JP4935297B2

JP4935297B2 - 熱源機

Info

Publication number: JP4935297B2
Application number: JP2006290898A
Authority: JP
Inventors: 卓治佐伯; 弘樹森岡; 伸幸山本; 浩次岸尾
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: JP2008107020A

Description

本発明は、給湯用や暖房用などの温水を加熱生成する用途に好適な熱源機、さらに詳しくは、ガスバーナなどのバーナを複数備え、かつこれら複数のバーナのそれぞれに対して１つの送風ファンから燃焼用空気を供給できるように構成された熱源機に関する。

温水供給システムの熱源機の一例としては、２つのバーナを１つのケーシング内に纏めて収容し、このケーシング内に１つの送風ファンから燃焼用空気を供給できるようにしたものがある（たとえば、特許文献１を参照）。このような熱源機によれば、２つのバーナを利用することによって、たとえば一般給湯に用いられる湯水の加熱動作と、風呂給湯に用いられる湯水の加熱動作とを個々に実行することが可能である。また、送風ファンの数は１つであるため、全体の構造を簡易にすることができる。

ところが、前記したように２つのバーナを備えた熱源機を製造する場合、種々の事情により、前記とは異なり、２つのバーナを２つのケーシング内に個々に収容させた構成にしたい場合がある。従来においては、そのような構成の熱源機の一例として、特許文献２に記載されたものがある。同文献に記載された熱源機は、２つのバーナを個々に収容する２つのケーシングが適当な間隔を隔てて横並びに設けられた構成とされ、それら２つのケーシングの下方には１つの送風ファンが設けられている。この送風ファンの送風口と２つのケーシングの底部との間には、一部分が二股状に分岐したダクトが設けられており、このダクトを介して２つのケーシングのそれぞれの底部に燃焼用空気が供給されるようになっている。なお、各ケーシング内の底部には、燃焼用空気を流入させるための空間部が設けられており、この空間部とバーナとの間には、整流板が設けられている。

前記した構成においても、１つの送風ファンから２つのバーナに燃焼用空気が供給されるために、全体の構造を簡易にすることができる。また、各ケーシング内の空間部に供給された燃焼用空気は、整流板を介してバーナに供給されるために、バーナの燃焼領域の各部に対して燃焼用空気を略均一に供給することができる。

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、未だ改善すべき点があった。

すなわち、前記従来技術においては、バーナを収容する２つのケーシングとその下方に設けられた送風ファンとの間には、燃焼用空気を供給するためのダクトが設けられている。このため、熱源機全体の上下高さ方向の寸法は、送風ファンおよびケーシングのそれぞれの高さ寸法に加えて、ダクトの高さ寸法をさらに合わせた値となり、そのサイズが比較的大きくなり易い。一方、この種の熱源機の技術分野においては、できる限り上下高さ方向の寸法を小さくし、全体の薄型化および小型化を図りたいという要請がある。したがって、前記従来技術においては、装置全体の薄型化、小型化を促進する上で、未だ改善すべき余地があった。

特開平８−３５６２６号公報特開２００１−３４３１６７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って、２つのケーシングのそれぞれに個々に収容されているバーナに対して１つの送風ファンから燃焼用空気を適切に供給することができるとともに、全体の薄型化および小型化を好適に図ることが可能な熱源機を提供することを、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。

本発明により提供される熱源機は、一対のバーナのそれぞれの周囲を囲む側壁を有し、かつ互いに間隔を隔てて並んでいる一対のケーシングと、これら一対のケーシングの内部のうち、前記一対のバーナのそれぞれの背面に位置する整流板のさらに背面側に形成されている一対の空間部と、前記一対の空間部どうしを繋ぎ、かつ送風ファンから吐出される燃焼用空気を前記一対の空間部のそれぞれに流入させるように導く空気流通ガイドと、を備えている、熱源機であって、前記一対のケーシングの側壁のうち、互いに対向する壁面部には、前記一対の空間部に個々に連通する切欠き状または非切欠き状の一対の開口部が形成されており、前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングどうしの間に全体または一部が位置する閉断面構造の補助部を備えており、この補助部が前記一対の開口部間を連絡させていることにより、前記一対の空間部およびこの補助部の内部は一連に繋がった空気流路として形成されており、前記送風ファンから吐出される燃焼用空気を前記空気流路に流入させるための給気口は、前記一対のケーシングの一方寄りに偏って設けられ、前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングの一方側から他方側に進むほど前記空気流路の断面積が増大するように傾斜した傾斜面を有していることを特徴としている。

このような構成によれば、一対のケーシング内に形成されている所定の一対の空間部は、前記一対のケーシングどうしの間に位置する閉断面構造の補助部を介して互いに連通している。したがって、前記一対の空間部どうしを連通させるための手段として、ケーシングの背面側などに厚みが大きいダクト類を別途設ける必要はない。本発明においては、たとえば送風ファンをケーシングの背面部分に直結するなどして前記空気流路のいずれかの部分に燃焼用空気を供給すれば、一対のバーナのそれぞれに対して燃焼用空気を供給することが可能である。このようなことから、本発明においては、熱源機全体の厚みを小さくして、全体の小型化を好適に図りつつ、一対のバーナへの燃焼用空気の供給を適切に行うことができる。
さらに、前記構成によれば、一対のバーナのいずれか一方に対する燃焼用空気の供給量が不足気味になるといったことも適切に回避される。すなわち、送風ファン用の給気口が一対のケーシングの一方寄りに偏って設けられている場合、本来的には、他方のケーシング内への燃焼用空気の供給量は少なくなり易い。これに対し、前記構成によれば、空気流路の断面積は他方のケーシング寄りになるほど増大しているために、他方のケーシングへの燃焼用空気の流入が円滑となり、他方のケーシング内に収容されているバーナへの燃焼用空気の供給量を多くすることが可能である。なお、空気流通ガイドの傾斜面は、送風ファンの取り付け箇所を避けるようにして形成することが可能であり、この傾斜面が形成されていることに起因して送風ファンがケーシングに対して嵩張った配置となるような不具合もない。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングの背面側に取り付けられてそれらの背面側開口部の全体または一部を閉塞するカバー体と、このカバー体から起立した門形状に形成された門形部と、を有しており、前記閉断面構造の補助部は、前記カバー体の一部および前記門形部を含んで構成されている。

このような構成によれば、一対の空間部どうしを繋ぐための空気流通ガイドが、所定のカバー体とこのカバー体から起立した門形部とを組み合わせた簡易な構成とされている。したがって、その製造は容易であり、製造コストも廉価にすることが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記一対の開口部の各周縁には、前記門形部の外面を当接させるためのフランジが形成されており、前記門形部のうち、前記カバー体から起立している一対の起立部の外面は、前記門形部の先端側に進むほどそれらの間隔が狭くなるように傾斜しており、前記フランジのうち、前記一対の起立部の外面が当接する内面部分は、前記一対の起立部の外面と同方向に傾斜した傾斜面とされている。

このような構成によれば、一対のケーシングの側壁に形成されている一対の開口部の周縁部と空気流通ガイドの門形部との接合構造としては、前記開口部の周縁部のフランジと前記門形部の外面とを当接させた構造とし、それらの当接部分に隙間を生じ難くすることができる。また、前記門形部の一対の起立部の外面と前記フランジのそれに対応する内面部分とは、同方向に傾斜した傾斜面とされているために、これらを強く当接させてそれらの当接部分には、隙間をより生じ難くすることができる。このようなことから、前記構成によれば、一対の開口部の周縁部と門形部との接合部分については、不当な空気漏れが生じない適切な接合構造とすることができる。

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。

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〜図４は、本発明が適用された熱源機の一実施形態を示している。図１および図２によく表われているように、本実施形態の熱源機Ａは、２つのバーナ１Ａ，１Ｂ、これらを個々に収容している２つのケーシング２Ａ，２Ｂ、送風ファン３、ならびにこの送風ファン３から吐出される燃焼用空気をガイドする空気流通ガイド４を備えている。

バーナ１Ａ，１Ｂは、ともに天然ガスやその他の燃料ガスを燃焼させるガスバーナであり、公知のものを使用することができる。図面には示されていないが、これらのバーナ１Ａ，１Ｂに対してはケーシング２Ａ，２Ｂの外部からガス管（図示略）を介して燃料ガスが供給される。バーナ１Ａ，１Ｂのそれぞれの上方には、たとえば伝熱管を有する熱交換器５Ａ，５Ｂが配されており、バーナ１Ａ，１Ｂによって発生された燃焼ガスから熱交換器５Ａ，５Ｂの伝熱管によって熱回収がなされることにより、伝熱管内を流通する流体が加熱される。具体例を挙げると、熱交換器５Ａは、たとえば床暖房用の不凍液などの流体を加熱するためものであり、熱交換器５Ｂは、たとえば台所や洗面所などに供給される湯水を加熱するためのものである。

ケーシング２Ａ，２Ｂは、ともに耐熱性を有する金属製である。これらのケーシング２Ａ，２Ｂは、たとえば上部および下部が開口した略矩形筒状の側壁２０Ａ，２０Ｂを有しており、バーナ１Ａ，１Ｂの周囲を囲んでいる。バーナ１Ａ，１Ｂの下方（背面側）には、整流板６Ａ，６Ｂが設けられているとともに、これら整流板６Ａ，６Ｂの下方には、空間部２１Ａ，２１Ｂが形成されている。整流板６Ａ，６Ｂは、たとえば平板状の金属板に複数の空気流通孔６０がマトリクス状に配列されて設けられたものであり、空間部２１Ａ，２１Ｂに流入してきた燃焼用空気がバーナ１Ａ，１Ｂの上面側の燃料燃焼領域の各所に対して略均一に分散供給されるように燃焼用空気の流れを規定する役割を果たす。空間部２１Ａ，２１Ｂは、そのような整流板６Ａ，６Ｂの整流作用が適切に発揮されるようにそれらの手前部分において燃焼用空気を充満させるための部分である。

空気流通ガイド４は、ケーシング２Ａ，２Ｂの底部開口部２５Ａ，２５Ｂを閉塞するためのカバー体４０と、このカバー体４０上に取り付けられた門形部４１とを有している。カバー体４０は、図３によく表われているように、たとえば平面視略矩形の偏平状であり、送風ファン３から吐出される燃焼用空気を通過させるための給気口４３を有している（図３においては、ケーシング２Ａ，２Ｂの内部の構造を省略している）。カバー体４０の外周縁には、平面視矩形リング状のフランジ４２が形成されている。空気流通ガイド４をケーシング２Ａ，２Ｂに組み付けるための手段としては、フランジ４２の上面をケーシング２Ａ，２Ｂの底部に形成されているフランジ２２Ａ，２２Ｂに当接させ、これらの部分をたとえばボルトなどの複数のネジ体９０を用いて固定させる手段が採用される。このことにより、空気流通ガイド４のカバー体４０の外周縁とケーシング２Ａ，２Ｂの底部外周縁との間に大きな隙間を生じないようにして、それらの組み付けを図ることができる。また、このような組み付けがなされることにより、２つのケーシング２Ａ，２Ｂどうしは、所定の間隔を隔てた横並び状態に連結される。好ましくは、フランジ４２の上面、またはフランジ２２Ａ，２２Ｂの下面には、弾性部材からなるシール用のパッキン（図示略）が積層されており、このパッキンを介して前記フランジどうしの接合がなされる。このような構成によれば、接合箇所の気密シール性が高められる。

空気流通ガイド４の門形部４１は、たとえば金属板を屈曲させて形成されたものであり、カバー体４０のフランジ４２の上面から上向きに起立した一対の起立部４１０と、これらの上部どうしを結ぶ略水平状の上板部４１１とを有している。一対の起立部４１０は、上方に進むほどそれらの間の幅が徐々に狭くなるように傾斜している。図４によく表われているように、空気流通ガイド４のうち、門形部４１とこれに繋がったカバー対４０の一部分は、閉断面構造の補助部４４を構成している。好ましくは、門形部４１の外面には、弾性部材からなるシール用のパッキン４６（図１〜図３では省略）が積層されている。

図１〜図３に示すように、ケーシング２Ａ，２Ｂの側壁２０Ａ，２０Ｂのうち、互いに対向する壁面部２０A'，２０B'には、下部が開口した切欠き状の開口部２３Ａ，２３Ｂが形成されている。これらの開口部２３Ａ，２３Ｂは、門形部４１の外面に対応した形状およびサイズに形成されており、その周縁には、ケーシング２Ａ，２Ｂが対向し合う方向に突出するフランジ２４Ａ，２４Ｂが連設されている。図４によく表われているように、フランジ２４Ａのうち、門形部４１の起立部４１０に対応する一対の起立部２４０は、上方に進むほどそれらの間の幅が狭くなるように傾斜している。同図には示されていないが、他方のフランジ２４Ｂもそれと同様な形状となっている。図１に示すように、門形部４１は、ケーシング２Ａ，２Ｂ間に配されており、その水平方向の両端部の外面は、フランジ２４Ａ，２４Ｂの内面に当接している。このことにより、空気流通ガイド４の補助部４４は、一対の開口部２３Ａ，２３Ｂ間を連絡させており、空間部２１Ａ，２１Ｂおよび補助部４４の内部空間は、略水平に一連に繋がった空気流路Ｐとして形成されている。

給気口４３は、ケーシング２Ｂの直下に配されている。送風ファン３は、その送風口が給気口４３に接続されるようにして、ケーシング２Ｂおよび空気流通ガイド４の下方に配されている。空気流通ガイド４には、凹部４５を規定する傾斜面４５ａも形成されている。この傾斜面４５ａは、たとえば給気口４３から離間した部分を起点として、ケーシング２Ａ側に進むほど高さが低くなるように傾斜している。このことにより、空気流路Ｐのうち、傾斜面４５ａの上方に位置する領域は、ケーシング２Ａ寄りに進むほど上下高さ方向の幅が大きくなり、断面積が徐々に増大するようになっている。

次に、前記した熱源機Ａの作用について説明する。

まず、送風ファン３を駆動させて給気口４３から空間部２１Ｂに燃焼用空気を流入させると、その一部は、整流板６Ｂの複数の空気流通孔６０を通過してバーナ１Ｂの燃焼領域に供給される。一方、燃焼用空気の前記以外は、空間部２１Ｂから補助部４４の内部を通過して空間部２１Ａに向けて進行し、その後は整流板６Ａの複数の空気流通孔６０を通過してバーナ１Ａの燃焼領域に供給される。給気口４３は、空間部２１Ｂに直接連通するように設けられているために、何らの手当ても講じていない場合には、空間部２１Ｂからバーナ１Ｂに向けての燃焼用空気の供給量が多くなり、バーナ１Ａに対する燃焼用空気の供給量が少なくなる傾向を生じる。これに対し、本実施形態では、空気流通ガイド４に傾斜面４５ａが形成されて、空気流路Ｐの断面積がケーシング２Ａ寄りになるほど増大しているために、空間部２１Ａに流入する燃焼用空気の量が大幅に減少しないようにし、バーナ１Ａに対する燃焼用空気の供給量に不足を生じないようにすることができる。なお、バーナ１Ｂは、バーナ１Ａよりも大型であり、燃焼用空気の消費量が多い。給気口４３をバーナ１Ａ，１Ｂのいずれか一方寄りに偏らせて設ける場合には、本実施形態のように、燃焼用空気の消費量が多いバーナ１Ｂ寄りに設けることが好ましい。

この熱源機Ａにおいては、空間部２１Ａ，２１Ｂを連通させる空気流通ガイド４の補助部４４が、ケーシング２Ａ，２Ｂどうしの間に位置しており、空間部２１Ａ，２１Ｂは補助部４４を介して略水平に並ぶようにして連通している。このため、空気流通ガイド４をケーシング２Ａ，２Ｂの下方に大きく嵩張った状態に設ける必要はなく、空気流通ガイド４の嵩張り寸法を非常に小さくすることができる。したがって、本実施形態とは異なり、たとえばケーシング２Ａ，２Ｂの下方にダクト類を別途設けた構成とは異なり、送風ファン３の取り付け高さを下げる必要は殆ど無い。その結果、熱源機Ａの全体の上下高さ方向の寸法を小さくし、全体の薄型化ならびに小型化を好適に図ることができる。空気流通ガイド４の傾斜面４５ａが形成された部分は、ケーシング２Ａの底部よりも下方に突出しているものの、この突出部分は、送風ファン３の側方に位置しており、送風ファン３の取り付け高さを低くするものではない。また、突出部分の突出寸法は比較的小さくてよい。したがって、前記突出部分に起因して、熱源機Ａの薄型化が妨げられることもない。

空気流通ガイド４の補助部４４とケーシング２Ａ，２Ｂとの接続に際しては、開口部２３Ａ，２３Ｂの周縁のフランジ２４Ａ，２４Ｂに門形部４１の外面を当接させており、しかもそれらの間にはパッキン４６を介装させているために、これらの接続部分に隙間を生じ難くすることができる。とくに、図４を参照して説明したように、門形部４１の一対の起立部４１０、およびこれに対応するフランジ２４Ａ，２４Ｂの一対の起立部２４０は、上方に進むほどそれらの幅が狭くなるように傾斜しているために、フランジ２４Ａ，２４Ｂの下向きの面に対して門形部４１をその下方から上向きに押し当てると、それらの互いに接触する面どうしを適切に圧接させることができる。したがって、補助部４４とケーシング２Ａ，２Ｂとの接続部分に不当な隙間が発生することがより適切に防止され、不当な空気漏れなどを生じないようにすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されない。本発明に係る熱源機の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明でいう空気流通ガイドは、２つのバーナを囲む一対のケーシングの側壁に形成された所定の一対の開口部間を連絡させる閉断面構造の補助部を備えていればよい。補助部や空気流通ガイド全体の具体的な形状や形成方法などは限定されない。ケーシングの側壁に形成される一対の開口部は、下部が開口した切欠き状のものに限らず、たとえばそのような下部開口を有しない非切欠きの孔状に形成することも可能である。空気流通ガイドの補助部の形状は、前記開口部の形状に対応させて種々に変更することができる。また、前記開口部の周縁部と空気流通ガイドの補助部との接続手段としては、前記実施形態のようにフランジを利用して接続することが好ましいものの、たとえばそれらが当接する部分に溶接やろう付けを施すなどして気密性を維持しつつ、それらを固定連設してもかまわない。

バーナは、ガスバーナに限らず、たとえば灯油や軽油などの燃料オイルなど、ガス以外の燃料を燃焼させるバーナを用いることができる。バーナを囲むケーシングは、少なくともバーナの周囲を囲む側壁を有していればよく、その具体的なサイズや形状なども問わない。整流板は、バーナの燃焼領域に燃焼用空気が適切に供給されるようにするためのものであり、やはりその具体的な形状なども限定されない。

前記実施形態の熱源機は、熱交換器と組み合わされて、温水装置用の熱源として使用されているが、本発明に係る熱源機はこれに限定されず、様々な用途の熱源に利用可能である。また、本発明に係る熱源機は、バーナの上面側が燃料燃焼領域となる姿勢に代えて、たとえばバーナを横向き、または下向きなどの姿勢に設定し、燃焼ガスを水平方向または下方に向けて進行させる姿勢にすることもできる。本発明でいうバーナの背面とは、バーナを挟んでバーナの燃料燃焼領域とは反対の領域を意味しており、バーナの下方領域に限るものではない。

本発明に係る熱源機の一例を示す概略断面図である。図１に示す熱源機の分解概略断面図である。図１に示す熱源機の一部省略分解斜視図である。（ａ）は、図１のIV−IV断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示された部分の分解断面図である。

符号の説明

Ａ熱源機
Ｐ空気流路
１Ａ，１Ｂバーナ
２Ａ，２Ｂケーシング
３送風ファン
４空気流通ガイド
６Ａ，６Ｂ整流板
２０Ａ，２０Ｂ側壁（ケーシングの）
２０A'，２０B' 壁面部（側壁の）
２１Ａ，２１Ｂ空間部
２２Ａ，２２Ｂフランジ（ケーシングの）
４０カバー体
４１門形部
４１０起立部（門形部の）
４３給気口
４５ａ傾斜面

Claims

一対のバーナのそれぞれの周囲を囲む側壁を有し、かつ互いに間隔を隔てて並んでいる一対のケーシングと、
これら一対のケーシングの内部のうち、前記一対のバーナのそれぞれの背面に位置する整流板のさらに背面側に形成されている一対の空間部と、
前記一対の空間部どうしを繋ぎ、かつ送風ファンから吐出される燃焼用空気を前記一対の空間部のそれぞれに流入させるように導く空気流通ガイドと、
を備えている、熱源機であって、
前記一対のケーシングの側壁のうち、互いに対向する壁面部には、前記一対の空間部に個々に連通する切欠き状または非切欠き状の一対の開口部が形成されており、
前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングどうしの間に全体または一部が位置する閉断面構造の補助部を備えており、この補助部が前記一対の開口部間を連絡させていることにより、前記一対の空間部およびこの補助部の内部は一連に繋がった空気流路として形成されており、
前記送風ファンから吐出される燃焼用空気を前記空気流路に流入させるための給気口は、前記一対のケーシングの一方寄りに偏って設けられ、
前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングの一方側から他方側に進むほど前記空気流路の断面積が増大するように傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする、熱源機。
前記空気流通ガイドは、前記一対のケーシングの背面側に取り付けられてそれらの背面側開口部の全体または一部を閉塞するカバー体と、このカバー体から起立した門形状に形成された門形部と、を有しており、
前記閉断面構造の補助部は、前記カバー体の一部および前記門形部を含んで構成されている、請求項１に記載の熱源機。
前記一対の開口部の各周縁には、前記門形部の外面を当接させるためのフランジが形成されており、
前記門形部のうち、前記カバー体から起立している一対の起立部の外面は、前記門形部の先端側に進むほどそれらの間隔が狭くなるように傾斜しており、
前記フランジのうち、前記一対の起立部の外面が当接する内面部分は、前記一対の起立部の外面と同方向に傾斜した傾斜面とされている、請求項２に記載の熱源機。