CN107367067B

CN107367067B - 燃烧装置

Info

Publication number: CN107367067B
Application number: CN201710253903.4A
Authority: CN
Inventors: 三浦卓也
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2037-04-18
Also published as: KR102298981B1; US10139127B2; CN107367067A; JP6807265B2; JP2017207271A; US20170328597A1; KR20170128125A

Abstract

本发明提供一种燃烧装置(1)，其具备：燃烧器(11)；设置在框体内部的热交换器(12)；设置在所述框体(20)的一侧面侧的排气通路(22B)；和具有所述燃烧废气流动的通气孔(50)的排气阻力部件(5)，所述排气阻力部件(5)的所述通气孔(50)具有沿所述燃烧废气流动的方向从所述框体(20)的下方向着所述排气通路(22B)延伸的长孔。

Description

燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置。特别是，本发明涉及按照由燃烧器生成的燃烧废气相对于热交换器从上方向下方流动的方式设置的燃烧装置。

背景技术

以往，热水器或房间取暖用热源机等的燃烧装置中，从燃烧器喷出的燃烧废气的流通路径中通气阻力如果过小，在使燃烧器强烈燃烧时，燃烧部周边的压力有很大变动，燃烧平衡紊乱，产生振动燃烧且噪音变大。因此，提出了以下方案：在形成燃烧废气的流通路径的框体的下游侧的端部，设置具有多个小圆形的通气孔的排气阻力板，限制从框体排出的燃烧废气的排气流量(例如，日本专利公开公报特开平4-113167号)。

但是，在按照燃烧废气相对于热交换器从上方向下方流动的方式设置的所谓的向下燃烧式的燃烧装置中，如果在作为框体的下游侧的热交换器的下方设置排气阻力板，那么燃烧运转中在热交换器的表面生成的排水滴下到排气阻力板上，形成水膜，存在堵塞通气孔的忧虑。

特别是，如上述以往的燃烧装置，在具有小圆形的通气孔的排气阻力板中，排水容易因表面张力滞留在通气孔的周边。因此，即使有少量排水也有堵塞通气孔的忧虑。并且，这样通气孔通过水膜被水封，来自框体的排气流量下降，由于燃烧器的输入(用燃料气体的放热量换算的供给量)随之减少，因此无法用热交换器回收所需的热量，存在不能够向热水供给端供给所希望温度的热介质的忧虑。

发明内容

本发明是鉴于所述课题而完成的，本发明的目的是，在热水器或房间取暖用热源机等的燃烧装置中，使燃烧噪音降低和使热水供给性能的稳定性提高。

根据本发明提供一种燃烧装置，该燃烧装置具备：

燃烧器，使燃料气体燃烧，生成燃烧废气；

热交换器，回收所述燃烧废气中的热量来加热热介质，收纳在大致矩形箱状的框体内；

排气通路，从排气口排出所述燃烧废气，设置在所述框体的一侧面侧；和

排气阻力部件，具有设置在所述热交换器的下方、所述燃烧废气通过的多个通气孔；

所述燃烧器、所述热交换器、所述排气通路按照如下方式配置：所述燃烧废气相对于所述框体内的所述热交换器，从上方向下方流动，再从所述框体的下方，通过设置在所述框体的所述一侧面侧的所述排气通路流动到所述排气口，

所述排气阻力部件的所述通气孔具有沿所述燃烧废气流动的方向从所述框体的下方向着所述排气通路延伸的长孔。

根据本发明，由于能够抑制因通气孔的水封所造成的燃烧器的输入的减少，因此可获得稳定的热水供给性能。并且，由于来自框体的排气流量能够被排气阻力部件适当限制，因此难以发生振动燃烧。因此能够降低燃烧噪音。

本发明的目的、特征、局面和优点通过以下详细的说明和附图会变得更加明了。

附图说明

图1是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的一个示例的概略构成图。

图2是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的框体及其周边的概略侧视纵截面图。

图3是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的框体下部周边的概略下方立体图。

图4是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的排气阻力部件的变形例A的概略构成图。

图5是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的排气阻力部件的变形例B的概略构成图。

图6是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的排气阻力部件的变形例C的概略构成图。

图7是表示本发明实施方式所涉及的燃烧装置的排气阻力部件的变形例D的概略构成图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边详细说明用于实施本发明的方式。

如图1所示，本发明的实施方式所涉及的燃烧装置1是如下的热水器：用在燃烧器11生成的燃烧废气加热从给水配管L1向热交换器12内供给的水(热介质)，通过热水供给配管L2向水龙头或淋浴器等的热水供给端P供给水的热水器。

在燃烧装置1的外装壳体10内，收纳了构成热交换器12的外廓的大致矩形箱状的框体20。因此，框体20形成了燃烧废气的流通路径的一部分。在外装壳体10的上壁101上，设置有用于向外装壳体10内吸取装置外部空气的供气口102和用于向装置外部排出被导入框体20内的燃烧废气的排气口103。

此外，虽没有图示，外装壳体10具备：前面有开口的大致矩形箱状的壳主体；关闭壳主体的前面开口部的前面板。前面板的前面成为燃烧装置1的正面。因此，在本说明书中，从前面板的前面侧看外装壳体10时，燃烧装置1的进深方向对应前后方向，宽度方向对应左右方向，高度方向对应上下方向。

在框体20的上端部31，连接设置有构成燃烧器11的外廓的大致矩形箱状的燃烧器主体21。燃烧器主体21在下方开口。一方面，在框体20的下端部32，连接设置有将从燃烧器11导入框体20内的燃烧废气引导到排气口103的排气导管22。

在燃烧器11的气体导入口33上，连接有向燃烧器主体21内输送燃料气体和空气的混合气体的燃烧风扇13。另外，在燃烧风扇13的吸入口34中，连接设置有将吸入外装壳体10内的装置外部的空气和从气体配管L3导入的燃料气体加以混合的预混合器14。并且，在预混合器14上，连接有一端向外装壳体10内开放，向预混合器14引导外装壳体10内的空气的供气管23；和向预混合器14引导从气体配管L3导入的燃料气体的气体导入管24。通过在调整组装到预混合器14内但没有图示的阀体的开度的同时，使燃烧风扇13动作，从而向燃烧器主体21内供给从气体导入管24导入的燃料气体和外装壳体10内的空气的混合气体。

在燃烧器11的气体导入口33上，设置有逆流防止阀(止回阀、单向阀)15。逆流防止阀15阻止向燃烧器主体21内供给的混合气体，或从热交换器12的表面产生的强酸性水蒸气逆流到燃烧风扇13的收纳壳体内或预混合器14内、外装壳体10内。

排气导管22具备：从下方覆盖框体20的下端部32的底盖22A；从设置在底盖22A的后部的排气导出口35向后方延伸，且沿框体20的后面向上方延伸的筒体(排气通路)22B。筒体22B的上端与排气口103连接。

如上所述，在外装壳体10内，划分形成有从供气口102通过供气管23连接至框体20内，并且通过排气导管22到达排气口103的空气给排气路径。在上述给排气路径上从上游侧按照预混合器14、燃烧风扇13、逆流防止阀15、燃烧器11以及热交换器12这个顺序进行配置。

并且，在外装壳体10内，组装有控制燃烧器11的点火或灭火、作为燃烧风扇13的旋转驱动源的风扇马达130的转数的调整、预混合器14的未图示的混合阀的开度调整等的燃烧装置1整体动作的控制电路100(参照图1)。

如图1和图2所示，在燃烧器主体21的下面开口部设置有具有多个火焰孔的燃烧板210。燃烧器11通过燃烧风扇13的给气压将向燃烧器主体21内供给的混合气体从燃烧板210的火焰孔向下方喷出。通过使该混合气体着火，生成燃烧废气。因此，燃烧器11的燃烧量是通过变更风扇马达130的转数来调整的。

热交换器12具备：回收供给至框体20内的燃烧废气中的显热，并加热从给水配管L1供给的水的显热热交换部12A；回收供给至框体20内的燃烧废气中的潜热，并加热上述水的潜热热交换部12B。

框体20具备：构成显热热交换部12A的外廓的上部罐体20A；构成潜热热交换部12B的外廓的下部罐体20B。上部罐体20A的上部与燃烧器11连接，上部罐体20A的下部与下部罐体20B连接，下部罐体20B的下部与排气导管22连接。因此，在燃烧器11生成的燃烧废气从上方导入显热热交换部12A，再通过潜热热交换部12B向其下方的排气导管22导出。此外，在本实施方式中，上部罐体20A具有比下部罐体20B更宽的前后方向的宽度(参照图2)。

显热热交换部12A具备：上部罐体20A；在上部罐体20A内存在规定的间隙的纵向并排设置的多个平板状的传热翅片41；插通各个传热翅片41并在上部罐体20A的左右侧壁相互间大致水平地延伸设置的多个纵截面大致椭圆形状的第一传热管42；以及沿上部罐体20A的前后侧壁大致水平地延伸设置的多个纵截面大致圆形状的第二传热管43。

第一传热管42和第二传热管43的管端相互间串联连接，从而在上部罐体20A内形一条显热热交换管路。作为上述显热热交换管路的下游端的第二传热管43的出水侧的管端与作为向热水供给配管L2的热水的导出路径的出热水管25连接。作为上述显热热交换管路的上游端的第一传热管42的入水侧的管端通过连接管27与潜热热交换部12B的潜热交换管路连接。

潜热热交换部12B具备：下部罐体20B；具有在下部罐体20B内纵向重叠设置的多个板体和在板体间形成的水能够通过的中空部的传热单元44。上述中空部形成一个潜热热交换管路。

在传热单元44的一个侧面(此处是下部罐体20B的前壁28)设置有：作为上述潜热热交换管路的上游端的入水侧管连接部36；作为上述潜热热交换管路的下游端的出水侧管连接部37。出水侧管连接部37与连接管27连接，入水侧管连接部36与作为来自给水配管L1的水的导入路径的入水管26连接。

因此，热水供给运转中，从给水配管L1导入入水管26的水通过潜热热交换部12B的传热单元44内向连接管27流动，再通过显热热交换部12A的第一传热管42和第二传热管43从出热水管25向热水供给配管L2导出。并且，与此同时，向框体20内供给的燃烧废气中的显热被传热翅片41、第一传热管42和第二传热管43回收，并且上述燃烧废气中的潜热被传热单元44回收。由此，向热水供给端P供给所希望温度的热水。

如图2所示，底盖22A的底壁29以上表面从外周侧朝向特定的位置而向下方倾斜的方式形成为凹状。因此，通过热交换器12回收燃烧废气中的显热或潜热时，燃烧废气中的水分在传热翅片41、第一传热管42、第二传热管43和传热单元44的板体的表面冷凝生成的排水在底盖22A被回收，并聚集在底壁29上表面的最下部。即上述底盖22A有接收排水的功能。

在底盖22A的底壁29最下部连接有排水中和器16。聚集在上述最下部的排水回收在排水中和器16中。并且，排水在被装填在排水中和器16内部的中和剂中和后，排出到装置外部。

在位于框体20的燃烧废气的流通路径的下游侧的下部罐体20B的下端部32设置有具有多个通气孔50的排气阻力部件5。大致平板状的排气阻力部件5构成下部罐体20B的底壁。因此，燃烧废气中水分在热交换器12内冷凝生成的上述排水在滴下到排气阻力部件5上后，通过通气孔50滴落在底盖22A上。并且，导入下部罐体20B内的燃烧废气通过通气孔50送进底盖22A内，通过筒体22B从排气导出口35向装置外部排出。此外，本实施方式中的排气阻力部件5在下部罐体20B的侧壁的下边缘部与下部罐体20B一体地形成，排气阻力部件5也可以与下部罐体20B分体地形成。

如图3所示，各通气孔50由从排气阻力部件5的前后方向，即框体20的下方向排气导管22的筒体22B的在燃烧废气流动的方向上延伸的长孔形成。多个(此处是七个)通气孔50左右等间隔地横向排列设置。并且，各通气孔50以开口宽度从后端(排气导出口35侧的端部)52朝向前端(框体20的前壁28侧的端部)51连续变大的方式形成俯视图的大致梯形形状。因此，排气阻力部件5的从框体20内通过通气孔50向排气导管22流动的燃烧废气的通气阻力随着远离排气导出口35变小。

另外，虽然省略了图示，但是通气孔50的长边缘部53利用冲缘加工(burring)或者包边加工(hemming)等，设置有从前端侧向着后端侧延伸、突出到下方的筋板(rib plate)。该筋板具有规定的突出长度(例如距离排气阻力板5的下面0.6mm的板厚程度)。因此，通气孔50的长边缘部53形成有从排气阻力板5的上面向着下方的圆弧曲面部。

根据上述燃烧装置1，由于排气阻力部件5的通气孔50由在前后方向(燃烧废气的流动方向)延伸的长孔形成，因此在滴下到排气阻力部件5上的排水到达通气孔50的周边时，该排水沿通气孔50的长边部53扩展。因此，难以在通气孔50上形成水膜。因此，能够抑制因通气孔50的水封所造成的燃烧器11的输入的减少，可获得稳定的热水供给性能。

并且，根据上述燃烧装置1，由于在框体20的下面设置有具有通气孔50的排气阻力部件5，因此从框体20向排气导管22的排气流量被排气阻力部件5限制为一定值。因此，燃烧废气相对于潜热热交换部12B的传热单元44的接触时间变长了。由此，传热单元44能够有效地回收燃烧废气中的潜热。因此，可获得更稳定的热水供给性能。

并且，因为如上述排气流量被排气阻力部件5适当限制，所以即使使风扇马达130在规定的高转数下旋转，使燃烧器11强烈燃烧，也可以获得稳定的燃烧平衡，难以发生振动燃烧。因此也降低了燃烧噪音。

此外，根据上述燃烧装置1，因为通气孔50的开口宽度是从排气导出口35侧(筒体22B侧)朝向相反侧扩大，所以到达通气孔50周边的排水沿长边缘部53向表面张力低的更宽的前端51侧扩展。因此，更难以在通气孔50上形成水膜。因此，能够进一步抑制因通气孔50的水封所造成的燃烧器11的输入的减少，可获得更稳定的热水供给性能。

并且，因为通气孔50的前端51比排气导出口35侧(筒体22B侧)的后端52宽，所以燃烧废气不只向排气导出口35侧的区域，还向远离排气导出口35(筒体22B)的相反侧的区域积极的引导。因此，在排气阻力部件5的筒体22B侧和其相反侧，通过通气孔50的燃烧废气难以产生流速差，燃烧器11的燃烧平衡更稳定。因此，进一步降低了燃烧噪音。并且，由于通过热交换器12更有效地回收燃烧废气中的显热和潜热，可获得更稳定的热水供给性能。

而且，根据上述燃烧装置1，由于在通气孔50的长边缘部53从排气阻力板5的上面向着下方形成有圆弧曲面部，所以到达长边缘部53的排水从排气阻力板5的上面沿着与筋板连接的圆弧曲面部向着下方积极地流下。所以，排水难以停留在通气孔50的周边，能够更进一步地抑制了因通气孔50的水封而导致的燃烧器11的输入的降低。因此，能够发挥更加稳定的热水供给性能。

通气孔50的总开口面积相对于排气阻力部件5整体的面积为例如大约15％。在对比具备具有上述通气孔50的总开口面积的排气阻力部件5的燃烧装置1和不具备排气阻力部件5的比较用燃烧装置的热水供给运转时的热效率时，上述燃烧装置1显示出比比较用燃烧装置高约1.5％的热效率。

此外，在上述实施方式中，通气孔50形成从排气导出口35侧朝向相反侧开口宽度扩大的大致梯形形状的长孔状，但只要是排水难以形成水膜的形状，则通气孔50的形状并无特别的限定。例如，通气孔50也可以是具有同一宽度的两端51、52的长方形形状的长孔，也可以是具有圆弧状的两端51、52的长孔，也可以是椭圆形状的长孔。并且，通气孔50也可以在前后方向上分割为多个。

并且，如图4所示，排气阻力部件5A也可以由通气孔50的延伸方向(前后方向)的一部分向下方凹陷，纵截面大致V字状或大致圆弧状的曲板形成。在使用该排气阻力部件5A的情况下，滴下到排气阻力部件5A上的排水聚集在凹部，通过通气孔50向排气阻力部件5A的下方积极排出。因此，排水难以在通气孔50的周边停留。因此，能够进一步抑制因通气孔50的水封所造成的燃烧器11的输入的减少，可获得更稳定的热水供给性能。

并且，如图5所示，排气阻力部件5B也可以按照从通气孔50的后端52侧朝向前端51侧且向下方倾斜的方式配置。在使用该排气阻力部件5B的情况下，滴下到排气阻力部件5B上的排水向排气阻力部件5B的倾斜方向，即，从通气孔50的后端52侧向前端51侧流动。因此，排水难以在通气孔50的周边停留。因此，能够进一步抑制因通气孔50的水封所造成的燃烧器11的输入的减少，可获得更稳定的热水供给性能。

并且，如图6所示，排气阻力部件5C也可以具有与排气阻力部件5C的各区域中的燃烧废气的流量、流速、压力等的特性相对应的不同大小的多个通气孔50C。在使用该排气阻力部件5C情况下，更加适当地限制从框体20向排气导管22的排气流量。因此，即使使燃烧器11强烈燃烧，也可获得稳定的燃烧平衡，难以发生振动燃烧。由此，进一步降低了燃烧噪音。并且，上述通气孔50形成为开口宽度随着远离排气导出口35而连续扩大，但也可以形成为开口宽度阶段性地扩大。

此外，也可以如图7所示，排气阻力部件5D，也可以由从左右侧方向着中央地向着下方倾斜的曲板形成。即，该曲板是与通气孔50的延伸方向交叉的方向(左右方向)的大致中央部凹向下方。例如，曲板可以具有纵截面大致V字状或者纵截面大致圆弧形状。在使用该排气阻力部件5D的情况下，滴下到排气阻力部件5D上的排水汇集在凹部，通过通气孔50而积极地向排气阻力部件5D的下方排出。因此，排水难以在通气孔50的周边停留。因此，能够进一步抑制因通气孔50的水封所造成的燃烧器11的输入的减少，可获得更稳定的热水供给性能。

本发明也可以适用于燃烧器主体21的气体导入口33没有设置逆流防止阀15的燃烧装置。并且，本发明不限于只有热水供给功能的热水器，也可适用于有浴池加热功能的热水器。并且，本发明也可适用于向温水供暖终端循环供给温水的供暖用热源机、储存热水式热水供给系统的热源机、只有显热热交换器的热源机。

以上，详细说明了本发明，概要本发明如下。

根据本发明，提供了一种燃烧装置，该燃烧装置具备：

燃烧器，使燃料气体燃烧，生成燃烧废气；

排气阻力部件，具有设置在所述热交换器的下方的所述燃烧废气通过的多个通气孔；

根据上述燃烧装置，当排水从热交换器向排气阻力部件上滴下并到达通气孔的周边时，由于排水沿通气孔的长边缘部扩展，因此难以在通气孔上形成水膜。由此，能够抑制因通气孔的水封所造成的燃烧器的输入的减少。并且，因为在框体和排气通路之间设置有具有通气孔的排气阻力部件，所以能够通过排气阻力部件适当限制从框体排出的燃烧废气的排气流量。

优选的是，在上述燃烧装置中，所述通气孔的远离所述排气通路侧的一方端部还具有比靠近所述通气孔的靠近所述排气通路侧的一方端部更大的宽度。

根据上述燃烧装置，因为长孔形状的通气孔从排气阻力部件的排气通路侧朝向相反侧宽度扩大，所以从热交换器向排气阻力部件上滴下并到达通气孔的周边的排水沿通气孔的长边缘部向更宽的一方端部侧扩展。因此，因为更难以在通气孔上形成水膜，所以能够进一步抑制因通气孔的水封所造成的燃烧器的输入的减少。

并且，在框体的一侧面侧设置有排气通路的情况下，供给至框体内的燃烧废气容易向靠近排气阻力部件的排气通路的区域引导。但是，根据上述燃烧装置，因为相比于通气孔的靠近排气通路侧的另一方端部，相反侧的一方端部形成更宽的宽度，所以积极的向远离排气通路的相反侧的区域引导燃烧废气。因此，在排气阻力部件的排气通路侧和其相反侧，难以产生燃烧废气的流速差，燃烧器的燃烧平衡更加稳定。

优选的是，在上述燃烧装置中，所述排气阻力部件具有向下方凹陷的形状或者以所述通气孔的任意一方的端部位于下方的方式倾斜的形状。

在排气阻力部件具有向下方凹陷的形状的情况下，从热交换器滴下到排气阻力部件上的排水聚集在排气阻力部件的凹部，通过通气孔积极地向排气阻力部件的下方排出。并且，在排气阻力部件具有以通气孔的任意一方的端部位于下方的方式倾斜的形状的情况下，从热交换器滴下到排气阻力部件上的排水向位于通气孔的下方的端部流动。因此，根据上述燃烧装置，排水难以在通气孔的周边停留。由此，能够进一步抑制因通气孔的水封所造成的燃烧器的输入的减少。

优选的是，在上述燃烧装置中，所述多个通气孔的至少一部分具有与多个通气孔的至少其他一部分不同的大小。

根据上述燃烧装置，能够根据排气阻力部件的各区域中的燃烧废气的流量、流速、压力等特性设定通气孔的大小。由此，能够更适当地限制从框体排出的燃烧废气的排气流量。

优选的是，在上述燃烧装置中，通气孔的长边缘部具有从排气阻力板的上面向着下方的圆弧曲面部。

根据上述燃烧装置，从热交换器滴下到排气阻力板上的、到达通气孔的长边缘部的排水从排气阻力板的上表面沿着长边缘部的圆弧曲面部向着下方积极流下。因此，排水难以在通气孔的周边停留，能够进一步抑制因通气孔的水封所造成的燃烧器的输入的减少。

以上，参照实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于此。本发明的结构或详细内容能够在本发明的范围内进行本领域技术人员可理解的各种变更。

Claims

1.一种燃烧装置，其特征在于，该燃烧装置具备：

燃烧器，使燃料气体燃烧，生成燃烧废气；

排气阻力部件，具有设置在所述热交换器的下方、通过所述燃烧废气的多个通气孔；

所述燃烧器、所述热交换器、所述排气通路按照如下方式配置：所述燃烧废气相对于所述框体内的所述热交换器，从上方向下方流动，进一步，从所述框体下方通过设置在所述框体的所述一侧面侧的所述排气通路流动到所述排气口，

所述排气阻力部件的所述通气孔，具有沿所述燃烧废气流动的方向，从所述框体的下方向着所述排气通路延伸的长孔。

2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于：

所述通气孔的距离所述排气通路远的一侧的一方端部，相比于所述通气孔的距离所述排气通路近的一侧的另一方端部，具有大的宽度。

3.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，

所述排气阻力部件具有凹向下方的形状或者按照所述通气孔的任意一方的端部位于下方的方式倾斜的形状。

4.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，

所述多个通气孔的至少一部分，具有与多个通气孔的至少其他部分不同的大小。

6.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的燃烧装置，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，

9.根据权利要求1～8中任一项所述的燃烧装置，其特征在于，

通气孔的长边缘部具有从排气阻力板的上表面向着下方的圆弧曲面部。