JP2715906B2

JP2715906B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2715906B2
Application number: JP6124322A
Authority: JP
Inventors: 逸夫永井; 政彦嶋津; 英雄植田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1994-05-14
Filing date: 1994-05-14
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH07305811A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に関するもの
であり、特に小型ボイラーや給湯装置への適用が好適な
燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置は、ボイラーや給湯装置の主要
な構成部品であり、工場はもとより、一般家庭にも広く
普及している。ところで、近年酸性雨による環境破壊が
深刻な社会問題となり、ＮＯ_X（窒素酸化物）の総排出
量を減少させることが急務となっている。そこで、家庭
用等の小型の燃焼装置についても、ＮＯ_Xの発生を極力
減少させる工夫が要求されている。

【０００３】小型の燃焼装置の分野でＮＯ_Xを減少させ
る対策としては、燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる方
法が考えられる。ところが燃料ガスを希薄にして燃焼さ
せると、火炎がリフトし、どうしても火炎が不安定にな
る。そこでこの対策として濃淡燃焼と称される燃焼方式
の採用が注目されている。ここで濃淡燃焼とは、燃料ガ
スに理論空気量の１．６倍程度の空気を予混合した希薄
な混合ガス（以下淡混合ガス）から主炎を発生させ、こ
の主炎の近辺に、空気の混合量が少なく燃料ガス濃度が
高い混合ガス（以下濃混合ガス）から発生する補炎を配
置したものである。

【０００４】濃淡燃焼を応用した燃焼装置には、例えば
特開平５−１１８５１６号に開示された様な構成が知ら
れている。特開平５−１１８５１６号に開示された燃焼
装置では、燃料の供給系統を複数に分割し、さらにその
供給系統を細分化して濃混合ガス供給系統と、淡混合ガ
ス供給系統を設け、これらの供給系統から炎孔に混合ガ
スを供給する構造が採用されている。しかしながら、上
記した構成の燃焼装置は、燃料供給系統が複雑であり、
設置空間を要し、また組み立てや現場での施工が困難で
あると言う問題がある。

【０００５】そこで本出願人は、先に装置内で濃淡２種
の混合ガスを作る燃焼装置を提案した（特願平４−３５
８４８４号）。本出願人が提案した燃焼装置は、プレス
構造によるものであり、金属板が所定の隙間を設けて複
数重ねられ、金属板の隙間によって、複数の気体流路が
形成されている。そして各気体流路は、小孔を通じて連
通している。従来技術の燃焼装置では、気体流路の一つ
に濃混合ガスが供給される。そして濃混合ガスは、小孔
を通じて中央および周囲の各気体流路に一定の配分率で
分配される。また中央の気体流路では、更に空気が混入
されて希薄化される。そして淡混合ガスは、主炎を発生
させ、周囲に配分された濃混合ガスは、補炎を発生させ
る。

【０００６】上記した従来技術の燃焼装置では、各金属
板は、端部のみが接合され、中間部はすべて開放されて
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が先に提案し
た燃焼装置は、燃料供給系統が簡単であり、且つ設置空
間を要せず、好ましいものである。しかしながら、従来
技術の燃焼装置は、着火から時間が経過すると、燃焼状
態が変化する欠点があった。この原因を調査したとこ
ろ、着火から暫くすると、燃焼装置自体の温度が上昇
し、燃焼装置が変形するためであった。即ち従来技術の
燃焼装置では、各金属板は、端部のみが接合されていた
ため、接合部間の距離が長く、温度の影響で金属板が撓
んでしまう。そして特に従来技術の燃焼装置は、金属板
の隙間によって気体流路が形成されているため、金属板
の変形によって気体流路の断面積や形状が大きく変化
し、本来の混合割合や、気体の流速を維持できないため
であった。本発明は、従来技術の上記した問題点に着目
し、従来技術を改良し、従来技術の持つ利点を備えつ
つ、火炎の状態が常に安定した燃焼装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして、上記した目的を
達成するための本発明は、炎孔から燃料と空気の混合ガ
スを噴射させて火炎を発生させる燃焼装置であって、所
定の隙間をおいて配列された複数の金属板を備え、当該
金属板によって気体流路が形成されたものにおいて、金
属板同志は中間部で接合され、隣合う金属板の少なくと
も一方には突起が設けられ、当該突起は隣の金属板と当
接され、突起の頂面と隣の金属板が接合され、突起によ
って気体流路が分断されていることを特徴とする燃焼装
置である。

【０００９】

【００１０】さらに同様の目的を達成するためのもう一
つの発明は、燃料ガス或いは高濃度の燃料ガスを供給す
る燃焼管本体と、燃料ガス或いは高濃度の燃料ガスを炎
孔に導く濃混合ガス通過部を有し、燃焼管本体および濃
混合ガス通過部は、いずれも金属板が配列され当該金属
板によって気体流路が形成されたものであり、燃焼管本
体と濃混合ガス通過部は濃混合ガス通過部が燃焼管本体
の頂部よりも突出した状態で並列に配置され、燃焼管本
体の頂部と濃混合ガス通過部の壁面の間に混合室となる
空間が形成され、燃焼管本体と濃混合ガス通過部の間に
は連通孔が設けられ、さらに燃焼管本体あるいは濃混合
ガス通過部には混合室に燃料ガス或いは高濃度の燃料ガ
スを供給する孔が設けられた燃焼装置であって、燃焼管
本体と濃混合ガス通過部は、その端部同志が接合され、
さらに濃混合ガス通過部を形成する金属板同志および燃
焼管本体の三者は中間部でも接合されていることを特徴
とする燃焼装置である。

【００１１】また上記の発明の実施態様として好ましい
発明は、濃混合ガス通過部は外側の金属板と内側の金属
板によって構成され、外側の金属板には前記濃混合ガス
通過部側に向かって突出する突起が設けられ、該突起の
頂面は内側の金属板と当接し、外側の金属板の突起の頂
面と、内側の金属板の突起当接部は一体に接合され、さ
らに当該接合部分において濃混合ガス通過部と燃焼管本
体が接合され、当該三者の接合部の直下に、燃焼管本体
と濃混合ガス通過部を連通する連通孔が形成されている
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の燃焼装置は、金属板同志が中間部で接
合されているので、接合部間の距離が短い。そのため本
発明の燃焼装置は、装置自体の温度が変化しても、金属
板は撓みにくく、気体流路の断面積や断面形状の変化は
小さい。

【００１３】また本発明の燃焼装置では、金属板に突起
が設けられ、当該突起の頂面は隣の金属板と当接されて
いるので、金属板間の隙間の確保が容易である。また突
起は気体流路中に存在し、流路の一部が突起によって分
断されているため、当該突起は気体の邪魔板としての機
能を果たし、気体の混合や分散を促進する作用がある。

【００１４】請求項２記載の発明では、燃料ガス或いは
高濃度の燃料ガスは、燃焼管本体から供給される。そし
て燃料ガスの一部は燃焼管本体と濃混合ガス通過部の間
に設けられた連通孔を通じて濃混合ガス通過部に流れ、
濃混合ガスを燃焼させる炎孔から排出されて補炎を構成
する。一方燃料ガスの残部は、燃焼管本体あるいは濃混
合ガス通過部に設けられた孔から、燃焼管本体の頂部と
濃混合ガス通過部の壁面の間に形成された空間に流れ
る。そしてこの空間内で、濃混合ガスは空気と混合され
る。こうして混合された淡混合ガスは、炎孔に導かれて
主炎を構成する。

【００１５】主炎は、燃料ガスの濃度が希薄であるが、
本発明では、主炎の近辺に安定した補炎が存在するの
で、主炎の燃焼は安定する。そして本発明の燃焼装置で
は、濃混合ガス通過部を形成する金属板同志および燃焼
管本体の三者は中間部でも接合されているので、濃混合
ガス通過部の板は、接合部間の距離が短く、温度上昇に
よる撓量が少ない。そのため本発明の燃焼装置では、温
度上昇による濃混合ガス通過部の断面積変化は小さい。

【００１６】請求項３記載の燃焼装置では、上記した作
用に加えて気体の混合や分散を促進する作用がある。即
ち本発明の燃焼装置では、濃混合ガス通過部は外側の金
属板と内側の金属板によって構成され、外側の金属板に
は突起が設けられ、該突起の頂面は内側の金属板と当接
している。そのため濃混合ガス通過部内には突起が存在
する。また突起の直下に燃焼管本体と濃混合ガス通過部
を連通する連通孔が形成されている。そのため連通孔か
ら入った濃混合ガス等は、濃混合ガス通過部内を炎孔に
向かって上昇する際、当該濃混合ガス等は突起に当たっ
て分散される。そのため濃混合ガス通過部内の気体の流
れは、一様のものとなる。

【００１７】

【実施例】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
明の具体的実施例における燃焼装置の斜視図である。図
２は、図１の燃焼装置をケースに収納した場合の平面図
である。図３は、図１の燃焼装置の分解斜視図である。
図４は、燃焼管本体の正面図（ｂ）と平面図（ａ）であ
る。図５は、濃混合ガス通過部の正面図（ｂ）と平面図
（ａ）および背面図（ｃ）である。図６は、図５（ｂ）
のＡ−Ａ断面での拡大図である。図７は、図６の端部の
拡大図である。図８（ａ）（ｂ）は、濃混合ガス通過部
の製造工程を示す説明図である。図９は、図５（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面の上端部の拡大図である。図１０（ａ）
（ｂ）は、濃混合ガス通過部の製造工程を示す説明図で
ある。図１１は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面の下端部の拡
大図である。図１２は、図１の燃焼装置の拡大平面図で
ある。図１３は、図１の燃焼装置の上端部分の拡大断面
図である。図１４は、炎孔部材の展開図である。図１５
は、図１のＣ平面での断面図である。図１６は、図１の
Ｄ平面での断面図である。図１７は、一方の濃混合ガス
通過部と炎孔部材を外した状態での燃焼装置の斜視図で
ある。図１８は、図１の燃焼装置の一部断面斜視図であ
る。図１９は、濃混合ガス通過部と炎孔部材との関係を
示した説明図である。

【００１８】本実施例の燃焼装置１は、図２の様に、ケ
ース４に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。燃焼装置１の構成は、図３の様に燃焼管本
体２と、２枚の濃混合ガス通過部３および、炎孔部材５
によって成る。燃焼管本体２は、一枚の鋼板をプレスし
て表面に凹凸を有する展開図形を成形し、これを曲げ加
工した後スポット溶接によって接合されたものである。
スポット溶接は、周囲のフランジ部７の他、後記する導
通部１２の中間部１０でも行われている。

【００１９】組み立て後の燃焼管本体２の形状は、図４
（ａ）の様な正面板８と、これに対称形状の裏板９が重
ね合わされたものである。燃焼管本体２の外観は平たい
形をしており、頂部２２を有し、周囲はガスが漏れない
様に閉塞されている。そして内部には正面板８と裏板９
の間によって一連の気体流路が形成されている。即ち正
面板８と裏板９の凹凸が合致する部分では、金属板同志
が隙間を形成して配列された状態となっており、この隙
間によって気体流路が形成される。

【００２０】本実施例で採用する燃焼管本体２では、気
体流路は、大きく分けて混合部１１と、導通部１２と、
放出部１３からなる。気体流路の入口から説明すると、
燃焼装置１の下側角には、図１，図３，図４，図１８の
様に、燃料ガス導入孔１４が開口している。そして燃料
ガス導入孔１４の内部は、断面積が次第に大きくなり、
さらに流路は大きく方向を変えて混合部１１が形成され
ている。混合部１１の末端は、燃焼管本体２の中程の高
さの位置の長手方向全域に渡って延びている。そして導
通部１２は、混合部１１の末端と、放出部１３を繋ぐも
のであり、混合部１１の末端に連続し、燃焼管本体２の
長手方向全域に渡って延びている。導通部１２の断面
積、即ち当該部分での正面板８と裏板９の隙間は、図１
５，１６の様に小さい。

【００２１】放出部１３は、燃焼管本体２の上端部に位
置し、長手方向全域に渡って延びている。放出部１３の
断面積、言い換えれば当該部分での正面板８と裏板９の
隙間は、図１５，１６の様に大きい。放出部１３の外表
面には、正面板８と裏板９の双方に、それぞれ５か所の
突出部（外側に向かって突出する突起）１５が設けられ
ている。そして突出部１５には、それぞれ一つづつ孔１
６が設けられている。この孔１６は、バーリング加工に
よって形成されたものであり、縁が正面板８等の表面か
ら垂直に立っている。

【００２２】放出部１３の外表面の内、その他の平坦部
１８は、外側から見て、突出部１５よりも凹んでおり、
当該部分にも孔２０が設けられている。孔２０は、前記
した突出部１５の孔１６よりも小さい。平坦部１８の孔
２０は、端部を除いて平坦部１８にそれぞれに４個づづ
設けられている。孔２０の間隔は、均等ではなく、突出
部１５側に偏って設けられている。この様に突出部１５
側に孔２０を偏って設けた理由は、後記する様に突出部
１５に濃混合ガス通過部３が密接されるため、突出部１
５側には混合ガスが流れにくくなるためであり、孔２０
を均等に配すると、突出部１５の上部での火炎が小さく
なりがちであることを配慮したものである。放出部１３
の頂部２２には開口は無い。

【００２３】次に濃混合ガス通過部３の構造について説
明する。濃混合ガス通過部３も、前記した燃焼管本体２
と同様に、一枚の鋼板をプレスして凹凸を有する展開図
形を成形し、これを曲げ加工したものである。濃混合ガ
ス通過部３も、スポット溶接を利用するが、スポット溶
接は、燃焼管本体２と一体的に行われるので、ここで
は、外観形状だけについて説明する。

【００２４】尚図５は、濃混合ガス通過部３の正面図
（ｂ）と平面図（ａ）および背面図（ｃ）であるが、図
５では濃混合ガス通過部３の裏表面の内、内部に入る方
を正面図としてあらわしている。濃混合ガス通過部３
は、図５，６，１５，１６の様に、内面板２３と外面板
２５とが隙間をおいて配置され、面積の狭い頂部３４を
備え、他の周囲はガスが漏れない様に折り返されたもの
である。そして内面板２３と外面板２５との隙間によっ
て濃混合ガス通過部３の内部に気体流路が形成されてい
る。即ち濃混合ガス通過部３は、その内部の全域が、下
から上に向かう気体流路として機能する。

【００２５】濃混合ガス通過部３の内面板２３と外面板
２５は、いずれも全体形状が凹状をしており、長手方向
の両端にはフランジ部２４が設けられ、内面板２３と外
面板２５は当該フランジ部２４で接している。濃混合ガ
ス通過部３の内面板２３の凹所には、図５（ｂ）の様に
複雑な形状の突条２６，２８，３０が設けられている。
即ち内面板２３には短方向に延びる５条の突条２６が等
間隔に設けられている。尚突条２６は、本発明の構成要
素としての突起の一つである。

【００２６】また５条の突条２６の下側を長手方向に連
続させる比較的高さの低い突条２８が設けられている。
さらに５条の突条２６の上部を長手方向に連続させる突
条３０が設けられている。５条の突条２６と並ぶ高さの
位置であって、フランジ２４と凹所との間には、膨出部
２７が設けられている（図５，図７参照）。膨出部２７
の機能は、燃焼装置１を組み立てた際、濃混合ガス通過
部３の角と、燃焼管本体２の角を密着させ、当該部分に
隙間ができないようにするものである。

【００２７】５条の突条２６には、それぞれ孔３１が設
けられている。突条３０と頂部の間にある内壁部２９に
は、小孔３２が多数設けられている。濃混合ガス通過部
３の外面板２５には、濃混合ガス通過部３側に突出する
突起（外部から見るとすり鉢状の凹部）３３が５つ設け
られている。突起３３の頂部の位置は、前記した内面板
２３の５条の突条２６の真裏の位置に一致する。

【００２８】また外面板２５には、６つの小突起３９が
設けられている。本実施例の燃焼装置は、左右２つの濃
混合ガス通過部３を有するが、小突起３９は、左右の濃
混合ガス通過部３で異なる位置に設けられている。濃混
合ガス通過部３の頂部３４には、補炎の炎孔３５が一列
に配置されている。濃混合ガス通過部３の内部構造に目
を移すと、外面板２５の突起３３の頂面は、内面板２３
の５条の突条２６の裏面と接し、他の部分では、外面板
２５と内面板２３の間にはいずれも僅かな隙間がある。

【００２９】濃混合ガス通過部３の細部について付記す
ると、濃混合ガス通過部３の頂部３４でのフランジ部２
４から凹所へ至る間では、外面板２５の突端部に折り返
しリブ３７が設けられており、この折り返しリブ３７
は、濃混合ガス通過部３の頂部３４の角の部分を覆って
いる（図８，図９参照）。この様に構成した理由は、濃
混合ガス通過部３の頂部３４の角から混合ガスが漏れる
ことを防ぐためである。また濃混合ガス通過部３の下端
部では、内面板２３の突端部に折り返しリブ３８が設け
られており、この折り返しリブ３８は、折り返されて濃
混合ガス通過部３の下部の角の部分を覆っている（図１
０，図１１参照）。

【００３０】次に炎孔部材５について説明する。本実施
例で採用する炎孔部材５は、一枚の板をプレス成形し、
さらにそれを順次折り曲げて作られたものである。即ち
本実施例で採用する炎孔部材５は、一枚の鋼板をプレス
した図１４の様な形状の展開板４０から作られる。展開
板４０の形状は、１０枚の短冊４１，４２，４３，４
４，４５，４６，４７，４８，４９，５０がそれぞれ幅
の極めて薄い３つの接続片５１によって繋がったもので
ある。

【００３１】各短冊の形状は、最外部にある２つ短冊４
１，５０が同一であり、順次短冊４２と短冊４９、短冊
４３と短冊４８、短冊４４と短冊４７、短冊４５と短冊
４６が同一形状である。短冊４１，５０には、接続片５
１寄りの位置に長手方向に連続する突条５３が設けられ
ている。また２つの丸突起５５を有する。そして短冊４
１，５０の中央部には、長手方向に多数の小孔５６が設
けられている。さらに短冊４１，５０の接続片５１と反
対側の位置には、四角のエンボス加工５７が成されてい
る。

【００３２】短冊４２，４９には、長手方向に並んだ長
孔５８と、四角のエンボス加工６０が成されている。短
冊４３，４８には大きさの異なる２種類の四角のエンボ
ス加工６１，６２が成されている。短冊４４，４５に
は、長孔６５と、四角のエンボス加工６６が成され、さ
らにエンボス加工６６の一部分に小孔６７が設けられて
いる。本実施例で採用する炎孔部材５は、それぞれの短
冊が、図１３の様に接続片５１から、互い違いの方向に
折り曲げられ、全体として４角柱状をしたものである。
炎孔部材５を折り曲げた時、各短冊４１，４２，４３，
４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０に設けられ
た、エンボス加工部は、凸部同志が当接し、各短冊間に
は、図１２の様に隙間６３が形成される。この隙間６３
は、淡混合ガスを整流して通過させる働きをし、上端の
開口は、主炎の炎孔として機能する。

【００３３】次に、本実施例の燃焼装置１の各部材同志
の関係について説明する。本実施例の燃焼装置１では、
燃焼管本体２を中心として、左右に濃混合ガス通過部３
が配置され、さらに燃焼管本体２の上部であって、濃混
合ガス通過部３の間に炎孔部材５が装着されたものであ
る。燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３の位置関係は、
濃混合ガス通過部３が燃焼管本体２の頂部２２よりも突
出した状態で並列に配置されている。言い換えれば燃焼
管本体２の頂部２２は、濃混合ガス通過部３の頂部３４
よりも下にあり、燃焼管本体２は、濃混合ガス通過部３
によって挟まれた谷間にある。従って燃焼管本体２の頂
部２２には、濃混合ガス通過部３の内壁部２９同志によ
って挟まれた空間が存在する。この空間は、混合室７０
として機能する。

【００３４】燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３が組み
合った状態では、燃焼管本体２の放出部１３に設けられ
た突出部１５と、濃混合ガス通過部３の内面板２３の突
条２６が密着されている。従って、突起以外の部分、よ
り具体的には燃焼管本体２の平坦部１８と、濃混合ガス
通過部３の平坦部７１の間には、空間が形成される。こ
の空間は、淡混合ガス流路７３として機能する。

【００３５】また燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３が
組み合った状態では、図１５の様に燃焼管本体２の孔１
６は、濃混合ガス通過部３の孔３１と合致される。本実
施例では、燃焼管本体２の孔１６にはバーリング加工が
施されていて、孔１６の周囲は立っているので、孔１６
の周囲は濃混合ガス通過部３の孔３１と嵌合し、連通す
る。炎孔部材５は、濃混合ガス通過部３の内壁部２９同
志によって挟まれた空間であって、燃焼管本体２の頂部
から少し離れた位置にある。炎孔部材５は、最外面にあ
る短冊４１，５０の突条５３が、濃混合ガス通過部３の
突条３０の段部に乗り、さらに短冊４１，５０の丸突起
５５が、濃混合ガス通過部３の内壁部２９に当接して位
置決めされる。

【００３６】そしてここで特記するべきは、本実施例の
燃焼装置１では、燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３と
の接合にスポット溶接が利用されている点である。即ち
上記した位置関係に燃焼管本体２、濃混合ガス通過部３
および炎孔部材５が配置された状態で、燃焼管本体２と
濃混合ガス通過部３の端部同志、即ち燃焼管本体２のフ
ランジ部７と濃混合ガス通過部３のフランジ部２４同志
がスポット溶接により接合される。

【００３７】そしてさらに加えて、本実施例では、双方
の濃混合ガス通過部３の外面板２５にある突起３３の裏
面（外部から見ると凹部の奥）にスポット溶接の電極が
当接され、燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３が接合さ
れている。その結果、図１５の様に濃混合ガス通過部３
の内面板２３、外面板２５および燃焼管本体２の突条２
６部分の三者は、一体的に接合されている。即ち濃混合
ガス通過部３では、濃混合ガス流路を構成する内面板２
３と外面板２５が、両端および中間部で接合されてい
る。従って濃混合ガス通過部３内では、突起３３によっ
て濃混合ガス流路の一部が分断されている。また淡混合
ガス流路７３を構成する濃混合ガス通過部３の内面板２
３と燃焼管本体２の正面板８は、両端および中間部で接
合されて流路が分断されている。濃混合ガス通過部３の
内面板２３と燃焼管本体２の裏板９との関係も同様であ
る。

【００３８】次に、本実施例の燃焼装置１の混合ガスの
流れについて説明する。本実施例の燃焼装置１では、燃
焼管本体２の導入孔１４に図示しない燃料ガスノズルが
挿入される。ガスノズルの挿入状態は、通常のブンゼン
式燃焼バーナと同様であり、導入孔１４とガスノズルの
間には隙間あるいは開口があり、燃焼管本体２には燃料
ガスと共に空気が混入される。空気の燃料ガスに対する
混合割合は、理論空気量の４０％程度であり、燃料ガス
濃度の高いものである。この濃混合ガスは、導入孔１４
から混合部１１に至り、方向を変える際に２枚の金属板
である正面板８および裏板９によって作られた気体流路
の内壁面と当接して混合が促進される。

【００３９】そして濃混合ガスは、混合部１１から導通
部１２を経て放出部１３へ入る。ここで本実施例では、
導通部１２は、断面積が小さく作られており、細い流路
であるため、混合部１１のガスは、当該部分で絞られ、
導通部１２の長手方向の各位置から、ほぼ均等な割合で
放出部１３に入る。

【００４０】放出部１３に入った濃混合ガスは、孔１６
および孔２０から放出される。以後の混合ガスの経路
は、濃混合ガスの流れと淡混合ガスの経路に別れるの
で、別々に説明する。濃混合ガスの流れから説明する
と、濃混合ガスは、放出部１３の突出部１５に設けられ
た孔１６から濃混合ガス通過部３に入る。すなわち前記
したように、放出部１３の突出部１５はバーリング加工
がされており、バーリング加工部は濃混合ガス通過部３
の突条２６に設けられた孔３１に挿入されており、燃焼
管本体２の孔１６と、濃混合ガス通過部３の孔３１は連
通している。そのため燃焼管本体２に設けられた孔の
内、突出部１５に設けられた孔１６から放出される濃混
合ガスは、全て濃混合ガス通過部３に入る。濃混合ガス
通過部３に導入されるガスの量は、燃焼管本体２から放
出される全ガス量の約３０％である。

【００４１】孔１６、３１を経て濃混合ガス通過部３に
入った濃混合ガスは、濃混合ガス通過部３の外面板２５
に当たり、外面板２５と内面板２３の隙間によって形成
される気体流路を上昇する。しかしながら、孔１６の真
上には図１５の様に外面板２５の突起３３があり、さら
にこの突起３３の頂面は、内面板２３の裏側にスポット
溶接されているので、濃混合ガスは、真上には昇ること
ができない。そのため濃混合ガスは、すり鉢状の凸面に
沿って広がり、図１８の矢印の様に濃混合ガス通過部３
の長手方向の全域に渡って均一に上昇することとなる。

【００４２】そして濃混合ガスは、頂部３４にある炎孔
３５から均一に外部に噴射される。濃混合ガス通過部３
は、周囲が閉塞していて、空気が侵入することはないの
で、濃混合ガス通過部３を経由して炎孔３５から噴射さ
れた混合ガスは、燃焼管本体２から放出された濃混合ガ
スそのものであり、燃料ガスの濃度が高い。また濃混合
ガス通過部３の内壁部２９に設けられた小孔３２から炎
孔部材５側に向かって濃混合ガスが放出される。

【００４３】次に淡混合ガスの経路について説明する。
前述の放出部１３に入った濃混合ガスの内、平坦部１８
に設けられた孔２０から放出された濃混合ガスは、図１
６，１７の様に燃焼管本体２と濃混合ガス通過部３の間
で構成される淡混合ガス流路７３に放出されて上昇す
る。ここで淡混合ガス流路７３は、図１６の様に下部が
開放されている。そのため孔２０から放出された濃混合
ガスには、下部の開口７６から吸入された空気が混入さ
れ、淡混合ガスとなる。そして淡混合ガスは、混合室７
０に入る。そして淡混合ガスは、混合室７０から均等に
上昇し、炎孔部材５の溝内に入り、炎孔から外部に噴射
される。従って炎孔部材５の大部分からは、淡混合ガス
が均等に噴射される。

【００４４】本実施例の燃焼装置１では、炎孔部材５
と、濃混合ガス通過部３の境界部分からは、中間濃度の
混合ガスが噴射される様に工夫がされている。当該部分
のガス経路を図１９に基づいて説明する。本実施例の燃
焼装置１では、濃混合ガス通過部３の内壁部２９に、小
孔３２が設けられている。そのため前述の様に、小孔か
ら炎孔部材５に向かって濃混合ガスが放出される。混合
室７０からは、燃焼部材の隙間を通って淡混合ガスが昇
り、そして淡混合ガスの一部は、短冊状の板４１（５
０）の小孔５６から炎孔部材５と濃混合ガス通過部３の
間に放出される。そのため濃混合ガス通過部３と炎孔部
材５の間からは、中間濃度の混合ガスが噴射される。

【００４５】本実施例の燃焼装置１では、混合ガスは、
それぞれ上記した経路を辿り、炎孔部材５の開口から
は、淡混合ガスが噴射され、濃混合ガス通過部３の炎孔
３５からは、濃混合ガスが噴射される。そして、炎孔部
材５と濃混合ガス通過部３の間からは、中間濃度の混合
ガスが噴射される。そのため、淡混合ガスによって発生
する主炎の周囲を濃混合ガスによって発生する補炎が包
囲し、さらに主炎と補炎の中間部には、中間濃度の混合
ガスによって発生する中間炎が存在し、主炎と補炎の間
を円滑に接続する。従って本実施例の燃焼装置は、火炎
のリフトを起こすことなく、燃料ガスを希薄な状態で燃
焼させることができる効果があり、ＮＯ_Xの発生を減少
させることができる。

【００４６】本実施例の燃焼装置１に着火し、時間が経
過すると、燃焼装置１自体の温度が上昇し、流体流路を
構成する各金属板は熱膨張する。しかし本実施例の燃焼
装置１では、濃混合ガス通過部３は、外面板２５と内面
板２３の間は、両端のフランジ部２４だけでなく、中間
に位置する突起３３でも接合されていて気体流路が分断
されている。従って濃混合ガス通過部３を構成する金属
板は、接合部間の間隔が短く、温度が上昇しても変形が
少ない。従って気体流路の断面積変化は小さく、炎孔３
５から噴射される濃混合ガスの流速、流量および分布は
一定である。そのため、補炎の燃焼は安定している。

【００４７】一方淡混合ガス流路７３についても内面板
２３の突条２６と、燃焼管本体２の突出部１５がスポッ
ト溶接によって接合されているので、当該気体流路７３
を構成する金属板の接合間隔は短い。そのため燃焼装置
の温度が上昇しても、淡混合ガス流路７３の変形は少な
く、濃混合ガスの流速、流量および分布に加えて空気混
入率の変化は小さい。そのため本実施例の燃焼装置１で
は、主炎の燃焼も安定している。

【００４８】以上の実施例では、濃混合ガス通過部３
と、淡混合ガス流路７３の双方について、金属板の中間
部で接合した構成を開示したが、燃焼装置の全体構成が
異なる場合には、濃混合ガス通過部３だけ、あるいは淡
混合ガス流路７３だけについて金属板の中間部で接合す
る構成も考えられる。例えば、本実施例で採用する燃焼
管本体２が側面に孔１６，２０を設け、放出部１３の側
面から濃混合ガスを放出したのに対し、放出部１３の頂
部２２から濃混合ガスを放出する構成とする場合は、濃
混合ガス通過部３だけを中間部で接合する構成も推奨で
きる。同じく燃焼管本体２から放出される濃混合ガスの
全量を一端濃混合ガス通過部３内に放出し、濃混合ガス
通過部３から混合室７０に濃混合ガスを再放出する構成
によっても、濃混合ガス通過部３だけを中間部で接合す
る構成が推奨できる。

【００４９】本実施例の燃焼装置１では、濃混合ガス通
過部３の外面板２５に小突起３９を設けた構成を開示し
た。この小突起３９は、図２の様に燃焼装置を並列に並
べて配置した際に、燃焼装置間に隙間を持たせるためで
あり、燃焼装置の過度の温度上昇を抑制する効果があ
る。また小突起３９は、燃焼装置の温度が上昇し、例え
濃混合ガス通過部３が変形しても、隣合う燃焼装置の間
で空気流路を確保する作用がある。そのため、外面板２
５の小突起３９は、本発明の効果をより補強する機能が
あり、本発明の構成と合わせて採用することが推奨され
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の燃焼装置
は、金属板同志が中間部で接合されているので、接合部
間の距離が短い。そのため本発明の燃焼装置は、装置自
体の温度が変化しても、金属板は撓みにくく、気体流路
の断面積の変化は小さい。そのため、本発明の燃焼装置
は、時間の経過による燃焼状態の変化が無く、常に安定
した状態で燃焼することができる効果がある。

【００５１】また本発明の燃焼装置では、金属板に突起
が設けられ、この突起は気体流路中に存在して気体流路
の一部を分断するため、気体の混合や分散を促進され
る。そのため、本発明の燃焼装置では、火炎の分布が均
一である効果がある。

【００５２】請求項２記載の燃焼装置では、濃混合ガス
通過部によって濃混合ガスを直接補炎の炎孔から噴射さ
せると共に、燃焼管本体の頂部と濃混合ガス通過部の壁
面の間に形成された空間内で、濃混合ガスは空気と混合
して淡混合ガスが作られる。そのため本発明の燃焼装置
は、燃料供給系統が簡単である。また同時に本発明の燃
焼装置は組み立てや現場での施工が簡単である。本発明
の燃焼装置では、主炎の近辺に安定した補炎が形成され
るので、安定した燃焼が可能である。

【００５３】さらに本発明の燃焼装置では、濃混合ガス
通過部を形成する金属板同志および燃焼管本体の三者は
中間部でも接合されているので、濃混合ガス通過部を構
成する金属板は、接合部間の距離が短く、温度上昇によ
る撓量が少ない。そのため本発明の燃焼装置では、温度
上昇による濃混合ガス通過部の断面積変化は小さく、常
に安定した状態で燃焼することができる効果がある。そ
のため、本発明の燃焼装置は、ＮＯ_Xの発生が少ない効
果がある。また本発明の燃焼装置は、燃焼管本体と濃混
合ガス通過部が複数の位置で接合されているので、機械
的な剛性が高い効果がある。

【００５４】請求項３記載の燃焼装置では、気体の混合
や分散を促進する効果があり、濃混合ガス通過部内の気
体の流れは、一様のものとなるので、補炎の発生が一様
である効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的実施例における燃焼装置の斜視
図である。

【図２】図１の燃焼装置をケースに収納した場合の平面
図である。

【図３】図１の燃焼装置の分解斜視図である。

【図４】燃焼管本体の正面図（ｂ）と平面図（ａ）であ
る。

【図５】濃混合ガス通過部の正面図（ｂ）と平面図
（ａ）および背面図（ｃ）である。

【図６】図５（ｂ）のＡ−Ａ断面での拡大図である。

【図７】図６の端部の拡大図である。

【図８】濃混合ガス通過部の製造工程を示す説明図であ
る。

【図９】図５（ａ）のＢ−Ｂ断面の上端部の拡大図であ
る。

【図１０】濃混合ガス通過部の製造工程を示す説明図で
ある。

【図１１】図５（ａ）のＢ−Ｂ断面の下端部の拡大図で
ある。

【図１２】図１の燃焼装置の拡大平面図である。

【図１３】図１の燃焼装置の上端部分の拡大断面図であ
る。

【図１４】炎孔部材の展開図である。

【図１５】図１のＣ平面での断面図である。

【図１６】図１のＤ平面での断面図である。

【図１７】一方の濃混合ガス通過部と炎孔部材を外した
状態での燃焼装置の斜視図である。

【図１８】図１の燃焼装置の一部断面斜視図である。

【図１９】濃混合ガス通過部と炎孔部材との関係を示し
た説明図である。

【符号の説明】

１燃焼装置２燃焼管本体３濃混合ガス通過部５炎孔部材８正面板９裏板１２導通部１６孔２０孔２３内面板２５外面板２６突条（突起）２９内壁部３１孔３３突起３５炎孔３９小突起７０混合室７３淡混合ガス流路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炎孔から燃料と空気の混合ガスを噴射さ
せて火炎を発生させる燃焼装置であって、所定の隙間を
おいて配列された複数の金属板を備え、当該金属板によ
って気体流路が形成されたものにおいて、金属板同志は
中間部で接合され、隣合う金属板の少なくとも一方には
突起が設けられ、当該突起は隣の金属板と当接され、突
起の頂面と隣の金属板が接合され、突起によって気体流
路が分断されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】燃料ガス或いは高濃度の燃料ガスを供給
する燃焼管本体と、燃料ガス或いは高濃度の燃料ガスを
炎孔に導く濃混合ガス通過部を有し、燃焼管本体および
濃混合ガス通過部は、いずれも金属板が配列され当該金
属板によって気体流路が形成されたものであり、燃焼管
本体と濃混合ガス通過部は濃混合ガス通過部が燃焼管本
体の頂部よりも突出した状態で並列に配置され、燃焼管
本体の頂部と濃混合ガス通過部の壁面の間に混合室とな
る空間が形成され、燃焼管本体と濃混合ガス通過部の間
には連通孔が設けられ、さらに燃焼管本体あるいは濃混
合ガス通過部には混合室に燃料ガス或いは高濃度の燃料
ガスを供給する孔が設けられた燃焼装置であって、燃焼
管本体と濃混合ガス通過部は、その端部同志が接合さ
れ、さらに濃混合ガス通過部を形成する金属板同志およ
び燃焼管本体の三者は中間部でも接合されていることを
特徴とする燃焼装置。
【請求項３】濃混合ガス通過部は外側の金属板と内側
の金属板によって構成され、外側の金属板には前記濃混
合ガス通過部側に向かって突出する突起が設けられ、該
突起の頂面は内側の金属板と当接し、外側の金属板の突
起の頂面と、内側の金属板の突起当接部は一体に接合さ
れ、さらに当該接合部分において濃混合ガス通過部と燃
焼管本体が接合され、当該三者の接合部の直下に、燃焼
管本体と濃混合ガス通過部を連通する連通孔が形成され
ていることを特徴とする請求項２記載の燃焼装置。