JP2008128533A - コンデンシング型燃焼器の側方排気筒 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスバーナの燃焼排気から顕熱及び潜熱を回収するコンデンシング型燃焼器に形成された前向きの排気口(19)に対して、軸線が横向きになるように接続される筒状主体を備え、前記筒状主体の軸線方向の端部には排気吹出口(F)が形成されていると共に、横向き状態にある筒状主体内の下部と前記排気口(19)を接続する排気導入口(21)が前記筒状主体の背面板(20)に開設されている側方排気筒(S)に於いて、燃焼排気が排気吹出口(F)から急な勾配で下向きに排出されるのを是正し、これにより、側方排気筒(S)の下方を移動する通行者に燃焼排気が接触する不都合を防止することを課題とする。
【解決手段】前記背面板(20)に前方から対向する筒状主体の前面板(23)には、前記排気導入口(21)から流入した燃焼排気を下方へ押さえ込む整流板が突設されており、前記整流板の少なくとも排気吹出口(F)側の端部は、前記排気導入口(21)より前記排気吹出口(F)側に延びていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバーナの燃焼排気から顕熱を回収した後、更に、潜熱を回収するコンデンシング型の給湯器や、給湯暖房機等の燃焼器に取り付けられる排気筒、特に、左右方向に排気する形式の側方排気筒に関するものである。

図６は、集合住宅に於ける玄関ドア(D)の隣接部に給湯器(N)が配設された状態を示す図である。このものでは、給湯器(N)の前面に、横長の側方排気筒(S)が取り付けられており、燃焼排気は、側方排気筒(S)の一端の排気吹出口(F)から矢印で示す横方向に排出されるようになっている。従って、排気吹出口(F)から排出される燃焼排気が、給湯器(N)の設置部前方を移動する通行者に吹き付けられる不都合がない。尚、図６の態様で設置される給湯器(N)では、燃焼排気が通行者に吹き付けられるのを確実に防止するため、側方排気筒(S)は、通行者の頭部より高くなる位置に取り付けられている。

図７の給湯器(N)は、前方開放部が前蓋(11)で覆われたケース本体(12)を具備し、ケース本体(12)内には、連絡口(15)を介して連通する顕熱熱交換器(13)とその上方の潜熱熱交換器(14)が配設されている。そして、潜熱熱交換器(14)の前方には、潜熱熱交換器(14)からの燃焼排気を側方排気筒(S)側に導入する排気トップ(16)が配設されている。

側方排気筒(S)は、図７の紙面に対して前後に長い矩形筒状に形成されており、給湯器(N)側に向けて低くなるように傾斜した底板(22)は、該側方排気筒(S)の背面板(20)の下部に開設された排気導入口(21)の下端部に接続されている。そして、前記排気導入口(21)の下端は、上記排気トップ(16)の先端に開放する排気口(19)の下端(190)と同一高さに設定されており、これにより、後述のように、側方排気筒(S)内のドレンを給湯器(N)の排気トップ(16)内に戻せるようにしている。
このものでは、図示しないガスバーナの燃焼排気は、顕熱熱交換器(13)→連絡口(15)→潜熱熱交換器(14)→排気トップ(16)の経路で流れる。

排気トップ(16)の排気口(19)から排出される燃焼排気は、側方排気筒(S)の背面板(20)の下部に開設された排気導入口(21)から該側方排気筒(S)に内に流入し、その後、該側方排気筒(S)の横方向の一端（図７の紙面に対して手前側の端部）の排気吹出口(F)から外部に排出される。

又、燃焼排気が潜熱熱交換器(14)で露点以下に冷やされることで生成される強酸性のドレンは、潜熱熱交換器(14)の底板(17)に案内されてドレン回収樋(18)に集められた後、これの下方に連設された図示しない中和器でＰＨ調整された後に下水側に排出される。更に、燃焼排気が側方排気筒(S)の内壁に接触して冷却されることで生成されたドレンは、該側方排気筒(S)の傾斜した底板(22)で排気導入口(21)側に案内され、更に、排気トップ(16)の排気口(19)からドレン回収樋(18)に戻され、その後、上記と同様に図示しない中和器側に流れる。
特開２００１−２０８３３９号公報 特開２００５−２１４５０２号公報

しかしながら、上記従来のものでは、給湯器(N)の排気トップ(16)から側方排気筒(S)に流入した燃焼排気は、側方排気筒(S)の底板(22)に沿って前方に流動し、その後、前面板(23)に沿って上昇した後、水平天板(24)に衝突して後方下向きに進路変更する態様の旋回流(A)になる。即ち、側方排気筒(S)の底板(22)から水平天板(24)まで上昇する、大きな対流高さＨ２を有する旋回流(A)が形成されるのである。そして、燃焼排気は、前記旋回流(A)の状態で、図７の紙面の手前向きに流動して排気吹出口(F)から外部に排出される。

従って、上記従来のものでは、旋回流(A)の対流高さＨ２が大きいことから、これが水平天板(24)で下方に反射すると急勾配の下降流(A1)となり、この急勾配の下降流(A1)を含んだ燃焼排気が排気吹出口(F)から排出される。従って、前記急勾配の下降流(A1)の影響により、燃焼排気が、排気吹出口(F)から斜め下向きに排出され易い。その結果、側方排気筒(S)の下方を移動する通行者の顔付近に向けて前記燃焼排気が排出され、通行者に不快感を与えるという問題があった。

特に、上記したコンデンシング型の給湯器(N)では、前述のように、燃焼排気が潜熱熱交換器(14)で露点以下に冷却されて重くなる。従って、露点以下に冷却されない軽い燃焼排気と相違し、排気吹出口(F)から排出されたときに勢いの良い上昇気流になり難いことから、排気吹出口(F)から排出される燃焼排気が、一層、下方の通行者に向けて排出され易くなる。

本発明は、かかる点に鑑みて成されたもので、
『ガスバーナの燃焼排気から顕熱及び潜熱を回収するコンデンシング型燃焼器に形成された前向きの排気口(19)に対して、軸線が横向きになるように接続される筒状主体を備え、
前記筒状主体の軸線方向の端部には排気吹出口(F)が形成されていると共に、
横向き状態にある筒状主体内の下部と前記排気口(19)を接続する排気導入口(21)が前記筒状主体の背面板(20)に開設されている側方排気筒(S)』に於いて、燃焼排気が排気吹出口(F)から急な勾配で下向きに排出されるのを是正し、これにより、側方排気筒(S)の下方を移動する通行者に燃焼排気が接触する不都合を防止することを課題とする。

［請求項１に係る発明］
上記課題を解決する為の請求項１に係る発明の解決手段は、
『前記背面板(20)に前方から対向する筒状主体の前面板(23)には、前記排気導入口(21)から流入した燃焼排気を下方へ押さえ込む整流板が突設されており、
前記整流板の少なくとも排気吹出口(F)側の端部は、前記排気導入口(21)より前記排気吹出口(F)側に延びている』ことである。
上記解決手段によれば、筒状主体の背面板(20)に開設された排気導入口(21)から流入して前面板(23)側に流動する燃焼排気は、該前面板(23)に沿って上昇し、その後、これに突設された整流板で下方に押さえ込まれた状態で後方（背面板(20)側）に戻される。これにより、排気導入口(21)→前面板(23)→整流板→背面板(20)側と流動する燃焼排気の旋回流が、整流板より下方の空間に押さえ込まれた状態になる。従って、図７に示す従来例の旋回流(A)の対流高さＨ２に比べ、本発明の旋回流の対流高は低くなり、これにより、上下に扁平な旋回流となる。従って、最上昇位置（整流板の下面高さ）からの下降流の降下勾配は、図７に示す従来の下降流(A1)の降下勾配に比べて緩やかになって水平に近付く。よって、上下に扁平な本発明の前記旋回流は、図７に示す従来の旋回流(A)に比べて水平に近い角度で排気吹出口(F)から排出される。又、筒状主体内で整流板の上方に拡散した燃焼排気は、整流板の下方空間を排気吹出口(F)側に流動する燃焼排気流に載って、該排気吹出口(F)から水平に近い方向に飛ばされる。
このように、本発明によれば、燃焼排気が排気吹出口(F)から急な勾配で下向きに排出されるのが是正され、これにより、側方排気筒(S)の下方を移動する通行者に燃焼排気が接触する不都合を防止することができる。

［請求項２に係る発明］
請求項１に係る発明に於いて、
『前記整流板は、前記筒状主体内の上下半分以下の高さに水平に配設されており、
前記整流板に於ける、前記前面板(23)から背面板(20)側への突出寸法は、前記前面板(23)と背面板(20)の間隔の約１／２に設定されている』ものでは、排気吹出口(F)からの燃焼排気の排出角度が、ほぼ水平になると共に、燃焼排気流に対する側方排気筒(S)の通路抵抗が大きくならないことが確認できた。
この点についての詳細は、後述する実施の形態で説明する（図５（イ）のＬ２／Ｌ１＝０．４８で、Ｋ１／Ｋ２＝１／２の欄参照）。

［請求項３に係る発明］
請求項１又は請求項２に係る発明に於いて、
『前記筒状主体の底板(22)は、前記排気導入口(21)に近付くに従って低くなるように傾斜しており、
前記排気導入口(21)と排気口(19)の下端は、前記底板(22)の排気導入口(21)側端部と同一の高さに設定されている』ものでは、燃焼排気が筒状主体の内壁に接触して冷却されることで生成されたドレンは、該筒状主体の傾斜した底板(22)で排気導入口(21)側に案内され、更に、排気トップ(16)の排気口(19)内に戻される。従って、筒状主体の一端の排気吹出口(F)から、ドレンの飛沫が燃焼排気と共に吹き出される不都合がない。

本発明は次の特有の効果を有する。
請求項１に係る発明は、排気導入口(21)から流入した燃焼排気を下方へ押さえ込む整流板を筒状主体の前面板(23)に設けたから、既述したように、燃焼排気が排気吹出口(F)から急な勾配で下向きに排出されるのが是正される。これにより、側方排気筒(S)の下方を移動する通行者に燃焼排気が接触する不都合を防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、後述する実施の形態で詳述するように、排気吹出口(F)からの燃焼排気の排出角度が、ほぼ水平になると共に、燃焼排気流に対する側方排気筒(S)の通路抵抗が大きくならない。
請求項３に係る発明によれば、既述したように、筒状主体の一端の排気吹出口(F)から、ドレンの飛沫が燃焼排気と共に吹き出される不都合がない。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る燃焼器の一例であるコンデンシング型の給湯器(N)の要部断面図である。
給湯器(N)は、既述従来のものと同様、前方開放部が前蓋(11)で覆われた矩形箱状のケース本体(12)を具備し、ケース本体(12)内には、連絡口(15)を介して連通する顕熱熱交換器(13)とその上方の潜熱熱交換器(14)が配設されている。又、顕熱熱交換器(13)の下方には、ガスバーナ(31)とこれに燃焼空気を供給する給気ファン(32)が配設されている。

顕熱熱交換器(13)は、缶体(130)を貫通する通水パイプ(P)を具備し、前記缶体(130)の上端に連設された潜熱熱交換器(14)は、矩形箱状のケーシング(140)に通水パイプ(P)を配設したものである。尚、上記顕熱熱交換器(13)と潜熱熱交換器(14)の通水パイプ(P)は互いに繋がっている。潜熱熱交換器(14)の底板(17)は、外装ケース(10)の前蓋(11)側に向けて次第に低くなるように傾斜していると共に、潜熱熱交換器(14)と顕熱熱交換器(13)は、前記底板(17)の後方に位置する連絡口(15)を介して連通している。又、底板(17)の先端部には、潜熱熱交換器(14)から底板(17)に滴下するドレンを集合させるドレン回収樋(18)が連設されており、該ドレン回収樋(18)の下方には、強酸性の前記ドレンのＰＨ調整を行う中和器が配管接続されている。

潜熱熱交換器(14)のケーシング(140)の先端には、潜熱熱交換器(14)から排出される燃焼排気を後述の側方排気筒(S)に導入する排気トップ(16)が取り付けられていると共に、該排気トップ(16)は、外装ケース(10)の前蓋(11)に開設された透孔(110)から前方に突出している。
このものでは、給気ファン(32)が回転すると共にガスバーナ(31)が燃焼すると、該ガスバーナ(31)からの燃焼排気は、その上方の顕熱熱交換器(13)→連絡口(15)→潜熱熱交換器(14)→排気トップ(16)の経路で流れ、更に、該排気トップ(16)に取り付けられた後述の側方排気筒(S)に流れ込む。

次に、側方排気筒(S)の構成を説明する。
側方排気筒(S)は、図１の紙面に対して前後に長い直方体状の筒状主体(2)を具備しており、該筒状主体(2)は、図１，２に示すように、鉛直姿勢の前面板(23)の下端から後方に向けて次第に低くなるように傾斜した底板(22)を有している。又、前面板(23)の上端から後方に水平天板(24)が屈曲していると共に、該水平天板(24)と前記底板(22)の間の後端部は背面板(20)で閉塞されており、更に、背面板(20)、底板(22)、前面板(23)及び水平天板(24)から成る筒体の一端は端部閉塞板(26)で閉塞され、これにより、中空の筒状主体(2)が構成されている。

前記筒状主体(2)の他端（図１では、紙面に対して手前の端）は排気吹出口(F)になっており、該排気吹出口(F)には、燃焼排気を斜め前方に誘導する平行なルーバー(27)(27)が配設されている（図２参照）。又、排気吹出口(F)から上下に屈曲するフランジ(29a)(29b)のネジ孔(a)(a)には、端部枠(28)の周辺に形成されたビス挿通孔(c)(c)に挿通された固定ビス(b)(b)が螺入され、これにより、端部枠(28)が排気吹出口(F)の周囲に取り付けられるようになっている。

筒状主体(2)の背面板(20)の下部には、横方向に長い長方形状の排気導入口(21)が開設されており、図１に示すように、該排気導入口(21)の下端は、筒状主体(2)の底板(22)の後端上面及び排気トップ(16)の排気口(19)の下端と同一高さに設定されている。これにより、燃焼排気が筒状主体(2)の内壁に接触して冷却されることで生成されたドレンは、後方に向けて次第に低くなるように傾斜した底板(22)で案内されて排気導入口(21)側に流動する。

筒状主体(2)の背面板(20)には、前記排気導入口(21)に合致する透孔(410)が開設された固定板(41)がパッキン(42)を介して固定されていると共に、該固定板(41)から後方に突出するバネフック(43)が排気トップ(16)の排気口(19)の周縁に、横方向から係合されており（図３参照）、これにより、側方排気筒(S)を安定させている。

又、図１に示すように、筒状主体(2)の背面板(20)に於ける上下方向の中程から後方に突出するブラケット(29)には、Ｌ型の係合フック(34)がビス(35)で取り付けられていると共に、該係合フック(34)の上水平部(341)の先端から下方に係合爪(340)が屈曲している。そして、係合爪(340)は、器具本体(1)を構成する外装ケース(10)の前蓋(11)の外周フランジ(111)に後方から係合され、これにより、側方排気筒(S)が前記外装ケース(10)に取り付けられている。
尚、側方排気筒(S)は、排気吹出口(F)以外の外周が化粧カバー(5)で覆われている。

筒状主体(2)の前面板(23)の内面には、後方に向けて水平に突出する整流板(25)が固定されていると共に、該整流板(25)は、筒状主体(2)の底板(22)と水平天板(24)の上下間隔の中央部より若干下方（半分以下の高さ）に位置している。具体的には、底板(22)の前後方向の中間点(220)と水平天板(24)の上下寸法をＬ１とした場合、前記中間点(220)から「Ｌ１／２」より若干低い位置に整流板(25)が突設されている。又、図２，図４に示すように、整流板(25)の長手方向の両端(25a)(25b)は、背面板(20)の下部に開設された排気導入口(21)の長手方向の両端(21a)(21b)より、更に、前記長手方向に延びている。これにより、排気導入口(21)から側方排気筒(S)内に流入した燃焼排気流(H)（図４参照）は、整流板(25)の下側に向けて流動する。又、図４に示すように、整流板(25)の前後幅Ｋ２は、本実施の形態では側方排気筒(S)の筒状主体(2)の前後の内寸Ｋ１の１／２に設定されている。

筒状主体(2)の上下中央より若干下方に配設した整流板(25)の前後幅Ｋ２を内寸Ｋ１の１／２に設定し、整流板(25)の両端(25a)(25b)を排気導入口(21)の両端(21a)(21b)より更に前記長手方向に突出させた図４の構造にすると、側方排気筒(S)が燃焼排気流に対して抵抗にならず、且つ、整流板(25)に燃焼排気が吹き付けられて異常な振動音が生じるのを防止することができることが確認できた。このことは、図５を引用しながら後述する。
尚、整流板(25)の前後幅Ｋ２は、側方排気筒(S)の前後の内寸Ｋ１の１／２に正確に一致させる必要はなく、若干の変動があってもよい。

このものでは、図１に示すように、背面板(20)下部の排気導入口(21)から筒状主体(2)内に流入した燃焼排気は、底板(22)に沿って前方に流動し、その後、前面板(23)に沿って上昇した後、整流板(25)に衝突して後方へ戻される態様の旋回流(R)になる。この場合、前面板(23)に沿って上昇する燃焼排気は整流板(25)で下方に押さえ込まれることから、前記旋回流(R)の対流高さＨ１は、図７に示す従来例の旋回流(A)の対流高さＨ２に比べて低く、上下に扁平な旋回流(R)となる。従って、最上昇位置からの下降流(R1)の降下勾配は、図７に示す従来の下降流(A1)の降下勾配に比べて緩やかになって水平に近付く。よって、上下に扁平な前記旋回流(R)は、図７に示す従来の旋回流(A)に比べて水平に近い角度で排気吹出口(F)から排出される。又、筒状主体(2)内で整流板(25)の上方に拡散した燃焼排気は、整流板(25)の下方空間を排気吹出口(F)側に流れる燃焼排気流に載って、該排気吹出口(F)から水平に近い方向に飛ばされる。従って、排気吹出口(F)から排出される燃焼排気がその下方の通行者の顔付近に接触する不都合が少なくなる。

図５は、整流板(25)の寸法や配設位置等と、排気吹出口(F)からの燃焼排気の排出角度との関係を調べた実験結果を示す表である。
図５の（ロ）に示すように、整流板(25)の配設位置を、側方排気筒(S)を構成する筒状主体(2)の前面板(23)側のＸ１、Ｘ２の２箇所で変化させた。筒状主体(2)の水平天板(24)と底板(22)の上下寸法をＬ１、底板(22)からの整流板(25)の配設高さをＬ２とした場合、配設位置Ｘ１に於けるＬ２／Ｌ１を０．４８に設定した。又、配設位置Ｘ２に於けるＬ２／Ｌ１を０．７５に設定した。配設位置Ｘ１及びＸ２の夫々において、整流板(25)の横長さを排気導入口(21)のそれより大きくし、Ｋ１／Ｋ２を、１／４、１／２、３／４に設定した場合と、整流板(25)の横長さを排気導入口(21)の排気吹出口(F)側半分の寸法にし、Ｋ１／Ｋ２を１／２に設定した場合との、夫々について、排気吹出口(F)からの燃焼排気の上下方向の排出角度を測定した。又、上記各条件で、燃焼排気に対する側方排気筒(S)の通路抵抗（排気抵抗）を調べた。又、整流板(25)を設けない場合についても燃焼排気の排出角度を測定した。

その結果、図５（イ）のようになった。
図５の（イ）に示すように、配設位置Ｘ１で、Ｋ１／Ｋ２＝１／２に設定すると、排気吹出口(F)から燃焼排気の排出角度が「ほぼ水平」になり、且つ、側方排気筒(S)の通路抵抗（排気抵抗）が小さいことが確認できた。又、前面板(23)に整流板(25)を設けた場合は、排気吹出口(F)からの燃焼排気の排出角度が「下方約３０度〜ほぼ水平」であった。従って、最下欄に示す整流板(25)を設けない場合の前記排出角度（下方約４０度）に比べて水平に近付くことが確認できる。
尚、上記実施の形態では、コンデンシング型の給湯器に本願発明を適用した場合を例示的に説明したが、本願発明は、暖房機能や風呂の追焚き機能が付いた給湯器にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る側方排気筒(S)を給湯器(N)に装着した状態の要部断面図 側方排気筒(S)の分解斜視図 排気トップ(16)と側方排気筒(S)の結合部を説明する断面図 側方排気筒(S)の要部の横断面図 実験結果を示す表 給湯器(N)の設置状況を表す図 従来例の説明図

符号の説明

(2)・・・筒状主体
(19)・・・排気口
(20)・・・背面板
(21)・・・排気導入口
(23)・・・背面板
(31)・・・ガスバーナ
(F)・・・排気吹出口
(S)・・・側方排気筒

Claims (3)

1. ガスバーナの燃焼排気から顕熱及び潜熱を回収するコンデンシング型燃焼器に形成された前向きの排気口(19)に対して、軸線が横向きになるように接続される筒状主体を備え、
   前記筒状主体の軸線方向の端部には排気吹出口(F)が形成されていると共に、
   横向き状態にある筒状主体内の下部と前記排気口(19)を接続する排気導入口(21)が前記筒状主体の背面板(20)に開設されている側方排気筒(S)に於いて、
   前記背面板(20)に前方から対向する筒状主体の前面板(23)には、前記排気導入口(21)から流入した燃焼排気を下方へ押さえ込む整流板が突設されており、
   前記整流板の少なくとも排気吹出口(F)側の端部は、前記排気導入口(21)より前記排気吹出口(F)側に延びている、コンデンシング型燃焼器の側方排気筒。
2. 請求項１に記載のコンデンシング型燃焼器の側方排気筒に於いて、
   前記整流板は、前記筒状主体内の上下半分以下の高さに水平に配設されており、
   前記整流板に於ける、前記前面板(23)から背面板(20)側への突出寸法は、前記前面板(23)と背面板(20)の間隔の約１／２に設定されている、コンデンシング型燃焼器の側方排気筒。
3. 請求項１又は請求項２に記載のコンデンシング型燃焼器の側方排気筒に於いて、
   前記筒状主体の底板(22)は、前記排気導入口(21)に近付くに従って低くなるように傾斜しており、
   前記排気導入口(21)と排気口(19)の下端は、前記底板(22)の排気導入口(21)側端部と同一の高さに設定されている、コンデンシング型燃焼器の側方排気筒。

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