JP2019086247A - 予混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予混合装置の空気流入口の開口面積とガス流入口の開口面積とを連動して精度よく調節することを可能としながら、装置のコンパクト化を図る。【解決手段】ファンの吸入側に連通する混合管１０１の空気流入口１０２が開口した面に沿って空気制御部材１２０が混合管の中心線を軸として回転移動することで、空気流入口の開口面積を変化させる。また、混合管の内部に導入されたガス導入管１１１ｂのガス流入口１１３にテーパー部１３１が挿入されるガス制御部材１３０が、混合管の中心線と平行で挿入量を変更する方向に直線移動することで、ガス流入口の開口面積を変化させる。そして、空気制御部材に、混合管の中心線と垂直な平面に対して傾斜したカム面１２５を設けると共に、ガス制御部材に、カム面に当接する当接部１３６を設けて、カム面と当接部との当接箇所を変化させながら回転運動を直線運動に変換し、空気制御部材とガス制御部材とを連動させる。【選択図】図５

Description

本発明は、燃焼装置に燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを送るファンの吸入側に接続されて、ファンに供給される燃料ガスと燃焼用空気とを予め混合させる予混合装置に関する。

燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させる燃焼装置を搭載した給湯器などでは、混合ガスを燃焼装置に送るためのファンを備えたものが知られており、このファンの吸入側には、ファンに供給される燃料ガスと燃焼用空気とを予め混合させる予混合装置が接続されている。ファンを回転させると、燃料ガスおよび燃焼用空気が予混合装置で所定の比率に混合されてファンに吸い込まれ、ファンの吐出側に接続された燃焼装置に混合ガスが送り込まれる。

こうした予混合装置の構造として、特許文献１に記載の予混合装置では、ファンの吸入側に接合される混合管を有しており、ファンとは反対側の混合管の末端に空気流入口が開口している。また、ガス導入管が混合管の内部に導入されており、混合管内でガス導入管の末端に開口するガス流入口は、空気流入口側を向いている。そして、空気流入口を開閉する空気弁と、ガス流入口を開閉するガス弁とが何れも、混合管の中心線に沿って往復移動が可能な移動軸に取り付けられている。これら空気弁およびガス弁を、テーパー形状の所謂ニードル弁として、対応する空気流入口およびガス流入口に挿入することで、空気流入口の開口面積（空気流入口と空気弁との隙間）およびガス流入口の開口面積（ガス流入口とガス弁との隙間）を精度よく調節することが可能となる。

このような予混合装置では、ファンの回転による吸引で混合管とガス導入管との間の混合通路が負圧になると、空気流入口から燃焼用空気が流入すると共に、ガス流入口から燃料ガスが流入して混合通路内で混合されてファンに供給され、燃焼用空気と燃料ガスとの比率（空燃比）は、空気流入口の開口面積とガス流入口の開口面積との面積比によって決まる。そして、燃焼装置の出力に応じてファンの回転数を変化させることで、燃焼装置に送る混合ガスの流量を調節することが可能である。また、ファンの回転数を固定したままでも、空気弁およびガス弁が取り付けられた移動軸を移動させることで、空気流入口の開口面積およびガス流入口の開口面積が、面積比を維持しながら連動して変化することから、空燃比を一定に保って燃焼装置に送る混合ガスの流量を調節することができる。

特表２０１４−５０２３３７号公報

しかし、特許文献１に記載された構造の予混合装置では、次のような理由から装置のコンパクト化を図るのが困難であるという問題があった。まず、空気流入口の開口面積とガス流入口の開口面積とを連動して変化させるために、空気弁およびガス弁が取り付けられた移動軸を直線的に移動させる必要があり、この移動軸の移動範囲は、空気流入口の内径やガス流入口の内径などに応じて設定される。特に、燃料ガスに比して必要量が多い燃焼用空気の流量調節のために、移動軸の移動範囲の確保が必要となる傾向にあり、結果として、移動軸の移動方向（混合管の中心線の方向）に装置のコンパクト化を図るのが困難であった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、予混合装置の空気流入口の開口面積とガス流入口の開口面積とを連動して精度よく調節することを可能としながら、装置のコンパクト化を図ることが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明の予混合装置は次の構成を採用した。すなわち、
燃焼装置に燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを送るファンの吸入側に接続されて、該ファンに供給される前記燃料ガスと前記燃焼用空気とを予め混合させる予混合装置において、
前記ファンの吸入側に連通する混合管と、
前記混合管の内部に導入されると共に、該混合管の中心線と平行に延設されて、前記燃料ガスを導くガス導入管と、
前記混合管の外部から前記燃焼用空気を該混合管と前記ガス導入管との間の混合通路に流入させる空気流入口と、
前記ガス導入管の内部から前記燃料ガスを前記混合通路に流入させるガス流入口と、
前記空気流入口を被覆可能に設けられ、該空気流入口が開口した面に沿って前記混合管の中心線を回転軸として回転移動することで、前記空気流入口の開口面積を変化させる空気制御部材と、
前記ガス流入口に挿入される部分がテーパー状に形成され、前記混合管の中心線と平行で挿入量を変更する方向に直線移動することで、前記ガス流入口の開口面積を変化させるガス制御部材と
を備え、
前記空気制御部材および前記ガス制御部材は、何れか一方に、前記混合管の中心線と垂直な平面に対して傾斜したカム面を有し、何れか他方に、該カム面に当接可能な当接部を有しており、
前記空気制御部材の回転運動を、前記カム面と前記当接部との当接箇所が変化することで前記ガス制御部材の直線運動に変換し、前記空気制御部材の回転移動と前記ガス制御部材の直線移動とを連動させる
ことを特徴とする。

このような本発明の予混合装置では、空気流入口が開口した面に沿った空気制御部材の回転移動によって空気流入口の開口面積を変化させる構成であるため、混合管の中心線の方向における空気制御部材の可動範囲の確保が不要であり、予混合装置のコンパクト化を図ることが可能となる。また、燃焼用空気に比して必要な流量が少ない燃料ガスの流量調節では、ガス流入口に挿入されるテーパー状の部分の挿入量を変更するガス制御部材の直線移動によって、ガス流入口の開口面積を変化させるようになっており、こうした所謂ニードルバルブの構成は流量の細かな制御が可能であるため、燃料ガスの流量を精度よく調節して、適切な空燃比の混合ガスを供給することができる。このように燃料ガスの流量を精度よく調節することと、予混合装置のコンパクト化を図ることとの両立は、カム面と当接部との当接箇所を変化させながら空気制御部材の回転運動をガス制御部材の直線運動に変換し、空気制御部材の回転移動とガス制御部材の直線移動とを連動させることで初めて可能となる。

そして、本発明の予混合装置では、空気制御部材とガス制御部材との間に、カム面を備えたカムを別体にして介在させるのではなく、空気制御部材およびガス制御部材の何れか一方にカム面が一体に設けられている。これにより、カムを別体とした場合に比べて、予混合装置を構成する部品点数が減るため、予混合装置のコストの低減を図るのみならず、次のような効果を得ることができる。まず、カムを別体にした場合には、空気制御部材の動きがカムを介して間接的にガス制御部材に伝わり、動きの伝達箇所が２ヶ所となる。これに対して、本発明の予混合装置では、空気制御部材の動きが直接的にガス制御部材に伝わり、動きの伝達箇所が１ヶ所であることから、部品の累積公差の影響を受けにくく、空気制御部材とガス制御部材との連動を安定させることができる。しかも、空気制御部材とガス制御部材との間にカムを配置するスペースを省略できるので、混合管の中心線の方向における予混合装置の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。

こうした本発明の予混合装置では、次のようにしてもよい。まず、空気制御部材に回転軸を中心とする螺旋状のカム面を設ける。また、ガス制御部材の直線移動の中心軸上に当接部を設ける。そして、ガス制御部材の直線移動の中心軸を、空気制御部材の回転軸に対して平行とし且つ偏心させる。

このようにガス制御部材の直線移動の中心軸を空気制御部材の回転軸に対して偏心させて、当接部をガス制御部材の直線移動の中心軸上に配置すれば、この中心軸まわりにガス制御部材が回転しても、空気制御部材からガス制御部材への動きの伝達に影響がないことから、ガス制御部材の回転を不能にする構成を省略でき、予混合装置の構造の簡略化を図ることが可能となる。また、一般に空気制御部材はガス制御部材に比べて大きいことから、空気制御部材側でカム面の一体形成を容易としながら、ガス制御部材について直線移動の中心軸に直交する径方向のコンパクト化を図ることが可能となる。

また、こうした本発明の予混合装置では、次のようにしてもよい。まず、ガス導入管を、混合管の周面に設けられた接続口と連通させることとして、ガス導入管に、混合管と平行な平行管、および接続口と平行管とを繋ぐ連通管を備える。そして、ガス制御部材の直線移動の中心軸を、平行管の中心線上に位置させると共に、空気制御部材の回転軸に対して平行とし且つ接続口側に偏心させる。

このようにすれば、ガス制御部材の直線移動の中心軸が空気制御部の回転軸に対して偏心していることと対応して、平行管の中心線が接続口側に偏心していることにより、混合管の中心線と一致している場合に比べて、接続口と平行管とを繋ぐ連通管を短くすることができる。その結果、混合通路に占める連通管の割合が減るので、混合通路を通過する燃焼用空気や燃料ガスの流れが連通管によって妨げられるのを抑制することが可能となる。

また、こうした本発明の予混合装置では、ガス制御部材の直線移動の中心軸を、混合管と平行なガス導入管の中心線上に位置させると共に、空気制御部材の回転軸に対して平行とし且つ空気流入口側に偏心させてもよい。

このようにすれば、混合管の外部から空気流入口を通って混合通路に流入する燃焼用空気の流れを、ガス導入管によって速やかに分散させて、燃焼用空気と燃料ガスとの混合を促進することにより、混合ガスの空燃比を安定させることができる。

本実施例の予混合装置１００を接続したファン２０が用いられる燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。 本実施例のファン２０を分解した状態を示した斜視図である。 本実施例の予混合装置１００を分解した状態を示した斜視図である。 本実施例の空気制御部材１２０のカム面１２５にガス制御部材１３０の当接部１３６が当接した状態を示す斜視図である。 本実施例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連動を示す説明図である。 ガス制御部材１６０を回転移動させる比較例の予混合装置１００の構造を示した断面図である。 第１変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。 第２変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。 第２変形例の予混合装置１００における混合管１０１の内部の構造を示した断面図である。 平行管１１１ｂの中心線を、混合管１０１の中心線に対して空気流入口１０２側に偏心させた例を示す説明図である。 第３変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。 第３変形例の当接部１２９とカム面１４２との当接を示す説明図である。 蓋板１０３に空気流入口１０２を設けた予混合装置１００の例を示す斜視図である。

図１は、本実施例の予混合装置１００を接続したファン２０が用いられる燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。図示されるように給湯器１のハウジング２の内部には、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させるバーナーを内蔵した燃焼ユニット３や、燃焼ユニット３の下方に設置された熱交換器４や、燃焼ユニット３に混合ガスを送るファン２０などが設けられている。

ファン２０の吸入側には、ファン２０に供給される燃料ガスと燃焼用空気とを予め混合させる予混合装置１００が接続されており、ファン２０の吐出側には、燃焼ユニット３が接続されている。予混合装置１００には、燃料ガスを供給するガス供給通路１１が接続されており、このガス供給通路１１には、上流側から圧送される燃料ガスの圧力を大気圧に下げるゼロガバナ１２や、ガス供給通路１１を開閉する開閉弁（図示省略）などが設けられている。ファン２０を駆動すると、ハウジング２内に存在する燃焼用空気と、ガス供給通路１１のゼロガバナ１２よりも下流側の燃料ガスとが、予混合装置１００で所定の比率に混合されてファン２０に吸い込まれ、混合ガスが燃焼ユニット３に送り込まれる。尚、本実施例のファン２０の構造および予混合装置１００の構造については、後ほど別図を用いて説明する。

燃焼ユニット３では、内蔵のバーナー（図示省略）で混合ガスの燃焼が行われる。図示した例では、バーナーから下方に向けて混合ガスが噴出するようになっており、下向きに炎が形成されると共に、燃焼排気が下方の熱交換器４に送られる。熱交換器４の一端には給水通路５が接続されており、熱交換器４の他端には給湯通路６が接続されている。給水通路５を通じて供給された上水は、熱交換器４でバーナーの燃焼排気との熱交換によって加熱された後、湯となって給湯通路６に流出する。

熱交換器４を通過した燃焼排気は、排気ダクト７を通って、ハウジング２の上部に突出した排気口８から外部に排出される。また、排気口８の外周に給気口９が設けられた二重管構造になっており、給気口９からハウジング２内に取り入れられた燃焼用空気が、予混合装置１００を介してファン２０に吸い込まれる。

図２は、本実施例のファン２０を分解した状態を示した斜視図である。尚、図２では、ファン２０の上下の配置が図１に対して反転している。図示したファン２０は、遠心式のタイプであり、回転することで風を起こす羽根車３０や、羽根車３０を回転させる駆動モーター４０や、羽根車３０を収容するケーシング５０などを備えている。

羽根車３０は、複数の翼片３１が駆動モーター４０のシャフト４１に対して放射状に所定の間隔で配置されて円筒形状になっている。これらの翼片３１は、シャフト４１の軸方向の一端（図中の下端）が略円形の回転円板３２に取り付けられており、他端（図中の上端）が環状の支持板３３に取り付けられている。回転円板３２は、中央で駆動モーター４０のシャフト４１に固定されており、駆動モーター４０の駆動によってシャフト４１を中心に羽根車３０が回転する。

ケーシング５０は、駆動モーター４０が外側（図中の下面）に固定される凹形の本体５１と、この本体５１に対向する凹形の蓋体５２とを外縁部分で接合して形成される。本体５１と蓋体５２とは、間にパッキン（図示省略）を介在させることで気密性が保たれ、図示しないネジなどで固定される。

また、ケーシング５０は、シャフト４１に対する半径が羽根車３０の回転方向（図中の反時計回り）に大きくなる形状に周面が形成されている。この周面の半径が大きい側から接線方向に延設して送風路５４が形成されており、送風路５４の末端の吐出口５５に燃焼ユニット３が接続される。さらに、蓋体５２には、羽根車３０の内側に向けて開口した吸入口５３が設けられており、この吸入口５３に予混合装置１００が接続される。予混合装置１００は、図示しないネジなどで蓋体５２に固定され、間にパッキン（図示省略）を介在させることで気密性が保たれる。

周知のように遠心式のファン２０では、駆動モーター４０の駆動によって羽根車３０が回転すると、遠心力で羽根車３０の内側から外側に気体（空気や燃料ガス）が吹き出す流れが生じる。羽根車３０の外側に吹き出した気体は、ケーシング５０の内周面に沿って進み、送風路５４を通って吐出口５５から燃焼ユニット３に送り込まれる。また、羽根車３０の外側に気体が吹き出すのに伴って、羽根車３０の内側には、予混合装置１００から気体が吸入口５３を通って吸い込まれる。

図２には、ファン２０とともに、蓋体５２に固定される前の予混合装置１００の外観が示されている。詳細には後述するが、本実施例の予混合装置１００は、蓋体５２の吸入口５３に接合されて連通する円筒形状の混合管１０１を備えており、混合管１０１の中心線は、駆動モーター４０のシャフト４１や吸入口５３の中心と同一直線上に位置している。この混合管１０１の周面には、ガス供給通路１１が接続される接続口１１０が設けられており、接続口１１０の中心は、混合管１０１の中心線に直交する直線上に位置している。

また、本実施例の混合管１０１の周面には、空気流入口１０２が開口しており、この空気流入口１０２を通って混合管１０１の外部から燃焼用空気が内部に流入する。さらに、予混合装置１００は、空気流入口１０２を被覆可能であって、混合管１０１の外周面に沿って混合管１０１の中心線を回転軸として回転移動することで空気流入口１０２を開閉する（開口面積を変化させる）空気制御部材１２０を備えている。この空気制御部材１２０は、予混合装置１００にブラケット１５１を介して取り付けられた回動モーター１５０の駆動によって正逆両方向に回転可能である。

図３は、本実施例の予混合装置１００を分解した状態を示した斜視図である。尚、図３では、回動モーター１５０やブラケット１５１の図示を省略している。図示されるように、本実施例の予混合装置１００の混合管１０１は、ファン２０の吸入口５３（図２参照）に接合される円筒形状の下流管１０１ａに、吸入口５３とは反対側から円筒形状の上流管１０１ｂをつなぎ合せて形成され、図示しないネジなどで固定される。上流管１０１ｂの周面には、矩形の空気流入口１０２が開口しており、本実施例の空気流入口１０２は周方向の辺が１６０度分の円弧になっている。

また、上流管１０１ｂは、吸入口５３とは反対側の端面（図中の上面）が中心線と垂直な略円形の蓋板１０３によって塞がれており、この蓋板１０３には、中央を貫通する挿通孔１０４が設けられると共に、空気流入口１０２とは別に混合管１０１の外部から燃焼用空気を内部に流入させる空気最小孔１０５が開口している。

このような上流管１０１ｂの外側に被せられる空気制御部材１２０は、上流管１０１ｂの外周面を覆う円筒形状の周面部１２１と、蓋板１０３に面する上面部１２２と、混合管１０１の中心線と同一直線上に位置して回動モーター１５０の駆動で回転する心棒１２３とが一体に設けられている。また、空気制御部材１２０の周面部１２１には、矩形に切り欠かれた切欠き部１２１ａが設けられている。本実施例の切欠き部１２１ａは、周面部１２１の１６０度分に相当し、上流管１０１ｂの空気流入口１０２と重複可能であって、切欠き部１２１ａと空気流入口１０２との重複部分を燃焼用空気が通過する。心棒１２３を中心に空気制御部材１２０が所定の回転範囲内（本実施例では１６０度の範囲内）で回転するのに伴い、上流管１０１ｂの外周面に沿って周面部１２１が回転移動すると、切欠き部１２１ａが移動するので、空気流入口１０２の開口面積（切欠き部１２１ａと空気流入口１０２との重複部分の面積）が変化する。

また、上面部１２２には、心棒１２３を中心とする円弧状に形成された通過口１２２ａが開口している。この通過口１２２ａは、空気制御部材１２０が回転可能な範囲内で空気制御部材１２０の回転位置に拘らず、蓋板１０３の空気最小孔１０５と一部が重複するように設けられており、通過口１２２ａと空気最小孔１０５との重複部分を燃焼用空気が通過する。

一方、下流管１０１ａの周面には、接続口１１０が設けられており、この接続口１１０は、下流管１０１ａの内部に導入されたガス導入管１１１と通じている。本実施例のガス導入管１１１は、Ｌ字状に屈曲しており、混合管１０１と中心線が直交する円筒形状の直交管１１１ａと、混合管１０１と平行である円筒形状の平行管１１１ｂとを備え、本実施例の平行管１１１ｂは、混合管１０１と中心線が一致している。そして、平行管１１１ｂの端部（図中の上端部）の内側に嵌込部材１１２が嵌め込まれる。嵌込部材１１２は、中央にガス流入口１１３が開口した円筒形状に形成され、このガス流入口１１３を通ってガス導入管１１１の内部から燃料ガスが混合管１０１とガス導入管１１１との間の混合通路１００ｐに流入する。尚、ガス導入管１１１の直交管１１１ａは、本発明の「連通管」に相当している。

また、平行管１１１ｂの内側には、ガス流入口１１３を開閉する（開口面積を変化させる）ガス制御部材１３０や、ガス制御部材１３０をガス流入口１１３（嵌込部材１１２）に向けて付勢する付勢バネ１１５が設置されている。ガス制御部材１３０は、ガス流入口１１３側（図中の上側）に向けて縮径するテーパー部１３１や、テーパー部１３１の大径側に連設された円筒形状の大径部１３２や、テーパー部１３１の小径側に連設された円筒形状の小径部１３３を有している。また、大径部１３２の外周面から径方向外向きに突出して大径部１３２の中心線と平行に延びた複数（本実施例では４つ）の突条１３４が設けられている。

付勢バネ１１５によって付勢されたガス制御部材１３０は、ガス流入口１１３にテーパー部１３１が挿入されると共に、小径部１３３がガス流入口１１３から突出している。また、嵌込部材１１２の内周面には、ガス制御部材１３０の突条１３４に対応する位置に浅いガイド溝（図示省略）が設けられており、ガイド溝に突条１３４の突端が嵌って、ガス制御部材１３０は平行管１１１ｂの中心線まわりに回転不能に平行管１１１ｂの中心線に沿った直線移動が案内される。このガス制御部材１３０が付勢バネ１１５の付勢力に抗してファン２０側（図中の下側）に移動すると、ガス流入口１１３へのテーパー部１３１の挿入量が変化するので、ガス流入口１１３の開口面積（ガス流入口１１３とテーパー部１３１との隙間の面積）が変化する。そして、ガス流入口１１３とテーパー部１３１との隙間を燃料ガスが通過する。

さらに、本実施例のガス制御部材１３０は、小径部１３３側の端部（図中の上端部）に円板形状の台座１３５を有している。この台座１３５は、外径が小径部１３３よりも大きくなっているものの、ガス流入口１１３の内径よりは小さいため、ガス流入口１１３に挿通することが可能である。そして、台座１３５には、小径部１３３とは反対側の面（図中の上面）から突出して一対の当接部１３６が、台座１３５の中心に対して１８０度位置をずらして設けられており、空気制御部材１２０側に設けられたカム面１２５（図４参照）に当接する。

図４は、本実施例の空気制御部材１２０のカム面１２５にガス制御部材１３０の当接部１３６が当接した状態を示す斜視図である。図では、ガス制御部材１３０側から空気制御部材１２０の内側を見た状態を表しており、上流管１０１ｂや平行管１１１ｂや嵌込部材１１２の図示を省略している。図示されるように空気制御部材１２０の上面部１２２には、心棒１２３が突出した側とは反対側の面（図中の下面）から突出して円筒形状の突出部１２４が設けられている。この突出部１２４は、中心線が心棒１２３と同一直線上にあり、蓋板１０３の挿通孔１０４に挿通される（図３参照）。また、突出部１２４は、ガス制御部材１３０に面する側（図中の下端側）に、上面部１２２（空気制御部材１２０の回転軸と垂直な平面）に対して傾斜した螺旋状のカム面１２５が形成されており、空気制御部材１２０の回転軸（心棒１２３）まわりに１８０度回転させても元の形体と一致する２回回転対称になっている。

そして、前述したように平行管１１１ｂの内側には付勢バネ１１５が設置されており（図３参照）、この付勢バネ１１５がガス制御部材１３０を空気制御部材１２０に向けて付勢することによって、空気制御部材１２０のカム面１２５にガス制御部材１３０の当接部１３６が当接する。

図示した例では、空気制御部材１２０に設けられた心棒１２３を反時計回り（図中の白抜きの矢印で示す回転方向）に回転させると、当接部１３６の先端（当接箇所）がカム面１２５に沿って突出部１２４の基端側（図中の上側）に移動する。これにより、ガス制御部材１３０は、平行管１１１ｂの中心線に沿って空気制御部材１２０に近付く方向（図中の上方）に移動する。

一方、心棒１２３を時計回り（図中のハッチングを付した矢印で示す回転方向）に回転させると、当接部１３６の先端（当接箇所）がカム面１２５に沿って突出部１２４の突端側（図中の下側）に移動する。これにより、付勢バネ１１５の付勢力に抗してガス制御部材１３０は、平行管１１１ｂの中心線に沿って空気制御部材１２０から離れる方向（図中の下方）に移動する。

また、本実施例のガス制御部材１３０には、大径部１３２側の端面に連通するガス最小孔１３７が、小径部１３３の周面に開口して設けられている。このガス最小孔１３７は、平行管１１１ｂの中心線に沿ったガス制御部材１３０の位置に拘らず、ガス導入管１１１の内部から燃料ガスを混合通路１００ｐに流入させることが可能である。

図５は、本実施例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連動を示す説明図である。図では、混合管１０１の中心線を含むと共に、直交管１１１ａの中心線に垂直な平面で切断した予混合装置１００の断面を表している。まず、図５（ａ）には、空気流入口１０２およびガス流入口１１３が閉じられた状態が示されている。前述したように本実施例の空気流入口１０２は、上流管１０１ｂの周面に矩形に形成されており、周方向の辺が１６０度分の円弧になっている。そして、上流管１０１ｂの外側に被せられる空気制御部材１２０の周面部１２１には、矩形の切欠き部１２１ａが形成されており、この切欠き部１２１ａの周方向の辺も１６０度分の円弧になっているものの、切欠き部１２１ａと空気流入口１０２とが重複していないので、空気制御部材１２０の周面部１２１によって空気流入口１０２の全体を被覆することで、空気流入口１０２が閉塞されている。

ただし、空気流入口１０２が閉塞された状態でも、上面部１２２に形成された円弧状の通過口１２２ａの一部が蓋板１０３の空気最小孔１０５と重複しており、ファン２０の吸引によって、混合管１０１の外部から燃焼用空気が空気最小孔１０５を通って混合通路１００ｐに流入する。尚、図中の太線の矢印は、燃焼用空気の流れを表している。

また、本実施例のガス流入口１１３は、混合管１０１内に導入されたガス導入管１１１の平行管１１１ｂの端部に開口しており、このガス流入口１１３にガス制御部材１３０のテーパー部１３１が挿入されている。そして、空気流入口１０２が空気制御部材１２０で閉塞された状態では、ガス制御部材１３０の当接部１３６が空気制御部材１２０のカム面１２５に突出部１２４の基端側で当接していることから（図４参照）、ガス制御部材１３０が空気制御部材１２０に近接しており、付勢バネ１１５の付勢力によってガス制御部材１３０のテーパー部１３１の大径側がガス流入口１１３の内周に押し付けられることで、ガス流入口１１３が閉塞されている。

ただし、ガス流入口１１３がガス制御部材１３０で閉塞された状態でも、ガス制御部材１３０には、大径部１３２側の端面と小径部１３３の周面とを連通するガス最小孔１３７が設けられており、ファン２０の吸引によって、ガス導入管１１１の内部から燃料ガスがガス最小孔１３７を通って混合通路１００ｐに流入する。尚、図中の破線の矢印は、燃料ガスの流れを表している。

そして、図５（ａ）の状態から心棒１２３を時計回りに回転させると、空気制御部材１２０の周面部１２１が上流管１０１ｂの外周面に沿って回転移動することで、切欠き部１２１ａと空気流入口１０２との重複部分の面積（空気流入口１０２の開口面積）が増加していき、混合管１０１の外部から燃焼用空気が重複部分を通って混合通路１００ｐに流入する。図５（ｂ）には、心棒１２３を１６０度回転させることで、空気流入口１０２の全体が切欠き部１２１ａと重複し、空気流入口１０２の開口面積が最大となった状態が示されている。

また、空気制御部材１２０の突出部１２４が時計回りに回転するのに伴い、ガス制御部材１３０の当接部１３６の先端（当接箇所）がカム面１２５に沿って突出部１２４の突端側に移動する（図４参照）。すると、ガス制御部材１３０が空気制御部材１２０から離れることになり、付勢バネ１１５の付勢力に抗してガス制御部材１３０が押し戻されることから、ガス流入口１１３へのテーパー部１３１の挿入量が減少する。これにより、ガス流入口１１３とテーパー部１３１との隙間の面積（ガス流入口１１３の開口面積）が増加していき、ガス導入管１１１の内部から燃料ガスが隙間を通って混合通路１００ｐに流入する。

このように本実施例の予混合装置１００では、心棒１２３を回転させることによって、空気流入口１０２の開口面積（空気開口面積）およびガス流入口１１３の開口面積（ガス開口面積）を連動して変化させることが可能である。そして、ファン２０の吸引によって混合通路１００ｐに流入する燃焼用空気と燃料ガスとの比率（空燃比）は、空気開口面積とガス開口面積との面積比（開口面積比）によって決まることから、燃焼ユニット３で燃焼させる混合ガスの適切な空燃比に合わせて開口面積比を設定する必要がある。そのため、カム面１２５は、空気制御部材１２０の回転移動とガス制御部材１３０の直線移動とを連動させつつ、開口面積比を所定値に維持する（適切な空燃比を保つ）ように傾斜が形成されている。

また、給湯器１では、ユーザーによって設定された出力（給湯能力）に応じて燃焼ユニット３に送る混合ガスの流量を調節する必要がある。こうした混合ガスの流量調節は、設定された出力値に比例してファン２０の回転数（吸引力）を変化させることによって行うのが一般的である。これに加えて、本実施例の予混合装置１００では、ファン２０の回転数を固定したままでも、心棒１２３を回転させることで、空気開口面積およびガス開口面積が開口面積比を維持しながら連動して変化することから、適切な空燃比を保って燃焼ユニット３に送る混合ガスの流量を調節することができる。

以上に説明したように本実施例の予混合装置１００では、心棒１２３の回転に伴い、空気流入口１０２が開口した上流管１０１ｂの外周面に沿って空気制御部材１２０の周面部１２１が回転移動すると共に、空気制御部材１２０のカム面１２５とガス制御部材１３０の当接部１３６との当接箇所が変化することで空気制御部材１２０の回転運動がガス制御部材１３０の直線運動に変換され、ガス流入口１１３へのテーパー部１３１の挿入量を変更する方向にガス制御部材１３０が直線移動するようになっている。こうすることで、次のような理由から、予混合装置１００のコンパクト化を図ることができる。

まず、仮に本実施例とは異なり、空気流入口１０２を、上流管１０１ｂと一体の蓋板１０３の中央に円形に設けると共に、空気制御部材１２０を、ガス制御部材１３０と同様に、混合管１０１の中心線に沿って直線移動が可能に設けることとして、空気制御部材１２０の直線移動によって空気流入口１０２の開口面積を変化させる構成を採用したとする。この場合、燃料ガスに比して必要な流量が多い燃焼用空気の流量調節のために、混合管１０１の中心線の方向に空気制御部材１２０の可動範囲を大きく確保しておく必要があり、結果として、混合管１０１の中心線の方向に予混合装置１００のコンパクト化を図るのが困難である。これに対して、本実施例の予混合装置１００では、上流管１０１ｂの外周面に沿った空気制御部材１２０の周面部１２１の回転移動によって空気流入口１０２の開口面積を変化させる構成であるため、混合管１０１の中心線の方向における空気制御部材１２０の可動範囲の確保が不要であり、予混合装置１００のコンパクト化を図ることが可能となる。

一方、燃焼用空気に比して必要な流量が少ない燃料ガスの流量調節には、適切な空燃比で混合ガスを供給する上で精度が求められる。そこで、本実施例の予混合装置１００では、ガス流入口１１３へのテーパー部１３１の挿入量を変更するガス制御部材１３０の直線移動によってガス流入口１１３の開口面積を変化させるようになっており、こうした所謂ニードルバルブの構成は流量の細かな制御が可能であるため、燃料ガスの流量を精度よく調節して、適切な空燃比の混合ガスを供給することができる。このように燃料ガスの流量を精度よく調節することと、予混合装置１００のコンパクト化を図ることとの両立は、カム面１２５と当接部１３６との当接箇所を変化させながら空気制御部材１２０の回転移動とガス制御部材１３０の直線移動とを連動させることで初めて可能となる。

そして、本実施例の予混合装置１００では、空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との間に、カム面を備えたカムを別体にして介在させるのではなく、空気制御部材１２０にカム面１２５が一体に形成されている。これにより、カムを別体にした場合に比べて、予混合装置１００を構成する部品点数が減るため、予混合装置１００のコストの低減を図るのみならず、次のような効果を得ることができる。まず、カムを別体にした場合には、空気制御部材１２０の動きがカムを介して間接的にガス制御部材１３０に伝わり、動きの伝達箇所が２ヶ所となる。これに対して、本実施例の予混合装置１００では、空気制御部材１２０の動きが直接的にガス制御部材１３０に伝わり、動きの伝達箇所が１ヶ所であることから、部品の累積公差の影響を受けにくく、適切な空燃比を保った空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連動を安定させることができる。しかも、空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との間にカムを配置するスペースを省略できるので、混合管１０１の中心線の方向における予混合装置１００の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。

また、本実施例の予混合装置１００では、空気制御部材１２０に螺旋状のカム面１２５を一体に形成し、ガス制御部材１３０に当接部１３６を一体に形成している。このようにすれば、一般に空気制御部材１２０はガス制御部材１３０に比べて大きいことから、カム面１２５の一体形成を容易としながら、ガス導入管１１１の内側に配置されるガス制御部材１３０の小型化を図ることが可能となる。

加えて、本実施例のように燃料ガスの流量調節にニードルバルブの構成を採用することによって、次のような効果を得ることができる。まず、比較として、図６に示されるように、ガス流入口１１４を平行管１１１ｂの周面に矩形に設けると共に、平行管１１１ｂの内側に、ガス流入口１１４を開閉する（開口面積を変化させる）ガス制御部材１６０を平行管１１１ｂの内周面に沿って回転移動が可能に設置した予混合装置１００の例を説明する。尚、比較例の説明では、上述の実施例と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。比較例のガス制御部材１６０は、平行管１１１ｂの内周面に接する円筒形状の周面部１６１と、平行管１１１ｂの端部を塞ぐ円形の蓋部１６２と、蓋部１６２の中央から突設された突起部１６３とが一体に設けられており、突起部１６３が心棒１２３と接合されている。また、ガス制御部材１６０の周面部１６１には、矩形のガス通過口１６１ａが開口している。このような比較例の予混合装置１００では、心棒１２３の回転に伴い、空気制御部材１２０の回転移動と連動して、ガス制御部材１６０の周面部１６１が回転移動することで、ガス通過口１６１ａとガス流入口１１４との重複部分の面積（ガス流入口１１４の開口面積）が変化し、ガス導入管１１１の内部から燃料ガスが重複部分を通って混合通路１００ｐに流入する。ただし、図示されるように、平行管１１１ｂのまわりで燃料ガスの流入が一方（図中の右方）に偏り、特にガス流入口１１４の開口面積が絞られた状態では、燃焼用空気に比して流入量の少ない燃料ガスの分散が不均一となって、混合ガスの空燃比にばらつきが生じることがある。

これに対して、本実施例の予混合装置１００では、前述したように燃料ガスの流量調節にニードルバルブの構成を採用しており、ガス流入口１１３の開口面積の変化に拘らず、平行管１１１ｂのまわりで燃料ガスの流入が均一であるため（図５（ｂ）参照）、混合ガスの空燃比を安定させることができる。

また、空気流入口１０２の開口面積およびガス流入口１１３の開口面積を連動して変化させる場合、空気制御部材１２０やガス制御部材１３０の組み付け誤差あるいは動作の誤差などに起因して開口面積比が目標値から外れることで、混合ガスの空燃比を適切に制御できないことがあり、こうした影響は、特に空気流入口１０２およびガス流入口１１３の開口面積を絞った最小流量時に大きくなる傾向にある。この点、本実施例の予混合装置１００では、空気流入口１０２とは別に設けられた空気最小孔１０５と、ガス流入口１１３とは別に設けられたガス最小孔１３７とを有しており、空気流入口１０２およびガス流入口１１３が閉塞された最小流量時には、空気最小孔１０５を通って燃焼用空気が混合通路１００ｐに流入すると共に、ガス最小孔１３７を通って燃料ガスが混合通路１００ｐに流入するようになっている。このように最小流量時の混合ガスの空燃比が、空気最小孔１０５の開口面積とガス最小孔１３７の開口面積との面積比によって決まるため、空気最小孔１０５およびガス最小孔１３７を、面積比が目標値となるように設けておくことで、最小流量時の混合ガスを適切な空燃比に制御することが可能となる。

上述した本実施例の予混合装置１００には、次のような変形例も存在する。以下では、上述の実施例とは異なる点を中心に変形例について説明する。尚、変形例の説明では、上述の実施例と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図７は、第１変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。図では、ガス制御部材１３０側から空気制御部材１２０の内側を見た状態を表しており、上流管１０１ｂや平行管１１１ｂや嵌込部材１１２の図示を省略している。図示されるように第１変形例のガス制御部材１３０は、小径部１３３側の端部（図中の上端部）に円筒形状の円筒部１３８が一体に設けられており、この円筒部１３８は、外径が小径部１３３よりも大きくなっているものの、ガス流入口１１３の内径よりは小さいため、ガス流入口１１３に挿通することが可能である。そして、円筒部１３８は、空気制御部材１２０に面する側（図中の上端側）に、空気制御部材１２０の回転軸（心棒１２３）と垂直な平面に対して傾斜した螺旋状のカム面１３９が形成されており、空気制御部材１２０の回転軸まわりに回転させると元の形体と一致する２回回転対称になっている。

また、空気制御部材１２０の上面部１２２には、心棒１２３が突出した側とは反対側の面（図中の下面）から突出して一対の当接部１２６が設けられている。この一対の当接部１２６は、空気制御部材１２０の回転軸に対して１８０度位置をずらして設けられており、蓋板１０３の挿通孔１０４に挿通される（図３参照）。そして、付勢バネ１１５がガス制御部材１３０を空気制御部材１２０に向けて付勢することによって、空気制御部材１２０の当接部１２６がガス制御部材１３０のカム面１３９に当接する。

図示した例では、空気制御部材１２０に設けられた心棒１２３を反時計回り（図中の白抜きの矢印で示す回転方向）に回転させると、当接部１２６の先端（当接箇所）がカム面１３９に沿って小径部１３３側（図中の下側）に移動する。これにより、付勢バネ１１５で付勢されたガス制御部材１３０は、平行管１１１ｂの中心線に沿って空気制御部材１２０に近付く方向（図中の上方）に移動する。尚、ガス制御部材１３０は平行管１１１ｂの中心線まわりに回転不能になっている。

一方、心棒１２３を時計回り（図中のハッチングを付した矢印で示す回転方向）に回転させると、当接部１２６の先端（当接箇所）がカム面１３９に沿って小径部１３３とは反対側（図中の上側）に移動する。これにより、付勢バネ１１５の付勢力に抗してガス制御部材１３０は、平行管１１１ｂの中心線に沿って空気制御部材１２０から離れる方向（図中の下方）に移動する。

このように第１変形例の予混合装置１００では、前述した実施例とは逆に、ガス制御部材１３０にカム面１３９を一体に形成し、空気制御部材１２０に当接部１２６を一体に形成している。こうした第１変形例の予混合装置１００においても、前述した実施例と同様に、カム面１３９と当接部１２６との当接箇所を変化させながら空気制御部材１２０の回転運動をガス制御部材１３０の直線運動に変換し、空気制御部材１２０の回転移動とガス制御部材１３０の直線移動とを連動させることで、燃料ガスの流量を精度よく調節することと、予混合装置１００のコンパクト化を図ることとを両立させることができる。

そして、第１変形例の予混合装置１００では、ガス制御部材１３０にカム面１３９が一体に形成されており、空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との間に別体のカムを介在させる場合に比べて、予混合装置１００を構成する部品点数が減ることにより、予混合装置１００のコストの低減を図れるのみならず、前述した実施例と同様に、部品の累積公差の影響を受けにくく、適切な空燃比を保った空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連動を安定させることができ、しかも、混合管１０１の中心線の方向における予混合装置１００の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。

図８は、第２変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。図では、ガス制御部材１３０側から空気制御部材１２０の内側を見た状態を表しており、上流管１０１ｂや平行管１１１ｂや嵌込部材１１２の図示を省略している。図示されるように第２変形例の空気制御部材１２０の上面部１２２には、前述した実施例と同様に、心棒１２３が突出した側とは反対側の面（図中の下面）から突出して円筒形状の突出部１２４が設けられており、この突出部１２４は、中心線が心棒１２３と同一直線上にあって、蓋板１０３の挿通孔１０４に挿通される（図３参照）。また、突出部１２４は、ガス制御部材１３０に面する側（図中の下端側）に、上面部１２２（空気制御部材１２０の回転軸と垂直な平面）に対して傾斜した螺旋状のカム面１２７が形成されている。ただし、第２変形例の突出部１２４は、前述した実施例のような２回回転対称ではなく、カム面１２７が一続きになっている。

一方、第２変形例のガス制御部材１３０には、小径部１３３側の端部（図中の上端部）から突出して小径部１３３よりも径が小さい１本の当接部１４０が一体に設けられている。この当接部１４０は、ガス制御部材１３０の直線移動の中心軸上に位置し、第２変形例のガス制御部材１３０は、直線移動の中心軸が空気制御部材１２０の回転軸（心棒１２３）に対して平行であるものの、一致しておらず、偏心している。そして、付勢バネ１１５がガス制御部材１３０を空気制御部材１２０に向けて付勢することによって、空気制御部材１２０のカム面１２７にガス制御部材１３０の当接部１４０が当接する。

図示した例では、空気制御部材１２０に設けられた心棒１２３を反時計回り（図中の白抜きの矢印で示す回転方向）に回転させると、突出部１２４が回転するのに伴い、当接部１４０の先端（当接箇所）がカム面１２７に沿って突出部１２４の基端側（図中の上側）に移動する。これにより、ガス制御部材１３０は、空気制御部材１２０に近付く方向（図中の上方）に移動する。

一方、心棒１２３を時計回り（図中のハッチングを付した矢印で示す回転方向）に回転させると、当接部１４０の先端（当接箇所）がカム面１２７に沿って突出部１２４の突端側（図中の下側）に移動する。これにより、付勢バネ１１５の付勢力に抗してガス制御部材１３０は、空気制御部材１２０から離れる方向（図中の下方）に移動する。

このような第２変形例の予混合装置１００では、前述した実施例の効果に加えて、当接部１４０がガス制御部材１３０の直線移動の中心軸上に位置していることにより、この中心軸まわりにガス制御部材１３０が回転しても、空気制御部材１２０からガス制御部材１３０への動きの伝達に影響がないことから、ガス制御部材１３０の回転を不能にする構成（前述した実施例では、ガス制御部材１３０の突条１３４が嵌込部材１１２の内周面のガイド溝に嵌る構成）を省略でき、予混合装置１００の構造の簡略化を図ることが可能となる。また、前述した実施例のようにガス制御部材１３０に台座１３５を設ける必要がないため（図４参照）、ガス制御部材１３０について直線移動の中心軸に直交する径方向のコンパクト化を図ることが可能となる。

図９は、第２変形例の予混合装置１００における混合管１０１の内部の構造を示した断面図である。図では、混合管１０１の中心線および直交管１１１ａの中心線を含む平面で切断した予混合装置１００の断面を表している。前述したように第２変形例の予混合装置１００では、ガス制御部材１３０の直線移動の中心軸が、空気制御部材１２０の回転軸に対して、平行で且つ偏心している。このことと対応して、第２変形例のガス導入管１１１は、平行管１１１ｂの中心線が混合管１０１の中心線と一致しておらず、接続口１１０側に偏心している。そして、ガス制御部材１３０は、平行管１１１ｂの中心線を直線移動の中心軸として動作する。

このような第２変形例の予混合装置１００では、平行管１１１ｂの中心線が接続口１１０側に偏心していることにより、混合管１０１の中心線と一致している場合に比べて、接続口１１０と平行管１１１ｂとを繋ぐ直交管１１１ａを短くすることができる。その結果、混合通路１００ｐに占める直交管１１１ａの割合が減るので、混合通路を通過する燃焼用空気や燃料ガスの流れが直交管１１１ａによって妨げられるのを抑制することが可能となる。

尚、第２変形例の予混合装置１００では、平行管１１１ｂの中心線（ガス制御部材１３０の直線移動の中心軸）を偏心させる方向を、接続口１１０との位置関係で設定したが、上流管１０１ｂの周面に開口した空気流入口１０２との位置関係で設定してもよい。例えば、図１０には、平行管１１１ｂの中心線を、混合管１０１の中心線（空気制御部材１２０の回転軸）に対して空気流入口１０２側に偏心させた例が示されており、図では、予混合装置１００を当接部１４０の先端の位置で輪切りにして、その断面を心棒１２３側から見た状態を表している。このような予混合装置１００では、図中の太線の矢印で示されるように混合管１０１の外部から空気流入口１０２を通って混合通路１００ｐに流入する燃焼用空気の流れを、平行管１１１ｂによって速やかに分散させて、燃焼用空気と燃料ガスとの混合を促進することにより、混合ガスの空燃比を安定させることができる。もちろん、接続口１１０を空気流入口１０２と同じ側に配置することとして、平行管１１１ｂの中心線を、空気流入口１０２側であり、且つ接続口１１０側に偏心させてもよい。

また、図１０に示した例とは逆に、平行管１１１ｂの中心線を混合管１０１の中心線に対して空気流入口１０２とは反対側に偏心させてもよい。こうすれば、混合管１０１の外部から空気流入口１０２を通って燃焼用空気が流れ込む空間を広く空けておくことができ、燃焼用空気の流入がスムーズになって混合通路１００ｐに燃焼用空気を取り入れ易くなるので、空気流入口１０２を小さくすることが可能となる。

図１１は、第３変形例の予混合装置１００における空気制御部材１２０とガス制御部材１３０との連結を示す斜視図である。図では、ガス制御部材１３０側から空気制御部材１２０の内側を見た状態を表しており、上流管１０１ｂや平行管１１１ｂや嵌込部材１１２の図示を省略している。図示されるように第３変形例の空気制御部材１２０の上面部１２２には、心棒１２３が突出した側とは反対側の面（図中の下面）に円柱形状の基台１２８が設けられており、この基台１２８が蓋板１０３の挿通孔１０４に挿通される（図３参照）。また、基台１２８には、上面部１２２とは反対側の面（図中の下面）から突出して当接部１２９が一体に設けられており、第３変形例の当接部１２９は、空気制御部材１２０の回転軸に対する半径が反時計回り（図中の白抜きの矢印で示す方向）に大きくなる筒状に形成されている。

一方、第３変形例のガス制御部材１３０は、前述した第２変形例と同様に、直線移動の中心軸が空気制御部材１２０の回転軸（心棒１２３）に対して平行で且つ偏心しており、小径部１３３側の端部（図中の上端部）から突出して平板状の立板部１４１が一体に設けられている。このガス制御部材１３０は、立板部１４１を偏心方向に沿わせて設置され、直線移動の中心軸まわりに回転不能になっている。また、立板部１４１は、空気制御部材１２０に面する側（図中の上端側）に、空気制御部材１２０の回転軸と垂直な平面に対して傾斜したカム面１４２が形成されており、図示した例では、空気制御部材１２０の回転軸に向かって低くなる傾斜になっている。そして、付勢バネ１１５がガス制御部材１３０を空気制御部材１２０に向けて付勢することによって、空気制御部材１２０の当接部１２９がガス制御部材１３０のカム面１４２に当接する。

図１２は、第３変形例の当接部１２９とカム面１４２との当接を示す説明図である。図では、空気制御部材１２０の回転軸と垂直な平面で立板部１４１の小径部１３３側を切断し、その断面を通して基台１２８側を見た状態を表している。第３変形例の予混合装置１００では、空気制御部材１２０の回転に伴って、当接部１２９の周方向に当接箇所が変化すると共に、カム面１４２の傾斜に沿って当接箇所が変化する。図示した例では、当接部１２９の半径が小さい側が、カム面１４２における空気制御部材１２０の回転軸に近い側（図１１中のカム面１４２の低い側）に当接することにより、付勢バネ１１５で付勢されたガス制御部材１３０は、空気制御部材１２０に近付く方向に移動する。

一方、当接部１２９の半径が大きい側が、カム面１４２における空気制御部材１２０の回転軸から遠い側（図１１中のカム面１４２の高い側）に当接することにより、付勢バネ１１５の付勢力に抗してガス制御部材１３０は、空気制御部材１２０から離れる方向に移動する。

このような第３変形例の予混合装置１００では、カム面１４２と当接部１２９との当接箇所を変化させながら空気制御部材１２０の回転運動をガス制御部材１３０の直線運動に変換し、空気制御部材１２０の回転移動とガス制御部材１３０の直線移動とを連動させると共に、ガス制御部材１３０にカム面１４２が一体に形成されていることにより、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。

また、第３変形例の予混合装置１００では、空気制御部材１２０の回転軸に対してガス制御部材１３０の直線移動の中心軸が偏心していることと対応して、混合管１０１の中心線に対して平行管１１１ｂの中心線が偏心していることにより、前述した第２変形例と同様の効果を得ることができる。

以上、本実施例および変形例の予混合装置１００について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、前述した実施例および変形例では、空気流入口１０２が上流管１０１ｂの周面に設けられていた。しかし、空気流入口１０２を設ける位置は、これに限られず、図１３に示されるように、蓋板１０３に、混合管１０１の中心線を軸とする扇形の空気流入口１０７を設けてもよい。そして、図１３の例では、上流管１０１ｂおよび蓋板１０３を覆う空気制御部材１２０の周面部１２１および上面部１２２が心棒１２３を中心に回転可能に設けられており、この空気制御部材１２０は、上面部１２２に、空気流入口１０７と重複可能に開口した扇形の通気孔１２２ｂを有している。心棒１２３の回転に伴い、空気制御部材１２０が回転移動すると、通気孔１２２ｂが移動するので、空気流入口１０７の開口面積（通気孔１２２ｂと空気流入口１０７との重複部分の面積）が変化する。尚、空気最小孔１０８は、下流管１０１ａの周面に開口している。このように空気流入口１０７を蓋板１０３に設けることとすれば、上流管１０１ｂに空気流入口１０２を設けるための高さが不要となることから、混合管１０１の中心線の方向に予混合装置１００の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。

１…給湯器、 ２…ハウジング、 ３…燃焼ユニット、
４…熱交換器、 ５…給水通路、 ６…給湯通路、
７…排気ダクト、 ８…排気口、 ９…給気口、
１１…ガス供給通路、 １２…ゼロガバナ、 ２０…ファン、
３０…羽根車、 ３１…翼片、 ３２…回転円板、
３３…支持板、 ４０…駆動モーター、 ４１…シャフト、
５０…ケーシング、 ５１…本体、 ５２…蓋体、
５３…吸入口、 ５４…送風路、 ５５…吐出口、
１００…予混合装置、 １００ｐ…混合通路、 １０１…混合管、
１０１ａ…下流管、 １０１ｂ…上流管、 １０２…空気流入口、
１０３…蓋板、 １０４…挿通孔、 １０５…空気最小孔、
１０７…空気流入口、 １０８…空気最小孔、 １１０…接続口、
１１１…ガス導入管、 １１１ａ…直交管、 １１１ｂ…平行管、
１１２…嵌込部材、 １１３…ガス流入口、 １１４…ガス流入口、
１１５…付勢バネ、 １２０…空気制御部材、 １２１…周面部、
１２１ａ…切欠き部、 １２２…上面部、 １２２ａ…通過口、
１２２ｂ…通気孔、 １２３…心棒、 １２４…突出部、
１２５…カム面、 １２６…当接部、 １２７…カム面、
１２８…基台、 １２９…当接部、 １３０…ガス制御部材、
１３１…テーパー部、 １３２…大径部、 １３３…小径部、
１３４…突条、 １３５…台座、 １３６…当接部、
１３７…ガス最小孔、 １３８…円筒部、 １３９…カム面、
１４０…当接部、 １４１…立板部、 １４２…カム面、
１５０…回動モーター、 １５１…ブラケット、 １６０…ガス制御部材、
１６１…周面部、 １６１ａ…ガス通過口、 １６２…蓋部、
１６３…突起部。

Claims (4)

1. 燃焼装置に燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを送るファンの吸入側に接続されて、該ファンに供給される前記燃料ガスと前記燃焼用空気とを予め混合させる予混合装置において、
   前記ファンの吸入側に連通する混合管と、
   前記混合管の内部に導入されると共に、該混合管の中心線と平行に延設されて、前記燃料ガスを導くガス導入管と、
   前記混合管の外部から前記燃焼用空気を該混合管と前記ガス導入管との間の混合通路に流入させる空気流入口と、
   前記ガス導入管の内部から前記燃料ガスを前記混合通路に流入させるガス流入口と、
   前記空気流入口を被覆可能に設けられ、該空気流入口が開口した面に沿って前記混合管の中心線を回転軸として回転移動することで、前記空気流入口の開口面積を変化させる空気制御部材と、
   前記ガス流入口に挿入される部分がテーパー状に形成され、前記混合管の中心線と平行で挿入量を変更する方向に直線移動することで、前記ガス流入口の開口面積を変化させるガス制御部材と
   を備え、
   前記空気制御部材および前記ガス制御部材は、何れか一方に、前記混合管の中心線と垂直な平面に対して傾斜したカム面を有し、何れか他方に、該カム面に当接可能な当接部を有しており、
   前記空気制御部材の回転運動を、前記カム面と前記当接部との当接箇所が変化することで前記ガス制御部材の直線運動に変換し、前記空気制御部材の回転移動と前記ガス制御部材の直線移動とを連動させる
   ことを特徴とする予混合装置。
2. 請求項１に記載の予混合装置において、
   前記空気制御部材は、回転軸を中心とする螺旋状の前記カム面を有し、
   前記ガス制御部材は、直線移動の中心軸上に前記当接部を有しており、
   前記ガス制御部材の直線移動の中心軸は、前記空気制御部材の回転軸に対して平行で且つ偏心している
   ことを特徴とする予混合装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の予混合装置において、
   前記ガス導入管は、前記混合管の周面に設けられた接続口と連通しており、前記混合管と平行な平行管、および前記接続口と前記平行管とを繋ぐ連通管を有し、
   前記ガス制御部材の直線移動の中心軸は、前記平行管の中心線上にあって、前記空気制御部材の回転軸に対して平行で且つ前記接続口側に偏心している
   ことを特徴とする予混合装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の予混合装置において、
   前記ガス制御部材の直線移動の中心軸は、前記混合管と平行な前記ガス導入管の中心線上にあって、前記空気制御部材の回転軸に対して平行で且つ前記空気流入口側に偏心している
   ことを特徴とする予混合装置。

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