濃淡燃焼バーナ
【課題】 複数の濃炎孔に対する濃混合気の供給について濃度及び／又は供給量の均一化を図り得る濃淡バーナを提供する。
【解決手段】 中央に濃炎孔列３３、両側に淡炎孔列３４，３４、さらに両外側に濃炎孔列３５ａ，３５ｂを順に配列する。濃混合気が導入される筒部３８内に対し、中央濃バーナ部３ａの下端部６０を突出させ、両側の壁に連通孔６１，６１を形成する。外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに連通する連通孔４１，４１を筒部３８内に開口させる。連通孔６１，６１を中央濃炎孔列３３と等しい開口面積に、連通孔４１，４１を各外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂと等しい開口面積に形成する。それぞれに所定の低減率を乗じて各濃炎孔よりも小さい開口面積に形成してもよい。
【解決手段】 中央に濃炎孔列３３、両側に淡炎孔列３４，３４、さらに両外側に濃炎孔列３５ａ，３５ｂを順に配列する。濃混合気が導入される筒部３８内に対し、中央濃バーナ部３ａの下端部６０を突出させ、両側の壁に連通孔６１，６１を形成する。外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに連通する連通孔４１，４１を筒部３８内に開口させる。連通孔６１，６１を中央濃炎孔列３３と等しい開口面積に、連通孔４１，４１を各外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂと等しい開口面積に形成する。それぞれに所定の低減率を乗じて各濃炎孔よりも小さい開口面積に形成してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃炎孔や淡炎孔を備えた濃淡燃焼バーナに関し、特に複数位置に濃炎孔を備え、１つの濃混合気導入通路からの濃混合気を各濃炎孔に対し分流供給させる場合に、各濃炎孔に供給される濃混合気の濃度や供給量について均一化を図るための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低ＮＯｘ化を図るために空気比が１よりも大の淡混合気を淡炎孔にて燃焼させる一方、燃焼火炎の安定化を図るために空気比が１よりも小の濃混合気を燃焼させる濃炎孔を淡炎孔に隣接させるようにするという濃淡燃焼バーナが種々提案されている。例えば特許文献１では、前後方向（長手方向）に延びる淡炎孔と、この淡炎孔の左右両側位置（短手方向両側位置）にそれぞれ隣接させて前後方向に延びる一対の濃炎孔とを備えた濃淡燃焼バーナが提案されている。そして、この濃淡燃焼バーナにおいては、淡炎孔への供給通路の受入口に対し淡混合気を形成するために導入されてきた燃料ガスの一部を、未だ空気との混合が進む前に濃炎孔側の供給通路に分岐させること、が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、濃炎孔と淡炎孔とに対し濃混合気と淡混合気とに分けて供給する方式として、濃混合気用供給口と、淡混合気用供給口とを個別に設け、濃混合気用供給口から濃炎孔に直接に供給させる一方、淡混合気用供給口から淡炎孔に直接に供給させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案のものの如く一列の淡炎孔の両側に濃炎孔をそれぞれ配置して淡炎孔を単に両側から挟んだだけの濃淡燃焼バーナであれば、前記の供給方式で濃混合気と淡混合気を供給し得るものの、さらに淡炎孔の中心線上に延びるように一列の濃炎孔を追加することで短手方向（左右幅方向）において例えば濃−淡−濃−淡−濃というような配列で濃炎孔と淡炎孔とが交互に並ぶ構成にすると、特に中央及び左右両側の３位置にある各濃炎孔に対する濃混合気の供給に不都合を生じる場合がある。例えば、混合室から前記３位置の濃炎孔の側に分岐供給させて各位置にある濃炎孔に濃混合気を供給させる場合には、各濃炎孔に対する濃混合気の濃度（一次空気比）や、供給量（供給流量）の不均一化を招き易くなって、特に中央位置の濃炎孔と左右両側位置の濃炎孔との間でのバランスが崩れ易くなると考えられる。係る事態が発生する結果、濃火炎による淡火炎の保炎効果が阻害され燃焼状態の不安定化を招き易くなるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の濃炎孔に対する濃混合気の供給について濃度及び／又は供給量の均一化を図り得る濃淡バーナを提供することにある。
【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、本発明では、中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように２列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように２列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡燃焼バーナを対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記１列の中央濃炎孔及び前記２列の外側濃炎孔に対し、１つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気を分流させて供給するように構成し、前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第１濃混合気供給通路と、前記２列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第２及び第３の濃混合気供給通路と、前記濃混合気導入通路とを互いに区画する。前記第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の一部分を前記濃混合気導入通路内に突出するように配設し、この突出した突出部分に対し前記第１濃混合気供給通路に連通する第１連通孔を前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成する一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第２濃混合気供給通路に連通する第２連通孔と前記第３濃混合気供給通路に連通する第３連通孔とをそれぞれ前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成する。そして、前記第１〜第３連通孔の各開口量として、前記中央濃炎孔と、前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と、前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔との間の開口面積比率に対応した開口面積比率を有するように設定することとした（請求項１）。
【０００８】
本発明の場合、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に分流させるための各連通孔の開口面積比率が、対応する中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積比率に等しくなるように設定されているため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積が如何なる状況に設定されていたとしても、それら中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給し得ることになる。このため、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎を形成することが可能となり、淡炎孔に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させ得ることになる。
【０００９】
前記発明における濃混合気導入通路として燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねるように構成し、第２連通孔及び第３連通孔として、それぞれ、濃混合気導入通路の上下流方向に互いに同じ位置でかつ前記上下流方向に離れて並んだ各位置において前記濃混合気導入通路に臨む２つずつのもので構成する一方、前記第１連通孔を、前記２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の前記上下流方向の中間位置において前記濃混合気導入通路に臨んで配置させるようにすることができる（請求項２）。このようにすることにより、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とを確実に互いに同じ濃度（空気比）にし得ることになる。すなわち、混合室を兼ねる濃混合気導入通路に導入された燃料ガスと空気とが濃混合気導入通路を下流側に流れるに従い混合度合が進行することになるため、２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の上流側には低い混合度合の濃混合気が分流され、下流側には高い混合度合の濃混合気が分流され、両者が第２濃混合気供給通路内又は第３濃混合気供給通路内で混合されて平均化した濃混合気がそれぞれの外側濃炎孔に供給されることになる。一方、第１連通孔には前記の低い混合度合と高い混合度合との中間の混合度合の濃混合気が分流されることになるため、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とは互いに同じ混合度合のものになる。
【００１０】
前記発明における第１連通孔としては前記中央濃炎孔と等しい開口面積を、前記第２連通孔としては前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、前記第３連通孔としては前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、それぞれ有するように形成することができる（請求項３）。このようにすることにより、第１連通孔と中央濃炎孔とが流路として互いに同じ条件になり、同様に第２連通孔又は第３連通孔も外側濃炎孔と同じ条件となる。このため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して確実に同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給し得ることになる。
【００１１】
あるいは、前記発明における第１連通孔として前記中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第２連通孔として前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第３連通孔として前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、それぞれ有するように形成することができる（請求項４）。このようにすることにより、濃混合気を中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔に分流供給させる上で、第１〜第３の各連通孔を混合気供給上の最大抵抗部にすることが可能となり、それぞれの濃炎孔に製造バラツキ等がたとえ発生したとしても、第１〜第３の各連通孔に応じた分流供給特性に規制されることになる。つまり、各濃炎孔は複数のプレート部材を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明の濃淡燃焼バーナによれば、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に分流させるための各連通孔の開口面積比率を、対応する中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積比率に等しくなるように設定しているため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積が如何なる状況に設定されていたとしても、それら中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。このため、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎を形成することができ、淡炎孔に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させることができるようになる。
【００１３】
特に、請求項２によれば、濃混合気導入通路として燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねる場合に、第２連通孔及び第３連通孔としてそれぞれ上下流に並ぶ２つのもので構成する一方、第１連通孔をそれらの中間位置において濃混合気導入通路に臨むようにすることで、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とを、確実に互いに同じ混合度合、つまり濃度（空気比）にすることができるようになる。これにより、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎の形成をより一層確実に確保して、濃淡燃焼バーナの燃焼安定性をより一層確実に向上させることができるようになる。
【００１４】
請求項３によれば、第１連通孔を中央濃炎孔と等しい開口面積に、第２連通孔を第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積に、第３連通孔を第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積にそれぞれすることで、第１連通孔と中央濃炎孔とが流路として互いに同じ条件にすることができ、同様に第２連通孔又は第３連通孔も外側濃炎孔と同じ条件にすることができるため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して確実に同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００１５】
又、請求項４によれば、第１連通孔を中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積に、第２連通孔を第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積に、第３連通孔を第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積にそれぞれすることで、濃混合気を中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔に分流供給させる上で、第１〜第３の各連通孔を混合気供給上の最大抵抗部にすることができ、それぞれの濃炎孔に製造バラツキ等が発生したとしても、第１〜第３の各連通孔に応じた分流供給特性に規制することができる。つまり、各濃炎孔は複数のプレート部材を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の濃淡燃焼バーナを組み込んだ燃焼装置の例を示し、図１（ａ）は斜視図状態で示す説明図であり、図１（ｂ）は断面図状態で示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態の濃淡燃焼バーナの斜視図である。
【図３】図２のバーナの正面図である。
【図４】図４（ａ）は図２のバーナの平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ部拡大図であり、図４（ｃ）は図２のバーナの左側面図である。
【図５】第３バーナを構成する一対の第３プレート部材、この第３バーナの両側に配設される淡炎孔列を構成する炎孔部材、第２プレート部材、及び、第１プレート部材を分解した状態で示す斜視図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線における断面で切断した状態の部分斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図３のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す斜視図であり、図７（ｂ）は図３のＣ−Ｃ線で切断した状態で示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は図３のＡ−Ａ線における断面説明図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ部拡大説明図である。
【図９】短手方向の中央位置で切断・分解した状態を斜視図により示した説明図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線における部分拡大断面説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は他の実施形態を示す図９対応図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の各実施形態に係る濃淡燃焼バーナを適用した燃焼装置２を示す。この燃焼装置２は、缶体２１内において、所定数の濃淡燃焼バーナ３，３，…を横に隣接させて並べた状態のバーナセットが固定されたものである。缶体２１の上部空間は燃焼空間２２とされ、下部空間２３に送風ファン２４からの燃焼用空気が供給される一方、各濃淡燃焼バーナ３の一側にガスマニホールド２５（図１（ｂ）にのみ示す）が配設され、このガスマニホールド２５から１つの濃淡燃焼バーナ３に対し２つのガスノズル２６，２７が突出されている。一方（下段）のガスノズル２６は濃淡燃焼バーナ３の第１供給口３１に向けて、他方（上段）のガスノズル２７は濃淡燃焼バーナ３の第２供給口３２に向けて、それぞれ燃料ガスを噴出させ得るようになっている。そして、下部空間２３からの空気を各ガスノズル２６，２７の周囲から送風ファン２４の吐出圧により押し込んで、燃料ガス及び空気の双方を第１及び第２供給口３１，３２に供給し得るようになっている。この際、第１供給口３１はかなり大径に設定されて、より多くの空気を押し込むようにされる一方、第２供給口３２は比較的小径に設定されて、押し込む空気の量が絞られるようにされている。このようにして、第１供給口３１からは供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して１．０倍よりも大きい所定の空気比となる量の空気が内部に供給される一方、第２供給口３２からは同様に供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して１．０倍よりも小さい所定の空気比となる量の空気が内部に供給されるようになっている。なお、下部空間２３と濃淡燃焼バーナ３，３，…とを仕切るように配設された整流板２８（図１（ｂ）参照）には多数の小孔が開けられ、この小孔を通して相隣接する濃淡燃焼バーナ３，３間に二次空気が供給されるようになっている。
【００１９】
濃淡燃焼バーナ３は、図２に示すように、金属板素材を用いてプレス加工及び折り曲げ加工を経て所定形状に加工された３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用い、３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６を後述の如く相対向させて順に接合することで形成されたものである。このような濃淡燃焼バーナ３は、全体として扁平形状に形成されている。図３の左右方向を長手方向（前後方向）、図３の紙面に直交する方向を短手方向（左右幅方向）というとすれば、長手方向一側（図３の左側）において下側位置に第１供給口３１が開口し、上側位置に第１供給口３１よりも小径の第２供給口３２が開口され（図４（ｃ）も併せて参照）、上端面に燃焼火炎が形成される炎孔列が長手方向に延びるように形成されている。炎孔列としては、図２又は図４（ａ），（ｂ）に示すように、短手方向中央位置において狭幅の濃炎孔列３３が長手方向全長に延び、この濃炎孔列３３の短手方向両側位置のそれぞれにおいて比較的広幅の淡炎孔列３４が長手方向全長に延び、両側の淡炎孔列３４，３４のさらに外側位置においてそれぞれ狭幅の濃炎孔列３５ａ，３５ｂが長手方向全長に延びている。そして、淡炎孔列３４，３４の各淡炎孔３４１には第１供給口３１から供給されて混合された淡混合気が導かれ、この淡混合気により淡火炎が形成され、中心位置の濃炎孔列３３の各濃炎孔３３１と、両外側位置の２列の濃炎孔列３５ａ，３５ｂの各濃炎孔３５１とには第２供給口３２から供給されて混合された濃混合気が導かれ、この濃混合気により濃火炎が形成されるようになっている。
【００２０】
このような濃淡燃焼バーナ３は、例えば次のようにして形成することができる。すなわち、図４（ａ），（ｂ）及び図５に示すように、３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用いて構成する。一対の第３プレート部材６，６（図５参照）を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させることで、内面間に濃混合気の供給通路が形成されて上端面の濃炎孔列３３に濃火炎を形成する中央濃バーナ部３ａが形成される。次に、この中央濃バーナ部３ａを間に挟み込んだ状態で短手方向両側から一対の第１プレート部材４，４を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させる。この際、中央濃バーナ部３ａの長手方向の両端部（前後端部）を、一対の第１プレート部材４，４の長手方向の両端部（前後端部）で挟持させることで、中央濃バーナ部３ａを濃淡燃焼バーナ３内に確実に固定することができるようになる。そして、両側の第１プレート部材４と中央濃バーナ部３ａとの間の２つの上端開口内にそれぞれ淡炎孔形成部材７を介装させる。これにより、中央濃バーナ部３ａを短手方向両側から囲んで上端面の２列の淡炎孔列３４，３４に淡火炎を形成する淡バーナ部３ｂを形成する。この淡バーナ部３ｂにおいては、第１供給口３１からの淡混合気が第１プレート部材４の内面と中央濃バーナ部３ａの第３プレート部材６の外面との間に形成される供給通路を通して淡炎孔列３４，３４の各淡炎孔３４１に供給されることになる。そして、淡バーナ部３ｂの各第１プレート部材４の外側に第２プレート部材５を被せて両側や下の各縁部を各第１プレート部材４の縁部に接合させることで、各第２プレート部材５の内面と相対向する第１プレート部材４の外面との間に形成される供給通路を通して濃混合気が供給されて外側の濃炎孔列３５ａ，３５ｂの各濃炎孔３５１に濃火炎を形成する外側濃バーナ部３ｃ（図２参照）が形成される。
【００２１】
次に、図６〜図１０を参照しつつ混合気の供給構造部分について説明する。前記の淡バーナ部３ｂの形成により、一側に開口する第１供給口３１からの淡混合気が筒部３６（図７（ａ），（ｂ）の点線の矢印を参照）を通して他側に送られ、他側から上側に向きを変え、一対の第１プレート部材４，４間の空間が第３プレート部材６，６によって区画形成（分割）された２つの内部空間３７，３７（図６及び図７（ｂ）参照）を通して、上端の淡炎孔列３４，３４まで供給されるようになっている。前記の筒部３６と内部空間３７，３７とにより淡混合気を２列の淡炎孔列３４，３４に供給する淡混合気供給通路が構成される他、筒部３６は第１供給口３１から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路（淡混合気導入通路）の役割をも果たすようになっている。前記の第３プレート部材６，６が後述の第１供給通路を区画形成するための形成部材を構成し、この第３プレート部材６，６によって、前記の淡混合気導入通路の下流側が二分（２つに分断）されて２つの淡混合気供給通路（内部空間３７，３７）が区画形成されるようになっている。
【００２２】
又、第２供給口３２からの燃料ガスと空気とは、筒部３８（図７（ａ）参照）を通して奥方（後方）の閉塞端側まで導かれる間に混合されて濃混合気となり、この濃混合気が中央濃バーナ部３ａ及び左右両側の外側濃バーナ部３ｃのそれぞれに供給されるようになっている。すなわち、筒部３８の閉塞端側には、中央濃バーナ部３ａの下端部６０（図７（ａ）及び図８（ａ），（ｂ）参照）が上から差し込まれて筒部３８内で宙に浮いた状態（図９も併せて参照）に突出した突出部分として形成され、この下端部６０を構成する一対の第３プレート部材６，６のそれぞれに連通孔６１，６１が形成されている。各連通孔６１により筒部３８の内部空間である混合室と中央濃バーナ部３ａの内部空間６２とが連通されており、筒部３８内の濃混合気が各連通孔６１及び内部空間６２を通して濃炎孔列３３に供給されるようになっている。この連通孔６１，６１が第１濃混合気供給通路としての内部空間６２に濃混合気を分流供給する第１連通孔を構成する。一方、筒部３８を構成する一対の第１プレート部材４，４の双方にもそれぞれ連通孔４１，４１が形成されており、一側（図６又は図８の右側）の第１プレート部材４の各連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が一側の第１プレート部材４と同じ側の第２プレート部材５との間の内部空間５１と連通され、他側（図６又は図８の左側）の第１プレート部材４の各連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が他側の第１プレート部材４と同じ側の第２プレート部材５との間の内部空間５２と連通されている。これにより、筒部３８内の濃混合気が一側の各連通孔４１及び内部空間５１を通して一側の濃炎孔列３５ｂに供給される一方、同様に筒部３８内の濃混合気が他側の各連通孔４１及び内部空間５２を通して他側の濃炎孔列３５ａに供給されるようになっている。この連通孔４１が第２濃混合気供給通路としての内部空間５１又は第３濃混合気供給通路としての内部空間５２にそれぞれ濃混合気を分流供給する第２連通孔又は第３連通孔を構成する。
【００２３】
なお、前記の内部空間６２，５１，５２は濃混合気の供給通路を構成する他、前記の筒部３８は第２供給口３２から供給される燃料ガスと空気との混合室及び濃混合気導入通路の役割をも果たすようになっている。つまり、内部空間６２が第１濃混合気供給通路を構成し、内部空間５１が第２濃混合気供給通路を構成し、内部空間５２が第３濃混合気供給通路を構成する。又、前記の下端部６０は各連通孔６１が筒部３８内の空間と連通するよう突出しているだけであり、下端部６０の下端縁と筒部３８の内底面とは互いに非接触とされ、それらの上下間は短手方向（図６又は図８の左右幅方向）に遮られることなく短手方向に連通した状態に残されている。
【００２４】
前記の連通孔６１，６１は、相対向して接合される一対の第３プレート部材６，６のそれぞれに貫通して形成され、かつ、両連通孔６１，６１は実質的に左右幅方向において一直線状に並んで貫通するように配設されている（例えば図８（ｂ），図１０参照）。そして、各連通孔６１，６１は、前端の第２供給口３２から後端の閉塞端３８１まで前後方向に延びる筒部３８（濃混合気導入通路）の後半部位（下流側部位）の範囲内でより前方寄り位置（上流寄り位置）に配置されている。つまり、塵埃を溜めるためのポケット部３８２（図１０参照）として、各連通孔６１，６１よりも後側において閉塞端３８１までの間の筒部３８の内部空間を残すようにしているのである。これにより、筒部３８内の濃混合気にたとえ塵埃が含まれていたとしても、その塵埃はポケット部３８２に溜まり各連通孔６１から内部空間６２に流入することを回避することができるようになる。
【００２５】
次に、前記の連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの開口面積（孔数）や形成位置に係る相互関係について説明する。まず、開口面積については、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１と、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１との開口面積比率に基づいて定められている。すなわち、筒部３８内から中央の濃炎孔列３３への連通孔６１，６１（短手方向である左右幅方向の左側と右側）の合計開口面積Ａｔｃと、前記筒部３８内から他側の外側濃炎孔列３５ａ（図４の左側，図８（ａ）の左側参照）への連通孔４１，４１（長手方向に並ぶ２つ；例えば図８の左側，図１０の上側参照）の合計開口面積Ａｔｌと、前記筒部３８内から一側の外側濃炎孔列３５ｂ（図４の右側，図８（ａ）の右側参照）への連通孔４１，４１（長手方向に並ぶ２つ；例えば図８の右側，図１０の下側参照）の合計開口面積Ａｔｒとの比率が、次式の如く、前記中央の濃炎孔列３３を構成する濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃと、前記外側濃炎孔列３５ａを構成する濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌと、前記外側濃炎孔列３５ｂを構成する濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｒとの比率と対応するように、つまり等しくなるように定められている。
Ａｔｃ：Ａｔｌ：Ａｔｒ＝Ａｈｃ：Ａｈｌ：Ａｈｒ
左側及び右側の外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂが互いに等しい開口面積に形成されていれば、次のようになる。
Ａｔｃ：Ａｔｌ（＝Ａｔｒ）＝Ａｈｃ：Ａｈｌ（＝Ａｈｒ）
つまり、左側の連通孔４１，４１と、右側の連通孔４１，４１とは、互いに等しい開口面積に設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔４１に形成される。そして、中央濃炎孔列３３の開口面積が片側の外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂのそれの例えば１．３倍であれば、連通孔６１，６１の開口面積を片側の連通孔４１，４１のそれの１．３倍にすればよいことになる。さらに、中央濃炎孔列３３、左側濃炎孔列３５ａ及び右側外側濃炎孔列３５ｂの全てが互いに等しい開口面積に形成されていれば、次のように設定されることになる。
Ａｔｃ＝Ａｔｌ＝Ａｔｒ
つまり、連通孔６１，６１と、左側又は右側の連通孔４１，４１とは、互いに等しい開口面積に設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔６１，４１に形成される。
【００２６】
このように、各濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂに分流させるための各連通孔６１，４１の開口面積比率を、複数種類の濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積比率に等しくなるように設定すれば、各種類の濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積を如何に設定した場合であっても、各濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂに対し筒部３８内から同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００２７】
以上の如く開口面積比率を維持すれば、各連通孔６１，４１の数・形状は原則としては問われず、種々の組み合わせを採用し得る。例えば図例の如く左右両側に１つずつの合計２つの連通孔６１，６１により中央濃炎孔列３３に連通させる一方、２つの連通孔４１，４１により１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに連通させるようにしてもよいし、中央濃炎孔列３３へは前記の通り２つの連通孔６１，６１で連通させる一方、１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへは１つの連通孔で連通させるようにしてもよい。あるいは、中央濃炎孔列３３へは左右両側に２つずつの合計４つの連通孔で連通させる一方、１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへは１つ又は２つの連通孔で連通させるようにしてもよい。孔形状のバリエーションについては、長孔形状について第２実施形態として後述する。
【００２８】
又、以上は開口面積比率を同じにする点について説明したが、連通孔６１又は４１として、それぞれが連通する濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂと同じ開口面積を有するように形成してもよい。つまり、次式の如く、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１の合計開口面積Ａｔｃを、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃと等しく、あるいは、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１の合計開口面積Ａｔｌ又はＡｔｒを、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌ又はＡｈｒと等しく、それぞれ設定するのである。
Ａｔｃ＝Ａｈｃ， Ａｔｌ＝Ａｈｌ， Ａｔｒ＝Ａｈｒ
例えば外側濃炎孔列３５ａ及び３５ｂがいずれも同じ開口面積に設定されていれば（Ａｈｌ＝Ａｈｒ）、左右幅方向の両側の連通孔４１，４１、４１，４１は、互いに等しい開口面積になる（Ａｔｌ＝Ａｔｒ）。設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔４１に形成される。
【００２９】
さらに、好ましくは、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１と、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１との各開口量として、前述の如く中央濃炎孔列３３と外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂとの開口面積比率に基づいて定めはするものの、それぞれが連通する濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積又はそれぞれが連通する濃混合気供給通路である内部空間６２，５２，５１の有効通路断面積よりも所定量小さい開口面積を有するように形成することである。例えば、次式の如く、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１の合計開口面積Ａｔｃを、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃに低減率α（α＜１．０）を乗じたものに設定し、そして、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１の合計開口面積Ａｔｌ又はＡｔｒを、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌ又はＡｈｒに前記と同じ値の低減率α（α＜１．０）を乗じたものに設定するのである。
Ａｔｃ＝α・Ａｈｃ， Ａｔｌ＝α・Ａｈｌ， Ａｔｒ＝α・Ａｈｒ
このようにすることにより、濃混合気を各濃炎孔３３１，３５１に分流供給する上で、第１〜第３の各連通孔６１，４１を混合気供給上の最大抵抗部にすることができる。このため、各濃炎孔３３１，３５１等に製造バラツキ等が発生したとしても、第１〜第３の各連通孔６１，４１に応じた分流供給特性を実現させることができ、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。つまり、各濃炎孔３３１，３５１は複数のプレート部材５，４，６，６，４，５を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。前記の低減率αとしては例えば０．８〜０．９の値を設定すればよい。
【００３０】
次に、連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの形成位置に係る相互関係については、燃料ガスと空気とが導入される第２供給口３２の先端開口位置から長手方向（前後方向，上下流方向）に延びる筒部３８内に沿って実質的に同等の距離の位置において開口するように形成位置が設定されている。例えば、筒部３８内から中央の濃炎孔列３３への連通孔が１つであり、前記筒部３８内から片側の外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへの連通孔が１つである場合には、両連通孔を第２供給口３２の先端開口位置から長手方向に等距離になる位置において開口するように形成位置を設定すればよい。本実施形態の如く、中央の濃炎孔列３３に連通させるために２つの連通孔６１，６１が共に第２供給口３２の先端開口位置から等距離の位置において短手方向に並ぶように貫通配置される一方、それぞれの外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂに連通させるために片側ずつ２つの連通孔４１，４１が長手方向に間隔をおいて並ぶように配置される場合には、次のように設定する。例えば図１０に示すように、２つの連通孔４１，４１の内の一方が第２供給口３２の先端開口位置から距離Ｌ１の位置に、他方が同様に距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）の位置にそれぞれ開口するように形成される場合には、前記の連通孔６１，６１を距離Ｌ１とＬ２との中間の距離Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２）の位置に開口するように形成する。
【００３１】
このような形成位置の設定を行うことで、筒部３８内から連通孔６１，６１及び内部空間６２を経て中央濃炎孔列３３（図８（ａ）も併せて参照）に分流供給される濃混合気と、同様に筒部３８内から連通孔４１，４１及び内部空間５１を経て外側濃炎孔列３５ｂに分流供給される濃混合気と、同様に筒部３８内から連通孔４１，４１及び内部空間５２を経て外側濃炎孔列３５ａに分流供給される濃混合気とを同等の濃度（同等空気比）にすることができるようになる。すなわち、第２供給口３２の先端開口に導入される燃料ガスと空気とは筒部３８内を長手方向の奥側（図１０の右側）に進むほど互いに混合の度合が進むと考えられる。このため、前記第２供給口３２の先端開口に最も近い距離Ｌ１にある連通孔４１に対しては燃料ガスと空気との混合がまだ余り進んではいない低い混合度合Ｇｌの濃混合気が分流し、最も遠い距離Ｌ２にある連通孔４１に対しては燃料ガスと空気との混合が最も高く進んだ高い混合度合Ｇｈの濃混合気が分流し、これら両混合度合Ｇｌ，Ｇｈの濃混合気が内部空間５１又は５２内で混合されて平均化された混合度合の濃混合気が外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに供給されることになる。その一方、距離Ｌ１とＬ２との中間の距離Ｌ３にある連通孔６１に対しては前記の低い混合度合Ｇｌと高い混合度合Ｇｈとの中間の混合度合Ｇｍの濃混合気が分流され、これが内部空間６２を経て中央濃炎孔列３３に供給されることになる。従って、筒部３８内から連通孔６１，６１、４１，４１、４１，４１を通して中央濃炎孔列３３，外側濃炎孔列３５ａ，外側濃炎孔列３５ｂに対し互いに同じ（同一又は同等）の濃度の濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００３２】
ここで、第２供給口３２の先端開口に導入された燃料ガスと空気とが筒部３８内を長手方向に対し奥側に進む間に混合される混合度合の進度は、前記の先端開口からの距離に必ずしも比例するとは限らず、燃料ガスや空気の流れ状態（乱流等）の影響や、筒部３８内の形状変化や存在物（例えば第３プレート部材６，６の下端部６０等）の影響を受けることになる。このため、前記の混合度合の進度が前記の先端開口からの距離に比例するとの立場からは前記の距離Ｌ３を距離Ｌ１とＬ２との間の中央値（Ｌ３＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２）にすれば、連通孔６１，６１と連通孔４１，４１に対し同一濃度の濃混合気を分流供給し得ることになるものの、前記の各種影響を受けるため、前記の距離Ｌ３を距離Ｌ１とＬ２との間の中間値に設定すれば、連通孔６１，６１と連通孔４１，４１に対し少なくとも同等濃度の濃混合気を分流供給し得ることになる。なお、以上では第２供給口３２の先端開口位置を起点としてそこからの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を用いて説明したが、必ずしも第２供給口３２の先端開口位置を起点とする必要はない。長手方向（上下流方向）に延びる濃混合気導入通路（筒部３８）内において上下流方向に互いに離れた両位置で連通孔４１，４１が開口していれば、それらの上下流方向の中間位置に連通孔６１，６１が開口するように配置することと同様の趣旨であり、以上の説明のものと同じ作用効果を得ることができる。
【００３３】
以上の実施形態の場合、２列の淡炎孔列３４，３４のそれぞれを濃炎孔列３５ａ，３３、又は濃炎孔列３３，３５ｂによって両側から挟み込んでいるため、両淡炎孔列３４，３４に形成される各淡火炎を両側から濃火炎により囲むことができるようになる。つまり、短手方向における火炎の構成を、濃火炎−淡火炎−濃火炎−淡火炎−濃火炎の配列順にすることができる。これにより、淡炎孔列３４を２列にして淡炎孔列の面積を増大させるようにしても、淡火炎の火炎長が長くなることを回避して燃焼室２２（図１参照）の燃焼室高さを低く抑えることができ、燃焼室高さを低く抑えつつも、淡炎孔の面積（比率）を増大させることによりさらなる低ＮＯｘ化を図ることができ、又、燃焼のより安定化を図ることができるようになる。又、１つの淡炎孔列を両側から濃炎孔列により挟み込んで１つのバーナを構成した場合と比べ、同じ淡炎孔面積を実現する上で効率よくバーナの軽量化を図ることができるようになる。さらに、１つの燃料ガス及び空気の供給口（第２供給口３２）から筒部３８内に導入されて混合された濃混合気を、筒部３８の閉塞端側の領域とそれぞれ連通して開口された中央濃バーナ部３ａの連通孔６１，６１、一側の外側濃バーナ部３５ｂの連通孔４１，４１、又は、他側の外側濃バーナ３５ａの連通孔４１，４１を通して対応する内部空間６２，５１，５２に対し分流させることができる。これにより、中央及び両外側に３つの濃炎孔列３５ａ，３３，３５ｂを形成する場合であっても、濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させてそれぞれの濃炎孔列３５ａ，３３，３５ｂに供給させることができる。
【００３４】
しかも、以上の如き前提の効果に加えて、本実施形態によれば、次のような格別な効果を得ることができる。すなわち、連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの開口面積（数量）や形成位置に係る相互関係を前述の如く設定することにより、中央濃炎孔列３３及び２つの外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂの３種類の濃炎孔列に対し、互いに同じ供給流量，流速や圧力の濃混合気であって、互いに同じ濃度（空気比）の濃混合気を分流供給させることができるようになる。このため、中央濃炎孔列３３や両外側の濃炎孔列３５ａ，３５ｂにおいて互いに均一な濃火炎を形成することができ、これにより、バランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することができ、淡炎孔列３４，３４に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させることができるようになる。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図１１は第２実施形態の濃淡燃焼バーナ３で用いる第３プレート部材６ａである。この第２実施形態は第１実施形態で用いた第３プレート部材６の代わりに、第３プレート部材６ａを用いる点でのみ第１実施形態と異なり、その他の構成は全て第１実施形態で説明したものと同じである。このため、以下では第１実施形態と異なる前記第３プレート部材６ａについて主として説明し、その他の構成については重複した説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の第３プレート部材６ａにおいて、第１実施形態の第３プレート部材６と異なる点は、円形状ではなくて長手方向（前後方向）に長い長孔形状の連通孔６１ａを形成した点である。連通孔６１ａ，６１ａの開口面積（孔数）や形成位置の設定については、第１実施形態で説明したものと同じである。
【００３７】
このような連通孔６１ａ，６１ａを採用することにより、筒部３８の側から両側の連通孔６１ａ，６１ａを通して内部空間６２に流入する濃混合気の流れを、第１実施形態の場合よりもスムーズにすることができる。すなわち、各連通孔６１ａが濃混合気導入通路である筒部３８の延びる方向（濃混合気の流れ方向と合致する方向）に長くなるように、つまり濃混合気の流れに沿って長くなるように形成されているため、筒部３８から内部空間６２への流入をよりスムーズに行うことができることになる。なお、長孔の具体的形状としては長円形状や楕円形状を採用すればよい。
【００３８】
＜他の実施形態＞
前記の各実施形態において、第１連通孔としての連通孔６１，６１と、第２連通孔としての一側の連通孔４１，４１と、第３連通孔としての他側の連通孔４１，４１との各開口量を、濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積比率の観点から設定する点を説明したが、かかる技術の前提として濃混合気導入通路である筒部３８に対し第２供給口３２の先端開口から燃料ガスと空気とが個別に導入される点は必須ではない。すなわち、前記濃混合気導入通路に対し予混合の濃混合気が導入される場合であっても、前記の開口面積比率に基づく設定によって、複数種類の濃炎孔（濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂ）に対し互いに同じ供給流量，流速や圧力の濃混合気を分流供給させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
３ 濃淡燃焼バーナ
６，６ａ 第３プレート部材（第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材）
４ 第１プレート部材（濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材）
３３ 中央の濃炎孔列（中央濃炎孔）
３４ 淡炎孔列（淡炎孔）
３５ａ，３５ｂ 外側の濃炎孔列（外側濃炎孔）
３８ 筒部（濃混合気導入通路，混合室）
４１ 連通孔（第２連通孔，第３連通孔）
６０ 下端部（形成部材の一部分，突出部分）
６１，６１ａ 連通孔（第１連通孔）
６２ 内部空間（第１濃混合気供給通路）
５１ 内部空間（第２濃混合気供給通路）
５２ 内部空間（第３濃混合気供給通路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃炎孔や淡炎孔を備えた濃淡燃焼バーナに関し、特に複数位置に濃炎孔を備え、１つの濃混合気導入通路からの濃混合気を各濃炎孔に対し分流供給させる場合に、各濃炎孔に供給される濃混合気の濃度や供給量について均一化を図るための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低ＮＯｘ化を図るために空気比が１よりも大の淡混合気を淡炎孔にて燃焼させる一方、燃焼火炎の安定化を図るために空気比が１よりも小の濃混合気を燃焼させる濃炎孔を淡炎孔に隣接させるようにするという濃淡燃焼バーナが種々提案されている。例えば特許文献１では、前後方向（長手方向）に延びる淡炎孔と、この淡炎孔の左右両側位置（短手方向両側位置）にそれぞれ隣接させて前後方向に延びる一対の濃炎孔とを備えた濃淡燃焼バーナが提案されている。そして、この濃淡燃焼バーナにおいては、淡炎孔への供給通路の受入口に対し淡混合気を形成するために導入されてきた燃料ガスの一部を、未だ空気との混合が進む前に濃炎孔側の供給通路に分岐させること、が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、濃炎孔と淡炎孔とに対し濃混合気と淡混合気とに分けて供給する方式として、濃混合気用供給口と、淡混合気用供給口とを個別に設け、濃混合気用供給口から濃炎孔に直接に供給させる一方、淡混合気用供給口から淡炎孔に直接に供給させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案のものの如く一列の淡炎孔の両側に濃炎孔をそれぞれ配置して淡炎孔を単に両側から挟んだだけの濃淡燃焼バーナであれば、前記の供給方式で濃混合気と淡混合気を供給し得るものの、さらに淡炎孔の中心線上に延びるように一列の濃炎孔を追加することで短手方向（左右幅方向）において例えば濃−淡−濃−淡−濃というような配列で濃炎孔と淡炎孔とが交互に並ぶ構成にすると、特に中央及び左右両側の３位置にある各濃炎孔に対する濃混合気の供給に不都合を生じる場合がある。例えば、混合室から前記３位置の濃炎孔の側に分岐供給させて各位置にある濃炎孔に濃混合気を供給させる場合には、各濃炎孔に対する濃混合気の濃度（一次空気比）や、供給量（供給流量）の不均一化を招き易くなって、特に中央位置の濃炎孔と左右両側位置の濃炎孔との間でのバランスが崩れ易くなると考えられる。係る事態が発生する結果、濃火炎による淡火炎の保炎効果が阻害され燃焼状態の不安定化を招き易くなるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の濃炎孔に対する濃混合気の供給について濃度及び／又は供給量の均一化を図り得る濃淡バーナを提供することにある。
【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、本発明では、中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように２列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように２列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡燃焼バーナを対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記１列の中央濃炎孔及び前記２列の外側濃炎孔に対し、１つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気を分流させて供給するように構成し、前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第１濃混合気供給通路と、前記２列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第２及び第３の濃混合気供給通路と、前記濃混合気導入通路とを互いに区画する。前記第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の一部分を前記濃混合気導入通路内に突出するように配設し、この突出した突出部分に対し前記第１濃混合気供給通路に連通する第１連通孔を前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成する一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第２濃混合気供給通路に連通する第２連通孔と前記第３濃混合気供給通路に連通する第３連通孔とをそれぞれ前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成する。そして、前記第１〜第３連通孔の各開口量として、前記中央濃炎孔と、前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と、前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔との間の開口面積比率に対応した開口面積比率を有するように設定することとした（請求項１）。
【０００８】
本発明の場合、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に分流させるための各連通孔の開口面積比率が、対応する中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積比率に等しくなるように設定されているため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積が如何なる状況に設定されていたとしても、それら中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給し得ることになる。このため、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎を形成することが可能となり、淡炎孔に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させ得ることになる。
【０００９】
前記発明における濃混合気導入通路として燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねるように構成し、第２連通孔及び第３連通孔として、それぞれ、濃混合気導入通路の上下流方向に互いに同じ位置でかつ前記上下流方向に離れて並んだ各位置において前記濃混合気導入通路に臨む２つずつのもので構成する一方、前記第１連通孔を、前記２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の前記上下流方向の中間位置において前記濃混合気導入通路に臨んで配置させるようにすることができる（請求項２）。このようにすることにより、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とを確実に互いに同じ濃度（空気比）にし得ることになる。すなわち、混合室を兼ねる濃混合気導入通路に導入された燃料ガスと空気とが濃混合気導入通路を下流側に流れるに従い混合度合が進行することになるため、２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の上流側には低い混合度合の濃混合気が分流され、下流側には高い混合度合の濃混合気が分流され、両者が第２濃混合気供給通路内又は第３濃混合気供給通路内で混合されて平均化した濃混合気がそれぞれの外側濃炎孔に供給されることになる。一方、第１連通孔には前記の低い混合度合と高い混合度合との中間の混合度合の濃混合気が分流されることになるため、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とは互いに同じ混合度合のものになる。
【００１０】
前記発明における第１連通孔としては前記中央濃炎孔と等しい開口面積を、前記第２連通孔としては前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、前記第３連通孔としては前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、それぞれ有するように形成することができる（請求項３）。このようにすることにより、第１連通孔と中央濃炎孔とが流路として互いに同じ条件になり、同様に第２連通孔又は第３連通孔も外側濃炎孔と同じ条件となる。このため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して確実に同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給し得ることになる。
【００１１】
あるいは、前記発明における第１連通孔として前記中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第２連通孔として前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第３連通孔として前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、それぞれ有するように形成することができる（請求項４）。このようにすることにより、濃混合気を中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔に分流供給させる上で、第１〜第３の各連通孔を混合気供給上の最大抵抗部にすることが可能となり、それぞれの濃炎孔に製造バラツキ等がたとえ発生したとしても、第１〜第３の各連通孔に応じた分流供給特性に規制されることになる。つまり、各濃炎孔は複数のプレート部材を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明の濃淡燃焼バーナによれば、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に分流させるための各連通孔の開口面積比率を、対応する中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積比率に等しくなるように設定しているため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔の開口面積が如何なる状況に設定されていたとしても、それら中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。このため、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎を形成することができ、淡炎孔に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させることができるようになる。
【００１３】
特に、請求項２によれば、濃混合気導入通路として燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねる場合に、第２連通孔及び第３連通孔としてそれぞれ上下流に並ぶ２つのもので構成する一方、第１連通孔をそれらの中間位置において濃混合気導入通路に臨むようにすることで、第１連通孔に分流される濃混合気と、第２連通孔及び第３連通孔に分流される濃混合気とを、確実に互いに同じ混合度合、つまり濃度（空気比）にすることができるようになる。これにより、中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔において互いに均一な濃火炎の形成をより一層確実に確保して、濃淡燃焼バーナの燃焼安定性をより一層確実に向上させることができるようになる。
【００１４】
請求項３によれば、第１連通孔を中央濃炎孔と等しい開口面積に、第２連通孔を第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積に、第３連通孔を第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積にそれぞれすることで、第１連通孔と中央濃炎孔とが流路として互いに同じ条件にすることができ、同様に第２連通孔又は第３連通孔も外側濃炎孔と同じ条件にすることができるため、中央濃炎孔及び２列の外側濃炎孔に対し濃混合気導入通路内から対応する連通孔を通して確実に同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００１５】
又、請求項４によれば、第１連通孔を中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積に、第２連通孔を第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積に、第３連通孔を第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積にそれぞれすることで、濃混合気を中央濃炎孔や２列の外側濃炎孔に分流供給させる上で、第１〜第３の各連通孔を混合気供給上の最大抵抗部にすることができ、それぞれの濃炎孔に製造バラツキ等が発生したとしても、第１〜第３の各連通孔に応じた分流供給特性に規制することができる。つまり、各濃炎孔は複数のプレート部材を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の濃淡燃焼バーナを組み込んだ燃焼装置の例を示し、図１（ａ）は斜視図状態で示す説明図であり、図１（ｂ）は断面図状態で示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態の濃淡燃焼バーナの斜視図である。
【図３】図２のバーナの正面図である。
【図４】図４（ａ）は図２のバーナの平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ部拡大図であり、図４（ｃ）は図２のバーナの左側面図である。
【図５】第３バーナを構成する一対の第３プレート部材、この第３バーナの両側に配設される淡炎孔列を構成する炎孔部材、第２プレート部材、及び、第１プレート部材を分解した状態で示す斜視図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線における断面で切断した状態の部分斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図３のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す斜視図であり、図７（ｂ）は図３のＣ−Ｃ線で切断した状態で示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は図３のＡ−Ａ線における断面説明図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ部拡大説明図である。
【図９】短手方向の中央位置で切断・分解した状態を斜視図により示した説明図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線における部分拡大断面説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は他の実施形態を示す図９対応図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の各実施形態に係る濃淡燃焼バーナを適用した燃焼装置２を示す。この燃焼装置２は、缶体２１内において、所定数の濃淡燃焼バーナ３，３，…を横に隣接させて並べた状態のバーナセットが固定されたものである。缶体２１の上部空間は燃焼空間２２とされ、下部空間２３に送風ファン２４からの燃焼用空気が供給される一方、各濃淡燃焼バーナ３の一側にガスマニホールド２５（図１（ｂ）にのみ示す）が配設され、このガスマニホールド２５から１つの濃淡燃焼バーナ３に対し２つのガスノズル２６，２７が突出されている。一方（下段）のガスノズル２６は濃淡燃焼バーナ３の第１供給口３１に向けて、他方（上段）のガスノズル２７は濃淡燃焼バーナ３の第２供給口３２に向けて、それぞれ燃料ガスを噴出させ得るようになっている。そして、下部空間２３からの空気を各ガスノズル２６，２７の周囲から送風ファン２４の吐出圧により押し込んで、燃料ガス及び空気の双方を第１及び第２供給口３１，３２に供給し得るようになっている。この際、第１供給口３１はかなり大径に設定されて、より多くの空気を押し込むようにされる一方、第２供給口３２は比較的小径に設定されて、押し込む空気の量が絞られるようにされている。このようにして、第１供給口３１からは供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して１．０倍よりも大きい所定の空気比となる量の空気が内部に供給される一方、第２供給口３２からは同様に供給される燃料ガスに加え、その燃料ガス量に比して１．０倍よりも小さい所定の空気比となる量の空気が内部に供給されるようになっている。なお、下部空間２３と濃淡燃焼バーナ３，３，…とを仕切るように配設された整流板２８（図１（ｂ）参照）には多数の小孔が開けられ、この小孔を通して相隣接する濃淡燃焼バーナ３，３間に二次空気が供給されるようになっている。
【００１９】
濃淡燃焼バーナ３は、図２に示すように、金属板素材を用いてプレス加工及び折り曲げ加工を経て所定形状に加工された３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用い、３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６を後述の如く相対向させて順に接合することで形成されたものである。このような濃淡燃焼バーナ３は、全体として扁平形状に形成されている。図３の左右方向を長手方向（前後方向）、図３の紙面に直交する方向を短手方向（左右幅方向）というとすれば、長手方向一側（図３の左側）において下側位置に第１供給口３１が開口し、上側位置に第１供給口３１よりも小径の第２供給口３２が開口され（図４（ｃ）も併せて参照）、上端面に燃焼火炎が形成される炎孔列が長手方向に延びるように形成されている。炎孔列としては、図２又は図４（ａ），（ｂ）に示すように、短手方向中央位置において狭幅の濃炎孔列３３が長手方向全長に延び、この濃炎孔列３３の短手方向両側位置のそれぞれにおいて比較的広幅の淡炎孔列３４が長手方向全長に延び、両側の淡炎孔列３４，３４のさらに外側位置においてそれぞれ狭幅の濃炎孔列３５ａ，３５ｂが長手方向全長に延びている。そして、淡炎孔列３４，３４の各淡炎孔３４１には第１供給口３１から供給されて混合された淡混合気が導かれ、この淡混合気により淡火炎が形成され、中心位置の濃炎孔列３３の各濃炎孔３３１と、両外側位置の２列の濃炎孔列３５ａ，３５ｂの各濃炎孔３５１とには第２供給口３２から供給されて混合された濃混合気が導かれ、この濃混合気により濃火炎が形成されるようになっている。
【００２０】
このような濃淡燃焼バーナ３は、例えば次のようにして形成することができる。すなわち、図４（ａ），（ｂ）及び図５に示すように、３種類の各一対のプレート部材４，４、５，５、６，６と、一対の炎孔形成部材７，７とを用いて構成する。一対の第３プレート部材６，６（図５参照）を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させることで、内面間に濃混合気の供給通路が形成されて上端面の濃炎孔列３３に濃火炎を形成する中央濃バーナ部３ａが形成される。次に、この中央濃バーナ部３ａを間に挟み込んだ状態で短手方向両側から一対の第１プレート部材４，４を相対向させてその両側や下の各縁部を互いに接合させる。この際、中央濃バーナ部３ａの長手方向の両端部（前後端部）を、一対の第１プレート部材４，４の長手方向の両端部（前後端部）で挟持させることで、中央濃バーナ部３ａを濃淡燃焼バーナ３内に確実に固定することができるようになる。そして、両側の第１プレート部材４と中央濃バーナ部３ａとの間の２つの上端開口内にそれぞれ淡炎孔形成部材７を介装させる。これにより、中央濃バーナ部３ａを短手方向両側から囲んで上端面の２列の淡炎孔列３４，３４に淡火炎を形成する淡バーナ部３ｂを形成する。この淡バーナ部３ｂにおいては、第１供給口３１からの淡混合気が第１プレート部材４の内面と中央濃バーナ部３ａの第３プレート部材６の外面との間に形成される供給通路を通して淡炎孔列３４，３４の各淡炎孔３４１に供給されることになる。そして、淡バーナ部３ｂの各第１プレート部材４の外側に第２プレート部材５を被せて両側や下の各縁部を各第１プレート部材４の縁部に接合させることで、各第２プレート部材５の内面と相対向する第１プレート部材４の外面との間に形成される供給通路を通して濃混合気が供給されて外側の濃炎孔列３５ａ，３５ｂの各濃炎孔３５１に濃火炎を形成する外側濃バーナ部３ｃ（図２参照）が形成される。
【００２１】
次に、図６〜図１０を参照しつつ混合気の供給構造部分について説明する。前記の淡バーナ部３ｂの形成により、一側に開口する第１供給口３１からの淡混合気が筒部３６（図７（ａ），（ｂ）の点線の矢印を参照）を通して他側に送られ、他側から上側に向きを変え、一対の第１プレート部材４，４間の空間が第３プレート部材６，６によって区画形成（分割）された２つの内部空間３７，３７（図６及び図７（ｂ）参照）を通して、上端の淡炎孔列３４，３４まで供給されるようになっている。前記の筒部３６と内部空間３７，３７とにより淡混合気を２列の淡炎孔列３４，３４に供給する淡混合気供給通路が構成される他、筒部３６は第１供給口３１から供給される燃料ガスと空気との混合室及び導入通路（淡混合気導入通路）の役割をも果たすようになっている。前記の第３プレート部材６，６が後述の第１供給通路を区画形成するための形成部材を構成し、この第３プレート部材６，６によって、前記の淡混合気導入通路の下流側が二分（２つに分断）されて２つの淡混合気供給通路（内部空間３７，３７）が区画形成されるようになっている。
【００２２】
又、第２供給口３２からの燃料ガスと空気とは、筒部３８（図７（ａ）参照）を通して奥方（後方）の閉塞端側まで導かれる間に混合されて濃混合気となり、この濃混合気が中央濃バーナ部３ａ及び左右両側の外側濃バーナ部３ｃのそれぞれに供給されるようになっている。すなわち、筒部３８の閉塞端側には、中央濃バーナ部３ａの下端部６０（図７（ａ）及び図８（ａ），（ｂ）参照）が上から差し込まれて筒部３８内で宙に浮いた状態（図９も併せて参照）に突出した突出部分として形成され、この下端部６０を構成する一対の第３プレート部材６，６のそれぞれに連通孔６１，６１が形成されている。各連通孔６１により筒部３８の内部空間である混合室と中央濃バーナ部３ａの内部空間６２とが連通されており、筒部３８内の濃混合気が各連通孔６１及び内部空間６２を通して濃炎孔列３３に供給されるようになっている。この連通孔６１，６１が第１濃混合気供給通路としての内部空間６２に濃混合気を分流供給する第１連通孔を構成する。一方、筒部３８を構成する一対の第１プレート部材４，４の双方にもそれぞれ連通孔４１，４１が形成されており、一側（図６又は図８の右側）の第１プレート部材４の各連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が一側の第１プレート部材４と同じ側の第２プレート部材５との間の内部空間５１と連通され、他側（図６又は図８の左側）の第１プレート部材４の各連通孔４１により筒部３８内の前記混合室が他側の第１プレート部材４と同じ側の第２プレート部材５との間の内部空間５２と連通されている。これにより、筒部３８内の濃混合気が一側の各連通孔４１及び内部空間５１を通して一側の濃炎孔列３５ｂに供給される一方、同様に筒部３８内の濃混合気が他側の各連通孔４１及び内部空間５２を通して他側の濃炎孔列３５ａに供給されるようになっている。この連通孔４１が第２濃混合気供給通路としての内部空間５１又は第３濃混合気供給通路としての内部空間５２にそれぞれ濃混合気を分流供給する第２連通孔又は第３連通孔を構成する。
【００２３】
なお、前記の内部空間６２，５１，５２は濃混合気の供給通路を構成する他、前記の筒部３８は第２供給口３２から供給される燃料ガスと空気との混合室及び濃混合気導入通路の役割をも果たすようになっている。つまり、内部空間６２が第１濃混合気供給通路を構成し、内部空間５１が第２濃混合気供給通路を構成し、内部空間５２が第３濃混合気供給通路を構成する。又、前記の下端部６０は各連通孔６１が筒部３８内の空間と連通するよう突出しているだけであり、下端部６０の下端縁と筒部３８の内底面とは互いに非接触とされ、それらの上下間は短手方向（図６又は図８の左右幅方向）に遮られることなく短手方向に連通した状態に残されている。
【００２４】
前記の連通孔６１，６１は、相対向して接合される一対の第３プレート部材６，６のそれぞれに貫通して形成され、かつ、両連通孔６１，６１は実質的に左右幅方向において一直線状に並んで貫通するように配設されている（例えば図８（ｂ），図１０参照）。そして、各連通孔６１，６１は、前端の第２供給口３２から後端の閉塞端３８１まで前後方向に延びる筒部３８（濃混合気導入通路）の後半部位（下流側部位）の範囲内でより前方寄り位置（上流寄り位置）に配置されている。つまり、塵埃を溜めるためのポケット部３８２（図１０参照）として、各連通孔６１，６１よりも後側において閉塞端３８１までの間の筒部３８の内部空間を残すようにしているのである。これにより、筒部３８内の濃混合気にたとえ塵埃が含まれていたとしても、その塵埃はポケット部３８２に溜まり各連通孔６１から内部空間６２に流入することを回避することができるようになる。
【００２５】
次に、前記の連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの開口面積（孔数）や形成位置に係る相互関係について説明する。まず、開口面積については、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１と、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１との開口面積比率に基づいて定められている。すなわち、筒部３８内から中央の濃炎孔列３３への連通孔６１，６１（短手方向である左右幅方向の左側と右側）の合計開口面積Ａｔｃと、前記筒部３８内から他側の外側濃炎孔列３５ａ（図４の左側，図８（ａ）の左側参照）への連通孔４１，４１（長手方向に並ぶ２つ；例えば図８の左側，図１０の上側参照）の合計開口面積Ａｔｌと、前記筒部３８内から一側の外側濃炎孔列３５ｂ（図４の右側，図８（ａ）の右側参照）への連通孔４１，４１（長手方向に並ぶ２つ；例えば図８の右側，図１０の下側参照）の合計開口面積Ａｔｒとの比率が、次式の如く、前記中央の濃炎孔列３３を構成する濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃと、前記外側濃炎孔列３５ａを構成する濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌと、前記外側濃炎孔列３５ｂを構成する濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｒとの比率と対応するように、つまり等しくなるように定められている。
Ａｔｃ：Ａｔｌ：Ａｔｒ＝Ａｈｃ：Ａｈｌ：Ａｈｒ
左側及び右側の外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂが互いに等しい開口面積に形成されていれば、次のようになる。
Ａｔｃ：Ａｔｌ（＝Ａｔｒ）＝Ａｈｃ：Ａｈｌ（＝Ａｈｒ）
つまり、左側の連通孔４１，４１と、右側の連通孔４１，４１とは、互いに等しい開口面積に設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔４１に形成される。そして、中央濃炎孔列３３の開口面積が片側の外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂのそれの例えば１．３倍であれば、連通孔６１，６１の開口面積を片側の連通孔４１，４１のそれの１．３倍にすればよいことになる。さらに、中央濃炎孔列３３、左側濃炎孔列３５ａ及び右側外側濃炎孔列３５ｂの全てが互いに等しい開口面積に形成されていれば、次のように設定されることになる。
Ａｔｃ＝Ａｔｌ＝Ａｔｒ
つまり、連通孔６１，６１と、左側又は右側の連通孔４１，４１とは、互いに等しい開口面積に設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔６１，４１に形成される。
【００２６】
このように、各濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂに分流させるための各連通孔６１，４１の開口面積比率を、複数種類の濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積比率に等しくなるように設定すれば、各種類の濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積を如何に設定した場合であっても、各濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂに対し筒部３８内から同じ供給流量，流速や圧力で濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００２７】
以上の如く開口面積比率を維持すれば、各連通孔６１，４１の数・形状は原則としては問われず、種々の組み合わせを採用し得る。例えば図例の如く左右両側に１つずつの合計２つの連通孔６１，６１により中央濃炎孔列３３に連通させる一方、２つの連通孔４１，４１により１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに連通させるようにしてもよいし、中央濃炎孔列３３へは前記の通り２つの連通孔６１，６１で連通させる一方、１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへは１つの連通孔で連通させるようにしてもよい。あるいは、中央濃炎孔列３３へは左右両側に２つずつの合計４つの連通孔で連通させる一方、１つの外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへは１つ又は２つの連通孔で連通させるようにしてもよい。孔形状のバリエーションについては、長孔形状について第２実施形態として後述する。
【００２８】
又、以上は開口面積比率を同じにする点について説明したが、連通孔６１又は４１として、それぞれが連通する濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂと同じ開口面積を有するように形成してもよい。つまり、次式の如く、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１の合計開口面積Ａｔｃを、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃと等しく、あるいは、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１の合計開口面積Ａｔｌ又はＡｔｒを、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌ又はＡｈｒと等しく、それぞれ設定するのである。
Ａｔｃ＝Ａｈｃ， Ａｔｌ＝Ａｈｌ， Ａｔｒ＝Ａｈｒ
例えば外側濃炎孔列３５ａ及び３５ｂがいずれも同じ開口面積に設定されていれば（Ａｈｌ＝Ａｈｒ）、左右幅方向の両側の連通孔４１，４１、４１，４１は、互いに等しい開口面積になる（Ａｔｌ＝Ａｔｒ）。設定され、円形孔であれば全て同じ孔径の連通孔４１に形成される。
【００２９】
さらに、好ましくは、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１と、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１との各開口量として、前述の如く中央濃炎孔列３３と外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂとの開口面積比率に基づいて定めはするものの、それぞれが連通する濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積又はそれぞれが連通する濃混合気供給通路である内部空間６２，５２，５１の有効通路断面積よりも所定量小さい開口面積を有するように形成することである。例えば、次式の如く、第１連通孔を構成する２つの連通孔６１，６１の合計開口面積Ａｔｃを、中央濃炎孔列３３を構成する各濃炎孔３３１の合計開口面積Ａｈｃに低減率α（α＜１．０）を乗じたものに設定し、そして、第２又は第３連通孔を構成するそれぞれ２つの連通孔４１，４１の合計開口面積Ａｔｌ又はＡｔｒを、外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂを構成する各濃炎孔３５１の合計開口面積Ａｈｌ又はＡｈｒに前記と同じ値の低減率α（α＜１．０）を乗じたものに設定するのである。
Ａｔｃ＝α・Ａｈｃ， Ａｔｌ＝α・Ａｈｌ， Ａｔｒ＝α・Ａｈｒ
このようにすることにより、濃混合気を各濃炎孔３３１，３５１に分流供給する上で、第１〜第３の各連通孔６１，４１を混合気供給上の最大抵抗部にすることができる。このため、各濃炎孔３３１，３５１等に製造バラツキ等が発生したとしても、第１〜第３の各連通孔６１，４１に応じた分流供給特性を実現させることができ、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。つまり、各濃炎孔３３１，３５１は複数のプレート部材５，４，６，６，４，５を互いに接合することにより形成されるため、他の部位の製造バラツキに比して製造時に組立バラツキが生じ易いという事情があるが、前記のようにすることにより、確実に設計仕様通りの濃混合気供給を実現させることができるようになる。前記の低減率αとしては例えば０．８〜０．９の値を設定すればよい。
【００３０】
次に、連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの形成位置に係る相互関係については、燃料ガスと空気とが導入される第２供給口３２の先端開口位置から長手方向（前後方向，上下流方向）に延びる筒部３８内に沿って実質的に同等の距離の位置において開口するように形成位置が設定されている。例えば、筒部３８内から中央の濃炎孔列３３への連通孔が１つであり、前記筒部３８内から片側の外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂへの連通孔が１つである場合には、両連通孔を第２供給口３２の先端開口位置から長手方向に等距離になる位置において開口するように形成位置を設定すればよい。本実施形態の如く、中央の濃炎孔列３３に連通させるために２つの連通孔６１，６１が共に第２供給口３２の先端開口位置から等距離の位置において短手方向に並ぶように貫通配置される一方、それぞれの外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂに連通させるために片側ずつ２つの連通孔４１，４１が長手方向に間隔をおいて並ぶように配置される場合には、次のように設定する。例えば図１０に示すように、２つの連通孔４１，４１の内の一方が第２供給口３２の先端開口位置から距離Ｌ１の位置に、他方が同様に距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）の位置にそれぞれ開口するように形成される場合には、前記の連通孔６１，６１を距離Ｌ１とＬ２との中間の距離Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２）の位置に開口するように形成する。
【００３１】
このような形成位置の設定を行うことで、筒部３８内から連通孔６１，６１及び内部空間６２を経て中央濃炎孔列３３（図８（ａ）も併せて参照）に分流供給される濃混合気と、同様に筒部３８内から連通孔４１，４１及び内部空間５１を経て外側濃炎孔列３５ｂに分流供給される濃混合気と、同様に筒部３８内から連通孔４１，４１及び内部空間５２を経て外側濃炎孔列３５ａに分流供給される濃混合気とを同等の濃度（同等空気比）にすることができるようになる。すなわち、第２供給口３２の先端開口に導入される燃料ガスと空気とは筒部３８内を長手方向の奥側（図１０の右側）に進むほど互いに混合の度合が進むと考えられる。このため、前記第２供給口３２の先端開口に最も近い距離Ｌ１にある連通孔４１に対しては燃料ガスと空気との混合がまだ余り進んではいない低い混合度合Ｇｌの濃混合気が分流し、最も遠い距離Ｌ２にある連通孔４１に対しては燃料ガスと空気との混合が最も高く進んだ高い混合度合Ｇｈの濃混合気が分流し、これら両混合度合Ｇｌ，Ｇｈの濃混合気が内部空間５１又は５２内で混合されて平均化された混合度合の濃混合気が外側濃炎孔列３５ａ又は３５ｂに供給されることになる。その一方、距離Ｌ１とＬ２との中間の距離Ｌ３にある連通孔６１に対しては前記の低い混合度合Ｇｌと高い混合度合Ｇｈとの中間の混合度合Ｇｍの濃混合気が分流され、これが内部空間６２を経て中央濃炎孔列３３に供給されることになる。従って、筒部３８内から連通孔６１，６１、４１，４１、４１，４１を通して中央濃炎孔列３３，外側濃炎孔列３５ａ，外側濃炎孔列３５ｂに対し互いに同じ（同一又は同等）の濃度の濃混合気を分流供給することができるようになる。
【００３２】
ここで、第２供給口３２の先端開口に導入された燃料ガスと空気とが筒部３８内を長手方向に対し奥側に進む間に混合される混合度合の進度は、前記の先端開口からの距離に必ずしも比例するとは限らず、燃料ガスや空気の流れ状態（乱流等）の影響や、筒部３８内の形状変化や存在物（例えば第３プレート部材６，６の下端部６０等）の影響を受けることになる。このため、前記の混合度合の進度が前記の先端開口からの距離に比例するとの立場からは前記の距離Ｌ３を距離Ｌ１とＬ２との間の中央値（Ｌ３＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２）にすれば、連通孔６１，６１と連通孔４１，４１に対し同一濃度の濃混合気を分流供給し得ることになるものの、前記の各種影響を受けるため、前記の距離Ｌ３を距離Ｌ１とＬ２との間の中間値に設定すれば、連通孔６１，６１と連通孔４１，４１に対し少なくとも同等濃度の濃混合気を分流供給し得ることになる。なお、以上では第２供給口３２の先端開口位置を起点としてそこからの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を用いて説明したが、必ずしも第２供給口３２の先端開口位置を起点とする必要はない。長手方向（上下流方向）に延びる濃混合気導入通路（筒部３８）内において上下流方向に互いに離れた両位置で連通孔４１，４１が開口していれば、それらの上下流方向の中間位置に連通孔６１，６１が開口するように配置することと同様の趣旨であり、以上の説明のものと同じ作用効果を得ることができる。
【００３３】
以上の実施形態の場合、２列の淡炎孔列３４，３４のそれぞれを濃炎孔列３５ａ，３３、又は濃炎孔列３３，３５ｂによって両側から挟み込んでいるため、両淡炎孔列３４，３４に形成される各淡火炎を両側から濃火炎により囲むことができるようになる。つまり、短手方向における火炎の構成を、濃火炎−淡火炎−濃火炎−淡火炎−濃火炎の配列順にすることができる。これにより、淡炎孔列３４を２列にして淡炎孔列の面積を増大させるようにしても、淡火炎の火炎長が長くなることを回避して燃焼室２２（図１参照）の燃焼室高さを低く抑えることができ、燃焼室高さを低く抑えつつも、淡炎孔の面積（比率）を増大させることによりさらなる低ＮＯｘ化を図ることができ、又、燃焼のより安定化を図ることができるようになる。又、１つの淡炎孔列を両側から濃炎孔列により挟み込んで１つのバーナを構成した場合と比べ、同じ淡炎孔面積を実現する上で効率よくバーナの軽量化を図ることができるようになる。さらに、１つの燃料ガス及び空気の供給口（第２供給口３２）から筒部３８内に導入されて混合された濃混合気を、筒部３８の閉塞端側の領域とそれぞれ連通して開口された中央濃バーナ部３ａの連通孔６１，６１、一側の外側濃バーナ部３５ｂの連通孔４１，４１、又は、他側の外側濃バーナ３５ａの連通孔４１，４１を通して対応する内部空間６２，５１，５２に対し分流させることができる。これにより、中央及び両外側に３つの濃炎孔列３５ａ，３３，３５ｂを形成する場合であっても、濃混合気を簡単な構造でスムースかつ確実に分流させてそれぞれの濃炎孔列３５ａ，３３，３５ｂに供給させることができる。
【００３４】
しかも、以上の如き前提の効果に加えて、本実施形態によれば、次のような格別な効果を得ることができる。すなわち、連通孔６１，６１と、連通孔４１，４１との互いの開口面積（数量）や形成位置に係る相互関係を前述の如く設定することにより、中央濃炎孔列３３及び２つの外側濃炎孔列３５ａ，３５ｂの３種類の濃炎孔列に対し、互いに同じ供給流量，流速や圧力の濃混合気であって、互いに同じ濃度（空気比）の濃混合気を分流供給させることができるようになる。このため、中央濃炎孔列３３や両外側の濃炎孔列３５ａ，３５ｂにおいて互いに均一な濃火炎を形成することができ、これにより、バランスを欠いた濃火炎形成の発生を確実に回避することができ、淡炎孔列３４，３４に形成される淡火炎を確実に保炎して濃淡燃焼バーナの燃焼安定性を確実に向上させることができるようになる。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図１１は第２実施形態の濃淡燃焼バーナ３で用いる第３プレート部材６ａである。この第２実施形態は第１実施形態で用いた第３プレート部材６の代わりに、第３プレート部材６ａを用いる点でのみ第１実施形態と異なり、その他の構成は全て第１実施形態で説明したものと同じである。このため、以下では第１実施形態と異なる前記第３プレート部材６ａについて主として説明し、その他の構成については重複した説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の第３プレート部材６ａにおいて、第１実施形態の第３プレート部材６と異なる点は、円形状ではなくて長手方向（前後方向）に長い長孔形状の連通孔６１ａを形成した点である。連通孔６１ａ，６１ａの開口面積（孔数）や形成位置の設定については、第１実施形態で説明したものと同じである。
【００３７】
このような連通孔６１ａ，６１ａを採用することにより、筒部３８の側から両側の連通孔６１ａ，６１ａを通して内部空間６２に流入する濃混合気の流れを、第１実施形態の場合よりもスムーズにすることができる。すなわち、各連通孔６１ａが濃混合気導入通路である筒部３８の延びる方向（濃混合気の流れ方向と合致する方向）に長くなるように、つまり濃混合気の流れに沿って長くなるように形成されているため、筒部３８から内部空間６２への流入をよりスムーズに行うことができることになる。なお、長孔の具体的形状としては長円形状や楕円形状を採用すればよい。
【００３８】
＜他の実施形態＞
前記の各実施形態において、第１連通孔としての連通孔６１，６１と、第２連通孔としての一側の連通孔４１，４１と、第３連通孔としての他側の連通孔４１，４１との各開口量を、濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂの開口面積比率の観点から設定する点を説明したが、かかる技術の前提として濃混合気導入通路である筒部３８に対し第２供給口３２の先端開口から燃料ガスと空気とが個別に導入される点は必須ではない。すなわち、前記濃混合気導入通路に対し予混合の濃混合気が導入される場合であっても、前記の開口面積比率に基づく設定によって、複数種類の濃炎孔（濃炎孔列３３，３５ａ，３５ｂ）に対し互いに同じ供給流量，流速や圧力の濃混合気を分流供給させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
３ 濃淡燃焼バーナ
６，６ａ 第３プレート部材（第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材）
４ 第１プレート部材（濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材）
３３ 中央の濃炎孔列（中央濃炎孔）
３４ 淡炎孔列（淡炎孔）
３５ａ，３５ｂ 外側の濃炎孔列（外側濃炎孔）
３８ 筒部（濃混合気導入通路，混合室）
４１ 連通孔（第２連通孔，第３連通孔）
６０ 下端部（形成部材の一部分，突出部分）
６１，６１ａ 連通孔（第１連通孔）
６２ 内部空間（第１濃混合気供給通路）
５１ 内部空間（第２濃混合気供給通路）
５２ 内部空間（第３濃混合気供給通路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように２列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように２列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡燃焼バーナであって、
前記１列の中央濃炎孔及び前記２列の外側濃炎孔に対し、１つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成され、
前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第１濃混合気供給通路と、前記２列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第２及び第３の濃混合気供給通路と、前記濃混合気導入通路とが互いに区画され、
前記第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の一部分が前記濃混合気導入通路内に突出するように配設され、この突出した突出部分に対し前記第１濃混合気供給通路に連通する第１連通孔が前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成される一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第２濃混合気供給通路に連通する第２連通孔と前記第３濃混合気供給通路に連通する第３連通孔とがそれぞれ前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成され、
前記第１〜第３連通孔の各開口量は、前記中央濃炎孔と、前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と、前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔との間の開口面積比率に対応した開口面積比率を有するように設定されている、
ことを特徴とする濃淡燃焼バーナ。
【請求項２】
請求項１に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記濃混合気導入通路は燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねるように構成され、前記第２連通孔及び第３連通孔として、それぞれ、濃混合気導入通路の上下流方向に互いに同じ位置でかつ前記上下流方向に離れて並んだ各位置において前記濃混合気導入通路に臨む２つずつのもので構成する一方、前記第１連通孔が前記２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の前記上下流方向の中間位置において前記濃混合気導入通路に臨んで配置されている、濃淡燃焼バーナ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記第１連通孔は前記中央濃炎孔と等しい開口面積を、前記第２連通孔は前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、前記第３連通孔は前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、それぞれ有するように形成されている、濃淡燃焼バーナ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記第１連通孔は前記中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第２連通孔は前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第３連通孔は前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、それぞれ有するように形成されている、濃淡燃焼バーナ。
【請求項１】
中央位置において長手方向に延びるように配列された中央濃炎孔を短手方向両側から挟むように２列の淡炎孔が配列され、かつ、両側の淡炎孔をさらに外側から挟むように２列の外側濃炎孔が配列されてなる濃淡燃焼バーナであって、
前記１列の中央濃炎孔及び前記２列の外側濃炎孔に対し、１つの濃混合気導入通路に導入された濃混合気が分流されて供給されるように構成され、
前記中央濃炎孔に対し濃混合気を供給する第１濃混合気供給通路と、前記２列の外側濃炎孔に対し濃混合気を個別に供給する第２及び第３の濃混合気供給通路と、前記濃混合気導入通路とが互いに区画され、
前記第１濃混合気供給通路を区画形成するための形成部材の一部分が前記濃混合気導入通路内に突出するように配設され、この突出した突出部分に対し前記第１濃混合気供給通路に連通する第１連通孔が前記濃混合気導入通路内に臨んで開口するように形成される一方、前記濃混合気導入通路を区画形成するための形成部材に対し前記第２濃混合気供給通路に連通する第２連通孔と前記第３濃混合気供給通路に連通する第３連通孔とがそれぞれ前記濃混合気導入通路に臨んで開口するように形成され、
前記第１〜第３連通孔の各開口量は、前記中央濃炎孔と、前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と、前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔との間の開口面積比率に対応した開口面積比率を有するように設定されている、
ことを特徴とする濃淡燃焼バーナ。
【請求項２】
請求項１に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記濃混合気導入通路は燃料ガスと空気とを混合する混合室を兼ねるように構成され、前記第２連通孔及び第３連通孔として、それぞれ、濃混合気導入通路の上下流方向に互いに同じ位置でかつ前記上下流方向に離れて並んだ各位置において前記濃混合気導入通路に臨む２つずつのもので構成する一方、前記第１連通孔が前記２つずつの第２連通孔又は第３連通孔の前記上下流方向の中間位置において前記濃混合気導入通路に臨んで配置されている、濃淡燃焼バーナ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記第１連通孔は前記中央濃炎孔と等しい開口面積を、前記第２連通孔は前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、前記第３連通孔は前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔と等しい開口面積を、それぞれ有するように形成されている、濃淡燃焼バーナ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の濃淡燃焼バーナであって、
前記第１連通孔は前記中央濃炎孔の開口面積に所定の低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第２連通孔は前記第２濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、前記第３連通孔は前記第３濃混合気供給通路に連通する外側濃炎孔の開口面積に前記低減率を乗じて得られる開口面積を、それぞれ有するように形成されている、濃淡燃焼バーナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２９８８８（Ｐ２０１２−２２９８８８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９４１０（Ｐ２０１１−９９４１０）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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