JP2586387Y2 - バーナ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、給湯器や風呂釜等に組
み込まれて、燃料ガスの燃焼を行うバーナ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、最近においては、窒素酸
化物の生成の少ないクリーンな燃焼のバーナ装置の開発
が盛んに行われており、その開発されたものの一例が図
８に示されている。

【０００３】この開発のものは、濃度の高い予混合ガス
を燃焼させる第１のバーナ１と、濃度の低い予混合ガス
を燃焼する第２のバーナ２とを隣り合わせに配列配置し
たもので、各バーナ１，２のガス導入口にガスノズル９
を対向配置し、このガスノズル９からガス導入口内に噴
出する燃料ガスに空気を取り込み、バーナの内部を通る
間にガスと空気を予混合して、第１のバーナ１の炎口３
から高濃度の予混合ガスを噴出し、第２のバーナ２の炎
口４から低濃度の予混合ガスを噴出し、炎口３から噴出
する高濃度の予混合ガスは隣の低濃度の予混合ガス中の
空気をもらって燃焼し、炎口４から噴出する低濃度の予
混合ガスは高濃度予混合ガスの高温火炎の熱をもらって
燃焼を行う。

【０００４】この種のバーナ装置では、通常、第１のバ
ーナ１と第２のバーナ２の導入ガス量の割合は４：６〜
３：７の比率となるように設定されており、少ないガス
量が導入される第１のバーナには理論空気量に対して約
0.4 〜0.5 倍の空気量が取り入れられるように設定され
ている。一方、第２のバーナ２に導入される量の多い燃
料ガスには理論空気量の約1.6 〜1.7 倍の空気が取り込
まれるように設定されており、第１のバーナ１の炎口３
から噴出する高濃度の予混合ガスに対して、第２のバー
ナ２の炎口４から噴出する低濃度の予混合ガス量が遙か
に大きく、これにより、バーナの燃焼面は、その大部分
が低濃度の予混合ガスによって占められ、これにより低
温燃焼が達成されて、窒素生成物の少ないクリーンな燃
焼が可能となる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
バーナ１と第２のバーナ２を隣り合わせに配置して、図
９に示すように燃焼させる場合、第２のバーナ２から噴
出する低濃度予混合ガスは、空気量が非常に多く、希薄
なため、そのままでは燃焼できず、隣の第１のバーナ１
の高濃度予混合ガスの温度の高い第１の火炎11の熱をも
らって燃焼するものであるため、第１の火炎11の頂上付
近の最高火炎温度部近傍から第２の火炎12が形成される
こととなり、第２のバーナ２の炎口４から火炎形成開始
部の間隔Ｌだけ第２の火炎12がリフトし（浮き上が
り）、このリフト現象により、燃焼の騒音が非常に大き
くなるという問題があった。

【０００６】本考案は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、窒素生成物の少ない
クリーンな燃焼を行うことができるとともに、火炎のリ
フト現象を抑制し、燃焼音の静かなバーナ装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【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、ガス濃度の高い予混合ガスが通る高濃度ガス通
路と、ガス濃度が低い予混合ガスが通る低濃度ガス通路
とが隣り合わせに配列され、低濃度ガス通路上の炎口形
成面に低濃度ガス通路に連通する複数の炎口が形成され
ているバーナ装置において、前記低濃度ガス通路内には
高濃度ガス通路から高濃度予混合ガスを導入する高濃度
ガス導入部と、この高濃度ガス導入部で導入した高濃度
予混合ガスを前記低濃度ガス通路内から前記低濃度ガス
通路上の炎口形成面の両端側の炎口に導き、低濃度予混
合ガスの流れを前記低濃度ガス通路内から前記低濃度ガ
ス通路上の炎口形成面の中央側の炎口に導くガス分流手
段とが設けられていることを特徴として構成されてい
る。

【０００８】また、前記ガス分流手段は、第１に、低濃
度ガス通路の側壁を内側に切り起こして低濃度ガス通路
内の低濃度予混合ガスの流れを低濃度ガス通路上の炎口
形成面の中央側に寄せる切り起こし部によって構成さ
れ、この切り起こし部の切り起こし開口が高濃度ガス導
入部となっており、また、ガス分流手段は第２に、低濃
度ガス通路を通る低濃度予混合ガスを取り込むガス取り
込み部と、取り込んだ低濃度予混合ガスを絞って低濃度
ガス通路上の炎口形成面の中央側に導く絞り部とを有す
る断面がノズル形状の分流板によって構成され、絞り部
の外面に対向する低濃度ガス通路の側壁に高濃度ガス導
入部が設けられており、さらに、ガス分流手段は第３
に、低濃度ガス通路の断面形状をＴ字形状にすることに
よって構成され、このＴ字形状の張り出し部によって高
濃度ガス通路の上面が覆われ、前記Ｔ字形状の張り出し
部の底壁に高濃度ガス導入部が設けられており、これら
の各ガス分流手段もそれぞれ本考案の特徴的な構成とさ
れている。さらに加えて、前記の高濃度ガス通路の上面
に高濃度予混合ガスを噴出燃焼する炎口が形成されてい
ることも特徴的な構成とされている。

【０００９】

【作用】上記構成の本考案において、低濃度ガス通路に
供給されてくる低濃度予混合ガスは、低濃度ガス通路上
の炎口形成面の炎口から燃焼空間に噴射して、燃焼が行
われるが、このとき、高濃度ガス通路内の高濃度予混合
ガスは高濃度ガス導入部で低濃度ガス通路側に導かれ、
この導かれた高濃度予混合ガスは低濃度ガス通路内の低
濃度予混合ガスと混合しながらガス分流手段により、前
記低濃度ガス通路上の炎口形成面の両端側の炎口に導か
れて噴出し、低濃度ガス通路を流れる低濃度予混合ガス
はガス分流手段により前記低濃度ガス通路上の炎口形成
面の中央側の炎口に導かれて噴出する。

【００１０】これにより、炎口形成面の上側では、その
中央部に低濃度予混合ガスの火炎が形成され、その火炎
の周辺部にそれよりも濃度の高い予混合ガスのゾーンが
形成される結果、低濃度予混合ガスの火炎の自燃性が促
進され、かつ、その保炎性も高められて、低濃度予混合
ガスの火炎はその炎口を出た直後から形成されて、同火
炎のリフト現象が抑制され、低騒音のクリーンな燃焼が
行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、以下の実施例の説明において、従来例で説
明した名称部分と同一の名称部分には同一符号を付し
て、その詳細な重複説明は省略する。図１には本考案の
第１の実施例が示されている。

【００１２】この実施例は、第１のバーナ１と第２のバ
ーナ２を隣り合わせに配列配置したもので、第１のバー
ナ１の内部は高濃度ガス通路５に形成されており、この
第１のバーナ１は火炎を形成するための炎口はない。第
２のバーナ２の内部は低濃度ガス通路７となっており、
この低濃度ガス通路７の上側は炎口形成面になってお
り、この炎口形成面に複数の炎口４が形成されている。
第１のバーナ１の側壁には連通孔43が形成され、この連
通孔43に対向する第２のバーナ２の側壁がわには内側に
切り起こした分流手段としての切り起こし部57が周設さ
れ、この切り起こし部57の切り起こし開口が高濃度ガス
導入部56となっている。この高濃度ガス導入部56と切り
起こし部57を設けることにより、第１のバーナ１の高濃
度ガス通路５から第２のバーナ２の低濃度ガス通路７側
に切り起こし部57に沿って高濃度の予混合ガスが入り込
むこととなり、これにより、ガス通路７の左右両端側で
低濃度の予混合ガスと高濃度の予混合ガスが混合して中
濃度の予混合ガスが作製され、炎口４の群の両端の炎口
から上に噴き出す。

【００１３】一方、低濃度ガス通路７を炎口形成面に向
かって流れる低濃度予混合ガスは切り起こし部57によっ
て通路の中央側に寄せられ、炎口形成面の中央側の炎口
４からは低濃度の予混合ガスが噴出する。このように、
炎口形成面の中央側から噴出する低濃度予混合ガスの周
りから高濃度予混合ガスが積極的に混入されるので、低
濃度予混合ガスの自燃性と保炎性が高められ、第２の火
炎（低濃度予混合ガス火炎）12のリフト現象が抑制され
て、低騒音の燃焼が可能となる。

【００１４】図２には本考案の第２の実施例が示されて
いる。この実施例は、第１のバーナ１の高濃度の予混合
ガスが供給される高濃度ガス通路５の側壁がわに連通孔
58を形成し、この連通孔58に対向する第２のバーナ２の
側壁がわに高濃度ガス導入部としての連通孔59を形成
し、さらに、第２のバーナ２の低濃度ガス通路７内に分
流板60を設けたものである。この分流板60は断面形状が
略ノズル形状に形成され、その基部側はガス通路７を流
れる低濃度予混合ガスを取り込むガス取り込み部63とな
っており、先端側は低濃度予混合ガスの流れを絞る絞り
部64となっている。前記連通孔59は絞り部64の外面に対
向する位置に形成され、絞り部64と低濃度ガス通路７の
側壁面とによって形成される空間部65は炎口形成面の両
端側の炎口４に導くガイド通路として機能し、連通孔5
8，59を通して高濃度ガス通路５側から導入される高濃
度予混合ガスは低濃度予混合ガスに混合しながら前記両
端側の炎口４から噴出する。

【００１５】この分流板60は連通孔58，59を通して導入
される高濃度の予混合ガスとガス通路７内の低濃度の予
混合ガスとの混合により作製される中濃度の予混合ガス
を炎口４の群の両端の炎口４に導く流れと、低濃度ガス
通路７の中央部を通る低濃度予混合ガスを炎口形成面の
中央部の炎口４に導く流れとに分流させるもので、これ
により、第２のバーナ２の炎口群の両隣の炎口４の領域
に中濃度のガスゾーンが形成され、これにより、低濃度
予混合ガス火炎の自燃性と保炎性を高め、リフトの発生
を抑制して、低騒音の燃焼を可能にする。

【００１６】図３には本考案の第３の実施例の構成が示
されている。この実施例は、第１のバーナ１の上端面を
第２のバーナ２の上端面よりも段差を設けて低位に形成
し、第２のバーナ２の低濃度ガス通路７の断面形状をＴ
字形状にし、このＴ字形状の張り出し部によって、第１
のバーナ１の上端面を覆うようにしている。そして、第
１のバーナ１の頂壁面に連通孔65を形成し、この連通孔
65に対向する第２のバーナ２側の前記Ｔ字形状の張り出
し部の底壁に高濃度ガス導入部としての連通孔66を設け
ている。この実施例ではＴ字形状の通路自体がガス分流
手段として機能している。この実施例では、第１のバー
ナ１に供給される濃度の高い予混合ガスは連通孔65，66
から第２のバーナ２のＴ字形状の張り出し領域68に導入
され、ガス通路７の低濃度予混合ガスと混合して中濃度
の予混合ガスを作り出す。そして、この中濃度予混合ガ
スは前記Ｔ字形状の張り出し領域68の空間部を通って第
２のバーナ２の炎口形成面の左右両端側の炎口４から上
方に噴出する。

【００１７】一方、低濃度ガス通路７の基部67側から上
方に向かう低濃度予混合ガスはＴ字形状の左右の張り出
し領域68の間の中央部を通って炎口形成面の中央側に導
かれ、その中央部の炎口４の群から上方へ噴出する。こ
の実施例の場合も、第２のバーナ２の炎口形成面の両端
側に中濃度のガス分布ゾーンが形成され、この中濃度の
予混合ガスが低濃度予混合ガス火炎の根元側から外郭面
に沿って混入するので、前記各実施例の場合と同様に低
濃度予混合ガスの火炎12のリフト現象を防止して低騒音
の燃焼が可能となる。

【００１８】なお、本考案は上記各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
記各実施例では、第１のバーナ１に炎口を設けなかった
が、もちろん、図４〜図６に示すように、バーナ１の高
濃度ガス通路５の上側に炎口３を設けるようにしてもよ
い。図４は前記第１の実施例の変形例を示すもので、バ
ーナ１の上側に炎口３が設けられている。また、図５に
示すものは、前記第２の実施例の変形例で、同様に、第
１のバーナ１に炎口３が設けられている。さらに、図６
に示すものは前記第３の実施例の変形例を示すもので、
第１のバーナ１の頂壁面の中央部に炎口３を形成し、こ
の炎口３から噴出した高濃度予混合ガスを隣り合う第２
のバーナ２の間の通路67を通して上方へ噴出するように
している。

【００１９】この結果、第２のバーナの中央部にガス分
流手段によって低濃度予混合ガスが噴出し、その隣り側
に同じくガス分流手段によって中濃度の予混合ガスが噴
出し、さらにその隣り側に第１のバーナ１の炎口３から
高濃度予混合ガスが噴出することになるので、火炎形成
面に低濃度から高濃度に順次ガス濃度が異なる予混合ガ
スが噴出するので、各濃度予混合ガス間の火移り性が極
めて良くなり、また、前記各実施例と同様に低濃度予混
合ガス火炎の自燃性と保炎性が高められて、同火炎のリ
フト現象が抑制され、低騒音の燃焼が同様に可能とな
る。

【００２０】また、前記のように、第１のバーナに炎口
３を、第２のバーナ２に炎口４を形成する場合には、低
濃度予混合ガスの第１の火炎11と高濃度予混合ガスの第
２の火炎12との境界領域の上側にメッシュ等を被せて設
け、炎口３，４から噴出する高濃度の予混合ガスと低濃
度の予混合ガスを干渉させてその混合をより促進させる
ようにしてもよい。

【００２１】さらに、上記各実施例では、第１のバーナ
１と第２のバーナ２とを平置状、つまり、平坦状に配列
配置したが、図７に示すように、第１のバーナ１と第２
のバーナ２とを隣り合わせに配列してなる第１のバーナ
列61と第２のバーナ列62とを略Ｖ字形状に対向配置する
構成としてもよい。この場合、各バーナ列61，62の第１
のバーナ１と第２のバーナ２に個別にガスノズルから燃
料ガスを噴出供給するようにして、各バーナ毎にガス導
入口から炎口に至る間に予混合ガスを作り出すようにし
てもよいが、図７の例では、バーナ列61，62に箱状の予
混合装置26を接続するようにしている。

【００２２】この予混合装置26は、２段の旋回混合器27
ａ，27ｂを備えており、下段の旋回混合器27ａはガス供
給管31から供給される燃料ガスに対して、ファンから枠
壁28の空気孔30を通して供給されてくる空気を取り入れ
るときに、この空気に旋回力を付与して、燃料ガスと直
交方向に衝突させて旋回混合し、高濃度の予混合ガスを
作り出す。同様に、上段の旋回混合器27ｂはガス供給管
31によって供給される燃料ガスに対して旋回空気を直交
方向から衝突させて空気と燃料ガスとを旋回混合し、低
濃度の予混合ガスを作り出す。箱状ケース32内には高濃
度予混合ガスのガス通路と低濃度予混合ガスのガス通路
とが区画形成されており、旋回混合器27ａで作り出され
た高濃度予混合ガスは箱状ケース32内の高濃度ガス通路
を介して各バーナ列61，62の第１のバーナ１に供給さ
れ、旋回混合器27ｂで作り出された低濃度予混合ガスは
箱状ケース32内の低濃度予混合ガス通路を介して各バー
ナ列61, 62の第２のバーナ２に供給されるものである。

【００２３】このように、バーナ列61，62をＶ字形状に
対向配置することにより、各バーナ列61，62での燃焼ガ
スは燃焼面のＶ字形状斜面に沿って上方に立ち昇るた
め、Ｖ字形状の中央部分に負圧ゾーンが形成されて、こ
の中央部に下向きの排気ガスの流れが生じ、この排ガス
再循環の流れにより、緩慢燃焼が効果的に行われ、より
窒素酸化物の生成の少ないクリーンな燃焼が達成でき
る。また、バーナ列61，62をＶ字形状に配置すること
で、炎口３，４の数を多くすることができ、これにより
燃焼時の炎口負荷がより小さくなるので、燃焼騒音もさ
らに小さくなる。

【００２４】さらに、上記各実施例では、１個の第１の
バーナ１と１個の第２のバーナ２とを交互に配列配置し
たが、例えば、１個の第１のバーナ１の隣りに２個の第
２のバーナ２を配列したり、あるいは、２個の第１のバ
ーナ１の隣りに１個の第２のバーナ２を配列してもよ
く、隣り合わせに配列する第１および第２のバーナの数
は１個ずつでなくてよい。

【００２５】さらに、上記各実施例では単体（単品）の
第１のバーナ１と第２のバーナ２を隣り合わせに配列配
置したが、これとは異なり、例えば、箱状のバーナケー
ス内を高濃度ガス通路と低濃度ガス通路が隣り合うよう
に区画し、その低濃度ガス通路上に炎口４を設け、さら
に、同ガス通路内に前記各実施例の高濃度ガス導入部
と、ガス分流手段とを設けた構成としてもよい。

【００２６】

【考案の効果】本考案は、高濃度ガス通路と低濃度ガス
通路とを隣り合わせに配列配置し、低濃度ガス通路上の
炎口形成面に複数の炎口を形成し、前記低濃度ガス通路
内に高濃度ガス通路から高濃度予混合ガスを導入する高
濃度ガス導入部と、この導入した高濃度予混合ガスを前
記低濃度ガス通路上の炎口形成面の両端側の炎口に導
き、低濃度予混合ガスを前記低濃度ガス通路上の炎口形
成面の中央側に導くガス分流手段とを設けたものである
から、このガス分流手段により、前記低濃度ガス通路上
の炎口形成面の中央側に噴出する低濃度予混合ガスの火
炎の周りに低濃度予混合ガスと高濃度予混合ガスとが混
合した中濃度予混合ガスを低濃度ガス通路内から噴出さ
せて、低濃度予混合ガス火炎の根元から外郭面に沿って
その中濃度予混合ガスを積極的に混入することができる
ので、低濃度予混合ガス火炎の自燃性と保炎性が格段に
高められ、これにより、低濃度予混合ガス火炎のリフト
現象を効果的に抑制し、低騒音の静かな燃焼が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るバーナ装置の第１の実施例を示す
構成説明図である。

【図２】本考案の第２の実施例を示す説明図である。

【図３】本考案の第３の実施例を示す説明図である。

【図４】第１の実施例の変形例の説明図である。

【図５】第２の実施例の変形例の説明図である。

【図６】第３の実施例の変形例の説明図である。

【図７】バーナを略Ｖ字形状に配列した他の実施例を示
す説明図である。

【図８】従来例のバーナ装置の斜視説明図である。

【図９】同バーナ装置の火炎形成状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１のバーナ ２ 第２のバーナ ５ 高濃度ガス通路 ７ 低濃度ガス通路 56 高濃度ガス導入部 57 切り起こし部 60 分流板 63 ガス取り込み部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−236004（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−115627（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23D 14/08 F23C 11/00 330 F23C 11/00 ZAB

Claims (5)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス濃度の高い予混合ガスが通る高濃度
   ガス通路と、ガス濃度が低い予混合ガスが通る低濃度ガ
   ス通路とが隣り合わせに配列され、低濃度ガス通路上の
   炎口形成面に低濃度ガス通路に連通する複数の炎口が形
   成されているバーナ装置において、前記低濃度ガス通路
   内には高濃度ガス通路から高濃度予混合ガスを導入する
   高濃度ガス導入部と、この高濃度ガス導入部で導入した
   高濃度予混合ガスを前記低濃度ガス通路内から前記低濃
   度ガス通路上の炎口形成面の両端側の炎口に導き、低濃
   度予混合ガスの流れを前記低濃度ガス通路内から前記低
   濃度ガス通路上の炎口形成面の中央側の炎口に導くガス
   分流手段とが設けられているバーナ装置。
2. 【請求項２】 ガス分流手段は低濃度ガス通路の側壁を
   内側に切り起こして低濃度ガス通路内の低濃度予混合ガ
   スの流れを低濃度ガス通路上の炎口形成面の中央側に寄
   せる切り起こし部によって構成され、この切り起こし部
   の切り起こし開口が高濃度ガス導入部となっている請求
   項１記載のバーナ装置。
3. 【請求項３】 ガス分流手段は、低濃度ガス通路を通る
   低濃度予混合ガスを取り込むガス取り込み部と、取り込
   んだ低濃度予混合ガスを絞って低濃度ガス通路上の炎口
   形成面の中央側に導く絞り部とを有する断面がノズル形
   状の分流板によって構成され、絞り部の外面に対向する
   低濃度ガス通路の側壁に高濃度ガス導入部が設けられて
   いる請求項１記載のバーナ装置。
4. 【請求項４】 ガス分流手段は低濃度ガス通路の断面形
   状をＴ字形状にすることによって構成され、このＴ字形
   状の張り出し部によって高濃度ガス通路の上面が覆わ
   れ、前記Ｔ字形状の張り出し部の底壁に高濃度ガス導入
   部が設けられている請求項１記載のバーナ装置。
5. 【請求項５】 高濃度ガス通路の上面に高濃度予混合ガ
   スを噴出燃焼する炎口が形成されている請求項１乃至請
   求項４のいずれか１つに記載のバーナ装置。