JP3636347B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に係り、特に、燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる濃淡燃焼方式に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる方法として、濃淡燃焼方式が知られている。ここで濃淡燃焼方式とは、低濃度の燃料ガスから発生する主炎に高濃度の燃料ガスが燃焼した補炎を隣接させる燃焼方法である。給湯器等に使用される濃淡燃焼方式の燃焼装置として、金属板を重ねてこれらの空隙によってガス流路を形成したものが知られている。従来技術のこの種の燃焼装置の多くは、６枚の金属板を重ねたものであり、中央の二枚によって低濃度の燃料ガスが通過する淡ガス流路を構成し、側面側のそれぞれ二枚によって高濃度の燃料ガスが通過する濃ガス流路を構成する。ところで濃淡燃焼方式を採用する燃焼装置は、着火の際に主炎用の開口から不完全燃焼状態の燃料ガスが外部に出てしまい、ガス臭さを感じさせるという不具合があった。そこで本発明者らは、濃ガス流路の長さを淡ガス流路よりも短くして、着火の際に炎孔から濃ガスを先に噴射させ、補炎を先に安定させて不完全燃焼状態の燃料ガスの排出を阻止する燃焼装置を開発した（特願２０００−１９７０７４号）。上記した特願２０００−１９７０７４号の燃焼装置は、４枚の金属板を重ねたものであり、中央の二枚の金属板によって淡ガス流路が形成され、中央の二枚の金属板の外面と、外側の金属板の内面によって濃ガス流路が形成されている。先に提案した燃焼装置は、当初の目的通り着火の際にガス臭が発生しないばかりでなく、４枚の金属板によって作られているので構造が簡単であるという効果も併せ持つ。
【０００３】
しかしながら特願２０００−１９７０７４号に開示した燃焼装置は、補炎側の燃料ガスを主炎側に先立って噴射させることを基本とするから、補炎側のガス流路は短いものとならざるを得ず、補炎側の燃料ガスと空気との混合が不十分となりがちである。そこで、本発明者らは、濃ガス流路の途中に狭窄通路を設けると共に、狭窄通路内部の補炎孔側の一部を両側の補炎孔の配置に合わせて仕切るようにした燃焼装置を開発した（特願２０００−２３００６３号）。この燃焼装置では、燃料ガスノズルの濃ガス流路への噴射位置が横方向へ僅かにずれた場合でも、濃ガスの混合むらの発生を抑えることができ、補炎が安定するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特願２０００−２３００６３号に開示した燃焼装置は、燃料ガスノズルの濃ガス流路への噴射位置が上下方向へ変動した場合は、濃ガスの混合むらを抑制する効果が少なく、安定した補炎を得ることができず不満を残していた。
【０００５】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、先に提案した発明の利点を生かしつつ、燃料ガスと空気との混合を促進させ、均一に混ざった混合ガスによって安定した燃焼を行なう燃焼装置を開発することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される本発明は、低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口と、前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔を連通し、且つ、補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、濃ガス流路の一部を構成し濃ガス導入口から導入された燃料ガスと空気との混合を促進させる混合促進部材を内設した混合部と、前記混合部と補助炎孔との間の淡ガス流路の両側面に設けられた濃ガス流路に、燃料ガスを分岐する分岐部とを有し、前記淡ガス流路にはガス導入開口を備えたベンチュリ部が設けてあり、前記ベンチュリ部は、前記混合部内に配置されており、前記ベンチュリ部は、ガス導入開口を介して混合部内の燃料ガスの一部を淡ガス流路内に流入させ、主炎孔からは低濃度の燃料ガスを噴射し、前記混合部内のそれ以外の燃料ガスは、濃ガス流路を経て補助炎孔から噴射するものである。
【０００７】
空気と燃料ガスを混合部に導入する場合、燃料ガスノズルから噴射される燃料ガスの気流による自然混合にまかせると充分な混合が期待できない上、ノズルの位置ずれや角度ずれに伴って混合むらが生じる。この構造によれば、濃ガス導入口から導入された空気および高濃度の燃料ガスが混合部に至ると、混合促進部材によって空気と燃料ガスとの混合が促進される。これにより、濃ガス導入口に対する燃料ガスノズルの位置が上下左右方向へ僅かにずれた場合、あるいは、角度ずれを生じた場合でも、混合促進部材によって充分混合されるので補助炎孔および主炎孔の火炎が安定する。混合促進部材を設けることにより、空気と充分に混合された燃料ガスが濃ガス流路および淡ガス流路へ導かれるので、混合不良に伴う火炎の燃焼むらが生じることを未然に防止できる。混合促進部材は、混合部の構成部材の一部を利用して形成することもでき、また、別体で成した混合促進部材を混合部に内設する構成とすることも可能である。
また、ベンチュリ部内には負圧が生じるので、混合部内の一部の燃料ガスは、淡ガス流路内に流入し、淡ガス流路内を流れる空気と良好に混合される。
【０００８】
前記本発明の燃焼装置は、種々の構造によって成することが可能であるが、例えば、４枚以上の板体を重ね合わせて成することができる。則ち、低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、４枚以上の板体が重ねられて構成され、空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口と、板体同士の隙間によって形成され、前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔を連通し補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、濃ガス流路の一部を構成し、且つ、濃ガス導入口から導入された燃料ガスと空気との混合を促進させるための重ね合わされた前記板体で成る混合促進部材を内設した混合部と、前記混合部と補助炎孔との間の淡ガス流路の両側面に設けられた濃ガス流路に燃料ガスを分岐する分岐部とを有し、前記淡ガス流路にはガス導入開口を備えたベンチュリ部が設けてあり、前記ベンチュリ部は、前記混合部内に配置されており、前記ベンチュリ部は、ガス導入開口を介して混合部内の燃料ガスの一部を淡ガス流路内に 流入させ、主炎孔からは低濃度の燃料ガスを噴射し、前記混合部内のそれ以外の燃料ガスは、濃ガス流路を経て補助炎孔から噴射するものである。
【０００９】
この構造によれば、請求項１に記載の燃焼装置と同様の燃料ガスの混合効果を奏する。また、重ね合わせられた板体の一部によって混合促進部材を形成するので、製造が容易であり、省コスト化を図ることができる。
【００１０】
前記本発明において、濃ガス流路の混合部に内設された混合促進部材の下流側に、混合促進部材によって混合された燃料ガスを集約させる空隙または連通孔を介して連通された空隙を設けた構造とすることができる。この構造によれば、混合促進部材で混合された濃ガスを、一旦、空隙に集約させて混合ガスの圧力差を取り除き混合むらの低減を図ることができる。
【００１１】
前記本発明において、混合促進部材は、濃ガス導入口から所定距離だけ退入させて混合部に内設される構造とすることができる。この構造によれば、濃ガス導入口へ侵入して設置される燃料ガスノズルと混合促進部材との接触を回避できる。
【００１２】
前記本発明において、混合促進部材は、混合部に空気と共に導入される燃料ガスの移動方向を流入方向に対して変動させる形状とすることができる。この構造によれば、導入された空気や燃料ガスの移動方向を強制的に変動させて気流を乱すことができ、ノズルの位置ずれや角度ずれに拘わらず空気と燃料ガスの混合を促進させることができる。
【００１３】
前記本発明において、混合促進部材は、混合部に空気と共に導入される燃料ガスを混合部の所定方向へ向けて収斂させる形状とすることができる。この構造によれば、導入された空気と燃料ガスが混合促進部材によって所定方向へ収斂され、収斂した空気および燃料ガスはぶつかり合って拡散して混合が促進される。
【００１４】
前記本発明において、混合促進部材は、前記混合部に空気と共に導入される燃料ガスを拡散させる形状とすることができる。空気および燃料ガスは一旦収斂させれば自ずと拡散する。従って、混合部の内部へ拡散させる場合でも、拡散する方向を濃ガス流路の下流側や分岐部側に絞ることにより、分流させる混合ガス量を調整することができる。また、収斂、拡散を行う課程において混合が促進される。
【００１５】
前記本発明において、混合促進部材は、混合部に空気と共に導入される燃料ガスを左右へ仕切るように上下方向へ設けた重ね合わせて成る仕切板の上流側の側縁を略半円状に切り欠き、当該切り欠き部分の半円状の側縁を互いに離遠させるように切り起こした形状に成することができる。この構造によれば、混合部に導入される空気および燃料ガスが混合促進部材の切り起こし部分に沿って一旦収斂する。そして、収斂した燃料ガスが衝突して切り起こし部分の両側に沿って拡散するように移動するので、空気と燃料ガスの混合が促進される。また、濃ガス導入口に対する燃料ガスノズルの位置が上下左右方向へ僅かにずれた場合、あるいは、角度ずれを生じた場合でも、切り起こしの部分に沿って燃料ガスおよび空気が移動して収斂、拡散しながら混合されるので、燃料ガスの混合を効果的に促進することができる。
【００１６】
前記本発明において、混合促進部材は、濃ガス流路の混合部に空気と共に導入される燃料ガスを左右へ仕切るように上下方向へ設けた仕切板の上流側または下流側の少なくともいずれか一方の側縁を切り起こした形状に成することができる。この構成によれば、導入された空気と燃料ガスとは切起部に衝突して気流が乱されるので混合が促進される。この混合促進部材は、仕切板を重ね合わせて設け、この仕切板の上流側あるいは下流側の側縁を互いに離遠するように切り起こした構造とすることもできる。また、切り起こし部分は、仕切板の側縁の全長に渡って設けても良いが、例えば、側縁の一部を切り起こした構成でも良い。また、前後または左右の側縁を千鳥状に切り起こした構造とすることもでき、効果的に気流を乱すことにより混合能力を一層向上させることができる。
【００１７】
前記本発明において、混合促進部材の切り起こし部分は、燃料ガスノズルの軸線に対して傾斜させて、仕切板の左右において切り起こし方向が異なるようにして切り起こした構造とすることができる。この構成によれば、導入された空気や燃料ガスが切起部に沿って傾斜するように移動して渦巻き状に気流が乱されて混合が促進される。
【００１８】
前記本発明において、混合促進部材は、大径開口と小径開口とを有する中空円錐形状に成されており、大径開口を濃ガス流路の上流側に向け、小径開口を下流側へ向けて配した構造とすることができる。この混合促進部材によれば、濃ガス導入口から導入された空気および燃料ガスは円錐形の内部に導入されて収斂される。そして、頂部開口から噴出するようにして拡散するので混合が一層促進される。また、濃ガス導入口に対する燃料ガスノズルの位置が上下左右に僅かにずれた場合、あるいは、角度ずれを生じた場合でも、燃料ガスおよび空気が円錐形の大径開口に侵入する範囲内のずれであれば充分な混合が得られる。このような円錐形は、重ね合わせた仕切板の一部を左右に膨出させて形成することも可能である。
【００１９】
また、前記本発明において、混合促進部材は、大径開口を有する中空円錐形状に成され、大径開口を濃ガス流路の上流側に向けて配されており、当該円錐形の頂部近傍には濃ガス流路の下流側および分岐部側に向けて開口が設けられた構造とすることができる。この構造によれば、円錐形の内部で収斂された空気および燃料ガスが、頂部近傍の開口から噴出するようにして濃ガス流路および分岐部側へ拡散するので、混合が一層促進される。また、この構造によれば、頂部近傍の開口径を調節することによって濃ガス流路および分岐部側へのガス流量を調整することが可能である。このような円錐形は、重ね合わせた仕切板の一部を左右に膨出させて形成することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は、本発明の具体的実施例における燃焼装置１の斜視図である。図２は、図１の燃焼装置１の分解斜視図である。図３は、図１の燃焼装置１の平面図及びその拡大図である。図４は、板体のかしめ構造を示す説明図である。図５は、図１の燃焼装置１の展開図である。図６は、図５の板体の折り重ね構造を示す説明図である。図７は、図１の燃焼装置１における淡ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。図８は、図１の燃焼装置１における濃ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。図９は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１０は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図及びＣ−Ｃ矢視断面図である。図１１は、図１のＤ方向矢視斜視図である。図１２は、図１のＤ方向矢視図である。図１３は、図１の燃焼装置１の混合部周辺の燃料ガスの流れを示す説明図である。
【００２２】
本実施例の燃焼装置１は、従来の燃焼装置と同様にケース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。本実施例の燃焼装置１は、バーナ本体１０と炎孔部材１３によって構成されている。バーナ本体１０は、中央の主構成体２０とその両脇の副構成体１２によって成り、図１，２，５，１１に示すように４枚の金属製板体１５，１６，１７，１８が重ね合わせられて作られている。これらの金属板体１５，１６，１７，１８は、いずれもプレス加工によって凹凸形状が設けられたものであり、板体同士の間によって空気又は燃料ガスの流路が形成されている。またこれらの金属板体１５，１６，１７，１８は、一枚づつ成形して重ねてもよいが、本実施例では一枚の板を折り重ねた構成が採用されている。
【００２３】
すなわち本実施例では、図５に示す様に一枚の板を４区分に分けてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの形状となる様に成形したものが使用されている。各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの部材の内、両端の部材Ａ，Ｄと、これら隣接する部材Ｂ，Ｃの間には、補助炎孔を構成する開口４１があるため、両者は両端の繋ぎ部３９によって接合されている。そしてこれらを図６の様に両端側の部位Ａ，Ｄを中間部のＢ，Ｃの間に折り込み、さらに中間部のＢ，Ｃを折り畳み、結果的に金属製板体１５，１６，１７，１８が重ねられた構成が形成されている。作業手順としては、先に両端側の部位Ａ，Ｄを折り曲げて中間部のＢ，Ｃの間に重ね、この状態で部位Ａと部位Ｂをトグロックカシメと称されるかしめにより嵌合接合する。また同様に部位Ｄと部位Ｃをかしめにより嵌合接合する。そして最後に中間部のＢ，Ｃを折り畳み、周囲をかしめる。
【００２４】
以下、重ねられた状態を基準として構造を説明する。本実施例の燃焼装置１では、中央の２枚の板体１６，１７は、互いに対称（掌）形であり、両者が重なり合って主構成体２０が構成されている。すなわち主構成体２０の形状は、図２の様な正面板となる板体１７と，これに対称（掌）形状の裏板となる板体１６が重ね合わされたものである。主構成体２０の外観は平たい形をしており、頂部２１は開口している。また頂部２１を除く、３方の辺にはフランジ部２０ａが設けられている。ただし、空気導入口２７側の上部側は、フランジ部２０ａが切り欠かれており、この切り欠き部分に掛け渡すようにして後述する混合促進部材６０が設けられている。
【００２５】
フランジ部２０ａの切欠部２０ｃの形状は、図２，図１３の様であり、後記する空気導入開口２７にそって水平方向に切れ込み、さらにベンチュリ部２２の傾斜に沿って上方に切り込まれている。また切欠部２０ｃの上辺は、水平にのび、さらにその一部に「コ」の字状の切欠３７が形成されている。当該切欠部２０ｃの周辺は、中間壁体３８となっている。フランジ部２０ａの切欠部２０ｃの間、則ち、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との間に掛け渡すようにして混合促進部材６０が設けられ、混合促進部材６０の周囲の空隙部３０と空隙部３３とによって混合部４８を形成している。尚、混合促進部材６０を切欠部２０ｃに掛け渡すようにして設けることにより、空気導入口２７の上部が混合促進部材６０を介して中間壁体３８と連結される。これにより、板体１６，１７を重ねて嵌合接合したときに、空気導入口２７の上部に隙間が生じることが防止される。
【００２６】
主構成体２０を構成する２枚の板体１６，１７の内部には、当該二枚の板体１６，１７によって一連の気体流路が形成されている。すなわち板体１６，１７が合致する部分では、金属板同士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２８（淡ガス流路２８）が形成される。本実施例の燃焼装置１では、板体１６，１７によって構成される主構成体２０の気体流路２８は、濃度の低い燃料ガスが通過する。すなわち主構成体２０に形成される気体流路２８は、淡ガス流路として機能する。
【００２７】
本実施例で採用する主構成体２０では、淡ガス流路２８は、大きく分けてベンチュリ部２２、淡ガス混合部２３と、導通部２４と、炎孔部材配置部２５からなる。則ち、淡ガス流路２８は、空気導入口２７から始まり、順次、ベンチュリ部２２、淡ガス混合部２３、導通部２４および炎孔部材配置部２５へと続く。これらの形状を淡ガス流路２８の入口から説明すると次の通りである。すなわち主構成体２０の下側の角には、図１，２，１３の様に、空気導入口２７が開口している。空気導入口２７は略楕円形である。そして空気導入口２７の奥側は、短い長さだけ空気導入口２７の端面と同一断面の部位が繋がり、空気導入口２７から少し入ったところにテーパ２２ａがあり、テーパ状に幅が絞られてベンチュリ部２２が形成されている。ベンチュリ部２２は、流路が内側に絞られ、断面積が急激に減少した部分である。
【００２８】
ただしベンチュリ部２２における流路は、下流に向かうにつれて高さが勾配状に高く広がっており、断面積は奥に行くほど次第に大きくなっている。そしてベンチュリ部２２の淡ガス流路２８は、流路の全高がある程度の高さとなった所で、断面積が一定となっている。また本実施例では、板体１６，１７のベンチュリ部２２を構成する部位は、図９の様に互いに平行である。
【００２９】
ベンチュリ部２２は、淡ガス流路２８の一部が平たく変形した部分であり、その表面は平面であり、かつ相当の面積を持つ。そして板体１６，１７のベンチュリ部２２を構成する部位には、図２の様にガス導入開口３１が設けられている。本実施例の燃焼装置では、ベンチュリ部２２は前記した様に平面であって相当の面積を有するので、多数のガス導入開口３１を設けることができる。具体的には、本実施例では、千鳥状に１９個のガス導入開口３１が設けられている。ガス導入開口３１は、本実施例の様に、面状に広く分布して配することが望ましいが、水平線状又は垂直線上に設けてもよい。また推奨されないが、ガス導入開口３１は１個又は２個といった少数であってもよい。
【００３０】
またベンチュリ部２２の下流側にもテーパ部２２ｂが設けられ、当該テーパ部２２ｂによって淡ガス流路２８の幅がしだいに広がっている。そして淡ガス流路２８は大きく方向を変えて淡ガス混合部２３が形成されている。淡ガス混合部２３は、空気流路が大きくカーブする部位であり、大きな曲路である。淡ガス混合部２３の末端は、主構成体２０の中心部にあり、末端から先の部分は、再度幅が狭くなって導通部２４に繋がっている。導通部２４は、前記した淡ガス混合部２３の１／２程度の幅であり、淡ガス混合部２３の末端を含んで三角形状に広がっている。
【００３１】
導通部２４は、淡ガス混合部２３の末端と、炎孔部材配置部２５を繋ぐものであり、淡ガス混合部２３の末端に連続し、主構成体２０の空気導入口２７側から約１／３の長さに渡って延びている。
【００３２】
炎孔部材配置部２５は、主構成体２０の上端部に位置し、長手方向全域に渡って延びている。炎孔部材配置部２５の側面には、長手方向に２列の溝２５ａが設けられている。溝２５ａは炎孔部材配置部２５の内側に向かって凹んだものであり、炎孔部材配置部２５の長手方向の全域に渡って延びている。この溝２５ａは、炎孔部材配置部２５の剛性を高める目的と、燃料ガスと空気との攪拌を促進させる目的によって設けられたものである。
【００３３】
一方、主構成体２０の側面側に配されて副構成体１２を構成する板体１５，１８は、全体形状が略長方形であり、前記した板体１６，１７と同様に、鋼板をプレスして凹凸を設けたものである。板体１５，１８は互いに対称（掌）形であり、いずれも全体形状が凹状をし、長手方向の両端及び下部にはフランジ部１５ａ，１８ａが設けられている。しかしながら、前記した空気導入口２７が位置する部位については、フランジ部１５ａ，１８ａが欠落している。
【００３４】
一方、側面側に配される板体１５，１８において主構成体２０の淡ガス混合部２３に相当する部位は、他と比較して内側に向かって凹んでいる。当該凹部１５ｂ，１８ｂの形状は、淡ガス混合部２３の外形と略一致する。そして当該凹部１８ｂの上部は、再度外側に広げられている。すなわち凹部１８ｂの上端１８ｃは、板体１５，１８の上下の辺に対して平行であり、空気導入口２７に対して奥側から板体１５，１８の全長の１／３程度の長さを占める。当該凹部１８ｂの上端１８ｃから上の部分は、濃ガス流路形成膨出部１８ｄとなっている。濃ガス流路形成膨出部１８ｄの空気導入口２７側の辺は、傾斜辺１８ｅとなっている。そして前記した濃ガス流路形成膨出部１８ｄと、空気導入口２７の近傍の部位は、溝４０によって連通している。
【００３５】
板体１５，１８の上部には溝状の凹部１８ｆと円形の凹部１８ｇが設けられている。溝状の凹部１８ｆは、６個の部分に分割され、板体１５，１８の長手方向の全域に一列に延びている。一方、円形の凹部１８ｇは前記した溝状の凹部１８ｆの切れ目の上部に設けられている。凹部１８ｆ，１８ｇはいずれもバーナ本体１０の内側に向かって凹んだものである。これらの凹部１８ｆは、いずれも燃料ガスと空気との攪拌を促進させるものである。ただし円形の凹部１８ｇは、バーナ本体１０を組み合わせる際のかしめ部としての働きもある。
【００３６】
次に炎孔部材１３について説明する。本実施例で採用する炎孔部材１３は、凹凸を有する短冊状の板を重ねたものであり、全体として４角柱状をしたものである。炎孔部材１３は凹凸同士の隙間によって図面の上下に連通する。そして炎孔部材１３の上端の開口は、主炎孔として機能する。炎孔部材１３は、主構成体２０の炎孔部材配置部２５に挿入される。
【００３７】
次に、本実施例の燃焼装置１の各部材同士の関係について説明する。本実施例の燃焼装置１では、板体１６，１７によって作られた主構成体２０を中心として、その左右に板体１５，１８が配されて副構成体１２が形成されたものである。主構成体２０と、板体１５，１８は、周囲のフランジ部２０ａ，１５ａ，１８ａを重ね合わせて接合されている。これらの接合にはかしめによる嵌合構造が採用されている。すなわち板体同士を重ねてポンチ状の工具によって打撃し、図４の様な嵌合構造を形成させる。かしめによる嵌合は、主構成体２０を構成する中央の板体１６，１７と、副構成体１２を構成する側面部の板体１５，１８との間で行なわれる。すなわち中央の一方の板体１６と、これに隣接する側面部の板体１５の間でかしめによる嵌合接合が行なわれ、さらに中央の他方の板体１７と、これに隣接する側面部の板体１８の間についてもかしめによる嵌合接合が行なわれる。
【００３８】
主構成体２０を構成する中央の板体１６，１７と、副構成体１２を構成する側面部の板体１５，１８との間で行なわれる嵌合接合は、前記した板体１５，１８の上部に設けられた円形の凹部１５ｇ，１８ｇ内で行なわれる。円形の凹部１５ｇ，１８ｇは、主炎孔及び補助炎孔に近い部位である。このように主炎孔及び補助炎孔に近い部位において中央の板体１６，１７と、副構成体１２を構成する側面部の板体１５，１８との間を接合する理由は、当該部位が高温にさらされ易く、変形し易いためである。従ってかしめによる接合は、できるだけ炎孔に近い部位で行なうことが望ましく、炎孔部材の側面に相当する部位であることが推奨される。また本実施例では、円形の凹部１５ｇ，１８ｇの部位でかしめによる嵌合接合が行なわれているので、円形の凹部１５ｇ，１８ｇの内側（内側から見れば当該部位は突起である）が図３（ｂ）の様に主構成体２０の側面と接し、主構成体２０の側面と板体１５，１８の凹部１５ｇ，１８ｇ以外の部位の間に隙間が確保される。
【００３９】
また主構成体２０と、板体１５，１８との内部の接合関係を見ると、主構成体２０と、側面側の板体１５，１８は、下端の空気導入口２７の近傍と、淡ガス混合部２３の近傍及び中間壁部３８で接し、他の部位は離れている。すなわち下端の空気導入口２７の近傍においては、図１，１１，１２の様に主構成体２０の空気導入口２７の側面２７ａ，２７ｂと、底面２７ｃ，２７ｄが側面側の板体１５，１８と接し、当該部位に隙間はない。しかし副構成体１２たる板体１５，１８の開口４６は、空気導入口２７よりも大きく、空気導入口２７の上部は板体１５，１８の開口４６と接していない。従って、バーナ本体１０の下端部は、図１，１１，１２の様に二重構造の開口となっており、主構成体２０の空気導入口２７の上部に、主構成体２０の空気導入口２７の上部の外壁と副構成体１２たる板体１５，１８の開口４６の内側で形成される開口が存在する。そして当該開口は、濃ガス導入口４３として機能する。
【００４０】
なお本実施例では、開口が二重構造となっており、空気導入口２７の上部が直接的に濃ガス導入口４３の壁の一部として機能するので、スペースに無駄がなく、燃焼装置の全高を低くすることができる。また本実施例では、濃ガス導入口４３が空気導入口２７上にあるので、濃ガス導入口４３は主炎孔及び補助炎孔に近い位置にあり、空気導入口２７は、主炎孔３６及び補助炎孔２９ａ，２９ｂから遠い位置にある。
【００４１】
濃ガス導入口４３の内部には、混合促進部材６０が設けられている。混合促進部材６０は、図１２，１３に示すように、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との間の主構成体２０の切欠部２０ｃに設けられている。則ち、板体１６，１７の切欠部２０ｃを掛け渡すようにして接続して仕切板６０ａ，６０ａを設け、仕切板６０ａ，６０ａの上流側（濃ガス導入口４３側）の側縁を略半円状に切り欠き、切り欠いた半円状の側縁を互いに離遠するように左右方向へ切り起こし（バーリング加工）て切起部６０ｂ，６０ｂを設けた形状とされている。尚、前記したように、切欠部２０ｃに仕切板６０ａ，６０ａを設けることにより、空気導入口２７の上部が仕切板６０ａを介して中間壁体３８と連結される。これによって、板体１６，１７を嵌合接合したときに空気導入口２７の上部に隙間が生じることを防止している。
【００４２】
この混合促進部材６０は、切起部６０ｂ，６０ｂの上下方向および左右方向の中心部分に燃料ガスノズル１１の軸線が来るように配置されている。この混合促進部材６０により、濃ガス導入口４３から導入される空気および高濃度の燃料ガスの混合を促進させると共に、濃ガス導入口４３に対する燃料ガスノズル１１の位置が上下左右に僅かにずれた場合、あるいは、角度ずれを生じた場合でも燃料ガスを充分混合させる働きを行なわせている。これにより、部材の寸法公差に伴って、燃焼装置１に対する燃料ガスノズル１１の取り付け位置や角度にばらつきが生じても、燃料ガスが充分に混合されて安定した火炎を得ることが可能となる。
【００４３】
主構成体２０のベンチュリ部２２の周囲と、副構成体１２の間は、空隙３３が形成されている。ベンチュリ部２２の周囲は、底部を除く三方について副構成体１２と離れており、ベンチュリ部２２の周囲は、空隙３３によって包囲されている。
【００４４】
また主構成体２０と、副構成体１２の濃ガス流路形成膨出部１８ｄについても離れていて図１０の様に空隙４５が形成されている。ただし主構成体２０の導通部２４は他の部分に比べて幅が狭いので、導通部２４の側面側には他の部位よりも広い空間となっている。空隙４５は、淡ガス流路２８の両側面に位置するものであり、主構成体２０の全長にわたって広がっている。
【００４５】
前記した主構成体２０の下部の側面に形成された空隙３３と、上部に形成された空隙４５の間は、図１０（ｂ）、図１３の様に主構成体２０の中間壁体３８と副構成体１２の内面が接して隙間が無く、上下の空隙３３，４５は、遮蔽されている。ただ図１０ (ａ）のように上下の空隙３３，４５は、唯一、副構成体１２の溝４０の部分によって連通されている。すなわち副構成体１２の濃ガス流路形成膨出部１８ｄと、空気導入口２７の近傍の部位に溝４０が形成されており、当該溝４０によって流路形成膨出部１８ｄと、空気導入口２７が連通している。一方、中間壁部３８は平板であるから、中間壁部３８の両側と各板体１５，１８の溝４０との間で狭窄通路４７が形成される。ここで当該狭窄通路４７の部分の細部について説明すると、狭窄通路４７は、図１３の様に中間壁部３８の切欠部３７に位置する。また副構成体１２の開口部に近傍の板体１５，１８の膨出部の境界線は、図１３の様に中間壁部３８の下端と一致するが、切欠部３７に相当する形状は無い。そのため上部の空隙４５と下部の空隙３３空間を連通する狭窄通路４７は、図１３の様に、中間壁部３８の切欠部分３７に相当する部位については一体であり、狭窄通路４７の中間部に至って中間壁部３８によって左右に仕切られる
【００４６】
従って主構成体２０と、板体１５，１８との間には、狭窄通路４７を介して下部の空隙３３と上部の空隙部４５を繋ぐ一連の気体流路３５ａ，３５ｂが形成されている。また当該気体流路３５ａ，３５ｂは、いずれも天面に開放されている。そして本実施例の燃焼装置１では、当該開放面が補助炎孔２９ａ，２９ｂとして機能する。本実施例の燃焼装置１では、主炎孔３６が直線状であり、副構成体１２によって形成される補助炎孔２９ａ，２９ｂは、主炎孔３６に沿って主炎孔３６の両側に位置する。また気体流路３５ａ，３５ｂは、補助炎孔２９ａ，２９ｂに濃混合ガスを供給する濃ガス流路として機能する。
【００４７】
より詳細に説明すると、主構成体２０を構成する板体１６とそれに隣接する板体１５の間には隙間があり、この隙間は、両者の下端近傍から上部にかけて狭窄通路４７を介して連通している。そして当該隙間が前記した様に濃ガス流路３５ａとして機能する。一方、主構成体２０を構成する板体１７と、それに隣接する板体１８の間にも隙間があり、この隙間は、両者の下端近傍から上部にかけて連通していて濃ガス流路３５ｂとして機能する。そしてそれぞれの濃ガス流路３５ａ，３５ｂは、上部が開放され、補助炎孔２９ａ，２９ｂが形成されている。
【００４８】
またバーナ本体１０の側面部、より詳細には空気導入口２７側の側面の形状は前記した通りであり、主構成体２０の空気導入口２７の側面に板体１５，１８の内面が接している。しかしながら、空気導入口２７の上部については、板体１６，１７の一部が欠落しており、濃混合ガス導入口４３が開口し、前記した濃ガス流路３５ａ，３５ｂが外部と連通している。また当該部位の主構成体２０には、切欠部２０ｃが設けられている。従って空気導入口２７の上部には比較的広い空隙部３０があり、外部に開放されている。
【００４９】
また主構成体２０のベンチュリ部２２は、他の部分に比べて幅が狭いので、ベンチュリ部２２と両側の板体１５，１８の間には、図１１，図１２の様に比較的大きな空隙３３がある。当該空隙３３は、燃料ガスの分岐部として機能する。また前記した空隙部３０及びベンチュリ部２２側面の空隙３３は、燃料ガスと空気との混合部４８としても機能する。混合部４８には、図１２〜図１３に示すように、前記した混合促進部材６０が設けられており、後述するように、濃ガス導入口４３から導入された空気と燃料ガスとの混合を促進させている。
【００５０】
なお主構成体２０は淡ガス流路として機能し、空隙３３は濃ガス流路３５ａ，３５ｂの一部であるから、ベンチュリ部２２においては、淡ガス流路２８は濃ガス流路３５ａ，３５ｂの一部たる混合部４８に包囲されている。
【００５１】
また燃焼装置１の付属品として点火装置３４が設けられている。点火装置３４は、補助炎孔２９ａ，２９ｂの近傍であって、空気導入口２７の上部近傍に位置している。
【００５２】
次に、本実施例の燃焼装置１の燃料ガス及び空気の流れについて説明する。本実施例の燃焼装置１では、前記したバーナ本体１０の空気導入口２７の上部の濃ガス導入口４３に燃料ガスノズル１１が挿入される。またバーナ本体１０の上流側には図示しない送風機が設けられ、濃ガス導入口４３と空気導入口２７の双方に空気が供給される。すなわち前記した燃料ガスノズル１１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、濃ガス導入口４３と燃料ガスノズル１１の間には隙間あるいは開口があり、当該濃ガス導入口４３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。一方、空気導入口２７からは、空気のみが導入される。
【００５３】
そして前記した濃ガス導入口４３から入った燃料ガスは、混合部４８において空気と混合される。ここで混合部４８は、空隙部３０，３３を合わせたものであり、混合部４８の内部に設けられた混合促進部材６０によって燃料ガスと空気は強制的に混合されて濃混合ガスが作られる。
【００５４】
則ち、図１１〜図１３に示すように、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進部材６０に向かって移動し、仕切板６０ａに設けられた切起部６０ｂに沿って略半円状に収斂するように気流が曲げられる。そして、収斂によって衝突した空気および燃料ガスは左右に逃げるように分離して拡散し、仕切板６０ａで分離されるようにして下流側へ移動する。仕切板６０ａは切欠部２０ｃの一部に設けられており、混合促進部材６０の下流側は仕切板６０ａに対して連通された空隙４９を形成している。従って、混合促進部材６０で混合された燃料ガスは仕切板６０ａで一旦分離された後に再度空隙４９で一体となり、混合ガスの圧力差が除去されて均圧化される。この混合促進部材６０は、前記したように、左右の切起部６０ｂ，６０ｂの上下左右の中心が燃料ガスノズル１１の軸線と一致するように設けられている。しかし、導入された空気および燃料ガスを切起部６０ｂにより収斂させるように気流を曲げているので、濃ガス導入口４３に対して燃料ガスノズル１１が上下左右方向に僅かにずれた場合、あるいは、角度ずれを生じた場合でも、充分な混合を得ることができる。また、配置の都合に応じて、燃料ガスノズル１１の位置や角度を意図的に変化させた設計を行うことも可能である。
【００５５】
このように、混合促進部材６０により、空気および燃料ガスが収斂および拡散する過程で双方が充分に混合され、濃混合ガスの一部は図８，１３の様に狭窄通路４７を通って上部の空隙４５に入る。そして図８，１３の様に空隙４５の全域に広がり、上部の補助炎孔２９ａ，２９ｂから外部に噴射される。すなわち燃料ガスの一部は、図１０の様に濃ガス流路３５ａ，３５ｂを主構成体２０の側面に沿って上方に流れ、主構成体２０の両側に設けられた補助炎孔２９ａ，２９ｂから外部に噴射される。濃ガス流路３５ａ，３５ｂを経由して補助炎孔２９ａ，２９ｂから噴射された混合ガスは、前記した様に理論空気量の４０％程度しか空気が混合されておらず、燃料ガスの濃度が高い。
【００５６】
また本実施例の燃焼装置１では、混合部４８における前記した混合促進部材６０によって空気と高濃度燃料ガスとが充分混合された後に、更に濃混合ガス流路３５ａ，３５ｂの上部側の空隙４５に入る直前に狭い流路（狭窄通路４７）を通過するので、燃料ガスと空気との混合が一層促進される。また本実施例では、狭窄通路４７は入り口部分においては左右共通であり、通路の中間部分で中間壁部３８によって左右に分けられる。従って左右の通路の開口断面積は、狭窄通路４７の中間部分の断面積だけによって決まる。ここで狭窄通路４７は、板体をプレスして形成された溝４０であり、その内側であって中間部分は、最も成形精度が高い。そのため本実施例の燃焼装置１では、混合部４８で混合された濃混合ガスが均等に左右の濃ガス通路３５ａ，３５ｂに分割され、左右の補炎のバランスが良い。特に、本実施例の燃焼装置１では、混合部４８に設けた混合促進部材６０によって得られた混合むらのない濃混合ガスを狭窄通路４７に送り込むため、左右の補炎のバランスに加えて、燃焼むらのない安定した火炎を得ることができる。
【００５７】
一方、混合部４８（空隙部３０，３３）において混合促進部材６０によって混合された燃料ガスの残部は、図７の様にベンチュリ部２２の近傍に至り、淡ガス流路２８の一部たるベンチュリ部２２を包囲する空隙３３（分岐部）に流れ込む。そして燃料ガスの残部は、ベンチュリ部２２に設けられたガス導入開口３１から、主構成体２０の内部に入る。すなわち燃料ガスは、ガス導入開口３１を経由して淡ガス流路２８に入る。ここで本実施例では、ガス導入開口３１は、主構成体２０が、部分的に断面積が狭くなった部位に設けられている。そのため当該部位は流速が速く、内部は負圧傾向となっている。一方、ベンチュリ部２２の周囲は、濃ガス流路３５ａ，３５ｂの一部で包囲されており、ベンチュリ部２２の周囲には、濃混合ガスが十分に存在する。そのためベンチュリ部２２の周囲の濃混合ガスが主構成体２０の負圧によって吸い込まれ、燃料ガスは、空気の流れに対して垂直方向に突入し、主構成体内（淡ガス流路２８）を流れる空気と混合される。
【００５８】
そして燃料ガスは、大きく曲回した淡ガス混合部２３でさらに混合が促進され、導通部２４を経て炎孔部材配置部２５に至り、炎孔部材１３に入って主炎孔３６から外部に噴射される。
【００５９】
本実施例の燃焼装置１では、燃料ガスは、それぞれ上記した経路を辿り、炎孔部材１３の主炎孔３６からは淡混合ガスが噴射され、側面に位置する補助炎孔２９ａ，２９ｂからは濃混合ガスが噴射される。しかしながら、二つの炎孔に至る距離に注目すると、両者の間には相当の差異がある。すなわち両者の燃料ガスの流路は、前記した空隙３３（分岐部）の部位まで共通である。しかし濃ガス導入口４３は、空気導入口２７よりも主炎孔及び補助炎孔に近い位置にあり、且つ補助炎孔２９ａ，２９ｂに至る濃ガス流路３５ａ，３５ｂは、空隙３３（分岐部）の近傍から直接的に上部にのびている。そのため濃混合ガスは、空隙３３（分岐部）の近傍から直接的に上部に上がり、補助炎孔２９ａ，２９ｂから噴射される。
【００６０】
これに対して主炎孔３６から噴射される淡混合ガスは、空隙部３０から一旦下側の空隙３３（分岐部）に回り込み、主構成体２０内の淡ガス流路２８に入った後、大きな曲部たる淡ガス混合部２３を通過し、大きく迂回した後主炎孔３６に至る。そのため図示しない電磁弁を開いて、燃料ガスノズル１１から燃料ガスを導入したとき、二つの炎孔からの燃料ガスの噴射に時間差が生じ、最初に補助炎孔２９ａ，２９ｂから燃料ガスが噴射し、補炎が発生する。そして補助炎孔２９ａ，２９ｂから噴射される燃料ガスは、高濃度であり、燃料ガスにはただちに引火する。また特に、補助炎孔２９ａ，２９ｂから燃料ガスが噴射された直後は、まだ主炎孔３６から低濃度の燃料ガスが噴射されていないので、低濃度の燃料ガスによって煽られることもない。そのため補助炎孔から噴射される燃料ガスヘの着火は確実である。
【００６１】
そして続いて空隙部３０から下側の空隙３３（分岐部）に迂回し、さらに曲部たる淡ガス混合部２３を経て、補助炎孔２９ａ，２９ｂからの燃料ガスの噴射に遅れて、低濃度の燃料ガスが主炎孔３６から噴射する。しかし低濃度の燃料ガスが噴射した時には、すでに補炎が安定した状態で燃焼しており、補炎から火が移って低濃度の燃料ガスは直ちに着火し、主炎が発生する。これにより、未燃焼成分が外部に排出されず、ガス臭さによる不快や不安感情を起こさせない。また主炎の根元には安定した補炎が存在するので、主炎の基端部を補炎が保持し、主炎の着火直後から火飛びの発生も少ない。
【００６２】
このように、本実施例の燃焼装置１では、空気と充分に混合された濃ガスおよび淡ガスが補助炎孔２９ａ，２９ｂおよび主炎孔３６に供給されるので、極めて安定した火炎が得られる。特に、主炎孔３６に先立って補助炎孔２９ａから高濃度の燃料ガスを噴射させるために、濃ガス流路が短く充分な混合を得にくい構造であるが、混合促進部材６０と狭窄通路４７を適宜に配することによって小型で安定した混合ガスを得ることができる。また、充分に混合された燃料ガスを生成することができるので、ＮＯｘ値やＣＯ値を低減した燃焼性の安定した火炎を得ることが可能となる。更に、製造時において、寸法公差に伴って燃料ガスノズルに僅かな位置ずれや角度ずれを生じても、安定した混合ガスが生成されるので、製造性を向上させることができる。尚、本実施例の燃焼装置１では、仕切板６０ａに半円状の切起部６０ｂを設けた構造の混合促進部材６０を設けた構成として説明したが、切起部６０ｂを設けずに単に仕切板６０ａを設けるだけでも混合促進の効果を奏する。また、本実施例の混合促進部材６０以外にも、次に説明するような構造を持つ混合促進部材を適用することが可能である。
【００６３】
次に、本発明の別の実施例に係る混合促進部材を、図１４〜図１９を参照して説明する。尚、図１４〜図１９の各々において、前記図１３と同一構成部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６４】
図１４は、別の実施例に係る混合促進部材６１およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６１は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続した仕切板６１ａを形成し、仕切板６１ａの濃ガス導入口４３側の側縁を略半円状に突出させ、突出した半円部分を互いに離遠させるように左右方向へ切り起こして切起部６１ｂを形成した形状とされている。この混合促進部材６１によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進部材６１に向かって導入され、気流に略垂直状に設けられた切起部６１ｂに衝突して周囲に拡がるように気流が曲げられる。そして、拡散した燃料ガスは仕切板６１ａで分離されるようにして混合室４８の内部に移動する。このように、混合促進部材６１により、空気および燃料ガスが衝突、拡散する過程で双方が充分に混合される。仕切板６１ａは切欠部２０ｃの一部に設けられており、混合促進部材６１の下流側は連通した空隙４９が形成されている。これにより、混合促進部材６１で混合された燃料ガスが仕切板６１ａで一旦分離された後に再度空隙で一体となるので、燃料ガスが均圧化され混合が促進される。また、燃料ガスノズル１１の軸線が切起部６１ｂの中央から僅かにずれた場合であっても、導入された空気および燃料ガスが切起部６１ｂで衝突、拡散することによって充分な混合を得ることができる。
【００６５】
図１５は、別の実施例に係る混合促進部材６２およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６２は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続した仕切板６２ａ，６２ａを形成し、仕切板６２ａ，６２ａの上流側（濃ガス導入口４３側）および下流側の側縁の一部を互いにずらせるようにして方形状に突出させ、突出した方形部分を互いに離遠するように左右方向へ切り起こして切起部６２ｂ，６２ｂを形成すると共に、この切起部６２ｂの両端を、主構成体２０の両側に位置する副構成体１２の板体１５，１８の内面と当接する形状とされている。この混合促進部材６２によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進部材６２に向かって移動し、一部の燃料ガスが気流に略垂直状に設けられた濃ガス導入口４３側の切起部６２ｂに衝突して周囲に拡がるように気流が曲げられる。拡散した燃料ガスは仕切板６２ａで分離されるようにして、再度、下流側の切起部６２ｂに衝突して周囲に拡がるように気流が曲げられる。そして、下流側の空隙４９で均圧化される。このように、混合促進部材６２により、空気および燃料ガスが衝突および拡散する過程で双方が充分に混合される。尚、本実施例では、切起部６２ｂを仕切板６２ａの前後側縁に設けた構成としているが、一方の側縁だけに設けても良く、また、切起部６２ｂの高さを異なる形状としても良い。また、切起部６２ｂの左右の長さを異ならせることによって効果的に気流を乱すことも可能である。
【００６６】
図１６は、別の実施例に係る混合促進部材６３およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６３は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続した仕切板６３ａ，６３ａを形成し、仕切板６３ａ，６３ａの上流側（濃ガス導入口４３側）の側縁に、燃料ガスノズル１１の軸線に対して傾斜させた切り込みを互いに異なる方向へ設け、切り込み部分を互いに離遠させるように左右方向へ切り起こして切起部６３ｂ，６３ｂを形成した形状とされている。この混合促進部材６３によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進部材６３に向かって導入され、一部の燃料ガスが気流に対して傾斜状に設けられた濃ガス導入口４３側の切起部６３ｂに沿って上下に渦巻き状に気流が曲げられる。そして、気流が曲げられた燃料ガスは仕切板６３ａで分離されるようにして下流側の空隙４９に移動して均圧化される。このように、混合促進部材６３により、空気および燃料ガスの移動方向が上下に渦巻き状に曲げられる過程で双方が充分に混合される。
【００６７】
図１７は、別の実施例に係る混合促進部材６４およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６４は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続した仕切板６４ａ，６４ａを形成し、仕切板６４ａに断面が略半円状の膨出部６４ｂ，６４ｂを燃料ガスノズル１１の軸線に対して互いに異なる方向へ傾斜させるようにして設けた形状とされている。則ち、膨出部６４ｂの内部に断面が半円状のダクトを形成させた形状である。この混合促進部材６４によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは混合促進部材６４に向かって導入され、一部の燃料ガスが気流に対して傾斜状に設けられた膨出部６４ｂに侵入して上下に気流が曲げられる。そして、膨出部６４ｂを通過した燃料ガスと仕切板６４ａで分離されるようにして下流へ移動した燃料ガスが空隙４９において均圧化される。このように、混合促進部材６４により、空気および燃料ガスの一部の移動方向が上下に曲げられる過程で双方が充分に混合される。
【００６８】
図１８は、別の実施例に係る混合促進部材６５およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６５は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続して仕切板６５ａ，６５ａを設け、仕切板６５ａに略半円錐形の膨出部６５ｂ，６５ｂを設けて円錐形を形成させている。そして、大径開口６５ｃを上流側（濃ガス導入口４３側）へ向け、頂部開口６５ｄが下流側へ向くように配している。この混合促進部材６５によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは大径開口６５ｃに導入されて収斂しながら頂部開口６５ｄに向かう。そして、収斂された燃料ガスは頂部開口６５ｄから空隙４９へ噴出される。このように、混合促進部材６５により、空気および燃料ガスが収斂および拡散を行う過程で双方が充分に混合される。この混合促進部材６５は、燃料ガスノズル１１の軸線が大径開口６５ｃの中心に一致させるように配しても良く、また、大径開口６５ｃの中心に対して上下左右方向にずれた位置、あるいは、角度をずらした位置に配しても充分な混合効果を得ることができる。
【００６９】
図１９は、更に別の実施例に係る混合促進部材６６およびその周辺を示す斜視図である。この混合促進部材６６は、中間壁体３８と空気導入口２７の上部との主構成体２０の切欠部２０ｃにおいて、板体１６，１７を接続した仕切板６６ａ，６６ａを設け、仕切板６６ａに略半円錐形の膨出部６６ｂ，６６ｂを設けて円錐形を形成させている。そして、大径開口６６ｃを上流側（濃ガス導入口４３側）へ向け、頂部が下流側へ向くように配している。膨出部６６ｂの頂部近傍の傾斜部分は、略４角錐状になるように平面状に削られ、平面部分に下流側へ向けた開口６６ｄ，６６ｄと、分岐部（空隙）３３側へ向けた開口６６ｅ，６６ｅが設けられている。この混合促進部材６６によれば、濃ガス導入口４３から導入された空気および燃料ガスは大径開口６６ｃに向かって導入され、収斂しながら頂部に向かう。そして、収斂された燃料ガスは開口６６ｄおよび開口６６ｅから噴出する。このように、混合促進部材６６により、空気および燃料ガスが収斂および拡散を行う過程で双方が充分に混合され、混合されたガスが、下流側および分岐部（空隙）３３へ向けて噴出するので、混合の促進された燃料ガスを送出できる。また、この混合促進部材６６では、開口６６ｄ，６６ｅの設けられた頂部近傍が予め平面状になるように切削加工を施すので、開口６６ｄ，６６ｅの穴開け加工精度を極めて高くすることができる。これにより、下流側および分岐部（空隙）３３側への燃料ガスの供給量を正確に調整することが可能となる。
【００７０】
尚、前記した混合促進部材６０〜６６は全て板体１６，１７を用いて形成したものであるが、混合促進部材を別体に成して混合部４８に取り付ける構成としても良い。
【００７１】
次に本発明の変形例について説明する。図２０は、本発明の他の実施例における図９に相当する部位での断面図である。図２１は、本発明のさらに他の実施例における図９に相当する部位の要部断面図である。図２２は、図１の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。図２３は、本発明の他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す断面図である。図１８は、本発明のさらに他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。図２５は、図２４の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す説明図である。図２６は、本発明のさらに他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。図２７は、本発明のさらに他の実施例における燃焼装置の縦断面図及び狭窄通路部分の拡大図である。
【００７２】
上記した図１の実施例では、ベンチュリ部２２を構成する部位の板は平行である旨を開示したが、例えば図２０の様にテーパ形状を有していて断面積が下流に向かって漸次増大する構成も可能である。このように下流に向かって断面積を増大させることにより、内部が負圧となる傾向が強まり、燃料ガスの吸い込みが良好となる。またベンチュリ部２２は、図２１の様に平面断面が略円弧状のものであってもよい。
【００７３】
またベンチュリ部２２に設けるガス導入開口３１の断面形状は任意であり、例えば図２４（ａ）の様なバーリング形状であって縁を有するものや、図２６（ａ）の様な、スリット状のガス導入開口３１を設けると共に、導入開口３１の上流側に段部を設け、段部の端部にガス導入開口３１を位置させてもよい。本実施例では、ガス導入開口３１は、淡ガス流路内を流れる空気の流れと平行に開口することなる。
【００７４】
ガス導入開口３１の形状の相違による作用の違いは次の通りであり、これらを考慮した上で適切な設計を行なうべきである。すなわち図２２の様に、ガス導入開口３１を通常の孔とし、かつ主構成体を構成する二つの板１６，１７のベンチュリ部２２の同一位置にガス導入開口３１を設けると、図２２（ｂ）の様に、両側から淡混合ガス流路内に入った濃混合ガス同士が衝突し、混合が促進される。
【００７５】
一方、図２３の様に二つの板１６，１７のベンチュリ部２２の異なる位置にガス導入開口３１を設けると、濃混合ガス同士の衝突が回避されるので、ガス導入開口３１からの濃ガスの吸入が円滑に行なわれる。
【００７６】
さらに図２４の様にガス導入開口３１をバーリング孔形状とし、淡ガス流路側に開口３１の縁が突き出した形状を採用すると、濃ガスの吸入がより円滑に行なわれる。またガス導入開口３１をバーリング孔形状とすると、縁の部分が淡ガス流路側に突き出すので、図２６の様に淡ガス流路を流れる空気に乱流が生じ、渦巻きの作用によって、濃ガスが空気中に拡散する。
【００７７】
さらに図２６の様な段部と共にガス導入開口３１を設けると、燃料ガスが淡ガス流路側に引き込まれ易い。
【００７８】
以上説明した実施例では、副構成体１２に溝４０を設けて当該溝４０を燃料ガスが流れる様に構成したが、逆に主構成体側に溝４０を設け、当該部位から濃混合ガスを上方に通過させてもよい。さらに図２７の様に、中間部に設けられた主構成体側の板体１６，１７を外側に膨出させて上下の空隙３３（分岐部），４５を遮蔽する閉塞部５０を作り、この閉塞部５０に開口５１を設けて、この開口５１を狭窄通路として機能させてもよい。本構成によると、閉塞部５０に設けられた開口５１によって淡ガス流路の両側面に設けられた濃ガス流路３５ａ，３５ｂのそれぞれの上部の空隙４５に燃料ガスが分岐される。本構成では、開口５１の径によって両側の濃ガス流路３５ａ，３５ｂに分割される燃料ガスの量が決まるので、混合部４８で混合された濃混合ガスが均等に左右の濃ガス通路３５ａ，３５ｂに分割され、左右の補炎のバランスが良い。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の本発明によれば、燃料ガスノズルの位置や角度が僅かに変動した場合であっても、混合部に設けられた混合促進部材によって空気と燃料ガスが効率良く混合される。これにより、ＮＯｘ値やＣＯ値を低減した安定した火炎が得られ、品質の安定した燃焼装置を提供することができる。また、請求項３乃至１２に記載の本発明によれば、混合促進部材を種々の形状に成することにより、簡単な構成によって製造が容易でしかも安定した火炎が得られる燃焼装置を提供することができる。
【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の燃焼装置の分解斜視図である。
【図３】 図１の燃焼装置の平面図及びその拡大図である。
【図４】 板体のかしめ構造を示す説明図である。
【図５】 図１の燃焼装置の展開図である。
【図６】 図５の板体の折り重ね構造を示す説明図である。
【図７】 図１の燃焼装置における淡ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。
【図８】 図１の燃焼装置における濃ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。
【図９】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】 図１のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】 図１のＤ方向矢視斜視図である。
【図１２】 図１のＤ方向矢視図である。
【図１３】 図１の燃焼装置における混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１４】 本発明の他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１５】 本発明の他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１６】 本発明の他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１７】 本発明の他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１８】 本発明の他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図１９】 本発明の更に他の実施例に係る混合促進部材を混合部周辺の燃料ガスの流れと共に示す説明図である。
【図２０】 本発明の他の実施例における図９に相当する部位での断面図である。
【図２１】 本発明のさらに他の実施例における図９に相当する部位の要部断面図である。
【図２２】 図１の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。
【図２３】 本発明の他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す断面図である。
【図２４】 本発明のさらに他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。
【図２５】 図２４の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す説明図である。
【図２６】 本発明のさらに他の実施例の燃焼装置の混合部周辺の燃料ガスと空気の流れを示す斜視図及びその断面図である。
【図２７】 本発明のさらに他の実施例における燃焼装置の縦断面図及び狭窄通路部分の拡大図である。
【符号の説明】
３６ 主炎孔
２９ａ，２９ｂ 補助炎孔
１ 燃焼装置
２７ 空気導入口
４３ 濃ガス導入口
２８ 淡ガス流路（気体流路）
３５ａ，３５ｂ 濃ガス流路（気体流路）
６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６ 混合促進部材
４８ 混合部
３３ 分岐部（空隙）
６０ａ 仕切板

Claims (12)

1. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、
   空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口と、
   前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔を連通し補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、
   濃ガス流路の一部を構成し、且つ、濃ガス導入口から導入された燃料ガスと空気との混合を促進させる混合促進部材を内設した混合部と、前記混合部と補助炎孔との間の淡ガス流路の両側面に設けられた濃ガス流路に、燃料ガスを分岐する分岐部とを有し、
   前記淡ガス流路にはガス導入開口を備えたベンチュリ部が設けてあり、前記ベンチュリ部は、前記混合部内に配置されており、前記ベンチュリ部は、ガス導入開口を介して混合部内の燃料ガスの一部を淡ガス流路内に流入させ、主炎孔からは低濃度の燃料ガスを噴射し、前記混合部内のそれ以外の燃料ガスは、濃ガス流路を経て補助炎孔から噴射することを特徴とする燃焼装置。
2. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、当該主炎孔から噴射される燃料ガスよりも濃度の高い燃料ガスを噴射する補助炎孔を有した燃焼装置において、
   ４枚以上の板体が重ねられて構成され、空気又は低濃度の燃料ガスが導入される空気導入口と、空気及び高濃度の燃料ガスが導入される濃ガス導入口と、
   板体同士の隙間によって形成され、前記空気導入口と主炎孔を連通し主炎孔に燃料ガスを供給する淡ガス流路と、前記濃ガス導入口と補助炎孔を連通し補助炎孔に燃料ガスを供給する濃ガス流路と、
   濃ガス流路の一部を構成し、且つ、濃ガス導入口から導入された燃料ガスと空気との混合を促進させるための重ね合わされた前記板体で成る混合促進部材を内設した混合部と、前記混合部と補助炎孔との間の淡ガス流路の両側面に設けられた濃ガス流路に、燃料ガスを分岐する分岐部とを有し、
   前記淡ガス流路にはガス導入開口を備えたベンチュリ部が設けてあり、前記ベンチュリ部は、前記混合部内に配置されており、前記ベンチュリ部は、ガス導入開口を介して混合部内の燃料ガスの一部を淡ガス流路内に流入させ、主炎孔からは低濃度の燃料ガスを噴射し、前記混合部内のそれ以外の燃料ガスは、濃ガス流路を経て補助炎孔から噴射することを特徴とする燃焼装置。
3. 前記濃ガス流路の混合部に内設された混合促進部材の下流側に、当該混合促進部材によって混合された燃料ガスを集約させる空隙または連通孔を介して連通された空隙を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
4. 前記混合促進部材は、前記濃ガス導入口から所定距離だけ退入させて混合部に内設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
5. 前記混合促進部材は、前記混合部に空気と共に導入される燃料ガスの移動方向を流入方向に対して変動させる形状とされることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
6. 前記混合促進部材は、前記混合部に空気と共に導入される燃料ガスを混合部の所定方向へ向けて収斂させる形状とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃焼装置。
7. 前記混合促進部材は、前記混合部に空気と共に導入される燃料ガスを拡散させる形状とされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の燃焼装置。
8. 前記混合促進部材は、混合部に空気と共に導入される燃料ガスを左右へ仕切るように上下方向へ設けた重ね合わせて成る仕切板の上流側の側縁を略半円状に切り欠き、当該半円状の切り欠き部分の側縁を互いに離遠させるように切り起こした形状に成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼装置。
9. 前記混合促進部材は、濃ガス流路の混合部に空気と共に導入される燃料ガスを左右へ仕切るように上下方向へ設けた仕切板の上流側または下流側の少なくともいずれか一方の側縁を切り起こした形状に成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼装置。
10. 前記混合促進部材の切り起こし部分は、燃料ガスノズルの軸線に対して傾斜させて仕切板の左右において切り起こし方向が異なるようにして切り起こされることを特徴とする請求項９に記載の燃焼装置。
11. 前記混合促進部材は、大径開口と小径開口とを有する中空円錐形状に成されており、大径開口を濃ガス流路の上流側に向け、小径開口を下流側へ向けて配されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼装置。
12. 前記混合促進部材は、大径開口を有する中空円錐形状に成され、大径開口を濃ガス流路の上流側に向けて配されており、当該円錐形の頂部近傍には濃ガス流路の下流側および分岐部側に向けて開口が設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼装置。

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