JP2013242080A - 燃焼装置および給湯器 - Google Patents

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Abstract

【課題】析出物の影響を抑えて点火の容易な燃焼装置および給湯器を提供する。
【解決手段】点火ターゲット15は、バーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bから離れた位置に配置されている。点火プラグ13の先端13Aが点火ターゲット15よりもバーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bから遠い位置に配置されている。
【選択図】図10

Description

本発明は、燃焼装置および給湯器に関するものである。
近年の給湯器は環境面を配慮して低NOXバーナである濃淡バーナを搭載している。この濃淡バーナの火炎は、淡火炎の両外側に濃火炎が形成され、濃火炎の外側には二次空気を流すことが一般的である。
濃淡バーナに点火する場合、点火プラグの先端から濃炎孔に向けて斜め方向に高圧放電を行うと点火性能が向上すること、濃炎孔を形成する部材に点火用の点火ターゲットを形成すると点火性能が向上することは知られている。このような濃淡バーナの点火位置や、点火の点火ターゲットに関する技術は、たとえば特開2002−213714号公報(特許文献1参照)、特開2003−269705号公報(特許文献2参照)などに開示されている。
特開2002−213714号公報 特開2003−269705号公報
一方で、給湯器は長期間にわたって使用される製品であり、その使用年数とともに濃淡バーナの炎孔部には、燃焼ガスが熱交換器の銅材などと反応して生成される析出物が堆積していく場合がある。このような析出物により炎孔部が閉塞されて混合気が出にくくなる結果、点火プラグによる点火が困難になるという問題がある。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、析出物の影響を抑えて点火の容易な燃焼装置および給湯器を提供することである。
本発明の燃焼装置は、バーナと、点火プラグと、バーナケースとを備えている。バーナは、炎孔部に突起状の点火ターゲットを有している。点火プラグは、点火ターゲットに向けて点火スパークを生じさせることでバーナの炎孔部から噴出される混合気に点火するためのものである。バーナケースは、バーナを収容するとともに、点火プラグを取り付けられた壁面を有している。点火ターゲットは、バーナケースの点火プラグが取り付けられた壁面から離れた位置に配置されている。点火プラグの先端が点火ターゲットよりもバーナケースの点火プラグが取り付けられた壁面から遠い位置に配置されている。
本発明の燃焼装置によれば、点火プラグの先端が点火ターゲットよりもバーナケースの点火プラグが取り付けられた壁面から遠い位置に配置されている。使用年数とともにバーナの炎孔部に堆積する析出物は主に、バーナケースの壁面沿いに堆積しやすい傾向があることが分かった。このため、点火プラグの先端を点火ターゲットよりも壁面から遠い位置に配置することにより、点火プラグの先端を点火ターゲットよりも壁面から近い位置に配置した場合よりも析出物の影響を抑えて点火の容易な燃焼装置を実現することができる。
上記の燃焼装置において、点火プラグの先端が、バーナケースの点火プラグが取り付けられた壁面から遠い側の点火ターゲットの端部よりもバーナケースの点火プラグが取り付けられた壁面から遠い位置に配置されている。
これにより析出物の堆積による影響をより顕著に抑えることができ、点火プラグによる点火をより確実に行うことが可能となる。
上記の燃焼装置において、炎孔部は、幅方向に沿って第1端部濃炎孔部−第1淡炎孔部−中央濃炎孔部−第2淡炎孔部−第2端部濃炎孔部の順で配置された構成を有している。点火ターゲットは、第1および第2端部濃炎孔部の少なくともいずれかを形成する部材に形成されている。
析出物の堆積による点火性能の影響を小さくするためには濃炎孔部を大きくすることが考えられるが、中央濃炎孔部の横には二次空気が流れていないため、第1および第2端部濃炎孔部の各噴出口の寸法を大きくする方が、中央濃炎孔部の噴出口の寸法を大きくするよりも濃炎を安定して形成することができる。このため、第1および第2端部濃炎孔部に点火ターゲットを配置することにより点火性能の向上と燃焼の安定を両立することができる。
上記の燃焼装置において、第1および第2端部濃炎孔部の各々は、点火プラグが取り付けられた壁面に交差する方向に沿って配置された複数の濃炎孔用孔部を有している。複数の濃炎孔用孔部のうち点火ターゲットが形成された濃炎孔用孔部の壁面に直交する方向の長さは、他の濃炎孔用孔部の壁面に直交する方向の長さよりも大きい。
これにより点火ターゲットが形成された濃炎孔用孔部に析出物が落下してきても濃炎孔用孔部が詰まる可能性が低くなり、着火が容易となる。
上記の燃焼装置において、炎孔部は、幅方向に沿って第1端部濃炎孔部−第1淡炎孔部−中央濃炎孔部−第2淡炎孔部−第2端部濃炎孔部の順で配置された構成を有している。点火ターゲットは、中央濃炎孔部を形成する部材に形成されている。
中央濃炎孔部は第1および第2端部濃炎孔部よりも二次空気の通過部から離れている。このため、この中央濃炎孔部を形成する部材に点火ターゲットを形成することにより、第1および第2端部濃炎孔部を形成する部材に点火ターゲットを形成する場合よりも安定した着火が可能となる。
上記の燃焼装置において、中央濃炎孔部の各々は、点火プラグが取り付けられた壁面に交差する方向に沿って配置された複数の濃炎孔用孔部を有している。複数の濃炎孔用孔部のうち点火ターゲットが形成された濃炎孔用孔部の壁面に直交する方向の長さは、他の濃炎孔用孔部の壁面に直交する方向の長さよりも大きい。
これにより点火ターゲットが形成された濃炎孔用孔部に析出物が落下してきても濃炎孔用孔部が詰まる可能性が低くなり、着火が容易となる。
本発明の給湯器は、上記のいずれかの燃焼装置と、その燃焼装置上に配置された熱交換器とを備えている。
本発明の給湯器によれば、上記のいずれかの燃焼装置を備えているため、析出物の影響を抑えて点火の容易な給湯器を実現することが可能となる。
以上説明したように本発明によれば、析出物の影響を抑えて点火の容易な燃焼装置および給湯器を実現することができる。
本発明の実施の形態1における給湯器の主要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図1の給湯器から熱交換器を省略して示す一部破断概略側面図である。 図1の給湯器に用いられる本発明の実施の形態1における燃焼装置の構成を概略的に示す斜視図であって、バーナケースの壁面11Aを取り外して示す分解斜視図である。 図3に示す燃焼装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図3、4に示す燃焼装置に用いられる本発明の実施の形態1における濃淡バーナの構成を概略的に示す斜視図である。 図5に示す濃淡バーナの構成を概略的に示す分解斜視図である。 図5のVII−VII線に沿う概略断面図である。 本発明の実施の形態1における燃焼装置の点火プラグと点火ターゲットとの配置の様子を示す燃焼装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態1における燃焼装置の点火プラグと点火ターゲットとの位置関係を説明するための概略側面図である。 本発明の実施の形態1における燃焼装置の点火プラグの先端と点火ターゲットとの位置関係を説明するための概略平面図である。 本発明の実施の形態2における燃焼装置の点火プラグと点火ターゲットとの配置の様子を示す燃焼装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態2における燃焼装置の点火プラグと点火ターゲットとの位置関係を説明するための概略側面図である。 本発明の実施の形態2における燃焼装置の点火プラグの先端と点火ターゲットとの位置関係を説明するための概略平面図である。 本発明の実施の形態2における燃焼装置において中央濃炎孔部の点火ターゲットが設けられた濃炎孔用孔部の長手方向の寸法が点火ターゲットが設けられていない濃炎孔用孔部の長手方向の寸法よりも大きいことを説明するための概略平面図である。
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1および図2を参照して、本実施の形態の給湯器1は、燃焼装置2と、送風部3と、熱交換器4とを主に有している。燃焼装置2は、ガスを燃焼させることにより火炎を生じさせるためのものである。送風部3は、燃焼装置2に燃焼用空気を供給するためのものであって、たとえばファン、ファンケース、ファンモータなどを有している。熱交換器4は燃焼装置2の上部に配置されており、配管内の冷媒(湯水)と燃焼装置2で生じた燃焼ガスとの間で熱交換を行わせるためのものである。
なお本実施の形態においては、ガスを燃料とする燃焼装置について説明するが、燃料はガスに限らず、気化された石油などの液体燃料でも構わない。
図3および図4を参照して、燃焼装置2は、バーナケース11と、複数のバーナ12と、点火プラグ13と、フレームロッド14とを主に有している。
バーナケース11は、底板に送風部3からの空気を内部に取り込むための孔11aを有している。またバーナケース11は、孔11aから入った空気の通路とバーナ12の格納部とを仕切るための仕切り板11bを有している。仕切り板11bには複数の貫通孔11cが設けられており、この貫通孔11cにより、孔11aからバーナケース11内に入った空気の通路と複数のバーナ12の格納部とが繋がっている。
複数のバーナ12の各々は、仕切り板11bに支持されて、バーナケース11内に格納されている。複数のバーナ12の各々のガス流入口21a、21bは、それぞれバーナケース11の壁面に設けられた開口部11d、11eに接続されている。
複数のバーナ12の上方には、点火プラグ13およびフレームロッド14が配置されている。点火プラグ13およびフレームロッド14の各々は、バーナケース11の壁面11Bに取り付けられている。
点火プラグ13は、バーナ12に設けられた点火ターゲットとの間で点火スパークを生じさせることにより、バーナ12から噴き出された燃料空気混合気に火炎を生じさせるためのものである。フレームロッド14は、バーナ12で生じた火炎の間に交流電圧を印加し火炎のイオン化による導電性、整流作用を利用して、フレームロッド14から火炎へ流れる直流電流(以下、炎電流という)を検知することにより火炎の有無を検出するためのものである。
図5および図6を参照して、複数のバーナ12の各々は、いわゆる濃淡バーナである。濃淡バーナとは、空気比1より燃料の希薄な燃料空気混合気(以下、淡ガスを呼ぶ)と、空気比1より燃料の濃い燃料空気混合気(以下、濃ガスと呼ぶ)とを燃焼させるNOXバーナのことである。
この濃淡バーナ12は、本体ユニット21と、左右1対の側濃バーナユニット22a、22bと、中央濃バーナユニット23と、左右1対の淡バーナユニット24a、24bとを主に有している。
本体ユニット21には、淡ガスのガス流入口21aと、濃ガスのガス流入口21bとが設けられている。淡ガスのガス流入口21aは本体ユニット21内の淡ガス通路21cに通じている。濃ガスのガス流入口21bは本体ユニット21内の濃ガス通路21dに通じている。この濃ガス通路21dに通じるように本体ユニット21の左右に1対の開口部21e、21eが設けられている。
上記の開口部21eを覆うように本体ユニット21の左右の各々に1対の側濃バーナユニット22a、22bが取り付けられている。これにより、本体ユニット21の外壁と側濃バーナユニット22a、22bの各内壁との間の空間は、濃ガスの通路となる。つまり濃ガスのガス流入口21bから供給された濃ガスは、濃ガス通路21dに入った後、左右1対の開口部21e、21eから本体ユニット21の外壁と側濃バーナユニット22a、22bの各内壁との間の空間に入り、端部濃炎孔部22aa、22baから噴き出される。
中央濃バーナユニット23は、下端に濃ガス通路差し込み部23bを有しており、この濃ガス通路差し込み部23bに内部通路に通じる開口部23cが形成されている。中央濃バーナユニット23は本体ユニット21の淡ガス通路21c内に挿入されており、これにより開口部23cが設けられた濃ガス通路差し込み部23bが本体ユニット21の濃ガス通路21dに達している。これによりガス流入口21bから濃ガス通路21dに入った濃ガスは開口部23cから中央濃バーナユニット23の内部通路に入り、中央濃バーナユニット23の濃炎孔部23aから噴き出される。
本体ユニット21の淡ガス通路21c内には1対の淡バーナユニット24a、24bが挿入されている。1対の淡バーナユニット24a、24bのそれぞれは、淡ガス通路21c内において中央濃バーナユニット23の左右に位置している。これにより淡ガスのガス流入口21aから淡ガス通路21cに達した淡ガスは1対の淡バーナユニット24a、24bの下端部から淡バーナユニット24a、24bの内部通路に入り、淡バーナユニット24a、24bの各々の淡炎孔部24aa、24baから噴き出される。
図7を参照して、上記より、本体ユニット21の外壁と側濃バーナユニット22aの内壁との間の端部濃炎孔部22aaにて濃炎が形成され、本体ユニット21の外壁と側濃バーナユニット22bの内壁との間の端部濃炎孔部22baにて濃炎が形成される。また中央濃バーナユニット23の濃炎孔部23aにて濃炎が形成される。また淡バーナユニット24a、24bの各々の淡炎孔部24aa、24baにて淡炎が形成される。つまり濃淡バーナ12は、その幅方向Wに沿って端部濃炎孔部22aa−淡炎孔部24aa−中央濃炎孔部23a−淡炎孔部24ba−端部濃炎孔部22baの順で配置された炎孔部を有している。
図2を参照して、この給湯器1においては、給湯器1の周囲の空気が送風部3の側部から取り込まれて、燃焼装置2のバーナケース11の底板に設けられた孔11aを通じてバーナケース11内に入る。バーナケース11内に入った空気の一部は、バーナケース11内に配置された複数のバーナ12の各々のガス流入口21a、21bの各々から一次空気として燃料ガスとともにバーナ12内に供給される。またバーナケース11内に入った空気の残りの部分は、空気の通路とバーナ12の格納部とを仕切る仕切り板11bに設けられた貫通孔11cからバーナ12の格納部へ二次空気として供給される。
図7を参照して、上記のように二次空気が供給されるため、濃淡バーナ12の幅方向の外側が二次空気の通過部となる。なお中央濃バーナユニット23および1対の淡バーナユニット24a、24bのそれぞれが本体ユニット21の淡ガス通路21c内に挿入されているため、淡炎孔部24aaと中央濃炎孔部23aとの間および淡炎孔部24baと中央濃炎孔部23aとの間には二次空気が流れないように構成されている。また淡炎孔部24aaと端部濃炎孔部22aaとの間および淡炎孔部24baと端部濃炎孔部22baとの間にも二次空気が流れないように構成されている。
図8を参照して、幅方向Wに沿って複数の濃淡バーナ12が配置されている。これにより、各濃淡バーナ12の上記炎孔部の配置(端部濃炎孔部22aa−淡炎孔部24aa−中央濃炎孔部23a−淡炎孔部24ba−端部濃炎孔部22ba)が幅方向Wに沿って繰り返されている。複数の濃淡バーナ12の間には、二次空気が通過するための二次空気通過部が配置されている。
点火プラグ13およびフレームロッド14の各々は、バーナケース11の上記幅方向Wに沿って延びる壁面11Bに取り付けられており、その壁面11Bから複数の濃淡バーナ12の配置領域の真上に突き出すように延びている。またフレームロッド14の先端は、たとえばフレームロッド14が取り付けられた壁面11Bに沿う方向(壁面11Bにたとえば略平行な方向)に曲げられている。
図8および図9を参照して、濃淡バーナ12には、点火ターゲット15が形成されている。この点火ターゲット15は、点火プラグ13に高電圧を印加して高圧放電を行う際に、点火プラグ13の先端13Aから点火ターゲット15に向けて高圧放電を行わせる(点火ターゲット15に向けて点火スパークを生じさせる)ためのものである。
点火ターゲット15は、たとえば側濃バーナユニット22aの平坦な上端から上方に突き出すように、奥行き方向で淡炎孔部24aaの絞り部(非噴出部)24abの横(バーナケース11の壁面11Bからの距離が略同じ位置)に設けられている。点火プラグ13により点火ターゲット15に向けて高圧放電を行わせることにより、点火プラグ13の先端13Aから点火ターゲット15に向けて点火スパークが生じる。その点火スパークにより、端部濃炎孔部22aaから噴出する濃ガスが点火する。
点火ターゲット15は、バーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bから離れた位置に配置されている。点火プラグ13の先端13Aは点火ターゲット15よりもバーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bから遠い位置に配置されている。
図10を参照して、上記において点火プラグ13の先端13Aが点火ターゲット15よりも壁面11Bから遠い位置に配置されているとは、平面視において(各炎孔からのガスの噴射方向の真上から濃淡バーナ12を見た場合において)点火ターゲット15の長手方向Lの中心部を通り、かつ壁面11Bに平行な方向に伸びる仮想の中心線A−Aよりも点火プラグ13の先端13Aが壁面11Bから遠い位置にあることを意味する。
上記において点火プラグ13の先端13Aとは、点火プラグ13が断面円形の芯線よりなる場合には、その芯線の先端に位置する円形の端面(外周縁)を意味する。また長手方向Lとは、図10に示す平面視において壁面11Bの主たる面に平行な幅方向Wに直交する方向を意味する。
上記において点火プラグ13の先端13Aは、仮想の中心線A−Aよりも壁面11Bから離れていれば、壁面11Bから遠い側の点火ターゲット15の端部の位置(仮想のB−B線)上の位置(たとえば位置P2)に位置していてもよい。また点火プラグ13の先端13Aは、壁面11Bから遠い側の点火ターゲット15の端部の位置(仮想のB−B線)よりも壁面11Bから離れた位置(たとえば位置P3)に配置されていることが好ましい。
また平面視において点火プラグ13の先端13Aは、淡炎孔部24aaの節目24acと重複する位置(たとえば位置P2、P3)に配置されていることが好ましい。この淡炎孔部24aaの節目24acとは、淡炎孔部24aaの噴出部から絞り部(非噴出部)24abへ向けて幅方向Wの寸法が小さくなる領域を意味する。点火プラグ13の先端13Aから点火ターゲット15に向けて生じた点火スパークは、節目24acから、点火ターゲット15に向け、ガス濃度が異なる領域を順々に横切っていくので、安定した点火が可能になる。また、これに代えて、点火プラグ13の先端13Aを淡炎孔部24aaの絞り部(非噴出部)24abの横に、点火ターゲット15を節目24acの横に配置するのでもよい。
端部濃炎孔部22aaは、長手方向Lに沿って配置された複数の濃炎孔用孔部(噴出口)22aa1、22aa2、22aa3、…を有している。また端部濃炎孔部22baは、長手方向Lに沿って配置された複数の濃炎孔用孔部(噴出口)22ba1、22ba2、22ba3、…を有している。
点火ターゲット15は、壁面11Bに最も近い濃炎孔用孔部22aa1ではなく、壁面11Bから2番目に近い濃炎孔用孔部22aa2に形成されていることが好ましい。また点火ターゲット15が設けられた濃炎孔用孔部22aa2の長手方向Lの寸法L12は、他の濃炎孔用孔部22aa1、22aa3の長手方向の寸法(L11など)よりも大きいことが好ましい。
次に、本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
図10を参照して、使用年数とともに濃淡バーナ12の炎孔部に堆積する析出物は主に、バーナケース11の壁面沿いに堆積しやすい傾向があることが分かった。このため、点火ターゲット15よりも壁面11Bに近い位置(たとえば位置P4)に点火プラグ13の先端13Aが配置されると、点火ターゲット15の設けられた濃炎孔用孔部が析出物により閉塞されて混合気が噴出しにくくなり、点火プラグ13による点火が困難となる。
これに対して本実施の形態においては、点火ターゲット15よりも壁面11Bから遠い位置(たとえば位置P2、P3)に点火プラグ13の先端13Aが配置されている。このため、点火ターゲット15が形成された濃炎孔用孔部22aa2の付近に析出物が堆積しにくくなり、点火プラグ13による点火が容易となる。
また点火ターゲット15は、壁面11Bに最も近い濃炎孔用孔部22aa1ではなく、壁面11Bから2番目に近い濃炎孔用孔部22aa2に形成されている。上述したように析出物はバーナケース11の壁面に沿って堆積するため、壁面11Bに最も近い濃炎孔用孔部22aa1の配置された領域(図10の領域R1)には析出物が堆積しやすいが、壁面11Bから2番目に近い濃炎孔用孔部22aa2では析出物が堆積しにくい。このため、点火ターゲット15を壁面11Bから2番目に近い濃炎孔用孔部22aa2に形成することにより、壁面11Bに最も近い濃炎孔用孔部22aa1に形成する場合よりも析出物の影響を減らすことが可能となる。
また図9に示すように、点火プラグ13の先端部分は熱変形などにより図中破線で示すように垂れ下がる場合がある。このような場合に、図10のたとえば位置P4に示すように平面視において点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部24aaに近い位置に配置されていると、上記点火プラグ13の垂れ下がりにより点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部23aの噴出口と高さ方向において接近する。これにより、点火プラグ13の先端13Aから淡炎孔部23aの噴出口に向けて点火スパークが飛びやすくなる。しかし、淡炎孔部23aから噴出する淡ガスにおいては燃料が希薄であるため、淡炎孔部23aから噴出する淡ガスに点火スパークが飛んでも点火が生じにくく、着火不良が生じやすくなる。
これに対して本実施の形態においては、図10に示すように平面視において点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部24aaの節目24acと重複する位置(たとえば位置P2、P3)に配置されている。この節目24acには、隣に位置する端部濃炎孔部22aaの濃炎孔用孔部22aa2から濃ガスが拡散してきやすい。このため点火プラグ13の先端部分が熱変形などで垂れ下がり、点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部23aの噴出口と高さ方向に接近しても、点火スパークの付近に濃ガスが拡散しており、濃ガス中では燃料が濃いため、点火が生じやすくなり着火不良が生じにくくなる。
また点火プラグ13の先端13Aを淡炎孔部24aaの節目24acと重複する位置に配置することで、点火プラグ13の先端13Aが設定位置からずれた場合でも濃ガスが存在する場所を点火スパークが通過できるため、着火不良が生じにくくなる。
また点火プラグ13は、その先端13Aが壁面11Bから2番目に近い濃炎孔用孔部22aa2の真上にまで延びており、3番目の濃炎孔用孔部22aa3の真上にまでは延びていない。これにより、点火プラグ13の長さを抑えることができ、点火プラグ13が自重で垂れ下がることを抑制することができる。
また図10に示すように点火ターゲット15は薄板であるため製造時や経年変化により変形する恐れがある。この場合、点火ターゲット15が端部濃炎孔部22aaの噴出口(濃炎孔用孔部22aa2)の一部を閉塞し、かつ変形した点火ターゲット15に向けて点火スパークが生じる。このため、点火プラグ13の先端13Aが点火ターゲット15の中心線A−A上に位置する場合(たとえば位置P1に配置された場合)、濃ガスが拡散していない場所に向けて点火スパークが生じることになり、着火不良が生じやすい。
これに対して本実施の形態においては、点火ターゲット15よりも壁面11Bから遠い位置(たとえば位置P2、P3)に点火プラグ13の先端13Aが配置されている。つまり点火プラグ13の先端13Aは点火ターゲット15よりも長手方向Lにずれた位置に配置されている。このため、点火ターゲット15が変形により端部濃炎孔部22aaの噴出口(濃炎孔用孔部22aa2)の一部を閉塞した場合でも、点火プラグ13の先端13Aから点火ターゲット15に向かう点火スパークは濃ガスが拡散している場所を通過するため着火不良が生じにくくなる。
また図10に示すように点火ターゲット15が形成された2番目の濃炎孔用孔部22aa2の長手方向Lの寸法L12は、他の濃炎孔用孔部22aa1、22aa3の長手方向の寸法(L11など)よりも大きい。このため、2番目の濃炎孔用孔部22aa2に析出物が落下してきたとしても、その析出物は2番目の濃炎孔用孔部22aa2を通り抜けて下側へ落ちやすくなる。よって、点火ターゲット15が形成された2番目の濃炎孔用孔部22aa2が析出物によって閉塞されにくくなり、析出物による着火不良が生じにくくなる。
また淡ガス中には燃料が希薄であるため、淡炎孔部を構成する部材(たとえば淡バーナユニット24a、24b)に点火ターゲット15を設けても着火しにくい。一方、濃ガス中には燃料が濃いため、濃炎孔部を構成する部材に点火ターゲット15を形成すると着火が容易となる。しかし、中央濃炎孔部23aは淡炎孔部に挟まれており炎孔部のサイズが大きいと振動燃焼の発生を生じることがある。振動燃焼を生じないようにするには、中央濃炎孔部23aの各噴出口を細分化して中央濃炎孔部23aで生じる火炎を安定化させる必要がある。
しかし中央濃炎孔部23aの各噴出口を細分化すると、各噴出口の長手方向Lの寸法が小さくなり、各噴出口が析出物で詰まりやすくなる。そのため、中央濃炎孔部23aを構成する部材(中央濃バーナユニット23)に点火ターゲット15を形成すると、各噴出口が析出物で詰まって濃ガスが出にくくなることにより着火が生じにくくなる場合がある。
これに対して本実施の形態においては、図10に示すように端部濃炎孔部22aaを構成する部材(側濃バーナユニット22a)に点火ターゲット15が形成されている。端部濃炎孔部22aaは一方側部には淡炎孔部があるが他方側部は二次空気の通過部となっている。この二次空気の流速はそれほど速くないため端部濃炎孔部22aaで生じる火炎は中央濃炎孔部23aで生じる火炎よりも安定しやすく、振動燃焼も生じにくい。このため、端部濃炎孔部22aaは中央濃炎孔部23aより細分化する必要はなく、端部濃炎孔部22aaの各噴出口(濃炎孔用孔部)の長手方向の寸法(L11、L12など)を大きく維持できる。よって、端部濃炎孔部22aaの各噴出口が析出物で詰まりにくくなり、着火が容易となる。
(実施の形態2)
図11〜図13を参照して、本実施の形態の構成は、図8〜図10に示す実施の形態1の構成と比較して、点火ターゲット15と点火プラグ13の先端13Aとの位置において異なっている。
図11〜図13を参照して、本実施の形態においては、点火ターゲット15は、端部濃炎孔部22aa、22baではなく、中央濃炎孔部23aに形成されている。この点火ターゲット15は、具体的には中央濃炎孔部23aを構成する中央濃バーナユニット23の平坦な上面において上側に突き出すように形成されている。
中央濃炎孔部23aは、長手方向Lに沿って分割された複数の濃炎孔用孔部(噴出口)23a1、23a2、23a3、23a4、23a5、23a6、…を有している。点火ターゲット15は、バーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bからたとえば3つ目の濃炎孔用孔部23a3と4つ目の濃炎孔用孔部23a4との間に配置されている。
また点火プラグ13は、その先端13Aが中央濃炎孔部23aの真上に位置するように配置されている。点火プラグ13の先端13Aは点火ターゲット15よりもバーナケース11の点火プラグ13が取り付けられた壁面11Bから遠い位置に配置されている。点火プラグ13の先端13Aは、たとえば壁面11Bから4つ目の濃炎孔用孔部23a4の真上に位置している。
図13を参照して、上記において点火プラグ13の先端13Aが点火ターゲット15よりも壁面11Bから遠い位置に配置されているとは、平面視において(各炎孔からのガスの噴射方向の真上から濃淡バーナ12を見た場合において)点火ターゲット15の長手方向Lの中心部を通り、かつ壁面11Bに平行な方向に伸びる仮想の中心線A−Aよりも点火プラグ13の先端13Aが壁面11Bから遠い位置にあることを意味する。
上記において点火プラグ13の先端13Aは、仮想の中心線A−Aよりも壁面11Bから離れていれば、壁面11Bから遠い側の点火ターゲット15の端部の位置(仮想のB−B線)上の位置(たとえば位置P2)に位置していてもよい。また点火プラグ13の先端13Aは、壁面11Bから遠い側の点火ターゲット15の端部の位置(仮想のB−B線)よりも壁面11Bから離れた位置(たとえば位置P3)に配置されていることが好ましい。
また図13に示すように平面視において点火プラグ13の先端13Aは、淡炎孔部24baの節目24bc(または淡炎孔部24aaの節目24ac)と重複する位置に配置されていることが好ましい。この淡炎孔部24baの節目24bcとは、淡炎孔部24baの噴出部から絞り部(非噴出部)24bbへ向けて幅方向Wの寸法が小さくなる領域を意味する。
また点火プラグ13は、その先端13Aが中央濃炎孔部23aの真上および中央濃炎孔部23aと淡炎孔部24baとに挟まれる領域の真上に位置するように配置されていることが好ましい。
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
図13を参照して、本実施の形態においても、実施の形態1と同様、点火ターゲット15よりも壁面11Bから遠い位置に点火プラグ13の先端13Aが配置されている。このため、壁面沿いに堆積しやすい析出物の影響を抑えて濃淡バーナ12への点火を容易にすることができる。
また点火ターゲット15は、壁面11Bから3番目の濃炎孔用孔部23a3と4番目の濃炎孔用孔部23a4との間に形成されている。このように点火ターゲット15が壁面11Bから離れて形成されていることにより、壁面11Bにより近い位置に点火ターゲット15が形成される場合よりも析出物の影響を減らすことが可能となる。
また図13に示すように、平面視において点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部24baの節目24bcと重複する位置に配置されている。このため、点火プラグ13の先端部分が熱変形などで垂れ下がり、点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部24baの噴出口と高さ方向に接近しても、点火スパークの付近に濃ガスが拡散しており、濃ガス中では燃料が濃いため、点火が生じやすくなり着火不良が生じにくくなる。
また点火プラグ13の先端13Aが淡炎孔部24baの節目24bcと重複する位置に配置されているため、点火プラグ13の先端13Aが設定位置からずれた場合でも濃ガスが存在する場所を点火スパークが通過できるため、着火不良が生じにくくなる。
また本実施の形態においては、点火ターゲット15が中央濃炎孔部23aに形成されている。中央濃炎孔部23aは幅方向Wの両側において淡炎孔部24aa、24baで挟み込まれているため、端部濃炎孔部22aa、22baよりも二次空気通過部から離れている。このため中央濃炎孔部23aにおいては端部濃炎孔部22aa、22baよりも火炎が安定して形成されやすい。よって、点火ターゲット15を中央濃炎孔部23aに形成することにより点火性能を安定化させることが可能となる。
図11に示す構成においては、点火ターゲット15を壁面11Bから3番目の噴出口23a3と4番目の噴出口23a4との間に形成した場合について説明したが、図14に示すように3番目と4番目の濃炎孔用孔部を一体化した濃炎孔用孔部23a34とし、その濃炎孔用孔部23a34に点火ターゲット15が形成されてもよい。
この構成によれば、3番目と4番目の濃炎孔用孔部を一体化して濃炎孔用孔部23a34とすることにより、この濃炎孔用孔部23a34の長手方向の寸法L23を他の濃炎孔用孔部23a1、23a2、23a5、23a6の長手方向の寸法(L21、L22、L24など)よりも大きくすることができる。このため、一体化された濃炎孔用孔部23a34に析出物が落下してきたとしても、この濃炎孔用孔部23a34を通り抜けて下側へ落ちやすくなる。よって、点火ターゲット15が形成された一体化した濃炎孔用孔部23a34が析出物によって閉塞されにくくなり、析出物による着火不良が生じにくくなる。
なお一体化された濃炎孔用孔部23a34の長手方向Lの寸法L23は、その濃炎孔用孔部23a34の幅方向Wの隣に位置する端部濃炎孔部22aa、22baの各々の2番目の濃炎孔用孔部22aa2、22ba2の長手方向Lの寸法と同じ長さであってもよい。
なお上記の実施の形態1および2の双方において点火ターゲット15を形成しない構成も考えられるが、この場合には点火プラグの先端から生じた点火スパークの飛ぶ方向が安定しない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、濃淡バーナを用いた燃焼装置および給湯器により有利に適用され得る。
1 給湯器、2 燃焼装置、3 送風部、4 熱交換器、11 バーナケース、11A,11B 壁面、11a 孔、11b 仕切り板、11c 貫通孔、11d,11e 開口部、12 濃淡バーナ、13 点火プラグ、13A 点火プラグの先端、14 フレームロッド、15 点火ターゲット、21 本体ユニット、21a,21b ガス流入口、21c,21d ガス通路、21e,23c 開口部、22a,22b 側濃バーナユニット、23 中央濃バーナユニット、24a,24b 淡バーナユニット、22aa1,22aa2,22aa3,22ba1,22ba2,22ba3 濃炎孔用孔部(噴出口)、22aa,22ba 端部濃炎孔部、23a 中央濃炎孔部、23a1,23a2,23a3,23a4,23a5,23a6,23a34 濃炎孔用孔部(噴出口)、24aa,24ba 淡炎孔部、23b ガス通路差し込み部、24ab,24bb 絞り部(非噴出部)、24bc 節目。

Claims (7)

  1. 炎孔部に突起状の点火ターゲットを有するバーナと、
    前記点火ターゲットに向けて点火スパークを生じさせることで前記バーナの前記炎孔部から噴出される混合気に点火するための点火プラグと、
    前記バーナを収容するとともに、前記点火プラグを取り付けられた壁面を有するバーナケースと、を備え、
    前記点火ターゲットは、前記バーナケースの前記点火プラグが取り付けられた前記壁面から離れた位置に配置されており、
    前記点火プラグの先端が前記点火ターゲットよりも前記バーナケースの前記点火プラグが取り付けられた前記壁面から遠い位置に配置されている、燃焼装置。
  2. 前記点火プラグの先端が、前記バーナケースの前記点火プラグが取り付けられた前記壁面から遠い側の前記点火ターゲットの端部よりも前記バーナケースの前記点火プラグが取り付けられた前記壁面から遠い位置に配置されている、請求項1に記載の燃焼装置。
  3. 前記炎孔部は、幅方向に沿って第1端部濃炎孔部−第1淡炎孔部−中央濃炎孔部−第2淡炎孔部−第2端部濃炎孔部の順で配置された構成を有しており、
    前記点火ターゲットは、前記第1および第2端部濃炎孔部の少なくともいずれかを形成する部材に形成されている、請求項1または2に記載の燃焼装置。
  4. 前記第1および第2端部濃炎孔部の各々は、前記点火プラグが取り付けられた前記壁面に交差する方向に沿って配置された複数の濃炎孔用孔部を有しており、
    前記複数の濃炎孔用孔部のうち前記点火ターゲットが形成された前記濃炎孔用孔部の前記壁面に直交する方向の長さは、他の前記濃炎孔用孔部の前記壁面に直交する方向の長さよりも大きい、請求項3に記載の燃焼装置。
  5. 前記炎孔部は、幅方向に沿って第1端部濃炎孔部−第1淡炎孔部−中央濃炎孔部−第2淡炎孔部−第2端部濃炎孔部の順で配置された構成を有しており、
    前記点火ターゲットは、前記中央濃炎孔部を形成する部材に形成されている、請求項1または2に記載の燃焼装置。
  6. 前記中央濃炎孔部の各々は、前記点火プラグが取り付けられた前記壁面に交差する方向に沿って配置された複数の濃炎孔用孔部を有しており、
    前記複数の濃炎孔用孔部のうち前記点火ターゲットが形成された前記濃炎孔用孔部の前記壁面に直交する方向の長さは、他の前記濃炎孔用孔部の前記壁面に直交する方向の長さよりも大きい、請求項5に記載の燃焼装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃焼装置と、
    前記燃焼装置上に配置された熱交換器とを備えた、給湯器。
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