(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部とを近接配置した濃淡燃焼バーナを有する燃焼装置において、
前記バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出するためのノズルが列設されたノズルホルダを交換可能に装備し、
使用する燃焼ガスの種類に応じて、前記ノズルホルダとして前記濃燃焼バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出しかつ前記淡燃焼バーナ部を二次空気の供給路として用いるために前記淡燃焼バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出しないものを使用し、または、前記ノズルホルダとして前記濃燃焼バーナ部と前記淡燃焼バーナ部の双方に燃焼ガスを噴出するものを使用することを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部とを近接配置した濃淡燃焼バーナを有する燃焼装置において、
前記バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出するためのノズルが列設されたノズルホルダを交換可能に装備し、
前記燃焼ガスとして低カロリーガスを用いるときは前記淡燃焼バーナ部を二次空気の供給路として用いるために前記ノズルホルダとして前記濃燃焼バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出しかつ前記淡燃焼バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出しないものを使用し、他の燃焼ガスを用いるときは前記淡燃焼バーナ部を燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させるバーナとして用いるために前記ノズルホルダとして前記濃燃焼バーナ部と前記淡燃焼バーナ部の双方に燃焼ガスを噴出するものを使用することを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】
前記淡燃焼バーナ部を二次空気の供給路として用いるとき、前記淡燃焼バーナ部の吸入口にその開口面積を小さく制限して流入する空気量を調整するためのダンパ手段を取付けることを特徴とする請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３の何れか一項に記載の燃焼装置から成ることを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部とを近接配置した濃淡燃焼バーナを有する燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼ガスの燃焼方式としては、燃焼ガスを二次空気とともに燃焼させるブンセン、セミブンセン方式が、ガス種にかかわらず主流であったが、近年は、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の低減を目的として、１２Ａや１３Ａなど高カロリの燃焼ガスについては、いわゆる濃淡燃焼方式が採用されている。
【０００３】
濃淡燃焼とは、燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナの近傍に燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナを配置して燃焼させるものである。濃淡燃焼方式では、濃燃焼バーナから出る混合気と淡燃焼バーナから出る混合気を平均したときにほぼ理想の空気比が得られるようになっており、濃燃焼バーナから出る濃い混合気に対する二次空気が淡燃焼バーナから出る濃度の低い混合気から供給されるようになっている。
【０００４】
ところで、５Ｃ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、６Ａなどの低カロリの燃焼ガスを使用する地域は年々減少し、順次、１２Ａや１３Ａなどの高カロリのものにガス種の切り替えが行われている。給湯器などの燃焼装置を低カロリーガス仕様から１３Ａなどの高カロリーガス仕様に熱量変更するときは、主に、ガス供給管からバーナに向けて燃焼ガスを噴出するノズルの径と給気ダンパの変更で対応し、燃焼方式自体は、低カロリーガスのときのブンセン、セミブンセン式をそのまま用いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置では、現場で、給湯器等の燃焼装置を低カロリーガス仕様から、高カロリーガス仕様に切り替えると、燃焼方式がブンセン、セミブンセン方式のままなので、１３Ａなど濃淡燃焼の可能なガス種に変更しても、排ガス中の窒素酸化物濃度を低減して環境の改善に貢献することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、使用するガス種を低カロリのものから高カロリのものに変更する際に、燃焼方式をブンセン、セミブンセンから濃淡燃焼に容易に切り替えることのできる燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部（３０）と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部（４０）とを近接配置した濃淡燃焼バーナ（２０）を有する燃焼装置において、
前記バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出するためのノズルが列設されたノズルホルダ（５０、６０）を交換可能に装備し、
使用する燃焼ガスの種類に応じて、前記ノズルホルダ（５０）として前記濃燃焼バーナ部（３０）に向けて燃焼ガスを噴出しかつ前記淡燃焼バーナ部（４０）を二次空気の供給路として用いるために前記淡燃焼バーナ部（４０）に向けて燃焼ガスを噴出しないものを使用し、または、前記ノズルホルダ（６０）として前記濃燃焼バーナ部（３０）と前記淡燃焼バーナ部（４０）の双方に燃焼ガスを噴出するものを使用することを特徴とする燃焼装置。
［２］燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部（３０）と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部（４０）とを近接配置した濃淡燃焼バーナ（２０）を有する燃焼装置において、
前記バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出するためのノズルが列設されたノズルホルダ（５０、６０）を交換可能に装備し、
前記燃焼ガスとして低カロリーガスを用いるときは前記淡燃焼バーナ部（４０）を二次空気の供給路として用いるために前記ノズルホルダ（５０、６０）として前記濃燃焼バーナ部（３０）に向けて燃焼ガスを噴出しかつ前記淡燃焼バーナ部（４０）に向けて燃焼ガスを噴出しないものを使用し、他の燃焼ガスを用いるときは前記淡燃焼バーナ部（４０）を燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させるバーナとして用いるために前記ノズルホルダ（６０）として前記濃燃焼バーナ部（３０）と前記淡燃焼バーナ部（４０）の双方に燃焼ガスを噴出するものを使用することを特徴とする燃焼装置。
【００１０】
［３］前記淡燃焼バーナ部（４０）を二次空気の供給路として用いるとき、前記淡燃焼バーナ部（４０）の吸入口（４１）にその開口面積を小さく制限して流入する空気量を調整するためのダンパ手段（４２）を取付けることを特徴とする項［１］または項［２］記載の燃焼装置。
［４］前記項［１］から項［３］の何れか一項に記載の燃焼装置から成ることを特徴とする給湯器。
【００１１】
前記本発明は次のように作用する。
バーナとして、燃料ガス濃度の高い混合気を燃焼させる濃燃焼バーナ部（３０）と燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させる淡燃焼バーナ部（４０）とを近接配置した濃淡燃焼バーナ（２０）を採用し、燃焼ガスとして低カロリーガスを用いるときには、淡燃焼バーナ部（４０）を二次空気の供給路として用いる。
【００１２】
たとえば、仕向け地が低カロリーガスを用いる地域であっても、燃焼装置に予め濃淡燃焼バーナ（２０）を取付け、工場出荷時は、その淡燃焼バーナ部（４０）が二次空気の供給路として使用されるように燃料噴出ノズル等を設定しておく。これにより、その仕向け地で後にガス種が１３Ａなどの高カロリタイプに変更されたときには、バーナユニット全体を交換することなく、燃料噴出ノズルを含むノズルホルダ（５０、６０）部分の交換だけで燃焼方式を濃淡燃焼に変えることができる。
【００１３】
すなわち、本燃焼装置および給湯器では、使用する燃焼ガスのガス種（低カロリーガスか高カロリーガスか）に応じて、淡燃焼バーナ部（４０）を燃焼ガス濃度の低い混合気を燃焼させるためのバーナとして用いるか二次空気の供給路として用いるかを切り換えている。
【００１４】
より具体的には、バーナ部に向けて燃焼ガスを噴出するためのノズルが列設されたノズルホルダ（５０、６０）を交換可能な構成とし、燃焼ガスとして低カロリーガスを用いるときはノズルホルダ（５０）として濃燃焼バーナ部（３０）に向けて燃焼ガスを噴出しかつ淡燃焼バーナ部（４０）に向けて燃焼ガスを噴出しないものを使用し、他の燃焼ガス（高カロリーガス）を用いるときはノズルホルダ（６０）として濃燃焼バーナ部（３０）と淡燃焼バーナ部（４０）の双方に燃焼ガスを噴出するものを使用する。
【００１５】
なお、淡燃焼バーナ部（４０）を二次空気の供給路として用いるときには、淡燃焼バーナ部（４０）の吸入口（４１）にダンパ手段（４２）を取付け、吸入口の開口面積を小さく制限して流入する空気量を調整するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
図１および図２は、本発明にかかる燃焼装置１０の主要部を模式的に表したもので、このうち図１は、淡燃焼バーナ部４０を二次空気供給路として使用する場合を、図２は、濃淡燃焼バーナ２０を本来の濃淡バーナとして使用する場合を示している。
【００１７】
燃焼装置１０は、燃焼室１１と、濃淡燃焼バーナ２０と、低カロリ用ノズルホルダ５０または濃淡燃焼用ノズルホルダ６０のうちのいずれかと、燃焼ファン１２とを有している。
【００１８】
濃淡燃焼バーナ２０は、燃料ガス濃度の高い混合気（濃ガス）を燃焼させる濃燃焼バーナ部３０と燃焼ガス濃度の低い混合気（淡ガス）を燃焼させる淡燃焼バーナ部４０とを一列交代に近接配置した構造を成している。濃燃焼バーナ部３０および淡燃焼バーナ部４０はそれぞれ独立した吸入口３１、４１を有している。
【００１９】
低カロリ用ノズルホルダ５０および濃淡燃焼用ノズルホルダ６０は、供給元から送られてくる燃焼ガスを、バーナの吸入口に向けて噴出するためのノズル５１、５２、６１、６２を列設したものである。図１の低カロリ用ノズルホルダ５０は、濃燃焼バーナ部３０の各吸入口３１に対向配置されたノズル５１からのみ燃焼ガスが噴出し、淡燃焼バーナ部４０の各吸入口４１に対向配置されたノズル５２は封鎖され、燃焼ガスが噴出しない構成になっている。
【００２０】
図２の濃淡燃焼用ノズルホルダ６０は、濃燃焼バーナ部３０の各吸入口３１に対応配置されたノズル６１と淡燃焼バーナ部４０の各吸入口４１に対向配置されたノズル６２の双方からそれぞれ燃焼ガスが噴出するようになっている。但し、濃燃焼バーナ部３０に向けて燃焼ガスを噴出するノズル６１の方が、淡燃焼バーナ部４０に向けて燃焼ガスを噴出するノズル６２よりもその孔径が大きく設定され、ノズル６２よりも多くの燃焼ガスが噴出するように構成されている。なお、図１に示すものでは、淡燃焼バーナ部４０の吸入口４１に、その開口面積を小さくして流入する空気量を調整するためのダンパ板４２を取り付けてある。
【００２１】
図３は、濃淡燃焼バーナ２０の実物の斜視図であって、その炎孔を部分拡大視したものである。また図４ａは、濃燃焼バーナ部３０の上面および縦断面を示し、図４ｂは、淡燃焼バーナ部４０の上面および縦断面を示している。さらに図４ｃは、濃淡燃焼バーナ２０に低カロリ用ノズルホルダ５０または濃淡燃焼用ノズルホルダ６０を取り付けた状態の縦断面を示している。
【００２２】
図４ａに示すように濃燃焼バーナ部３０は、下向きに開口した吸入口３１を有し、通路部３３を通じて混合気を各濃燃焼用炎孔３４に導くようになっている。淡燃焼バーナ部４０は、図４ｂに示すように、横向きに開口した吸入口４１を有し、通路部４３を通じて混合気あるいは二次空気を各淡燃焼用炎孔４４に導くようになっている。
【００２３】
低カロリ用ノズルホルダ５０または濃淡燃焼用ノズルホルダ６０は、図３では、手前下部の切欠き箇所に配置され、図４ｃに示すように、ノズル５１またはノズル６１は、上方の吸入口３１に臨み、閉鎖されたノズル５２またはノズル６２は、側方の吸入口４１に臨むように配置されている。
【００２４】
次に作用を説明する。
図１に示すように低カロリ用ノズルホルダ５０を取り付けたものでは、ノズル５１から燃焼ガスが噴出するので、吸入口３１から濃燃焼バーナ部３０の中に燃焼ガスが送り込まれ、その炎孔から噴出する。一方、吸入口４１と対向配置されたノズル５２は封鎖されているので、燃焼ファン１２からの空気が吸入口４１を通じて淡燃焼バーナ部４０の中に入り、淡燃焼バーナ部４０の炎孔からは二次空気が噴出する。このように、低カロリ用ノズルホルダ５０を用いたものでは、濃燃焼バーナ部３０の炎孔両脇から二次空気が噴出するので、ブンセン、セミブンセン方式の燃焼が行われる。
【００２５】
図２に示すように、図１と同一の濃淡燃焼バーナ２０を用いつつノズルホルダを濃淡燃焼用ノズルホルダ６０に変更したものでは、吸入口４１と対向配置されたノズル６２からも燃焼ガスが噴出する。またノズル６１からの燃料噴出量がノズル６２よりも多く、かつ図４に示すように吸入口４１の開口面積を吸入口３１のそれよりも大きく設定してある。その結果、濃燃焼バーナ部３０の炎孔からは燃料ガス濃度の高い混合気（濃ガス）が、淡燃焼バーナ部４０の炎孔からは燃料ガス濃度の低い混合気（淡ガス）がそれぞれ噴出し、いわゆる濃淡燃焼が行われる。
【００２６】
したがって、濃淡燃焼に対応した濃淡燃焼バーナ２０を当初から採用しておけば、ノズルホルダを交換するだけで、燃焼方式をブンゼン、セミブンゼン方式と濃淡燃焼方式とに容易に切り換えることができる。そこで、５Ｃ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、６Ａなどの低カロリーガスを使用する場合には、濃淡燃焼バーナ２０と低カロリ用ノズルホルダ５０とを組合せて用い、淡燃焼バーナ部４０を二次空気の供給路に利用し、ブンゼン、セミブンゼン方式での燃焼を行わせる。一方、燃焼ガスとして１２Ａや１３Ａなどの高カロリタイプを用いる場合には、ノズルホルダとして濃淡燃焼用ノズルホルダ６０を採用し、濃淡燃焼バーナ２０で濃淡燃焼を行わせる。
【００２７】
特に、仕向け地のガス種が低カロリタイプである場合には、後にその地域のガス種が高カロリーガスに切り替わる場合を考慮して、工場出荷時から、バーナとしては濃淡燃焼バーナ２０を採用し、これに低カロリ用ノズルホルダ５０を組み合わせておく。これにより、仕向け地で低カロリーガスが用いられている間は、ブンゼン、セミブンゼン方式での燃焼が行われる。そして、その地域のガス種が、１２Ａや１３Ａなどの高カロリーガスに切り替わるときには、作業者が現場でノズルホルダを低カロリ用ノズルホルダ５０から濃淡燃焼用ノズルホルダ６０に交換する。
【００２８】
これにより、熱量変更への対応と濃淡燃焼方式への切替えとを同時に行うことができる。また高カロリーガスを濃淡燃焼方式で燃焼させることができるので、排ガス中に含まれる窒素酸化物濃度を、ブンゼン、セミブンゼン方式で燃焼させる場合の約１２０ｐｐｍに比べて６０ｐｐｍ程度まで低減することができ、地球環境の保全に貢献することができる。
【００２９】
なお、淡燃焼バーナ部４０の有する吸入口４１の開口面積は、濃淡燃焼を行う場合を基準に設定してある。このため低カロリ用ノズルホルダ５０を採用して淡燃焼バーナ部４０を二次空気の供給路として用いる場合には、過剰に二次空気が供給されないように吸入口４１の開口面積をダンパ板４２によって調整（制限）している。
【００３０】
以上説明した実施の形態では、当初、低カロリ用ノズルホルダ５０を取り付け、後に高カロリーガスへの変更に対応してノズルホルダを濃淡燃焼用ノズルホルダ６０に取り替えたが、仮に、ガス種が高カロリのものから低カロリのものに変更されるとした場合には、ノズルホルダを濃淡燃焼用ノズルホルダ６０から低カロリ用ノズルホルダ５０に交換すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼装置および給湯器によれば、はじめから濃淡燃焼バーナを採用しておき、燃焼ガスとして低カロリーガスを用いる間は、淡燃焼バーナ部を二次空気の供給路に利用してブンゼン、セミブンゼン方式での燃焼を行わせるので、仕向け地のガス種が高カロリーガスに変更されたときは、ノズルホルダを交換するだけで、熱量変更とともに燃焼方式を本来の濃淡燃焼に切り換えることができ、低ＮＯｘ化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の主要部であって淡燃焼バーナ部を二次空気の供給路として用いるものを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の主要部であって濃淡燃焼を行う状態のものを示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の濃淡燃焼バーナを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する濃淡燃焼バーナの各部の縦断面図である。
【符号の説明】
１０…燃焼装置
１１…燃焼室
１２…燃焼ファン
２０…濃淡燃焼バーナ
３０…濃燃焼バーナ部
３１、４１…吸入口
３３、４３…通路部
３４…濃燃焼用炎孔
４０…淡燃焼バーナ部
４２…ダンパ板
４４…淡燃焼用炎孔
５０…低カロリ用ノズルホルダ
５１、６１、６２…ノズル
５２…封鎖されたノズル
６０…濃淡燃焼用ノズルホルダ
【図１】
0004015775.tif 000002
【図２】
0004015775.tif 000003
【図３】
0004015775.tif 000004
【図４】
0004015775.tif 000005