(57)【要約】【課題】淡側導入口から導入した気体燃料と空気の混合を促進することが可能なガスバーナ装置を提供する。【解決手段】それぞれ、淡側導入口１１から導入した気体燃料及び空気を混合して淡炎口１２から低濃度混合気を噴出し、濃側導入口１３から導入した気体燃料及び空気を混合して濃炎口１４、１４ａから高濃度混合気を噴出する複数のバーナユニット１５と、各バーナユニット１５の淡側導入口１１に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の淡ノズル部１６と、各バーナユニット１５の濃側導入口１３に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の濃ノズル部１７とを備え、各淡ノズル部１６には、それぞれ気体燃料が吐出する複数の第１のガス吐出口３２、３３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、淡側導入口から導入した気体燃料及び空気を混合して淡炎口から低濃度混合気を噴出し、濃側導入口から導入した気体燃料及び空気を混合して濃炎口から高濃度混合気を噴出する複数のバーナユニットと、
前記各バーナユニットの淡側導入口に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の淡ノズル部と、
前記各バーナユニットの濃側導入口に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の濃ノズル部とを備え、
前記各淡ノズル部には、それぞれ気体燃料が吐出する複数の第１のガス吐出口が設けられていることを特徴とするガスバーナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のガスバーナ装置において、前記淡側導入口は楕円形状又は長円形状であり、該淡側導入口に気体燃料を吹き込む前記淡ノズル部は、該淡側導入口に対向して配置され、該淡ノズル部に設けられた前記複数の第１のガス吐出口は、対向配置された前記淡側導入口の幅方向中心に向かって気体燃料をそれぞれ吐出することを特徴とするガスバーナ装置。
【請求項３】
請求項２記載のガスバーナ装置において、前記各淡ノズル部は、前記複数の第１のガス吐出口が、対向配置された前記淡側導入口の長軸に平行な方向に配されていることを特徴とするガスバーナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスバーナ装置において、前記各濃ノズル部には、気体燃料が吐出する１つの第２のガス吐出口が設けられ、前記第１のガス吐出口及び前記第２のガス吐出口は同じ大きさであることを特徴とするガスバーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘの発生を抑制して濃淡ガス燃焼させるガスバーナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス給湯機では、低ＮＯｘ燃焼をする、所謂、濃淡ガス燃焼により燃焼ガスを発生させて湯を沸かすガスバーナ装置が採用されている。環境保全の観点より、ガスバーナ装置は燃焼ガスの発生に伴って生じるＮＯｘを低減することが好ましく、ＮＯｘの低減化を図ったガスバーナ装置の具体例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のガスバーナ装置は、複数のバーナユニットそれぞれが、空気比（空気過剰率）が高い（例えば、１．７〜２．２）低濃度混合気を噴出する前後方向に長い淡炎口の幅方向外側に、空気比が低い（例えば、０．４〜０．７）高濃度混合気を噴出する濃炎口を具備しており、低濃度混合気及び高濃度混合気による濃淡ガス燃焼によって燃焼ガスを発生させる。
各バーナユニットは、淡側導入口（淡ガス用通路の供給入口）から導入した気体燃料（例えば、都市ガス）及び空気を、淡炎口に達するまでに混合して低濃度混合気とし、濃側導入口（濃ガス用通路の供給入口）から導入した気体燃料及び空気を、濃炎口に達するまでに混合して高濃度混合気とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８２９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、ガスバーナ装置をコンパクトにすべく、バーナユニットのコンパクト化が求められている。
しかしながら、バーナユニットを小さく設計しようとすると、淡側導入口から淡炎口までの流路及び濃側導入口から濃炎口までの流路がそれぞれ短くなって、燃料ガス（気体燃料）と空気が淡炎口もしくは濃炎口に達するまでに十分混合されない。そして、低濃度混合気は、気体燃料と空気の混合が不十分な場合、燃焼が安定しないという課題が生じる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、淡側導入口から導入した気体燃料と空気の混合を促進することが可能なガスバーナ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】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係るガスバーナ装置は、それぞれ、淡側導入口から導入した気体燃料及び空気を混合して淡炎口から低濃度混合気を噴出し、濃側導入口から導入した気体燃料及び空気を混合して濃炎口から高濃度混合気を噴出する複数のバーナユニットと、前記各バーナユニットの淡側導入口に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の淡ノズル部と、前記各バーナユニットの濃側導入口に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の濃ノズル部とを備え、前記各淡ノズル部には、それぞれ気体燃料が吐出する複数の第１のガス吐出口が設けられている。
【０００６】
本発明に係るガスバーナ装置において、前記淡側導入口は楕円形状又は長円形状であり、該淡側導入口に気体燃料を吹き込む前記淡ノズル部は、該淡側導入口に対向して配置され、該淡ノズル部に設けられた前記複数の第１のガス吐出口は、対向配置された前記淡側導入口の幅方向中心に向かって気体燃料をそれぞれ吐出するのが好ましい。
【０００７】
本発明に係るガスバーナ装置において、前記各淡ノズル部は、前記複数の第１のガス吐出口が、対向配置された前記淡側導入口の長軸に平行な方向に配されているのが好ましい。
【０００８】
本発明に係るガスバーナ装置において、前記各濃ノズル部には、気体燃料が吐出する１つの第２のガス吐出口が設けられ、前記第１のガス吐出口及び前記第２のガス吐出口は同じ大きさであるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るガスバーナ装置は、各淡ノズル部に、それぞれ気体燃料が吐出する複数の第１のガス吐出口が設けられているので、複数の第１のガス吐出口から淡側導入口内にそれぞれ吐出された気体燃料が空気を巻き込みながら干渉し合うこととなり、淡側導入口から導入した気体燃料と空気の混合が促進されて略均一の低濃度混合気（淡ガス）にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るガスバーナ装置の説明図である。
【図２】同ガスバーナ装置の一部省略平面図である。
【図３】同ガスバーナ装置が具備するバーナユニットの斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、燃料供給部材の説明図である。
【図５】燃料供給部材の側壁体の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３、図４（Ａ）、（Ｂ）、図５に示すように、本発明の一実施の形態に係るガスバーナ装置１０は、それぞれ、淡側導入口１１から導入した気体燃料及び空気を混合して淡炎口１２から低濃度混合気を噴出し、濃側導入口１３から導入した気体燃料及び空気を混合して濃炎口１４、１４ａから高濃度混合気を噴出する複数のバーナユニット１５と、各バーナユニット１５の淡側導入口１１に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の淡ノズル部１６と、各バーナユニット１５の濃側導入口１３に気体燃料をそれぞれ吹き込む複数の濃ノズル部１７とを備えている。以下、詳細に説明する。
【００１２】
ガスバーナ装置１０は、図１、図２に示すように、上部が開口したバーナケース１８の内側に、濃淡ガス燃焼による燃焼ガスを発生させる複数のバーナユニット１５が収容されている。なお、図１、図２においては、バーナケース１８内に３つのバーナユニット１５のみが間隔を空けて収容されているように記載されているが、実際には、例えば１０〜２０個の複数のバーナユニット１５が、近接して並列配置されている。
【００１３】
バーナケース１８の前側には、図１に示すように、上端から上下方向中心にかけて鉛直に配置された上段板部１９と、上段板部１９の下位置に鉛直に配置され、上段板部１９より後方に設けられた下段板部２０が設けられている。
下段板部２０には、図１、図２に示すように、バーナユニット１５と同数の開口２１が左右方向に等ピッチで形成され、開口２１の形成領域の下方に、バーナユニット１５と同数の開口２２が左右方向に等ピッチで形成されている。開口２１は円形であり、各開口２２は長円形状で長軸が上下方向に沿うように配置され、各開口２１の直下に一つの開口２２が設けられている。
【００１４】
バーナユニット１５は、図３に示すように、前後方向に長く、前側の上下方向中央に円形の濃側導入口１３が設けられ、濃側導入口１３の下方に長円形状の淡側導入口１１が設けられている。淡側導入口１１は長軸が上下方向に沿うように配置され、淡側導入口１１の開口面積は濃側導入口１３の開口面積より大きい。下段板部２０は、図２、図４（Ｂ）に示すように、各開口２１の形成領域及び各開口２２の形成領域がバーナケース１８の内側に向かって窪んでおり、バーナユニット１５は、図２、図４（Ｂ）に示すように、下段板部２０の開口２２の形成領域が淡側導入口１１内に配され、下段板部２０の開口２１の形成領域が濃側導入口１３内に配された状態で、バーナケース１８に取り付けられる。
【００１５】
バーナユニット１５の上側には、図３に示すように、淡側導入口１１に内部流路２３を介して連通する前後方向に長い淡炎口１２と、それぞれ濃側導入口１３に内部流路２４を介して連通する前後方向に長い濃炎口１４、１４ａが形成されている。淡炎口１２は、主として前後方向に長い複数のスリット孔２５からなり、淡炎口１２には、左右方向並びに前後方向にそれぞれ複数のスリット孔２５が近接して配列されている。濃炎口１４、１４ａは淡炎口１２の左右にそれぞれ配置されている。
【００１６】
バーナケース１８の下段板部２０の前側には、図１、図２、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各淡側導入口１１及び各濃側導入口１３に気体燃料を吹き込む燃料供給部材２６が固定されている。燃料供給部材２６は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、下段板部２０に対向して配置された側壁体２７と、側壁体２７の前方に側壁体２７から間隔を空けて配置された側壁体２８を具備し、側壁体２７、２８の間に気体燃料の通路である内側空間部２９が設けられている。
【００１７】
燃料供給部材２６には、図示しない気体燃料の通路である燃料供給管が連結されており、図示しない弁を開くことで、燃料供給管から内側空間部２９に気体燃料が供給される。側壁体２７には、図４（Ａ）、（Ｂ）、図５に示すように、複数の淡側導入口１１の前方にそれぞれ設けられた（複数の淡側導入口１１にそれぞれ対向配置された）複数の淡ノズル部１６と、複数の濃側導入口１３の前方にそれぞれ設けられた（複数の濃側導入口１３にそれぞれ対向配置された）複数の濃ノズル部１７が設けられている。
各淡ノズル部１６は、各淡側導入口１１に向かって突出して形成され、内側に内側空間部２９に連通した小空間部３１が設けられ、小空間部３１には内側空間部２９から気体燃料が送られる。
【００１８】
各淡ノズル部１６は、正面視して長軸が鉛直に沿った長円形状であり、各淡ノズル部１６には、それぞれ小空間部３１に連通した２つ（即ち、複数）のガス吐出口３２、３３（第１のガス吐出口）が上下に間隔を空けて設けられている。ガス吐出口３２、３３は、淡ノズル部１６の幅方向中心に形成され（即ち、ガス吐出口３２、３３は、対向配置された淡側導入口１１の長軸に平行な方向に配され）、内側空間部２９から小空間部３１に送られた気体燃料を、対向して配置された淡側導入口１１の幅方向中心に向かってそれぞれ吐出する。本実施の形態では、ガス吐出口３２、３３からそれぞれ気体燃料が水平に吐出される。
【００１９】
各濃ノズル部１７は、各濃側導入口１３に向かって突出し、内側に内側空間部２９に連通した小空間部３４が設けられ、小空間部３４には内側空間部２９から気体燃料が送られる。各濃ノズル部１７は、正面視して円形であり、各濃ノズル部１７には、小空間部３４に連通した１つのガス吐出口３５（第２のガス吐出口）が設けられている。ガス吐出口３５は、濃ノズル部１７の中央に形成され、内側空間部２９から小空間部３４に送られた気体燃料を、対向して配置された濃側導入口１３の中心に向かって水平に吐出する。
【００２０】
ガス吐出口３２、３３、３５は、円形で径が同じ（同じ大きさ）である。本実施の形態では、ガス吐出口３２、３３、３５の直径が０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、淡ノズル部１６から当該淡ノズル部１６に対向配置された開口２２までの距離、及び、濃ノズル部１７から当該濃ノズル部１７に対向配置された開口２１までの距離は、それぞれ等しく、０ｍｍを超え４ｍｍ以下の範囲である。
【００２１】
ガスバーナ装置１０は、下段板部２０と燃料供給部材２６の間に空気が流入する構造を具備し、当該空気は、ガス吐出口３２、３３から淡側導入口１１に吹き付けられる気体燃料と共に淡側導入口１１に進入し、当該空気は、ガス吐出口３５から濃側導入口１３に付き付けられる気体燃料と共に濃側導入口１３に進入する。淡側導入口１１に進入し内部流路２３内で空気及び気体燃料が混合されて淡炎口１２から噴出する低濃度混合気は、空気比が１．７〜２．２であり、濃側導入口１３に進入し内部流路２４内で空気及び気体燃料が混合されて濃炎口１４、１４ａから噴出する高濃度混合気は、空気比が０．４〜０．７である。
【００２２】
各淡側導入口１１に対し、２つのガス吐出口３２、３３から気体燃料を吹き入れるようにしているのは、１つのガス吐出口から気体燃料を吹き入れるのに比べ、内部流路２３内での気体燃料と空気が均一に混合されるようにするためである。これは、ガス吐出口３２、３３からそれぞれ吹き出た気体燃料が内部流路２３内で空気を巻き込みながら干渉し合うことでより効果的に混合（度合い）が促進されることによるものである。
また、ガスバーナ装置１０は、各バーナユニット１５の淡炎口１２及び濃炎口１４、１４ａからそれぞれ噴出する低濃度混合気及び高濃度混合気を燃焼させることによって、燃焼ガスを発生させ、バーナケース１８の上方に配された図示しない熱交換器に燃焼ガスを供給し、熱交換器は燃焼ガスを熱源に水を加熱する。
【００２３】
本実施の形態では、まず、ダイキャストによって、それぞれガス吐出口３２、３３が未形成の複数の淡ノズル部１６と複数のガス吐出口３５が未形成の複数の濃ノズル部１７とを具備する側壁体２７を形成する。この際、淡ノズル部１６のガス吐出口３２、３３の形成予定箇所には小空間部３１側からそれぞれすり鉢状の窪み（へこみ、凹）が形成され、濃ノズル部１７のガス吐出口３５の形成予定箇所には小空間部３４側からすり鉢状の窪み（へこみ、凹）が形成されている。
【００２４】
そして、淡ノズル部１６の裏側にすり鉢状の窪みが形成された２箇所に正面側から針状のドリルを順次貫通させて、ガス吐出口３２、３３をそれぞれ形成し、濃ノズル部１７の小空間部３４側にすり鉢状の窪みが形成された箇所に正面側から針状のドリルを貫通させて、ガス吐出口３５を形成する。このようにガス吐出口３２、３３、３５を形成した際に小空間部３１、３４側にバリが生じないようにしている。
また、ガス吐出口３５がガス吐出口３２、３３と同じ大きさであることから、ガス吐出口３５の形成には、ガス吐出口３２、３３の形成に使用されるドリルを使用することが可能である。よって、異なるドリルを使用するのに比べ、ガス突出口を形成する作業の効率化が図られている。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
各淡ノズル部に２つのガス吐出口が形成された第１、第２の燃料供給部材と、各淡ノズル部に１つのガス吐出口が形成された第３、第４の燃料供給部材を用意した。第１、第３の燃料供給部材はＬＰＧ（気体燃料の一例）用であり、第２、第４の燃料供給部材は都市ガス（気体燃料の一例）用である。第３、第４の燃料供給部材の各淡ノズル部に形成されたガス吐出口は、第１、第２の燃料供給部材の各淡ノズル部に形成された２つのガス吐出口を合わせた大きさとした。
【００２６】
そして、燃料供給部材の無い３パターンのガスバーナ装置を準備し、それぞれに第１、第２、第３、第４の燃料供給部材を順次取り付け、ＬＰＧ又は都市ガスを供給して、燃焼音の大きさ（オーバーオール値）を計測した。第１、第２の燃料供給部材を取り付けた場合を「実施例」とし、第３、第４の燃料供給部材を取り付けた場合を「比較例」とする。なお、第１、第３の燃料供給部材を取り付けた際にはＬＰＧを供給し、第２、第４の燃料供給部材を取り付けた際には都市ガスを供給したのは言うまでもない。
実験結果を表１に示す。比較例に係る３つのガスバーナ装置それぞれで燃料供給部材にＬＰＧを供給する場合のみ、計測を２回ずつ行った。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
実験結果より、実施例は比較例に比べ、燃焼音が小さいことが確認できた。低濃度混合気の気体燃料と空気の混合が不十分であればあるほど、炎が乱れて燃焼音が大きくなる傾向があることから、実施例は比較例と比較して、低濃度混合気の気体燃料と空気の混合が十分になされていたことが分かった。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、淡側導入口が長円形状である必要や、濃側導入口が円形である必要はなく、淡ノズル部が長円形状である必要や、濃ノズル部が円形である必要はない。例えば、淡側導入口及び淡ノズル部が楕円形状であってもよいし、他の形状であってもよい。そして、淡側導入口が長円形状である場合、淡ノズル部の各ガス吐出口が淡側導入口の幅方向中心に向かって気体燃料を吐出する必要や、各淡ノズル部の複数のガス吐出口が対向配置された淡側導入口の長軸に平行な方向に配されている必要はない。
【００３０】
また、各淡ノズル部に３つ以上のガス吐出口を設けてもよい。
更に、各淡ノズル部に形成された複数のガス吐出口は同じ大きさである必要はなく、各濃ノズル部に形成されたガス吐出口の大きさは、各淡ノズル部に形成された複数のガス吐出口のいずれの大きさとも異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０：ガスバーナ装置、１１：淡側導入口、１２：淡炎口、１３：濃側導入口、１４、１４ａ：濃炎口、１５：バーナユニット、１６：淡ノズル部、１７：濃ノズル部、１８：バーナケース、１９：上段板部、２０：下段板部、２１、２２：開口、２３、２４：内部流路、２５：スリット孔、２６：燃料供給部材、２７、２８：側壁体、２９：内側空間部、３１：小空間部、３２、３３：ガス吐出口、３４：小空間部、３５：ガス吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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