の燃焼用空気の偏流を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、燃焼用空気が流れるダクトと、燃焼用空気供給手段と、前記ダクト内に設けられたダンパ部材と、前記ダンパ部材通過後の燃焼用空気の流れを前記ダクトの内壁から剥離させる突出部とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記各突出部の突出高さを前記ダクト内の幅の１／１０〜１／５に設定したことを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記各突出部の先端を凹凸状としたことを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項４に記載の発明は、複数の小片を所定の間隔をおいて配置することにより前記各突出部を構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ダンパ部材の下流側におけるダクトの内壁に突出部を設けるという簡単でかつコンパクトな構成で、前記ダンパ部材下流側の燃焼用空気の偏流を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。まず、この発明の第一の実施の形態について、図１，図２および図３に基づいて説明する。この第一の実施の形態は、この発明の燃焼用空気供給装置を先混合式ガスバーナに適用した例を示すものである。
【００１２】
図１に示すように、燃焼用空気供給装置１は、燃焼用空気を供給するダクト２を備え、このダクト２の上流端に燃焼用空気供給手段３としての送風機（以下、「送風機３」と云う。）が接続されている。前記ダクト２は、その流路断面が四角形をしているとともに、その内部に平板状のダンパ部材４が設けられている。このダンパ部材４は、前記送風機３からの燃焼用空気の流量を調整するものであり、回動軸５で軸支され、モータ（図示省略）によりその開度が制御されるようになっている。
【００１３】
そして、前記ダンパ部材４の下流側には、前記ダクト２の内壁に一対の突出部６，６が設けられている。この各突出部６は、前記ダクト２の内壁と前記ダンパ部材４の両端との間に形成される燃焼用空気の流路７，７に対応して設けられている。また、前記各突出部６は、平板状をしており、前記ダクト２の左右の内壁にその幅いっぱいにわたって設けられている。前記各突出部６における前記ダクト２の内壁からの突出高さは、前記ダクト２内の幅Ａ（図２参照）の１／１０〜１／５に設定されている。よって、前記各突出部６は、前記各流路７からの燃焼用空気の流れ方向を前記ダクト２の中央へ向かうように変えて、偏流を抑制する作用をなす。
【００１４】
ここにおいて、前記各突出部６の突出高さを前記ダクト２内の幅Ａの１／１０〜１／５に設定する理由について説明する。前記各突出部６の突出高さが、前記ダクト２内の幅Ａの１／１０未満であると、燃焼用空気の流れ方向が中央へ向かって変わりにくく、偏流抑制の効果が少なくなる。また、前記各突出部６の突出高さが、前記ダクト２内の幅Ａの１／５を超えると、前記各突出部６の流通抵抗が増加する。そうすると、前記送風機３として送風量の大きいものを使用する必要があり、前記送風機３の消費電力が増え、好ましくない。したがって、前記各突出部６の突出高さは、前記ダクト２内の幅Ａの１／１０〜１／５に設定するのが適切である。
【００１５】
また、前記各突出部６の断面形状は、Ｌ字形，Ｔ字形，Ｕ字形とすることもできる。Ｌ字形とする場合は、Ｌの下辺を前記ダクト２の内壁に固定する。Ｔ字形とする場合は、Ｔの上辺を前記ダクト２の内壁に固定する。Ｕ字形とする場合は、その窪んでいる部分を上流側へ向けて前記ダクト２の内壁に固定する。この場合、窪んでいる部分を上流側へ向けているので、燃焼用空気の流れがやや逆流し、偏流防止の効果が大きい。
【００１６】
そして、前記各突出部６を設けるにあたっては、前記ダクト２と前記各突出部６とを別々に製作して、溶接等により前記各突出部６を前記ダクト２の内壁に固着する構成とすることもできるし、前記ダクト２を製作する際、前記各突出部６を一体成型により形成することもできる。
【００１７】
さらに、前記ダクト２の下流端には、バーナ部８が設けられている。このバーナ部８は、ウインドボックス９，エアレジスタ１０および燃料ガス供給管１１を備えている。前記燃料ガス供給管１１は、前記ウインドボックス９を貫通し、その先端開口部が前記エアレジスタ１０の中央に臨ませて配置されており、またその先端開口部には、火炎を保持するためのバッフル板１２が設けられている。
【００１８】
以下、前記構成における作用について、図２を参照しながら説明する。図２における二点鎖線は、燃焼用空気の主流の外縁部を示す。さて、前記構成においては、前記送風機３
からの燃焼用空気が、前記ダンパ部材４の側方を通過する際、燃焼用空気の流れは２つに分かれて前記各流路７を流れ、前記ダクト２の内壁に沿った２つの薄い噴流となる。この２つの薄い噴流は、前記各突出部６に衝突して減速され、数倍の厚さの噴流となって、前記ダクト２の内壁から離れ、前記ダクト２の中央へ向かって斜め方向へ流れる。そして、前記ダクト２の中央で２つの噴流が合流し、さらに厚い流れとなり、下流側へ向かって流れる。すなわち、前記各突出部６を設けることにより、その下流側に燃焼用空気の剥離領域を作り、この剥離領域の流速の遅い燃焼用空気と噴流状態で流れる流速の速い燃焼用空気とを混合することにより、より短い距離で燃焼用空気の速度分布が一様となる。
【００１９】
このようにして、燃焼用空気の偏流が、前記各突出部６の働きにより抑制される。そして、燃焼用空気は、前記バーナ部８へ到達し、前記燃料ガス供給管１１からの燃料ガスと混合され、火炎が形成される。燃焼用空気の偏流が抑制されるため、良好な火炎が形成され、燃焼性が向上する。また、前記構成は、前記各突出部６を設けるだけの簡単な構成であるとともに、燃焼用空気の偏流抑制にともない前記ダンパ部材４と前記バーナ部８との距離を短くすることができ、コンパクトな構成とすることができる。したがって、前記構成によれば、簡単でかつコンパクトな構成で、前記ダンパ部材４の下流側における燃焼用空気の偏流を効果的に抑制することができる。
【００２０】
つぎに、前記各突出部６の形状に関するその他の例として、図４〜図８に示すこの発明の第二〜第六の実施の形態について説明する。ここにおいて、前記第一の実施の形態と同様の構成部材については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。また、第二〜第六の実施の形態において、図４〜図８は、前記第一の実施の形態における図３に対応する図面であり、前記各突出部６以外の構成は、前記第一の実施の形態と同様であるので、他の対応する図面は省略する。
【００２１】
まず、図４に示す第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態においては、前記各突出部６の先端を燃焼用空気の流れ方向と直交する方向，すなわち前記各突出部６の長手方向に沿って凹凸状としている。すなわち、前記第一の実施の形態においては、前記各突出部６の先端がその長手方向に沿って直線状となっているが、この第二の実施の形態においては、前記各突出部６に凸部１３と凹部１４とを交互に複数設けることにより、前記各突出部６の先端をその長手方向に沿って凹凸状としている。この第二の実施の形態においては、前記各凸部１３および前記各凹部１４の形状は、四角形となっている。
【００２２】
この第二の実施の形態においては、前記各凸部１３に衝突した燃焼用空気は、減速され、数倍の厚さの噴流となって、前記ダクト２の内壁から離れ、前記ダクト２の中央へ向かって斜め方向へ流れる。また、前記各凹部１４を通過する燃焼用空気は、若干前記ダクト２の中央へ向かうものの、ほぼ前記ダクト２の内壁付近を流れる流れとなる。したがって、燃焼用空気の流れが、分散され、前記ダクト２の横断面全体に広がった流れとなり、偏流抑制により効果的である。
【００２３】
つぎに、図５に示すこの発明の第三の実施の形態について説明する。この第三の実施の形態においても、前記第二の実施の形態と同様、前記各突出部６の先端を燃焼用空気の流れ方向と直交する方向，すなわち前記各突出部６の長手方向に沿って凹凸状としている。すなわち、この第三の実施の形態においては、ほぼ半円状をした凸部１３とほぼ半円状をした凹部１４とを交互に複数設けることにより、前記各突出部６の先端をその長手方向に沿って凹凸状（波状）としている。この第三の実施の形態における作用は、前記第二の実施の形態と同様である。
【００２４】
ここにおいて、前記各凸部１３および前記各凹部１４の形状は、前記のような四角形や半円に限られず、三角形等種々の形状とすることができる。
【００２５】
つぎに、図６に示すこの発明の第四の実施の形態について説明する。この第四の実施の形態においては、燃焼用空気の流れ方向と直交する方向に複数の四角形の小片１５を所定の間隔をおいて配置することにより、前記各突出部６を形成している。この第四の実施の形態においては、前記各小片１５間に燃焼用空気の流れを遮るものがないため、前記第二，第三の実施の形態と比較すると、前記各小片１５間を流れる燃焼用空気の流量が増え、前記ダクト２の中央へ向かって斜め方向へ流れる燃焼用空気の流量が減少するが、前記各突出部６を通過後の燃焼用空気は、前記ダクト２の内壁に沿った数倍の厚さの流れとなり、偏流が抑制される。すなわち、この第四の実施の形態における構成によれば、燃焼用空気の流れ方向の変更度合は、前記第二，第三の実施の形態と比較すると少ないが、短い距離で、燃焼用空気の流れの厚さを増加させることができる。
【００２６】
ここにおいて、前記各小片１５の形状は、前記のような四角形に限られず、半円や三角形等種々の形状とすることができる。
【００２７】
つぎに、図７に示すこの発明の第五の実施の形態について説明する。この第五の実施の形態における前記各突出部６は、前記第二の実施の形態と前記第四の実施の形態とを組み合わせた構成となっている。すなわち、前記凸部１３，１３および前記凹部１４を備えた複数の前記小片１５を燃焼用空気の流れ方向と直交する方向に所定の間隔をおいて配置している。そうすることにより、前記第二の実施の形態における燃焼用空気の流れと前記第四の実施の形態における燃焼用空気の流れとを組み合わせた流れを形成して、偏流を抑制することができる。
【００２８】
つぎに、図８に示すこの発明の第六の実施の形態について説明する。この第六の実施の形態における前記各突出部６は、前記第一の実施の形態と前記第四の実施の形態とを組み合わせた構成となっている。すなわち、前記各突出部６を第一突出部１６および第二突出部１７によりそれぞれ構成し、燃焼用空気の流れ方向に所定の間隔をおいて、前記各第一突出部１６を上流側に設け、前記各第二突出部１７を下流側に設けている。そして、前記各第一突出部１６の形状として前記第一の実施の形態における前記各突出部６の形状を採用し、前記各第二突出部１７の形状として前記第四の実施の形態における前記各突出部６の形状を採用している。また、前記各第一突出部１６の突出高さを前記各第二突出部１７の突出高さより低くしている。
【００２９】
この第六の実施の形態においては、前記各第一突出部１６の働きにより、燃焼用空気の流れとして、前記ダクト２の中央へ向かう流れが形成され、前記各第二突出部１７の働きにより、燃焼用空気の流れの厚さが短い距離で増加する。したがって、両者の特長を活かして、より効果的に燃焼用空気の偏流を抑制することができる。
【００３０】
ここにおいて、実施に応じては、前記各第一突出部１６の形状として前記第四の実施の形態における前記各突出部６の形状を採用し、前記各第二突出部１７の形状として前記第一の実施の形態における前記各突出部６の形状を採用することもできる。すなわち、前記各第一突出部１６の形状と前記各第二突出部１７の形状との組合せは、種々のものを選択することができる。
【００３１】
以上のように、前記各突出部６の形状および寸法は、前記バーナ部８へ供給する燃焼用空気の流れをどのような流れにしたいかに応じて、種々のものを選択あるいは組み合わせることができる。
【００３２】
つぎに、この発明の第七の実施の形態について、図９，図１０および図１１に基づいて説明する。ここにおいて、前記各実施の形態と同様の構成部材については、同じ符号を付
して詳細な説明を省略する。
【００３３】
さて、この第七の実施の形態は、この発明の燃焼用空気供給装置１を予混合式ガスバーナに適用した例を示すものである。この第七の実施の形態においては、前記各突出部６の下流側に前記燃料ガス供給管１１が設けられている。すなわち、前記燃料ガス供給管１１は、前記各突出部６に衝突後の燃焼用空気の流れに対応させて配置されており、前記各突出部６に衝突後の２つの燃焼用空気の噴流が合流する位置に配置されている。
【００３４】
また、前記燃料ガス供給管１１は、前記ダクト２の長手方向の軸線と直交するように配置されている。そして、前記燃料ガス供給管１１は、その長手方向に沿って左右に１列ずつ多数の燃料ガス噴出孔１８，１８，…を有している。この各燃料ガス噴出孔１８は、燃料ガスの噴出方向が燃焼用空気の流れ方向に対してやや上流側へ向くように配置されている。
【００３５】
さらに、前記ダクト２の下流端には、前記バーナ部８として、保炎部材１９が設けられている。この保炎部材１９は、所定の厚みを有する平板状をしており、その表面に多数の保炎孔（図示省略）を備えている。
【００３６】
以下、前記構成における作用について、図１０を参照しながら説明する。図８における二点鎖線は、燃焼用空気の主流の外縁部を示す。さて、前記構成においては、前記送風機３からの燃焼用空気が、前記ダンパ部材４の側方を通過する際、燃焼用空気の流れは２つに分かれて前記各流路７を流れ、前記ダクト２の内壁に沿った２つの薄い噴流となる。この２つの薄い噴流は、前記各突出部６に衝突して減速され、数倍の厚さの噴流となって、前記ダクト２の内壁から離れ、前記ダクト２の中央へ向かって斜め方向へ流れる。そして、前記ダクト２の中央で２つの噴流が合流し、さらに厚い流れとなる。
【００３７】
そして、燃焼用空気の２つの噴流が合流するに際し、各噴流へ前記各燃料ガス噴出孔１８から燃料ガスが供給される。燃焼用空気と燃料ガスは、混合されて予混合気となり、前記保炎部材１９へ至る間にさらに混合される。そして、この予混合気は、前記保炎部材１９から噴出して燃焼し、火炎が形成される。
【００３８】
ここにおいて、前記各突出部６を設けることにより、その下流側に燃焼用空気の剥離領域を作り、この剥離領域の流速の遅い燃焼用空気と噴流状態で流れる流速の速い燃焼用空気とを混合することにより、より短い距離で燃焼用空気の速度分布が一様となる。このようにして、燃焼用空気の偏流が、前記各突出部６の働きにより抑制される。また、前記燃料ガス供給管１１は、２つの燃焼用空気の噴流が合流する位置に配置され、各噴流に対して燃料ガスがそれぞれ混合される構成であるため、均一な予混合気を生成するのに効果的である。したがって、燃焼用空気の偏流が抑制されるとともに、均一な予混合気が生成されるため、良好な火炎が形成され、燃焼性が向上する。
【００３９】
また、前記構成は、前記各突出部６を設けるだけの簡単な構成であるとともに、燃焼用空気の偏流抑制にともない前記ダンパ部材４と前記保炎部材１９との距離を短くすることができ、コンパクトな構成とすることができる。したがって、前記構成によれば、簡単でかつコンパクトな構成で、前記ダンパ部材４の下流側における燃焼用空気の偏流を効果的に抑制することができる。
【００４０】
さらに、この第七の実施の形態における前記各突出部６の形状は、前記第一の実施の形態と同じ形状としているが、実施に応じて、前記第二〜第六の実施の形態と同じ形状とすることもできる。
【００４１】
ところで、前記各実施の形態においては、この発明をガスバーナに適用した例について説明したが、この発明は、油バーナにも適用することができる。さらに、この発明は、燃料としてガスと油を混合して燃焼させる混焼バーナや、燃料としてガスと油を切り替えて択一的に燃焼させる切替専焼バーナにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明における第一の実施の形態を示す説明図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面を示す横断面図である。
【図４】この発明における第二の実施の形態を示す横断面図である。
【図５】この発明における第三の実施の形態を示す横断面図である。
【図６】この発明における第四の実施の形態を示す横断面図である。
【図７】この発明における第五の実施の形態を示す横断面図である。
【図８】この発明における第六の実施の形態を示す横断面図である。
【図９】この発明における第七の実施の形態を示す説明図である。
【図１０】図９の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った断面を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  ダクト
３  燃焼用空気供給手段（送風機）
４  ダンパ部材
６  突出部
１５  小片
Ａ  幅
【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】
2005172410.tif 000012
【図１１】
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