JP2007292342A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼筐１内に、炎孔部２２を上方に向けて配置した全一次燃焼式のバーナ２と、バーナ配置部に対し仕切り板３で仕切られた下部の給気室４とが設けられ、仕切り板に、バーナの外側面と燃焼筐の内側面との間に確保した通気間隙７に臨む多数の分布孔３ａが形成され、給気室に燃焼ファンから送風される空気がバーナに一次空気として供給されると共に、分布孔を介して通気隙間にエアカーテン用の空気として供給されるようにした燃焼装置において、燃焼筐の内側面の全域に亘り均一なエアカーテンを生成して、燃焼筐の熱損、腐食を確実に防止する。
【解決手段】通気間隙７に、バーナ２の炎孔部２２より下方に位置させて、空気の流通抵抗となる抵抗部７ａを設ける。また、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分は、抵抗部より下方の通気間隙の部分に比し幅狭で、且つ、燃焼筐１の内側面に沿って上下方向に真直にのびる形状に形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、全一次燃焼式バーナを用いた給湯用その他の燃焼装置に関する。

従来、給湯用燃焼装置として、上方に熱交換器を載置した燃焼筐内に、全一次燃焼式のバーナをその炎孔部を上方に向けて配置したものが知られている(例えば、特許文献１参照)。このものでは、燃焼筐内のバーナ配置部の下側に給気室が設けられ、給気室に燃焼ファンから空気が送風される。そして、バーナにガスノズルから燃料ガスを供給すると共に給気室から一次空気を供給して、理論空燃比より燃料濃度が希薄な混合気を生成し、この混合気を炎孔部から噴出させて全一次燃焼させることにより、燃焼排気中のＮＯｘが低減されるようにしている。また、バーナの外側面と燃焼筐の内側面との間に通気間隙を確保し、この通気間隙に給気室から空気を流し、燃焼筐の内側面に沿ってバーナの炎孔部より上方に流れるエアカーテンが生成されるようにしている。これにより、燃焼排気が燃焼筐の内側面に触れなくなり、燃焼排気による燃焼筐の熱損や腐食が防止される。

ところで、理論空燃比より燃料濃度が希薄な混合気を生成するにはバーナに供給される一次空気量を多くすることが必要であるが、給気室から上記通気間隙にも空気を流すと、一次空気量が減少し勝ちになる。この場合、バーナ配置部に対し給気室を仕切り板で仕切り、仕切り板に通気間隙に臨む多数の分布孔を形成して、給気室から通気間隙に分布孔を介して空気を流し、通気間隙に流れる空気量を制限して、バーナに十分な一次空気が供給されるようにすることが考えられる。

ここで、燃焼筐の熱損、腐食を防止するには、燃焼筐の内側面の全域に亘り均一なエアカーテンを生成することが必要になる。然し、給気室には燃焼ファンの動圧が直接作用することから給気室の圧力分布は不均一になりやすい。そのため、分布孔の配列を工夫しても、通気間隙にその全域に亘って均等に空気を流入させることは困難になる。その結果、エアカーテンのむらを生じて、燃焼筐の内側面に部分的に燃焼排気が触れ、燃焼筐の熱損、腐食の防止効果が損なわれてしまう。
特開２０００−２７４６６７号公報

本発明は、以上の点に鑑み、燃焼筐内に全一次燃焼式バーナを設ける燃焼装置において、燃焼筐の内側面の全域に亘り均一なエアカーテンを生成して、燃焼筐の熱損、腐食を確実に防止できるようにすることをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、燃焼筐内に、炎孔部を上方に向けて配置した全一次燃焼式のバーナと、バーナ配置部に対し仕切り板で仕切られた下部の給気室とが設けられ、仕切り板に、バーナの外側面と燃焼筐の内側面との間に確保した通気間隙に臨む多数の分布孔が形成され、給気室に燃焼ファンから送風される空気がバーナに一次空気として供給されると共に、分布孔を介して通気間隙にエアカーテン用の空気として供給されるようにした燃焼装置において、通気間隙に、バーナの炎孔部より下方に位置させて、空気の流通抵抗となる抵抗部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、抵抗部より下方の通気間隙の部分が抵抗部の働きで静圧域となり、給気室から仕切り板の分布孔を介して通気間隙に流入する空気量が場所によって不均一になっても、抵抗部より下方の通気間隙の部分で均圧化されて、抵抗部より上方の通気間隙の部分にその全域に亘って均等に空気が流れる。従って、通気間隙からバーナの炎孔部より上方に向けて噴出される空気流で生成されるエアカーテンにむらは生じない。即ち、燃焼筐の内側面の全域に亘り均一にエアカーテンが生成され、燃焼筐の熱損、腐食が確実に防止される。

また、本発明において、抵抗部より上方の通気間隙の部分は、抵抗部より下方の通気間隙の部分に比し幅狭で、且つ、燃焼筐の内側面に沿って上下方向に真直にのびる形状に形成されることが望ましい。これによれば、抵抗部より上方の通気間隙の部分で空気流が整流されると共に流速が速められる。そのため、エアカーテンが燃焼筐の内側面から剥離することなく上方にのび、燃焼筐の熱損、腐食の防止効果が一層確実に得られる。

ところで、バーナの炎孔部を多数の炎孔が形成された燃焼板で構成する場合、燃焼板を押え枠で抜け止めすることが必要になる。この場合、バーナの外側面に、燃焼板より下方に位置させて、燃焼板の押え枠を固定するフランジ部を突設し、このフランジ部で狭窄される通気間隙の部分で抵抗部が構成されるようにすれば、燃焼筐に特別の加工を施さずに抵抗部を形成でき、合理的である。

図１、図２を参照して、１は上方に給湯用熱交換器等の被加熱物(図示せず)を配置する燃焼筐を示しており、燃焼筐１内に全一次燃焼式のバーナ２がその炎孔部を上方に向けて配置されている。

燃焼筐１は、底板１１と、１枚の板材を折り曲げて形成した後板１２及び左右の側板１３，１３と、両側板１３，１３の前端部間の上部に取り付けられる前板１４と、後板１２と両側板１３，１３の上部内側面を覆う遮熱板１５とで構成されている。前板１４には、点火プラグ１４ａとフレームロッド等の火炎検知素子１４ｂとが取り付けられている。また、燃焼筐１内には、バーナ２の配置部に対し仕切り板３で仕切られた下部の給気室４が設けられている。そして、底板１１に燃焼ファン５(図３参照)の送風ダクトを接続する接続口１１ａを開設し、給気室４に燃焼ファン５からの空気が送風されるようにしている。尚、仕切り板３は、バーナ２を支持する下板部３１と、バーナ２の下部前面に取り付けられ、給気室４の前部から立上る一次空気室４ａを画成するダンパ兼用の前板部３２とで構成されている。そして、前板部３２の上端には、一次空気室４ａの天面となる前方に屈曲する庇部３２ａと、庇部３２ａの前端から上方に屈曲して前板１４の後面下部に接合するフランジ部３２ｂとが形成されている。

バーナ２は、図３、図４に示す如く、仕切り板３の下板部３１上に着座する下面の脚部２１ａと燃焼筐１の後板１２に当接する後面のスペーサ部２１ｂとを突設した箱形のバーナ本体２１を備え、このバーナ本体２１の上面に炎孔部を構成する多数の炎孔２２ａを形成したセラミックス製の燃焼板２２を装着して成るプレート型バーナで構成されている。ここで、燃焼板２２は、その上面周縁部に上方から当接する押え枠２３によりバーナ本体２１に対し抜け止めされる。そして、バーナ本体２１の外側面に、燃焼板２２より下方に位置させて、全周に亘るフランジ部２１ｃを突設し、押え枠２３をこのフランジ部２１ｃに固定している。

また、バーナ本体２１の前面下部には、これに取り付けられる仕切り板３の前板部３２に形成した開口３２ｃを通して一次空気室４ａに連通する流入口２４が開設されている。そして、バーナ本体２１内に、流入口２４から後方にのびる下部の混合室２５と、混合室２５の上面板２５ａの後部に形成した開口２５ｂを介して混合室２５に連通する上部の分布室２６とが設けられている。分布室２６内には、これを上下２室に区画する分布板２６ａが設けられており、分布板２６ａに多数の分布孔２６ｂを形成して、燃焼板２２と分布板２６ａとの間の分布室２６の部分の圧力分布が均一化されるようにしている。また、燃焼板２２を横方向に３分割し、同様に、流入口２４、混合室２５及び分布室２６も横方向に３分割し、実質的に３個のバーナを組合わせた構造にしている。

一次空気室４ａの前面はガスマニホールド６で閉塞されており、このガスマニホールド６に流入口２４に臨むガスノズル６ａを設けている。かくして、バーナ２の混合室２５にガスノズル６ａからの燃料ガスと共に一次空気室４ａから一次空気が流入し、混合室２５内で燃料ガスと一次空気とが混合されて理論空燃比より燃料濃度が希薄な混合気が生成され、この混合気が分布室２６を介して燃焼板２２の炎孔２２ａから噴出して全一次燃焼される。尚、図１、図２ではガスマニホールド６を省略している。

また、バーナ２の外側面と燃焼筐１の内側面との間には全周に亘り通気間隙７が確保されている。そして、図２乃至図４に示す如く、仕切り板３の下板部３１に、バーナ２の後側の外側面と燃焼筐１の後板１２の内側面との間の通気間隙７と、バーナ２の左右の外側面と燃焼筐１の左右の側板１３の内側面との間の通気間隙７とに臨む多数の分布孔３ａを形成すると共に、仕切り板３の前板部３２の庇部３２ａに、バーナ２の前側の外側面と燃焼筐１の前板１４との間の通気間隙７に臨む多数の分布孔３ａを形成している。かくして、給気室４に燃焼ファン５から送風される空気がバーナ２に一次空気として供給されると共に、分布孔３ａを介して通気間隙７に供給される。そして、通気間隙７に供給された空気により燃焼筐１の内側面に沿ってバーナ２の燃焼板２２より上方に流れるエアカーテンが生成される。これにより、バーナ２の燃焼排気が燃焼筐１の内側面に触れなくなり、燃焼排気による燃焼筐１の熱損や腐食が防止される。また、通気間隙７への空気供給量が分布孔３ａにより制限されるため、バーナ２に十分な一次空気が供給され、全一次燃焼が行われてＮＯｘが低減される。

ここで、給気室４には燃焼ファン５の動圧が直接作用することから給気室４の圧力分布は不均一になりやすい。そのため、分布孔３ａの配列を工夫しても、通気間隙７にその全域に亘って均等に空気を流入させることは困難になる。その結果、このままでは、エアカーテンのむらを生じて、燃焼筐１の内側面に部分的に燃焼排気が触れ、燃焼筐１の熱損、腐食の防止効果が損なわれてしまう。

そこで、通気間隙７に、バーナ２の燃焼板２２より下方に位置させて、空気の流通抵抗となる抵抗部７ａを設けている。尚、本実施形態では、燃焼板２２の押え枠２３を固定するためにバーナ本体２１の外側面に突設したフランジ部２１ｃで狭窄される通気間隙７の部分で抵抗部７ａが構成されるようにしている。

このように通気間隙７に抵抗部７ａを設ければ、抵抗部７ａより下方の通気間隙７の部分が抵抗部７ａで空気の流れが抑制されることによりほぼ静圧域となる。そのため、給気室４から分布孔３ａを介して通気間隙７に流入する空気量が場所によって不均一になっても、抵抗部７ａより下方の通気間隙７の部分で均圧化される。従って、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分にその全域に亘って均等に空気が流れる。その結果、通気間隙７からバーナ２の燃焼板２２より上方に向けて噴出される空気流で生成されるエアカーテンにむらは生じない。即ち、燃焼筐１の内側面の全域に亘り均一にエアカーテンが生成され、燃焼筐１の熱損、腐食が確実に防止される。

尚、本実施形態において、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分に面するバーナ２の上部外側面(押え枠２３)は上下方向に真直であり、且つ、バーナ２の上部の前後方向の奥行寸法と横方向寸法とをフランジ部２１ｃより下方のバーナ２の部分のそれよりも大きくしている。そのため、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分は、抵抗部７ａより下方の通気間隙７の部分に比し幅狭で、且つ、燃焼筐１の内側面に沿って上下方向に真直にのびる形状に形成される。これによれば、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分で空気流が整流されると共に流速が速められる。その結果、エアカーテンが燃焼筐１の内側面から剥離することなく上方にのび、燃焼筐１の熱損、腐食の防止効果が一層確実に得られる。

また、本実施形態において、抵抗部７ａより上方の通気間隙７の部分に面する燃焼筐１の後板１２と左右の側板１３，１３の部分の内側面は遮熱板１５で覆われている。そして、図４に示す如く、左右の各側板１３に対し遮熱板１５は隙間を存して対向しており、バーナ本体２１のフランジ部２１ｃより若干上方位置で遮熱板１５が横方向外方に屈曲して側板１３に接合されている。そのため、通気間隙７に、遮熱板１５の横方向外方への屈曲部１５ａとフランジ部２１ｃとの間において、フランジ部２１ｃによる狭窄部分から横方向内方に屈曲する部分が形成されることになり、この部分も空気の流通抵抗を高める抵抗部７ａとして有効に機能する。

ここで、バーナ２の燃焼筐１に対する前後方向の位置精度は燃焼筐１の後板１２にバーナ２１の後面のスペーサ部２１ｂを当接させることにより確保されるが、バーナ２を燃焼筐１に対し横方向に位置決めするスペーサ部は燃焼筐１へのバーナ２の組付け性の関係で設けられておらず、バーナ２が燃焼筐１に対し多少とも横方向に位置ずれすることがある。このような横方向の位置ずれを生ずると、燃焼筐１の左右の各側板１３とフランジ部２１ｃとの間の狭窄部分の幅が左右で異なってしまい、このままでは、通気間隙７から上方に噴出するエアカーテンの空気量も左右で異なってしまう。一方、本実施形態では、上記の如くの遮熱板１５の横方向外方への屈曲部１５ａとフランジ部２１ｃとの間に形成される通気間隙７の屈曲部分でも抵抗が付与されるため、バーナ２が燃焼筐１に対し多少横方向に位置ずれしても、通気間隙７から上方に噴出するエアカーテンの空気量は左右でほぼ均等になる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、上記実施形態では、バーナ２として燃焼板２２で炎口部を構成したプレート型の全一次燃焼式バーナを用いているが、上端に前後方向に長手の炎口部を有する偏平な単位バーナの複数本を横方向に隙間を空けずに並設した集合バーナで全一次燃焼式のバーナを構成することも可能である。

本発明の実施形態の燃焼装置を示す斜視図。 実施形態の燃焼装置の分解状態の斜視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した切断側面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した切断正面図。

符号の説明

１…燃焼筐、２…バーナ、２１…バーナ本体、２１ｃ…フランジ部、２２…燃焼板、２２ａ…炎孔、２３…押え枠、３…仕切り板、３ａ…分布孔、４…給気室、５…燃焼ファン、７…通気間隙、７ａ…抵抗部。

Claims (3)

1. 燃焼筐内に、炎孔部を上方に向けて配置した全一次燃焼式のバーナと、バーナ配置部に対し仕切り板で仕切られた下部の給気室とが設けられ、仕切り板に、バーナの外側面と燃焼筐の内側面との間に確保した通気間隙に臨む多数の分布孔が形成され、給気室に燃焼ファンから送風される空気がバーナに一次空気として供給されると共に、分布孔を介して通気間隙にエアカーテン用の空気として供給されるようにした燃焼装置において、
   通気間隙に、バーナの炎孔部より下方に位置させて、空気の流通抵抗となる抵抗部が設けられていることを特徴とする燃焼装置。
2. 前記抵抗部より上方の前記通気間隙の部分は、抵抗部より下方の通気間隙の部分に比し幅狭で、且つ、前記燃焼筐の内側面に沿って上下方向に真直にのびる形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記バーナの炎孔部は多数の炎孔が形成された燃焼板で構成され、バーナの外側面に、燃焼板より下方に位置させて、燃焼板の押え枠を固定するフランジ部が突設され、このフランジ部で狭窄される前記通気間隙の部分で前記抵抗部が構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。

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