JP2007064503A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化しても、安定した燃焼を行うことができる燃焼装置を提供することである。
【解決手段】 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔３６と、当該主炎孔３６から噴射される燃料ガスよりも高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔３７とを有した燃焼装置１において、空気及び燃料ガスを導入する導入口２７と、前記主炎孔３６に低濃度の燃料ガスを導く淡ガス流路２８と、前記補助炎孔３７に高濃度の燃料ガスを導く濃ガス流路３５とを有しており、導入口２７から導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材６０を設け、高濃度の燃料ガスが濃ガス流路３５側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路２８側に流れるように、ターゲット部材６０が、衝突した燃料ガス１１ａを導くようにした。
【選択図】 図１

Description

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ものである。

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。

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（特開２００２−１３７１０号）。上記した特開２００２−１３７１０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。

この特開２００２−１３７１０号公報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る。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（特開２００２−４８３１１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。
特開２００２−１１３７１０号公報 特開２００２−４８３１１号公報

しかしながら、昨今は、給湯器等の燃焼装置を搭載する機器の小型化に伴って、燃焼装置自体を小型化したいという要望がある。この要望に応えるべく、燃焼装置の長手方向や幅方向の寸法を小さくして燃焼装置を小型化すると、空気や燃料ガスの流路が狭くなるため、空気を流入させるためのファンの回転数を上げなければならず、騒音が大きくなってしまう。また、小型化を図るために、流路を短くすると、ベンチュリ部に設ける孔の数がどうしても少なくなり、濃ガス流路から淡ガス流路内への燃料ガスの流入抵抗が大きくなってしまうため、所望する濃度の燃料ガスを生成し、安定した燃焼を行うのが困難である。

そこで本発明は、従来よりも小型化した燃焼装置を提供することを目的としており、燃焼装置を小型化しても、安定した燃焼を行うことができるようにすることを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明では、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高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔とを有した燃焼装置において、空気及び燃料ガスを導入する導入口と、前記主炎孔に低濃度の燃料ガスを導く淡ガス流路と、前記補助炎孔に高濃度の燃料ガスを導く濃ガス流路とを有しており、導入口から導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材を設け、高濃度の燃料ガスが濃ガス流路側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路側に流れるように、前記ターゲット部材が、衝突した燃料ガスを導くようにした。

請求項２の発明では、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高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔とを有した燃焼装置において、空気及び燃料ガスを導入する導入口と、前記主炎孔に低濃度の燃料ガスを導く淡ガス流路と、前記補助炎孔に高濃度の燃料ガスを導く濃ガス流路とが、４枚以上の金属板体が重ねられて、前記金属板体同士の隙間によって形成されており、導入口から導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材を設け、高濃度の燃料ガスが濃ガス流路側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路側に流れるように、前記ターゲット部材が、衝突した燃料ガスを導くようにした。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、導入口の下流側には分岐部が設けてあり、分岐部は、燃料ガス及び空気流の通路となる壁を備えており、前記ターゲット部材は前記分岐部に配置されており、分岐部は淡ガス流路につながっており、さらに分岐部の、前記ターゲット部材配置位置の補助炎孔側の壁、又はターゲット部材配置位置より下流側の補助炎孔側の壁に、濃ガス流路の入口を設けた。

請求項４の発明では、請求項１〜３のうちのいずれかの発明において、ターゲット部材は、主炎孔及び補助炎孔のある方向に延びる平板と、前記平板の燃料ガスが衝突する面の両側に起立する起立片とで構成するようにした。

請求項５の発明では、請求項４の発明において、燃料ガスが衝突する付近の起立片の高さを高くした。

請求項６の発明では、請求項１〜５のうちのいずれかの発明において、濃ガス流路に、予め設定した高濃度の燃料ガスが流入するように、ターゲット部材を傾斜させるようにした。

請求項７の発明では、請求項１〜６のうちのいずれかの発明において、濃ガス流路の入口に近い側のターゲット部材の端部を、流路壁から数ミリ離して配置するようにした。

請求項８の発明では、請求項１〜７のうちのいずれかの発明において、濃ガス流路の入口から遠い側のターゲット部材の端部が、流路壁から数ミリ離れて配置されるようにした。

請求項９の発明では、請求項１〜８のうちのいずれかの発明において、ターゲット部材の、燃料ガスが衝突する位置に、くぼみを設けたで構成するようにした。

請求項１０の発明では、請求項１〜９のうちのいずれかの発明において、ターゲット部材の、濃ガス流路の入口から遠い側の端部の幅を、濃ガス流路の入口から近い側の端部の幅よりも狭く設定するようにした。

請求項１１の発明では、請求項１〜１０のうちのいずれかの発明において、濃ガス流路の入口を、燃料ガスの流れと直角な面又は略直角な面に開口させた。

請求項１、２の発明では、導入口に導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材を設け、高濃度の燃料ガスが濃ガス流路側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路側に流れるように、ターゲット部材が、衝突した燃料ガスを導くようにしたので、安定した燃焼を行うことができる。
燃焼装置を小型化することにより、主炎孔及び補助炎孔より上方の空間を広く確保することができる。

請求項３の発明を実施すると、濃ガス流路に所望する濃度の燃料ガスを流入させることができ、燃焼装置の燃焼を安定させることができる。

請求項４の発明は、ターゲット部材を、主炎孔及び補助炎孔のある方向に延びる平板と、平板の燃料ガスが衝突する面の両側に起立する起立片とで構成したので、濃ガス流路及び淡ガス流路に、それぞれ所望する濃度の燃料ガスを供給することができ、燃焼装置の燃焼を安定化させることができる。

請求項５の発明では、燃料ガスが衝突する付近の起立片の高さを高くしたので、四方へ飛散する燃焼ガスの流れを整流し易くなる。その結果、濃ガス流路及び淡ガス流路へ所望する濃度の燃料ガスを供給し易くなり、燃焼装置の燃焼を安定化させることができる。

請求項６の発明では、濃ガス流路に、予め設定した高濃度の燃料ガスが流入するように、ターゲット部材を傾斜させるようにしたので、燃焼を安定させることができる。

請求項７の発明では、濃ガス流路の入口に近い側のターゲット部材の端部を、流路壁から数ミリ離して配置したので、濃ガス流路には所望する濃度の燃料ガスを供給することができ、燃焼を安定化させることができる。

請求項８の発明では、濃ガス流路の入口から遠い側のターゲット部材の端部が、流路壁から数ミリ離れて配置されるようにしたので、淡ガス流路へ所望する濃度の燃料ガスを供給することができ、燃焼を安定化させることができる。

請求項９の発明では、ターゲット部材の、燃料ガスが衝突する位置に、くぼみを設けたので、くぼみの範囲内で燃料の噴射位置がずれても、くぼみで燃料ガスが分散されるため、燃焼の悪化を招くことがなく、燃焼装置毎の性能の個体差を小さくすることができる。

請求項１０の発明では、ターゲット部材の、濃ガス流路の入口から遠い側の端部の幅を、濃ガス流路の入口から近い側の端部の幅よりも狭く設定したことにより、導入口から導入した空気の流通抵抗を減少させることができ、空気を導入口に供給するための送風機の出力を上げずに済み、騒音の発生を抑制することができる。

請求項１１の発明では、濃ガス流路の入口を、燃料ガスの流れと直角な面又は略直角な面に開口させたので、濃ガス流路の入口に埃が付着しにくくなり、濃ガス流路内へ流入する燃料ガスの量を一定に保つことができる。

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。

図１は、本発明を実施した燃焼装置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の分岐部周辺の燃料ガスの流れを示す説明図である。図４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５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６は、図１の燃焼装置１の断面図である。

本実施形態の燃焼装置１は、従来の燃焼装置と同様にケース内に複数個を並列に並べて使用されたり、単独で使用されるものである。本実施の形態の燃焼装置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。図２に示すように、バーナ本体１０は、中央の主構成体２０とその両脇の副構成体１２によって成り、４枚の金属製の金属板体１５，１６，１７，１８が重ね合わせられて作られている。これらの金属板体１５，１６，１７，１８は、いずれもプレス加工によって凹凸形状が設けられたものであり、各金属板体同士の間には、後述するように空気又は燃料ガスの流路が形成されている。またこれらの金属板体１５，１６，１７，１８は、一枚ずつ成形して重ね合わせてもよいが、一枚の板を折り重ねた構成を採用することもできる。

以下、重ね合わせた状態を基準として燃焼装置１の構造を説明する。本実施形態の燃焼装置１では、中央の２枚の金属板体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。すなわち主構成体２０の形状は、図２の様な正面板となる金属板体１７と，これに対称（掌）形状の裏板となる金属板体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、導入口２７側の上部側は、フランジ部２０ａが切り欠かれており、この切り欠き部分に掛け渡すようにターゲット部材設置部６１が設けてあり、このターゲット部材設置部６１には、後述するターゲット部材６０が設けられている。

フランジ部２０ａの切欠部２０ｃの形状は、図２の様であり、後述する導入口２７に沿って水平方向に切り込まれている。また切欠部２０ｃの上辺は水平に伸びて中間壁部３８を形成している。中間壁部３８の下方には、ターゲット部材設置部６１が構成されている。ターゲット部材設置部６１の下端は、フランジ部２０ａとなっている。

主構成体２０を構成する２枚の金属板体１６，１７の間には、一連の気体流路が形成されている。すなわち金属板体１６，１７の間には、互いに当接している部分と、当接していない部分とが存在している。この当接していない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２８が形成される。本実施の形態の燃焼装置１では、金属板体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（淡ガス）が通過する。すなわち主構成体２０に形成される気体流路２８は、淡ガス流路２８として機能する。

本実施の形態の主構成体２０の淡ガス流路２８は、大きく分けて淡ガス混合部２３と、導通部２４と、炎孔部材配置部２５とからなる。則ち、淡ガス流路２８の上流側には、導入口２７と分岐部４８とが配置されている。分岐部４８の下流側には、順に、淡ガス混合部２３、導通部２４および炎孔部材配置部２５が配置されている。これらの形状を淡ガス流路２８の上流側から説明すると次の通りである。すなわち主構成体２０の下側の角には、図１，２の様に、導入口２７が開口している。導入口２７は略楕円形である。導入口２７より若干下流側には、詳しくは後述するターゲット部材６０が配置されている。ターゲット部材６０の下流側には淡ガス混合部２３が形成されている。

淡ガス混合部２３は、淡ガス流路２８をほぼ反転させるように形成されている。淡ガス混合部２３は、淡ガス流路２８を大きくカーブさせており、大きな曲路となっている。淡ガス混合部２３の末端は、主構成体２０の中心部にあり、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の末端に接続されて三角形状に広がっている。

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

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の剛性を高めるために、炎孔部材配置部２５の側面に長手方向に延びる溝２５ａが設けてある。

一方、主構成体２０の両側に配されて副構成体１２を構成する金属板体１５，１８は、全体形状が略長方形であり、前記した金属板体１６，１７と同様に、鋼板をプレスして凹凸を設けたものである。金属板体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。

一方、金属板体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、淡ガス混合部２３の外側の面と当接している。また、金属板体１５，１８の導通部２４に相当する部位と、導通部２４との間には隙間１９が形成されている。この隙間１９と分岐部４８とが、中間壁部３８部分に設けた狭窄通路４０によって連通している。また、狭窄通路４０と分岐部４８との接続部分は、濃ガス流路３５の開口となっている。

図２に示すように、金属板体１８の上部には溝状の凹部１８ｆが設けられている。図示していないが、金属板体１５にも同様の構成が設けられている。溝状の凹部１８ｆは、８個の部分に分割され、金属板体１８の長手方向の全域に一列に延びている。凹部１８ｆは、バーナ本体１０の内側に向かって凹んだものである。これらの凹部１８ｆは、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。

次に炎孔部材１３について説明する。本実施の形態で採用する炎孔部材１３は、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１３の上端の開口は、主炎孔３６として機能する。炎孔部材１３は、主構成体２０の炎孔部材配置部２５に挿入される。

次に、燃焼装置１の各部材同士の関係について説明する。
燃焼装置１では、金属板体１６，１７によって作られた主構成体２０を中心として、その左右に金属板体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、金属板体１５，１８は、周囲のフランジ部２０ａ，１５ａ，１８ａを重ね合わせて接合されている。これらの接合にはかしめによる嵌合構造が採用されている。かしめによる嵌合は、主構成体２０を構成する中央の金属板体１６，１７と、副構成体１２を構成する側面部の金属板体１５，１８との間で行なわれる。すなわち中央の一方の金属板体１６と、これに隣接する側面部の金属板体１５の間で、かしめによる嵌合接合が行なわれ、さらに中央の他方の金属板体１７と、これに隣接する側面部の金属板体１８の間についても、かしめによる嵌合接合が行なわれる。

主構成体２０を構成する中央の金属板体１６，１７と、副構成体１２を構成する側面部の金属板体１５，１８との間で行なわれるかしめによる嵌合接合は、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１３の側面に相当する部位であることが推奨される。

また主構成体２０と、金属板体１５，１８との内部の接合関係を見ると、主構成体２０と、側面側の金属板体１５，１８は、フランジ部（２０ａ、１５ａ、１８ａ）以外では、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。ただし、中間壁部３８に当接する金属板体１５及び１８は、部分的に外側へ膨らんでおり、この膨らんだ部分のみは中間壁部３８と離れており、狭窄通路４０が形成されている。狭窄通路４０は、図６（ｂ）に示されている。

図６（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図６（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。狭窄通路４０は、図６（ｂ）に示すように、分岐部４８と隙間１９とを連通させている。中間壁部３８のそれ以外の部分は、板体１５及び１８と当接しており、図６（ａ）に示すように、分岐部４８と隙間１９とは連通していない。

図６（ａ）に示すように導入口２７の内部には、ターゲット部材６０が設けられている。ターゲット部材６０は、図２及び図６（ａ）に示すように、切欠部２０ｃの近傍の中間壁部３８に一体的に形成されたターゲット部材設置部６１に設けられている。また、ターゲット部材６０は、導入口２７方向を向いており、導入口２７に面している。

ターゲット部材６０の構造を、図７〜図１１を参照しながら説明する。図７（ａ）は、ターゲット部材６０の斜視図であり、図７（ｂ）は、ターゲット部材６０を分解した状態の斜視図である。

図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、ターゲット部材６０は、主構成体２０（図２）を構成する左右対称の金属板体１６、１７が接合されて形成されている。ターゲット部材６０は、中間壁部３８と連続するターゲット部材設置部６１と一体の平板部６０ａと、平板部６０ａの端部に形成された起立片６０ｂとで構成されている。図７（ａ）、図７（ｂ）の例では、ターゲット部材６０は、ターゲット部材設置部６１と一体に形成しているが、別部材として、溶接等の固着手段で一体固着するようにしてもよい。また、起立片６０ｂは平板部６０ａの端部を折り曲げて形成されているが、起立片６０ｂは、平板部６０ａとは別部材として、溶接等の固着手段で一体固着するようにしてもよい。

燃料ガスノズル１１から噴射された燃料ガスが、このターゲット部材６０の平板部６０ａに衝突し、衝突した燃料ガスは、四方へ広がろうとするが、両側には起立片６０ｂがあるので、概ね起立片６０ｂに沿って、上方向又は下方向へ流れる。図７（ａ）において、細い矢印は、燃料ガス１１ａの流れを示しており、太い矢印は、図示しない送風機によって供給される空気流３０を示している。空気流３０は、ターゲット部材６０の下方又は側方から導入口２７を介して燃焼装置１の内部に流入するようになっている。

次に、燃焼装置１内に形成した燃料ガスの通路について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、高濃度の燃料ガスを通過させる濃ガス流路３５に沿って、燃料ガスが流れる様子を示している。また、図５は、低濃度の燃料ガスを通過させる淡ガス流路２８に沿って、燃料ガスが流れる様子を示している。

まず、図４に示す濃ガス流路３５について説明する。
濃ガス流路３５は、上流側から順に、狭窄通路４０、隙間１９、及び補助炎孔３７で構成されている。さらに濃ガス流路３５の上流側には、導入口２７と分岐部４８とが配置されている。燃料ガスノズル１１から噴射され、図７（ａ）に示すターゲット部材６０に衝突した燃料ガス１１ａは、概ね上方向と下方向に流れが分岐される。そして、上方向に向かう燃料ガスは、ターゲット部材６０の上端を超えて分岐部４８内を流れる。

また、図示しない送風機によって供給される空気流３０は、ターゲット部材６０の下側又は側方から分岐部４８内に流入する。その空気流３０の一部である空気流３０ａが、分岐部４８内において、ターゲット部材６０の上端を超えて分岐部４８内を流れる燃料ガスと混合し、濃混合ガス（高濃度の燃料ガス）が生成される。この濃混合ガスは、狭窄通路４０を介して隙間１９から補助炎孔３７に達する間に、濃度が一様になるように混合される。

次に、図５を参照しながら、淡ガス流路２８について説明する。
淡ガス流路２８は、上流側から順に、淡ガス混合部２３、導通部２４、及び主炎孔３６で構成されている。さらに淡ガス流路２８の上流側には、導入口２７と分岐部４８とが配置されている。燃料ガスノズル１１から噴射され、図７（ａ）に示すターゲット部材６０に衝突した燃料ガス１１ａのうち、下方向に向かう燃料ガスは、ターゲット部材６０の下端を超えて分岐部４８を流れる。

そして、燃料ガスは、図示しない送風機によって供給された空気流３０と分岐部４８内で合流し、淡ガス混合部２３で一様に混合されて淡混合ガス（低濃度の燃料ガス）が生成される。この淡混合ガスは、導通部２４を介して主炎孔３６に到達するようになっている。図２及び図５に示すように淡ガス混合部２３は大きく屈曲しているので、燃料ガスと空気流とが一様に混合され易くなっている。

図７（ａ）に示すターゲット部材６０は、上述したように燃料ガスを上方向と下方向とに分流する。その際、燃料ガスノズル１１から噴射された燃料ガス１１ａを衝突させる位置は、ターゲット部材６０の長手方向（上下方向）の例えば上から三分の一の位置に設定する。これは、ターゲット部材６０の上側を超えて流れる量を、下側を超えて流れる量よりも多くする必要があるためである。よって、濃淡燃料させる燃焼装置１の諸条件を勘案し、所望する濃淡差に応じて、衝突させる位置を任意に設定する。衝突位置が上側へ移動する程、相対的に濃混合ガスの濃度が高くなり、淡混合ガスの濃度が低くなる。逆に、衝突位置が下側へ移動する程、相対的に濃混合ガスの濃度が低くなり、淡混合ガスの濃度が高くなる。

また、ターゲット部材６０の構造を工夫することで、燃料ガスの分流を、より良好に行うことができるようになる。そのようなターゲット部材６０の変形例の一例を、図８〜図１１に示す。

図８（ａ）に示すターゲット部材６２は、燃料ガスノズル１１から噴射される燃料ガス１１ａが衝突する位置に、くぼみ３を設けている。それ以外の構成は、図７（ａ）に示すターゲット部材６０と同じである。図８（ｂ）に示すように、くぼみ３は、金属板体１６及び１７に各々設けたくぼみ部３ａと、くぼみ部３ｂとを合致させて構成されている。

くぼみ３に衝突した燃料ガス１１ａは、周囲に一様に飛散し易くなり、燃料ガスが起立片６０ｂに沿って流れ易くなる。また、くぼみ３を設けると、燃料ガスノズル１１の設置位置や、噴射する向きを厳密に調整する必要がなくなり、装置の組立ての簡素化を図ることができる。つまり、くぼみ３を設けると、燃料ガスの分流を容易に行うことができ、燃焼を安定化させることができる。

図９（ａ）に示すターゲット部材６３は、起立片６０ｂの間隔が、下方へいくにつれて狭くなる以外の構成は、図７（ａ）に示すターゲット部材６０の構成と同じである。起立片６０ｂの間隔を、上方ほど広くなるように、又、下方ほど狭くなるように設定すると、燃料ガスは下方へ流れにくくなり、上方から分岐部４８へ流入する燃料ガスの量は多くなり、下方から分岐部４８へ流入する燃料ガスの量は少なくなる。その結果、濃混合ガスと淡混合ガスの濃度の調整が容易になる。

図１０（ａ）に示すターゲット部材６４では、起立片６０ｂの起立高さが、燃料ガス１１ａが衝突する位置付近で最も高くなっており、この衝突する位置から離れるほど低くなっている以外の構成は、図７（ａ）に示すターゲット部材６０の構成と同じである。ターゲット部材６４に衝突した燃料ガス１１ａは、衝突した位置に近い位置ほど周囲へ拡がろうとする速度成分が大きい。しかし、起立片６０ｂによって整流されることにより、徐々に一定の方向（上方向又は下方向）に向かう速度成分が増す。よって、燃料ガスが衝突する位置付近の起立片６０ｂの高さが高くなるようにすると、燃料ガスの流れを良好に整流することができ、濃混合ガスと淡混合ガスの濃度の調整を容易に行うことができるようになる。

図１１（ａ）に示すターゲット部材６５は、図８〜図１０の各ターゲット部材の特徴を併せ持ったベストモードのターゲット部材６５の斜視図である。ターゲット部材６５は、上述したターゲット部材６２〜６４の長所を併せ持ち、優れた分流機能によって燃料ガスを分流し、濃混合ガスと淡混合ガスとを生成して、燃焼装置１の燃焼を安定化させることができる。

また、図示していないが、ターゲット部材６０、６２〜６５は、上部が下部よりも下流側に傾くように、又は上部が下部よりも上流側に傾くように全体を傾斜させて配置することにより、ターゲット部材６０、６２〜６５に衝突した燃料ガスの、上方向及び下方向に流れる量を調整することもできる。

さらに、ターゲット部材６０、６２〜６５の上端と流路（分岐部４８）の壁面との間を数ミリ（例えば１〜３ミリ程度）離すようにすると、高濃度の燃料ガスの濃度の調整を容易に行うことができ、所望する濃度の濃混合ガスを、補助炎孔３７へ送ることができる。これにより、燃焼装置１の燃焼を安定化させることができる。

また、ターゲット部材６０、６２〜６５の下端と流路（分岐部４８）の壁面との間を数ミリ（例えば２〜５ミリ程度）離すようにすると、低濃度の燃料ガスの濃度の調整を容易に行うことができ、所望する濃度の淡混合ガスを、主炎孔３６へ送ることができる。これにより、燃焼装置１の燃焼を安定化させることができる。

尚、前記したターゲット部材６０、６２〜６５は全て金属板体１６，１７を用いて形成したものであるが、ターゲット部材のみを別体に成してターゲット部材設置部６１に取り付ける構成としても良い。

以上、説明したように構成された燃焼装置１では、燃料ガス１１ａがターゲット部材６０（６２〜６５）に衝突し、濃混合ガスと淡混合ガスとが図３に示すように生成される。図３は、燃焼装置１の分岐部４８付近を拡大した斜視図である。なお、図３では、金属板体１８を細線の破線で示すことにより、濃混合ガスと淡混合ガスの流れを示し易くしてある。

分岐部４８に流入した空気流３０のうちの一部（空気流３０ａ）が上方向（斜め上方向）に流れ、ターゲット部材６０の上端を超えて分岐部４８内を流れる燃料ガスと共に、狭窄通路４０内に流入し、隙間１９及び補助炎孔３７（図１）に至るまでに一様に混合される。また、空気流３０のうちの空気流３０ａ以外の空気流３０ｂは、ターゲット部材６０の下端を超えて分岐部４８内を流れる燃料ガスと共に、下流側の淡ガス混合部２３（図２）へ流入する。この淡ガス混合部２３において燃料ガスと空気流３０ｂとは一様に混合されて淡混合ガスが生成され、主炎孔３６に達するようになっている。

以上では、狭窄通路４０が分岐部４８内に開口しており、濃混合ガスを通過させる例を示したが、狭窄通路４０の設置例を、図１２を参照しながら以下に説明する。図１２（ａ）は、狭窄通路の好ましい設置例を示す分岐通路の断面図であり、図１２（ｂ）は、狭窄通路の好ましくない設置例を示す分岐通路の断面図である。

図１２（ｂ）のように、傾斜面４に狭窄通路４０の開口を設けると、開口の下流側にごみや埃等の異物が引っかかり、蓄積されてしまう。そのため、狭窄通路４０の通路幅が、部分的に狭くなってしまい、濃混合ガスが狭窄通路４０内に流入しにくくなってしまう。また、濃混合ガスは、淡混合ガスよりも生成量が少なく、また、狭窄通路４０の通路幅は、淡混合ガスが流れる淡ガス混合部２３の通路幅よりもかなり小さい。そのため、蓄積した異物は、狭窄通路４０内へ入れるよりも、淡ガス混合部２３側へ吹き飛ばした方がよい。

そこで、図１２（ａ）のように、燃料ガス（濃混合ガス、淡混合ガス）の流れと平行な部分に狭窄通路４０の開口を設けるようにすると、開口に異物が蓄積しにくく、また、万が一開口に異物が引っかかっても、異物は、通路幅の広い淡ガス混合部側へ吹き飛し易くなる。

本発明を実施した燃焼装置の斜視図である。 図１の燃焼装置の分解斜視図である。 図１の燃焼装置の、分岐部周辺の燃料ガスの流れを示す説明図である。 図１の燃焼装置の、濃混合ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。 図１の燃焼装置の、淡混合ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。 図１の燃焼装置の断面図である。 （ａ）は、ターゲット部材の斜視図であり、（ｂ）は、ターゲット部材を分解した状態の斜視図である。 （ａ）は、図７とは別のターゲット部材の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のターゲット部材を分解した状態の斜視図である。 （ａ）は、図７及び図８とは別のターゲット部材の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のターゲット部材を分解した状態の斜視図である。 （ａ）は、図７〜図９とは別のターゲット部材の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のターゲット部材を分解した状態の斜視図である。 （ａ）は、ベストモードのターゲット部材の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のターゲット部材を分解した状態の斜視図である。 燃焼装置の分岐部の断面図である。（ａ）は、狭窄通路の好ましい設置例を示しており、（ｂ）は、狭窄通路の好ましくない設置例を示している。

符号の説明

１ 燃焼装置
２７ 導入口
３６ 主炎孔
３７ 補助炎孔
２８ 淡ガス流路
３５ 濃ガス流路
４０ 狭窄通路
４８ 分岐部
６０，６２，６３，６４，６５ ターゲット部材

Claims (11)

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高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔とを有した燃焼装置において、
   空気及び燃料ガスを導入する導入口と、前記主炎孔に低濃度の燃料ガスを導く淡ガス流路と、前記補助炎孔に高濃度の燃料ガスを導く濃ガス流路とを有しており、
   導入口から導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材を設け、
   高濃度の燃料ガスが濃ガス流路側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路側に流れるように、前記ターゲット部材が、衝突した燃料ガスを導くことを特徴とする燃焼装置。
2. 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高濃度の燃料ガスを噴射する補助炎孔とを有した燃焼装置において、
   空気及び燃料ガスを導入する導入口と、前記主炎孔に低濃度の燃料ガスを導く淡ガス流路と、前記補助炎孔に高濃度の燃料ガスを導く濃ガス流路とが、４枚以上の金属板体が重ねられて、前記金属板体同士の隙間によって形成されており、
   導入口から導入された燃料ガスを衝突させるターゲット部材を設け、
   高濃度の燃料ガスが濃ガス流路側に流れ、且つ、低濃度の燃料ガスが淡ガス流路側に流れるように、前記ターゲット部材が、衝突した燃料ガスを導くことを特徴とする燃焼装置。
3. 導入口の下流側には分岐部が設けてあり、分岐部は、燃料ガス及び空気流の通路となる壁を備えており、前記ターゲット部材は前記分岐部に配置されており、分岐部は淡ガス流路につながっており、さらに分岐部の、前記ターゲット部材配置位置の補助炎孔側の壁、又はターゲット部材配置位置より下流側の補助炎孔側の壁に、濃ガス流路の入口を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
4. ターゲット部材は、主炎孔及び補助炎孔のある方向に延びる平板と、前記平板の燃料ガスが衝突する面の両側に起立する起立片とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
5. 燃料ガスが衝突する付近の起立片の高さが、高くなっていることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置。
6. 濃ガス流路に、予め設定した高濃度の燃料ガスが流入するように、ターゲット部材を傾斜させることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
7. 濃ガス流路の入口に近い側のターゲット部材の端部を、流路壁から数ミリ離して配置したことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
8. 濃ガス流路の入口から遠い側のターゲット部材の端部が、流路壁から数ミリ離れて配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
9. ターゲット部材の、燃料ガスが衝突する位置に、くぼみを設けたことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
10. ターゲット部材の、濃ガス流路の入口から遠い側の端部の幅を、濃ガス流路の入口から近い側の端部の幅よりも狭く設定することを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
11. 濃ガス流路の入口を、燃料ガスの流れと直角な面又は略直角な面に開口させたことを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の燃焼装置。

Images