(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】P2023048285
(43)【公開日】2023-04-07
(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 14/62 20060101AFI20230331BHJP
F23D 14/02 20060101ALI20230331BHJP
【ＦＩ】
F23D14/62
F23D14/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021157500
(22)【出願日】2021-09-28
(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
(72)【発明者】
【氏名】杉江 繁男
【テーマコード（参考）】
3K017
【Ｆターム（参考）】
3K017AA02
3K017AD03
3K017CA04
3K017CB08
3K017CE01
3K017CE03
(57)【要約】
【課題】フラッパの応答性がよく、混合気を適切な空燃比に維持する性能に優れたものにするとともに、点火性能も優れたものにすることが可能な予混合装置を提供する。
【解決手段】空気を流れさせるための気体流通路３０と、負圧を利用して燃料ガスを気体流通路３０に流出可能とするガス流出口３１ａと、気体流通路３０内に配されたフラッパ５と、を備えている、予混合装置Ａであって、フラッパ５が所定の上限位置を超えて開方向に回転することを阻止しつつ、前記上限位置以下の範囲においては、空気流量に対応してフラッパ５の開度が変化することを許容するフラッパ用の動作規制手段６，７を、さらに備えており、動作規制手段６，７は、通常燃焼用の第１の上限位置Ｐ１、およびこの第１の上限位置Ｐ１よりもフラッパ５の開度が小さく、燃料点火用の第２の上限位置Ｐ２のうち、一方を選択的に切り替え設定可能である。
【選択図】 図３
【解決手段】空気を流れさせるための気体流通路３０と、負圧を利用して燃料ガスを気体流通路３０に流出可能とするガス流出口３１ａと、気体流通路３０内に配されたフラッパ５と、を備えている、予混合装置Ａであって、フラッパ５が所定の上限位置を超えて開方向に回転することを阻止しつつ、前記上限位置以下の範囲においては、空気流量に対応してフラッパ５の開度が変化することを許容するフラッパ用の動作規制手段６，７を、さらに備えており、動作規制手段６，７は、通常燃焼用の第１の上限位置Ｐ１、およびこの第１の上限位置Ｐ１よりもフラッパ５の開度が小さく、燃料点火用の第２の上限位置Ｐ２のうち、一方を選択的に切り替え設定可能である。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に空気を流れさせるための気体流通路と、
この気体流通路に発生する負圧を利用して、前記気体流通路に燃料ガスを流出可能とする少なくとも１つのガス流出口と、
前記気体流通路内に配されて、前記空気の流れ方向とは交差する方向に延びる軸線周りに回転可能であり、かつ前記気体流通路の空気流量が少ない場合には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フラッパと、
を備えている、予混合装置であって、
前記フラッパが所定の上限位置を超えて開方向に回転することを阻止しつつ、前記上限位置以下の範囲においては、前記空気流量に対応して前記フラッパの開度が変化することを許容するフラッパ用の動作規制手段を、さらに備えており、
前記動作規制手段は、前記フラッパの前記上限位置として、通常燃焼用とされる第１の上限位置、およびこの第１の上限位置よりも前記フラッパの開度が小さく、燃料点火用とされる第２の上限位置のうち、一方を選択的に切り替え設定可能であることを特徴とする、予混合装置。
この気体流通路に発生する負圧を利用して、前記気体流通路に燃料ガスを流出可能とする少なくとも１つのガス流出口と、
前記気体流通路内に配されて、前記空気の流れ方向とは交差する方向に延びる軸線周りに回転可能であり、かつ前記気体流通路の空気流量が少ない場合には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フラッパと、
を備えている、予混合装置であって、
前記フラッパが所定の上限位置を超えて開方向に回転することを阻止しつつ、前記上限位置以下の範囲においては、前記空気流量に対応して前記フラッパの開度が変化することを許容するフラッパ用の動作規制手段を、さらに備えており、
前記動作規制手段は、前記フラッパの前記上限位置として、通常燃焼用とされる第１の上限位置、およびこの第１の上限位置よりも前記フラッパの開度が小さく、燃料点火用とされる第２の上限位置のうち、一方を選択的に切り替え設定可能であ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、
前記第１および第２の上限位置のうち、少なくとも前記第２の上限位置は、変更可能とされている、予混合装置。
前記第１および第２の上限位置のうち、少なくとも前記第２の上限位置は、変更可能とされている、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、
前記動作規制手段は、前記フラッパに当接させるための当接部材と、この当接部材を移動させることが可能なアクチュエータと、を備えており、
前記フラッパの上限位置が、前記第２の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第２の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材が当接可能とされた構成であり、
前記フラッパの上限位置が、前記第１の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第１の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材または前記当接部材とは別の部材が当接可能とされた構成である、予混合装置。
前記動作規制手段は、前記フラッパに当接させるための当接部材と、この当接部材を移動させることが可能なアクチュエータと、を備えており、
前記フラッパの上限位置が、前記第２の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第２の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材が当接可能とされた構成であり、
前記フラッパの上限位置が、前記第１の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第１の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材または前記当接部材とは別の部材が当接可能とされた構成である、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、
前記アクチュエータは、前記当接部材を前記フラッパと対向する方向に往復動自在であり、かつこの往復動ストロークの範囲内において、前記当接部材を所望の位置に固定配置させることが可能である、予混合装置。
前記アクチュエータは、前記当接部材を前記フラッパと対向する方向に往復動自在であり、かつこの往復動ストロークの範囲内において、前記当接部材を所望の位置に固定配置させることが可能である、予混合装置。
【請求項5】
請求項３または４に記載の予混合装置であって、
前記ガス流出口として、前記気体流通路の中心を挟んで互いに反対側の領域に位置するようにして前記気体流通路の内周壁に設けられた第１および第２のガス流出口を備えており、
前記フラッパは、前記第１のガス流出口への対向接近および離反が可能に設けられている一方、前記当接部材は、前記第２のガス流出口を全閉しないように前記第２のガス流出口に挿通され、かつ前記当接部材の一端部は、前記フラッパに当接可能であるとともに、前記当接部材の他端部は、前記気体流通路の外部に設けられた前記アクチュエータに支持されている、予混合装置。
前記ガス流出口として、前記気体流通路の中心を挟んで互いに反対側の領域に位置するようにして前記気体流通路の内周壁に設けられた第１および第２のガス流出口を備えており、
前記フラッパは、前記第１のガス流出口への対向接近および離反が可能に設けられている一方、前記当接部材は、前記第２のガス流出口を全閉しないように前記第２のガス流出口に挿通され、かつ前記当接部材の一端部は、前記フラッパに当接可能であるとともに、前記当接部材の他端部は、前記気体流通路の外部に設けられた前記アクチュエータに支持されている、予混合装置。
【請求項6】
ファンと、
このファンの吸気側に設けられ、かつ空気と燃料ガスとを混合させてから前記ファンに送り込む予混合装置と、
前記ファンから前記空気と前記燃料ガスとの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５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。
このファンの吸気側に設けられ、かつ空気と燃料ガスとを混合させてから前記ファンに送り込む予混合装置と、
前記ファンから前記空気と前記燃料ガスとの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５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予め混合させ、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気体流通路を備えている。この気体流通路は、第１および第２の流通路に二分され、かつこれら第１および第２の流通路のそれぞれの内周壁面には、ガス流出口が個別に設けられている。また、一方の第１の流通路には、フラッパが設けられている。このフラッパは、空気の流れ方向と交差する方向に延びる軸線周りに回転可能であって、気体流通路における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（フラッパが設けられた箇所の流路面積が小さくなる）ように、空気流量に対応して開度が変化する。
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気体流通路を備えている。この気体流通路は、第１および第２の流通路に二分され、かつこれら第１および第２の流通路のそれぞれの内周壁面には、ガス流出口が個別に設けられている。また、一方の第１の流通路には、フラッパが設けられている。このフラッパは、空気の流れ方向と交差する方向に延びる軸線周りに回転可能であって、気体流通路における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（フラッパが設けられた箇所の流路面積が小さくなる）ように、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、気体流通路に空気が流れ、ガス流出口の近傍に負圧が発生することにより、ガス流出口から気体流通路に燃料ガスが流出し、空気と混合される。一方、フラッパは、空気流量が少ない場合には、第１の流通路を閉じるため、第２の流通路の流速は速くなり、この第２の流通路に位置する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、前記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、ターンダウン比を高くすることが可能である。
【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、予混合装置により生成された混合気を、燃焼装置のバーナに送り込んで点火させる場合、気温、湿度、気圧、点火装置への供給電圧、混合気中の燃料ガス成分などの種々の条件如何では、点火に必要なエネルギが大きくなってしまい、点火性能が悪化する場合がある。したがって、このような不具合を適切に解消することが望まれる。
【0006】
前記した不具合を解消するための手段としては、点火装置の放電エネルギを大きくすることが考えられる。ただし、これでは点火装置の大型化や高コスト化を招き、適切ではない。
また、他の手段としては、たとえば特許文献２に記載されているように、モータにより回転可能なバタフライ弁を気体流通路に設け、点火時には、バタフライ弁の弁開度を小さくすることが考えられる。ただし、これでは、通常の燃焼時において、バタフライ弁を空気流量に対応させて迅速に回転させることは困難であるため、特許文献１のフラッパを用いたものと比較すると、応答性が劣り、混合気を適切な空燃比に維持する性能も劣るものとなる。
また、他の手段としては、たとえば特許文献２に記載されているように、モータにより回転可能なバタフライ弁を気体流通路に設け、点火時には、バタフライ弁の弁開度を小さくすることが考えられる。ただし、これでは、通常の燃焼時において、バタフライ弁を空気流量に対応させて迅速に回転させることは困難であるため、特許文献１のフラッパを用いたものと比較すると、応答性が劣り、混合気を適切な空燃比に維持する性能も劣るものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第９６７７７５９号公報
【特許文献2】特許第６８３１２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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、フラッパの応答性がよく、混合気を適切な空燃比に維持する性能に優れたものにするとともに、点火性能も優れたものに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】
【0009】
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。
【0010】
本発明の第１の側面により提供される予混合装置は、所定方向に空気を流れさせるための気体流通路と、この気体流通路に発生する負圧を利用して、前記気体流通路に燃料ガスを流出可能とする少なくとも１つのガス流出口と、前記気体流通路内に配されて、前記空気の流れ方向とは交差する方向に延びる軸線周りに回転可能であり、かつ前記気体流通路の空気流量が少ない場合には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フラッパと、を備えている、予混合装置であって、前記フラッパが所定の上限位置を超えて開方向に回転することを阻止しつつ、前記上限位置以下の範囲においては、前記空気流量に対応して前記フラッパの開度が変化することを許容するフラッパ用の動作規制手段を、さらに備えており、前記動作規制手段は、前記フラッパの前記上限位置として、通常燃焼用とされる第１の上限位置、およびこの第１の上限位置よりも前記フラッパの開度が小さく、燃料点火用とされる第２の上限位置のうち、一方を選択的に切り替え設定可能であることを特徴としている。
【0011】
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、本発明に係る予混合装置を、バーナを備えた燃焼装置の構成要素として用いる場合において、燃焼装置の通常の燃焼時には、フラッパ用の動作規制手段を利用し、フラッパの上限位置として、前記第１の上限位置を設定する。フラッパ用の動作規制手段は、フラッパの上限位置については規制するものの、それ以下の範囲において、フラッパが空気流量に対応して回転することを阻害しない。このため、気体流通路における空気流量の変化に対するフラッパの動作の応答性を優れたものとし、混合気を適切な空燃比に維持する性能に優れたものにすることができる。また、高いターンダウン比を得ることもできる。
一方、前記燃焼装置において、燃料点火を行なうときには、フラッパの上限位置として、前記第２の上限位置を設定する。この第２の上限位置を設定すると、前記した第１の上限位置の設定時よりも前記フラッパの最大開度が小さくなり、混合気の空燃比を燃料リッチにすることが可能となるため、点火性能を向上させることができる。
このように、本発明によれば、フラッパの応答性を良好なものにしつつ、点火性能の向上を適切に図ることが可能である。
すなわち、本発明に係る予混合装置を、バーナを備えた燃焼装置の構成要素として用いる場合において、燃焼装置の通常の燃焼時には、フラッパ用の動作規制手段を利用し、フラッパの上限位置として、前記第１の上限位置を設定する。フラッパ用の動作規制手段は、フラッパの上限位置については規制するものの、それ以下の範囲において、フラッパが空気流量に対応して回転することを阻害しない。このため、気体流通路における空気流量の変化に対するフラッパの動作の応答性を優れたものとし、混合気を適切な空燃比に維持する性能に優れたものにすることができる。また、高いターンダウン比を得ることもできる。
一方、前記燃焼装置において、燃料点火を行なうときには、フラッパの上限位置として、前記第２の上限位置を設定する。この第２の上限位置を設定すると、前記した第１の上限位置の設定時よりも前記フラッパの最大開度が小さくなり、混合気の空燃比を燃料リッチにすることが可能となるため、点火性能を向上させることができる。
このように、本発明によれば、フラッパの応答性を良好なものにしつつ、点火性能の向上を適切に図ることが可能である。
【0012】
本発明において、好ましくは、前記第１および第２の上限位置のうち、少なくとも前記第２の上限位置は、変更可能とされている。
【0013】
このような構成によれば、前記第１および第２の上限位置のうち、少なくとも第２の上限位置を変更することができるため、混合気の空燃比の最適化、とくに点火性能がよくなるように混合気の空燃比を最適化することが可能であり、一層好ましいものとなる。
【0014】
本発明において、好ましくは、前記動作規制手段は、前記フラッパに当接させるための当接部材と、この当接部材を移動させることが可能なアクチュエータと、を備えており、前記フラッパの上限位置が、前記第２の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前
記第２の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材が当接可能とされた構成であり、前記フラッパの上限位置が、前記第１の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第１の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材または前記当接部材とは別の部材が当接可能とされた構成である。
ここで、前記「別の部材」としては、たとえば気体流通路を形成する部材などが該当する（例、後述する実施形態の仕切り壁部３２など）。
記第２の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材が当接可能とされた構成であり、前記フラッパの上限位置が、前記第１の上限位置に設定される構成は、前記フラッパが前記第１の上限位置にあるときに前記フラッパのそれ以上の回転が阻止されるように、前記フラッパに前記当接部材または前記当接部材とは別の部材が当接可能とされた構成である。
ここで、前記「別の部材」としては、たとえば気体流通路を形成する部材などが該当する（例、後述する実施形態の仕切り壁部３２など）。
【0015】
このような構成によれば、フラッパの第１および第２の上限位置のそれぞれの設定を容易かつ適切に行なうことが可能である。
【0016】
本発明において、好ましくは、前記アクチュエータは、前記当接部材を前記フラッパと対向する方向に往復動自在であり、かつこの往復動ストロークの範囲内において、前記当接部材を所望の位置に固定配置させることが可能である。
【0017】
このような構成によれば、アクチュエータを駆動させて、当接部材の固定配置箇所を変更することにより、フラッパの第１および第２の上限位置のそれぞれを所望の位置へ容易に変更することができる。
【0018】
本発明において、好ましくは、前記ガス流出口として、前記気体流通路の中心を挟んで互いに反対側の領域に位置するようにして前記気体流通路の内周壁に設けられた第１および第２のガス流出口を備えており、前記フラッパは、前記第１のガス流出口への対向接近および離反が可能に設けられている一方、前記当接部材は、前記第２のガス流出口を全閉しないように前記第２のガス流出口に挿通され、かつ前記当接部材の一端部は、前記フラッパに当接可能であるとともに、前記当接部材の他端部は、前記気体流通路の外部に設けられた前記アクチュエータに支持されている。
【0019】
このような構成によれば、フラッパ用の動作規制手段を構成する当接部材を、第２のガス流出口を利用し、簡易に、かつフラッパの動作規制を適切に図る上で好ましい位置に設けることができる。また、フラッパ用の動作規制手段を構成するアクチュエータも、気体流通路の外部に簡易に設けることが可能となる。
【0020】
本発明の第２の側面により提供される燃焼装置は、ファンと、このファンの吸気側に設けられ、かつ空気と燃料ガスとを混合させてから前記ファンに送り込む予混合装置と、前記ファンから前記空気と前記燃料ガスとの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、本発明の第１の側面により提供される予混合装置が用いられていることを特徴としている。
【0021】
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。
【0022】
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】
【0023】
【図1】本発明に係る予混合装置を備えた燃焼装置の一例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
【0025】
図１は、予混合装置Ａ、この予混合装置Ａにファン１およびバーナ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１次熱交換器１１ａならびに２次熱交換器１１ｂを組み合わせて構成された温水装置ＷＨを示している。
【0026】
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を経由してバーナ２に供給される。バーナ２は、複数の通気孔２０を有する多孔状プレート２１を具備する構成であって、ケース１０内に収容されている。バーナ２には、不図示の点火用プラグや炎検知センサなどが付属して設けられている。前記混合ガスは、複数の通気孔２０を通過し、多孔状プレート２１の下方において燃焼する。バーナ２により発生される燃焼ガスは、顕熱回収用の１次熱交換器１１ａ、および潜熱回収用の２次熱交換器１１ｂに順次作用し、これら１次熱交換器１１ａおよび２次熱交換器１１ｂの内部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。
【0027】
温水装置ＷＨは、マイクロコンピュータなどを用いて構成された制御部１３を備えているが、この制御部１３は、後述するように、予混合装置Ａのアクチュエータ７の動作制御も実行する。
【0028】
図２および図３によく表れているように、予混合装置Ａは、装置本体部Ａ０、この装置本体部Ａ０に組み付けられたフラッパ５、このフラッパ５に当接させて動作規制を図るための当接部材６、およびこの当接部材６を移動させるためのアクチュエータ７を備えている。
当接部材６およびアクチュエータ７の組み合わせは、本発明でいうフラッパ用の動作規制手段の一例に相当している。
当接部材６およびアクチュエータ７の組み合わせは、本発明でいうフラッパ用の動作規制手段の一例に相当している。
【0029】
装置本体部Ａ０は、内部にベンチュリ状の気体流通路３０を形成し、かつこの気体流通路３０の内周壁に第１および第２のガス流出口３１ａ，３１ｂが設けられた筒状の気体流通路形成部３と、その外周囲を囲むハウジング部４とが組み合わされて構成されている。
【0030】
ハウジング部４は、フランジ部４０や燃料ガス供給口４１を有している。燃料ガス供給口４１には、ガス管などの燃料ガス供給部から均圧弁（ゼロガバナ）Ｖ１を経由して燃料ガスが供給される（図１を参照）。気体流通路３０とハウジング部４との相互間には、燃料ガス供給口４１に供給された燃料ガスを、第１および第２のガス流出口３１ａ，３１ｂに導くことが可能な流路として機能する空間部４８が形成されている。
【0031】
装置本体部Ａ０は、フランジ部４０を利用してファン１の吸気側に直接接続され、または配管接続されている。ファン１が駆動されると、気体流通路３０には、その一端側開口部から外部の空気が流入し、他端側開口部に向けて流れる。この空気の流れに起因して発生する負圧作用により、気体流通路３０には、第１および第２のガス流出口３１ａ，３１ｂから燃料ガスが流出し、空気と燃料ガスとの混合気が生成され、ファン１に吸気される。
【0032】
気体流通路３０の中央部またはその付近には、気体流通路３０を第１および第２の流通路３０ａ，３０ｂに仕切る仕切り壁部３２が設けられている。第１および第２のガス流出
口３１ａ，３１ｂは、それら第１および第２の流通路３０ａ，３０ｂに個別に対面するように、気体流通路３０の中心を挟んで互いに反対側の領域に位置している。
口３１ａ，３１ｂは、それら第１および第２の流通路３０ａ，３０ｂに個別に対面するように、気体流通路３０の中心を挟んで互いに反対側の領域に位置している。
【0033】
フラッパ５は、気体流通路３０における空気流量に対応して回転し、気体流通路３０を塞ぐ面積を変化させるための部材である。より具体的には、このフラッパ５は、図５に示すように、略半円板状のフラッパ本体部５０、その先端部から上向きに延設された延設部５１、および回転支持用の基端部５２を有している。基端部５２は、仕切り壁部３２の下側に位置するように設けられた軸部９に支持されており、フラッパ５は、気体流通路形成部３における空気の流れ方向とは交差する方向に延びる軸線ＣＬ（軸部９の中心軸に相当、図５も参照）周りに回転可能である。
【0034】
フラッパ５は、その上部寄り領域が第１の流通路３０ａに位置しており、気体流通路３０における空気流量が、所定流量よりも少ない場合には、第１の流通路３０および第１のガス流出口３１ａのそれぞれを塞ぐ閉状態となる。これに対し、前記空気流量が前記所定流量以上である場合には、フラッパ５は、第１のガス流出口３１ａから離間する方向に回転した開状態となる。ただし、その回転の上限位置としては、後述するように、第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２のいずれかに切り替え設定可能とされている。
【0035】
当接部材６は、たとえば軸状であり、第２のガス流出口３１ｂ、および仕切り壁部３２に設けられた孔部３３に挿通され、かつその先端部（一端部）側は、フラッパ５に当接可能な配置である。当接部材６の基端部（他端部）側は、アクチュエータ７に支持されている。第２のガス流出口３１ｂは、当接部材６が挿通されていることによって全閉状態になったり、あるいは開口サイズが不足するようなことが回避されるように、第１のガス流出口３１ａよりも大きな開口サイズである。フラッパ本体部５０と延設部５１との境界部近辺は、側面視において、当接部材６とは反対側に窪むように屈曲している。この屈曲部分に対し、当接部材６の先端部が安定した状態で当接可能となっている。
【0036】
アクチュエータ７は、当接部材６をフラッパ５と対向する方向（水平方向）に往復動自在とし、たとえば直動型のステッピングモータであって、装置本体部Ａ０の外面部にネジ部材９８などを利用して組み付けられている。また、アクチュエータ７は、当接部材６の往復動ストロークの範囲内において、当接部材６を所望の位置に固定配置させることが可能である。
当接部材６は、フラッパ５が当接部材６に当接する位置をフラッパ５の回転の上限位置とし、この上限位置を超えて大きな開度で回転することを阻止する。ただし、フラッパ５がそれ以下の開度に回転することは許容する。
当接部材６は、フラッパ５が当接部材６に当接する位置をフラッパ５の回転の上限位置とし、この上限位置を超えて大きな開度で回転することを阻止する。ただし、フラッパ５がそれ以下の開度に回転することは許容する。
【0037】
制御部１３は、温水装置ＷＨの各部の動作制御や各種のデータ処理を実行するが、アクチュエータ７を制御して、当接部材６の固定位置を変更することにより、フラッパ５の回転の上限位置として、第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２の一方を選択的に切り替え設定する。
ここで、第１の上限位置Ｐ１は、燃焼装置Ｂの通常燃焼用の位置であり、たとえば図４に示すように、当接部材６の先端部と気体流通路３０の内壁面との距離Ｌ１が比較的大きいことにより、フラッパ５が仕切り壁部３２にかなり接近し、または当接する位置である。なお、第１の上限位置Ｐ１の設定に際し、フラッパ５に当接部材６の先端部を当接させてフラッパ５の位置を規制してもよいが、これに代えて、たとえばフラッパ５を仕切り壁部３２に当接させることにより、それ以上の回転を阻止し、かつ当接部材６の先端部については、フラッパ５から離間する配置としてもよい。
第２の上限位置Ｐ２は、燃料点火用の位置であり、たとえば図３（ａ）に示すように、当接部材６の先端部と気体流通路３０の内壁面との距離Ｌ２は、前記距離Ｌ１よりも短くされていることにより、フラッパ５の最大開度は、第１の上限位置Ｐ１の場合よりも小さ
く、フラッパ５が第１のガス流出口３１ａに接近する位置である。
ここで、第１の上限位置Ｐ１は、燃焼装置Ｂの通常燃焼用の位置であり、たとえば図４に示すように、当接部材６の先端部と気体流通路３０の内壁面との距離Ｌ１が比較的大きいことにより、フラッパ５が仕切り壁部３２にかなり接近し、または当接する位置である。なお、第１の上限位置Ｐ１の設定に際し、フラッパ５に当接部材６の先端部を当接させてフラッパ５の位置を規制してもよいが、これに代えて、たとえばフラッパ５を仕切り壁部３２に当接させることにより、それ以上の回転を阻止し、かつ当接部材６の先端部については、フラッパ５から離間する配置としてもよい。
第２の上限位置Ｐ２は、燃料点火用の位置であり、たとえば図３（ａ）に示すように、当接部材６の先端部と気体流通路３０の内壁面との距離Ｌ２は、前記距離Ｌ１よりも短くされていることにより、フラッパ５の最大開度は、第１の上限位置Ｐ１の場合よりも小さ
く、フラッパ５が第１のガス流出口３１ａに接近する位置である。
【0038】
フラッパ５の上限位置は、第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２のいずれか一方に選択的に切り替え設定されるが、この切り替え設定は、燃焼装置Ｂの動作モードに対応して制御部１３の制御により実行される。具体的には、燃焼装置Ｂのバーナ２において、燃料の点火を行なわせるときには、図３（ａ）に示すフラッパ５の第２の上限位置Ｐ２が設定される。点火後の通常の燃焼時には、図４に示すフラッパ５の第１の上限位置Ｐ１が設定される。
【0039】
アクチュエータ７は、当接部材６の往復動ストロークの範囲内において、当接部材６を所望の位置に固定配置させることができ、その配置を変更可能である。したがって、フラッパ５の前記した第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２は、いずれも適宜に変更することが可能である。この変更は、たとえば燃焼装置Ｂ（温水装置ＷＨ）に具備されている不図示のリモコン、あるいは別途設けられた操作部などを操作して行なうことが可能とされている。
【0040】
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。
【0041】
先ず、燃焼装置Ｂのバーナ２において、燃料点火を行なうときには、予混合装置Ａは、制御部１３の制御により、図３（ａ）に示したように、フラッパ５の上限位置が第２の上限位置Ｐ２である状態に設定される。この状態においては、フラッパ５の開度が小さく抑えられているため、第１のガス流出口３１ａ付近を流れる空気の流速は速められ、第１のガス流出口３１ａに作用する負圧が強められる。気体流通路３０における空気流量が多い場合、本来ならば、フラッパ５は、図４に示すように大きく回転するものの、燃料点火時においては、そのような回転は当接部材６によって阻止され、前記した図３（ａ）の状態が設定される。したがって、第１のガス流出口３１ａから気体流通路３０への燃料ガスの流出量を多めにし、空気と燃料ガスとの混合気としては、空燃比が燃料リッチであって、点火エネルギの小さいものとすることができる。このことにより、点火性能が良くなる。
【0042】
燃料点火が完了し、バーナ２が通常の燃焼モードになると、予混合装置Ａは、制御部１３の制御により、図４に示したように、フラッパ５の上限位置が第１の上限位置Ｐ１である状態に設定される。この状態においては、フラッパ５の開度を、燃料点火時よりも大きくすることができるため、混合気の空燃比が燃料リッチになることを回避し、バーナ２の通常の燃焼モードに適した空燃比の混合気を得ることが可能となる。一方、フラッパ５の上限位置は当接部材６によって第１の上限位置Ｐ１に規制されているものの、フラッパ５がそれ以下の角度に回転することは、当接部材６によって阻害されていない。このため、フラッパ５は応答性に優れており、気体流通路３０における空気流量が所定流量よりも少なくなったときには、フラッパ５は、第１の流通路３０ａおよび第１のガス流出口３１ａを塞ぐように、迅速に回転する。このことにより、第２の流通路３０ｂにおける空気の流速は速くなり、第２のガス流出口３１ｂから第２の流通路３０ｂへの適当量の燃料ガス流出を適切に継続させることができる。
【0043】
このように、本実施形態によれば、フラッパ５の動作の応答性を優れたものとし、バーナ２の通常燃焼時において、混合気を適切な空燃比に維持する性能に優れたものにすることが可能である。高いターンダウン比を得る上においても、適したものとなる。
なお、気体流通路３０における空気流量が所定流量よりも少なくなった際に、フラッパ５が第１の流通路３０ａおよび第１のガス流出口３１ａを迅速に塞ぐ動作は、図３（ａ）に示した設定状態、すなわちフラッパ５の上限位置を第２の上限位置Ｐ２に設定した場合においても、同様に生じさせることができる。
なお、気体流通路３０における空気流量が所定流量よりも少なくなった際に、フラッパ５が第１の流通路３０ａおよび第１のガス流出口３１ａを迅速に塞ぐ動作は、図３（ａ）に示した設定状態、すなわちフラッパ５の上限位置を第２の上限位置Ｐ２に設定した場合においても、同様に生じさせることができる。
【0044】
本実施形態においては、既述したように、フラッパ５の第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２のそれぞれを、適宜に変更可能とされている。このため、たとえばファン１の出力や、燃料ガスの種類など、予混合装置Ａの具体的な使用条件を考慮し、第１および第２の上限位置Ｐ１，Ｐ２を、最適な位置に調整することができる利点が得られる。
【0045】
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。
【0046】
上述の実施形態におけるフラッパ５は、第１の流通路３０ａの空気流量が所定流量以上であるか否かによって、開状態と閉状態とのいずれか一方に切り替わるものとされているが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、たとえば第１の流通路３０ａの空気流量が少なくなるほど、フラッパ５の開度が徐々に小さくなるように、フラッパ５の開度が空気流量に対応して無段階あるいは多段階に変化する構成であってもよい。
また、上述の実施形態においては、気体流通路３０を第１および第２の流通路３０ａ，３０ｂに分けた上で、第１の流通路３０ａにフラッパ５を配置させているが、本発明はこれに限定されない。気体流通路３０を複数の流通路に区分することなく、フラッパ５が設けられた構成とすることも可能である。
また、上述の実施形態においては、気体流通路３０を第１および第２の流通路３０ａ，３０ｂに分けた上で、第１の流通路３０ａにフラッパ５を配置させているが、本発明はこれに限定されない。気体流通路３０を複数の流通路に区分することなく、フラッパ５が設けられた構成とすることも可能である。
【0047】
上述の実施形態においては、フラッパ用の動作規制手段が、軸状の当接部材と、これを往復動させるアクチュエータとを組み合わせた構成とされているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、当接部材６としては、軸状以外の部材を用いることができる。また、アクチュエータとしては、直動型のステッピングモータ以外の機器を用いることもできる。
【0048】
本発明におけるフラッパの第１および第２の上限位置は、予混合装置の使用条件などに対応して適宜選択可能、あるいは変更可能であり、その具体的な位置は限定されない。
気体流通路は、ベンチュリ状であることが好ましいが、これに限定されない。ガス流出口は、必ずしも複数設けられていなくてもよく、少なくとも１つ設けられていればよい。フラッパの具体的な形状、材質、サイズなども限定されない。
気体流通路は、ベンチュリ状であることが好ましいが、これに限定されない。ガス流出口は、必ずしも複数設けられていなくてもよく、少なくとも１つ設けられていればよい。フラッパの具体的な形状、材質、サイズなども限定されない。
【0049】
燃料ガスは、たとえばナチュラルガスあるいはＬＰガスであるが、その具体的な種類は問わない。本発明に係る燃焼装置は、温水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、燃焼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】
【0050】
Ａ 予混合装置
Ａ０ 装置本体部
Ｂ 燃焼装置
ＣＬ 軸線
Ｐ１，Ｐ２ 第１および第２の上限位置
１ ファン
２ バーナ
３ 気体流通路形成部
３０ 気体流通路
３１ａ，３１ｂ 第１および第２のガス流出口
４ ハウジング部
５ フラッパ
６ 当接部材
７ アクチュエータ
Ａ０ 装置本体部
Ｂ 燃焼装置
ＣＬ 軸線
Ｐ１，Ｐ２ 第１および第２の上限位置
１ ファン
２ バーナ
３ 気体流通路形成部
３０ 気体流通路
３１ａ，３１ｂ 第１および第２のガス流出口
４ ハウジング部
５ フラッパ
６ 当接部材
７ アクチュエータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】