JP2575711Y2

JP2575711Y2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2575711Y2
Application number: JP1992019614U
Authority: JP
Inventors: 順裕土屋
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2007-03-02
Also published as: JPH0579215U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、窒素酸化物生成の抑制
手段を備えた燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】環境汚染の防止を図る観点から、最近の
給湯器や風呂釜等の燃焼装置には燃焼時に生成する窒素
酸化物を抑制する手段が備えられつつある。図６には窒
素酸化物生成の抑制手段を備えた給湯器が示されてい
る。同図において、燃焼室19の下部側にはバーナ２が配
置されており、このバーナ２の下側には給排気用のファ
ン37が取り付けられている。バーナ２にはノズル49から
燃料のガスが供給されるようになっており、バーナ２は
ファン37から供給される空気を利用してガスの燃焼を行
い、給水管29から熱交換器39を通して流れる水をバーナ
２の燃焼火力でもって加熱し、湯にした水を出湯管41を
介して台所等の所望の場所に導き、給湯が行われてい
る。

【０００３】この装置では、排気ガス室44とファン37の
吸い込み口とを排気連絡管45で連通し、ファン37の吸引
力でもって排気ガス室44内の排気ガスの一部を吸引して
吸い込み口に導き、この吸引した排気ガスを空気室46か
ら燃焼室19内に供給して排気ガスの再循環を行ってい
る。

【０００４】このように、排気ガスの一部を燃焼室19内
に戻すことにより、戻り排気ガス中にはＨ₂ＯやＣＯ₂
等の不活性で比熱の高い分子が含まれるので、通常燃焼
時よりも空気室46から燃焼室19に流入する燃焼空気の熱
容量を増加させる作用を行い、かつ、燃焼室内の燃焼が
緩慢燃焼状態となり、火炎温度が低下し、窒素酸化物の
生成を抑制することができるのである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、排気ガ
スをファン37の吸い込み口あるいはその近傍に戻す方式
は、ファン37の温度が排気ガスの温度よりも十分に低い
ので、排気ガス中に含まれている水分がファン37側に取
り込まれたときに、結露を生じ、ファン37の内部回転羽
根等に生じる結露にごみ等が付着積層し、ファンの性能
が低下するという問題が生じる。

【０００６】このような問題を解消するために、例え
ば、図５に示されるように排気ダクト44側と燃焼室内と
を通路50で連通し、この通路50に排気ガス循環用の専用
のファン47を設けることも出願人により提案されてい
る。しかし、排気ガス循環用のファン47を別途設ける方
式は、部品点数が増えて装置構成が複雑となり、専用の
ファンを取り付ける場所も必要となる上に、装置が大型
化し、ファン回転の騒音も新たな問題となる。

【０００７】本考案は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、燃焼ファンの回転羽根に結
露を生じることがなく、かつ、排気ガスの循環専用ファ
ンや専用の排気連絡管等を用いることもなく、排気ガス
の再循環を効果的に行わせることができる装置構成の簡
易な燃焼装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
考案は燃焼室内にバーナが配設され、このバーナの燃料
ガス流入口側には一次空気と燃料噴射ノズルから噴出さ
れた燃料ガスとを予混合する予混合装置が隔壁部を介し
て燃焼室の外側に設けられている燃焼装置において、前
記予混合装置は一次空気を旋回させてその旋回流を前記
燃料噴射ノズルから噴出した燃料ガスに直交方向から衝
突させるスワラーを有しており、このスワラーによる一
次空気の旋回によって形成される負圧ゾーンと燃焼室内
を前記隔壁部に設けた循環穴を介して連通させ、前記燃
料噴出ノズルから噴出する燃料ガスに上記スワラーによ
り旋回力を付与された一次空気を衝突させて混合させる
と共に、前記燃焼室から循環穴を介し負圧ゾーンに向け
て流入した燃焼ガスを上記旋回流に混合させ一次空気と
燃料ガスと燃焼ガスとの予混合ガスを作り出し該予混合
ガスをバーナに供給する構成としたことを特徴として構
成されている。

【０００９】

【作用】燃焼ファンから供給される一次空気はスワラー
による一次空気の旋回によって燃焼室内よりも負圧にな
る負圧ゾーンを形成する。燃焼室内の燃焼ガス（排気ガ
ス）の一部は循環穴から負圧ゾーンの予混合ガス中に取
り込まれ、再びバーナの炎孔から燃焼室内に再循環す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３には本考案に係わる燃焼装置の一実施
例が示されている。これらの図において、燃焼室19の外
側下方には予混合装置１が設けられ、この予混合装置１
はバーナ２のガス流入口側、この実施例では上側バーナ
ベース４と下側バーナベース３とその下方近傍領域にか
けて設けられている。下側バーナベース３には複数（こ
の図では５個）のノズル収容穴５が等間隔に配列形成さ
れており、この各ノズル収容穴５に隙間６を介して燃料
噴射ノズル７の上部側が収容されている。

【００１１】この燃料噴射ノズル７は円筒状を呈してお
り、この円筒筒部８の上端は該円筒筒部８よりも大径の
バッフルプレート10によって閉鎖されている。このバッ
フルプレート10の直下に位置する円筒筒部８の外周面に
は１段以上の複数の燃料噴出孔11が周設されている。こ
の燃料噴射ノズル７の基端側（下端側）は燃料ガスヘッ
ダー12に連通接続されている。燃料ガスヘッダー12は燃
料ガス供給管13に接続されており、燃料ガス供給管13を
通して供給されて来る燃料ガスは燃料ガスヘッダー12か
ら燃料噴射ノズル７に入り、燃料噴出孔11から水平横方
向（円筒筒部８の半径方向あるいは半径方向に準ずる方
向）に放射状に噴出するようになっている。

【００１２】前記燃料噴射ノズル７の燃料噴出孔11を囲
む領域にはスワラー14が配置される。このスワラー14は
スワラー保持板15に固定され、同保持板15と前記下側バ
ーナベース３の底面との間に介設されている。このスワ
ラー14は円筒壁16の円周等間隔位置を切り起こして複数
の旋回羽根を形成したもの、又はスワラー14とスワラー
保持板15を図４のように一体成形したもので、このスワ
ラー14は外から円周方向に入り込む一次空気を旋回羽根
17に沿わせて旋回力を付与し、その一次空気の旋回流を
前記燃料噴出孔11から噴出する燃料ガスに直交方向から
衝突させるものである。なお、スワラー保持板15と燃料
噴射ノズル７は、必要に応じパッキンを用いて気密に嵌
め合わされている。

【００１３】前記下側バーナベース３の上側には燃焼室
19と予混合装置１とを区画する隔壁部としての上側バー
ナベース４が配置されている。この上側バーナベース４
は上面中央部に長さ方向に沿って伸張する溝18を有し
て、内部が空間のブロック形状を呈している。溝18は底
部を平坦面とし、両側面は上側に向かうにつれ広がる斜
面となっている。溝18の底面20には複数の循環穴21が開
けられており、この各循環穴21の底面は微小隙間22を介
して前記バッフルプレート10に対向している。

【００１４】図１に示す如く、上側バーナベース４の内
部には内壁面23と上壁面24と外壁面25と底壁面26とに囲
まれて空間部27が形成されている。空間部27の底面は円
弧状の滑らかな曲面となっており、一次空気と燃料ガス
との予混合ガスが隙間28を円滑に流れるようにしてあ
る。

【００１５】図３に示すように、前記上側バーナベース
４の上壁面24側にはバーナ設置穴30がバーナベース４の
長さ方向に等間隔に配列形成されている。この実施例で
は右側列のバーナ設置穴30ａと左側列のバーナ設置穴30
ｂは配列位置が互いに対向配設されており、この各バー
ナ設置穴30にバーナ２の底部が嵌め込まれている。本実
施例では図２に示すように、上側バーナベース４にはバ
ーナ支持板31が起立状に取り付けられており、このバー
ナ支持板31には格子状に複数のバーナ支持穴32が形成さ
れ、このバーナ支持穴32にバーナの両側面側が嵌め込ま
れて支持されている。また、バーナ支持穴32間の板部33
には上下方向にほぼ等間隔位置に切り起こし部が設けら
れて二次空気流入用のガイド板34が形成されており、こ
のガイド板34に沿って二次空気が燃焼室19内に入り込む
ようになっている。前記バーナ２の周りには枠部35が配
設されており、この枠部35によって下側バーナベース３
と上側バーナベース４とバーナ支持板31等が一体的に固
定されている。

【００１６】前記下側バーナベース３と上側バーナベー
ス４とバーナ２との組み立て体は図１に示す如く、装置
ケース36に収容されている。この装置ケース36の底面側
には給排気を行う燃焼ファン37が取り付けられており、
この燃焼ファン37から送り出される空気の一部は一次空
気としてスワラー14に導かれ、他の空気は二次空気とし
て、整流板38から空気室40を通り、前記ガイド板34から
燃焼室19内に供給されるようになっている。

【００１７】なお、図１中、42は燃焼室19内の排気ガス
を外部に導く排気部であり、43は燃焼室19内に入る二次
空気を整流するパンチング板やメッシュ等の整流板であ
る。また、図中の矢印で、燃料噴射ノズル７の燃料噴出
孔11から出る実線の矢印は燃料ガスを、燃焼室19内の実
線の矢印は燃焼ガス（排気ガス）をそれぞれ示してお
り、また、白抜きの矢印は空気の流れを、斜線の矢印は
予混合ガスの流れをそれぞれ示しており、矢印の長さは
流速の大きさを示している。図１では理解し易いよう
に、右側半分は予混合ガスの流れをメーンに示してあ
り、左側半分は二次空気の流れをメーンに示してある
が、実際は左右両側で予混合ガスの流れと二次空気の流
れが共に生じている。

【００１８】本実施例は上記のように構成されており、
次に、予混合装置１の動作を説明する。バーナ２の燃焼
に際し、燃料ガス供給管13から供給される燃料ガスは燃
料ガスヘッダー12を経て燃料噴射ノズル７に入り込み、
燃料噴射孔11から水平横方向に放射状に噴出する。一
方、燃焼ファン37によって送り出される空気の一部はス
ワラー14に入り込むが、このとき、一次空気は旋回羽根
17に沿って円周方向から入り込む。このとき、旋回羽根
17によって一次空気に旋回力が付与され、一次空気は旋
回しながら前記燃料噴射ノズル７から噴出する燃料ガス
にほぼ直交方向から衝突して燃料ガスの混合拡散を促進
する。この予混合ガスは上側バーナベース４の隙間28を
通ってバーナ２に導かれ、バーナ２の炎孔９から燃焼室
19内に噴出し、前記ガイド板34に沿って供給される二次
空気を利用してバーナ燃焼が行われるのである。この一
次空気の旋回予混合に際し、スワラー14から空間部27に
入る隙間28の領域に高速の旋回流によって燃焼室19内よ
りも負圧となる負圧ゾーン48が形成される結果、燃焼室
19内の燃焼ガス（排気ガス）の一部は循環穴21から微小
隙間22を通り予混合ガス中に取り込まれて再びバーナ２
の炎孔９から燃焼室19内に再循環する。

【００１９】この実施例によれば、スワラー14による一
次空気の旋回によって旋回空気がスワラー14から隙間28
を通って空間部27に入る領域に負圧ゾーン48を形成し、
循環穴21を介して排気ガスを再循環させるので、従来の
ように排気ガス専用の排気連絡管45や専用の排気再循環
ファン47等が不要となり、装置構成が簡易化されて小型
化され、コストダウンが図れる。また、燃焼ファン37の
回転羽根に結露することがなく、ファンの性能低下の虞
もない。さらに再循環専用ファン47も必要ないのでその
騒音もなく、ファン47の取り付け場所（スペース）の心
配もなくなる。

【００２０】また、前記の如く、燃焼ガス（排気ガス）
の再循環が効果的に行われることで、燃焼室19内の燃焼
は緩慢燃焼状態となり、窒素酸化物の生成を抑制するこ
とができる。

【００２１】なお、本考案は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、上側バーナベース４の両側上壁面24に複数
のバーナ２を向き合わせて燃焼形成面がＶ字形状をした
バーナを対象に説明したが、バーナの形状は特に限定さ
れることはなく、例えば、バーナ２を平面状に配設した
タイプのものについても適用されるものである。この場
合にも、予混合装置１はバーナ２の燃料ガス入口側に配
設され、予混合装置に設けたスワラーによる一次空気の
旋回によって負圧ゾーンを形成し、燃焼室内の排気ガス
の一部を循環穴を介して負圧ゾーンの混合ガス中に取り
込み、再び燃焼室内に再循環することとなる。

【００２２】

【考案の効果】本考案は、スワラーによる一次空気の旋
回によって負圧ゾーンを形成し、燃焼室内の排気ガスを
循環穴を介して負圧ゾーンに取り込み、この負圧ゾーン
から燃焼室内に再循環させるので、従来のように排気ガ
ス専用の排気連絡管や専用の排気再循環ファン等が不要
となり、装置構成が簡易化されてコストダウンが図れ
る。また、燃焼ファンの回転羽根に結露することがな
く、ファンの性能低下の虞もない。さらに再循環専用フ
ァンも必要ないので、その騒音もなく、専用ファンの取
り付け場所（スペース）の心配もなくなる。

【００２３】また、前記の如く、燃焼ガス（排気ガス）
の再循環が効果的に行われることで、燃焼室内の燃焼は
緩慢燃焼状態となり、窒素酸化物の生成の少ないクリー
ンな燃焼を行うことができる。さらに、予混合装置には
スワラーが設けられ、このスワラーによって一次空気に
旋回力が付与され該一次空気の旋回流が燃料噴出ノズル
から噴出した燃料ガスに衝突する構成を備えているの
で、上記噴出した燃料ガスの流れは上記一次空気の旋回
流によって切られ該一次空気の旋回流中に拡散すること
から、一次空気と燃料ガスとの混合促進を図ることがで
き、また、一次空気の旋回によって形成される負圧ゾー
ンに向けて燃焼室から循環穴を介して流入する燃焼ガス
は上記旋回流に取り込まれ、この燃焼ガスも旋回力によ
って上記旋回流中に拡散されるので、旋回流中に燃焼ガ
スを十分に混合拡散させることができる。この結果、一
次空気と燃料ガスと燃焼ガスとが均一に混合された予混
合ガスをバーナに供給することができる。例えば、一次
空気と燃料ガスと燃焼ガスとが均一に混合されていない
不完全な予混合ガスがバーナに供給されて燃焼すると、
燃焼状態が不安定となって騒音が発生するという問題が
生じるのに対して、この考案では上記の如く一次空気と
燃料ガスと燃焼ガスとが均一に混合された完全な予混合
ガスをバーナに供給して燃焼させることができるので、
燃焼状態が安定し上記不完全な予混合ガスの燃焼に起因
した騒音発生の問題をほぼ確実に回避することができ
る。さらに、予混合装置とバーナとは別個に設けられて
いるので、次に示すような問題発生を防止することが可
能である。その問題とは、バーナの炎孔から例えば予混
合ガスが旋回しながら噴出・燃焼すると、燃焼ガスが燃
焼室内で旋回してしまい、この燃焼ガスの旋回によって
燃焼火炎が乱れ、このことに起因して騒音が生じてしま
う。上記の如く、この考案では、予混合装置とバーナと
は別個に設けられているので、旋回力によって作り出さ
れた完全な予混合ガスはバーナの炎孔に至るまでの間に
その旋回流を解消させて整流させることが可能であり、
整流された（旋回していない）予混合ガスをバーナの炎
孔から噴出・燃焼させることで、燃焼ガスが燃焼室内で
旋回するのを防止することができ、乱れの無い燃焼火炎
を継続的に形成させることができ上記燃焼ガスの旋回に
起因した騒音発生の問題を防止することが可能である。
上記のように、不完全な予混合ガスに起因した騒音発生
を回避できる効果と、燃焼ガスの旋回に起因した騒音発
生を防止できる効果とを共に奏することができるので、
非常に静かにバーナ燃焼が行われる低騒音の燃焼装置を
提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る燃焼装置の主要部構成の説明図
である。

【図２】同燃焼装置に用いる予混合装置をバーナととも
に示す分解説明図である。

【図３】同燃焼装置に用いる予混合装置の上側バーナベ
ースと下側バーナベースとの部分を分解状態で示す説明
図である。

【図４】スワラーの他の構成例を示す説明図である。

【図５】提案例の燃焼装置の模式説明図である。

【図６】従来の一般的な燃焼装置の模式説明図である。

【符号の説明】

１予混合装置２バーナ３下側バーナベース４上側バーナベース７燃料噴射ノズル 11 燃料噴出孔 14 スワラー 17 旋回羽根 21 排気ガス循環穴 37 燃焼ファン 48 負圧ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/00 - 14/18 F23D 14/26 - 14/84 F23L 1/00

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内にバーナが配設され、このバー
ナの燃料ガス流入口側には一次空気と燃料噴射ノズルか
ら噴出された燃料ガスとを予混合する予混合装置が隔壁
部を介して燃焼室の外側に設けられている燃焼装置にお
いて、前記予混合装置は一次空気を旋回させてその旋回
流を前記燃料噴射ノズルから噴出した燃料ガスに直交方
向から衝突させるスワラーを有しており、このスワラー
による一次空気の旋回によって形成される負圧ゾーンと
燃焼室内を前記隔壁部に設けた循環穴を介して連通さ
せ、前記燃料噴出ノズルから噴出する燃料ガスに上記ス
ワラーにより旋回力を付与された一次空気を衝突させて
混合させると共に、前記燃焼室から循環穴を介し負圧ゾ
ーンに向けて流入した燃焼ガスを上記旋回流に混合させ
一次空気と燃料ガスと燃焼ガスとの予混合ガスを作り出
し該予混合ガスをバーナに供給する構成としたことを特
徴とする燃焼装置。