JPH054564B2 - - 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つてバーナ
へ供給する強制送風式燃焼装置に関し、特に全一
次空気燃焼を行う燃焼機器における燃料と空気と
混合の改良に関する。

［従来の技術］ 強制送風式燃焼装置、特に全一次空気燃焼の燃
焼機器では、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、混合が不
十分な場合には点火不良になつたり失火すること
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
ス内で燃料を噴出し、さらに十分な混合および分
布を行うために、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
て小型化の需要が増大しており、これに伴つて燃
焼機器を小型にすると、混合室等の容積が減少
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、従来のように燃料噴出後に十分
な混合空間と混合時間が確保できないため、混合
が不十分になるという問題がある。

本発明は、強制送風式燃焼装置において、燃料
と空気との混合をさらに向上させることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、羽根車の回転軸方向に吸入口を有す
る送風機ケースを備えた送風機によつてバーナへ
燃焼用空気を供給する強制送風式燃焼装置におい
て、前記吸入口を覆つて前記送風機ケースとの間
に給気通路を形成する覆い部材を設けるととも
に、燃料供給部から供給される燃料ガスを前記給
気通路内へ分散して噴出するための複数の下流側
燃料噴出口を有し前記給気通路内の空気流を前記
吸入口へ変更する燃料分散板を前記覆い部材内の
下流端に配し、該燃料分散板の上流の前記給気通
路内の前記送風機ケース側に燃料ガスを噴出する
複数の上流側燃料噴出口と絞り部材とを配したこ
とを技術的手段とする。

［作用および発明の効果］ 本発明では、吸入口を覆う覆い部材によつて送
風機ケースとの間に給気通路が形成され、その内
部の下流端に配された燃料分散板の複数の下流側
燃料噴出口から燃料ガスが噴出される。また、給
気通路内の燃料分散板の上流側には、絞り部材と
複数の上流側燃料噴出口が配されているため、給
気通路を通過する空気が、絞り部材で絞られた後
に広がる時に、上流側燃料噴出口から噴出する燃
料ガスとの混合が図られ、さらに、燃料分散板
は、給気通路内の空気流を吸入口へ変更し、その
とき、下流側燃料噴出口からも燃料が噴出する。
このため、下流側燃料噴出口から噴出された燃料
ガスが、すでに燃料ガスと空気とが混合した混合
気に対して、さらに混合し、同時に、給気通路内
を通過する混合気の向きが燃料分散板によつて変
更されて円滑に吸入口へ導かれる。

この結果、送風機およびその上流部分の限られ
た空間内における混合性が向上するとともに、混
合気の流れが円滑に送風機ケース内へ導かれる。
従つて、給気通路を短く設定でき、機器の小型化
を容易に図ることができ、その際、燃焼性に悪影
響が現れることが少ない。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第２図に示すガス給湯器１は、全一次空気燃焼
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１
０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ツクス製の平
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の上端の開口部は排気パン１３で覆
われ、燃焼ケース１１によつて燃焼室１４が、ま
た排気パン１３によつて排気路１５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
給源と接続された水管式の熱交換器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１
７、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
カツプル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を覆つて設けられた混合ケース２１
と、混合ケース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２４ａによつて混合気の分散
および整流を行う。

送風機ケース２２は、第１図および第３図に示
すとおり、一方の底面を開放した略短円筒形状の
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２２ａ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２２ａ側に向かつて突出したブルマウス状の
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２
３ｃ１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２３ｃ１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２５ｂによつて羽根車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１０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２５
ａ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f₁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V₂、通路相
当長l₂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
本発明の覆い部材である。

給気ケース３１の一方の側壁３１ｂには燃料管
６０ａ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４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、中ほどに段部を有し、パツ
キング３４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とによつて燃料分布室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２
２の吹出口２２ｂに対して最上流側には、燃料噴
出口３３ａとは分離して数個の燃料噴出口３３ｂ
が追加して設けられている。

これにより、燃料分布室３５内へ供給される燃
料ガスは、燃料供給口３３ｂから給気路３２の上
流側ほ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。

なお、使用されるガス種に応じて燃料分散板３
３が交換されるときには、燃料噴出管２３ｂを備
えた平板部２３もガス種に応じた噴出口２３ｃを
有するものに交換される。

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本発明
の絞り部材としての絞り板３６が設けられてい
る。

従つて、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
ベンチユ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３
３の各燃料噴出口３３ａ，３３ｂ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によつ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、その揺動によつ
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３８は送風機２５の作動
に伴つて給気口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。
これによつて、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３８
ａ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３
１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
が最小になつた場合にも、ダンパ３８の先端部３
８ａと給気ケース３１の壁部３１ｄとの間に適度
な〓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３図に示すとおり、この突
起３８ｂが給気ケース３１の壁部３１ｄに当接
し、逆に供給部２０の相当断面積S₂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３８ｃ，３８ｄが形成されている。
これらの湾曲部３８ｃ，３８ｄによつて、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の軸受け部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３９が設けられている、この
突出部３９により、ダンパ３８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ため、
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はその両端がふつ素樹脂による円筒形の
軸受部材４０によつて遊貫支持され、軸受部材４
０は、平板部２３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イルタ
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２
３ｂ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、燃料射出管２３ｂおよび燃料供給
口３１ｃには、比例制御弁によつて供給量が調節
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栄れており、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つ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
よつて制御され、次のとおり作動する。

使用者が、コントローラによつて出湯温度を設
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
の水の流入量が調節される。

送風機２５の作動によつて、空気は給気口３１
ａ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、比例制御弁によつて供給量が調節された燃料
ガスが噴出する。

従つて、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。

まだここでは、１列に並んだ各噴出口２３ｃの
うち、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、噴出口２
３ｃ１からは他の噴出口２３ｃより多くの燃料ガ
スが噴出される。

同様に、燃料供給口３１ｃから燃料分布室３５
内に流入した燃料ガスは、燃料噴出口３３ａ，３
３ｂから給気路３２内へ噴出し、燃料噴出口３３
ｂは吹出口２２ｂに対して上流側に追加して設け
られているため、上流側ほど燃料噴出量が多い。

従つて、各噴出口２３ｃから均一に噴出され、
また燃料噴出口３３ａのみから噴出される場合と
比較して、混合時間と混合空間を多く確保できる
ため、空気との混合がよい。

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Ｎ
２からＮ３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、送風機２５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。

従つて、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f₁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、燃料ガスは送
風機の上流で、複数の噴出口から噴出されるた
め、広い範囲に噴出され、空気との混合をよくす
ることができる。またこのとき、上流側ほど多く
の燃料ガスが噴出されるため、混合のための空間
と時間を多く確保することができるため、さらに
混合をよくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の実施例のガス給湯
器を示し、第１図は供給部の構成を示す分解斜視
図、第２図はガス給湯器の概略構成を示す正面
図、第３図は供給部の側面断面図、第４図は給気
ケースの内側を示す分解斜視図である。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である。 図中、２……燃焼器（強制送風式燃焼装置）、
１２……バーナプレート（バーナ）、２２……送
風機ケース、２３ａ……吸入口、２３ｃ……噴出
口（複数の上流側燃料噴出口）、２５……送風機、
２５ａ……羽根車、３１……給気ケース（覆い部
材）、３２……給気路（給気通路）、３３ａ……燃
料噴出口（複数の下流側燃料噴出口）、３６……
絞り板（絞り部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 羽根車の回転軸方向に吸入口を有する送風機
   ケースを備えた送風機によつてバーナへ燃焼用空
   気を供給する強制送風式燃焼装置において、 前記吸入口を覆つて前記送風機ケースとの間に
   給気通路を形成する覆い部材を設えるとともに、
   燃料供給部から供給される燃料ガスを前記給気通
   路内へ分散して噴出するための複数の下流側燃料
   噴出口を有し前記給気通路内の空気流を前記吸入
   口へ変更する燃料分散板を前記覆い部材内の下流
   端に配し、該燃料分散板の上流の前記給気通路内
   の前記送風機ケース側に燃料ガスを噴出する複数
   の上流側燃料噴出口と絞り部材とを配したことを
   特徴とする強制送風式燃焼装置。