JPH0278813A

JPH0278813A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0278813A
Application number: JP23066488A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Watanabe; 成夫渡辺; Shigemitsu Nagayama; 成充永山; Koji Nishimura; 西村　厚司; Koji Tajima; 田嶋　孝二
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-19

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）本発明は、家庭用のガス給湯機器に使用する低騒音・高
負荷燃焼が可能な燃焼装置に関する。

（従来の技術）第９図、第１０図に、家庭用ガス給湯機の基本構造を示
す。一般に、家庭用ガス給湯機には複数のバーナ２０が
使用され、マニホールド２１に導かれた燃料ガス１０は
、各バーナ２０に対応して設けられたノズル２４からバ
ーナ２０の内部へ噴射される。この際、ファン７から供
給される燃焼用空気の一部が一次空気１１としてバーナ
２０の内部へ導入される。そして、燃料ガス１０と一次
空気１１との混合ガスが、バーナ上端部の予混合ガス噴
出部から噴出し一次火炎１３を形成する。

さらに、バーナ２０の周囲から供給される二次空気１２
によって、二次火炎１４を形成する。一般に、この様な
ブンゼン式バーナの燃焼特性は、−次空気比（−大空気
量／理論空気量）の影響を強く受けることが知られてお
り、−次空気比を低くすると不完全燃焼により炎にイエ
ロ現象が発生し、また−酸化炭素（以下ｃｏと略す）の
放出が急増する。逆に、−次空気比を高くすると予混合
ガスの噴出速度が大きくなり炎口部１から火炎が浮上が
るリフト現象が発生し、遂には火炎が吹き飛んでしまう
ブローオフ現象が発生する。さらに、比較的燃料ガスが
少ない場合に一次空気比を高くすると、火炎がバーナ２
０の内部へ戻るバック現象が発生する。一般に、ブンゼ
ン式バーナで良好燃焼する一次空気比の範囲は０．４〜
０．８程度であり、完全燃焼させるためには二次空気１
２を供給する必要がある。この反応は拡散律速であるた
め、高負荷化を図るには二次空気の拡散を促進させて火
炎長を短くすることが有効である。

第１１図〜第１３図に従来のバーナの構造を示す。第１
１図のバーナは、予混合ガス噴出部がスリット穴２２で
構成され、スリット穴２２を長手方向に等間隔で設けで
ある。このバーナでは、図示するように火炎が長手方向
で合体し、伸長したものとなるため、第９図に示す燃料
室８の高さを低（すると、火炎が熱交換器９と接触し高
濃度のＣＯが排出されるため、燃焼室８の高さを高くす
る必要があった。

第１２図は、もう一つの従来のバーナの構造図である。

この炎口部１は、複数のスリット穴２２で一つのスリッ
ト群２３を形成し、スリット群２３を等間隔に配置した
ものである。このバーナによれば、火炎は各スリント群
２３毎に分割して形成されるため、二次空気との接触面
積が増加し、拡散が促進されて火炎長が短くなり、燃焼
室８の高さを低くすることができる。しかし、このバー
ナは、第１１図のバーナに比バスリット穴２２の数が少
なくなり予混合ガスの噴出速度が大きくなるため、リフ
ト現象が発生しやすくなると共に騒音レベルが大きくな
る。一般に、騒音レベルをＮ（ｄＢ）、騒音の強さＩ　
　（Ｗ／イ）、予混合ガスの噴出速度Ｖ（ｍ／ｓ）とす
ると次式が成立する。

Ｎ＝　１０　ｌｏｇｔｅｌ−Ｃ（Ｃは定数’）　　　−
（１）Ｉ　ＱｏＶ”　〜’　　　　　　　　　　　　　
　・（２１つまり、予混合ガスの噴出速度を２倍にする
と騒音レベルは６〜１２ｄＢ増加することになる。

次に、もう一つの従来のバーナの構造を第１３図に示す
、これは、予混合ガスの噴出方向に対し、二次空気１２
を傾斜させて供給する構造のものである。

このバーナでは、二次空気１２の拡散が促進されるため
火炎長を短くすることができるが、傾斜して流入する二
次空気１２により火炎を乱すために騒音レベルが大きく
なる。

また、第１０図に示すように、第１１図〜第１３図のバ
ーナでは燃焼室８の断面積光たりの予混合ガス噴出部の
面積を大きくできないため、燃焼室８の断面積を小さく
することにより高負荷化を図ると、予混合ガスの噴出速
度が大きくなる。すなわち、（１）、（２）式で示した
予混合ガスの噴出速度Ｖが大きくなると共に、火炎が不
安定となって騒音レベルが急激に大きくなる。

（発明が解決しようとする課題）家庭用のガス給湯機器をコンパクト化するには、燃焼室
を小形化し、高負荷化を図る必要がある。つまり、燃焼
室断面積を小さくし、且つ燃焼室高さを低くすることが
必要である。

従来のバーナで、火炎長を短くし燃焼室高さを低くする
には、スリット群を形成して火炎を分割すること、また
は、二次空気を傾斜させて供給することが必要であり、
どちらの場合も騒音レベルが大きくなるという問題があ
った。また、燃焼室断面積については、燃焼室断面積当
たりの予混合ガス噴出部面積の割合が小さいため、予混
合ガスの噴出速度を抑えたまま燃焼室断面積を小さくす
ることは不可能であり、高負荷化と低騒音化との両立は
図れなかった。

本発明は、低騒音で且つ高負荷燃焼が可能となる燃焼装
置を提供することを目的としたものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明の構成を実施例に対応
する第１図〜第３図を用いて説明すると、筒体底部に複
数のガス噴出口６を有する燃料分配管５を複数並設し、
燃料分配管５を上面に炎口部ｌを設けた複数の筒体２を
形成してなる予混合室３で覆うとともに複数の予混合室
３間に筐体底部と連通ずる二次空気通路１２を形成し、
筒体２上方に燃焼室８を介して熱交換器９を設けるとと
もに燃料分配管５下方にファン７から送風される空気流
入口２５を設けたものである。

（作用）そして、本発明は前記の手段により、燃焼ガス１０は、
燃焼導管４を通り、各予混合室３の内部に設けられた複
数の燃料分配管５に供給される。

各燃料分配管５には、多数の燃焼ガス噴出口６が設けて
あり、各予混合室３の内部に燃焼ガスＩＯが噴射される
。燃焼用空気はファン７により供給され、一部は一次空
気１１として各予混合室３の内部で燃焼ガス１０と混合
し、各筒体２を通り、炎口部１から予混合ガスを噴出し
、−次火炎１３を形成する。さらに、残りの燃焼用空気
は二次空気１２となり、隣り合う予混合室３の間から、
各筒体２周囲を通り上昇し、−次火炎１３と混合し二次
火炎１４を形成する。

（実施例）本発明の実施例を第１図〜第３図に基づき以下説明する
。

５は、燃料導管４に接続され上方に複数の燃料ガス噴出
口６を設けた燃料分配管であり、該分配管５は燃焼装置
２６底部に複数並設されている。

３は、複数の燃焼分配管５．５・・・の各々の側面及び
上面を独立して覆い且つ燃料ガス噴出口６と対向する上
面に複数の筒体２を突設した予混合室である。１は筒体
２上面に開口された炎口部であり、炎口部１には、金網
、多孔体のセラミックプレート等が取付けられて、複数
のスリット孔、丸孔等が形成されている。７は、燃焼装
置２６の底部の空気流入口２５に接続され燃焼用空気を
底部より上方へ向けて供給するファンである。そして、
燃焼用の空気の一部は、−大空気として予混合室３内に
送られ燃料ガス１０と混合して筒体２の炎口部ｌより噴
出して一大空火炎を形成する。燃焼用空気の他の一部は
、底部より予混合室３間を上昇して一次火炎１３に酸素
を供給して二次火炎を形成する。９は、予混合室３の上
方に燃焼室８を介して固定された水管１５を有する熱交
換器である。

第２図に示すように本発明の燃焼装置によれば、炎口部
１を燃焼室８の全面にわたって密に配置することが可能
となり、炎口占有率を大きくすることができる。すなわ
ち、燃焼室８断面積を小さくしても、炎口部１からの予
混合ガス噴出速度を抑制することができる。さらに小形
の炎口部１を多数配置することができ、しかも各炎口部
１の全周から均一に二次空気１２が供給できるため火炎
の細分化が可能になり、二次空気の拡散を促進させるこ
とができる。また、この際二次空気１２は、火炎と平行
に流れるために、二次空気１２による火炎の乱れは発生
しない。

第４図は本発明の他の実施例であり、２ａは予混合室３
の上方に上方部が下方部より段差をもっ　　□て一段と
細く形成させた筒体であり、細く形成させた筒体２ａの
下方周囲には複数の袖火孔１０２が形成されている。１
７は太（形成させた下方筒体２ａに固定され、上端部を
主炎口１６下方において外方に折曲させて保炎板１９を
設けた円柱状の袖火形成筒であり、袖火形成筒１７上端
部と筒体２側面との間には間隙が設けられて袖火炎口１
日が形成されている。上記袖火炎口１８による袖火と保
炎板１９は、主炎の安定化に有効であり、且つ騒音レベ
ルを更に低減することが可能である。

また、第３図のものに比べ炎口負荷を大きくしても火炎
の安定性は損なわれない。

第５図及び第６図は本発明の他の実施例であり、２７は
、平板状のセラミックプレートの全面に上下複数の貫通
孔２８を設けた多孔板であり、多孔板２７は燃焼室８の
横断面全域に亘り配置されるとともに予混合室３の筒体
２と対向する裏面に凹部を設け、筒体２の上面に多孔板
２７の凹部を嵌合させて固定させたものである。

尚、多孔板２７は、発泡金属、セラミックプレート、多
数の孔を設けた金属板等の耐熱性をもつ材料であればい
かなるものであってもよい。

第７図は第５図の他の実施例であり、多孔板２７の筒体
２が連結される面と反対側の予混合ガス噴出部を凸部形
状にしたものであり、凸部に形成することによって火炎
が広がりやすくなるため、二次空気１２との接触面積が
増加して、拡散をより促進させることが可能となる。

第８図は第５図の他の実施例であり、予混合ガス噴出部
を凹形状にしたものであり、二次空気１２を、火炎基部
の後流に供給できるため、二次空気１２により火炎の基
部を乱すことがなく、非常に安定した火炎を形成するこ
とができる。

尚、上記の実施例では筒体２及びそれに対応する多孔板
２７の予混合ガス噴出部の断面形状が円形の場合を示し
たが、この形状を三角形、四角形、六角形などにしても
何ら変わることはなく、この断面形状に関する制約はな
い。

（発明の効果）本発明により、燃焼室断面の炎口占有率を大きくできる
ので、燃焼室断面の小形化と騒音レベルの低減との両立
が図れる。また、独立した小形の炎口を多数配列してい
るので、二次空気の拡散が促進されて火炎長が短くなる
ので燃焼室高さも低べできる。

以上のように、本発明によれば燃焼室の小形化と騒音レ
ヘルの低減との両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の実施例を示す要部
断面図、第４図乃至第８図は本発明の他の実施例を示す
要部断面図及び平面図、第９図は従来の実施例を示す縦
断面図、第１０図は第９図のＢ−Ｂ例断面図、第１１図
及び第１２図は従来の実施例を示す断面図、第１３図は
従来の実施例を示す部分断面図である。符号の説明１・・・炎口部　　　　　２．２”・・・筒体３・・・
予混合室　　　　　４・・・燃料導管５・・・燃料分配
管　　　　６・・・噴出ロア・・・ファン　　　　　　
８・・・燃焼室９・・・熱交換器　　　　　１０・・・
燃料ガス１１・・・−大空気　　　　１２・・・二次空
気１３・・・−次火炎　　　　１４・・・二次火炎１５
・・・水管　　　　　　１６・・・主炎口１７・・・袖
火形成筒　　　１８・・・袖火炎口１９・・・保炎板　
　　　　２０・・・バーナ２１・・・アニホールド　　
２２・・・スリット穴２３・・・スリット群　　　２４
・・・ノズル２５・・・空気流入口　　　２６・・・燃
焼装置１０１・・・予混合ガス　　１０２・・・袖火孔
２７・・・多孔板　　　　　２日・・・貫通孔２９・・
・予混合ガス噴出部３０・・・二次空気噴出部第１図第３図第５囚第６図第７図第８図第９図第１０図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】１、底部にガス噴出口６を有する燃料分配管５を複数並
設し、該分配管５を上面に炎口部１を設けた複数の筒体
２を形成してなる予混合室３で覆い複数の予混合室３間
に二次空気通路１２を形成し、筒体２上方に燃焼室８を
介して熱交換器９を設けるとともに燃料分配管５下方に
ファン７から送風される空気流入口２５を設けたことを
特徴とする燃焼装置。２、予混合室３の筒体２が、中間
部に袖火孔１０２が形成されるとともに、下部が筒体２
下方に密着し且つ上部が筒体２と間隔を存した袖火形状
筒１７を筒体２に固定し袖火形成筒１７と筒体２との間
に袖火炎口１８を形成したことを特徴とする請求項１記
載の燃焼装置。３、予混合室３の筒体２上面が、多孔板で一帯に覆われ
たことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。４、袖火形成筒１７が、上端周囲を外方へ折曲して保炎
板１９を形成したものであることを特徴とする請求項２
記載の燃焼装置。５、筒体２上部が、多孔板２７下面に設けた嵌合穴に嵌
合されることを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。６、筒体２上部と対向する多孔板２７上面が、凸状又は
凹状に形成したものであることを特徴とする請求項３記
載の燃焼装置。