JP3667880B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の燃焼室を備えこれらへの給排気を燃焼室の排気口側からファンによって排気を吸い出すことで行なう燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃焼装置は、燃焼室への給排気をその給気口側から空気をファンによって押し込む、いわゆる押し込み式によって行っている。複数の燃焼室に対する給排気を共通のファンによって行なう場合には、ファンから送り出される空気を分岐ダクトによって分流して複数の燃焼室の給気口に供給するようになっている。
【０００３】
押し込み式では、燃焼室などに亀裂等が生じた場合に、燃焼ガスや排気が燃焼装置の外部に漏れ出ることになるので、特に屋内設置タイプの燃焼装置では、安全性等の観点から燃焼室への給排気を燃焼室の排気口側からファンによって吸い出す、いわゆる吸い出し式で行なうようにすることが構造上有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような吸い出し式の燃焼装置では、大能力燃焼の要求から必要空気量が増大し、負圧によって排気を吸い出すにもかかわらず、燃焼室から排出される排気は最短経路を通ってファンの吸出し口に到達することになる。このため、共通のファンによって複数の燃焼室からの排気を吸い出す場合には、各燃焼室の排気口からファンの吸出し口に至るまでの排気通路の形状等によっては複数の燃焼室への給排気をバランスよく行なうことができず、炎の高さのばらつき等により燃焼室上方に設けた熱交換器のフィン全体をバランス良く加熱できなくなり、熱交換効率が低下するという問題があった。
【０００５】
燃焼室の排気口からの排気をファンの吸出し口に導く排気通路を、内部空間の広い大型のものを用い、遠方からファンにより排気を吸い出すようにすれば、排気通路内の全体に均一な空気の流れを作り出すことができる。これにより、複数の燃焼室への給排気を共通のファンによって適切に行なうことが可能になる。しかしながら、燃焼装置内部のスペース的制約から、このような大型の排気通路を設けることは難しく、また大きな排気通路を設けた場合には、燃焼装置自体の大型化を招いてしまう。
【０００６】
また、近年、給湯器などでは高い燃焼能力が求められており、その結果として、必要空気量も増大しているが、一方では、装置の小型化の要請もある。このため、給排気用のファンは、自ずと小型で高回転型のものを採用することになる。しかしながら、このような小型、高回転型のファンは、吸い出す排気がファンの真下近傍に偏る傾向が一層強くなるので、共通のファンによって複数の燃焼室のそれぞれに均一に給排気を行なうことが一層難しくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、共通のファンを用いて複数の燃焼室のそれぞれから均一に排気を吸い出すことのできる燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］複数の燃焼室（３０，３０ａ）を備え、これらへの給排気を燃焼室の排気口（２６，２６ａ）側からファン（１４）によって排気を吸い出すことで行なう燃焼装置（１０）において、
前記複数の燃焼室（３０，３０ａ）のうち、一方の燃焼室（３０ａ）はその排気口の開口面積が該ファン（１４）の吸出し口の大きさに最も近いものであり、他方の燃焼室（３０）はその排気口の開口面積が該ファン（１４）の吸出し口の大きさよりも大きいものであり、
前記ファン（１４）を前記一方の燃焼室（３０ａ）の直上であって、
前記ファン（１４）の吸出し口と前記一方の燃焼室（３０ａ）の排気口とは対向するように配置し、
前記複数の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）からの排気を合流させて前記ファン（１４）の吸出し口に導く排気通路（５０）を設けたことを特徴とする燃焼装置（１０）。
【０００９】
［２］複数の燃焼室（３０，３０ａ）を備え、これらへの給排気を燃焼室の排気口（２６，２６ａ）側からファン（１４）によって排気を吸い出すことで行なう燃焼装置（１０）において、
前記複数の燃焼室（３０，３０ａ）のうち、一方の燃焼室（３０ａ）はその排気口の開口面積が該ファン（１４）の吸出し口の大きさに最も近いものであり、他方の燃焼室（３０）はその排気口の開口面積が該ファン（１４）の吸出し口の大きさよりも大きいものであり、
前記ファン（１４）を前記複数の燃焼室の上方であって、他方の燃焼室（３０）が一方の燃焼室（３０ａ）よりも遠ざかる位置に配置し、
前記ファン（１４）の吸出し口と前記一方の燃焼室（３０ａ）の排気口とは対向するように配置し、
前記複数の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）からの排気を合流させて前記ファン（１４）の吸出し口に導く排気通路（５０）を設けたことを特徴とする燃焼装置（１０）。
【００１０】
［３］前記ファン（１４）は、それの回転する面と前記燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）とが略平行になるようにその吸込み口（１６）が燃焼室（３０，３０ａ）に向けて配置されていることを特徴とする［１］または［２］記載の燃焼装置（１０）。
【００１１】
［４］前記ファン（１４）は、その回転軸と垂直方向に排気を吐き出す遠心ファン（１４）であることを特徴とする［１］，［２］または［３］記載の燃焼装置（１０）。
【００１２】
［５］前記排気通路（５０）は、前記複数の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）に一体的に被さる箱型形状を成していることを特徴とする［１］，［２］，［３］または４記載の燃焼装置（１０）。
【００１３】
前記本発明は次のように作用する。
排気を吸い出すファン（１４）を複数の燃焼室（３０，３０ａ）のうちその排気口の開口面積が該ファン（１４）の吸出し口（１６）の大きさに最も近い燃焼室（３０ａ）寄りの上方に配置し、排気通路（５０）を通じてこれら複数の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）からの排気を合流させてファン（１４）の吸出し口（１６）に導く。
【００１４】
ファン（１４）の吸出し口（１６）のほぼ真下に存在する排気は均一に吸い出される。したがって、ファン（１４）の吸出し口（１６）の大きさに最も近い開口面積の排気口（２６ａ）を有する燃焼室（３０ａ）の上方にファン（１４）を配置することで、該ファン（１４）の下方に配置された燃焼室（３０ａ）全体から排気をほぼ均一に吸い出すことができる。
【００１５】
また、ファン（１４）の吸出し口（１６）と異なるサイズの排気口（２６）を有する燃焼室（３０）は、ファン（１４）の吸出し口（１６）の下方から外れた位置に配置されている。このため、排出口（３０）からファン（１４）の吸出し口（１６）に至るまでの排気経路が長くなり、相対的に遠方からファン（１４）によって排気が吸い出されることになり、その結果、排気口（３０）から吸い出される排気の量に偏りが生じ難くなる。
【００１６】
このように、複数の燃焼室（３０，３０ａ）からの排気を共通のファン（１４）によって吸い出すようにしても、それぞれの燃焼室（３０，３０ａ）においてほぼ均一に全体から排気が吸い出されるようになり、熱交換器（２０，２０ａ）のフィン全体に均等に排気が当たり、効率良く熱交換を行なうことができる。
【００１７】
また、ファン（１４）を複数の燃焼室（３０，３０ａ）の上方であって、該ファン（１４）の吸出し口（１６）よりもその排気口の開口面積の大きい燃焼室（３０）が他の燃焼室（３０ａ）よりも遠ざかるように配置し、排気通路（５０）を通じてこれら複数の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）からの排気を合流させてファン（１４）の吸出し口（１６）に導く。
【００１８】
たとえば、ファン（１４）の吸出し口（１６）よりも大きい開口面積の排気口（２６）を有する燃焼室（３０）を、ファン（１４）の吸出し口（１６）の直下に配置すると、上方にファン（１４）の存在する部分では吸い出される空気の量が多くなり、ファン（１４）が上方に存在しない部分では吸い出される空気の量が少なくなる。このため、燃焼室（３０）全体から均一に排気を吸い出せなくなる。
【００１９】
これに対し、本発明ではファン（１４）を、その吸出し口（１６）よりも大きい開口面積を有する排気口（２６）から遠ざけて配置しているので、遠方から排気が吸い出されるようになり、排気口（２６）から吸い出される排気量の偏りが生じ難く、排気口（２６）全体からほぼ均一に排気を吸い出すことができる。その結果、熱交換器（２０）のフィン全体に均等に排気が当たるようになり、効率良く熱交換を行なうことができる。
【００２０】
また、ファン（１４）の回転する面と燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）とが略平行になるように、ファン（１４）の吸込み口（１６）を燃焼室（３０，３０ａ）に向けて配置する。ファン（１４）はその厚さ方向の長さよりも、ファン（１４）の回転する径の方が通常、大きい。したがって、回転面を燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）と平行になるように横置きに配置すれば、ファン（１４）の設置スペースとして必要になる排気口（２６，２６ａ）の上端から上方への長さが短くなる。これにより、燃焼装置（１０）の小型化を図ることができる。また、ファン（１４）を縦置きに設置する場合に比べて排気経路自体の小型化を図ることができる。
【００２１】
またファン（１４）としてその回転軸と垂直方向に排気を吐き出す遠心ファンを用いる。遠心ファンは、軸流ファンに比べて圧力は少ないが、風量を多く取れるので、ファン自体の小型化を図ることができる。また、下方から吸い出した排気を水平方向に吐出すので、軸流ファンで吸い出した排気を水平方向に排出させる場合に比べて排気ダクト（２１）の簡略化を図ることができるとともに排気系の縦方向の長さを短くすることができる。
【００２２】
さらに、燃焼室（３０，３０ａ）からファン（１４）の吸出し口（１６）へと排気を合流させて導く排気通路（５０）を、少なくとも２つ以上の燃焼室（３０，３０ａ）の排気口（２６，２６ａ）に一体的に被さる箱型形状にすることで、合流のために必要な排気経路の経路長を短くすることができる。また、箱型とすることによってファン（１４）の下方から外れた位置にある排気口（２６）から排出される排気をファン（１４）の下方に向けて横方向に導く通路の断面積を稼ぐことができ、吸い出しの偏りを低減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
図１から図３に示すように、本実施の形態の燃焼装置１０は風呂追焚き機能付きのガス給湯器であって、燃焼装置１０の本体１１内には、給湯用のバーナユニット１２、風呂用のバーナユニット１３、各バーナユニット１２，１３へ空気を引き込むための燃焼ファン１４が内装され、各バーナユニット１２，１３のケースであるバーナーケース３０およびバーナーケース３０ａの上方には給湯熱交換器２０およびふろ熱交換器２０ａがそれぞれ配設されている。
【００２４】
バーナーユニット１２、１３はガス供給管６１に接続され、ガス供給管６１は、ガス比例弁および元ガス電磁弁を介してガス供給源に延ばされている。
【００２５】
給湯熱交換器２０の入口には給水管６２が接続され、給湯熱交換器２０の出口には給湯管６３が接続されている。また、ふろ熱交換器２０ａの入口には温水戻り管６４が接続され、ふろ熱交換器２０ａの出口には温水往き管６５が接続されている。
【００２６】
給湯熱交換器２０およびふろ熱交換器２０ａの上部空間は、箱型形状を成した一つの排気カバー５０の内部空間にそれぞれ連通していて、排気カバー５０の熱交換器２０ａ寄りの上面には、燃焼ファン１４を収容した吸気室１８に連通する吸出し口１６が設けられている。燃焼ファン１４として、ここでは遠心ファンを用いている。また燃焼ファン１４は吸気室１８の上部に配置されたモータ１５によって駆動される。
【００２７】
吸気室１８の右側面から排気ダクト２１が右横方向に延設され、排気ボックス２２を介して、燃焼装置１０の本体１１の上面から外部へ突出した排気トップ２３まで続く排気経路が設けられている。排気ボックス２２内には、ＣＯセンサ１９が設置されている。
【００２８】
給湯熱交換器２０は、その下端部がバーナーケース３０の内部空間に連通する箱形に形成され、給湯熱交換器２０の天井部は天井部材２５で構成されている。天井部材２５には、長方形の排気口２６が開設されている。同じく、ふろ熱交換器２０ａは、その下端部がバーナーケース３０ａの内部空間に連通する箱形に形成され、ふろ熱交換器２０ａの天井部は天井部材２５ａで構成されている。天井部材２５ａには、略正方形の排気口２６ａが開設されている。
【００２９】
排気口２６の周縁部２７および排気口２６ａの周縁部２７ａには、箱形状の排気カバー５０の開口５６を下に向けた状態で、その開口５６の周縁部５７が固着されている。
【００３０】
給湯用のバーナユニット１２は、風呂用のバーナユニット１３よりもそのサイズおよび最大燃焼量が大きく、給湯用のバーナユニット１２上部の排気口２６の開口面積は、風呂用のバーナユニット１３の上部の排気口２６ａの開口面積よりも大きくなっている。また燃焼ファン１４の吸出し口１６の開口面積は、風呂用のバーナユニット１３上部の排気口２６ａの開口面積とほぼ等しい。
【００３１】
図２に示すように、燃焼装置１０の本体１１内には、外気をバーナーケース３０およびバーナーケース３０ａ内へそれぞれ導くための略箱形の給気ダクト４０が設けられている。給気ダクト４０は、燃焼装置１０の本体１１の背面壁に沿って形成され、給気ダクト４０の上流側には外気取入口４１が設けられ、外気取入口４１は、排気トップ２３を取り囲むように開設されている。
【００３２】
次に作用を説明する。
図１に示すように、燃焼ファン１４が回転すると、吸出し口１６を通じて排気が吸い出される。燃焼ファン１４は、風呂用のバーナユニット１３に対応する排気口２６ａのほぼ真上に設けられ、かつ吸出し口１６の開口面積が排気口２６ａの開口面積と概ね等しいので、排気口２６ａの全体からほぼ均一の排気が吸い出される。
【００３３】
一方、燃焼ファン１４は、給湯用のバーナユニット１２の排気口２６から左横に外れた上方に設けられている。このため、排気口２６から排出される排気は、排気カバー５０の内部を一旦左方向に流れた後、吸出し口１６に流入する。
【００３４】
このように排気口２６が吸出し口１６の真下に無くシフトしているので、排気口２６から吸出し口１６に至るまでの排気の経路長が長くなり、燃焼ファン１４の吸出し口１６の開口面積より給湯用のバーナユニット１２上部の排気口２６の開口面積が大きくても、排気口２６全体から比較的偏りなく排気が吸い出される。さらに、吸い出される排気に偏りが少ないので、排気カバーの小型化が図られている。
【００３５】
仮に、給湯用のバーナユニット１２側の給湯熱交換器２０の上方に燃焼ファン１４の吸出し口１６を設けた場合には、吸出し口１６の大きさが排気口２６の開口面積よりも小さいので、吸い出される排気が吸出し口１６の真下の部分に偏り、排気口２６全体から均一に排気を吸い出すことができない。このため、給湯熱交換器２０のフィンに均一に排気が当たらなくなる。
【００３６】
極めて大型の排気カバー５０用いて、遠方から排気を吸い出せば、開口面積の大きい排気口２６の上方に燃焼ファン１４を設けても、吸出し量の偏りを軽減することができる。しかしながら、大型の排気カバー５０を用いると燃焼装置１０の大型化を招いてしまう。
【００３７】
一方、排気口２６の開口面積に合わせて燃焼ファン１４および吸出し口１６のサイズを大きくすることも考えられるが、やはり燃焼装置１０の大型化を招いてしまう。また、共通の燃焼ファン１４で給湯側および風呂側の双方の排気を吸い出す場合には、給湯側、風呂側それぞれの最大燃焼量に応じた量の排気を吸い出せるように、給湯側と風呂側の吸出し量の調整を図り、バランスとる必要が生じる。
【００３８】
この際、最大燃焼量の大きい給湯側の排気口２６の上部に燃焼ファン１４を設けると、燃焼ファン１４の真下の給湯側の排気が優先して吸い出されるので、給湯側の排気通路を狭くして吸出し量を規制する必要が生じる。従って、給湯側の必要最大空気量を確保するために、ますます大型の燃焼ファン１４を用いなければならない。
【００３９】
これに対し、各図に示すように最大燃焼量の小さい風呂側の上部に燃焼ファン１４を配置すると、風呂側からの排気が優先して吸い出されるが、風呂側の必要最大空気量は給湯側に比して少ないので、風呂側からの吸出し量を制限するようにしても燃焼ファン１４の大型化を招くことがない。
【００４０】
また、給湯、風呂ともに高い燃焼能力が求められており、その結果として、必要空気量も増大するが、一方では、装置の小型化の要請もある。このため、給排気用のファンは、自ずと小型で高回転型のものを採用することになる。このような小型、高回転のファンでは、吸い出す排気がファンの真下近傍に偏る傾向が一層強くなる。
【００４１】
したがって、小型、高回転型のファンをその吸出し口よりも大きな排気口を有する燃焼室の上方に設けると、排気口全体から均一に排気を吸い出すことがますます困難になる。
【００４２】
本実施の形態のように燃焼ファン１４の吸出し口１６よりも大きい開口面積を有する排気口２６を、吸出し口１６から遠ざけて配置すれば、遠方から吸い出されるので、小型、高回転型のファンを用いても、開口面積の大きい排気口２６全体から比較的均一に排気を吸い出すことができる。
【００４３】
また、このような燃焼ファン１４の配置により、給湯側の吸出しの偏りが低減されるので、排気通路５０を敢えて大型にする必要がなくなり、燃焼装置１０の小型化を図ることができる。
【００４４】
さらに、燃焼ファン１４としてその回転軸と垂直方向に排気を吐き出す遠心ファンを用いているので、風量を多く取れ、相対的にファンを小型化できる。また、燃焼ファン１４は下方から吸い出した排気を水平方向に吐出すので、排気系の縦方向の長さを短くすることができる。さらに、軸流ファンで吸い出した排気を水平方向に排出させる場合に比べて排気経路の簡略化を図ることができる。
【００４５】
また、排気カバー５０を、排気口２６、排気口２６ａにその上方から一体的に被さる箱型形状としているので、排気口２６、２６ａからの排気を容易に合流させることができる。さらに、箱型とすることによってファンの下方から外れた位置にある排気口２６から排出される排気をファンの下方に向けて横方向に導く通路の断面積を稼ぐことができ、吸い出しの偏りを効率良く低減することができる。
【００４６】
以上説明した実施の形態では、２つの燃焼室からの排気を１つの燃焼ファン１４で吸い出すようにしたが、燃焼室の数はこれ以上であってもよい。その場合、複数の燃焼室のうち、吸出し口１６の大きさに最も近い開口面積を有する排気口寄りの上方に燃焼ファン１４の吸出し口１６を配置すればよい。また燃焼室の配置は、排気口の開口面積が大きいものほど燃焼ファン１４の吸出し口１６から遠ざかるようにすればよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼装置によれば、排気を吸い出すファンを、複数の燃焼室のうちその排気口の開口面積がファンの吸出し口の大きさに最も近い燃焼室寄りの上方に配置し、あるいはファンの吸出し口よりも大きい開口面積の排気口を有する燃焼室から遠ざけて配置している。これにより、共通のファンで排気を吸い出してもそれぞれの燃焼室においてその排気口全体からほぼ均一に排気を吸い出すことができ、その結果、熱交換器のフィン全体に排気が当たり効率良く熱交換を行なうことができる。 また、吸出し量の偏りが少なくなるので、排気経路の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の主要部を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置全体の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…燃焼装置
１１…燃焼装置の本体
１２…給湯用のバーナユニット
１３…風呂用のバーナユニット
１４…燃焼ファン
１５…モータ
１６…吸出し口
１８…吸気室
１９…ＣＯセンサ
２０…給湯熱交換器
２０ａ…ふろ熱交換器
２１…排気ダクト
２２…排気ボックス
２３…排気トップ
２５，２５ａ…天井部材
２６，２６ａ…排気口
２７，２７ａ…周縁部
３０，３０ａ…バーナーケース
４０…給気ダクト
４１…外気取入口
５０…排気カバー
５６…開口
５７…周縁部
６１…ガス供給管
６２…給水管
６３…給湯管
６４…温水戻り管
６５…温水往き管

Claims (5)

1. 複数の燃焼室を備え、これらへの給排気を燃焼室の排気口側からファンによって排気を吸い出すことで行なう燃焼装置において、
   前記複数の燃焼室のうち、一方の燃焼室はその排気口の開口面積が該ファンの吸出し口の大きさに最も近いものであり、他方の燃焼室はその排気口の開口面積が該ファンの吸出し口の大きさよりも大きいものであり、
   前記ファンを前記一方の燃焼室の直上であって、
   前記ファンの吸出し口と前記一方の燃焼室の排気口とは対向するように配置し、
   前記複数の燃焼室の排気口からの排気を合流させて前記ファンの吸出し口に導く排気通路を設けたことを特徴とする燃焼装置。
2. 複数の燃焼室を備え、これらへの給排気を燃焼室の排気口側からファンによって排気を吸い出すことで行なう燃焼装置において、
   前記複数の燃焼室のうち、一方の燃焼室はその排気口の開口面積が該ファンの吸出し口の大きさに最も近いものであり、他方の燃焼室はその排気口の開口面積が該ファンの吸出し口の大きさよりも大きいものであり、
   前記ファンを前記複数の燃焼室の上方であって、他方の燃焼室が一方の燃焼室よりも遠ざかる位置に配置し、
   前記ファンの吸出し口と前記一方の燃焼室の排気口とは対向するように配置し、
   前記複数の燃焼室の排気口からの排気を合流させて前記ファンの吸出し口に導く排気通路を設けたことを特徴とする燃焼装置。
3. 前記ファンは、それの回転する面と前記燃焼室の排気口とが略平行になるようにその吸込み口が燃焼室に向けて配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃焼装置。
4. 前記ファンは、その回転軸と垂直方向に排気を吐き出す遠心ファンであることを特徴とする請求項１，２または３記載の燃焼装置。
5. 前記排気通路は、前記複数の燃焼室の排気口に一体的に被さる箱型形状を成していることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の燃焼装置。

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