JP2003214607A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料ガスノズルの取付位置や角度がずれても
炎孔から噴出する燃料ガスの濃度が均一となるようにし
て、安定した燃焼を行なう燃焼装置を提供する。 【解決手段】 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔３６
と、高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔２９ａ，２９
ｂを有した燃焼装置１において、濃ガス導入口４３から
導入される燃料ガスおよび空気を混合するための混合部
４８の流路断面積を下流側へ向かうに連れて縮小させた
後に再度拡大する構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼装置に係り、特
に、燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる濃淡燃焼方式に
好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる方法
として、濃淡燃焼方式が知られている。ここで濃淡燃焼
方式とは、低濃度の燃料ガスから発生する主炎に高濃度
の燃料ガスが燃焼した補炎を隣接させる燃焼方法であ
る。給湯器等に使用される濃淡燃焼方式の燃焼装置とし
て、金属板を重ねてこれらの空隙によってガス流路を形
成したものが知られている。

【０００３】従来技術のこの種の燃焼装置の多くは、６
枚の金属板を重ねたものであり、中央の二枚によって低
濃度の燃料ガスが通過する淡ガス流路を構成し、側面側
のそれぞれ二枚によって高濃度の燃料ガスが通過する濃
ガス流路を構成する。ところで濃淡燃焼方式を採用する
燃焼装置は、着火の際に主炎用の開口から不完全燃焼状
態の燃料ガスが外部に出てしまい、ガス臭さを感じさせ
るという不具合があった。そこで本発明者らは、濃ガス
流路の長さを淡ガス流路よりも短くして、着火の際に炎
孔から濃ガスを先に噴射させ、補炎を先に安定させて不
完全燃焼状態の燃料ガスの排出を阻止する燃焼装置を開
発した（特願２０００−１９７０７４号）。

【０００４】上記した特願２０００−１９７０７４号の
燃焼装置は、４枚の金属板を重ねたものであり、中央の
二枚の金属板によって淡ガス流路が形成され、中央の二
枚の金属板の外面と、外側の金属板の内面によって濃ガ
ス流路が形成されている。先に提案した燃焼装置は、当
初の目的通り着火の際にガス臭が発生しないばかりでな
く、４枚の金属板によって作られているので構造が簡単
であるという効果も併せ持つ。

【０００５】しかしながら特願２０００−１９７０７４
号に開示した燃焼装置は、補炎側の燃料ガスを主炎側に
先立って噴射させることを基本とするから、補炎側のガ
ス流路は短いものとならざるを得ず、補炎側の燃料ガス
と空気との混合が不十分となりがちであった。そこで、
本発明者らは、濃ガス流路の途中に狭窄通路を設けると
共に、狭窄通路内部の補炎孔側の一部を両側の補炎孔の
配置に合わせて仕切るようにした燃焼装置を開発した
（特願２０００−２３００６３号）。この燃焼装置で
は、燃料ガスノズルの濃ガス流路への噴射位置が横方向
へ僅かにずれた場合でも、濃ガスの混合むらの発生を抑
えることができ、補炎が安定するものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特願２００
０−２３００６３号に開示した燃焼装置は、燃料ガスノ
ズルの濃ガス流路への噴射位置が上下方向へ変動した場
合は、濃ガスの混合むらを抑制する効果が少なく、安定
した補炎を得ることができず不満を残していた。

【０００７】そこで本発明は、従来技術の上記した問題
点に注目し、先に提案した発明の利点を生かしつつ、燃
料ガスと空気との混合を促進させ、均一に混ざった混合
ガスによって安定した燃焼を行なう燃焼装置を開発する
ことを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に提案される請求項１に記載の燃焼装置は、低濃度の燃
料ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される
燃料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔
を有した燃焼装置において、空気又は低濃度の燃料ガス
が導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガス
が導入される濃ガス導入口と、前記空気導入口と主炎孔
を連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前
記濃ガス導入口と補助炎孔を連通し補助炎孔に燃料ガス
を供給する濃ガス流路と、濃ガス流路の一部を構成し濃
ガス導入口から下流側に向かうに連れて流路断面積を縮
小させて形成され導入された燃料ガスと空気とを混合さ
せる混合部と、濃ガス流路の一部を構成し混合部で生成
された高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路へ分岐する
分岐部とを有し、燃料ガスの一部は分岐部から淡ガス流
路に設けられたガス導入孔を介して淡ガス流路へ流れ込
んで主炎孔から低濃度の燃料ガスが噴射され、燃料ガス
の一部は混合部から濃ガス流路を経て補助炎孔から高濃
度の燃料ガスが噴射されるものである。

【０００９】ここで、空気と燃料ガスを混合部に導入す
る場合、燃料ガスノズルから噴射される燃料ガスの気流
による自然混合にまかせると充分な混合が期待できない
上、ノズルの位置ずれや角度ずれに伴って混合むらが生
じる。本発明の構成によれば、混合部は、濃ガス導入口
から下流側に向かうに連れて流路断面積を縮小させて先
細りに形成される。従って、濃ガス導入口から導入され
た燃料ガスおよび流入空気を先細りの流路で流速を上昇
させつつ混合させる。これにより、充分に混合された混
合むらのない燃料ガスを下流側へ供給することができ
る。

【００１０】従って、濃ガス導入口に対して燃料ガスノ
ズルの位置が上下左右方向へ僅かにずれた場合、あるい
は、角度ずれを生じた場合でも、充分な混合が行われ
る。また、空気と充分に混合された混合むらのない高濃
度燃料ガス（濃ガス）が濃ガス流路および淡ガス流路へ
供給されるので、高濃度燃料ガスと淡濃度燃料ガス（淡
ガス）の濃度比率が安定し、混合むらに伴う主炎および
補炎の燃焼むらが生じることを未然に防止できる。ま
た、複数の燃焼装置を配列して使用する装置では、燃焼
装置毎に燃料ガスノズルが位置ずれや角度ずれを生じて
も濃ガスおよび淡ガスの濃度が安定し、燃焼むらの発生
が抑止される。

【００１１】尚、本発明の構成に加えて、混合部の内部
に混合促進部材を配した構成を採用しても良い。混合促
進部材としては、燃料ガスおよび空気の下流側への流動
によって燃料ガスおよび空気を充分に撹拌可能な形状で
あれば適宜のものを採用できる。混合促進部材は、混合
部の構成部材の一部を利用して形成することもでき、ま
た、別体で成した混合促進部材を混合部に内設する構成
とすることも可能である。

【００１２】請求項２に記載の本発明は、前記請求項１
に記載の燃焼装置において、混合部は、濃ガス導入口か
ら所定長さだけ下流の部位以降は、下流に向かうに連れ
て流路断面積を再度拡大させて形成される構成とされて
いる。則ち、本発明の構成によれば、混合部は濃ガス導
入口から所定長さだけ下流側へ向かうに連れて先細りと
なるように流路断面積を縮小し、以降は先太りとなるよ
うに再度流路断面積を拡大して形成される。従って、濃
ガス導入口から導入された燃料ガスおよび流入空気は、
先細りの流路で流速を上昇させつつ充分に混合され、こ
の後、流路断面積の拡大に伴って流速を低下させて圧力
差が除去される。これにより、充分に混合され均圧化さ
れた濃ガスを濃ガス流路および淡ガス流路へ供給するこ
とが可能となる。

【００１３】請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の燃焼装置において、分岐部は、混合部の流路断面積
が最小となる部位よりも下流側に設けられる構成とされ
ている。分岐部を混合部の流路断面積が最小となる部位
よりも下流側に設けることにより、充分に混合され均圧
化された濃ガスを分岐部から淡ガス流路へ分岐させるこ
とができる。言い換えれば、濃ガスが混合、均圧化され
た状態で分岐されるので、局部的に圧力差を有する濃ガ
スが淡ガス流路側へ流入することがなく、分岐部から淡
ガス流路側へ流動する濃ガスの濃度および流入量が安定
する。これにより、濃ガス流路を流動する濃ガスと淡ガ
ス流路を流動する淡濃度燃料ガス（淡ガス）の濃度比率
が安定し、主炎および補炎の燃焼むらが生じることを未
然に防止できる。

【００１４】ところで、本発明の燃焼装置は、濃ガス流
路および淡ガス流路を経て炎孔から噴出する混合ガスを
燃焼させて火炎を発生させるものである。このため、空
気や混合ガスが流路の曲折部や流路断面積が縮小される
狭窄部を通過する際には、至るところで通過音が生じて
騒音となる。そこで本発明者らは、通過音を低減するた
めに種々の方策を試し実験した。その結果、ガス流路の
壁面に凸形状や凹形状を設けると、通過音が大幅に低減
すると共に通過する混合ガスが均圧化されて混合むらの
発生が抑制されることを発見した。

【００１５】これらの知見に基づいて提案される請求項
４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載
の燃焼装置において、淡ガス流路のガス導入孔近傍の内
壁面に凸形状または凹形状を形成した構成とされてい
る。ここで、淡ガス流路のガス導入孔を配する部位は、
流路断面積を縮小して負圧を生じさせる形状である。こ
のため、ガス導入孔の下流側において流路断面積が再度
拡大する部位では空気や混合ガスの流動に伴って大きな
渦が生じ易く、渦の発生による混合ガスの内壁面への衝
突により通過音が生じたり、混合ガスに局部的な圧力差
が生じて混合むらが生じ易い。

【００１６】しかし、本発明のように、ガス導入孔近傍
の内壁面に凸形状または凹形状を形成すると、流動する
空気や混合ガスが凹凸形状の突起に衝突して内壁面の近
傍に小さな渦流が生じ、空気や混合ガスは流路の内壁に
沿って流れるため大きな渦の発生が低減すると考えられ
る。これにより、通過音の発生が抑えられ、混合ガスが
均圧化されて混合むらを抑えることができる。凹凸形状
は、種々の形状に形成することができるが、本発明者ら
の実験によると、凹凸形状は円柱形、半球形、三角柱
形、円錐形、三角錘形、バーリング状のものが騒音防止
効果が高く、且つ、作りやすいものであった。

【００１７】請求項５に記載の本発明は、前記請求項１
から３のいずれかに記載の燃焼装置において、淡ガス流
路のガス導入孔をバーリング孔形状に形成した構成とさ
れている。則ち、前記請求項４に記載の本発明は淡ガス
流路に設けたガス導入孔近傍の内壁面に凸形状または凹
形状を形成したものであった。これに対して、本発明
は、ガス導入孔自体をバーリング孔形状とし、バーリン
グ孔によるガス導入孔の機能とバーリングの突出による
凸形状の機能とを兼ね備えた構成を採用している。本発
明によれば、請求項４に記載した本発明と同様の理由に
より、淡ガス流路における通過音の発生が抑えられると
共に混合むらの発生が抑えられ、均圧化された混合ガス
が下流側へ供給される。これにより、騒音の発生を低減
し火炎を安定させた燃焼を行うことが可能となる。

【００１８】請求項６に記載の本発明は、低濃度の燃料
ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される燃
料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔を
有した燃焼装置において、空気又は低濃度の燃料ガスが
導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガスが
導入される濃ガス導入口と、前記空気導入口と主炎孔を
連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記
濃ガス導入口と補助炎孔を連通し補助炎孔に燃料ガスを
供給する濃ガス流路と、濃ガス流路の一部を構成し濃ガ
ス導入口から導入された燃料ガスと空気とを混合させる
混合部と、濃ガス流路の一部を構成し混合部で生成され
た高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路へ分岐する分岐
部とを有し、燃料ガスの一部は分岐部から淡ガス流路に
設けられたガス導入孔を介して淡ガス流路へ流れ込んで
主炎孔から低濃度の燃料ガスが噴射され、燃料ガスの一
部は混合部から濃ガス流路を経て補助炎孔から高濃度の
燃料ガスが噴射される構成とされており、淡ガス流路の
ガス導入孔近傍の内壁面に凸形状または凹形状を設けた
構成とされている。

【００１９】則ち、本発明の構成は、前記請求項４に記
載の燃焼装置の構成における混合部の流路断面積の縮小
や拡大の限定、および分岐部の配置の限定を取り除いた
ものである。本発明によれば、前記請求項４に記載の本
発明と同様の理由により、凹形状や凸形状を設けること
によって空気や混合ガスが淡ガス流路の内壁に沿って流
れるため大きな渦の発生が抑えられる。これにより、通
過音の発生が抑えられ、混合むらのない均圧化された混
合ガスを下流側へ供給することができる。

【００２０】請求項７に記載の本発明は、前記請求項６
の燃焼装置において、凸形状または凹形状を設ける構成
に代えて、ガス導入孔をバーリング孔形状に形成した構
成である。則ち、本発明の構成は、前記請求項５に記載
の燃焼装置の構成における混合部の流路断面積の縮小や
拡大の限定、および分岐部の配置の限定を取り除いたも
のである。本発明によれば、前記請求項５に記載の本発
明と同様に、通過音の発生を抑え、混合むらのない均圧
化された混合ガスが得られる。これにより、静粛性と火
炎の安定性を兼ね備えた燃焼を行うことが可能となる。

【００２１】請求項８に記載の本発明は、前記本発明の
燃焼装置において、淡ガス流路または濃ガス流路におけ
る流路偏向部位近傍の内壁面に凸形状または凹形状を形
成した構成とされている。前記したように、空気や混合
ガスが流路の偏向部位や曲折部位を通過する際には、流
動する空気や混合ガスが曲折部位で跳ね返ったり大きな
渦流が生じ、至るところで通過音が生じて騒音となる。
また、跳ね返りや渦流の発生に伴って混合ガスに局部的
な圧力差が生じて混合むらが生じ易い。

【００２２】本発明によれば、淡ガス流路あるいは濃ガ
ス流路の偏向部位近傍や曲折部位近傍の内壁面に凹形状
や凸形状を設けることにより、前記したように、内壁に
沿って小さな渦流が生じ、空気や混合ガスが流路の内壁
に沿って流れる。これにより、大きな渦流の発生が抑え
られ、通過音の発生が低減すると共に、混合むらのない
均圧化され整流された混合ガスを下流側へ供給すること
が可能となる。

【００２３】また、請求項９に記載の本発明は、前記本
発明の燃焼装置において、淡ガス流路または濃ガス流路
における流路断面積が縮小された狭窄部近傍の内壁面に
凸形状または凹形状を設けた構成とされている。ここ
で、流路に狭窄部を設けると空気と燃料ガスの混合は促
進される。しかし、狭窄部において流路断面積が一旦縮
小された後に再度拡大されるため、狭窄部の下流側の流
路断面積が再度拡大する部位では、ガス流が壁面から剥
離して大きな渦流が生じ易く、渦流の発生に伴って混合
ガスの内壁面への衝突による通過音が生じる。また、大
きな渦流に伴う乱流によって混合ガスに圧力差が生じて
安定した火炎を得ることができない。

【００２４】本発明の構成によれば、狭窄部の近傍内壁
面に凹形状または凸形状を設けることにより、前記請求
項４の本発明と同様の理由により、流路断面積の拡大部
位においてもガス流は壁面に沿って流れ、通過音の発生
が抑えられ、混合むらのない均圧化された混合ガスが得
られる。これにより、静粛性と火炎の安定性を兼ね備え
た燃焼を行わせることができる。

【００２５】ところで、前記本発明の燃焼装置は、種々
の構造によって製することが可能であるが、例えば、４
枚以上の板体を重ね合わせて製造することができる。則
ち、例えば、予めプレス成形された４枚の板体が重ねら
れ、内側の板体同士の隙間によって淡ガス流路を形成
し、外側の板体と内側の板体との間で濃ガス流路を形成
させることができる。則ち、淡ガス流路の両外側に濃ガ
ス流路を形成させる構造を採ることができる。そして、
濃ガス流路の一端には濃ガス導入口を配すると共に他端
には補助炎孔を配し、淡ガス流路の一端には空気導入口
を配すると共に他端には主炎孔を配することができる。
また、各板体を適宜にプレス成形することにより、流路
内部に混合部やベンチュリ部などを形成させることが可
能である。この構造によれば、重ね合わせられた板体の
隙間によってガス導入口やガス流路あるいは炎孔を形成
することができ、製造が容易で省コスト化を図ることが
できる。

【００２６】

【実施例】以下さらに本発明の具体的実施例について説
明する。尚以下の説明では、上下とは、燃焼装置１を炎
孔を上にして設置した状態を基準とする。

【００２７】図１は、本発明の具体的実施例における燃
焼装置１の斜視図である。図２は、図１の燃焼装置１の
分解斜視図である。図３は、図１の燃焼装置１の平面図
及びその拡大図である。図４は、図１の燃焼装置１の展
開図である。図５は、図４の板体の折り重ね構造を示す
説明図である。図６は、図１の燃焼装置１の混合部周辺
の燃料ガスの流れを示す拡大斜視図である。図７は、図
１の燃焼装置の混合部周辺の構造および燃料ガスの流れ
を示す正面図である。図８は、図１のＤ方向矢視図であ
る。図９は、図１の燃焼装置１における濃ガス流路側の
燃料ガスの流れを示す説明図である。図１０は、図１の
燃焼装置１における淡ガス流路側の燃料ガスの流れを示
す説明図である。図１１は、図１の燃焼装置１に適用可
能な凸形状の突起の設置部位を示す斜視図である。図１
２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１３は、図１
のＢ−Ｂ矢視断面図及びＣ−Ｃ矢視断面図である。図１
４は、ガス流路の曲折部および狭窄部において凸形状の
突起を設けない場合と設けた場合のガス流の流れの差を
示す説明図である。

【００２８】本実施例の燃焼装置１は、従来の燃焼装置
と同様にケース内に並列に複数並べて使用されたり、単
独で使用されるものである。本実施例の燃焼装置１は、
バーナ本体１０と炎孔部材１３によって構成されてい
る。バーナ本体１０は、中央の主構成体２０と両脇の副
構成体１２によって成り、図１，図２，図４に示すよう
に４枚の金属製板体１５，１６，１７，１８を重ね合わ
せて作られている。これらの金属板体１５，１６，１
７，１８は、いずれもプレス成形加工によって平板に凹
凸形状が設けられたものであり、板体同士の間によって
空気又は燃料ガスの流路が形成されている。これらの金
属板体１５，１６，１７，１８は、一枚づつプレス成形
して重ねてもよいが、本実施例では副構成体１２を形成
する板体１５，１８は一体化された一枚の金属板体で構
成し、主構成体２０を形成する板体１６，１７は各々別
の金属板体で構成している。

【００２９】則ち、本実施例では図４に示す様に、板体
１６，１７を形成する２枚のプレス成形された金属板体
と、一枚の板を２区分に分けて部位Ａ（板体１５），部
位Ｂ（板体１８）の形状となる様にプレス成形した金属
板体が使用されている。そしてこれらを図５の様に部位
Ａ（板体１５），部位Ｂ（板体１８）の上に板体１６，
１７を重ねて部位Ａ，Ｂの中央を折り畳むことにより、
金属製板体１５，１６，１７，１８が重ねられた構成が
形成されている。作業手順としては、先に板体１６，１
７を部位Ａ（板体１５）および部位Ｂ（板体１８）の上
に重ね、この状態で板体１６と部位Ａ（板体１５）およ
び板体１７と部位Ｂ（板体１８）をスポット溶接により
接合する。そして最後に部位Ａ，Ｂの中間部を折り畳
み、周囲をスポット溶接接合する。

【００３０】以下、重ねられた状態を基準として構造を
説明する。本実施例の燃焼装置１では、中央の２枚の板
体１６，１７は、互いに対称（掌）形であり、両者が重
なり合って主構成体２０が構成されている。則ち、主構
成体２０の形状は、図２の様な正面板となる板体１７
と，これに対称（掌）形状の裏板となる板体１６が重ね
合わされたものである。主構成体２０の外観は平たい形
をしており、頂部２１は開口している。また頂部２１を
除く、３方の辺にはフランジ部２０ａが設けられてい
る。ただし、空気導入口２７側の上部は、フランジ部２
０ａの一部を切り欠いて形成した混合促進部材６０が設
けられている。

【００３１】混合促進部材６０は、図２，図６の様に、
フランジ部２０ａの端部を略半円状に切り欠いて形成し
たものである。則ち、フランジ部２０ａの端部から所定
幅で水平右方向に切り欠くと共に更に半円状に切り欠
き、切り欠き部６０ａの半円状の側縁を互いに離遠する
ように切り起こし（バーリング加工）て切り起こし部６
０ｂを形成したものである。

【００３２】また、空気導入口２７の上部であって、混
合促進部材６０の下流に隣接する部位には、連通孔３７
が設けられている。この連通孔３７は、図６，図７の様
に、上流側の混合促進部材６０側へ向けて延びる開口と
斜め上方へ向けて延びる開口とを組み合わせた略Ｌ字状
に曲折した開口形状を有する。混合促進部材６０側へ向
けて延びる開口部は後述する板体１８に形成される濃ガ
ス流路形成膨出部の傾斜辺と空気導入口２７の上部外壁
とに沿うように、上流側へ向けて拡大した開口形状を有
する。また、斜め上方へ向けて延びる開口部の幅は後述
する狭窄通路の内径と略同一で狭窄通路の略中央に至る
長さの開口形状を有する。この連通孔３７は、板体１
６，１７を連通して混合ガスの均圧化を図るもので、後
述する混合部の内部に位置する。

【００３３】また、混合促進部材６０と連通孔３７の周
辺は中間壁部３８となっている。則ち、空気導入口２７
の上部に混合促進部材６０と連通孔３７が設けられ、混
合促進部材６０および連通孔３７の周囲の空隙によって
混合部４８を形成している。

【００３４】主構成体２０を構成する２枚の板体１６，
１７の内部には、当該二枚の板体１６，１７によって一
連の気体流路が形成されている。則ち、板体１６，１７
が密着する部分を除く他の部位には隙間が形成され、こ
の隙間によって気体流路２８が形成される。本実施例の
燃焼装置１では、板体１６，１７によって構成される主
構成体２０の気体流路２８は、濃度の低い燃料ガスが通
過する。則ち、主構成体２０に形成される気体流路２８
は、淡ガス流路として機能する。

【００３５】本実施例で採用する主構成体２０では、淡
ガス流路２８は、大きく分けてベンチュリ部２２と、淡
ガス混合部２３と、導通部２４と、炎孔部材配置部２５
からなる。則ち、淡ガス流路２８は、空気導入口２７か
ら始まり、順次、ベンチュリ部２２、淡ガス混合部２
３、導通部２４および炎孔部材配置部２５へと続く。こ
れらの形状を淡ガス流路２８の入口から説明すると次の
通りである。則ち、主構成体２０の下側の角には、図
１，図２，図６の様に、空気導入口２７が開口してい
る。空気導入口２７は略楕円形である。

【００３６】空気導入口２７の奥側は、所定長さだけ空
気導入口２７の端面と同一断面の部位が繋がり、空気導
入口２７から少し入ったところにテーパ２２ａがあり、
テーパ状に幅が絞られてベンチュリ部２２が形成されて
いる。またベンチュリ部２２の下流側にもテーパ２２ｂ
が設けられ、当該テーパ２２ｂによって淡ガス流路２８
の幅がしだいに広がっている。則ち、図１２の様に、ベ
ンチュリ部２２は、テーパ２２ａ，２２ｂによって流路
が内側に絞られ、断面積が急激に減少した部分である。

【００３７】このベンチュリ部２２には、図２，図６の
様に、複数のガス導入孔３１が設けられている。そし
て、空気導入口２７から淡ガス流路２８を下流側へ向け
て流動する空気流によって負圧を生じさせ、混合部６０
から後述する分岐部を介してベンチュリ部２２へ供給さ
れる濃ガスをガス導入孔３１を介して淡ガス流路２８へ
流入させる働きを行うものである。

【００３８】本実施例では、テーパ２２ａは空気導入口
２７に対して前傾させて配し、テーパ２２ｂは略垂直方
向に配している。これにより、ベンチュリ部２２は上方
へ広がる略三角形の形状を有している。ベンチュリ部２
２をこのように略三角形に形成した理由は２つ挙げられ
る。第１の理由は、ベンチュリ部２２と混合部６０との
配置に伴うベンチュリ部２２への濃ガスの流入状態に起
因する。則ち、本実施例の燃焼装置１では、混合部６０
で混合された濃ガスは分岐部を介して下方へ向けて流動
し、ベンチュリ部２２のガス導入孔３１から淡ガス流路
２８へ流入する。このため、テーパ２２ａを前傾させず
に垂直方向に配した略方形のベンチュリ部２２を形成
し、当該ベンチュリ部２２の全面にガス導入孔３１を配
しても、上流側下方に位置するガス導入孔３１からは殆
ど濃ガスが流入しない。則ち、ベンチュリ部２２の上流
側下方のガス導入孔３１の有無に拘わらず、淡ガス流路
２８へ流入する濃ガス量に変動はない。これは、本発明
者らがベンチュリ部２２の形状の異なる複数の燃焼装置
を試作して得られた結果である。

【００３９】また、第２の理由は、本実施例の燃焼装置
１では、後述するように、濃ガス導入口４３から導入さ
れる空気と燃料ガスの混合促進および均圧化のために、
混合部４８の流路断面積を下流側へ向かうに連れて縮小
した後に再度拡大する形状を採るためである。則ち、テ
ーパ２２ａを前傾させることにより、テーパ２２ａから
ベンチュリ部２２にかけて拡大する空隙を利用して混合
部４８の流路断面積の拡大部を形成させるためである。
このような理由により、ベンチュリ部２２に前記した略
三角形状を採用することにより、淡ガス流路２８への濃
ガスの流入を阻害することなく、しかも、燃料ガスの混
合促進、均圧化を図るための構造を兼ね備えた形状とし
ている。

【００４０】ベンチュリ部２２における流路は、下流に
向かうにつれて高さが勾配状に高く広がっており、断面
積は奥に行くほど次第に大きくなっている。そしてベン
チュリ部２２の淡ガス流路２８は、流路の全高がある程
度の高さとなった所で、断面積が一定となっている。ま
た、本実施例では、板体１６，１７のベンチュリ部２２
を構成する部位は、図１２の様に互いに平行である。

【００４１】本実施例の燃焼装置では、ベンチュリ部２
２は前記した様に略三角形を有する平面であるので、複
数のガス導入孔３１を設けることができる。具体的に
は、本実施例では、千鳥状に６個のガス導入孔３１を設
けており、各導入孔３１の径は配置部位に応じて異なら
せている。これは、淡ガス流路２８の流路断面に対して
均等量の濃ガスを流入させるためであり、ベンチュリ部
２２を流動する空気によって生じる負圧レベルおよび空
気の流動方向に並ぶガス導入孔３１の数に応じてガス導
入孔３１の内径を変化させている。ガス導入孔３１は、
本実施例の様に、千鳥状に配することが望ましいが、水
平線状又は垂直線上に設けてもよい。また推奨されない
が、ガス導入孔３１は１個又は２個といった少数であっ
てもよい。

【００４２】前記した様に、ベンチュリ部２２の下流側
にもテーパ２２ｂが設けられ、当該テーパ２２ｂによっ
て淡ガス流路２８の幅がしだいに広がっている。そして
淡ガス流路２８は大きく方向を変えて淡ガス混合部２３
が形成されている。淡ガス混合部２３は、空気流路が大
きくカーブする部位であり、大きな曲路である。淡ガス
混合部２３の末端は、主構成体２０の中心部にあり、末
端から先の部分は、再度幅が狭くなって導通部２４に繋
がっている。導通部２４は、前記した淡ガス混合部２３
の１／２程度の幅であり、淡ガス混合部２３の末端を含
んで三角形状に広がっている。

【００４３】導通部２４は、淡ガス混合部２３の末端
と、炎孔部材配置部２５を繋ぐものであり、淡ガス混合
部２３の末端に連続し、主構成体２０の空気導入口２７
側から約１／３の長さに渡って延びている。

【００４４】炎孔部材配置部２５は、主構成体２０の上
端部に位置し、長手方向全域に渡って延びている。炎孔
部材配置部２５の側面には、長手方向に溝２５ａが設け
られている。溝２５ａは炎孔部材配置部２５の外側に向
かって凸形状であり、炎孔部材配置部２５の長手方向の
全域に渡って延びている。この溝２５ａは、炎孔部材配
置部２５の剛性を高める目的と、燃料ガスと空気との攪
拌を促進させる目的で設けられたものである。

【００４５】また、本実施例の燃焼装置１では、図１１
の様に、淡ガス流路２８がカーブする淡ガス混合部２３
の内壁に、流路内部に突出する多数の突起１８ｊを設け
ている。また、淡ガス混合部２３から導通部２４に繋が
る部位、則ち、流路幅が狭くなる狭窄部位の近傍にも流
路内部に突出させて多数の突起１８ｊを設けている。こ
の突起１８ｊは、板体１６，１７にプレス成形によって
形成したもので略円柱形であり、その直径は、２〜８ｍ
ｍ程度であり、その高さは、１ｍｍ以下である。この突
起１８ｊは、流路偏向部や流路狭窄部における大きな渦
流の発生を抑止し、渦流に伴う通過音の発生を防止する
と共に、流動する燃料ガスの均圧化を図るものである。

【００４６】則ち、淡ガス流路２８が大きくカーブする
淡ガス混合部２３の内壁では、図１４（ａ）の様に、上
流側から流動する混合ガスが内壁に衝突し、跳ね返りが
生じたり大きな渦流が発生する。しかし、図１１の様に
突起１８ｊを設けると、図１４（ｂ）の様に、混合ガス
の流動によって突起１８ｊの近傍には多数の小さな渦流
が生じ、衝突による跳ね返りや大きな渦流の発生が抑止
され混合ガスは内壁面に沿って流れる。これにより、通
過音の発生が低減し流動する混合ガスが均圧化されると
考えられる。

【００４７】また、淡ガス混合部２３から導通部２４に
繋がる狭窄部では、図１４（ｃ）の様に、流路断面積が
縮小した後に再度拡大する。このため、上流から流入す
る混合ガスは流速を増して狭窄部を通過し、流路断面積
が拡大する部位では混合ガスが内壁面から剥離して局部
的に大きな渦流を生じる。しかし、図１１の様に突起１
８ｊを設けると、図１４（ｄ）の様に、空気または混合
ガスの流動によって突起１８ｊの近傍に多数の小さな渦
流を生じさせる。これにより、空気や混合ガスは内壁に
沿って流動し、流路断面積が拡大する部位においても内
壁面に沿って流動して大きな渦流の発生が抑止され、流
動する混合ガスが均圧化され通過音の発生が低減すると
考えられる。

【００４８】一方、主構成体２０の側面側に配されて副
構成体１２を構成する板体１５，１８は、図２の様に、
前記した板体１６，１７と同様に、鋼板をプレス成形し
て凹凸を設けたものである。板体１５，１８は互いに対
称（掌）形であり、いずれも全体形状が凹状をし、長手
方向の両端及び下部にはフランジ部１５ａ，１８ａが設
けられている。しかしながら、前記した空気導入口２７
が位置する部位については、フランジ部１５ａ，１８ａ
が欠落している。

【００４９】これらの板体１５，１８において、主構成
体２０の淡ガス混合部２３に相当する部位は、他と比較
して内側に向かって凹んでいる。当該凹部１５ｂ，１８
ｂの形状は、淡ガス混合部２３の外形と略一致する。そ
して当該凹部１８ｂの上部は、再度外側に広げられてい
る。則ち、凹部１８ｂの上端１８ｃは、板体１５，１８
の上下の辺に対して平行であり、空気導入口２７に対し
て奥側から板体１５，１８の全長の１／３程度の長さを
占める。当該凹部１８ｂの上端１８ｃから上の部分は、
濃ガス流路形成膨出部１８ｄとなっている。また、濃ガ
ス流路形成膨出部１８ｄの空気導入口２７側の辺は、傾
斜辺１８ｅとなっている。そして前記した濃ガス流路形
成膨出部１８ｄと、空気導入口２７の近傍の部位は、後
述するように傾斜した溝４０によって連通している。

【００５０】板体１５，１８の上部には、図２の様に、
溝状の凹部１８ｆと円形の凹部１８ｇが設けられてい
る。溝状の凹部１８ｆは、８個の部分に分割され、板体
１５，１８の長手方向の全域に一列に延びている。一
方、円形の凹部１８ｇは前記した溝状の凹部１８ｆの間
に形成される分流路１８ｈの上部に設けられている。凹
部１８ｆ，１８ｇはいずれもバーナ本体１０の内側に向
かって凹んだものであり、いずれも燃料ガスと空気との
攪拌を促進させるものである。ただし円形の凹部１８ｇ
は、バーナ本体１０を組み合わせる際の溶接部としての
働きもある。

【００５１】次に炎孔部材１３について説明する。本実
施例で採用する炎孔部材１３は、図３に示すように、凹
凸を有する短冊状の板を重ねたものであり、全体として
４角柱状をしたものである。炎孔部材１３は凹凸同士の
隙間によって図面の上下に連通する。そして炎孔部材１
３の上端の開口は、主炎孔として機能する。炎孔部材１
３は、主構成体２０の炎孔部材配置部２５に挿入され
る。

【００５２】次に、本実施例の燃焼装置１の各部材同士
の関係について説明する。本実施例の燃焼装置１では、
図２の様に、板体１６，１７によって作られた主構成体
２０を中心として、その左右に板体１５，１８が配され
て副構成体１２が形成されたものである。主構成体２０
と、板体１５，１８は、周囲のフランジ部２０ａ，１５
ａ，１８ａを重ね合わせて接合されている。これらの接
合にはスポット溶接が採用されている。スポット溶接
は、主構成体２０を構成する中央の板体１６，１７と、
副構成体１２を構成する側面部の板体１５，１８との間
で行なわれる。則ち、中央の一方の板体１６と、これに
隣接する側面部の板体１５の間でスポット溶接による接
合が行なわれ、さらに中央の他方の板体１７と、これに
隣接する側面部の板体１８の間についてもスポット溶接
が行なわれる。

【００５３】主構成体２０を構成する中央の板体１６，
１７と、副構成体１２を構成する側面部の板体１５，１
８との間で行なわれる溶接接合は、前記した板体１５，
１８の上部に設けられた円形の凹部１５ｇ，１８ｇ内で
行なわれる。円形の凹部１５ｇ，１８ｇは、主炎孔及び
補助炎孔に近い部位である。このように主炎孔及び補助
炎孔に近い部位において中央の板体１６，１７と、副構
成体１２を構成する側面部の板体１５，１８との間を接
合する理由は、当該部位が高温にさらされ易く、変形し
易いためである。

【００５４】従って、溶接による板体同士の接合は、で
きるだけ炎孔に近い部位で行なうことが望ましく、炎孔
部材の側面に相当する部位であることが推奨される。ま
た本実施例では、円形の凹部１５ｇ，１８ｇの部位で溶
接接合が行なわれているので、円形の凹部１５ｇ，１８
ｇの内側（内側から見れば当該部位は突起である）が図
３（ｂ）の様に主構成体２０の側面と接し、主構成体２
０の側面と板体１５，１８の凹部１５ｇ，１８ｇ以外の
部位の間に隙間が確保される。

【００５５】また主構成体２０と、板体１５，１８との
内部の接合関係を見ると、主構成体２０と、側面側の板
体１５，１８は、下端の空気導入口２７の近傍と、淡ガ
ス混合部２３の近傍及び中間壁部３８で接し、他の部位
は離れている。則ち、下端の空気導入口２７の近傍にお
いては、図１，図８の様に主構成体２０の空気導入口２
７の側面２７ａ，２７ｂと、底面２７ｃ，２７ｄが側面
側の板体１５，１８と接し、当該部位に隙間はない。

【００５６】しかし副構成体１２たる板体１５，１８の
開口４６は、空気導入口２７よりも大きく、空気導入口
２７の上部は板体１５，１８の開口４６と接していな
い。従って、バーナ本体１０の下端部は二重構造の開口
となっており、主構成体２０の空気導入口２７の上部
に、主構成体２０の空気導入口２７の上部の外壁と副構
成体１２たる板体１５，１８の開口４６の内側で形成さ
れる開口が存在する。そして当該開口は、濃ガス導入口
４３として機能する。

【００５７】このように、本実施例では、開口が二重構
造となっており、空気導入口２７の上部が直接的に濃ガ
ス導入口４３の壁の一部として機能するので、スペース
に無駄がなく、燃焼装置の全高を低くすることができ
る。また本実施例では、濃ガス導入口４３が空気導入口
２７上にあるので、濃ガス導入口４３は主炎孔３６及び
補助炎孔２９ａ，２９ｂに近い位置にあり、空気導入口
２７は、主炎孔及び補助炎孔から遠い位置にある。

【００５８】主構成体２０のベンチュリ部２２の周囲と
副構成体１２の間は、図６，図８，図１２の様に空隙３
３が形成されている。ベンチュリ部２２の周囲は、底部
を除く三方について副構成体１２と離れており、ベンチ
ュリ部２２の周囲は、空隙３３によって包囲されてい
る。

【００５９】また、図１３の様に、主構成体２０と副構
成体１２の濃ガス流路形成膨出部１８ｄについても離れ
ていて空隙４５が形成されている。ただし主構成体２０
の導通部２４は他の部分に比べて幅が狭いので、導通部
２４の側面側は他の部位よりも広い空間となっている。
空隙４５は、淡ガス流路２８の両側面に位置するもので
あり、主構成体２０の全長にわたって広がっている。

【００６０】前記した主構成体２０の下部の側面に形成
された空隙３３と、上部に形成された空隙４５の間は、
図７，図１３（ａ）の様に主構成体２０の中間壁部３８
と副構成体１２の内面が接して隙間が無く、上下の空隙
３３，４５は、遮蔽されている。ただ、図７，図１３
(ｂ）のように上下の空隙３３，４５は、唯一、副構成
体１２の溝４０の部分によって連通されている。則ち、
副構成体１２の濃ガス流路形成膨出部１８ｄと、空気導
入口２７の近傍の部位に溝４０が形成されており、当該
溝４０によって濃ガス流路形成膨出部１８ｄと濃ガス導
入口４３が連通している。一方、中間壁部３８は平板で
あるから、中間壁部３８の両側と各板体１５，１８の溝
４０との間で狭窄通路４７が形成される。

【００６１】ここで当該狭窄通路４７の部分の細部につ
いて説明すると、図６の様に、狭窄通路４７は中間壁部
３８の連通孔３７に位置する。また連通孔３７近傍の板
体１５，１８の膨出部の境界線は、図７の様に、連通孔
３７の斜め上方に延びる開口部位と交差する。そのため
上部の空隙４５と下部の空隙３３を連通する狭窄通路４
７は、図６，図７の様に、中間壁部３８の連通孔３７に
相当する部位については一体であり、狭窄通路４７の中
間部に至って中間壁部３８によって左右に仕切られる。

【００６２】従って、図１３（ｂ）の様に、主構成体２
０と、板体１５，１８との間には、狭窄通路４７を介し
て下部の空隙３３と上部の空隙４５を繋ぐ一連の気体流
路３５ａ，３５ｂが形成されており、これらの気体流路
３５ａ，３５ｂは、いずれも上方が天面に開放されてい
る。そして本実施例の燃焼装置１では、当該開放面が補
助炎孔２９ａ，２９ｂとして機能する。本実施例の燃焼
装置１では、主炎孔３６は直線状であり、副構成体１２
によって形成される補助炎孔２９ａ，２９ｂは、主炎孔
３６に沿って主炎孔３６の両側に位置する。また気体流
路３５ａ，３５ｂは、補助炎孔２９ａ，２９ｂに濃混合
ガスを供給する濃ガス流路として機能する。

【００６３】より詳細に説明すると、主構成体２０を構
成する板体１６とそれに隣接する板体１５の間には隙間
があり、この隙間は、両者の下端近傍から上部にかけて
狭窄通路４７を介して連通している。そして当該隙間が
前記した様に濃ガス流路３５ａとして機能する。一方、
主構成体２０を構成する板体１７と、それに隣接する板
体１８の間にも隙間があり、この隙間は、両者の下端近
傍から上部にかけて連通していて濃ガス流路３５ｂとし
て機能する。そして、各々の濃ガス流路３５ａ，３５ｂ
は、上部が開放され、補助炎孔２９ａ，２９ｂが形成さ
れている。

【００６４】またバーナ本体１０の側面部、より詳細に
は空気導入口２７側の側面の形状は前記した通りであ
り、主構成体２０の空気導入口２７の側面に板体１５，
１８の内面が接している。しかしながら、空気導入口２
７の上部については、板体１６，１７の一部が欠落して
おり、濃ガス導入口４３が開口し、前記した濃ガス流路
３５ａ，３５ｂが外部と連通している。また当該部位の
主構成体２０には、連通孔３７が設けられている。従っ
て空気導入口２７の上部には比較的広い空隙３０があ
り、外部に開放されている。

【００６５】また主構成体２０のベンチュリ部２２は、
前記した様に他の部分に比べて幅が狭いので、ベンチュ
リ部２２と両側の板体１５，１８の間には、図８，図１
２の様に比較的大きな空隙３３がある。そして、前記空
隙３０及びベンチュリ部２２側面近傍の空隙３３は、燃
料ガスと空気との混合部４８として機能する。また、空
隙３３は、燃料ガスを淡ガス流路２８へ分岐させる分岐
部としての機能を併せ持つ。

【００６６】なお主構成体２０は淡ガス流路として機能
し、空隙３３は濃ガス流路３５ａ，３５ｂの一部である
から、ベンチュリ部２２においては淡ガス流路２８は濃
ガス流路３５ａ，３５ｂの一部たる混合部４８に包囲さ
れている。

【００６７】本実施例の燃焼装置１では、混合部４８の
流路断面積を下流側へ向かうに連れて縮小した後に、再
度拡大させる形状を採用している。則ち、図６，図７，
図１３の様に、板体１５，１８は主構成体２０の中間壁
部３８と当接しているため、空隙３０および空隙３３
は、上部の空隙４５と遮蔽されている。そして、図２，
図７の様に、板体１５，１８と中間壁部３８との当接部
位の上辺は濃ガス流路形成膨出部１８ｄの傾斜辺１８ｅ
であり、当接部位の下辺は傾斜辺１８ｅと略平行な傾斜
辺１８ｉを形成している。従って、混合部４８の上部内
壁は傾斜辺１８ｉに沿って下流側へ向けて下降傾斜して
形成されている。一方、図６，図７の様に、空気導入口
２７の上部外壁は下流側に向かうに連れて上昇傾斜して
形成され、テーパ２２ａの部位に至って急激に下降傾斜
している。

【００６８】これにより、混合部４８は濃ガス導入口４
３から下流側へ向かうに連れて流路断面積を縮小した先
細りの形状であり、その内部に混合促進部材６０が配さ
れている。そして、下流の連通孔３７に至るとベンチュ
リ部２２を形成するテーパ２２ａによって流路断面積が
急激に拡大した空隙３３に繋がっている。則ち、濃ガス
導入口４３から混合促進部材６０を通過してテーパ２２
ａへ至る間の流路は下流に向かうに連れて先細りとな
り、テーパ２２ａに掛かる部位で流路断面積は最小とな
り、以降は下流へ向かうに連れて流路断面積が急激に拡
大されている。

【００６９】従って、濃ガス導入口４３から導入された
燃料ガスおよび空気は混合促進部材６０で混合されつつ
流路の左右に分離され、流路断面積の縮小に伴って流速
を増しつつ混合されて連通孔３７に向かう。この間、燃
料ガスおよび空気は充分に混合される。そして、流路断
面積が最小の部位を通過すると急激に流路断面積が拡大
され、左右に分離されつつ混合された濃ガスは流速を低
下し連通孔３７を介して連通して圧力差が除去され均圧
化される。ここで、混合部４８の流路断面積に関して、
最小部位の断面積は、濃ガス導入口４３からの距離や、
空気を送風するファンの送風力によって変わるので、こ
れらを考慮して適宜決定される。概ね濃ガス導入口４３
の開口面積に対して７０％以下の範囲が良い。本実施例
では、濃ガス導入口４３の開口面積に対して、流路断面
積が最小部位の断面積を略５０％に形成している。

【００７０】また、本実施例では、混合部４８で充分に
混合され均圧化された後の濃ガスを分岐部（空隙）３３
からベンチュリ部２２へ供給する。前記した様に、空隙
３３はテーパ２２ａの上端部近傍から下流側のベンチュ
リ部２２へかけて広がる空間であり、この空隙３３が分
岐部として機能する。従って、混合部４８の流路断面積
の縮小に伴って充分に混合され、再度流路断面積の拡大
によって流速が低下し連通孔３７によって均圧化された
状態の濃ガスが分岐部（空隙）３３からベンチュリ部２
２へ供給される。これにより、分岐部３３を介して淡ガ
ス流路２８に流入する燃料ガス量が安定し、淡ガスの濃
度を一定とすることができる。

【００７１】ここで、燃料ガスノズル１１は、混合促進
部材６０に設けた切り起こし部６０ｂの上下方向および
左右方向の中心部分に軸線が来るように配置される。と
ころが、部材寸法の公差や製造のばらつきによって、燃
料ガスノズル１１の取り付け位置や角度にばらつきが生
じ易い。しかし、本実施例の燃焼装置１では、前記した
ように、混合部４８において充分に混合され均圧化され
た濃ガスを得ることができる。従って、燃料ガスノズル
１１の位置が上下左右に僅かにずれた場合、あるいは、
角度ずれを生じた場合でも混合むらを生じることがな
く、濃ガスおよび淡ガスの濃度比率を安定化させること
が可能である。尚、燃料ガスノズル１１は、配置の都合
に応じて取付位置や角度を意図的に変化させた設計を行
うことも可能である。

【００７２】また燃焼装置１の付属品として点火装置３
４が設けられている。点火装置３４は、補助炎孔２９
ａ，２９ｂの近傍であって、空気導入口２７の上部近傍
に位置している。

【００７３】次に、本実施例の燃焼装置１の燃料ガス及
び空気の流れについて説明する。本実施例の燃焼装置１
では、前記したバーナ本体１０の空気導入口２７の上部
の濃ガス導入口４３に燃料ガスノズル１１が挿入され
る。またバーナ本体１０の上流側には図示しない送風機
が設けられ、濃ガス導入口４３と空気導入口２７の双方
に空気が供給される。則ち、前記した燃料ガスノズル１
１の挿入状態は、通常のブンゼン式燃焼バーナと同様で
あり、濃ガス導入口４３と燃料ガスノズル１１の間には
隙間あるいは開口があり、当該濃ガス導入口４３には燃
料ガスと共に空気が混入される。空気の燃料ガスに対す
る混合割合は、理論空気量の４０％程度であり、燃料ガ
ス濃度の高いものである。一方、空気導入口２７から
は、空気のみが導入される。

【００７４】そして前記した濃ガス導入口４３から入っ
た燃料ガスは、混合部４８において空気と混合される。
ここで混合部４８は、空隙３０および空隙３３を合わせ
たものであり、混合部４８の内部に設けられた混合促進
部材６０と流路断面積の縮小および拡大によって燃料ガ
スと空気は強制的に混合され、均圧化された濃混合ガス
が作られる。

【００７５】則ち、図６〜図８に示すように、濃ガス導
入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進
部材６０に向かって移動し、切り起こし部６０ｂに沿っ
て略半円状に収斂するように気流が曲げられる。そし
て、収斂した空気および燃料ガスは左右に逃げるように
分離し、流路断面積の縮小に伴って流速を増しつつ下流
側の連通孔３７へ移動する。そして、燃料ガスが連通孔
３７に至ると空隙３３によって流路面積が拡大して流速
が低下すると共に、分離した燃料ガスは連通孔３７で連
通され、燃料ガスの圧力差が除去されて均圧化された燃
料ガスとなる。

【００７６】このように、混合部４８において空気およ
び燃料ガスが充分に混合された濃ガスの一部は図６，図
９の様に狭窄通路４７を通って上部の空隙４５に入る。
そして空隙４５の全域に広がり、溝状の凹部１８ｆの間
の分流路１８ｈを通り上部の補助炎孔２９ａ，２９ｂか
ら外部に噴射される。則ち、燃料ガスの一部は、図１３
（ｂ）の様に、濃ガス流路３５ａ，３５ｂを主構成体２
０の側面に沿って上方に流れ、主構成体２０の両側に設
けられた補助炎孔２９ａ，２９ｂから外部に噴射され
る。

【００７７】ここで、本実施例の燃焼装置１では、図
７，図９の様に、狭窄通路４７から離れた分流路１８ｈ
側へ向けて燃料ガスが流出するように狭窄通路４７を傾
斜させると共に、狭窄通路４７の流路中心軸が分流路１
８ｈの上流側入口に近接しないように配置している。則
ち、燃料ガスが燃焼装置１の奥方向に向けて流出するよ
うに狭窄通路を燃焼装置１の奥へ向けて僅かに傾斜させ
た形状としている。これにより、狭窄通路４７から流出
する濃ガスが燃焼装置１の奥側の分流路１８ｈにも供給
され易い構造として、補助炎孔２９ａ，２９ｂから全長
に渡って略均一量の燃料ガスを略同時に噴出させること
を可能にしている。

【００７８】濃ガス流路３５ａ，３５ｂを経由して補助
炎孔２９ａ，２９ｂから噴射された混合ガスは、前記し
た様に理論空気量の４０％程度しか空気が混合されてお
らず、燃料ガスの濃度が高い。また本実施例の燃焼装置
１では、混合部４８における前記した流路断面積の縮
小、拡大と混合促進部材６０によって空気と高濃度燃料
ガスとが充分混合された後に、更に濃ガス流路３５ａ，
３５ｂの上部側の空隙４５に入る直前に狭い流路（狭窄
通路４７）を通過するので、燃料ガスと空気との混合が
一層促進される。

【００７９】また本実施例では、狭窄通路４７は入り口
部分においては連通孔３７によって左右共通であり、通
路の中間部分で中間壁部３８によって左右に分けられ
る。従って左右の通路の開口断面積は、狭窄通路４７の
中間部分の断面積だけによって決まる。ここで狭窄通路
４７は、板体をプレス成形して形成された溝４０であ
り、その内側であって中間部分は、最も成形精度が高
い。そのため本実施例の燃焼装置１では、混合部４８で
混合された濃混合ガスが均等に左右の濃ガス流路３５
ａ，３５ｂに分割され、左右の補炎のバランスが良い。
特に、本実施例の燃焼装置１では、混合部４８で充分に
混合されて混合むらのない濃混合ガスを狭窄通路４７に
送り込むため、左右の補炎のバランスが良く、更に前記
したように、狭窄通路４７の傾斜配置によって補助炎孔
２９ａ，２９ｂの全長に渡って均一に燃料ガスを流動さ
せることができ、燃焼むらのない安定した火炎を得るこ
とができる。

【００８０】また、本実施例の燃焼装置１では、前記し
たように補助炎孔２９ａ，２９ｂの全長に渡って混合む
らのない濃ガスを均一に噴出させることができる。これ
により、点火装置３４を燃焼装置１の奥に配置すること
も可能であり、点火装置３４を燃焼装置１の手前に設け
る場合に比べて、スムーズな着火、火移りおよび消火が
可能で、未燃焼ガスの発生を低減できる。また、スムー
ズな着火、火移りにより燃焼状態の変動過渡期に生じや
すい振動燃焼の発生が抑止される。

【００８１】一方、混合部４８（空隙３０，３３）にお
いて充分に混合された燃料ガスの残部は、図６〜図８の
様にベンチュリ部２２の近傍に至り、淡ガス流路２８の
一部たるベンチュリ部２２を包囲する空隙３３（分岐
部）に流れ込む。そして燃料ガスの残部は、ベンチュリ
部２２に設けられたガス導入孔３１から、主構成体２０
の内部に入る。則ち、燃料ガスは、ガス導入孔３１を経
由して淡ガス流路２８に入る。

【００８２】ここで本実施例では、ガス導入孔３１は主
構成体２０が部分的に断面積が狭くなった部位に設けら
れている。そのため当該部位は流速が速く、内部は負圧
傾向となっている。一方、ベンチュリ部２２の周囲は、
濃ガス流路３５ａ，３５ｂの一部で包囲されており、ベ
ンチュリ部２２の周囲には、濃混合ガスが十分に存在す
る。そのためベンチュリ部２２の周囲の濃混合ガスが主
構成体２０の負圧によって吸い込まれ、燃料ガスは、空
気の流れに対して垂直方向に突入し、主構成体内（淡ガ
ス流路２８）を流れる空気と混合される。特に、本実施
例では前記したように、ガス導入孔３１の設置部位に応
じてその内径を変化させ、淡ガス流路２８の流路断面に
対して均一量の濃ガスを流入させて下流側に供給する構
成としている。これにより、淡ガス流路２８の内部で局
部的に濃ガス濃度が上昇することがなく、混合むらの発
生が抑止される。

【００８３】そして燃料ガスは、大きく曲回した淡ガス
混合部２３でさらに混合が促進され、導通部２４を経て
炎孔部材配置部２５に至り、炎孔部材１３に入って主炎
孔３６から外部に噴射される。この場合、淡ガス混合部
２３を経て導通部２４に至る途中で淡ガスは大きく偏向
すると共に狭窄部を通過するが、前記したように、突起
１８ｊを設けることにより、通過音の発生が抑止され、
均圧化された淡ガスを主炎孔３６へ供給することが可能
である。

【００８４】本実施例の燃焼装置１では、燃料ガスは、
それぞれ上記した経路を辿り、炎孔部材１３の主炎孔３
６からは淡混合ガスが噴射され、側面に位置する補助炎
孔２９ａ，２９ｂからは濃混合ガスが噴射される。ここ
で、二つの炎孔に至る距離に注目すると、両者の間には
相当の差異がある。則ち、両者の燃料ガスの流路は、前
記した空隙３３（分岐部）の部位まで共通である。しか
し濃ガス導入口４３は、空気導入口２７よりも主炎孔及
び補助炎孔に近い位置にあり、且つ補助炎孔２９ａ，２
９ｂに至る濃ガス流路３５ａ，３５ｂは、空隙３３（分
岐部）の近傍から直接的に上部にのびている。そのため
濃混合ガスは、空隙３３（分岐部）の近傍から直接的に
上部に上がり、補助炎孔２９ａ，２９ｂから噴射され
る。

【００８５】これに対して主炎孔３６から噴射される淡
混合ガスは、空隙３３から一旦ベンチュリ部２２を介し
て淡ガス流路２８に流入し、その後、大きな曲部たる淡
ガス混合部２３を通過し、大きく迂回した後に主炎孔３
６へ至る。そのため図示しない電磁弁を開いて、燃料ガ
スノズル１１から燃料ガスを導入したとき、二つの炎孔
からの燃料ガスの噴射に時間差が生じ、最初に補助炎孔
２９ａ，２９ｂから全長に渡って略均等量の燃料ガスが
噴射し、補炎が発生する。そして補助炎孔２９ａ，２９
ｂから噴射される燃料ガスは、高濃度であり、燃料ガス
にはただちに引火する。また特に、補助炎孔２９ａ，２
９ｂから燃料ガスが噴射された直後は、まだ主炎孔３６
から低濃度の燃料ガスが噴射されていないので、低濃度
の燃料ガスによって煽られることもない。そのため補助
炎孔から噴射される燃料ガスヘの着火は確実である。

【００８６】そして続いて、空隙３０から下側の空隙３
３（分岐部）に迂回し、さらに曲部たる淡ガス混合部２
３を経て、補助炎孔２９ａ，２９ｂからの燃料ガスの噴
射に遅れて、低濃度の燃料ガスが主炎孔３６から噴射す
る。しかし低濃度の燃料ガスが噴射した時には、すでに
補炎が安定した状態で燃焼しており、補炎から火が移っ
て低濃度の燃料ガスは直ちに着火し、主炎が発生する。
これにより、未燃焼成分が外部に排出されず、ガス臭さ
による不快や不安感情を起こさせない。また主炎の根元
には安定した補炎が存在するので、主炎の基端部を補炎
が保持し、主炎の着火直後から火飛びの発生も少ない。

【００８７】このように、本実施例の燃焼装置１では、
混合部４８において空気と充分に混合された濃ガスが補
助炎孔２９ａ，２９ｂの全長に渡って均一に供給される
と共に、主炎孔３６にも空気と充分に混合された淡ガス
が供給されるので、極めて安定した火炎が得られる。特
に、主炎孔３６に先立って補助炎孔２９ａから高濃度の
燃料ガスを噴射させるために、濃ガス流路が短く充分な
混合を得にくい構造ではあるが、混合部の流路断面積の
縮小、拡大形状や混合促進部材６０および狭窄通路４７
の適切な配置によって小型で安定した混合ガスを得るこ
とができる燃焼装置を製することができる。

【００８８】また、充分に混合された燃料ガスを生成す
ることができるので、ＮＯｘ値やＣＯ値を低減した燃焼
性の安定した火炎を得ることが可能となる。更に、製造
時において、寸法公差に伴って燃料ガスノズルに僅かな
位置ずれや角度ずれを生じても、安定した混合ガスが生
成されるので、製造性を向上させることができる。

【００８９】尚、本実施例の燃焼装置１では、混合部４
８の上部内壁を下流側に向けて下降させると共に、空気
導入口２７の上部外壁を下流側に向けて上昇させて流路
断面積を縮小する構造としたが、本発明はこのような構
成に限られるものではない。例えば、図６，図８に示す
濃ガス導入口４３を構成する部位の幅を下流側に向かう
に連れて縮小するようにプレス成形した板体１５，１８
を採用して、流路断面積の縮小を図ることも可能であ
る。

【００９０】次に、本発明の別の実施例に係る燃焼装置
を、図１５，図１６を参照して説明する。図１５（ａ）
は、本発明の別の実施例に係る燃焼装置２の要部分解斜
視図、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。本実施例の燃焼装置２は、前記実施例に示した燃焼
装置１において、ベンチュリ部２２の形状を変更した構
成であり、同一構成部分については同一符号を付して重
複した説明を省略する。

【００９１】本実施例では、ベンチュリ部２２の面積が
拡大すると共に、これに伴ってガス導入孔３１の数を増
している。則ち、前記燃焼装置１におけるベンチュリ部
２２のテーパ２２ａを略垂直方向に配して、ベンチュリ
部２２を略方形形状としている。また、ガス導入孔３１
の上流側内壁に淡ガス流路の内部へ向けて突出する突起
１８ｋを複数配列している。この構成によれば、空気導
入口２７から導入された空気は突起１８ｋに衝突して微
細な渦流を形成しつつ下流側に流動し、ガス導入孔３１
から流入する濃ガスと混合されつつ更に下流側へ移動す
る。このとき、前記図１４（ｄ）に示した狭窄部の場合
と同様に、ベンチュリ部２２を通過する空気および濃ガ
スは内壁面近傍に小さな渦流を形成しつつ、内壁に沿っ
て下流へ移動する。これにより、ベンチュリ部２２を通
過して流路断面積が拡大する部位においても、形成され
た小渦流が内壁面に沿って流動し、大きな渦流の発生が
抑止される。

【００９２】従って、大きな渦流の発生に伴う通過音の
発生や淡ガス流路内における局部的な圧力差を生じるこ
とが抑止され、整流、均圧化された混合ガスが淡ガス流
路の内壁面に沿って下流側へ流動し、火炎を安定させる
ことが可能となる。尚、本実施例の突起１８ｋは、淡ガ
ス流路２８の内部へ向けて略円柱形状に突出するように
板体１６，１７をプレス成形したものであり、前記図１
１の突起１８ｊと同様に、その直径は２〜８ｍｍ程度で
あり、その高さは１ｍｍ以下としている。また、本実施
例では、ガス導入孔３１の上流側に突起１８ｋを配した
が、ガス導入孔３１に近接させて設けたり、下流側に設
けても同様の効果を奏する。

【００９３】ここで、燃焼装置２では、ベンチュリ部２
２のガス導入孔３１の上流側に複数の突起１８ｋを配列
した構成としたが、導入孔としての機能と突起としての
機能とを兼ね備えたガス導入孔を設けた構成を採ること
もできる。次に、そのような構成の燃焼装置の実施例を
説明する。

【００９４】図１６（ａ）は、本発明の別の実施例に係
る燃焼装置３の要部拡大斜視図、同図（ｂ）は、（ａ）
のＡ−Ａ矢視断面図である。本実施例の燃焼装置２は、
前記したように、前記実施例に示した燃焼装置２におい
て、ベンチュリ部２２に導入孔としての機能と突起とし
ての機能とを兼ね備えたガス導入孔３１’を設けたもの
である。

【００９５】ガス導入孔３１’はバーリング孔形状とさ
れている。則ち、ガス導入孔３１’の開口縁が淡ガス流
路内部へ向けて突出するバーリング孔加工が施されたも
のであり、板体１６，１７をプレス成形加工して形成し
ている。この構成によれば、空気導入口２７から導入さ
れた空気はガス導入孔３１’の突出部に衝突して微細な
渦流を形成しつつ下流側に流動すると共に、ガス導入孔
３１’から流入する濃ガスと混合されつつ更に下流側へ
移動する。この場合も、前記図１５で示した燃焼装置２
と同様に、ベンチュリ部２２を通過する空気および濃ガ
スは内壁面近傍に小さな渦流を形成しつつ、内壁に沿っ
て下流へ移動する。これにより、ベンチュリ部２２を通
過して流路断面積が拡大する部位でも、形成された小渦
流が内壁面に沿って流動し、大きな渦流の発生が抑止さ
れ、通過音の発生や混合ガスの局部的な圧力差の発生が
低減する。

【００９６】尚、前記燃焼装置２に示した構成、則ち、
ガス導入孔３１の近傍に突起１８ｊを設ける構成や、前
記燃焼装置３に示した構成、則ち、ガス導入孔３１’を
バーリング孔形状とする構成は、前記した燃焼装置１に
適用することも可能であり、同様の効果を奏することが
できる。

【００９７】

【発明の効果】請求項１から３に記載した本発明によれ
ば、濃ガス導入口に対して燃料ガスノズルの位置が僅か
にずれた場合でも、空気と燃料ガスを充分に混合するこ
とができ、主炎および補炎を安定させた高品質の燃焼装
置を提供することができる。請求項４，５に記載した本
発明によれば、請求項１から３の本発明の効果に加え
て、淡ガス流路で生じる通過音の発生を抑制し、均圧化
された淡ガスを供給することができ、静粛性、主炎の安
定性を向上させた燃焼装置を提供できる。請求項６，７
に記載した本発明によれば、淡ガス流路で生じる通過音
の発生を抑制し、均圧化された淡ガスを供給することが
でき、燃焼装置の静粛性、主炎の安定性を向上させるこ
とができる。請求項８，９に記載した本発明によれば、
ガス流路で生じる通過音の発生を抑制し、均圧化された
混合ガスを流動させることができ、静粛性、火炎の安定
性を向上させた燃焼装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的実施例に係る燃焼装置の斜視図
である。

【図２】図１の燃焼装置の分解斜視図である。

【図３】図１の燃焼装置の平面図及びその拡大図であ
る。

【図４】図１の燃焼装置の展開図である。

【図５】図４の板体の折り重ね構造を示す説明図であ
る。

【図６】図１の燃焼装置における混合部周辺の構造およ
び燃料ガスの流れを示す説明図である。

【図７】図１の燃焼装置における混合部周辺の燃料ガス
の流れを示す正面図である。

【図８】図１のＤ方向矢視斜視図である。

【図９】図１の燃焼装置における濃ガス流路側の燃料ガ
スの流れを示す斜視図である。

【図１０】図１の燃焼装置における淡ガス流路側の燃料
ガスの流れを示す説明図である。

【図１１】図１に示す燃焼装置における淡ガス流路に適
用される突起を示した斜視図である。

【図１２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図１３】（ａ）は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｂ）は
図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図１４】（ａ），（ｂ）は流路の偏向部における混合
ガスの流動状態を突起を設けない場合と設けた場合とに
おいて比較して示した説明図、（ｃ），（ｄ）は流路の
狭窄部における混合ガスの流動状態を突起を設けない場
合と設けた場合とにおいて比較して示した説明図であ
る。

【図１５】（ａ）は本発明の他の実施例に係る燃焼装置
のベンチュリ部近傍の構造を示す要部拡大斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１６】（ａ）は本発明の他の実施例に係る燃焼装置
のベンチュリ部近傍の構造を示す要部拡大斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼装置 １８ｊ，１８ｋ 凸形状または凹形状 ２７ 空気導入口 ２８ 淡ガス流路 ２９ａ，２９ｂ 補助炎孔 ３１，３１’ガス導入孔 ３３ 分岐部（空隙） ３５ａ，３５ｂ 濃ガス流路 ３６ 主炎孔 ４３ 濃ガス導入口 ４８ 混合部

フロントページの続き (72)発明者 木村 新悟 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 三浦 敬一 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 井口 雅博 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 亀山 修司 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3K017 AA02 AA06 AA08 AB02 AC02 AD04 AD08 AD11 CA04 CA06 CA08 CB09 CE01 CE03 DD04 DD08 3K065 TA07 TA14 TD05 TG01 TH01 TH04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、
   当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃
   料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、
   空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、
   空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口
   と、前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガス
   を供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔
   を連通し補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、
   濃ガス流路の一部を構成し濃ガス導入口から下流側に向
   かうに連れて流路断面積を縮小させて形成され導入され
   た燃料ガスと空気とを混合させる混合部と、濃ガス流路
   の一部を構成し混合部で生成された高濃度の燃料ガスの
   一部を淡ガス流路へ分岐する分岐部とを有し、燃料ガス
   の一部は分岐部から淡ガス流路に設けられたガス導入孔
   を介して淡ガス流路へ流れ込んで主炎孔から低濃度の燃
   料ガスが噴射され、燃料ガスの一部は混合部から濃ガス
   流路を経て補助炎孔から高濃度の燃料ガスが噴射される
   ことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記混合部は、濃ガス導入口から所定長
   さだけ下流の部位以降は、下流に向かうに連れて流路断
   面積を再度拡大させて形成されることを特徴とする請求
   項１に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記分岐部は、混合部の流路断面積が最
   小となる部位よりも下流側に設けられることを特徴とす
   る請求項２に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記淡ガス流路のガス導入孔近傍の内壁
   面に凸形状または凹形状を形成したことを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記淡ガス流路のガス導入孔をバーリン
   グ孔形状に形成したことを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれか１項に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、
   当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃
   料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、
   空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、
   空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口
   と、前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガス
   を供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔
   を連通し補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、
   濃ガス流路の一部を構成し濃ガス導入口から導入された
   燃料ガスと空気とを混合させる混合部と、濃ガス流路の
   一部を構成し混合部で生成された高濃度の燃料ガスの一
   部を淡ガス流路へ分岐する分岐部とを有し、燃料ガスの
   一部は分岐部から淡ガス流路に設けられたガス導入孔を
   介して淡ガス流路へ流れ込んで主炎孔から低濃度の燃料
   ガスが噴射され、燃料ガスの一部は混合部から濃ガス流
   路を経て補助炎孔から高濃度の燃料ガスが噴射される構
   成とされており、 前記淡ガス流路のガス導入孔近傍の内壁面に凸形状また
   は凹形状を設けたことを特徴とする燃焼装置。
7. 【請求項７】 前記請求項６に記載の燃焼装置におい
   て、凸形状または凹形状を設ける構成に代えて、ガス導
   入孔をバーリング孔形状に形成したことを特徴とする燃
   焼装置。
8. 【請求項８】 前記淡ガス流路または濃ガス流路におけ
   る流路偏向部位近傍の内壁面に凸形状または凹形状を形
   成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項
   に記載の燃焼装置。
9. 【請求項９】 前記淡ガス流路または濃ガス流路におけ
   る流路断面積が縮小された狭窄部近傍の内壁面に凸形状
   または凹形状を設けたことを特徴とする請求項１乃至８
   のいずれか１項に記載の燃焼装置。