JP6023133B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の上部前面に接続された横方向に長手の箱形の排気ダクトとを備え、排気ダクトの後面部に、バーナの燃焼排ガスが流入する横方向に細長い形状の流入口が形成され、排気ダクトの前面部の横方向中央部に設けられた流出口から燃焼排ガスが前方に排出されるようにした燃焼装置に関する。

燃焼筐及び排気ダクトを備える燃焼装置では、ヘルムホルツ型の共鳴を生ずる。その共鳴周波数ｆは、燃焼筐の内容積をＶ、排気経路の最小断面積をＳ、排気経路の長さをＬ、音速をＣとして、
ｆ＝（Ｃ／２π）{Ｓ／（Ｖ・Ｌ）}^１／２…（１）
になる。そして、共鳴周波数がバーナの燃焼振動の周波数に近いと、共鳴による騒音を生ずる。従って、騒音を低減するには、共鳴周波数を燃焼振動周波数からずらすことが必要になる。

従来、上記の如く後面部に横方向に細長い形状の流入口が形成され、前面部の横方向中央部に流出口が設けられた排気ダクトを備える燃焼装置において、共鳴による騒音を低減するため、流入口の横方向中央部を覆う邪魔板を設けたものが知られている。このものでは、流入口の横方向中央部の燃焼排ガスが流入口の横方向両側部に迂回して排気ダクト内に流入してから、横方向中央部の流出口に流れることになる。これにより、上記（１）式のＬが大きくなると共にＳが小さくなり、共鳴周波数が燃焼振動周波数よりも小さくなって、共鳴による騒音が低減される。

然し、このものでは、流入口の実質的な面積が邪魔板により狭められるため、排気抵抗が大きくなり、所要量の燃焼用空気を供給するのに必要なファンの回転数が高くなり、ファン騒音が大きくなってしまう。

ところで、従来、後面部に円形の流入口が設けられると共に、横方向一方の端面に流出口が設けられた横長の排気ダクトを備える燃焼装置において、排気ダクト内を後側と前側の２つの排気通路部に仕切る仕切り板を設け、各排気通路部の横方向に直交する断面積は流入口の開口面積より小さくし、排気ダクトの横方向他方の端面を閉塞する端板部と仕切り板の横方向他方の端縁との間に後側と前側の排気通路部を連通する通気間隙を設けて、排気抵抗を増加させずに、共鳴周波数を小さくすることができるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

本願発明者は、この仕切り板の技術を利用し、後面部に横方向に細長い形状の流入口が形成され、前面部の横方向中央部に流出口が設けられた排気ダクトを備える燃焼装置において、排気ダクト内に、流入口の前方に位置する前板部と、前板部の上下両縁から後方にのびて排気ダクトの後面部の流入口の上方部分及び下方部分に達する上下の板部とを有する横方向に長手の断面コ字状のカバーを設けたものを創作した。

このものでは、カバーで覆われる流入口の部分から流入する燃焼排ガスがカバー内で横方向一方と他方とに分流して、カバーの横方向両端部から横方向中央部の流出口に向けて流れることになり、上記（１）式のＬが大きくなって、共鳴周波数が小さくなる。然し、これでは、排気抵抗を十分に減少できないことが判明した。

特開２０１２−１１２６３５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、後面部に横方向に細長い形状の流入口が形成され、前面部の横方向中央部に流出口が設けられた排気ダクトを備える燃焼装置であって、排気抵抗を減少して、且つ、共鳴騒音を十分に低減できるようにしたもの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、バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の前面上部に接続された横方向に長手の箱形の排気ダクトとを備え、排気ダクトの後面部に、バーナの燃焼排ガスが流入する横方向に細長い形状の流入口が形成され、排気ダクトの前面部の横方向中央部に設けられた流出口から燃焼排ガスが前方に排出されるようにした燃焼装置において、排気ダクト内に、流入口の前方に位置する前板部と、前板部の上下両縁から後方にのびて排気ダクトの後面部の流入口の上方部分及び下方部分に達する上下の板部とを有する横方向に長手の断面コ字状のカバーが設けられ、カバーの上下の板部に、多数の透孔が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、上記の如く、カバーで覆われる流入口の部分から流入する燃焼排ガスがカバー内で横方向一方と他方とに分流して、カバーの横方向両端部から横方向中央部の流出口に向けて流れることになり、上記（１）式のＬが大きくなって、共鳴周波数が小さくなり、共鳴騒音を低減できる。また、カバー内から上下の板部に形成した多数の透孔を介して燃焼排ガスが流れるため、排気抵抗が減少する。更に、カバーの横方向両端部からの燃焼排ガスの左右方向の流れと、カバーの上下の板部の透孔からの燃焼排ガスの上下方向の流れとが流出口の手前で合流するため、排気経路の異なる４つの音波が合わさることになり、共鳴騒音を一層効果的に低減できる。

また、本発明においては、カバーの前板部にも多数の透孔が形成されることが望ましい。これによれば、排気抵抗を更に減少できると共に、燃焼ガスの上述した左右方向及び上下方向の流れに加えて前板部の透孔から燃焼ガスの流れが流出口の手前で合流して、排気経路の異なる５つの音波が合わさることになり、共鳴騒音の低減効果が更に向上する。

また、カバーの横方向中心位置は、前記流入口の横方向中心位置から横方向一方にずれていることが望ましい。これによれば、カバーの横方向一端を経由して流出口に達する排気経路の長さとカバーの横方向他端を経由して流出口に達する排気経路の長さとが異なることになり、両排気経路からの周波数の異なる２つの音波が干渉し合って、共鳴しにくくなる。

本発明の実施形態の燃焼装置を示す正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した拡大断面図。 実施形態の燃焼装置に設けられた排気ダクトの分解状態の斜視図。 図３の排気ダクトの組立状態の切断平面図。

図１、図２を参照して、１は、本発明の実施形態の燃焼装置である給湯用熱源機の外装ハウジングを示している。外装ハウジング１は、前面を開放したハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の前面を覆う前パネル１２とで構成されている。

外装ハウジング１内には、図２に示す如く、燃焼筐２が設けられている。燃焼筐２内の下部にはバーナ３が配置され、中間部には、吸熱フィン４１に通水パイプ４２を挿通した顕熱回収型の主熱交換器４が配置され、上部には、吸熱パイプ５１群で構成される潜熱回収型の副熱交換器５が配置されている。また、燃焼筐２内のバーナ３より下方の部分には、バーナ配置部に対し分布板６１で仕切られた給気室６が設けられている。給気室６にはファン７が接続されており、このファン７によって給気室６に空気が供給される。給気室６には、バーナ３の混合管部３１に臨むガスノズル３２が配置されている。そして、給気室６内の空気の一部が混合管部３１に燃焼用一次空気として供給されると共に、分布板６１に形成した多数の分布孔（図示せず）を介してバーナ配置部に燃焼用二次空気として供給されるようにしている。

燃焼筐２の上部前面には、副熱交換器５を通過したバーナ３の燃焼排ガスが流入する横方向に長手の箱形の排気ダクト８が接続されている。図３、図４も参照して、排気ダクト８は、後面が開放されたダクト本体８ａと、ダクト本体８ａの後面を閉塞する、燃焼筐２の上部前面に固定されるベース板８ｂとで構成されている。排気ダクト８の後面部たるベース板８ｂには、燃焼排ガスが流入する横方向に細長い形状の流入口８１が形成され、外装ハウジング１の前パネル１２に形成した開口を通して前方に露出する排気ダクト８の前面部たるダクト本体８ａの前面の横方向中央部には、燃焼排ガスを前方に排出する筒状の流出口８２が設けられている。

また、排気ダクト８内には、流入口８１の前方に位置する前板部８３ａと、前板部８３ａの上縁から後方にのびてベース板８ｂの流入口８１の上方部分に達する上板部８３ｂと、前板部８３ａの下縁から後方にのびてベース板８ｂの流入口８１の下方部分に達する下板部８３ｃとを有する横方向に長手の断面コ字状のカバー８３が設けられている。カバー８３の上下の板部８３ｂ、８３ｃと前板部８３ａには多数の透孔８３ｄが形成されている。

以上の構成によれば、カバー８３で覆われる流入口８１の部分から流入する燃焼排ガスがカバー８３内で横方向一方と他方とに分流して、カバー８３の横方向両端部から横方向中央部の流出口８２に向けて流れることになる。そのため、上記（１）式のＬが大きくなって、共鳴周波数が小さくなる。

また、カバー８３内から上下の板部８３ｂ、８３ｃ及び前板部８３ａに形成した多数の透孔８３ｄを介して燃焼排ガスが流れるため、排気抵抗が減少する。更に、カバー８３の横方向両端部からの燃焼排ガスの左右方向の流れと、カバー８３の上下の板部８３ｂ、８３ｃの透孔８３ｄからの燃焼排ガスの上下方向の流れと、カバー８３の前板部８３ａからの燃焼排ガスの流れとが流出口の手前で合流するため、排気経路の異なる５つの音波が合わさることになり、共鳴騒音を一層効果的に低減できる。

尚、透孔８３ｄは、共鳴音の周波数である低周波を通しにくい直径１〜４ｍｍ程度の比較的小径のものにすることが望ましい。これによれば、音響的な効果を損なうことなく、排気抵抗を減少させることができる。

また、本実施形態では、図４に明示する如く、カバー８３の横方向中心位置Ｏは、流入口８１の横方向中心位置Ｏ´から横方向一方（図４の左方）にずれている。これによれば、カバー８３の横方向一端を経由して流出口８２に達する排気経路の長さとカバー８３の横方向他端を経由して流出口８２に達する排気経路の長さとが異なることになり、両排気経路からの周波数の異なる２つの音波が干渉し合って、より一層共鳴しにくくなる。

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、カバー８３の前板部８３ａにも透孔８３ｄを形成しているが、前板部８３ａの透孔を省略しても、上記段落００１２で記述したように排気抵抗を減少させて、且つ、共鳴騒音を低減するという効果が得られる。また、上記実施形態は、顕熱回収型の主熱交換器４と潜熱回収型の副熱熱交換器５とを有する熱源機に本発明を適用したものであるが、副熱交換器５は省略してもよく、また、熱源機以外の他の燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。

２…燃焼筐、３…バーナ、７…ファン、８…排気ダクト、８１…流入口、８２…流出口、８３…カバー、８３ａ…前板部、８３ｂ…上板部、８３ｃ…下板部、８３ｄ…透孔。

Claims (3)

1. バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の上部前面に接続された横方向に長手の箱形の排気ダクトとを備え、排気ダクトの後面部に、バーナの燃焼排ガスが流入する横方向に細長い形状の流入口が形成され、排気ダクトの前面部の横方向中央部に設けられた流出口から燃焼排ガスが前方に排出されるようにした燃焼装置において、
   排気ダクト内に、流入口の前方に位置する前板部と、前板部の上下両縁から後方にのびて排気ダクトの後面部の流入口の上方部分及び下方部分に達する上下の板部とを有する横方向に長手の断面コ字状のカバーが設けられ、カバーの上下の板部に、多数の透孔が形成されることを特徴とする燃焼装置。
2. 前記カバーの前板部にも多数の透孔が形成されることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記カバーの横方向中心位置は、前記流入口の横方向中心位置から横方向一方にずれていることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。

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