JP2003254513A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火炎の安定性が高く、燃料ガスを完全燃焼で
きる燃焼装置を提供することを目的とした。 【解決手段】 燃焼装置１は、主炎孔４５および補助炎
孔４６を備えており、補助炎孔４６内には保炎形成部材
４７が配置されている。補助炎孔４６は、保炎形成部材
４７により屈曲分割され、上下方向に連通したスリット
状の保炎孔５０が形成されている。補助炎孔４７に供給
された濃ガスは、開口面積の小さな保炎孔５０から噴出
し、主炎孔４５の近傍に比較的小さな火炎（保炎）を形
成する。主炎孔４５に形成された主炎は、保炎孔５０に
形成された保炎が発する熱により安定化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスを燃焼するこ
とにより湯水を加熱する湯水加熱装置等に好適に使用で
きる燃焼装置に関するものである。

【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、主炎孔
が形成されている。また、前記燃焼装置には、側面側の
それぞれ二枚の金属板によっ高濃度の燃料ガスが通過す
る濃ガス流路が構成されており、補助炎孔が形成されて
いる。淡ガス流路を通過した淡ガスは、燃焼されると燃
焼装置の略中央に比較的大きな主炎を形成する。一方、
濃ガス流路から噴出した濃ガスは、燃焼されると前記主
炎に隣接する位置に比較的小さな保炎を形成する。淡ガ
スが燃焼し形成される主炎は、濃ガスが燃焼し発生した
火炎が発生する熱により安定化される。

【０００４】また、燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる
方法として、燃焼装置の外部で燃料ガスと空気とを混合
した混合ガスを供給し、燃焼させる予混合希薄燃焼方式
が知られている。予混合希薄燃焼方式を採用した燃焼装
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。

【０００５】従来技術のこの種の燃焼装置として、火炎
を安定化すべく炎孔の一部を保炎孔として用いたものが
知られている。この種の燃焼装置は、上記した濃淡燃焼
方式の燃焼装置と同様に複数の金属板を重ねたものであ
り、中央の二枚によって供給された混合ガスの大部分が
通過するガス流路を構成し、主炎孔が形成されている。
また、前記燃焼装置は、側面側のそれぞれ二枚の金属板
によって前記混合ガスの残部が通過する流路を構成し補
助炎孔が形成されている。主炎孔から噴出した混合ガス
は、燃焼されると燃焼装置の略中央に比較的大きな主炎
を形成する。一方、補助炎孔から噴出した混合ガスは、
燃焼されると前記主炎に隣接する位置に比較的小さな保
炎を形成する。燃焼装置の中心部に形成される主炎は、
保炎が発生する熱により安定化される。

【０００６】補助炎孔から噴出するガスの流速が不安定
であると、当該補助炎孔に形成される保炎の安定性が低
く、主炎孔に形成される主炎を安定化することができな
い。即ち、補助炎孔から流出するガスの流速が速すぎる
場合は、保炎自体の安定性が悪く、主炎孔に形成される
主炎を安定化することができない。一方、補助炎孔から
流出するガスの流速が遅すぎる場合は、ガス供給量が少
なく、主炎を安定化するのに十分な熱量が得られないと
いう問題がある。さらに、ガスの流速が遅い場合は、補
助炎孔の基端部近傍にガスの渦流がほとんど発生せず、
保炎の安定性が確保できないという問題がある。従っ
て、従来の燃焼装置は、火炎の安定性が悪く、燃料ガス
を完全燃焼できないという問題がある。

【０００７】そこで、上記した問題を解決すべく、本発
明者等は特許２７１５９０６号公報に開示されている燃
焼装置を提供した。当該燃焼装置２００は、図１４に示
すように、燃焼管本体２０１を中心として、左右に濃混
合ガス通路部２０２が配置され、さらに燃焼管本体２０
１の上部であって、濃混合ガス通路部２０２の間に淡混
合ガスを噴出する炎孔部材２０３が設けられたものであ
る。濃混合ガス通過部２０２の頂部２０５には、複数の
炎孔２０６が一列に配置されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した燃焼装置２０
０は、炎孔２０６の開口面積および間隔を適宜調整すれ
ば、濃混合ガスの流速を安定化し、当該補助炎孔に形成
される炎の安定性を向上させることができる。しかし、
濃混合ガス通過部２０２の頂部２０５は、炎孔２０６を
設けることにより剛性が低下するため、炎孔２０６を密
に設けることができない。また、頂部２０５に炎孔２０
６を密に設けると、炎孔２０６の周囲の剛性が低下する
ため、火炎により頂部２０５が焼き切れてしまうことが
ある。さらに、頂部２０５に一定の開口面積を有する炎
孔２０６を等間隔に設けるためには相当の手間を要する
という問題があった。そのため、従来の燃焼装置２００
は、燃焼装置自体の剛性を維持しつつ、濃混合ガスの流
速を最適化することが困難であるという問題があった。

【０００９】そこで本発明は、上記した問題に鑑み、火
炎の安定性が高く、燃料ガスを完全燃焼できる燃焼装置
を提供することを目的とした。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、上記した問題を
解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、低濃度
の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記主
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備えた燃焼装置において、前記補
助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎
形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を
形成することを特徴とする燃焼装置である。

【００１１】本発明の燃焼装置は、補助炎孔内に保炎形
成部材を配置することにより複数の保炎孔を形成したも
のであるため、燃焼装置自身の剛性の低下を招くことな
く高密度に保炎孔を形成することができる。そのため、
本発明の燃焼装置は、長期にわたり燃焼駆動を安定して
行える。また、上記した構成によれば、保炎孔の形状を
適宜変更することが可能であり、保炎孔に形成される火
炎の形状を任意の形状とすることができる。

【００１２】また、本発明の燃焼装置は、保炎孔に形成
される火炎が発生する熱量により、主炎孔に形成される
火炎を安定化することができる。本発明の燃焼装置は、
保炎孔形成部材により補助炎孔を屈曲分割し、保炎孔を
形成することにより、高濃度の燃料ガスの流路断面積を
調整し、燃料ガスの流速および保炎孔に形成される火炎
の形状を調整することができる。そのため、本発明の燃
焼装置は、保炎孔に比較的小さく安定した火炎が形成さ
れ、これにより低濃度のガスが燃焼し主炎孔に形成され
る火炎を安定化することができる。

【００１３】本発明の燃焼装置は、火炎の状態が安定し
ているため、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音も
極めて小さい。また、本発明の燃焼装置は、保炎孔およ
び主炎孔に形成される火炎が共に安定しているため、供
給された燃料ガスの大部分が完全燃焼し、未燃成分の発
生を最小限に抑制することができる。そのため、本発明
の燃焼装置は、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量を最
低限に抑制し、環境に調和した燃焼駆動を行うことがで
きる。また、本発明の燃焼装置は、未燃成分がほとんど
発生しないため、エネルギー変換効率が高く、所望の燃
焼量を的確に得ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、燃料ガスを噴射
する主炎孔と、長尺状に広がり当該主炎孔に隣接する位
置に燃料を噴射する補助炎孔を備えた燃焼装置におい
て、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備
し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複
数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装置であ
る。

【００１５】本発明の燃焼装置は、補助炎孔内に配置さ
れた保炎形成部材により複数の保炎孔を形成したもので
あるため、高密度に保炎孔を形成しても燃焼装置自身の
剛性の低下が起こらない。そのため、本発明の燃焼装置
は、長期にわたり安定した燃焼駆動を行うことができ
る。

【００１６】本発明の燃焼装置は、保炎孔に形成される
火炎が発生する熱量により、主炎孔に形成される火炎を
安定化することができる。本発明の燃焼装置は、補助炎
孔を屈曲分割し、保炎孔を形成することにより、燃料ガ
スの流速および保炎孔に形成される火炎の形状を調整
し、安定した火炎を形成することができる。そのため、
本発明の燃焼装置は、主炎孔に形成される火炎を安定化
し、完全燃焼することができ、振動燃焼がほとんど起こ
らない。

【００１７】また、本発明の燃焼装置は、供給された燃
料ガスの大部分が、保炎孔および主炎孔において完全燃
焼し、未燃成分の発生量が極めて少ない。そのため、本
発明の燃焼装置は、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量
が少なく、環境に調和した燃焼駆動を行うことができ
る。また、本発明の燃焼装置は、未燃成分がほとんど発
生しないため、エネルギー変換効率が高く、所望の燃焼
量を的確に得ることができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、低濃度の燃料ガ
スを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記主炎孔から
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
る補助炎孔を備え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
口と主炎孔と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連通し燃料ガスと空気と
を混合させる混合部とを有し、当該混合部で調整された
高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路に供給し、前記高
濃度の燃料ガスの残部を濃ガス流路に供給する濃ガス供
給路と、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材とを
具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置さ
れ複数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装置で
ある。

【００１９】かかる構成によれば、主炎孔に供給される
淡ガスと、補助炎孔に供給される濃ガスとの濃度比率を
安定化することが可能であり、燃焼駆動を安定して行う
ことができる。また、本発明の燃焼装置は、空気導入口
から空気のみを導入する構成とすれば、濃ガス導入口に
燃料ガスを噴射する燃料ガスノズルだけを設ければ良
く、装置全体の構造を簡略化できる。

【００２０】本発明の燃焼装置は、保炎形成部材を補助
炎孔内に配置することにより、複数の保炎孔を形成した
ものであるため、燃焼装置自身の剛性の低下を招くこと
なく高密度に保炎孔を形成することができる。

【００２１】本発明の燃焼装置は、補助炎孔を屈曲分割
し、保炎孔を形成することにより、燃料ガスの流速およ
び保炎孔に形成される火炎の形状を調整し、安定した火
炎を形成することができる。そのため、本発明の燃焼装
置は、保炎孔に比較的小さく安定した火炎を形成するこ
とができる。本発明の燃焼装置は、保炎孔に発生した火
炎により、主炎孔の火炎を安定化し、淡ガスを完全燃焼
することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、振
動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。

【００２２】また、本発明の燃焼装置に供給された燃料
ガスは、保炎孔および主炎孔において大部分が完全燃焼
され、未燃成分として排出される燃料ガスは極めて少な
い。そのため、本発明の燃焼装置は、一酸化炭素などの
有毒ガスの発生量が少なく、エネルギー変換効率も高
い。

【００２３】請求項４に記載の発明は、保炎孔形成部材
は、板状のプレートを屈曲して補助炎孔をスリット状に
分割することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の燃焼装置である。

【００２４】かかる構成によれば、保炎形成部材を補助
炎孔に設けることにより、スリット状に分割された保炎
孔の開口面積を容易かつ精度良く調整することができ
る。また、保炎孔の開口面積を調整することにより、保
炎孔から噴出する燃料ガス流速を調整することができ
る。従って、本発明の燃焼装置は、保炎孔に安定した火
炎を形成し、この火炎が発する熱により主炎孔の火炎を
安定化することができる。よって、本発明の燃焼装置
は、振動燃焼がほとんど起こらない。

【００２５】また、本発明の燃焼装置は、火炎の状態が
安定しているため、供給された燃料ガスの大部分が完全
燃焼される。そのため、未燃成分や、一酸化炭素などの
有毒ガスの発生量が少なく、エネルギー変換効率も高
い。

【００２６】請求項５に記載の発明は、保炎形成部材
が、長尺の板状体であり、厚さ方向に突出した凹凸部を
複数有することを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置
である。

【００２７】かかる構成によれば、保炎形成部材を補助
炎孔に設けることにより、保炎孔の開口面積を容易かつ
精度良く調整することができる。また、保炎孔の開口面
積を調整することにより、保炎孔から噴出する燃料ガス
流速を調整し、任意の形状の火炎を形成することができ
る。従って、本発明の燃焼装置は、保炎孔に安定した火
炎を形成し、この火炎が発する熱により主炎孔の火炎を
安定させることができる。よって、本発明の燃焼装置
は、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音も小さい。

【００２８】また、本発明の燃焼装置に供給された燃料
ガスは、保炎孔および主炎孔において大部分が完全燃焼
される。そのため、未燃成分として排出される燃料ガス
や、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が少なく、エネ
ルギー変換効率も高い。

【００２９】請求項６に記載の発明は、補助炎孔の側面
には、保炎孔の開口側の端部よりガス下流側へと突出し
た保炎壁部が設けられていることを特徴とする請求項１
乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。

【００３０】かかる構成によれば、保炎孔に形成される
火炎の吹き飛びを防止し、主炎孔に形成される火炎を確
実に安定化することができる。そのため、本発明の燃焼
装置は、燃焼駆動時に発生する火炎が安定しており、振
動燃焼がほとんど発生しない。

【００３１】また、本発明の燃焼装置は、保炎孔および
主炎孔に形成される火炎が安定しているため供給された
燃料ガスの大部分が完全燃焼され、未燃成分として排出
される燃料ガスや、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量
が極めて少ない。そのため、本発明の燃焼装置は、エネ
ルギー変換効率が高く、環境に調和した燃焼駆動を行え
る。

【００３２】請求項７に記載の発明は、保炎孔の側面に
は、燃焼装置の外部方向に膨出した膨出部が設けられて
おり、当該膨出部のガス上流側の端部は、保炎孔の開口
側の端部と同一平面上にあることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれかに記載の燃焼装置である。

【００３３】本発明の燃焼装置は、保炎孔から噴出した
ガスが膨出部において渦流を発生するため、保炎孔に形
成されている火炎が安定化される。そのため、主炎孔に
形成された火炎は、保炎孔に形成された火炎により確実
に安定化され、振動燃焼がほとんど起こらない。

【００３４】本発明の燃焼装置は、振動燃焼がほとんど
起こらないため、供給された燃料ガスの大部分を完全燃
焼する。そのため、未燃成分および一酸化炭素などの有
毒ガスの排出量が極めて少ない。

【００３５】請求項８に記載の発明は、主炎孔から流出
する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガ
スの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを
特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置
である。

【００３６】かかる構成によれば、保炎孔の火炎を安定
化し、主炎孔に形成される火炎を確実に保炎することが
できる。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼駆動が安
定しており、一酸化炭素などの有害ガスの発生量が少な
く、未燃ガスの排出量が少ない。よって、本発明の燃焼
装置は、エネルギー変換効率が高く、環境に調和した燃
焼駆動が可能である。

【００３７】保炎孔の開口部における長尺方向の長さ
は、１２ｍｍ以下であることが望ましい。（請求項９）

【００３８】かかる構成によれば、保炎孔の火炎の状態
がより一層安定し、主炎孔に形成される火炎を確実に保
炎することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、
供給された燃料ガスの大部分を完全燃焼することができ
る。即ち、前記燃焼装置は、燃焼駆動時に発生する一酸
化炭素などの有害ガスの量が極めて少なく、未燃ガスの
排出量も少ない。よって、本発明の燃焼装置は、エネル
ギー変換効率が高く、環境に調和した燃焼駆動が可能で
ある。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の
第１実施形態である燃焼装置の斜視図である。また、図
２は、第１実施形態の燃焼装置の分解斜視図である。図
１において、１は本実施形態の燃焼装置である。

【００４０】燃焼装置１は、低濃度の燃料ガス（以下、
「淡ガス」と称す）の燃焼により発生する火炎（主炎）
に、高濃度の燃焼ガス（以下、「濃ガス」と称す）の燃
焼により発生する火炎（保炎）を隣接させる濃淡燃焼方
式を採用した燃焼装置である。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。本実施例の燃焼装置１は、大別
してバーナ本体２と炎孔部材３と保炎形成部材４７とに
よって構成されている。バーナ本体２は、図２に示すよ
うに中央の主構成体５と両脇の副構成体６とによって構
成されている。主構成体５は、２枚の金属製の板体７，
８を重ね合わせたものであり、副構成体６は、板体１
０，１１を重ね合わせたものである。

【００４１】板体７，８，１０，１１は、図３に示すよ
うにプレス成形加工によって金属平板に凹凸形状が設け
られたものである。本実施形態において、主構成体５を
構成する板体７，８は、一枚の金属板体を加工すること
により、一体化されている。即ち、板体７，８は、金属
板体１２を折曲線１３を中心として部位Ａ，Ｂに分け、
部位Ａ，Ｂにプレス成形を施し、凹凸形状を形成したも
のである。部位Ａ，Ｂに形成された凹凸形状は、折曲線
１３を中心として対称形となっている。副構成体６を構
成する板体１０，１１は、各々別の金属板体で構成され
ている。

【００４２】副構成体６の板体１０，１１は、それぞれ
主構成体５の金属板体１２の部位Ａ（板体７）および部
位Ｂ（板体８）の上方に重ね合わせられ、スポット溶接
により一体化されている。また、主構成体５は、折曲線
１２を中心として折り曲げられ、周囲がスポット溶接に
より溶接接合されている。

【００４３】主構成体５は全体的に平面的な形状を有
し、頂部１５および空気導入口１６が開口している。ま
た頂部１５および空気導入口１６を除く、３方の辺には
フランジ部１７が設けられている。フランジ部１７は、
空気導入口１６の上部側の一部が略半円状に切り欠かれ
ており、混合促進部１８が形成されている。空気導入口
１６の上部であって、混合促進部１８の下流側には、板
体７，８を連通する連通孔２０が設けられている。連通
孔２０は、副構成体６の板体１０，１１により包囲され
ており、これにより混合部２１が形成されている。ま
た、混合促進部１８と連通孔２０との周辺は、中間壁部
１９となっている。

【００４４】主構成体５には、２枚の板体７，８によっ
て、図２の様に、一連の気体流路２２が形成されてい
る。即ち、板体７，８が密着する部分を除く他の部分に
は隙間が形成されており、この隙間によって気体流路２
２が形成される。本実施例の燃焼装置１では、板体７，
８によって構成される主構成体５の気体流路２２には、
淡ガスが通過する。すなわち主構成体５に形成される気
体流路２２は、淡ガス流路として機能する。

【００４５】図２に示すように、淡ガス流路２２は、大
別してベンチュリ部２３と、淡ガス混合部２５と、導通
部２６と、炎孔部材配置部２７とから構成されている。
即ち、淡ガス流路２２は、空気導入口１６から始まり、
順次、ベンチュリ部２３、淡ガス混合部２５、導通部２
６および炎孔部材配置部２７へと連続している。

【００４６】空気導入口１６は略楕円形の開口であり、
空気導入口１６より所定長さだけ奥側でベンチュリ部２
３に繋がる部分には、テーパ２８が設けられており淡ガ
ス流路２２の流路断面積が縮小されている。また、ベン
チュリ部２３の下流側には、テーパ３０が設けられてお
り、淡ガス流路２２の流路断面積が拡大している。即
ち、淡ガス流路２２は、ベンチュリ部２３において流路
が内側に絞られ、流路断面積が急激に縮小されている。
ベンチュリ部２３には、複数のガス導入孔２９が設けら
れている。さらに詳細には、ガス導入孔２９は、ベンチ
ュリ部２３に千鳥状に設けられており、副構成体６側に
均等量の気体を流出すべく、開口径は配置位置により適
宜変更されている。

【００４７】淡ガス流路２２は、テーパ部３０より下流
側に形成された淡ガス混合部２５において大きく屈曲
し、方向転換している。淡ガス混合部２５の末端部分
は、再度流路断面積が縮小しており、導通部２６へと繋
がっている。導通部２６は、淡ガス混合部２５の末端側
から燃焼装置１の上方に向けて三角形状に広がってお
り、炎孔部材配置部２７へと連続している。

【００４８】炎孔部材配置部２７は、主構成体２０の上
端部に位置し、長手方向全域にわたって延伸している。
炎孔部材配置部２７の側面には、長手方向に溝３１が設
けられている。溝３１は、炎孔部材配置部２７の外側に
向かって突出しており、炎孔部材配置部２５の長手方向
の全域にわたって延伸している。溝３１は、炎孔部材配
置部２５の剛性を向上し、燃料ガスと空気との攪拌を促
進するために設けられたものである。

【００４９】副構成体１２を構成する板体１０，１１に
は、上記した板体７，８とほぼ同様の形状の凹凸が設け
られており、長手方向の両端及び下部にはフランジ部３
２，３３が設けられている。しかしながら、上記した空
気導入口２７に相当する部位については、フランジ部３
２，３３が欠落している。

【００５０】板体１０，１１において、主構成体５の淡
ガス混合部２５に相当する部位には、他の部位に比べて
内側に窪んだ凹部３５，３６が形成されている。凹部３
５，３６の形状は淡ガス混合部２５の外形と略一致して
いる。また、凹部３５，３６の上方側で、主構成体５の
導通部２６に相当する位置には、導通部２６の外形と略
一致する形状に突出した濃ガス流路形成膨出部３７が設
けられている。濃ガス流路形成膨出部３７と、空気導入
口１６の近傍の部位とは、外部方向に突出した溝３８に
よって連通している。板体１０，１１の上部には、図２
に示すように内部方向に窪んだ堰部４０が設けられてい
る。堰部４０は、８個の部位に分割され、板体１０，１
１の長手方向に一列に延伸している。

【００５１】図４（ａ）は、炎孔部材配置部２７に挿入
される炎孔部材３を示す図であり、同（ｂ）はその要部
拡大図である。炎孔部材３は、厚さ方向に突出した複数
の凸部４１を有する主炎孔形成板４３を６枚重ね合わせ
たものであり、全体として四角柱状となっている。主炎
孔形成板４１に設けられた凸部４１は、炎孔部材３の外
方側に位置する主炎孔形成板４３に設けられたものほど
その突出量が大きい。炎孔部材３は、隣接する凸部４１
同士によって上下方向に連通した開口が形成されてお
り、その開口は主炎孔４５として機能する。炎孔部材３
は、炎孔部材配置部２７に上方から挿入され固定されて
いる。

【００５２】炎孔部材３と副構成体６の板体１０，１１
との間には、補助炎孔４６が設けられている。補助炎孔
４６には、図７（ａ）に示す保炎形成部材４７が固定さ
れている。保炎形成部材４７は、長尺のプレートを屈曲
させ、厚さ方向に突出した複数の凹凸部４８を成形した
板状体であり、断面形状が略波形となっている。凹凸部
４８は、補炎形成部材４７の厚さ方向に膨出した屈曲部
４８ａと、平面状の頂部４８ｂとにより構成されてお
り、保炎形成部材４７の短手方向の全長にわたって連続
して設けられている。補炎形成部材４７は、凹凸部４８
の屈曲部４８ａの突出方向が補助炎孔４６の長手方向に
対して交差し、頂部４８ｂが板体１０，１１及び炎孔部
材３の外部側の壁面に当接するように補助炎孔４６内に
配置されている。そのため、補助炎孔４６は、保炎形成
部材４７の屈曲部４８ａによりスリット状に屈曲分割さ
れ、上下方向に連通した保炎孔５０が形成されている。
また、頂部４８ｂが板体１０，１１及び炎孔部材３の外
部側の壁面に当接しているため、補炎孔５０はそれぞれ
分割され独立している。

【００５３】続いて、本実施形態の燃焼装置１における
各構成部材の関係について説明する。本実施形態の燃焼
装置１は、図２に示すように板体７，８によって構成さ
れる主構成体５を中心として、その左右に保炎形成部材
４７を介して副構成体６が配置されたものであり、副構
成体６の頂部１５に炎孔部材３が配置されたものであ
る。主構成体５と副構成体６とは、フランジ部１７，３
２，３３を重ね合わせスポット溶接することにより一体
化されている。スポット溶接による接合は、主構成体５
を構成する中央の板体７，８と、副構成体６を構成する
側面部の板体１０，１１との間で行なわれる。即ち、中
央の一方の板体７と、これに隣接する側面部の板体１０
の間で溶接接合が行なわれ、さらに中央の他方の板体１
８と、これに隣接する側面部の板体１１の間についても
溶接による接合が行なわれる。

【００５４】また、主構成体５と、板体１０，１１との
内部の接合関係を見ると、図２，５の様に、主構成体５
と、側面側の板体１０，１１とは、下端の空気導入口１
６の近傍と、淡ガス混合部２５の近傍及び中間壁部１９
で接し、他の部位は離れている。即ち、下端の空気導入
口１６の近傍においては、図２，５の様に、主構成体５
の空気導入口１６の側面１６ａ，１６ｂと、底面１６
ｃ，１６ｄが側面側の板体１０，１１と接し、当該部位
に隙間はない。

【００５５】しかし副構成体６たる板体１０，１１の開
口５１は、空気導入口１６よりも大きく、空気導入口１
６の上部は板体１０，１１の開口５１と接していない。
従って、バーナ本体２の下端部は二重構造の開口となっ
ており、主構成体５の空気導入口１６の上部に、主構成
体５の空気導入口１６の上部の外壁と副構成体６たる板
体１０，１１の開口５１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５２として機能
する。

【００５６】空気導入口１６の上部については、板体
７，８の一部が欠落しており、濃ガス導入口５２が開口
している。また当該部位の主構成体５には、連通孔２０
が設けられている。従って空気導入口１６の上部には比
較的広い空隙５３があり、外部に開放されている。そし
て、この空隙５３と前記したベンチュリ部２３の周囲の
空隙５５によって混合部２１を形成している。

【００５７】このように、本実施形態では、開口が二重
構造となっており、空気導入口１６の上部が直接的に濃
ガス導入口５２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。また本実施形態では、濃ガス導入口５２が空気導入
口１６上にあるので、濃ガス導入口５２は主炎孔４５及
び補助炎孔４６に近い位置にあり、空気導入口１６は、
主炎孔及び補助炎孔から遠い位置にある。

【００５８】主構成体５のベンチュリ部２３の周囲と、
副構成体６との間は、図２，図５の様に、空隙５５が形
成されている。ベンチュリ部２３の周囲は、底部を除く
三方について副構成体６と離れており、ベンチュリ部２
３の周囲は、空隙５５によって包囲されている。

【００５９】また主構成体５と、副構成体６の濃ガス流
路形成膨出部３７についても離れており、図６の様に空
隙５６が形成されている。ただし主構成体５の導通部２
６は他の部分に比べて幅が狭いので、導通部２６の側面
側は他の部位よりも広い空間となっている。空隙５６
は、淡ガス流路２２の両側面に位置するものであり、主
構成体５の全長にわたって広がっている。

【００６０】前記した主構成体５の下部の側面に形成さ
れた空隙５５と、上部に形成された空隙５６の間は、図
６（ａ）の様に主構成体５の中間壁部１９と副構成体６
の内面とが接して隙間が無く、上下の空隙５５，５６
は、遮蔽されている。ただ、上下の空隙５５，５６は、
唯一、副構成体６の溝３８の部分によって連通されてい
る。即ち、副構成体６には濃ガス流路形成膨出部３７
と、空気導入口１６の近傍の部位とを連通する溝３８が
形成されており、当該溝３８によって濃ガス流路形成膨
出部３７と濃ガス導入口５２とが連通している。一方、
中間壁部１９は平板であるから、中間壁部１９の両側と
各板体１０，１１の溝３８との間で狭窄通路５７が形成
される。

【００６１】ここで当該狭窄通路５７の部分の細部につ
いて説明すると、図５の様に、狭窄通路５７は中間壁部
１９の連通孔２０近傍に位置する。また連通孔２０近傍
の板体１０，１１の膨出部の境界線は、連通孔２０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５６と下部の空隙５５を連通する狭窄通路５７は、図
５の様に、中間壁部１９の連通孔２０に相当する部位に
ついては一体であり、狭窄通路５７の中間部に至って中
間壁部１９によって左右に仕切られる。

【００６２】従って、主構成体５と、副構成体６（板体
１０，１１）との間には、狭窄通路５７を介して下部の
空隙５５と上部の空隙５６を繋ぐ一連の気体流路が形成
されており、これらの気体流路は、いずれも天面に開放
されている。そして、開放面が補助炎孔４６として機能
する。即ち、主炎孔４５が直線状であり、副構成体６に
よって形成される補助炎孔４６は、主炎孔４５に沿って
主炎孔４５の両側に位置する。また、本実施例の燃焼装
置１では、補助炎孔４６に連通する空隙５６は濃ガス流
路５８として機能し、空隙５６と下部の空隙５５を繋ぐ
狭窄通路５７が濃ガス供給路として機能する。即ち、混
合部２１の一部である空隙５５と濃ガス流路５８を形成
する空隙５６が狭窄通路５７によって繋がっている。

【００６３】より詳細に説明すると、主構成体５を構成
する板体７，８とそれに隣接する板体１０，１１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５７を介して連通している。そして下部
の隙間が混合部２１として機能し、上部の隙間は濃ガス
流路５８として機能する。

【００６４】本実施例の燃焼装置１では、前記した様
に、狭窄通路５７は、混合部２１の空隙５５と濃ガス流
路５８の空隙５６との間に橋渡して設けられて濃ガス流
路５８へ濃ガスを噴出するためのものである。即ち、当
該狭窄通路５７以外には空隙５５と空隙５６とを繋ぐ流
路はなく、混合部２１から供給される濃ガスは全て狭窄
通路５７を介して補助炎孔４６側へと流れる。

【００６５】補助炎孔４６内には、図２に示すように、
短冊状の板状体である保炎形成部材４７が挿入され、固
定されている。保炎形成部材４７は、長尺で板状の鋼板
をプレス成形し、厚さ方向に突出した複数の凹凸部６０
を設けた波板である。補助炎孔４６は、保炎形成部材４
７によりスリット状に屈曲分割され、開口面積の小さな
保炎孔５０が複数形成されている。さらに具体的には、
保炎孔５０の開口部は、長尺方向の長さ（保炎孔幅Ｗ）
が、１２ｍｍ以下であるのに対して、短尺方向の長さ
（保炎孔厚ｄ）は１ｍｍ以下である。より好ましい保炎
孔幅Ｗは、８ｍｍ以下であり、保炎孔厚ｄは１ｍｍ以下
である。最も推奨される保炎孔幅Ｗは、６ｍｍであり、
保炎孔厚ｄは０．８ｍｍである。

【００６６】バーナ本体２の側面部、より詳細には空気
導入口１６の上部には、図５の様に、混合部２１の一部
として機能する比較的広い空隙部５３があり、外部に開
放されている。また主構成体５のベンチュリ部２３は、
他の部分に比べて幅が狭いので、ベンチュリ部２３と両
側の板体１０，１１の間には、図５の様に比較的大きな
空隙５５がある。そして、空隙５３および空隙５５は、
燃料ガスと空気を混合するための混合部２１として機能
する一方、空隙５５は、混合部２１で混合された燃料ガ
スを淡ガス流路２２へ分岐させる分岐部としての機能を
併せ持つ。

【００６７】本実施例の燃焼装置１では、混合部２１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。即ち、図２の様に、
板体１０，１１は主構成体５の中間壁部１９と当接して
いるため、前記した様に、混合部２１を形成する空隙５
３および空隙５５は、上部の濃ガス流路を形成する空隙
５６と遮蔽されている。そして、板体１０，１１と中間
壁部１９との当接部位の上辺は濃ガス流路形成膨出部３
７の傾斜辺６２であり、当接部位の下辺は傾斜辺６２と
略平行な傾斜辺６３を形成している。従って、混合部２
１の上部内壁は傾斜辺６３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、空気導入口１６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２８の部位に至って急激に下降傾斜している。

【００６８】これにより、図５の様に、混合部２１は濃
ガス導入口５２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る。そして、下流の連通孔
２０に至るとベンチュリ部２３を形成するテーパ２８に
よって流路断面積が急激に拡大した空隙５５に繋がって
いる。即ち、濃ガス導入口５２からテーパ２８へ至る間
は下流に向かうに連れて先細りとなり、テーパ２８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５２から導入された
燃料ガスおよび空気は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２０
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２０を介して連通して
圧力差が除去され均圧化される。

【００７０】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２の空気導入口１６の上部の
濃ガス導入口５２に燃料ガスノズル６５が挿入される。
またバーナ本体２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５２と空気導入口１６の双方に空気
が供給される。濃ガス導入口５２に導入される空気の燃
料ガスに対する混合割合は、理論空気量の４０％程度で
あり、燃料ガス濃度が高い。一方、空気導入口１６に
は、空気のみが導入される。

【００７１】そして前記した濃ガス導入口５２から入っ
た燃料ガスは、混合部２１において空気と混合される。
ここで混合部２１は、空隙部５３，５５を合わせたもの
であり、混合部２１の流路断面積の縮小によって燃料ガ
スと空気は強制的に混合されて濃混合ガスが作られる。

【００７２】混合部２１で空気と十分に混合された濃ガ
スの一部は、狭窄通路５７を通って上部の濃ガス流路
（空隙５６）へ流出する。このとき、前記したように、
狭窄通路５７は、燃焼装置１の奥側へ向けて傾斜してい
るので、狭窄通路５７から流出した濃ガスは、空隙５６
の全域に広がり、上部の補助炎孔４６へと至り、開口面
積の小さな保炎孔５０から流出する。即ち、燃料ガスの
一部は、図６の様に濃ガス流路５８を主構成体５の側面
に沿って上方に流れ、主構成体５の両側に設けられた補
助炎孔４６に至り、凹凸部６０により形成されたスリッ
ト状の保炎孔５０を経て外部へと噴射される。

【００７３】濃ガス流路５８を経由して保炎孔５０から
噴射される混合ガスは、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２１にお
ける前記した流路断面積の縮小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５８
たる上部側の空隙５６に入る直前に狭窄通路５７を通過
させるので、燃料ガスと空気との混合が一層促進され
る。

【００７４】一方、混合部２１（空隙部５３，５５）に
おいて充分混合された燃料ガスの残部は、ベンチュリ部
２３の近傍に至り、淡ガス流路２２の一部たるベンチュ
リ部２３を包囲する空隙５５（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２３に設けられた
ガス導入孔２９から、主構成体５の内部に入る。すなわ
ち燃料ガスは、ガス導入孔２９を経由して淡ガス流路２
２に入る。

【００７５】ここで本実施例では、ガス導入孔２９は主
構成体５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２３の周囲は、濃
ガス流路５８の一部で包囲されており、ベンチュリ部２
３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２３の周囲の濃混合ガスが主構成体５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２２）を
流れる空気と混合される。本実施例では前記したよう
に、ガス導入孔２９の設置部位に応じてその内径を変化
させ、淡ガス流路２２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。

【００７６】そして燃料ガスは、大きく曲回した淡ガス
混合部２５でさらに混合が促進され、導通部２６を経て
炎孔部材配置部２７に至り、炎孔部材３に入って主炎孔
４５から外部に噴射される。

【００７７】燃料ガスは、それぞれ上記した経路を辿
り、炎孔部材３の主炎孔４５から淡混合ガスが噴射さ
れ、側面に位置する補助炎孔４６内の保炎孔５０から濃
混合ガスが噴射される。本実施例の燃焼装置１におい
て、保炎孔５０から噴射される濃混合ガスの流速は、主
炎孔４５から噴射される淡混合ガスの流速の６０％以上
１２０％以下である。

【００７８】主炎孔４５から噴射された淡混合ガスによ
り形成される火炎（主炎）の側方において、保炎孔４６
から噴射された濃混合ガスが燃焼され主炎よりも小さい
火炎（保炎）が形成される。また、保炎孔５０から噴射
される濃混合ガスの流速は、主炎孔４５から噴射される
淡混合ガスの流速の６０％以上１２０％以下であり、保
炎孔５０の基端部近傍には濃混合ガスの渦流が発生し、
燃焼が促進されている。そのため、保炎孔５０から噴射
された濃混合ガスは、大部分が完全燃焼され、安定性の
高い火炎（保炎）を形成し、主炎孔４５の主炎を保炎す
るのに十分な熱量を発生する。主炎孔４５から噴射され
た淡混合ガスが燃焼し発生する火炎（主炎）は、保炎孔
５０に形成された小さな火炎（保炎）により安定化され
る。そのため、本実施形態の燃焼装置１は、振動燃焼が
ほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。

【００７９】また、燃焼装置１に供給された燃料ガスの
大部分は、主炎孔４５および保炎孔５０において完全燃
焼される。従って、燃焼装置１によれば、一酸化炭素等
の有毒ガスの発生量を最低限に抑制し、環境に調和した
燃焼駆動が可能である。また、燃焼装置１は、燃料に供
せず排出される未燃成分が極めて少ないため、燃焼駆動
時のエネルギー変換効率が高く、所望の燃焼量を的確に
発生することができる。さらに、本実施形態の燃焼装置
１は、有毒ガスや未燃成分の排出量が非常に少ないた
め、近隣の人に異臭や目への刺激等の不快感を与えな
い。

【００８０】また、本実施形態の燃焼装置１は、補助炎
孔４６内に保炎形成部材４７を配置し複数の保炎孔５０
を形成したものであり、燃焼装置１自身の剛性の低下を
招くことなく高密度に保炎孔を形成することができる。
そのため、燃焼装置１は、長期にわたる燃焼駆動を安定
して行える。また、上記した構成によれば、保炎孔５０
の形状を適宜変更し、保炎孔５０に任意の形状の火炎を
形成することが可能である。

【００８１】続いて、本発明の第２実施形態の燃焼装置
について図面を参照しながら説明する。図８は、本実施
形態の燃焼装置の斜視図であり、図９はその分解斜視図
である。なお、以下の説明において、上記第１実施形態
の燃焼装置１と同一の構成を有する部分には同一の符号
を付し、詳細の説明については省略する。

【００８２】本実施形態の燃焼装置７０は、予め燃焼に
必要な空気と混合させたガスを供給し、燃焼させる全一
次燃焼方式を採用した燃焼装置である。燃焼装置７０
は、大別してバーナ本体７１と気体供給管７２と炎孔部
材７３と仕切り板８９と炎孔形成部材４７とにより構成
されている。バーナ本体７１は、図９に示すように金属
平板を所定形状にプレス成形し、凹凸を設けた板体７
５，７６により構成されている。バーナ本体７１は、板
体７５，７６を溶接接合し、一体化したものである。

【００８３】バーナ本体７１は、全体的に平面的な形状
を有し、頂部７７およびガス導入口７８が開口してい
る。頂部７７、ガス導入口７８および空気導入口７９を
除く辺には、フランジ部８０，８１が設けられている。
板体７５，７６の上端側および下端側には、長尺方向に
長い凹部８２ａ，８２ｂおよび凹部８３が設けられてい
る。また、板体７５，７６の上方側の端部には、外方に
突出した膨出部８４が設けられている。膨出部８４は、
外方に水平に突出した水平壁部８４ａと、水平壁部８４
ａの端部から上方へと突出した保炎壁部８４ｂとから成
る。さらに詳細には、本実施形態において、水平壁部８
４ａは、外方に０．４〜２ｍｍ程度外方に突出してお
り、保炎壁部８４ｂは、上方に０．５〜５ｍｍ程度上方
に突出している。水平壁部８４ａの突出長さは、０．４
〜３ｍｍ程度であることが望ましい。

【００８４】気体供給管７２は、互いに対称形となるよ
うに金属平板を所定形状にプレス成形した板体８５，８
６により構成されている。ガス供給管７２は、気体導入
口８７を有し、気体導入口８７を除く３方の辺にフラン
ジ部８８，９０が設けられている。気体供給管７２は、
板体８５，８６を重ね合わせ、フランジ部８８，９０を
スポット溶接により接合したものである。気体供給管７
２は、フランジ８８，９０が密着している。気体導入管
７２は、フランジ８８，９０が板体７５，７６により挟
持されており、これにより板体７５，７６の下方側に固
定されている。また、気体供給管７２は、板体８５，８
６の隙間によって形成される気体流路９１を有する。気
体流路９１は、大別して導入部９２と狭窄部９３と気体
流出部９５とから成る。即ち、気体流路９１は、気体導
入口８７から始まり、順次、導入部９２、狭窄部９３，
気体流出部９５へと続く。

【００８５】気体導入口８７は、導入部９２の外端部に
形成された略楕円形の開口である。導入部９２は、断面
積が気体導入口９２の開口面積と略同一であり、狭窄部
９３に繋がる。狭窄部９３は、テーパ９６，９７が連続
したものであり、気体上流側から下流側へと向かうに従
い、気体流路９１の流路断面積が徐々に増減する部分で
ある。即ち、気体流路９１の流路断面積は、テーパ９６
により徐々に減縮された後、テーパ９７により徐々に拡
大されている。気体流出部９５は、狭窄部９３のテーパ
９７に連続した部分であり、側面に複数の気体流出孔９
８が設けられている。気体流出孔９８は、気体流出部９
５の長手方向に一列に搾孔されている。一方、気体供給
管７２の気体流出部９５と、板体７５，７６との間に
は、図１０に示すように頂部７７に連通した空隙１００
が形成されている。

【００８６】炎孔部材７３は、上記第１実施形態の燃焼
装置１において用いられている炎孔部材３とほぼ同様の
構成を有する。即ち、炎孔部材７３は、厚さ方向に突出
した複数の凸部４１を有する主炎孔形成板４３を６枚重
ね合わせ頂部７７に沿う形状に成形し、一体化したもの
である。主炎孔形成板４１に設けられた凸部４１は、炎
孔部材７３の外方側に位置するものほどその突出量が大
きい。そのため、炎孔部材７３には、隣接する凸部４１
同士によって上下に連通した開口が形成されており、こ
れにより主炎孔１０１が形成されている。炎孔部材７３
は、板体７５，７６の頂部７７，７７間に配置されてい
る。

【００８７】炎孔部材７３とバーナ本体７１を構成する
板体７５，７６との間には、補助炎孔１０２，１０２が
形成されている。補助炎孔１０２，１０２の上端（開口
側の端部）は、膨出部８４ガス上流側の端部である水平
壁部８４ａと同一平面上にある。補助炎孔１０２，１０
２には、仕切り板８９を介して炎孔部材７３の側面に沿
うように保炎形成部材４７が設けられており、その上端
は、水平壁部８４ａと同一平面上にある。補助炎孔１０
２は、保炎形成部材４７に設けられた凹凸部４８により
複数の保炎孔１０３に屈曲分割されている。保炎孔１０
３は、開口面積が比較的小さく、上下方向に連通したス
リット状の貫通孔である。さらに具体的には保炎孔１０
３の開口部は、長尺方向の長さ（保炎孔幅Ｗ）１２ｍｍ
以下であり、短尺方向の長さ（保炎孔厚ｄ）は１ｍｍ以
下である。保炎孔幅Ｗは８ｍｍ以下であることがより好
ましく、保炎孔厚ｄは１ｍｍ以下であることがより好ま
しい。最も推奨される保炎孔幅Ｗは６ｍｍであり、保炎
孔厚ｄは０．８ｍｍである。

【００８８】空気導入口７９は、バーナ本体７１の下端
部に形成された開口であり、燃焼装置７０の外部の空気
をバーナ本体７１内に導入する部分である。空気導入口
７９は、板体７５，７６と気体供給管７２とにより構成
される空隙１００に連続している。

【００８９】続いて、本実施形態の燃焼装置７０におけ
る混合ガスおよび空気の流れについて説明する。本実施
形態の燃焼装置７０の気体導入口８７には、図８に示す
ように、混合ガスノズル１０５が接続されている。気体
導入口８７には、混合ガスノズル１０５から、燃焼装置
７０の外部において予め燃料ガスと空気とが混合された
混合ガスが供給される。

【００９０】気体導入口８７から流入した混合ガスは、
導入部９２を通過し、狭窄部９３へと流れる。混合ガス
は、狭窄部９３を通過する際に強制的に混合される。狭
窄部９３を通過した混合ガスは、気体流出部９３内へと
流入し、図１０に破線で示すように気体流出孔９８から
空隙１００側へと流出する。

【００９１】一方、空気は、図１０に一点鎖線で示すよ
うに、バーナ本体７１の下方に設けられた空気導入口７
９から流入し、空隙１００へと流れ込む。空隙１００に
流れ込んだ空気は、気体流出孔９８から流出した混合ガ
スと混合されながら、バーナ本体７１の上方へと流れ
る。

【００９２】空隙１００に流出し空気と混合された混合
ガスは、バーナ本体７１の上方に設けられた主炎孔１０
１および補助炎孔１０２内の保炎孔１０３に至った後、
燃焼装置１の外部へと噴射される。さらに具体的には、
保炎孔１０３から噴射される混合ガスの流速は、主炎孔
１０１から流出する混合ガスの流速の６０％以上１２０
％以下である。

【００９３】主炎孔１０１から噴出した混合ガスは、燃
焼され火炎（主炎）が形成されている。保炎孔１０３か
ら噴出された混合ガスは、水平壁部８４ａおよび保炎壁
部８４ｂにより膨出部８４の下方および保炎孔１０３の
基端部近傍に渦状の気流を形成している。そのため、保
炎孔１０３から噴射された混合ガスは大部分が容易に完
全燃焼され、安定性が高く主炎よりも小さな火炎（保
炎）を形成し、主炎孔１０１の主炎を安定させるのに十
分な熱量を発生する。即ち、主炎孔１０１に形成された
主炎は、保炎孔１０３に形成された保炎により安定化さ
れる。そのため、本実施形態の燃焼装置７０は、振動燃
焼がほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。

【００９４】また、燃焼装置７０に供給された燃料ガス
の大部分は、主炎孔１０１および保炎孔１０３において
完全燃焼される。従って、燃焼装置７０は、燃焼駆動時
に発生する一酸化炭素等の有毒ガスの量が極めて少な
く、環境に調和した燃焼駆動が可能である。また、燃焼
装置７０は、燃料に供せず排出される未燃成分が極めて
少ないため、燃焼駆動時のエネルギー変換効率が高く、
所望の燃焼量を的確に発生することができる。さらに、
本実施形態の燃焼装置７０は、有毒ガスや未燃成分をほ
とんど外部に排出しないため、近隣の人に有毒ガスや未
燃成分による異臭や目への刺激等の不快感を感じさせな
い。

【００９５】また、本実施形態の燃焼装置７０は、補助
炎孔１０２内に保炎形成部材４７を配置し複数の保炎孔
１０３を形成したものであるため、燃焼装置７０自身の
剛性を低下させることなく高密度に保炎孔１０３を形成
することができる。そのため、燃焼装置１は、燃焼駆動
を長期にわたり安定して行える。また、上記した構成に
よれば、保炎形成部材４７の形状を変更することによ
り、保炎孔１０３の形状を任意の形状とすることが可能
である。

【００９６】本実施形態の燃焼装置７０は、板体７５，
７６の上端に膨出部８４を設け、保炎孔１０３から噴出
される混合ガスの渦流を発生させる構成であったが、保
炎孔１０３に安定した火炎が形成される場合は、膨出部
８４を設けない構成としてもよい。また、図１１に示す
ように燃焼装置７０がケース（図示せず）の内部に並列
に複数並べて使用される場合などは、隣接する燃焼装置
７０の燃焼駆動により発生する熱により比較的火炎が安
定するため、一部の燃焼装置７０にのみ膨出部８４を設
ける構成としても良い。また、保炎孔１０３から流出す
る混合ガスが高濃度であるなどの理由で、保炎孔１０３
の基端部に燃料ガスの渦流が発生しなくても安定した火
炎が形成できる場合は、膨出部８４は保炎壁部８４ｂの
みで構成されても良い。

【００９７】補助炎孔４６，１０２内に固定されている
炎孔形成部材４７の凹凸部４８の形状は、上記第１，２
実施形態において示した形状に限定されるものではな
く、適宜の形状を採用することができる。即ち、炎孔形
成部材４７は、その一部又は全体に厚さ方向に屈曲させ
た屈曲部を有するものとすることができる。補助炎孔４
６，１０２は、炎孔形成部材４７の屈曲部の一部又は全
部が補助炎孔４６，１０２の長尺方向に対して交差する
ように配置することにより屈曲分割される。例えば、炎
孔形成部材４７は、板状のプレートを屈曲させて図７
（ｂ）に示すような断面形状が円弧状である凹凸部４８
を設けたものとすることができる。かかる構成によれ
ば、凹凸部４８を形成する断面形状が半円弧状の壁面
（屈曲部４８ａ）によって、補助炎孔が屈曲分割され
る。さらに、炎孔形成部材４７を図７（ｂ）に示すよう
な構成とすれば、燃焼駆動時に炎孔形成部材４７に作用
する熱応力を凹凸部４８において分散することが可能で
あり、炎孔形成部材４７並びに燃焼装置１，７０の長期
安定性を向上することができる。

【００９８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１２は、上記第２実施形態の燃焼装置１における、保炎
孔５０の保炎孔幅Ｗと燃焼装置１に供給される混合ガス
の空気過剰率の関係を示すグラフである。また、図１３
は、主炎孔４５から噴出する混合ガスの流速に対する保
炎孔５０から噴出する混合ガスの流速の比と、燃焼装置
１に供給される混合ガスの空気過剰率との関係を示すグ
ラフである。なお、保炎孔５０の保炎孔幅Ｗは、炎孔形
成部材４７の凹凸部４７のピッチを変更することにより
調整される。

【００９９】以下、保炎孔幅Ｗ、並びに、主炎孔４５か
ら噴出する混合ガスの流速に対する保炎孔５０から噴出
する混合ガスの流速の比（以下、ガス流速比と称す）と
混合ガスの空気過剰率との関係を測定した結果について
説明する。炎孔形成部材４７の凹凸部４７のピッチを調
整し、保炎孔幅Ｗを変更した場合、保炎孔幅Ｗを１２ｍ
ｍ以下とすると、空気過剰率の小さな混合ガスを供給し
ても安定燃焼を行うことができた。また、保炎孔幅Ｗを
小さくすればするほど、混合ガスを安定燃焼可能な空気
過剰率の下限値が小さくなった。即ち、保炎孔幅Ｗが小
さいほど、安定燃焼領域が大きく、より空気過剰率の小
さな混合ガスを安定燃焼できることが判明した。

【０１００】一方、保炎孔幅Ｗが１２ｍｍより大きい
と、極端に空気過剰率の大きな混合ガスを供給しないと
安定燃焼を行うことができず、保炎孔幅Ｗを１２０ｍｍ
とした場合は空気過剰率が２．０程度の希薄な混合ガス
を供給しないと振動燃焼が発生した。従って、燃焼装置
１において混合ガスを安定燃焼するためには、保炎孔幅
Ｗは１２ｍｍ以下であることが望ましいことが判明し
た。

【０１０１】また、ガス流速比を０．６から１．５まで
変更した際の試験結果を図１３に示す。ガス流速比が
１．０、即ち保炎孔５０から噴出するガス流速が主炎孔
４５から噴出するガス流速と同一である場合、空気過剰
率が１．４程度である高濃度の混合ガスを供給しても燃
料ガスを安定燃焼することができた。ガス流速比と、合
ガスを安定燃焼可能な空気過剰率の下限値との関係は、
図１３に示すように、ガス流速比が１．０である点を頂
点とする略２次関数的な関係を有することが判明した。
ガス流速比が１．０から離れるほど、即ち主炎孔４５或
いは保炎孔５０のいずれか一方から噴出する混合ガスの
流速が大きくなるほど、空気過剰率の大きな混合ガスを
供給しないと安定燃焼を行うことができなかった。ガス
流速比が０．６より小さい場合や、ガス流速比が１．２
より大きい場合は、空気過剰率が大きくガス濃度の低い
混合ガスでないと安定燃焼できなかった。従って、燃焼
装置１において混合ガスを安定燃焼するためには、ガス
流速比を０．６以上１．２以下程度の範囲であることが
望ましいことが判明した。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１に記載の燃焼装置によれば、保
炎孔から噴射される高濃度の燃料ガスを燃焼し、比較的
小さく安定した火炎を形成することにより、主炎孔に形
成される火炎を安定化することができる。

【０１０３】請求項２に記載の燃焼装置は、保炎孔に比
較的小さく安定した火炎を形成することにより、主炎孔
から噴出する燃料ガスの燃焼を安定化できる。

【０１０４】請求項３に記載の燃焼装置は、保炎孔に形
成される火炎が安定しているため、この火炎が発生する
熱により主炎孔に形成される火炎が安定化され、振動燃
焼がほとんど起こらない。

【０１０５】請求項４および５に記載の燃焼装置は、保
炎孔の開口面積を調整することにより、保炎孔に安定し
た火炎を形成し、主炎孔に形成される火炎を安定化する
ことができる。

【０１０６】請求項６に記載の燃焼装置によれば、保炎
孔に形成される火炎の吹き飛びを防止し、主炎孔に形成
される火炎を確実に安定化することができる。

【０１０７】請求項７に記載の燃焼装置は、保炎孔から
噴出したガスが膨出部において渦流により安定化された
火炎により、主炎孔に形成された火炎を安定化すること
ができる。

【０１０８】請求項８乃至１０に記載の発明によれば、
保炎孔の火炎を安定化し、主炎孔に形成される火炎を確
実に保炎することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態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の燃焼装置の展開図である。

【図４】（ａ）は図１の燃焼装置の一部を示す平面図で
あり、（ｂ）はその拡大図である。

【図５】図１のＡ方向矢視斜視図である。

【図６】（ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は
図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図７】（ａ）は図１の燃焼装置に用いられる保炎形成
部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその変形実施例であ
る。

【図８】本発明の第２実施形態に係る燃焼装置の斜視図
である。

【図９】図８の燃焼装置の分解斜視図である。

【図１０】図８の燃焼装置のＤ−Ｄ断面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態に係る燃焼装置の変形
実施形態を示す断面図である。

【図１２】本発明の第２実施形態の燃焼装置における保
炎孔幅と空気過剰率との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明の第２実施形態の燃焼装置におけるガ
ス流速比と空気過剰率との関係を示すグラフである。

【図１４】従来の燃焼装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，７０ 燃焼装置 ２，７１ バーナ本体 ３ 炎孔部材 １６ 空気導入口 ２１ 混合部 ２２ 気体流路（淡ガス流路） ４５，１０１ 主炎孔 ４６，１０２ 補助炎孔 ４７ 保炎形成部材 ４８ 凹凸部 ５０，１０３ 保炎孔 ５８ 濃ガス流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K017 AA02 AA06 AA08 AB02 AB07 AC02 AD01 AD04 CA04 CA06 CA08 CB01 CB09 CD01 CE03 CE04 3K065 TA01 TA07 TA15 TC01 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、
   長尺状に広がり前記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備えた燃焼
   装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部
   材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配
   置され複数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装
   置。
2. 【請求項２】 燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に
   広がり当該主炎孔に隣接する位置に燃料を噴射する補助
   炎孔を備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分
   割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前
   記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成することを
   特徴とする燃焼装置。
3. 【請求項３】 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、
   長尺状に広がり前記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備えた燃焼
   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とを連通し主
   炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導
   入口と連通し燃料ガスと空気とを混合させる混合部とを
   有し、当該混合部で調整された高濃度の燃料ガスの一部
   を淡ガス流路に供給し、前記高濃度の燃料ガスの残部を
   濃ガス流路に供給する濃ガス供給路と、前記補助炎孔を
   屈曲分割する保炎形成部材とを具備し、当該保炎形成部
   材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成す
   ることを特徴とする燃焼装置。
4. 【請求項４】 保炎孔形成部材は、板状のプレートを屈
   曲して補助炎孔をスリット状に分割することを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 保炎形成部材は、長尺の板状体であり、
   厚さ方向に突出した凹凸部を複数有することを特徴とす
   る請求項４に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 補助炎孔の側面には、保炎孔の開口側の
   端部よりガス下流側へと突出した保炎壁部が設けられて
   いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
   の燃焼装置。
7. 【請求項７】 保炎孔の側面には、燃焼装置の外部方向
   に膨出した膨出部が設けられており、当該膨出部のガス
   上流側の端部は、保炎孔の開口側の端部と同一平面上に
   あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   の燃焼装置。
8. 【請求項８】 主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対
   する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．
   ６以上１．２以下であることを特徴とする請求項１乃至
   ７のいずれかに記載の燃焼装置。
9. 【請求項９】 保炎孔の開口部における長尺方向の長さ
   が、１２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至
   ８のいずれかに記載の燃焼装置。