特許ウォッチ

公開番号2025112473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006704
出願日2024-01-19
発明の名称予混合装置およびこれを備えた燃焼装置
出願人株式会社ノーリツ
代理人個人
主分類F23D 14/62 20060101AFI20250725BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】構成が簡易な手段により、ターンダウン比を高くし、かつ混合気を適切な混合比に維持する性能にも優れたものとすることが可能な予混合装置を提供する。
【解決手段】第1および第2の流路3a,3bを含む予混合流路3、第1および第2の燃料ガス流出口80a,80b、および第1の流路3aに位置する揺動可能なフラッパ5を備えている、予混合装置Aであって、フラッパ5が閉状態から開状態に変化したときには、フラッパ5の基端部側および先端部側のそれぞれの領域と所定の座部47との相互間に、基端側および先端側の補助流路38a,38bが形成され、かつこれらの補助流路38a,38bを経由して、所定の特定流路領域3a’からフラッパ5よりも空気流れ方向下流側領域への空気流れ、およびこの空気流れに伴う第1の燃料ガス流出口80aからの燃料ガス流出を生じる構成とされている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
外部から空気が供給され、かつこの空気に燃料ガスを混合させて混合気を生成するための予混合流路と、
この予混合流路を並列配置の第１および第２の流路に仕切る仕切り壁部と、
前記第１および第２の流路における空気流れにより発生する負圧を利用して前記第１および第２の流路に燃料ガスを流出可能な第１および第２の燃料ガス流出口と、
を備えており、
前記第１および第２の流路における空気流れ方向とは交差する方向として、互いに交差するｘ,ｙ方向がある、予混合装置であって、
前記第１の流路に設けられ、かつ前記第１の燃料ガス流出口が空気流れ方向下流側を向いて設けられているブレード部と、
前記ｘ方向において、前記ブレード部の両側または片側に隣接した配置にある前記第１の流路の一部としての特定流路領域と、
前記第１の流路のうち、前記ブレード部および前記特定流路領域よりも空気流れ方向下流側の位置に設けられたフラッパと、
前記第１の燃料ガス流出口の周縁部および前記特定流路領域の空気流れ方向下流側の開口周縁部を含む前記フラッパ用の座部と、
を備えており、
前記フラッパは、基端部が支持部に支持されて、この支持部を中心として揺動し、前記基端部および先端部が前記ｙ方向に並ぶ態様で前記座部に対向接触した閉状態を設定可能であることにより、前記第１の燃料ガス流出口および前記特定流路領域を前記予混合流路の空気流量に対応して開閉可能であり、
前記フラッパが閉状態から開状態に変化したときには、前記フラッパの基端部側および先端部側のそれぞれの領域と前記座部との相互間には、基端側および先端側の補助流路が形成され、かつこれらの補助流路を経由して、前記特定流路領域から前記フラッパよりも空気流れ方向下流側領域への空気流れ、およびこの空気流れに伴う前記第１の燃料ガス流出口からの燃料ガス流出を生じる構成とされていることを特徴とする、予混合装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の予混合装置であって、
前記フラッパの閉状態時においては、前記第１の燃料ガス流出口は前記フラッパによって全閉状態とされる一方、前記特定流路領域は、前記フラッパの前記基端部寄りに位置する一部分が開放状態となる非全閉状態とされ、かつ前記開放状態の一部分を経由して前記特定流路領域から前記フラッパよりも空気流れ方向下流側領域への空気流れを生じさせることが可能な構成とされている、予混合装置。
【請求項３】
請求項１に記載の予混合装置であって、
前記フラッパは、前記フラッパの閉状態時に前記座部に対向接触するプレート状のフラッパ本体部と、このフラッパ本体部に連設され、かつ少なくとも一部分が前記基端部に含まれる連設部と、を備えており、
前記支持部は、前記連設部を前記ｘ方向に延びる中心線周りに揺動可能に支持する部位であり、かつ前記フラッパの閉状態時において、前記フラッパ本体部よりも空気流れ方向下流側かつ前記仕切り壁部側に位置するように設けられている、予混合装置。
【請求項４】
請求項３に記載の予混合装置であって、
前記連設部は、前記フラッパの閉状態時において、前記連設部と前記座部との相互間に第１の隙間が形成されるように前記座部とは離間した構成であり、
前記フラッパが閉状態から開状態に変化したときには、前記第１の隙間は前記基端側の補助流路を形成するように構成されている、予混合装置。
【請求項５】
請求項４に記載の予混合装置であって、
前記フラッパの前記連設部は、前記フラッパの閉状態時において、前記座部に対面する領域に、前記フラッパ本体部側から前記支持部側に近付くほど前記座部との離間距離が拡大するように傾斜した傾斜面部を有している、予混合装置。
【請求項６】
請求項４に記載の予混合装置であって、
前記連設部と前記仕切り壁部との相互間には、前記フラッパの閉状態時およびこの閉状態から開状態に変化したときに、前記第１の隙間を前記フラッパよりも空気流れ方向下流側領域に連通させる第２の隙間が形成されている、予混合装置。
【請求項７】
請求項４に記載の予混合装置であって、
前記フラッパの前記基端部には、前記フラッパの閉状態時およびこの閉状態から開状態に変化したときに、前記第１の隙間を前記第１の流路の前記フラッパよりも空気流れ方向下流側領域に連通させる孔部または切欠き部が設けられている、予混合装置。
【請求項８】
空気と燃料ガスを混合させた混合気を生成する予混合装置と、
この予混合装置から前記混合気の供給を受けて前記燃料ガスを燃焼させるバーナ部と、
を備えている、燃焼装置であって、
前記予混合装置として、請求項１ないし７のいずれかに記載の予混合装置が用いられていることを特徴とする、燃焼装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合装置およびこれを備えた燃焼装置に関する。
ここで、「予混合」とは、予混合燃焼（Premixing combustion）を行なうことを目的として、空気と燃料ガスとを予め混合させ、可燃混合気を生成する処理である。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
予混合装置の具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載された予混合装置は、一端側が外部に開口し、かつ他端側がファンの吸気側に接続され、ファンが駆動された際に、外部の空気を前記一端側の開口部から流入させて所定方向に流れさせるベンチュリ状の予混合流路を備えている。この予混合流路は、仕切り壁部によって第１および第２の流路に仕切られており、かつこれら第１および第２の流路の内周壁面には、第１および第２の燃料ガス流出口がそれぞれ設けられている。また、第１の流路には、この第１の流路を開閉するように揺動可能なフラッパが設けられている。このフラッパは、第１の流路の空気流量が少ない場合には空気流量が多い場合よりも開度が小さくなるように、前記空気流量に対応して開度が変化する。
【０００３】
このような予混合装置においては、予混合流路に空気が流れ、第１および第２の燃料ガス流出口に負圧が作用することにより、それら第１および第２の燃料ガス流出口からは予混合流路に燃料ガスが流出する。この燃料ガスは、前記空気と混合され、混合気が生成される。一方、フラッパは、空気流量が少ない場合には、予混合流路の第１の流路を閉じる。このため、第２の流路における空気の流速は速くなり、第２の燃料ガス流出口に作用する負圧は強められる。その結果、空気流量が少ない場合においても、第２の燃料ガス流出口からは前記負圧によって適当量の燃料ガスを流出させることができる。このような作用は、ターンダウン比を高くする上で有効である。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
すなわち、フラッパが閉状態から開状態に変化する際には、予混合流路の実効流路面積は急変する。このため、その影響を受け、第２の流路においては、それ以前から生じている空気流れの流速が急低下する。その結果、混合気の混合比(空燃比)も急変し、混合気が燃料リーンの不適切な混合比となる虞がある。
【０００６】
また、前記フラッパは、第１の流路を開閉するに過ぎず、第１の燃料ガス流出口は開口したままである。このため、たとえばフラッパにより第１の流路が開状態から閉状態に切替えられたとしても、その後暫くの期間中は第１の燃料ガス流出口から燃料ガスが流出する虞がある。さらに、第１の流路が第２の流路の空気流れの影響を受けて圧力変動することにより、第１の流路の空気が第１の燃料ガス流出口に流入（逆流）したり、あるいは第１の燃料ガス流出口から燃料ガスが不必要に流出するなどの虞もある。これでは、混合気を所望の適切な混合比に維持することは難しい。
これを解消する手段としては、第１の燃料ガス流出口を開閉するための追加のフラッパをさらに設ける手段がある（特許文献２を参照）。ところが、このような手段によれば、第１の流路用および第１の燃料ガス流出口用の計２つのフラッパを用いるため、全体の部品点数が多くなり、その製造コストが高価となる。
【０００７】
さらに、前記従来技術（特許文献１，２の双方）においては、フラッパが閉状態から開状態に変化したとき(フラッパが小開度であるとき)には、第１の流路の空気流量が比較的
少なく、第１の流路の空気流れは低速である。このため、その際には第１の燃料ガス流出口に強い負圧を作用させることは難しく、第１の燃料ガス流出口からの燃料ガスの流出量が不足気味となり、混合比が不適切となる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２１－９９２０４号公報
米国特許第９６７７７５９号公報
特許第５９４８４４０号公報
特許第７３０３１００号公報
特許第６７３８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、構成が簡易な手段により、ターンダウン比を高くし、かつ混合気を適切な混合比に維持する性能にも優れたものとすることが可能な予混合装置、およびこれを備えた燃焼装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許