JPH04120572U - 燃焼装置およびその燃焼装置を備えた給湯機または給湯付風呂釜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で確実に燃焼振動を防止することが
できるようにする。 【構成】バーナ室と消音室１９との連通管２０の断面積
と個数及び消音室１９の空間２１の大きさで決定される
ヘルムホルツ形共鳴器の共鳴周波数を圧力変動の周波数
に一致させた構成とする。これにより、圧力変動のエネ
ルギーを吸収し、その圧力変動が減衰して、燃焼振動が
低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、特に、排気筒を設けた燃焼装置で発生しやすい燃焼振動を防止する ことができる燃焼装置、およびその燃焼装置で構成される給湯機または給湯付風 呂釜に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６は従来の燃焼装置の構成を示し、また図７は右側面の構成を示している。

【０００３】 この燃焼装置は、複数のバーナ１とこのバーナ１を高さ方向で同一位置に、幅 方向で同一ピッチで収納するためのバーナ室３、送風機４、燃焼室５、熱交換器 ６、排気室７および円筒形状の排気筒８で構成されている。

【０００４】 燃料ガス１０は、各バーナ１に対応したノズル９からバーナ１の内部へ噴射さ れ、燃焼用空気は、送風機４から供給される。燃焼用空気の一部は、一次空気１ １として燃料ガス１０と共に、バーナ１の内部へ流入し、バーナ１の内部で混合 した後、予混合ガス１３となって、バーナ１の炎口部２から噴出し、一次火炎１ ４を形成する。

【０００５】 さらに、バーナ１の周囲から供給される二次空気１２により二次火炎１５が形 されて完全燃焼する。燃焼により発生した高温の燃焼ガス１６は熱交換器６に入 り、ここで被加熱流体１８を加熱する。温度の低下した燃焼ガス１６は排ガス１ ７となり、排気室７と排気筒８を通り、外部へ放出される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような燃焼装置では、一般に燃焼装置の音響的固有振動に対し 、バーナ１での燃焼が正のフィードバックを起こして共振するという燃焼振動が 発生し易い。

【０００７】 これは、先ず、燃焼室５での燃焼により急激な温度変化が発生し、圧力変動が 生じる。そして、この圧力変動は、バーナ１の周囲を流れる二次空気１２や、バ ーナ１の炎口部２から噴出する予混合ガス１３およびその上流側であるノズル９ から噴出する燃料ガス１０や一次空気１１の変動をひき起こし、それらの変動に よってバーナ１に形成される火炎の発熱速度が変動して、更に、圧力変動を増幅 するという現象である。 この燃焼振動が発生すると、燃焼装置から放出される騒音が増大し、また、燃 焼振動の周波数が卓越したスペクトルとなる。

【０００８】 図８は燃焼振動の周波数特性をが卓越したスペクトルを示している。 この燃焼振動は非常に不快な感覚を与えるだけでなく、燃焼振動のレベルが大 きくなると、燃焼装置自体の振動が激しくなり、燃焼装置の破壊へもつながる大 きな問題である。

【０００９】 従来は、この燃焼振動が発生した場合に、燃料ガス量や燃焼用空気量を変化さ せ運転条件を変えるとか、簡単な方法で確実に燃焼振動を防止するという方法は 確立されていなかった。

【００１０】 本考案は、上記の課題に鑑みてなされ、簡単な構造で確実に燃焼振動を防止す ることができる燃焼装置およびその燃焼装置を備えた給湯機または給湯付風呂釜 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】

本発明はこの目的を達成するために、バーナと、そのバーナを収納するバーナ 室、送風機、燃焼室、熱交換器、排気室および排気筒を備える燃焼装置において 、バーナ室と連通し空間を形成した消音室を備えることを特徴とするものである 。さらに、この燃焼装置を給湯機または給湯付風呂釜に備えるものである。

【００１２】

【作用】

本考案は、バーナ室と消音室との連通管の断面積と個数および消音室の空間の 大きさで決定されるヘルムホルツ形共鳴器の共鳴周波数を圧力変動の周波数に一 致させている。このため、圧力変動のエネルギを吸収することになり、圧力変動 が減衰して、燃焼振動に至ることがない。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 燃焼装置の基本構成は図６および図７に示す従来の構成と同様である。同一の 構成には同一の符号を付し、その重複した説明は省略する。 図１に示す実施例は、１本の小径の連通管２０により、バーナ室３と、消音室 １９を接続した構成である。 また、図２に示す実施例は、上記の図１に示す実施例に対して複数本の連通管 ２０ａで接続した構成である。

【００１４】 さらに、図３に示す実施例は、バーナ室３と、消音室１９との仕切り板２２に 一個の小穴２３を設けた構成である。

【００１５】 さらに、図４に示す実施例はバーナ室３と、消音室１９との仕切り板２２に複 数個の小穴２３を設けた構成である。

【００１６】 このように、バーナ室３に１本または複数本の連通管２０、２０ａで接続した 消音室１９を設け、あるいは、小穴２３が１つまたは複数個設けた仕切り板２２ を隔ててバーナ室３のとなりに消音室１９を設けている。

【００１７】 そして、消音室１９内に空間２１を形成しているため、この部分がヘルムホル ツの共鳴器として機能することになる。

【００１８】 以下、上記の構成の作用について説明する。 消音室１９内に空間２１を形成しているためヘルムホルツの共鳴器として作用 する。すなわち、バーナ室３と消音室１９との連通管２０の断面積と個数および 消音室１９の空間２１の大きさで決定されるヘルムホルツ形共鳴器の共鳴周波数 を圧力変動の周波数に一致させれば、この圧力変動のエネルギを吸収することに なり、圧力変動が減衰して、燃焼振動に至ることはない。

【００１９】 例えば、燃焼装置の音響的固有振動数が９０Ｈｚである場合には、図１の例で は、連通管２０の直径をφ７．４ｍｍ、連通管２０の長さを３０ｍｍとし、消音 室１９の内寸が１００×２００×１００ｍｍで、その内容積を２×１０⁶ ｍｍ² すれば、この部分のヘルムホルツ共鳴周波数も９０Ｈｚとなり、燃焼振動の圧力 変動のエネルギを、この共鳴器すなわち消音室１９で吸収することができるもの となる。

【００２０】 このように、バーナ室３に消音室１９を設けてヘルムホルツ共鳴器を形成して 、発生した圧力変動のエネルギを吸収するので、燃焼振動の発生を防止すること ができるようになり、燃焼装置から放出される騒音のスペクトルは、図５に示す ように平坦となる。また、全体レベルも低いため、騒音による不快感が生じない 。さらに、本考案は、燃焼装置の設計段階から採用することも可能であり、予め 燃焼振動の発生の対策をとることができる。また、燃焼振動が発生した場合の対 策としても非常に簡単で確実なものである。

【００２１】 次に、本考案の消音室１９を備えた給湯機および給湯付風呂釜の実施例を説明 する。 給湯機は前記の図１、図２、図３及び図４の何れかの実施例の燃焼装置を外装 体で囲んだものである。 また、給湯付風呂釜は前記の図１、図２、図３及び図４の何れかの実施例の燃焼 装置を２台並べた構成であり、それらを同一の外装体で囲んだものである。そし て、給湯機、給湯付風呂釜共、被加熱流体は水である。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、バーナ室に消音室を設けてヘルムホル ツ共鳴器を形成して、ここに発生する圧力変動のエネルギを吸収するようにした ので、燃焼振動の発生を有効に防止することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の燃焼装置の実施例を一部断面で示す構
成図。

【図２】本考案の燃焼装置の他の実施例を一部断面で示
す構成図。

【図３】本考案の燃焼装置のその他の実施例を一部断面
で示す構成図。

【図４】本考案の燃焼装置の、さらに他の実施例を一部
断面で示す構成図。

【図５】実施例の燃焼装置における騒音スペクトル。

【図６】従来の燃焼装置を一部断面で示す構成図。

【図７】図６の燃焼装置の右側面を一部断面で示す構成
図。

【図８】従来の燃焼装置における燃焼振動が発生した場
合の騒音スペクトル図である。

【符号の説明】

１ バーナ ２ 炎口部 ３ バーナ室 ４ 送風機 ５ 燃焼室 ６ 熱交換器 ７ 排気室 ８ 排気筒 ９ ノズル １０ 燃料ガス １１ 一次空気 １２ 二次空気 １３ 予混合ガス １４ 一次火炎 １５ 二次火炎 １６ 燃焼ガス １７ 排ガス １８ 被加熱流体 １９ 消音室 ２０ 連通管 ２０ａ連通管 ２１ 空間 ２２ 仕切り板 ２３ 小穴

フロントページの続き (72)考案者 田嶋 孝二 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナと、そのバーナを収納するバーナ
   室、送風機、燃焼室、熱交換器、排気室および排気筒を
   備える燃焼装置において、上記バーナ室と連通し空間を
   形成した消音室を備えることを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の燃焼装置を備えた給湯機
   または給湯付風呂釜。