JP6530275B2

JP6530275B2 - 燃焼装置

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Publication number: JP6530275B2
Application number: JP2015161302A
Authority: JP
Inventors: 万之赤木
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: KR102453016B1; CN107850300A; US10422527B2; KR20180042296A; WO2017029772A1; JP2017040411A; CN107850300B; US20180216816A1

Description

本発明は、バーナと、バーナに一次空気を供給する燃焼ファンとを備える燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置として、燃焼ファンとバーナとの間に介設された上流側の給気室及び下流側の混合通路と、バーナに燃料ガスを供給するガス供給路に介設した二次ガス圧を給気室の内圧と同等の圧力に調圧するゼロガバナとを備え、混合通路に、一次空気の流速を速めて内圧を給気室の内圧よりも低下させる狭窄部を設けて、この狭窄部にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。このものでは、給気室の内圧と狭窄部の内圧との差圧が燃焼ファンからの一次空気の送風量に比例して変化する。そして、狭窄部に連通するガス流出口からの燃料ガスの供給量は、給気室の内圧と同等の二次ガス圧と狭窄部の内圧との差圧、即ち、燃焼ファンからの一次空気の送風量に比例して変化する。従って、要求燃焼量に応じて燃焼ファンの回転数を制御することにより、要求燃焼量に応じた量の一次空気及び燃料ガスがバーナに供給されることになる。

但し、ファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数未満になると、要求燃焼量に応じた量の一次空気や燃料ガスを供給できなくなる。そこで、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を設け、要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁により空気流入口の開度を調節して、所定値未満の要求燃焼量に応じた量の一次空気及び燃料ガスを供給できるようにしたものも考えられている。

また、従来、ガス供給路に比例弁を介設した燃焼装置も知られている。このような比例弁方式の燃焼装置では、燃焼ファンとバーナとの間又は燃焼ファンの上流側に混合通路を設けて、この混合通路にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させる。このものでも、ファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数未満になると、要求燃焼量に応じた量の一次空気を供給できなくなる。そのため、上記ゼロガバナ方式の燃焼装置と同様に、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を設け、要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁により空気流入口の開度を調節して、所定値未満の要求燃焼量に応じた量の一次空気を供給できるようにする必要がある。

然し、空気流入口の開度をある限度を超えて絞ると、空気調節弁の微小変位で一次空気量が変動し、一次空気量が安定しなくなる。そのため、空気流入口の開度を一次空気量が安定する所定の下限開度以上の範囲で調節せざるを得ない。従って、燃焼量の下限もこの下限開度に対応する値となり、ターンダウン比を然程大きくすることができない。

特開昭５４−３２８４０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ターンダウン比を可及的に大きくすることができるようにした燃焼装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本願の第１発明は、バーナと、バーナに一次空気を供給する燃焼ファンと、燃焼ファンとバーナとの間に介設された上流側の給気室及び下流側の混合通路と、バーナに燃料ガスを供給するガス供給路に介設した二次ガス圧を給気室の内圧と同等の圧力に調圧するゼロガバナとを備え、混合通路に、一次空気の流速を速めて内圧を給気室の内圧よりも低下させる狭窄部を設けて、この狭窄部にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させる燃焼装置であって、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を備えるものにおいて、混合通路として、第１混合通路と、第１混合通路を囲う筒状の第２混合通路とが設けられ、ガス流出口として、第１混合通路に設けられた第１狭窄部に連通する第１ガス流出口と、第２混合通路に設けられた第２狭窄部に連通する第２ガス流出口とが設けられると共に、第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止可能なガス弁が設けられ、空気調節弁として、第１混合通路の上流端の第１空気流入口の開度を可変する第１空気調節弁と、第２混合通路の上流端の第２空気流入口の開度を可変する第２空気調節弁とが設けられ、制御モードとして、第１と第２の両空気調節弁により第１と第２の両空気流入口を開いて、第１と第２の両混合通路に一次空気を流す高能力モードと、第１空気調節弁により第１空気流入口を閉塞して、第２混合通路のみに一次空気を流すと共に、ガス弁により第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止する低能力モードとがあり、高能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第１空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第１空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれ、低能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第２空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第２空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれることを特徴とする。

また、本願の第２発明は、バーナと、バーナに一次空気を供給する燃焼ファンと、燃焼ファンとバーナとの間又は燃焼ファンの上流側に設けられた混合通路と、バーナに燃料ガスを供給するガス供給路に介設した比例弁とを備え、混合通路にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させる燃焼装置であって、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を備えるものにおいて、混合通路として、第１混合通路と、第１混合通路を囲う筒状の第２混合通路とが設けられ、ガス流出口として、第１混合通路に連通する第１ガス流出口と、第２混合通路に連通する第２ガス流出口とが設けられると共に、第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止可能なガス弁が設けられ、空気調節弁として、第１混合通路の上流端の第１空気流入口の開度を可変する第１空気調節弁と、第２混合通路の上流端の第２空気流入口の開度を可変する第２空気調節弁とが設けられ、制御モードとして、第１と第２の両空気調節弁により第１と第２の両空気流入口を開いて、第１と第２の両混合通路に一次空気を流すと共に、比例弁によりバーナの要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給する高能力モードと、第１空気調節弁により第１空気流入口を閉塞して、第２混合通路のみに一次空気を流すと共に、ガス弁により第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止した状態で、比例弁によりバーナの要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給する低能力モードとがあり、高能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第１空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第１空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれ、低能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第２空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第２空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれることを特徴とする。

本発明によれば、第１発明と第２発明の何れでも、低能力モードでは第２混合通路のみに一次空気が流れるため、低能力モードにおける開度可変モードで第２空気流入口の開度を下限開度まで絞ったときの一次空気量は、混合通路を第１と第２の両混合通路に分けずに、混合通路の単一の空気流入口の開度を下限開度に絞った場合の一次空気量に比し、かなり少なくなる。従って、燃焼量の下限をかなり小さくして、ターンダウン比を可及的に大きくすることができる。

また、本発明においては、第１と第２の両空気流入口に対向する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち第１と第２の両空気流入口に接近する方向をＸ軸プラス方向として、第１と第２の両空気調節弁をＸ軸方向に移動させる共通のアクチュエータを備えることが望ましい。これによれば、第１と第２の各空気調節弁を移動させる各別のアクチュエータを設けるものに比し、コストダウンを図ることができる。

尚、この場合は、高能力モードと低能力モードでの制御が可能となるように、第１と第２の両空気調節弁をＸ軸プラス方向に移動させたとき、第２空気調節弁が第２空気流入口を閉塞する全閉位置に到達する前に、第１空気調節弁が第１空気流入口を閉塞する全閉位置に到達するようにし、第１空気調節弁と第２空気調節弁との間にバネを介設して、第１空気調節弁が全閉位置に到達した後は、バネを圧縮しつつ第２空気調節弁がＸ軸プラス方向に移動するようし、且つ、第１空気調節弁が全閉位置に到達した時点で第２空気調節弁は、第２空気流入口の開度が低能力モードにおける開度可変モードでの最高開度以上となる位置に存することが必要である。

また、本発明において、ガス弁は、第１空気調節弁に機械的に連結される、第１ガス流出口を閉塞可能な弁で構成され、第１空気調節弁が前記第１空気流入口を閉塞する全閉位置に到達したとき、ガス弁により第１ガス流出口が閉塞されるようにすることが望ましい。これによれば、構造を簡素化してコストダウンを図ることができる。

本発明の実施形態の燃焼装置を示す斜視図。図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。実施形態の燃焼装置におけるバーナ燃焼量の変化特性を示すグラフ。

図１、図２を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、バーナ１と、バーナ１に一次空気を供給する燃焼ファン２とを備えている。バーナ１は、一面が開放された箱形のバーナボディ１１の開放面に多数の炎孔１２を形成した燃焼板１３を装着し、バーナボディ１１内に供給される一次空気と燃料ガスとの混合気を炎孔１２から噴出させて燃焼させるようにした全一次燃焼式バーナで構成されている。また、燃焼ファン２は、ファンケーシング２１にモータ２２で回転駆動される羽根車を収納した遠心型ファンで構成されている。

燃焼ファン２とバーナ１との間には、上流側の給気室３と下流側の混合通路たる第１混合通路４_１と第１混合通路４_１を囲う筒状の第２混合通路４_２とが介設されている。尚、給気室３は、ファンケーシング２１に接続された給気ケース３１内に形成されている。また、給気ケース３１内の混合通路の設置部には、内外２重の筒４１，４２が設けられており、内筒４１の内部空間で第１混合通路４_１が構成され、内筒４１と外筒４２との間の筒状空間で第２混合通路４_２が構成されている。第１と第２の各混合通路４_１，４_２には、給気室３に連通する上流端の第１と第２の各空気流入口４_１ａ，４_２ａから一次空気が流入する。更に、第１混合通路４_１には、後述するカップ状のガス弁５５の外周面と内筒４１の内周面との間に位置する第１狭窄部４_１ｂが設けられ、第２混合通路４_２には、外筒４２の内周面に形成した径方向内方への縮径部と内筒４１の外周面との間に位置する第２狭窄部４_２ｂが設けられている。そして、これら第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂにおいて一次空気の流速が速められ、各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂの内圧が給気室３の内圧よりも低くなるようにしている。

図２、図３を参照して、バーナ１に燃料ガスを供給するガス供給路５には、給気室３の内圧が検圧通路５１ａを介して制御圧として入力され、二次ガス圧（下流側に供給される燃料ガスの圧力）を給気室３の内圧と同等の圧力に調圧するゼロガバナ５１が設けられている。また、第１混合通路４_１内に内筒４１と同心の有底筒状のガス筒５２を設けると共に、外筒４２の筒壁部内に略環状のガス室５３を形成し、ガス供給路５をゼロガバナ５１の下流側で２つの通路５ａ，５ｂに分岐して、一方の分岐通路５ａをガス筒５２に接続し、他方の分岐通路５ｂをガス室５３に接続している。そして、ガス筒５２の一端に第１ガス流出口５４_１を設け、更に、第１ガス流出口５４_１を閉塞可能なカップ状のガス弁５５を設け、第１ガス流出口５４_１がガス弁５５の周囲の第１狭窄部４_１ｂにガス弁５５の内側の空間を介して連通するようにしている。また、外筒４２に、ガス室５３に接続される第２ガス流出口５４_２が第２狭窄部４_２ｂに連通するように周方向の間隔を存して複数形成されている。

ここで、給気室３の内圧と第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂの内圧との差圧は、第１と第２の各混合通路４_１，４_２に流れる一次空気量に比例して変化する。そして、第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂに連通する第１と第２の各ガス流出口５４_１，５４_２からの燃料ガスの供給量は、給気室３の内圧と同等の二次ガス圧と第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂの内圧との差圧、即ち、第１と第２の各混合通路４_１，４_２に流れる一次空気量に比例して変化する。従って、要求燃焼量に応じて燃焼ファン２の回転数を制御することにより、要求燃焼量に応じた量の一次空気及び燃料ガスがバーナ１に供給されることになる。但し、燃焼ファン２の回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数未満になると、要求燃焼量に応じた量の一次空気や燃料ガスを供給できなくなる。

そこで、第１空気流入口４_１ａの開度を可変する第１空気調節弁６_１と、第２空気流入口４_２ａの開度を可変する第２空気調節弁６_２とを設けている。第１と第２の両空気流入口４_１ａ，４_２ａに対向する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち第１と第２の両空気流入口４_１ａ，４_２ａに接近する方向をＸ軸プラス方向、両空気流入口４_１ａ，４_２ａから離隔する方向をＸ軸マイナス方向として、第１と第２の両空気調節弁６_１，６_２は、共通のアクチュエータ７によりＸ軸方向に移動させられる。

アクチュエータ７は、モータ７１と、その出力側の送りネジ機構７２とで構成されている。送りねじ機構７２は、モータ７１により回転駆動されるナット７３と、ナット７３に螺合する雄ネジ部を有するロッド７４と、ロッド７４を回り止めした状態でＸ軸方向に移動自在に挿通支持するガイドスリーブ７５とで構成され、モータ７１の作動でロッド７４がＸ軸方向に進退する。また、ロッド７４からＸ軸プラス方向に突出するロッド７４に対し摺動自在な伸縮ロッド７６を設けて、伸縮ロッド７６に第１空気調節弁６_１を固定すると共に、第１空気調節弁６_１よりもＸ軸マイナス方向に位置させて、ロッド７４に第２空気調節弁６_２を固定し、更に、第１空気調節弁６_１と第２空気調節弁６_２との間にバネ７７を介設している。そして、アクチュエータ７の作動で第１と第２の両空気調節弁６_１，６_２をＸ軸プラス方向に移動させたとき、第２空気調節弁６_２が第２空気流入口４_２ａを閉塞する全閉位置に到達する前に、第１空気調節弁６_１が第１空気流入口４_１ａを閉塞する全閉位置に到達し、第１空気調節弁６_１が全閉位置に到達した後は、バネ７７を圧縮しつつ第２空気調節弁６_２がＸ軸プラス方向に移動するようにしている。

また、ガス弁５５が第１空気調節弁６_１に機械的に連結されるよう、伸縮ロッド７６にガス弁５５を固定している。そして、第１空気調節弁６_１が第１空気流入口４_１ａを閉塞する全閉位置に到達したとき、ガス弁５５により第１ガス流出口５４_１が閉塞されるようにしている。尚、ロッド７４に対し伸縮ロッド７６を抜け止めするため、伸縮ロッド７６のＸ軸マイナス方向の端部には、ロッド７４に形成したＸ軸方向に長手のスリット７４ａに係合するクロスピン７６ａが取付けられている。

本実施形態の燃焼装置では、図外のコントローラが行う制御モードとして、第１と第２の両空気調節弁６_１，６_２により第１と第２の両空気流入口４_１ａ，４_２ａを開いて、第１と第２の両混合通路４_１，４_２に一次空気を流す高能力モードと、第１空気調節弁６_１により第１空気流入口４_１ａを閉塞して、第２混合通路４_２のみに一次空気を流すと共に、ガス弁５５により第１ガス流出口５４_１を閉塞して、第１ガス流出口５４_１からの燃料ガスの流出を阻止する低能力モードとがある。

高能力モードには、燃焼ファン２の回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第１空気流入口４_１ａの開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナ１の要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第１空気流入口４_１ａの開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファン２の回転数を下限回転数以上の範囲でバーナ１の要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれる。また、低能力モードには、燃焼ファン２の回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第２空気流入口４_２ａの開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナ１の要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第２空気流入口４_２ａの開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファン２の回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれる。

ここで、第１と第２の各空気流入口４_１ａ，４_２ａの下限開度は、第１と第２の各空気調節弁６_１，６_２の微小変位による一次空気量の変動を生じない開度範囲の下限を意味する。また、第１と第２の各空気流入口４_１ａ，４_２ａの周縁と第１と第２の各空気調節弁６_１，６_２との間の隙間の面積が第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂの断面積に等しくなる開度を全開開度として、本実施形態では、高能力と低能力の各モードにおける開度可変モードでの最高開度を全開開度にし、ファン回転数可変モードでは第１と第２の各空気流入口４_１ａ，４_２ａの開度を全開開度以上に維持している。また、第１空気調節弁６_１が全閉位置に到達した時点で第２空気調節弁６_２は、第２空気流入口４_２ａの開度が低能力モードにおける開度可変モードでの最高開度以上、即ち、全開開度以上となる位置に存し、高能力モードでは、第２空気流入口４_２ａの開度が全開開度以上に維持される。また、第１空気流入口４_１ａの開度が下限開度になる位置まで第１空気調節弁６_１がＸ軸プラス方向に移動しても、第１ガス流出口５４_１からの燃料ガスの流出量がガス弁５５により規制されることはない。

図４は、高能力と低能力の各モードにおけるバーナ１の燃焼量の変化特性を示している。高能力モードにおける開度可変モードで第１空気流入口４_１ａの開度を下限開度から全開開度まで増加させると、図４の線Ａ１に沿って点ａ１から点ａ２の状態に変化し、高能力モードにおけるファン回転数可変モードで燃焼ファン２の回転数を下限回転数Ｎｍｉｎから所定の上限回転数Ｎｍａｘまで増加させると、図４の線Ａ２に沿って点ａ２から点ａ３の状態に変化する。また、低能力モードにおける開度可変モードで第２空気流入口４_２ａの開度を下限開度から全開開度まで増加させると、図４の線Ｂ１に沿って点ｂ１から点ｂ２の状態に変化し、低能力モードにおけるファン回転数可変モードで燃焼ファン２の回転数を下限回転数Ｎｍｉｎから所定の上限回転数Ｎｍａｘまで増加させると、図４の線Ｂ２に沿って点ｂ２から点ｂ３の状態に変化する。

本実施形態によれば、低能力モードでは第２混合通路４_２のみに一次空気が流れるため、低能力モードにおける開度可変モードで第２空気流入口４_２ａの開度を下限開度まで絞ったときの一次空気量は、混合通路を第１と第２の両混合通路に分けずに、混合通路の単一の空気流入口の開度を下限開度に絞った場合の一次空気量に比し、かなり少なくなる。従って、低能力モードでの最小燃焼量である図４の点ｂ１での燃焼量Ｑｂ１をかなり小さくできる。そして、高能力モードでの最大燃焼量である図４の点ａ３での燃焼量Ｑａ３と燃焼量Ｑｂ１との比であるターンダウン比を可及的に大きくすることができる。

尚、要求燃焼量の増加で低能力モードから高能力モードに切り替える際は、燃焼ファン２の回転数を切替回転数Ｎｃｈに変化させてから、第１空気流入口４_１ａの開度が下限開度になるように第１空気調節弁６_１を移動させる。これによれば、第１空気流入口４_１ａの開度を下限開度に維持した状態で燃焼ファン２の回転数を可変した場合の特性線である図４の線Ａ３上の点ａ４の状態に移行し、低能力モードから高能力モードへの切替時の燃焼量の大幅な変化を抑制できる。その後、要求燃焼量に応じて燃焼ファン２の回転数及び第１空気流入口４_１ａの開度を適切に調節する。また、要求燃焼量の減少で高能力モードから低能力モードに切り替える際は、第１空気流入口４_１ａの開度を下限開度にしてから、燃焼ファン２の回転数を切替回転数Ｎｃｈに変化させ、続いて第１空気調節弁６_１を全閉位置に移動させる。これによれば、図４の線Ｂ２上の点ｂ４の状態に移行し、その後、要求燃焼量に応じて燃焼ファン２の回転数及び第２空気流入口４_２ａの開度を適切に調節する。

ところで、上記実施形態では、ガス供給路５にゼロガバナ５１を介設しているが、ゼロガバナに代えて比例弁を介設してもよい。この場合は、比例弁に供給する電流（比例弁電流）を制御し、燃料ガスの供給量を高能力モードにおける図４の点ａ１での最小燃焼量Ｑａ１に対応する量から点ａ３での最大燃焼量Ｑａ３に対応する量まで比例弁により可変する。また、低能力モードでは、第１ガス流出口５４_１がガス弁５５により閉塞されるため、比例弁電流が同じでも燃料ガスの供給量は高能力モードよりも少なくなる。そして、燃料ガスの供給量を低能力モードにおける図４の点ｂ１での最小燃焼量Ｑｂ１に対応する量から点ｂ３での最大燃焼量Ｑｂ３に対応する量まで比例弁により可変する。

尚、ガス供給路５に比例弁を介設するものでは、第１と第２の各混合通路４_１，４_２に第１と第２の各狭窄部４_１ｂ，４_２ｂが設けられていなくてもよい。更に、第１と第２の各混合通路４_１，４_２を、燃焼ファン２とバーナ１との間ではなく、燃焼ファン２の上流側に設けてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１と第２の各空気調節弁６_１，６_２を各別のアクチュエータで移動させることも可能であり、また、第１ガス流出口５４_１からの燃料ガスの流出を阻止するガス弁として、ガス筒５２に接続される分岐通路５ａに電磁弁を介設することも可能である。但し、上記実施形態の如く、第１と第２の両空気調節弁６_１，６_２を共通のアクチュエータ７で移動させるようにし、また、第１空気調節弁６_１に機械的に連結される、第１ガス流出口５４_１を閉塞可能な弁でガス弁５５を構成すれば、コストダウンを図ることができ有利である。また、上記実施形態では、アクチュエータ７をモータ７１及び送りネジ機構７２で構成しているが、電磁ソレノイド等の他のアクチュエータを用いることも可能である。

１…バーナ、２…燃焼ファン、３…給気室、４_１…第１混合通路、４_１ａ…第１空気流入口、４_１ｂ…第１狭窄部、４_２…第２混合通路、４_２ａ…第２空気流入口、４_２ｂ…第２狭窄部、５…ガス供給路、５１…ゼロガバナ、５４_１…第１ガス流出口、５４_２…第２ガス流出口、５５…ガス弁、６_１…第１空気調節弁、６_２…第２空気調節弁、７…アクチュエータ、７７…バネ。

Claims

バーナと、バーナに一次空気を供給する燃焼ファンと、燃焼ファンとバーナとの間に介設された上流側の給気室及び下流側の混合通路と、バーナに燃料ガスを供給するガス供給路に介設した二次ガス圧を給気室の内圧と同等の圧力に調圧するゼロガバナとを備え、混合通路に、一次空気の流速を速めて内圧を給気室の内圧よりも低下させる狭窄部を設けて、この狭窄部にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させる燃焼装置であって、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を備えるものにおいて、
混合通路として、第１混合通路と、第１混合通路を囲う筒状の第２混合通路とが設けられ、
ガス流出口として、第１混合通路に設けられた第１狭窄部に連通する第１ガス流出口と、第２混合通路に設けられた第２狭窄部に連通する第２ガス流出口とが設けられると共に、第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止可能なガス弁が設けられ、
空気調節弁として、第１混合通路の上流端の第１空気流入口の開度を可変する第１空気調節弁と、第２混合通路の上流端の第２空気流入口の開度を可変する第２空気調節弁とが設けられ、
制御モードとして、第１と第２の両空気調節弁により第１と第２の両空気流入口を開いて、第１と第２の両混合通路に一次空気を流す高能力モードと、第１空気調節弁により第１空気流入口を閉塞して、第２混合通路のみに一次空気を流すと共に、ガス弁により第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止する低能力モードとがあり、
高能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第１空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第１空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれ、
低能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第２空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第２空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれることを特徴とする燃焼装置。
バーナと、バーナに一次空気を供給する燃焼ファンと、燃焼ファンとバーナとの間又は燃焼ファンの上流側に設けられた混合通路と、バーナに燃料ガスを供給するガス供給路に介設した比例弁とを備え、混合通路にガス供給路の下流端のガス流出口を連通させる燃焼装置であって、混合通路の上流端の空気流入口の開度を可変する空気調節弁を備えるものにおいて、
混合通路として、第１混合通路と、第１混合通路を囲う筒状の第２混合通路とが設けられ、
ガス流出口として、第１混合通路に連通する第１ガス流出口と、第２混合通路に連通する第２ガス流出口とが設けられると共に、第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止可能なガス弁が設けられ、
空気調節弁として、第１混合通路の上流端の第１空気流入口の開度を可変する第１空気調節弁と、第２混合通路の上流端の第２空気流入口の開度を可変する第２空気調節弁とが設けられ、
制御モードとして、第１と第２の両空気調節弁により第１と第２の両空気流入口を開いて、第１と第２の両混合通路に一次空気を流すと共に、比例弁によりバーナの要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給する高能力モードと、第１空気調節弁により第１空気流入口を閉塞して、第２混合通路のみに一次空気を流すと共に、ガス弁により第１ガス流出口からの燃料ガスの流出を阻止した状態で、比例弁によりバーナの要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給する低能力モードとがあり、
高能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第１空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第１と第２の両空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれ、
低能力モードには、燃焼ファンの回転数を所定の下限回転数に維持した状態で、第２空気流入口の開度を所定の下限開度以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変する開度可変モードと、第２空気流入口の開度を開度可変モードでの最高開度以上に維持した状態で、燃焼ファンの回転数を下限回転数以上の範囲でバーナの要求燃焼量に応じて可変するファン回転数可変モードとが含まれることを特徴とする燃焼装置。
前記第１と第２の両空気流入口に対向する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち第１と第２の両空気流入口に接近する方向をＸ軸プラス方向として、前記第１と第２の両空気調節弁をＸ軸方向に移動させる共通のアクチュエータを備え、第１と第２の両空気調節弁をＸ軸プラス方向に移動させたとき、第２空気調節弁が第２空気流入口を閉塞する全閉位置に到達する前に、第１空気調節弁が第１空気流入口を閉塞する全閉位置に到達するようにし、第１空気調節弁と第２空気調節弁との間にバネを介設して、第１空気調節弁が全閉位置に到達した後は、バネを圧縮しつつ第２空気調節弁がＸ軸プラス方向に移動するようにし、且つ、第１空気調節弁が全閉位置に到達した時点で第２空気調節弁は、第２空気流入口の開度が前記低能力モードにおける開度可変モードでの最高開度以上となる位置に存することを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。
前記ガス弁は、前記第１空気調節弁に機械的に連結される、前記第１ガス流出口を閉塞可能な弁で構成され、第１空気調節弁が前記第１空気流入口を閉塞する全閉位置に到達したとき、ガス弁により第１ガス流出口が閉塞されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の燃焼装置。