JP6534906B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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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、混合気の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の上流側の水管を設置したものが知られている。また、このものでは、ボディフランジ部の内周縁よりも外側に張出す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第１のパッキンを介設すると共に、燃焼板フランジ部と接合フランジ部との間に第２のパッキンを介設している。そして、接合フランジ部をボディフランジ部に締結することにより、第１のパッキンに設けた燃焼板用シール部が燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間で圧縮されて、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と共に、第２のパッキンに設けた燃焼筐用シール部が接合フランジ部と燃焼板フランジ部との間で圧縮されて、接合フランジ部と燃焼板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、板金製の燃焼板は、燃焼時に相当高温になる。そして、バーナボディ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に熱が溜まりやすくなるため、燃焼板の熱がバーナボディに伝わると、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。この場合、燃焼板からバーナボディに伝熱し難くなるように、第１のパッキンを断熱性に優れたセラミックパッキンで構成することも考えられるが、これではコストが高くなってしまう。
本発明は、以上の点に鑑み、燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間に介設するパッキンの断熱性を高めなくても、燃焼板からの伝熱によるバーナボディの過熱を防止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、混合気の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、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を設置するものにおいて、ボディフランジ部の内周縁よりも外側に張出す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、接合フランジ部を燃焼板フランジ部に直接接触させた状態で、接合フランジ部がボディフランジ部に締結され、パッキンは、この締結により燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間で圧縮される燃焼板用シール部を有することを特徴とする。
本発明によれば、接合フランジ部が燃焼板フランジ部に直接接触するため、冷却手段による冷熱が伝達される接合フランジ部に燃焼板からの熱を逃がすことができる。その結果、燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間に介設するパッキンの断熱性を高めなくても、燃焼板からの伝熱によるバーナボディの過熱を防止でき、パッキンとしてセラミックパッキンを用いるものに比しコストダウンを図ることができる。
また、本発明においては、ボディフランジ部に、パッキンに形成した孔を通して燃焼板フランジ部に当接する突起が形成されることが望ましい。これによれば、燃焼板フランジ部が突起に押されて接合フランジ部に確実に接触して、燃焼板フランジ部から接合フランジ部への伝熱の確実性が向上すると共に、燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間の隙間が突起の高さよりも狭められることがなく、燃焼板用シール部の圧縮代を適切に管理できる。
尚、燃焼板用シール部により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を確保して、両フランジ部間からの混合気の漏れを防止できるが、接合フランジ部を燃焼板フランジ部に直接接触させたままでは、接合フランジ部と燃焼板フランジ部との間からの燃焼排ガスの漏れを生じてしまう。
そのため、本発明において、燃焼板フランジ部の外周縁は、ボディフランジ部の外周縁よりも内側に位置し、接合フランジ部とパッキンは、夫々燃焼板フランジ部の外周縁より外側に張出す張出し部を有し、パッキンの張出し部に、ボディフランジ部に対する接合フランジ部の締結により接合フランジ部の張出し部とボディフランジ部との間で圧縮される燃焼筐用シール部が設けられることが望ましい。これによれば、単一のパッキンで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だけでなく接合フランジ部とボディフランジ部との間のシール性も確保して、燃焼排ガスの外部への漏れを防止でき、コスト的に有利である。
更に、本発明においては、ボディフランジ部の外周に、接合フランジ部の張出し部のボディフランジ部に対向する面の外周部に当接する屈曲した屈曲縁部が形成されることが望ましい。これによれば、ボディフランジ部から屈曲縁部を介して接合フランジ部に熱を逃がして、バーナボディの過熱をより効果的に防止できると共に、接合フランジ部の張出し部とボディフランジ部との間の隙間が屈曲縁部の屈曲高さよりも狭められることがなく、燃焼筐用シール部の圧縮代を適切に管理できる。
ところで、接合フランジ部のボディフランジ部に対する締結箇所からの燃焼排ガスの漏れを防止するには、この締結箇所を燃焼板フランジ部の外周縁より外側で、且つ、燃焼板用シール部の外側に位置させて、燃焼板フランジ部と接合フランジ部との当接部に侵入した燃焼排ガスが締結箇所に達しないようにする必要がある。この場合、燃焼板フランジ部の外周縁に、締結箇所に合致する周方向部分に位置させて、切欠き部を形成し、燃焼筐用シール部の締結箇所に合致する周方向部分を切欠き部に入り込むように内側に湾曲させれば、締結箇所の位置を内側にずらすことができる。その結果、接合フランジ部及びボディフランジ部の外周縁を締結箇所に合致する周方向部分で外側に膨出させずに済み、装置の小型化を図ることができる。
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２と、バーナボディ２の下向きの開放面２１を覆う板金製の燃焼板３とから成るバーナ１と、バーナボディ２の開放面２１を囲うボディフランジ部２２にビス４１で締結される上端の接合フランジ部４２を有する燃焼筐４とを備えている。燃焼筐４の内部には、給湯用の熱交換器５が収納されている。
バーナボディ２には、混合気を供給するファン６を接続する流入口２３が開設されている。流入口２３には、ファン６停止時にバーナボディ２内に残留する混合気がファン６側に逆流することを阻止する逆止弁２４が装着されている。逆止弁２４は、流入口２３に嵌め込まれる樹脂製の弁筐２４１と、バーナボディ２内を向く弁筐２４１の開口部に開閉自在に軸着された樹脂製の弁板２４２とで構成されている。燃焼板３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３１ａ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３１ｂを重ね合わせて、織布３１ａと分布板３１ｂとにより混合気の噴出部３１を構成している。ファン６からバーナボディ２内に供給された混合気は噴出部３１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の噴出部を構成することも可能である。
熱交換器５は、多数のフィン５１とこれらフィン５１を貫通する複数の吸熱管５２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４の横方向両側の側板４３の外面には、隣り合う２本の吸熱管５２，５２の接続路を側板４３との間に画成する接続蓋５３が複数取付けられており、全ての吸熱パイプ５２が直列に接続される。また、下流端の吸熱パイプ５２に接続される接続路を側板４３との間に画成する接続蓋５３には出湯口５４が設けられている。
また、燃焼筐４の前側の側板４４と後側の側板４５の熱交換器５より上方の部分の内側には、燃焼筐４を冷却するために、夫々上下３本の水管７が各側板４４，４５に接するように配置されている。また、燃焼筐４の横方向片側の側板４３の外面には、前側の上下３本の水管７の接続路を側板４３との間に画成する流入側ヘッダ蓋７１と、後側の上下３本の水管７と熱交換器５の上流端の吸熱管５２との接続路を側板４３との間に画成する流出側ヘッダ蓋７２とを取付け、流入側ヘッダ蓋７１に入水口７３を設けている。更に、燃焼筐４の横方向反対側の側板４３の外面には、図２、図３に示す如く、前側の水管７と後側の水管７との接続路を側板４３との間に画成する接続蓋７４が取付けられている。そして、水が入水口７３から流入側ヘッダ蓋７１内の接続路と前側の水管７と接続蓋７４内の接続路と後側の水管７と流出側ヘッダ蓋７２内の接続路とを介して熱交換器５に供給され、熱交換器５で加熱された温水が出湯口５４から出湯されるようにしている。かくして、前後の水管７、流入側と流出側のヘッダ蓋７１，７２で画成される接続路及び接続蓋７４で画成される接続路によりバーナ１と熱交換器５との間の燃焼筐４の部分に設置される冷却手段が構成される。尚、流入側ヘッダ蓋７１は、燃焼筐４の横方向片側の側板４３の冷却のため前側から後側にのびる部分７１ａを有する。
また、燃焼筐４の前側の側板４４には、上方から１番目と２番目の２本の水管７，７の間の側板部分を貫通して燃焼筐４内に突出する点火電極８１と接地電極８２とフレームロッド８３とを有する電極部品８が装着されている。尚、電極部品８には、燃焼筐４内を視認できる覗き窓８４が付設されている。
図５に明示する如く、燃焼板３の周縁には、ボディフランジ部２２の内周縁よりも外側に張出す燃焼板フランジ部３２が設けられおり、この燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間にパッキン９が介設されている。また、燃焼板フランジ部３２の外周縁は、ボディフランジ部２２の外周縁よりも内側に位置する。更に、接合フランジ部４２は、燃焼板フランジ部３２の外周縁より外側に張出す張出し部４２ａを有し、パッキン９も、燃焼板フランジ部３２の外周縁より外側に張出す張出し部９ａを有している。そして、パッキン９の燃焼板フランジ部３２に対向する部分に、自由状態で図５に仮想線で示す如く下方に突出する燃焼板用シール部９１を全周に亘って形成すると共に、接合フランジ部４２の張出し部４２ａに対向するパッキン９の張出し部９ａの部分に、自由状態で下方に突出する燃焼筐用シール部９２を全周に亘って形成している。
ところで、バーナボディ２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２に熱が溜まりやすくなる。また、板金製の燃焼板３は、燃焼時に相当高温になる。そのため、燃焼板３の熱がバーナボディ２に伝わると、バーナボディ２の温度がかなり高くなってしまい、バーナボディ２の付属品である逆止弁２４に熱による悪影響が及んでしまう。この場合、燃焼板３からバーナボディ２に伝熱し難くなるように、パッキン９を断熱性に優れたセラミックパッキンで構成することも考えられるが、これではコストが高くなってしまう。
そこで、本実施形態では、接合フランジ部４２を燃焼板フランジ部３２に直接接触させた状態で、接合フランジ部４２をボディフランジ部２２に締結している。これによれば、冷却手段による冷熱が伝達される接合フランジ部４２に燃焼板３からの熱を逃がすことができる。従って、燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間に介設するパッキン９を通常のゴム製のものとしても、燃焼板３からの伝熱によるバーナボディ２の過熱を防止でき、パッキン９としてセラミックパッキンを用いるものに比しコストダウンを図ることができる。
また、接合フランジ部４２をボディフランジ部２２に締結すると、燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間で燃焼板用シール部９１が圧縮される。これにより、燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間のシール性を確保して、両フランジ部３２，２２間からの混合気の漏れを防止できる。但し、接合フランジ部４２を燃焼板フランジ部３２に直接接触させたままでは、接合フランジ部４２と燃焼板フランジ部３２との間からの燃焼排ガスの漏れを生じてしまう。
そこで、本実施形態では、ボディフランジ部２２に対する接合フランジ部４２の締結により、接合フランジ部４２の張出し部４２ａとボディフランジ部２２との間で燃焼筐用シール部９２が圧縮されるようにしている。これによれば、単一のパッキン９で燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間のシール性だけでなく接合フランジ部４２とボディフランジ部２２との間のシール性も確保して、燃焼排ガスの外部への漏れを防止でき、コスト的に有利である。
また、本実施形態では、ボディフランジ部２２の周方向複数個所に、図５に示す如く、パッキン９に形成した孔９３を通して燃焼板フランジ部３２に当接する突起２２１を形成している。これによれば、燃焼板フランジ部３２が突起２２１に押されて接合フランジ部４２に確実に接触して、燃焼板フランジ部３２から接合フランジ部４２への伝熱の確実性が向上する。また、接合フランジ４２の締結用ビス４１を締付け過ぎても、燃焼板フランジ部３２とボディフランジ部２２との間の隙間が突起２２１の高さよりも狭められることがなく、燃焼板用シール部９１の圧縮代を適切に管理できる。更に、突起２２１を孔９３に軽く圧入することで、パッキン９をボディフランジ部２２に仮止めできる。そのため、ボディフランジ部２２を下にしてもパッキン９が脱落せず、組立性も向上する。
図５を参照して、本実施形態では、更に、ボディフランジ部２２の外周に、接合フランジ部４２の張出し部４２ａのボディフランジ部２２に対向する面の外周部に当接する下方に屈曲した屈曲縁部２２２を形成している。これによれば、ボディフランジ部２２から屈曲縁部２２２を介して接合フランジ部４２に熱を逃がして、バーナボディ２の過熱をより効果的に防止できる。更に、接合フランジ部４２の張出し部４２ａとボディフランジ部２２との間の隙間が屈曲縁部２２２の屈曲高さよりも狭められることがなく、燃焼筐用シール部９２の圧縮代を適切に管理できる。
ところで、接合フランジ部４２のボディフランジ部２２に対する締結箇所、即ち、ビス４１止め箇所からの燃焼排ガスの漏れを防止するには、このビス４１止め箇所を燃焼板フランジ部３２の外周縁より外側で、且つ、燃焼板用シール部９２の外側に位置させて、燃焼板フランジ部３２と接合フランジ部４２との当接部に侵入した燃焼排ガスがビス４１止め箇所に達しないようにする必要がある。
そして、本実施形態では、図６に示す如く、燃焼板フランジ部３２の外周縁に、ビス４１止め箇所に合致する周方向部分に位置させて、切欠き部３２ａを形成し、燃焼筐用シール部９２のビス４１止め箇所に合致する周方向部分９２ａを切欠き部３２ａに入り込むように内側に湾曲させている。これによれば、ビス４１止め箇所の位置を内側にずらすことができる。その結果、接合フランジ部４２及びボディフランジ部２２の外周縁をビス４１止め箇所に合致する周方向部分で外側に膨出させずに済み、燃焼装置の小型化を図ることができる。尚、図６に示すものでは、パッキン９のビス４１が通る部分に切欠き部９４を形成しているが、ビス４１が通る部分に孔を形成してもよい。
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４に給湯用の熱交換器５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４に収納してもよい。また、上記実施形態では、バーナボディ２に下向きの開放面２１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、２…バーナボディ、２１…開放面、２２…ボディフランジ部、２２１…突起、２２２…屈曲縁部、３…燃焼板、３１…噴出部、３２…燃焼板フランジ部、３２ａ…切欠き部、４…燃焼筐、４２…接合フランジ部、４２ａ…張出し部、９…パッキン、９ａ…張出し部、９１…燃焼板用シール部、９２…燃焼筐用シール部、９２ａ…燃焼筐用シール部の締結箇所に合致する周方向部分。
Claims (5)
- 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、混合気の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、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を設置するものにおいて、
ボディフランジ部の内周縁よりも外側に張出す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、接合フランジ部を燃焼板フランジ部に直接接触させた状態で、接合フランジ部がボディフランジ部に締結され、パッキンは、この締結により燃焼板フランジ部とボディフランジ部との間で圧縮される燃焼板用シール部を有することを特徴とする燃焼装置。 - 前記ボディフランジ部に、前記パッキンに形成した孔を通して前記燃焼板フランジ部に当接する突起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。
- 前記燃焼板フランジ部の外周縁は、前記ボディフランジ部の外周縁よりも内側に位置し、前記接合フランジ部と前記パッキンは、夫々燃焼板フランジ部の外周縁より外側に張出す張出し部を有し、パッキンの張出し部に、前記締結により接合フランジ部の張出し部とボディフランジ部との間で圧縮される燃焼筐用シール部が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。
- 前記ボディフランジ部の外周に、前記接合フランジ部の張出し部のボディフランジ部に対向する面の外周部に当接する屈曲した屈曲縁部が形成されることを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。
- 請求項３又は４記載の燃焼装置であって、前記接合フランジ部の前記ボディフランジ部に対する締結箇所は、前記燃焼板フランジ部の外周縁より外側に位置し、前記燃焼筐用シール部は、締結箇所に合致する周方向部分で締結箇所の内側に位置するように形成されるものにおいて、燃焼板フランジ部の外周縁に、締結箇所に合致する周方向部分に位置させて、切欠き部が形成され、燃焼筐用シール部の締結箇所に合致する周方向部分は、切欠き部に入り込むように内側に湾曲することを特徴とする燃焼装置。
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