(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと燃焼用空気との混合気が噴出される複数の炎口を備えたバーナであって、
断面倒コ字状となる突条が所定間隔で形成されてなる炎口板において、各突条の上面に第一炎口を所定間隔で設ける一方、各突条の左右側壁で前記第一炎口の左右方向となる位置に、前記第一炎口よりも開口面積が小さい小孔を形成し、前記突条を直交状に横切る格好で前記第一炎口間に仕切バーを固着して、前記突条間に第二炎口を設け、前記第一炎口又は前記第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、前記第一炎口と前記第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、
前記第一炎口と前記第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするバーナ。
【請求項２】
燃料ガスと燃焼用空気との混合気が噴出される複数の炎口を備えたバーナであって、
曲面状の炎口板に、第一炎口と、該第一炎口よりも開口面積が大きい第二炎口とを左右方向へ互い違いに配設する一方、前記炎口板の裏側に補助板を設けており、
前記補助板に、前記第一炎口及び前記第二炎口に対応して後方へ突出する突条を設け、該突条を除く部分を前記炎口板の裏面に当接した状態で固定するとともに、前記第一炎口に対応する突条で、前記第一炎口と同軸上となる位置には第一炎口よりも開口面積が大きい透孔を設ける一方、前記第二炎口に対応する突条には、前記第二炎口の中心側へ傾斜した格好の小孔を各第二炎口毎に一対設け、前記第一炎口又は前記第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、前記第一炎口と前記第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、
前記第一炎口と前記第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするバーナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバーナを複数本一体的に結合してなるバーナユニット。
【請求項４】
燃料ガスと燃焼用空気との混合気が噴出される複数の炎口を備えたバーナを、複数本一体的に結合してなるバーナユニットであって、
請求項１又は２の何れかに記載のバーナを交互又はランダムに配置したことを特徴とするバーナユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯器等のガス器具の加熱源として使用されるバーナと、そのバーナを複数本一体的に結合してなるバーナユニットとに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば給湯器では、周囲を囲んだ筒状の燃焼室の下方にバーナユニットを備え、その下方に、燃焼用空気を供給するファンを設けて、燃焼室の上方に設けた熱交換器をバーナユニットの燃焼排気で加熱する構造となっている。バーナユニットは、燃料ガスと燃焼用空気との混合気のガス通路を有してその上面に複数の炎口を形成した扁平状のバーナを、その厚み方向で複数本重ねるように水平に配列し、これらをノズル台に組み付けてユニット化させたものがよく用いられている。
【０００３】
このようなバーナユニットにおいては、燃焼用空気が不足して燃焼状態が悪くなると、燃焼室と共鳴して燃焼振動を起こすおそれがあり、ユーザーに不快感を与える。特にバーナにおいては、燃料ガスと燃焼用空気とを濃混合気と淡混合気とに分けて混合部で予め混合し、濃淡夫々の混合気を夫々異なる流路で噴出させ、淡炎口で主炎を、濃炎口で袖火を形成させることで、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減を図る濃淡バーナが用いられることがあるが、この濃淡燃焼は一種の酸欠燃焼であるため、火炎の乱れによる振動燃焼が起きやすい。
そこで、本件出願人は、このような濃淡バーナにおいて、濃側バーナの炎口の一方側に、当該炎口からの火炎を沿わせる保炎板を設けることで、混合気を整流して火炎の安定を図る技術を提案している（特許文献１参照）。また、炎口を形成する炎口板の肉厚を大きくする対策も知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この場合、保炎板を濃側バーナ毎に、而も全ての炎口をカバーできるように略バーナの全長に亘って長く設ける必要があることから、部品点数が増えてコスト高にもなる。これは炎口板の肉厚を大きくする場合も同様で、コスト高になる上、肉厚になる分成形や組み付けがしにくくなる問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構成で燃焼振動の発生を効果的に防止できるバーナ及びバーナユニットを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、断面倒コ字状となる突条が所定間隔で形成されてなる炎口板において、各突条の上面に第一炎口を所定間隔で設ける一方、各突条の左右側壁で第一炎口の左右方向となる位置に、第一炎口よりも開口面積が小さい小孔を形成し、突条を直交状に横切る格好で第一炎口間に仕切バーを固着して、突条間に第二炎口を設け、第一炎口又は第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、第一炎口と第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、第一炎口と第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、曲面状の炎口板に、第一炎口と、該第一炎口よりも開口面積が大きい第二炎口とを左右方向へ互い違いに配設する一方、炎口板の裏側に補助板を設けており、補助板に、第一炎口及び第二炎口に対応して後方へ突出する突条を設け、該突条を除く部分を炎口板の裏面に当接した状態で固定するとともに、第一炎口に対応する突条で、第一炎口と同軸上となる位置には第一炎口よりも開口面積が大きい透孔を設ける一方、第二炎口に対応する突条には、第二炎口の中心側へ傾斜した格好の小孔を各第二炎口毎に一対設け、第一炎口又は第二炎口に至る混合気流路の屈曲の有無によって、第一炎口と第二炎口とで炎口負荷を異ならせるとともに、第一炎口と第二炎口とをランダムに配列したことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバーナを複数本一体的に結合してなるバーナユニットとしたものである。
そして、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気が噴出される複数の炎口を備えたバーナを、複数本一体的に結合してなるバーナユニットであって、請求項１又は２に記載のバーナを交互又はランダムに配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバーナ及びバーナユニットによれば、共鳴エネルギーが分散し、燃焼室での燃焼振動の発生を効果的に防止することができる。而もこの効果は、炎口の簡単な変更で達成できるため、燃焼振動防止に係るコストの低減も図られる。
また、混合気流路を屈曲させる簡単な構成で炎口負荷の相違が容易に設定可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器に設けられるバーナユニットの一例を示す説明図で、バーナユニット１は、燃料ガスと燃焼用空気とを混合した淡ガスが供給される淡炎口と、その淡炎口の両側に配置されて燃料ガスと燃焼用空気とを混合した濃ガスが供給される濃炎口とを備えた扁平状の濃淡バーナ２，２・・を、その厚み方向で複数重ねるように水平に配列して、各バーナ毎に淡ガス用のノズルと濃ガス用のノズルとを備えたノズル台３に組み込んで一体化される。ノズル台３の下方には、燃焼用空気を供給する給気ファン４と燃料ガスを供給するガス管５とが接続される混合部６が設けられており、この混合部６において、燃料ガスと燃焼用空気とを濃ガスと淡ガスとに分けて予め混合するようになっている。
【００１１】
このバーナユニット１に用いられる濃淡バーナ２は、淡炎口の形態が異なる二種類のタイプのものが交互に配列されている。このうち一方の種類の濃淡バーナ２Ａは、プレス成形した板金を重ね合わせて縦にした炎口板を用いることで、濃淡バーナの水平長手方向に伸びる長円状の炎口を、幅方向及び長さ方向に複数配列した周知の形態となっているが、他方の種類の濃淡バーナ２Ｂは、図２に示すように、開口形状が円形の炎口１１と、角形の炎口１２と、同じ円形や角形でも大きさの異なる炎口１３，１４等、形状と大きさとが異なる複数種類の炎口をランダムに配置した炎口板１０を設けて淡炎口を形成している。
【００１２】
以上の如く構成されたバーナユニット１によれば、給湯器の燃焼室内に組み込んで使用した場合、ノズル台３から各濃淡バーナ２に供給される燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、夫々淡炎口及び濃炎口から噴出され、放電電極等の着火手段で着火されて、主炎及び袖火を形成することになる。特に濃淡バーナ２Ｂにおいては、炎口板１０の各炎口１１〜１４から炎Ｆが形成されることになるが、炎口形成面において形状や大きさが異なる炎口によって圧力分布が変わることになるため、共鳴エネルギーが分散し、燃焼振動を抑制することができる。
【００１３】
このように、上記形態の濃淡バーナ２Ｂ及びバーナユニット１によれば、濃淡バーナ２Ｂを、形状及び大きさが異なる複数種類の炎口１１〜１４をランダムに配列したものとし、この濃淡バーナ２Ｂを交互に配置したことで、燃焼室での燃焼振動の発生を効果的に防止することができる。而もこの効果は、濃淡バーナ２Ｂに炎口板１０を設ける簡単な構成で達成できるため、燃焼振動防止に係るコストの低減も図られる。
【００１４】
以下、濃淡バーナ２Ｂ及びバーナユニット１の他の形態を説明する。但し、淡炎口の形状のみの変更でバーナユニットを含む他の構成は先の形態と同じであるため、当該部分のみを説明して重複する説明は省略する。
図３に示す形態では、濃淡バーナ２Ｂの炎口板１６に、断面倒コ字状となる突条１７，１７・・が所定間隔で形成されて、各突条１７の上面に角形の第一炎口１８，１８・・が所定間隔で形成されている。また、各突条１７の左右の側壁にも、第一炎口１８よりも開口面積が小さい小孔１９，１９が、第一炎口１８の同図の左右方向の位置に合わせて互いに対向する位置に穿設されている。そして、炎口板１６の上面には、突条１７を直交状に横切る格好で、各第一炎口１８，１８の間となるように仕切バー２０，２０・・が固着されて、突条１７，１７間に平面視で四角形状となる第二炎口２１，２１を形成している。
【００１５】
よって、この濃淡バーナ２Ｂ及びこれを交互に配置したバーナユニット１においても、燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、各第一炎口１８から噴出して炎Ｆ１を形成する一方、各小孔１９から突条１７，１７間に流入した混合気は、各第二炎口２１から噴出して炎Ｆ２を形成する。この場合、第一炎口１８と第二炎口２１とでは炎口負荷が異なる（第一炎口１８での流速よりも第二炎口２１での流速の方が遅い）ため、燃焼室との共鳴を起こしにくくなり、燃焼振動を効果的に抑制することができる。また、これも炎口板１６に突条１７を設けて混合気流路を屈曲させる簡単な構成で足りるため、コストの低減が期待できる。
【００１６】
図４は、同様に炎口負荷の相違による燃焼振動の抑制を図る形態を示すもので、ここでの濃淡バーナ２Ｂでは、曲面状の炎口板２３に、円形の第一炎口２４と、その第一炎口２４よりも開口面積が大きい円形の第二炎口２５とが一列ずつ左右へ互い違いに配設される一方、炎口板２３の裏側に補助板２６が添設されている。この補助板２６は、各第一炎口２４及び第二炎口２５の列に夫々対応して下方へ突設される突条２７，２７を除いて炎口板２３の裏面に当接状態で固定され、第一炎口２４の列に対応する突条２７には、各第一炎口２４と同軸上に、第一炎口２４よりも開口面積が大きい透孔２８が穿設されている。一方、第二炎口２５の列に対応する突条２７には、各第二炎口２５ごとに一対の小孔２９，２９が、第二炎口２５の中心側に向けて傾斜した格好で穿設されて、混合気流路が屈曲形成されている。ここで、第一炎口２４の開口面積をａ１、第二炎口２５の開口面積をａ２、透孔２８の開口面積をＳ１、一対の小孔２９，２９の合計開口面積をＳ２とすると、Ｓ１＞ａ１、Ｓ２＜ａ２の関係となる。
【００１７】
よって、この濃淡バーナ２Ｂ及びこれを交互に配置したバーナユニット１においても、燃料ガスと燃焼用空気との混合気は、第一炎口２４では、透孔２８を通過してそのまま突条２７内を横切るように直進して第一炎口２４から噴出し、炎Ｆ１を形成する。一方、第二炎口２５では、混合気は小孔２９，２９から回り込むように突条２７内に入った後、第二炎口２５から噴出する。よって、第一炎口２４での流速よりも第二炎口２５での流速の方が遅くなって両炎口間の炎口負荷が異なり、燃焼室との共鳴を起こしにくくなって燃焼振動が防止されることになる。
【００１８】
なお、炎口形状は上記図２の形態に限らず、三角形や長方形、五角形や六角形等の多角形、楕円や長円等の他の形状も採用可能で、配置形態も、形状のみ、或いは大きさのみが異なる複数種類を規則的或いは不規則に配置したり、形状や大きさが異なる炎口をピッチも含めて完全に無作為に配置したり等、炎口形成面の圧力分布を変動可能であれば、適宜変更可能である。
同様に、炎口負荷の相違も、上記図３，４の形態に限らず、例えば第二炎口側での小孔の数や配置を変更したり、第一炎口と第二炎口とを大きさだけでなく形状も変えたり等、混合気流路の屈曲の有無によって炎口毎に混合気の噴出速度が変動可能であれば、種々の設計変更が考えられる。
【００１９】
一方、上記バーナユニットにおいては、炎口形状や炎口負荷を変えた濃淡バーナを通常の濃淡バーナと交互に配置する形態としているが、複数本ずつ交互に配置したり、ランダムに配置したりしても良い。また、全ての濃淡バーナを炎口形状や炎口負荷を変えた濃淡バーナで構成しても良い。
そして、上記形態では、濃淡バーナの淡炎口に本発明を適用した例となっているが、勿論本発明はこれに限定するものではなく、混合気を分けない通常のブンゼンバーナやそのバーナを複数本一体的に結合したバーナユニットであっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バーナユニットの説明図である。
【図２】濃淡バーナの炎口部分の説明図である（上が平面、下が断面）。
【図３】濃淡バーナの炎口部分の変更例の説明図である（上が平面、下が断面）。
【図４】濃淡バーナの炎口部分の変更例の説明図である（上が平面、下が断面）。
【符号の説明】
【００２１】
１・・バーナユニット、２（２Ａ，２Ｂ）・・濃淡バーナ、３・・ノズル台、４・・給気ファン、５・・ガス管、６・・混合部、１０，１６，２３・・炎口板、１１〜１４・・炎口、１８，２４・・第一炎口、２１，２５・・第二炎口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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