JP3680943B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを燃焼することにより湯水を加熱する湯水加熱装置等に好適に使用できる燃焼装置に関するものである。
【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。
【０００３】
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、主炎孔が形成されている。また、前記燃焼装置には、側面側のそれぞれ二枚の金属板によって高濃度の燃料ガスが通過する濃ガス流路が構成されており、補助炎孔が形成されている。淡ガス流路を通過した淡ガスは、燃焼されると燃焼装置の略中央に比較的大きな主炎を形成する。一方、濃ガス流路から噴出した濃ガスは、燃焼されると前記主炎に隣接する位置に比較的小さな保炎を形成する。淡ガスが燃焼し形成される主炎は、濃ガスが燃焼し発生した火炎が発生する熱により安定化される。
【０００４】
また、燃料ガスを希薄な状態で燃焼させる方法として、燃焼装置の外部で燃料ガスと空気とを混合した混合ガスを供給し、燃焼させる予混合希薄燃焼方式が知られている。予混合希薄燃焼方式を採用した燃焼装置として、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。
【０００５】
従来技術のこの種の燃焼装置として、火炎を安定化すべく炎孔の一部を保炎孔として用いたものが知られている。この種の燃焼装置は、上記した濃淡燃焼方式の燃焼装置と同様に複数の金属板を重ねたものであり、中央の二枚によって供給された混合ガスの大部分が通過するガス流路を構成し、主炎孔が形成されている。また、前記燃焼装置は、側面側のそれぞれ二枚の金属板によって前記混合ガスの残部が通過する流路を構成し補助炎孔が形成されている。主炎孔から噴出した混合ガスは、燃焼されると燃焼装置の略中央に比較的大きな主炎を形成する。一方、補助炎孔から噴出した混合ガスは、燃焼されると前記主炎に隣接する位置に比較的小さな保炎を形成する。燃焼装置の中心部に形成される主炎は、保炎が発生する熱により安定化される。
【０００６】
補助炎孔から噴出するガスの流速が不安定であると、当該補助炎孔に形成される保炎の安定性が低く、主炎孔に形成される主炎を安定化することができない。即ち、補助炎孔から流出するガスの流速が速すぎる場合は、保炎自体の安定性が悪く、主炎孔に形成される主炎を安定化することができない。一方、補助炎孔から流出するガスの流速が遅すぎる場合は、ガス供給量が少なく、主炎を安定化するのに十分な熱量が得られないという問題がある。さらに、ガスの流速が遅い場合は、補助炎孔の基端部近傍にガスの渦流がほとんど発生せず、保炎の安定性が確保できないという問題がある。従って、従来の燃焼装置は、火炎の安定性が悪く、燃料ガスを完全燃焼できないという問題がある。
【０００７】
そこで、上記した問題を解決すべく、本発明者等は特許２７１５９０６号公報に開示されている燃焼装置を提供した。当該燃焼装置２００は、図１４に示すように、燃焼管本体２０１を中心として、左右に濃混合ガス通路部２０２が配置され、さらに燃焼管本体２０１の上部であって、濃混合ガス通路部２０２の間に淡混合ガスを噴出する炎孔部材２０３が設けられたものである。濃混合ガス通過部２０２の頂部２０５には、複数の炎孔２０６が一列に配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した燃焼装置２００は、炎孔２０６の開口面積および間隔を適宜調整すれば、濃混合ガスの流速を安定化し、当該補助炎孔に形成される炎の安定性を向上させることができる。しかし、濃混合ガス通過部２０２の頂部２０５は、炎孔２０６を設けることにより剛性が低下するため、炎孔２０６を密に設けることができない。また、頂部２０５に炎孔２０６を密に設けると、炎孔２０６の周囲の剛性が低下するため、火炎により頂部２０５が焼き切れてしまうことがある。さらに、頂部２０５に一定の開口面積を有する炎孔２０６を等間隔に設けるためには相当の手間を要するという問題があった。そのため、従来の燃焼装置２００は、燃焼装置自体の剛性を維持しつつ、濃混合ガスの流速を最適化することが困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記した問題に鑑み、火炎の安定性が高く、燃料ガスを完全燃焼できる燃焼装置を提供することを目的とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した問題を解決すべく提供される本発明は、低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装置である。
【００１１】
本発明の燃焼装置は、補助炎孔内に保炎形成部材を配置することにより複数の保炎孔を形成したものであるため、燃焼装置自身の剛性の低下を招くことなく高密度に保炎孔を形成することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、長期にわたり燃焼駆動を安定して行える。また、上記した構成によれば、保炎孔の形状を適宜変更することが可能であり、保炎孔に形成される火炎の形状を任意の形状とすることができる。
【００１２】
また、本発明の燃焼装置は、保炎孔に形成される火炎が発生する熱量により、主炎孔に形成される火炎を安定化することができる。本発明の燃焼装置は、保炎孔形成部材により補助炎孔を屈曲分割し、保炎孔を形成することにより、高濃度の燃料ガスの流路断面積を調整し、燃料ガスの流速および保炎孔に形成される火炎の形状を調整することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、保炎孔に比較的小さく安定した火炎が形成され、これにより低濃度のガスが燃焼し主炎孔に形成される火炎を安定化することができる。
【００１３】
本発明の燃焼装置は、火炎の状態が安定しているため、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音も極めて小さい。また、本発明の燃焼装置は、保炎孔および主炎孔に形成される火炎が共に安定しているため、供給された燃料ガスの大部分が完全燃焼し、未燃成分の発生を最小限に抑制することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量を最低限に抑制し、環境に調和した燃焼駆動を行うことができる。また、本発明の燃焼装置は、未燃成分がほとんど発生しないため、エネルギー変換効率が高く、所望の燃焼量を的確に得ることができる。
【００１４】
また、別の本発明は、燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり当該主炎孔に隣接する位置に燃料を噴射する補助炎孔を備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装置である。
【００１５】
本発明の燃焼装置は、補助炎孔内に配置された保炎形成部材により複数の保炎孔を形成したものであるため、高密度に保炎孔を形成しても燃焼装置自身の剛性の低下が起こらない。そのため、本発明の燃焼装置は、長期にわたり安定した燃焼駆動を行うことができる。
【００１６】
本発明の燃焼装置は、保炎孔に形成される火炎が発生する熱量により、主炎孔に形成される火炎を安定化することができる。本発明の燃焼装置は、補助炎孔を屈曲分割し、保炎孔を形成することにより、燃料ガスの流速および保炎孔に形成される火炎の形状を調整し、安定した火炎を形成することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、主炎孔に形成される火炎を安定化し、完全燃焼することができ、振動燃焼がほとんど起こらない。
【００１７】
また、本発明の燃焼装置は、供給された燃料ガスの大部分が、保炎孔および主炎孔において完全燃焼し、未燃成分の発生量が極めて少ない。そのため、本発明の燃焼装置は、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が少なく、環境に調和した燃焼駆動を行うことができる。また、本発明の燃焼装置は、未燃成分がほとんど発生しないため、エネルギー変換効率が高く、所望の燃焼量を的確に得ることができる。
【００１８】
さらに別の本発明は、低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備え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と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連通し燃料ガスと空気とを混合させる混合部とを有し、当該混合部で調整された高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路に供給し、前記高濃度の燃料ガスの残部を濃ガス流路に供給する濃ガス供給路と、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材とを具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成することを特徴とする燃焼装置である。
【００１９】
かかる構成によれば、主炎孔に供給される淡ガスと、補助炎孔に供給される濃ガスとの濃度比率を安定化することが可能であり、燃焼駆動を安定して行うことができる。また、本発明の燃焼装置は、空気導入口から空気のみを導入する構成とすれば、濃ガス導入口に燃料ガスを噴射する燃料ガスノズルだけを設ければ良く、装置全体の構造を簡略化できる。
【００２０】
本発明の燃焼装置は、保炎形成部材を補助炎孔内に配置することにより、複数の保炎孔を形成したものであるため、燃焼装置自身の剛性の低下を招くことなく高密度に保炎孔を形成することができる。
【００２１】
本発明の燃焼装置は、補助炎孔を屈曲分割し、保炎孔を形成することにより、燃料ガスの流速および保炎孔に形成される火炎の形状を調整し、安定した火炎を形成することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、保炎孔に比較的小さく安定した火炎を形成することができる。本発明の燃焼装置は、保炎孔に発生した火炎により、主炎孔の火炎を安定化し、淡ガスを完全燃焼することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。
【００２２】
また、本発明の燃焼装置に供給された燃料ガスは、保炎孔および主炎孔において大部分が完全燃焼され、未燃成分として排出される燃料ガスは極めて少ない。そのため、本発明の燃焼装置は、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が少なく、エネルギー変換効率も高い。
【００２３】
請求項１に記載の本発明は、保炎孔形成部材は、板状のプレートを屈曲して補助炎孔をスリット状に分割することを特徴とする燃焼装置である。
【００２４】
かかる構成によれば、保炎形成部材を補助炎孔に設けることにより、スリット状に分割された保炎孔の開口面積を容易かつ精度良く調整することができる。また、保炎孔の開口面積を調整することにより、保炎孔から噴出する燃料ガス流速を調整することができる。従って、本発明の燃焼装置は、保炎孔に安定した火炎を形成し、この火炎が発する熱により主炎孔の火炎を安定化することができる。よって、本発明の燃焼装置は、振動燃焼がほとんど起こらない。
【００２５】
また、本発明の燃焼装置は、火炎の状態が安定しているため、供給された燃料ガスの大部分が完全燃焼される。そのため、未燃成分や、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が少なく、エネルギー変換効率も高い。
【００２６】
請求項４に記載の本発明は、保炎形成部材が、長尺の板状体であり、厚さ方向に突出した凹凸部を複数有することを特徴とする燃焼装置である。
【００２７】
かかる構成によれば、保炎形成部材を補助炎孔に設けることにより、保炎孔の開口面積を容易かつ精度良く調整することができる。また、保炎孔の開口面積を調整することにより、保炎孔から噴出する燃料ガス流速を調整し、任意の形状の火炎を形成することができる。従って、本発明の燃焼装置は、保炎孔に安定した火炎を形成し、この火炎が発する熱により主炎孔の火炎を安定させることができる。よって、本発明の燃焼装置は、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音も小さい。
【００２８】
また、本発明の燃焼装置に供給された燃料ガスは、保炎孔および主炎孔において大部分が完全燃焼される。そのため、未燃成分として排出される燃料ガスや、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が少なく、エネルギー変換効率も高い。
【００２９】
請求項５に記載の本発明は、補助炎孔の側面には、保炎孔の開口側の端部よりガス下流側へと突出した保炎壁部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３０】
かかる構成によれば、保炎孔に形成される火炎の吹き飛びを防止し、主炎孔に形成される火炎を確実に安定化することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼駆動時に発生する火炎が安定しており、振動燃焼がほとんど発生しない。
【００３１】
また、本発明の燃焼装置は、保炎孔および主炎孔に形成される火炎が安定しているため供給された燃料ガスの大部分が完全燃焼され、未燃成分として排出される燃料ガスや、一酸化炭素などの有毒ガスの発生量が極めて少ない。そのため、本発明の燃焼装置は、エネルギー変換効率が高く、環境に調和した燃焼駆動を行える。
【００３２】
請求項６に記載の本発明は、保炎孔の側面には、燃焼装置の外部方向に膨出した膨出部が設けられており、当該膨出部のガス上流側の端部は、保炎孔の開口側の端部と同一平面上にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３３】
本発明の燃焼装置は、保炎孔から噴出したガスが膨出部において渦流を発生するため、保炎孔に形成されている火炎が安定化される。そのため、主炎孔に形成された火炎は、保炎孔に形成された火炎により確実に安定化され、振動燃焼がほとんど起こらない。
【００３４】
本発明の燃焼装置は、振動燃焼がほとんど起こらないため、供給された燃料ガスの大部分を完全燃焼する。そのため、未燃成分および一酸化炭素などの有毒ガスの排出量が極めて少ない。
【００３５】
請求項１０に記載の本発明は、主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３６】
かかる構成によれば、保炎孔の火炎を安定化し、主炎孔に形成される火炎を確実に保炎することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼駆動が安定しており、一酸化炭素などの有害ガスの発生量が少なく、未燃ガスの排出量が少ない。よって、本発明の燃焼装置は、エネルギー変換効率が高く、環境に調和した燃焼駆動が可能である。
【００３７】
保炎孔の開口部における長尺方向の長さは、１２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３８】
かかる構成によれば、保炎孔の火炎の状態がより一層安定し、主炎孔に形成される火炎を確実に保炎することができる。そのため、本発明の燃焼装置は、供給された燃料ガスの大部分を完全燃焼することができる。即ち、前記燃焼装置は、燃焼駆動時に発生する一酸化炭素などの有害ガスの量が極めて少なく、未燃ガスの排出量も少ない。よって、本発明の燃焼装置は、エネルギー変換効率が高く、環境に調和した燃焼駆動が可能である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態である燃焼装置の斜視図である。また、図２は、第１実施形態の燃焼装置の分解斜視図である。図１において、１は本実施形態の燃焼装置である。
【００４０】
燃焼装置１は、低濃度の燃料ガス（以下、「淡ガス」と称す）の燃焼により発生する火炎（主炎）に、高濃度の燃焼ガス（以下、「濃ガス」と称す）の燃焼により発生する火炎（保炎）を隣接させる濃淡燃焼方式を採用した燃焼装置である。燃焼装置１は、従来の燃焼装置と同様にケース内に並列に複数並べて使用されたり、単独で使用される。本実施例の燃焼装置１は、大別してバーナ本体２と炎孔部材３と保炎形成部材４７とによって構成されている。バーナ本体２は、図２に示すように中央の主構成体５と両脇の副構成体６とによって構成されている。主構成体５は、２枚の金属製の板体７，８を重ね合わせたものであり、副構成体６は、板体１０，１１を重ね合わせたものである。
【００４１】
板体７，８，１０，１１は、図３に示すようにプレス成形加工によって金属平板に凹凸形状が設けられたものである。本実施形態において、主構成体５を構成する板体７，８は、一枚の金属板体を加工することにより、一体化されている。即ち、板体７，８は、金属板体１２を折曲線１３を中心として部位Ａ，Ｂに分け、部位Ａ，Ｂにプレス成形を施し、凹凸形状を形成したものである。部位Ａ，Ｂに形成された凹凸形状は、折曲線１３を中心として対称形となっている。副構成体６を構成する板体１０，１１は、各々別の金属板体で構成されている。
【００４２】
副構成体６の板体１０，１１は、それぞれ主構成体５の金属板体１２の部位Ａ（板体７）および部位Ｂ（板体８）の上方に重ね合わせられ、スポット溶接により一体化されている。また、主構成体５は、折曲線１３を中心として折り曲げられ、周囲がスポット溶接により溶接接合されている。
【００４３】
主構成体５は全体的に平面的な形状を有し、頂部１５および空気導入口１６が開口している。また頂部１５および空気導入口１６を除く、３方の辺にはフランジ部１７が設けられている。フランジ部１７は、空気導入口１６の上部側の一部が略半円状に切り欠かれており、混合促進部１８が形成されている。空気導入口１６の上部であって、混合促進部１８の下流側には、板体７，８を連通する連通孔２０が設けられている。連通孔２０は、副構成体６の板体１０，１１により包囲されており、これにより混合部２１が形成されている。また、混合促進部１８と連通孔２０との周辺は、中間壁部１９となっている。
【００４４】
主構成体５には、２枚の板体７，８によって、図２の様に、一連の気体流路２２が形成されている。即ち、板体７，８が密着する部分を除く他の部分には隙間が形成されており、この隙間によって気体流路２２が形成される。本実施例の燃焼装置１では、板体７，８によって構成される主構成体５の気体流路２２には、淡ガスが通過する。すなわち主構成体５に形成される気体流路２２は、淡ガス流路として機能する。
【００４５】
図２に示すように、淡ガス流路２２は、大別してベンチュリ部２３と、淡ガス混合部２５と、導通部２６と、炎孔部材配置部２７とから構成されている。即ち、淡ガス流路２２は、空気導入口１６から始まり、順次、ベンチュリ部２３、淡ガス混合部２５、導通部２６および炎孔部材配置部２７へと連続している。
【００４６】
空気導入口１６は略楕円形の開口であり、空気導入口１６より所定長さだけ奥側でベンチュリ部２３に繋がる部分には、テーパ２８が設けられており淡ガス流路２２の流路断面積が縮小されている。また、ベンチュリ部２３の下流側には、テーパ３０が設けられており、淡ガス流路２２の流路断面積が拡大している。即ち、淡ガス流路２２は、ベンチュリ部２３において流路が内側に絞られ、流路断面積が急激に縮小されている。ベンチュリ部２３には、複数のガス導入孔２９が設けられている。さらに詳細には、ガス導入孔２９は、ベンチュリ部２３に千鳥状に設けられており、副構成体６側に均等量の気体を流出すべく、開口径は配置位置により適宜変更されている。
【００４７】
淡ガス流路２２は、テーパ部３０より下流側に形成された淡ガス混合部２５において大きく屈曲し、方向転換している。淡ガス混合部２５の末端部分は、再度流路断面積が縮小しており、導通部２６へと繋がっている。導通部２６は、淡ガス混合部２５の末端側から燃焼装置１の上方に向けて三角形状に広がっており、炎孔部材配置部２７へと連続している。
【００４８】
炎孔部材配置部２７は、主構成体５の上端部に位置し、長手方向全域にわたって延伸している。炎孔部材配置部２７の側面には、長手方向に溝３１が設けられている。溝３１は、炎孔部材配置部２７の外側に向かって突出しており、炎孔部材配置部２５の長手方向の全域にわたって延伸している。溝３１は、炎孔部材配置部２７の剛性を向上し、燃料ガスと空気との攪拌を促進するために設けられたものである。
【００４９】
副構成体１２を構成する板体１０，１１には、上記した板体７，８とほぼ同様の形状の凹凸が設けられており、長手方向の両端及び下部にはフランジ部３２，３３が設けられている。しかしながら、上記した空気導入口２７に相当する部位については、フランジ部３２，３３が欠落している。
【００５０】
板体１０，１１において、主構成体５の淡ガス混合部２５に相当する部位には、他の部位に比べて内側に窪んだ凹部３５，３６が形成されている。凹部３５，３６の形状は淡ガス混合部２５の外形と略一致している。また、凹部３５，３６の上方側で、主構成体５の導通部２６に相当する位置には、導通部２６の外形と略一致する形状に突出した濃ガス流路形成膨出部３７が設けられている。濃ガス流路形成膨出部３７と、空気導入口１６の近傍の部位とは、外部方向に突出した溝３８によって連通している。板体１０，１１の上部には、図２に示すように内部方向に窪んだ堰部４０が設けられている。堰部４０は、８個の部位に分割され、板体１０，１１の長手方向に一列に延伸している。
【００５１】
図４（ａ）は、炎孔部材配置部２７に挿入される炎孔部材３を示す図であり、同（ｂ）はその要部拡大図である。炎孔部材３は、厚さ方向に突出した複数の凸部４１を有する主炎孔形成板４３を６枚重ね合わせたものであり、全体として四角柱状となっている。主炎孔形成板４３に設けられた凸部４１は、炎孔部材３の外方側に位置する主炎孔形成板４３に設けられたものほどその突出量が大きい。炎孔部材３は、隣接する凸部４１同士によって上下方向に連通した開口が形成されており、その開口は主炎孔４５として機能する。炎孔部材３は、炎孔部材配置部２７に上方から挿入され固定されている。
【００５２】
炎孔部材３と副構成体６の板体１０，１１との間には、補助炎孔４６が設けられている。補助炎孔４６には、図７（ａ）に示す保炎形成部材４７が固定されている。保炎形成部材４７は、長尺のプレートを屈曲させ、厚さ方向に突出した複数の凹凸部４８を成形した板状体であり、断面形状が略波形となっている。凹凸部４８は、補炎形成部材４７の厚さ方向に膨出した屈曲部４８ａと、平面状の頂部４８ｂとにより構成されており、保炎形成部材４７の短手方向の全長にわたって連続して設けられている。補炎形成部材４７は、凹凸部４８の屈曲部４８ａの突出方向が補助炎孔４６の長手方向に対して交差し、頂部４８ｂが板体１０，１１及び炎孔部材３の外部側の壁面に当接するように補助炎孔４６内に配置されている。そのため、補助炎孔４６は、保炎形成部材４７の屈曲部４８ａによりスリット状に屈曲分割され、上下方向に連通した保炎孔５０が形成されている。また、頂部４８ｂが板体１０，１１及び炎孔部材３の外部側の壁面に当接しているため、補炎孔５０はそれぞれ分割され独立している。
【００５３】
続いて、本実施形態の燃焼装置１における各構成部材の関係について説明する。本実施形態の燃焼装置１は、図２に示すように板体７，８によって構成される主構成体５を中心として、その左右に保炎形成部材４７を介して副構成体６が配置されたものであり、副構成体６の頂部１５に炎孔部材３が配置されたものである。主構成体５と副構成体６とは、フランジ部１７，３２，３３を重ね合わせスポット溶接することにより一体化されている。スポット溶接による接合は、主構成体５を構成する中央の板体７，８と、副構成体６を構成する側面部の板体１０，１１との間で行なわれる。即ち、中央の一方の板体７と、これに隣接する側面部の板体１０の間で溶接接合が行なわれ、さらに中央の他方の板体８と、これに隣接する側面部の板体１１の間についても溶接による接合が行なわれる。
【００５４】
また、主構成体５と、板体１０，１１との内部の接合関係を見ると、図２，５の様に、主構成体５と、側面側の板体１０，１１とは、下端の空気導入口１６の近傍と、淡ガス混合部２５の近傍及び中間壁部１９で接し、他の部位は離れている。即ち、下端の空気導入口１６の近傍においては、図２，５の様に、主構成体５の空気導入口１６の側面１６ａ，１６ｂと、底面１６ｃ，１６ｄが側面側の板体１０，１１と接し、当該部位に隙間はない。
【００５５】
しかし副構成体６たる板体１０，１１の開口５１は、空気導入口１６よりも大きく、空気導入口１６の上部は板体１０，１１の開口５１と接していない。従って、バーナ本体２の下端部は二重構造の開口となっており、主構成体５の空気導入口１６の上部に、主構成体５の空気導入口１６の上部の外壁と副構成体６たる板体１０，１１の開口５１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５２として機能する。
【００５６】
空気導入口１６の上部については、板体７，８の一部が欠落しており、濃ガス導入口５２が開口している。また当該部位の主構成体５には、連通孔２０が設けられている。従って空気導入口１６の上部には比較的広い空隙５３があり、外部に開放されている。そして、この空隙５３と前記したベンチュリ部２３の周囲の空隙５５によって混合部２１を形成している。
【００５７】
このように、本実施形態では、開口が二重構造となっており、空気導入口１６の上部が直接的に濃ガス導入口５２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。また本実施形態では、濃ガス導入口５２が空気導入口１６上にあるので、濃ガス導入口５２は主炎孔４５及び補助炎孔４６に近い位置にあり、空気導入口１６は、主炎孔及び補助炎孔から遠い位置にある。
【００５８】
主構成体５のベンチュリ部２３の周囲と、副構成体６との間は、図２，図５の様に、空隙５５が形成されている。ベンチュリ部２３の周囲は、底部を除く三方について副構成体６と離れており、ベンチュリ部２３の周囲は、空隙５５によって包囲されている。
【００５９】
また主構成体５と、副構成体６の濃ガス流路形成膨出部３７についても離れており、図６の様に空隙５６が形成されている。ただし主構成体５の導通部２６は他の部分に比べて幅が狭いので、導通部２６の側面側は他の部位よりも広い空間となっている。空隙５６は、淡ガス流路２２の両側面に位置するものであり、主構成体５の全長にわたって広がっている。
【００６０】
前記した主構成体５の下部の側面に形成された空隙５５と、上部に形成された空隙５６の間は、図６（ａ）の様に主構成体５の中間壁部１９と副構成体６の内面とが接して隙間が無く、上下の空隙５５，５６は、遮蔽されている。ただ、上下の空隙５５，５６は、唯一、副構成体６の溝３８の部分によって連通されている。即ち、副構成体６には濃ガス流路形成膨出部３７と、空気導入口１６の近傍の部位とを連通する溝３８が形成されており、当該溝３８によって濃ガス流路形成膨出部３７と濃ガス導入口５２とが連通している。一方、中間壁部１９は平板であるから、中間壁部１９の両側と各板体１０，１１の溝３８との間で狭窄通路５７が形成される。
【００６１】
ここで当該狭窄通路５７の部分の細部について説明すると、図５の様に、狭窄通路５７は中間壁部１９の連通孔２０近傍に位置する。また連通孔２０近傍の板体１０，１１の膨出部の境界線は、連通孔２０の斜め上方に延びる開口部位と交差する。そのため上部の空隙５６と下部の空隙５５を連通する狭窄通路５７は、図５の様に、中間壁部１９の連通孔２０に相当する部位については一体であり、狭窄通路５７の中間部に至って中間壁部１９によって左右に仕切られる。
【００６２】
従って、主構成体５と、副構成体６（板体１０，１１）との間には、狭窄通路５７を介して下部の空隙５５と上部の空隙５６を繋ぐ一連の気体流路が形成されており、これらの気体流路は、いずれも天面に開放されている。そして、開放面が補助炎孔４６として機能する。即ち、主炎孔４５が直線状であり、副構成体６によって形成される補助炎孔４６は、主炎孔４５に沿って主炎孔４５の両側に位置する。また、本実施例の燃焼装置１では、補助炎孔４６に連通する空隙５６は濃ガス流路５８として機能し、空隙５６と下部の空隙５５を繋ぐ狭窄通路５７が濃ガス供給路として機能する。即ち、混合部２１の一部である空隙５５と濃ガス流路５８を形成する空隙５６が狭窄通路５７によって繋がっている。
【００６３】
より詳細に説明すると、主構成体５を構成する板体７，８とそれに隣接する板体１０，１１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５７を介して連通している。そして下部の隙間が混合部２１として機能し、上部の隙間は濃ガス流路５８として機能する。
【００６４】
本実施例の燃焼装置１では、前記した様に、狭窄通路５７は、混合部２１の空隙５５と濃ガス流路５８の空隙５６との間に橋渡して設けられて濃ガス流路５８へ濃ガスを噴出するためのものである。即ち、当該狭窄通路５７以外には空隙５５と空隙５６とを繋ぐ流路はなく、混合部２１から供給される濃ガスは全て狭窄通路５７を介して補助炎孔４６側へと流れる。
【００６５】
補助炎孔４６内には、図２に示すように、短冊状の板状体である保炎形成部材４７が挿入され、固定されている。保炎孔５０の開口部は、長尺方向の長さ（保炎孔幅Ｗ）が、１２ｍｍ以下であるのに対して、短尺方向の長さ（保炎孔厚ｄ）は１ｍｍ以下である。より好ましい保炎孔幅Ｗは、８ｍｍ以下であり、保炎孔厚ｄは１ｍｍ以下である。最も推奨される保炎孔幅Ｗは、６ｍｍであり、保炎孔厚ｄは０．８ｍｍである。
【００６６】
バーナ本体２の側面部、より詳細には空気導入口１６の上部には、図５の様に、混合部２１の一部として機能する比較的広い空隙５３があり、外部に開放されている。
また主構成体５のベンチュリ部２３は、他の部分に比べて幅が狭いので、ベンチュリ部２３と両側の板体１０，１１の間には、図５の様に比較的大きな空隙５５がある。そして、空隙５３および空隙５５は、燃料ガスと空気を混合するための混合部２１として機能する一方、空隙５５は、混合部２１で混合された燃料ガスを淡ガス流路２２へ分岐させる分岐部としての機能を併せ持つ。
【００６７】
本実施例の燃焼装置１では、混合部２１の流路断面積を下流側へ向かうに連れて縮小した後に、再度拡大させる形状を採用している。
即ち、図２の様に、板体１０，１１は主構成体５の中間壁部１９と当接しているため、前記した様に、混合部２１を形成する空隙５３および空隙５５は、上部の濃ガス流路を形成する空隙５６と遮蔽されている。そして、板体１０，１１と中間壁部１９との当接部位の上辺は濃ガス流路形成膨出部３７の傾斜辺６２であり、当接部位の下辺は傾斜辺６２と略平行な傾斜辺６３を形成している。従って、混合部２１の上部内壁は傾斜辺６３に沿って下流側へ向けて下降傾斜して形成されている。一方、空気導入口１６の上部外壁は下流側に向かうに連れて上昇傾斜して形成され、テーパ２８の部位に至って急激に下降傾斜している。
【００６８】
これにより、図５の様に、混合部２１は濃ガス導入口５２から下流側へ向かうに連れて流路断面積を縮小した先細りの形状である。そして、下流の連通孔２０に至るとベンチュリ部２３を形成するテーパ２８によって流路断面積が急激に拡大した空隙５５に繋がっている。即ち、濃ガス導入口５２からテーパ２８へ至る間は下流に向かうに連れて先細りとなり、テーパ２８に掛かる部位で流路断面積は最小となり、以降は下流へ向かうに連れて流路断面積が急激に拡大されている。
【００６９】
従って、濃ガス導入口５２から導入された燃料ガスおよび空気は流路の左右に分離され、流路断面積の縮小に伴って流速を増しつつ混合されて連通孔２０に向かう。この間、燃料ガスおよび空気は充分に混合される。そして、流路断面積が最小の部位を通過すると急激に流路断面積が拡大され、左右に分離されつつ混合された濃ガスは流速を低下し連通孔２０を介して連通して圧力差が除去され均圧化される。
【００７０】
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２の空気導入口１６の上部の濃ガス導入口５２に燃料ガスノズル６５が挿入される。またバーナ本体２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５２と空気導入口１６の双方に空気が供給される。濃ガス導入口５２に導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、燃料ガス濃度が高い。一方、空気導入口１６には、空気のみが導入される。
【００７１】
そして前記した濃ガス導入口５２から入った燃料ガスは、混合部２１において空気と混合される。ここで混合部２１は、空隙５３，５５を合わせたものであり、混合部２１の流路断面積の縮小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。
【００７２】
混合部２１で空気と十分に混合された濃ガスの一部は、狭窄通路５７を通って上部の濃ガス流路（空隙５６）へ流出する。このとき、前記したように、狭窄通路５７は、燃焼装置１の奥側へ向けて傾斜しているので、狭窄通路５７から流出した濃ガスは、空隙５６の全域に広がり、上部の補助炎孔４６へと至り、開口面積の小さな保炎孔５０から流出する。即ち、燃料ガスの一部は、図６の様に濃ガス流路５８を主構成体５の側面に沿って上方に流れ、主構成体５の両側に設けられた補助炎孔４６に至り、凹凸部４８により形成されたスリット状の保炎孔５０を経て外部へと噴射される。
【００７３】
濃ガス流路５８を経由して保炎孔５０から噴射される混合ガスは、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。また本実施例の燃焼装置１では、混合部２１における前記した流路断面積の縮小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、濃ガス流路５８たる上部側の空隙５６に入る直前に狭窄通路５７を通過させるので、燃料ガスと空気との混合が一層促進される。
【００７４】
一方、混合部２１（空隙５３，５５）において充分混合された燃料ガスの残部は、ベンチュリ部２３の近傍に至り、淡ガス流路２２の一部たるベンチュリ部２３を包囲する空隙５５（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２３に設けられたガス導入孔２９から、主構成体５の内部に入る。すなわち燃料ガスは、ガス導入孔２９を経由して淡ガス流路２２に入る。
【００７５】
ここで本実施例では、ガス導入孔２９は主構成体５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２３の周囲は、濃ガス流路５８の一部で包囲されており、ベンチュリ部２３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２３の周囲の濃混合ガスが主構成体５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２２）を流れる空気と混合される。本実施例では前記したように、ガス導入孔２９の設置部位に応じてその内径を変化させ、淡ガス流路２２の流路断面に対して均一量の濃ガスを流入させて下流側に供給する構成としている。これにより、淡ガス流路２８の内部で局部的に濃ガス濃度が上昇することがなく、混合むらの発生が抑止される。
【００７６】
そして燃料ガスは、大きく曲回した淡ガス混合部２５でさらに混合が促進され、導通部２６を経て炎孔部材配置部２７に至り、炎孔部材３に入って主炎孔４５から外部に噴射される。
【００７７】
燃料ガスは、それぞれ上記した経路を辿り、炎孔部材３の主炎孔４５から淡混合ガスが噴射され、側面に位置する補助炎孔４６内の保炎孔５０から濃混合ガスが噴射される。本実施例の燃焼装置１において、保炎孔５０から噴射される濃混合ガスの流速は、主炎孔４５から噴射される淡混合ガスの流速の６０％以上１２０％以下である。
【００７８】
主炎孔４５から噴射された淡混合ガスにより形成される火炎（主炎）の側方において、保炎孔４６から噴射された濃混合ガスが燃焼され主炎よりも小さい火炎（保炎）が形成される。また、保炎孔５０から噴射される濃混合ガスの流速は、主炎孔４５から噴射される淡混合ガスの流速の６０％以上１２０％以下であり、保炎孔５０の基端部近傍には濃混合ガスの渦流が発生し、燃焼が促進されている。そのため、保炎孔５０から噴射された濃混合ガスは、大部分が完全燃焼され、安定性の高い火炎（保炎）を形成し、主炎孔４５の主炎を保炎するのに十分な熱量を発生する。主炎孔４５から噴射された淡混合ガスが燃焼し発生する火炎（主炎）は、保炎孔５０に形成された小さな火炎（保炎）により安定化される。そのため、本実施形態の燃焼装置１は、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。
【００７９】
また、燃焼装置１に供給された燃料ガスの大部分は、主炎孔４５および保炎孔５０において完全燃焼される。従って、燃焼装置１によれば、一酸化炭素等の有毒ガスの発生量を最低限に抑制し、環境に調和した燃焼駆動が可能である。また、燃焼装置１は、燃料に供せず排出される未燃成分が極めて少ないため、燃焼駆動時のエネルギー変換効率が高く、所望の燃焼量を的確に発生することができる。さらに、本実施形態の燃焼装置１は、有毒ガスや未燃成分の排出量が非常に少ないため、近隣の人に異臭や目への刺激等の不快感を与えない。
【００８０】
また、本実施形態の燃焼装置１は、補助炎孔４６内に保炎形成部材４７を配置し複数の保炎孔５０を形成したものであり、燃焼装置１自身の剛性の低下を招くことなく高密度に保炎孔を形成することができる。そのため、燃焼装置１は、長期にわたる燃焼駆動を安定して行える。また、上記した構成によれば、保炎孔５０の形状を適宜変更し、保炎孔５０に任意の形状の火炎を形成することが可能である。
【００８１】
続いて、本発明の第２実施形態の燃焼装置について図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の燃焼装置の斜視図であり、図９はその分解斜視図である。なお、以下の説明において、上記第１実施形態の燃焼装置１と同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。
【００８２】
本実施形態の燃焼装置７０は、予め燃焼に必要な空気と混合させたガスを供給し、燃焼させる全一次燃焼方式を採用した燃焼装置である。燃焼装置７０は、大別してバーナ本体７１と気体供給管７２と炎孔部材７３と仕切り板８９と保炎形成部材４７とにより構成されている。バーナ本体７１は、図９に示すように金属平板を所定形状にプレス成形し、凹凸を設けた板体７５，７６により構成されている。バーナ本体７１は、板体７５，７６を溶接接合し、一体化したものである。
【００８３】
バーナ本体７１は、全体的に平面的な形状を有し、頂部７７およびガス導入口７８が開口している。頂部７７、ガス導入口７８および空気導入口７９を除く辺には、フランジ部８０，８１が設けられている。板体７５，７６の上端側および下端側には、長尺方向に長い凹部８２ａ，８２ｂおよび凹部８３が設けられている。また、板体７５，７６の上方側の端部には、外方に突出した膨出部８４が設けられている。
さらに詳細には、本実施形態において、水平壁部８４ａは、外方に０．４〜２ｍｍ程度外方に突出しており、保炎壁部８４ｂは、上方に０．５〜５ｍｍ程度上方に突出している。水平壁部８４ａの突出長さは、０．４〜３ｍｍ程度であることが望ましい。
【００８４】
気体供給管７２は、互いに対称形となるように金属平板を所定形状にプレス成形した板体８５，８６により構成されている。ガス供給管７２は、気体導入口８７を有し、気体導入口８７を除く３方の辺にフランジ部８８，９０が設けられている。気体供給管７２は、板体８５，８６を重ね合わせ、フランジ部８８，９０をスポット溶接により接合したものである。気体供給管７２は、フランジ８８，９０が密着している。気体供給管７２は、フランジ８８，９０が板体７５，７６により挟持されており、これにより板体７５，７６の下方側に固定されている。また、気体供給管７２は、板体８５，８６の隙間によって形成される気体流路９１を有する。気体流路９１は、大別して導入部９２と狭窄部９３と気体流出部９５とから成る。即ち、気体流路９１は、気体導入口８７から始まり、順次、導入部９２、狭窄部９３，気体流出部９５へと続く。
【００８５】
気体導入口８７は、導入部９２の外端部に形成された略楕円形の開口である。導入部９２は、断面積が気体導入口８７の開口面積と略同一であり、狭窄部９３に繋がる。狭窄部９３は、テーパ９６，９７が連続したものであり、気体上流側から下流側へと向かうに従い、気体流路９１の流路断面積が徐々に増減する部分である。即ち、気体流路９１の流路断面積は、テーパ９６により徐々に減縮された後、テーパ９７により徐々に拡大されている。気体流出部９５は、狭窄部９３のテーパ９７に連続した部分であり、側面に複数の気体流出孔９８が設けられている。気体流出孔９８は、気体流出部９５の長手方向に一列に搾孔されている。一方、気体供給管７２の気体流出部９５と、板体７５，７６との間には、図１０に示すように頂部７７に連通した空隙１００が形成されている。
【００８６】
炎孔部材７３は、上記第１実施形態の燃焼装置１において用いられている炎孔部材３とほぼ同様の構成を有する。即ち、炎孔部材７３は、厚さ方向に突出した複数の凸部４１を有する主炎孔形成板４３を６枚重ね合わせ頂部７７に沿う形状に成形し、一体化したものである。主炎孔形成板４３に設けられた凸部４１は、炎孔部材７３の外方側に位置するものほどその突出量が大きい。そのため、炎孔部材７３には、隣接する凸部４１同士によって上下に連通した開口が形成されており、これにより主炎孔１０１が形成されている。炎孔部材７３は、板体７５，７６の頂部７７，７７間に配置されている。
【００８７】
炎孔部材７３とバーナ本体７１を構成する板体７５，７６との間には、補助炎孔１０２，１０２が形成されている。補助炎孔１０２，１０２の上端（開口側の端部）は、膨出部８４のガス上流側の端部である水平壁部８４ａと同一平面上にある。補助炎孔１０２，１０２には、仕切り板８９を介して炎孔部材７３の側面に沿うように保炎形成部材４７が設けられており、その上端は、水平壁部８４ａと同一平面上にある。補助炎孔１０２は、保炎形成部材４７に設けられた凹凸部４８により複数の保炎孔１０３に屈曲分割されている。保炎孔１０３は、開口面積が比較的小さく、上下方向に連通したスリット状の貫通孔である。さらに具体的には保炎孔１０３の開口部は、長尺方向の長さ（保炎孔幅Ｗ）１２ｍｍ以下であり、短尺方向の長さ（保炎孔厚ｄ）は１ｍｍ以下である。保炎孔幅Ｗは８ｍｍ以下であることがより好ましく、保炎孔厚ｄは１ｍｍ以下であることがより好ましい。最も推奨される保炎孔幅Ｗは６ｍｍであり、保炎孔厚ｄは０．８ｍｍである。
【００８８】
空気導入口７９は、バーナ本体７１の下端部に形成された開口であり、燃焼装置７０の外部の空気をバーナ本体７１内に導入する部分である。空気導入口７９は、板体７５，７６と気体供給管７２とにより構成される空隙１００に連続している。
【００８９】
続いて、本実施形態の燃焼装置７０における混合ガスおよび空気の流れについて説明する。本実施形態の燃焼装置７０の気体導入口８７には、図８に示すように、混合ガスノズル１０５が接続されている。気体導入口８７には、混合ガスノズル１０５から、燃焼装置７０の外部において予め燃料ガスと空気とが混合された混合ガスが供給される。
【００９０】
気体導入口８７から流入した混合ガスは、導入部９２を通過し、狭窄部９３へと流れる。混合ガスは、狭窄部９３を通過する際に強制的に混合される。狭窄部９３を通過した混合ガスは、気体流出部９３内へと流入し、図１０に破線で示すように気体流出孔９８から空隙１００側へと流出する。
【００９１】
一方、空気は、図１０に一点鎖線で示すように、バーナ本体７１の下方に設けられた空気導入口７９から流入し、空隙１００へと流れ込む。空隙１００に流れ込んだ空気は、気体流出孔９８から流出した混合ガスと混合されながら、バーナ本体７１の上方へと流れる。
【００９２】
空隙１００に流出し空気と混合された混合ガスは、バーナ本体７１の上方に設けられた主炎孔１０１および補助炎孔１０２内の保炎孔１０３に至った後、燃焼装置７０の外部へと噴射される。さらに具体的には、保炎孔１０３から噴射される混合ガスの流速は、主炎孔１０１から流出する混合ガスの流速の６０％以上１２０％以下である。
【００９３】
主炎孔１０１から噴出した混合ガスは、燃焼され火炎（主炎）が形成されている。保炎孔１０３から噴出された混合ガスは、水平壁部８４ａおよび保炎壁部８４ｂにより膨出部８４の下方および保炎孔１０３の基端部近傍に渦状の気流を形成している。そのため、保炎孔１０３から噴射された混合ガスは大部分が容易に完全燃焼され、安定性が高く主炎よりも小さな火炎（保炎）を形成し、主炎孔１０１の主炎を安定させるのに十分な熱量を発生する。即ち、主炎孔１０１に形成された主炎は、保炎孔１０３に形成された保炎により安定化される。そのため、本実施形態の燃焼装置７０は、振動燃焼がほとんど起こらず、燃焼騒音が極めて小さい。
【００９４】
また、燃焼装置７０に供給された燃料ガスの大部分は、主炎孔１０１および保炎孔１０３において完全燃焼される。従って、燃焼装置７０は、燃焼駆動時に発生する一酸化炭素等の有毒ガスの量が極めて少なく、環境に調和した燃焼駆動が可能である。また、燃焼装置７０は、燃料に供せず排出される未燃成分が極めて少ないため、燃焼駆動時のエネルギー変換効率が高く、所望の燃焼量を的確に発生することができる。さらに、本実施形態の燃焼装置７０は、有毒ガスや未燃成分をほとんど外部に排出しないため、近隣の人に有毒ガスや未燃成分による異臭や目への刺激等の不快感を感じさせない。
【００９５】
また、本実施形態の燃焼装置７０は、補助炎孔１０２内に保炎形成部材４７を配置し複数の保炎孔１０３を形成したものであるため、燃焼装置７０自身の剛性を低下させることなく高密度に保炎孔１０３を形成することができる。そのため、燃焼装置１は、燃焼駆動を長期にわたり安定して行える。また、上記した構成によれば、保炎形成部材４７の形状を変更することにより、保炎孔１０３の形状を任意の形状とすることが可能である。
【００９６】
本実施形態の燃焼装置７０は、板体７５，７６の上端に膨出部８４を設け、保炎孔１０３から噴出される混合ガスの渦流を発生させる構成であったが、保炎孔１０３に安定した火炎が形成される場合は、膨出部８４を設けない構成としてもよい。また、図１１に示すように燃焼装置７０がケース（図示せず）の内部に並列に複数並べて使用される場合などは、隣接する燃焼装置７０の燃焼駆動により発生する熱により比較的火炎が安定するため、一部の燃焼装置７０にのみ膨出部８４を設ける構成としても良い。また、保炎孔１０３から流出する混合ガスが高濃度であるなどの理由で、保炎孔１０３の基端部に燃料ガスの渦流が発生しなくても安定した火炎が形成できる場合は、膨出部８４は保炎壁部８４ｂのみで構成されても良い。
【００９７】
補助炎孔４６，１０２内に固定されている保炎形成部材４７の凹凸部４８の形状は、上記第１，２実施形態において示した形状に限定されるものではなく、適宜の形状を採用することができる。即ち、保炎形成部材４７は、その一部又は全体に厚さ方向に屈曲させた屈曲部を有するものとすることができる。補助炎孔４６，１０２は、保炎形成部材４７の屈曲部の一部又は全部が補助炎孔４６，１０２の長尺方向に対して交差するように配置することにより屈曲分割される。例えば、保炎形成部材４７は、板状のプレートを屈曲させて図７（ｂ）に示すような断面形状が円弧状である凹凸部４８を設けたものとすることができる。かかる構成によれば、凹凸部４８を形成する断面形状が半円弧状の壁面（屈曲部４８ａ）によって、補助炎孔が屈曲分割される。さらに、保炎形成部材４７を図７（ｂ）に示すような構成とすれば、燃焼駆動時に保炎形成部材４７に作用する熱応力を凹凸部４８において分散することが可能であり、保炎形成部材４７並びに燃焼装置１，７０の長期安定性を向上することができる。
【００９８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図１２は、上記第１実施形態の燃焼装置１における、保炎孔５０の保炎孔幅Ｗと燃焼装置１に供給される混合ガスの空気過剰率の関係を示すグラフである。また、図１３は、主炎孔４５から噴出する混合ガスの流速に対する保炎孔５０から噴出する混合ガスの流速の比と、燃焼装置１に供給される混合ガスの空気過剰率との関係を示すグラフである。なお、保炎孔５０の保炎孔幅Ｗは、保炎形成部材４７の凹凸部４８のピッチを変更することにより調整される。
【００９９】
以下、保炎孔幅Ｗ、並びに、主炎孔４５から噴出する混合ガスの流速に対する保炎孔５０から噴出する混合ガスの流速の比（以下、ガス流速比と称す）と混合ガスの空気過剰率との関係を測定した結果について説明する。保炎形成部材４７の凹凸部４８のピッチを調整し、保炎孔幅Ｗを変更した場合、保炎孔幅Ｗを１２ｍｍ以下とすると、空気過剰率の小さな混合ガスを供給しても安定燃焼を行うことができた。また、保炎孔幅Ｗを小さくすればするほど、混合ガスを安定燃焼可能な空気過剰率の下限値が小さくなった。即ち、保炎孔幅Ｗが小さいほど、安定燃焼領域が大きく、より空気過剰率の小さな混合ガスを安定燃焼できることが判明した。
【０１００】
一方、保炎孔幅Ｗが１２ｍｍより大きいと、極端に空気過剰率の大きな混合ガスを供給しないと安定燃焼を行うことができず、保炎孔幅Ｗを１２０ｍｍとした場合は空気過剰率が２．０程度の希薄な混合ガスを供給しないと振動燃焼が発生した。従って、燃焼装置１において混合ガスを安定燃焼するためには、保炎孔幅Ｗは１２ｍｍ以下であることが望ましいことが判明した。
【０１０１】
また、ガス流速比を０．６から１．５まで変更した際の試験結果を図１３に示す。ガス流速比が１．０、即ち保炎孔５０から噴出するガス流速が主炎孔４５から噴出するガス流速と同一である場合、空気過剰率が１．４程度である高濃度の混合ガスを供給しても燃料ガスを安定燃焼することができた。ガス流速比と、燃料ガスを安定燃焼可能な空気過剰率の下限値との関係は、図１３に示すように、ガス流速比が１．０である点を頂点とする略２次関数的な関係を有することが判明した。ガス流速比が１．０から離れるほど、即ち主炎孔４５或いは保炎孔５０のいずれか一方から噴出する混合ガスの流速が大きくなるほど、空気過剰率の大きな混合ガスを供給しないと安定燃焼を行うことができなかった。ガス流速比が０．６より小さい場合や、ガス流速比が１．２より大きい場合は、空気過剰率が大きくガス濃度の低い混合ガスでないと安定燃焼できなかった。従って、燃焼装置１において混合ガスを安定燃焼するためには、ガス流速比を０．６以上１．２以下程度の範囲であることが望ましいことが判明した。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の燃焼装置によれば、保炎孔から噴射される高濃度の燃料ガスを燃焼し、比較的小さく安定した火炎を形成することにより、主炎孔に形成される火炎を安定化することができる。
【０１０３】
また、本発明の燃焼装置は、保炎孔に比較的小さく安定した火炎を形成することにより、主炎孔から噴出する燃料ガスの燃焼を安定化できる。
【０１０４】
さらに本発明の燃焼装置は、保炎孔に形成される火炎が安定しているため、この火炎が発生する熱により主炎孔に形成される火炎が安定化され、振動燃焼がほとんど起こらない。
【０１０５】
請求項１乃至４に記載の燃焼装置は、保炎孔の開口面積を調整することにより、保炎孔に安定した火炎を形成し、主炎孔に形成される火炎を安定化することができる。
【０１０６】
請求項５に記載の燃焼装置によれば、保炎孔に形成される火炎の吹き飛びを防止し、主炎孔に形成される火炎を確実に安定化することができる。
【０１０７】
請求項６に記載の燃焼装置は、保炎孔から噴出したガスが膨出部において渦流により安定化された火炎により、主炎孔に形成された火炎を安定化することができる。
【０１０８】
請求項７乃至１３に記載の発明によれば、保炎孔の火炎を安定化し、主炎孔に形成される火炎を確実に保炎することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係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の燃焼装置の展開図である。
【図４】 （ａ）は図１の燃焼装置の一部を示す平面図であり、（ｂ）はその拡大図である。
【図５】 図１のＡ方向矢視斜視図である。
【図６】 （ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】 （ａ）は図１の燃焼装置に用いられる保炎形成部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその変形実施例である。
【図８】 本発明の第２実施形態に係る燃焼装置の斜視図である。
【図９】 図８の燃焼装置の分解斜視図である。
【図１０】 図８の燃焼装置のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】 本発明の第２実施形態に係る燃焼装置の変形実施形態を示す断面図である。
【図１２】 本発明の第２実施形態の燃焼装置における保炎孔幅と空気過剰率との関係を示すグラフである。
【図１３】 本発明の第２実施形態の燃焼装置におけるガス流速比と空気過剰率との関係を示すグラフである。
【図１４】 従来の燃焼装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，７０ 燃焼装置
２，７１ バーナ本体
３ 炎孔部材
１６ 空気導入口
２１ 混合部
２２ 気体流路（淡ガス流路）
４５，１０１ 主炎孔
４６，１０２ 補助炎孔
４７ 保炎形成部材
４８ 凹凸部
５０，１０３ 保炎孔
５８ 濃ガス流路

Claims (13)

1. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、且つ、板状のプレートを屈曲して補助炎孔をスリット状に分割することを特徴とする燃焼装置。
2. 燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり当該主炎孔に隣接する位置に燃料を噴射する補助炎孔を備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、且つ、板状のプレートを屈曲して補助炎孔をスリット状に分割することを特徴とする燃焼装置。
3. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備え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と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連通し燃料ガスと空気とを混合させる混合部とを有し、当該混合部で調整された高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路に供給し、前記高濃度の燃料ガスの残部を濃ガス流路に供給する濃ガス供給路と、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材とを具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、且つ、板状のプレートを屈曲して補助炎孔をスリット状に分割することを特徴とする燃焼装置。
4. 保炎形成部材は、長尺の板状体であり、厚さ方向に突出した凹凸部を複数有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。
5. 補助炎孔の側面には、保炎孔の開口側の端部よりガス下流側へと突出した保炎壁部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
6. 保炎孔の側面には、燃焼装置の外部方向に膨出した膨出部が設けられており、当該膨出部のガス上流側の端部は、保炎孔の開口側の端部と同一平面上にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置。
7. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを特徴とする燃焼装置。
8. 燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり当該主炎孔に隣接する位置に燃料を噴射する補助炎孔を備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを特徴とする燃焼装置。
9. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備え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と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連通し燃料ガスと空気とを混合させる混合部とを有し、当該混合部で調整された高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路に供給し、前記高濃度の燃料ガスの残部を濃ガス流路に供給する濃ガス供給路と、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材とを具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを特徴とする燃焼装置。
10. 主炎孔から流出する燃料ガスの流速に対する保炎孔から流出する燃料ガスの流速の割合が、０．６以上１．２以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の燃焼装置。
11. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、前記保炎孔の開口部における長尺方向の長さが、１２ｍｍ以下であることを特徴とする燃焼装置。
12. 燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり当該主炎孔に隣接する位置に燃料を噴射する補助炎孔を備えた燃焼装置において、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材を具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、前記保炎孔の開口部における長尺方向の長さが、１２ｍｍ以下であることを特徴とする燃焼装置。
13. 低濃度の燃料ガスを噴射する主炎孔と、長尺状に広がり前記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備え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と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連通し燃料ガスと空気とを混合させる混合部とを有し、当該混合部で調整された高濃度の燃料ガスの一部を淡ガス流路に供給し、前記高濃度の燃料ガスの残部を濃ガス流路に供給する濃ガス供給路と、前記補助炎孔を屈曲分割する保炎形成部材とを具備し、当該保炎形成部材は、前記補助炎孔内に配置され複数の保炎孔を形成し、前記保炎孔の開口部における長尺方向の長さが、１２ｍｍ以下であることを特徴とする燃焼装置。

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