JP2002106971A - 燃焼器の消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼器の消音器を改良して可聴範囲での低音
領域の騒音低減を可能とすることを課題とする。 【解決手段】 消音器１は、外観が略直方体であり、消
音器１の内部は、仕切り１０，１１，１２を有し、これ
らの仕切り１０，１１，１２が空隙１３，１４，１５を
おいて平行に設けられ、排気ガス導入口２から排気口３
に至るジグザグ状に屈曲した通路が形成されている。消
音器１では、排気ガス導入口２に多数の小孔が設けられ
たガス導入部材３８が設けられているため、排気ガスは
多数の小孔４０を通過して消音器１の内部に入る。そし
て排気ガスの音は、排気ガス導入部材３８の多数の小孔
４０を通過する際に音域が低音領域から高音領域（いず
れも可聴範囲）にシフトする。高音領域にシフトした音
は、排気ガスが前記したジグザグ状の流路を通る内に吸
音部材に吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器の下流側に
配して騒音を逓減する消音器に関するものである。本発
明の燃焼器の消音器は、特に燃料噴射式のバーナを備え
た燃焼器に好適である。

【０００２】

【従来の技術】給湯器や風呂装置の加熱源として、燃料
噴射式のバーナが多用されている。燃料噴射式のバーナ
は、都市ガスが普及していない地域でも使用できる点で
有利であるばかりでなく、燃料コストが低いという利点
があり好ましい。しかしながら燃料噴射式のバーナは、
ガスを燃料とするものに比べて騒音が大きいという問題
がある。そのため燃料噴射式のバーナを内蔵する燃焼器
には、消音器が欠かせない。

【０００３】この種の燃焼器に採用される消音器は、外
観が円筒状または直方体状をしており、内部がラビリン
ス構造となっていて燃焼音や排気音を軽減させるもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の消音器は、性能が十分ではなく、燃焼器から耳障り
な音が発生する。すなわち燃料噴射式のバーナを熱源と
する燃焼器は、発生する騒音の総量が大きいばかりでな
く、発生する音の中に低音領域（可聴範囲での低音領
域）の音を多く含む。ところが従来技術の消音器は、発
生する騒音の内、高音領域（可聴範囲の高音領域）の騒
音は比較的よく除去できるものの、低音領域の騒音に対
しては殆ど機能しない。そのため従来技術の消音器をも
ってしては、可聴範囲での低音領域の騒音を除去するこ
とができず、周囲の者は、耳障りな可聴範囲での低音領
域の音に悩まされる。そのため従来技術の消音器を使用
した燃焼器は、居間や寝室から離れた位置に配置せざる
を得ないという問題があった。

【０００５】そこで本発明は、従来技術の上記した問題
点に注目し、燃焼器の消音器を改良して可聴範囲での低
音領域の騒音低減を可能とすることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして上記した課題を解
決するため本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、小さ
な孔に排気ガスを通過させることにより、排気ガスの可
聴範囲での低音領域の音が少し高い音域にシフトするこ
とが分かった。そこで本発明者らは、小さな孔に燃焼器
から発生する排気ガスを通過させ、騒音を一旦、可聴範
囲での高音領域にシフトさせ、吸音壁等によって高音領
域にシフトした騒音を吸収することを考えた。

【０００７】そして上記した知見に基づいて開発された
請求項１に記載の発明は、燃焼器の下流側に設けられ、
排気ガスを通過させて騒音を逓減する燃焼器の消音器に
おいて、排気ガスの導入部またはその近傍に複数の小孔
を設けたガス導入部材が設けられ、当該ガス導入部材を
通過して内部に排気ガスが導入されることを特徴とする
燃焼器の消音器である。

【０００８】本発明の燃焼器の消音器では、排気ガスの
導入部またはその近傍に複数の小孔を設けたガス導入部
材が設けられ、当該ガス導入部材を通過して内部に排気
ガスが導入される。そのためガス導入部材を通過する際
に、燃焼ガスの騒音が、可聴範囲での低音領域から高音
領域にシフトする。そしてシフトされた高音領域の騒音
を公知の吸音技術によって逓減させる。

【０００９】また同様の課題を解決するための請求項２
に記載の発明は、燃焼器の下流側に設けられ、排気ガス
を通過させて騒音を逓減する燃焼器の消音器において、
排気ガスが通過する屈曲した通路を有し、当該通路には
吸音部材が設けられ、さらに排気ガスの導入部またはそ
の近傍に複数の小孔を設けたガス導入部材が設けられ、
当該ガス導入部材を通過して内部に排気ガスが導入され
ることを特徴とする燃焼器の消音器である。

【００１０】本発明の燃焼器の消音器についても、排気
ガスの導入部またはその近傍に複数の小孔を設けたガス
導入部材が設けられ、当該ガス導入部材を通過して内部
に排気ガスが導入される。そのためガス導入部材を通過
する際に、燃焼ガスの騒音が、低音領域から高音領域
（いずれも可聴範囲）にシフトする。そして本発明の燃
焼器の消音器では、排気ガスが通過する屈曲した通路を
有し、当該通路には吸音部材が設けられている。そのた
め導入された排気ガスは、排出されるまでの間に比較的
長時間、吸音部材と接する。そしてシフトされて可聴範
囲での高音領域となって騒音が、吸音部材によって逓減
される。

【００１１】また請求項３に記載の発明は、ガス導入部
材の複数の小孔は、通過する排気ガスの騒音の音程を上
方にシフトし得る大きさ及び個数であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の燃焼器の消音器である。

【００１２】本発明の燃焼器の消音器では、ガス導入部
材の複数の小孔は、通過する排気ガスの騒音の音程を可
聴範囲での高音領域にシフトし得る大きさ及び個数であ
る。そのため騒音は、低音領域から高音領域（いずれも
可聴範囲）にシフトし、吸音部材に吸収されて逓減され
る。

【００１３】さらに請求項４に記載の発明は、通路に設
けられた吸音部材は、シフトされた周波数領域の音を吸
音可能であることを特徴とする請求項３に記載の燃焼器
の消音器である。

【００１４】本発明の燃焼器の消音器で採用する吸音部
材は、シフトされた可聴範囲での高音領域の音を吸音す
る機能を持つ。そのためガス導入部材の複数の小孔を通
過して、高音領域にシフトした音が効率的に逓減する。

【００１５】また請求項５に記載の発明は、複数の小孔
を設けたガス導入部材は、燃焼器のケーシングの一部又
は燃焼器の一部であることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載の燃焼器の消音器である。

【００１６】本発明の燃焼器の消音器では、複数の小孔
を設けたガス導入部材は、燃焼器のケーシングの一部又
は燃焼器の一部によって形成されている。そのため本発
明の燃焼器の消音器は、構造が簡単であり製造が容易で
ある。

【００１７】また請求項６に記載の発明は、燃焼器は、
液体燃料噴霧式のバーナを有し、さらに貯湯式熱交換部
を有するものであることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載の燃焼器の消音器である。

【００１８】本発明の燃焼器の消音器は、燃焼器は、液
体燃料噴霧式のバーナを有し、さらに貯湯式熱交換部を
有する。すなわち液体燃料噴霧式のバーナを有し、さら
に貯湯式熱交換部を有する燃焼器の騒音は、比較的低音
領域（可聴範囲での低音領域）のものを多く含む。その
ため本発明の消音器の性能を遺憾なく発揮することがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下さらに本発明の実施形態につ
いて説明する。図１は、本発明の実施形態の燃焼器の消
音器の斜視図である。図２は、図１の消音器の断面斜視
図である。なお図２においては、図示を容易にするため
に、ケースの天面のステンレススチール板と、グラスウ
ールの吸音壁を省略している。図３は、図１の消音器の
一段目を示す分解斜視図である。図４は、図１の消音器
の二段目を示す分解斜視図である。図５は、図１の消音
器の排気口周辺部の分解斜視図である。図６は、図１の
消音器のＡ−Ａ断面図である。図７は、図１の消音器の
Ｂ−Ｂ断面図である。図８は、図１の消音器のＣ−Ｃ断
面図である。図９は、図１の消音器を内蔵した貯湯式給
湯器の正面図及び側面図である。図１０は、図１の消音
器と従来技術の消音器の性能を比較するグラフであり、
外部に発生する音の周波数と音量との関係を示す。図１
１は、図１の消音器と従来技術の消音器の性能を比較す
るグラフであり、外部に発生する音の周波数と音量の累
積値を示す。

【００２０】各図において１は本発明の実施形態の燃焼
器の消音器を示す。本実施形態の消音器１は、外観が略
直方体であり、下面側に円形の排気ガス導入口２があ
り、正面に排気口３が設けられている。消音器１は、全
体がステンレススチールの薄板で作られたケース５で覆
われている。またケース５の内面は、ＭＧボードと称さ
れるグラスウール製の吸音壁６によって内装されてい
る。ここでグラスウール製の吸音壁６は、厚さが厚いほ
ど吸音性能が良い。しかしその反面、吸音壁６の厚さが
厚くなると消音器１の全体形状が大きくなってしまうの
で、これらのバランスから１３ｍｍ〜５０ｍｍ程度のも
のが使用され、最も推奨される吸音壁６の厚さは、２０
ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。この吸音壁６は、８００Ｈ
ｚ程度以上の音を吸収する能力に優れ、それ以下の可聴
範囲での低音領域の音を逓減する能力は比較的劣る。

【００２１】また消音器１の天面３１の内側は、パンチ
ングメタル７等の多数の開口を有する多孔性金属板で覆
われている。なお消音器１の天面にパンチングメタルを
使用する場合は、孔の径は３〜２０ｍｍ程度のものを使
用することが望ましい。天面３１には切り欠き部３１ａ
が設けられており、切り欠き部３１ａの辺には、折り下
げ部３１ｂ，３１ｃが設けられている。切り欠き部３１
ａは、後記する流路規制部材３２を挿入する為に設けら
れたものである。

【００２２】そして消音器１は、その内部に屈曲した通
路８が設けられている。すなわち消音器１の内部は、図
２，６，７の様に三段の仕切り１０，１１，１２を有
し、これらの仕切り１０，１１，１２が空隙１３，１
４，１５をおいて平行に設けられている。各仕切り１
０，１１，１２は吸音部材として機能するものであり、
いずれもグラスウールで作られた吸音壁１６，１７，１
８を持ち、図２〜５の様に下面及び側面がパンチングメ
タル２０，２１，２２で覆われている。各仕切り１０，
１１，１２に設けられた吸音壁１６，１７，１８は、グ
ラスウールで作られている点で前記したケース５の内面
に配されたものと同一であるが、前記したものに比べて
密度が低い。パンチングメタル２０，２１，２２の素材
は、ケース５の内面に配されたものと同一である。

【００２３】各仕切り１０，１１，１２は、いずれも長
方形であるが、それぞれ一辺側が欠落していて上下の空
隙を連通している。各仕切り１０，１１，１２は、前記
した様にパンチングメタル２０，２１，２２と吸音壁１
６，１７，１８により構成されている。そして一段目及
び二段目のパンチングメタル２０，２１は、図３，４の
様に平面部２０ａ，２１ｂを持ち、３辺の部分が下側に
折り返されて折り下げ部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２１
ｂ，２１ｃ，２１が設けられている。また残る一辺は、
折り上げ部２０ｅ，２１ｅとなっている。三段目のパン
チングメタルは、一段目のそれと同一である。そして吸
音壁１６，１７は、パンチングメタル２０，２１の平面
部２０ａ，２１ｂに載置されている。なお各仕切り１
０，１１，１２は、順次積み上げられ、前記した、折り
下げ部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２１ｂ，２１ｃ，２１
が及び折り上げ部２０ｅ，２１ｅがスペーサとなって空
隙１３，１４，１５が形成される。

【００２４】また前記した欠落部２５，２６，２７は、
互い違いの位置に配置され、排気ガス導入口２から排気
口３に至るジグザグ状に屈曲した通路が形成されてい
る。

【００２５】図２，６に即して説明すると、ケース５の
底板部３０の左寄りの部位に円形の排気ガス導入口２が
開口し、当該排気ガス導入口２によって外部と一段目の
空隙１３が連通している。そして一段目の空隙１３の先
端側（図面 右端側）に一段目の仕切り１０の欠落部２
５が位置し、一段目の空隙１３と二段目の空隙１４が連
通している。また二段目の空隙１４の先端部（図面 左
端側）には二段目の仕切り１１の欠落部２６が位置し、
二段目の空隙１４と三段目の空隙１５が連通している。
さらに三段目の空隙１５の先端部（図面 右端側）には
三段目の仕切り１２の欠落部２７が位置し、天井面３１
と三段目の仕切り１２の間に形成された空隙３０と連通
している。

【００２６】そして天井面２２との間に形成された空隙
３０に前記した排気口３が設けられている。また最上部
に位置する天井面３１と三段目の仕切り１２によって形
成された空隙３０には、扇型の流路規制部材３２が設け
られている。そのため最上部の空隙３０は、図面奥の隅
の部位が排気ガスの導入口３４となっている。また最上
部の空隙３０の前記した流路規制部材３２と反対側の隅
には、円弧状に壁３５が設けている。そのため天井面３
１と三段目の仕切り１２によって形成された空隙３０
は、奥隅の部分の排気ガスの導入口３４から、正面側の
排気口３に至る曲線状の流路となっている。すなわち前
記した連通部２７の近傍には扇型の流路規制部材３２が
設けられ、さらに前記した連通部２７に面した角には円
弧状に壁３５が設けられており、最上部の空隙３０は、
図２，８に示すように大きな曲路を描いて９０°向きを
変え、しだいに広がる流路を構成している。この様に最
上部の空隙３０によって形成される通路を大きな曲路を
描いて方向を変えるものとした理由は、排気ガスの衝突
を少なくして騒音の減少を図るためである。

【００２７】排気口は、図５の様に、やや斜め下向きの
流路を持ち、外部に開いている。

【００２８】そして、本実施形態の消音器１で特記すべ
き事項は、消音器１の排気ガス導入口２に多数の小孔が
設けられたガス導入部材３８が設けられている点であ
る。ガス導入部材は、具体的にはパンチングメタルであ
り、３〜２０ｍｍ程度の丸い小孔４０が複数設けられた
鋼板である。

【００２９】ガス導入部材３８の孔は、燃焼器が発生す
る騒音の一部を可聴範囲での高音領域にシフトするもの
である。小孔４０の大きさ及び個数、ガス導入部材３８
の板厚等は、試行錯誤によって決定されるものである
が、設計の目安として流速が数ｍ／ｓ〜十数ｍ／ｓ程度
となる様にすると、好ましい結果が得られる場合が多
い。

【００３０】またガス導入部材３８は、ケース５等とは
別の部材で製作してもよいが、ケース５を構成するステ
ンレス板に、多数の小孔を穿孔してこれに代えることも
できる。また燃焼器側の部材の一部を利用して多数の小
孔を有するガス導入部材を形成してもよい。ガス導入部
材３８の位置は、排気ガス導入口２の近傍であることが
望ましい。

【００３１】従って排気ガスは、ガス導入部材３８に設
けられた複数の小孔４０を通って消音器１の中に入る。
そして排気ガスは、前記したジグザグ状の曲路を有する
通路を流れ、排気口３から排出される。

【００３２】ここで本実施形態の消音器１では、排気ガ
ス導入口２に多数の小孔４０が設けられたガス導入部材
３８が設けられているため、排気ガスは多数の小孔４０
を通過して消音器１の内部に入る。そして排気ガスの音
は、排気ガス導入部材３８の多数の小孔４０を通過する
際に音域が低音領域から高音領域（いずれも可聴範囲）
側にシフトする。そして高音領域にシフトした音は、排
気ガスが前記したジグザグ状の流路を通る内に内壁およ
び仕切り１０，１１，１２の吸音壁６，１６，１７，１
８やパンチングメタル７，２０，２１，２２に吸収され
る。ここでグラスウール等によって作られた吸音壁等
は、可聴範囲での高音領域の音を良く吸着し、高音領域
にシフトした騒音を逓減することができる。そのため本
実施形態の消音器１を通過すると騒音が緩和され、外部
に騒音を発しない

【００３３】図９は、上記した実施例の消音器を貯湯式
給湯器に装備した例を示す。すなわち貯湯式給湯器１０
０は、噴霧式バーナを内蔵するものであり、大きく本体
部１０１とバーナ部１０２及び消音器１によって構成さ
れている。また本体部１０１５は、大きく燃焼空間部１
０４と熱交換部１０３に分かれている。すなわち本体部
１０１は、全体形状が円筒形であり、二重構造となって
いて内部に貯湯部１０５が構成されている。より具体的
には、本体部１０１は、外筒と内筒を持ち、その内部が
空洞であって水が貯えられる構造となっている。また特
に本体部１０１の上半分には、上大容量の水室が形成さ
れている。そして当該水室には複数の燃焼ガス通路１１
６が形成されている。燃焼ガス通路１１６は、具体的に
は貯湯部１０５の上部の水室を軸方向に貫通する孔であ
り、さらに具体的には水室に円管を貫通させて形成した
ものである。

【００３４】一方、本体部１０１の下側に位置する燃焼
空間部１０４には、比較的大きな空間が設けられてい
る。当該空間は、燃焼室として機能する。そして本体部
１０１の上部には、消音器１が設けられている。消音器
１は、外観が直方体状をしており、内部がラビリンス構
造となっていて燃焼音を軽減させる。また排気ガス導入
口２に多数の小孔が設けられたガス導入部材３８が設け
られている。そしてバーナ部１０２から灯油等の液体燃
料が噴射され、燃焼空間部１０２で火炎が発生する。燃
焼ガスは燃焼ガス通路１１６を通過して水室内の水を加
熱し、本体部１０１の上端から排出される。排気ガス
は、消音器１の排気ガス導入口２から内部に入り、その
際に排気ガスは、ガス導入部材３８に設けられた多数の
小孔を通過し、音域が上がる。そして排気ガスは、図示
しない排気口から外部に排出されるが、消音器１を通過
する際に騒音が逓減され、外部に出る騒音は小さい。

【００３５】次に本発明の効果を確認するために行った
実験について説明する。実験に使用した燃焼器は、図９
に示した貯湯式給湯器である。そして本発明の実施例と
して、消音器の排気ガス導入口に、１０ｍｍの円形の孔
を多数有するガス導入部材を設けたものを使用した。ま
た比較例として、同一の貯湯式給湯器であって、消音器
にガス導入部材を持たないものを使用した。実験では、
１５０〜１０００Ｈｚの可聴範囲での低音領域の騒音を
測定した。結果は、図１０，１１の通りであり、本実施
例の消音器を採用すると、５００〜１０００Ｈｚ程度の
可聴範囲での低音領域の騒音が、比較例と比べて３デシ
ベル程度下がることが分かる。なお、グラフでは、実施
例、比較例共に１５０〜５００Ｈｚの範囲の騒音が大き
いが、この周波数域の音は、低すぎて聴覚しにくく、あ
まり気にならない。

【００３６】以上説明した実施形態では、吸音部材とし
てパンチングメタルとグラスウール製板材を接合したも
のを使用した。しかしながら、本発明は、この構成に限
定されるものではなく、ロックウール等も普通に使用さ
れる。また他の多孔質体や石膏ボードその他の公知の吸
音部材を使用することもできる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した様に、請求項１乃至６に記
載の燃焼器の消音器は、排気ガスの導入部またはその近
傍に複数の小孔を設けたガス導入部材が設けられ、当該
ガス導入部材を通過して内部に排気ガスが導入すること
により、燃焼ガスの騒音を、低音領域から高音領域（い
ずれも可聴範囲）にシフトさせることができる。そのた
め耳障りな可聴範囲での低音領域での騒音を減少させる
効果がある。

【００３８】特に請求項２に記載の燃焼器の消音器は、
排気ガスが通過する屈曲した通路を有し、当該通路には
吸音部材が設けられているので、ガス導入部材を通過す
る際にシフトされて可聴範囲での高音領域となって騒音
が、内部の吸音部材によって逓減される。そのため外部
に漏れる騒音は小さい。

【００３９】また請求項３に記載の燃焼器の消音器で
は、ガス導入部材の複数の小孔は、通過する排気ガスの
騒音の音程を低音領域から高音領域（いずれも可聴範
囲）にシフトし得る大きさ及び個数である。そのため騒
音は、低音領域から高音領域（いずれも可聴範囲）にシ
フトし、吸音部材に吸収されて逓減される作用効果が確
実に発揮される。

【００４０】さらに請求項４に記載の燃焼器の消音器で
は、内部の吸音部材が、シフトされた可聴範囲での高音
領域の音を吸音する機能を持ので、耳障りな可聴範囲で
の低音領域の音の音を確実に逓減させることができる。

【００４１】また請求項５に記載の燃焼器の消音器で
は、複数の小孔を設けたガス導入部材は、燃焼器のケー
シングの一部又は燃焼器の一部によって形成されていた
め構造が簡単であり製造が容易であるという効果があ
る。

【００４２】さらに請求項６に記載の燃焼器の消音器
は、液体燃料噴霧式のバーナと組み合わせることによ
り、燃料費が低廉でかつ騒音の小さい燃焼装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の燃焼器の消音器の斜視図で
ある。

【図２】図１の消音器の断面斜視図である。

【図３】図１の消音器の一段目を示す分解斜視図であ
る。

【図４】図１の消音器の二段目を示す分解斜視図であ
る。

【図５】図１の消音器の排気口周辺部の分解斜視図であ
る。

【図６】図１の消音器のＡ−Ａ断面図である。

【図７】図１の消音器のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】図１の消音器のＣ−Ｃ断面図である。

【図９】図１の消音器を内蔵した貯湯式給湯器の正面図
及び側面図である。

【図１０】図１の消音器と従来技術の消音器の性能を比
較するグラフであり、外部に発生する音の周波数と音量
との関係を示す。

【図１１】図１の消音器と従来技術の消音器の性能を比
較するグラフであり、外部に発生する音の周波数と音量
の累積値を示す。

【符号の説明】

１ 燃焼器の消音器 ２ 排気ガス導入口 ３ 排気口 ５ ケース ２０，２１，２２ パンチングメタル １０，１１，１２ 仕切り １５，１６，１７ 吸音壁 ３２ 流路規制部材 ３８ ガス導入部材 ４０ 小孔 １００ 貯湯式給湯器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼器の下流側に設けられ、排気ガスを
   通過させて騒音を逓減する燃焼器の消音器において、排
   気ガスの導入部またはその近傍に複数の小孔を設けたガ
   ス導入部材が設けられ、当該ガス導入部材を通過して内
   部に排気ガスが導入されることを特徴とする燃焼器の消
   音器。
2. 【請求項２】 燃焼器の下流側に設けられ、排気ガスを
   通過させて騒音を逓減する燃焼器の消音器において、排
   気ガスが通過する屈曲した通路を有し、当該通路には吸
   音部材が設けられ、さらに排気ガスの導入部またはその
   近傍に複数の小孔を設けたガス導入部材が設けられ、当
   該ガス導入部材を通過して内部に排気ガスが導入される
   ことを特徴とする燃焼器の消音器。
3. 【請求項３】 ガス導入部材の複数の小孔は、通過する
   排気ガスの騒音の音程を上方にシフトし得る大きさ及び
   個数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃
   焼器の消音器。
4. 【請求項４】 通路に設けられた吸音部材は、シフトさ
   れた周波数領域の音を吸音可能であることを特徴とする
   請求項３に記載の燃焼器の消音器。
5. 【請求項５】 複数の小孔を設けたガス導入部材は、燃
   焼器のケーシングの一部又は燃焼器の一部であることを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼器の
   消音器。
6. 【請求項６】 燃焼器は、液体燃料噴霧式のバーナを有
   し、さらに貯湯式熱交換部を有するものであることを特
   徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼器の消
   音器。