JPH02130307A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料と空気との混合をよくするよう改良され
た燃焼装置に関する。

［従来の技術］ ガス燃焼装置では、同じ燃焼量を得る場合でも、ガス種
によって燃料ガスの供給量が異なるため、例えば燃料ガ
スを噴出するノズルの径をガス種に応じて変更して各ガ
ス種に対応している。

また、ガス燃焼装置では、燃料ガスと空気との混合が十
分に行われないと、安定した燃焼が得られず、特に燃焼
用空気を送風機によって供給して全−次空気燃焼を行う
強制送風式燃焼装置では、混合が不十分な場合には名犬
不良あるいは失火することがある。

このため、空気供給路のできる限り上流で燃料を噴出す
るために、混合室の上流の送風機のケース内で燃料を噴
出するとともに、さらに十分な混合を行うために、混合
室内に整流板が設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、近年では、例えばガス給湯器等において、小型
化した機器の需要が増大しており、それに応じて燃焼機
器を小型にする必要がある。

こうした場合、従来のように、ノズルの交換によってガ
ス種対応をするものでは、燃料ガスの供給量に関しては
、ガス種に応じた適正量を供給することができるが、燃
料ガスと空気との混合に関しては、ガス種に応じてそれ
ぞれ異なった量の空気と燃料ガスとを混合させることに
なり、燃焼機器を小型にすると、混合室等の容債が減少
し、また燃料が噴出されてから短時間でバーナへ供給さ
れるため、各ガス種に対応した十分な混合空間と混合時
間が確保できない。

このため、燃料ガスを噴出するノズルの位置の影響を受
け、ガス種によっては、不均一な混合気がバーナへ供給
されることになり、安定した燃焼が得られない。

従って、小型化された燃焼機器では、ガス種が異なる場
合には、ノズルの交換だけでは十分に混合させることが
できない場合があり、各ガス種毎に十分な混合ができる
燃焼機器を設計しなければならないため、異なったガス
種に対する機器の共用化を図る上での負担が多いという
問題がある。

本発明は、異なったガス種に対しても簡単に対応でき、
しかも燃料と空気との混合をよくするとともに、異なっ
たガス種に対する機器の共用化における負担を少なくで
きる燃焼装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、燃料供給管によって供給される燃料を、燃焼
用空気をバーナへ導く給気ダクト内に設けられた複数の
噴出口から噴出する燃焼装置であって、前記給気ダクト
内には、前記燃料供給管の前記給気ダクトへの開口部を
覆った燃料分散板が設けられ、前記複数の噴出口は、前
記燃料分散板に分散して設けられたことを技術的手段と
する。

［作用］ 本発明では、燃料供給管から供給される燃料は、燃料供
給管の給気ダクトへの開口部から供給されるが、この開
口部は燃料分散板によって覆われているため、燃料は燃
料分散板に分散して設けられた複数の噴出口から分散し
て給気ダクト内へ噴出する。

［発明の効果］ 本発明では、燃料は燃料分散板の複数の噴出口から噴出
するため、空気との混合をよくすることができる。また
、燃料は噴出口の径に応じた量が噴出するため、燃料種
に応じて噴出口の径が異なった燃料分散板を使用するこ
とによって、異なった燃料種に対応して燃料供給量を簡
単に変更することができる。また各燃料種への対応は板
交換でできるため、異なった燃料種に対する機器の共用
部分が多くなり、機器の共用化のための負担を少なくで
きる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて表明する。

第２図に示すガス給湯器１は、全−次空気燃焼により小
型でしかも低騒音を実現した高能率の燃焼器２を搭載し
たもので、燃焼器２は、燃焼部１０と、燃焼部１０へ燃
料ガスと空気との混合気を供給する供給部２０とからな
り、供給部２０には空気および燃料ガスを導く給気ケー
ス３１が備えられ、燃焼部１０内には熱交換器５０が設
けられ、その全体は図示しない給湯器ケーシング内に収
納されている。

燃焼部１０は、筒状の燃焼ケース１１の下端の開口部に
多数の炎口を有するセラミックス製の平板形状のバーナ
プレート１２が配置され、また燃焼ケース１１の」一端
の開口部は排気パン１３で覆われ、燃焼ケース１１によ
って燃焼室１４が、また排気パン１３によって排気路１
５がそれぞれ形成されている。

排気パン１３には、燃焼室１４で発生する燃焼ガスを、
外部へ排出させる排気口１６が形成されている。また、
排気パン１３の内側の対向する面には、空気振動の反射
を繰り返さないようにするために、グラスウール１３ａ
により傾斜面１３ｂが形成され、その反射方向を変えて
いる。

ここでは、数層のグラスウール１３ａを無機バインダー
で固着させて傾斜面１３ｂを形成している。

燃焼ケース１１内の上方には、上水道等の水供給源と接
続された木管式の熱交換器５０が設けられ、内部を通過
する水を加熱する。

また燃焼ケース１１内のバーナプレート１２の近傍には
、点火のための２本のスパーカ電極１７、着火を検知す
るためのフレームロッド１８、空燃比の補正のために燃
焼温度を検知するサーモカップル１９がそれぞれ備えら
れている。

供給部２０は、燃焼ケース１１の下方にバーナプレート
１２を覆って設けられた混合ケース２１と、混合ゲース
２１の下端の流入口２１ａに連通して設けられた送風機
ケース２２とからなる。

混合ケース２１は、流入口２１ａから供給される混合気
を分散させて燃焼部１０へ導くもので、混合ケース２１
内には整流板２４が設けられ、整流板２４の複数の穴２
４ａによって混合気の分散および整流を行う。

送風機ケース２２は、第３図および第４図に示すとおり
、一方の底面を開放しな略短円筒形状のスクロールケー
シング２２ａと、スクロールケーシング２２ａの開口部
を塞ぐようにして設けられた平板部２３とからなり、送
風機ケース２２には送風機２５が備えられている。

スクロールケーシング２２ａの外周部には、混合ケース
２１の流入口２１ａと連通しスクロールケーシング２２
ａの中心方向と一定角度を成した吹出口２２ｂが設けら
れている。

平板部２３には、その中心にスクロールケーシング２２
ａ側に向かって突出したベルマウス状の吸入口２３ａが
設けられ、送風機２５の回転状態に応じて空気および燃
料ガスを吸入口２３ａから吸い込み、吹出口２２ｂから
吹き出す。

送風機ケース２２の外側となる平板部２３の表面には、
燃料管６０から供給される燃料ガスを噴出するための燃
料噴出管２３ｂが平板部２３と一体に形成され、燃料噴
出管２３ｂには複数の噴出口２３ｃが１列に設けられて
いる。

ここでは、１列に並んだ各噴出口２３ｃのうち、送風機
２５の作動時に送風機ケース２２の吹出口２２ｂに対し
て最も上流側に当たる噴出口２３ｃ１の径が、他の噴出
口２３ｃの径より大きくしてあり、燃料噴出管２３ｂ内
に同一圧力で燃料ガスが供給されるため、噴出口２３Ｃ
１から噴出される燃料ガス量が他の噴出口２３ｃより多
くなる。

送風機２５は、送風機ケース２２の内部に羽根車２５ａ
を備え、送風機ケース２２の外側に設けられたモータ２
５ｂによって羽根車２５ａを回転駆動し、空気および燃
料ガスを吸入口２３ａから吸い込み、吹出口２２ｂから
吹き出して混合気を混合ケース２１を経由して燃焼部１
０へ供給する。

ここでは、モータ２５ｂは必要燃焼量に応じて制御され
、制御状態に応じた回転数で羽根車２５ａを第２図にお
いて図示左回転で回転させる。

送風機ケース２２には、吸入口２３ａおよび燃料噴出管
２３ｂを覆うようにして給気ケース３１が設けられてい
る。

給気ケース３１は、燃焼部１０の音響特性に基づく固有
振動数ｆ８に対応して供給部２０の固有振動数ｆ２を一
致させるために、相当容積■２、通路相当長ρ２および
相当断面積Ｓ２を確保するために設けられたものである
。

給気ケース３１は、２方向が開放された略直方体形状で
、一方の開放部が送風機ケース２２の平板部２３に面し
て、他方の開放部が給気口３１ａとして図示下方に開口
して送風機ケース２２に気密に接合され、給気口３１ａ
から吸い込まれる燃焼用空気と、給気ケース３１内に噴
出される燃料ガスを吸入口２３ａへ導く給気路３２を形
成する。

給気ケース３１の一方の側壁３１．　ｂには燃料管６０
ａと接続される燃料供給口３１ｃが貫通して設けられて
いる。

給気ケース３１内には、第１図に示すとおり、燃料供給
口３１ｃおよび給気ケース３１の内側の一部を覆うよう
にして燃料分散板３３が傾斜して配されている。

燃料分散板３３は、中はどに段部を有し、バッキング３
４により給気ケース３１の内側に気密に固定され、混合
気を吸入口２３ａへ円滑に導くための傾斜面を形成する
とともに、給気ケース３１と燃料分散板３３とによって
燃料分布室３５を形成する。

燃料分散板３３には複数の燃料噴出口３３ａが１列に分
散して設けられ、さらに送風機ケース２２の吹出口２２
ｂに対して最上流側には、燃料噴出口３３ａとは分雛し
て数個の燃料噴出口３３ｂが設けられている。

これにより、燃料分布室３５内へ供給される燃料ガスは
、燃料噴出口３３ｂから給気路３２の上流側はど多く噴
出されるため、効率のよい混合が行われる。

この燃料分散板３３は、使用されるガス種に応じて各燃
料噴出口３３ａ、３３ｂの大きさや個数の異なるものが
使用され、異なるガス種に対して簡単に対応でき、燃料
供給量および燃料ガスと空気との混合が適正に行われる
。

給気ケース３１内の上流側の給気路３２内には、通過す
る空気に対して乱れが生じることがないように、給気路
３２の幅が燃料噴出管２３ｂにかけて次第に減少される
ように配置された絞り板３６が設けられている。

従って、絞り板３６は、給気路３２の断面積を小さくし
て給気路３２を通過する空気を一旦絞るベンチュリーを
形成することになるため、燃料噴出管２３ｂの各噴出口
２３ｃおよび燃料分散板３３の各燃料噴出口３３ａ、３
３ｂから噴出される燃料ガスと空気との混合を良くする
ことができる。

給気ケース３１内の給気口３１ａ付近には、軸３７によ
って揺動自在に支持されたダンパ３８が設けられている
。ダンパ３８は、その揺動によって供給部２０の相当断
面積Ｓ２を変更するために設けられたもので、ダンパ３
８は送風機２５の作動に件って給気口３１ａから吸い込
まれる空気の風圧に応じて作動して、相当断面積Ｓ２を
変更する。これによって、燃焼器２の燃焼量が大きく送
風量が多い場合には、ダンパ３８は開いて、相当断面積
Ｓ２が大きくなり、燃焼量が小さく送風量が少ない場合
には、ダンパ３８の開度が小さくなり、相当断面積Ｓ２
を小さくする。

ダンパ３８が揺動する際の外周側の先端部３８ａの一部
には、供給部２０の相当断面積Ｓ２が最小となり、最小
開度を呈するときに、給気ケース３１の壁部３１ｄに当
接する突起３８ｂが形成されている。これにより、供給
部２０の相当断面積Ｓ２が最小になった場合にも、ダン
パ３８の先端部３８ａと給気ケース３１の壁部３１ｄと
の間に適度な隙間が形成され、必要量の空気を供給する
ことができる。

ダンパ３８は、供給部２０の相当断面積Ｓ２が最小とな
る場合には、第４図に示すとおり、この突起３８ｂが給
気ゲース３１の壁部３１ｄに当接し、逆に供給部２０の
相当断面ＮＳ２が最大となり、最大開度を呈する場合に
は、ダンパ３８は、二点鎖線に示すように、絞り板３６
と適度の間隔をおいて安定する。

またダンパ３８の軸方向の両端には、吸い込まれてダン
パ３８を押し上げる空気を、内側へ導くための湾曲部３
８ｃ、３８ｄが形成されている。

これらの湾曲部３８ｃ、３８ｄによって、ダンパ３８に
打ち当たる空気は湾曲部３８ｃ、３８ｄの外側へ逃げる
ことがなくなり、埃等が給気ケース３１の内壁面に付着
しにくくなる。

さらにダンパ３８の軸受は部３８ｅ、３８ｆは、風圧を
受けるダンパ３８に対して、送風機ケース２２の平板部
２３側に設けられるため、ダンパ３８の重心と軸３７と
の水平距離が確保でき、ダンパ３８の重量による回転モ
ーメントがダンパ３８を常に閉状態に付勢することがで
きるとともに、ダンパ３８が最大開度となる場合でも、
ダンパ３８と絞り板３６との間を空気流が通過すること
ができるため、それぞれの場合にダンパ３８を安定させ
ることができる。

ダンパ３８の突起３８ｂが当接する給気ケース３１の壁
部３１ｄの上流には、吸い込まれる空気流の向きを変更
するために、給気ケース３１の内側へ突出した突出部３
９が設けられている。この突出部３つにより、ダンパ３
８が閉状態の場合には、ダンパ３８の先端部３８ａから
１／３の部分に給気口３１ａからの空気が当たりにくく
、全開の場合には、ダンパ３８全体に空気が当たるなめ
、ダンパ３８の開度を燃焼量に比例させることができる
。

軸３７はその両端がふっ素樹脂による円筒形の軸受部材
４０によって遊貫支持され、軸受部材４０は、平板部２
３と給気ケース３１に形成された嵌合溝内に嵌合支持さ
れている。

給気口３１ａには、金属製の網によるフィルタ４１が設
けられている。

燃料供給口３１ｃへ燃料を導く燃料管６０ａは、燃料噴
出管２３ｂと接続され、燃料噴出管２３ｂは燃料管６０
と接続されている。

燃料管６０の上流には、必要燃焼量に応じて送風機２５
とともに制御される図示しない比例制御弁が設けられ、
燃料噴出管２３ｂおよび燃料供給口３１ｃには、比例制
御弁によって供給量が調節された燃料ガスが供給される
。

熱交換器５０は上水道から水を導く図示しない水管と接
続されており、熱交換器５０の上流の水管には、上流側
から水量制御弁、水流センサ、入水温サーミスタが備え
られており、また熱交換器５０の下流には出湯温サーミ
スタが備えられ、下流端には使用者によって操作される
図示しない水栓が設けられている。

以上の構成からなるガス給湯器は、制御装置によって制
御され、次のとおり作動する。

使用者が、コントローラによって出湯温度を設定すると
ともに、水栓を操作して給湯を開始すると、燃焼器２は
所定のシーケンスで燃焼を開始するとともに、水量制御
弁により熱交換器５０内への水の流入旦が調節される。

送風機２５の作動によって、空気は給気口３１ａから吸
い込まれる。

一方、燃料噴出管２３ｂの噴出口２３ｃと、燃料分散板
３３に燃料噴出口３３ａ、３３ｂからは、比例制御弁に
よって供給量が調節された燃料ガスが噴出する。

従って、燃料ガスは広い範囲に噴出されることになるた
め、空気と良く混合する。

一方ダンパ３８は、吸い込まれる空気量に応じて次のと
おり各位置に揺動する。

燃焼器２の燃焼量が小さく、送風機２５の回転数が第５
図においてＮ１からＮ２までの間では、ダンパ３８は壁
部３１ｄに当接して破線Ａに示すとおり、開口面積が最
小の開度状態を呈する。

燃焼量が大きくされ、送風機２５の回転数がＮ２からＮ
３までの間では、ダンパ３８は送風量に応じた開度を呈
する。

燃焼量がさらに大きくされて、送風Ｉａ２５の回転数が
Ｎ３からＮ４までの間では、ダンパ３８は全開状態にな
る。

従って、最小開度と最大開度との間では、供給部２０の
相当断面積Ｓ２は、燃焼量に応じて変化するため、燃焼
量に応じて変化する燃焼部１０の固有振動数ｆ、の変化
に応じて、供給部２０の固有振動数ｆ２も同じように変
化することになり、燃焼量が変化しても騒音を減少させ
ることができる。なお、このとき燃焼器２の燃焼量は実
線Ｂのとおり変化する。

以上のとおり、本発明によれば、燃料ガスを噴出するた
めの複数の噴出口を板に設けられ、広い範囲に噴出され
るため、空気との混合をよくすることができる。また、
使用するガス種が異なる場合には、燃料噴出口が設けら
れた燃料分散板を交換するだけで、燃料ガスの供給量を
変更することができるため、異なったガス種にも簡単に
対応することができる。

第６図に本発明の第２実施例を示す。

この実施例では、上記の第１実施例における燃料噴出管
２３ｂに代えて、絞り板３６ａに複数の噴出口３６ｃを
設け、絞り板３６ａによって送風機ケース２２の平板部
２３との間に、燃料分布室２３ｄを形成している。従っ
て、第１実施例では、異なったガス種に対応するために
燃料噴出管２３ｂを交換する場合には、平板部２３を同
時に交換しなければならないのに対し、この絞り板３６
ａを交換するだけで、簡単に異なったガス種にも簡単に
対応することができ、また、燃料ガスは広い範囲に噴出
される。

この実施例の変形例としては、第１実施例における燃料
噴出管２３ｂを残したまま、燃料噴出管２３ｂの噴出口
２３ｃの径を、最大径が必要なガス種に対応させておき
、ガス種に応じて、複数の噴出口３６ｃの径の異なった
絞り板３６ａによって燃料噴出管２３ｂを、覆うように
してもよい。

また絞り板３６ａは、平板形状のものに限定されず、燃
料噴出管２３ｂの合わせて湾曲させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の第１実施例のガス給湯器を
示し、第１図は給気ケースの内側を示す分解斜視図、第
２図はガス給湯器の概略構成を示す正面図、第３図は供
給部の構成を示す分解斜視図、第４図は供給部の側面断
面図である。第５図は本発明の供給部による燃焼用空気
の供給量とダンパの開度を示す特性図、第６図は本発明
の第２実施例の供給部を示す側面断面図である。 図中、２・・・燃焼器（燃焼装置）、１２・・・バーナ
プレート（バーナ）、３１・・・給気ケース（給気ダク
ト）、３１ｃ・・・燃料供給口（開口部）、３３・・・
燃料分散板、３３ａ、３３ｂ・・・燃ｆｌ噴出口（複数
の噴出口）、６０・・・燃料管（燃料供給管）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）燃料供給管によって供給される燃料を、燃焼用空気
   をバーナへ導く給気ダクト内に設けられた複数の噴出口
   から噴出する燃焼装置であって、前記給気ダクト内には
   、前記燃料供給管の前記給気ダクトへの開口部を覆つた
   燃料分散板が設けられ、前記複数の噴出口は、前記燃料
   分散板に分散して設けられたことを特徴とする燃焼装置
   。