JPH02230007A - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、例えば給湯器や風呂釜等に用いることができ
る燃焼装置に関する。

く従来技術とその課題〉 従来、燃焼缶体内にバーナを配置して燃焼を行う場合、
燃焼によって発生する缶体内の圧力変動等により、缶体
内が共振状態となる、いわゆる振動燃焼の問題があった
。この振動燃焼を防止する手段として考えられる方法の
１つに、燃焼缶体に穴を開け、圧力変動を適当に緩和す
る方法が考えられるが、排気ガスや熱気が外部へ漏れる
問題があった． そこで本発明は上記問題を解決し、振動燃焼を防止し、
且つガス漏れ等も生じない燃焼装置の提供を第１の課題
とする。

一方、バーナの炎孔から燃料と空気の混合ガスを吹き出
させ、炎孔上で燃焼を行わせる燃焼装置においては、混
合比等に関連して、炎が炎孔上にリフトしたリバックす
るなど，安定燃焼範囲が狭い欠点があった。

そこで本発明の第２の課題は、炎がリフトしたリバソク
することが防止され、安定燃焼範囲の広い混合ガスの燃
焼装置の提供である。

さらに従来の燃焼装置においては、バーナの高負荷化に
際し、供給される燃焼用ガスの性質により吹き消え限界
がある程度定まっているため、同一の炎孔面積で負荷で
きるガス量にも限界があった。

そこで本発明の第３の課題は、炎の吹き消え限界を広げ
、高負荷の使用に対しても安定した燃焼を行うことがで
きる燃焼装置の提供である。

そして上記３つの具体的課題は燃焼の安定という１つの
技術的課題に帰一するものである。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するため、本発明の燃焼装置は、バーナ
及びバーナによる燃焼空間を内有する燃焼缶体に対して
、燃焼用の空気を給気ダクトから送風ファンを介して供
給するようにした燃焼装置であって、前記燃焼缶体の少
なくとも前記燃焼空間と連通ずる部分の一部に開孔を設
け、且つ該開札から前記給気ダクトへの戻し管を接続し
、前記開孔から漏れるガスを前記給気ダクトに導《よう
構成したことを第１の特徴としている。

また本発明の燃焼装置は、多数の炎孔を持つバーナを有
し、燃料ガスと空気との混合ガスを前記バーナの炎孔上
で燃焼させる燃焼装置であって、燃料ガスと空気との混
合ガスを炎孔に供給する混合ガス供給手段と、燃料ガス
だけを炎孔に供給する燃料ガス供給手段とを有し、該両
供給手段により、空気量の多い混合ガスによる勢いの強
い主炎と燃料ガス量の多い混合ガスによる勢いの弱い補
炎とが、バーナ上面に交互に連続して火炎を形成するよ
う構成したことを第２の特徴としている。

また本発明の燃焼装置は、バーナ面に燃焼用のガスが吹
き出すｊＪＭと、その周囲に空気だけが吹き出す領域を
形成し、且つ前記空気だけが吹き出す領域上の空間に絶
縁体で被覆された導電体を配設し、バーナ燃焼中に前記
専電体に正の高電圧をバーナ面との間に印加するよう構
成したことを第３の特徴としている。

〈作用〉 上記第１の特徴をもつ燃焼装置によれば、燃焼缶体に開
孔を設けることにより、燃焼空間に発生する圧力変動が
前記開孔により適当に開放され、共振音の発生、すなわ
ち共振燃焼が防止され、安定した燃焼を確保できる。ま
た開孔から缶体外へ漏れたガスは戻し管を通って給気ダ
クトに戻るので、閉回路となり、排気ガスやその熱気が
外部に漏れることもない。

また上記第２の特徴によれば、勢いの強い主炎が濃混合
ガスによる勢いの弱い補炎によって周囲から補強される
形となり、主炎に発生しやすいリフトや逆火による吹き
消えや騒音が前記補炎によって防止され、より広い混合
比の範囲において且つより高負荷の運転において安定し
た燃焼を確保することができる。

また上記第３の特徴によれば、火炎の周囲に配設された
導電体に高電圧を印加することによって、導電体とバー
ナ面との間に電界が発生し、正の電荷をもつ火炎の基部
が炎孔面（バーナ面）方向に押しやられる形となり、本
来なら吹き消えするようなガス流速でも吹き消えしなく
なる。すなわち高負荷運転に対しても安定した燃焼を確
保することができる。導電体は絶縁体で被覆され、且つ
空気流で冷却されるので、放電、短絡或いは熱から保護
される。

〈実施例〉 第１図は上記第１の特徴を有する燃焼装置の実施例を示
す断面構成図である。燃焼缶体１内にバーナ２が設けら
れている。バーナ２の上方が燃焼室３で、燃焼室３の上
部に水が内部を通る熱交換器４が設けられている。前記
バーナ２より下側の缶体１内には、送風ファン１１から
空気が、また燃料供給管５から燃料ガスがそれぞれ供給
され、空気と燃料ガスとの混合ガスがバーナ２の炎孔２
ａを通って燃焼され、また空気の一部はバーナ２の周囲
から燃焼炎に供給される。

前記燃焼缶体１には給排気二重管６が設けられ、排気管
６ａを通って排気ガスが外部へ排出される。また外部の
新鮮な空気が給気管６ｂから給気ダクト７を通って前記
送風ファン１１に導かれる。

以上の如き全体構成において、本実施例では前記燃焼室
３に連通ずる燃焼缶体１の一部に開孔８を設け、且つ該
開孔８から戻し管９を前記給気ダクト７に接続したこと
を特徴としている。この場合、戻し管９の通路断面積は
前記開孔８の孔面積よりも大きくし、缶体１内から開孔
８を通って出たガスが十分に開放されるようにする。前
記開孔８の位置は燃焼による圧力変動が最も直接的に生
じる燃焼室３の壁に設けるのが効果的であるが、排気ガ
スが給気ダクト７に戻されることになるので、実施例で
はバーナ２より下側に設けた。この部分でも燃焼空間と
連通しているので、圧力変動を緩衝することができる。

このように前記開孔８の位置は燃焼空間での圧力変動を
緩衝しうる所であれば、特にその位置を限定されるもの
ではない。

燃焼運転中、燃焼空間を中心とした空間で燃焼による共
振音が発生しようとしても、発生する圧力変動が前記開
孔８から戻し管９を通って大空間の給気ダクト７側へ開
放されるので、共振音が発生することが抑制される。勿
論缶体１内のガスが外部へ漏れることもない。

第２図は上記第２の特徴を有する燃焼装置の実施例を示
す断面構成図で、第３図は要部の詳細図である。

燃焼缶体１内にバーナ２０が設けられており、該バーナ
２０の上方が燃焼室３になっている。燃焼室３の上部に
は熱交換器４が設けられ、水を加熱することができる。

また前記バーナ２０の下方は送風ファン１１からの空気
と、燃料供給管５らかの燃料ガスが供給され、混合され
る混合室１０とされている。

前記バーナ２０には前記混合室１０からの混合ガスが下
から上へ抜ける多数の炎孔２１が設けられると共に、そ
の肉厚内に多孔質材料、例えば焼結多孔質金属からなる
燃料ガス放出管２２を一定の間隔で配置する。そしてこ
れらの燃料ガス放出管２２へは前記燃料供給管５からの
分岐管５ａを接続する。前記燃料ガス放出管２２に送ら
れた燃料ガスは、該放出管２２が多孔質ゆえ、該放出管
２２からそれに接する炎孔２ｌｂへ放出され、該炎孔２
ｌｂを通る混合ガスの燃料ガス濃度を高くすると共に、
炎孔２ｌｂを通って吹き出すガスの勢いを弱める。すな
わち、放出管２２からの燃料ガスに影響されない炎孔２
１ａでは、例えば前記混合室１０がら空燃比が１．５以
上の空気量の多い混合ガスが勢いよく吹き出され、主炎
Ｆ，を形成する。一方、放出管２２に接する炎孔２ｌｂ
では、該放出管２２からの燃料ガスにより例えば空燃比
が１．０以下とされた混合ガスが勢いを弱められた形で
吹き出され、補炎Ｆ２を形成する。

前記燃料ガス放出管２２の配置は、図に示す如く１方向
に一定の間隔で配置する他、２方向に交差する如く配置
してもよい。このようにすることにより、バーナ２０上
で主炎Ｆ．と補炎Ｆ２とが１方向、或いは２方向に交互
に連続して形成されることになる。よって主炎Ｆ，は隣
接する補炎Ｆ２によりリフトや逆火、吹き消え等が防止
され、結果として広範囲の条件下で安定した燃焼と低騒
音状態を得ることができる。

第４図は上記第３の特徴を有する燃焼装置の実施例を示
す断面構成図で、第５図は導電体配置例を示す平面図で
ある。

燃焼缶体１内にバーナ３０が設けられ、バーナ３０の上
方は燃焼室３に、下方は空気と燃料ガスの混合室１０と
されている。４は熱交換器である。

前記バーナ３０には前記混合室１０からの混合ガスを通
す炎孔３１と、空気室４０からの空気を通す空気孔３２
とが設けられている。図面上、混合ガスを通す炎孔３１
は炎孔群を形成し、空気を通す空気孔３２は単孔である
が、何れも特にその数が限定されるものではない。前記
混合ガスを通す炎孔３１群と空気を通す空気孔３２とは
バーナ３０面上、１方向に交互に配置されてもよいし、
直交する２方向に交互に配置されるようにしてもよい（
図に示す例では１方向に交互に配置されている）．この
ように配置することにより、バーナ面上に燃焼用の混合
ガスが吹き出す領域と空気だけが吹き出す領域とが隣接
することになる。そして前記空気だけが吹き出す領域上
、すなわち空気孔３２の上方に導電体５０を配置する。

第５図に示すように、本例では導電体５０を１方向に並
べて配置しているが、これは本例が前記炎孔群３１と空
気孔３２とを１方向に交互に配置したことに伴うもので
ある。したがって炎孔群３工と空気孔３２とを２方向に
交互に配置する場合には、導電体５０の配置も格子状と
なる。

前記導電体５０はセラミソク製の絶縁体で被覆されてお
り、高圧印加時に放電したり短絡が生じないようにする
と共に、耐熱性も十分兼ね備えたものとしている。そし
て導電体５０には燃焼運転時、例えばＤＣ２〜３ＫＶの
正の電圧が印加されるようにし、これによってバーナ３
０面との間に電界が発生するようにする。

以上のように構成することにより、燃焼運転時、炎孔３
１群から混合ガスが吹き出す領域に主炎Ｆ１が形成され
、その主炎Ｆ．の隣接位置で前記導電体５０による電界
が形成される。そして導電体５０には正の電圧が印加さ
れているため、プラスに帯電している主炎Ｆ，の基部Ｆ
，ｌは炎孔３１面（バーナ面）方向に力を受けて、押し
やられた形となる。すなわち炎孔３１から炎がリフトし
難くなる。前記導電体５０は絶縁体で被覆されている上
に、燃焼中は前記空気孔３２からの空気流で冷却され、
熱損傷から保護される。

〈効果〉 本発明は以上の構成よりなり、請求項１の構成による燃
焼装置によれば、燃焼空間に発生する圧力変動が開孔に
よって緩和され、振動燃焼を抑制して静かで安定した燃
焼を高負荷運転に至るまで確保できる。また開札から缶
体外に出たガスは給気ダクトにそのまま回収されるので
、排気ガスやその熱気が周囲へ漏れる心配もない。

また請求項２の構成による燃焼装置によれば、空気量が
多く勢いの強い主炎が、炎孔近傍に接して燃える燃料ガ
ス濃度の高い補炎によって周囲から補強される形となり
、炎のリフトや逆火が防止され、低騒音で安定した燃焼
を高負荷運転に至る広い範囲で行うことができる。

また請求項３の構成によれば、導電体に正の高電圧が印
加されることにより、炎の基部が炎孔近傍に保持され、
その結果炎のリフト現象等が防止されて、安定した低騒
音の燃焼を高負荷運転に至るまで確保することができる
。また導電体は絶縁体で被覆され、また空気流で冷却さ
れているので、放電や短絡、熱損傷が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の特徴を有する燃焼装置の実施例
を示す断面構成図、第２図は本発明の第２の特徴を有す
る燃焼装置の実施例を示す断面構成図、第３図はその要
部の詳細図、第４図は本発明の第３の特徴を有する燃焼
装置の実施例を示す断面構成図、第５図はその導電体配
置例を示す平面図である。 ｌ：燃焼缶体 ３：燃焼室 ７：給気ダクト ９：戻し管 １１：送風ファン ２１：炎孔 ３０：バーナ ３２：空気孔 ５０：導電体 Ｆ２：補炎 ２：バーナ ５：燃料供給管 ８：開札 １０：混合室 ２０：バーナ ２２：燃料ガス放出管 ３１：炎孔 ４０：空気室 Ｆ１：主炎 Ｆ３：主炎の基部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、バーナ及びバーナによる燃焼空間を内有する燃
   焼缶体に対して、燃焼用の空気を給気ダクトから送風フ
   ァンを介して供給するようにした燃焼装置であって、前
   記燃焼缶体の少なくとも前記燃焼空間と連通する部分の
   一部に開孔を設け、且つ該開孔から前記給気ダクトへの
   戻し管を接続し、前記開孔から漏れるガスを前記給気ダ
   クトに導くよう構成したことを特徴とする燃焼装置。
2. （２）、多数の炎孔を持つバーナを有し、燃料ガスと空
   気との混合ガスを前記バーナの炎孔上で燃焼させる燃焼
   装置であって、燃料ガスと空気との混合ガスを炎孔に供
   給する混合ガス供給手段と、燃料ガスだけを炎孔に供給
   する燃料ガス供給手段とを有し、該両供給手段により、
   空気量の多い混合ガスによる勢いの強い主炎と燃料ガス
   量の多い混合ガスによる勢いの弱い補炎とが、バーナ上
   面に交互に連続して火炎を形成するよう構成したことを
   特徴とする燃焼装置。
3. （３）、バーナ面に燃焼用のガスが吹き出す領域と、そ
   の周囲に空気だけが吹き出す領域を形成し、且つ前記空
   気だけが吹き出す領域上の空間に絶縁体で被覆された導
   電体を配設し、バーナ燃焼中に前記導電体に正の高電圧
   をバーナ面との間に印加するよう構成したことを特徴と
   する燃焼装置。