JP2014228243A - 排気集合筒およびこれを備えた燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全体が大型化するような不具合を生じさせることなく、優れた騒音低減効果、振動燃焼防止効果、ならびに防水性能などを得ることが可能な排気集合筒を提供する。【解決手段】熱交換器１２を通過した燃焼排ガスを排気口２０に導くための排ガス流路として、第１および第２の排ガス流路Ｒ１，Ｒ２があり、第１の排ガス流路Ｒ１は、燃焼排ガスを水切板３の後方に廻り込ませてから水切板３の上側を排気口２０に向けて進行させる流路であり、第２の排ガス流路Ｒ２は、燃焼排ガスの一部を水切板３と下板４の水平板部４０との間に形成された空間部５に流入させてから排気口２０に向けて進行させる流路であり、空間部５に燃焼排ガスを流入させるための通気用孔４２は、下板４の起立板部４１に設けられ、略水平方向を向いて開口している。【選択図】 図１

Description

本発明は、瞬間式ガス給湯装置などの燃焼装置において、熱交換器を通過した燃焼排ガスを外部に排気するのに用いられる排気集合筒（排気ダクト）、およびこれを備えた燃焼装置に関する。

排気集合筒の一例として、特許文献１に記載のものがあり、その概略構成を図３示す。
図３に示す排気集合筒９は、熱交換器８を上向きに通過してきた燃焼排ガスを排気口９０に導いて外部に排出させるためのものである。この排気集合筒９の内部には、排ガス流路として、第１および第２の排ガス流路Ｒａ，Ｒｂが形成されている。第１の排ガス流路Ｒａは、水切板９１を利用して形成されており、熱交換器８を通過してきた燃焼排ガスを、矢印Ｎ１１に示すように、水切板９１の後方に回り込ませ、その後は水切板９１の上側を排気口９０に向けて前進させる流路である。これに対し、第２の排ガス流路Ｒｂは、水切板９１の前部寄りの下部に下板９２を設け、かつこの下板９２に通気用孔９３を設けることにより形成されている。より具体的には、下板９２は、略水平状の水平板部９２ａと、この水平板部９２ａの後部から起立した起立板部９２ｂとを有しており、水平板部９２ａと水切板９１との間には、排気口９０に連通する空間部５ｅが形成されている。第２の排ガス流路Ｒｂは、熱交換器８を通過してきた燃焼排ガスの一部を、通気用孔９３から空間部５ｅに流入させてから排気口９０に導く流路である。

このような構成によれば、排気集合筒９内に進行してきた燃焼排ガスを、第１および第２の排ガス流路Ｒａ，Ｒｂに分岐させて流れさせていることにより、排気騒音低減効果や振動燃焼抑制効果が得られる。排気口９０から内部に進入した雨水などは、水切板９１によって遮られるために、熱交換器８に雨水などが掛かるといったことも防止することもができる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

第１に、通気用孔９３は、下板９２の水平板部９２ａに設けられ、上下方向に開口している。したがって、燃焼排ガスは、通気用孔９３を上向きに通過して空間部５ｅに流入するが、空間部５ｅの上下幅は小さいために、通気用孔９３を通過した途端に水切板９１に衝突し、多くの燃焼排ガスが下方に跳ね返される。その結果、通気用孔９３から空間部５ｅに流入する燃焼排ガス量は少なくなり易い。これでは、第１の排ガス流路Ｒａに加えて、第２の排ガス流路Ｒｂをさらに設けた意義が薄くなり、優れた騒音低減効果や振動燃焼抑制効果を得ることが難しいものとなる。なお、空間部５ｅの上下幅をかなり大きくすれば、前記不具合をある程度は解消し得るものの、そのような手段を採用したのでは、排気集合筒９の大型化を招き、適切ではない。

第２に、熱交換器８の前側部分８０については、通気用孔９３を塞がないように、通気用孔９３の形成位置よりも前方に（図面左側）に配置する必要がある。したがって、熱交換器８の幅を狭くして小型化を図る上で制約を生じていた。

第３に、何らかの事情により排気口９０から空間部５ｅ内に雨水などが進入した場合には、この雨水が通気用孔９３に入り易い構造となっている。雨水などが通気用孔９３に入ったのでは、熱交換器８の設置箇所に雨水などが流れ落ち、腐食などが生じる。したがって、このような虞も適切に防止することが望まれる。

特開平４−３０２９１０号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、全体が大型化するような不具合を生じさせることなく、優れた騒音低減効果、振動燃焼防止効果、ならびに防水性能などを得ることが可能な排気集合筒、およびこれを備えた燃焼装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される排気集合筒は、熱交換器の上面開口部を覆うように設けられ、かつ前部に排気口が設けられた排気集合筒本体部と、この排気集合筒本体部内にその前部側から後方に向けて延びる水切板を設けることにより形成され、かつ前記熱交換器を上向きに通過してきた燃焼排ガスを前記水切板の後方に廻り込ませてから前記水切板の上側を前記排気口に向けて進行させる第１の排ガス流路と、前記水切板の前部寄り領域の下方に位置する略水平状の水平板部、およびこの水平板部の後部から前記水切板の位置まで上向きに起立した起立板部を有し、かつ前記水切板との間に、前部側が前記排気口に連通した空間部を形成する下板と、この下板に通気用孔を設けることにより形成され、かつ前記熱交換器を上向きに通過してきた燃焼排ガスの一部を前記通気用孔から前記空間部に流入させて前記排気口に向けて進行させる第２の排ガス流路と、を備えている、排気集合筒であって、前記通気用孔は、前記下板の起立板部に設けられて、略水平方向を向いて開口した孔とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、通気用孔は、下板の起立板部に設けられて略水平方向を向いて開口しているために、この通気用孔を通過した燃焼排ガスは、水切板と水平板部との間に形成された空間部に流入し、この空間部を略水平に進行していく。従来技術とは異なり、燃焼排ガスが通気用孔を通過した途端に水切板に衝突するといったことはない。したがって、本発明によれば、通気用孔から空間部内に燃焼排ガスが円滑に流入することとなり、第２の排ガス流路を流れる燃焼排ガス量を多くすることができる。その結果、第１および第２の排ガス流路のそれぞれにおける燃焼排ガス流量を適切なバランスに設定し、優れた騒音抑制効果や振動燃焼防止効果を得ることができる。前記空間部の上下幅を大きくする必要はないため、排気集合筒の大型化も抑制することができる。
第２に、通気用孔が下板の起立板部に設けられていれば、熱交換器の前側部分が水平板部の後部下方に位置するような場合であっても、通気用孔が熱交換器によって不当に塞がれるといったことはない。したがって、熱交換器の前側部分を従来技術の場合よりも後方側（排気口とは反対側）に配置することが可能となり、熱交換器の小型化を図ることもできる。
第３に、排気口から所定の空間部内に雨水などが進入し、水平板部上に雨水などが溜まるような事態を生じても、通気用孔は起立板部に設けられているために、この通気用孔に雨水などは流入し難い。したがって、通気用孔を通過して熱交換器の設置箇所に雨水などが進入する虞をより確実に防止することができる。

本発明において、好ましくは、前記水切板の前部には、この前部から下向きに垂下した垂下板部が設けられており、この垂下板部と前記水平板部の前部との間には、前記空間部
に流入した燃焼排ガスを前記排気口に導くことが可能な隙間が形成され、かつこの隙間は、前記空間部よりも流路面積が小さくされている。

このような構成によれば、燃焼排ガスが通気用孔を通過して所定の空間部に流入した際に、この燃焼排ガスを膨張させることができることに加え、その後は前記隙間を通過する際に前記燃焼排ガスを収縮させ、かつこの隙間を通過した直後に再度膨張させることができる。したがって、多段膨張方式の消音器と同様な原理に基づき、音の圧力波を減衰させて騒音低減を図ることが可能となる。その結果、騒音低減性能をより高めることができる。

本発明において、好ましくは、前記起立板部の上下高さ寸法は、前記水平板部の前後方向の幅以下の寸法とされている。

このような構成によれば、起立板部の高さを小さくし、排気集合筒の上下方向の高さ寸法が増大しないようにすることができる。また、水平板部と水切板との間に形成された空間部は、略水平方向に比較的長い寸法で延びた形態となるため、通気用孔から前記空間部への燃焼排ガスの流入を円滑に行なわせる上でより好ましいものとなる。

本発明において、好ましくは、前記通気用孔は、前記起立板部の上側に偏った配置に設けられている。

このような構成によれば、所定の空間部に雨水などが進入した場合に、この雨水などが通気用孔に流れ込むことがより生じ難くなる。

本発明の第２の側面により提供される燃焼装置は、バーナと、このバーナによって発生させた燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、この熱交換器を通過した燃焼排ガスをガイドする排気集合筒と、を備えている、燃焼装置であって、前記排気集合筒として、本発明の第１の側面により提供される排気集合筒が用いられていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される排気集合筒について述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る排気集合筒を備えた燃焼装置の一例を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す排気集合筒の概略断面図である。 図１に示す排気集合筒の断面斜視図である。 従来技術の一例を示す要部概略断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す燃焼装置Ａは、給湯装置として構成されており、ファン１０から上向きに送られる燃焼用空気を利用して燃料ガスを燃焼させるバーナ１１、このバーナ１１の上側に配された熱交換器１２、およびこの熱交換器１２の上側に配された排気集合筒Ｅとを備えている。熱交換器１２は、外部から入水が行なわれる伝熱管１２ａおよびこれに付属するフィン１２ｂを有しており、バーナ１１によって発生された燃焼ガスから熱回収を行なうことにより湯水加熱を行なう。加熱された湯水は、伝熱管１２ａから出湯し、所望の位置
に供給される。伝熱管１２ａおよびフィン１２ｂは、たとえば銅製である。

排気集合筒Ｅは、排気集合筒本体部２、水切板３、および下板４を備えている。この排気集合筒Ｅ内には、熱交換器１２を上向きに通過してきた燃焼排ガスを排気口２０に導くための排ガス流路として、後述する第１および第２の排ガス流路Ｒ１，Ｒ２が形成されている。

排気集合筒本体部２は、下面が開口した内部空洞状であり、排気口２０は、この排気集合筒本体部２の前部（図面左側）に、排気トップ２１を利用した状態で設けられている。排気集合筒Ｅの内面壁には、消音材などを適宜取り付けた構成とすることができる。

水切板３は、排気集合筒Ｅ内のうち、この排気集合筒Ｅ内の前部側から後方に向けて後ろ上がり状に延びるように設けられている。この水切板３の前部には下向きに屈曲した垂下板部３０が設けられている。この垂下板部３０の下縁部の複数箇所には、この垂下板部３０を支持するための支持片部３１が連設されている。水切板３は、排気口２０から雨水などが進入してきた際に、これを遮り、熱交換器１２の設置箇所に流れ込まないようにする役割を果たす。ただし、この水切板３は、整流板を兼用している。排気集合筒Ｅにおいては、熱交換器１２を上向きに通過した燃焼排ガスを、矢印Ｎ１に示すように、水切板３の後方に廻り込ませてから、水切板３の上側を排気口２０に向けて前進させる第１の排ガス流路Ｒ１が形成されている。

下板４は、水切板３と略同一幅（紙面と直交する方向の幅）のステンレス板などにプレス加工を施して製作されたものであり、水切板３の前部寄り領域の下方に設けられている。この下板４は、略水平状の水平板部４０と、この水平板部４０の後部から水切板３に到達する位置まで上向きに起立した起立板部４１とを有している。起立板部４１には、水平方向を向いて開口する複数の通気用孔４２が適当な配列ピッチで設けられている（図２も参照）。これらの通気用孔４２は、起立板部４１の上側に偏った配置、すなわち通気用孔４２の中心が起立板部４１の高さ方向の中心よりも上側に位置する状態に設けられている。

水平板部４０と水切板３との相互間には、空間部５が形成されている。一方、水平板部４０の前側に位置する垂下板部３０の下縁部は、水平板部４０の前部と略同一高さとされており、これらの間には、比較的小さい幅Ｌ３の隙間５０が形成されている。この隙間５０は排気口２０と連通している。このようなことから、この排気集合筒Ｅにおいては、熱交換器１２を上向きに通過してきた燃焼排ガスの一部が、矢印Ｎ２で示すように、各通気用孔４２を通過して空間部５に流入した後に、隙間５０を通過して排気口２０に到達する第２の排ガス流路Ｒ２が形成されている。隙間５０は、空間部５よりも流路面積が小さいものとなっている。また、起立板部４１の高さＬ１と、水平板部４０の前後方向の幅Ｌ２とを比較すると、Ｌ１≦Ｌ２の関係、より好ましくはＬ１＜Ｌ２の関係に設定されている。

次に、前記した排気集合筒Ｅを備えた燃焼装置Ａの作用について説明する。

まず、熱交換器１２を上向きに通過した燃焼排ガスは、前記した第１および第２の排ガス流路Ｒ１，Ｒ２を分岐状態で流れてから排気口２０において合流し、外部に排出される。ここで、通気用孔４２は、起立板部４１に設けられて略水平方向を向いて開口しており、この通気用孔４２を燃焼排ガスが通過した際に、この燃焼排ガスの進行を妨げる部材は、この通気用孔４２の近くには存在しない。したがって、燃焼排ガスが通気用孔４２に流入する際の抵抗は小さく、通気用孔４２から空間部５への燃焼排ガスの流入が円滑化される。このため、比較的多くの燃焼排ガスを第２の排ガス流路Ｒ２に流すことが可能となり
、第２の排ガス流路Ｒ２における燃焼排ガスの流通量が過小であることに起因して騒音低減効果が低くなるといったことが生じないようにできる。本実施形態の排気集合筒Ｅによれば、優れた騒音低減効果ならびに振動燃焼防止効果が得られる。

とくに、本実施形態においては、水平板部４０の前後方向の幅Ｌ２が長くされており、空間部５は前後方向に長く延びている。このため、通気用孔４２から空間部５への燃焼排ガスの流入を円滑に行なわせる上でより好ましいものとなる。また、燃焼排ガスは、第２の排ガス流路Ｒ２を進行する際には、通気用孔４２を通過して空間部５に流入した際に膨張し、その後に隙間５０を通過する際に収縮する。隙間５０を通過した後には再度膨張する。したがって、多段膨張方式の消音器と同様な原理によって騒音低減が図られる作用も奏することとなり、騒音低減効果をより優れたものとすることもできる。

通気用孔４２は、起立板部４１に設けられているために、熱交換器１２の前側部分１２ｃについては、たとえば起立板部４１の直下に配置しても、通気用孔４２が不当に塞がれるようなことはない。したがって、熱交換器１２の前側部分１２ｃを従来よりも後寄りに配置することが可能となり、このことによって熱交換器１２の小サイズ化が可能となる。また、起立板部４１の高さＬ１は、水平板部４０の前後幅Ｌ２以下であって、比較的小寸法であるために、排気集合筒Ｅの大型化も抑制することが可能である。

水平板部４０と排気口２０との間には、水切板３が存在しているために、通常であれば、排気口２０から排気集合筒Ｅ内に吹き込んだ雨水は水平板部４０上には進行しない。ただし、何らかの事情に起因して、雨水が隙間５０を通過して水平板部４０上に進行する場合はあり得る。これに対し、通気用孔４２は、起立板部４１に設けられており、とくに本実施形態では、起立板部４１の上側に偏った配置に設けられているために、水平板部４０上に雨水が多少溜まった状態となっても、この雨水が通気用孔４２に流入することはない。したがって、雨水が通気用孔４２を通過して熱交換器１２の設置箇所に流れ落ちるといったことも適切に防止される。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る排気集合筒、およびこれを備えた燃焼装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
本発明に係る燃焼装置は、給湯装置として形成されたものに限らない。熱交換器の具体的な構成も問わない。

Ａ 燃焼装置
Ｅ 排気集合筒
Ｒ１，Ｒ２ 第１および第２の排ガス流路
２ 排気集合筒本体部
２０ 排気口
３ 水切板
３０ 垂下板部
４ 下板
４０ 水平板部
４１ 起立板部
４２ 通気用孔
５ 空間部
５０ 隙間

Claims (5)

1. 熱交換器の上面開口部を覆うように設けられ、かつ前部に排気口が設けられた排気集合筒本体部と、
   この排気集合筒本体部内にその前部側から後方に向けて延びる水切板を設けることにより形成され、かつ前記熱交換器を上向きに通過してきた燃焼排ガスを前記水切板の後方に廻り込ませてから前記水切板の上側を前記排気口に向けて進行させる第１の排ガス流路と、
   前記水切板の前部寄り領域の下方に位置する略水平状の水平板部、およびこの水平板部の後部から前記水切板の位置まで上向きに起立した起立板部を有し、かつ前記水切板との間に、前部側が前記排気口に連通した空間部を形成する下板と、
   この下板に通気用孔を設けることにより形成され、かつ前記熱交換器を上向きに通過してきた燃焼排ガスの一部を前記通気用孔から前記空間部に流入させて前記排気口に向けて進行させる第２の排ガス流路と、
   を備えている、排気集合筒であって、
   前記通気用孔は、前記下板の起立板部に設けられて、略水平方向を向いて開口した孔とされていることを特徴とする、排気集合筒。
2. 請求項１に記載の排気集合筒であって、
   前記水切板の前部には、この前部から下向きに垂下した垂下板部が設けられており、
   この垂下板部と前記水平板部の前部との間には、前記空間部に流入した燃焼排ガスを前記排気口に導くことが可能な隙間が形成され、かつこの隙間は、前記空間部よりも流路面積が小さくされている、排気集合筒。
3. 請求項１または２に記載の排気集合筒であって、
   前記起立板部の上下高さ寸法は、前記水平板部の前後方向の幅以下の寸法とされている、排気集合筒。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の排気集合筒であって、
   前記通気用孔は、前記起立板部の上側に偏った配置に設けられている、排気集合筒。
5. バーナと、
   このバーナによって発生させた燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、
   この熱交換器を通過した燃焼排ガスをガイドする排気集合筒と、
   を備えている、燃焼装置であって、
   前記排気集合筒として、請求項１ないし４のいずれかに記載の排気集合筒が用いられていることを特徴とする、燃焼装置。

Images