JPH11351522A

JPH11351522A - 燃焼用バ―ナプレ―ト

Info

Publication number: JPH11351522A
Application number: JP5256699A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sofue; 務祖父江; Akio Tanaka; 章夫田中
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 1999-12-24
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: EP0949453A2; EP0949453B1; EP0949453A3; DE69913414T2; JP3695201B2; ES2210978T3; DE69913414D1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＯ発生量が基準値以下で且つ燃焼共鳴音の発
生を防止する空気過剰率の幅を可及的大にできる燃焼用
バーナプレートを提供する。【解決手段】燃料用ガスの混合気を全一次燃焼させ熱交
換器５を加熱するガス燃焼器１のバーナ３に用いる。耐
熱板に多数の炎口７を設ける。炎口７は所定数毎に炎口
群８を形成し、各炎口群８は所定の間隔９を存して配置
される。所定の炎口群８の中央部に配置された炎口７ａ
を閉塞し、該炎口群８により形成される火炎の伸びを抑
制し、且つ該火炎自体の振動が該ガス燃焼器の固有振動
数と同期して発生する燃焼共鳴音を抑制する。炎口群８
は所定数毎に炎口群集団１０を形成し、複数の炎口群集
団１０が所定パターンで繰り返し現れるように反復配置
される。炎口群集団１０を形成する炎口群８のうち、所
定数の炎口群８の中央部に配置された所定数の炎口７ａ
が閉塞される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器を備え、
燃料用ガスを全一次燃焼させるガス燃焼器のバーナに用
いられる燃焼用バーナプレートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱交換器を備え、燃料用ガスを強
制的に全一次燃焼させるようにしたガス燃焼器が知られ
ている。

【０００３】前記ガス燃焼器では、前記燃料用ガスに対
し、燃焼用空気を予め所定の空気過剰率で混合した混合
気が、ガスバーナに取着された燃焼用バーナプレートに
供給されて、全一次燃焼せしめられる。前記燃焼用バー
ナプレートとしては、セラミック等からなる耐熱板に、
その表裏に貫通する多数の炎口を設けたものが用いられ
る。前記燃焼用バーナプレートは、例えば図５示のよう
に、炎口７が３６個毎に６行６列の菱形形状に配置され
て、炎口群８を形成している。前記各炎口群８は、隣接
する炎口群８との間に、相互に所定の間隔９を存して配
置されている。図５示の燃焼用バーナプレート３ｂで
は、各炎口７に形成される火炎は炎口群８毎に合流する
が、間隔９によりそれ以上の合流が抑制される。従っ
て、火炎を適切な大きさとすることができ、リフトや立
ち消えを防止して、火炎の安定化を図ることができる。

【０００４】前記全一次燃焼において、「空気過剰率」
とは、前記混合気において、所定量の燃料ガスを完全燃
焼させるために要する化学量論的量の空気を１として、
この何倍の量の燃焼用空気を混合するかを示す値であ
る。前記空気過剰率は、単位を持たない無次元数として
示される。

【０００５】従って、前記全一次燃焼を行うガス燃焼器
では、前記混合気の空気過剰率の値が１より大であれ
ば、前記燃料ガスを完全燃焼させるため以上の量の燃焼
用空気が存在することになり、理論上、不完全燃焼は起
きないはずである。しかし、実際には、前記バーナプレ
ートに供給される混合気の空気過剰率の値を１より大き
くしても、不完全燃焼が起きて一酸化炭素（ＣＯ）が発
生する。

【０００６】給湯器等の前記ガス燃焼器では、ＪＩＳ規
格（ＪＩＳＳ２１０９）により、ＣＯ発生量が所定
の基準値（例えば０．２８％）以下となるように定めら
れており、該基準値を超えて増大することは好ましくな
い。

【０００７】そこで、前記ガス燃焼器では、機種毎にＣ
Ｏ発生量が所定の基準値以下となるように、供給される
混合気の空気過剰率の範囲が設定されている。前記空気
過剰率の範囲は、前記混合気が動的混合物であって、前
記空気過剰率自体が変動しやすいため、該空気過剰率そ
のものの値ではなく、空気過剰率の幅で示される。

【０００８】前記ガス燃焼器では、前記空気過剰率の幅
は、装置を設計する際に設定される。しかし、前記空気
過剰率の幅が狭いと、供給される混合気によっては、製
品毎の誤差のために、設定された空気過剰率の幅の範囲
外となることがあり、このような場合にＣＯが多量に発
生する虞れがある。そこで、前記空気過剰率の幅はでき
るだけ大きくすることが好ましく、例えば０．５以上に
なるように設定されている。

【０００９】一方、前記熱交換器を備えるガス給湯器等
のガス燃焼器では、近年、コンパクト化のために、前記
燃焼用バーナプレートと熱交換器との間の距離を短くす
ることが検討されている。しかしながら、このようなガ
ス燃焼器では、前記のように空気過剰率の幅が０．５以
上に設定されていても、最大燃焼時にはＣＯ発生量が増
大するとの不都合がある。

【００１０】本発明者らは、前記全一次燃焼において、
空気過剰率を１よりも大きくしてもＣＯが発生する理由
について検討し、次のような知見を得た。

【００１１】まず第１の理由は、前記混合気が動的混合
物であるので、部分的には空気過剰率が１より小さくな
ることがあり、この部分で不完全燃焼が起きるためと考
えられる。しかし、空気過剰率が部分的に１より小さく
なる現象は、空気過剰率が１より大きくなるにつれて低
減されるので、空気過剰率が１付近の値から大きくなる
につれてＣＯ発生量は減少する。

【００１２】次に、第２の理由は、空気過剰率が１より
も十分に大きくなると、前記炎口から噴出する混合気の
流速が増加して火炎が伸び、熱交換器のフィンに接触す
るためと考えられる。つまり、前記火炎が前記熱交換器
のフィンに接触すると、該火炎が急激に冷却されて、該
火炎中における燃焼反応が途中で中断されるために、前
記燃焼反応の中間生成物であるＣＯの発生量が増大する
というものである。

【００１３】この結果、空気過剰率を１より大きくして
いくと、まず第１の理由に基づいてＣＯ発生量が減少す
る。次に、空気過剰率がある値のときに、第１の理由に
基づくＣＯ発生量の減少と、第２の理由に基づくＣＯ発
生量の増大とが平衡に達し、このときＣＯ発生量が最小
となる。そして、空気過剰率が前記ある値より大きくな
ると、第２の理由に基づいてＣＯ発生量が増加に転ずる
ものと説明される。

【００１４】次に、図５示のバーナプレートに前記混合
気を供給して全一次燃焼させたときの、前記空気過剰率
に対する前記ＣＯ発生量の変化を、図７に一点鎖線で示
す。

【００１５】図７に一点鎖線で示すラインから、前記Ｃ
Ｏ発生量は前記考察を裏付けるものであることが明らか
である。前記ＣＯ発生量は、空気過剰率が１（実測され
る値は１よりやや大きい値になる）から増加するにつれ
て一旦低減するが、空気過剰率がある値のときに最低と
なり、空気過剰率がそれよりも大きくなると、増加に転
ずる。

【００１６】この結果、上記の場合に、ＣＯ発生量を所
定の基準値、例えば前記ＪＩＳ規格により定められる
０．２８％以下に抑制する空気過剰率の範囲は、Ｗ₁の
幅で示される。Ｗ₁は、ＣＯ発生量が所定の基準値以下
になる空気過剰率の上限値と、実測可能な空気過剰率の
値の中でＣＯ発生量が所定の基準値以下になる下限値と
の差である。

【００１７】前記知見に基づいて、さらに考察すると、
前記のようにコンパクト化したガス燃焼器では、最大燃
焼時に火炎がフィンに接触するために、それぞれの空気
過剰率に対するＣＯ発生量が増加しているものと考えら
れる。即ち、図７示の一点鎖線のラインが上方に平行移
動して、二点鎖線で示すラインとなり、本来の一点鎖線
のラインにおけるＷ₁であるべきはずの空気過剰率の幅
が、Ｗ₂と狭くなっているものである。空気過剰率の幅
が狭くなると、前述のように、供給される混合気によっ
ては、製品毎の誤差のために、設定された空気過剰率の
幅の範囲外となり、ＣＯが多量に発生する虞れがある。

【００１８】そこで、前記のようにコンパクト化したガ
ス燃焼器で、最大燃焼時に火炎がフィンに接触すること
を防ぐために、図５示の炎口群８を形成する炎口７の一
部を閉塞し、炎口群８の火炎を小さくすることが考えら
れる。しかし、閉塞された炎口の数が多くなると、開口
している炎口７から生じる火炎の燃焼反応による該火炎
自体の振動が、ガス燃焼器の固有振動数と同期して燃焼
共鳴音を発生する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題を
解決するために、ＣＯ発生量が基準値以下になり、しか
も燃焼共鳴音の発生を防止する空気過剰率の幅を、でき
るだけ大きくすることができる燃焼用バーナプレートを
提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の燃焼用バーナプレートは、燃料用ガスに
対して燃焼用空気を予め所定の空気過剰率で混合した混
合気を強制的に全一次燃焼させ熱交換器を加熱するガス
燃焼器のバーナに用いられる燃焼用バーナプレートであ
って、所定の形状を備える耐熱板に、該耐熱板を表裏に
貫通する多数の炎口を設けると共に、該炎口は所定数毎
に炎口群を形成し、各炎口群は隣接する炎口群との間に
相互に所定の間隔を存して配置されているものにおい
て、所定の炎口群の中央部に配置された炎口において、
該炎口群により形成される火炎の伸びを抑制し、且つ該
火炎自体の振動が該ガス燃焼器の固有振動数と同期して
発生する燃焼共鳴音を抑制する数の炎口が閉塞されてい
ることを特徴とする。

【００２１】本発明の燃焼用バーナプレートによれば、
前記耐熱板に設けられた炎口が所定数毎に炎口群を形成
し、各炎口群は隣接する炎口群との間に相互に所定の間
隔を存して配置されている。そこで、各炎口から吹き出
される火炎は、炎口群毎に合流して火炎を形成する。し
かし、各炎口群毎に形成された火炎は、前記炎口群間の
間隔に妨げられて互いに合流することができないので、
燃焼に適した大きさの火炎が形成される。

【００２２】しかし、前記燃焼用バーナプレートでは、
前記炎口群を形成しても、最大燃焼時には該炎口群に形
成される火炎が長く伸びて、前記熱交換器に接触する傾
向がある。前記傾向は、前記炎口群の中央部で著しい。
そこで、本発明の燃焼用バーナプレートでは、前記炎口
群のうち、所定の炎口群の中央部に配置された炎口の所
定数を閉塞する。この結果、最大燃焼時にも、前記炎口
群に形成される火炎の伸びを抑制することができ、該火
炎が前記熱交換器に接触することを防止して、一酸化炭
素の発生量を低減することができる。また、本発明の燃
焼用バーナプレートでは、前記炎口群の全てから選択さ
れた、所定の炎口群の炎口を前記のように閉塞するの
で、閉塞された炎口の数が限定され、燃焼共鳴音の発生
を防止することができる。

【００２３】この結果、本発明の燃焼用バーナプレート
によれば、最大燃焼時にも一酸化炭素の発生量を低減し
て、しかも燃焼共鳴音の発生を防止することができる空
気過剰率の幅を広く確保することができる。

【００２４】本発明の燃焼用バーナプレートでは、前記
効果を得るために、閉塞された炎口は、前記耐熱板の表
面に均等に分散して配置されていることが好ましい。

【００２５】また、本発明の燃焼用バーナプレートで
は、前記効果を得るために、閉塞された炎口の数は、前
記耐熱板の表面に形成された全炎口数の２〜９％である
ことが好ましい。閉塞された炎口の数が、炎口全体の２
％未満では、一酸化炭素発生量を低減させることができ
る空気過剰率の幅が狭くなる。また、閉塞される炎口の
数が、炎口全体の９％を超えると前記燃焼共鳴音の発生
を防止することができる空気過剰率の幅が狭くなる。

【００２６】さらに、本発明の燃焼用バーナプレート
は、前記炎口群は所定数毎に炎口群集団を形成し、複数
の炎口群集団が所定パターンで繰り返し現れるように反
復して配置されている。そして、前記炎口群集団を形成
する炎口群のうち、所定数の炎口群の中央部に配置され
た所定数の炎口が閉塞されている。前記構成によれば、
閉塞された炎口を前記耐熱板の表面に、確実に均等に分
散させて配置することができる。

【００２７】本発明の燃焼用バーナプレートは、例え
ば、前記炎口群が３６個の炎口が６行６列の菱形形状に
配置されて形成された構成とすることができる。この構
成では、前記炎口群集団は、４個の該炎口群が相似的に
大きな菱形形状に配置されて形成され、複数の該炎口群
集団が繰り返し現れるように反復して配置されている。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
１は本発明の燃焼用バーナプレートをガス燃焼器のバー
ナとして用いるガス給湯器の一構成例を示す説明的断面
図であり、図２乃至図４は本発明の燃焼用バーナプレー
トにおける炎口及び炎口群の配置パターンを示す部分平
面図であり、図５は本発明に対する比較のための従来技
術に従う燃焼用バーナプレートにおける炎口及び炎口群
の配置パターンを示す部分平面図であり、図６は本発明
に対する比較のための燃焼用バーナプレートにおける炎
口及び炎口群の配置パターンを示す部分平面図である。
図７は空気過剰率に対する一酸化炭素発生量の変化を示
すグラフであり、図８は燃焼共鳴音が発生しない空気過
剰率の領域を示すヒストグラムであり、図９は閉塞され
た炎口の割合に対し一酸化炭素の発生量が基準値以下に
なる空気過剰率の幅及び燃焼共鳴音が発生しない空気過
剰率の幅を示すグラフである。

【００２９】図１示のガス給湯器１は、燃料用ガスに対
して燃焼用空気を予め所定の空気過剰率で混合した混合
気の強制的全一次燃焼を行うようにしたものである。ガ
ス給湯器１は、ケーシング２内にガスバーナ３と、給水
管４から供給される水をガスバーナ３により加熱して湯
を得る熱交換器５とを備える。熱交換器５で得られた湯
は、給湯管６により図示しない台所、洗面所、浴室等に
供給される。

【００３０】ガスバーナ３に用いられるバーナプレート
はコーディエライト等のセラミックからなる耐熱板に、
該耐熱板を表裏に貫通する多数の炎口７を設けたもので
ある。ガスバーナ３は、燃料ガスと燃焼用空気とが予め
所定の割合で混合された混合気が炎口７に供給されたと
きに、図示しない点火手段により点火される。

【００３１】本実施例のバーナプレート３ａを図２乃至
図４に示す。図５は従来のバーナプレート３ｂであり、
図６は比較例のバーナプレート３ｃである。

【００３２】バーナプレート３ｂは、直径１．２５ｍｍ
の炎口７を、６０ｍｍ×１２８ｍｍの大きさの前記耐熱
板１枚当たり１２６９個設けたものである。本実施例の
バーナプレート３ａは、前記１２６９個の炎口７のう
ち、その全数に対して２〜９％の炎口７が閉塞されたも
のを横に２枚並設して６０ｍｍ×２５６ｍｍの大きさと
している。図２乃至図６は、炎口パターンの説明のため
に、全数１２６９個の炎口７を備えるバーナプレート３
ａ，３ｂ，３ｃの一部を（炎口７の４８３個分の領域）
示したものである。

【００３３】本実施例のバーナプレート３ａに設けられ
た炎口７は、図２示のように、その３６個を６行６列に
して菱形形状に配置した炎口群８を形成しており、炎口
群８内では隣接する炎口７と中心間距離が１．８ｍｍに
なるようにして設けられる。前記炎口群８，８間には所
定の間隔９が設けられている。また、４個の炎口群８
を、炎口群８に対して相似的に大きな菱形形状に配置し
て、炎口群集団１０が形成されている。そして、バーナ
プレート３ａの炎口パターンは、繰り返し現れるように
反復して配置された炎口群集団１０により形成されてい
る。

【００３４】次に、前記炎口パターンにおいて、その全
数に対して２〜９％の炎口７が閉塞される例について説
明する。

【００３５】まず、図２示のバーナプレート３ａは、前
記炎口群集団１０を形成する４個の炎口群８のうち１個
の炎口群８について、該炎口群８の中央の４個の炎口７
を閉塞して閉塞部７ａを形成したものである。このよう
なバーナプレート３ａで、前記炎口群集団１０につい
て、炎口閉塞率を算出すると、下記式（１）のようにな
る。尚、炎口閉塞率は、本来あるべき全炎口数に対する
閉塞された炎口７の割合として定義される。

【００３６】

【数１】

【００３７】実際のバーナプレート３ａでは、周辺部に
配置される炎口群８ａ，８ｂ，８ｃは前記菱形形状の一
部を形成するものであり、炎口群８ａは１５個、炎口群
８ｂは１０個、炎口群８ｃは４個の炎口７からなる。従
って、実際の炎口閉塞率は、式（１）で得られる数値
（設計値）とは誤差を生じ、図２示のバーナプレート３
ａの場合、下記式（２）のような実測値が得られる。

【００３８】

【数２】

【００３９】次に、図３示のバーナプレート３ａは、前
記炎口群集団１０を形成する４個の炎口群８のうち互い
の頂点が縦方向で向かい合う２個の炎口群８について、
該炎口群８の中央の４個の炎口７を閉塞して閉塞部７ａ
を形成したものである。このようなバーナプレート３ａ
で、前記炎口群集団１０について、前記炎口閉塞率を算
出すると下記式（３）のようになる。

【００４０】

【数３】

【００４１】実際のバーナプレート３ａでは、図２示の
バーナプレート３ａの場合と同様に、周辺部に配置され
る炎口群８ａ，８ｂ，８ｃは前記菱形形状の一部を形成
するものである。従って、実際の炎口閉塞率は式（３）
で得られる数値（設計値）とは誤差を生じ、図３示のバ
ーナプレート３ａの場合、下記式（４）のような実測値
が得られる。

【００４２】

【数４】

【００４３】図３示のバーナプレート３ａは、前記構成
のものに代えて、互いの頂点が横方向で向かい合う２個
の炎口群８または間隔９を介して隣接する２個の炎口群
８の中央の４個の炎口７を閉塞して閉塞部７ａを形成し
てもよい。

【００４４】次に、図４示のバーナプレート３ａは、前
記炎口群集団１０を形成する４個の炎口群８のうち３個
の炎口群８について、該炎口群８の中央の４個の炎口７
を閉塞して閉塞部７ａを形成したものである。このよう
なバーナプレート３ａでは、前記炎口群集団１０につい
て、前記炎口閉塞率を算出すると下記式（５）のように
なる。

【００４５】

【数５】

【００４６】実際のバーナプレート３ａでは、図２示の
バーナプレート３ａの場合と同様に、周辺部に配置され
る炎口群８ａ，８ｂ，８ｃは前記菱形形状の一部を形成
するものである。従って、実際の炎口閉塞率は、式
（５）で得られる数値とは誤差を生じ、図４示のバーナ
プレート３の場合、下記式（６）のような実測値が得ら
れる。

【００４７】

【数６】

【００４８】図４示のバーナプレート３ａは、前記構成
のものに代えて、炎口群集団１０の炎口群８のうち任意
の３個を選択し、その中央の４個の炎口７を閉塞しても
よい。

【００４９】次に、比較のために、前記炎口パターンに
おいて、その全数に対して２％未満または９％を超える
炎口７が閉塞される例について説明する。

【００５０】まず、図５示のバーナプレート３ｂは、従
来技術に従い、前記炎口群集団１０を形成する４個の炎
口群８の全てについて、全く閉塞部７ａを形成しないも
のである。このようなバーナプレート３ｂで、前記炎口
群集団１０について、本来あるべき全炎口数に対する閉
塞された炎口７の割合として定義される炎口閉塞率は、
前記設計値、実測値共に０％である。

【００５１】次に、図６示のバーナプレート３ｃは、前
記炎口群集団１０を形成する４個の炎口群８の全てにつ
いて、該炎口群８の中央の４個の炎口７を閉塞して閉塞
部７ａを形成したものである。このようなバーナプレー
ト３ｃで、前記炎口群集団１０について、前記炎口閉塞
率を算出すると、下記式（７）のようになる。

【００５２】

【数７】

【００５３】実際のバーナプレート３では、図２示のバ
ーナプレート３ａの場合と同様に、周辺部に配置される
炎口群８ａ，８ｂ，８ｃは前記菱形形状の一部を構成す
るものである。従って、炎口閉塞率は、式（７）で得ら
れる数値とは誤差を生じ、図６示のバーナプレート３ｃ
の場合、下記式（８）のような実測値が得られる。

【００５４】

【数８】

【００５５】前記図２乃至図６示のバーナプレート３
ａ，３ｂ，３ｃの炎口閉塞率について、その設計値及び
実測値を表１にまとめて示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】前記のように、図２乃至図６示のバーナプ
レート３ａ，３ｂ，３ｃの炎口閉塞率は、その実測値は
設計値と異なり、前記各類型毎にさらに多くの実測値が
発生する。しかし、表１から明らかなように、前記実測
値と設計値とは有意な差は無く、どちらを用いても本発
明を実施する上でなんら支障を生じることはない。そこ
で、本明細書では、煩雑を避けるため、その炎口閉塞率
を前記設計値により記述する。

【００５８】次に、図３に示すバーナプレート３ａを図
１示のガス給湯器１に装着し、最大燃焼量（インプット
２９．３ｋｗ）が得られるように混合気を供給した。そ
して、前記混合気の空気過剰率を変えたときに、各空気
過剰率に対するＣＯ発生量（％）を測定した。

【００５９】図３示のバーナプレート３ａ（炎口閉塞率
５．５６％）に関するＣＯ発生量（％）の測定結果を表
２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】次に、図５に示すバーナプレート３ｂを図
１示のガス給湯器１に装着した以外は、図３示のバーナ
プレート３ａと全く同一にして、前記混合気の空気過剰
率を変えたときに、各空気過剰率に対するＣＯ発生量
（％）を測定した。

【００６２】図５示のバーナプレート３ｂ（炎口閉塞率
０％）に関するＣＯ発生量（％）の測定結果を表３に示
す。

【００６３】

【表３】

【００６４】次に、図６に示すバーナプレート３ｃを図
１示のガス給湯器１に装着した以外は、図３示のバーナ
プレート３ａと全く同一にして、前記混合気の空気過剰
率を変えたときに、各空気過剰率に対するＣＯ発生量
（％）を測定した。

【００６５】図６示のバーナプレート３ｃ（炎口閉塞率
１１．１１％）に関するＣＯ発生量（％）の測定結果を
表４に示す。

【００６６】

【表４】

【００６７】次に、表２乃至表４の結果をまとめて図７
に示す。表２〜４及び図７から明らかなように、空気過
剰率がその実測可能な下限値である１．０強から増加す
るに従って、ＣＯ発生量は、初めは低減する傾向を示
す。そして、ＣＯ発生量は、空気過剰率１．３０〜１．
４０の範囲で最小値となり、その後は空気過剰率の増加
と共に増加する。

【００６８】このとき、完全燃焼を行う空気過剰率の下
限値は理論上１．０であるが、実測される下限値は１．
０よりやや高い値となり、前記各バーナプレート３ａ，
３ｂ，３ｃの炎口閉塞率により異なる値となる。前記Ｃ
Ｏ発生量は、前記最小値に達した後、空気過剰率の増加
と共に増加する。これは、空気過剰率が大きくなるに従
って火炎が伸び、図１示の熱交換器５のフィンに接触し
て、ＣＯが発生する結果と考えられる。

【００６９】次に、表２〜４から、まず、空気過剰率の
上限値を求めた。前記上限値は、前記ＣＯ発生量が前記
最小値を取った後、増加に転じ、所定の基準値（例えば
０．２８％）に達したときの空気過剰率の値とした。次
いで、前記上限値から前記下限値を減算することによ
り、前記ＣＯ発生量が前記基準値以下となる空気過剰率
の幅を求めた。この結果、図３示のバーナプレート３ａ
（炎口閉塞率５．５６％）について０．５４という値が
得られた。また、図５示のバーナプレート３ｂ（炎口閉
塞率０％）では０．４２、図６示のバーナプレート３ｃ
（炎口閉塞率１１．１１％）では０．５９という値が得
られた。

【００７０】次に、図２及び図４示のバーナプレート３
ａ（それぞれ炎口閉塞率２．７８％、８．３３％）につ
いて、前記と同一の方法により、前記ＣＯ発生量が前記
基準値以下となる空気過剰率の幅を求めた。図２乃至図
６示のバーナプレート３ａ，３ｂ，３ｃについて、炎口
閉塞率と前記空気過剰率の幅との関係を表５に示す。

【００７１】

【表５】

【００７２】表５から明らかなように、ＣＯ発生量が前
記基準値以下になる範囲だけについてみると、炎口閉塞
率が２．７８％以上で空気過剰率の幅が０．５以上とな
る。そして、炎口閉塞率が増大するほど、空気過剰率の
幅の値も大きくなる。

【００７３】前記空気過剰率の幅は、ガス燃焼器におい
て製品間のばらつきにより空気過剰率がばらつきが大き
くなったときに、多量のＣＯが発生しないように、０．
５以上とすることが望まれる。

【００７４】次に、図３、図５、図６にそれぞれ示すバ
ーナプレート３ａ，３ｂ，３ｃを図１示のガス給湯器１
のガスバーナ３に装着し、最大燃焼量（インプット２
９．３ｋｗ）が得られるように混合気を供給した。この
とき、前記混合気の空気過剰率を変えて、各空気過剰率
の混合気の燃焼による燃焼共鳴音の発生の有無を調べ
た。そして、燃焼共鳴音が発生しない空気過剰率の下限
値及び上限値を求めた。結果を表６及び図８に示す。

【００７５】

【表６】

【００７６】表６から、明らかなように、燃焼共鳴音が
発生しない空気過剰率の上限値は、炎口閉塞率が大きく
なるに従って低減する。また、燃焼共鳴音が発生する空
気過剰率の下限値は炎口閉塞率が大きくなるに従って増
大する傾向を示す。

【００７７】一方、図８は、表６の空気過剰率の上限値
と下限値とに挟まれる領域として、各炎口閉塞率におい
て燃焼共鳴音が発生しない空気過剰率の幅を示すヒスト
グラムである。図８から、前記燃焼共鳴音が発生しない
空気過剰率の幅は、炎口閉塞率が大きくなるに従って小
さくなることが明らかである。

【００７８】次に、表６の前記上限値から前記下限値を
減算することにより、前記燃焼共鳴音が発生しない空気
過剰率の幅を求めた。この結果、図３示のバーナプレー
ト３ａ（炎口閉塞率５．５６％）について０．５６とい
う値が得られた。また、図５示のバーナプレート３ｂ
（炎口閉塞率０％）では０．５７、図６示のバーナプレ
ート３ｃ（炎口閉塞率１１．１１％）では０．３０とい
う値が得られた。

【００７９】次に、図２及び図４示のバーナプレート３
ａ（それぞれ炎口閉塞率２．７８％、８．３３％）につ
いても前記と同一の方法により、前記燃焼共鳴音が発生
しない空気過剰率の幅を求めた。図２乃至図６示のバー
ナプレート３ａ，３ｂ，３ｃについて、炎口閉塞率と前
記空気過剰率の幅との関係を表７に示す。

【００８０】

【表７】

【００８１】表７から明らかなように、燃焼共鳴音が発
生しない範囲だけについてみると、炎口閉塞率が大きく
なるほど空気過剰率の幅の値が小さくなり、１１．１１
％では空気過剰率の幅が０．５未満となる。前記空気過
剰率の幅は、前述の理由により、０．５以上とすること
が望まれる。

【００８２】次に、前掲の表５及び表７の結果を併せて
図９に示す。図９から、炎口閉塞率を２〜９％の範囲と
することにより、ＣＯ発生量を前記基準値以下として、
前記燃焼共鳴音が発生せず、しかも空気過剰率の幅を
０．５以上にできることが明らかである。

【００８３】また、図９から明らかなように、炎口閉塞
率が２％未満になると、ＣＯ発生量が前記基準値以下と
なる空気過剰率の幅が０．５未満となる。また、炎口閉
塞率が９％を超えると、前記燃焼共鳴音が発生しない空
気過剰率の幅が０．５未満となる。

【００８４】尚、本実施形態の各バーナプレート３ａで
は、複数の炎口７を菱形形状に配置して炎口群８を形成
しているが、炎口群８は炎口７を正方形状、長方形状、
円形形状等、他の形状に配置して形成するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼用バーナプレートをガス燃焼器の
バーナとして用いるガス給湯器の一構成例を示す説明的
断面図。

【図２】本発明の燃焼用バーナプレートにおける炎口及
び炎口群の配置パターンを示す部分平面図。

【図３】本発明の燃焼用バーナプレートにおける炎口及
び炎口群の配置パターンを示す部分平面図。

【図４】本発明の燃焼用バーナプレートにおける炎口及
び炎口群の配置パターンを示す部分平面図。

【図５】本発明に対する比較のための、従来技術に従う
燃焼用バーナプレートにおける炎口及び炎口群の配置パ
ターンを示す部分平面図。

【図６】本発明に対する比較のための燃焼用バーナプレ
ートにおける炎口及び炎口群の配置パターンを示す部分
平面図。

【図７】空気過剰率に対する一酸化炭素発生量の変化を
示すグラフ。

【図８】燃焼共鳴音が発生しない空気過剰率の領域を示
すヒストグラム。

【図９】閉塞された炎口の割合に対し、一酸化炭素の発
生量が基準値以下になる空気過剰率の幅及び燃焼共鳴音
が発生しない空気過剰率の幅を示すグラフ。

【符号の説明】

３…ガスバーナ、３ａ，３ｂ，３ｃ…燃焼用バーナプ
レート、７…炎口、７ａ…閉塞された炎口、８…炎
口群、９…間隔、１０…炎口群集団。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料用ガスに対して燃焼用空気を予め所定
の空気過剰率で混合した混合気を強制的に全一次燃焼さ
せ熱交換器を加熱するガス燃焼器のバーナに用いられる
燃焼用バーナプレートであって、所定の形状を備える耐熱板に、該耐熱板を表裏に貫通す
る多数の炎口を設けると共に、該炎口は所定数毎に炎口
群を形成し、各炎口群は隣接する炎口群との間に相互に
所定の間隔を存して配置されているものにおいて、所定の炎口群の中央部に配置された炎口において、該炎
口群により形成される火炎の伸びを抑制し、且つ該火炎
自体の振動が該ガス燃焼器の固有振動数と同期して発生
する燃焼共鳴音を抑制する数の炎口が閉塞されているこ
とを特徴とする燃焼用バーナプレート。
【請求項２】閉塞された炎口は、前記耐熱板の表面に均
等に分散して配置されていることを特徴とする請求項１
記載の燃焼用バーナプレート。
【請求項３】閉塞された炎口の数は、前記耐熱板の表面
に形成された全炎口数の２〜９％であることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の燃焼用バーナプレー
ト。
【請求項４】前記炎口群は所定数毎に炎口群集団を形成
し、複数の炎口群集団が所定パターンで繰り返し現れる
ように反復して配置されていると共に、該炎口群集団を
形成する炎口群のうち、所定数の炎口群の中央部に配置
された所定数の炎口が閉塞されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかの項記載の燃焼用バー
ナプレート。
【請求項５】前記炎口群は３６個の炎口が６行６列の菱
形形状に配置されて形成され、前記炎口群集団は４個の
該炎口群が相似的に大きな菱形形状に配置されて形成さ
れて、複数の該炎口群集団が繰り返し現れるように反復
して配置されていることを特徴とする請求項４記載の燃
焼用バーナプレート。