(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022099650
(43)【公開日】2022-07-05
(54)【発明の名称】予混合装置およびこれを備えた燃焼装置
(51)【国際特許分類】
F23D 14/64 20060101AFI20220628BHJP
【ＦＩ】
F23D14/64 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020213545
(22)【出願日】2020-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000004709
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
(74)【代理人】
【識別番号】100120514
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 雅人
(72)【発明者】
【氏名】小川 恭平
【テーマコード（参考）】
3K017
【Ｆターム（参考）】
3K017CB08
3K017CE03
(57)【要約】
【課題】従来よりも圧力損失を小さく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。
【解決手段】一端側から他端側に向けて空気を流れさせ、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ベンチュリ状の予混合流路４０を形成している予混合流路形成部材４と、予混合流路４０内に位置して気体流れ方向とは交差する方向に延び、かつ気体流れ方向下流側部分には、燃料ガスを流出可能とする燃料ガス流出口６０が設けられているブレード部６と、を備えている、予混合装置Ａであって、予混合流路４０のうち、ブレード部６よりも気体流れ方向の下流側領域４Ａの内周面は、凹凸面４４とされ、または少なくとも１つの凸部４８もしくは凹部４８ｂが設けられた面とされている。
【選択図】 図１
【解決手段】一端側から他端側に向けて空気を流れさせ、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ベンチュリ状の予混合流路４０を形成している予混合流路形成部材４と、予混合流路４０内に位置して気体流れ方向とは交差する方向に延び、かつ気体流れ方向下流側部分には、燃料ガスを流出可能とする燃料ガス流出口６０が設けられているブレード部６と、を備えている、予混合装置Ａであって、予混合流路４０のうち、ブレード部６よりも気体流れ方向の下流側領域４Ａの内周面は、凹凸面４４とされ、または少なくとも１つの凸部４８もしくは凹部４８ｂが設けられた面とされている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端側から他端側に向けて空気を流れさせ、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ベンチュリ状の予混合流路を形成している予混合流路形成部材と、
前記予混合流路内に位置し、前記燃料ガスを流出可能とする燃料ガス流出口が設けられているブレード部と、
を備えている、予混合装置であって、
前記予混合流路のうち、前記ブレード部よりも前記気体流れ方向の下流側領域の内周面は、凹凸面とされ、または少なくとも１つの凸部もしくは凹部が設けられた面とされていることを特徴とする、予混合装置。
前記予混合流路内に位置し、前記燃料ガスを流出可能とする燃料ガス流出口が設けられているブレード部と、
を備えている、予混合装置であって、
前記予混合流路のうち、前記ブレード部よりも前記気体流れ方向の下流側領域の内周面は、凹凸面とされ、または少なくとも１つの凸部もしくは凹部が設けられた面とされていることを特徴とする、予混合装置。
【請求項2】
請求項１に記載の予混合装置であって、
前記ベンチュリ状の予混合流路は、開口部を含み、かつ後部側ほど内径が漸次減少する上流側テーパ状領域と、この上流側テーパ状領域の後側に繋がり、かつ内径が最小とされている絞り部と、この絞り部の後側に繋がり、かつ後部側ほど内径が漸次拡大する下流側テーパ状領域と、を含んでおり、
前記ブレード部は、その気体流れ方向の下流側の端部が、前記絞り部または前記下流側テーパ状領域に位置している、予混合装置。
前記ベンチュリ状の予混合流路は、開口部を含み、かつ後部側ほど内径が漸次減少する上流側テーパ状領域と、この上流側テーパ状領域の後側に繋がり、かつ内径が最小とされている絞り部と、この絞り部の後側に繋がり、かつ後部側ほど内径が漸次拡大する下流側テーパ状領域と、を含んでおり、
前記ブレード部は、その気体流れ方向の下流側の端部が、前記絞り部または前記下流側テーパ状領域に位置している、予混合装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の予混合装置であって、
前記予混合流路の前記下流側領域には、複数の非テーパ状孔部が、前記気体流れ方向に並ぶように設けられ、かつこれら複数の非テーパ状孔部の内径が、前記気体流れ方向下流側ほど段階的に拡大していることにより、互いに隣接する前記非テーパ状孔部の内周面どうしの境界部に、段差部が形成された面が設けられており、この面が、前記凹凸面である、予混合装置。
前記予混合流路の前記下流側領域には、複数の非テーパ状孔部が、前記気体流れ方向に並ぶように設けられ、かつこれら複数の非テーパ状孔部の内径が、前記気体流れ方向下流側ほど段階的に拡大していることにより、互いに隣接する前記非テーパ状孔部の内周面どうしの境界部に、段差部が形成された面が設けられており、この面が、前記凹凸面である、予混合装置。
【請求項4】
請求項１ないし３のいずれかに記載の予混合装置であって、
前記ブレード部は、
前記気体流れ方向上流側の前寄り領域に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが増加するように後広がり状に傾斜し、夾角が鋭角である一対の前側傾斜面と、
前記一対の前側傾斜面の後側に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが減少するように後狭まり状に傾斜し、その傾斜角が前記一対の前側傾斜面の傾斜角よりも小さい一対の後側傾斜面と、
を備えている、予混合装置。
前記ブレード部は、
前記気体流れ方向上流側の前寄り領域に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが増加するように後広がり状に傾斜し、夾角が鋭角である一対の前側傾斜面と、
前記一対の前側傾斜面の後側に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが減少するように後狭まり状に傾斜し、その傾斜角が前記一対の前側傾斜面の傾斜角よりも小さい一対の後側傾斜面と、
を備えている、予混合装置。
【請求項5】
請求項１ないし４のいずれかに記載の予混合装置を備え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混合させ、可燃混合ガスを生成する処理である。
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混合させ、可燃混合ガスを生成する処理である。
【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。
同文献に記載の予混合装置は、ベンチュリ状の予混合流路を形成している管状の予混合流路形成部材と、予混合流路内に設けられた縦横２つのブレード部、とを備えている。予混合流路の下流側（終端側）には、ファンの吸気側が接続され、予混合流路には、その上流側（始端側）から空気が流入する。前記ブレード部には、燃料ガス流出口が設けられており、予混合流路に空気が流れて負圧が発生すると、この負圧の作用により、燃料ガス流出口から予混合流路に燃料ガスが流出し、この燃料ガスと空気との混合気（可燃混合ガス）が生成される。
同文献に記載の予混合装置は、ベンチュリ状の予混合流路を形成している管状の予混合流路形成部材と、予混合流路内に設けられた縦横２つのブレード部、とを備えている。予混合流路の下流側（終端側）には、ファンの吸気側が接続され、予混合流路には、その上流側（始端側）から空気が流入する。前記ブレード部には、燃料ガス流出口が設けられており、予混合流路に空気が流れて負圧が発生すると、この負圧の作用により、燃料ガス流出口から予混合流路に燃料ガスが流出し、この燃料ガスと空気との混合気（可燃混合ガス）が生成される。
【0003】
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、改善すべき余地があった。
【0004】
すなわち、予混合装置の性能の１つとして、圧力損失をできる限り小さくすることが要請される。ところが、前記従来技術においては、予混合流路内にブレード部が設けられているため、このブレード部に向けてその上流側から流れてきた空気は、ブレード部に当たると、その両側に分岐して流れるように向きが変わる。このため、ブレード部よりも下流側においては、予混合流路の内周面に沿って多くの混合気が流れることとなる。一方、このような混合気の流れにおいては、予混合流路の内周面付近に境界層が生じ、かつこの境界層の剥離を生じる可能性または頻度が高くなる。ここで、境界層の剥離は、圧力損失を増大させる現象である。したがって、圧力損失を小さくする上で、未だ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表平１１－５０２２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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、従来よりも圧力損失を小さく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】
【0007】
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。
【0008】
本発明の第１の側面により提供される予混合装置は、一端側から他端側に向けて空気を流れさせ、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ベンチュリ状の予混合流路を形成している予混合流路形成部材と、前記予混合流路内に位置し、前記燃料ガスを流出可能とする燃料ガス流出口が設けられているブレード部と、を備えている、予混合装置であって、前記予混合流路のうち、前記ブレード部よりも前記気体流れ方向の下流側領域の内周面は、凹凸面とされ、または少なくとも１つの凸部もしくは凹部が設けら
れた面とされていることを特徴としている。
好ましくは、前記ブレード部は、前記気体流れ方向とは交差する方向に延び、かつ前記気体流れ方向下流側部分に、前記燃料ガス流出口が設けられている。
れた面とされていることを特徴としている。
好ましくは、前記ブレード部は、前記気体流れ方向とは交差する方向に延び、かつ前記気体流れ方向下流側部分に、前記燃料ガス流出口が設けられている。
【0009】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、予混合流路のうち、ブレード部よりも気体流れ方向の下流側領域の内周面に沿って、多くの混合気が進行し、境界層が形成されたとしても、前記内周面が凹凸面とされ、または少なくとも１つの凸部または凹部が設けられた面とされていることにより、前記境界層に乱流を生じさせることが可能となる。境界層に乱流を生じさせると、境界層の剥離が発生することは抑制されることとなり、圧力損失を少なくすることができる。境界層に乱流を生じさせると、摩擦抵抗は増加するものの、境界層の剥離が抑えられることにより、圧力抵抗は大幅に減少する。
すなわち、予混合流路のうち、ブレード部よりも気体流れ方向の下流側領域の内周面に沿って、多くの混合気が進行し、境界層が形成されたとしても、前記内周面が凹凸面とされ、または少なくとも１つの凸部または凹部が設けられた面とされていることにより、前記境界層に乱流を生じさせることが可能となる。境界層に乱流を生じさせると、境界層の剥離が発生することは抑制されることとなり、圧力損失を少なくすることができる。境界層に乱流を生じさせると、摩擦抵抗は増加するものの、境界層の剥離が抑えられることにより、圧力抵抗は大幅に減少する。
【0010】
本発明において、好ましくは、前記ベンチュリ状の予混合流路は、開口部を含み、かつ後部側ほど内径が漸次減少する上流側テーパ状領域と、この上流側テーパ状領域の後側に繋がり、かつ内径が最小とされている絞り部と、この絞り部の後側に繋がり、かつ後部側ほど内径が漸次拡大する下流側テーパ状領域と、を含んでおり、前記ブレード部は、その気体流れ方向の下流側の端部が、前記絞り部または前記下流側テーパ状領域に位置している。
【0011】
このような構成によれば、予混合流路に流入した空気の流速を速め、予混合流路内における静圧（負圧）を強めることにより、ファンの回転数が低い場合でも、多くの燃料ガスを燃料ガス流出口から流出させられることとなる。
【0012】
本発明において、好ましくは、前記予混合流路の前記下流側領域には、複数の非テーパ状孔部が、前記気体流れ方向に並ぶように設けられ、かつこれら複数の非テーパ状孔部の内径が、前記気体流れ方向下流側ほど段階的に拡大していることにより、互いに隣接する前記非テーパ状孔部の内周面どうしの境界部に、段差部が形成された面が設けられており、この面が、前記凹凸面である。
【0013】
このような構成によれば、予混合流路の内周面に沿って流れる混合気の境界層に乱流を生じさせる凹凸面を適切に形成することができる。凹凸面を形成するための手段として、複数の非テーパ状孔部を並べて設け、かつこれらの内径を気体流れ方向下流側ほど拡大する構成としているため、それら複数の非テーパ状孔部が設けられている領域を、下流側ほど内径が大きくなるテーパ状領域とすることが可能である。また、前記した構成によれば、金型を用いて予混合流路形成部材を樹脂成形した場合に、前記複数の非テーパ状孔部を形成した箇所において、金型を抜くことが困難になるといった不具合も生じないものとすることができる。
【0014】
本発明において、好ましくは、前記ブレード部は、前記気体流れ方向上流側の前寄り領域に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが増加するように後広がり状に傾斜し、夾角が鋭角である一対の前側傾斜面と、前記一対の前側傾斜面の後側に設けられ、かつ前記気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが減少するように後狭まり状に傾斜し、その傾斜角が前記一対の前側傾斜面の傾斜角よりも小さい一対の後側傾斜面と、を備えている。
【0015】
このような構成によれば、空気がブレード部に沿って流れる際の抵抗を小さくすることができる。したがって、圧力損失を減少させる上で、より好ましい。
【0016】
本発明の第２の側面により提供される燃焼装置は、本発明の第１の側面により提供され
る予混合装置を備えていることを特徴としている。
る予混合装置を備えていることを特徴としている。
【0017】
このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される予混合装置について述べたのと同様な効果が得られる。
【0018】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る予混合装置を備えた燃焼装置、およびこれを利用した給湯装置の一例を示す説明図である。
【図5】本発明の他の例を示す要部断面図である。
【図6】（ａ）～（ｃ）は、本発明の他の例を示す要部断面図である。
【図7】（ａ）～（ｃ）は、本発明の他の例を示す要部断面図である。
【図8】本発明の他の例を示す要部断面図である。
【図9】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の例を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0021】
図１は、予混合装置Ａ、この予混合装置Ａにファン１および燃焼プレート２を組み合わせて構成された燃焼装置Ｂ（予混合燃焼装置）、およびこの燃焼装置Ｂに熱交換器１１を組み合わせて構成された給湯装置ＷＨを示している。
【0022】
予混合装置Ａの詳細については、後述するが、この予混合装置Ａを利用して空気と燃料ガスとの混合ガス（可燃混合ガス）が生成され、かつこの混合ガスが、ファン１を経由して燃焼プレート２に向けて吐出される。燃焼プレート２は、複数の通気孔２０を有する多孔状プレートであって、ケース１０内に収容されており、前記混合ガスは、燃焼プレート２を通過し、その下方において燃焼する。このことにより発生する燃焼ガスは、熱交換器１１に作用し、熱交換器１１内を通過する湯水は加熱される。このことにより、温水が生成され、この温水は所望の給湯先に供給される。
【0023】
予混合装置Ａは、ファン１の吸気口に接続された予混合流路形成部材４、この予混合流路形成部材４を囲むハウジング部材５、およびブレード部６を備えている。
【0024】
予混合流路形成部材４は、ベンチュリ状の予混合流路４０が内部に形成されている管状の部材である。ファン１が駆動されることにより、予混合流路４０には、外部から開口部４０ａ’を介して空気が流入する。予混合流路４０は、気体流れ方向（空気流れ方向）の上流側から下流側にかけて、開口部４０ａ’を含み、かつ内径が漸次減少する上流側テーパ状領域４０ａ、内径が最も小さく、かつ略一定とされている絞り部４０ｂ、および内径が漸次拡大する下流側テーパ状領域４０ｃに区分される。
ただし、本実施形態とは異なり、上流側テーパ状領域４０ａの後端に、下流側テーパ状領域４０ｃの前端を直接繋げることにより、これら２つの領域４０ａ，４０ｃの境界部を絞り部４０ｂとした構成とすることもできる。
ただし、本実施形態とは異なり、上流側テーパ状領域４０ａの後端に、下流側テーパ状領域４０ｃの前端を直接繋げることにより、これら２つの領域４０ａ，４０ｃの境界部を絞り部４０ｂとした構成とすることもできる。
【0025】
ブレード部６は、予混合流路４０に燃料ガスを流出させるためのノズルとしての役割を果たすことに加え、予混合流路４０における空気流を、燃料ガスの流出に適したものにコ
ントロールする役割をも果たすものである。このブレード部６は、燃料ガスが内部を通過し、後述する燃料ガス流出口６０に導かれるように構成された内部空洞状の部位であり、予混合流路４０の周壁部４１に橋渡し状に連設された状態で予混合流路４０に位置し、かつ予混合流路４０の径方向に延びている（図２も参照）。
ントロールする役割をも果たすものである。このブレード部６は、燃料ガスが内部を通過し、後述する燃料ガス流出口６０に導かれるように構成された内部空洞状の部位であり、予混合流路４０の周壁部４１に橋渡し状に連設された状態で予混合流路４０に位置し、かつ予混合流路４０の径方向に延びている（図２も参照）。
【0026】
ハウジング部材５は、ブレード部６内への燃料ガス供給部材としての役割を果たす部材である。
具体的には、このハウジング部材５は、予混合流路形成部材４の外周の前部および後部に設けられている段部４２ａ，４２ｂに外嵌し、シール用リング４９によって気密シールが図られた状態で予混合流路形成部材４を囲んでいる。ハウジング部材５には、燃料ガス供給口５０が設けられており、この燃料ガス供給口５０に供給された燃料ガスは、予混合流路形成部材４とハウジング部材５との相互間に形成された燃料ガス供給路５１に供給される。一方、予混合流路形成部材４には、ブレード部６の内部に連通する開口部４３が形成されている。前記した燃料ガス供給路５１に供給された燃料ガスは、その開口部４３を通過してブレード部６内に流入し、その後に燃料ガス流出口６０から流出するようになっている。
好ましくは、ハウジング部材５には、ボルト挿通用孔５２を備えたフランジ部５３が具備されている。このような構成によれば、フランジ部５３を利用して、予混合装置Ａを所望の部位に簡易かつ適切に接続可能である。
具体的には、このハウジング部材５は、予混合流路形成部材４の外周の前部および後部に設けられている段部４２ａ，４２ｂに外嵌し、シール用リング４９によって気密シールが図られた状態で予混合流路形成部材４を囲んでいる。ハウジング部材５には、燃料ガス供給口５０が設けられており、この燃料ガス供給口５０に供給された燃料ガスは、予混合流路形成部材４とハウジング部材５との相互間に形成された燃料ガス供給路５１に供給される。一方、予混合流路形成部材４には、ブレード部６の内部に連通する開口部４３が形成されている。前記した燃料ガス供給路５１に供給された燃料ガスは、その開口部４３を通過してブレード部６内に流入し、その後に燃料ガス流出口６０から流出するようになっている。
好ましくは、ハウジング部材５には、ボルト挿通用孔５２を備えたフランジ部５３が具備されている。このような構成によれば、フランジ部５３を利用して、予混合装置Ａを所望の部位に簡易かつ適切に接続可能である。
【0027】
ブレード部６は、図４によく表れているように、気体流れ方向上流側の前寄り領域に、一対の前側傾斜面６１を有し、かつその後側に一対の後側傾斜面６２を有している。一対の前側傾斜面６１は、気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが増加するように後広がり状に傾斜しており、その夾角αは、鋭角である。これに対し、一対の後側傾斜面６２は、気体流れ方向下流側ほどブレード厚みが減少するように後狭まり状に傾斜しており、水平方向に対する傾斜角は、各前側傾斜面６１の傾斜角（α／２）よりも小さい。ブレード部６の前端面６３および後端面６４のそれぞれは、滑らかな曲面状である。
【0028】
ブレード部６のうち、一対の前側傾斜面６１と一対の後側傾斜面６２との境界部分は、このブレード部６の前端部および後端部に相対して図４の上方および下方に部分的に膨出した膨出部６５となっており、ブレード厚みの最大箇所となっている。好ましくは、この膨出部６５は、予混合流路４０の内径が最も小さい絞り部４０ｂに位置するように設定されている。このような構成によれば、予混合流路４０の絞り部４０ｂのうち、予混合流路４０の内周面とブレード部６との相互間の領域は、ブレード６の膨出部６５によってさらに絞られることとなり、空気流の流速をより速め、予混合流路４０の負圧を強めることが可能である。
【0029】
燃料ガス流出口６０は、ブレード部６の長手方向中央部の後端部に設けられている。ただし、本実施形態においては、ブレード部６の後端部には、気体流れ方向上流側に向けて部分的に窪んだ凹状部６６が設けられており、この凹状部６６の奥部（上流側）に、燃料ガス流出口６０が設けられている。この構成は、ブレード部６の気体流れ方向下流側に空気の渦流が発生する場合に、燃料ガス流出が悪影響を受け難くする効果をもたらせる。燃料ガス流出口６０は、気体流れ方向下流側を向いて開口しており、燃料ガス流出口６０からの燃料ガス流出による圧力損失ができる限り生じないようにされている。
【0030】
予混合流路４０のうち、ブレード部６よりも気体流れ方向の下流側領域４Ａの内周面は、後述するように、この内周面に沿って流れる混合気（空気と燃料ガスとの混合気）の境界層に乱流を生じさせることが可能な凹凸面４４とされている。
より具体的には、図３に示すように、予混合流路４０の下流側領域４Ａには、複数の非テーパ状孔部４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…）が、気体流れ方向に並んで設けられてい
る。これらの内径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…は、気体流れ方向下流側ほど段階的に拡大している。このことにより、互いに隣接する非テーパ状孔部４５の内周面どうしの境界部には、適当な寸法Ｈの環状の段差部４６が形成されている。本実施形態における凹凸面４４は、前記したような段差部４６が形成されるように複数の非テーパ状孔部４５の内周面が隣接した構成である。
より具体的には、図３に示すように、予混合流路４０の下流側領域４Ａには、複数の非テーパ状孔部４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…）が、気体流れ方向に並んで設けられてい
る。これらの内径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…は、気体流れ方向下流側ほど段階的に拡大している。このことにより、互いに隣接する非テーパ状孔部４５の内周面どうしの境界部には、適当な寸法Ｈの環状の段差部４６が形成されている。本実施形態における凹凸面４４は、前記したような段差部４６が形成されるように複数の非テーパ状孔部４５の内周面が隣接した構成である。
【0031】
次に、前記した予混合装置Ａおよび燃焼装置Ｂの作用について説明する。
【0032】
まず、ファン１を駆動させると、予混合流路４０には開口部４０ａ’から空気が流入し、ブレード部６よりも下流側に進行する。このことにより、燃料ガス流出口６０には、空気流による負圧が作用し、この燃料ガス流出口６０から予混合流路４０内には燃料ガスが流出し、空気と混合された混合気が生成される。その一方、前記空気がブレード部６に向けてその上流側から流れる場合、この空気はブレード部６の上側および下側に分岐して流れるように、流れの向きが変わる。このため、予混合流路４０の下流側領域４Ａにおいては、多くの混合気が予混合流路４０の内周面に沿うように流れることとなる。
【0033】
これに対し、既述したように、予混合流路４０の下流側領域４Ａの内周面には、凹凸面４４が設けられているため、前記内周面の付近に生じている混合気の境界層に乱流を積極的に生じさせることができる。このことにより、境界層は剥離を生じ難くなり、境界層の剥離に起因する圧力損失の増大を適切に防止または抑制することができる。
【0034】
一方、予混合流路４０は、絞り部４０ｂを有するベンチュリ状であるため、この絞り部４０ｂにおいて、空気の流速が速められる。また、既述したように、ブレード部６と予混合流路４０の内周面との相互間領域は、ブレード部６の膨出部６５によって絞られていることにより、この領域において、空気の流速は一層速められる。このようなことから、たとえばファン１の回転速度が低速とされ、予混合流路４０における空気流量が比較的少量とされた場合であっても、空気の流速を速くし、負圧を適切に発生させることが可能となる。したがって、燃料ガス流出口６０からは、前記負圧を利用した燃料ガス流出を行なわせて、燃料ガスと空気とを適切な比率で混合させた混合気を生成することが可能となる。圧力損失の増大を防止または抑制することと、ファンの回転速度が低速な時に適切な比率で混合させた混合気を生成できることから、ターンダウン比を高くすることができる。
【0035】
ブレード部６は、図４を参照して説明したような断面形状とされていることにより、このブレード部６の空気抵抗を小さくすることが可能である。したがって、圧力損失をより小さくすることもできる。
【0036】
【0037】
図５に示す予混合装置Ａａにおいては、予混合流路４０内に２つのブレード部６が設けられている。これら２つのブレード部６は、互いに間隔を隔てて略平行に並んでいる。
本実施形態によれば、前記実施形態と比較すると、燃料ガス流出口６０の数を増やし、予混合流路４０内への燃料ガス流出量を多くすることが可能である。なお、本実施形態においては、予混合流路４０に進入した空気の一部が、２つのブレード部６の相互間領域を通過するため、その分だけ、ブレード部６よりも下流側において、予混合流路４０の内周面に沿うように流れる混合気の量が減少する。その結果、凹凸面４４により圧力損失を少なくする作用は、前記実施形態と比較すると若干弱くなるが、本発明が意図する作用を適切に得ることが可能である。
本実施形態によれば、前記実施形態と比較すると、燃料ガス流出口６０の数を増やし、予混合流路４０内への燃料ガス流出量を多くすることが可能である。なお、本実施形態においては、予混合流路４０に進入した空気の一部が、２つのブレード部６の相互間領域を通過するため、その分だけ、ブレード部６よりも下流側において、予混合流路４０の内周面に沿うように流れる混合気の量が減少する。その結果、凹凸面４４により圧力損失を少なくする作用は、前記実施形態と比較すると若干弱くなるが、本発明が意図する作用を適切に得ることが可能である。
【0038】
図６（ａ）に示す予混合装置Ａｂにおいては、凹凸面４４が、予混合流路４０のブレード部６よりも下流側領域４Ａの内周面のうち、前側領域のみに偏って設けられている。
同図（ｂ）に示す予混合装置Ａｃにおいては、凹凸面４４が、下流側領域４Ａの内周面のうち、後側領域のみに偏って設けられている。
これらの実施形態から理解されるように、本発明においては、凹凸面４４を、下流側領域４Ａの内周面の一部分のみに設けた構成とすることもできる。
同図（ｂ）に示す予混合装置Ａｃにおいては、凹凸面４４が、下流側領域４Ａの内周面のうち、後側領域のみに偏って設けられている。
これらの実施形態から理解されるように、本発明においては、凹凸面４４を、下流側領域４Ａの内周面の一部分のみに設けた構成とすることもできる。
【0039】
図６（ｃ）に示す予混合装置Ａｄにおいては、下流側領域４Ａの内周面に、環状の１つの段差部４６のみが設けられるように、内径Ｄ１，Ｄ２が相違する２つの孔部４７ａ，４７ｂが隣接して設けられている。２つの孔部４７ａ，４７ｂは、内径Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ一様ではないテーパ状の孔部である。
本実施形態においては、下流側領域４Ａの内周面は、凹凸面とはなっていないが、段差部４６が、混合気の境界層に乱流を生じさせる凸部または凹部に相当する。したがって、本発明が意図する作用を得ることが可能である。
本実施形態においては、下流側領域４Ａの内周面は、凹凸面とはなっていないが、段差部４６が、混合気の境界層に乱流を生じさせる凸部または凹部に相当する。したがって、本発明が意図する作用を得ることが可能である。
【0040】
図７（ａ）～（ｃ）に示す予混合装置Ａｅ～Ａｇは、予混合流路４０のうち、ブレード部６よりも下流側領域４Ａの内周面に、複数の凸部４８，４８ａ，または複数の凹部４８ｂが、適当な間隔を隔てて分散した配置に設けられている。凸部４８は、三角形状凸部であり、凸部４８ａは、半球状凸部である。凹部４８ｂは、半球状凹部である。
【0041】
図８に示す予混合装置Ａｈは、予混合流路４０のうち、ブレード部６よりも下流側領域４Ａの内周面に、環状の凸部４９を複数設けている。凸部４９は、断面半円状である。図９（ａ），（ｂ）においては、断面三角形の環状の凸部４９ａ、および断面矩形の環状の凸部４９ｂが設けられている。
【0042】
本発明者は、図１～図６に示した構成に加え、図７～図９に示した各構成における作用をシミュレーションし、その解析を行なった。すると、いずれの構成においても、下流側領域４Ａの内周面に凸部や凹部などを設けない場合と比較すると、混合気の境界層の剥離を抑制し、圧力損失を減少させる効果が得られることが判明した。
混合気の境界層に乱流を生じさせるための凸部や凹部は、前記以外の形状にすることが可能である。
混合気の境界層に乱流を生じさせるための凸部や凹部は、前記以外の形状にすることが可能である。
【0043】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る予混合装置、およびこれを備えた燃焼装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【0044】
本発明に係る燃焼装置は、給湯装置用に限定されず、たとえば暖房用や焼却用などの他の用途の燃焼装置とすることもできる。また、燃焼ガスを下向きに進行させるタイプに限らず、燃料ガスをたとえば上向きに進行させるタイプとすることもできる。
【符号の説明】
【0045】
Ａ 予混合装置
Ｂ 燃焼装置
１ ファン
４ 予混合流路形成部材
４Ａ 下流側領域（ブレード部よりも）
４０ 予混合流路
４０ａ 上流側テーパ状領域（予混合流路の）
４０ｂ 絞り部（予混合流路の）
４０ｃ 下流側テーパ状領域（予混合流路の）
４４ 凹凸面
４５ 非テーパ状孔部
４６ 段差部
４８，４８ａ，凸部
４８ｂ 凹部
４９，４９ａ，４９ｂ 凸部
６ ブレード部
６０ 燃料ガス流出口
Ｂ 燃焼装置
１ ファン
４ 予混合流路形成部材
４Ａ 下流側領域（ブレード部よりも）
４０ 予混合流路
４０ａ 上流側テーパ状領域（予混合流路の）
４０ｂ 絞り部（予混合流路の）
４０ｃ 下流側テーパ状領域（予混合流路の）
４４ 凹凸面
４５ 非テーパ状孔部
４６ 段差部
４８，４８ａ，凸部
４８ｂ 凹部
４９，４９ａ，４９ｂ 凸部
６ ブレード部
６０ 燃料ガス流出口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】