JP6727710B2 - ガスバーナ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃焼用の空気を送風する送風ファンに空気と共にガスを吸引させ、空気とガストの混合気をガスバーナに供給するガスバーナ装置に関する。
予混合式と呼ばれるガスバーナでは、ガスバーナの上流に燃焼用の空気をガスバーナに送風する送風ファンを備えており、更に、この送風ファンがガスバーナに供給する空気中にガスを所定の比率で混合させ、空気とガスとの混合気をガスバーナに供給するように構成されている。
このようなガスバーナと送風ファンとを備えたガスバーナ装置として、例えば、送風ファンの上流側の空気の吸い込み部にバタフライ弁を設けて、吸気抵抗を切り替えるように構成すると共に、バタフライ弁の下流にガスを噴出させるガス通路を開口させ、そのガス通路の抵抗を切り替える弁を設け、バタフライ弁により吸気抵抗が大きくなった状態でガス通路の抵抗が大きくなるように、バタフライ弁とガス通路の弁とを機械的にリンクさせたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来のものでは、通常はバタフライ弁は全開であるが、送風ファンの回転数の下限値に相当する発熱量（インプット）よりも少ない発熱量でガスバーナを燃焼させたい場合に、バタフライ弁で空気流を絞ると共に、ガスの噴出量を少なくして、送風ファンの回転数を下限値よりも高い回転数で運転させながらガスバーナでの燃焼量を小さくすることができる。
特開２０１４−２１５００７号公報（図１）
上記従来のものでは、ガスバーナに供給される空気量とガス量とを別個に減少させるので、減少させる前と後とでは空気とガスとの混合比が変化するおそれが生じる。そのため、空気量とガス量とを絞る前の状態ではガスバーナにおいて正常に燃焼していても、両者を絞った後では混合比が変化して、例えば空気が過剰になれば失火し、ガスが過剰になれば燃焼不良状態が発生するおそれが生じる。
また、上記従来ものではガス通路の抵抗を２段階にしか切り替えることができないので、ガスバーナにおける燃焼量を細かく調節することができない。
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、ガスバーナに供給させる混合気量を絞っても混合比が変化することのないガスバーナ装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明によるガスバーナ装置は、炎孔を有するバーナの上流側に設けられたバーナ室に、空気とガスとの混合気を供給する予混合式ガスバーナであって、上記バーナ室に連結された送風ファンを備え、この送風ファンの吸気口側にガスの供給管の出口を臨ませ、この吸気口を通って送風ファンに吸引される空気流にガスの供給管の出口からガスを吸引させ、空気とガスを送風ファン内で混合して上記混合気とするものにおいて、上記ガスの供給管の出口におけるガスの圧力が大気圧に調圧されており、上記送風ファンと上記バーナ室との間に、上記混合気の流路面積を増減させる能力切り替え機構を設けており、この能力切り替え機構は、上記混合気の流路面積が最大となる状態の流路を一方から狭めていくシャッタ部材を備え、この混合気の流路面積が最大時における混合気流の中心線上に位置してバーナ室内を２分する仕切り板を設け、流路面積が最少時における混合気流の大半が仕切り板で仕切られた一方の空間内に流入して、その一方の空間に連通する炎孔での燃焼を確保するようにしたことを特徴とする。
送風ファンを回転させると吸気口内に負圧が生じる。吸気口の周辺の空気はその負圧によって送風ファン内に吸引されるが、ガスの供給管の出口におけるガスの圧力が大気圧に調圧されているので、吸気口内の負圧によってガスも空気と同様に送風ファン内に吸引される。すなわち、吸気とガスとは同じ個所に生じる負圧によって吸引されるので、送風ファンの回転数が変化して吸気口の負圧が変化した場合、空気とガスとの吸引量は変化するが、空気とガスとの比率は変化しない。なお、混合気の流路面積を増減させて吸気口の負圧を変化させた場合も同様に空気とガスとの比率は変化しない。
なお、上記能力切り替え機構は、上記混合気の流路面積が最大となる状態の流路を一方から狭めていくシャッタ部材を備えるように構成した。
ところで、ガスバーナに対する混合気の供給量を少なくすると、ガスバーナの各炎孔からの混合気の噴出速度が限界値よりも遅くなり、ガスバーナで失火が生じるおそれがある。そこで、このような場合には、上記混合気の流路面積が最大時における混合気流の中心線上に位置してバーナ室内を２分する仕切り板を設け、流路面積が最少時における混合気流の大半が仕切り板で仕切られた一方の空間内に流入して、その一方の空間に連通する炎孔での燃焼を確保するように構成した。
以上の説明から明らかなように、本発明は、ガスバーナへの混合気の供給量を増減させても、空気とガスとの混合比が変化しないので、ガスバーナで安定した燃焼を実現することができる。
本発明の一実施の形態の構成を示す図 送風ファンの側面図 送風ファンの内部構造を示す図 送風ファンの回転数とガスバーナのインプットとの関係を示す図
図１および図２を参照して、１は給湯装置に組み込まれるガスバーナであり、図示しない炎孔が下方に向かって設けられている。従って、このガスバーナ１には上方からガスと空気との混合気が供給され、ガスバーナ１の下面に炎が形成される。
ガスバーナ１の下部には熱交換器１１が接続されており、循環する水をこの熱交換器１１で加熱して給湯するように構成されている。１２はガスバーナ１の上部に取り付けられた１次室であり、この１次室に対してダクト２３を介して送風ファン２からガスと空気との混合気が供給される。
送風ファン２はいわゆるタービン式のものであり、内部のタービンがモータ２１によって回転すると、吸気口２２内に負圧が生じるため、吸気口２２内を通って外部の空気が送風ファン２へと吸引される。また、この吸気口２２にはガスの供給管３が接続されている。この供給管３にはゼロガバナと言われる調圧装置３１が接続されており、一定の陽圧で供給されるガスの圧力を大気圧まで減圧して供給管３から吸気口２２に供給するように構成されている。従って、送風ファン２が停止しており、吸気口２２内に負圧が生じていない状態では、供給管３から吸気口２２へとガスは流れないが、送風ファン２が作動して吸気口２２に負圧が生じると、その負圧の大きさに比例する流量のガスが供給管３から吸気口２２内へと吸引される。
そして、吸気口２２内に吸引されたガスは吸気口２２を通って吸引された空気と送風ファン２内で混合され、ダクト２３からガスバーナ１へと供給される。なお、送風ファン２の回転数はモータ２１の回転数に対応するが、送風ファン２の回転数の高低によって吸気口２２の負圧の大きさが増減する。但し、吸気口２２の負圧の大きさが増減して、吸引される空気量が増減しても、供給管３からのガスの吸引量も増減するので、ガスバーナ１に供給される混合気の混合比率は常に一定になる。
図３を参照して、２４はタービンであり、このタービン２４から送り出される混合気はダクト２３を通って１次室１２内に流れる。このダクト２３と１次室１２との間に矩形状の開口２５を設けた。そして、この開口２５を一方から途中まで閉塞するシャッタ４を能力切り替え機構として設けた。
シャッタ４が全開であれば、ダクト２３からの混合気は矢印Ａ，Ｂで示す流れとなって、１次室１２内の全域に流れ込む。一方、シャッタ４を揺動させ、開口２５を半分閉塞ずると、混合気は矢印Ｂで示す流れとなり、１次室１２内を分割する仕切り板１３によって分割された片側の空間内に流れ込むことになる。
シャッタ４が全開であれば、ガスバーナ１の全面に相当するエリアａに炎が形成されるが、シャッタ４で開口２５の半分を閉塞すると、炎は主にエリアｂに集中して形成されることになる。
なお、シャッタ４が全開であればダクト２３から１次室１２内への抵抗は小さいが、シャッタ４によって開口２５の半分を閉塞すると、ダクト２３から１次室１２への抵抗が大きくなり、送風ファン２の回転数が同じであっても、開口２５が全開状態における混合気の流量より、開口２５が半分閉塞されている状態での混合気の流量は減少することになる。
図４を参照して、開口２５が全開状態での送風ファン２の回転数とガスバーナ１へのインプットとの関係はＬ１に示すものになる。ここで、ガスバーナ１へのインプットとは混合気の供給量に比例する。
ガスバーナ１での燃焼量を低下させる、すなわちインプットを低下させる場合には、送風ファン２の回転数を低下させればよい。但し、送風ファン２の回転数には下限値ＲＬが設定されており、この下限値ＲＬよりも低速で回転させることができない。そのため、開口２５が全開であれば、インプットの下限値はＣＬ１となり、これ以下にインプットを小さくすることができない。
そこで、更にインプットを下げたい場合には、開口２５をシャッタ４によって半分閉塞する。すると、送風ファン２とインプットとの相関関係がＬ２に示すものになる。そのため、送風ファン２の回転数を下限値ＲＬまで下げると、インプットをＣＬ２まで減少させることができる。
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
１ ガスバーナ
２ 送風ファン
３ 供給管
４ シャッタ
１１ 熱交換器
１３ 仕切り板
２１ モータ
２２ 吸気口
２３ ダクト
２４ タービン
２５ 開口
３１ 調圧装置

Claims (1)

  1. 炎孔を有するバーナの上流側に設けられたバーナ室に、空気とガスとの混合気を供給する予混合式ガスバーナであって、上記バーナ室に連結された送風ファンを備え、この送風ファンの吸気口側にガスの供給管の出口を臨ませ、この吸気口を通って送風ファンに吸引される空気流にガスの供給管の出口からガスを吸引させ、空気とガスを送風ファン内で混合して上記混合気とするものにおいて、上記ガスの供給管の出口におけるガスの圧力が大気圧に調圧されており、上記送風ファンと上記バーナ室との間に、上記混合気の流路面積を増減させる能力切り替え機構を設けており、この能力切り替え機構は、上記混合気の流路面積が最大となる状態の流路を一方から狭めていくシャッタ部材を備え、この混合気の流路面積が最大時における混合気流の中心線上に位置してバーナ室内を２分する仕切り板を設け、流路面積が最少時における混合気流の大半が仕切り板で仕切られた一方の空間内に流入して、その一方の空間に連通する炎孔での燃焼を確保するようにしたことを特徴とする予混合式ガスバーナ。
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