JPH10311509A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼装置の燃焼効率を高め、かつ給湯機等に
使用した際、給湯機の高さ方向寸法を短縮化できる燃焼
装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 バーナ２２と燃料ガス用ノズル２３との
間に一定間隔をおき、バーナ２２の側方に燃焼用空気を
供給する空気室２９を設定するとともに、両端を開口
し、互いの開口を燃料ガス用ノズル２３とバーナ２２の
燃料ガス入口部２５に対向させ、かつノズル側開口近傍
部分に燃焼用空気を取り込む孔３４を設けたガス導入管
３１を配置するとともに、空気室２９の上部に燃焼用空
気を送り込むファン３２を設定し、給湯機４０に上記燃
焼装置２０を適用した際、ファン３２の高さ方向寸法を
節約するとともに、ガス導入管３１により燃焼効率を高
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯機や給湯付風
呂釜に好適な燃焼装置に関するもので、燃焼装置の燃焼
効率を高めることができるとともに、給湯機の高さ寸法
を節約でき、給湯機を据え付ける際のスペース効率に優
れた燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼装置及びその燃焼装置を使用
した給湯機の構成について図５を基に説明すると、燃焼
装置１は、燃焼室ケース２内に複数のバーナ３と各バー
ナ３に対応する複数の燃料ガス用ノズル４が設けられて
おり、燃焼室ケース２には燃料ガス用ノズル４に燃料を
供給するためのガス流路５が付設され、このガス流路５
には、複数個のガス電磁弁６とガス比例弁７が設けられ
ているとともに、バーナ３の下方に燃焼用空気を送り込
むためのファン８が設置されて構成されている。

【０００３】そして、燃焼装置１は、バーナ３の燃料ガ
ス入口部３ｂと燃料ガス用ノズル４とが至近距離で対峙
しており、ファン８から供給される燃焼用空気と燃料ガ
スとが混合され、バーナ３の燃料ガス入口部３ｂに導入
される。

【０００４】尚、ここで使用するバーナ３は、バーナ３
の全長が炎口部３ａの長さにほぼ等しく、かつ燃料ガス
入口部３ｂは、炎口部３ａの一端より内側に位置するよ
うな構成になっており、バーナ３の下部には整流部９が
設けられている。

【０００５】更に、この燃焼装置１を使用した給湯機１
０は、外装１１の下部に上記燃焼装置１が収容され、そ
の上方に燃焼室１２、熱交換器１３及び排気室１４がそ
れぞれ配設された構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃焼装置は、至近距離で対峙する燃料ガス用ノズル４と
燃料入口３ｂとの間に燃焼用空気を供給するという構成
であるため、燃焼用空気の供給量にバラツキが生じ易
く、また、燃料ガス用ノズル４からの燃料ガスの噴出圧
により燃焼用空気の取り込みを効率良く行なうことがで
きない等、満足のいく燃焼効率が得られないという不具
合があった。

【０００７】更に、従来の燃焼装置１は、燃焼室ケース
２の下方にファン８が設置され、高さ方向の寸法が長
く、しかも、給湯機１０として使用する場合には、燃焼
装置１の更に上方に燃焼室１２、熱交換器１３、排気室
１４を設定する関係で、図５中ｄ₁ で示す非常に高さ方
向の寸法の長い給湯機１０の構成になっていた。

【０００８】従って、給湯機１０の備え付けスペースに
おいては、高さ方向に多くのスペースを必要とし、スペ
ースの制約上から、高さ寸法の短い給湯機を製作するに
は、例えば、図６に示すように、炎口部１５ａの端末よ
り外側にガス入口１５ｂを位置させた型式の異なるバー
ナ１５を使用することが必要であるため、別途バーナ１
５の開発期間と開発費用等のコストが嵩み、有効な対策
ではなかった。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、バーナの全長が炎口部の長さにほぼ等し
く、かつ燃料ガス入口部が炎口部の一端側より内側に位
置するような汎用のバーナを使用する燃焼装置におい
て、燃焼効率を高めることができるとともに、給湯機に
適用した場合、給湯機の高さ方向寸法を節約でき、給湯
機を据え付ける際のスペース効率に優れた燃焼装置を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、バーナの全長が炎口部の長さにほぼ等し
く、燃料ガス入り口部が炎口部の一端より内側に位置す
る複数のバーナと、このバーナに対応する複数の燃料ガ
ス用ノズルとを燃焼室ケース内に収納するとともに、燃
焼室ケースに燃焼用空気を供給するファン並びに燃料ガ
ス用ノズルにガス燃料を供給する燃料ガス流路とを備え
た燃焼装置において、前記バーナと燃料ガス用ノズルと
の間に間隔を隔て、バーナの側方に空気室を設定し、こ
の空気室の上方にファンを設置する一方、この空気室内
に燃料ガス用ノズルからバーナの燃料ガス入口部に燃料
ガスを導入する両端を開口したパイプ状のガス導入管を
配設するとともに、ガス導入管のノズル側開口近傍部分
に単一、あるいは複数の孔を開設したことを特徴とす
る。

【００１１】ここで、ガス導入管は、各バーナに対応す
る複数本を一括して固定する構造としても、また、ガス
導入管１本づつを独立した構造としてもよく、ガス導入
管の長さは、バーナ側の端末がバーナの燃料ガス入口部
の中まで挿入されても良く、また、ノズル側の端末開口
内にノズルが挿入される長さとしてもよい。

【００１２】また、ガス導入管の断面形状は円形状、矩
形状等、特に限定するものではない。

【００１３】さらに、ガス導入管のノズル側開口近傍部
分に設ける孔は、単一でも複数でもよく、また複数設け
る場合には周囲に均等に配置しても、また、ファンと対
向する側に集中的に配置してもよい。

【００１４】以上の構成から明らかなように、本発明に
よれば、燃料ガス用ノズルから噴出された燃料ガスは、
エジェクタ効果により、空気室内の燃焼用空気の一部を
巻き込みながらガス導入管のノズル側開口から導入され
る。

【００１５】さらに、ガス導入管内部のノズル側近傍部
分は、燃料ガスの噴流の存在により、静圧が低いため、
ガス導入管に設けた孔からも燃焼用空気の一部がガス導
入管内に導入される。

【００１６】加えて、ファンはガス導入管の上方に設け
られており、ガス導入管の上方から動圧が加わるため、
この孔を通じてガス導入管に導かれる燃焼用空気量が増
加する。

【００１７】そして、燃料ガスと燃焼用空気とがガス導
入管の内部で混合され、ガス導入管のバーナ側開口から
噴出し、バーナの燃料ガス入口部に供給され、更にバー
ナの燃料ガス入口部から燃焼用空気の一部が供給され、
これらはバーナの内部でさらに混合され、炎口部から噴
出して火炎を形成する。

【００１８】このように、ガス導入管を設置したため、
ファンを燃焼室ケースの少なくとも下端より上方に設置
できることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼装置の実
施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２０】図１は本発明に係る燃焼装置の概略構成を
示す説明図、図２，図３は同燃焼装置に使用するガス導
入管を示すもので、図２（ａ），図３（ａ）はガス導入
管の軸方向断面図、図２（ｂ），図３（ｂ）はガス導入
管の径方向断面図、図４は同燃焼装置を適用した給湯機
の概略構成を示す説明図である。

【００２１】図１において、本発明に係る燃焼装置２０
は、燃焼室ケース２１内にバーナ２２と燃料ガス用ノズ
ル２３とがそれぞれ対応して複数個収納設置されてい
る。

【００２２】さらに詳しくは、バーナ２２は、従来例で
示した構成と同一構成の汎用型のものを使用しており、
バーナ２２の炎口部２４の長さがバーナ２２の全長とほ
ぼ一致しており、炎口部２４の一端２４ａより内側に燃
料ガス入口部２５が設置されている。

【００２３】また、上記燃料ガス用ノズル２３に燃料を
供給するためのガス流路２６が燃焼室ケース２１に付設
されており、このガス流路２６には、ガス電磁弁２７、
ガス比例弁２８がそれぞれ複数個設けられ、燃料ガスの
供給、あるいは供給停止等の制御、並びに燃料ガスの流
量調節を行なっている。

【００２４】上述した構成は従来の燃焼装置とほぼ同一
構成であり、以下に説明する部分が本願発明の特徴部分
である。

【００２５】すなわち、本発明に係る燃焼装置２０にお
いては、バーナ２２と、燃料ガス用ノズル２３との間に
一定の距離を隔て、バーナ２２の側方に空気室２９が仕
切板３０を介して設けられており、更に、この空気室２
９内にガス導入管３１が設置されるとともに、空気室２
９の上方に燃焼用空気を供給するためのファン３２が設
置されている。

【００２６】尚、バーナ２２の下方には整流部３３が設
けられている。

【００２７】さらに詳しくは、空気室２９に設置される
ガス導入管３１は、本実施形態では図２（ａ），（ｂ）
に示すように、両端を開口した円形パイプ状のものから
構成されており、また、ガス導入管３１は、それぞれの
端末開口３１ａ、３１ｂと燃料ガス用ノズル２３、ある
いは燃料ガス入口部２５との間にクリアランスが設定さ
れているが、ガス導入管３１のノズル側開口３１ａ内に
燃料ガス用ノズル２３を挿入しても良く、また、他方側
の端末開口３１ｂがバーナ２２の燃料ガス入口部２５内
に挿入するような長さに設定してもよい。

【００２８】そして、このガス導入管３１には、ノズル
側開口３１ａ近傍部分に図示するように複数の孔３４が
周囲に均等に複数個開設されている。

【００２９】尚、ガス導入管３１には、図３（ａ），
（ｂ）に示すように、ノズル側開口３１ａの近傍部分に
特にファン３２と対向する面側に孔３４を集中的に設置
してもよい。

【００３０】従って、上述したように、ガス導入管３１
を設置することにより、ガス流路２６を通じて燃料ガス
用ノズル２３に燃料ガスが供給された後、燃料ガス用ノ
ズル２３から噴出された燃料ガスは、エジェクタ効果に
より空気室２９の燃焼用空気の一部を巻き込みながらガ
ス導入管３１のノズル側開口３１ａから導入されるとと
もに、ガス導入管３１内部の特にノズル側近傍は、燃料
ガスの噴流により、周囲よりも静圧が低いため、孔３４
からも燃焼用空気の一部がガス導入管３０の内部にスム
ーズに導かれる。

【００３１】加えて、ファン３２からの燃焼用空気がガ
ス導入管３１の上方から加わるため、その動圧により、
孔３４から導かれる燃焼用空気量が多く、ガス導入管３
１内で燃料ガスと燃焼用空気が効率良く混合され、ガス
導入管３１のバーナ側開口３１ｂから噴出し、バーナ２
２の燃料ガス入口部２５へ供給されるが、この際、バー
ナ２２の燃料ガス入口部２５からも燃焼用空気の一部が
供給され、バーナ２２内で更に混合されて炎口部２４か
ら噴出して火炎を形成する。

【００３２】このように、バーナ２２と燃料ガス用ノズ
ル２３との間にガス導入管３１を設置するとともに、フ
ァン３２を空気室２９上方に位置させることにより、優
れた燃焼効率を得ることができる。

【００３３】次に、図４は上述した燃焼装置２０を使用
した給湯機４０の構成を示すもので、給湯機４０は、燃
焼装置２０の上部、すなわちバーナ２２の炎口部２４の
上方に、燃焼室４１、熱交換器４２並びに排気室４３を
設置して、それらを外装４４内に収納するという構成で
ある。

【００３４】上記給湯機４０において、燃焼装置２０で
上述したようにバーナ２２による燃焼室４１が安定的に
燃焼し、燃焼で発生した高温の燃焼ガスは熱交換器４２
に入り、水を加熱し、熱交換された燃焼ガスは排気ガス
として排気室４３を通り排気される。

【００３５】そして、本発明を適用して製作した給湯機
４０は、図４に示すように、給湯機４０の高さ方向寸法
（図中ｄで示す）が従来の給湯機１０の高さ方向寸法ｄ
₁ に比べファン３２の高さ寸法分短縮化できるため、給
湯機４０の高さ方向スペースを節約でき、バーナの型式
を替えることなく、汎用のバーナ２２を使用しても据え
付けスペースに制約を受けることなく、据え付けスペー
スのスペース効率を高めることができるという効果があ
る。

【００３６】更に、本発明に係る燃焼装置２０の付随的
な効果としては、ガス導入管３１に孔３４を設けている
ので、バーナ２２の内部に導かれる燃焼用空気量が多く
なるため、バーナ２２としてブンゼン式バーナを使用す
れば、火炎長が短くなり、更に燃焼装置２０の高さ寸法
を更に短縮化できる。

【００３７】また、バーナ２２が濃淡燃焼式であれば、
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X ）の濃度をより低減する
ことができ、環境上望ましい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る燃焼装
置は、以下に記載する格別の作用効果を有する。

【００３９】（１）請求項１記載の燃焼装置は、バーナ
と燃料ガス用ノズルとの間に間隔をおき、両者間にガス
導入管を配置するとともに、燃焼用空気を供給するファ
ンをバーナの下方ではなく側方に設置するという構成で
あるため、給湯機にこの燃焼装置を適用すれば、ファン
の高さ方向スペースを節約することができ、給湯機や給
湯付風呂釜に適用した場合、据え付ける際の高さ方向ス
ペースが少なくて済み、スペース効率に優れるという効
果を有する。

【００４０】（２）請求項１記載の燃焼装置は、バーナ
と燃料ガス用ノズルとの間に間隔をおき、両者間にガス
導入管を配置するとともに、燃焼用空気を供給するファ
ンをバーナの下方ではなく側方に設置するという構成で
あるため、エジェクタ効果等により、多量の燃焼用空気
を燃料ガスと混合することができ、安定した燃焼が行な
われ燃焼効率が向上するという効果を有する。

【００４１】（３）請求項１記載の燃焼装置は、バーナ
と燃料ガス用ノズルとの間に間隔をおき、両者間にガス
導入管を配置するとともに、燃焼用空気を供給するファ
ンをバーナの下方ではなく側方に設置するという構成で
あるため、従来の汎用型のバーナを使用でき、タイプの
異なる型式のバーナを必要としないため、実用性に富む
という効果を有する。

【００４２】（４）請求項２記載の燃焼装置は、ガス導
入管のノズル側開口近傍部分に燃焼用空気を取り込む孔
をファン側に向けて集中的に開設するという構成である
ため、ガス導入管により多くの燃焼用空気を取り込むこ
とができ、更に燃焼効率を高めることができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼装置の一実施形態の概略構成
を示す説明図。

【図２】図１に示す燃焼装置に使用するガス導入管を示
す軸方向並びに径方向断面図。

【図３】本発明に係る燃焼装置に使用するガス導入管の
別実施形態を示す軸方向並びに径方向断面図。

【図４】図１に示す燃焼装置を適用した給湯機の概略構
成を示す説明図。

【図５】従来の給湯機の概略構成を示す説明図。

【図６】従来の別型式のバーナを示す説明図。

【符号の説明】

２０ 燃焼装置 ２１ 燃焼室ケース ２２ バーナ ２３ 燃料ガス用ノズル ２４ 炎口部 ２５ 燃料ガス入口部 ２９ 空気室 ３０ 仕切板 ３１ ガス導入管 ３２ ファン ３４ 孔 ４０ 給湯機 ４１ 燃焼室 ４２ 熱交換器 ４３ 排気室 ４４ 外装

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 憲一 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内 (72)発明者 小林 久浩 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内 (72)発明者 中村 健二 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナの全長が炎口部の長さにほぼ等し
   く、燃料ガス入り口部が炎口部の一端より内側に位置す
   る複数のバーナと、このバーナに対応する複数の燃料ガ
   ス用ノズルとを燃焼室ケース内に収納するとともに、燃
   焼室ケースに燃焼用空気を供給するファン並びに燃料ガ
   ス用ノズルにガス燃料を供給する燃料ガス流路とを備え
   た燃焼装置において、 前記バーナと燃料ガス用ノズルとの間に間隔を隔て、バ
   ーナの側方に空気室を設定し、この空気室の上方にファ
   ンを設置する一方、この空気室内に燃料ガス用ノズルか
   らバーナの燃料ガス入口部に燃料ガスを導入する両端を
   開口したパイプ状のガス導入管を配設するとともに、ガ
   ス導入管のノズル側開口近傍部分に単一、あるいは複数
   の孔を開設したことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記ガス導入管のノズル側開口近傍部分
   には、ファンに対向する側に複数の孔が集中的に開設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。