JP5242518B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のバーナーユニットそれぞれを収納ケース内に一定間隔で並べて収納した燃焼装置に関する。

この種の燃焼装置において、収納ケースに収納されたバーナーユニットは、それぞれ導入口から導入した燃料ガスおよび一次空気の混合気を炎口から噴出させて点火することにより炎口に火炎を形成するように構成されている。

そして、収納ケースの内壁は、バーナーユニットそれぞれの導入口に燃料ガスを導入させるべく、複数のノズルが配列されたノズル台を有する構成とされていることが一般的である（特許文献１参照）。

特開２００１−１８２９１０号公報

しかし、上記構成におけるノズル台は、導入口へ向けて所定量突出する突出部が設けられているため、この突出部が、収納ケース内における空気の流通を阻害してしまうという問題があった。

収納ケース内における空気の流通が阻害されると、収納ケース内で空気の不均化が生じるだけでなく、使用時間に応じて収納ケースやノズル台の温度が上昇して燃焼装置の使用開始直後（点火初期）と安定動作時とでの温度差が大きくなってしまい、バーナーユニットへと導入される燃料ガスの流量が不安定になり燃焼状態も不安定になるという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、収納ケース内における空気の流通が、ノズル台の突出部に妨げられてしまうことを防止することにより、燃焼装置の使用開始直後（点火初期）と安定動作時とでの温度差を小さくし、バーナーユニットへと導入される燃料ガスの流量および燃焼状態を安定させることである。

上記課題を解決するため第１の構成（請求項１）は、それぞれが、導入口から燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気を炎口から噴出させて点火することにより前記炎口に火炎を形成させる複数のバーナーユニットと、前記バーナーユニットそれぞれを、隣接する前記バーナーユニット同士の間隔が一定となる位置関係で並べて収納すると共に、開口部から流入する外部空気のうちの一次空気を前記バーナーユニットそれぞれの導入口へ流通させる流通経路、および、前記外部空気のうちの二次空気を前記バーナーユニット同士の間に形成された空間それぞれへと流通させる流通経路が形成されている収納ケースと、を有する燃焼装置である。

この構成において、複数の前記バーナーユニットからなるユニット群の上面および底面を除く側面を取り囲む前記収納ケースの内壁は、前記側面から離れて位置することで、前記側面との間に、前記開口部から流入する冷却用空気を流通させる冷却経路を形成している。

また、前記収納ケースにおいて、前記バーナーユニットの導入口それぞれが並ぶ領域に対向する内壁は、該領域にわたり前記導入口に向けて突出する突出部、および、該突出部において前記導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数のノズル、を有するノズル台が形成された構成とされている。

そして、前記ノズル台の突出部には、前記ノズルの並び方向に沿って一部または全部の前記ノズルをそれぞれ挟んだ２箇所に、該並び方向と交差する方向に沿って冷却用空気の流路となる孔または溝が形成されている。

このように構成された燃焼装置では、冷却用空気の流路によって、冷却用空気を前記ノズルの並び方向と交差する方向へ流通させることができ、その結果、収納ケースにおいてノズル台を有する一部の内壁に沿った冷却用空気の流通が、ノズル台の突出部によって妨げられることを防止できる。

これにより、冷却用空気の不均化が生じにくくなるだけでなく、ノズル台自身が充分に冷却されるようになるため、燃焼装置の使用開始直後（点火初期）と安定動作時とでの温度差が小さくなる結果、バーナーユニットへと導入される燃料ガスの流量を安定させて燃焼状態を安定させることができる。

この構成において、冷却用空気の流路は、前記ノズルの並び方向と交差する方向に沿って前記突出部に形成された孔または溝であればよく、その具体的な数、形状、大きさや、流通方向に対する断面積などについては特に限定されない。

ただ、流路により流通させることのできる冷却用空気の合計流量が、収納ケースにおいてノズル台を有する一部の内壁に沿った冷却用空気の流量と同一、または、それ以上となり、かつ、冷却用空気の流通方向に対して抵抗とならないように、各流路の形状や大きさが調節されていることが望ましい。そして、流路それぞれの形状としては、冷却用空気の流通を妨げにくい形状として、例えば、流通方向に対する断面形状が円形となっていることが望ましい。

また、冷却用空気の流路は、一部または全部のノズルについて、各ノズルを挟んだ２箇所に形成されていればよいが、隣接するノズルの間には、第２の構成（請求項２）のように、冷却用空気の流路が１つ形成されている、ようにしてもよい。

この構成であれば、隣接するノズル間に形成すべき冷却用空気の流路として、共通するものを１つだけ形成すればよくなる。
なお、上記各構成における冷却用空気の流路は、各ノズルを挟んだ位置に形成されていればよく、ノズルと流路、および、流路同士の位置関係については特に限定されない。

また、上記各構成は、以下に示す第３の構成（請求項３）のようにしてもよい。
この構成において、前記バーナーユニットは、上下２段で設けられた濃側導入口および淡側導入口それぞれから燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気を濃側炎口および淡側炎口から噴出させている。

また、前記ノズル台は、前記濃側導入口が並ぶ濃側領域、および、前記淡側導入口が並ぶ淡側領域に対向する内壁として構成され、前記濃側領域にわたり前記濃側導入口に向けて突出する濃側突出部と、該濃側突出部において前記濃側導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数の濃側ノズルと、前記淡側領域にわたり前記淡側導入口に向けて突出する淡側突出部と、該淡側突出部において前記淡側導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数の淡側ノズルと、を有する構成とされている。

そして、前記ノズル台の前記濃側突出部および前記淡側突出部には、一部または全部の前記濃側ノズルおよび淡側ノズルについて、該濃側ノズルおよび該淡側ノズルの並び方向に沿って該ノズルを挟んだ２箇所に、該並び方向と交差する方向に沿って冷却用空気の流路となる孔または溝が形成されている。

この構成であれば、冷却用空気の流路によって、冷却用空気を濃側ノズルおよび淡側ノズルの並び方向と交差する方向へ流通させることができ、その結果、収納ケースにおいてノズル台を有する内壁に沿った冷却用空気の流通が、ノズル台の濃側突出部および淡側突出部によって妨げられることを防止できる。

また、この構成においては、以下に示す第４の構成（請求項４）のようにするとよい。
この構成において、前記冷却用空気の流路は、冷却用空気の流通方向の上流側から前記淡側突出部および前記濃側突出部をみた場合に、前記淡側突出部における流路と前記濃側突出部における流路とが連続する流路となる位置関係で形成されている。

この構成では、淡側突出部における流路と濃側突出部における流路とが連続する流路となっているため、淡側突出部および濃側突出部が冷却用空気の流通を妨げてしまうことを防止できる。

燃焼装置の全体を示す上面図および正面図 燃焼装置の側面断面図（ノズル台装着前） 燃焼装置の側面断面図（ノズル台装着後） ノズル台の斜視図

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
燃焼装置１は、図１に示すように、複数のバーナーユニット１０と、バーナーユニット１０それぞれを並べて収納する収納ケース２０と、を有する。

バーナーユニット１０は、図２に示すように、ガス流路の上流側に設けられた導入口１１，１３から燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気をガス流路の下流側に設けられた炎口１５，１７から噴出させて点火することにより炎口１５，１７に火炎を形成させるように構成されている。

本実施形態においては、図２に示すように、上下２段で設けられた濃側導入口１１および淡側導入口１３それぞれから燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気を、バーナーユニット１０内の流路を経て濃側炎口１５および淡側炎口１７から噴出させるように構成されている。

このバーナーユニット１０それぞれは、バーナーユニット１０の長手方向と交差する方向に向けて突出する突起部１９ａ，１９ｂを備えており、これら突起部１９ａ，１９ｂそれぞれが、隣接するバーナーユニット１０における突起部１９ａ，１９ｂに当接することにより、隣接するバーナーユニット１０同士の間隔を一定間隔に維持している。

なお、ここでは、バーナーユニット１０それぞれの突起部１９ａ，１９ｂ同士を当接させることで、隣接するバーナーユニット１０の間隔を一定間隔に維持しているが、これら突起部１９ａ，１９ｂを、隣接するバーナーユニット１０において突起部１９ａ，１９ｂが形成されていない部分に当接させることにより、隣接するバーナーユニット１０同士の間隔を一定間隔に維持するように構成してもよい。

この突起部１９ａ，１９ｂには、バーナーユニット１０の長手方向に沿って設けられた上流側突起１９ａと、バーナーユニット１０の長手方向に沿って設けられた下流側突起部１９ｂと、があり、隣接するバーナーユニット１０との間に形成された空間を通過してきた二次空気が、この空間において前記突起部１９ａ，１９ｂの位置していない部分を流通することとなる。

収納ケース２０には、バーナーユニット１０それぞれが、バーナーユニット１０同士の間隔が一定となる位置関係で並べて収納されており、図２に示すように、下端側に形成された開口部２１から流入する外部空気のうちの一次空気を矢印１００のようにバーナーユニット１０それぞれの導入口１１，１３へ流通させる流通経路１００、および、外部空気のうちの二次空気を矢印２００のようにバーナーユニット１０同士の間に形成された空間へと流通させる流通経路が形成されている。

また、図２に示すように、複数のバーナーユニット１０からなるユニット群に対向する内壁は、該ユニット群から離れて位置しており、これにより、該ユニット群との間に、矢印３００のように開口部２１から流入する冷却用空気を流通させる冷却経路が形成されている。

また、収納ケース２０において、前記ユニット群に対向する内壁との間には、該ユニット群との間に形成された冷却経路と、を隔てる仕切部材３０が配置されている。この仕切部材３０は、バーナーユニット１０における下流側突起部１９ｂの上端までの高さにわたり、冷却経路と、ユニット群と、を隔てている。

また、この仕切部材３０は、１以上の板状部材それぞれを組み合わせてなる隔壁として構成されたものであり、ユニット群において端に並べられたバーナーユニット１０に隣接する板状部材は、このバーナーユニット１０から突出する突起部１９ａ，１９ｂと当接することにより、このバーナーユニット１０との間の間隔を一定間隔で維持している。

なお、ここでは、仕切部材３０の突出部２３とバーナーユニット１０の突起部１９ａ，１９ｂとを当接させることで、両者の間隔を一定間隔に維持しているが、この両者の間隔を維持するための構成は、この構成に限定されない。

例えば、仕切部材３０およびバーナーユニット１０それぞれに突出部２３および突起部１９ａ，１９ｂを形成することなく、両者の間にスペーサーなどの部材を介在させることにより間隔を維持するように構成してもよい。また、仕切部材３０の突出部２３を、隣接するバーナーユニット１０において突起部１９ａ，１９ｂが形成されていない部分に当接させたり、バーナーユニット１０の突起部１９ａ，１９ｂを、仕切部材３０において突出部２３が形成されていない部分に当接させたりすることで、両者の間隔を一定間隔に維持するように構成してもよい。

さらに、図３に示すように、バーナーユニット１０の濃側導入口１１が並ぶ濃側領域、および、淡側導入口１３が並ぶ淡側領域に対向する収納ケース２０の内壁は、濃側領域ににわたり濃側導入口１１に向けて突出する濃側突出部２３と、濃側突出部２３において濃側導入口１１に対応する箇所それぞれに設けられた複数の濃側ノズル２５と、淡側領域にわたり淡側導入口１３に向けて突出する淡側突出部２７と、淡側突出部２７において淡側導入口１３に対応する箇所それぞれに設けられた複数の淡側ノズル２９と、を有するノズル台４０が形成された構成とされている。

また、図４に示すように、このノズル台の濃側突出部２３には、濃側ノズル２５の並び方向に沿って濃側ノズル２５を挟んだ２箇所に、その並び方向と交差する矢印３００の方向に沿って冷却用空気の流路となる溝４２が形成されており、隣接する濃側ノズル２５の間には、溝４２が１つ形成されている。これら溝４２は、それぞれにより流通させることのできる冷却用空気の合計流量が、収納ケース２０においてノズル台４０を有する内壁に沿った冷却用空気の流量と同一、または、それ以上となるように、各流路の形状や大きさが調節されている。

そして、この冷却用空気の流路となる溝４２は、冷却用空気の流通方向の上流側である図４における矢印３００の下側から淡側突出部２７および濃側突出部２３をみた場合に、淡側突出部２７における流路と濃側突出部２３における流路とが連続する流路となる位置関係で形成されている。
（２）作用，効果
このように構成された燃焼装置１では、ノズル台４０の濃側突出部２３および淡側突出部２７において、濃側ノズル２５および淡側ノズル２９の並び方向に沿って濃側ノズル２５および淡側ノズル２９を挟んだ２箇所に、該並び方向と交差する方向に沿って冷却用空気の流路となる溝４２がノズル毎に形成されている。そのため、この溝４２によって、冷却用空気を濃側突出部２３および淡側突出部２７の並び方向と交差する方向へ流通させることができ、その結果、収納ケース２０においてノズル台４０を有する内壁に沿った冷却用空気の流通が、ノズル台４０の濃側突出部２３および淡側突出部２７によって妨げられることを防止できる。

これにより、冷却用空気の不均化が生じにくくなるだけでなく、ノズル台４０自身が充分に冷却されるようになるため、燃焼装置１の使用開始直後（点火初期）と安定動作時とでの温度差が小さくなる結果、バーナーユニット１０へと導入される燃料ガスの流量を安定させて燃焼状態を安定させることができる。

また、ノズル台４０の突出部２３，２７において、隣接するノズル２５，２９間には、１つの溝４２が形成されており、これにより、隣接するノズル２５，２９間に形成すべき冷却用空気の流路が形成された構成となっている。

また、上記実施形態では、冷却用空気の流通方向の上流側である図４における矢印３００の下側から淡側突出部２７および濃側突出部２３をみて、淡側突出部２７における流路と濃側突出部２３における流路とが連続する流路となっているため、淡側突出部２７および濃側突出部２３が冷却用空気の流通を妨げてしまうことを防止できる。
（３）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、ノズル台４０の突出部２３に冷却用空気の流路として溝４２が形成された構成を例示した。しかし、この冷却用空気の流路は、突出部２３を上下方向に貫通する孔として形成してもよい。

また、上記実施形態では、ノズル台４０の突出部２３における隣接するノズル２５間に溝４２が１つ形成された構成を例示した。しかし、隣接するノズル２５間には、１つの溝４２ではなく、それぞれのノズル２５に対応した溝４２それぞれを形成した構成としてもよい。

また、上記実施形態において、ノズル台４０の突出部２３には、全ての濃側ノズル２５それぞれに対して、冷却用空気の流路が形成された構成を例示した。しかし、この冷却用経路は、全ての濃側ノズル２５それぞれに対応する数だけ形成されていなくてもよく、その数については特に限定されない。

また、上記実施形態において、ノズル台４０の突出部２３に形成された溝４２は、冷却用空気の流通を妨げにくい形状として、例えば、流通方向に対する断面形状が円形となるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、収納ケース２０の下端側に開口部２１が形成されているが、開口部２１は、収納ケース２０の下端側に形成されている必要はなく、バーナーユニット１０それぞれが、ガス流路の上流側から燃料ガスおよび一次空気を導入し、ガス流路の下流側に位置する炎口１５，１７から噴出させる構成が実現できれば、収納ケース２０の側面や上面側に形成されていてもよい。

また、上記実施形態においては、冷却経路がユニット群の側面全域にわたって形成された構成となっているが、冷却経路は、少なくともバーナーユニット１０それぞれの導入口１１，１３がそれぞれ並ぶ領域と、この領域に対向する収納ケース２０内壁との間に形成されていればよい。

１…燃焼装置、１０…バーナーユニット、１１…濃側導入口、１３…淡側導入口、１５…濃側炎口、１７…淡側炎口、１９…突起部、１９ａ…上流側突起部、１９ｂ…下流側突起部、２０…収納ケース、２１…開口部、２３…濃側突出部、２５…濃側ノズル、２７…淡側突出部、２９…淡側ノズル、３０…仕切部材、４０…ノズル台、４２…溝。

Claims (4)

1. それぞれが、導入口から燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気を炎口から噴出させて点火することにより前記炎口に火炎を形成させる複数のバーナーユニットと、
   前記バーナーユニットそれぞれを、隣接する前記バーナーユニット同士の間隔が一定となる位置関係で並べて収納すると共に、開口部から流入する外部空気のうちの一次空気を前記バーナーユニットそれぞれの導入口へ流通させる流通経路、および、前記外部空気のうちの二次空気を前記バーナーユニット同士の間に形成された空間それぞれへと流通させる流通経路が形成されている収納ケースと、を有する燃焼装置であって、
   複数の前記バーナーユニットからなるユニット群の上面および底面を除く側面を取り囲む前記収納ケースの内壁は、前記側面から離れて位置することで、前記側面との間に、前記開口部から流入する冷却用空気を流通させる冷却経路を形成しており、
   前記収納ケースにおいて、前記バーナーユニットの導入口それぞれが並ぶ領域に対向する内壁は、該領域にわたり前記導入口に向けて突出する突出部、および、該突出部において前記導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数のノズル、を有するノズル台が形成された構成とされており、
   前記ノズル台の突出部には、前記ノズルの並び方向に沿って一部または全部の前記ノズルをそれぞれ挟んだ２箇所に、該並び方向と交差する方向に沿って冷却用空気の流路となる孔または溝が形成されている
   ことを特徴とする燃焼装置。
   
2. 前記ノズル台の突出部において、隣接する前記ノズルの間には、冷却用空気の流路が１つ形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記バーナーユニットは、上下２段で設けられた濃側導入口および淡側導入口それぞれから燃料ガスおよび一次空気を導入し、これらの混合気を濃側炎口および淡側炎口から噴出させており、
   前記ノズル台は、前記濃側導入口が並ぶ濃側領域、および、前記淡側導入口が並ぶ淡側領域に対向する内壁に構成され、前記濃側領域にわたり前記濃側導入口に向けて突出する濃側突出部と、該濃側突出部において前記濃側導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数の濃側ノズルと、前記淡側領域にわたり前記淡側導入口に向けて突出する淡側突出部と、該淡側突出部において前記淡側導入口に対応する箇所それぞれに設けられた複数の淡側ノズルと、を有する構成とされており、
   前記ノズル台の前記濃側突出部および前記淡側突出部には、一部または全部の前記濃側ノズルおよび淡側ノズルについて、該濃側ノズルおよび該淡側ノズルの並び方向に沿って該ノズルを挟んだ２箇所に、該並び方向と交差する方向に沿って冷却用空気の流路となる孔または溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼装置。
4. 前記冷却用空気の流路は、冷却用空気の流通方向の上流側から前記淡側突出部および前記濃側突出部をみた場合に、前記淡側突出部における流路と前記濃側突出部における流路とが連続する流路となる位置関係で形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の燃焼装置。

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