JP2001021223A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気回収箱と排気用の筒状体との間においても
燃焼排ガスに対する吸音作用を可能にし、それによって
燃焼装置全体を大型化することなく、燃焼装置の低騒音
化を図り得る燃焼装置の提供。 【解決手段】バーナ３の燃焼により加熱される熱交換器
４およびその熱交換器４において熱交換された燃焼排ガ
スを回収する排気回収箱６を備えた燃焼装置で、排気回
収箱６内の燃焼排ガスを外部に排出する筒状体８が、そ
の長手方向を熱交換器４から排気回収箱６に流入する燃
焼排ガスの流入方向と交差する方向に向け、かつ、その
入口部８ａを排気回収箱６の内部に位置させて設けられ
ている燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼によ
り加熱される熱交換器およびその熱交換器において熱交
換された燃焼排ガスを回収する排気回収箱を備えた燃焼
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼装置においても、近年、低騒
音化が要求されるに至ったのであるが、従来の燃焼装置
では、排気回収箱内の燃焼排ガスを装置外部に排出する
ための筒状体が、その入口部を排気回収箱の壁面に開口
する状態で連通接続され、その筒状体から燃焼排ガスを
装置外部へ直接排出するように構成されたり、あるい
は、その筒状体を燃焼排ガスに対して吸音作用する排気
路に連通接続して、その排気路を介して装置外部へ排出
するように構成されており、排気回収箱と筒状体との間
においては、特に燃焼排ガスに対する吸音につき何の方
策も施されていなかったのが実情である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
燃焼装置は、できる限り全体をコンパクトにする必要性
があるため、あまり大きな吸音装置などを設けることが
できず、全体をコンパクトにすると吸音効果が十分では
なく、十分な吸音効果を得ようとすると全体が大型化す
るという問題がある。それにもかかわらず、従来の燃焼
装置では、排気回収箱と筒状体との間においては、特に
燃焼排ガスに対する吸音につき何の方策も施されていな
かったので、この点に改良の余地があった。

【０００４】本発明は、従来、吸音作用について寄与し
ていなかった排気回収箱と筒状体とに着目したもので、
排気回収箱と筒状体との間においても燃焼排ガスに対す
る吸音作用を可能にし、それによって燃焼装置全体を大
型化することなく、燃焼装置の低騒音化を図り得る燃焼
装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、バーナの燃焼によ
り加熱される熱交換器およびその熱交換器において熱交
換された燃焼排ガスを回収する排気回収箱を備えた燃焼
装置であって、前記排気回収箱内の燃焼排ガスを外部に
排出する筒状体が、その長手方向を前記熱交換器から排
気回収箱に流入する燃焼排ガスの流入方向と交差する方
向に向け、かつ、その入口部を前記排気回収箱の内部に
位置させて設けられている。

【０００６】つまり、燃焼排ガスの流入方向と交差する
方向に向けて設けられた筒状体の入口部が、排気回収箱
の内部に位置されているので、熱交換器から排気回収箱
内に流入する燃焼排ガスは、その流入方向と交差する方
向へ屈曲されて流れることになり、その流れの屈曲によ
って音のエネルギが減衰されて、燃焼排ガスに対する吸
音が可能となる。また、筒状体内においても、内部反射
によって吸音作用が期待できるのであるが、筒状体の入
口部が排気回収箱の内部に位置されている分だけ、筒状
体が長くなるので、内部反射による吸音作用も向上す
る。更に、燃焼排ガスが、排気回収箱から筒状体へ流入
する際、燃焼排ガスの通流面積が絞られる。これは消音
器などに用いられる通路の拡大・収縮の原理を利用した
もので、排気回収箱に入った音の一部は、筒状体に入射
されずに反射され、それによっても音のエネルギが減衰
される。その結果、従来、吸音作用について寄与してい
なかった排気回収箱と筒状体との間において、燃焼排ガ
スに対する効果的な吸音作用を期待することができ、装
置全体を殊更大型化することなく、装置の低騒音化を図
ることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、前記筒状
体が、前記排気回収箱の前記筒状体の長手方向に沿う幅
の半分よりも大きく前記排気回収箱の内部に突出されて
いる。

【０００８】つまり、筒状体の入口部が、筒状体の長手
方向に沿う方向での排気回収箱の幅の半分を超えて反対
側に位置することになるため、熱交換器から排気回収箱
内に流入する燃焼排ガスは、その流入方向と交差する方
向へ急速に屈曲されて流れることになり、より一層効果
的な吸音作用が期待できるとともに、その分だけ筒状体
が長くなるので、内部反射による吸音作用も向上し、比
較的簡単な構成にもかかわらず、効果的な吸音が可能と
なる。この筒状体の長さによる効果は、次の透過損失式
で示されるように、筒状体が長いほど消音効果が高ま
り、その筒状体の長さの確保を排気回収箱の空きスペー
スを利用して行っているので、装置全体のサイズを変え
ずに有効な消音が可能となる。

【数１】ＴＬ≒（α−０．１）Ｐ１／Ｓ ＴＬ：透過損失（ｄＢ） α ：吸音材料の吸音率 Ｐ ：ダクト（筒状体）の周長（ｍ） １ ：ダクト（筒状体）の長さ（ｍ） Ｓ ：ダクト（筒状体）の断面積（ｍ²）

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、前記筒状
体が、複数設けられて、その複数の筒状体が、平行また
は略平行する姿勢で、燃焼排ガスの前記流入方向と交差
する方向に並べて設けられている。

【００１０】つまり、熱交換器から排気回収箱内に流入
する燃焼排ガスは、その流入方向と交差する方向へ屈曲
されて流れると同時に、複数に分流されて流れることに
なり、屈曲によるエネルギの減衰と分流によるエネルギ
の減衰との相乗作用によって、より一層確実な吸音が可
能となり、しかも、燃焼排ガスの分流に関しては、燃焼
排ガスの圧力損失が比較的少ないため、この点でも有利
である。

【００１１】請求項４に記載の発明によれば、前記排気
回収箱および前記筒状体の少なくとも一方に、流動する
燃焼排ガスに対して吸音作用する吸音部材が設けられて
いる。

【００１２】したがって、上述したような燃焼排ガスの
屈曲による吸音作用や、筒状体内部での反射による吸音
作用、あるいは、燃焼排ガスの分流による吸音作用に加
えて、排気回収箱および筒状体の少なくとも一方、ある
いは、両方に設けられた吸音部材による吸音作用も可能
となり、より一層効果的で確実な吸音が可能となる。

【００１３】請求項５に記載の発明によれば、前記バー
ナが炎の生成方向が下向きに構成されて、前記バーナの
下方に前記熱交換器が配置され、前記熱交換器の下方に
前記排気回収箱が配置されて、前記筒状体からの燃焼排
ガスを排出する排気路が設けられて、その排気路に、流
動する燃焼排ガスに対して吸音作用する吸音部材が設け
られている。

【００１４】つまり、バーナの炎が下向きに生成され
て、そのバーナの下方に熱交換器が、更に、その熱交換
器の下方に排気回収箱が位置することになるため、熱交
換器から落下する凝縮水、すなわちドレンの回収が容易
となる。そして、筒状体からの燃焼排ガスを排出する排
気路が設けられて、その排気路にも吸音部材が設けられ
ているので、排気路における吸音も可能となり、装置全
体として効果的な吸音作用を期待でき、燃焼装置の大幅
な低騒音化を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明による燃焼装置を給湯装置
に使用した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置
は、図１〜３に示すように、給水路１から供給される水
を加熱して給湯路２に設けられた給湯栓２ａに給湯する
給湯部Ｋと、この給湯部Ｋの動作を制御する制御部Ｈ
と、この制御部Ｈに動作情報を指令するリモコン操作部
Ｒなどを備えて構成されている。

【００１６】前記給湯部Ｋは、ガス燃焼式のバーナ３
と、そのバーナ３により加熱される水加熱用の熱交換器
４と、バーナ３に対して燃焼用空気と燃料ガスとの混合
気を供給するファン５などを備えて構成され、かつ、バ
ーナ３は、その炎の生成方向が下向きになるように構成
されている。そして、そのバーナ３の下方に熱交換器４
が配置され、その熱交換器４の下方に熱交換器４におい
て熱交換された後の燃焼排ガスを回収する排気回収箱６
が配置されて、これらバーナ３、熱交換器４、ファン
５、排気回収箱６などが、ケーシングＣ内に収納配置さ
れている。

【００１７】前記排気回収箱６には、排気回収箱６から
の燃焼排ガスを吸音部７に導入してケーシングＣの外部
に排出するための３本の円筒形の筒状体８が設けられて
いて、これら３本の筒状体８が、給湯装置の前後方向に
向けて、つまり、その長手方向を熱交換器４から排気回
収箱６に流入する燃焼排ガスの流入方向に対して略直交
する状態で交差する方向に向けて、かつ、燃焼排ガスの
流入方向と直交する横方向に互いに平行または略平行す
る姿勢で並べて配置されている。各筒状体８の入口部８
ａは、排気回収箱６の横幅、つまり、筒状体８の長手方
向に沿う側の排気回収箱６の幅の半分よりも大きく排気
回収箱６の内部に突出するように、例えば、排気回収箱
６の横幅Ｌに対して３／４程度突出するように設けられ
ている。

【００１８】したがって、熱交換器４から排気回収箱６
内に流入する燃焼排ガスは、その流入方向と交差する方
向へ屈曲されると同時に、３つの流れに分流されて流れ
ることになり、その流れの屈曲と分流とによって音のエ
ネルギが減衰されて、燃焼排ガスに対する吸音が可能と
なる。更に、３本の筒状体８内においても、内部反射に
よって吸音作用が期待でき、その筒状体８は、排気回収
箱６の内部に突出した比較的長いものであるから、その
長さを有効に利用して、効果的な吸音作用が期待でき
る。

【００１９】前記吸音部７は、その内面に流動する燃焼
排ガスに対して吸音作用する吸音部材としてのグラスウ
ールＧを貼り付けた構成とされ、ケーシングＣの後壁の
内面に沿って上下方向の略全長にわたって配設されてい
る。そして、その吸音部７の下端よりも若干上方に位置
する箇所に３本の筒状体８がそれぞれ各別に連通接続さ
れ、かつ、吸音部７の上部には、その内面に吸音部材と
してのグラスウールＧを貼り付けた１本の排気筒９が連
通接続されてケーシングＣの前面側に延出され、その延
出端部に設けられた排気トップ９ａから、燃焼排ガスを
ケーシングＣの前面から外部に排出するように構成され
ている。つまり、吸音部７と排気筒９とによって、筒状
体８からの燃焼排ガスをケーシングＣの外部に排出する
ための排気路が形成されている。

【００２０】このように、排気路を形成する吸音部７を
ケーシングＣの後壁の内面に沿って上下方向の略全長に
わたって配設することにより、吸音部７の長さを長くし
て効果的な吸音を可能にしながら、しかも、ケーシング
Ｃ内に要領良く収納することができる。更に、吸音部７
に接続された排気筒９の内面にも、グラスウールＧが貼
り付けられているので、この排気筒９内においても吸音
される。

【００２１】前記排気回収箱６の底面部は、熱交換器４
から落下する凝縮水、すなわちドレンを受け止めて回収
するドレン回収部１０として構成され、そこで回収され
たドレンは、中和器１２によって、中和処理された後、
排水路１１を通って外部に排出されるように構成されて
いる。そして、その排気回収箱６の内周にも、流動する
燃焼排ガスに対して吸音作用する吸音部材としてのグラ
スウールＧが貼り付けられている。

【００２２】前記ファン５には、燃料ガスを供給する燃
料供給路１３が連通接続されていて、ファン５の吸引作
用によってファン５の通風量が大きくなるほど、多量の
燃料ガスを吸引して燃焼用空気と混合し、その混合気を
バーナ３に供給するように構成されている。そして、こ
の燃料供給路１３には、燃料ガスの供給方向の上流側か
ら、燃料ガスの供給を断続する電磁操作式の安全弁１４
と燃料調整弁１５とが設けられ、また、バーナ３の近く
には、バーナ３に対する点火動作を実行するイグナイタ
１７と、バーナ３が着火されたか否かを検出するフレー
ムロッド１８が設けられている。

【００２３】前記熱交換器２には、上述した給水路１と
給湯路２とが接続され、給水路１には、熱交換器４への
通水量を検出する通水量センサ１９と、給水路１を通し
て供給される水の温度を検出する給水温サーミスタ２０
とが設けられ、給湯路２には、熱交換器４により加熱さ
れた後の湯水の温度を検出する給湯温サーミスタ２１が
設けられている。また、リモコン操作部Ｒには、給湯部
Ｋの運転の開始と停止を指令する運転スイッチ２２、運
転状態であることを表示する運転ランプ２３、バーナ３
が燃焼中であることを表示する燃焼ランプ２４、給湯用
の目標温度を設定する温度設定スイッチ２５、その目標
温度などを表示する表示部２６などが設けられている。

【００２４】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを
備えて構成され、リモコン操作部Ｒの操作指令に基づい
て、給湯栓２ａから供給される湯水の温度が、温度設定
スイッチ２５により設定された目標給湯温度になるよう
に給湯部Ｋを制御するように構成されている。つまり、
運転スイッチ２２のＯＮ操作に伴って運転状態に設定さ
れた状態で、給湯栓２ａの開操作に伴って通水量センサ
１９にて検出される通水量が設定水量を超えると、ファ
ン５による通風作動を開始し、かつ、安全弁１４および
燃料調整弁１５を開弁させて、イグナイタ１７によりバ
ーナ３への点火動作を行い、フレームロッド１８によっ
てバーナ３への着火を確認する。

【００２５】その後、給水温サーミスタ２０、給湯温サ
ーミスタ２１、通水量センサ１９からの検出情報と、温
度設定スイッチ２５にて設定されている出湯用目標温度
の情報とに基づいて、給湯栓２ａから供給される湯水の
温度を出湯用目標温度にするために必要なガス量を算出
して、その算出ガス量になるように燃料調整弁１５を調
節するとともに、ファン５の通風量も調節してフィード
フォワード制御を実行する。そして、このフィードフォ
ワード制御に加えて、給湯温サーミスタ２１による検出
温度と出湯用目標温度との偏差に基づいて、燃料調整弁
１５とファン５を微調整するフィードバック制御も実行
して、給湯栓２ａから供給される湯水の温度が、出湯用
目標温度になるように制御する。

【００２６】〔別実施形態〕 （１）つぎに、図４および図５に基づいて別の実施形態
について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施
形態と同じ部品や同じ作用を有する部品については、同
じ符号を付すことで説明を省略し、主として先の実施形
態と異なる点について説明する。この別の実施形態で
は、ガス燃焼式のバーナ３が、その炎を上向きに生成す
るように構成され、そのバーナ３の上方に水加熱用の熱
交換器４が配置され、その熱交換器４の上方に排気回収
箱６が配置されていて、前記バーナ３には、図外の燃料
供給路から燃料ガスが供給され、かつ、バーナ３に燃焼
用空気を供給するファン５が、バーナ３の下方に設けら
れ、これらバーナ３、熱交換器４、ファン５、排気回収
箱６などが、ケーシングＣ内に収納されている。

【００２７】前記排気回収箱６には、先の実施形態と同
様に、３本の円筒形の筒状体８が、給湯装置の前後方向
に向けて、つまり、その長手方向を熱交換器４から排気
回収箱６に流入する燃焼排ガスの流入方向に対して略直
交する状態で交差する方向に向けて、かつ、燃焼排ガス
の流入方向と直交する横方向に互いに平行または略平行
する姿勢で並べて配置され、各筒状体８の入口部８ａ
が、排気回収箱６の横幅Ｌに対して３／４程度突出する
ように設けられている。

【００２８】この別の実施形態では、先の実施形態のよ
うな吸音部７がなく、各筒状体８の入口部８ａが、先の
実施形態とは逆に、給湯装置の後方に向けて開口され、
かつ、その筒状体８に対して排気トップ９ｂが直接設け
られていて、燃焼排ガスをケーシングＣの前面から外部
に排出するように構成され、前記排気回収箱６の内面と
各筒状体８の内面には、流動する燃焼排ガスに対して吸
音作用する吸音部材としてのグラスウールＧが貼り付け
られている。ただし、各筒状体８に関しては、その内面
にグラスウールＧを貼り付けずに実施することもでき
る。

【００２９】（２）これまでの実施形態では、排気回収
箱６に対して３本の円筒形の筒状体８を設けた例を示し
たが、排気回収箱６に設ける筒状体８の数は３本に限る
ものではなく、流動する燃焼排ガスの量などに応じて４
本以上にしたり、２本以下にすることもでき、また、円
筒形以外の筒状、例えば、矩形の筒状に構成することも
できる。その筒状体８の向きについても、熱交換器４か
ら排気回収箱６に流入する燃焼排ガスの流入方向に対し
て交差すればよく、燃焼排ガスの流入方向に対して必ず
しも直交する状態で交差させる必要はない。更に、筒状
体８の入口部８ａを排気回収箱６の横幅Ｌに対して３／
４程度内部に突出させた例を示したが、その突出量につ
いては、燃焼排ガスの量などに応じて変更することがで
き、排気回収箱６の横幅Ｌに対して１／２以下にするこ
ともできる。

【００３０】（３）先の実施形態では、吸音部材の一例
としてグラスウールを示したが、グラスウールに代えて
セラミックウールなどを用いることもできる。また、吸
音部７としては、燃焼排ガスの通流路中に複数の折曲通
路を介在させて、その折曲通路における燃焼排ガスの流
動方向の変更によって吸音するように構成し、それを吸
音部７として実施することもでき、更に、複数の折曲通
路と吸音部材との併用によって吸音部７を構成すること
もできる。その吸音部７の配置についても、先の実施形
態のように、ケーシングＣの後壁の内面に沿って上下方
向の配設する以外に、ケーシングＣの前壁や横壁の内面
に沿って種々の形態で配設することもできる。

【００３１】（４）本発明による燃焼装置は、これまで
の実施形態のように、給湯装置に使用する以外に、暖房
装置などの各種の装置に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体概略構成図

【図２】給湯装置の分解斜視図

【図３】給湯装置の縦断側面図

【図４】別実施形態における給湯装置の縦断正面図

【図５】別実施形態おける給湯装置の縦断側面図

【符号の説明】

３ バーナ ４ 熱交換器 ６ 排気回収箱 ７，９ 排気路 ８ 筒状体 ８ａ 筒状体の入口部 Ｃ ケーシング Ｇ 吸音部材 Ｌ 排気回収箱の幅

フロントページの続き (72)発明者 石川 善克 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 横山 敬仁 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 Ｆターム(参考） 3K061 VA04 VA05 3L036 AA46 AE23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナの燃焼により加熱される熱交換器
   およびその熱交換器において熱交換された燃焼排ガスを
   回収する排気回収箱を備えた燃焼装置であって、 前記排気回収箱内の燃焼排ガスを外部に排出する筒状体
   が、その長手方向を前記熱交換器から排気回収箱に流入
   する燃焼排ガスの流入方向と交差する方向に向け、か
   つ、その入口部を前記排気回収箱の内部に位置させて設
   けられている燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記筒状体が、前記排気回収箱の前記筒
   状体の長手方向に沿う幅の半分よりも大きく前記排気回
   収箱の内部に突出されている請求項１に記載の燃焼装
   置。
3. 【請求項３】 前記筒状体が、複数設けられて、その複
   数の筒状体が、平行または略平行する姿勢で、燃焼排ガ
   スの前記流入方向と交差する方向に並べて設けられてい
   る請求項１または２に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記排気回収箱および前記筒状体の少な
   くとも一方に、流動する燃焼排ガスに対して吸音作用す
   る吸音部材が設けられている請求項１〜３のいずれか１
   項に記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記バーナが炎の生成方向が下向きに構
   成されて、前記バーナの下方に前記熱交換器が配置さ
   れ、前記熱交換器の下方に前記排気回収箱が配置され
   て、 前記筒状体からの燃焼排ガスを排出する排気路が設けら
   れて、その排気路に、流動する燃焼排ガスに対して吸音
   作用する吸音部材が設けられている請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の燃焼装置。