JP2000039213A - 給湯装置 - Google Patents

給湯装置

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JP2000039213A
JP2000039213A JP10223648A JP22364898A JP2000039213A JP 2000039213 A JP2000039213 A JP 2000039213A JP 10223648 A JP10223648 A JP 10223648A JP 22364898 A JP22364898 A JP 22364898A JP 2000039213 A JP2000039213 A JP 2000039213A
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勝 廣安
Masaaki Matsuda
昌明 松田
Shinji Hirase
伸二 平瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼ケース1内に、流水管5を有する熱交換
器2と、該熱交換器2に向けて火炎を噴射するバーナ3
とを備えた給湯装置において、バーナ性能を確保しつつ
も、窒素酸化物の発生を抑制する。 【解決手段】 燃焼ケース1のバーナ3側を幅狭に構成
し、該幅狭部1aの外周に、冷却流体が流通される冷却
管6を設けて、前記幅狭部1aにより、バーナ3から噴
射される火炎の周囲を冷却する冷却手段を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の石油給湯装置には、いわゆる比例
制御式のガンタイプバーナが用いられているものがあ
る。かかる従来の給湯装置は、例えば、図5に示すよう
に、銅板等によって角筒状に構成された燃焼ケース10
1と、該燃焼ケース101内の下部に内蔵された熱交換
器102と、燃焼ケース101内の上部に内蔵された石
油式バーナ103とを備えている。
【0003】熱交換器102は、熱交換フィン104
と、該熱交換フィン104を貫通する流水管105とを
備え、流水管105内を流れる水を加熱し得るように構
成されている。
【0004】また燃焼ケース101の上部には、空気ケ
ース110を介してファン106が装着されており、該
ファンの送風口は空気ケース110内に開口されて、バ
ーナ103の燃焼に必要な空気を送風すると共に、燃焼
ガスを熱交換器102に送り、該熱交換器102の流水
管105内部を流れる水を加熱する。
【0005】燃焼ケース101の下部には排ガス集合筒
116が設けられ、燃焼ケース102に併設された排気
筒107につながっている。バーナ103は、逆燃式と
称される形式であって、下方に向かって火炎を噴射す
る。また、このバーナ103は、液体燃料の燃焼を行う
いわゆる二段燃焼筒を用いた燃焼量可変式ガンタイプバ
ーナであって、バーナにおける気流はほぼ下向きであ
る。このような形態は、消音器をコンパクトに設けてス
ペースを節約するためによく用いられる。そして、送風
量の制御は、ファン106のファンモータの回転数を比
例制御等の公知の制御方式により制御することによって
行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなバーナを
備えた給湯装置では、バーナ103から噴出される火炎
の温度が高温に成り過ぎると、窒素酸化物(NOX )の
生成量が多くなり、環境性が悪化する。一方、従来公知
の低NOX バーナは、燃焼性の悪化、騒音の増大、着火
性の悪化等、種々のバーナ性能が悪化する。そこで、本
発明は、バーナ性能を確保しつつも、窒素酸化物の発生
を抑制した給湯装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、次の技術的手段を講じた。即ち、本発明
は、燃焼ケース内に、流水管を有する熱交換器と、該熱
交換器に向けて火炎を噴射するバーナとを備えた給湯装
置において、前記燃焼ケースのバーナ側を幅狭に構成
し、該幅狭部の外周に、冷却流体が流通される冷却管を
設けて、前記幅狭部により、バーナから噴射される火炎
の周囲を冷却する冷却手段が構成されていることを特徴
としている。なお、幅狭部分の幅は、ススが付着するこ
とを防止するために、バーナから噴出される火炎に接触
しない程度の最小の大きさとすることが好ましい。ま
た、幅狭部分は、角筒形、円筒形等の構成とすることが
できる。かかる本発明の給湯装置では、火炎の周囲をと
り囲む幅狭部が冷却管によって冷却され、該幅狭部によ
って火炎表面が冷却されるので、発生するNOX 量が低
減される。また、冷却管内を流通させる冷却流体とし
て、熱交換器の流水管に流す水を流用することができ、
これにより装置全体の簡素化、コスト低減を図り得る。
冷却管内に水を流し、該冷却管の下流端を、熱交換器の
流水管の上流側に接続すれば、熱交換器に導入される水
温が、冷却管内で加熱された温水によって上昇され、熱
交換器における温度上昇率が少なくて済むので、燃費の
低減が図られる。なお、冷却管の上流端を、熱交換器の
流水管の中途部に接続すれば、ある程度加熱された温水
が冷却管に導入され、冷却管の内外温度差を低減させ
て、冷却管外周面に生ずる結露が低減される。上記冷却
管は、間隔を詰めて燃焼ケース外周に巻回することが好
ましい。このように間隔を詰めることにより確実に幅狭
部分を冷却して、窒素酸化物の発生量を抑制し得る。上
記幅狭部を、バーナから離れるにしたがって徐々に幅広
となるように構成することができる。かかる構成によれ
ば、幅狭部分の内面を、火炎噴射方向全長にわたってで
きるだけ火炎に近づけて冷却効率を向上しつつも、幅広
部分が火炎に接触することが防止される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1〜図3は、本発明の第1の実
施の形態に係る給湯装置を示しており、該給湯装置は、
風呂や台所等へ温水又は熱水を供給するものである。該
給湯装置は、銅板等によって構成された燃焼ケース1
と、該燃焼ケース1内の下部に内蔵された熱交換器2
と、燃焼ケース1内の上部に内蔵されたバーナ3とを備
えている。該バーナ3は、熱交換器2に向けて火炎を噴
出するものである。
【0009】燃焼ケース1は、その上部側(バーナ側)
の幅狭筒部1aと、該幅狭筒部1aに段部1bを介して
連設された下部側(熱交換器側)の幅広筒部1cと、該
幅広筒部1cに連設された熱交換器内蔵筒部1dとを備
えている。なお、幅狭筒部1aは、円筒状、角筒状等、
種々の構成とすることができる。また、幅広筒部1c
は、角筒状とすることが好ましいが、円筒状とすること
もできる。
【0010】熱交換器2は、熱交換フィン4と、該熱交
換フィン4を貫通する流水管5とを備え、流水管5内を
流れる水を加熱し得るように構成されている。該熱交換
器2の流水管5の上流端は、燃焼ケース1の外周に巻回
された冷却管6の下流端に接続されている。
【0011】該冷却管6は、燃焼ケース1の幅狭部分1
aにおいては、間隔を詰めてケース外周に巻回されてお
り、該幅狭部分1aを確実に冷却するように構成してい
る。かかる幅狭部分1aは、バーナ3の火炎噴出部(燃
焼筒17の下端)近傍から下方の所定領域に位置してお
り、バーナ3から噴射される火炎の周囲を冷却し得るよ
うに構成されている。
【0012】なお、この冷却管6によって燃焼ケース1
が冷却され、ケース1が過加熱することを防止してい
る。冷却管6の上流端は、燃焼ケース1の上端付近から
側方に延出され、給水口7とされている。即ち、給水口
7に導入された水は、冷却管6を通って熱交換器2の流
水管5に導入され、そこで加熱された温水は、流水管5
の下流端の出湯口8から出湯される。
【0013】燃焼ケース1の上部には空気ケース9が設
けられており、該空気ケース9の上部にファン10が装
着されている。該ファン10の送風口は空気ケース9内
に開口されて、バーナ3の燃焼に必要な空気を送風する
と共に、高温の燃焼ガスを熱交換器2に強制的に送り、
該熱交換器2の流水管5内部を流れる水を加熱するよう
になっている。
【0014】燃焼ケース1の下部には排ガス集合筒11
が設けられ、該集合筒11は燃焼ケース1に併設された
排気筒12に接続されており、熱交換器2を通過してく
る排ガスを排気筒12の上部に設けた排気口13から排
出するようになっている。
【0015】上記バーナ3は、図2及び図3に詳細に示
すように、いわゆる二段燃焼筒を用いた燃焼量可変式ガ
ンタイプバーナであって、その下方に設けられた熱交換
器2を加熱するためのもので、バーナにおける気流はほ
ぼ下向きとされている。
【0016】該バーナ3は、燃料供給器14から供給さ
れる灯油等の燃料を霧状として噴射する燃料噴射ノズル
15を備えている。該ノズル15から噴射された燃料は
ファン10からの空気と混合し、点火プラグ16により
点火されて燃焼する。ノズル15の下方に配置された燃
焼筒17は、ノズル側(上側)の小径筒17aと、これ
に連設された大径筒17bとからなる。燃料噴射ノズル
15と点火プラグ16を内蔵するノズル収納筒18は、
燃料噴射ノズル15を直接内蔵するノズル収納内筒18
aと、その外側に設けられたノズル収納外筒18bとの
二重構造になっている。
【0017】ファン10からの空気は、空気ケース9に
送られた後、下記のように燃焼に用いられる。ノズル収
納内筒18aの側面に設けられた空気孔19からノズル
収納内筒18aの内部に入った空気は、燃料噴射ノズル
15の周囲を通り燃料とともに燃焼筒17内に送られ
る。
【0018】また、ノズル収納外筒18bの側面に設け
られた空気孔20からノズル収納外筒18bの内部に入
った空気は、小径筒17aの上面を放射状に切り欠いて
構成された旋回器21から小径筒17a内に送られて燃
焼筒17内のガスに旋回による保炎効果を加える。
【0019】また、小径筒17aの側面に設けられた空
気孔22a及び大径筒17bの側面に設けられた空気孔
22bから燃焼筒17の内部に入った空気は、いわゆる
二次空気として燃焼に用いられる。
【0020】燃焼が開始されるのは点火プラグ16の近
傍であるが、気流が下方へ向かっているため、燃焼は燃
焼筒17の内部で行われるとともに、燃焼筒17から下
方に火炎が噴出される。入力(燃料供給量)が小さいと
きは送風量(空気供給量)も少なくされて燃焼はほとん
ど小径筒17aの内部のみで行われ、一方、入力が大き
いときは送風量も多くされて燃焼は大径筒17bの内部
でも行われるとともに下方に火炎が噴出されるので、小
入力域から大入力域まで良好な燃焼状態が得られる。そ
して、送風量の制御は、送風機1のファンモータの回転
数を比例制御等の公知の制御方式により制御することに
よって行われている。
【0021】また、本実施形態のバーナ3は、制限部材
である環状の邪魔板23を備えている。該邪魔板23に
は、空気孔として多数の孔24が設けられている。邪魔
板23は、空気ケース9が邪魔板23によって上流部A
と下流部Bに仕切られるように燃焼筒17の全周にわた
り、小径部と拡径部の境界の段部25を利用して取り付
けられている。邪魔板23の外径は空気ケース9の隔壁
26の内径にほぼ等しく、上流部Aから下流部Bに向か
う気流は実質的に孔24のみを通過する。
【0022】ノズル収納内筒18aの側面に設けられた
空気孔19からノズル収納内筒18aの内部に入った空
気は燃料噴射ノズル15の周囲を通り燃料とともに燃焼
筒17内に送られ、ノズル収納外筒18bの側面に設け
られた空気孔20からノズル収納外筒18bの内部に入
った空気は旋回器21から小径筒17a内に送られて燃
焼筒17内のガスに旋回作用を加える。
【0023】小径筒17aの側面に設けられた空気孔2
2a及び大径筒17bの側面に設けられた空気孔22b
から燃焼筒17の内部に入った空気がいわゆる二次空気
として燃焼に用いられる。さらに、邪魔板23の存在に
より大径筒17bに流入する空気の量が制限されるの
で、小入力設定時すなわち送風量が少ないときにも小径
筒17aの側面に設けられた空気孔22aから燃焼筒1
7に流入する空気量が確保され、燃料と空気の混合が良
好となる。
【0024】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る
給湯装置を示しており、上記第1実施形態と同様の構成
については同符号を付して詳細説明を省略するととも
に、異なる構成、作用効果について説明する。
【0025】本実施形態の燃焼ケース1では、その幅狭
部分1aは、バーナ3から離れるにしたがって徐々に大
径となる台形円筒状とされている。かかる構成によれ
ば、幅狭部分1aの内周面を、火炎噴射方向全長にわた
ってできるだけ火炎に近づけて冷却効率を向上しつつ
も、火炎が燃焼ケース1内面に接触することを防止する
ことができる。
【0026】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものでなく、適宜設計変更することができる。例え
ば、上記実施の形態では、熱交換器が一つの一缶一水路
方式給湯装置を示したが、単一の燃焼ケース内に二つの
熱交換器を有する一缶二水路方式の給湯装置にも本発明
を適用し得る。また、上記実施形態において気流はほぼ
下向きであり、バーナの火炎は点火プラグの近傍から下
向きに伸びる形になるが、このバーナ全体を横向きや上
向きにした形態とすることもできる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、火炎の周囲をとり囲む
冷却管により冷却される燃焼ケースの幅狭部分によっ
て、火炎表面を冷却して、NOX の発生量を低減するこ
とができるとともに、冷却管内を流通させる冷却流体と
して、熱交換器の流水管に流す水を流用することがで
き、装置全体の簡素化、コスト低減を図ることができ
る。
【0028】また、冷却管内に水を流し、該冷却管の下
流端を、熱交換器の流水管の上流側に接続すれば、熱交
換器に導入される水温を、冷却管内で加熱された温水に
よって上昇させることあでき、熱交換器における温度上
昇率を減少させて、燃費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る給湯装置を示
す全体縦断面図である。
【図2】同給湯装置のバーナを示す拡大縦断面図であ
る。
【図3】同バーナの燃焼筒並びにノズル収納筒を示す拡
大斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る給湯装置を示
す全体縦断面図である。
【図5】従来の給湯装置を示す全体縦断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼ケース 1a 幅狭部分 2 熱交換器 3 バーナ 5 流水管 6 冷却管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平瀬 伸二 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Fターム(参考) 3L034 BB03 BB04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼ケース内に、流水管を有する熱交換
    器と、該熱交換器に向けて火炎を噴射するバーナとを備
    えた給湯装置において、 前記燃焼ケースのバーナ側を幅狭に構成し、該幅狭部の
    外周に、冷却流体が流通される冷却管を設けて、前記幅
    狭部により、バーナから噴射される火炎の周囲を冷却す
    る冷却手段が構成されていることを特徴とする給湯装
    置。
  2. 【請求項2】 冷却管は、間隔を詰めて燃焼ケース外周
    に巻回されている請求項1に記載の給湯装置。
  3. 【請求項3】 燃焼ケースの幅狭部が、バーナから離れ
    るにしたがって徐々に幅広となされている請求項1又は
    2に記載の給湯装置。
  4. 【請求項4】 冷却管の下流端が、熱交換器の流水管の
    上流側に接続されている請求項1,2又は3に記載の給
    湯装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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