JPH09303724A - バーナユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生する燃焼音が低いバーナユニットを提供
する。 【解決手段】 燃料ガスと一次空気とが混合された第１
混合ガスが内部を流れ且つ第１混合ガスを噴出する複数
の炎口１を備えたバーナ２０と、前記第１混合ガスより
空気量が多い第２ガスが噴出する吹き出し口４０とを備
え、複数のバーナ２０を所定の並設方向に並設して備え
るとともに、バーナ間に形成される空間が吹き出し口４
０として構成されるバーナユニットに、並設方向及び第
１混合ガスの吐出方向とに対して直交するバーナ長手方
向において、吹き出し口４０の開口幅であるバーナ間距
離を異ならせて設定可能な吹き出し口開口幅調節機構を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガスと一次空
気とが混合された第１混合ガスを噴出する複数の炎口を
備えたバーナと、第１混合ガスと空気比が異なる第２ガ
スが噴出する吹き出し口とを備え、複数のバーナを所定
の並設方向に並設して備えるとともに、バーナ間に形成
される空間が前記吹き出し口として構成されるバーナユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなバーナユニットの従来構成例
を図１、２に従って説明する。従来、複数のバーナを所
定の並設方向に並設して備え、バーナとバーナとの間に
形成される空き空間を吹き出し口として構成したものが
あった。ここで、バーナの頂部（最上部）には複数の炎
口が備えら、これらの炎口から第１混合ガスが噴出され
るとともに、前記吹き出し口からは二次燃焼用空気が噴
出されて、バーナ上部（図２参照）に安定した燃焼炎を
形成する構成とされていた。図１にも示すように、各バ
ーナは、比較的薄型の板状体を所定の形状に成形処理し
て作製されるものであり、平面視、概略、長方形状の形
状を有しており、その長手方向の端部に一対の固定部を
備えて構成されている。図２にも示すように、この固定
部が複数のバーナを収納可能な箱型のバーナホルダに、
位置固定される構成とされていた。ここで、バーナの長
手方向Ｂは、バーナの並設方向Ａ及び炎口からの燃焼ガ
スの噴出方向とは概略直交するものとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記のような構
成のバーナユニットにあっては、このバーナから発生す
る騒音が低減化しにくいという問題があった。この騒音
の原因は、バ−ナ燃焼時に、バーナ及び前記吹き出し口
から噴出するガス流の規則性に起因して、その乱れに端
を発する騒音が、互いに共鳴しあうことにより騒音が増
幅されるためと考えられる。ここで、従来のバーナユニ
ットに於けるバーナの並設構成を考察すると、バーナは
平面視（図３の方向に見た場合）で、その一対の長辺部
が平行に形成されていたために（図４参照）、吹き出し
口の形状も平面視、長方形形状であった。さて、このよ
うな構成のバーナユニットにあっては、図４に示すよう
に、ガスの噴出方向で規則的なカルマン渦列が、互いの
吹き出し口、バーナの炎口相互間に形成されやすく、騒
音の発生要因となっていた。即ち、平面視に於ける吹き
出し口の幅（並設方向の幅）が、規則性を有することに
より、比較的大きな騒音が発生することとなっていた。

【０００４】本発明の目的は、上に例示した従来構造の
バーナユニットに見られる上記欠点に鑑み、燃焼音に基
づく騒音の低いバーナユニットを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕この目的を達成するための本出願の請求項１に
係わり、燃料ガスと一次空気とが混合された第１混合ガ
スを噴出する複数の炎口を備えたバーナと、前記第１混
合ガスと空気比が異なる第２ガスが噴出する吹き出し口
とを備え、複数のバーナを所定の並設方向に並設して備
えるとともに、これらのバーナ間に形成される空間が前
記吹き出し口として構成されるバーナユニットの特徴構
成は以下のとおりである。即ち、並設方向及び第１混合
ガスの吐出方向とに対して直交するバーナ長手方向にお
いて、吹き出し口の開口幅であるバーナ間距離を異なら
せて設定可能な吹き出し口開口幅調節機構を備えるので
ある。 〔作用と効果〕本願のバーナユニットにあっては、並設
されるバーナ間に形成される空間が吹き出し口として構
成され、バーナに備えられる炎口から第１混合ガスが、
この吹き出し口から第２ガスが燃焼部位に供給される。
従って、バーナユニットにあっては、これら二つの供給
部から供給されるガスの燃焼が起こることとなる。ここ
で、本願の構造にあっては、吹き出し口開口幅調節機構
を備えることにより、バーナ長手方向において、吹き出
し口の開口幅であるバーナ間距離を異ならせて設定する
ことができる。即ち、例えば図３においては、図示する
Ｂ方向にあって、吹き出し口の幅が異なる状態とできる
のである。先にも説明したように、本願のバーナユニッ
トに於ける騒音の一つの大きな原因は、図４にも示すよ
うに、並設されるバーナ間、さらには吹き出し口間にお
いて、渦列が、この並設方向で規則的に形成されること
にあり、例えば、バーナの長手方向で、吹き出し口の幅
が等間隔に設定されていると、この規則性が増幅され、
騒音の共鳴現象が発生し易い状態となる。逆に、この方
向に於ける開口幅を異ならせると、少なくとも、バーナ
長手方向に於けるうず列の発生にあっては、その規則性
を破ることができ、騒音の発生要因を低減化することが
できる。さらに、このような騒音の発生は、バーナの燃
焼条件、使用環境等に支配されることとなりやすいが、
例えば、所定のインプット量、所定の空燃比を使用する
場合が想定される場合に、騒音の発生が起こりやすい場
合には、吹き出し口開口幅調節機構を、現場にて調節し
て、騒音が発生しにくい設定として、所望の運転条件
で、低騒音の状態でバーナユニットを運転することが可
能となる。 〔構成・作用・効果〕上記のような構成にあって、バー
ナが、先に説明したバーナ長手方向に、複数の炎口を有
することが好ましい。これが、本願の請求項２に係わる
バーナユニットの特徴構成である。このようにバーナ自
体に複数の炎口を有するバーナを使用する場合は、これ
らの炎口から各別に第１混合ガスが噴出されて、燃焼炎
が形成される。このような場合に、複数の炎口を備える
構成にあっては、例えば、単数の炎口しか備えない場合
に比較して、バーナからの噴流、吹き出し口からの噴流
の規則性を破ることが可能となり、騒音の低下に寄与で
きる。さらに、複数の炎口を備える場合に、各炎口の形
状を異ならせて形成したり、各炎口の形状を同一としな
がらも、その配置において不規則性を与えると、炎口
間、さらには吹き出し口との関係で規則性を破ることが
でき、騒音の低下に寄与することができる。 〔構成〕これまで説明してきた構成のバーナユニットに
あって、複数のバーナを並設方向に並設して収納するバ
ーナホルダを備え、夫々のバーナの長手方向の端部側部
位にバーナホルダに対する係合部を設け、並設方向に於
けるバーナホルダに対するバーナの係合部の位置を調節
自在な調節機構を設けて、前記吹き出し口開口幅調節機
構を構成することが好ましい。これが、請求項３に係わ
るバーナユニットの特徴構成である。 〔作用・効果〕この構成のバーナユニットにおいては、
バーナが係合部を介してバーナホルダ内に位置決めされ
た状態で収納される構成となる。そして、この係合部に
は調節機構が備えられ、この調節機構により、バーナは
その並設方向に於ける位置が調節される。ここで、バー
ナの上記方向に於ける位置決めは、バーナ間に備えられ
る吹き出し口の幅の調節をすることとなり、結果的に、
これまで説明してきた騒音低下構造を、この調節機構に
よって得ることとなっている。従って、簡易な位置決め
機構により、燃焼状態において発生する騒音を低下させ
ることが可能なバーナユニットを得ることができた。 〔構成・作用・効果〕さらに、これまで、説明してきた
吹き出し口から、吹き出す第２ガスが二次空気であるこ
とが好ましい。この構造の場合は、炎口からは一次空気
が混合された第１混合ガスが、そして、吹き出し口から
は二次空気のみが吹き出されて、発生する酸化窒素等が
少ないものでありながら、インプット領域を広くとれ
る、燃焼を良好におこなうことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は、本発明によるバーナが加
熱器として内装された給湯器２００の一部破断斜視図で
ある。この図２に示されるように、給湯器２００は、外
装ケーシング２０１、及びバ−ナケース２０３を備えて
いる。バ−ナケース２０３には、バーナユニット１０
０、バ−ナユニット１００用の点火ロッド２０４、バー
ナユニット１００が燃焼中であるかどうかを検知するた
めのフレームロッド２０５が固定されている。バ−ナケ
ース２０３の上方には、バーナユニット１００にて行わ
れる燃焼によって発生する熱で水を加熱するためのフィ
ンチューブ型の熱交換器２０６が設置されている。ま
た、バ−ナケース２０３の下方には、外装ケーシング２
０１の下端に有る開口部２０７からバ−ナケース２０３
側へ燃焼用の空気を供給するための給気ファン２０８が
備えられている。一方、外装ケーシング２０１の上端部
は、給湯器外部のダクト３０１と連通した接続排気管２
１０を除いて、閉鎖されている。接続排気管２１０は、
バーナユニット１００と熱交換器２０６の間の燃焼室３
０内にて発生した燃焼排ガスを給湯器外部のダクト３０
１に導くための通路を形成しており、外装ケーシング２
０１内の上端部でかつ熱交換器２０６の上方には排気バ
フラ２０９が設けられている。

【０００７】また、本願が対象とするバーナユニット１
００は、図２に示すように、互いに同一形状の複数のバ
ーナ２０をバーナホルダ２１によって束ねた集合体とし
て構成されており、これら複数のバーナ２０は、給湯器
２００の左右方向で互いの間に所定の隙間が生じるよう
に、並列配置されている。各バーナ２０は、給湯器２０
０の前後方向に長手方向Ｂを持っており、また、各バー
ナ２０はこの長手方向Ｂに沿って配列された多数の炎口
１，１・・・を備えている。燃料ガス供給路３０２から
供給された燃料ガスは、ガスバルブ３４、及び接続ガス
管３３を通った後、給湯器の横向きに延びたノズルヘッ
ダ３２に供給され、このノズルヘッダ３２上にその長手
方向に沿って等間隔に配設された多数（バーナ２０の数
と同数）のガスノズル３１から分配されて噴出する。ま
た、前記互いに並列配置された各バーナ２０同士の間に
形成された間隙部は、給気ファン２０８から供給される
空気の一部を燃焼用二次空気として上方に吹き出すため
の二次空気吹き出し口４０となっている。即ち、前記炎
口１から吐出された前記一次混合ガスは、二次空気吹き
出し口４０から上方に吐出される燃焼用二次空気と混合
され燃焼に供される。

【０００８】図１は、バーナ２０を取り出して示した一
部破断斜視図である。この各ガスノズル３１から噴出さ
れた燃料ガスの各々は、図１に示されるように、バーナ
２０の吸入口１７内に導かれる。この時、前記各噴出ガ
スは、各ガスノズル３１と各吸入口１７の間にそれぞれ
設けられたギャップにおいて、エジェクター効果により
周囲のエアを燃焼用一次空気として吸入口１７内へと連
れ込む。各バーナ２０内に導入されたこれら燃料ガスと
燃焼用一次空気は混合されて一次混合ガスとなった後、
各バーナ２０に設けられた炎口１，１・・・から上方に
向かって吐出される。また、この図１に最も良く示され
るように、各バーナ２０は、最も上流に位置する燃料ガ
ス及び一次空気の吸入口１７、その下流側に隣接する混
合路１６、混合路１６の下流部から上方に延びて炎口の
一つ一つを形成する炎口形成部１４、及び各炎口１から
の一次混合ガスの吐出量を均一化するために混合路１６
と炎口形成部１４の間に設けられた狭隘路１５から構成
されており、炎口形成部１４は、隣接する炎口同士を隔
てるための隔壁１３を含む。したがって、前記吸入口１
７に導入された前記燃料ガスと燃焼用一次空気は先ず混
合路１６にて互いに混合されて一次混合ガスとなり、こ
の一次混合ガスは混合路１６の上方に設けられた狭隘路
１５を通過の後、各バーナ２０において炎口１を形成し
ている隔壁１３によって更に細かく分配された後に各炎
口１から吐出されることになる。

【０００９】以上説明してきたように、この給湯器２０
０に採用されているバーナユニット１００は、燃料ガス
と一次空気とが混合された第１混合ガスが内部を流れ、
第１混合ガスを噴出する複数の炎口を備えたバーナ２０
と、第１混合ガスと空気比が異なった第２ガス（具体的
には一例としての二次空気）が噴出する吹き出し口４０
とを備え、これら、複数のバーナ２０を所定の並設方向
Ａに並設して備えている。そして、バーナ間に形成され
る空間が吹き出し口４０として構成される。そして、複
数のバーナを並設方向に並設して収納するバーナホルダ
２１を備えている。ここで、各バーナの長手方向の端部
側部位には、バーナホルダ２１に対する係合部２０ａが
設けられており、この係合部２０ａを、バーナホルダ２
１側に備えられる調節用ネジ２１ａと、ナット２１ｂと
で挟持することにより、並設方向での位置決めが自在な
構成とされている。即ち、並設方向に於けるバーナホル
ダ２１に対するバーナ２０の係合部２０ａの位置を調節
自在な調節機構を設け、吹き出し口開口幅調節機構を構
成してあるのである。このように構成することにより、
吹き出し口開口幅調節機構の調節により、バーナ２０の
並設状態、具体的には複数のバーナ２０の並設状態を任
意に調節できる。結果、バーナ長手方向Ｂで、吹き出し
口４０の幅（並設方向Ａに於ける別個のバーナ２０の端
部間の距離）を異ならせることが可能となり、騒音の低
下の目的を達成することができる。

【００１０】さらに、図１に示されるように、炎口１は
一つのバーナ２０上に配置されているが、バーナ燃焼時
の炎口の固有周波数が全ての炎口で同一とならないよう
に、互いに異なった固有周波数を持った２種類の炎口１
１，及び１２によって構成されている。そして、この例
では、これら炎口１１と炎口１２とは交互に並んで、前
述したように全体としては一直線をなしている。すなわ
ち、各炎口を形成する炎口形成部材として並列した多数
の隔壁１３同士は、それらの間に幅の狭い間隔１ｄと幅
の広い間隔２ｄとが交互に形成されるように、二種類の
間隔により、不等間隔に並んでいる。そして、幅の狭い
間隔１ｄを備えた炎口を言わば直径の小さな炎口１１と
し、一方、幅の狭い間隔２ｄを備えた炎口を直径の大き
な炎口１２としている。

【００１１】以上のように、この実施の形態において
は、吹き出し口４０のバーナ長手方向Ｂ間に於ける開口
幅を、それぞれ異ならせ、炎口１１と炎口１２とで、炎
口の寸法（炎口が円形であれば直径）を異ならせること
で、炎から発生する音の周波数に多様性を与えている。
その結果、バーナ燃焼時の炎口の固有周波数が全ての炎
口で同一である場合に比較して音の共鳴の程度が抑制さ
れ、騒音のレベルが低下し、結果として、より静粛性の
高い給湯器が得られる。

【００１２】〔別実施の形態〕上記の実施の形態におい
ては、吹き出し口開口幅調節機構を、バーナ２０に設１
られる係合部２０ａと、この係合部２０ａに対する、バ
ーナホルダ２１側に備えられる調節用ネジ２１ａと、係
合部２０ａを挟持するためのナット２１ｂとから構成し
たが、これは、複数のバーナ２０の並設方向で、位置決
め調節できる機構であれば任意の構造でよい。さらに、
このような調節機構部は、バーナ長手方向の一端側に設
けるほか、両端部位に設けておいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるバーナユニットの実施形態の一
部破断斜視図

【図２】図１のバーナユニットを備えた給湯器の実施形
態の一部破断斜視図

【図３】バーナの配設状態を示す平面図

【図４】渦列の発生状態を示す説明図

【符号の説明】

１、１１、１２ 炎口 ２０ バーナ ４０ 二次空気吹き出し口 １００ バーナユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと一次空気とが混合された第１
   混合ガスを噴出する複数の炎口を備えたバーナと、前記
   第１混合ガスと空気比が異なる第２ガスが噴出する吹き
   出し口とを備え、 複数の前記バーナを所定の並設方向に並設して備えると
   ともに、前記バーナ間に形成される空間が前記吹き出し
   口として構成されるバーナユニットであって、 前記並設方向及び前記第１混合ガスの吐出方向とに対し
   て直交するバーナ長手方向において、前記吹き出し口の
   開口幅である前記バーナ間距離を異ならせて設定可能な
   吹き出し口開口幅調節機構を備えたバーナユニット。
2. 【請求項２】 前記バーナが、前記バーナ長手方向に、
   複数の前記炎口を有する請求項１記載のバーナユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記複数のバーナを前記並設方向に並設
   して収納するバーナホルダを備え、前記バーナの前記長
   手方向の端部側部位に前記バーナホルダに対する係合部
   を設け、前記並設方向に於ける前記バーナホルダに対す
   る前記バーナの前記係合部の位置を調節自在な調節機構
   を設け、前記吹き出し口開口幅調節機構を構成してある
   請求項１または２記載のバーナユニット。
4. 【請求項４】 前記第２ガスが二次空気である請求項１
   〜３のいずれか１項に記載のバーナユニット。