JPH02130306A - 強制送風式燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、燃焼用空気を送風機によってバーナへ供給す
る強制送風式燃焼装置に関し、特に全−次空気燃焼を行
う燃焼機器における燃料と空気との混合の改良に関する
。

［従来の技術］ 強制送風式燃焼装置、特に全−次空気燃焼の燃焼機器で
は、燃料ガスと空気との混合が」−分に行われないと、
安定した燃焼が得られず、混合が不１分な場合には点火
不良になったり失火することがある。

このため、空気供給路のできる限り上流で燃料を噴出す
るために、混合室の上流の送風機のケース内で燃料を噴
出し、さらに十分な混合および分布を行うために、混合
室内に整流板が設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、近年では、例えばガス給湯器等において小型化
の需要が増大しており、これに伴って燃焼機器を小型に
すると、混合室等の容積が減少し、また燃料が噴出され
てから短時間でバーナへ供給されるため、従来のように
燃料噴出後に十分な混合空間と混合時間が確保できない
ため、混合が不十分になるという問題がある。

本発明は、強制送風式燃焼装置において、燃料と空気と
の混合をさらに向上させることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、送風機ケースに設けられた吸入口から吸い込
んだ空気を吹出口から吹き出して、燃焼用空気としてバ
ーナへ供給する送風機を備えた強制送風式燃焼装置にお
いて、前記送風機の上流に前記吸入口に連通ずる給気路
を設けるとともに、該給気路内に複数の燃料噴出口を設
けたことを技術的手段とする。

また、前記複数の燃料噴出口は前記吹出口に対して上流
側ほど多くの燃料を噴出するようにするとよい。

［作用および発明の効果］ 本発明では、送風機の作動によって空気は給気路内へ吸
い込まれ、燃料は給気路内の複数の燃料噴出口から噴出
される。このため、燃料は広い範囲に分散して噴出する
ことになるため、広い範囲の空気と混合する。従って、
燃料噴出後、短時間でかつ狭い空間において空気と十分
に混合する。

また第２の発明では、燃料は送風機の吹出口に対して上
流側ほど多くの燃料が噴出されるため、燃料噴出口全体
で同じ量の燃料が噴出された場合には、上流と下流の区
別なく一定の割合で噴出される場合と比較して、早くか
つより確実に混合が行われる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第２図に示すガス給湯器１は、全−次空気燃焼により小
型でしかも低騒音を実現した高能率の燃焼器２を搭載し
たもので、燃焼器２は、燃焼部１０と、燃焼部１０へ燃
料ガスと空気との混合気を供給する供給部２０とからな
り、供給部２０には空気および燃料ガスを導く給気ケー
ス３１が備えられ、燃焼部１０内には熱交換器５０が設
けられ、その全体は図示しない給湯器ケーシング内に収
納されている。

燃焼部１０は、筒状の燃焼ケース１１の下端の開口部に
多数の炎口を有するセラミックス製の平板形状のバーナ
プレート１２が配置され、また燃焼ケース１１の上端の
開口部は排気パン１３で覆われ、燃焼ケース１１によっ
て燃焼室１４が、また排気パン１３によって排気路１５
がそれぞれ形成されている。

排気パン１３には、燃焼室１４で発生する燃焼ガスを、
外部へ排出させる排気口１６が形成されている。また、
排気パン１３の内側の対向する面には、空気振動の反射
を繰り返さないようにするために、グラスウール１３ａ
により傾斜面１３ｂが形成され、その反射方向を変えて
いる。

ここでは、数層のグラスウール１３ａを無機バインダー
で固着させて傾斜面１３ｂを形成している。

燃焼ケース１１内の上方には、上水道等の水供給源と接
続された木管式の熱交換器５０が設けられ、内部を通過
する水を加熱する。

また燃焼ケース１１内のバーナプレート１２の近傍には
、点火のための２本のスパーカ電極１７、着火を検知す
るためのフレームロッド１８、空燃比の間圧のために燃
焼温度を検知するサーモカップル１９がそれぞれ備えら
れている。

供給部２０は、燃焼ケース１１の下方にバーナプレート
１２を覆って設けられた混合ケース２１と、混合ケース
２１の下端の流入口２１ａに連通して設けられた送風機
ケース２２とからなる。

混合ゲース２１は、流入口２１ａから供給される混合気
を分散させて燃焼部１０へ導くもので、混合ケース２１
内には整流板２４が設けられ、整流板２４の複数の穴２
４ａによって混合気の分散および整流を行う。

送風機ケース２２は、第１図および第３図に示すとおり
、一方の底面を開放した略短円筒形状のスクロールケー
シング２２ａと、スクロールケーシング２２ａの開口部
を塞ぐようにして設けられた平板部２３とからなり、送
風機ケース２２には送風機２５が備えられている。

スクロールケーシング２２ａの外周部には、混合ケース
２１の流入口２１ａと連通しスクロールケーシング２２
ａの中心方向と一定角度を成した吹出口２２ｂが設けら
れている。

平板部２３には、その中心にスクロールケーシング２２
ａ側に向かって突出したベルマウス状の吸入口２３ａが
設けられ、送風機２５の回転状態に応じて空気および燃
料ガスを吸入口２３ａから吸い込み、吹出口２２ｂから
吹き出す。

送風機ケース２２の外側となる平板部２３の表面には、
燃料管６０から供給される燃料ガスを噴出するための燃
料噴出管２３ｂが平板部２３と一体に形成され、燃料噴
出管２３ｂには複数の噴出口２３ｃが１列に設けられて
いる。

ここでは、１列に並んだ各噴出口２３ｃのうち、送風機
２５の作動時に送風機ゲース２２の吹出口２２ｂに対し
°ζ最も上流側に当たる噴出口２３ｃ１の径が、他の噴
出口２３ｃの径より大きくしてあり、燃料噴出管２３ｂ
内に同一圧力で燃料ガスが供給されるため、噴出口２３
ｃ１から噴出される燃料ガス呈が他の噴出口２３ｃより
多くなる。

送風機２５は、送風機ケース２２の内部に羽根車２５ａ
を備え、送風機ケース２２の外側に設けられたモータ２
５ｂによって羽根車２５ａを回転駆動し、空気および燃
料ガスを吸入口２３ａから吸い込み、吹出口２２ｂから
吹き出して混合気を混合ケース２１を経由して燃焼部１
０へ供給する。

ここでは、モータ２５ｂは必要燃焼量に応じて制御され
、制御状態に応じた回転数で羽根車２５ａを第２図にお
いて図示左回転で回転させる。

送風機ケース２２には、吸入口２３ａおよび燃料噴出管
２３ｂを覆うようにして給気ケース３１が設けられてい
る。

給気ケース３１は、燃焼部１０の音響特性に基づく固有
振動数ｆ、に対応して供給部２０の固有振動数ｆ２を一
致させるために、相当容積■２、通路相当長１□および
相当断面積Ｓ２を確保するために設けられたものである
。

給気ケース３１は、２方向が開放された略直方体形状で
、一方の開放部が送風機ケース２２の平板部２３に面し
て、他方の開放部が給気口３１ａとして図示下方に開口
し°〔送風機ケース２２に気密に接合され、給気口３１
ａから吸い込まれる燃焼用空気と、給気ケース３１内に
噴出される燃料ガスを吸入口２３ａへ導く給気路３２を
形成する。

給気ケース３１の一方の側壁３１ｂには燃料管６０ａと
接続される燃料供給口３１ｃが貫通し°ζ設けられてい
る。

給気ケース３１内には、第４図に示すとおり、燃料供給
口３１ｃおよび給気ケース３１の内側の一部を覆うよう
にして燃料分散板３３が傾斜して配されている。

燃料分散板３３は、中ほどに段部を有し、バッキング３
４により給気クース３１の内側に気密に固定され、混合
気を吸入口２３ａへ円滑に導くための傾斜面を形成する
とともに、給気ケース３１と燃料分散板３３とによって
燃料分布室３５を形成する。

燃料分散板３３には複数の燃料噴出口３３ａが１列に分
散して設けられ、さらに送風機ケース２２の吹出口２２
ｂに対して最上流側には、燃料噴出口３３ａとは分離し
て数個の燃料噴出口３３ｂが追加して設けられている。

これにより、燃料分布室３５内へ供給される燃料ガスは
、燃料供給口３３ｂから給気路３２の上流例ほど多く噴
出されるため、効率のよい混合が行われる。

この燃料分散板３３は、使用されるガス種に応じて各燃
料噴出口３３ａ、３３ｂの大きさや個数の異なるものが
使用され、異なるガス種に対して簡単に対応でき、燃料
供給量および燃料ガスと空気との混合が適正に行われる
。

なお、使用されるガス種に応じて燃料分散＆３３が交換
されるときには、燃料噴出管２３ｂを備えた平板部２３
もガス種に応じた噴出口２３ｃを有するものに交換され
る。

給気ケース３１内の上流側の給気路３２内には、通過す
る空気に対して乱れが生じることがないように、給気路
３２の幅が燃料噴出管２３Ｔｈ）にかけて次第に減少さ
れるように配置された絞り板３６が設けられている。

従って、絞り板３６は、給気路３２の断面積を小さくし
て給気路３２を通過する空気を一旦絞るベンチュリーを
形成することになるため、燃料噴出管２３ｂの各噴出口
２３ｃおよび燃料分散板３３の各燃料噴出口３３ａ、３
３ｂから噴出される燃料ガスと空気との混合を良くする
ことができる。

給気ケース３１内の給気口３１ａ付近には、軸３７によ
って揺動自在に支持されたダンパ３８が設けられている
。ダンパ３８は、その揺動によって供給部２０の相当断
面積Ｓ２を変更するために設けられたもので、ダンパ３
８は送風機２５の作動に伴って給気口３１ａから吸い込
まれる空気の風圧に応じて作動して、相当断面積Ｓ２を
変更する。これによって、燃焼器２の燃焼量が大きく送
風量が多い場合には、ダンパ３８は開いて、相当断面積
Ｓ２が大きくなり、燃焼量が小さく送風量が少ない場合
には、ダンパ３８の開度が小さくなり、相当断面積Ｓ２
を小さくする。

ダンパ３８が揺動する際の外周側の先端部３８ａの一部
には、供給部２０の相当断面積Ｓ２が最小となり、最小
開度を呈するときに、給気ケース３１の壁部３１ｄに当
接する突起３８ｂが形成されている。これにより、供給
部２０の相当断面積Ｓ２が最小になった場合にも、ダン
パ３８の先端部３８ａと給気ケース３１の壁部３１ｄと
の間に適度な隙間が形成され、必要量の空気を供給する
ことができる。

ダンパ３８は、供給部２０の相当断面’Ｗｘ　ｓ　ｚが
最小となる場合には、第３図に示すとおり、この突起３
８ｂが給気ケース３１の壁部３１ｄに当接し、逆に供給
部２０の相当断面積Ｓ２が最大となり、！＆大開度を呈
する場合には、ダンパ３８は、二点鎖線に示すように、
絞り板３６と適度の間隔をおいて安定する。

まなダンパ３８の軸方向の両端には、吸い込まれてダン
パ３８を押し上げる空気を、内側へ導くための湾曲部３
８ｃ、３８ｄが形成されている。

これらの湾曲部３８ｃ、３８ｄによって、ダンパ３８に
打ち当たる空気は湾曲部３８ｃ、３８ｄの外側へ逃げる
ことがなくなり、埃等が給気ケース３１の内壁面に付着
しにくくなる。

さらにダンパ３８の軸受は部３８ｅ、３８ｆは、風圧を
受けるダンパ３８に対して、送風機ケース２２の平板部
２３側に設けられるため、ダンパ３８の重心と軸３７と
の水平距雛が確保でき、ダンパ３８の重量による回転モ
ーメントがダンパ３８を常に閉状態に付勢することがで
きるとともに、ダンパ３８が最大開度となる場合でも、
ダンパ３８と絞り板３６との間を空気流が通過すること
ができるため、それぞれの場合にダンパ３８を安定さぜ
ることができる。

ダンパ３８の突起３８ｂが当接する給気ケース３１の壁
部３１ｄの」−流には、吸い込まれる空気流の向きを変
更するなめに、給気ケース３１の内側へ突出した突出部
３つが設けられている。この突出部３９により、ダンパ
３８が閉状態の場合には、ダンパ３８の先端部３８ａか
ら１／３の部分に給気口３１ａからの空気が当たりに＜
＜、全開の場合には、ダンパ３８全体に空気が当なるた
め、ダンパ３８の開度を燃焼量に比例させることができ
る。

軸３７はその両端がふっ素面ｊ指による円筒形の軸受部
材４０によってｉ貫支持され、軸受部材４０は、平板部
２３と給気ケース３１に形成された嵌合溝内に嵌合支持
されている。

給気口３１ａには、金属製の網によるフィルタ４１が設
けられている。

燃料供給口３１ｃへ燃料を導く燃料管６０ａは、燃料噴
出管２３ｂと接続され、燃料噴出管２３ｂは燃料管６０
と接続されている。

燃料管６０の１流には、必要燃焼量に応じて送風機２５
とともに制御される図示しない比例制御弁が設けられ、
燃料噴出管２３ｂおよび燃ｆ１供給口３１ｃには、比例
制御弁によって供給量が調節された燃料ガスが供給され
る。

熱交換器５０は上水道から水を導く図示しない水管と接
続されており、熱交換器５０の上流の木管には、上流側
から水量制御弁、水流センサ、入水温サーミスタが備え
られており、また熱交換器５０の下流には出湯温サーミ
スタが備えられ、下流端には使用者によって操作される
図示しない水栓が設けられている。

以上の構成からなるガス給湯器は、制御装置によって制
御され、次のとおり作動する。

使用者が、コントローラによって出湯温度を設定すると
ともに、水栓を操作して給湯を開始すると、燃焼器２は
所定のシーケンスで燃焼を開始するとともに、水量制御
弁により熱交換器５０内への水の流入量が調節される。

送風機２５の作動によって、空気は給気口３１ａから吸
い込まれる。

一方、燃料噴出管２３ｂの噴出口２３ｃと、燃料分散板
３３に燃料噴出口３３ａ、３３ｂからは、比例制御弁に
よつ゛Ｃ洪給量が調節された燃料ガスが噴出する。

従って、燃料ガスは広い範囲に噴出されることになるた
め、空気と良く混合する。

またここでは、１列に並んだ各噴出口２３ｃのうち、送
風機ケース２２の吹出口２２ｂに対して最も上流側に当
たる噴出口２３ｃ１の径が、他の噴出口２３ｃの径より
大きくしてあり、噴出口２３ｃｌからは他の噴出口２３
ｃより多くの燃料ガスが噴出される。

同様に、燃料供給口３１ｃから燃料分布室３５内に流入
した燃料ガスは、燃料噴出口３３ａ、３３ｂから給気路
３２内へ噴出し、燃料噴出口３３ｂは吹出口２２ｂに対
して」・、流側に追加して設けられているため、上流側
ほど燃料噴出量が多い。

従って、各噴出口２３ｃから均一に噴出され、また燃料
噴出口３３ａのみから噴出される場合と比較して、混合
時間と混合空間を多く硲保できるため、空気との混合が
よい。

一方ダンパ３８は、吸い込まれる空気景に応じて次のと
おり各位置に揺動する。

燃焼器２の燃焼量が小さく、送風機２５の回転数が第５
図においてＮ１からＮ２までの間では、ダンパ３８は壁
部３１ｄに当接して破線Ａに示すとおり、開口面積が最
小の開度状態を呈する。

燃焼量が大きくされ、送風機２５の回転数がＮ２からＮ
３までの間では、ダンパ３８は送風量に応じた開度を呈
する。

燃焼量がさらに大きくされて、送風機２５の回転数がＮ
３からＮ４までの間では、ダンパ３８は全開状態になる
。

従って、最小開度と最大開度との間では、供給部２０の
相当断面積Ｓ２は、燃焼量に応じて変化するため、燃焼
量に応じて変化する燃焼部１０の固１１′振動数ｆ、の
変化に応じて、供給部２０の固有振動数ｆ２も同じよう
に変化することになり、燃焼量が変ｆヒしても騒音を減
少させることができる。なお、このとき燃焼器２の燃焼
量は実線Ｂのとおり変化する。

以上のとおり、本発明によれば、燃料ガスは送風機の上
流で、複数の噴出口から噴出されるため、広い範囲に噴
出され、空気との混合をよくすることができる。またこ
のとき、上流側ほど多くの燃料ガスが噴出されるため、
混合のための空間と時間を多く硲保することができるた
め、さらに混合をよくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の実施例のガス給湯器を示し
、第１図は供給部の構成を示す分解斜視図、第２図はガ
ス給湯器の概略構成を示す正面図、第３図は供給部の側
面断面図、第４図は給気ケースの内側を示す分解斜視図
である。第５図は本発明の供給部による燃焼用空気の供
給量とダンパの開度を示す特性図である。 図中、２・・・燃焼器く強制送風式燃焼装置）、１２・
・・バーナプレート（バーナ）、２２・・・送風機ケー
ス、２２ｂ・・・吹出口、２３ａ・・・吸入口、２３ｃ
・・・噴出口（複数の燃料噴出口）、２５・・・送風機
、３２・・・給気路、３３ａ、３３ｂ・・・燃料噴出口
（複数の燃料噴出口）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）送風機ケースに設けられた吸入口から吸い込んだ空
   気を吹出口から吹き出して、燃焼用空気としてバーナへ
   供給する送風機を備えた強制送風式燃焼装置において、 前記送風機の上流に前記吸入口に連通する給気路を設け
   るとともに、該給気路内に複数の燃料噴出口を設けたこ
   とを特徴とする強制送風式燃焼装置。 ２）前記複数の燃料噴出口は前記吹出口に対して上流側
   ほど多くの燃料を噴出することを特徴とする請求項１記
   載の強制送風式燃焼装置。