JPH0442566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃焼用空気を送風機により強制的に
供給して高負荷燃焼を行う燃焼装置に関し、特に
運転に伴う振動燃焼をなくすように改良した強制
送風式燃焼装置に関する。

［従来の技術］ 強制送風式燃焼装置では、高負荷燃焼に伴い、
例えば内部の騒音が外部へ漏れないように排気口
を小さくしたり、あるいは排気口に排気筒を接続
した延長排気としたとき、振動燃焼が発生するた
め、それをなくすために、例えば炎孔面積が異な
つたバーナを配設したり、あるいは燃料供給量の
異なつたノズルを各バーナ毎に使用して、燃焼量
をバーナ毎に異ならせる方法により、振動燃焼を
なくすものを先に提案した。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、各々の炎孔には逆火を防止する
必要上から炎孔面積あるいは長さに制限があるた
め、炎孔面積に違いを生じさせるためには、これ
らの制限内で異なつた炎孔面積あるいは長さを備
えたバーナを設けなければならない。ところがバ
ーナは一般に限られた空間内に設けられているた
めにバーナの種類によつては総合的な炎孔面積す
なわち燃焼量を確保することが困難になる場合が
生じるという問題点がある。

本発明は振動燃焼を防止することができるとと
もに、十分な炎孔面積を確保して所定の燃焼量を
発生することができる強制送風式燃焼装置を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の第１発明は、燃焼室を形成する燃焼器
ケース内に同等の形状を呈する複数のバーナを併
設してなる強制送風式燃焼装置において、前記複
数のバーナに対してそれぞれ同量の燃料ガスを噴
出する複数のノズルを前記複数のバーナの各一次
空気吸込口に対して一定の配置で設けるととも
に、前記複数のバーナの各一次空気吸込口位置に
対応し該各一次空気吸込口より小さい面積を呈す
る複数の開口を有するダンパを前記複数のバーナ
に付設し、該ダンパの前記複数の開口の面積を前
記複数のバーナ間で互いに異にしたことを技術的
手段とする。

本発明の第２発明は、燃焼室を形成する燃焼器
ケース内に同等の形状を呈する複数のバーナを併
設してなる強制送風式燃焼装置において、前記複
数のバーナに対してそれぞれ同量の燃料ガスを噴
出する複数のノズルを前記複数のバーナの各一次
空気吸込口に対応して設け、前記複数のバーナの
各一次空気吸込口に対する前記複数のノズルの配
置を、前記複数のバーナ間で異にしたことを技術
的手段とする。

ここで、複数のノズルを、複数のバーナーの一
次空気吸込口との相対位置に差を付与して配設し
たり、複数のノズルを、複数のバーナの一次空気
吸込口に対する噴出方向に差を付与することがで
きる。

［作用］ 本発明の第１発明では、各バーナがほぼ同一の
燃焼量とされるために、各ノズルにはそれぞれほ
ぼ同量の燃料が供給される。バーナには燃料が供
給されるときノズルの噴射の勢いにより一次空気
が吸入され、さらには送風機により同時に一次空
気が送入される。この一次空気量は、複数のバー
ナの一次空気吸込口に付設されたダンパに各バー
ナの一次空気吸込口に対応して設けられた開口に
よつて設定された量がそれぞれのバーナに供給さ
れる。

このとき各バーナへ供給される一次空気量に
は、バーナ相互間で差が付与されていて、それぞ
れ異なつた量の空気が吸入されるため、各バーナ
の炎孔ではそれぞれ異なつた空燃比で燃焼する。

燃焼の際の空燃比がそれぞれのバーナで異なつ
て燃焼するため、各バーナでは異なつた火炎伝播
速度で燃焼することになる。

本発明の第２発明では、各バーナの一次空気吸
込口に対応して設けられたノズルが、一次空気吸
込口との相対位置に差が付されたり一次空気吸込
口に対する燃料の噴出方向に差が付与されること
によつて、各バーナの一次空気吸込口から吸い込
まれる燃料に対する一次空気量に差が生じる。

従つて、各バーナは、異なつた空燃比で燃焼
し、その際の火炎伝播速度は各バーナで異なる。

［発明の効果］ 本発明では、火炎伝播速度がバーナ相互間で異
なるため、燃焼による振動数および位相がバーナ
によつて異なる。この結果、各バーナの燃焼によ
る振動が重なり合つて共振することがなく、振動
燃焼を生じることがない。

［実施例］ 次に本発明の強制送風式燃焼装置を高負荷ガス
給湯器に利用した実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は外形を小型化した高負荷ガス給湯器の
第１実施例を示す。

給湯器ケース１内に収められた給湯器本体２
は、供給部１０と、燃焼部２０と、供給部１０か
らの燃料および空気を燃焼部２０で燃焼させるバ
ーナ部３０とから構成される。

供給部１０は、送風機１１を備えた送風ダクト
１２と、この送風ダクト１２内に設けられた燃料
供給管１３とから構成される。

送風機１１は送風ダクト１２と連通して設けら
れていて、給湯器ケース１に設けられた図示しな
い空気吸入口から外気を吸入し、燃焼用の一次空
気及び二次空気を送風ダクト１２を介してバーナ
部３０へ供給するものである。送風ダクト１２内
には、燃料供給管１３が設けられている。燃料供
給管１３は、供給される燃料ガスを分岐させるマ
ニホールドをなし、図示しない燃料供給部と接続
されていれ、燃料供給部から供給される燃料ガス
をバーナ部３０へ分岐させて供給する。燃料供給
管１３から供給される燃料ガスは、送風機１１に
より吸入され送風ダクト１２を介して供給される
空気と混合されてバーナ部３０へ送られる。

燃焼部２０は燃料ガスが燃焼する部分で、燃焼
用ダクト２１により燃焼室２２が形成されてい
る。燃焼室２２には、給湯用の熱交換器２３が設
けられている。この熱交換器２３は図示しない水
供給部と接続された金属製のパイプで、燃料ガス
がバーナ部３０により燃焼する際に発生する熱に
より、パイプ内を通過する水を加熱して温水にす
るものである。燃焼室２２を形成する燃焼用ダク
ト２１の上方には、燃焼済みの燃焼排ガスを燃焼
用ダクト２１の外部へ排気するための排気筒２４
が設けられている。

バーナ部３０は本発明の主要部をなすもので、
本実施例のバーナ部３０は第２図および第３図に
示すとおり、複数のバーナ４０と、複数のバーナ
４０を内部に収納しバーナケースを形成する保炎
板５０およびバーナ底板６０と、バーナ４０へ前
記供給部１０により供給される空気量を設定する
ために設けられたバーナダンパ７０と、図示しな
い制御装置に接続される点火装置３１およびフレ
ームロツド３２とから構成される。

点火装置３１はスパーク式の点火器であり、図
示しない操作部により操作されるとバーナ４０と
の間に火花を発生し点火させることができる。フ
レームロツド３２は、バーナ４０の点火を確認す
るための着火センサで着火状態を検出する信号を
制御装置へ送る。

バーナ４０は、左右対称形状にプレス加工され
た１枚の金属板を対称中心線に沿つて折重ねて形
成され、溶接により高い剛性で粘着されており、
底部には供給部１０から供給される燃料ガスおよ
び一次空気が導入される導入口４１が、頂面には
細長い条状の多数の炎孔４２からなるバーナヘツ
ド４３が設けられている。本発明の一次空気吸込
口である導入口４１から導入された燃料ガスおよ
び一次空気は、バーナヘツド４３に向かつて途中
で二つに分岐しバーナヘツド４３の多数の炎孔４
２に沿つて再び連通して形成された導入路４４を
通過し、バーナヘツド４３へ導かれる。導入路４
４の周囲には幅広のヒレ状部４５が設けられ、こ
のヒレ状部４５は隣接するバーナ４０のヒレ状部
４５とともに供給部１０から供給される二次空気
を安定して導くために通路を形成する。このヒレ
状部４５の底部側にはバーナ部３０の組立て時に
バーナ４０を安定させるための突起部４６が形成
されている。

保炎板５０はコ字形形状の断面を呈し、その内
部に複数のバーナ４０を収納する。保炎板５０の
頂面５１には、各バーナ４０のバーナヘツド４３
を保炎板５０の外側に露出させるためのバーナヘ
ツド嵌合口５２と、二次空気をバーナヘツド４３
へ供給するための二次空気供給口５３とが交互に
一定間隔を保つて並設されている。バーナヘツド
嵌合口５２は、バーナヘツド嵌合口５２および二
次空気供給口５３とが並べられた方向に対してバ
ーナヘツド４３を安定させるためにバーナヘツド
４３の形状と整合するように形成されたもので、
バーナ４０と同数が設けられている。二次空気供
給口５３はバーナヘツド４３の各炎孔４２に対し
てそれぞれ確実に二次空気を供給するために設け
られたもので、多数の炎孔４２の設けられた方向
に二分された細長いスリツト形状に形成され、各
バーナヘツド嵌合口５２の間と、両端のバーナヘ
ツド嵌合口５２のそれぞれ外側に設けられてい
る。保炎板５０の二つの側面５４の下方にはそれ
ぞれ外側に僅かに突出した段状部５５が設けら
れ、この段状部５５と側面５４との境界部５６付
近には、バーナ４０の並設方向に沿つてバーナ４
０と同数のバーナ固定用穴５７が設けられてい
る。このバナー固定用穴５７は各バーナ４０に設
けられた突起部４６をそれぞれ嵌合させるために
設けられたもので、バーナ固定用穴５７に嵌合さ
れた突起部４６は、バーナ固定用穴５７によりバ
ーナ４０の並設方向に対して安定するとともに、
バーナ固定用穴５７の一方の端部となる側面５４
との係合部により頂面５１方向への移動が制限さ
れて安定する。

バーナ底板６０は偏平箱状の金属製で、各バー
ナ４０が並設されるその長手方向には、導入口４
１と嵌合するバーナ連結口６１が、このバーナ連
結口６１の両側には二次空気をバーナヘツド４３
へ供給するための二次空気導入口６２が、それぞ
れ各バーナ４０に対応して設けられている。バー
ナ連結口６１には嵌合用突起部６３が設けられ、
バーナ４０の導入口４１がその外側に嵌合されバ
ーナ４０が安定する。

バーナ部３０は、保炎板５０のバーナヘツド嵌
合口５２および固定用穴５７にバーナ４０が嵌合
され、バーナ４０の導入口４１とバーナ底板６０
のバーナ連結口６１が嵌合用突起部６３を介して
嵌合された後、保炎板５０に設けられた取付け用
穴５８を貫通してバーナ底板６０のねじ穴６４に
ビス６５で固定される。

バーナ底板６０の内部には前述した供給部１０
の燃料供給管１３と第４図および第５図に示すバ
ーナダンパ７０とが設けられている。

バーナダンパ７０は本来はバーナ４０への一次
空気量をガス種に対応して変化できるように設け
たもので、ここでは振動燃焼をなくすために工夫
してあり、本発明の一次空気設定手段である。バ
ーナダンパ７０には第４図に示すとおり複数の貫
通口７１が設けられ、この貫通口７１は、バーナ
底板６０の各バーナ連結口６１とそれぞれ対応し
ている。貫通口７１には大径口７１ａと小径口７
１ｂの大小異なつた二通りの径があり、貫通口７
１の径の違いにより各バーナ連結口６１と嵌合さ
れた導入口４１には異なつた量の一次空気が供給
される。またバーナダンパ７０には、第６図に示
すとおりさらに供給部１０の燃料供給管１３がバ
ーナダンパ７０と間隔をおいて設けられている。
そして燃料供給管１３には、バーナダンパ７０の
各貫通口７１を介して各バーナ４０の導入口４１
と対応した位置にノズル１４が設けられている。
このノズル１４は同量の燃料ガスを各バーナ４０
に供給するもので、ノズル１４から同量の燃料ガ
スが導入口４１へ供給されるとき、ノズル１４か
らの噴出の際の吸引力及び送風機１１により、バ
ーナダンパ７０の各貫通口７１のそれぞれの径に
応じた量の二次空気が同時に導入口４１へ吸引供
給される。

本実施例ではバーナダンパ７０の各貫通口７１
は、第４図に示すとおり両端部には大径口７１ａ
をそれぞれ配し、中央部に向つて小径口７１ｂを
交互に配列し、中央部には再び大径口７１ａを多
く集めて設けている。これは、中央部では端部と
比較して空気が不足しがちであるため、その不足
しやすい空気を補うために一次空気を予め多く供
給するためで、ここで十分な空気が供給されるこ
とにより、本実施例のバーナ部３０は十分な熱量
を発生させることができる。また両端部に大径口
７１ａを設けたことにより、フレームロツド３２
での炎検知および点火装置３１での点火が効果的
に行われる。即ち、フレームロツド３２側では一
次空気を多めとして異状時での炎の変化が早くで
きるようにして、より早い炎検知ができ、点火装
置３１側では点火しやすいようにした。

本実施例では、送風機１１により燃焼空気を強
制的に送ることから、燃焼室２２ではバーナ４０
の炎が短く比較的小型の高負荷燃焼器となつてい
る。

以上の構成によりなる本実施例の高負荷ガス給
湯器は次のとおり作動する。

図示しない操作手段により燃焼装置を作動させ
ると、供給部１０の送風機１１が作動し空気が送
風ダクト１２から供給され、燃料供給管１３から
各ノズル１４へ燃料ガスが供給される。空気と燃
料ガスは混合されて各バーナ４０の導入口４１か
ら導入路４４を通過してバーナヘツド４３の炎孔
４２から噴出される。またバーナ底板６０の二次
空気導入口６２からは各バーナ４０のヒレ状部４
５に導かれて保炎板５０の二次空気供給口５３を
介してバーナヘツド４３へ空気が供給される。バ
ーナヘツド４３の炎孔４２から噴出された混合気
は点火装置３１により点火される。このとき、燃
料ガスはどのバーナ４０にも同量が導入口４１へ
供給されるが、一次空気はバーナダンパ７０の各
貫通口７１の径によつて異なつた量が供給され
る。この結果、各バーナ４０ではそれぞれ貫通口
７１の径に応じた空気量と混合された燃料ガスが
バーナヘツド４３へ導かれることになり、バーナ
４０毎に異なつた空燃比の混合気が燃焼すること
になる。バーナヘツド４３での空燃比が異なるた
め各バーナでの火炎伝播速度は異なる。従つて、
燃焼による振動数はこの火炎伝播速度に影響され
ることから、各バーナ４０における振動数および
位相がバーナにより異なり、このことはバーナ部
３０全体としては、その振動を打消すように働く
ことになる。このように、導入口４１から吸入さ
れる一次空気の量がバーナダンパ７０によつてそ
れぞれ異なつた量にされることにより、バーナ部
３０全体では、振動燃焼を発生することが無くな
る。バーナダンパ７０により一次空気量が制限さ
れたバーナ４０は、一次空気供給口５３から供給
される二次空気により完全に燃焼することができ
るため、バーナ４０としてはノズル１４から供給
された燃料ガスの供給量に応じた燃焼量を確保す
ることができ、燃焼装置として十分な熱量を発生
させることができる。

以上のとおり本発明の強制送風式燃焼装置で
は、各バーナへ供給する一次空気量をバーナ毎に
差を付与させることにより、振動燃焼をなくすこ
とができる。

本実施例では、バーナダンパの径を二種類にし
たが、必ずしも径を二種類にする必要はなく、も
つと多くの種類にしてもよい。その配列は第４図
に示す配列に限らず、使用するバーナ部３０の形
状や大きさにより他の配列にしても、振動燃焼を
なくすことができる。

第７図に第２実施例を示す。

本実施例ではバーナダンパを設けないで、バー
ナ４０の導入口４１とノズル１４との相対位置に
差を付したもので、相対位置に差を付す手段とし
て、燃料供給管１３のノズル取り付け部を長部１
３ａと短部１３ｂの二種類にした燃料供給管１３
を使用している。このため、燃料ガスが各ノズル
１４から噴出されるときに導入口４１へ吸込まれ
る一次空気の量は、長部１３ａに固定されたノズ
ル１４の噴出による吸引力と短部１３ｂに固定さ
れたノズル１４の噴出による吸引力とが異なるた
め、長部１３ａに対応した導入口４１と短部１３
ｂに対応した導入口４１とで異なる。従つてバー
ナ４０毎に異なつた空燃比で燃焼するためバーナ
部３０全体では振動燃焼をなくすことができる。

他に相対位置に差を付す手段として、燃料供給
管１３のノズル取り付け部は同じにして、取り付
けるノズル１４の長さを変えることがある。

第８図に第３実施例を示す。

ここでは導入口４１への一次空気量に差を付す
手段として、燃料供給管１３に取り付けられるノ
ズル１４の燃料ガスの噴出方向をノズル毎に異な
るように噴出角度に差を付している。この結果、
第２実施例と同様にノズル１４毎に燃料ガスの噴
出による吸引力が異なるため、バーナ４０毎に異
なつた空燃比で燃焼し、そのため振動燃焼をなく
すことができる。この場合には余り大きな角度は
設定できないので、5°〜10°程度に止どめるとよ
い。

以上の第２実施例および第３実施例において
は、導入口４１への一次空気量をある程度制限す
るために、バーナダンパを設けてもよい。

他に、バーナの管理が複雑にならない場合であ
れば、バーナのスロート部の形状に差を付けて一
次空気の吸込み量を変化させてもよいし、バーナ
の形状を変えることにより導入口との比を変え
て、一次空気の吸込み量に差を設けてもよい。

また、何本かのバーナ群毎に一次空気の量に差
を持たせてもよい。さらに、一次空気量を減じた
バーナには、他のバーナより多量の二次空気を例
えば二次空気供給口５３の大きさを変えて供給す
るとよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は第１実施例を示し、第１図
は給湯器を示す側面の部分断面図、第２図はバー
ナ部を示す斜視図、第３図はバーナ部の分解斜視
図、第４図および第５図はバーナダンパを示す平
面図および側面図、第６図はバーナとノズルとの
配置を示す概略断面図、第７図は第２実施例のバ
ーナとノズルとの配置を示す概略断面図、第８図
は第３実施例のバーナとノズルとの配置を示す概
略断面図である。 図中、１３……燃料供給管、１４……ノズル
（複数のノズル）、２１……燃焼用ダクト（燃焼器
ケース）、２２……燃焼室、３０……バーナ部
（強制送風式燃焼装置）、４０……バーナ（複数の
バーナ）、４１……導入口（一次空気吸引口）、７
０……バーナダンパ（ダンパ）、７１……貫通口
（複数の開口）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室を形成する燃焼器ケース内に同等の形
   状を呈する複数のバーナを併設してなる強制送風
   式燃焼装置において、 前記複数のバーナに対してそれぞれ同量の燃料
   ガスを噴出する複数のノズルを前記複数のバーナ
   の各一次空気吸込口に対して一定の配置で設ける
   とともに、前記複数のバーナの各一次空気吸込口
   位置に対応し該各一次空気吸込口より小さい面積
   を呈する複数の開口を有するダンパを前記複数の
   バーナに付設し、該ダンパの前記複数の開口の面
   積を前記複数のバーナ間で互いに異にしたことを
   特徴とする強制送風式燃焼装置。 ２ 燃焼室を形成する燃焼器ケース内に同等の形
   状を呈する複数のバーナを併設してなる強制送風
   式燃焼装置において、 前記複数のバーナに対してそれぞれ同量の燃料
   ガスを噴出する複数のノズルを前記複数のバーナ
   の各一次空気吸込口に対応して設け、前記複数の
   バーナの各一次空気吸込口に対する前記複数のノ
   ズルの配置を、前記複数のバーナ間で異にしたこ
   とを特徴とする強制送風式燃焼装置。 ３ 前記複数のノズルは、前記複数のバーナの一
   次空気吸込口との相対位置に差を付して配設され
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   強制送風式燃焼装置。 ４ 前記複数のノズルは、前記複数のバーナの前
   記一次空気吸込口に対する噴出方向に差が付与さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の強制送風式燃焼装置。