JP2017116160A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼板フランジ部に対する断熱材の位置精度及び断熱材用の固定板の耐久性を確保して、且つ、固定板の取付けコストも低減できるようにする。【解決手段】バーナボディと板金製の燃焼板１２とを有するバーナと、バーナボディの周縁のボディフランジ部１１２に締結される接合フランジ部２２を有する燃焼筐２とを備える燃焼装置であって、燃焼筐にその冷却手段として水路５１，５２が設置され、更に、燃焼板周縁の燃焼板フランジ部１２２の燃焼筐の内部空間に面する部分に重なる断熱材が設けられるものにおいて、燃焼板フランジ部１２２に断熱材用の固定板９が取付けられる。固定板９に、断熱材８１，８２を固定板９から離脱しないように押える押え爪９２１，９２２が設けられる。そして、押え爪９２１，９２２に接触するように水路５１，５２が設置される。【選択図】図５
Description
本発明は、内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気噴出部を有する板金製の燃焼板とから成るバーナと、バーナボディの開放面を囲うボディフランジ部に締結される一端の接合フランジ部を有し、内部に熱交換器を収納した燃焼筐とを備える燃焼装置に関する。
従来、この種の燃焼装置として、特許文献１により、燃焼筐の耐熱性を向上させるため、バーナと熱交換器との間の燃焼筐の部分に燃焼筐を冷却する冷却手段として熱交換器に直列に接続される水路を設置したものが知られている。また、このものでは、燃焼板の周縁の燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間にパッキンを介設して、燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間のシール性が確保されるようにしている。
ところで、バーナ燃焼時、燃焼板フランジ部の燃焼筐の内部空間に面する部分にはかなりの熱量が入熱される。そして、燃焼板フランジ部の過熱を生ずると、燃焼板フランジ部からの伝熱でバーナボディの温度がかなり高くなってしまう。その結果、バーナボディの付属品、例えば、バーナボディの流入口に設ける逆止弁に熱による悪影響が及んでしまう。
そこで、特許文献１には記載されていないが、従来、図７に示す如く、燃焼板フランジ部１２２の燃焼筐２の内部空間に面する部分に重なる断熱材８を設けて、燃焼板フランジ部１２２の過熱を防止できるようにしたものも知られている。そして、このものでは、バーナと熱交換器との間の燃焼筐２の部分に設置した水路５に断熱材用の固定板９を取付けている。尚、図７に示すものでは、ボディフランジ部１１２と燃焼板フランジ部１２２との間に第１のパッキン７１を介設すると共に、燃焼板フランジ部１２２と接合フランジ部２２との間に第２のパッキン７２を介設している。そして、燃焼板フランジ部１２２の燃焼筐２の内部空間に面する部分に第２のパッキン７２を挟んだ状態で断熱材８を重ねている。
ここで、水路５に断熱材用の固定板９を取付けるのは、固定板９の過熱を防止するためであるが、水路５は中空であるため、固定板９を水路５にスポット溶接ではなく面倒なロウ付けで取付けている。その結果、固定板９の取付けコストが高くなってしまう。更に、断熱材８が固定板９及び水路５を介して燃焼筐２に固定されることになり、バーナを燃焼筐２に組付けた際に、燃焼板フランジ部１２２に対する断熱材８の位置ずれを生じて、断熱効果にバラツキを生じやすくなる。
本発明は、以上の点に鑑み、燃焼板フランジ部に対する断熱材の位置精度及び断熱材用の固定板の耐久性を確保して、且つ、固定板の取付けコストも低減できるようにした燃焼装置を提供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、内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気噴出部を有する板金製の燃焼板とから成るバーナと、バーナボディの開放面を囲うボディフランジ部に締結される一端の接合フランジ部を有し、内部に熱交換器を収納した燃焼筐とを備える燃焼装置であって、燃焼筐のバーナと熱交換器との間の部分に、燃焼筐を冷却する冷却手段として熱交換器に直列に接続される水路が設置され、更に、燃焼板の周縁の燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間にパッキンが介設されると共に、燃焼板フランジ部の燃焼筐の内部空間に面する部分に重なる断熱材が設けられるものにおいて、燃焼板フランジ部に断熱材用の固定板が取付けられ、固定板に、断熱材を固定板から離脱しないように押える押え爪が設けられ、押え爪に接触するように水路が設置されることを特徴とする。
本発明によれば、断熱材用の固定板を燃焼板フランジ部に取付けるため、燃焼板フランジ部に対する断熱材の位置精度を確保でき、燃焼板フランジ部の断熱効果を確実に得られる。また、固定板を取付けるのは、従来の如き中空の水路ではないため、固定板の取付けをロウ付けに比し著しく簡便なスポット溶接で行うことができ、固定板の取付けコストを低減できる。更に、固定板は、断熱材で覆われるため、固定板の過熱を防止して耐久性を確保できる。尚、押え爪は、断熱材で覆われないが、水路が押え爪に接触するため、水路への熱引けで押え爪の過熱も防止できる。
また、本発明において、水路の押え爪側の外面は平面部を有し、この平面部が押え爪に面接触することが望ましい。これによれば、押え爪から水路に効率よく熱引けし、押え爪の過熱をより確実に防止できる。
図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、内部に混合気（燃料ガスと一次空気との混合ガス）が供給されるバーナボディ１１と、バーナボディ１１の下向きの開放面１１１を覆う板金製の燃焼板１２とから成るバーナ１と、バーナボディ１１の開放面１１１を囲うボディフランジ部１１２にビス２１で締結される上端の接合フランジ部２２を有する燃焼筐２とを備えている。燃焼筐２の内部には、給湯用の熱交換器３が収納されている。
バーナボディ１１には、混合気を供給するファン４を接続する流入口１１３が開設されている。流入口１１３には、ファン４停止時にバーナボディ１１内に残留する混合気がファン４側に逆流することを阻止する逆止弁１３が装着されている。逆止弁１３は、流入口１１３に嵌め込まれる樹脂製の弁筐１３１と、バーナボディ１１内を向く弁筐１３１の開口部に開閉自在に軸着された樹脂製の弁板１３２とで構成されている。
燃焼板１２は、中央部に大きな開口部を有しており、この開口部に耐熱繊維の織布１２１ａを装着すると共にその上に多数の分布孔を形成した分布板１２１ｂを重ね合わせて、織布１２１ａと分布板１２１ｂとにより混合気噴出部１２１を構成している。ファン４からバーナボディ１１内に供給された混合気は混合気噴出部１２１から噴出して全一次燃焼する。尚、大きな開口部を有しない燃焼板に多数の炎孔を形成し、これらの炎孔で混合気噴出部を構成することも可能である。
熱交換器３は、多数のフィン３１とこれらフィン３１を貫通する複数の吸熱管３２とを備えるフィンチューブ型熱交換器で構成されている。燃焼筐２の横方向一側と他側の側板２３，２４の外面には、隣り合う２本の吸熱管３２，３２の接続路を各側板２３，２４との間に画成する接続蓋３３が複数取付けられており、全ての吸熱管３２が直列に接続される。また、上流端の吸熱管３２に接続される接続路を横方向他側の側板２４との間に画成する接続蓋３３には入水口３４が設けられている。
また、燃焼筐２のバーナ１と熱交換器３との間の部分には、燃焼筐２を冷却する冷却手段として熱交換器３に直列に接続される水路が設置されている。具体的に説明すれば、燃焼筐２の後側の側板２５の熱交換器３より上方の部分の内側には、管から成る上下３本の第１水路５１が側板２５に接するように配置され、燃焼筐２の前側の側板２６の熱交換器３より上方の部分の内側にも、管から成る上下３本の第３水路５３が側板２６に接するように配置されている。また、燃焼筐２の横方向他側の側板２４の外面には、上下３本の第１水路５１と熱交換器３の下流端の吸熱管３２との接続路を側板２４との間に画成する流入側ヘッダ蓋５１と、上下３本の第３水路５３の接続路を側板２４との間に画成する流出側ヘッダ蓋５２とを取付け、流出側ヘッダ蓋５２に出湯口５３を設けている。更に、燃焼筐２の横方向一側の側板２３には、図２、図３に示す如く、後側の上下３本の第１水路５１と前側の上下３本の第３水路５３とを接続する上下３本の第２水路５２が設けられている。各第２水路５２は、側板２３に形成した横方向内方への窪み５２ａとこの窪み５２ａを覆うように側板２３の外面に取付けた蓋５２ｂとで構成されている。そして、入水口３４から供給される水が熱交換器３で加熱され、加熱された水が流入側ヘッダ蓋５１内の接続路と第１水路５１と第２水路５２と第３水路５３と流出側ヘッダ蓋５２内の接続路とを介して出湯口５３から出湯されるようにしている。また、燃焼筐２の横方向他側の側板２４には、流出側ヘッダ蓋５２内の接続路の上部から後方にのびる、側板２４に形成した横方向内方への窪み５４ａとこの窪み５４ａを覆う流出側ヘッダ蓋５２に一体の蓋５４ｂとで構成される第４水路５４が設けられている。そして、これら第１乃至第４水路５１〜５４に流れる水により燃焼筐２の各側板２３〜２６が冷却されるようにしている。
また、燃焼筐２の前側の側板２６には、上方から１番目と２番目の２本の第３水路５３，５３の間の側板部分を貫通して燃焼筐２内に突出する点火電極６１と接地電極６２とフレームロッド６３とを有する電極部品６が装着されている。尚、電極部品６には、燃焼筐２内を視認できる覗き窓６４が付設されている。
図５に明示する如く、燃焼板１２の周縁には、混合気噴出部１２１に対し上方にオフセットした燃焼板フランジ部１２２が設けられている。そして、この燃焼板フランジ部１２２とボディフランジ部１１２との間にパッキン７を介設して、燃焼板フランジ部１２２とボディフランジ部１１２との間のシール性を確保している。また、燃焼板フランジ部１２２の外周縁は、ボディフランジ部１１２の外周縁よりも内側に位置し、更に、接合フランジ部２２は、燃焼板フランジ部１２２の外周縁より外側に張出す張出し部２２ａを有し、パッキン７も、燃焼板フランジ部１２２の外周縁より外側に張出す張出し部７ａを有している。そして、接合フランジ部２２の張出し部２２ａとボディフランジ部１１２との間にパッキン７の張出し部７ａを介設して、接合フランジ部２２とボディフランジ部１１２との間のシール性を確保している。また、接合フランジ部２２の内周縁は、燃焼板フランジ部１２２の内周縁と外周縁との中間に位置しており、この中間位置より外側の燃焼板フランジ部１２２の部分に接合フランジ部２２を直接接触させている。
ところで、バーナボディ１１内の混合気流量が少ない弱燃焼時には、混合気による冷却作用が低減してバーナボディ１１に熱が溜まりやすくなる。また、板金製の燃焼板１２は、燃焼時に相当高温になる。そのため、燃焼板１２の熱がバーナボディ１１に伝わると、バーナボディ１１の温度がかなり高くなってしまい、バーナボディ１１の付属品である逆止弁１３に熱による悪影響が及んでしまう。本実施形態の如く、燃焼板フランジ部１２２に接合フランジ部２２を直接接触させれば、水路５１〜５４による冷熱が接合フランジ部２２を介して燃焼板フランジ部１２２に伝達され、燃焼板１２からバーナボディ１１への伝熱をある程度は抑制できる。然し、接合フランジ部２２よりも内側に位置する燃焼板フランジ部１２２の部分、即ち、燃焼板フランジ部１２２の燃焼筐２の内部空間に面する部分への入熱量が多くなると、燃焼板フランジ部１２２の過熱でバーナボディ１１の温度上昇を十分には抑制できなくなる。
そこで、本実施形態では、燃焼板フランジ部１２２の燃焼筐２の内部空間に面する部分に重なる断熱材を設けて、燃焼板フランジ部１２２の過熱を防止できるようにしている。以下、この点について、図５、図６を参照して説明する。
燃焼板１２の輪郭形状は横長の長方形であり、本実施形態では、断熱材として、燃焼板１２の前後の各辺（長辺）に沿う燃焼板フランジ部１２２の部分１２２ａに重なる帯状の第１断熱材８１と、燃焼板１２の横方向両側の各辺（短辺）に沿う燃焼板フランジ部１２２の部分１２２ｂに重なる帯状の第２断熱材８２とを設けている。尚、断熱材を燃焼板フランジ部１２２の全周に亘る額縁状の一体物で構成することも可能であるが、これでは、断熱材をその素材から額縁状に打抜くことが必要で、多量のスクラップを生じ、材料費が高くなる。これに対し、本実施形態の如く断熱材を帯状の第１と第２の断熱材８１，８２で構成すれば、素材のスクラップとなる部分を減らして、材料費を削減できる。
また、本実施形態では、燃焼板１２の前後の各辺に沿う燃焼板フランジ部１２２の部分１２２ａに、第１断熱材８１を固定する帯状の固定板９を取付けている。固定板９の外側縁には、第１断熱材８１の外側縁に当接する第１曲げ縁部９１１と、第１断熱材８１を固定板９から離脱しないように押える、第１曲げ縁部９１１から延出された舌片状の複数の第１押え爪９２１が設けられている。尚、第１曲げ縁部９１１の長手方向端部には、第１断熱材８１の長手方向端面に当接する屈曲部９３が曲成されている。また、固定板９の長手方向の各端部には、第２断熱材８２の長手方向の各端部の外側縁に当接する第２曲げ縁部９１２と、第２断熱材８２の長手方向の各端部を固定板９から離脱しないように押える、第２曲げ縁部９１２から延出された舌片状の第２押え爪９２２と、第２断熱材８２の長手方向端面に当接する屈曲部９４とが設けられている。各押え爪９２１，９２２は、固定板９に第１と第２の各断熱材８１，８２をセットした後に折り曲げられて、各断熱材８１，８２を押える。
ここで、固定板９を燃焼板フランジ部１２２の全周に亘る額縁状の一体物で構成することも可能であるが、これでは、固定板をその素材から額縁状に打抜くことが必要で、多量のスクラップを生じ、材料費が高くなる。これに対し、本実施形態では、固定板９を帯状とし、且つ、第２断熱材８２専用の固定板を省略することで、固定板９の材料費を可及的に削減でき、コストダウンを図る上で有利である。
ところで、断熱材用の固定板を水路５１〜５４に取付けることも考えられる。然し、これでは、固定板を水路５１〜５４に面倒なロウ付けで取付けざるを得なくなり、固定板の取付けコストが高くなってしまう。更に、断熱材が固定板及び水路５１〜５４を介して燃焼筐２に固定されることになり、バーナ１を燃焼筐２に組付けた際に、燃焼板フランジ部１２２に対する断熱材の位置ずれを生じて、断熱効果にバラツキを生じやすくなる。
これに対し、本実施形態では、断熱材用の固定板９を燃焼板フランジ部１２２に取付けるため、燃焼板フランジ部１２２に対する断熱材８１，８２の位置精度を確保でき、燃焼板フランジ部１２２の断熱効果を確実に得られる。また、固定板９の取付けをロウ付けに比し著しく簡便なスポット溶接で行うことができ、固定板９の取付けコストを低減できる。
また、本実施形態では、固定板９の所定箇所に位置決め孔９５を形成し、この位置決め孔９５に燃焼板フランジ部１２２に形成した凸部１２３を嵌合させて、固定板９を燃焼板フランジ部１２２に対し位置決めしている。更に、曲げ縁部９１１，９１２に燃焼筐２の内壁面に当接又は近接対向する位置決め用の突起部９６を設け、燃焼板１２に対する燃焼筐２の位置ずれを防止して、燃焼筐２に取付けた電極部品６の燃焼板１２に対する位置精度を確保できるようにしている。
ところで、固定板９の大部分は、断熱材８１，８２で覆われるため、その過熱を防止できるが、押え爪９２１，９２２は、断熱材８１，８２で覆われないため、その過熱を生ずる恐れがある。
そこで、本実施形態では、図５（ａ）に明示する如く、燃焼板１２の後辺に沿う燃焼板フランジ部１２２の部分１２２ａに取付けた固定板９に設けられる第１押え爪９２１に、燃焼筐２の後側の側板２５に設けられる第１水路５１のうちの最上位のものを接触させ、更に、燃焼板１２の前辺に沿う燃焼板フランジ部１２２の部分１２２ａに取付けた固定板９に設けられる第１押え爪９２１に、燃焼筐２の前側の側板２６に設けられる第３水路５３のうちの最上位のものを接触させている（図４参照）。また、各固定板９の横方向一側の端部に設けられる第２押え爪９２２に、図５（ｂ）に示す如く、燃焼筐２の横方向一側の側板２３に設けられる第２水路５２のうちの最上位のものを接触させ、各固定板９の横方向他側の端部に設けられる第２押え爪９２２に、燃焼筐２の横方向他側の側板２４に設けられる第４水路５４を接触させている（図３参照）。これによれば、各押え爪９２１，９２２に接触する各水路５１〜５４への熱引けで、各押え爪９２１，９２２の過熱も防止できる。
尚、各水路５１〜５４の各押え爪９２１，９２２側の外面、即ち、上面は平面部を有している。具体的には、第１と第３の各水路５１，５３を構成する管の上面に平面部を設け、また、第２と第４の各水路５２，５４を構成する各側板２３，２４の窪み５２ａ，５４ａの上面に平面部を設けている。そして、これら各平面部が各押え爪９２１，９２２に面接触するようにしている。そのため、各押え爪９２１，９２２から各水路５１〜５４に効率よく熱引けし、各押え爪９２１，９２２の過熱をより確実に防止できる。
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、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、燃焼筐２に給湯用の熱交換器３を収納しているが、暖房用等の給湯以外の用途の熱交換器を燃焼筐２に収納してもよい。また、上記実施形態では、バーナボディ１１に下向きの開放面１１１を形成しているが、開放面が上方を向くようにバーナを配置する燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。
１…バーナ、１１…バーナボディ、１１１…開放面、１１２…ボディフランジ部、１２…燃焼板、１２１…混合気噴出部、１２２…燃焼板フランジ部、２…燃焼筐、２２…接合フランジ部、３…熱交換器、５１〜５４…水路、７…パッキン、８１，８２…断熱材、９…固定板、９２１，９２２…押え爪。
Claims (2)
- 内部に混合気が供給されるバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う、混合気噴出部を有する板金製の燃焼板とから成るバーナと、バーナボディの開放面を囲うボディフランジ部に締結される一端の接合フランジ部を有し、内部に熱交換器を収納した燃焼筐とを備える燃焼装置であって、
燃焼筐のバーナと熱交換器との間の部分に、燃焼筐を冷却する冷却手段として熱交換器に直列に接続される水路が設置され、更に、燃焼板の周縁の燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間にパッキンが介設されると共に、燃焼板フランジ部の燃焼筐の内部空間に面する部分に重なる断熱材が設けられるものにおいて、
燃焼板フランジ部に断熱材用の固定板が取付けられ、固定板に、断熱材を固定板から離脱しないように押える押え爪が設けられ、押え爪に接触するように水路が設置されることを特徴とする燃焼装置。 - 前記水路の前記押え爪側の外面は平面部を有し、この平面部が押え爪に面接触することを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
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