(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、前記第二濃混合気室に設けた混合促進手段とを備えた燃焼装置。
【請求項２】
混合促進手段は、第二濃バーナ形成板を内向に突出させて第一濃バーナ形成板と密着させることにより形成した請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、第二濃混合気室において前記連通手段の直上流に位置する逆流防止手段とを備えた燃焼装置。
【請求項４】
逆流防止手段は、第二濃バーナ形成板を内向に突出させて第一濃バーナ形成板と密着させることにより形成した請求項３記載の燃焼装置。
【請求項５】
希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、共通濃混合気室と前記第一濃混合気室の間に設けた制限手段とを備えた燃焼装置。
【請求項６】
制限手段は、第一濃バーナ形成板を内向に突出させて希薄バーナ形成板と密着させることにより形成した請求項５記載の燃焼装置。
【請求項７】
希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段を備え、前記連通手段は、希薄バーナ形成板を外向に突出させた外向連通突出部と、前記外向連通突出部に設けた連通口と、第一濃バーナ形成板を内向に突出させ希薄バーナ形成板と密着させた内向連通突出部と、前記内向連通突出部に設け前記外向連通突出部が貫通する貫通口とを備えた燃焼装置。
【請求項８】
希薄バーナ形成板に内包される複数枚の炎口分割板を備え、前記炎口分割板は長手方向の断面が波型である波型部を有するとともに前記波型部の頂部近傍を略円弧形状とし、複数の前記炎口分割板の前記頂部が互いに密着するように配置して小分割された希薄炎口を形成した請求項１〜８記載の燃焼装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の燃焼装置をバーナユニットとして構成し、前記バーナユニットの外側に突起を設けて前記バーナユニットを複数隣接配置し、前記突起を隣に配置されるバーナユニットと密着させた燃焼装置。
【請求項１０】
第一濃炎口から噴出する第一濃混合気は可燃限界外の過濃混合気とした請求項１〜９のいずれか１項記載の燃焼装置。
【請求項１１】
希薄炎口への燃料供給量を第一、第二濃炎口への燃料供給量より多く設定した請求項１〜１０のいずれか１項記載の燃焼装置。
【請求項１２】
希薄炎口からの混合気の噴出速度を第一、第二濃炎口からの混合気の噴出速度より速く設定した請求項１〜１１のいずれか１項記載の燃焼装置。
【請求項１３】
希薄炎口の炎口面積を第一、第二濃炎口の炎口面積より大きく設定した請求項１〜１２のいずれか１項記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として家庭用または業務用の燃焼装置において特に超低ＮＯｘ化を図った燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境保全が叫ばれる中、燃焼装置の排気ガス中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）等の環境負荷物質のさらなる低減が求められている。
【０００３】
従来のこの種の燃焼装置は特開２０００−２３４７０９号公報に記載されているようなものが一般的であった。この燃焼装置を図７に示す。希薄バ−ナ１には希薄混合気を内包する希薄混合気室２が希薄炎口３に連接しており、希薄バ−ナ１の両側には第一濃混合気室４を内包し第一濃炎口５に連接した第一濃バーナ６が密着して設けられている。第一濃バーナ６の外側には第二濃混合気室７を内包し第二濃炎口８に連接した第二濃バーナ９が同様に密着して設けられ、これら希薄バ−ナ１とその両側の第一濃バーナ６と更にその両側に設けられた第二濃バーナ９が一体化されてバーナユニット１０を構成している。バ−ナケ−ス１１内にはこのバーナユニット１０が複数個収納され燃焼室１２と連接している。またバ−ナケ−ス１１の上流側には燃料を供給する燃料管１３と燃焼用空気を供給するファン１４が設けられている。
【０００４】
ここで燃料管１３およびファン１４の下流側には希薄混合器１５、第一濃混合器１６、第二濃混合器１７がそれぞれ分岐された供給系に設けられ、各混合器には、燃料系の中に希薄燃料調節手段１８、第一濃燃料調節手段１９、第二濃燃料調節手段２０および空気系の中に希薄空気調節手段２１、第一濃空気調節手段２２、第二濃空気調節手段２３が介され各混合器に接続されている。そして希薄混合器１５と希薄混合気室２は希薄通路２４で、第一濃混合器１６と第一濃混合気室４は第一濃通路２５で、第二濃混合器１７と第二濃混合気室７は第二濃通路２６でそれぞれ接続されている。各通路には他のバーナユニット１０に各混合気を供給する分岐路２７ａ、２７ｂ、２７ｃが設けられている。また空気供給系は各混合器と接続する以外に空気調節手段２８を介してバ−ナケ−ス１１に接続する空気路２９が設けられている。
【０００５】
上記構成において、燃料管１３から供給された燃料は３つに分岐され希薄燃料調節手段１８、第一濃燃料調節手段１９、第二濃燃料調節手段２０で所定の分配比に調節された後希薄混合器１５、第一濃混合器１６、第二濃混合器１７にそれぞれ供給される。またファン１４から供給された燃焼用空気は一部が空気調節手段２８で所定の流量に調節された後空気路２９を通ってバ−ナケ−ス１１に供給され、各バーナモジュール１０との隙間を通過して燃焼室１２に流出する。大部分の燃焼用空気は３つに分岐され希薄空気調節手段２１、第一濃空気調節手段２２、第二濃空気調節手段２３で所定の分配比に調節された後希薄混合器１５、第一濃混合器１６、第二濃混合器１７にそれぞれ供給される。そして大部分の燃料が希薄燃料調節手段１８で、大量の燃焼用空気が希薄空気調節手段２１で希薄混合器１５に供給され均一な希薄混合気となって希薄通路２４および分岐路２７ａを通って各バーナユニット１０に設けられた希薄バ−ナ１の希薄混合気室２に供給される。希薄混合気室２に供給された希薄混合気は希薄炎口３から燃焼室１２内に噴出され火炎温度が低く極めてＮＯｘ濃度が低い希薄火炎Ａを形成する。
【０００６】
次に少量の燃料が第一濃燃料調節手段１９で、極めて少量の燃焼用空気が第一濃空気調節手段２２で流量調節され第一濃混合器１６に供給され均一な過濃混合気となって第一濃通路２５および分岐路２７ｂを通って各バーナユニット１０に設けられた第一濃混合気室４に供給される。第一濃混合気室４に供給された過濃混合気は第一濃炎口５から燃焼室１２内に低速で流出し、熱分解を受けて多量の活性な化学種を生成しこの拡散供給によって希薄火炎Ａの基部に燃焼反応が極めて活発な「高温・高反応域」Ｂを形成し、大量の希薄火炎Ａを両側の基部で安定化させる過濃火炎Ｃを形成する。また次に極めて少量の燃料が第二濃燃料調節手段２０で、少量の燃焼用空気が第二濃空気調節手段２３で流量調節され第二濃混合器１７に供給され理論混合比に近い均一な濃混合気となって第二濃通路２６および分岐路２７ｃを通って各バーナユニット１０に設けられた第二濃混合気室７に供給される。第二濃混合気室７に供給された濃混合気は第二濃炎口８から燃焼室１２内に低速で流出し、安定した濃火炎Ｄを形成すると共に、第一濃バーナ６の過濃混合気を着火して過濃火炎Ｃを発生させ、同時にバーナユニット１０間から供給される二次空気で完全燃焼する。
【０００７】
このように、これら三種類の混合気濃度を有する燃焼により、安定した濃火炎Ｄで過濃火炎Ｃを着火させ、多量の活性な反応化学種いわゆるラジカルを希薄火炎Ａの基部に拡散供給して「高温・高反応域」Ｂを形成し、希薄火炎Ａを強固に安定させる。これにより濃混合気と希薄混合気の二種類の濃度の混合気を燃焼させる従来のいわゆる濃淡燃焼に比べ、希薄火炎Ａの燃焼割合を多くし、混合気をより希薄にすることができ、希薄火炎から発生するＨＣを抑制しつつ、火炎温度の抑制によって超低ＮＯｘを実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の燃焼装置では、三種類の濃度の混合気を形成するため三系統の燃料調節手段、空気調節手段および混合器を必要とし、またバーナモジュール１０は独立した三種類のバーナを密着配置している。このため構成が複雑化し、重量が重く、高コスト化する課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、第一濃混合気室および第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、希薄混合気室と第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、第二濃混合気室に設けた混合促進手段とを備えている。
【００１０】
そして、連通手段を通じて第二濃混合気室に希薄混合気を流入させ、混合促進手段により希薄混合気と過濃混合気を充分に混合させ、均一な濃混合気を生成させる。よって第一濃混合気室と第二濃混合気室にそれぞれ対応した燃料・空気導入口を設ける必要がなく、簡素、小型、安価でありながら、均一に混合させた三種類の濃度の混合気を燃焼させることができ、結果的に超低ＮＯｘを実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、前記第二濃混合気室に設けた混合促進手段とを備えている。
【００１２】
そして、連通手段を通じて第二濃混合気室に希薄混合気を流入させるとともに共通濃混合気室から第二濃混合気室に過濃混合気を流入させる。さらに第二濃混合気室に設けた混合促進手段により、混合促進手段の近傍で流れの渦を発生させ、希薄混合気と過濃混合気を充分に混合させ、均一な濃混合気を生成させる。よって第一濃混合気室と第二濃混合気室にそれぞれ対応した燃料・空気導入口を設ける必要がなく、簡素、小型、安価でありながら、均一に混合させた三種類の濃度の混合気を燃焼させることができ、上述したように超低ＮＯｘを実現できる。また希薄バーナ形成板は希薄炎口と第一濃炎口の形成を兼ね、一方第一濃バーナ形成板は第一濃炎口と第二濃炎口の形成を兼ねているため、バーナユニットを構成する板金等の材料を最小限にすることができ、燃焼装置全体を軽量で安価に製作できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、混合促進手段を、第二濃バーナ形成板を内向に突出させて第一濃バーナ形成板と密着させることにより形成している。
【００１４】
そして、別部材を設けることなく混合促進手段を形成できるとともに、第二濃バーナ形成板の湾曲を防止して第二濃混合気室の流路厚みを所望値に管理できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、第二濃混合気室において前記連通手段の直上流に位置する逆流防止手段とを備えている。
【００１６】
そして、逆流防止手段により希薄混合気が上流側に流れて共通濃混合気室に流入することを防ぎ、共通濃混合気室で所望の過濃混合気を生成できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、逆流防止手段を、第二濃バーナ形成板を内向に突出させて第一濃バーナ形成板と密着させることにより形成している。
【００１８】
そして、別部材を設けることなく逆流防止手段を形成できるとともに、第二濃バーナ形成板の湾曲を防止して第二濃混合気室の流路厚みを所望値に管理できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段と、共通濃混合気室と前記第一濃混合気室の間に設けた制限手段とを備えている。
【００２０】
そして、制限手段により第一濃混合気室への過濃混合気の流入量を調整して、所望値に設定できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、制限手段を、第一濃バーナ形成板を内向に突出させて希薄バーナ形成板と密着させることにより形成している。
【００２２】
そして、別部材を設けることなく制限手段を形成できるとともに、第一濃バーナ形成板の湾曲を防止して第一濃混合気室の流路厚みを所望値に管理できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、希薄炎口と希薄混合気室を形成する希薄バーナ形成板と、前記希薄バーナ形成板に接合して第一濃炎口と第一濃混合気室を形成する第一濃バーナ形成板と、前記第一濃バーナ形成板に接合して第二濃炎口と第二濃混合気室を形成する第二濃バーナ形成板と、前記第一濃混合気室および前記第二濃混合気室に連通する共通濃混合気室と、前記希薄混合気室と前記第二濃混合気室とを連通させる連通手段を備え、前記連通手段は、希薄バーナ形成板を外向に突出させた外向連通突出部と、前記外向連通突出部に設けた連通口と、第一濃バーナ形成板を内向に突出させ希薄バーナ形成板と密着させた内向連通突出部と、前記内向連通突出部に設け前記外向連通突出部が貫通する貫通口とを備えている。
【００２４】
そして、連通手段を外向連通突出部と内向連通突出部で構成したことにより、外向連通突出部の突出長さを最小限にして希薄混合気室と第二濃混合気室とを連通させることができ、プレス加工時における外向連通突出部近傍の亀裂発生を未然に防ぐことができる。また内向連通突出部を希薄バーナ形成板と密着させたことにより、貫通口を通じて圧力の高い第二濃混合気室から圧力の低い第一濃混合気室へ混合気が流入することを防ぎ、第一濃混合気室の過濃混合気をそのままの濃度で第一濃炎口より噴出させることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、希薄バーナ形成板に内包される複数枚の炎口分割板を備え、前記炎口分割板は長手方向の断面が波型である波型部を有するとともに前記波型部の頂部近傍を略円弧形状とし、複数の前記炎口分割板の前記頂部が互いに密着するように配置して小分割された希薄炎口を形成している。
【００２６】
そして、炎口分割板の変形を未然に防止して小入力時の逆火を防止でき、入力可変範囲を拡大できる。また乱れの抑制された希薄混合気が噴出して安定した希薄火炎が形成され、低騒音化、未燃成分の抑制を実現できる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項記載の燃焼装置をバーナユニットとして構成し、前記バーナユニットの外側に突起を設けて前記バーナユニットを複数隣接配置し、前記突起を隣に配置されるバーナユニットと密着させている。
【００２８】
そして、突起が隣に位置するバーナユニットと密着しているため、組立時における溶接を最小限にしながらもバーナユニットを形成する板の外側への湾曲を防ぎ、所望の炎口寸法を長期にわたり維持して初期の燃焼性能を維持できる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、第一濃炎口から噴出する第一濃混合気は可燃限界外の過濃混合気としている。
【００３０】
そして、希希薄混合気と第一濃混合気の濃度勾配が大きくなり、これにより希薄火炎の基部への第一濃混合気の流入を促進させて「高温・高反応域」の形成を促進させ希薄火炎を強固に安定化させ、さらなる低騒音化を実現できる。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、希薄炎口への燃料供給量を第一、第二濃炎口への燃料供給量より多く設定している。
【００３２】
そして、ＮＯｘの少ない希薄火炎の割合を増し、超低ＮＯｘを実現できる。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、希薄炎口からの混合気の噴出速度を第一、第二濃炎口からの混合気の噴出速度より速く設定している。
【００３４】
そして、希薄炎口からの希薄混合気の流速を速く設定しているため希薄混合気室の内圧が混合気噴出流速が小さな第二濃混合気室より大きくなり、連通手段を介して希薄混合気を第二濃混合気室に流入させることができる。高速噴流に伴う巻き込み効果により第一濃混合気が希薄混合気に巻き込まれ、「高温・高反応域」の形成を促進できる。また希薄混合気の流速を速く設定しても希薄火炎が安定化されるため希薄炎口の面積を小さくすることができ、燃焼装置全体を小型で安価に製作することができる。
【００３５】
請求項１３記載の発明は、希薄炎口の炎口面積を第一、第二濃炎口の炎口面積より大きく設定している。
【００３６】
そして、希薄混合気の噴出速度が極度に速くならず、安定した希薄火炎が形成されるとともに、燃焼用空気を供給するファンの負荷が低減され、さらなる低騒音化を実現できる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３８】
（実施例１）
図１（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例１の燃焼装置を示す平面図および正面図、図２は図１（ｂ）のＰ−Ｐ線断面図、図３（ａ）および（ｂ）は図１（ｂ）のＱ−Ｑ線断面図およびＲ−Ｒ線断面図、図４（ａ）および（ｂ）は同燃焼装置の希薄バーナ形成板を示す平面図および正面図、図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は同燃焼装置の第一濃バーナ形成板を示す平面図、図５（ｃ）のＳ−Ｓ線断面図および正面図、図６（ａ）および（ｂ）は同燃焼装置の第二濃バーナ形成板を示す平面図および正面図である。
【００３９】
図１〜図６において、希薄バーナ形成板５１が炎口分割板５２を内包している。炎口分割板５２は長手方向の断面が波型である波型部を有するとともに前記波型部の頂部近傍を略円弧形状とし、前記頂部が互いに密着するように配置して小分割された希薄炎口５３を形成している。また希薄バーナ形成体５１は希薄混合気室５４、希薄燃料・空気導入口５５、希薄混合管５６を形成している。希薄バーナ形成板５１の両外側に第一濃バーナ形成板５７を接合し、第一濃炎口５８とその上流の第一濃混合気室５９を形成している。さらに第一濃バーナ形成板５７の両外側には第二濃バーナ形成板６０を接合し、第二濃炎口６１とその上流の第二濃混合気室６２を形成している。さらに第二濃バーナ形成板６０は希薄バーナ形成板５１とも接合することによって、第一濃混合気室５９と第二濃混合気室６２に連通する共通濃混合気室６３と、希薄燃料・空気導入口５５の上部に位置する共通燃料・空気導入口６４と共通濃混合管６５を形成している。
【００４０】
６６は希薄バーナ形成板５１を外向に突出させて形成した外向連通突出部であり、先端に連通口６７を設けている。外向連通突出部６６が第一濃混合気室５９を貫通するよう、第一濃バーナ形成板５７を内向に突出させて内向連通突出部６８を形成し、内向連通突出部６８の先端に外向連通突出部６６が貫通する貫通口６９を設けている。内向連通突出部６８の先端は希薄バーナ形成板５１と密着している。外向連通突出部６６、連通口６７、内向連通突出部６８および貫通口６９が希薄混合気室５４と第二濃混合気室６２を連通させる連通手段７０を構成している。
【００４１】
７１は第二濃混合気室６２に設けた混合促進手段であり、第二濃バーナ形成板６０を内向に突出させて第一濃バーナ形成板５７と密着させることにより形成している。７２は第二濃混合気室６２において連通手段７０の直上流に位置する逆流防止手段であり、第二濃バーナ形成板６０を内向に突出させて第一濃バーナ形成板５７と密着させることにより形成している。７３は第一濃混合気室５９と共通濃混合気室６３の間に設けた制限手段であり、第一濃バーナ形成板５７を内向に突出させて希薄バーナ形成板５１と密着させることにより形成している。内向連通突出部６８と制限手段７３は一体の突出となっている。
【００４２】
希薄バーナ形成板５１とその両外側の第一濃バーナ形成板５７とその両外側に設けられた第二濃バーナ形成板６０とが一体化されてバーナユニット７４が構成されている。バーナケース７５内にはこのバーナユニット７４が複数個収納される。７６はバーナユニット７４の外側となる第二濃バーナ形成板６０に設けた外向きの突起であり、突起７６は隣に位置するバーナユニット７４と密着している。
【００４３】
次に動作、作用について説明すると、希薄燃料・空気導入５５より多量の燃料と空気が流入し、希薄混合管５６で燃料と空気が混合して希薄混合気が生成され、希薄混合気が希薄混合気室５４に供給される。希薄混合気の大部分は希薄炎口５３より噴出し、残りの希薄混合気は、図１（ｂ）中のＸに示すように、連通口６７を通じて第二濃混合気室６２に流入する。一方共通燃料・空気導入口６４より少量の燃料と空気が流入し、共通濃混合管６５で可燃限界外の過濃混合気が生成されて共通濃混合気室６３に供給され、第一濃混合気室５９と第二濃混合気室６２に分岐される。第一濃混合気室に供給された過濃混合気は、図１（ｂ）中のＹに示すように、そのままの濃度で第一濃炎口５８より噴出する。また第二濃混合気室５９に供給された過濃混合気は、図１（ｂ）中のＺに示すように、連通口６７から流入した少量の希薄混合気で希釈されて理論混合比に近い濃度の濃混合気となり、第二濃炎口６１より噴出する。
【００４４】
第二濃炎口６１より噴出する理論混合比に近い濃混合気は、図７と同様に、火炎温度が高く自身が非常に安定な濃火炎Ｄを形成する。また希薄炎口５３より噴出する希薄混合気は、図７と同様に、火炎温度が低くＮＯｘ濃度が低い希薄火炎Ａを形成する。さらに第一濃炎口５８より噴出する過濃混合気は、図７と同様に、高温の濃火炎Ｄの影響を受け熱分解して中間生成物を多量に発生しつつ過濃火炎Ｃを形成する。そして前述中間生成物が希薄炎口５３上に形成される希薄火炎Ａの基部に拡散供給されて希薄火炎Ａの基部に反応化学種が豊富で燃焼反応が極めて活発な「高温・高反応域」Ｂが形成され、希薄火炎Ａを強固に安定化させる。
【００４５】
このように、これら三種類の混合気濃度を有する本発明の燃焼は、従来のいわゆる濃淡燃焼に比べ大幅に希薄火炎の安定化が図れるものである。従って火炎温度が低くＮＯｘ発生の少ない希薄火炎Ａへの燃料入力比率を増すことができ、超低ＮＯｘ化を実現できる。
【００４６】
ここで、連通手段７０を通じて第二濃混合気室６２に希薄混合気を流入させるとともに共通濃混合気室６３から第二濃混合気室６２に過濃混合気を流入させる。さらに第二濃混合気室６２に設けた混合促進手段７１により、混合促進手段７１の近傍で流れの渦を発生させ、希薄混合気と過濃混合気を充分に混合させ、均一な濃混合気を生成させる。よって第一濃混合気室５９と第二濃混合気室６２にそれぞれ対応した燃料・空気導入口を設ける必要がなく、簡素、小型、安価でありながら、均一に混合させた三種類の濃度の混合気を燃焼させることができ、上述したように超低ＮＯｘを実現できる。また希薄バーナ形成板５１は希薄炎口５３と第一濃炎口５８の形成を兼ね、一方第一濃バーナ形成板５７は第一濃炎口５８と第二濃炎口６１の形成を兼ねているため、バーナユニット７４を構成する板金等の材料を最小限にすることができ、燃焼装置全体を軽量で安価に製作できる。
【００４７】
また、混合促進手段７１は、第二濃バーナ形成板６０を内向に突出させて第一濃バーナ形成板５７と密着させることにより形成したため、別部材を設けることなく混合促進手段７１を形成できるとともに、第二濃バーナ形成板６０の湾曲を防止して第二濃混合気室６２の流路厚みを所望値に管理できる。
【００４８】
また、第二濃混合気室６２に流入した希薄混合気は比較的速い流速を持ち、第二濃混合気室６２から共通濃混合気室６３に逆流する恐れがあるが、第二濃混合気室６２において連通手段７０の直上流に位置する逆流防止手段７２を設けたことにより、第二濃混合気室６２に流入した希薄混合気が共通濃混合気室６３に流入することを防ぎ、共通濃混合気室６３で所望濃度の過濃混合気を生成できる。
【００４９】
また、逆流防止手段７２は、第二濃バーナ形成板６０を内向に突出させて第一濃バーナ形成板５７と密着させることにより形成したため、別部材を設けることなく逆流防止手段７２を形成できるとともに、第二濃バーナ形成板６０の湾曲を防止して第二濃混合気室６２の流路厚みを所望値に管理できる。
【００５０】
また、希薄混合気が第二濃混合気室６２に比較的速い流速で流入するため、第二濃混合気室６２は第一濃混合気室５９よりも圧力が高く、共通濃混合気室６３の過濃混合気の大部分が圧力の低い第一濃混合気室５９に流入する恐れがある。ここで、共通濃混合気室６３と第一濃混合気室５９の間に制限手段７３を設けたことにより、第一濃混合気室５９への過濃混合気の流入量を調整して、所望値に設定できる。
【００５１】
また、制限手段７３は、第一濃バーナ形成板５７を内向に突出させて希薄バーナ形成板５１と密着させることにより形成したため、別部材を設けることなく制限手段７３を形成できるとともに、第一濃バーナ形成板５７の湾曲を防止して第一濃混合気室５９の流路厚みを所望値に管理できる。
【００５２】
また、連通手段７０は、外向連通突出部６６と内向連通突出部６８で構成したことにより、外向連通突出部６６の突出長さを最小限にして希薄混合気室５４と第二濃混合気室６２とを連通させることができ、プレス加工時における外向連通突出部６６近傍の亀裂発生を未然に防ぐことができる。また内向連通突出部６８を希薄バーナ形成板５１と密着させたことにより、貫通口６９を通じて圧力の高い第二濃混合気室６２から圧力の低い第一濃混合気室５９へ混合気が流入することを防ぎ、第一濃混合気室５９の過濃混合気をそのままの濃度で第一濃炎口５８より噴出させることができる。
【００５３】
また、炎口分割板５２は波型部を有し、小分割された希薄炎口５３を形成しているので、炎口分割板５２の変形を未然に防止して小入力時の逆火を防止でき、入力可変範囲を拡大できる。また乱れの抑制された希薄混合気が噴出して安定した希薄火炎Ａが形成され、低騒音化、未燃成分の抑制を実現できる。
【００５４】
また、突起７６が隣に位置するバーナユニット７４と密着しているため、組立時における溶接を最小限にしながらもバーナユニットを形成する各板の外側への湾曲を防ぎ、所望の炎口寸法を長期にわたり維持して初期の燃焼性能を維持できる。
【００５５】
また本実施例では第一濃炎口５８から噴出する第一濃混合気の濃度を可燃限界外の過濃混合気としているため、希薄混合気と第一濃混合気の濃度勾配が大きくなり、これにより希薄火炎Ａの基部への第一濃混合気の流入を促進させて「高温・高反応域」Ｂの形成を促進させ希薄火炎Ａを強固に安定化させ、さらなる低騒音化を実現できる。
【００５６】
また本実施例では希薄炎口５３への燃料供給量を、例えば総供給量の８０％程度と、第一濃炎口５８、第二濃炎口６１への燃料供給量より多く設定している。これによりＮＯｘの少ない希薄火炎Ａの割合を増し、燃焼装置全体として超低ＮＯｘを実現できる。
【００５７】
また本実施例では希薄炎口５３からの希薄混合気の流速を速く設定しているため希薄混合気室５４の内圧は、混合気噴出流速が小さな第二濃混合気室６２より大きくなっている。従って希薄混合気室５４と第二濃混合気室６２を連通させる連通手段７０を介して希薄混合気を第二濃混合気室６２に流入させることができる。さらに希薄混合気の高速噴流に伴う巻き込み効果により第一濃混合気が希薄混合気に巻き込まれ、「高温・高反応域」Ｂの形成を促進できる。また希薄混合気の流速を速く設定しても希薄火炎Ａが安定化されるため希薄炎口５３の面積を小さくすることができ、燃焼装置全体を小型で安価に製作することができる。
【００５８】
また本実施例では希薄炎口５３の炎口面積を第一濃炎口５８および第二濃炎口６１の炎口面積よりも大きく設定している。このため希薄混合気の噴出速度が極度に速くならず、安定した希薄火炎Ａが形成されるとともに、ファン負荷が低減され、さらなる低騒音化を実現できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の燃焼装置は、連通手段を通じて第二濃混合気室に希薄混合気を流入させ、混合促進手段により希薄混合気と過濃混合気を充分に混合させ、均一な濃混合気を生成させる。よって第一濃混合気室と第二濃混合気室にそれぞれ対応した燃料・空気導入口を設ける必要がなく、簡素、小型、安価でありながら、均一に混合させた三種類の濃度の混合気を燃焼させることができ、結果的に超低ＮＯｘを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１の燃焼装置を示す平面図
（ｂ）同燃焼装置を示す正面図
【図２】図１（ｂ）のＰ−Ｐ線断面図
【図３】（ａ）図１（ｂ）のＱ−Ｑ線断面図
（ｂ）図１（ｂ）のＲ−Ｒ線断面図
【図４】（ａ）同燃焼装置の希薄バーナ形成板を示す平面図
（ｂ）同燃焼装置の希薄バーナ形成板を示す正面図
【図５】（ａ）同燃焼装置の第一濃バーナ形成板を示す平面図
（ｂ）図５（ｃ）のＳ−Ｓ線断面図
（ｃ）同燃焼装置の第一濃バーナ形成板を示す正面図
【図６】（ａ）同燃焼装置の第二濃バーナ形成板を示す平面図
（ｂ）同燃焼装置の第二濃バーナ形成板を示す正面図
【図７】従来の燃焼装置を示す要部断面図
【符号の説明】
５１  希薄バーナ形成板
５２  炎口分割板
５３  希薄炎口
５４  希薄混合気室
５７  第一濃バーナ形成板
５８  第一濃炎口
５９  第一濃混合気室
６０  第二濃バーナ形成板
６１  第二濃炎口
６２  第二濃混合気室
６３  共通濃混合気室
６６  外向連通突出部
６７  連通口
６８  内向連通突出部
６９  貫通口
７０  連通手段
７１  混合促進手段
７２  逆流防止手段
７３  制限手段
７４  バーナユニット
７６  突起
【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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【図６】
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【図７】
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