JPS631493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主に家庭用燃焼器具などで、炎口負荷
（単位炎口面積当りの燃焼量kcal／ｈ・mm²）を大
きくして燃焼器の小型化を図つた燃焼装置に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の燃焼装置は第１図に示すように、
二次空気との接触面積を大きくして燃焼反応を促
進するため間隔を大きくとつて設けられた炎口２
２の炎口負荷が高いため、即ち混合気の噴出速度
が大きいため主炎Ａは燃焼速度との釣合を破り吹
き消えを起こし易く、その対応策として混合気の
一部を保炎空間２３に導き、減速して安定した保
炎Ｂを作り主炎Ａの火炎基部を加熱して燃焼速度
を増加させ主炎Ａの安定化を図るものであつた。

この構成では第５図に示すように保炎の設定点
ｂは主炎の設定点ａと同じ混合比で逆火域に近い
所にある。従つて燃焼量を絞つた場合、即ち混合
気の噴出速度を下げた場合保炎の逆火又は炎口部
の加熱が問題となるため絞り比を大きくすること
はできなかつた。また高炎口負荷にすればする程
吹き消えと黄火で囲まれた安定域は狭くなり燃焼
制御をする場合高精度の制御が要求されるなどの
問題点を有していた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
炎口負荷を大きくして燃焼器の小型化を図り、か
つ燃焼量の絞り比を大きくして燃焼装置の使い勝
手を改良するとともに、安定燃焼域を拡大して燃
焼制御を容易にすることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、中央に混
合室とその上方に多数の炎口を備え、混合室の両
側には保炎室、二次空気室をそれぞれ順次配設
し、保炎室には二次空気室との通気口、混合室と
の連通口、および主炎口近傍に設けられた多数の
保炎口を連通させるとともに、二次空気室には主
炎口下流側で主炎口上に形成される火炎に向け空
気を噴出するように設けられた燃焼室に開口する
多数の二次空気口を連通させ、保炎の燃料濃度を
主炎の燃料濃度よりも小さくしたものである。

このことにより、先づ二次空気口により主炎に
強制供給される二次空気により空気不足の結果生
じる黄火限界が後退するとともに、燃焼反応が促
進されるので火炎長が著しく短くなる。

また黄火限界の後退により安定域が拡大される
ので、主炎の混合比を従来の黄火限界付近に、保
炎を通気口と連通口を調整して逆火域より離れた
点にそれぞれ別に設定できることになる。従つて
燃焼量を絞つて混合気噴出速度を下げても保炎は
逆火域を通過したり炎口加熱を生じることがな
い。

さらに供給空気量が少くなつて主炎の燃料濃度
が増し燃焼速度が小さくなつても保炎は主炎と混
合比が異るためまだ十分燃焼速度が大きく主炎の
火炎基部を加熱して燃焼速度を上昇させるので火
炎は安定化する。逆に供給空気量が多くなつた場
合保炎は過剰空気のため燃焼速度が低下し不安定
となるか又は吹き消えるが、主炎そのものの燃焼
速度が空気量と共に増加しているので安定であ
り、保炎の未燃分は主炎の一部で完全燃焼する。
従つて供給空気量の広い範囲で安定した燃焼を行
うことになる。

実施例の説明 以下本発明を給湯器に応用した場合の一実施例
を第２図〜第５図に基づてい説明する。

第２図〜第４図において１は燃焼用空気を供給
するフアンで、その吐出口には二つの二次空気と
一つの一次空気に供給空気を分割するための分割
板２を介してバーナ本体３に接続されている。分
割板２の上流側には制御弁４を途中に備えた燃料
管５の先端に設けられたノズル６がバーナ本体３
に対向させて配設されている。バーナ本体３は左
右対称形で、中央に混合気通路６、絞り口７を備
え傾斜した均圧板８、および混合気通路６と均圧
板８によつて仕切られた混合室９、その下流側に
は多数の主炎口１０が設けられている。また混合
気室９の両側には一対の保炎室１１および二次空
気室１２が順次設けられている。保炎室１１には
混合気室との連通口１３、二次空気室１２との通
気口１４、および主炎口近傍に設けられた保炎口
１５がそれぞれ複数個連通されている。さらに二
次空気室１２には主炎口１０の下流側に燃焼室１
６に開口した多数の二次空気口１７が連通されて
いる。燃焼室１６の下流側には多数のフインを持
つた熱交換器１８があり、さらに排気フード１９
と排気口２０が接続されている。また燃焼室１６
の一部外壁には水管２１が設けられ熱交換器１８
に接続されている。

上記の構成における作用を説明すると、フアン
１により供給された燃焼用空気は、分割板２によ
つてバーナ本体３の中央部にある混合気通路６内
へ供給される一つの一次空気と、両側にある二次
空気室１２内へ供給される二つの二次空気とに分
割される。一方燃料は制御弁４で所定の流量に設
定された後燃料管５を通つて先端のノズル６より
バーナ本体３へ向つて噴射供給され、一次空気と
共に混合気通路６内へ供給される。混合気通路６
内では一次空気と燃料が混合しながら流れ、均圧
板８により混合気室９内へ絞り口７を通つて均一
供給される。混合気室内の混合気は大部分が主炎
口１０を通つて燃焼室１６内へ流出し主炎口上に
主炎Ａを形成する。一部の混合気は連通口１３を
通つて保炎室１１に入る。両側の二次空気室１２
内へ供給された二次空気は大部分が二次空気口１
７を通り主炎口１０上に形成された主炎Ａに向か
つて燃焼室１６内へ噴出される。一部の二次空気
は通気口１４を通つて保炎室１１内へ流入し、混
合気の燃料濃度を混合室内の混合気よりも低下さ
せ保炎口１０を通つて主炎口１０の近傍より燃焼
室１６内へ流出し保炎Ｂを保炎口１０上に形成す
る。燃焼を終えた排ガスは下流の熱交換器１８で
水管２１内を流れる水と熱交換した後排気フード
１９に集められ排気口２０より外気に排出され
る。

ここで二次空気口１７より主炎Ａに強制的に二
次空気が供給されるので第５図に示すように空気
不足の結果生じる黄火限界が後退して安定域が拡
大される。また二次空気噴流による主炎Ａ中の未
燃成分との強制混合により燃焼反応が促進され火
炎長が著しく短くなるので燃焼室の小型化が可能
となる。また上述した様に強制的な主炎Ａへの二
次空気供給により安定域が拡大されるので主炎Ａ
の混合比を大きな範囲で任意に選ぶことができ、
例えば第５図に示した様に従来の黄火限界付近の
点ｃにも設定できる。一方保炎Ｂの混合割合は連
通口１３及び通気口１４を適当に選ぶことにより
主炎Ａの混合比よりも希薄燃料濃度側でかつ逆火
域より離れた点、例えば第５図に示すような点ｄ
又は点d′に任意に設定できる。従つてこの場合こ
のまま燃焼量を絞つてゆけば、従来よりも点d′の
場合のように保炎の逆火又は炎口加熱の始まりが
遅いか又は点ｄの場合のように全く生じないため
絞り比を大きくすることができる。さらに供給空
気量が変動して少くなつた場合第４図イに示す様
に主炎Ａの混合比が大きくなつて燃焼速度が小さ
くなり不安定になつても主炎Ａの両側近傍に設け
られた保炎Ｂの混合比はまだ十分燃焼速度の大き
な混合比になつているため安定しており、主炎Ａ
の火炎基部を加熱して燃焼速度を上昇させるので
主炎Ａは安定化される。逆に供給空気量が多くな
つた場合には第４図ロに示す様に保炎Ｂは過剰空
気のため燃焼速度が低下し不安定となるか又は吹
き消えるが、今度は主炎Ａの混合気が適当な値と
なり燃焼速度も十分大きくなつているので安定で
あり、不安定となつた保炎Ｂの未燃成分は主炎の
一部で完全燃焼をする。このように供給空気量が
変動しても主炎Ａと保炎Ｂの混合比を互いに独立
させて設定してあるため、どちらかが安定火炎を
形成し火炎全体が広い混合比範囲で安定化するこ
とになる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の燃焼装
置によれば以下の効果が得られる。

(1) 二次空気口が主炎口の下流側で主炎に向けて
設ける構成をしており、主炎に二次空気が強制
的に供給され未燃成分と強制混合されるので空
気不足による黄火限界を後退させ安定域を拡大
するとともに、燃焼反応を促進して火炎長を著
しく短くするので燃焼室を小型にでき燃焼装置
の小型化が可能となる。

(2) 連通口より保炎室に入つた混合気は通気口よ
り入る二次空気によりさらに希釈され、主炎と
独立した混合比の保炎を作る構成となつている
ため連通口及び通気口を適切に設定することに
より逆火域を避けた所に混合比を設定し、燃焼
量の絞り比を大きくとれることができるため、
燃焼装置の使い勝手の向上が図れる。

(3) 主炎と保炎の混合比を互いに独立して設定で
きるので、供給空気量が変化してもどちらか一
方が安定火炎を作り火炎全体を安定化するので
燃焼制御を行う場合の許容ばらつきを大きくと
れるので制御を行う場合容易に実現できる。

(4) (1)で前述したように安定域が拡大し、主炎の
混合比を燃料濃度の大きい方に設定できるの
で、第５図に示すように燃料濃度が小さく混合
気噴出速度が大きい場合に発生する振動燃焼を
避けることができ、又ここでは吹き消え限界ま
での安定域が拡大することにより炎口負荷をさ
らに高くすることが可能である。

(5) 主炎と保炎の混合比が異なることにより点火
範囲が広くなり点火操作が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼装置の断面図、第２図は本
発明の燃焼装置の一実施例を示す断面図、第３図
は同装置の一部断面斜視図、第４図は火炎形態の
説明用断面図でイは空気量の少い場合、ロは空気
量の多い場合、第５図は混合比噴出速度を縦軸
に、混合比を横軸にとつて火炎の安定域と燃焼装
置の設定点を示した特性図である。 ９……混合気室、１０……主炎口、１１……保
炎室、１２……二次空気室、１３……連通口、１
４……通気口、１５……保炎口、１６……燃焼
室、１７……二次空気口、Ａ……主炎、Ｂ……保
炎。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中央に混合室とその下流側に多数の主炎口を
   備え、前記混合室の両側には保炎室、二次空気室
   をそれぞれ順次配設し、前記保炎室には前記二次
   空気室との通気口、混合気室との連通口、および
   前記主炎口の近傍に設けられた多数の保炎口を連
   通させるとともに、前記二次空気室には前記主炎
   口の下流側で、前記主炎口に形成される火炎に向
   け空気を噴出するように設けられた多数の二次空
   気口を連通させ、保炎の燃料濃度を主炎の燃料濃
   度よりも小さくした燃焼装置。