JPH0755115A

JPH0755115A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0755115A
Application number: JP22272893A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kimura; 新悟木村; Tatsuya Sugawara; 達哉菅原; Koichiro Ito; 康一郎伊藤; Toshiaki Hirata; 平田　　俊明
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Gastar Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Gastar Co Ltd
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1995-03-03
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JP3056357B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大型化せずに、バーナの両端部の火炎とケーシ
ング内壁面にそって流れる空気との干渉を防止でき、ひ
いては不完全燃焼，燃焼騒音を抑制できる燃焼装置を提
供することにある。【構成】ケーシング１１により燃焼室１３が形成されて
いる。燃焼室１３の上方に熱交換器１２が配置され、燃
焼室１３の下方にバーナ２２が配置され、バーナ２２の
下方にファン３０が配置されている。バーナ２２の上面
（バーナ面）２２ａには多数の炎口２２５が形成され、
この炎口２２５には、ガス通路２２４が接続されてい
る。バーナ２２の所定方向（図１における左右方向）の
中央部の炎口２２５に接続されたガス通路２２４は垂直
に延びる。他方、少なくとも上記所定方向の両端部の炎
口２２５に接続されたガス通路２２４は、上方に向かう
にしたがってケーシング１１の内壁面から遠ざかるよう
な傾斜方向に延びる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、給湯等に用いられる燃焼装置
は、燃焼室を形成するケーシングと、燃焼室の上方に配
置された熱交換器と、燃焼室の下方に配置されたバーナ
と、このバーナの下方に配置されたファンとを備えてい
る。バーナは、平坦で水平をなす上面をバーナ面とし、
このバーナ面に形成された多数の炎口と、これら炎口に
それぞれ接続され垂直に延びるガス通路とを有してい
る。ファンからの空気は、ガスノズルからの燃料ガスと
ともにバーナの流入口へ流入し、バーナ内で予混合され
る。予混合ガスはガス通路を経て垂直に炎口から噴出
し、垂直に延びる火炎となって燃焼室に供給され、熱交
換器を流通する水を加熱する。ファンからの空気は、バ
ーナの外部からバーナ面の上方に二次燃焼空気としても
供給される。また、上記ファンからの空気の一部は、ケ
ーシング内壁面とバーナの両端部との間隙を経てケーシ
ング内壁面に沿って流れ（以下、この空気の流れを壁面
流と称す）、ケーシングを冷却して危険のない温度に保
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の燃焼装置で
は、バーナの両端部に位置する炎口から垂直に延びる火
炎が、上記ケーシング内壁面に当たって冷されたり上記
壁面流により冷されると、部分的に燃焼反応が低下し、
ＣＯや中間生成物等が排気ガスとして排出される恐れが
ある。また、火炎が空気流れにより乱されると、燃焼音
増加の原因になる。上記不都合を解消するために、従来
では次の工夫をしている。（i）ケーシングを広げて、バーナ両端部の炎口からの
火炎をケーシング内壁面から遠ざける。しかし、この場
合には燃焼装置の大型化を招く。（ii）バーナ面を狭くすることにより、バーナ両端部の
炎口からの火炎をケーシング内壁面から遠ざける。しか
し、この場合には、バーナ面での炎口の高密度化により
単位面積当たりの燃料量が増大し、単位面積当たりに要
求される二次燃焼空気量が十分賄えなかったり、全一次
空気式の濃淡燃焼では、炎口間隔不足により長炎化し、
燃焼反応を完結するため燃焼室を高くする必要があり、
上記と同様に燃焼装置の大型化を招く。（iii）バーナ両端部の火炎と壁面流との干渉をなくす
ために保護板等を設ける。しかし、この場合には部品点
数が増加し、コストアップの原因となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、請求項１の発明の要旨は、（イ）燃焼室を形成する
ケーシングと、（ロ）燃焼室の下方に配置され、上面を
バーナ面とし、このバーナ面に形成された多数の炎口
と、これら炎口にそれぞれ接続されたガス通路とを有
し、炎口からの火炎を燃焼室に供給するバーナと、
（ハ）上記燃焼室の上方に配置され、上記炎口からの火
炎の熱を受ける熱交換器と、（ニ）上記燃焼室に連通し
て配置されたファンとを備え、上記ファンにより供給さ
れる空気の一部を、ケーシング内壁面とバーナの両端部
との間隙を経てケーシング内壁面に沿って流すようにし
た燃焼装置において、上記バーナの所定方向中央部のガ
ス通路は垂直に延び、少なくともバーナの上記所定方向
両端部のガス通路は、上方に向かうにしたがってケーシ
ング内壁面から遠ざかるような傾斜方向に延びることを
特徴とする燃焼装置にある。請求項２の発明の要旨は、
上記ガス通路は互いに平行をなす多数の平面上に配列さ
れ、各列の両端から数えて複数のガス通路が、上記傾斜
方向に延び、その傾斜角度は、両端のガス通路で最も大
きく、内方のガス通路ほど小さくなることを特徴とする
燃焼装置にある。

【０００５】

【作用】請求項１の発明では、バーナの両端部のガス通
路が、上方に向かうにしたがってケーシング内壁面から
遠ざかるような傾斜方向に延びるため、このガス通路に
接続された炎口からの火炎も同方向に延びる。そのた
め、この火炎とケーシング内壁面に沿って流れる空気と
の干渉を防止できるので、火炎の冷却に起因するＣＯ，
中間生成物の発生を抑えることができるとともに、燃焼
騒音も抑えることができる。請求項２の発明では、バー
ナの両端部のガス通路だけではなく、両端から数えて複
数のガス通路が傾斜し、しかも内側のガス通路ほど傾斜
角度が緩やかになっているので、両端部のガス通路の傾
斜角度が大きくても、燃焼反応の低下や火炎の不安定化
を招くことがなく、むしろ火炎同士が適度な角度で寄り
添うような燃焼が可能となり、火炎の安定化を向上させ
ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。燃焼装置は、熱交換器アッセンブリ１０と、バ
ーナアッセンブリ２０と、ファン３０とを、上から順に
配置して互いに連結し、カバー４０で覆うことにより構
成されている。

【０００７】上記熱交換器アッセンブリ１０は、横断面
矩形のケーシング１１を備えている。このケーシング１
１には熱交換器１２が収容されている。ケーシング１１
の内部空間において、熱交換器１２の下方の部分は燃焼
室１３として提供されている。熱交換器１２には水を流
通させるパイプ１４が通る。このパイプ１４は、ケーシ
ング１１の外周に巻かれている。ケーシング１１の上部
には排気口１５が形成されている。

【０００８】上記バーナアッセンブリ２０は、ケーシン
グ２１に、バーナ２２と、ガスノズル２３を収容するこ
とにより構成されている。バーナ２２は、多数の矩形を
なす偏平なバーナエレメント２２０を、垂直に立てた状
態で、図１において紙面と直交する方向（図４において
左右方向）に所定間隔をおいて並べることにより、ある
いは密着して並べることにより、構成されている。バー
ナ２２は、平坦で水平をなす上面２２ａ（バーナ面）を
有している。

【０００９】各バーナエレメント２２０は、図２，図
３，図４に良く示されているように、互いに同形状にプ
レス加工された一対のプレート２２１を貼り合わせたり
折り曲げたりすることによって構成されている。一対の
プレート２２１の下部は膨出していて、Ｖ字形の混合部
２２２を形成している。混合部２２２の一端は、流入口
２２２ａとして提供されている。一対のプレート２２１
の中間部は、図１〜図３における左右両端を除いて若干
量膨出しており、これにより上記混合部２２２の上部に
連なる連通部２２３が形成されている。一対のプレート
２２１の上部は波形をなしており、これにより、バーナ
エレメント２２０の長手方向に並んだ多数のガス通路２
２４が形成されている。各ガス通路２２４の下端は上記
連通部２２３に連なり、上端開口は炎口２２５として提
供されている。したがって、炎口２２５は、バーナ面２
２ａにおいて、互いに平行をなす多数の直線（バーナエ
レメント２２０の上端縁に相当する）に沿って配列さ
れ、ガス通路２２４は多数の垂直面上に配列されてい
る。

【００１０】上記ガスノズル２３は、図１において紙面
と直交する方向に延び、間隔をおいて多数のガス噴出部
２３ａを有している。これらガス噴出部２３ａは、それ
ぞれバーナエレメント２２０の流入口２２２ａに対峙し
ている。

【００１１】上記構成において、バーナエレメント２２
０の流入口２２２ａには、ガスノズル２３からの燃料ガ
スが供給されるとともに、ファン３０からの空気が供給
される。これら燃料ガスと空気は混合部２２２，連通部
２２３を通過する過程で予混合される。予混合されたガ
スは、ガス通路２２４を経て炎口２２５から上方に噴射
され、火炎Ａとなって燃焼室１３に向かう。燃焼室１３
内の燃焼ガスは、熱交換器１１を通過する過程で、熱交
換器１１のパイプ１４を通る水を加熱し、排気口１５か
ら排出される。上記ファン３０からの空気は、バーナ２
２の外部やバーナエレメント２２０間からバーナ面２２
ａの上方に二次燃焼空気としても供給される。なお、全
一次空気式の濃淡燃焼では、バーナエレメント２２０間
からの二次燃焼空気は供給されない。

【００１２】上記ファン３０からの空気の一部は、ケー
シング１１，２１の内壁面とバーナ２２の両端部（図１
において左右方向の両端部）との間隙を経てケーシング
１１内壁面に沿って流れる。この壁面流Ｂにより、燃焼
室１３を囲むケーシング１１を冷却して危険のない温度
に保っている。この壁面流Ｂとバーナ２２の両端部の火
炎Ａが干渉すると前述した不都合が生じる。本実施例の
ように、壁面流Ｂがケーシング１１の段差１１ａにより
乱されると、この干渉がより発生しやすくなる。なお、
段差１１ａは、上記パイプ１４をケーシング１１に巻く
タイプの燃焼装置によく見られるものである。すなわ
ち、上記パイプ１４を巻くスペースを確保するためにカ
バー４０を広げると装置の大型化を招くので、その代わ
りにケーシング１１の横断面積を狭くしている。その結
果、ケーシング１１とケーシング２１の横断面積に差が
生じ、上記段差１１ａとして現れるのである。

【００１３】本発明に係わる燃焼装置では、上記壁面流
Ｂと火炎Ａの干渉を防ぐために、次の工夫がなされてい
る。すなわち、各バーナエレメント２２０の両端に位置
するガス通路２２４は、上方に向かうにしたがってケー
シング１１の内壁面から遠ざかるような傾斜方向に延び
ている。この傾斜角度は図３においてΘで表されてい
る。さらに、両端のガス通路２２４の内側に隣接したガ
ス通路２２４（端から２番目のガス通路）は、上記角度
Θより小さい角度（本実施例ではΘ／２）をなして同方
向に傾斜している。各バーナエレメント２２０の中央の
５つのガス通路２２４は垂直に延びている。

【００１４】上述したように、バーナエレメント２２０
の両端に位置するガス通路２２４が傾斜しているので、
このガス通路２２４に連なる両端の炎口２２５からの火
炎Ａは、図１に示すようにほぼ同一角度Θに傾斜してお
り、ケーシング１１の内壁面から離れている。その結
果、この両端の火炎Ａがケーシング１１の内壁面に当た
って冷されたり、壁面流Ｂに冷されることがなく、火炎
Ａの冷却に起因するＣＯ，中間生成物の発生を抑えるこ
とができる。また、両端の火炎Ａが壁面流Ｂによって乱
されることがなく、燃焼騒音も抑えることができる。

【００１５】さらに本実施例では、バーナエレメント２
２０の端の火炎Ａと、端から２番目の火炎Ａとが適度な
角度（Θ／２）で寄り添うような燃焼を実現でき、端か
ら２番目の火炎Ａと端から３番目の垂直に延びる火炎Ａ
も寄り添うような燃焼を実現できる。この寄り添うよう
な燃焼は、互いに平行に垂直に延びる火炎Ａを並べる場
合に比べて火炎Ａを安定させることができ、燃焼騒音を
より低く抑えることができる。

【００１６】本発明は上記実施例に制約されず種々の態
様が可能である。例えば、上記実施例では、すべてのバ
ーナエレメントを垂直に配置しているので、図１の紙面
と直交する方向の両端、すなわち図４の左右方向の両端
に位置する火炎は、これに対峙するケーシング１１の内
壁面と平行である。そのため、ケーシング１１を図１の
紙面と直交する方向に広げてケーシング内壁面と火炎と
の間を離したり、保護板を設ける必要がある。この方向
のケーシングの大型化や保護板の設置を抑制するため
に、図４に示すように両端のバーナエレメントを想像線
Ｘで示すように傾斜させてもよい。また、端から２番目
のバーナエレメントをこの傾斜角度より小さい角度で同
方向に傾斜させてもよい。図５に示す実施例のバーナ面
２２ａ’は、各ガス通路２２４に直交するバーナ面部分
２２ａ₁，２２ａ₂，２２ａ₃を有する。中央のバーナ面
部分２２ａ₃は水平をなし、両端部のバーナ面部分２２
ａ₁，２２ａ₂は傾斜している。他の構成は、図３と同様
であるので、同番号を付して説明を省略する。また、バ
ーナはセラミック製でもよく、この場合もケーシング内
壁面近傍のガス通路は、中心に向かって傾斜させるよう
に構成される。ファンは燃焼室の上方に配置してもよ
い。この場合、ファンの吸引作用により、バーナの下方
の吸い込み口から空気が吸い込まれ、燃焼室に供給され
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の本発明
の燃焼装置によれば、バーナの両端部の火炎とケーシン
グ内壁面に沿って流れる空気との干渉を防止できるの
で、火炎の冷却に起因するＣＯ，中間生成物の発生を抑
えることができるとともに、燃焼騒音も抑えることがで
きる。しかも、上記干渉を避けるために装置が大型化す
るのを抑制することができる。請求項２の発明によれ
ば、バーナの両端部の火炎を適度な角度で交差させるこ
とにより、良好な寄り添い燃焼を実現でき、火炎の安定
化、ひいては燃焼音のより一層の抑制が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる燃焼装置の断面図である。

【図２】図１の燃焼装置に用いられるバーナエレメント
の拡大平面図である。

【図３】同バーナエレメントの拡大正面図である。

【図４】同バーナエレメントを並列設置してなるバーナ
を図１中左側から見た拡大側面図である。

【図５】バーナエレメントの他の態様を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１１ … ケーシング１２ … 熱交換器１３ … 燃焼室２２ … バーナ２２ａ … バーナ面２２４ … ガス通路２２５ … 炎口３０ … ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤康一郎東京都小金井市貫井南町４−９−32 (72)発明者平田俊明神奈川県川崎市宮前区宮崎５−７−30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）燃焼室を形成するケーシングと、
（ロ）燃焼室の下方に配置され、上面をバーナ面とし、
このバーナ面に形成された多数の炎口と、これら炎口に
それぞれ接続されたガス通路とを有し、炎口からの火炎
を燃焼室に供給するバーナと、（ハ）上記燃焼室の上方
に配置され、上記炎口からの火炎の熱を受ける熱交換器
と、（ニ）上記燃焼室に連通して配置されたファンとを
備え、上記ファンにより供給される空気の一部を、ケー
シング内壁面とバーナの両端部との間隙を経てケーシン
グ内壁面に沿って流すようにした燃焼装置において、上記バーナの所定方向中央部のガス通路は垂直に延び、
少なくともバーナの上記所定方向両端部のガス通路は、
上方に向かうにしたがってケーシング内壁面から遠ざか
るような傾斜方向に延びることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】上記ガス通路は互いに平行をなす多数の
平面上に配列され、各列の両端から数えて複数のガス通
路が、上記傾斜方向に延び、その傾斜角度は、両端のガ
ス通路で最も大きく、内方のガス通路ほど小さくなるこ
とを特徴とする燃焼装置。