JP3324845B2 - 濃淡燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃混合気を吐出する濃
用上部炎口と、その濃用上部炎口に連通する濃用混合室
と、その濃用混合室に燃料ガス及び燃焼用空気を導入す
る濃用導入口とを形成した偏平状の濃燃焼用バーナを所
定間隔で並設し、淡混合気を吐出する淡用上部炎口と、
その淡用上部炎口に連通する淡用混合室と、その淡用混
合室に燃焼用空気を導入する淡用導入口とを備える淡燃
焼用のバーナを、前記濃燃焼用バーナを構成部材とし
て、隣合う濃燃焼用バーナどうしの間に形成し、前記濃
用導入口に燃料ガスを供給する濃用ガス供給手段、及
び、前記濃用導入口と前記淡用導入口との夫々に燃焼用
空気を供給する空気供給手段を設けた濃淡燃焼装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記の濃淡燃焼装置は（図８及び図９参
照）、偏平状の濃燃焼用バーナ３を淡燃焼用バーナ６の
構成部材に利用して、隣合う濃燃焼用バーナ３の間に淡
燃焼用バーナ６を形成することで、隣合う濃燃焼用バー
ナ３の間に位置させる淡燃焼用バーナ６を濃燃焼用バー
ナ３とは別の専用部材で構成するに比べ、装置構造を簡
略にし得るようにしたものであるが、このバーナ構造の
簡略化に加え、淡燃焼用バーナ６に対する燃料ガス供給
構造の簡略化も合わせ図るものとして次の如き装置構成
を先に提案した（特願平４−２６６９０７号参照）。

【０００３】つまり、図８及び図９に示すように、濃用
混合室８における混合気の一部を淡用混合室１１に対し
噴出する複数の噴出口１８を、淡用上部炎口１０の長手
方向に分散配置して濃燃焼用バーナ３の側壁部に形成
し、これら分散配置の噴出口１８からの混合気噴出によ
り淡混合気生成用の燃料ガスを、淡用上部炎口１０の長
手方向について極力均一な状態で淡燃焼用バーナ６に供
給するようにしたものである。

【０００４】そして、別法として、淡混合気生成用の燃
料ガスを淡用上部炎口１０の長手方向に分散させた状態
で淡用混合室１１に供給する淡燃焼用のガス分散供給構
造を、濃燃焼用バーナ３とは別の専用部材で構成して各
々の淡燃焼用バーナ６に対し付帯装備するのに比べ、上
記の噴出口構成を採用することにより、この専用別部材
による淡燃焼用としてのガス分散供給構造の構築・装備
を不要にし、これにより、構造の一層の簡略化を図って
いる。

【０００５】なお、図８及び図９において、７は濃用上
部炎口、９は濃用混合室８に燃料ガス及び燃焼用空気を
導入する濃用導入口、１２は淡用混合室１１に燃焼用空
気を導入する淡用導入口、１４は濃用導入口９に燃料ガ
スを供給する濃用ガス供給手段としてのガスノズル、４
及び５は濃用導入口９と淡用導入口１２との夫々に燃焼
用空気を供給する空気供給手段としてのファンと空気室
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、濃用混
合室８における混合気の一部を複数の噴出口１８から淡
用混合室１１に対し噴出させる上記の提案構成では、装
置構造を簡略化し得るとともに、混合状態が均一な淡混
合気を淡用上部炎口１０から吐出させ得るものの、噴出
口１８から濃混合気の状態で淡用混合室１１に噴出供給
する淡混合気生成用の燃料ガスと、濃用混合室８から濃
混合気の状態で本来の濃用上部炎口７に送る濃燃焼側の
燃料ガスとの分配比について、その分配比が濃用ガス供
給手段１４からの所定量の燃料ガス供給に対し一定比に
なるように、噴出口１８の開口面積や各炎口７，１０の
開口面積等を設計したとしても、濃用ガス供給手段１４
からの燃料ガス供給量を変更（すなわち、濃淡燃焼装置
全体としてのインプットを変更）すると、それに伴い上
記の分配比が成り行き的に変化してしまうといったこと
が生じる。

【０００７】そして、この分配比の成り行き的変化によ
り、濃燃焼側の燃料ガスに比して淡混合気生成用の燃料
ガスが過少傾向となったり、逆に淡混合気生成用の燃料
ガスに比して濃燃焼側の燃料ガスが過少傾向となったり
することから、上記のインプット変更に対し、濃燃焼用
バーナ３、及び、淡燃焼用バーナ６の夫々での燃焼を良
好な状態に安定的に保つことが難しく、このため、いわ
ゆるターンダウン比（換言すれば、インプット調整可能
範囲）が限られた装置となる問題があった。

【０００８】本発明の目的は、合理的な改良により、装
置構成の簡略化、及び、淡混合気の混合性向上を図りな
がら、上記問題の効果的な解消を図る点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔第１特徴構成〕 本発明による濃淡燃焼装置の第１特徴構成は、濃混合気
を吐出する濃用上部炎口と、その濃用上部炎口に連通す
る濃用混合室と、その濃用混合室に燃料ガス及び燃焼用
空気を導入する濃用導入口とを形成した偏平状の濃燃焼
用バーナを所定間隔で並設し、淡混合気を吐出する淡用
上部炎口と、その淡用上部炎口に連通する淡用混合室
と、その淡用混合室に燃焼用空気を導入する淡用導入口
とを備える淡燃焼用のバーナを、前記濃燃焼用バーナを
構成部材として、隣合う濃燃焼用バーナどうしの間に形
成し、前記濃用導入口に燃料ガスを供給する濃用ガス供
給手段、及び、前記濃用導入口と前記淡用導入口との夫
々に燃焼用空気を供給する空気供給手段を設ける構成に
おいて、淡混合気生成用の燃料ガスを導通する淡用ガス
導通路を、前記濃用混合室とは区画して前記濃燃焼用バ
ーナに形成するとともに、その淡用ガス導通路により導
かれる燃料ガスを前記淡用混合室に噴出する複数の噴出
口を、前記淡用上部炎口側に向く方向に燃料ガスを噴出
する状態で、前記淡用上部炎口の長手方向に分散配置し
て前記濃燃焼用バーナの側壁部に形成し、前記濃用ガス
供給手段とは別に、前記淡用ガス導通路に燃料ガスを供
給する淡用ガス供給手段を設けたことにある。

【００１０】〔第２特徴構成〕本発明による濃淡燃焼装
置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成の実施において
好適な構成を特定するものであり、前記淡用ガス導通路
は、前記淡用ガス供給手段からの燃料ガス供給を受ける
とともに前記空気供給手段からの燃焼用空気供給を受け
る混合気導通路としてあることにある。

【００１１】

【作用】

〔第１特徴構成の作用〕すなわち、第１特徴構成におい
て、濃混合気の生成については、濃用ガス供給手段、及
び、空気供給手段により燃料ガスと燃焼用空気とを濃用
導入口に供給することで、濃燃焼用バーナの濃用混合室
において濃混合気を混合生成し、この濃混合気を濃燃焼
用バーナの濃用上部炎口から吐出させる。

【００１２】一方、淡混合気の生成については、濃用混
合室とは区画して濃燃焼用バーナに形成した淡用ガス導
通路に対し、濃用ガス供給手段とは別の淡用ガス供給手
段により燃料ガスを供給することで、この淡用ガス導通
路における導通燃料ガスを、淡用上部炎口の長手方向に
分散させた状態で、濃燃焼用バーナの側壁部に形成の複
数噴出口から淡用上部炎口側に向く方向で淡燃焼用バー
ナの淡混合室に噴出供給し、これに並行して、空気供給
手段により淡燃焼用バーナの淡用導入口に燃焼用空気を
供給することで、淡用混合室において淡混合気を混合生
成し、この淡混合気を淡燃焼用バーナの淡用上部炎口か
ら吐出させる。しかも、複数の噴出口が、淡用上部炎口
側に向く方向に燃料ガスを噴出するように構成されてい
るので、複数の噴出口から燃焼用空気の流れ方向の下流
側に向けて燃料ガスを噴出させて、淡混合気を淡燃焼用
バーナの淡用上部炎口から吐出させる。

【００１３】〔第２特徴構成の作用〕第２特徴構成にお
いては、淡用ガス供給手段、及び、空気供給手段により
燃料ガスと燃焼用空気とを上記の淡用ガス導通路に供給
することで、淡用ガス導通路を混合気導通路とする形態
で、この淡用ガス導通路での導通過程において燃料ガス
と燃焼用空気とを予め混合させ、これにより、淡混合気
生成用の燃料ガスを混合気の状態で上記の複数噴出口か
ら淡用混合室に対し噴出供給する。

【００１４】

【発明の効果】

〔第１特徴構成の効果〕つまり、本発明の第１特徴構成
によれば、互いに区画した濃用混合室と淡用ガス導通路
とに対し濃用及び淡用のガス供給手段により各別に燃料
ガスを供給して、淡用ガス導通路における導通燃料ガス
を淡混合気生成用の燃料ガスとして複数噴出口から淡用
混合室に噴出供給するから、濃淡燃焼装置全体としての
燃料ガス供給量の変更（インプット変更）等にかかわら
ず、濃燃焼用バーナ、及び、淡燃焼用バーナの夫々での
燃焼が良好に維持されるように、濃用ガス供給手段ない
し淡用ガス供給手段の調整により濃燃焼側と淡燃焼側と
の燃料ガス比を適宜調整するといったことが可能とな
り、これにより、先述の図８及び図９に示す先の提案構
成に比べ、ターンダウン比（すなわち、インプット調整
可能範囲）を大きく採れる濃淡燃焼装置とすることがで
きる。

【００１５】そして、淡混合気の混合性、及び、装置構
成については、先述の図８及び図９に示す先の提案構成
と同様、濃燃焼用バーナの側壁部に分散配置した複数の
噴出口から淡混合気生成用の燃料ガスを淡用混合室に噴
出供給する形態を採ることにより、淡用混合室における
混合効果を淡用上部炎口の長手方向についても高く確保
することができて、淡用上部炎口に対し均一な混合状態
の淡混合気を安定的に送出でき、また、このように淡混
合気生成用の燃料ガスを淡用上部炎口の長手方向に分散
させた状態で淡用混合室に供給する淡燃焼用のガス分散
供給構造を、濃燃焼用バーナとは別の専用部材で構成す
る形態に比べ、そのような専用別部材によるガス分散供
給構造の構築・装備を不要にできることで、全体装置構
成の簡略化を効果的に達成できる。しかも、淡用ガス導
通路における導通燃料ガスを淡混合気生成用の燃料ガス
として複数噴出口から燃焼用空気の流れ方向の下流側に
向けて噴出するから、噴出口から噴出すべき所望の量の
燃料ガスを的確に噴出することが可能となる。 つまり、
例えば、複数の噴出口が、燃焼用空気の流れ方向と直交
する方向や燃焼用空気の流れ方向の上流側に向う方向に
燃料ガスを噴出するものでは、燃焼用空気の流れによる
動圧が抵抗となって、噴出すべき所望の量の燃料ガスを
噴出口から的確に噴出できない虞があるが、上述の如
く、燃料ガスを燃焼用空気の流れ方向の下流側に向けて
噴出するから、燃焼用空気の流れによる動圧によって、
噴出口からの燃料ガスの噴出に抵抗を与えることがな
く、むしろ、噴出される燃料ガスを吸引するように作用
させて、噴出口から噴出すべき所望の量の燃料ガスを的
確に噴出することが可能となる。

【００１６】〔第２特徴構成の効果〕本発明の第２特徴
構成を採用すれば、淡用混合室に噴出供給する淡混合気
生成用の燃料ガスを、淡用ガス導通路において燃焼用空
気と予め混合させた上、混合気の状態で複数噴出口から
淡用混合室に噴出供給するから、淡用上部炎口から吐出
させる淡混合気の混合状態をより一層効果的に均一化で
き、これにより、濃淡燃焼装置の全体としての燃焼性向
上をさらに効果的に達成できる。

【００１７】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００１８】図１ないし図３は、給湯装置等に用いるバ
ーナユニットとしての濃淡燃焼装置を示し、バーナケー
ス１に内装する箱状枠体２の内部に偏平状の濃燃焼用バ
ーナ３を所定間隔で多数並設し、箱状枠体２の下方でバ
ーナケース１の底部には、空気供給手段として、燃焼用
空気供給ファン４の吐出口４ａを開口させた空気室５を
形成してある。

【００１９】また、偏平状の濃燃焼用バーナ３を上記の
如く所定間隔で並設することにより、隣合う濃燃焼用バ
ーナ３どうしの間は淡燃焼用のバーナ６として機能させ
る構成としてあり、このように、濃燃焼用バーナ３をバ
ーナ構成部材に利用して、隣合う濃燃焼用バーナ３の間
に位置させる淡燃焼用バーナ６を形成することで、全体
装置構成の簡略化を図ってある。

【００２０】濃燃焼用バーナ３には、一次空気率の小さ
い濃混合気を吐出させる濃用上部炎口７、その濃用上部
炎口７に連通する濃用混合室８、及び、その濃用混合室
８に濃混合気生成用の燃焼用空気と燃料ガスを導入する
濃用側部導入口９を形成してあり、これに対し、濃燃焼
用バーナ３どうしの間に形成する淡燃焼用バーナ６は、
一次空気率の大きい淡混合気を吐出させる淡用上部炎口
１０、その淡用上部炎口１０に連通する淡用混合室１
１、及び、その淡用混合室１１に燃焼用空気を導入する
淡用下部導入口１２を備える構成とし、淡用下部導入口
１２へは、箱状枠体１の底壁を形成する整風用の多孔板
１３を介して前記の空気室５から燃焼用空気を上方へ向
けて通風供給するようにしてある。

【００２１】１４は、濃用ガス供給路１５から供給され
る燃料ガスを濃燃焼用バーナ３夫々の濃用側部導入口９
に対し個別に吹き込み供給する濃用ガス供給手段として
の濃用ガスノズルであり、この濃用ガスノズル１４から
の燃料ガス吹き込みに伴い、空気室５から導かれる燃焼
用空気をエゼクタ作用により所定の割合で濃用側部導入
口９に吸入させ、これにより、濃用混合室８の通過過程
で濃混合気を混合生成して、この濃混合気を濃用上部炎
口７から吐出させる構成としてある。

【００２２】一方、淡燃焼バーナ６の淡用上部炎口１０
から吐出させる淡混合気については、淡混合気生成用の
燃料ガスを導く淡用ガス導通路１６、及び、その淡用ガ
ス導通路１６に燃料ガスと燃焼用空気を導入する淡用側
部導入口１７を、前記の濃用混合室８や濃用側部導入口
９とは区画した状態で各濃燃焼用バーナ３に形成すると
ともに、この淡用ガス導通路１６による導通ガスを側方
の淡用混合室１１に対し斜め上向きに噴出する状態、す
なわち淡用上部炎口１０側に向く方向に燃料ガスを噴出
する状態で複数の噴出口１８を、淡用上部炎口１０の長
手方向に分散配置して各濃燃焼用バーナ３の側壁部に形
成してある。

【００２３】また、前記の濃用ガスノズル１４とは別
に、淡用ガス供給路１９から供給される燃料ガスを各淡
用側部導入口１７に対し個別に吹き込み供給する淡用ガ
ス供給手段としての淡用ガスノズル２０を設けてある。

【００２４】つまり、淡混合気については、淡用ガスノ
ズル２０から淡用側部導入口１７への燃料ガス吹き込み
に伴い、空気室５から導かれる燃焼用空気をエゼクタ作
用により所定の割合で淡用側部導入口１７に吸入させ
て、これら吹き込み燃料ガスと吸入空気とを淡用ガス導
通路１６での導通過程で予め混合させ、そして、淡用下
部導入口１２から燃焼用空気が通風供給される淡用混合
室１１に対し、淡用ガス導通路１６での上記の生成混合
気を複数噴出口１８から分散状態で噴出させることによ
り、淡用混合室１１において混合状態が均一な淡混合気
を混合生成して、この淡混合気を淡用上部炎口１０から
吐出させる構成としてある。

【００２５】なお、濃淡燃焼装置の燃焼形態ついては、
一次空気率を小さくして単独での安定燃焼を可能とした
濃混合気を上記の濃用上部炎口７で燃焼させることによ
り、隣接の淡用上部炎口１０から吐出させる一次空気率
の大きい淡混合気を、濃混合気燃焼炎の保炎作用で安定
的に継続燃焼させ、これにより、装置全体としてのＮＯ
ｘ発生の低減を図るものである。

【００２６】前記の濃用ガス供給路１５、及び、淡用ガ
ス供給路１９の夫々には、それら両ガス供給路１５，１
６の燃料ガス供給量を個別に調整する個別ガス量調整弁
Ｖ１，Ｖ２を介装し、また、それら両ガス供給路１５，
１９の分岐箇所よりも上流側のメインガス供給路２１に
は、供給燃料ガスの総量を調整するメインガス量調整弁
Ｖ３を介装してあり、濃淡燃焼装置の全体としての燃料
ガス供給量の調整（換言すれば、装置全体としてのイン
プット調整）は基本的にメインガス量調整弁Ｖ３により
行うのに対し、濃燃焼用バーナ３、及び、淡燃焼用バー
ナ６の夫々での燃焼が良好に維持されるように濃燃焼側
と淡燃焼側との燃料ガス比を調整すること（すなわち、
濃用ガスノズル１４と淡用ガスノズル２０との燃料ガス
噴出量比を調整すること）は、両ガス供給路１５，１９
の個別ガス量調整弁Ｖ１，Ｖ２をもって行うようにして
ある。

【００２７】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００２８】（１）前述の実施例においては、濃燃焼用
バーナ３において濃用混合室８よりも下側に淡用ガス導
通路１６を形成したが、これに代えて、図４に示すよう
に、濃用混合室８の下側部分８ａと上側部分８ｂとの間
に淡用ガス導通路１６を形成する構造としてもよい。

【００２９】（２）また、前述の実施例においては、濃
用混合室８に燃料ガスと燃焼用空気とを導入する導入口
９、及び、淡用ガス導通路１６に燃料ガスと燃焼用空気
とを導入する導入口１７の夫々を、濃燃焼用バーナ３の
横側に形成する構造としたが、これに代えて、図５及び
図６、あるいは、図７に示すように、それら導入口９，
１７を濃燃焼用バーナ３の下側に形成するとともに、こ
れに対応させて、濃用ガス供給手段としての濃用ガスノ
ズル１４、及び、淡用ガス供給手段としての淡用ガスノ
ズル２０夫々を濃燃焼用バーナ３の下側に配設する構成
としてもよく、さらにまた、それら濃用及び淡用夫々の
導入口とガス供給手段との対のうち、一方を濃燃焼用バ
ーナ３の側部に配設するのに対し、他方を濃燃焼用バー
ナ３の下部に配設するといった構成を採用してもよい。

【００３０】（３）同図５に示すように、一つの濃燃焼
用バーナ３において淡用ガス導通路１６は複数部分に分
割形成してもよく、また、濃燃焼用バーナ３において濃
用混合室８と区画した状態に淡用ガス導通路１６を形成
するのに、それら濃用混合室８、及び、淡用ガス導通路
１６夫々の形状は種々の構成変更が可能である。

【００３１】（４）前述の実施例においては、淡用ガス
導通路１６に対し燃料ガスとともに燃焼用空気を供給す
るようにして、淡用ガス導通路１６を予混合用の混合気
導通路として機能させる構成としたが、これに代え、淡
用ガス導通路１６に対し淡用ガス供給手段２０により燃
料ガスのみを供給する構成を採用してもよい。

【００３２】（５）濃用ガス供給手段１４、及び、淡用
ガス供給手段２０は、夫々、前述の実施例で示した如き
ノズル構成に限定されるものではなく種々の構成変更が
可能であり、また、それら濃用及び淡用のガス供給手段
１４，２０において濃燃焼側と淡燃焼側との燃料ガス比
を調整するための具体的ガス量調整構造も種々調整形式
を採用できる。

【００３３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す側面視拡大断面図

【図２】実施例を示す正面視拡大断面図

【図３】実施例を示す切欠き斜視図

【図４】別実施例を示す正面視拡大断面図

【図５】別実施例を示す正面視拡大断面図

【図６】図５におけるイーイ線断面とローロ線断面を示
す拡大断面図

【図７】別実施例を示す正面視拡大断面図

【図８】従来例を示す側面視拡大断面図

【図９】従来例を示す正面視拡大断面図

【符号の説明】

３ 濃燃焼用バーナ ４，５ 空気供給手段 ６ 淡燃焼用バーナ ７ 濃用上部炎口 ８ 濃用混合室 ９ 濃用導入口 １０ 淡用上部炎口 １１ 淡用混合室 １２ 淡用導入口 １４ 濃用ガス供給手段 １６ 淡用ガス導通路 １８ 噴出口 ２０ 淡用ガス供給手段

フロントページの続き (72)発明者 石原 忍 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 神谷 宏 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 審査官 東 勝之 (56)参考文献 特開 平６−323513（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347013（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/02 F23D 14/08 F23D 14/62 - 14/64 F23C 11/00 329 - 330

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃混合気を吐出する濃用上部炎口（７）
   と、その濃用上部炎口（７）に連通する濃用混合室
   （８）と、その濃用混合室（８）に燃料ガス及び燃焼用
   空気を導入する濃用導入口（９）とを形成した偏平状の
   濃燃焼用バーナ（３）を所定間隔で並設し、 淡混合気を吐出する淡用上部炎口（１０）と、その淡用
   上部炎口（１０）に連通する淡用混合室（１１）と、そ
   の淡用混合室（１１）に燃焼用空気を導入する淡用導入
   口（１２）とを備える淡燃焼用のバーナ（６）を、前記
   濃燃焼用バーナ（３）を構成部材として、隣合う濃燃焼
   用バーナ（３）どうしの間に形成し、 前記濃用導入口（９）に燃料ガスを供給する濃用ガス供
   給手段（１４）、及び、前記濃用導入口（９）と前記淡
   用導入口（１２）との夫々に燃焼用空気を供給する空気
   供給手段（４，５）を設けた濃淡燃焼装置であって、 淡混合気生成用の燃料ガスを導通する淡用ガス導通路
   （１６）を、前記濃用混合室（８）とは区画して前記濃
   燃焼用バーナ（３）に形成するとともに、その淡用ガス
   導通路（１６）により導かれる燃料ガスを前記淡用混合
   室（１１）に噴出する複数の噴出口（１８）を、前記淡
   用上部炎口（１０）側に向く方向に燃料ガスを噴出する
   状態で、前記淡用上部炎口（１０）の長手方向に分散配
   置して前記濃燃焼用バーナ（３）の側壁部に形成し、 前記濃用ガス供給手段（１４）とは別に、前記淡用ガス
   導通路（１６）に燃料ガスを供給する淡用ガス供給手段
   （２０）を設けた濃淡燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記淡用ガス導通路（１６）は、前記淡
   用ガス供給手段（２０）からの燃料ガス供給を受けると
   ともに前記空気供給手段（４，５）からの燃焼用空気供
   給を受ける混合気導通路としてある請求項１記載の濃淡
   燃焼装置。