JP2024012941A

JP2024012941A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2024012941A
Application number: JP2022114787A
Authority: JP
Inventors: 悠介白羽; Yusuke Shiraha; 健竹内; Takeshi Takeuchi
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2024-01-31
Also published as: AU2023203692A1; KR20240011629A; CN117419332A; US20240027063A1

Abstract

【課題】枠フランジ部に従来取付けていた断熱材用の固定板を省略した燃焼装置でも、燃焼筐に対し燃焼板を位置決めできるようにする。【解決手段】バーナ１と燃焼筐２とを備える燃焼装置であって、バーナボディ１１の開放面１１１を覆う燃焼板の構成要素である額縁状のバーナ枠１２１が、開口周縁部１２１１からバーナボディ１１側に屈曲する側板部１２１２と、側板部から外方に張出して、バーナボディのフランジ部１１２とこれに締結される燃焼筐２のフランジ部２２との間に挟まれる枠フランジ部１２１３とを有するものにおいて、バーナ枠１２１の側板部１２１２に、燃焼筐２の内面に当接又は近接対向して、燃焼筐２に対しバーナ枠１２１を位置決めする突出部１２１４を設ける。突出部１２１４は、好ましくは、側板部１２１２の開口周縁部１２１１側の端から枠フランジ部１２１３側に離れた部分に設けられる。【選択図】図７

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筐フランジ部を有する燃焼筐とを備える燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置において、燃焼板として、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディ側から覆う、混合気が透過する混合気透過体とを有するものを用い、混合気透過体を透過して開口部から噴出する混合気が燃焼筐内で燃焼するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このもので、バーナ枠は、開口部の周囲の開口周縁部と、開口周縁部からバーナボディ側に屈曲する側板部と、側板部のバーナボディ側の端から外方に張出して、ボディフランジ部と筐フランジ部との間に挟まれる枠フランジ部とを有している。

ここで、従来例のものでは、バーナ枠の側板部が燃焼筐の内面からかなり離れている。そのため、バーナ枠の枠フランジ部の燃焼筐内に面する部分の幅が広くなる。そこで、枠フランジ部の燃焼筐内に面する部分を覆う断熱材を設けて、この部分への火炎からの輻射熱の入熱によるバーナ枠の過熱を抑制できるようにしている。断熱材は、枠フランジ部に取付けた固定板により保持されている。また、固定板に、燃焼筐の内面に当接又は近接対向する位置決め用の突起を設けて、燃焼筐に対し燃焼板を位置決めしている。尚、燃焼筐に対し燃焼板を位置決めするのは、火炎が燃焼筐の内面に近付き過ぎないようにして、燃焼筐の過熱を防止するためである。

ところで、最近は、バーナ枠の側板部と燃焼筐の内面との間の距離が比較的短くなるようにした燃焼板も開発されている。このような燃焼板を用いる燃焼装置では、バーナ枠の枠フランジ部の燃焼筐内に面する部分の幅が狭くなり、この部分を断熱材で覆わなくても、バーナ枠の過熱を抑制できる。この場合には、枠フランジ部に断熱材用の固定板を取付ける必要がない。然し、固定板を省略すると、従来例の如く固定板に設けた位置決め用の突起で燃焼板を燃焼筐に対し位置決めすることができなくなる。

特開２０１７－１１６１６０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、枠フランジ部に取付けていた断熱材用の固定板を省略した燃焼装置でも、燃焼筐に対し燃焼板を位置決めできるように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筐フランジ部を有する燃焼筐とを備える燃焼装置であって、燃焼板は、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディ側から覆う、混合気が透過する混合気透過体とを有し、バーナ枠は、開口部の周囲の開口周縁部と、開口周縁部からバーナボディ側に屈曲する側板部と、側板部のバーナボディ側の端から外方に張出して、ボディフランジ部と筐フランジ部との間に挟まれる枠フランジ部とを有するものにおいて、バーナ枠の側板部に、燃焼筐の内面に当接又は近接対向して、燃焼筐に対しバーナ枠を位置決めする突出部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、バーナ枠の側板部に設けられる突出部により燃焼筐に対しバーナ枠、即ち、燃焼板を位置決めできる。従って、枠フランジ部に取付けていた断熱材用の固定板を省略した燃焼装置においても、燃焼筐に対し燃焼板を位置決めして、燃焼筐の過熱を防止することができる。

また、本発明において、突出部は、側板部の開口周縁部側の端から枠フランジ部側に離れた部分に設けられることが望ましい。これによれば、混合気透過体を透過して開口部から噴出する混合気の燃焼で形成される火炎から突出部がバーナボディ側に離れ、突出部への火炎からの輻射熱の入熱が抑制される。そのため、突出部を介しての燃焼筐への伝熱による燃焼筐の温度上昇を抑制できる。

また、本発明において、突出部は、側板部の周方向に離隔した複数部分にのみ設けられることが望ましい。これによれば、突出部を側板部の全周に亘って設けるものと異なり、突出部から燃焼筐への伝熱面積を減少させて、突出部を介しての燃焼筐への伝熱による燃焼筐の温度上昇を抑制できる。

本発明の実施形態の燃焼装置の斜視図。図１とは反対側から見た燃焼装置の斜視図。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図。図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図。実施形態の燃焼装置の構成要素であるバーナの燃焼板の分解状態の斜視図。組立状態の上記燃焼板の下方から見た底面図。（ａ）図６のＶＩＩａ－ＶＩＩａ線で切断した燃焼装置組立状態の要部の拡大断面図、（ｂ）図６のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線で切断した燃焼装置組立状態の要部の拡大断面図。

図１乃至図４に示す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を覆う燃焼板１２とから成る全一次燃焼式のバーナ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筐フランジ部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。

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の外側には、隣り合う２本の吸熱管３２，３２を接続するＵベント管３３が複数設けられており、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には、端部に入水口３４ａが設けられた管３４が接続されている。

また、図４を参照して、燃焼筐２の前側の側板２５の熱交換器３より上方の部分の内側には、下から順に管から成る第１と第５と第９の３本の水路４_１，４_５，４_９が側板２５に接するように配置され、燃焼筐２の後側の側板２６の熱交換器３より上方の部分の内側にも、下から順に管から成る第３と第７と第１１の３本の水路４_３，４_７，４_１１が側板２６に接するように配置されている。また、燃焼筐２の横方向一側の側板２３の外側には、図１、図３に示す如く、熱交換器３の下流端の吸熱管３２を第１水路４_１に接続する接続管３５が設けられ、更に、熱交換器３より上方の側板２３の部分には、第３水路４_１と第５水路４_３とを接続する第４水路４_４と、第７水路４_７と第９水路４_９とを接続する第８水路４_８と、第１１水路４_１１に接続される第１２水路４_１２とが設けられている。また、燃焼筐２の横方向他側の側板２４には、図２、図３に示す如く、熱交換器３よりも上方に位置させて、第１水路４_１と第３水路４_３とを接続する第２水路４_２と、第５水路４_５と第７水路４_７とを接続する第６水路４_６と、第９水路４_９と第１１水路４_１１とを接続する第１０水路４_１０とが設けられている。第２と第６と第１０の各水路４_２，４_６，４_１０と、第４と第８と第１２の各水路４_４，４_８，４_１２は、各側板２４，２３に形成した横方向内方への窪みとこの窪みを覆うように各側板２４，２３の外面に取付けた蓋４１とで構成されている。熱交換器３で加熱された水は、第１水路４_１乃至第１２水路４_１２に順に流れて、第１２水路４_１２の端部に設けられた出湯口４２からこれに接続される図外の出湯管に供給される。そして、これら第１乃至第１２水路４_１～４_１２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２５には、第５水路４_５と第９水路４_９と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５１と接地電極５２と一対のフレームロッド５３，５３とを有する電極部品５が装着されている。尚、電極部品５には、燃焼筐２内を視認できる覗き窓５４が付設されている。

次に、バーナ１について詳述する。バーナボディ１１には、混合気を供給する図外のファンを接続する流入口１１３が開設されている。流入口１１３には、ファン停止時にバーナボディ１１内に残留する混合気がファン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。

図５も参照して、燃焼板１２は、額縁状のバーナ枠１２１と、バーナ枠１２１で囲われる開口部１２２をバーナボディ１１側（上方）から覆う、混合気が透過する混合気透過体１２３とを有している。混合気透過体１２３は、金属繊維等の耐熱繊維の織布や不織布、又は、多孔質の焼結体等で構成することができる。また、混合気透過体１２３の混合気の流れ方向上流側の面である裏面（上面）には、多数の分布孔１２４ａが形成された分布板１２４が重ねられている。そして、バーナボディ１１内に供給された混合気が分布孔１２４ａと混合気透過体１２３とを介して開口部１２２から噴出し、全一次燃焼（二次空気が不要な燃焼）する。尚、開口部１２２は、前後方向に沿う断面形状が図４に示す如く円弧状に湾曲しており、混合気透過体１２３及び分布板１２４も同様に前後方向に沿う断面形状が円弧状に湾曲している。

バーナ枠１２１は、開口部１２２の周囲の開口周縁部１２１１と、開口周縁部１２１１からバーナボディ１１側（上方）に屈曲した側板部１２１２と、側板部１２１２の上端から外方に張出す枠フランジ部１２１３とを有している。開口周縁部１２１１の内周寄り部分には、一段下がった絞り部１２１１ａが設けられている。そして、この絞り部１２１１ａに混合気透過体１２３の周縁部を重ね、混合気透過体１２３の裏面に分布板１２４を重ねた状態で、分布板１２４の周縁部を絞り部１２１１ａの外側の開口周縁部１２１１の部分に一定間隔でスポット溶接することにより燃焼板１２を組み立てている。枠フランジ部１２１３は、ボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間に挟み込まれる。また、枠フランジ部１２１３とボディフランジ部１１２との間にパッキン６を介設して、バーナボディ１１と燃焼板１２との間のシール性を確保する。尚、パッキン６は、図７に明示されている通り、枠フランジ部１２１３よりも外側に張出す部分６１を有しており、この部分６１がボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間に介設されて、ボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間のシール性が確保される。

ここで、本実施形態では、バーナ枠１２１の側板部１２１２と燃焼筐２の内面、即ち、燃焼筐２の各側板２３，２４，２５，２６の内面との間の距離が短い。そのため、バーナ枠１２１の枠フランジ部１２１３の燃焼筐２内に面する部分の幅が狭くなり、この部分を断熱材で覆わなくても、バーナ枠１２１の過熱を抑制できる。従って、枠フランジ部１２１３に従来取付けていた断熱材用の固定板を省略することができる。然し、固定板を省略すると、固定板に設けていた位置決め用の突起による燃焼筐２に対する燃焼板１２の位置決め機能を得られなくなる。

そこで、本実施形態では、バーナ枠１２１の側板部１２１２に、燃焼筐２の内面に近接対向して、燃焼筐２に対しバーナ枠１２１を位置決めする突出部１２１４を設けている。これによれば、突出部１２１４により燃焼筐２に対しバーナ枠１２１、即ち、燃焼板１２を位置決めできる。従って、枠フランジ部１２１３に取付けていた断熱材用の固定板を省略した燃焼装置においても、燃焼筐２に対し燃焼板１２を位置決めして、燃焼筐２の過熱を防止することができる。

尚、突出部１２１４は、側板部１２１２の周方向に離隔した複数部分にのみ設けられている。図６、図７も参照して具体的に説明すれば、バーナ枠１２１の横方向両側の側板部１２１２の部分の前後方向中央部に、燃焼筐２の横方向各側の側板２３，２４の内面に近接対向する♯１の突出部１２１４を設けると共に、バーナ枠１２１の前後両側の側板部１２１２の部分の横方向両端部に、燃焼筐２の前後各側の側板２５，２６の内面に近接対向する♯２の突出部１２１４を設けている。これによれば、突出部１２１４を側板部１２１２の全周に亘って設けるものと異なり、突出部１２１４から燃焼筐２への伝熱面積を減少させて、突出部１２１４を介しての燃焼筐２への伝熱による燃焼筐２の温度上昇を抑制できる。

また、本実施形態では、各突出部１２１４を、側板部１２１２の開口周縁部１２１１側の端から枠フランジ部１２１３側に離れた部分に設けている。これによれば、開口部１２２から噴出する混合気の燃焼で形成される火炎から突出部１２１４がバーナボディ１１側に離れ、突出部１２１４への火炎からの輻射熱の入熱が抑制される。そのため、突出部１２１４を介しての燃焼筐２への伝熱による燃焼筐２の温度上昇を一層効果的に抑制できる。

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、各突出部１２１２ａが燃焼筐２の内面に近接対向しているが、燃焼筐２の内面に当接するように各突出部１２１２ａを設けることも可能である。また、上記実施形態のバーナ１は、バーナボディ１１の開放面１１１が下を向くように配置されているが、開放面１１１が上を向くようにバーナボディ１１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…バーナ枠、１２１１…開口周縁部、１２１２…側板部、１２１３…枠フランジ部、１２１４…突出部、１２２…開口部、１２３…混合気透過体、２…燃焼筐、２２…筐フランジ部。

Claims

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筐フランジ部を有する燃焼筐とを備える燃焼装置であって、
燃焼板は、額縁状のバーナ枠と、バーナ枠で囲われる開口部をバーナボディ側から覆う、混合気が透過する混合気透過体とを有し、バーナ枠は、開口部の周囲の開口周縁部と、開口周縁部からバーナボディ側に屈曲する側板部と、側板部のバーナボディ側の端から外方に張出して、ボディフランジ部と筐フランジ部との間に挟まれる枠フランジ部とを有するものにおいて、
バーナ枠の側板部に、燃焼筐の内面に当接又は近接対向して、燃焼筐に対しバーナ枠を位置決めする突出部が設けられることを特徴とする燃焼装置。
前記突出部は、前記側板部の前記開口周縁部側の端から枠フランジ部側に離れた部分に設けられることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
前記突出部は、前記側板部の周方向に離隔した複数部分にのみ設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。