JP2008101851A

JP2008101851A - 燃焼用送風装置

Info

Publication number: JP2008101851A
Application number: JP2006284984A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tsuge; 力拓植
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】バーナ燃焼に伴う共鳴音を抑えることができるだけでなく燃焼空気の送風に伴う風切り音も確実に抑えることができ、しかも、製造容易で安価な燃焼用送風装置を提供する。
【解決手段】ファン８からの燃焼用空気をバーナ３を備える燃焼室２に送る送風路１１に整流部材２３を設ける。整流部材２３は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成され、送風路１１の内壁に密着させて取り付ける取付壁２４と、取付壁２４に連設されてファン８による送風方向に対向して送風路１１内に張り出す第１整流壁２５と、第１整流壁２５の先端に形成された湾曲部２８を介し、湾曲部２８に連続して下流方向に延びる第２整流壁２６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、バーナに燃焼用空気を強制的に供給する燃焼用送風装置に関する。

バーナに燃焼用空気を強制的に送る必要がある給湯器等の燃焼機器においては、バーナの燃焼に伴って共鳴音が発生し、これが騒音となることがある。この共鳴音は、バーナに供給する燃焼用空気の風圧を大とすることで抑えられることが知られている。そこで、例えば、下記特許文献１に見られるように、ファンを収容するファンケーシングに備える送風路の一側壁を可動として送風路の断面積を拡縮できるようになっているものが提案されている。特許文献１記載のものは、燃焼機器に用いられる送風装置ではなく、バーナの燃焼時の共鳴音を低減しようとするものではないが、送風路の一側壁を移動させて送風路の断面積を狭めることにより風圧を上昇させることが可能となっている。

しかし、特許文献１記載のものではファンケーシングの一部である送風路の一部の壁板を移動させなければならないために、既存のファンケーシングにおいて採用することができず、燃焼機器の製造コストが増加するおそれがある。また、ファンケーシングの一部の壁板を移動させるためには、ファンケーシングの外側にも壁板の移動スペースを確保しなければならず、結果的にファンケーシングの形状が大型化するため、設置スペースの小さな燃焼機器内に設けることが困難となる。また、送風路の可動とされた側壁によりファンケーシングの密封性が低下するため、可動とされた側壁の周囲にパッキン等を設ける必要があり、構造が複雑化して製造効率が低下する不都合がある。

そこで、既存のファンケーシングにおいて風圧を上昇させるために、例えば、図６に示すように、送風路４０の一側内壁４１に、送風路４０内に向かって張り出す整流板４２を取り付けることが挙げられる。これによれば、整流板４２の先端縁４３と送風路４０の他側内壁４４との間隔が狭まり、ファン４５の回転数（燃焼用空気の供給量）を変えずに高い風圧を得ることができるので、バーナ燃焼時の共鳴音を十分に低減することができる。しかも、既存のファンケーシング４６の送風路４０の一側内壁４１に整流板４２を取り付けるだけでよいので構造が簡単で極めて安価であり、ファンケーシング４６の大型化や密封性の低下も確実に防止することができる。

しかし、図６に示す整流板４２は、バーナ燃焼時の共鳴音を抑えることができる反面、風切り音が発生する不都合がある。このとき発生する風切り音は、整流板４２の先端縁４３から剥離した空気の渦列によるものと考えられ、これが騒音となる。
特開２００４−２１８４４６号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、バーナ燃焼に伴う共鳴音を抑えることができるだけでなく燃焼空気の送風に伴う風切り音も確実に抑えることができ、しかも、製造容易で安価な燃焼用送風装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、ファンと、該ファンを内部に収容するファン収容部と、該ファン収容部の一側から延びる角筒状の送風路とを備え、該送風路がバーナを収容する燃焼室に連結されて、バーナに燃焼用空気を強制的に供給する燃焼用送風装置において、前記送風路の一側内壁に取り付けられて該送風路内に張り出す整流部材を備え、該整流部材は、送風路の内壁に密着させて取り付ける取付壁と、該取付壁の上流側縁に連設されてファンによる送風方向に対向して送風路内に張り出す第１整流壁と、該第１整流壁の先端に形成された湾曲部を介し、該湾曲部に連続して下流方向に延びる第２整流壁とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、前記整流部材の第１整流壁がファンによる送風方向に対向して送風路内に張り出して設けられているので、送風路の断面積が狭まって高い風圧を得ることができる。これによって、バーナ燃焼時の共鳴音を十分に抑えることができる。しかも、前記整流部材の第１整流壁には、湾曲部を介して第２整流壁が連設されているので、ファンによって送られる空気の剥離が湾曲部によって抑えられ、整流部材を設けたことによる風切り音を低減することができる。

そして、整流部材は送風路の一側内壁に取り付ける構成であるので、ファン収容部や送風路を既存の外形に維持すると共に大型化や密封性の低下も防止でき、例えば、既存のファンケーシングを用いることができるので、極めて安価に製造することができる。

また、本発明においては、前記整流部材の前記第１整流壁、前記湾曲部、及び前記第２整流壁の夫々に複数の貫通孔を形成し、該整流部材の前記第１整流壁、前記湾曲部、及び前記第２整流壁に包囲された内部に吸音材を充填することが好ましい。前記貫通孔を前記第１整流壁、前記湾曲部、及び前記第２整流壁に設けることにより、ファンによって送られる空気に対する乱流境界層が整流部材の表面に形成され、空気抵抗を小として風切り音を確実に低減することができる。しかも、前記貫通孔を介して整流部材の内部に入り込んだ音の振動エネルギーは、吸音材により熱エネルギーに変換されるので、整流部材の表面で生じる僅かな音も十分に減衰され、一層確実に風切り音を抑えることができる。

また、本発明において、前記整流部材は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成されており、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界が曲げ部を介して折り曲げられ、該曲げ部は、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界に沿って長手方向に配列された複数の長孔により形成されていることを特徴とする。

曲げ部を複数の長孔により形成したことにより、第２整流壁を容易に揺動させることができる。これによって、整流部材の内部に吸音材を充填するために、第２整流壁を揺動させて取付壁と下流側閉塞壁とを離反させてその間を開放することができ、その作業も容易となるので製造時の作業効率が向上する。また、複数の長孔により不用意な曲げ変形が生じることなく曲げ部を確実に折り曲げることができるので整流部材を精度良く形成することができる。

また、本発明において、前記整流部材は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成されており、前記第２整流壁と前記取付壁との間を閉塞する下流側閉塞壁が、前記第２整流壁の下流側縁に連なって設けられ、該下流側閉塞壁は、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界に形成された曲げ部を介して前記取付壁から離反する方向に付勢力をもって該取付壁に当接され、且つ、該下流側閉塞壁の外面が前記取付壁に形成された係止爪に弾発的に圧接することにより取付壁に連結されることを特徴とする。

整流部材は金属製板材により形成されているので、金属製板材の折り曲げ後に生じる復元弾性を利用して、下流側閉塞壁の外面を前記係止爪に接するようにするだけで、両者が圧接状態となる。これにより、下流側閉塞壁と取付壁との連結作業が極めて容易となり、しかも下流側閉塞壁と取付壁との連結状態を確実に維持することができる。更に、吸音材を整流部材内に圧縮充填した場合には、吸音材の復元弾性により、下流側閉塞壁の外面の係止爪への圧接力を一層強固とすることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の燃焼用送風装置を備える給湯器の一部を示す説明的断面図、図２は本実施形態の燃焼用送風装置の概略構成を示す説明図、図３は整流部材の説明的正面図、図４は整流部材における吸音材の充填作業を示す説明図、図５は係止爪を示す説明図である。

本実施形態の燃焼用送風装置１は、図１に一部を示す給湯器に設けられており、図１に示すように、燃焼室２内のガスバーナ３に燃焼用空気を強制的に供給するものである。燃焼室２には、その上部に図示しない熱交換部や排気ダクトが連結されている。燃焼室２に収容されたガスバーナ３には、燃焼室２の側壁に取り付けられたノズル構成体４によりガス燃料が供給される。ガスバーナ３の底部には、燃焼用空気を導入させる空気導入部５が設けられ、燃焼室２の底部には空気取入口６が形成されている。なお、ガスバーナ３の上部は火炎が形成される燃焼空間とされ、図示を省略したが、ガスバーナ３に臨むようにして点火手段や炎検知手段等が取り付けられている。

燃焼用送風装置１は、図１に示すように、ファンケーシング７と、該ファンケーシング７内に収容されたシロッコファン８と、シロッコファン８を回転させるモータ９とを備えている。ファンケーシング７は、図２に示すように、シロッコファン８を収容するファン収容部１０と、該ファン収容部１０の一側から上方に延びる送風路１１とを備えている。送風路１１は、ファン収容部１０から円弧形状に延びる気流形成部１２に連続して形成され、図１に示すように、その上端部が燃焼室２の底部に連結されている。送風路１１と気流形成部１２とは、図１及び図２に示すように、第１側板１３と、該第１側板１３に対向する第２側板１４と、それらの間でシロッコファン８の外周に沿って設けられたスクロール板１５とによって形成されている。なお、図２においては、説明の便宜上第１側板１３を取り外して燃焼用送風装置１の内部を露出させた状態を示している。

図１に示すように、モータ９は、第１側板１３の外側に連結固定されており、該モータ９の回転軸１６がファン収容部１０内のシロッコファン８に連結されている。シロッコファン８は、モータ９の回転軸１６に連結された回転板１７と、該回転板１７の外周縁部に所定間隔を存して放射状に配設された複数のブレード１８とを備えている。また、ファンケーシング７の第２側板１４には、シロッコファン８の内部吸気部１９に対応する開口部２０が形成されており、該開口部２０にはベルマウス状の吸気案内部材２１が取り付けられている。

スクロール板１５は、図２に示すように、帯状の金属板を湾曲させることにより形成され、図１に示すように、その両側縁に突出する複数の連結爪２２を介して第１側板１３と第２側板１４とにカシメ止めされて一体に形成されている。

前記送風路１１は、図１及び図２に示すように、スクロール板１５と第１側板１３と第２側板１４との一部によって四角筒状に形成されている。そして、図２に示すように、送風路１１のシロッコファン８側の内壁下端部には送風路１１内に張り出すようにして整流部材２３が設けられている。整流部材２３は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成され、取付壁２４と、第１整流壁２５と、第２整流壁２６と、上部閉塞壁２７（下流側閉塞壁）とを備えている。取付壁２４は、送風路１１の内壁に密着して固着されている。第１整流壁２５は、取付壁２４の下縁（送風方向の上流側縁）に連続して、シロッコファン８による送風方向に対向して下方（上流方向）に傾斜して延びている。第１整流壁２５の先端には上方（下流方向）に向かって立ち上がる湾曲部２８が形成され、湾曲部２８の上縁（送風方向の下流側縁）には曲げ部２９（図３参照）を介して第２整流壁２６が連続して上方に傾斜して延びている。上部閉塞壁２７は、第２整流壁２６の上縁（下流側縁）に連続して屈曲し取付壁２４に向かって延びている。

整流部材２３の第１整流壁２５、湾曲部２８、及び第２整流壁２６には、図３に示すように、表裏方向に貫通する複数の貫通孔３０が設けられている。なお、図３にはその紙面裏側位置にある第１整流壁２５が図示されないが、湾曲部２８及び第２整流壁２６と同様に複数の貫通孔３０が形成されている。

また、前記曲げ部２９（湾曲部２８と第２整流壁２６の境界）には、表裏方向に貫通する複数の長孔３１が配設されている。各長孔３１は、その長手方向が曲げ部２９に沿って配列されていることにより、曲げ部２９に沿って正確に折り曲げ案内すると共に、曲げ部２９を折り曲げ容易としている。なお、本実施形態における各貫通孔３０及び各長孔３１は、整流部材２３の表面側から裏面側に向かって打抜き形成されたものであり、各貫通孔３０及び各長孔３１の打抜き時にバリが形成されるようなことになっても、バリが整流部材２３の内側に突出するようにしている。

また、図３に示すように、取付壁２４には、上部閉塞壁２７を係止する一対の係止爪３２が設けられている。係止爪３２は、取付壁２４から切り起こして形成され、その下縁を上部閉塞壁２７の上面に当接させることにより上部閉塞壁２７を係止する。

また、図２に示すように、整流部材２３の内部には、吸音材３３が充填されている。吸音材３３は整流部材２３を送風路１１に取り付けるに先立って整流部材２３内部に充填される。整流部材２３は、金属製板材を折り曲げることにより形成されることから、両側が開放されており、この開放された側方から吸音材３３を整流部材２３内部に挿入することが考えられるが、より好ましい吸音材３３の充填作業は次のようにして行われる。

即ち、図４（ａ）に示すように、曲げ部２９を介して第２整流壁２６を外側に揺動させる。これにより、上部閉塞壁２７が取付壁２４から離反して整流部材２３の上部が開放される。次いで、開放された整流部材２３の上部から内部に吸音材３３を挿入する。吸音材３３は、例えば、ブロック状のグラスウールを用いることができ、弾発的に圧縮させることができるので、整流部材２３の内部容積よりも大きな体積を有するものが使用される。これにより、図４（ｂ）に示すように、整流部材２３の内部に挿入された吸音材３３が整流部材２３の内部形状に沿って圧縮される。次いで、図４（ｃ）に示すように、曲げ部２９を介して第２整流壁２６を内側に揺動させ、上部閉塞壁２７を取付壁２４に当接させて整流部材２３の上部を閉塞する。これにより、吸音材３３が一層圧縮された状態で整流部材２３の内部に充填される。一方、上部閉塞壁２７が取付壁２４に当接したとき、取付壁２４に設けられた一対の係止爪３２の下縁により上部閉塞壁２７が係止される。係止爪３２には、図５に示すように、その下縁端部に傾斜部３４が形成されており、第２整流壁２６の揺動に伴って円弧移動する上部閉塞壁２７を円滑に係止方向に案内する。そして、曲げ部２９において生じる金属製板材の復元弾性と、圧縮状態で充填された吸音材３３の復元弾性とにより、第２整流壁２６を介して上部閉塞壁２７には、上部閉塞壁２７が円弧揺動して取付壁２４から離反するように付勢力が付与される。そして、上部閉塞壁２７が係止爪３２に係止されたときには、この付勢力によって上部閉塞壁２７の上面が係止爪３２の下縁に圧接された状態となり、強固な係止状態が維持される。

このように、整流部材２３への吸音材３３の充填作業においては、曲げ部２９が各長孔３１により曲げ易く且つ高い曲げ精度が得られるようになっているので、手作業であっても、第２整流壁２６を容易に揺動させて正確に作業を行うことができる。

次に、上記構成による燃焼用送風装置１の作動について説明する。図１を参照して、給湯器の運転が開始されると、モータ９の駆動によりシロッコファン８が回転し、シロッコファン８の内部吸気部１９からファンケーシング７内に吸入された燃焼用空気が、送風路１１を経て燃焼室２の空気導入部５に導入される。空気導入部５に導入された燃焼用空気の一部は、空気取入口６からガスバーナ３に取り入れられ、ノズル構成体４からガスバーナ３に供給されたガス燃料とガスバーナ３内で混合されてガスバーナ３による燃焼が行われる。

このとき、ファンケーシング７の送風路１１に設けられた整流部材２３によって、送風路１１の断面積が狭めれ、高い風圧の燃焼空気が燃焼室２へ供給されるので、ガスバーナ３の燃焼時の共鳴音が十分に抑えられる。また、整流部材２３の第１整流壁２５がシロッコファン８による送風方向に対向して下方に傾斜して延びているので、送風路１１の始端部からシロッコファン８へ向かう気流の巻き込みを規制することができ、シロッコファン８による送風効率の低下が防止される。また、第１整流壁２５と第２整流壁２６との間に湾曲部２８が設けられていることにより、送風路１１から燃焼室２に向かう気流が湾曲部２８に突き当たっても空気の剥離が防止されて風切り音の発生が抑えられる。しかも、第１整流壁２５、湾曲部２８及び第２整流壁２６には前記貫通孔３０が形成されているので、気流が接する整流部材２３の表面が乱流境界層となって空気抵抗が少なく、更に、整流部材２３の内部に吸音材３３が充填されているので、風切り音の発生が良好に抑えられる。また、整流部材２３の内部の吸音材３３は、前述したように圧縮状態とされて密度の高い状態で充填されているので、高い吸音効果が得られて確実に騒音を防止することができる。

なお、本実施形態においては、最も好ましい例として、第１整流壁２５、湾曲部２８、及び第２整流壁２６に複数の貫通孔３０を設け、内部に吸音材３３を充填した整流部材２３を示したが、ガスバーナ３の能力によりシロッコファン８の回転数が比較的低く設定される給湯器等で、第１整流壁２５と第２整流壁２６との間の湾曲部２８により十分な風切り音が低減される場合には、貫通孔３０及び吸音材３３を設けなくてもよい。

また、本実施形態においては、送風路１１がファン収容部の一側から上方に延び、送風路１１の上端部が燃焼室２の底部に連結されている燃焼用送風装置１を示すと共にそれに従って上下方向を特定して説明したが、本発明の燃焼用送風装置は、送風路１１の延びる方向は給湯器等の燃焼機器における内部レイアウトに応じて適宜設定されるものであり、上記説明における上下方向に限定されるものではないことは勿論である。

本発明の一実施形態の燃焼用送風装置を備える給湯器の一部を示す説明的断面図。本実施形態の燃焼用送風装置の概略構成を示す説明図。整流部材の説明的正面図。整流部材における吸音材の充填作業を示す説明図。係止爪を示す説明図。従来の燃焼用送風装置を示す説明的断面図。

符号の説明

１…燃焼用送風装置、２…燃焼室、３…ガスバーナ（バーナ）、８…シロッコファン（ファン）、１０…ファン収容部、１１…送風路、２３…整流部材、２４…取付壁、２５…第１整流壁、２６…第２整流壁、２７…上部閉塞壁（下流側閉塞壁）、２８…湾曲部、２９…曲げ部、３０…貫通孔、３１…長孔、３２…係止爪、３３…吸音材。

Claims

ファンと、該ファンを内部に収容するファン収容部と、該ファン収容部の一側から延びる角筒状の送風路とを備え、該送風路がバーナを収容する燃焼室に連結されて、バーナに燃焼用空気を強制的に供給する燃焼用送風装置において、
前記送風路の一側内壁に取り付けられて該送風路内に張り出す整流部材を備え、
該整流部材は、送風路の内壁に密着させて取り付ける取付壁と、該取付壁の上流側縁に連設されてファンによる送風方向に対向して送風路内に張り出す第１整流壁と、該第１整流壁の先端に形成された湾曲部を介し、該湾曲部に連続して下流方向に延びる第２整流壁とを備えることを特徴とする燃焼用送風装置。
前記整流部材の前記第１整流壁、前記湾曲部、及び前記第２整流壁の夫々には複数の貫通孔が形成され、該整流部材の前記第１整流壁、前記湾曲部、及び前記第２整流壁に包囲された内部には吸音材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼用送風装置。
前記整流部材は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成されており、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界が曲げ部を介して折り曲げられ、該曲げ部は、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界に沿って長手方向に配列された複数の長孔により形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼用送風装置。
前記整流部材は、金属製板材に曲げ加工を施すことにより形成されており、
前記第２整流壁と前記取付壁との間を閉塞する下流側閉塞壁が、前記第２整流壁の下流側縁に連なって設けられ、
該下流側閉塞壁は、前記湾曲部と前記第２整流壁との境界に形成された曲げ部を介して前記取付壁から離反する方向に付勢力をもって該取付壁に当接され、且つ、該下流側閉塞壁の外面が前記取付壁に形成された係止爪に弾発的に圧接することにより取付壁に連結されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の燃焼用送風装置。