JP5749856B2

JP5749856B2 - ガスバーナーシステム

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Publication number: JP5749856B2
Application number: JP2014510246A
Authority: JP
Inventors: シクミン、テ
Original assignee: キュンドンナビエンシーオー．，エルティーディー．
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2032-05-02
Also published as: WO2012161428A2; JP2014517242A; EP2716969A4; CN103562640B; EP2716969A2; CN103562640A; KR101204531B1; WO2012161428A3

Description

本発明は、ボイラーまたは温水器に使用されるガスバーナーシステムに関し、より詳細には、ガスバーナーを分割された多数のバーナー群で形成し、各バーナー群に供給される空気とガスの混合流体の流路を独立して形成することによって、１つのガスバーナーシステムで多様な燃焼方式のガスバーナーを具現すると共に、混合流体が燃焼室の側壁を経由してバーナーに供給されるようにして、燃焼室の冷却構造を簡素化することができるガスバーナーシステムに関する。

一般的に、ガスボイラーまたは温水器は、ガスと空気の混合流体の燃焼過程で発生する燃焼熱を利用して水を加熱させ、加熱された水を配管に沿って循環させることによって、室内暖房用に使用するかまたは温水用に使用することができるようにする暖房装置である。

このようなガスボイラーまたは温水器に設けられるガスバーナーを燃焼方式に従って区分すれば、ガスと空気を別にバーナーに供給する拡散燃焼と、ガスと空気をあらかじめ混合した後、混合流体をバーナーに供給する予混合燃焼と、拡散燃焼と予混合燃焼方式を混合した部分予混合燃焼とに区分される。

前記予混合燃焼方式の全一次バーナーは、ガスと空気の混合比率が一定に供給されるバーナーであって、小さい体積に高負荷を得ることができ、ＣＯ、ＮＯｘなどの公害物質の発生量が少ない長所があるが、安定的な燃焼が行われる空気比の範囲が小さくて、制御しにくいという短所がある。

前記部分予混合燃焼は、ブンゼンバーナーによって行われる燃焼を言い、前記ブンゼンバーナーは、供給される空気の一部である１次空気と燃料をあらかじめ混合し、バーナーの炎孔に供給し、これとは別に２次空気を炎孔に供給し、完全燃焼を誘導するものである。

前記拡散燃焼は、火炎安定性に優れているが、ＣＯ、ＮＯｘなどの公害物質が多く発生する短所があり、前記予混合バーナーの場合、ＣＯ、ＮＯｘなどの公害物質の発生は少ないが、低負荷領域で燃焼させるときに逆火が発生することがあり、負荷を増加させれば、混合ガスの気流速度が大きくなって、火炎が飛ぶようになり、不安定な火炎が形成されるという短所がある。

前記ブンゼンバーナーは、拡散燃焼と予混合燃焼の長所を採択したものであって、公害物質の発生を少なくしながらも、火炎安定性を良好にすることができるが、熱効率性が劣化する短所がある。

一方、前記ブンゼンバーナーの構造を変更したものとして、リーン−リッチバーナー（ＬＥＡＮ−ＲＩＣＨＢＵＲＮＥＲ）がある。前記リーン−リッチバーナーは、一側には空気過剰燃焼が行われる火炎部が設けられ、他側にはガス過剰燃焼が行われる火炎部が交互に設けられたもので、２個の火炎部から噴出される混合ガスが相互の燃焼に関与することによって、小さい体積のバーナーで安定した高負荷燃焼が可能であり、公害物質の発生量を減らすことができる長所がある。

しかし、一般的なリーン−リッチバーナーは、空気過剰混合気が流入されるガス管と、ガス過剰混合気が流入されるガス管とで構成された二重ガス管構造となっていて、構造が複雑で且つ製造コストが高くなる短所がある。

上記のように、従来、ガスボイラーまたは温水器用ガスバーナーは、燃焼方式に従っていずれか１つの方式だけで運用されるように、その種類が特定されていて、燃焼負荷に適合な方式でバーナーシステムを運用することができない問題点がある。

一方、ガスボイラーや温水器には、燃焼室の内部で発生した熱エネルギーが燃焼室の外部に伝達される場合に、燃焼室周辺装置に熱損傷を起こすことを防止するために燃焼室冷却装置が設けられる。
従来、燃焼室冷却装置としては、燃焼室の内壁に断熱材を付着する乾式燃焼室冷却装置と、燃焼室の外壁に暖房水配管が巻き取られた湿式燃焼室冷却装置が知られているが、乾式の場合、熱効率が低いという問題点があり、湿式の場合、構造が複雑で且つ製作が容易ではないという問題点がある。

本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、１つのバーナーシステムを利用して燃焼負荷のサイズに合わせて多様な燃焼方式のガスバーナーを選択的に運用することができるようにして、燃焼負荷のサイズによる火炎温度と関係なくバーナーの燃焼安定性を向上させることができるガスバーナーシステムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、燃焼室冷却構造を簡単に構成しながらも、燃焼室の過熱を効果的に防止すると同時に、ボイラーの熱効率を向上させることができるガスバーナーシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のガスバーナーシステムは、送風機から供給された空気と燃焼用ガスの混合流体を燃焼させるバーナーと、前記バーナーの燃焼が行われる燃焼室とを備えるガスボイラーまたは温水器用ガスバーナーシステムにおいて、前記バーナーは、多数の個別バーナーの集合からなり、前記多数の個別バーナーは、２個以上のグループからなる複数のバーナー群に区分され、前記送風機から前記それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体が供給される流路は、互いに独立して形成され、前記それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体は、互いに混入されずに、個別的に供給量の調節が可能であることを特徴とする。

この場合、前記それぞれのバーナー群に供給されるガスの濃度が一定に構成する場合、全一次バーナーの具現が可能である。

また、前記バーナー群のうち一部のバーナー群には、ガスを供給せず、残りのバーナー群にはガスが供給されるもので構成する場合、ブンゼンバーナーの具現が可能である。

また、前記バーナー群は、第１バーナー群と第２バーナー群とで構成され、前記第１バーナー群を構成する個別バーナーと前記第２バーナー群を構成する個別バーナーは、前記燃焼室の内部に交互に配置され、前記第１バーナー群および第２バーナー群のうちいずれか一方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的にリッチ（Ｒｉｃｈ）し、他方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的にリーン（Ｌｅａｎ）するもので構成する場合、リーン−リッチバーナーの具現が可能である。

また、前記複数のバーナー群には、１つの送風機から空気が供給されるもので構成されることができる。

また、前記複数のバーナー群それぞれには、それぞれの送風機から空気が個別的に供給されるもので構成されることができる。

前記バーナー群は、第１バーナー群と第２バーナー群で構成され、前記第１バーナー群を構成する個別バーナーと前記第２バーナー群を構成する個別バーナーは、前記燃焼室の内部に交互に配置され、前記ガスバーナーシステムは、前記送風機の出口側に連通する燃焼室下板、前記燃焼室下板の上側に離隔配置され、前記送風機から供給される空気の流路を前記燃焼室の前後方と両側方に区切る流路遮断部材、前記流路遮断部材の上側に位置し、外壁と内壁の二重壁からなる燃焼室ボディーと、前記流路遮断部材の前方側および後方側にそれぞれ設けられ、前記送風機から前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に供給された流体が前記燃焼室ボディーの前後方に位置する前記外壁と内壁との間の空間を経由した後、前記第１バーナー群に供給されるように流路を形成する第１流路ガイドおよび第２流路ガイドと、前記流路遮断部材と前記燃焼室ボディーとの間の空間を上下に区切るように配置され、前記送風機から供給された流体が前記燃焼室ボディーの両側方に位置する前記外壁と内壁との間の空間を経由した後、前記第２バーナー群に供給されるように流路を形成する第３流路ガイドと、を含むもので構成されることができる。

また、前記燃焼室下板には、前記送風機から供給された空気を前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に供給する第１送風機連結具と、前記送風機から供給された空気を前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に供給する第２送風機連結具とが設けられ、前記第１送風機連結具および前記第２送風機連結具には、第１ガス連結具および第２ガス連結具がそれぞれ連結されたもので構成されることができる。

また、前記第１送風機連結具を通じて前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に流入された流体は、前記流路遮断部材の前後方にそれぞれ上下に貫通する第１通風孔および第２通風孔を通じて前記燃焼室ボディーの外壁と前記第１流路ガイドとの間の空間および前記燃焼室ボディーの外壁と前記第２流路ガイドとの間の空間に流入されると同時に、前記流路遮断部材の側壁によって両側方への移動は遮断され、前記第２送風機連結具を通じて前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入された流体は、前記流路遮断部材の両側方に移動し、前記燃焼室ボディーの外壁と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入されると同時に、前記第１流路ガイドと前記第２流路ガイドによって前後方への移動が遮断されるもので構成されることができる。

また、前記第１流路ガイドおよび前記第２流路ガイドは、前記第２送風機連結具を通じて前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入された流体の前後方移動を遮断すると同時に、前記第１バーナー群側に流体が通過する通孔が一定間隔で形成された第１垂直部と、前記第１垂直部の下端から外側に延長し、前記流路遮断部材上に保持される水平部と、前記水平部の外側端から上向きに折り曲げられ、前記燃焼室ボディーの外壁と内壁との間に配置される第２垂直部とからなり、前記第３流路ガイドは、前記燃焼室ボディーの底面と前記流路遮断部材との間の空間を上下に区切る水平部と、前記水平部の両側端から上向きに折り曲げられ、前記燃焼室ボディーの外壁と内壁との間に配置される垂直部とで構成されることができる。

また、前記燃焼室ボディーの底面上には、前記第１バーナー群を構成する個別バーナーの下側に結合され、上端面に通孔が形成された第１整流器と、前記第２バーナー群を構成する個別バーナーの下側に結合され、下端面に通孔が形成された第２整流器とが保持されるように前記燃焼室ボディー底面の前後方にそれぞれ設けられた第１支持板と第２支持板と、それらの間に一定間隔で配置された多数の隔板とが設けられ、前記第１送風機連結具を通じて供給された流体は、前記第１流路ガイドおよび第２流路ガイドに形成された通孔と、これに対応する位置の前記第１支持板および第２支持板に形成された通孔を通じて前記第１整流器内に流入された後、前記第１整流器の上端面に形成された通孔を通じて前記第１バーナー群に供給され、前記第２送風機連結具を通じて供給された流体は、前記燃焼室ボディーの底面に形成された通孔および前記第２整流器下端面に形成された通孔を通じて前記第２整流器内に流入された後、前記第２バーナー群に供給されるもので構成されることができる。

また、前記第１バーナー群を構成する個別バーナーの上端には、鉛直方向に対して両側に傾斜した第１炎孔が形成され、前記第２バーナー群を構成する個別バーナーの上端には、鉛直方向に第２炎孔が形成されたもので構成されることができる。

本発明によるガスバーナーシステムによれば、ガスバーナーを分割された多数のバーナー群で形成すると同時に、各バーナー群に供給される空気とガスの混合流体の流路を独立して形成し、各バーナー群に供給されるガスと空気の混合比率を調節し、燃焼負荷のサイズに適した燃焼方式を選択的に運用することによって、ガスバーナーの燃焼安定性を向上させることができるという効果がある。

また、本発明によれば、ガスと空気の混合流体が燃焼室の側壁を経由した後、バーナーに供給されるように燃焼室冷却流路を形成することによって、燃焼室冷却構造を簡素化することができる効果がある。

本発明によるガスバーナーシステムが設けられたガスボイラーの外観斜視図である。図１の分解斜視図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室下板の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室下板の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室下板の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室下板の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの流路遮断部材の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの流路遮断部材の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの流路遮断部材の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの流路遮断部材の構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの整流器とバーナーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの整流器とバーナーの構成図である。本発明によるガスバーナーシステムの外観斜視図である。図２１のＡ−Ａ断面図である。図２１のＢ−Ｂ断面図である。本発明の他の実施例によるガスバーナーシステムが設けられたガスボイラーの外観斜視図である。

本発明によるガスバーナーシステムは、ガスボイラーまたは温水器に設けられるバーナーを多数の個別バーナーの集合で構成し、前記個別バーナーは、２個以上のグループからなる複数のバーナー群に区分され、それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体が供給される流路を互いに独立して形成し、それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体の供給量を個別的に調節可能に構成することによって、１つのガスバーナーシステムを利用して燃焼負荷に適した多様な燃焼方式を具現することができるように構成されたことを特徴とする。

以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例に対する構成および作用を詳しく説明する。

図１は、本発明によるガスバーナーシステムが設けられたガスボイラーの外観斜視図であり、図２は、図１の分解斜視図である。

本発明によるガスバーナーシステムが適用されるガスボイラーは、燃焼用空気を供給する送風機１００と、前記送風機１００出口側に連通する燃焼室下板２００と、前記燃焼室下板２００の上側に離隔配置され、前記送風機１００から供給される空気とガスの混合流体の流路を燃焼室Ｃの前後方と両側方に区切る流路遮断部材３００と、前記流路遮断部材３００の前方側および後方側に設けられ、送風機１００から供給された空気とガスの混合流体の流路を燃焼室Ｃの前方側および後方側にそれぞれ誘導する第１流路ガイド４１０および第２流路ガイド４２０と、前記燃焼室Ｃの下側と両側を取り囲むように設けられ、送風機１００から供給された空気とガスの混合流体の流路を燃焼室Ｃの両側方に誘導する第３流路ガイド４３０と、前記流路遮断部材３００の上側に位置し、内部には複数のグループで構成された整流器６００とバーナー７００が保持され、内部に燃焼室Ｃを形成する燃焼室ボディー５００と、前記燃焼室ボディー５００の上側に連結板７５０を間に置いて結合され、燃焼室Ｃで発生した燃焼熱と暖房水との間に熱交換が行われる熱交換器８００と、前記熱交換器８００の上側に結合され、熱交換済みの排気ガスが排出されるダクト９００とを含んで構成される。

以下、上記のように構成されたガスボイラーの構成のうち送風機１００から供給される空気と燃焼用ガスの混合流体が燃焼室Ｃ内部に設けられたバーナー７００に供給される構造を中心として本発明を構成する個別構成要素の構成および結合関係を説明する。

図３〜図６は、本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室下板の構成図であり、図３は、平面図、図４は、正面図、図５は底面図、図６は、図３のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示すものである。

本発明の一実施例によるガスバーナーシステムは、１つの送風機１００から供給される空気をバーナー７００を構成する複数のバーナー群に分割供給するように構成されたものであって、前記送風機１００の出口側に連通する燃焼室下板２００は、平板形状からなり、中央には隔板２１３を間に置いて左右対称する半円形状の第１送風機連結孔２１１および第２送風機連結孔２１２が形成されたプレート部２１０と、前記第１送風機連結孔２１１および第２送風機連結孔２１２に連通するようにプレート部２１０の底面から下側に延長し、送風機１００の出口側に連通する第１送風機連結具２２１および第２送風機連結具２２２と、前記第１送風機連結具２２１の一側に連結される第１ガス連結具２３１と、前記第２送風機連結具２２２の一側に連結される第２ガス連結具２３２とを含んで構成される。

したがって、前記送風機１００から第１送風機連結具２２１と第２送風機連結具２２２とに分割供給された空気は、前記第１ガス連結具２３１と第２ガス連結具２３２を通じて個別的に供給量が調節されて供給される燃焼用ガスと混合され、第１送風機連結孔２１１および第２送風機連結孔２１２を通じて上側に移送される。

図７〜図１０は、本発明によるガスバーナーシステムの流路遮断部材の構成図であって、図７は平面図、図８は正面図、図９は右側面図、図１０は図７のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す図である。

前記燃焼室下板２００の上側に結合される流路遮断部材３００は、前記燃焼室下板２００のプレート部２１０の上側に並んで水平に配置され、中央部には、前記燃焼室下板２００の第２送風機連結孔２１２と上下対応する位置に半円形状の第２送風機連結孔３１１が形成されたプレート部３１０と、前記プレート部３１０の側端縁に結合される側壁３２０と、前記側壁３２０の上端から外側に延長するフランジ部３３０と、前記第２送風機連結孔３１１の端部かに下側に延長し、前記燃焼室下板２００の第２送風機連結孔２１２に挿入される第２送風機連結具３４０とを含む。

そして、プレート部３１０の前方の縁部および後方の縁部には、上下に開口した第１通風孔３５０および第２通風孔３６０が形成されていて、前記第１通風孔３５０の後方側および第２通風孔３６０の前方側には、第１流路ガイド４１０および第２流路ガイド４２０が保持される第１流路ガイド保持溝３７０および第２流路ガイド保持溝３８０がそれぞれ形成されている。

したがって、燃焼室下板２００の上側に流路遮断部材３００が結合された場合、前記側壁３２０によって燃焼室下板２００のプレート部２１０と流路遮断部材３００のプレート部３１０との間には上下に離隔された空間が設けられる。

そして、送風機１００から燃焼室下板２００の第１送風機連結具２２１を通じて供給された混合流体は、燃焼室下板２００の第１送風機連結孔２１１を通過し、燃焼室下板２００と流路遮断部材３００との間の空間に流入され、送風機１００から燃焼室下板２００の第２送風機連結具２２２を通じて供給された混合流体は、流路遮断部材３００の第２送風機連結具３４０を通じて流路遮断部材３００の第２送風機連結孔３１１を通過し、流路遮断部材３００のプレート部３１０上側に流入される。

したがって、送風機連結具２２０の第１送風機連結具２２１と第２送風機連結具２２２を通じて供給される混合流体は、前記燃焼室下板２００と流路遮断部材３００の結合構造によって流路遮断部材３００のプレート部３１０を基準にして上下に分離される。

図１１〜図１８は、本発明によるガスバーナーシステムの燃焼室ボディーの構成図であって、図１１は、平面図、図１２は、正面図、図１３は、底面図、図１４は、図１１のＡ−Ａ断面図、図１５は、図１１のＢ−Ｂ断面図、図１６は、図１１のＣ−Ｃ断面図、図１７は、図１１のＤ−Ｄ断面図、図１８は、図１１のＥ−Ｅ断面図である。

前記流路遮断部材３００の上側に結合される燃焼室ボディー５００は、内部に燃焼室Ｃを形成するものであって、燃焼室側壁５１０は、燃焼室外壁５１０ａと、その内側に離隔されて配置された内壁５１０ｂとの二重壁構造からなり、前記外壁５１０ａと内壁５１０ｂとの間の一部領域には、図１５および図１６に示されたように、第１流路ガイド係止部５１０ｃと第２流路ガイド係止部５１０ｄおよび第３流路ガイド係止部５１０ｅが形成されている。
１流路ガイド４１０と第２流路ガイド４２０および第３流路ガイド４３０の上端にそれぞれ前記第１流路ガイド係止部５１０ｃと第２流路ガイド係止部５１０ｄおよび第３流路ガイド係止部５１０ｅが保持される場合、その係止された部位の側部に開口する空間を通じて混合流体が通過するようになる。

そして、前記燃焼室側壁５１０の下端には、外側にフランジ部５１５が延長し、流路遮断部材３００のフランジ部３３０に締結される。

燃焼室ボディー５００の底面の前方側および後方側の端部には、前面断熱材５７１と後面断熱材５７２が保持される前面断熱材保持部５１１と後面断熱材保持部５１２が設けられ、燃焼室ボディー５００の底面の両側の端部には側面断熱材５７３、５７４が保持される側面断熱材保持部５１３、５１４が設けられている。

前記前面断熱材保持部５１１の後方側面と後面断熱材保持部５１２の前方側面には、第１支持板５３０および第２支持板５４０がそれぞれ設置され、第１支持板５３０と第２支持板５４０との間には、両側方向に一定間隔をもって離隔された多数の隔板５２０が結合されている。
前記第１支持板５３０および第２支持板５４０には、第１流路ガイド４１０と第２流路ガイド４２０に形成された通孔４１１ａ、４２１ａに対応する位置に通孔５３１、５４１が形成されている。

前記隔板５２０の間には底面が閉塞された第１整流器保持部５５０と、底面に通孔５６１が形成された第２整流器保持部５６０が交互に形成されている。前記第１整流器保持部５５０上には、第１整流器６１０と第１バーナー群７１０を構成する個別バーナーが挿入され、前記第２整流器保持部５６０上には、第２整流器６２０と第２バーナー群７２０を構成する個別バーナーが挿入される。

前記燃焼室ボディー５００の前方側および後方側に設けられる第１流路ガイド４１０と第２流路ガイド４２０は、図２に示されたように、互いに対称形状からなるもので、前記第２送風機連結具２２２を通じて流路遮断部材３００と第３流路ガイド４３０との間の空間に流入された流体の前後方移動を遮断する。
これと同時に、第１バーナー群７１０側に流体が通過する通孔４１１ａ、４２１ａが形成された第１垂直部４１１、４２１と、前記第１垂直部４１１、４２１の下端から外側に延長し、流路遮断部材３００上に保持される水平部４１２、４２２と、前記水平部４１２、４２２の外側端から上向きに折り曲げられ、燃焼室ボディー５００の外壁５１０ａと内壁５１０ｂとの間に配置される第３垂直部４１３、４２３とで構成される。

そして、前記燃焼室ボディー５００の両側と下側を取り囲むように設けられる第３流路ガイド４３０は、図２に示されたように、燃焼室ボディー５００の底面と燃焼室下板２００との間の空間を上下に区切る水平部４３１と、前記水平部４３１の両側端から上向きに折り曲げられ、前記燃焼室ボディー５００の外壁５１０ａと内壁５１０ｂとの間に配置される垂直部４３２、４３３とで構成される。

図１９および図２０は、本発明によるガスバーナーシステムの整流器とバーナーの構成図であり、図１９は、整流器とバーナーの結合斜視図、図２０は、図１９のＡ−Ａ断面図である。

前記燃焼室ボディー５００内部の隔板５２０の間に挿入される整流器６００とバーナー７００は、第１整流器６１０と第２整流器６２０のグループおよびこれら上側に結合される第１バーナー群７１０および第２バーナー群７２０の集合からなり、前記バーナー７００の前方の上端部と後方の上端部は、図２に示されたバーナー固定板７３１、７３２によって燃焼室ボディー５００の内壁５１０ｂに固定される。

前記第１整流器６１０は、下部が開放されていて、上端面には通孔６１１が形成された形状からなり、第１整流器６１０の上側に結合される第１バーナー群７１０を構成する個別バーナーは、下部が開放されていて、上端には鉛直方向に対して両側に傾いた方向に第１炎孔７１１が形成されている。

前記第１整流器６１０の内部の一側には、第１流路ガイド４１０の通孔４１１ａおよび第１支持板５３０の通孔５３１を通じて燃焼室ボディー５００の前方側を経由した混合流体が流入され、第１整流器６１０の内部の他側には、第２流路ガイド４２０の通孔４２１ａおよび第２支持板５４０の通孔５４１を通じて燃焼室ボディー５１０の後方側を経由した混合流体が流入されるように燃焼室下板２００と流路遮断部材３００との間の空間と連通されている。

前記第２整流器６２０は、下端面に通孔６２１が形成されていて、上部は、開放された形状からなり、第２整流器６２０の上側に結合される第２バーナー群７２０を構成する個別バーナーは、下部が開放されていて、上端には鉛直方向に第２炎孔７２１が形成されている。

前記第２整流器６２０の内部は、燃焼室ボディー５００の底面に形成された通孔５６１および第２整流器６２０の下端面に形成された通孔６２１を通じて燃焼室ボディー５１０の両側を経由した混合流体が流入されるように燃焼室ボディー５００の底面と第３流路ガイド４３０との間の空間と連通している。

上記のようにバーナー７００を第１バーナー群７１０および第２バーナー群７２０のグループで構成し、交互に配置すると同時に、第１バーナー群７１０の上端に設けられた第１炎孔７１１を通じて混合流体が鉛直方向に対して傾斜するように噴出されるように構成し、第２バーナー群７２０の上端に設けられた第２炎孔７２１を通じて混合流体が鉛直方向に噴出されるように構成することによって、火炎のリフティング（Ｌｉｆｔｉｎｇ）を最小化し、火炎の安全性を向上させることができるようになる。

以下では、前述したような結合構造を有するガスバーナーシステムにおける混合流体の流れ経路を説明する。

図２１は、本発明によるガスバーナーシステムの外観斜視図、図２２は、図２１のＡ−Ａ断面図、図２３は、図２１のＢ−Ｂ断面図である。

図２２を参照する。送風機１００から第１送風機連結具２２１に供給された空気は、第１ガス連結具２３１を通じて供給された燃焼用ガスと第１送風機連結具２２１の内部空間Ｓ１で混合した後、上側の燃焼室下板２００と流路遮断部材３００との間の空間Ｓ２に流入され、燃焼室Ｃの前方側と後方側に分割されて移動するようになる。

燃焼室Ｃの前方側に移動した混合流体は、燃焼室ボディー５００の外壁５１０ａと第１流路ガイド４１０との間の空間Ｓ３に沿って上向きに移動し、第１流路ガイド４１０の上端部を通過しながらフロー方向が転換され、第１流路ガイド４１０と燃焼室ボディー５００の内壁５１０ｂとの間の空間Ｓ４に沿って下向きに移動する。
その後、第１流路ガイド４１０の通孔４１１ａおよび第１支持板５３０の通孔５３１を通過し、第１整流器６１０内部に流入され、第１整流器６１０上端面に形成された通孔６１１を通過し、上側の第１バーナー群７１０に供給される。

これと同時に、燃焼室Ｃの後方側に移動した混合流体は、燃焼室ボディー５００の外壁５１０ａと第２流路ガイド４２０との間の空間Ｓ５に沿って上向きに移動し、第２流路ガイド４２０の上端部を通過しながらフロー方向が転換され、第２流路ガイド４２０と燃焼室ボディー５００の内壁５１０ｂとの間の空間Ｓ６に沿って下向きに移動する。
その後、第２流路ガイド４２０の通孔４２１ａおよび第２支持板５４０の通孔５４１を通過し、第１整流器６１０内部に流入され、第１整流器６１０上端面に形成された通孔６１１を通過し、上側の第１バーナー群７１０に供給される。

図２３を参照する。送風機１００から第２送風機連結具２２２に供給された空気は、第２ガス連結具２３２を通じて供給された燃焼用ガスと第２送風機連結具２２２の内部空間Ｓ７で混合した後、上側の流路遮断部材３００と第３流路ガイド４３０の水平部４３１との間の空間Ｓ８に流入され、両側方に分割されて移動するようになる。

燃焼室ボディー５００の外壁５１０ａと第３流路ガイド４３０の垂直部４３２、４３３との間の空間Ｓ９−１、Ｓ９−２に沿って上向きに移動した後、第３流路ガイド４３０の上端部でフロー方向が転換され、第３流路ガイド４３０の垂直部４３２、４３３と燃焼室ボディー５００の内壁５１０ｂとの間の空間Ｓ１０−１、Ｓ１０−２に沿って下向きに移動し、燃焼室ボディー５００の底面と第３流路ガイド４３０の水平部４３１との間の空間Ｓ１１に移動した後、燃焼室ボディー５００の底面に形成された通孔５６１および第２整流器６２０の通孔６２１を通過し、第２整流器６２０内部に流入され、その上側の第２バーナー群７２０に供給される。

上記のように、本発明では、送風機１００から供給された空気と燃焼用ガスの混合流体のフロー経路を独立して構成することによって、第１バーナー群７１０および第２バーナー群７２０に供給される混合流体の空気とガスの混合比率を個別的に調節することができる。

したがって、燃焼負荷が大きい場合には、第１バーナー群７１０に供給される混合流体と第２バーナー群７２０に供給される混合流体の空気とガスの混合比率を一定に調節することによって、全一次バーナーの燃焼方式を選択することができる。

一方、燃焼負荷が小さい場合には、第１バーナー群７１０および第２バーナー群７２０のうちいずれか一方のバーナー群には、予混合流体を供給し、他方のバーナー群には、ガスの供給を中断し、空気だけが供給されるようにして、ブンゼンバーナーの燃焼方式を選択することによって、火炎の安定性を確保することができる。

また、燃焼負荷が相対的に中間である場合には、第１バーナー群７１０および第２バーナー群７２０のうちいずれか一方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的に高いリッチ燃焼（ＲＩＣＨＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ）が行われるようにし、他方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的に低いリーン燃焼（ＬＥＡＮＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ）が行われるようにガスの供給量を個別的に調節することによって、リーン−リッチバーナーの燃焼方式を選択することができる。

また、上記のように混合流体が燃焼室ボディー５００の側壁５１０を経由しながら燃焼室Ｃを冷却させた後、バーナー７００に供給されるように、混合流体の流路を形成することによって、従来技術に比べて燃焼室Ｃの冷却構造をさらに簡素化することができる利点がある。

前記実施例では、送風機１００が１つである場合を例示して説明したが、本発明は、図２４に示されたように、各バーナー群７１０、７２０に空気を供給する送風機１００、１００ａをそれぞれ具備し、供給される空気量を個別的に調節するもので構成することもできる。

このような構成によれば、燃焼負荷が低い場合には、各バーナー群７１０、７２０のうち一部のバーナー群にのみ、混合流体を供給し、残りのバーナー群には、ガスだけでなく、空気の供給も中断されるように調節することによって、エネルギーを節減することができる利点がある。

上記では、バーナー７００を多数の個別バーナーの集合からなる２個のバーナー群７１０、７２０で構成した場合を例示して説明したが、バーナー群の数は、これに限定されず、バーナー群の数を複数に構成することができることは勿論である。

１００、１００ａ送風機
２００燃焼室下板
２１０プレート部
２１１第１送風機連結孔
２１２第２送風機連結孔
２１３隔板
２２０送風機連結具
２２１第１送風機連結具
２２２第２送風機連結具
２３１第１ガス連結具
２３２第２ガス連結具
３００流路遮断部材
３１０プレート部
３２０側壁
３３０フランジ部
３４０第２送風機連結具
３５０第１通風孔
３６０第２通風孔
３７０第１流路ガイド保持溝
３８０第２流路ガイド保持溝
４１０第１流路ガイド
４１１、４２１第１垂直部
４１２、４２２水平部
４１３、４２３第２垂直部
４２０第２流路ガイド
４３０第３流路ガイド
５００燃焼室ボディー
５１０燃焼室側壁
５１０ａ外壁
５１０ｂ内壁
５１０ｃ第１流路ガイド係止部
５１０ｄ第２流路ガイド係止部
５１１前面断熱材保持部
５１２後面断熱材保持部
５１３、５１４側面断熱材保持部
５１５フランジ部
５２０隔板
５３０第１支持板
５３１通孔
５４０第２支持板
５４１通孔
５５０第１整流器保持部
５６０第２整流器保持部
５６１通孔
５７１、５７２、５７３、５７４断熱材
６００整流器
６１０第１整流器
６１１通孔
６２０第２整流器
６２１通孔
７００バーナー
７１０第１バーナー群
７１１第１炎孔
７２０第２バーナー群
７２１第２炎孔
７３１、７３２バーナー固定板
７５０連結板
８００熱交換器
９００ダクト

Claims

送風機から供給された空気と燃焼用ガスの混合流体を燃焼させるバーナーと、前記バーナーの燃焼が行われる燃焼室とを備えるガスボイラーまたは温水器用ガスバーナーシステムにおいて、
前記バーナーは、多数の個別バーナーの集合からなり、
前記多数の個別バーナーは、２個以上のグループからなる複数のバーナー群に区分され、
前記送風機から前記それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体が供給される流路は、互いに独立して形成され、前記それぞれのバーナー群に供給される空気とガスの混合流体は、互いに混入されずに、個別的に供給量の調節が可能であり、
前記バーナー群は、第１バーナー群と第２バーナー群とで構成され、
前記第１バーナー群を構成する個別バーナーと前記第２バーナー群を構成する個別バーナーは、前記燃焼室の内部に交互に配置され、
前記ガスバーナーシステムは、
前記送風機の出口側に連通する燃焼室下板と、
前記燃焼室下板の上側に離隔配置され、前記送風機から供給される空気の流路を前記燃焼室の前後方と両側方に区切る流路遮断部材と、
前記流路遮断部材の上側に位置し、外壁と内壁の二重壁からなる燃焼室ボディーと、
前記流路遮断部材の前方側および後方側にそれぞれ設けられ、前記送風機から前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に供給された流体が前記燃焼室ボディーの前後方に位置する前記外壁と内壁との間の空間を経由した後、前記第１バーナー群に供給されるように流路を形成する第１流路ガイドおよび第２流路ガイドと、
前記流路遮断部材と前記燃焼室ボディーとの間の空間を上下に区切るように配置され、前記送風機から供給された流体が前記燃焼室ボディーの両側方に位置する前記外壁と内壁との間の空間を経由した後、前記第２バーナー群に供給されるように流路を形成する第３流路ガイドと、を含む、ガスバーナーシステム。
前記それぞれのバーナー群に供給されるガスの濃度が一定であることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記バーナー群のうち一部のバーナー群にはガスを供給せず、残りのバーナー群にはガスが供給されることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記バーナー群は、第１バーナー群と第２バーナー群とで構成され、
前記第１バーナー群を構成する個別バーナーと前記第２バーナー群を構成する個別バーナーは、前記燃焼室の内部に交互に配置され、
前記第１バーナー群および第２バーナー群のうちいずれか一方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的にリッチ（Ｒｉｃｈ）し、他方のバーナー群には、ガスの濃度が相対的にリーン（Ｌｅａｎ）することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記複数のバーナー群には、１つの送風機から空気が供給されることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記複数のバーナー群それぞれには、それぞれの送風機から空気が個別的に供給されることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記燃焼室下板には、
前記送風機から供給された空気を前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に供給する第１送風機連結具と、前記送風機から供給された空気を前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に供給する第２送風機連結具とが設けられ、
前記第１送風機連結具および前記第２送風機連結具には、第１ガス連結具および第２ガス連結具がそれぞれ連結されたこと、を特徴とする請求項１に記載のガスバーナーシステム。
前記第１送風機連結具を通じて前記燃焼室下板と前記流路遮断部材との間の空間に流入された流体は、前記流路遮断部材の前後方にそれぞれ上下に貫通した第１通風孔と第２通風孔を通じて前記燃焼室ボディーの外壁と前記第１流路ガイドとの間の空間および前記燃焼室ボディーの外壁と前記第２流路ガイドとの間の空間に流入されると同時に、前記流路遮断部材の側壁によって両側方への移動は遮断され、
前記第２送風機連結具を通じて前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入された流体は、前記流路遮断部材の両側方に移動し、前記燃焼室ボディーの外壁と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入されると同時に、前記第１流路ガイドと前記第２流路ガイドによって前後方への移動が遮断されることを特徴とする請求項７に記載のガスバーナーシステム。
前記第１流路ガイドおよび前記第２流路ガイドは、前記第２送風機連結具を通じて前記流路遮断部材と前記第３流路ガイドとの間の空間に流入された流体の前後方移動を遮断すると同時に、前記第１バーナー群側に流体が通過する通孔が一定間隔で形成された第１垂直部と、前記第１垂直部の下端から外側に延長し、前記流路遮断部材上に保持される水平部と、前記水平部の外側端から上向きに折り曲げられ、前記燃焼室ボディーの外壁と内壁との間に配置される第２垂直部とからなり、
前記第３流路ガイドは、前記燃焼室ボディーの底面と前記流路遮断部材との間の空間を上下に区切る水平部と、前記水平部の両側端から上向きに折り曲げられ、前記燃焼室ボディーの外壁と内壁との間に配置される垂直部とからなることを特徴とする請求項８に記載のガスバーナーシステム。
前記燃焼室ボディーの底面上には、前記第１バーナー群を構成する個別バーナーの下側に結合され、上端面に通孔が形成された第１整流器と、前記第２バーナー群を構成する個別バーナーの下側に結合され、下端面に通孔が形成された第２整流器が保持されるように前記燃焼室ボディー底面の前後方にそれぞれ設けられた第１支持板と第２支持板と、それらの間に一定間隔で配置された多数の隔板とが設けられ、
前記第１送風機連結具を通じて供給された流体は、前記第１流路ガイドおよび第２流路ガイドに形成された通孔と、これに対応する位置の前記第１支持板および第２支持板に形成された通孔を通じて前記第１整流器内に流入された後、前記第１整流器の上端面に形成された通孔を通じて前記第１バーナー群に供給され、
前記第２送風機連結具を通じて供給された流体は、前記燃焼室ボディーの底面に形成された通孔および前記第２整流器の下端面に形成された通孔を通じて前記第２整流器内に流入された後に、前記第２バーナー群に供給されることを特徴とする請求項９に記載のガスバーナーシステム。
前記第１バーナー群を構成する個別バーナーの上端には、鉛直方向に対して両側に傾斜した第１炎孔が形成され、
前記第２バーナー群を構成する個別バーナーの上端には、鉛直方向に第２炎孔が形成されることを特徴とする請求項１０に記載のガスバーナーシステム。