JP4179761B2 - バーナ装置及びそれを備えた流体加熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用、業務用の給湯器等に使用されるバーナ装置及びこのバーナ装置を備えた流体加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯器、ボイラ、加熱炉、ストーブ等の燃焼装置として、燃料用ガスを燃料として用いるバーナ装置が広く用いられている。このバーナ装置の一例として、全一次空気式バーナ装置が知られている。この全一次空気式バーナ装置は、混合室を規定するバーナ本体と、複数個の炎孔を有する燃焼プレートと、燃料用ガスを供給するための燃料用ガス供給手段と、燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段と、を備えている。
【０００３】
この全一次空気式燃焼バーナ装置においては、燃料用ガス及び燃焼用空気がバーナ本体内で実質上均一に混合され、均一に混合された混合ガス（燃料用ガスと燃焼用空気とが混合したガス）が燃焼プレートの複数個の炎孔から噴出して燃焼する。尚、燃焼プレートとしては、フェルト状金属繊維板、多孔質セラミック製板、多数の炎孔を設けた金属板等が用いられる。
【０００４】
この全一次空気式バーナ装置は、予混合燃焼である高空気比燃焼（空気比が平均で１以上となる燃焼）が実現できるため、燃焼の低ＮＯＸ化を図ることができるとともに、バーナ装置自体の構造が簡単であるため、バーナ装置の低コスト化を図ることができる。
また、給湯器等に用いるバーナ装置の他の例として、濃淡燃焼式バーナ装置が知られている。この濃淡燃焼式バーナ装置は、濃燃焼用のバーナ本体と淡燃焼用のバーナ本体とを備え、濃燃焼用バーナ本体と淡燃焼用バーナ本体とが、例えば交互に配置される。濃燃焼用及び淡燃焼用のバーナ本体構造は、燃料用ガスと燃焼用空気を混合する混合室を規定し、このバーナ本体にスリット状の複数の炎孔を有する燃焼プレートが装着され、燃料用ガス供給手段からの燃料用ガス及び燃焼用空気供給手段からの燃焼用空気が各混合室に送給される。この濃燃焼用バーナ本体を含む濃燃焼用バーナにおいては、空気比１を基準に燃焼用空気量よりも燃料用ガス量の方が多く混合室に送給され、従って、混合室で混合された混合ガスの空気比は、例えば０．３〜０．７となり、このような空気比の小さい混合ガスが炎孔から噴出し、燃焼プレートの燃焼面上にて濃燃焼する。また、淡燃焼用バーナ本体を含む淡燃焼用バーナにおいては、空気比１を基準に燃焼用空気量よりも燃料用ガス量の方が少なく混合室に送給され、従って、混合室で混合された混合ガスの空気比は、例えば１．３〜２．５となり、このような空気比の大きい混合ガスが炎孔から噴出し、燃焼プレートの燃焼面上にて淡燃焼する。
【０００５】
このような濃淡燃焼式バーナ装置における濃淡燃焼では、高空気比（空気比が１より大きい）で燃料用ガスを燃焼させる淡燃焼により低ＮＯＸ化が図れ、また低空気比（空気比が１より小さい）で燃料用ガスを燃焼させる濃燃焼により淡燃焼の保炎性を向上させることができる。更に、このような濃淡燃焼式バーナ装置では、燃焼プレート表面の燃焼面上に形成される各火炎の空気比及び炎孔から噴出する混合ガスの流速が異なるために、各火炎のバランスが崩れて互いに干渉することがなく、これによって、燃焼時の燃焼振動が発生し難く、その燃焼振動に伴う共鳴音の発生が少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全一次空気式バーナ装置及び濃淡燃焼式バーナ装置には、次の通りの解決すべき問題がある。従来の全一次式バーナ装置では、バーナ本体の構造が比較的簡単で製造コストが安く、また低ＮＯＸ 化が達成できるという長所があるが、燃料用ガスと燃焼用空気とを予め均一に混合した高空気比混合ガスを比較的小さな炎孔から噴出させて燃焼させるので、燃焼プレート表面の燃焼面上に形成される各火炎の空気比が実質上同じであり、それ故に、各火炎のバランスが揃って互いに干渉して燃焼振動が発生し易く、これが共鳴音の発生原因の一つになっている。
【０００７】
また、濃淡燃焼式バーナ装置では、低ＮＯＸと燃焼振動による共鳴を回避することができるが、濃燃焼用バーナ及び淡燃焼用バーナが交互に配設される構造であるので、複数個のバーナを並列的に横に並べた構造となり、それ故に、バーナ装置の部品点数が多くなって構造が複雑になり、また全体が大型化すると共に、その部品点数が多く、重量もあり、製造コストも高かった。
【０００８】
本発明の目的は、燃焼振動による共鳴音を抑制することができるとともに、コンパクトで低コストであるバーナ装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、燃焼振動による共鳴音を抑制することができる流体加熱装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、混合室を規定するバーナ本体と、複数個の炎孔を有する燃焼プレートと、前記混合室に燃料用ガスを供給するための燃料用ガス供給手段と、前記混合室に燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段と、を備え、前記燃料用ガス供給手段からの燃料用ガスと前記燃焼用空気供給手段からの空気とが前記混合室にて混合され、この混合された混合ガスが前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出して燃焼するバーナ装置であって、
前記燃料用ガス供給手段は、燃料用ガスを噴出するガス噴出孔を備えた複数個の噴出ノズルを備え、前記複数個のガス噴出孔は前記噴出ノズルの軸線方向に所定間隔を置いて設けられ、前記燃焼用空気供給手段は燃焼用空気を送給する送風機から構成され、前記混合室には複数個の通気孔が設けられた整流板が配設されており、前記送風機からの燃焼用空気は、前記混合室の前記整流板より上流側に送給され、前記複数個の噴出ノズルは、前記混合室内の前記整流板と前記燃焼プレートとの間において燃焼用空気の流れ方向に対して横方向に所定間隔を置いて配設され、
前記噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなり、前記噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなり、これにより、前記混合室における燃料用ガスと燃焼用空気との混合状態が不均一になり、前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出する混合ガスの空気比にムラが存在することを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、バーナ本体の混合室に整流板が配設され、送風機からの燃焼用空気は整流板の上流側に供給されるので、整流板を通して流れることによって、燃焼用空気はほぼ均一な流れとなって下流側に流れる。また、複数個の噴出ノズルは、整流板と燃焼プレートの間に配設されるので、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスは燃焼用空気のほぼ均一な流れに混合され、この混合ガスが燃焼プレートの炎孔から噴出する。従って、噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなる（空気比が小さい）のに対し、噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなり（空気比が大きい）、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスはこのように燃焼用空気と均一に混合せず、空気比のムラが存在する状態で燃焼プレートの炎孔から噴出する。その結果、燃焼プレートの燃焼面での燃焼火炎が不均一なものとなり、各燃焼火炎の固有の振動周波数が異なって互いに干渉することがなく、その結果、燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。また、バーナ装置の構造は、複数個のバーナを並べたようなものでなく、比較的簡単であり、部品点数を少なくして製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記複数個の噴出ノズルの配設位置は、少なくとも一部において、前記燃焼プレートとの間隔が異なっていることを特徴とする。
本発明に従えば、複数個の噴出ノズルの配設位置は、少なくとも一部において燃焼プレートとの間隔が異なっているので、燃焼プレートとの間隔が比較的小さい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比と、燃焼プレートとの間隔が比較的大きい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比とが異なり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比のムラがさらに大きく複雑に形成することができる。従って、燃焼プレートの燃焼面での燃焼がより不均一なものとなり、これによって、燃焼火炎の振動が互いに干渉することがより少なく、燃焼共鳴音の発生をより確実に防止することができる。尚、複数個の噴出ノズルは、例えば、燃焼プレートとの間隔が小さい第１グループと燃焼プレートとの間隔が大きい第２グループとの２つのグループから構成するようにしてもよく、或いは燃焼プレートとの間隔が相互に異なる３つ又は４つ以上のグループから構成するようにしてもよい。
【００１６】
更に、本発明では、請求項１又は２に記載のバーナ装置と、前記バーナ装置の前記燃焼プレートにおける燃焼によって生成される燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路と、熱を受ける受熱媒体が流れる受熱管と、を備え、前記受熱管が前記燃焼ガス流路内に配設され、前記燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスと前記受熱管を流れる受熱媒体との間で熱交換が行われることを特徴とする流体加熱装置である。
【００１７】
本発明に従えば、流体加熱装置は、上述したバーナ装置を備えているので、燃焼時に発生する燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止し、燃焼騒音の少ない流体加熱装置を提供することができる。尚、流体加熱装置は例えば給湯器であり、この場合、受熱媒体は水（水道水）となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うバーナ装置及び流体加熱装置の実施形態について説明する。
バーナ装置の第１の実施形態
図1〜図３は本発明に従うバーナ装置の第１の実施形態を示しており、図1は、第１の実施形態のバーナ装置を一部切り欠いて示す斜視図であり、図２は、図１のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図３（ａ）は、図１のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図３（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【００１９】
図１及び図３（ａ）において、図示のバーナ装置２は、方形枠状のバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の上面に平板状の燃焼プレート６が設けられ、バーナ本体４及び燃焼プレート６は混合室８を規定する。燃焼プレート６は例えば金属製プレートから構成され、図１及び図３（ａ）に示すように、その実質上全域に複数個の炎孔１０が設けられている。これら炎孔１０の形状は、例えば小さな円形等の適宜の形状に形成される。
【００２０】
このバーナ装置２は、更に、燃料用ガス（例えば、都市ガス、ＬＰガス）を供給するための燃料用ガス供給手段１２と、燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段１４とを備えており、またバーナ本体４内の混合室８には整流板１６が配設されている。整流板１６は、例えば金属製プレートから構成され、図１及び図３（ａ）に示すように、その実質上全域に複数個の通気孔１８が設けられる。
【００２１】
燃焼用空気供給手段１４は、空気を送給する送風機２０から構成され、バーナ本体４の底壁２２に取り付けられ、送風機２０からの燃焼用空気は、この底壁２２の送給口（図示せず）を通して混合室８の底部に供給される。かく供給された空気は、図３（ａ）に矢印２４で示すように、整流板１６の通気孔１８を通して図１及び図３（ａ）において上方に流れ、この整流板１６を通して流れる間に空気が整流され、その下流側（混合室８の上部空間）においては実質上全域において燃焼用空気は実質上均一な流れになり、この実質上均一な流れの状態で燃焼プレート６に流れる。
【００２２】
また、燃料用ガス供給手段１２は、複数個（この図では７個示す）のガス噴出孔３２を有する複数個（この図では７個示す）の噴出ノズル３４と、これら噴出ノズル３４を接続するガス導入管３６とから構成されている。この実施形態では、複数個の噴出ノズル３４は、バーナ本体４の混合室８の上部空間に、即ち整流板１６と燃焼プレート６との間の空間に、図１、図２及び図３（ａ）において左右方向に所定間隔をおいて配設されている。各噴出ノズル３４は中空パイプから構成され、その先端は閉塞され、その軸線方向（図２において上下方向）に間隔をおいて複数個のガス噴出孔３２が設けられている。これらガス噴出口３２は、例えば小さい円形状に形成されているが、楕円形状等の他の適宜の形状でよい。バーナ本体４の側壁３８（図１及び図２において手前側の側壁）にはガス導入管３６が取り付けられ、複数個の噴出ノズル３４の基部側は、バーナ本体４の側壁３８を貫通してこのガス導入管３６に接続されている。このガス導入管３６は、ガスボンベ、ガス埋設管の如きガス供給源（図示せず）に接続され、ガス供給源からの燃料用ガスは、矢印４０（図２参照）で示すようにガス導入管３６に送給され、このガス導入管３６及び複数個の噴出ノズル３４を通って、複数個のガス噴出孔３２から矢印４２（図３（ａ）参照）で示すように混合室８内に噴出する。
【００２３】
このバーナ装置２においては、燃焼用空気は、送風機２０からバーナ本体４の混合室８の底部（混合室８の下部空間）に供給され、整流板１６の通気孔１８を通して下流側の燃焼プレート６に流れる。また、燃料用ガスは、ガス供給源（図示せず）からガス導入管３６を通して複数個の噴出ノズル３４に供給され、各噴出ノズル３４の各ガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて下流側に噴出する。このように混合室８内（その上部空間内）にて実質上均一に下流側に流れる空気流に、間隔をおいて配設された噴出ノズル３４の各ガス噴出孔３２から燃料用ガスが噴出するので、この混合室８内における燃料用ガスと燃焼用空気とは実質上均一に混合されず、これらの混合ガスの空気比にムラが生じ、空気比のムラが存在した状態で燃焼プレート６の複数個の炎孔１０から噴出する。即ち、燃焼プレート６の燃焼面（燃焼プレート６の表面が燃焼面となる）の、噴出ノズル３４の直上方の領域においては、ガス噴出孔３２から噴出した燃料用ガスが多く流れ、燃料用ガスの濃度は比較的濃くなり、混合ガスの空気比は平均値αより小さくなるのに対し、燃焼プレート６の燃焼面の、噴出ノズル３４の直上から幾分離れた領域においては、ガス噴出孔３２から噴出した燃料用ガスがあまり流れず、燃料用ガスの濃度は比較的薄くなり、混合ガスの空気比は平均値αより大きくなる。従って、燃焼プレート６から噴出する混合ガスの空気比は、図３（ｂ）に示すように、空気比のムラが存在した状態となり、このような状態のまま炎孔１０から噴出する。
【００２４】
そして、燃焼プレート６の炎孔１０から噴出する混合ガスが点火燃焼すると、この混合ガスは燃焼プレート６の燃焼面にて燃焼し、その燃焼状態は、噴出ノズル３４の直上方の領域では、燃料用ガスの濃度が比較的濃い燃焼状態となる一方、上記直上方から幾分離れた領域では、燃料用ガスの濃度が比較的薄い燃焼状態となる。従って、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が異なった状態になり、これによって燃焼火炎の固有の振動周波数も異なり、この燃焼火炎が相互に干渉し合うことが回避できる。その結果、燃焼時の燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。尚、この燃焼に際しては、全燃料用ガスと全燃焼用空気とのトータルの混合比を１（理論空燃比）より大きくすることにより、燃料用ガスが完全燃焼され、低ＮＯＸ化が図れる。
【００２５】
また、このバーナ装置２の基本的構造は、混合室８を規定するバーナ本体４、燃焼プレート６、燃料用ガス供給手段１２及び燃焼用空気供給手段１４から構成されるので、従来の全一次空気式バーナとほぼ同様であり、その構造が比較的簡単で、部品点数も少なく、またバーナ装置全体をコンパクト化することができる。
【００２６】
バーナ装置の第２の実施形態
次に、図４及び図５を参照して、本発明に従うバーナ装置の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図５（ａ）は、図４のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図５（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。尚、以下の実施形態において、上記第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の番号を付し、その説明を省略する。尚、第２の実施形態のバーナ装置は、前記第１の形態のバーナ装置２と基本的に同じ構成を有し、燃料用ガス供給手段の複数個の噴出ノズルの配置が上記第１の実施形態と相違している。
【００２７】
図４及び図５（ａ）において、図示の実施形態のバーナ装置２Ａは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板１６と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ａの複数個の噴出ノズル３４Ａが配設されている。この第２の実施形態では、複数個の噴出ノズル３４Ａが、整流板１６側（図５（ａ）において下側）に位置する第１ノズルグループ５２と、燃焼プレート６側（図５（ａ）において上側）に位置する第２ノズルグループ５４とから構成され、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａと第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａとが交互に配設されている。この第２の実施形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００２８】
この第２の実施形態のバーナ装置２Ａでは、第１の実施形態と同様に、送風機２０からの燃焼用空気は、バーナ本体４の混合室８の底部（混合室８の下部空間）から整流板１６を通して下流側の燃焼プレート６に流れ、また、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、ガス導入管３６及び複数個の噴出ノズル３４Ａを通してそれらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａは燃焼プレート６の燃焼面からの距離が大きく、従って、この第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａから噴出する燃料用ガスは、燃焼プレート６に到達するまでに周囲に比較的拡散し、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域及びその近傍では混合ガスの空気比は比較的薄くなる。これに対し、第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａは燃焼プレート６の燃焼面からの距離が小さく、従って、この第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａから噴出する燃料用ガスは、燃焼プレート６に到達するまでに周囲にあまり拡散せず、第２ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域では混合ガスの空気比は比較的濃くなる。従って、燃焼プレート６から噴出する混合ガスの空気比は、図５（ｂ）に示すように、空気比のムラが存在した状態となり、特に、第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａの直上方領域において混合ガスの空気比が小さくなる。
【００２９】
この第２の実施形態においても、空気比のムラが存在する状態の混合ガスが燃焼プレート６の炎孔１０から噴出するので、燃焼プレート６の燃焼面での燃焼状態は、第１の実施形態と同様に、空気比の小さい混合ガスは比較的濃い燃焼状態となる一方、空気比の大きい混合ガスは比較的薄い燃焼状態となり、噴出ノズル３４Ａの直上方領域であっても、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域よりも第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａの上方領域の方がより濃い燃焼状態となる。従って、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が複雑に異なった状態になり、これによって燃焼火炎の固有の振動周波数もより異なるようになり、その結果、燃焼時の燃焼振動の発生がより抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００３０】
第２の実施形態では、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａと第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａとを交互に配置しているが、これら噴出ノズル３４Ａは、例えば二つずつ交互に配置するようにしてもよく、燃焼プレート６の燃焼面の燃焼状態を考慮して適宜に配置することができる。
また、第２の実施形態では、複数個の噴出ノズル３４Ａを燃焼プレート６との距離が異なる二つのノズルグループ５２，５４から構成しているが、燃焼プレート６との距離が異なる三つ以上のノズルグループから構成するようにしてもよい。
【００３１】
バーナ装置の第３の実施形態
次に、図６及び図７を参照して、本発明に従うバーナ装置の第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態のバーナ装置における燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図７は、図６のバーナ装置を示す正面図である。尚、この第３の実施形態では、燃料用ガス供給手段の構成が第１の実施形態のものと相違している。
【００３２】
図６及び図７において、第３の実施形態のバーナ装置２Ｂは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板（図示せず）と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ｂの複数個の噴出ノズル３４Ｂが配設されている。この第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数個の噴出ノズル３４Ｂは、燃焼プレート６との間隔が実質上等しくなるように配置されているが、燃料用ガスの供給制御が異なる第１ノズルグループ６２と第２ノズルグループ６４とから構成され、この形態では、図６及び図７において奇数番目の噴出ノズル３４Ｂが第１ノズルグループ６２を構成し、偶数番目の噴出ノズル３４Ｂが第２ノズルグループ６４を構成する。
【００３３】
更に説明すると、第３の実施形態における燃料用ガス供給手段１２Ｂは、ガス噴出孔３２を備えた複数本の噴出ノズル３４Ｂと、独立した二種の第１及び第２ガス導入管７２，７４とから構成され、第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂが第１ガス導入管７２に接続され、第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂが第２ガス導入管７４に接続されている。この形態では、第１及び第２ガス導入管７２，７４は、台形状の突出部が間隔をおいて設けられたラック状の角状管から構成され、下側の第１ガス導入管７２においては、上方に突出する突出部が４個設けられ、上側の第２ガス導入管７４においては、下方に突出する突出部が３個設けられ、第１ガス導入管７２の突出部と第２ガス導入管７４の突出部とを、図７に示すよう、相互にずらせて噛み合わせることによって、これらガス導入管７２，７４が組み合わされた状態にてバーナ本体４に取り付けられる。そして、第１ガス導入管７２の突出部に第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂが接続され、第２ガス導入管７４の突出部に第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂが接続されている。
【００３４】
第１及び第２ガス導入管７２，７４には、それぞれ、ガス送給管７６，７８が接続され、これらガス送給管７６，７８がガス供給源（図示せず）に接続されている。ガス送給管７６，７８には、それぞれ、送給遮断手段８０，８２を構成する電磁弁８４，８６が配設されている。従って、電磁弁８４（８６）が開放状態にあるときには、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６（７８）、第１ガス導入管７２（第２ガス導入管７４）を通して第１ノズルグループ６２（第２ノズルグループ６４）の噴出ノズル３４Ｂに送給される。
【００３５】
この第３の実施形態のバーナ装置２Ｂにおいては、例えば、低負荷燃焼時には電磁弁８４（又は８６）が遮断状態になる一方、電磁弁８６（又は８４）が開放状態になる。この状態においては、ガス送給管７６（又は７８）及び第１ガス導入管７２（又は第２ガス導入管７４）を通して燃料用ガスが送給されず、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、電磁弁８６（又は８４）、ガス送給管７８（又は７６）、第２ガス導入管７４（又は第１のガス導入管７２）を介して第２ノズルグループ６４（又は第１ノズルグループ６２）の噴出ノズル３４Ｂに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、一部の噴出ノズル３４Ｂ、この形態では第２ノズルグループ６４（又は第１ノズルグループ６２）の噴出ノズル３４Ｂから燃料用ガスが噴出されるので、これら噴出ノズル３４Ｂの直上方及びその近傍の領域にて噴出する混合ガスが燃焼し、燃料用ガスの供給量が少ないにもかかわらず、火炎の燃焼状態が安定する。
【００３６】
また、例えば、高負荷燃焼時には電磁弁８４，８６が開放状態になる。この状態においては、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６，７８、第１及び第２ガス導入管７２，７４、を通して第１及び第２ノズルグループ６２，６４の噴出ノズル３４Ｂに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、全ての噴出ノズル３４Ｂ（第１及び第２ノズルグループ６２，６４の噴出ノズル３４Ｂ）から燃料用ガスが噴出されるので、ガス供給源からの燃料用ガスの供給量が多く、高負荷燃焼状態で燃焼する。尚、この高負荷燃焼状態は、第１の実施形態のバーナ装置２の燃焼状態と実質上同じ状態であり、それ故に、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が異なり、上述したと同様に、燃焼時の燃焼振動の発生を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００３７】
第３の実施形態では、第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂと第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂとを交互に配置しているが、これら噴出ノズル３４Ｂは、例えば二つずつ交互に配置するようにしてもよく、例えば低負荷燃焼時の燃焼状態を考慮して適宜に配置することができる。
バーナ装置の第４の実施形態
次に、図８及び図９参照して、本発明に従うバーナ装置の第４の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態のバーナ装置における燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図９は、図８のバーナ装置を示す正面図である。尚、この第４の実施形態では、燃料用ガス供給手段の構成が第３実施形態のものと相違している。
【００３８】
図８及び図９において、第４の実施形態のバーナ装置２Ｃは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板（図示せず）と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ｃの複数個の噴出ノズル３４Ｃが配設されている。この第４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、複数個の噴出ノズル３４Ｃは、整流板側に位置する第１ノズルグループ６２Ｃと、燃焼プレート６側に位置する第２ノズルグループ６４Ｃとから構成され、この形態では、図８及び図９において奇数番目の噴出ノズル３４Ｃが第１ノズルグループ６２Ｃを構成し、偶数番目の噴出ノズル３４Ｃが第２ノズルグループ６４Ｃを構成する。
【００３９】
この第４の実施形態における燃料用ガス供給手段１２Ｃは、第３の実施形態と同様に、独立した二種の第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃを備えており、第１ノズルグループ６２Ｃの噴出ノズル３４Ｃが第１ガス導入管７２Ｃに接続され、第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃが第２ガス導入管７４Ｃに接続されている。この形態では、ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃは角状管から構成され、これら角状管は上下方向に重ねるように組み合わせてバーナ本体４に取り付けられる。第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃには、それぞれ、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃが接続され、これらガス送給管７６Ｃ，７８Ｃがガス供給源（図示せず）に接続され、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃには、電磁弁８４Ｃ，８６Ｃ（送給遮断手段８０Ｃ，８２Ｃを構成する）が配設されている。
【００４０】
この第４の実施形態のバーナ装置２Ｃにおいては、低負荷燃焼時には電磁弁８４Ｃが遮断状態になる一方、電磁弁８６Ｃが開放状態になる。この状態においては、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、電磁弁８６Ｃ、ガス送給管７８Ｃ、第２ガス導入管７４Ｃを介して第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、燃料用ガスは第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃから噴出されるので、これら噴出ノズル３４Ｃの直上方及びその近傍の領域にて噴出する混合ガスが燃焼し、第３の実施形態と同様に、燃料用ガスの供給量が少ないにもかかわらず、火炎の燃焼状態が安定する。特に、この第４の実施形態においては、第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃが燃焼プレート６側に位置し、この燃焼プレート６との間隔が小さいので、かかる噴出ノズル３４Ｃから噴出する燃料用ガスの拡散が少なく、燃焼量を絞っても火炎の燃焼状態を安定させることができる。
【００４１】
また、高負荷燃焼時には電磁弁８４Ｃ，８６Ｃが開放状態になる。この状態においては、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃ、第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃ、を通して第１及び第２ノズルグループ６２Ｃ，６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、全ての噴出ノズル３４Ｃから燃料用ガスが噴出するので、ガス供給源からの燃料用ガスの供給量が多く、高負荷燃焼状態で燃焼する。尚、この高負荷燃焼状態は、第２の実施形態のバーナ装置２の燃焼状態と実質上同じ状態であり、それ故に、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が複雑に異なり、上述したと同様に、燃焼時の燃焼振動の発生を更に抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００４２】
ガス噴出孔の変形形態
上述した各種バーナ装置２（２Ａ〜２Ｃ）では、噴出ノズル３４（３４Ａ〜３４Ｃ）のガス噴出孔３４を円形状に形成しているが、円形状以外の適宜の形状に、例えば図１０に示すような各種の形状にしてもよい。図１０（ａ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｄは円筒パイプ状であり、周方向に配置された一対のガス噴出孔３２Ｄが、噴出ノズル３４Ｄの軸線方向に実質上等間隔をおいて設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｄを用いた場合、噴出ノズル３４Ｄのガス噴出孔３２Ｄからの燃料用ガスは幾分両横方向（図１０（ａ）において左右方向）外側に向けて噴出され、噴出する燃料用ガスは上記横方向に拡散するようになる。
【００４３】
図１０（ｂ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｅは円筒パイプ状であり、ガス噴出孔３２Ｅは、この噴出ノズル３４Ｅの軸線方向に直線状に細長く設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｅを用いた場合、ガス噴出孔３２Ｅからの燃料用ガスは、噴出ノズル３４Ｅのほぼ全長にわたって実質上均一に噴出され、噴出ノズル３４Ｅの軸線方向における混合ガスの空気比のムラが少なくなる。
【００４４】
図１０（ｃ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｆは円筒パイプ状であり、周方向及び軸線方向に間隔をおいて配置された４個のガス噴出孔３２Ｆが噴出孔組９２Ｆを構成し、噴出孔組９２Ｆが、噴出ノズル３４Ｆの軸線方向に実質上等間隔をおいて設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｆを用いた場合、噴出ノズル３４Ｆのガス噴出孔３２Ｆからの燃料用ガスは幾分両横方向（図１０（ｃ）において左右方向）外側に向けて噴出され、噴出する燃料用ガスは上記横方向に拡散することができるとともに、各ガス噴出孔３２Ｆの開口面積が小さくなるので、ガス噴出孔３２Ｆから噴出される燃料用ガスの流速を高めることができる。
【００４５】
流体加熱装置の実施形態
次に、図１１を参照して、本発明に従う流体加熱装置の一実施形態について説明する。図１１は、一実施形態の流体加熱装置を一部切り欠いて示す正面図である。
図１１において、給湯器の如き流体加熱装置１０２には、上記第１の実施形態のバーナ装置２（図１〜図３に示すもの）が装備され、流体加熱装置１０２の装置本体１０４の底部に取り付けられている。このバーナ装置２の構成は、上述したと同様であり、その説明を省略する。
【００４６】
この装置本体１０４の前面上端部には排気口１０６が設けられ、装置本体１０４内には、バーナ装置２の燃焼により発生する燃焼ガスを排気口１０６に導く燃焼ガス流路１０８が設けられている。燃焼ガス流路１０８内には、所要の通りに湾曲した受熱管１１０が配設され、この受熱管１１０は、燃焼ガスとの間で熱交換する熱交換器１１２を構成する。この受熱管１１０を通して受熱媒体、例えば水（水道水）が矢印で示すように流れる。
【００４７】
この流体加熱装置１０２においては、バーナ装置２が燃焼すると、燃焼によって生成される燃焼ガスは燃焼ガス流路１０８を通して外部に排出される。このとき、受熱媒体は受熱管１１０を通して流れ、かく受熱管１１０を通して流れる間に、燃焼ガス流路１０８を流れる燃焼ガスとの間で熱交換が行われて加熱され、加熱された受熱媒体が受熱管１１０から排出される。この流体加熱装置１０２では、上述したバーナ装置２を備えているので、受熱媒体の加熱時における燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。尚、この形態では、第１の実施形態のバーナ装置２を適用しているが、これに限定されず、例えば、第２〜第４の実施形態のバーナ装置２Ａ〜２Ｃを適用するようにしてもよい。また、バーナ装置２を上部に、熱交換器１１２を下部に配設し、バーナ装置２を下向きに燃焼させる形態の流体加熱装置にも同様に適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１のバーナ装置によれば、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスは、整流板を通った後の燃焼用空気のほぼ均一な流れと混合され、噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなるのに対し、噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなる。これにより、バーナ本体の混合室における燃料用ガスと燃焼用空気との混合状態が不均一となり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比にムラが存在するので、燃焼プレートの燃焼面における混合ガスの燃焼状態が不均一になり、その結果、燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００５０】
また、本発明の請求項２のバーナ装置によれば、複数個の噴出ノズルの配設部位は、少なくとも一部において燃焼プレートとの間隔が異なっているので、燃焼プレートとの間隔が比較的小さい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比と、燃焼プレートとの間隔が比較的大きい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比とが異なり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比のムラがさらに大きく複雑に形成することができる。従って、燃焼プレートの燃焼面での燃焼がより不均一なものとなり、これによって、燃焼共鳴音の発生をより確実に防止することができる。
【００５２】
更に、本発明の請求項３の流体加熱装置によれば、上述した構成のバーナ装置を備えているので、燃焼時に発生する燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止し、燃焼騒音の少ない流体加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うバーナ装置の第１の実施形態を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２】図１のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図３（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【図４】第２の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は、図４のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図５（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【図６】第３の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図７】図７は、図６のバーナ装置を示す正面図である。
【図８】第４の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図９】図９は、図８のバーナ装置を示す正面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、噴出ノズルの変形形態を示めす平面図である。
【図１１】流体加熱装置の一実施形態を一部切り欠いて簡略的に示す正面図である。
【符号の説明】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ バーナ装置
４ バーナ本体
６ 燃焼プレート
８ 混合室
１０ 炎孔
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 燃料用ガス供給手段
１４ 燃焼用空気供給手段
１６ 整流板
３２，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ ガス噴出孔
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅ，３４Ｆ 噴出ノズル
６２，６２Ｃ 第１ノズルグループ
６４，６４Ｃ 第２ノズルグループ
８０，８２，８０Ｃ，８２Ｃ 送給遮断手段
１０２ 流体加熱装置
１０４ 装置本体
１０８ 燃焼ガス流路
１１０ 受熱管
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用、業務用の給湯器等に使用されるバーナ装置及びこのバーナ装置を備えた流体加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯器、ボイラ、加熱炉、ストーブ等の燃焼装置として、燃料用ガスを燃料として用いるバーナ装置が広く用いられている。このバーナ装置の一例として、全一次空気式バーナ装置が知られている。この全一次空気式バーナ装置は、混合室を規定するバーナ本体と、複数個の炎孔を有する燃焼プレートと、燃料用ガスを供給するための燃料用ガス供給手段と、燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段と、を備えている。
【０００３】
この全一次空気式燃焼バーナ装置においては、燃料用ガス及び燃焼用空気がバーナ本体内で実質上均一に混合され、均一に混合された混合ガス（燃料用ガスと燃焼用空気とが混合したガス）が燃焼プレートの複数個の炎孔から噴出して燃焼する。尚、燃焼プレートとしては、フェルト状金属繊維板、多孔質セラミック製板、多数の炎孔を設けた金属板等が用いられる。
【０００４】
この全一次空気式バーナ装置は、予混合燃焼である高空気比燃焼（空気比が平均で１以上となる燃焼）が実現できるため、燃焼の低ＮＯＸ化を図ることができるとともに、バーナ装置自体の構造が簡単であるため、バーナ装置の低コスト化を図ることができる。
また、給湯器等に用いるバーナ装置の他の例として、濃淡燃焼式バーナ装置が知られている。この濃淡燃焼式バーナ装置は、濃燃焼用のバーナ本体と淡燃焼用のバーナ本体とを備え、濃燃焼用バーナ本体と淡燃焼用バーナ本体とが、例えば交互に配置される。濃燃焼用及び淡燃焼用のバーナ本体構造は、燃料用ガスと燃焼用空気を混合する混合室を規定し、このバーナ本体にスリット状の複数の炎孔を有する燃焼プレートが装着され、燃料用ガス供給手段からの燃料用ガス及び燃焼用空気供給手段からの燃焼用空気が各混合室に送給される。この濃燃焼用バーナ本体を含む濃燃焼用バーナにおいては、空気比１を基準に燃焼用空気量よりも燃料用ガス量の方が多く混合室に送給され、従って、混合室で混合された混合ガスの空気比は、例えば０．３〜０．７となり、このような空気比の小さい混合ガスが炎孔から噴出し、燃焼プレートの燃焼面上にて濃燃焼する。また、淡燃焼用バーナ本体を含む淡燃焼用バーナにおいては、空気比１を基準に燃焼用空気量よりも燃料用ガス量の方が少なく混合室に送給され、従って、混合室で混合された混合ガスの空気比は、例えば１．３〜２．５となり、このような空気比の大きい混合ガスが炎孔から噴出し、燃焼プレートの燃焼面上にて淡燃焼する。
【０００５】
このような濃淡燃焼式バーナ装置における濃淡燃焼では、高空気比（空気比が１より大きい）で燃料用ガスを燃焼させる淡燃焼により低ＮＯＸ化が図れ、また低空気比（空気比が１より小さい）で燃料用ガスを燃焼させる濃燃焼により淡燃焼の保炎性を向上させることができる。更に、このような濃淡燃焼式バーナ装置では、燃焼プレート表面の燃焼面上に形成される各火炎の空気比及び炎孔から噴出する混合ガスの流速が異なるために、各火炎のバランスが崩れて互いに干渉することがなく、これによって、燃焼時の燃焼振動が発生し難く、その燃焼振動に伴う共鳴音の発生が少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全一次空気式バーナ装置及び濃淡燃焼式バーナ装置には、次の通りの解決すべき問題がある。従来の全一次式バーナ装置では、バーナ本体の構造が比較的簡単で製造コストが安く、また低ＮＯＸ 化が達成できるという長所があるが、燃料用ガスと燃焼用空気とを予め均一に混合した高空気比混合ガスを比較的小さな炎孔から噴出させて燃焼させるので、燃焼プレート表面の燃焼面上に形成される各火炎の空気比が実質上同じであり、それ故に、各火炎のバランスが揃って互いに干渉して燃焼振動が発生し易く、これが共鳴音の発生原因の一つになっている。
【０００７】
また、濃淡燃焼式バーナ装置では、低ＮＯＸと燃焼振動による共鳴を回避することができるが、濃燃焼用バーナ及び淡燃焼用バーナが交互に配設される構造であるので、複数個のバーナを並列的に横に並べた構造となり、それ故に、バーナ装置の部品点数が多くなって構造が複雑になり、また全体が大型化すると共に、その部品点数が多く、重量もあり、製造コストも高かった。
【０００８】
本発明の目的は、燃焼振動による共鳴音を抑制することができるとともに、コンパクトで低コストであるバーナ装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、燃焼振動による共鳴音を抑制することができる流体加熱装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、混合室を規定するバーナ本体と、複数個の炎孔を有する燃焼プレートと、前記混合室に燃料用ガスを供給するための燃料用ガス供給手段と、前記混合室に燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段と、を備え、前記燃料用ガス供給手段からの燃料用ガスと前記燃焼用空気供給手段からの空気とが前記混合室にて混合され、この混合された混合ガスが前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出して燃焼するバーナ装置であって、
前記燃料用ガス供給手段は、燃料用ガスを噴出するガス噴出孔を備えた複数個の噴出ノズルを備え、前記複数個のガス噴出孔は前記噴出ノズルの軸線方向に所定間隔を置いて設けられ、前記燃焼用空気供給手段は燃焼用空気を送給する送風機から構成され、前記混合室には複数個の通気孔が設けられた整流板が配設されており、前記送風機からの燃焼用空気は、前記混合室の前記整流板より上流側に送給され、前記複数個の噴出ノズルは、前記混合室内の前記整流板と前記燃焼プレートとの間において燃焼用空気の流れ方向に対して横方向に所定間隔を置いて配設され、
前記噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなり、前記噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなり、これにより、前記混合室における燃料用ガスと燃焼用空気との混合状態が不均一になり、前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出する混合ガスの空気比にムラが存在することを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、バーナ本体の混合室に整流板が配設され、送風機からの燃焼用空気は整流板の上流側に供給されるので、整流板を通して流れることによって、燃焼用空気はほぼ均一な流れとなって下流側に流れる。また、複数個の噴出ノズルは、整流板と燃焼プレートの間に配設されるので、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスは燃焼用空気のほぼ均一な流れに混合され、この混合ガスが燃焼プレートの炎孔から噴出する。従って、噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなる（空気比が小さい）のに対し、噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなり（空気比が大きい）、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスはこのように燃焼用空気と均一に混合せず、空気比のムラが存在する状態で燃焼プレートの炎孔から噴出する。その結果、燃焼プレートの燃焼面での燃焼火炎が不均一なものとなり、各燃焼火炎の固有の振動周波数が異なって互いに干渉することがなく、その結果、燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。また、バーナ装置の構造は、複数個のバーナを並べたようなものでなく、比較的簡単であり、部品点数を少なくして製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記複数個の噴出ノズルの配設位置は、少なくとも一部において、前記燃焼プレートとの間隔が異なっていることを特徴とする。
本発明に従えば、複数個の噴出ノズルの配設位置は、少なくとも一部において燃焼プレートとの間隔が異なっているので、燃焼プレートとの間隔が比較的小さい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比と、燃焼プレートとの間隔が比較的大きい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比とが異なり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比のムラがさらに大きく複雑に形成することができる。従って、燃焼プレートの燃焼面での燃焼がより不均一なものとなり、これによって、燃焼火炎の振動が互いに干渉することがより少なく、燃焼共鳴音の発生をより確実に防止することができる。尚、複数個の噴出ノズルは、例えば、燃焼プレートとの間隔が小さい第１グループと燃焼プレートとの間隔が大きい第２グループとの２つのグループから構成するようにしてもよく、或いは燃焼プレートとの間隔が相互に異なる３つ又は４つ以上のグループから構成するようにしてもよい。
【００１６】
更に、本発明では、請求項１又は２に記載のバーナ装置と、前記バーナ装置の前記燃焼プレートにおける燃焼によって生成される燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路と、熱を受ける受熱媒体が流れる受熱管と、を備え、前記受熱管が前記燃焼ガス流路内に配設され、前記燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスと前記受熱管を流れる受熱媒体との間で熱交換が行われることを特徴とする流体加熱装置である。
【００１７】
本発明に従えば、流体加熱装置は、上述したバーナ装置を備えているので、燃焼時に発生する燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止し、燃焼騒音の少ない流体加熱装置を提供することができる。尚、流体加熱装置は例えば給湯器であり、この場合、受熱媒体は水（水道水）となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うバーナ装置及び流体加熱装置の実施形態について説明する。
バーナ装置の第１の実施形態
図1〜図３は本発明に従うバーナ装置の第１の実施形態を示しており、図1は、第１の実施形態のバーナ装置を一部切り欠いて示す斜視図であり、図２は、図１のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図３（ａ）は、図１のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図３（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【００１９】
図１及び図３（ａ）において、図示のバーナ装置２は、方形枠状のバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の上面に平板状の燃焼プレート６が設けられ、バーナ本体４及び燃焼プレート６は混合室８を規定する。燃焼プレート６は例えば金属製プレートから構成され、図１及び図３（ａ）に示すように、その実質上全域に複数個の炎孔１０が設けられている。これら炎孔１０の形状は、例えば小さな円形等の適宜の形状に形成される。
【００２０】
このバーナ装置２は、更に、燃料用ガス（例えば、都市ガス、ＬＰガス）を供給するための燃料用ガス供給手段１２と、燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段１４とを備えており、またバーナ本体４内の混合室８には整流板１６が配設されている。整流板１６は、例えば金属製プレートから構成され、図１及び図３（ａ）に示すように、その実質上全域に複数個の通気孔１８が設けられる。
【００２１】
燃焼用空気供給手段１４は、空気を送給する送風機２０から構成され、バーナ本体４の底壁２２に取り付けられ、送風機２０からの燃焼用空気は、この底壁２２の送給口（図示せず）を通して混合室８の底部に供給される。かく供給された空気は、図３（ａ）に矢印２４で示すように、整流板１６の通気孔１８を通して図１及び図３（ａ）において上方に流れ、この整流板１６を通して流れる間に空気が整流され、その下流側（混合室８の上部空間）においては実質上全域において燃焼用空気は実質上均一な流れになり、この実質上均一な流れの状態で燃焼プレート６に流れる。
【００２２】
また、燃料用ガス供給手段１２は、複数個（この図では７個示す）のガス噴出孔３２を有する複数個（この図では７個示す）の噴出ノズル３４と、これら噴出ノズル３４を接続するガス導入管３６とから構成されている。この実施形態では、複数個の噴出ノズル３４は、バーナ本体４の混合室８の上部空間に、即ち整流板１６と燃焼プレート６との間の空間に、図１、図２及び図３（ａ）において左右方向に所定間隔をおいて配設されている。各噴出ノズル３４は中空パイプから構成され、その先端は閉塞され、その軸線方向（図２において上下方向）に間隔をおいて複数個のガス噴出孔３２が設けられている。これらガス噴出口３２は、例えば小さい円形状に形成されているが、楕円形状等の他の適宜の形状でよい。バーナ本体４の側壁３８（図１及び図２において手前側の側壁）にはガス導入管３６が取り付けられ、複数個の噴出ノズル３４の基部側は、バーナ本体４の側壁３８を貫通してこのガス導入管３６に接続されている。このガス導入管３６は、ガスボンベ、ガス埋設管の如きガス供給源（図示せず）に接続され、ガス供給源からの燃料用ガスは、矢印４０（図２参照）で示すようにガス導入管３６に送給され、このガス導入管３６及び複数個の噴出ノズル３４を通って、複数個のガス噴出孔３２から矢印４２（図３（ａ）参照）で示すように混合室８内に噴出する。
【００２３】
このバーナ装置２においては、燃焼用空気は、送風機２０からバーナ本体４の混合室８の底部（混合室８の下部空間）に供給され、整流板１６の通気孔１８を通して下流側の燃焼プレート６に流れる。また、燃料用ガスは、ガス供給源（図示せず）からガス導入管３６を通して複数個の噴出ノズル３４に供給され、各噴出ノズル３４の各ガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて下流側に噴出する。このように混合室８内（その上部空間内）にて実質上均一に下流側に流れる空気流に、間隔をおいて配設された噴出ノズル３４の各ガス噴出孔３２から燃料用ガスが噴出するので、この混合室８内における燃料用ガスと燃焼用空気とは実質上均一に混合されず、これらの混合ガスの空気比にムラが生じ、空気比のムラが存在した状態で燃焼プレート６の複数個の炎孔１０から噴出する。即ち、燃焼プレート６の燃焼面（燃焼プレート６の表面が燃焼面となる）の、噴出ノズル３４の直上方の領域においては、ガス噴出孔３２から噴出した燃料用ガスが多く流れ、燃料用ガスの濃度は比較的濃くなり、混合ガスの空気比は平均値αより小さくなるのに対し、燃焼プレート６の燃焼面の、噴出ノズル３４の直上から幾分離れた領域においては、ガス噴出孔３２から噴出した燃料用ガスがあまり流れず、燃料用ガスの濃度は比較的薄くなり、混合ガスの空気比は平均値αより大きくなる。従って、燃焼プレート６から噴出する混合ガスの空気比は、図３（ｂ）に示すように、空気比のムラが存在した状態となり、このような状態のまま炎孔１０から噴出する。
【００２４】
そして、燃焼プレート６の炎孔１０から噴出する混合ガスが点火燃焼すると、この混合ガスは燃焼プレート６の燃焼面にて燃焼し、その燃焼状態は、噴出ノズル３４の直上方の領域では、燃料用ガスの濃度が比較的濃い燃焼状態となる一方、上記直上方から幾分離れた領域では、燃料用ガスの濃度が比較的薄い燃焼状態となる。従って、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が異なった状態になり、これによって燃焼火炎の固有の振動周波数も異なり、この燃焼火炎が相互に干渉し合うことが回避できる。その結果、燃焼時の燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。尚、この燃焼に際しては、全燃料用ガスと全燃焼用空気とのトータルの混合比を１（理論空燃比）より大きくすることにより、燃料用ガスが完全燃焼され、低ＮＯＸ化が図れる。
【００２５】
また、このバーナ装置２の基本的構造は、混合室８を規定するバーナ本体４、燃焼プレート６、燃料用ガス供給手段１２及び燃焼用空気供給手段１４から構成されるので、従来の全一次空気式バーナとほぼ同様であり、その構造が比較的簡単で、部品点数も少なく、またバーナ装置全体をコンパクト化することができる。
【００２６】
バーナ装置の第２の実施形態
次に、図４及び図５を参照して、本発明に従うバーナ装置の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図５（ａ）は、図４のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図５（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。尚、以下の実施形態において、上記第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の番号を付し、その説明を省略する。尚、第２の実施形態のバーナ装置は、前記第１の形態のバーナ装置２と基本的に同じ構成を有し、燃料用ガス供給手段の複数個の噴出ノズルの配置が上記第１の実施形態と相違している。
【００２７】
図４及び図５（ａ）において、図示の実施形態のバーナ装置２Ａは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板１６と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ａの複数個の噴出ノズル３４Ａが配設されている。この第２の実施形態では、複数個の噴出ノズル３４Ａが、整流板１６側（図５（ａ）において下側）に位置する第１ノズルグループ５２と、燃焼プレート６側（図５（ａ）において上側）に位置する第２ノズルグループ５４とから構成され、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａと第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａとが交互に配設されている。この第２の実施形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００２８】
この第２の実施形態のバーナ装置２Ａでは、第１の実施形態と同様に、送風機２０からの燃焼用空気は、バーナ本体４の混合室８の底部（混合室８の下部空間）から整流板１６を通して下流側の燃焼プレート６に流れ、また、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、ガス導入管３６及び複数個の噴出ノズル３４Ａを通してそれらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａは燃焼プレート６の燃焼面からの距離が大きく、従って、この第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａから噴出する燃料用ガスは、燃焼プレート６に到達するまでに周囲に比較的拡散し、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域及びその近傍では混合ガスの空気比は比較的薄くなる。これに対し、第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａは燃焼プレート６の燃焼面からの距離が小さく、従って、この第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａから噴出する燃料用ガスは、燃焼プレート６に到達するまでに周囲にあまり拡散せず、第２ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域では混合ガスの空気比は比較的濃くなる。従って、燃焼プレート６から噴出する混合ガスの空気比は、図５（ｂ）に示すように、空気比のムラが存在した状態となり、特に、第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａの直上方領域において混合ガスの空気比が小さくなる。
【００２９】
この第２の実施形態においても、空気比のムラが存在する状態の混合ガスが燃焼プレート６の炎孔１０から噴出するので、燃焼プレート６の燃焼面での燃焼状態は、第１の実施形態と同様に、空気比の小さい混合ガスは比較的濃い燃焼状態となる一方、空気比の大きい混合ガスは比較的薄い燃焼状態となり、噴出ノズル３４Ａの直上方領域であっても、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａの上方領域よりも第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａの上方領域の方がより濃い燃焼状態となる。従って、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が複雑に異なった状態になり、これによって燃焼火炎の固有の振動周波数もより異なるようになり、その結果、燃焼時の燃焼振動の発生がより抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００３０】
第２の実施形態では、第１ノズルグループ５２の噴出ノズル３４Ａと第２ノズルグループ５４の噴出ノズル３４Ａとを交互に配置しているが、これら噴出ノズル３４Ａは、例えば二つずつ交互に配置するようにしてもよく、燃焼プレート６の燃焼面の燃焼状態を考慮して適宜に配置することができる。
また、第２の実施形態では、複数個の噴出ノズル３４Ａを燃焼プレート６との距離が異なる二つのノズルグループ５２，５４から構成しているが、燃焼プレート６との距離が異なる三つ以上のノズルグループから構成するようにしてもよい。
【００３１】
バーナ装置の第３の実施形態
次に、図６及び図７を参照して、本発明に従うバーナ装置の第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態のバーナ装置における燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図７は、図６のバーナ装置を示す正面図である。尚、この第３の実施形態では、燃料用ガス供給手段の構成が第１の実施形態のものと相違している。
【００３２】
図６及び図７において、第３の実施形態のバーナ装置２Ｂは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板（図示せず）と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ｂの複数個の噴出ノズル３４Ｂが配設されている。この第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数個の噴出ノズル３４Ｂは、燃焼プレート６との間隔が実質上等しくなるように配置されているが、燃料用ガスの供給制御が異なる第１ノズルグループ６２と第２ノズルグループ６４とから構成され、この形態では、図６及び図７において奇数番目の噴出ノズル３４Ｂが第１ノズルグループ６２を構成し、偶数番目の噴出ノズル３４Ｂが第２ノズルグループ６４を構成する。
【００３３】
更に説明すると、第３の実施形態における燃料用ガス供給手段１２Ｂは、ガス噴出孔３２を備えた複数本の噴出ノズル３４Ｂと、独立した二種の第１及び第２ガス導入管７２，７４とから構成され、第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂが第１ガス導入管７２に接続され、第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂが第２ガス導入管７４に接続されている。この形態では、第１及び第２ガス導入管７２，７４は、台形状の突出部が間隔をおいて設けられたラック状の角状管から構成され、下側の第１ガス導入管７２においては、上方に突出する突出部が４個設けられ、上側の第２ガス導入管７４においては、下方に突出する突出部が３個設けられ、第１ガス導入管７２の突出部と第２ガス導入管７４の突出部とを、図７に示すよう、相互にずらせて噛み合わせることによって、これらガス導入管７２，７４が組み合わされた状態にてバーナ本体４に取り付けられる。そして、第１ガス導入管７２の突出部に第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂが接続され、第２ガス導入管７４の突出部に第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂが接続されている。
【００３４】
第１及び第２ガス導入管７２，７４には、それぞれ、ガス送給管７６，７８が接続され、これらガス送給管７６，７８がガス供給源（図示せず）に接続されている。ガス送給管７６，７８には、それぞれ、送給遮断手段８０，８２を構成する電磁弁８４，８６が配設されている。従って、電磁弁８４（８６）が開放状態にあるときには、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６（７８）、第１ガス導入管７２（第２ガス導入管７４）を通して第１ノズルグループ６２（第２ノズルグループ６４）の噴出ノズル３４Ｂに送給される。
【００３５】
この第３の実施形態のバーナ装置２Ｂにおいては、例えば、低負荷燃焼時には電磁弁８４（又は８６）が遮断状態になる一方、電磁弁８６（又は８４）が開放状態になる。この状態においては、ガス送給管７６（又は７８）及び第１ガス導入管７２（又は第２ガス導入管７４）を通して燃料用ガスが送給されず、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、電磁弁８６（又は８４）、ガス送給管７８（又は７６）、第２ガス導入管７４（又は第１のガス導入管７２）を介して第２ノズルグループ６４（又は第１ノズルグループ６２）の噴出ノズル３４Ｂに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、一部の噴出ノズル３４Ｂ、この形態では第２ノズルグループ６４（又は第１ノズルグループ６２）の噴出ノズル３４Ｂから燃料用ガスが噴出されるので、これら噴出ノズル３４Ｂの直上方及びその近傍の領域にて噴出する混合ガスが燃焼し、燃料用ガスの供給量が少ないにもかかわらず、火炎の燃焼状態が安定する。
【００３６】
また、例えば、高負荷燃焼時には電磁弁８４，８６が開放状態になる。この状態においては、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６，７８、第１及び第２ガス導入管７２，７４、を通して第１及び第２ノズルグループ６２，６４の噴出ノズル３４Ｂに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、全ての噴出ノズル３４Ｂ（第１及び第２ノズルグループ６２，６４の噴出ノズル３４Ｂ）から燃料用ガスが噴出されるので、ガス供給源からの燃料用ガスの供給量が多く、高負荷燃焼状態で燃焼する。尚、この高負荷燃焼状態は、第１の実施形態のバーナ装置２の燃焼状態と実質上同じ状態であり、それ故に、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が異なり、上述したと同様に、燃焼時の燃焼振動の発生を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００３７】
第３の実施形態では、第１ノズルグループ６２の噴出ノズル３４Ｂと第２ノズルグループ６４の噴出ノズル３４Ｂとを交互に配置しているが、これら噴出ノズル３４Ｂは、例えば二つずつ交互に配置するようにしてもよく、例えば低負荷燃焼時の燃焼状態を考慮して適宜に配置することができる。
バーナ装置の第４の実施形態
次に、図８及び図９参照して、本発明に従うバーナ装置の第４の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態のバーナ装置における燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図であり、図９は、図８のバーナ装置を示す正面図である。尚、この第４の実施形態では、燃料用ガス供給手段の構成が第３実施形態のものと相違している。
【００３８】
図８及び図９において、第４の実施形態のバーナ装置２Ｃは、混合室８を規定するバーナ本体４を備え、このバーナ本体４の混合室８内の整流板（図示せず）と燃焼プレート６との間の空間（混合室８の上部空間）に、燃料用ガス供給手段１２Ｃの複数個の噴出ノズル３４Ｃが配設されている。この第４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、複数個の噴出ノズル３４Ｃは、整流板側に位置する第１ノズルグループ６２Ｃと、燃焼プレート６側に位置する第２ノズルグループ６４Ｃとから構成され、この形態では、図８及び図９において奇数番目の噴出ノズル３４Ｃが第１ノズルグループ６２Ｃを構成し、偶数番目の噴出ノズル３４Ｃが第２ノズルグループ６４Ｃを構成する。
【００３９】
この第４の実施形態における燃料用ガス供給手段１２Ｃは、第３の実施形態と同様に、独立した二種の第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃを備えており、第１ノズルグループ６２Ｃの噴出ノズル３４Ｃが第１ガス導入管７２Ｃに接続され、第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃが第２ガス導入管７４Ｃに接続されている。この形態では、ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃは角状管から構成され、これら角状管は上下方向に重ねるように組み合わせてバーナ本体４に取り付けられる。第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃには、それぞれ、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃが接続され、これらガス送給管７６Ｃ，７８Ｃがガス供給源（図示せず）に接続され、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃには、電磁弁８４Ｃ，８６Ｃ（送給遮断手段８０Ｃ，８２Ｃを構成する）が配設されている。
【００４０】
この第４の実施形態のバーナ装置２Ｃにおいては、低負荷燃焼時には電磁弁８４Ｃが遮断状態になる一方、電磁弁８６Ｃが開放状態になる。この状態においては、ガス供給源（図示せず）からの燃料用ガスは、電磁弁８６Ｃ、ガス送給管７８Ｃ、第２ガス導入管７４Ｃを介して第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、燃料用ガスは第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃから噴出されるので、これら噴出ノズル３４Ｃの直上方及びその近傍の領域にて噴出する混合ガスが燃焼し、第３の実施形態と同様に、燃料用ガスの供給量が少ないにもかかわらず、火炎の燃焼状態が安定する。特に、この第４の実施形態においては、第２ノズルグループ６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃが燃焼プレート６側に位置し、この燃焼プレート６との間隔が小さいので、かかる噴出ノズル３４Ｃから噴出する燃料用ガスの拡散が少なく、燃焼量を絞っても火炎の燃焼状態を安定させることができる。
【００４１】
また、高負荷燃焼時には電磁弁８４Ｃ，８６Ｃが開放状態になる。この状態においては、ガス供給源からの燃料用ガスは、ガス送給管７６Ｃ，７８Ｃ、第１及び第２ガス導入管７２Ｃ，７４Ｃ、を通して第１及び第２ノズルグループ６２Ｃ，６４Ｃの噴出ノズル３４Ｃに送給され、それらのガス噴出孔３２から燃焼プレート６に向けて噴出する。このとき、全ての噴出ノズル３４Ｃから燃料用ガスが噴出するので、ガス供給源からの燃料用ガスの供給量が多く、高負荷燃焼状態で燃焼する。尚、この高負荷燃焼状態は、第２の実施形態のバーナ装置２の燃焼状態と実質上同じ状態であり、それ故に、燃焼プレート６の燃焼面の各領域において燃焼火炎が複雑に異なり、上述したと同様に、燃焼時の燃焼振動の発生を更に抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００４２】
ガス噴出孔の変形形態
上述した各種バーナ装置２（２Ａ〜２Ｃ）では、噴出ノズル３４（３４Ａ〜３４Ｃ）のガス噴出孔３４を円形状に形成しているが、円形状以外の適宜の形状に、例えば図１０に示すような各種の形状にしてもよい。図１０（ａ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｄは円筒パイプ状であり、周方向に配置された一対のガス噴出孔３２Ｄが、噴出ノズル３４Ｄの軸線方向に実質上等間隔をおいて設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｄを用いた場合、噴出ノズル３４Ｄのガス噴出孔３２Ｄからの燃料用ガスは幾分両横方向（図１０（ａ）において左右方向）外側に向けて噴出され、噴出する燃料用ガスは上記横方向に拡散するようになる。
【００４３】
図１０（ｂ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｅは円筒パイプ状であり、ガス噴出孔３２Ｅは、この噴出ノズル３４Ｅの軸線方向に直線状に細長く設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｅを用いた場合、ガス噴出孔３２Ｅからの燃料用ガスは、噴出ノズル３４Ｅのほぼ全長にわたって実質上均一に噴出され、噴出ノズル３４Ｅの軸線方向における混合ガスの空気比のムラが少なくなる。
【００４４】
図１０（ｃ）に示すものでは、噴出ノズル３４Ｆは円筒パイプ状であり、周方向及び軸線方向に間隔をおいて配置された４個のガス噴出孔３２Ｆが噴出孔組９２Ｆを構成し、噴出孔組９２Ｆが、噴出ノズル３４Ｆの軸線方向に実質上等間隔をおいて設けられている。このようなガス噴出孔３２Ｆを用いた場合、噴出ノズル３４Ｆのガス噴出孔３２Ｆからの燃料用ガスは幾分両横方向（図１０（ｃ）において左右方向）外側に向けて噴出され、噴出する燃料用ガスは上記横方向に拡散することができるとともに、各ガス噴出孔３２Ｆの開口面積が小さくなるので、ガス噴出孔３２Ｆから噴出される燃料用ガスの流速を高めることができる。
【００４５】
流体加熱装置の実施形態
次に、図１１を参照して、本発明に従う流体加熱装置の一実施形態について説明する。図１１は、一実施形態の流体加熱装置を一部切り欠いて示す正面図である。
図１１において、給湯器の如き流体加熱装置１０２には、上記第１の実施形態のバーナ装置２（図１〜図３に示すもの）が装備され、流体加熱装置１０２の装置本体１０４の底部に取り付けられている。このバーナ装置２の構成は、上述したと同様であり、その説明を省略する。
【００４６】
この装置本体１０４の前面上端部には排気口１０６が設けられ、装置本体１０４内には、バーナ装置２の燃焼により発生する燃焼ガスを排気口１０６に導く燃焼ガス流路１０８が設けられている。燃焼ガス流路１０８内には、所要の通りに湾曲した受熱管１１０が配設され、この受熱管１１０は、燃焼ガスとの間で熱交換する熱交換器１１２を構成する。この受熱管１１０を通して受熱媒体、例えば水（水道水）が矢印で示すように流れる。
【００４７】
この流体加熱装置１０２においては、バーナ装置２が燃焼すると、燃焼によって生成される燃焼ガスは燃焼ガス流路１０８を通して外部に排出される。このとき、受熱媒体は受熱管１１０を通して流れ、かく受熱管１１０を通して流れる間に、燃焼ガス流路１０８を流れる燃焼ガスとの間で熱交換が行われて加熱され、加熱された受熱媒体が受熱管１１０から排出される。この流体加熱装置１０２では、上述したバーナ装置２を備えているので、受熱媒体の加熱時における燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。尚、この形態では、第１の実施形態のバーナ装置２を適用しているが、これに限定されず、例えば、第２〜第４の実施形態のバーナ装置２Ａ〜２Ｃを適用するようにしてもよい。また、バーナ装置２を上部に、熱交換器１１２を下部に配設し、バーナ装置２を下向きに燃焼させる形態の流体加熱装置にも同様に適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１のバーナ装置によれば、複数個の噴出ノズルから噴出する燃料用ガスは、整流板を通った後の燃焼用空気のほぼ均一な流れと混合され、噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなるのに対し、噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなる。これにより、バーナ本体の混合室における燃料用ガスと燃焼用空気との混合状態が不均一となり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比にムラが存在するので、燃焼プレートの燃焼面における混合ガスの燃焼状態が不均一になり、その結果、燃焼振動の発生が抑えられ、燃焼共鳴音の発生を防止することができる。
【００５０】
また、本発明の請求項２のバーナ装置によれば、複数個の噴出ノズルの配設部位は、少なくとも一部において燃焼プレートとの間隔が異なっているので、燃焼プレートとの間隔が比較的小さい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比と、燃焼プレートとの間隔が比較的大きい噴出ノズルの直上方の燃焼面領域における混合ガスの空気比とが異なり、燃焼プレートの炎孔から噴出する混合ガスの空気比のムラがさらに大きく複雑に形成することができる。従って、燃焼プレートの燃焼面での燃焼がより不均一なものとなり、これによって、燃焼共鳴音の発生をより確実に防止することができる。
【００５２】
更に、本発明の請求項３の流体加熱装置によれば、上述した構成のバーナ装置を備えているので、燃焼時に発生する燃焼振動を抑え、燃焼共鳴音の発生を防止し、燃焼騒音の少ない流体加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うバーナ装置の第１の実施形態を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２】図１のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図３（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【図４】第２の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は、図４のバーナ装置を示す縦断正面図であり、図５（ｂ）は、このバーナ装置の燃焼プレートの炎孔から噴出される混合ガスの空気比を示す図である。
【図６】第３の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図７】図７は、図６のバーナ装置を示す正面図である。
【図８】第４の実施形態のバーナ装置の燃料用ガス供給手段及びそれに関連する構成を示す平面図である。
【図９】図９は、図８のバーナ装置を示す正面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、噴出ノズルの変形形態を示めす平面図である。
【図１１】流体加熱装置の一実施形態を一部切り欠いて簡略的に示す正面図である。
【符号の説明】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ バーナ装置
４ バーナ本体
６ 燃焼プレート
８ 混合室
１０ 炎孔
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 燃料用ガス供給手段
１４ 燃焼用空気供給手段
１６ 整流板
３２，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ ガス噴出孔
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅ，３４Ｆ 噴出ノズル
６２，６２Ｃ 第１ノズルグループ
６４，６４Ｃ 第２ノズルグループ
８０，８２，８０Ｃ，８２Ｃ 送給遮断手段
１０２ 流体加熱装置
１０４ 装置本体
１０８ 燃焼ガス流路
１１０ 受熱管
Claims (3)
- 混合室を規定するバーナ本体と、複数個の炎孔を有する燃焼プレートと、前記混合室に燃料用ガスを供給するための燃料用ガス供給手段と、前記混合室に燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給手段と、を備え、前記燃料用ガス供給手段からの燃料用ガスと前記燃焼用空気供給手段からの空気とが前記混合室にて混合され、この混合された混合ガスが前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出して燃焼するバーナ装置であって、
前記燃料用ガス供給手段は、燃料用ガスを噴出するガス噴出孔を備えた複数個の噴出ノズルを備え、前記複数個のガス噴出孔は前記噴出ノズルの軸線方向に所定間隔を置いて設けられ、前記燃焼用空気供給手段は燃焼用空気を送給する送風機から構成され、前記混合室には複数個の通気孔が設けられた整流板が配設されており、前記送風機からの燃焼用空気は、前記混合室の前記整流板より上流側に送給され、前記複数個の噴出ノズルは、前記混合室内の前記整流板と前記燃焼プレートとの間において燃焼用空気の流れ方向に対して横方向に所定間隔を置いて配設され、
前記噴出ノズルの直上方の燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的濃くなり、前記噴出ノズルの直上方から幾分離れた燃焼面領域においては、前記噴出ノズルから噴出する燃料用ガスの濃度が比較的薄くなり、これにより、前記混合室における燃料用ガスと燃焼用空気との混合状態が不均一になり、前記燃焼プレートの前記複数個の炎孔から噴出する混合ガスの空気比にムラが存在することを特徴とするバーナ装置。 - 前記複数個の噴出ノズルの配設位置は、少なくとも一部において、前記燃焼プレートとの間隔が異なっていることを特徴とする請求項１記載のバーナ装置。
- 請求項１又は２に記載のバーナ装置と、前記バーナ装置の前記燃焼プレートにおける燃焼によって生成される燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路と、熱を受ける受熱媒体が流れる受熱管と、を備え、前記受熱管が前記燃焼ガス流路内に配設され、前記燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスと前記受熱管を流れる受熱媒体との間で熱交換が行われることを特徴とする流体加熱装置。
Priority Applications (1)
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