JPH0656250B2 - 高負荷燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主としてファンを使用し二次空気を強制的に火
炎に供給して高負荷燃焼をさせ器具の小型化を図った家
庭用燃焼装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の燃焼装置では第４図（特開昭５９−２１
９６１３号公報）に示す様なものがある。即ち燃焼室１
の上流側には２本の厚肉のバーナ２が多数の炎口を有す
る炎口部３を内設しており、両側をバーナ２の厚肉部２
ａ上端面に挿入しているセンタ空気噴射板４と一方をバ
ーナ２の厚肉２ａ上端面へ挿入し、他方をバーナケース
６の厚肉部６ａに接続しているサイド空気噴射板５がそ
れぞれ設けられている。各空気噴射板４，５上には第５
図に示すように連続山形状に配列された多数の空気口７
が設けられている。この様な燃焼装置で形成される火炎
は第５図に示す如く予混合気の流れＡが空気口７から噴
射される二次空気流によって偏向され、山形状の空気口
７の配列に沿って連続した火炎帯Ｂが形成される。その
結果二次空気との接触面積が著しく拡大されるため火炎
長が短くなる。これを炎口部３短辺方向から見た場合、
第５図に示す如く、空気口７の上流側から下流側に渡っ
て連続して火炎帯が見られる。

発明が解決しようとする問題点 この燃焼装置は二次空気を適切にコントロールすること
がポイントであるがバーナ２，厚肉部2aとセンタ空気噴
射板４（サイド空気噴射板５）の取りつけ部は温度が高
く、部品間の膨張に大きく影響し、すき間ができやすく
空気漏れを伴う。そのため火炎帯を不必要に冷却し、リ
フトしやすく燃焼音が増大する。この厚肉構成では熱容
量が大きく燃焼器具としての加冷却性能（暖まりにく
く、冷えにくい）にも問題がある。

更に厚肉のバーナ２上面に炎口部３を内設しているため
高温下の混合気のシール性と炎口負荷増による燃焼音対
策も課題である。ここで更に薄型化を図る場合にはバー
ナ２の厚肉部２ａ、バーナケース６の厚肉部６ａの厚み
を薄くする必要があるが加工技術状不可能であり、加え
て機械強度的にも課題を持つことになる。

この様に従来の連続山形状空気口を有する燃焼装置では
高負荷燃焼は達成されるが空気漏れが発生しやすく、炎
口負荷も大きくなり火炎のリフト現象と燃焼音増をとも
ない、混合気のシール性も課題であり、そのままでは薄
型化を図ることはできない。本発明はかかる従来例の問
題点を解消するもので、二次空気もれのないようにする
ことで高負荷燃焼をはかり、かつ組立ての改善をはかる
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 そのため本発明では燃焼室と、燃焼室内に予混合気を噴
出する多数の炎口を有する炎口部を設けた金属板よりな
る複数のバーナ体と、この各バーナ体に予混合気を供給
する金属板よりなる複数のバーナボデイと、このバーナ
ボデイ，バーナ体を収納し、かつ前記燃焼室の上流側に
空気室を形成するバーナケースと、このバーナケースと
バーナ体に両端を接続し、前記燃焼室に二次空気を送る
空気口を、前記予混合気の噴出方向と交又する方向で、
かつ炎口部の長手方向に沿い連続山形状に配列した金属
板よりなるサイド空気噴板、各バーナ体に両端を接続
し、前記サイド空気噴射板と同じように空気口を形成し
た金属板よりなるセンター空気噴射板とを備え、前記バ
ーナ体を、前記バーナボデイの外側に弾性力に抗して気
密に挿入し、前記バーナ体の両側壁端部に弾性力を有す
る挿入部を形成し、前記サイド空気噴射板の一端を挿入
部に気密に挿入し、他端をバーナケースに固定し、セン
タ空気噴射板の両端部をバーナ体間の挿入部に気密に挿
入し一体化するものである。

作 用 上記の構成により複数のバーナの炎口より燃焼室内に噴
出された予混合気は連続山形状に配列された空気口より
噴出される二次空気により偏向を受け山形状に配列され
た多数の空気口に沿ってジグザグ状の連続した火炎帯を
センタ空気噴射板とサイド空気噴射板に形成する。これ
により火炎表面積即ち火炎と二次空気の接触面積が著し
く拡大されることになり、且つ各山形状配列の空気口に
沿う隣り合った火炎の間に必ず空気相が形成されるため
互いに火炎干渉も発生することがないため火炎長が非常
に短くなり、高負荷燃焼が達成される。

ここでバーナボデイの外側に密接挿入したバーナ体の両
端部を折り返すことで挿入部を形成し、挿入部にサイド
空気噴射板の一端を重ねて挿入し、他端をバーナケース
に固定し、センタ空気噴射板の両端部をバーナ体間の挿
入部に気密に挿入することで二次空気のシール箇所及び
混合気のシール箇所が直接火炎の輻射熱の影響を受ける
ことがないため部品間の膨張差も少なくできる。加えて
熱伝導の影響もシール箇所が二次空気の通路になってい
るため冷却効果を有することになる。

又、バーナ体の挿入部にバネ作用を持たせることで混合
気、二次空気のシール性が一層向上し、熱サイクルを受
けた場合でも信頼性が十分に保てる。

更に燃焼装置をバーナ体、バーナボデイ、センタ空気噴
射板およびサイド空気噴射板は金属板で構成しているた
め、薄型化対応がしやすく、合わせて熱容量も少なくな
り、燃焼器具としての加冷却性能（暖まりにくく、冷え
にくい）も大幅に改善できる。

実施例 以下本発明の一実施例として給湯器に応用した場合を第
１図，第２図，第３図にもとずいて説明する。尚、第４
図と同一構成要素には同一番号を付す。

第３図において、多数の炎口を設けた炎口部３′を設け
た複数のバーナ体３のバネ性の側壁の内側を、上端に均
圧板２′を設けた複数本のバーナボデイ２に密接挿入
し、バーナ体３の両側壁端部を折り返し両側にバネ性の
挿入部８を形成している。センタ空気噴射板４の端部４
ａを一方のバーナ体３の挿入部８に、他の端部を他方の
バーナ体３の挿入部８に挿入部８の弾性力に抗して気密
に挿入している。また片側を前記挿入部８に気密に挿入
し、他端をバーナケーケース６に接続してサイド空気噴
射板５を設けている。サイド空気噴射板５及びセンタ空
気噴射板４上には炎口部３′の長手方向に沿って連続山
形状に配列された多数の空気口７が設けられている。バ
ーナケース６内にはバーナボデイ２との間に空気室９と
バーナボデイ２間及びバーナケース６とバーナボデイ２
間に整流板１０が設けられている。サイド空気噴射板５
及びセンタ空気噴射板４の各炎口部３′の両側部分には
小突起１１でできたすき間１６を介して空気室９に連通
している保炎空気室１２がもうけられ、保炎空気口１３
により燃焼室１と連通している。バーナケース６の下流
側には燃焼室１を構成するドラム１４とその外周に熱交
換器に連結される水パイプ１５が密接されている。また
予混合気の主流方向と空気口７から噴出される二次空気
の噴射方向のなす角は、センタ空気噴射板４及びサイド
空気噴射板５がともに同じθとなるように設定されてい
る。

上記構成に於いて、ファン（図示せず）より供給された
燃焼用空気は一部が燃料と混合して予混合気となりバー
ナボデイ２、均圧板２′、バーナ体３へ供給され残りの
大部分は二次空気として空気室９内に供給される。前記
予混合気は均圧部２′で整流された後、炎口部３′に設
けられた多数の炎口より燃焼室１内に噴出される。一
方、二次空気は整流板１０で均一化された後、センタ空
気噴射板４及びサイド空気噴射板５に至り空気口７より
燃焼室１内に噴出される。ここで二次空気の一部は小突
起１１により構成されたすき間１６を通り減圧されて保
炎空気室１２に至り、さらに保炎空気口１３より低速の
二次空気流として炎口部３′の両側より燃焼室１内に噴
出される。従って火炎は先ずこの保炎空気によって火炎
基部を安定化された後、空気口７に沿ったジグザグ状の
火炎帯をセンタ空気噴射板４及びサイド空気噴射板５上
に形成し火炎長を低くし高負荷燃焼を行なう。

ここで火炎基部を安定化させるためには混合気の均一化
と炎口負荷の低下と低速の二次空気流を炎口部３′の両
側に安定して供給するとともにシール性を保つことが必
要である。そこで、本発明ではバーナ体３の両側壁端部
を折り返し両側にバネ性の挿入部８を形成し、センタ空
気噴射板４とサイド空気噴射板５を挿入する方法である
ため、二次空気のシール箇所が長く、しかもシール位置
が直接火炎の輻射熱の影響を受けにくい所にあり、部品
間の膨張差も少なくできると共に熱伝導の影響もシール
箇所が二次空気の通路になっているため冷却効果を有す
ることで防止でき、二次空気の炎口部３′両側での漏れ
は全くない。加えてバネ状の挿入部８でのシールである
ため熱サイクルが加えられてもシール性能は低下しな
い。混合気は均圧部２′で整流され炎口部３′もバーナ
ボデイ２に外設するため火炎面積が十分形成でき低炎口
負荷化が図れ安定した高負荷燃焼が維持できるものであ
る。炎口部３′がバーナボデイ２に外設されることによ
る混合気漏れへの影響はバーナ体３のバネ性の側壁の内
側をバーナボデイ２に密接挿入することでシールに対す
る問題はない。

更に燃焼装置をバーナボデイ２、バーナ体３、センタ空
気噴射板４およびサイド空気噴射板５は金属板で構成し
ているため、薄型化対応がしやすく、合わせて熱容量も
少なくなり、燃焼器具としての加冷却性能（暖まりにく
く、冷えにくい）も大幅に改善でき給湯器としての加熱
速度が高まり、後沸き防止も可能となり、使用勝手が向
上する。

センタ空気噴射板４およびサイド空気噴射板５はバネ状
の挿入部８に差し込む作業で済み、組み立て性が改善で
きると共にバーナ体３と挿入部８を同一部品で構成する
ためコストメリットも大きい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の高負荷燃焼装置
によれば以下の効果が得られる。

(1) センタ空気噴射板およびサイド空気噴射板に設け
られた連続山形状に配列された空気口に沿ってジグザグ
状の火炎帯を作り二次空気との接触面積を増すことによ
り、火炎長を短くして高負荷燃焼を実現できる。

(2) バーナ体の両側面端部にバネ性の挿入部を形成し
ているので、この挿入部に弾性力に抗し嵌合したセンタ
空気噴射板とサイド空気噴射板のシール箇所が長く、し
かもシール位置が直接火炎の輻射熱の影響を受けにくい
所となり、部品間の膨張差も少なくできると共に熱伝導
の影響もシール箇所が二次空気の通路になっているため
冷却効果を有することになり、二次空気の漏れはない。
加えてバネ性の挿入部でのシールであるため熱サイクル
を加えてもシール性能は低下しない。

(3) 混合気は均圧部の整流に加え炎口部がバーナボデ
イに外側から嵌合するため炎口面積が十分形成でき低炎
口負荷化が図れ安定した高負荷燃焼が維持できると共
に、バーナ体のバネ性側壁の内側をバーナボデイに密接
挿入することで混合気シールに対する問題もない。

(4) 燃焼装置はすべて金属板で構成しているため、薄
型化対応がしやすく、合わせて熱容量も少なくなり、燃
焼器具としての加冷却性能（暖まりにくく、冷えにく
い）も大幅に改善でき給湯器としての加熱速度が高ま
り、後沸き防止も可能となり、使用勝手が向上する。

(5) センタ空気噴射板およびサイド空気噴射板はバネ
性の挿入部に差し込む作業であり、組み立て性が改善で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の高負荷燃焼装置を給湯器に応
用した場合の部分縦断面図、第２図は第１図の要部を示
す断面斜視図、第３図はバーナ体とバーナボデイの組み
立て前の部分断面図、第４図は従来の高負荷燃焼装置の
部分断面図、第５図は同空気噴射板上に設けられた空気
口によって形成される火炎の形状を示す説明図である。 １……燃焼室、２……バーナボデイ、３……バーナ体、
３′……炎口部、４……センタ空気噴射板、５……サイ
ド空気噴射板、６……バーナケース、７……空気口、８
……挿入部、９……空気室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室と、前記燃焼室内に予混合気を噴出
   する多数の炎口を有する炎口部を設けた金属板よりなる
   複数のバーナ体と、この各バーナ体に予混合気を供給す
   る金属板よりなる複数のバーナボデイと、このバーナボ
   デイ，バーナ体を収納し、かつ前記燃焼室の上流側に空
   気室を形成するバーナケースと、このバーナケースとバ
   ーナ体に両端を接続し、前記燃焼室に二次空気を供給す
   る空気口を、前記予混合気の噴出方向と交又する方向
   で、かつ炎口部の長手方向に沿い連続山形状に配列した
   金属板よりなるサイド空気噴板、各バーナ体に両端を接
   続し、前記サイド空気噴射板と同じように空気口を形成
   した金属板よりなるセンタ空気噴射板とを備え、前記バ
   ーナ体を、前記バーナボデイの外側に弾性力に抗して気
   密に挿入し、前記バーナ体の両側壁端部に弾性力を有す
   る挿入部を形成し、前記サイド空気噴射板の一端を前記
   挿入部に気密に挿入するとともに他端をバーナケースに
   固定し、前記センタ空気噴射板の両端部を前記バーナ体
   間の挿入部に気密に挿入し一体化する高負荷燃焼装置。
2. 【請求項２】挿入部はバーナ体の両側壁端部を折曲して
   形成した特許請求の範囲第１項記載の高負荷燃焼装置。