JP2605564Y2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、たとえば通常のバー
ナと希薄燃焼用のバーナとを組み合わせて構成した濃淡
燃焼タイプの燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給湯器や暖房器等の燃焼装置
として、図５に示す構成のものが知られている。図にお
いて、燃焼装置１は、上面に多数の炎孔を備えた複数の
バーナ２ａを起立状態で並列的に並べて構成されるバー
ナ群２と、このバーナ群２を四方から囲こむ固定板８と
を備えている。

【０００３】この固定板８は、バーナ群２を列方向から
挟む２枚の側板４，５と、これらの側板４，５に対し
て、前後からそれぞれ固定される前板６と後板７とから
なっている。そして、前板６及び後板７の内壁には、バ
ーナ群２を構成する各バーナ２ａの両端を収容する多数
の浅い縦溝（図示せず）が形成されている。これによ
り、各バーナ２ａを起立状態に保持して、並列的に並べ
ることができるようになっている。このような燃焼装置
１にあっては、各バーナ２ａに対して、所定のガスノズ
ルを介して燃焼用ガスが供給されることによって、燃焼
が行われる。これにより、バーナ群２全体で所定の熱量
を発生し、たとえばこの燃焼装置１の上方に配置される
図示しない熱交換器を介して給湯用の湯等を沸かすこと
ができるようになっている。

【０００４】図６は、バーナ固定板８を横方向に沿って
切断した概略断面図であり、バーナ２ａは二点鎖線で概
略的に示されている。バーナ２ａのガス取り込み口２ｂ
から、矢印に示すように燃焼用ガスが送り込まれる際に
は、ガス取り込み口２ｂの周囲から、適正な量の一次空
気がガス内に混入される。この一次空気が混入されたガ
スは、バーナ２ａ上面の図において左右の方向にそって
形成されている多数の炎孔（図示せず）に導かれ、各炎
孔から均一なガス圧で噴出するようになっている。

【０００５】ここで、図示しない点火手段により、バー
ナ２ａから噴出するガスに点火が行われて燃焼を行う場
合、バーナ２ａの各炎の周囲から二次空気が供給され
る。この二次空気の供給は、図６においてたとえば一点
鎖線の矢印に示すように行われている。

【０００６】具体的には、図５において固定板８の開放
された下面から内部に浸入する空気は、各バーナ２ａの
間を通って上昇することにより各バーナ２ａの炎孔に達
し、この二次空気は、ガスが完全に燃焼するのに使われ
る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】一方、最近の給湯器や
暖房器にあっては、燃焼装置のハイカロリー化，高負荷
化が進んでおり、これにともない燃焼装置によって窒素
酸化物が多量に排出されることが指摘されている。この
窒素酸化物の発生を抑える手段として、ガスの燃焼にお
ける理論空気量１に対して、これよりも多い一次空気を
用いて燃焼を行う希薄燃焼用バーナと、濃厚燃焼用バー
ナ（たとえば、混合気の一次空気率０．３乃至０．８）
を組合わせて燃焼装置を構成するいわゆる濃淡燃焼法に
基づく燃焼装置が考えられる。

【０００８】しかし、このような濃淡燃焼を行う燃焼装
置に用いられる希薄燃焼用バーナは、一次空気率１．４
乃至１．８の混合気を用いることから、燃焼温度が比較
的低く、その分窒素酸化物の発生は少ない反面、燃焼反
応が緩慢で、吹き消えやリフトが発生しやすいことか
ら、その火炎を安定に保持して燃焼させるのが難しいと
いう問題がある。

【０００９】具体的には、希薄燃焼用バーナと、これに
隣接して、この希薄燃焼用バーナの燃焼火炎を保持する
ために、濃厚燃焼タイプのバーナを配置しても、燃焼の
際にこれらのバーナの間を上述した図６のように二次空
気が通過すると、濃厚燃焼用バーナから希薄燃焼用バー
ナへ熱が伝わりにくくなってしまい、結局燃焼火炎を安
定的に保持できないという欠点がある。

【００１０】この考案は、以上の課題を解決するために
なされたもので、窒素酸化物の発生を抑制でき、しかも
効率よく安定して燃焼できる燃焼装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本考案によ
れば、希薄燃焼用バーナを含む複数のバーナを列状に並
べ、これらバーナを固定板で囲むことにより固定した濃
淡燃焼装置であって、前記各バーナ間の空気の流れを阻
止するように、列状に並んだバーナの底側に底板を配置
した燃焼装置により、達成される。

【００１２】前記固定板は、前記複数のバーナを収容し
た状態にて、前記各バーナの燃料ガス取込口に連通する
位置に開口を形成した前板を備えており、前記前板の前
記開口は、バーナの前記燃料ガス取込口に対して密着す
るように構成してもよい。

【００１３】

【００１４】上記構成によれば、固定板にて、列状に並
べて配置された各バーナには、希薄燃焼用のバーナが含
まれているので、この希薄燃焼タイプのバーナを他のバ
ーナとともに燃焼させると、全体として濃淡燃焼するこ
とになり、窒素酸化物の発生を抑制できる。しかも、希
薄燃焼用のバーナにより十分な一次空気が供給されるか
ら、バーナから噴出される混合気は燃焼に必要な十分な
空気を含んでいる。このため、従来のように、燃焼に際
して各バーナの間を通って供給される二次空気を必要と
しない。これに関連して、列状に並んだバーナの底側に
は、底板が設けられていることから、上記固定板の下方
から、列状に並べた各バーナの間に二次空気が入り込ん
で通過することが有効に防止される。これにより、大量
の一次空気を必要とする希薄燃焼用バーナに、より多く
の燃焼用空気を供給することができ、合わせて、バーナ
間に空気の壁が形成されることを防止して、濃厚燃焼用
バーナから希薄燃焼用バーナへの熱の伝導が良好とな
り、その火炎を安定してして保持できる。

【００１５】

【実施例】以下、この考案の好適な実施例を添付図面を
参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施
例は、本考案の好適な具体例であるから、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、本考案の範囲は、以
下の説明において特に本考案を限定する旨の記載がない
限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１６】図１は本実施例による燃焼装置の概略分解
斜視図であり、図２はその概略構成図である。図におい
て、燃焼装置１０は、上面に多数の炎孔を備えた複数の
バーナ３１，３２を起立状態で並列的に並べて構成され
るバーナ群３０と、このバーナ群３０を四方から囲こん
で固定する組み立て板ともいう固定板２０とを備えてい
る。

【００１７】この固定板２０は、バーナ群３０を列方向
から挟む２枚の側板２４，２５と、これらの側板２４，
２５に対して、前後からそれぞれ固定される前板２６と
後板２７とを有している。そして、前板２６及び後板２
７の内壁には、バーナ群３０を構成する各バーナ３１，
３２の両端を収容する多数の浅い縦溝（図示せず）が形
成されている。これにより、各バーナ３１，３２を起立
状態に保持して、並列的に並べることができるようにな
っている。

【００１８】さらに、この固定板２０の前板の下部側面
に沿って、各バーナ３１，３２のガス取り込み口の大き
さ，形状にあわせて形成された開口２６ａ，２６ｂが形
成され、後述するようにこれら固定板２０の外側に配置
されるガスノズルから、開口２６ａ，２６ｂを介して、
各バーナ３１，３２に燃焼用ガスおよび一次空気が送り
込まれるようになっている。このような燃焼装置１にあ
っては、各バーナ３１，３２に対して、図示しないガス
管からガス種等に応じた所定のガスノズルを介して燃焼
用ガスが供給されることによって、燃焼が行われる。

【００１９】さらに、この実施例の燃焼装置１０にあっ
ては、従来と異なり、固定板２０は、たとえば図１に示
すような底板２８を備えている。この底板２８は、後述
するようにバーナ群３０の下方を気密的に塞ぎ、各バー
ナ３１，３２の間に下方からの空気を導くことがないよ
うになっている。

【００２０】また、この燃焼装置１０のバーナ群３０に
は、図１に概略的に示されているような希薄燃焼用バー
ナ３１が含まれている。この希薄燃焼用バーナ３１は、
燃焼用のガスと一次空気とを混合させたエアリッチ（例
えば、一次空気率１．４〜１．８）の混合気を燃焼させ
るタイプのバーナである。

【００２１】図２は、本実施例の燃焼装置１０の概略構
成を示している。図において、燃焼装置１０は、ケース
４１に周囲を包囲されており、このケース４１の下部に
はファン取り付け部４２が設けられている。ファン取り
付け部４２内に取り付けられたファン４３が所定の回転
数にて回転することにより形成される風は、図におい
て、ケース４１内でファン４３の上方へ送られる。

【００２２】このファン４３の上方には燃焼装置１０が
配置されているが、この燃焼装置１０の下部は底板２８
により塞がれている。このため、ファン４３から供給さ
れる空気は、バーナ群３０の各バーナの間を通過するこ
となく、矢印の方向に沿って各バーナ（図２ではバーナ
３２）のガス取り込み口３２ａに向かう。

【００２３】このガス取り込み口３２ａは、好ましく
は、図４に示すように、固定板２０の前板２６に形成さ
れた開口にできるだけ密着させて固定されている。つま
り、前板２６の開口２６ｂの内側に沿って、リブ状部を
形成してあり、いわゆるバーリング加工がなされてい
る。このリブ状部を図示するようにバーナの空気取り込
み口３２ａ内にあてるようにして、その周囲と気密状態
をたもつようになっている。なお、希薄燃焼用のバーナ
３１の空気取り込み口３１ａも同様に前板２６の開口に
密着させて固定されている。

【００２４】そして、このガス取り込み口３２ａには図
１に概略的に示すガス供給用のノズル５１が配置されて
いる。このガス供給用ノズル５１の構成は従来の燃焼装
置と共通するので詳しい説明は省略するが、このノズル
５１からは、燃焼用のガスが噴射され、バーナ３２のガ
ス取り込み口３２ａに送りこまれる。このとき、バーナ
３２のガス取り込み口３２ａは周囲から空気を取り込
み、このガスと一次空気とがバーナ３２内の通路を通る
過程で混合されバーナ３２の上面の炎孔３２ｂから噴射
され、燃焼される。

【００２５】ここで、図面に示したバーナ３２は従来タ
イプのガスリッチの混合気（例えば一次空気率０．３〜
０．８）を燃焼させる濃厚燃焼タイプのバーナであるか
ら、通常、燃焼のさいには周囲から二次空気が供給され
る必要がある。ところが、この燃焼装置にあっては、バ
ーナ３２が必要とする二次空気は、バーナ３１の多量の
一次空気により補われる。

【００２６】希薄燃焼用バーナ３１は、所定の形状に成
形された金属板により、全体として板状を呈してる。こ
のバーナ３１の高さは、図１に示されているように、従
来タイプのバーナ３２とほぼ同じであり、このバーナ３
１は、異なる種類のバーナ３２と列方向に重なるように
して配置される。このバーナ３１の下部のたとえば一端
側面付近には、開口３１ａが形成されている。この開口
３１ａは、この実施例では従来に比べて特に大きく形成
されている。そして、この開口３１ａからバーナ本体３
１内に画成された通路３３が設けられている。

【００２７】この通路３３の下部３３ａは、たとえば図
示するように開口３１ａとほぼ同じ断面積でストレート
に延びており、バーナ本体３１の他端側で上方に向かっ
て曲折している。このようにして通路３３に所定の距離
をもたせ、開口３１ａから導入された燃焼ガスと一次空
気が通路３３と通る過程で所定の混合が行われ得るよう
になっている。

【００２８】通路３３の上部３３ａはやや傾斜しながら
延びている。そしてこの通路上部３３ａのさらに上部
は、この通路が延びる方向に沿って開放されている（図
示せず）。ここで、この通路上部３３ｂは、バーナ３１
を構成する金属板を成型して、バーナの厚み方向の幅が
徐々に狭まるようになっており、この通路断面積を狭め
た部分である狭窄部３４は、炎孔３５に続く整流部３６
と連通されている。

【００２９】これにより、通路３３を通るガスと空気の
混合気は、狭窄部３４でそのながれが一次阻止され、こ
れにより、ガスと空気が十分混合されるようになってい
る。すなわち、このバーナ３１においては、ガスに対し
て混合される空気の比率が高くても、これらガスと空気
とは上述の構成により、十分に混合される。ここで、狭
窄部３４より上流（図において下方）の空気通路は所定
の広さにつくらないと、燃焼用ガスと一次空気が十分混
合されなくなる。一方、狭窄部３４の幅を必要以上に狭
くすると、圧損により混合気のスムーズなながれを阻害
する結果となる。

【００３０】この狭窄部３４の上方は、バーナ３１の内
部で徐々にその幅が広くなるように形成され、所定の幅
に広がった状態でそのまま上方に延びる整流部３６が設
けられている。この整流部３６はバーナ３１の上端に設
けられる炎孔３５まで連通されている。この炎孔３５と
して、例えば、整流部３６に２枚の成形された金属板を
重ねて収容するように配置し、整流効果を保証するとと
もに、炎孔３５を従来と比較して大きく形成している。
これにより、狭窄部３４を通った空気の混合比率の高い
混合気を、比較的大きな炎孔３５からスムーズに噴出さ
せるようになっている。

【００３１】このように構成された希薄燃焼用バーナ３
１と従来のガスリッチタイプ（例えば、一次空気率０．
３〜０．８）のバーナ３２とを図１に示すように隣合わ
せて並べてバーナ群３０を構成する。

【００３２】そして、図２において説明したのと同様
に、図３においても、燃焼ガスを送り込むノズル５１か
らは、燃焼用のガスが噴射され、バーナ３１のガス取り
込み口３１ａに送りこまれる。このとき、バーナ３１の
開口３１ａは、図２に示すバーナ３１に比べ大きく構成
されているので、ガスとともに、開口３１ａの周囲から
多量の一次空気が送り込まれる。このときの一次空気量
は、一次空気率で１以上，好ましくは１．４〜１．８の
一次空気が送り込まれる。

【００３３】ここで、ガス量に対して一次空気量が多く
ても、このガスと空気とは、曲折された通路３３を通る
過程で次第に拡散，混合がすすむだけでなく、この混合
気は狭窄部３４の手前でわずかに滞留する。これによ
り、ガスと空気の拡散，混合が十分に行われる。そし
て、この混合気は、バーナ３１の上面の炎孔３５から噴
射され、図示しない点火手段により点火されて燃焼が行
われる。

【００３４】このとき、バーナ３１にて燃焼される混合
気には多くの一次空気が含まれており、この多量の一次
空気が図２の従来型バーナ３２の燃焼に使用される。こ
のため、燃焼装置１０全体としては、燃焼の際に二次空
気を用いなくとも燃焼できるようになっている。したが
って、本実施例では、バーナ群３０を構成する各バーナ
３１，３２の間を通る二次空気の流れを必要としないの
で、固定板２０の底板２８により、バーナ群３０の底部
を気密的に閉塞する構成としている。

【００３５】しかも、これにより、各バーナの間に二次
空気が流れることによる低温層が生じないから、バーナ
３２からバーナ３１に対する熱の伝導が良好となり、い
わゆる火移りがスムーズに行われる。これを具体的に説
明すると、希薄燃焼用バーナ３１単独では、一次空気量
が多いので、その燃焼反応は緩慢であり、吹き消えやリ
フトの発生といった現象を防止し得ないが、このバーナ
３１に隣接して濃厚燃焼用バーナ３２を配置することに
より、バーナ３１の燃焼火炎を安定させることができ
る。この際バーナ間に二次空気が流れていると、バーナ
３２がバーナ３１の燃焼火炎を安定させる作用を阻害す
るが、この実施例では上述の密閉構造により各バーナ間
に二次空気の流れをつくらないようにしていることか
ら、バーナ３１の火炎を安定させることができ、いわゆ
る保炎作用をスムーズに行えるようになっている。した
がって、バーナ３１の炎孔から高く上昇して燃焼するリ
フト現象を生じることがなく、これにともなう騒音が発
生することを防止でき、燃焼装置全体として、きわめて
安定した燃焼状態をたもつことが可能となる。

【００３６】さらに、この燃焼装置１０には希薄燃焼型
のバーナ３１を含んでおり、一次空気率が高い混合気を
燃焼させるため、燃焼温度が下がることから、そのぶん
窒素酸化物の発生を抑制できる。したがって、バーナ３
１と、従来タイプのバーナ３２とを併用すれば、全体と
して、希薄燃焼用バーナを使用したぶんだけ窒素酸化物
の発生を抑制できる。

【００３７】なお、バーナ群３０を構成するにあたって
は、希薄燃焼用バーナ３１と従来タイプのバーナ３２を
交互に並べる必要はなく、バーナ群３０中に適切な数の
希薄燃焼用バーナ３１が含まれていればよい。

【００３８】すなわち、希薄燃焼用バーナ３１は、バー
ナ群３０中にあって、従来燃焼の際に必要とされていた
二次空気に相当する量の空気を含んだ一次空気を供給す
るものである。したがって、燃焼装置に採用されるバー
ナの具体的形状やガスおよび空気の混合比率の相違によ
り、適切な数および配列を選択して、組み合わせて用い
られるものである。なお、図１の左側に示されているよ
うに、燃焼装置１０に組み込まれる複数のバーナのう
ち、この燃焼装置１０の端部には濃厚燃焼用バーナ３２
が配置されることが好ましい。

【００３９】また、上述の実施例では、各バーナ間を二
次空気が通過しないように固定板２０の底板２８により
気密構造を構成するようにしている。しかしこれに限ら
ず、たとえば、複数のバーナを構成する各バーナを互い
に密着させて並べることにより、これらバーナの間を二
次空気が通過しないように構成することもできる（図示
せず）。

【００４０】そして、この考案の燃焼装置に用いられる
希薄燃焼用バーナは上述の実施例の形状に限るものでは
ない。混合気の通路に狭窄部などを設けることにより、
大量の一次空気と燃焼用ガスとを十分混合することがで
きるバーナであれば、本考案を適用することができるも
のである。

【００４１】したがって、狭窄部の具体的な構成は、た
とえばバーナ本体を構成する金属板を成形して通路を狭
めるように構成するだけでなく、パンチングメタルなど
による隔壁を混合気の通路に設ければ、上述の実施例と
同様の作用を奏することができる。

【００４２】さらに、各バーナ３１，３２の混合気取り
込み口は、上述の実施例の位置に限らない、たとえばバ
ーナ下端などに開口を設け、これに通路を連設すること
により、混合気取り込み口を構成することもできる。

【００４３】また、濃厚燃焼用バーナ３２と希薄燃焼用
バーナ３１の並べかたは、図示の実施例の構成に限るも
のではない。たとえば希薄燃焼用バーナ３１を濃厚燃焼
用バーナ３２により両側から挟む構成としてもよいし、
これもしくはこれ以外の並べ方で配列したバーナ３１，
３２の一部を必要により燃焼できるように構成してもよ
い。

【００４４】

【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、窒
素酸化物の発生を抑制するとともに、安定した炎で効率
よく燃焼できる燃焼装置を提供することができる。特
に、固定板により、複数のバーナを列状に固定し、この
固定板には底板を設けたことから、各バーナ間を空気が
通過することが阻止される。このため、希薄燃焼用バー
ナにより多くの一次空気を供給できるとともに、濃厚燃
焼用バーナから希薄燃焼用バーナへの熱の伝導が良好と
なり、その火炎を安定してして保持できるので、安定し
た濃淡燃焼を実現でき、不快な騒音等の発生を有効に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の好適な実施例に係る燃焼装置の分解斜
視図。

【図２】図１の燃焼装置の概略構成図。

【図３】図１の燃焼装置の概略構成図。

【図４】図１の燃焼装置の一部を拡大して示した図。

【図５】従来の燃焼装置の一例を示す概略斜視図。

【図６】図５の燃焼装置の一部拡大断面図。

【符号の説明】

１０ 燃焼装置 ２０ 固定板 ２４，２５ 側板 ２６ 前板 ２７ 後板 ２８ 底板 ３１ バーナ ３２ バーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 赤松 敦 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (72)考案者 木村 新悟 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (56)参考文献 特開 平４−151408（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99109（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−156217（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/08 F23C 11/00

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 希薄燃焼用バーナを含む複数のバーナを
   列状に並べ、これらバーナを固定板で囲むことにより固
   定した濃淡燃焼装置であって、 前記各バーナ間の空気の流れを阻止するように、列状に
   並んだバーナの底側に底板を配置したことを特徴とす
   る、燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記固定板は、前記複数のバーナを収容
   した状態にて、前記各バーナの燃料ガス取込口に連通す
   る位置に開口を形成した前板を備えており、 前記前板の前記開口は、バーナの前記燃料ガス取込口に
   対して密着するように構成されていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の燃焼装置。