JPH0646127U - 旋回予混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料ガスと空気とを短い通路区間で均一に混
合する旋回予混合装置を提供する。 【構成】 ガス供給通路22の出口側にベース板24を設
け、このベース板24にガス噴出孔25を設ける。ベース板
24の周端縁部にはガイドブロック26を設け、このガイド
ブロック26の側壁を傾斜面に形成して外側から入り込む
空気に旋回力を付与して、旋回空気をガス噴出孔25から
立ち昇る燃料ガスに衝突させて燃料ガスと空気とを短い
通路区間で均一に旋回混合する。この旋回予混合装置23
ａの上側に、同様に、ベース板28とガイドブロック32を
設けた旋回予混合装置23ｂを重ね合わせて結合し、下段
の旋回予混合装置23ａでは高濃度の予混合ガスを作り出
し、上段の旋回予混合装置23ｂでは低濃度の予混合ガス
を作り出してそれぞれ対応するバーナに供給する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、給湯器や風呂釜等のバーナ装置に組み込まれて、空気と燃料ガスと の予混合ガスを作り出す旋回予混合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、最近においては、窒素酸化物の生成の少ないクリーンな燃焼の バーナ装置の開発が盛んに行われており、その開発の一例が実開平２−３６７１ ５号公報に示されている。

【０００３】 このものは、図８に示すように、バーナ装置の内部に主混合室70と副混合室71 とを形成し、この主混合室70と副混合室71を区画部材72によって区画している。 この区画部材72はベース板73に複数の筒部材74を間隔を介して上向きに突設した ものからなり、この筒部材74の上側にセラミック等の耐熱材料で作製した炎口板 75を設置し、この炎口板75に複数の炎口が形成されている。

【０００４】 ファンから主混合室70に至る通路には、ガスノズルが配設され、同様に、ファ ンから復混合室71に至る通路にもガスノズルが配設され、これらの各ガスノズル から噴出される燃料ガスと、ファンから供給される空気とが通路上で混合し、主 混合室70ではガス濃度の低い低濃度の予混合ガスが作り出されて炎口77から噴出 し、副混合室71ではガス濃度の高い高濃度の予混合ガスが作り出されて炎口78か ら噴出する。

【０００５】 このように、炎口板の炎口77，78から濃度の高い予混合ガスと濃度の低い予混 合ガスとを隣り合わせに噴出させ、バーナ燃焼面に低濃度予混合ガスの主炎と高 濃度予混合ガスの補炎とを隣り合わせに形成することにより、低温燃焼が行われ 、窒素酸化物の生成の少ないクリーンな燃焼を行うというものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ファンから主混合室70と副混合室71に至るそれぞれの通路にガ スノズルから燃料ガスを噴出して、空気と燃料ガスを混合させる方式のものは、 それらを均一に混合させるのに長い通路区間を必要とし、装置が大型化するとい う問題があり、装置を小型にすると、燃料ガスと空気との混合状態にむらが生じ 、燃焼性能を悪くするという問題がある。

【０００７】 本考案は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、 燃料ガスと空気とを短い区間で均一に混合させることができる旋回予混合装置を 提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、 本考案の旋回予混合装置は、燃料ガスのガス供給通路出口側にベース板を設け、 このベース板の板面にはガス供給通路に連通する１個以上のガス噴出孔を設け、 このガス噴出孔の形成領域の周りには外側から入り込む空気に旋回力を付与して ガス噴出孔から出る燃料ガスに衝突させ、空気と燃料ガスを旋回混合する旋回ガ イドが設けられていることを特徴として構成されており、また、前記構成の旋回 予混合装置の下流側にさらにガス噴出孔を有するベース板と外側から入り込む空 気に旋回力を付与する旋回ガイドとを備えた他の旋回予混合装置が連結されて多 段式となっており、下流側の旋回予混合装置のガス噴出孔は上流側の旋回予混合 装置を貫通する貫通孔を介してガス供給通路に通じていることや、前記ベース板 には該ベース板のガス噴出孔形成領域を覆うガス量調整板が回動自在に設置され ており、このガス量調整板にはガス出口孔が形成され、ガス量調整板を回動して ガス噴出孔とガス出口孔との重合面積を可変し燃料ガスの噴出量を可変調整する ことも、本考案の特徴的な構成とされている。

【０００９】

【作用】

上記構成の本考案において、ガス供給通路の出口側のガス噴出孔からガスが噴 出する一方で、ファン等から供給される空気は旋回ガイドに沿って旋回力を付与 されながら内側に入り込んで、前記ガス噴出孔から噴出する燃料ガスに衝突し、 燃料ガスと空気とは旋回しながら短い通路区間で均一に旋回混合し、所定濃度の 予混合ガスが作製される。

【００１０】 旋回予混合装置を多段式にしたものにあっては、各段の旋回予混合装置で異な るガス濃度の予混合ガスが作り出され、それぞれ対応するバーナに濃度の異なる 予混合ガスが供給される。

【００１１】 さらに、ベース板にガス量調整板を設けた構成のものにあっては、このガス量 調整板を回動してガス噴出孔とガス出口孔との重合面積を可変することで、燃料 ガスの噴出量を可変することができ、これにより、使用するガス種に合った濃度 の予混合ガスの作製が可能となる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１および図２には本考案 に係る旋回予混合装置の第１の実施例が示されている。これらの図において、ガ ス供給管20に連通するガス供給通路室22の出口側にベース板24が設けられており 、このベース板24には複数のガス噴出孔25が形成されている。このベース板24の 外周縁部には旋回ガイドとして機能する複数のガイドブロック26が等間隔に配置 されており、このガイドブロック26の側面はガス噴出孔25の配列ピッチ円に対し てほぼ接線方向に傾斜する傾斜面27となっており、外側からこの傾斜面27に沿っ て入り込む空気に対して旋回力を付与する構成となっている。そして、この各ガ イドブロック26の間を通って外側から入り込む空気の内側への出口側に、前記ガ ス噴出孔25が配置されている。このベース板24とガイドブロック26との結合体に よって下段の旋回予混合装置23ａが構成されている。

【００１３】 この下段の旋回予混合装置23ａの上側には上段の旋回予混合装置23ｂが重ね合 わせによって配設されている。この上段の旋回予混合装置23ｂも、中心孔を有す るベース板28と、このベース板28の外周縁部に設けられた旋回ガイドとして機能 する複数のガイドブロック32とを有しており、このガイドブロック32の側端面に は外側から入り込む空気に旋回力を付与する傾斜面33が形成されており、この傾 斜面33に沿って入り込む空気の内側への出口側にはそれぞれガス噴出孔30がベー ス板28の板面に形成されている。このガス噴出孔30は、下段側の旋回予混合装置 23ａのガイドブロック26に設けた貫通孔31を介してガス供給通路22に連通されて いる。

【００１４】 この上段の旋回予混合装置23ｂも、前記下段の旋回予混合装置23ａと同様に、 ガス噴出孔30から噴出する燃料ガスに対して、ガイドブロック32の傾斜面33に沿 って旋回しながら入り込む空気が衝突して旋回混合し、燃料ガスと空気とが短い 通路区間で均一に混合し、所定濃度の予混合ガスを作り出す構成となっている。

【００１５】 本実施例では、下段の旋回予混合装置23ａに供給する燃料ガス量と、上段の旋 回予混合装置23ｂに供給する燃料ガス量の割合は５：４〜３：７と幅広い範囲の 比率となるように設定されており、旋回予混合装置23ａに噴射される量の少ない 燃料ガスには理論空気量に対して約0.4 〜0.6 倍の空気量が取り入れ混合されて 濃度の高い予混合ガスが作り出され、量の多いガスが噴出される上段の旋回予混 合装置23ｂには理論空気量の約1.5 〜1.9 倍の空気が取り込み混合されて、濃度 の低い予混合ガスが作り出されるようになっている。

【００１６】 図３はこの２段の旋回予混合装置23ａ，23ｂにバーナ１を接続した状態を示す もので、バーナ１は、金属板をプレス加工して箱状にした上面開口のバーナケー ス34を備えており、このバーナケース34の上面開口を金属板からなる上板36で閉 鎖している。この上板36にはプレス加工等により炎口となる複数の孔が開けられ ている。そして、バーナケース34内に一枚の金属板をプレス加工等により屈曲形 成した屈曲板35が配設され、高濃度予混合ガス通路５と低濃度予混合ガス通路７ とが交互に区画形成されている。この高濃度予混合ガス通路５の上側で、同ガス 通路５に連通する上板36の炎口は高濃度の予混合ガスを噴出する第１の炎口３と して機能している。同様に、低濃度予混合ガス通路７の上側で、同ガス通路７に 連通する上板36の炎口は低濃度の予混合ガスを噴出する第２の炎口４として機能 している。高濃度予混合ガス通路５は前記予混合装置21の下段の旋回混合器23ａ で作製される高濃度の予混合ガスを導入するようになっており、また、低濃度予 混合ガス通路７は上段の旋回混合器23ｂで作り出される低濃度の予混合ガスが導 かれるようになっている。

【００１７】 なお、２段式旋回予混合装置21の下方側には枠壁40が設けられており、この枠 壁40に図示されていないファンから供給される空気を導入する空気導入孔41が設 けられ、この空気導入孔41を通った空気が各旋回予混合装置23ａ，23ｂに供給さ れるようになっている。

【００１８】 この実施例では、バーナ装置の燃焼面、つまり、上板36の上面の第１の炎口３ からは高濃度予混合ガスが噴出し、その隣の第２の炎口４からは低濃度予混合ガ スが隣り合わせに噴出し、高濃度の予混合ガスはその隣側の低濃度予混合ガス中 の空気をもらって燃焼し、低濃度予混合ガスは、高濃度予混合ガスの高温の熱を もらって燃焼する。その場合、低濃度予混合ガスの量は高濃度予混合ガスの量に 比べ格段に大きいので、燃焼面はほとんど低濃度の火炎により占められ、これに より、低温燃焼が達成され、窒素酸化物の生成の少ないクリーンな燃焼が達成さ れる。

【００１９】 本実施例によれば、ガス供給通路22からガス噴出孔25，30を通って上方に立ち 昇る燃料ガスに対し、ファンから供給される空気がガイドブロック26，32の傾斜 面27，33に沿って旋回力を付与されて旋回衝突し、燃料ガスと空気とは旋回しな がら混合するので、極めて短い通路区間内で燃料ガスと空気とが均一に混合する こととなり、これにより、装置の小型化が図れ、かつ、確実な均一混合によって 燃焼性能を向上することができる。

【００２０】 図４および図５には、本考案に係る旋回予混合装置の第２の実施例が示されて いる。この実施例が前記第１の実施例と異なる特徴的なことは、ガス噴出孔25， 30から噴出する燃料ガスのガス量を可変調整して、仕向地において使用されてい る様々なガス種に対応して予混合ガスの濃度を調整できるようにしたことであり 、それ以外の構成は前記第１の実施例と同様であり、同実施例と同一の構成部分 には同一符号を付してその重複説明は省略する。

【００２１】 図４および図５において、ベース板24の上側にはガス量調整板10がねじ11等を 用いて着脱自在に装着されており、また、ベース板28の上側にもガス量調整板12 が着脱自在に装着され、このガス量調整板12は位置決め孔としての機能を兼備す るねじ挿通孔８ａ，８ｂ，８ｃの１つに通したねじ13等を用いてベース板28に固 定されている。ガス量調整板10はベース板24のガス噴出孔25の形成領域を覆う大 きさとなっており、このガス量調整板10には大きさの異なる複数のガス出口孔、 この実施例では大中小の３種のガス出口孔14ａ，14ｂ，14ｃを１つの群として４ つの群が形成されており、ガス噴出孔25は一番大きいガス出口孔14ａよりも大き な孔径となっている。

【００２２】 このガス量調整板10の外周面には係合凹部９ａ，９ｂ，９ｃが形成されており 、一方、ガス量調整板10の外周面と対向するベース板24の段部周面には係合凸部 18ａ，18ｂ，18ｃが形成され、この係合凸部18ａ，18ｂ，18ｃと係合凹部９ａ， ９ｂ，９ｃの係合の組み合わせを変えることにより、ガス噴出孔25とガス出口孔 14ａ，14ｂ，14ｃの連通の組み合わせ、換言すればガス噴出孔25とガス出口孔と の重合面積の大きさを可変できるようになっている。

【００２３】 前記ガス量調整板12はベース板28のガス噴出孔30の形成領域を覆う大きさに形 成され、ガス噴出孔30の形成部に対応する位置に、複数のガス出口孔、この実施 例では大きさの異なる３種のガス出口孔15ａ，15ｂ，15ｃがそれぞれ円周４分割 位置に４群形成されている。そして、ガイドブロック26側に設けたねじ孔19に対 して、前記ねじ挿通孔８ａ，８ｂ，８ｃを位置決め選択することにより、ガス噴 出孔30に連通するガス出口孔15ａ，15ｂ，15ｃの組み合わせ（ガス噴出孔30とガ ス出口孔との重合面積の大きさ）を可変できるようになっている。

【００２４】 したがって、この実施例によれば、ねじ11，13を取り外してガス量調整板10， 12を回動し、ガス種に応じ、ガス噴出孔25，30に合わせるガス出口孔14ａ，14ｂ ，14ｃ，15ａ，15ｂ，15ｃの大きさを選択設定することにより、ガス出口孔から 噴き出すガス量を調整することができ、これにより、使用するガス種に応じた最 適濃度の予混合ガスを作り出すことができ、ガス種が変わっても窒素酸化物の生 成の少ないクリーンな燃焼を行うことが可能となる。

【００２５】 なお、本考案は上記各実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採 り得る。例えば、上記各実施例では２段式の旋回予混合装置21を、火炎形成面（ 燃焼面）を平坦状にしたバーナ１に接続したが、本考案の旋回予混合装置に接続 するバーナの形態は任意であり、例えば、図６に示すように、第１のバーナ列61 と第２のバーナ列62とを略Ｖ字形状に配列したバーナに接続してもよい。この場 合も、各バーナ列61，62の火炎形成面には第１の炎口３と第２の炎口４を隣り合 わせに配置し、各バーナ列61，62の内部には高濃度予混合ガス通路５と低濃度予 混合ガス通路７を隣り合わせに形成し、下段の旋回予混合装置23ａで作り出した 高濃度の予混合ガスを高濃度予混合ガス通路５を介して第１の炎口３に導き、旋 回予混合装置23ｂで作り出した低濃度予混合ガスを低濃度予混合ガス通路７を介 して第２の炎口４に導き、低濃度の予混合ガス火炎と高濃度の予混合ガス火炎を 隣り合わせに形成することとなる。

【００２６】 このように、バーナ列61，62をＶ字形状に対向配置することにより、各バーナ 列61，62で燃焼する排気ガスは燃焼面のＶ字形状斜面に沿って上方に立ち昇るた め、Ｖ字形状の中央部分に負圧ゾーンが形成されて、この中央部に下向きの排気 ガスの流れが生じ、この排ガス再循環の流れにより、緩慢燃焼が効果的に行われ 、より窒素酸化物の生成の少ないクリーンな燃焼が達成できる。また、バーナ列 61，62をＶ字形状に配置することで、炎口３，４の数を多くすることができ、こ れにより燃焼の炎口負荷がより小さくなるので、燃焼騒音もさらに小さくなる。

【００２７】 また、上記各実施例では下段の旋回予混合装置23ａの上側に上段の旋回予混合 装置23ｂを重ね合わせて結合した２段式の旋回予混合装置について説明したが、 旋回予混合装置の段数は２段に限定されるものではなく、３段以上のものにして もよい。

【００２８】 さらに、上記各実施例では、第１の炎口３と第２の炎口４にそれぞれ濃度の異 なる予混合ガスを供給して、バーナ燃焼を行うように構成したが、これとは異な り、各バーナには同一濃度の予混合ガスを供給し、これら各バーナの間から二次 空気を供給して燃焼を行わせる図７に示すようなバーナの予混合装置として適用 することができる。この場合は、旋回予混合装置を１段に構成し、この旋回予混 合装置23で作り出した予混合ガスをバーナ台16の内部に形成した通路17を通して バーナ台16の左右両側に配列されているバーナ列の各バーナに供給することとな る。

【００２９】

【考案の効果】

本考案は、燃料ガスのガス供給通路出口側にベース板を設け、このベース板の ガス噴出孔から噴出する燃料ガスに対し、その周りの旋回ガイドから、旋回力を 付与した空気を衝突させ、空気と燃料ガスを旋回させて混合するように構成した ものであるから、短い通路区間で燃料ガスと空気とを均一に混合させることがで き、これにより、装置の小型化を達成することができるとともに、空気と燃料ガ スとの均一な混合により燃焼性能を大幅に向上させることができる。

【００３０】 また、ベース板にガス出口孔を備えたガス量調整板を装着した構成のものにあ っては、このガス量調整板を回動調整することにより、ガス量調整板に設けたガ ス出口孔とガス供給通路に通じるガス噴出孔との重合面積を可変してガス噴出量 の制御が可能となり、これにより、使用するガス種に応じた最適濃度の予混合ガ スを作り出すことができ、使用するガス種が変わってもそのガス種に応じたクリ ーンな燃焼を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る旋回予混合装置の第１の実施例を
示す断面構成図である。

【図２】同実施例における旋回予混合装置を分解状態で
示す斜視構成図である。

【図３】同実施例の旋回予混合装置を用いたバーナ装置
の一例を示す説明図である。

【図４】本考案に係る旋回予混合装置の第２の実施例を
示す断面構成図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】本実施例の旋回予混合装置を、燃焼形成面を略
Ｖ字形状に対向配置させたバーナに接続した使用状態の
説明図である。

【図７】本考案に係る旋回予混合装置を１段式のものと
して構成し、この旋回予混合装置を二次空気を取り入れ
て燃焼するバーナに接続した使用状態の説明図である。

【図８】従来の全一次式（二次空気を取り入れずに、予
混合ガスのみで燃焼を行わせるタイプ）のバーナ装置の
説明図である。

【符号の説明】

14ａ，14ｂ，14ｃ，15ａ，15ｂ，15ｃ ガス出口孔 21 ２段式旋回予混合装置 22 ガス供給通路 23，23ａ，23ｂ 旋回予混合装置 24，28 ベース板 25，30 ガス噴出孔 26，32 ガイドブロック 27，33 傾斜面

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスのガス供給通路出口側にベース
   板を設け、このベース板の板面にはガス供給通路に連通
   する１個以上のガス噴出孔を設け、このガス噴出孔の形
   成領域の周りには外側から入り込む空気に旋回力を付与
   してガス噴出孔から出る燃料ガスに衝突させ、空気と燃
   料ガスを旋回混合する旋回ガイドが設けられている旋回
   予混合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の旋回予混合装置の下流側
   にさらにガス噴出孔を有するベース板と外側から入り込
   む空気に旋回力を付与する旋回ガイドとを備えた他の旋
   回予混合装置が連結されて多段式となっており、下流側
   の旋回予混合装置のガス噴出孔は上流側の旋回予混合装
   置を貫通する貫通孔を介してガス供給通路に通じている
   旋回予混合装置。
3. 【請求項３】 ベース板には該ベース板のガス噴出孔形
   成領域を覆うガス量調整板が装着されており、このガス
   量調整板にはガス出口孔が形成され、ガス量調整板を回
   動してガス噴出孔とガス出口孔との重合面積を可変し燃
   料ガスの噴出量を可変調整する構成とした請求項１又は
   請求項２記載の旋回予混合装置。