JP3108564B2 - バーナ燃焼方法およびそのバーナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器、風呂釜、ガス
暖房機等の家庭用や小型業務用の燃焼装置に組み込まれ
ているバーナの燃焼方法およびそのバーナ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的なバーナ装置として、燃料
ガスと空気とを混合してなる予混合気や燃焼用空気を鉛
直方向に噴出させて燃焼させるもの（例えば特開平４−
１５１４１７号公報）が知られている。

【０００３】また、燃焼完結度の高い高負荷・高ターン
ダウンバーナ装置として、燃焼ゾーン（燃焼室）内で火
炎と二次空気や希薄予混合気を角度をもたせて衝突させ
るもの（例えば特開平２−３３５０９号公報、特開平４
−１５１４１４号公報）や、予混合火炎同士を正面衝突
させるもの（例えば特開平１−１０７０１０号公報）
や、予混合ガスを燃焼室壁面に沿って上昇させ、その近
傍に二次空気を供給する方式のもの（例えば特開昭６３
−５４５１０号公報）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、予混合
気および燃焼用空気を鉛直上方に噴出させる一般的なバ
ーナ装置は、燃焼騒音が大きくなるという問題が生じ
る。この燃焼騒音を小さくするためには、バーナの炎口
上流側で予混合ガス流れの整流を行い、さらに、バーナ
のどの部分の炎口においても予混合ガスの噴出流速、流
出量を均一にするために、予混合気が炎口に至るまでの
流路間に流路断面積の変化部を設けることが必要とな
る。そうすると、バーナ内の予混合気流路の圧損が高く
なってしまうという事態となり、その圧損分だけ燃焼フ
ァンの回転数を高くしなければ良好な燃焼に必要な空気
量が得られなくなるという問題が生じ、ファン回転数を
高くすることによる燃焼ファン回転音や、送風音が燃焼
音よりも大きくなってしまうという問題が生じる。

【０００５】また、高負荷・高ターンダウンバーナ装置
においても、燃焼室内にて火炎と二次空気や希薄予混合
気を角度をもたせて衝突させる方式は、その衝突により
空気流と火炎との乱れが大きくなり、低騒音化を図るこ
とが難しくなるという問題が生じる。また、予混合火炎
同士を正面衝突させる方式も火炎の衝突による騒音が著
しくなり、さらに、予混合ガスを燃焼室壁面に沿って上
昇させ、その近傍に二次空気を供給する方式も、燃焼室
壁面に沿って上昇する予混合ガスに二次空気が横切る方
向に入り込むため、予混合気の流れに大きな乱れが生
じ、やはり燃焼騒音が増大するという問題が生じる。

【０００６】本発明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、低燃焼騒音のバーナ
燃焼方法およびその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】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の第１のバーナ燃焼方法は、複数の炎口が縦方向に
縦列された縦列炎口群が複数横方向に配列形成されてい
る第１のバーナ面を左右の一方側とし、複数の炎口が縦
方向に縦列された縦列炎口群が複数横方向に配列形成さ
れている第２のバーナ面を左右の他方側にして第１のバ
ーナ面と第２のバーナ面を対状に配設し、第１のバーナ
面の縦列炎口群と第２のバーナ面の縦列炎口群とは横方
向の同じ配列位置に配置して第１のバーナ面の火炎と第
２のバーナ面の火炎の少なくとも内側同士を互いに正面
から向き合い寄り添わせた形で接触燃焼させることを特
徴として構成されており、また、本発明の第２のバーナ
燃焼方法は、複数の炎口が縦方向に縦列された縦列炎口
群が複数横方向に配列形成されている第１のバーナ面を
左右の一方側とし、複数の炎口が縦方向に縦列された縦
列炎口群が複数横方向に配列形成されている第２のバー
ナ面を左右の他方側として第１のバーナ面と第２のバー
ナ面を対状に配設し、第１のバーナ面の縦列炎口群と第
２のバーナ面の縦列炎口群とは横方向の同じ配列位置に
配置し、かつ、高濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口群
ゾーンと低濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口群ゾーン
を横方向に隣り合わせに配置し、第１のバーナ面の火炎
と第２のバーナ面の火炎のうち、第１，第２両バーナ面
の低濃度予混合ガス火炎の少なくとも内側火炎同士を互
いに正面から向き合い寄り添わせた形で接触燃焼させる
ことを特徴として構成されている。

【０００８】また、本発明のバーナ装置は、複数の炎口
が縦方向に縦列された縦列炎口群が複数横方向に配列形
成されている第１のバーナ面を左右の一方側に、複数の
炎口が縦方向に縦列された縦列炎口群が複数横方向に配
列形成されている第２のバーナ面を左右の他方側に配設
し、第１のバーナ面と第２のバーナ面の成す角度を０〜
１８０°の範囲で構成し、第１のバーナ面の縦列炎口群
と第２のバーナ面の縦列炎口群とは横方向の同じ配列位
置に配置して第１のバーナ面の火炎と第２のバーナ面の
火炎の少なくとも内側同士が互いに正面から向き合い寄
り添う方向に第１のバーナ面の炎口と第２のバーナ面の
炎口のガス噴出方向が設定されていることを特徴として
構成されており、また、前記第１のバーナ面と第２のバ
ーナ面はそれぞれ高濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口
群ゾーンと低濃度予混合ガスを燃焼する縦列炎口群ゾー
ンとを横方向に隣り合わせに配設し、低濃度予混合ガス
火炎の内側同士が互いに正面から向き合い寄り添う方向
に第１のバーナ面の炎口と第２のバーナ面の炎口のガス
噴出方向が設定されていること、前記第１のバーナ面と
第２のバーナ面はそれぞれ縦列炎口群の横列配置を持つ
バーナを複数列設集合することによって形成したもので
あること、前記第１のバーナ面と第２のバーナ面は、第
１のバーナ面となる炎口群と第２のバーナ面となる炎口
群を備えたバーナ単体を複数列設集合することによって
形成したものであること、複数列設集合するバーナとし
て、炎口形状と炎口面積の１つ以上が異なる２種類以上
のバーナが用いられていること、必要燃焼量に合わせ
て、前記第１のバーナ面と第２のバーナ面の組を複数組
隣接させて全体として１組のバーナユニットとしたこと
もバーナ装置の特徴的な構成である。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明において、第１のバーナ面に
形成される火炎と第２のバーナ面に形成される火炎は左
右両側に対状に形成され、その両火炎の少なくとも内側
の火炎同士は寄り添う形で接触燃焼することで、両火炎
の衝突による乱れが小さくなり、かつ、両火炎が寄り添
って接触するため、一方側の火炎は他方側の火炎を互い
に加熱する関係となり、しかも、内側の火炎同士が寄り
添うことで、その外側の火炎側に炎が偏向することとな
って両バーナ面火炎の保炎性が高まり、これら火炎衝突
による乱れの防止と保炎性の改善により燃焼音は極めて
小さなものとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。なお、以下の各実施例の説明において、同一の
名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。図１には本発明の第１の実施例が示されている。こ
の実施例のバーナ装置は、バーナＡとバーナＢをスペー
サ３を介して左右両側に配設したものからなり、バーナ
Ａの第１のバーナ面１とバーナ面Ｂの第２のバーナ面２
は角度αをもって左右両側に配設されている。第１のバ
ーナ面１と第２のバーナ面２には複数の炎口４が縦方向
に縦列して成る縦列炎口群が複数横方向に配列形成され
ている。

【００１１】この実施例では、第１のバーナ面１の各縦
列の炎口群と第２のバーナ面の各縦列の炎口群とは同じ
列位置、つまり、横方向の同じ配列位置に配設されてい
る。各バーナ面１，２の各炎口群から噴出する予混合ガ
スは各縦列の炎口群とも等しいガス濃度の予混合ガスを
噴出するようにしてもよく、あるいは、一方側の縦列の
炎口群からは高濃度予混合ガスを噴出させ、隣の縦列の
炎口群からは低濃度予混合ガスを噴出するというよう
に、高濃度予混合ガスの炎口ゾーン（縦列炎口ゾーン）
と低濃度予混合ガスの炎口ゾーン（縦列炎口ゾーン）を
隣り合わせに配設するようにしてもよい。

【００１２】この実施例では各バーナ面１，２の炎口４
からはバーナ面に対して直角方向に予混合ガスが噴出
し、バーナ面１と２が角度αをもたせ、かつバーナ面
１，２をスペーサ３を設けてバーナ面１，２の間隔をと
ることにより、第１のバーナ面１の火炎と第２のバーナ
面２の火炎の少なくとも内側同士の火炎は寄り添うよう
な形で穏やかに接触燃焼する構成となる。この場合、図
３に示すように、バーナ面１の縦列炎口群とバーナ２の
縦列炎口群は横方向に同じピッチ位置（横方向の同じ列
位置）となるように配置されているので、第１のバーナ
面１の火炎と第２のバーナ面２の火炎の内側同士の火炎
は互いに正面から向き合い（配列ピッチ方向に横にずれ
ずに正面から向き合い）火炎の上方側が全体的に寄り添
って接触燃焼する。本明細書中で、高濃度予混合ガスと
低濃度予混合ガスとは燃料ガス量の比率がほぼ３：７中
心にして２：８〜１：１０であり、かつ、理論空気量に
対する空気の倍率比はほぼ０．７：１．７を中心に０：
１．４〜０．８：２．６の関係を有しているものを対象
としている。

【００１３】このように、火炎同士が交わるような衝突
はさせずに第１のバーナ面１の火炎と第２のバーナ面２
の火炎の少なくとも内側同士の火炎が寄り添う形で接触
燃焼することにより、第１のバーナ面１の火炎と第２の
バーナ面２の火炎のバタツキによる燃焼騒音の増大を防
止でき、かつ、バーナ面１，２の両火炎が寄り添うこと
で互いの火炎を加熱し合い、また、火炎の上方側が全体
的に寄り添うことで、その寄り添って上側に延びる火炎
は寄り添う相手側の火炎によって全体的に外側（炎口縦
列の縦方向上側）に押されてその外側に偏向して外側の
火炎に近づく結果、火炎のバタツキを相互に抑制し、か
つ、火炎の保炎性がさらに高められ、これら、火炎の衝
突の回避と保炎性改善の効果とが相俟って、燃焼音を極
めて小さくすることができる。

【００１４】図２には本発明の第２の実施例が示されて
いる。この実施例は、第１の実施例で用いたスペーサ３
を省略し、バーナＡとバーナＢを間隔ｄを介し左右両側
に配置したものである。この実施例では、第１のバーナ
面１と第２のバーナ面２を角度θをもって傾けて配設し
ている。そして、バーナ面１，２の隣り合う一方側の縦
列の炎口群からは高濃度予混合ガスを噴出させ、隣の縦
列の炎口群からは低濃度予混合ガスを噴出させ、高濃度
予混合ガスの火炎（以下、濃火炎という）５と低濃度予
混合ガス火炎（以下、これを淡火炎という）６とを隣り
合わせに形成するようにしている。

【００１５】この第２の実施例では、バーナ面１，２を
角度θ（２θ＋α＝１８０°）をもって傾斜し、バーナ
面１，２を間隔ｄをもって配置したことにより、第１実
施例の場合と同様に、第１のバーナ面１から直角方向に
噴出する低濃度予混合ガスの淡火炎６は第２のバーナ面
２の淡火炎とその内側同士で互いに穏やかに寄り添う形
で燃焼し、前記第１の実施例と同様の効果により、低音
燃焼が達成される。

【００１６】図３には本発明の第３の実施例が示されて
いる。この実施例は、スペーサ３を介して左右の一方側
に単体バーナを複数配列集合してバーナＡとなし、スペ
ーサ３の左右の他方側に、同様に単体バーナを複数配列
集合してバーナＢとしたものであり、それ以外の構成は
前記第１の実施例と同様である。この実施例では第１の
バーナ面１の炎口群は複数の単体バーナ７の炎口の集合
により形成され、第２のバーナ面２の炎口群も同様に複
数の単体バーナ７の炎口の集合により構成される。この
第２の実施例も前記各実施例と同様の効果を奏し、低音
燃焼が達成される。

【００１７】図４には本発明の第４の実施例が示されて
いる。この実施例はスペーサ３を省略し、左右の両側に
それぞれ単体バーナ８を複数配列集合してバーナＡ，Ｂ
を形成している。前記各実施例では炎口４をスリット形
状にしたが、この実施例では整流板10を単体バーナ８内
に配設し、リボン状の炎口形状にしている。また、各単
体バーナ８のガス導入口11にはガスノズル12を対向配置
し、ガスノズル12から噴出される燃料ガスと、図示され
ていない燃焼ファンから供給される空気がガス導入口11
に導入され、このガス導入口11から炎口４に至る間にガ
スと空気とが均一に混合して予混合ガスが作製され、こ
の予混合ガスが炎口４からバーナ面１，２に対し直角方
向に噴出するように構成されている。バーナ面１，２は
角度をもって傾斜され、かつ、バーナＡ，Ｂが間隔ｄを
もって配置されることで、前記実施例と同様に、バーナ
面１，２に形成される内側同士の火炎が穏やかに寄り添
って燃焼し、これにより燃焼音を極めて小さなものとす
ることができる。

【００１８】図５には本発明の第５の実施例が示されて
いる。この実施例はスリット形状の炎口４をもった高濃
度予混合ガスを燃焼する単体バーナ（以下、濃単体バー
ナという）13と、整流板10を設けて炎口４をリボン形状
にした低濃度予混合ガスを燃焼する単体バーナ（以下、
これを淡単体バーナという）14とを交互に並べて列設集
合してバーナＡ，Ｂを形成したものである。

【００１９】この実施例のバーナ装置もバーナ面１，２
は傾斜をもって形成され、かつ、バーナＡ，Ｂは間隔ｄ
をもって配置されることで、バーナ面１，２の少なくと
も内側同士の淡火炎６同士は穏やかに寄り添う形で接触
燃焼し、前記各実施例と同様の効果により低音燃焼が可
能となる。

【００２０】図６には本発明の第６の実施例が示されて
いる。この実施例は、第１のバーナ面１となる炎口群と
第２のバーナ面となる炎口群をともに備えた単体バーナ
15を複数列設集合してバーナ装置としたものであり、各
単体バーナ15のガス導入口11にはガスノズル（図示せ
ず）が対向配置され、このガスノズルから噴出される燃
料ガスと図示されていない燃焼ファンから供給される空
気とがガス導入口11に取り込まれ、その空気と燃料ガス
とが攪拌混合してバーナ面１，２の各炎口４から予混合
ガスが噴出する。この場合、各単体バーナ15のガスと空
気との混合比を同じにして、バーナ面１，２の各炎口群
から同一ガス濃度の予混合ガスを噴出するようにしても
よく、あるいは、各単体バーナ15に導入する予混合ガス
の燃料ガスと空気との混合比率を異にし、隣り合わせの
単体バーナ15から高濃度予混合ガスと低濃度予混合ガス
とを隣り合わせに噴出するように構成することもでき
る。

【００２１】単体バーナ15の炎口形成面は側面側から見
てＶ字形状に傾斜されており、各バーナ面１，２の炎口
４から予混合ガスがバーナ面１，２に直角に噴出し、少
なくともバーナ面１，２の内側同士の火炎が穏やかに寄
り添う形で接触燃焼することで、低音燃焼が達成され
る。

【００２２】図７には本発明の第７の実施例が示されて
いる。この実施例は炎口形状の異なる単体バーナを複数
列設集合してバーナ面１，２を形成したものであり、そ
れ以外の構成は前記第６の実施例と同様である。この実
施例では、スリット状の炎口４の単体バーナ16からは高
濃度予混合ガスを噴出させ、整流板10設けたリボン形状
をした炎口４の単体バーナ17からは低濃度予混合ガスを
噴出するようにし、高濃度予混合ガスを噴出する炎口ゾ
ーンと低濃度予混合ガスを噴出する炎口ゾーンと隣り合
わせに配置してバーナ面１，２の炎口群を構成してい
る。

【００２３】この実施例も、バーナ装置の燃焼に際し、
バーナ面１と２の内側同士の淡火炎同士が穏やかに寄り
添う形で接触燃焼し、同様に低音燃焼が達成される。

【００２４】図８にはバーナ装置を予混合ガス発生装置
18および燃焼ファン20とともに装置ケース21に組み込ん
だ第８の実施例が示されており、また、図９にはこの装
置ケース21に組み込まれるバーナ装置の分解組み立て状
態が予混合ガス発生装置18とともに示されている。これ
らの図において、予混合ガス発生装置18はガス供給室22
の上側に予混合部23を形成し、その上側に予混合ガス分
配部24を形成したもので、ガス供給室22には燃料ガスの
ガス供給管25が接続されている。予混合部23は長方形の
ブロック形状を呈していて、互い違いに長手方向に延び
る一対の混合通路26ａ，26ｂが隔絶されて形成されてお
り、混合通路26ａは、図の左端が空気取り入れ口27とな
っており、混合通路26ａの出口側は行き止まりとなって
いる。混合通路26ｂは図の右端側が同様に空気取り入れ
口27となっており、混合通路26ｂの出口側は同様に行き
止まりとなっている。予混合部23の中央部には混合通路
26ａ，26ｂの間に中央混合通路28が上下方向に貫通して
形成されている。この中央混合通路28の下端側には旋回
混合器30がガス供給室22の上側に載置固定状態で設けら
れている。

【００２５】この旋回混合器30は円周の接線方向に傾斜
する斜面壁31を複数円周等間隔に配置したもので、旋回
混合器30の空気導入口32から入る空気は斜面壁31にガイ
ドされて旋回流を作り出す構成となっている。この旋回
混合器30の底面、つまり、ガス供給室22の上面側には旋
回混合器30の内部に燃料ガスを立ち上げるガス噴出孔33
が複数形成されている。このガス導入孔33から上方に立
ち昇って旋回混合器30内に噴出する燃料ガスは空気導入
口32から導入されて旋回する空気旋回流と直角方向に衝
突し、衝突した空気と燃料ガスは旋回しながら中央混合
通路28を通って均一に攪拌混合して高濃度予混合ガスを
作り出す。

【００２６】前記予混合ガス分配部24の中央部には中央
予混合ガス室34が、その両側にはサイド予混合ガス室35
ａ，35ｂがそれぞれ区画形成されている。中央予混合ガ
ス室34の底壁は前記中央混合通路28の出口側に通じてお
り、旋回混合器30の旋回混合により作り出された高濃度
予混合ガスが導入されるようになっている。

【００２７】前記混合通路26ａの行き止まり側は開口36
ａを介してサイド予混合ガス室35ａに通じており、ま
た、混合通路26ｂの行き止まり側は開口36ｂを介してサ
イド予混合ガス室35ｂに通じている。混合通路26ａ，26
ｂの入口側のそれぞれ底壁にはガス供給室22内の燃料ガ
スを立ち上げて各混合通路26ａ，26ｂにほぼ直角に噴出
するガス噴出孔37がそれぞれ形成されている。このガス
噴出孔37からそれぞれ立ち昇って混合通路26ａ，26ｂに
噴出する燃料ガスは、空気取り入れ口27から混合通路26
ａ，26ｂに入り込む空気とほぼ直角に衝突し、長い混合
通路26ａ，26ｂを通る間に空気と燃料ガスとが均一に攪
拌混合し、この攪拌混合により作り出された低濃度予混
合ガスはサイド予混合ガス室35ａ，35ｂに導入されるよ
うになっている。

【００２８】これら中央予混合ガス室34とサイド予混合
ガス室35ａ，35ｂの上面側にはバーナ取り付け枠板38が
載置固定されている。バーナ取り付け枠板38の底面側に
は前記中央予混合ガス室34に対向する領域に複数のバー
ナ接続中央穴部40が複数幅方向に整列形成されている。
これらバーナ接続中央穴部40の整列群の左右両側には、
各サイド予混合ガス室35ａ，35ｂに対向する領域に複数
のバーナ接続サイド穴部41が幅方向に整列配置されてい
る。このバーナ接続サイド穴部41の配列ピッチは前記バ
ーナ接続中央穴部40の配列ピッチに対し、１／２ピッチ
位置をずらしてある。

【００２９】このバーナ取り付け枠板38はプレス加工等
により形成されており、各バーナ接続中央穴部40および
バーナ接続サイド穴部41の穴端縁部には上方に立ち上が
る嵌合短筒部42が形成されている。前記各バーナ接続中
央穴部40の嵌合短筒部42には濃単体バーナ43の下端ガス
導入部29が嵌合接続されており、各左右一対のバーナ接
続サイド穴部41の嵌合短筒部42には淡単体バーナ44の左
右両側の下端ガス導入部39が嵌合接続され、かつ、バー
ナ取り付け枠板38の両サイド上端側のバーナ支持部45に
支持されて複数の濃単体バーナ43と淡単体バーナ44が交
互に列設集合されて、図10に示すように、第１のバーナ
面１と第２のバーナ面２が左右両側に形成されている。
この実施例ではバーナ面１，２の炎口群は濃単体バーナ
43の炎口ゾーンと淡単体バーナ44の炎口ゾーンが隣り合
わせに配設されたものとなる。

【００３０】淡単体バーナ44は図９に示すように、バー
ナ外枠46の内部に整流板10を設けてリボン状の炎口４ａ
としたもので、この実施例では整流板10の高さ方向の長
さを約40mmと長くし、低濃度予混合ガスを完全な層流に
して炎口４ａから炎口形成面に対して直角方向に噴出す
る構成としており、左右両側の炎口形成面の角度αは、
炎口４ａから噴出する低濃度予混合ガスの淡火炎の内側
同士が穏やかに寄り添う形となるように火炎４ａの噴出
方向が設定されている。

【００３１】一方、濃単体バーナ43はバーナ接続中央穴
部40の嵌合短筒部42に接続される中央筒状部47の上側か
ら左右両側に傾斜をもって伸張するガス通路が形成され
ており、このガス通路の上端面が炎口形成面となってお
り、この炎口形成面にスリット状の炎口４ｂが複数形成
されて、全体的にＹ字形状のバーナ形状となっている。
この濃単体バーナ43の左右の炎口形成面の角度はほぼ淡
単体バーナ44の炎口面形成角度と等しい角度αに形成さ
れている。

【００３２】この実施例のバーナ装置も前記各実施例と
同様にバーナ面１，２の少なくとも内側の淡火炎が穏や
かに寄り添う形で燃焼する結果、燃焼音を小さくするこ
とができる。

【００３３】また、この実施例の濃単体バーナ43は中央
筒状部47からＹ字形状にガス通路が左右に延びる形状を
呈しているため、高濃度予混合ガスが比較的流路の狭い
中央筒状部47を通って立ち上がるため、この中央筒状部
47の部分で整流作用が生じ、しかも、中央筒状部47の上
端側から左右に予混合ガスが分かれて流れるため、空気
より軽い高濃度予混合ガスをそのＹ字形状のガス通路の
個々の位置で自分自身で上側に向きを変えて炎口４ｂ側
に向けて上昇するので、高濃度予混合ガスの下端導入部
29から炎口４ｂに至る区間の圧力損失を小さくすること
ができるという効果が得られる。

【００３４】この濃単体バーナ43は、図11に示すように
整流板10を用いてリボン状の炎口４ｂとしたものでもよ
く、このように、整流板10を設けることにより、高濃度
予混合ガスの整流作用がより効果的に行われ、炎口４ｂ
に至る通路区間における圧力損失をより小さくすること
ができる。

【００３５】図12および図13には本発明の第９の実施例
が示されている。この実施例は、高濃度予混合ガスと低
濃度予混合ガスをともに旋回混合器60を用いて作り出す
ように構成したものであり、それ以外の構成は前記第８
の実施例とほぼ同様である。本実施例の旋回混合器60は
上下２段の旋回混合部を有して構成されており、下段の
旋回混合部では斜面壁31にガイドされて入り込む空気と
ガス供給室22に形成した内側のガス噴出孔61から上方に
立ち昇るガスとを直角方向に衝突させて、ガスと空気と
の高濃度予混合ガスを旋回攪拌によって形成し、この高
濃度予混合ガスを濃ガス分配室48内に中央筒通路50を通
して導入している。この濃ガス分配室48の上半部側は断
面が略台形状となっており、この台形状の左右両斜面51
ａ，51ｂにはガス分配開口52が長手方向に配列形成され
ている。

【００３６】この濃ガス分配室48の上半部の台形外壁面
には、台形状の凹部を中央下面にもつ濃単体バーナ43と
淡単体バーナ44が交互に嵌め込まれて長手方向に列設集
合され、バーナ面１，２が形成されている。

【００３７】前記旋回混合器60の上段の旋回部に設けら
れる斜面壁59に沿って外側から空気が導入されるように
なっており、この導入空気とガス供給室22の外側に設け
たガス噴出孔62から下段の旋回部に設けた貫通孔63を通
して上側に立ち昇る燃料ガスとが直角に衝突し、空気と
燃料ガスとの旋回混合により低濃度予混合ガスが作製さ
れ、その作製された低濃度予混合ガスは淡ガス分配室53
に導入されるようになっている。この淡ガス分配室53の
上面は単体バーナ43，44の各バーナ下面によって覆われ
る。

【００３８】前記バーナ集合群の濃単体バーナ43の台形
状凹部の斜面にはガス導入口54が形成され、濃ガス分配
室48の各ガス分配開口52から出る高濃度予混合ガスはガ
ス導入口54を通って各濃単体バーナ43内に取り込まれ
て、炎口４ｂから噴出するようになっており、同様に、
淡ガス分配室53内の低濃度予混合ガスは各単体バーナ44
の左右両底面に設けたガス導入口55から淡単体バーナ44
内に導入されて炎口４ａから噴出する構成となってい
る。

【００３９】この実施例においても、左右両側のバーナ
面１と２は角度αをもって形成され、バーナ１，２の各
炎口４ａ，４ｂからはバーナ面に対して直角方向にそれ
ぞれ予混合ガスが噴出し、少なくともバーナ面１，２の
内側同士の淡火炎６は穏やかに寄り添う形で接触燃焼す
るようになっており、これにより、前記各実施例と同様
に低音燃焼が達成されている。

【００４０】図14は本発明の第10の実施例を示したもの
である。この実施例は、濃単体バーナ43と淡単体バーナ
44の炎口４ａ，４ｂを炎口形成面に対して中心斜め向き
に予混合ガスが噴出するように炎口４ａ，４の噴出方向
を設定したものである。このように炎口４ａ，４ｂの噴
出方向を炎口形成面にして斜め向きに設定することによ
り、第１のバーナ面１と第２のバーナ面２のなす角度を
水平な180 °の角度にしても両バーナ面１，２の内側同
士の火炎を穏やかに寄り添う形で接触燃焼させることが
できることとなる。このように、両バーナ面１，２の少
なくとも内側同士の火炎が穏やかに接触燃焼するように
炎口４ａ，４ｂの噴出方向がバーナ面１，２の傾斜角度
θに応じて適宜に設定されることとなる。

【００４１】また、前記各実施例の場合においても、炎
口４ａ，４ｂを各バーナの炎口形成面に対し斜め向きに
噴出方向を設定することにより、両バーナ面１，２のな
す角度が０°〜180 °の任意の角度でバーナ面１，２の
内側同士の火炎を穏やかに接触燃焼させることが可能と
なる。

【００４２】図15には本発明の第11の実施例が示されて
いる。この実施例は、前記各実施例におけるバーナ面
１，２が左右両側に形成されてなるひとまとまりのバー
ナ単体（又はバーナ列設集合体）を１組とし、これを複
数組列設集合してバーナユニットとしたものである。こ
の実施例においても、前記各実施例と同様に、バーナ面
１，２の火炎の穏やかな寄り添い接触燃焼により低音燃
焼が達成される。

【００４３】次に、本実施例のバーナ装置を用いた燃焼
評価実験について説明する。この実験は、図17の（ａ）
に示すような実験装置を用いて行った。使用したバーナ
装置は図16に示すようなバーナ面を１組とし、これを６
組列設集合してなるバーナ集合体を左右両側の実験台5
6，57に装着し、バーナ面１とバーナ面２を形成した。
実験台56，57はバーナの傾斜角度θとバーナ間隔ｄを自
在に可変できる機構を備えたものを使用した。なお、１
組の各バーナ面１，２の低濃度予混合ガスを噴出するス
リット形状炎口４ａの全面積は４群×６列で1129mm² で
あり、同じく高濃度予混合ガスを噴出するリボン形状炎
口４ｂの全面積は５群×７列で252 mm² である。

【００４４】この実験の高濃度予混合ガスと低濃度予混
合ガスの２種類のガスは次の条件に固定して行った。

【００４５】燃料配分比は高濃度予混合ガス中の燃料と
低濃度予混合ガス中の燃料との割合を４：６とし、高濃
度予混合ガス中の空気は理論空気量の0.7 倍、低濃度予
混合ガス中の空気量は理論空気量の1.86倍とし、全予混
合気中の空気は理論空気量の1.40倍とした。また、実験
に用いたバーナの最大燃焼量は、バーナ面１，２の両方
をあわせて15000 Ｋcal ／ｈとした。

【００４６】「実験１」左右両側のバーナ間隔ｄをｄ＝
18mm一定とし、バーナの傾斜角度θを0 °，15°，30
°，60°にそれぞれ変化させて燃焼騒音の測定を行っ
た。その実験結果を図19に示す。この図19のグラフは横
軸にバーナ傾斜角度をとり、縦軸にＡ特性の聴感補正回
路で測定した音圧レベルをとっている。また、図17およ
び図18にバーナ傾斜角度に対するバーナ面１，２火炎の
形成状態を示している。

【００４７】この実験の結果、バーナ傾斜角度θが大き
くなるほどバーナ面１とバーナ面２の火炎の衝突度合い
は強くなり、これに伴い保炎の度合いが向上し、バーナ
傾斜角度θが小さくなるほど火炎の衝突度合いは和ら
ぎ、保炎の度合いが低下する現象が見られた。そして、
燃焼音は火炎の衝突度合いが強くなるほど大きくなり、
保炎の度合いが大きくなるほど小さくなることが分かっ
た。つまり、バーナ傾斜角度θが大きくなるほど火炎の
衝突による燃焼音が大きくなる方向に作用する一方で、
保炎の度合いは高まり、これに伴い、燃焼音は小さくな
る方向に作用する。これとは逆に、バーナ傾斜角度θが
小さくなれば、火炎の衝突度合いは和らぐので燃焼音を
小さくする方向に作用する一方で、保炎の度合いはバー
ナ傾斜角度θが小さくなるほど低下するので燃焼音を大
きくする方向に作用する。

【００４８】このように、バーナ傾斜角度θが可変する
ことにより、火炎衝突による燃焼騒音の高低方向と保炎
による燃焼音の高低方向とが相反する方向に作用し、ち
ょうどバーナ１の火炎とバーナ面２の火炎の内側同士が
穏やかに寄り添って燃焼するときに燃焼騒音が最も小さ
くなることが分かった。

【００４９】この実験結果によれば、バーナ面１，２か
ら延びる火脚の長い淡火炎６がお互いに接触する15000
Ｋcal ／ｈ（最大燃焼量）よりも小さい燃焼量ではバー
ナ傾斜角度θによる燃焼騒音の大きな差が出なかった
が、15000 Ｋcal ／ｈの燃焼量では、図19のグラフに示
すように、バーナ傾斜角度θが約30°で、最低燃焼音と
なり、そのときの音圧レベルは約38ｄＢ（Ａ）であっ
た。

【００５０】なお、図20は図19のグラフデータを横軸に
燃焼量をとって書き変えたものである。

【００５１】「実験２」バーナ面１，２のバーナ傾斜角
度θをそれぞれ15°，30°，45°，60°に一定にした状
態で、バーナ間隔ｄを変化させて燃焼騒音の変化を調べ
た。その実験結果を図21に示す。この実験２により、バ
ーナ間隔ｄが小さくなるほどバーナ面１，２の火炎の衝
突度合いと保炎の度合いはともにに大きくなり、バーナ
間隔ｄが大きくなるほど火炎の衝突度合いと保炎の度合
いはともに小さくなることが分かった。また、同じバー
ナ間隔、例えばｄ＝０mmでも、バーナ傾斜角度が例えば
15°と60°と異なると、火炎衝突の度合いは後者の方が
遥かに強くなることが分かった。

【００５２】この実験結果によれば、最低燃焼騒音値
は、バーナ傾斜角度が30°で、バーナ間隔ｄが20mmのと
きの37ｄＢ（Ａ）であり、第２番目の最低燃焼騒音値は
θ＝15°およびｄ＝０mmのときで、そのときの音圧レベ
ルは約38ｄＢ（Ａ）であった。

【００５３】以上の実験１，２を総合的に検討した結
果、バーナ面１，２の内側同士の淡火炎６の接触・衝突
強度はバーナ間隔ｄとバーナ傾斜角度θを調節すること
により可変することができ、このバーナ間隔ｄとバーナ
傾斜角度θの調節により、バーナ面１，２の内側同士の
淡火炎６の穏やかな寄り添い接触燃焼状態を作り出すこ
とができ、この穏やかな寄り添い接触燃焼のときに、保
炎性の高まりによる燃焼騒音の低下と、火炎衝突を和ら
げるとによる騒音低下とがともに満足されて、燃焼騒音
を最も小さくできることが分かった。

【００５４】本発明者は前記実験の他に様々な燃焼性能
の実験を行っており、それらの実験結果から、バーナ面
１，２を向かい合わせるとき、予混合ガスの噴出流速
や、予混合気濃度が似ている火炎同士を向かい合わせる
ようにした方が穏やかな寄り添い接触燃焼を行わせる上
で望ましいことを実証している。本実施例ではバーナ面
１，２上に高濃度混合ガス火炎の炎口４ｂと低濃度予混
合ガス火炎の炎口４ａを隣り合わせに配置するとき、炎
口４ａ同士を互いに向かい合わせ、炎口４ｂ同士を互い
に向かい合わせるように配置しているので、前記実証結
果を配慮したバーナ構成としている。

【００５５】なお、本発明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、高
濃度予混合ガスと低濃度予混合ガスを作り出す手段は必
ずしも本実施例のものに限定されるものではなく、他の
手段を採り得るものであり、バーナ装置はその予混合気
作製手段に合わせたバーナ形態にすることとなる。

【００５６】また、バーナ面１，２の炎口群の炎口は、
その形状、大きさ、炎口面積は仕様に応じた様々な形態
に構成できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は第１のバーナ面と第２のバーナ
面の火炎のうち、少なくとも内側の火炎同士を互いに正
面から向き合わせて寄り添わせた形で接触燃焼させるよ
うに構成したものであるから、火炎の衝突による燃焼騒
音増大の影響を除去し、かつ、寄り添い合う火炎は寄り
添う相手側の火炎から全体的に外側（炎口縦列方向の外
側）に押されてその外側に偏向して外側の火炎が全体的
に加熱されることで、保炎性が十分に高められることに
より、燃焼騒音を格段に低くすることができるという今
までにない画期的な低音燃焼が可能となる。いう今まで
にない画期的な低音燃焼が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す説明図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す説明図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す説明図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す説明図である。

【図５】本発明の第５の実施例を示す説明図である。

【図６】本発明の第６の実施例を示す説明図である。

【図７】本発明の第７の実施例を示す説明図である。

【図８】本発明の第８の実施例を示すバーナ装置を予混
合気作製手段および燃焼ファンとともに示す構成説明図
である。

【図９】同実施例のバーナ装置を予混合気作製手段とと
もに示す分解斜視説明図である。

【図10】同実施例のバーナ装置のバーナ面の説明図であ
る。

【図11】炎口形状をリボン形状にした濃単体バーナの説
明図である。

【図12】本発明の第９の実施例の説明図である。

【図13】同実施例のバーナ装置を他構成の予混合気作製
手段とともに示す分解斜視説明図である。

【図14】本発明の第10の実施例を示す説明図である。

【図15】本発明の第11の実施例を示す説明図である。

【図16】燃焼騒音評価実験に用いたバーナ装置のバーナ
面の説明図である。

【図17】燃焼騒音評価実験の実験状態の説明図である。

【図18】図17に続く燃焼騒音評価実験の状態説明図であ
る。

【図19】バーナ間隔を18mm一定としてバーナ傾斜角度を
可変させたときの音圧レベルの測定結果のグラフであ
る。

【図20】図19のグラフを横軸に燃焼量をとって書き変え
たグラフである。

【図21】バーナ傾斜角度をパラメータとし、バーナ間隔
を可変したときの音圧レベルの測定結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

Ａ バーナ Ｂ バーナ １ 第１のバーナ面 ２ 第２のバーナ面 ４，４ａ，４ｂ 炎口 ５ 濃火炎 ６ 淡火炎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷲北 晋 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)発明者 駒木 裕史 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)発明者 扇 啓一 東京都杉並区成田東１−13−18 (72)発明者 長谷 耕志 千葉県松戸市上本郷3118−３ (72)発明者 菅原 達哉 東京都板橋区大山金井町52−５ (72)発明者 伊藤 康一郎 東京都小金井市貫井南町４−９−32 (56)参考文献 特開 平２−225904（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118516（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−169131（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−38517（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−73713（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/02 - 14/08 F23C 11/00 329 - 330

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の炎口が縦方向に縦列された縦列炎
   口群が複数横方向に配列形成されている第１のバーナ面
   を左右の一方側とし、複数の炎口が縦方向に縦列された
   縦列炎口群が複数横方向に配列形成されている第２のバ
   ーナ面を左右の他方側にして第１のバーナ面と第２のバ
   ーナ面を対状に配設し、第１のバーナ面の縦列炎口群と
   第２のバーナ面の縦列炎口群とは横方向の同じ配列位置
   に配置して第１のバーナ面の火炎と第２のバーナ面の火
   炎の少なくとも内側同士を互いに正面から向き合い寄り
   添わせた形で接触燃焼させるバーナ燃焼方法。
2. 【請求項２】 複数の炎口が縦方向に縦列された縦列炎
   口群が複数横方向に配列形成されている第１のバーナ面
   を左右の一方側とし、複数の炎口が縦方向に縦列された
   縦列炎口群が複数横方向に配列形成されている第２のバ
   ーナ面を左右の他方側として第１のバーナ面と第２のバ
   ーナ面を対状に配設し、第１のバーナ面の縦列炎口群と
   第２のバーナ面の縦列炎口群とは横方向の同じ配列位置
   に配置し、かつ、高濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口
   群ゾーンと低濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口群ゾー
   ンを横方向に隣り合わせに配置し、第１のバーナ面の火
   炎と第２のバーナ面の火炎のうち、第１，第２両バーナ
   面の低濃度予混合ガス火炎の少なくとも内側火炎同士を
   互いに正面から向き合い寄り添わせた形で接触燃焼させ
   るバーナ燃焼方法。
3. 【請求項３】 複数の炎口が縦方向に縦列された縦列炎
   口群が複数横方向に配列形成されている第１のバーナ面
   を左右の一方側に、複数の炎口が縦方向に縦列された縦
   列炎口群が複数横方向に配列形成されている第２のバー
   ナ面を左右の他方側に配設し、第１のバーナ面と第２の
   バーナ面の成す角度を０〜１８０°の範囲で構成し、第
   １のバーナ面の縦列炎口群と第２のバーナ面の縦列炎口
   群とは横方向の同じ配列位置に配置して第１のバーナ面
   の火炎と第２のバーナ面の火炎の少なくとも内側同士が
   互いに正面から向き合い寄り添う方向に第１のバーナ面
   の炎口と第２のバーナ面の炎口のガス噴出方向が設定さ
   れているバーナ装置。
4. 【請求項４】 第１のバーナ面と第２のバーナ面はそれ
   ぞれ高濃度予混合ガスを噴出する縦列炎口群ゾーンと低
   濃度予混合ガスを燃焼する縦列炎口群ゾーンとを横方向
   に隣り合わせに配設し、低濃度予混合ガス火炎の内側同
   士が互いに正 面から向き合い寄り添う方向に第１のバー
   ナ面の炎口と第２のバーナ面の炎口のガス噴出方向が設
   定されている請求項３記載のバーナ装置。
5. 【請求項５】 第１のバーナ面と第２のバーナ面はそれ
   ぞれ縦列炎口群の横列配置を持つバーナを複数列設集合
   することによって形成したものである請求項３又は請求
   項４記載のバーナ装置。
6. 【請求項６】 第１のバーナ面と第２のバーナ面は、第
   １のバーナ面となる炎口群と第２のバーナ面となる炎口
   群を備えたバーナ単体を複数列設集合することによって
   形成したものである請求項３又は請求項４記載のバーナ
   装置。
7. 【請求項７】 複数列設集合するバーナとして、炎口形
   状と炎口面積の１つ以上が異なる２種類以上のバーナが
   用いられている請求項５又は請求項６記載のバーナ装
   置。
8. 【請求項８】 必要燃焼量に合わせて、請求項３乃至請
   求項６のいずれか１つに記載の第１のバーナ面と第２の
   バーナ面との組を複数組隣接させて全体として１組のバ
   ーナユニットとして構成されているバーナ装置。