JPH0630633U - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素酸化物の発生を抑制でき、しかも効率よ
く安定して燃焼できる燃焼装置を提供すること。 【構成】 上面に炎孔を備えた複数のバーナを起立状態
で列状に並べ、これらバーナを固定板で囲むことにより
固定するようにした燃焼装置１０において、複数のバー
ナ３１，３２には、希薄燃焼用バーナ３１が含まれてお
り、かつ上記複数のバーナの間を空気が通過しないよう
に構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、たとえば通常のバーナと希薄燃焼用のバーナとを組み合わせて構 成した濃淡燃焼タイプの燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、給湯器や暖房器等の燃焼装置として、図５に示す構成のものが知ら れている。 図において、燃焼装置１は、上面に多数の炎孔を備えた複数のバーナ２ａを起 立状態で並列的に並べて構成されるバーナ群２と、このバーナ群２を四方から囲 こむ固定板８とを備えている。

【０００３】 この固定板８は、バーナ群２を列方向から挟む２枚の側板４，５と、これらの 側板４，５に対して、前後からそれぞれ固定される前板６と後板７とからなって いる。 そして、前板６及び後板７の内壁には、バーナ群２を構成する各バーナ２ａの 両端を収容する多数の浅い縦溝（図示せず）が形成されている。これにより、各 バーナ２ａを起立状態に保持して、並列的に並べることができるようになってい る。 このような燃焼装置１にあっては、各バーナ２ａに対して、所定のガスノズル を介して燃焼用ガスが供給されることによって、燃焼が行われる。 これにより、バーナ群２全体で所定の熱量を発生し、たとえばこの燃焼装置１ の上方に配置される図示しない熱交換器を介して給湯用の湯等を沸かすことがで きるようになっている。

【０００４】 図６は、バーナ固定板８を横方向に沿って切断した概略断面図であり、バーナ ２ａは二点鎖線で概略的に示されている。 バーナ２ａのガス取り込み口２ｂから、矢印に示すように燃焼用ガスが送り込 まれる際には、ガス取り込み口２ｂの周囲から、適正な量の一次空気がガス内に 混入される。この一次空気が混入されたガスは、バーナ２ａ上面の図において左 右の方向にそって形成されている多数の炎孔（図示せず）に導かれ、各炎孔から 均一なガス圧で噴出するようになっている。

【０００５】 ここで、図示しない点火手段により、バーナ２ａから噴出するガスに点火が行 われて燃焼を行う場合、バーナ２ａの各炎の周囲から二次空気が供給される。 この二次空気の供給は、図６においてたとえば一点鎖線の矢印に示すように行 われている。

【０００６】 具体的には、図５において固定板８の開放された下面から内部に浸入する空気 は、各バーナ２ａの間を通って上昇することにより各バーナ２ａの炎孔に達し、 この二次空気は、ガスが完全に燃焼するのに使われる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

一方、最近の給湯器や暖房器にあっては、燃焼装置のハイカロリー化，高負荷 化が進んでおり、これにともない燃焼装置によって窒素酸化物が多量に排出され ることが指摘されている。 この窒素酸化物の発生を抑える手段として、ガスの燃焼における理論空気量１ に対して、これよりも多い一次空気を用いて燃焼を行う希薄燃焼用バーナと、濃 厚燃焼用バーナ（たとえば、混合気の一次空気率０．３乃至０．８）を組合わせ て燃焼装置を構成するいわゆる濃淡燃焼法に基づく燃焼装置が考えられる。

【０００８】 しかし、このような濃淡燃焼を行う燃焼装置に用いられる希薄燃焼用バーナは 、一次空気率１．４乃至１．８の混合気を用いることから、燃焼温度が比較的低 く、その分窒素酸化物の発生は少ない反面、燃焼反応が緩慢で、吹き消えやリフ トが発生しやすいことから、その火炎を安定に保持して燃焼させるのが難しいと いう問題がある。

【０００９】 具体的には、希薄燃焼用バーナと、これに隣接して、この希薄燃焼用バーナの 燃焼火炎を保持するために、濃厚燃焼タイプのバーナを配置しても、燃焼の際に これらのバーナの間を上述した図６のように二次空気が通過すると、濃厚燃焼用 バーナから希薄燃焼用バーナへ熱が伝わりにくくなってしまい、結局燃焼火炎を 安定的に保持できないという欠点がある。

【００１０】 この考案は、以上の課題を解決するためになされたもので、窒素酸化物の発生 を抑制でき、しかも効率よく安定して燃焼できる燃焼装置を提供することを目的 とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、本考案によれば、複数のバーナを列状に並べ、これらバーナを固 定板で囲むことにより固定するようにした燃焼装置において、上記複数のバーナ には、希薄燃焼用バーナが含まれており、かつこれら複数のバーナの間を空気が 通過しないように構成した燃焼装置により、達成される。

【００１２】 好ましくは、前記固定板にて前記複数のバーナを囲むとともに、この固定板の 底板にて前記複数のバーナの間を空気が流れないように構成する。

【００１３】 また、前記複数のバーナが互いに密接に固定されることにより、各バーナの間 を空気が通過しないように構成することもできる。

【００１４】

【作用】

上記構成によれば、固定板にて、列状に並べて配置された各バーナには、希薄 燃焼用のバーナが含まれているので、この希薄燃焼タイプのバーナを他のバーナ とともに燃焼させると、全体として濃淡燃焼することになり、窒素酸化物の発生 を抑制できる。 しかも、希薄燃焼用のバーナにより十分な一次空気が供給されるから、バーナ から噴出される混合気は燃焼に必要な十分な空気を含んでいる。このため、従来 のように、燃焼に際して各バーナの間を通って供給される二次空気を必要としな い。 これにともない、各バーナ間に二次空気が通過することがなく、濃厚燃焼用バ ーナから希薄燃焼用バーナへの熱の伝導が良好となり、その火炎を安定してして 保持できる。 また、各バーナ間に二次空気として通過していたものが、希薄燃焼用バーナの 混合気取り込み口に導かれる。このため、希薄燃焼バーナが必要とする多量の一 次空気を効率よく供給できる。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案の好適な実施例を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。 尚、以下に述べる実施例は、本考案の好適な具体例であるから、技術的に好ま しい種々の限定が付されているが、本考案の範囲は、以下の説明において特に本 考案を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１６】 図１は本実施例による燃焼装置の概略分解斜視図であり、図２はその概略構成 図である。 図において、燃焼装置１０は、上面に多数の炎孔を備えた複数のバーナ３１， ３２を起立状態で並列的に並べて構成されるバーナ群３０と、このバーナ群３０ を四方から囲こんで固定する組み立て板ともいう固定板２０とを備えている。

【００１７】 この固定板２０は、バーナ群３０を列方向から挟む２枚の側板２４，２５と、 これらの側板２４，２５に対して、前後からそれぞれ固定される前板２６と後板 ２７とを有している。 そして、前板２６及び後板２７の内壁には、バーナ群３０を構成する各バーナ ３１，３２の両端を収容する多数の浅い縦溝（図示せず）が形成されている。こ れにより、各バーナ３１，３２を起立状態に保持して、並列的に並べることがで きるようになっている。

【００１８】 さらに、この固定板２０の前板の下部側面に沿って、各バーナ３１，３２のガ ス取り込み口の大きさ，形状にあわせて形成された開口２６ａ，２６ｂが形成さ れ、後述するようにこれら固定板２０の外側に配置されるガスノズルから、開口 ２６ａ，２６ｂを介して、各バーナ３１，３２に燃焼用ガスおよび一次空気が送 り込まれるようになっている。 このような燃焼装置１にあっては、各バーナ３１，３２に対して、図示しない ガス管からガス種等に応じた所定のガスノズルを介して燃焼用ガスが供給される ことによって、燃焼が行われる。

【００１９】 さらに、この実施例の燃焼装置１０にあっては、従来と異なり、固定板２０は 、たとえば図１に示すような底板２８を備えている。 この底板２８は、後述するようにバーナ群３０の下方を気密的に塞ぎ、各バー ナ３１，３２の間に下方からの空気を導くことがないようになっている。

【００２０】 また、この燃焼装置１０のバーナ群３０には、図１に概略的に示されているよ うな希薄燃焼用バーナ３１が含まれている。 この希薄燃焼用バーナ３１は、燃焼用のガスと一次空気とを混合させたエアリ ッチ（例えば、一次空気率１．４〜１．８）の混合気を燃焼させるタイプのバー ナである。

【００２１】 図２は、本実施例の燃焼装置１０の概略構成を示している。 図において、燃焼装置１０は、ケース４１に周囲を包囲されており、このケー ス４１の下部にはファン取り付け部４２が設けられている。 ファン取り付け部４２内に取り付けられたファン４３が所定の回転数にて回転 することにより形成される風は、図において、ケース４１内でファン４３の上方 へ送られる。

【００２２】 このファン４３の上方には燃焼装置１０が配置されているが、この燃焼装置１ ０の下部は底板２８により塞がれている。 このため、ファン４３から供給される空気は、バーナ群３０の各バーナの間を 通過することなく、矢印の方向に沿って各バーナ（図２ではバーナ３２）のガス 取り込み口３２ａに向かう。

【００２３】 このガス取り込み口３２ａは、好ましくは、図４に示すように、固定板２０の 前板２６に形成された開口にできるだけ密着させて固定されている。 つまり、前板２６の開口２６ｂの内側に沿って、リブ状部を形成してあり、い わゆるバーリング加工がなされている。このリブ状部を図示するようにバーナの 空気取り込み口３２ａ内にあてるようにして、その周囲と気密状態をたもつよう になっている。 なお、希薄燃焼用のバーナ３１の空気取り込み口３１ａも同様に前板２６の開 口に密着させて固定されている。

【００２４】 そして、このガス取り込み口３２ａには図１に概略的に示すガス供給用のノズ ル５１が配置されている。このガス供給用ノズル５１の構成は従来の燃焼装置と 共通するので詳しい説明は省略するが、このノズル５１からは、燃焼用のガスが 噴射され、バーナ３２のガス取り込み口３２ａに送りこまれる。 このとき、バーナ３２のガス取り込み口３２ａは周囲から空気を取り込み、こ のガスと一次空気とがバーナ３２内の通路を通る過程で混合されバーナ３２の上 面の炎孔３２ｂから噴射され、燃焼される。

【００２５】 ここで、図面に示したバーナ３２は従来タイプのガスリッチの混合気（例えば 一次空気率０．３〜０．８）を燃焼させる濃厚燃焼タイプのバーナであるから、 通常、燃焼のさいには周囲から二次空気が供給される必要がある。 ところが、この燃焼装置にあっては、バーナ３２が必要とする二次空気は、バ ーナ３１の多量の一次空気により補われる。

【００２６】 希薄燃焼用バーナ３１は、所定の形状に成形された金属板により、全体として 板状を呈してる。 このバーナ３１の高さは、図１に示されているように、従来タイプのバーナ３ ２とほぼ同じであり、このバーナ３１は、異なる種類のバーナ３２と列方向に重 なるようにして配置される。 このバーナ３１の下部のたとえば一端側面付近には、開口３１ａが形成されて いる。この開口３１ａは、この実施例では従来に比べて特に大きく形成されてい る。そして、この開口３１ａからバーナ本体３１内に画成された通路３３が設け られている。

【００２７】 この通路３３の下部３３ａは、たとえば図示するように開口３１ａとほぼ同じ 断面積でストレートに延びており、バーナ本体３１の他端側で上方に向かって曲 折している。このようにして通路３３に所定の距離をもたせ、開口３１ａから導 入された燃焼ガスと一次空気が通路３３と通る過程で所定の混合が行われ得るよ うになっている。

【００２８】 通路３３の上部３３ａはやや傾斜しながら延びている。そしてこの通路上部３ ３ａのさらに上部は、この通路が延びる方向に沿って開放されている（図示せず ）。 ここで、この通路上部３３ｂは、バーナ３１を構成する金属板を成型して、バ ーナの厚み方向の幅が徐々に狭まるようになっており、この通路断面積を狭めた 部分である狭窄部３４は、炎孔３５に続く整流部３６と連通されている。

【００２９】 これにより、通路３３を通るガスと空気の混合気は、狭窄部３４でそのながれ が一次阻止され、これにより、ガスと空気が十分混合されるようになっている。 すなわち、このバーナ３１においては、ガスに対して混合される空気の比率が 高くても、これらガスと空気とは上述の構成により、十分に混合される。 ここで、狭窄部３４より上流（図において下方）の空気通路は所定の広さにつ くらないと、燃焼用ガスと一次空気が十分混合されなくなる。一方、狭窄部３４ の幅を必要以上に狭くすると、圧損により混合気のスムーズなながれを阻害する 結果となる。

【００３０】 この狭窄部３４の上方は、バーナ３１の内部で徐々にその幅が広くなるように 形成され、所定の幅に広がった状態でそのまま上方に延びる整流部３６が設けら れている。この整流部３６はバーナ３１の上端に設けられる炎孔３５まで連通さ れている。 この炎孔３５として、例えば、整流部３６に２枚の成形された金属板を重ねて 収容するように配置し、整流効果を保証するとともに、炎孔３５を従来と比較し て大きく形成している。 これにより、狭窄部３４を通った空気の混合比率の高い混合気を、比較的大き な炎孔３５からスムーズに噴出させるようになっている。

【００３１】 このように構成された希薄燃焼用バーナ３１と従来のガスリッチタイプ（例え ば、一次空気率０．３〜０．８）のバーナ３２とを図１に示すように隣合わせて 並べてバーナ群３０を構成する。

【００３２】 そして、図２において説明したのと同様に、図３においても、燃焼ガスを送り 込むノズル５１からは、燃焼用のガスが噴射され、バーナ３１のガス取り込み口 ３１ａに送りこまれる。 このとき、バーナ３１の開口３１ａは、図２に示すバーナ３１に比べ大きく構 成されているので、ガスとともに、開口３１ａの周囲から多量の一次空気が送り 込まれる。このときの一次空気量は、一次空気率で１以上，好ましくは１．４〜 １．８の一次空気が送り込まれる。

【００３３】 ここで、ガス量に対して一次空気量が多くても、このガスと空気とは、曲折さ れた通路３３を通る過程で次第に拡散，混合がすすむだけでなく、この混合気は 狭窄部３４の手前でわずかに滞留する。これにより、ガスと空気の拡散，混合が 十分に行われる。 そして、この混合気は、バーナ３１の上面の炎孔３５から噴射され、図示しな い点火手段により点火されて燃焼が行われる。

【００３４】 このとき、バーナ３１にて燃焼される混合気には多くの一次空気が含まれてお り、この多量の一次空気が図２の従来型バーナ３２の燃焼に使用される。このた め、燃焼装置１０全体としては、燃焼の際に二次空気を用いなくとも燃焼できる ようになっている。 したがって、本実施例では、バーナ群３０を構成する各バーナ３１，３２の間 を通る二次空気の流れを必要としないので、固定板２０の底板２８により、バー ナ群３０の底部を気密的に閉塞する構成としている。

【００３５】 しかも、これにより、各バーナの間に二次空気が流れることによる低温層が生 じないから、バーナ３２からバーナ３１に対する熱の伝導が良好となり、いわゆ る火移りがスムーズに行われる。 これを具体的に説明すると、希薄燃焼用バーナ３１単独では、一次空気量が多 いので、その燃焼反応は緩慢であり、吹き消えやリフトの発生といった現象を防 止し得ないが、このバーナ３１に隣接して濃厚燃焼用バーナ３２を配置すること により、バーナ３１の燃焼火炎を安定させることができる。 この際バーナ間に二次空気が流れていると、バーナ３２がバーナ３１の燃焼火 炎を安定させる作用を阻害するが、この実施例では上述の密閉構造により各バー ナ間に二次空気の流れをつくらないようにしていることから、バーナ３１の火炎 を安定させることができ、いわゆる保炎作用をスムーズに行えるようになってい る。 したがって、バーナ３１の炎孔から高く上昇して燃焼するリフト現象を生じる ことがなく、これにともなう騒音が発生することを防止でき、燃焼装置全体とし て、きわめて安定した燃焼状態をたもつことが可能となる。

【００３６】 さらに、この燃焼装置１０には希薄燃焼型のバーナ３１を含んでおり、一次空 気率が高い混合気を燃焼させるため、燃焼温度が下がることから、そのぶん窒素 酸化物の発生を抑制できる。 したがって、バーナ３１と、従来タイプのバーナ３２とを併用すれば、全体と して、希薄燃焼用バーナを使用したぶんだけ窒素酸化物の発生を抑制できる。

【００３７】 なお、バーナ群３０を構成するにあたっては、希薄燃焼用バーナ３１と従来タ イプのバーナ３２を交互に並べる必要はなく、バーナ群３０中に適切な数の希薄 燃焼用バーナ３１が含まれていればよい。

【００３８】 すなわち、希薄燃焼用バーナ３１は、バーナ群３０中にあって、従来燃焼の際 に必要とされていた二次空気に相当する量の空気を含んだ一次空気を供給するも のである。したがって、燃焼装置に採用されるバーナの具体的形状やガスおよび 空気の混合比率の相違により、適切な数および配列を選択して、組み合わせて用 いられるものである。 なお、図１の左側に示されているように、燃焼装置１０に組み込まれる複数の バーナのうち、この燃焼装置１０の端部には濃厚燃焼用バーナ３２が配置される ことが好ましい。

【００３９】 また、上述の実施例では、各バーナ間を二次空気が通過しないように固定板２ ０の底板２８により気密構造を構成するようにしている。しかしこれに限らず、 たとえば、複数のバーナを構成する各バーナを互いに密着させて並べることによ り、これらバーナの間を二次空気が通過しないように構成することもできる（図 示せず）。

【００４０】 そして、この考案の燃焼装置に用いられる希薄燃焼用バーナは上述の実施例の 形状に限るものではない。 混合気の通路に狭窄部などを設けることにより、大量の一次空気と燃焼用ガス とを十分混合することができるバーナであれば、本考案を適用することができる ものである。

【００４１】 したがって、狭窄部の具体的な構成は、たとえばバーナ本体を構成する金属板 を成形して通路を狭めるように構成するだけでなく、パンチングメタルなどによ る隔壁を混合気の通路に設ければ、上述の実施例と同様の作用を奏することがで きる。

【００４２】 さらに、各バーナ３１，３２の混合気取り込み口は、上述の実施例の位置に限 らない、たとえばバーナ下端などに開口を設け、これに通路を連設することによ り、混合気取り込み口を構成することもできる。

【００４３】 また、濃厚燃焼用バーナ３２と希薄燃焼用バーナ３１の並べかたは、図示の実 施例の構成に限るものではない。たとえば希薄燃焼用バーナ３１を濃厚燃焼用バ ーナ３２により両側から挟む構成としてもよいし、これもしくはこれ以外の並べ 方で配列したバーナ３１，３２の一部を必要により燃焼できるように構成しても よい。

【００４４】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、窒素酸化物の発生を抑制するとともに、 安定した炎で効率よく燃焼できる燃焼装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の好適な実施例に係る燃焼装置の分解斜
視図。

【図２】図１の燃焼装置の概略構成図。

【図３】図１の燃焼装置の概略構成図。

【図４】図１の燃焼装置の一部を拡大して示した図。

【図５】従来の燃焼装置の一例を示す概略斜視図。

【図６】図５の燃焼装置の一部拡大断面図。

【符号の説明】

１０ 燃焼装置 ２０ 固定板 ２４，２５ 側板 ２６ 前板 ２７ 後板 ２８ 底板 ３１ バーナ ３２ バーナ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のバーナを列状に並べ、これらバー
   ナを固定板で囲むことにより固定するようにした燃焼装
   置において、 上記複数のバーナには、希薄燃焼用バーナが含まれてお
   り、かつ上記複数のバーナの間を空気が通過しないよう
   に構成したことを特徴とする、濃淡燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記固定板にて前記複数のバーナを囲む
   とともに、この固定板の底板にて前記複数のバーナ間に
   空気が流れないように構成したことを特徴とする、請求
   項１に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記複数のバーナが互いに密接に固定さ
   れることにより、各バーナの間を空気が通過しないよう
   に構成したことを特徴とする、請求項１に記載の燃焼装
   置。