特開 2024-165267 予混合装置およびこれを備えた燃焼装置

(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】P2024165267

(43)【公開日】2024-11-28

(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 20060101AFI20241121BHJP

   F23N 1/02 20060101ALI20241121BHJP

   F23N 5/18 20060101ALI20241121BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F23D14/62

F23N1/02 104Z

F23N5/18 101J

F23K5/00 301E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081309

(22)【出願日】2023-05-17

(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】蓬莱 岳登

(72)【発明者】

【氏名】永井 逸夫

(72)【発明者】

【氏名】宮川 晴徳

【テーマコード（参考）】

3K003

3K017

3K068

【Ｆターム（参考）】

3K003AB01

3K003AB06

3K003BB01

3K003BC01

3K003CA06

3K003CB03

3K003CB05

3K003CC01

3K003DA03

3K017CA04

3K017CB08

3K017CC01

3K017CD03

3K017CE01

3K017CF03

3K068AA01

3K068BB02

3K068BB13

3K068BB24

(57)【要約】

【課題】気体流路の空気圧を燃料ガスの圧力調整弁用の正確なシグナル圧として利用可能であり、かつ空気と燃料ガスを十分に攪拌混合させ得る予混合装置を提供する。
【解決手段】ファン５の吐出側に接続され、かつ気体流路１９および燃料ガス流出口２３が設けられている予混合装置本体部Ａと、燃料ガス供給圧を制御する圧力調整弁Ｖと、気体流路１９内の空気圧を受ける凹部開口状の受圧部３２ａを有する受圧部形成部３２と、その支持部３１と、受圧部３２ａにおいて受けた空気圧をシグナル圧として圧力調整弁Ｖに伝達するシグナル圧伝達路ＳＰと、を備えている、予混合装置ＰＲであって、支持部３１として、気体流路１９の周方向に互いに間隔を隔てた配置の複数の支持部３１を備え、それらの少なくとも1つの内部に連通路３５が設けられ、受圧部３２ａよりも空気流れ方向下流側の部位に設けられ、かつ到来した空気流を旋回流または乱流にし得るバッフル部３３をさらに備えている。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファンと、
このファンの吐出側に接続され、かつ前記ファンの駆動により空気が流通する気体流路を内部に形成しており、前記気体流路内に燃料ガスを流出させて前記空気に混合させることが可能に燃料ガス供給路の終端の燃料ガス流出口が設けられている予混合装置本体部と、
前記燃料ガス供給路に設けられ、かつ燃料ガス供給圧をシグナル圧に対応した圧力に制御する圧力調整弁と、
前記気体流路の内周壁部から前記気体流路の中央寄り領域に向けて突出するように設けられた支持部と、
この支持部に支持されて前記気体流路内に設けられ、かつ前記燃料ガス流出口よりも空気流れ方向上流位置において空気圧を受ける凹部開口状の受圧部を有する受圧部形成部と、
前記受圧部において受けた前記空気圧を前記シグナル圧として前記圧力調整弁に伝達するシグナル圧伝達路と、
を備えている、予混合装置であって、
前記支持部として、前記気体流路の周方向に互いに間隔を隔てた配置に設けられた複数の支持部を備え、かつこれら複数の支持部のうち、少なくとも1つの支持部の内部には、前記受圧部に連通する連通路が設けられて、前記シグナル圧伝達路は、前記連通路を含んで構成されており、
前記受圧部よりも空気流れ方向下流側の部位に設けられ、かつ到来した空気流を旋回流または乱流にすることが可能なバッフル部を、さらに備え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、
前記連通路として、前記複数の支持部のそれぞれの内部に設けられた複数の連通路を備えている、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、
前記受圧部形成部および前記複数の支持部は、前記気体流路の軸長方向視における幅よりも前記気体流路の軸長方向の幅の方が大きい形態とされており、
前記受圧部は、前記受圧部形成部のうちの空気流れ方向上流側部分に形成されており、
前記バッフル部は、前記複数の支持部および／または前記受圧部形成部のうちの空気流れ方向下流側部分に設けられている、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、
前記バッフル部は、前記気体流路の軸長方向視において前記複数の支持部の相互間に位置し、かつ前記受圧部形成部の後部寄り領域から前記受圧部形成部の半径方向外方側に突出する複数の凸状の部位として構成され、または前記受圧部形成部の後部寄り領域よりも外径が大きい円板状の部位として構成されている、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、
前記バッフル部のうち、前記気体流路の空気流れ方向上流側を向く部分は、到来した空気流を旋回流にすることが可能なように前記気体流路の軸長方向に対して傾斜している、予混合装置。

【請求項6】

請求項１に記載の予混合装置であって、
前記バッフル部は、前記燃料ガス流出口よりも空気流れ方向上流側に位置している、予混合装置。

【請求項7】

請求項１に記載の予混合装置であって、
前記複数の支持部は、前記気体流路の周方向に等間隔で設けられ、
前記燃料ガス流出口としては、前記気体流路の軸長方向視において、前記複数の支持部の相互間に位置して前記周方向に等間隔の配列で設けられた複数の燃料ガス流出口を備えている、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、空気と燃料ガスを予め混合させ、可燃混合気を生成する処理である。

【背景技術】

【0002】

予混合装置の一例として、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においては、ファンの吸気側に予混合装置本体部が接続されている。予混合装置本体部は、ファンの駆動により空気が流通する気体流路を内部に形成し、かつこの気体流路に面して燃料ガス流出口が設けられた構成である。このことにより、空気と燃料ガスとの混合気を生成可能である。また、予混合装置本体部には、気体流路内の空気圧を感知するためのプローブが具備されている。このプローブの先端部は、空気圧を受ける凹部開口状の受圧部であり、この受圧部において受けられた空気圧は、燃料ガス供給路に設けられた圧力調整弁のシグナル圧として用いられる。
このような構成によれば、圧力調整弁の２次圧としての燃料ガス供給圧を、気体流路における空気圧に対応した圧力に制御し、空燃比の一定化を図ることが可能である。

【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、未だ改善すべき余地があった。

【0004】

第１に、特許文献１に記載されたプローブは、側面視略Ｌ字状の１本の管体であり、その取付けは、プローブの一部が気体流路の周壁部を貫通した態様、いわゆる片もち支持の態様で行なわれている。このため、プローブの先端部に位置する受圧部は、空気流れの影響を受けて振動し易い。ここで、受圧部が振動すると、受圧部において受けられた空気圧を圧力調整弁のシグナル圧として利用するに際し、このシグナル圧は、振動に起因する誤差を含んだ不適切なものとなる。これでは、空燃比の一定化を図る制御を高精度で行なうことは困難となる。

【0005】

第２に、予混合装置において生成される混合気（可燃混合気）は、空気と燃料ガスが十分に攪拌混合されたものであることも望まれる。ここで、特許文献１においては、予混合装置本体部がファンの吸気側に設けられているため、空気と燃料ガスとの混合気は、ファンを通過する段階で十分に攪拌混合される。ところが、特許文献１において、予混合装置本体部がファンの吐出側に設けられ、混合気がファンを通過しない構成とされた場合には、空気と燃料ガスを積極的に攪拌混合させることは困難となり、混合気の燃焼性が低くなる虞がある。
低炭素社会の実現手段の１つとして、燃料ガスとして、水素または水素含有ガスを用いることが考えられる。ただし、これらは発火し易いため、燃料ガスが水素または水素含有ガスとされる場合には、安全性の観点からファンの吐出側に予混合装置本体部（空気と燃料ガスとの混合部）を配置することが望まれる。これに対し、特許文献１の予混合装置は、そのような態様での使用には適していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６６７３８６３号公報

【特許文献2】特開２０１０－１０７１７４号公報

【特許文献3】特公昭５８－４３６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、気体流路の空気圧を燃料ガスの圧力調整弁用の正確なシグナル圧として利用できるようにして空燃比を一定化にする制御を高精度に行なうことが可能であるとともに、予混合装置本体部がファンの吐出側に接続されているにも拘わらず、空気と燃料ガスを十分に攪拌混合させ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】

【0008】

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。

【0009】

本発明の第１の側面により提供される予混合装置は、ファンと、このファンの吐出側に接続され、かつ前記ファンの駆動により空気が流通する気体流路を内部に形成しており、前記気体流路内に燃料ガスを流出させて前記空気に混合させることが可能に燃料ガス供給路の終端の燃料ガス流出口が設けられている予混合装置本体部と、前記燃料ガス供給路に設けられ、かつ２次圧としての燃料ガス供給圧をシグナル圧に対応した圧力に制御する圧力調整弁と、前記気体流路の内周壁部から前記気体流路の中央寄り領域に向けて突出するように設けられた支持部と、この支持部に支持されて前記気体流路内に設けられ、かつ前記燃料ガス流出口よりも空気流れ方向上流位置において空気圧を受ける凹部開口状の受圧部を有する受圧部形成部と、前記受圧部において受けた前記空気圧を前記シグナル圧として前記圧力調整弁に伝達するシグナル圧伝達路と、を備えている、予混合装置であって、前記支持部として、前記気体流路の周方向に互いに間隔を隔てた配置に設けられた複数の支持部を備え、かつこれら複数の支持部のうち、少なくとも1つの支持部の内部には、前記受圧部に連通する連通路が設けられて、前記シグナル圧伝達路は、前記連通路を含んで構成されており、前記受圧部よりも空気流れ方向下流側の部位に設けられ、かつ到来した空気流を旋回流または乱流にすることが可能なバッフル部を、さらに備えていることを特徴としている。

【0010】

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、受圧部形成部は、気体流路の周方向に間隔を隔てた複数の支持部に支持されているため、単なる１本の管体であった特許文献１のプローブと比較すると、受圧部の支持強度を高くし、空気流れの影響によって受圧部が容易に振動しないようにすることが可能である。したがって、受圧部において受けられた空気圧を、圧力調整弁用のシグナル圧として利用する場合には、このシグナル圧については振動に起因する誤差を含まない正確なものとすることが可能である。その結果、特許文献１よりも空燃比の一定化を適切かつ高精度に図ることができる。
第２に、受圧部よりも空気流れ方向下流側の部位には、バッフル部が設けられており、この部分に空気流が到来すると、空気流れを旋回流または乱流にすることが可能である。このため、空気と燃料ガスの攪拌混合を促進し、混合ガスの燃焼性をよくすることができる。予混合装置本体部が、ファンの吐出側に設けられている場合には、ファンの吸気側に設けられている場合とは異なり、ファンを通過する際に混合気が攪拌混合される作用は得られないものの、本発明によればバッフル部の作用により攪拌混合を促進し、混合気の燃焼性を良好なものとすることが可能である。
第３に、バッフル部は、受圧部形成部と同じく複数の支持部によって支持された状態に設け、このことにより空気流れに起因して容易に振動しないように構成することも可能である。したがって、バッフル部の振動に連鎖して受圧部が不当に振動する不具合も生じないようにすることが可能である。複数の支持部については、受圧部形成部に加え、バッフル部をも適切かつ頑丈に支持する部位として役立たせることも可能である。
第４に、複数の支持部のうち、少なくとも1つの支持部の内部には、受圧部に連通し、シグナル圧伝達路を構成する連通路が設けられているため、構成の簡素化・合理化を図る
ことができる。また、連通路が空気流れなどを阻害しないようにすることも可能である。

【0011】

本発明において、好ましくは、前記連通路として、前記複数の支持部のそれぞれの内部に設けられた複数の連通路を備えている。

【0012】

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、シグナル圧伝達路を構成する連通路が複数設けられているため、たとえば詰まりなどが発生して、１つの連通路がシグナル圧伝達路として適切に機能しなくなったとしても、他の連通路を利用してシグナル圧伝達を適切に図ることが可能である。したがって、シグナル圧を利用した燃料ガス供給圧制御の信頼性が高められる。複数の連通路が、複数の支持部の内部に設けられているため、全体構成の簡素化や軽量化などが一層適切に図られる。

【0013】

本発明において、好ましくは、前記受圧部形成部および前記複数の支持部は、前記気体流路の軸長方向視における幅よりも前記気体流路の軸長方向の幅の方が大きい形態とされており、前記受圧部は、前記受圧部形成部のうちの空気流れ方向上流側部分に形成されており、前記バッフル部は、前記複数の支持部および／または前記受圧部形成部のうちの空気流れ方向下流側部分に設けられている。

【0014】

このような構成によれば、受圧部形成部および複数の支持部について、空気流れに対する抵抗を小さくしつつ、それらの強度を十分に確保することが可能である。また、バッフル部によって発生される空気の旋回流または乱流が、受圧部に及ばないようにすることも可能となる。したがって、受圧部において、非旋回流・非乱流状態の空気圧を適切に受けることでき、正確なシグナル圧を得る上でより好ましい。

【0015】

本発明において、好ましくは、前記バッフル部は、前記気体流路の軸長方向視において前記複数の支持部の相互間に位置し、かつ前記受圧部形成部の後部寄り領域から前記受圧部形成部の半径方向外方側に突出する複数の凸状の部位として構成され、または前記受圧部形成部の後部寄り領域よりも外径が大きい円板状の部位として構成されている。

【0016】

このような構成によれば、バッフル部を含む受圧部形成部および複数の支持部の全体構成を簡易にしつつ、バッフル部に向けて空気を円滑に進行させ、旋回流または乱流を十分なボリュームで発生させることが可能である。

【0017】

本発明において、好ましくは、前記バッフル部のうち、前記気体流路の空気流れ方向上流側を向く部分は、到来した空気流を旋回流にすることが可能なように前記気体流路の軸長方向に対して傾斜している。

【0018】

このような構成によれば、バッフル部の構成を簡易にしつつ、空気の旋回流を適切に発生させることが可能である。バッフル部の気体流路の空気流れ方向上流側を向く部分は、傾斜面であるため、気体流路における空気流れの抵抗を小さくすることも可能である。

【0019】

本発明において、好ましくは、前記バッフル部は、前記燃料ガス流出口よりも空気流れ方向上流側に位置している。

【0020】

このような構成によれば、バッフル部を利用して発生された空気の旋回流または乱流に対して、燃料ガスを燃料ガス流出口から直接的に流れ込ませることが可能となる。したがって、混合気の攪拌混合をより促進することができる。

【0021】

本発明において、好ましくは、前記複数の支持部は、前記気体流路の周方向に等間隔で
設けられ、前記燃料ガス流出口としては、前記気体流路の軸長方向視において、前記複数の支持部の相互間に位置して前記周方向に等間隔の配列で設けられた複数の燃料ガス流出口を備えている。

【0022】

このような構成によれば、気体流路のうち、複数の支持部の相互間領域に対し、複数の燃料ガス流出口が個々に対応した配置とされるため、気体流路を流れる空気全体に対し、燃料ガスを均等に混合させる上で好ましいものとなる。多くの空気が気体流路の一部分のみに大きく偏った状態で流れることや、空気流れに対して燃料ガスが大きく偏った配置から供給されるなどの不当な現象を抑制することが可能である。

【0023】

本発明の第２の側面により提供される燃焼装置は、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。

【0024】

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。

【0025】

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】

【0026】

【図1】本発明に係る予混合装置を備えた燃焼装置、およびこれを含む温水装置の一例を示す概略説明図である。

【図2】（ａ）は、図１に示す予混合装置の要部を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢視IIbの正面図である。

【図3】(ａ)は、図２(ｂ)のIIIa－IIIa断面図であり、（ｂ）は、図２（ｂ）のIIIb－IIIb断面図である。

【図4】図３（ａ）のIV－IV断面図である。

【図5】図２（ａ）の分解概略斜視図である。

【図6】（ａ）は、図５に示す第３の部材の背面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す第３の部材のバッフル部を省略した参考図としての背面斜視図である。

【図7】（ａ）は、図５および図６（ａ）に示す第３の部材の正面図であり、（ｂ）は、その背面図であり、（ｃ）は、その平面図であり、（ｄ）は、その左側面図であり、（ｅ）は、（ａ）のVIIe－VIIe断面図であり、（ｆ）は、（ａ）のVIIf－VIIf断面図であり、（ｇ）は、（ａ）のVIIg－VIIg断面図である。

【図8】図６（ａ）のVIII－VIII断面図である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、図８との対比例１，２（ただし、本発明の内容に相当）を示す断面図である。

【図10】（ａ）は、本発明の他の例を示す背面斜視図であり、（ｂ）は、その側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

図１は温水装置ＷＨを示しており、この温水装置ＷＨは、予混合装置ＰＲおよびバーナ部Ｂを有する燃焼装置Ｃに、熱交換器８が具備された給湯装置として構成とされている。

【0029】

バーナ部Ｂは、予混合装置ＰＲから燃料ガスと空気との混合気の供給を受け、かつその燃料ガスを燃焼させるための部位であり、複数の炎孔４０ａを有する炎孔プレート４０が
、バーナケース４１内に配された構成である。燃料ガスは、たとえば水素または水素含有ガスである。バーナケース４１の上部開口部４１ａから前記混合気が供給されると、この混合気は炎孔プレート４０の複数の炎孔４０ａを下向きに通過する。このような混合気に対し、不図示の点火装置によって点火がなされる。バーナ部Ｂによって発生された燃焼ガスは、バーナ部Ｂの下面の燃焼領域から下向きに進行し、熱交換器８に作用する。

【0030】

熱交換器８は、燃焼ガスから熱回収を行なうためのものであり、缶体８５，８６内に位置する顕熱回収用および潜熱回収用の熱交換部８１，８２を有している。入水口８３に供給された湯水は、熱交換部８２および熱交換部８１を順次通過する過程において前記燃焼ガスによって加熱され、出湯口８４から出湯し、所定の給湯先に供給される。

【0031】

予混合装置ＰＲは、予混合装置本体部Ａ、ファン５、および圧力調整弁Ｖを備えている。

【0032】

ファン５は、燃焼用の空気の供給用であり、たとえばシロッコファンやターボファンであり、不図示のモータにより駆動される。ただし、ファン５の具体的な種類は問わない。

【0033】

圧力調整弁Ｖは、予混合装置本体部Ａに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路ＦＰの途中箇所に設けられており、燃料ガス供給路ＦＰのうち、この圧力調整弁Ｖの上流側の１次圧Ｐ１の変動の影響を受けることなく、下流側の２次圧Ｐ２を、ポート６０に入力するシグナル圧Ｐｓに対応した値とする機能を有している。シグナル圧Ｐｓが高いほど、弁体６１の開度は大きくなり、バーナ部Ｂに向けての燃料供給圧は高くなる。この作用により、予混合装置ＰＲによって生成される混合気の空燃比の一定化を図ることが可能である。圧力調整弁Ｖの構造自体は、従来既知のものと同様にすることが可能であり、その詳細な説明は省略する。
ポート６０は、後述するように、予混合装置本体部Ａの受圧部３２ａとシグナル圧伝達路ＳＰを介して繋がっている。

【0034】

予混合装置本体部Ａは、その前部側（空気流れ方向上流側（図２、図３、図５の右側であり、以下同様）がファン５の吐出側に直接接続され、または適当な接続部材９８を介して間接的に接続されている。予混合装置本体部Ａの内部には、ファン５から吐出される空気が流通する気体流路１９が形成され、また後述する燃料ガス流出口２３が設けられており、予混合装置本体部Ａ内において空気と燃料ガスとの混合気が生成される。予混合装置本体部Ａの後部側（空気流れ方向下流側）は、バーナケース４１の上部開口部４１ａに直接または間接的に接続され、予混合装置本体部Ａからバーナケース４１内への混合気の供給が可能となっている。

【0035】

図２～図５に示すように、予混合装置本体部Ａは、第１ないし第３の部材１～３が組み合わされて、これらの内側に気体流路１９が一連に形成された構成である。第１ないし第３の部材１～３は、たとえば金属製の切削加工品、あるいは樹脂成形品などである。

【0036】

第１の部材１は、管状部材であり、その前部と後部側部に、他部材との接続を図るためのフランジ部１０ａ，１０ｂが設けられた構成である。第１の部材１の周壁部１２には、燃料ガス導入口１３が設けられており、この部分に燃料ガスが供給される。

【0037】

第２の部材２は、略矩形の枠状部２０を前部に有し、かつ枠状部２０の後側には、複数の燃料ガス流出口２３を有する略円筒状の筒状部２１が連設された構成である。また、第１のフランジ部１０ａとの接続を図るためのフランジ部２８も備えている。
筒状部２１は、第１の部材１の前寄り領域に嵌入しており、この筒状部２１と第１の部材１の周壁部１２との相互間には、燃料ガス導入口１３を複数の燃料ガス流出口２３に連
通させる空隙部２４が形成されている。このことにより、燃料ガス導入口１３に供給された燃料ガスは、空隙部２４を通過して複数の燃料ガス流出口２３に到達し、気体流路１９に流出し、空気と混合される。燃料ガス供給路ＦＰは、燃料ガス導入口１３や空隙部２４を含んでおり、複数の燃料ガス流出口２３は、燃料ガス供給路ＦＰの終端である。

【0038】

図５～図７によく表われているように、第３の部材３は、正面視円環状の環状部３０、複数の支持部３１、受圧部形成部３２、および複数のバッフル部３３を備えている。なお、図６（ｂ）には、複数のバッフル部３３を省略した構成が示されており、支持部３１の構成などについては、同図を適宜参照されたい。
第３の部材３は、第２の部材２の枠状部２０の中央部に形成されている開口部２５に環状部３０が嵌入された状態で第２の部材２への組み付けが図られている。環状部３０の内側の空間領域は、気体流路１９の一部である。

【0039】

受圧部形成部３２は、たとえばその全体の基本形状がノーズコーン状またはこれに類する形状であって、全体の概略形状は略円柱状である一方、後部寄り領域の外径は後側ほど徐々に減少する円錐台状である。この受圧部形成部３２の空気流れ方向上流を向く前面部には、凹部開口状の受圧部３２ａが形成されている。

【0040】

複数の支持部３１は、受圧部形成部３２を気体流路１９の中央に配置させて支持するための部分であり、環状部３０の内周壁部（本発明でいう気体流路の内周壁部に相当）から気体流路１９の中央寄り領域に向けて突出するプレート状である。
複数の支持部３１および受圧部形成部３２は、気体流路１９の軸長方向視の幅Ｗｃ，Ｗｄよりも気体流路１９の軸長方向の幅Ｗａ，Ｗｅの方が大きい形態とされている（図７（ａ），（ｅ）を参照）。このことにより、複数の支持部３１および受圧部形成部３２を、空気流れに対する抵抗が小さいものとしつつ、それらの強度（振動を生じ難くする強度）を高めることが可能である。

【0041】

本実施形態においては、複数の支持部３１として、たとえば３つの支持部３１が気体流路１９の周方向に等間隔で設けられている。これに対し、図２（ｂ）に示すように、複数の燃料ガス流出口２３は、気体流路１９の軸長方向視において、複数の支持部３１の相互間の位置、好ましくは相互間の中央に位置し、気体流路１９の周方向に等間隔の配列で設けられている。このような構成によれば、気体流路１９の前部側に供給された空気は、複数の支持部３１の相互間の領域を通過するため、多くの空気が気体流路１９の一部分のみに大きく偏った状態で流れることが防止される。また、そのような空気流れに対し、燃料ガスが大きく偏った配置で供給・混合されることも回避され、空気と燃料ガスとの混合を十分に図る上で好ましい。

【0042】

複数の支持部３１は、好ましくは、環状部３０寄り領域の幅Ｗａよりも受圧部形成部３２寄り領域の幅Ｗｂの方が大きくされており、幅Ｗｂと受圧部形成部３２の前後幅とは略同一に揃えられている（図７（ｅ）参照）。支持部３１のうち、受圧部形成部３２寄り領域の断面形状は、図８に示すように、後部寄り領域の厚みｔが、後側ほど徐々に減少する形状とされている。これは、支持部３１の後方に空気の渦流が発生することを抑制し、気体流路１９における空気流れの抵抗を減少させる上で好ましい。

【0043】

図９（ａ），（ｂ）には、図８に示した本実施形態との対比例１，２が示されている。対比例１の支持部３１は、図８とは前後逆形状であり、対比例２の支持部３１は、各所の厚みが一定とされている。本発明者による試験およびシミュレーションによれば、対比例１，２と比較して、図８に示した本実施形態の構成の方が、支持部３１の後方に発生する空気の渦流を小さくし得ることが確認された。

【0044】

複数の支持部３１のそれぞれの内部には、受圧部３２ａに一端が連通した小径トンネル状の連通路３５が設けられている。これら複数の連通路３５は、シグナル圧伝達路ＳＰの一部を構成する部位であり、これらの他端は、環状部３０の外周に形成された凹溝部３６内に連通している。
図３（ａ）によく表われているように、凹溝部３６は、第２の部材２に設けられたポート２９に連通しており、このポート２９は圧力調整弁Ｖのポート６０と適当なチューブ（不図示）を介して接続されている。シグナル圧伝達路ＳＰは、前記チューブ、ポート２９、凹溝部３６、および複数の連通路３５が一連に繋がった構成である。

【0045】

複数のバッフル部３３は、空気流を旋回流にすることが可能な部分である。複数のバッフル部３３は、気体流路１９の軸長方向視において、複数の支持部３１の相互間に位置し、かつ受圧部形成部３２の後部寄り領域から受圧部形成部３２の半径方向外方側に突出する複数（本実施形態では、３つ）の凸状部位として構成されている。
図７（ｇ）に示すように、各バッフル部３３の前面部３３ａは、気体流路１９の軸長方向に対して傾斜した傾斜面部とされており、このことによりこの前面部３３ａに到来した空気流は旋回流となる。同図においては、前面部３３ａが適当な曲率Ｒの曲面状であるが、これに代えて、たとえば平面状にすることも可能である。
各バッフル部３３は、受圧部３２ａよりも空気流れ方向下流側であり、かつ燃料ガス流出口２３よりも空気流れ方向上流側に位置している。

【0046】

次に、前記した予混合装置ＰＲを備えた燃焼装置Ｃ、および温水装置ＷＨの作用について説明する。

【0047】

まず、図１において、燃焼装置Ｃを駆動させる際には、ファン５から予混合装置本体部Ａの気体流路１９に向けて空気を吐出させる。その一方、燃料ガスを燃料ガス供給路ＦＰを介して予混合装置本体部Ａに向けて供給し、複数の燃料ガス流出口２３から気体流路１９内に流出させる。このことにより、空気と燃料ガスとの混合気が生成されてバーナ部Ｂに供給され、バーナ部Ｂにおいて燃料ガスを燃焼させることが可能である。このような動作時において、予混合装置本体部Ａの受圧部３２ａにおいては、気体流路１９を流れる空気の空気圧が受けられ、この空気圧はシグナル圧伝達路ＳＰを介して圧力調整弁Ｖのポート６０にシグナル圧Ｐｓとして伝達される。このことにより、圧力調整弁Ｖは、燃料ガスの２次圧を前記空気圧（シグナル圧Ｐｓ）に対応する圧力に制御する。

【0048】

ここで、受圧部形成部３２は、複数の支持部３１に支持されているため、その支持強度を高くし、空気流れの影響により容易に振動しないようにすることが可能である。各支持部３１は、その前後幅が大きくされているため、前記支持強度を高めて振動を抑制する上で、より好ましいものとなっている。受圧部形成部３２が振動すると、受圧部３２ａにおいて受けられた空気圧を圧力調整弁Ｖのシグナル圧として利用する場合に、このシグナル圧が振動に起因する誤差を含むものとなり、好ましくない。これに対し、本実施形態によれば、そのような不具合を適切に抑制することが可能である。

【0049】

一方、バッフル部３３の位置に空気が進行すると、その空気流れは旋回流とされる。このことにより、空気と燃料ガスとの攪拌混合を促進し、混合ガスの燃焼性をよくすることが可能である。予混合装置本体部Ａは、ファン５の吐出側に設けられているため、混合気がファン５を通過して攪拌されることはなく、予混合装置本体部Ａにおいて生成された混合気は、バーナ部Ｂに即座に供給される。ただし、前記したバッフル部３３の攪拌混合促進作用により、十分に攪拌混合された混合気をバーナ部Ｂに供給することが可能であり、予混合装置本体部Ａがファン５の吐出側に設けられていることによるデメリットは生じないようにすることが可能である。なお、既述したように、予混合装置本体部Ａがファン５の吐出側に設けられていれば、燃料ガスとして、発火し易い水素または水素含有ガスが用
いられた際の安全性を高めることが可能である。

【0050】

複数の支持部３１のそれぞれの内部には、連通路３５が設けられており、複数の連通路３５が受圧部３２ａと凹溝部３６とを繋ぐように設けられている。このため、それら複数の連通路３５のう１つに詰まりが生じたとしても、他の連通路３５を利用してシグナル圧伝達が可能である。したがって、シグナル圧Ｐｓを利用した燃料ガス供給圧制御の信頼性が高められる。また、シグナル圧伝達路ＳＰを構成する複数の連通路３５が、複数の支持部３１の内部に設けられているため、全体構成の簡素化ならびに軽量化なども適切に図ることができる。

【0051】

バッフル部３３は、受圧部３２ａよりも空気流れ方向下流側に位置しているため、受圧部３２ａに旋回流が作用しないようにし、正確な空気圧（シグナル圧Ｐｓ）を得る上で好ましい。一方、バッフル部３３は、複数の燃料ガス流出口２３よりも空気流れ方向上流側に位置しているため、バッフル部３３を利用して発生された空気の旋回流に対して、燃料ガス流出口２３から燃料ガスを直接的に流れ込ませることが可能となる。したがって、混合気の攪拌混合をより促進することができる。

【0052】

バッフル部３３は、既述したように、空気の旋回流を生じさせるが、その前面部３３ａは傾斜面部とされているため、このバッフル部３３の存在に起因して気体流路１９における空気流れの抵抗がさほど大きくならないようにすることも可能である。また、バッフル部３３は、複数の支持部３１の相互間に位置し、気体流路１９の周方向に等間隔で設けられているため、バッフル部３３の前面部３３ａに空気が衝突する作用をバランスよく生じさせることも可能である。

【0053】

図１０は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

【0054】

図１０に示す第３の部材３Ａにおいては、バッフル部３３Ａが円板状に形成されている。このバッフル部３３Ａは、受圧部形成部３２の後部寄り領域よりも外径が大きく、複数の支持部３１の後端に繋がっている。
本実施形態によれば、バッフル部３３Ａの前面部３３ｂに空気が衝突することにより、空気の乱流を発生させることが可能である。この乱流を利用して、空気と燃料ガスとの攪拌混合を促進することが可能である。
本実施形態から理解されるように、本発明においては、バッフル部を利用して旋回流を生じさせる構成に代えて、または加えて、空気と燃料ガスとの攪拌混合を促進する非旋回流としての乱流を生じさせる構成とすることも可能である。

【0055】

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。

【0056】

受圧部は、気体流路における空気圧を受けることが可能な凹部開口状であればよく、その具体的な形状やサイズなどは限定されない。受圧部形成部は、受圧部を有していればよく、その全体形状は、ノーズコーン状などに限定されない。
受圧部形成部を支持する支持部は、気体流路の周方向に間隔を隔てて複数設けられていればよく、その数は３つに限定されない。支持部が２つのみ設けられた構成、あるいは４以上設けられた構成とすることができる。
連通路は、複数の支持部のすべてに必ずしも設けられていなくてもよい。

【0057】

バッフル部は、空気と燃料ガスとの攪拌混合を促進可能な旋回流または乱流を生じさせ
得るものであればよいことは既に述べたとおりである。したがって、バッフル部の具体的な形状は限定されない。また、バッフル部の数や配置も種々に変更可能である。また、上述の実施形態においては、バッフル部が、支持部および受圧部形成部の双方に跨がるように設けられているが、これに代えて、たとえば支持部または受圧部形成部の一方に設けられた構成とされていてもよい。
本発明に係る予混合装置は、燃料ガスとして、水素または水素含有ガスが用いられる場合に適するが、これに限定されず、他の種類のガスを用いることができる。

【符号の説明】

【0058】

Ａ 予混合装置本体部
ＰＲ 予混合装置
Ｂ バーナ部
Ｃ 燃焼装置
ＦＰ 燃料ガス供給路
ＳＰ シグナル圧伝達路
Ｖ 圧力調整弁
Ｐｓ シグナル圧
１９ 気体流路
２３ 燃料ガス流出口
３１ 支持部
３２ 受圧部形成部
３２ａ 受圧部
３３，３３Ａ バッフル部
３５ 連通路
５ ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】