JP6542659B2 - 燃焼装置 - Google Patents

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Description

本発明は、混合気を下向きに噴出するバーナと、バーナから噴出する混合気の燃焼空間を囲う、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備え、燃焼筐内の下部に熱交換器が配置された燃焼装置に関する。
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ウォータジャケットを設けたものが知られている。このウォータジャケットは、燃焼筐の前後一方の側板に設けられた横方向にのびる第１ジャケット部と、燃焼筐の前後他方の側板に設けられた横方向にのびる第３ジャケット部と、燃焼筐の横方向一側の側板に設けられた、第１ジャケット部と第３ジャケット部とを接続する前後方向にのびる第２ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後一方寄りの部分に設けられた、熱交換器を通過した水を第１ジャケット部に導く流入側ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後他方寄りの部分に設けられた、第３ジャケット部からの水が流入する流出側ジャケット部とで構成され、流出側ジャケット部に、上部の出湯口が設けられている。
そして、熱交換器を通過した水が流入側ジャケット部から第１ジャケット部と第２ジャケット部と第３ジャケット部とを介して流出側ジャケット部に流れ、出湯口からこれに接続した給湯路に水（温水）が供給されるようにしている。また、このものでは、流出側ジャケット部の上部から流入側ジャケット部に向けて前後一方にのびる第４ジャケット部を設け、燃焼筐の横方向他側の側板の流入側ジャケット部と流出側ジャケット部との間の部分を第４ジャケット部で冷却できるようにしている。
ところで、熱交換器の吸熱管の一部でローカルヒート（沸騰）して、吸熱管内に気泡が発生することがある。この気泡は水流に乗って流出側ジャケット部まで流れる。ここで、従来は、第４ジャケット部が流出側ジャケット部の上部から前後一方に水平にのびており、第４ジャケット部の流入ジャケット部寄りの先端部の断面中心が出湯口の断面中心と同等高さに位置する。そのため、流出側ジャケット部から出湯口に流出せずに第４ジャケット部に気泡が流入すると、第４ジャケット部に気泡が溜まりやすくなる。そして、第４ジャケット部の気泡が溜まった部分は水で冷却できなくなるため、温度が上昇して、スケールが蓄積しやすくなり、耐久性が悪化してしまう。
欧州特許出願公開第２８１１１４１号明細書
本発明は、以上の点に鑑み、第４ジャケット部に気泡が溜まることを抑制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、混合気を下向きに噴出するバーナと、バーナから噴出する混合気の燃焼空間を囲う、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備え、燃焼筐内の下部に熱交換器が配置された燃焼装置であって、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としてウォータジャケットが設けられ、このウォータジャケットは、燃焼筐の前後一方の側板に設けられた横方向にのびる第１ジャケット部と、燃焼筐の前後他方の側板に設けられた横方向にのびる第３ジャケット部と、燃焼筐の横方向一側の側板に設けられた、第１ジャケット部と第３ジャケット部とを接続する前後方向にのびる第２ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後一方寄りの部分に設けられた、熱交換器を通過した水を第１ジャケット部に導く流入側ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後他方寄りの部分に設けられた、第３ジャケット部からの水が流入する流出側ジャケット部とで構成され、流出側ジャケット部に、上部の出湯口が設けられると共に、流出側ジャケット部の上部から流入側ジャケット部の近傍位置に向けて前後一方にのびる第４ジャケット部が設けられるものにおいて、第４ジャケット部は、その流入側ジャケット部寄りの先端部の断面中心が出湯口の断面中心より下方に位置するように形成されることを特徴とする。
本発明によれば、出湯口と第４ジャケット部の先端部との間に高低差が付けられることで、第４ジャケット部内での自然対流が促進される。そのため、第４ジャケット部にローカルヒートによる気泡が流入しても、この気泡は自然対流による流れで出湯口に運ばれて、第４ジャケット部に気泡が溜まることを抑制できる。従って、気泡が溜まることに起因する温度上昇によるスケールの蓄積で耐久性が悪化することを防止できる。
また、本発明において、第４ジャケット部の上面は、その流入側ジャケット部寄りの先端部から流出側ジャケット部の出湯口を設けた部分の上面に向けて上方に傾斜した傾斜面に形成されることが望ましい。これによれば、気泡が第４ジャケット部の上面に沿って出湯口側に流動しやすくなり、第４ジャケット部に気泡が溜ることをより効果的に防止できる。
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実施形態の燃焼装置の斜視図。 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横方向他側から見た側面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図。
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１１と、バーナボディ１１の下向きの開放面１１１を覆う板金製の燃焼板１２とを有し、燃焼板１２に設けた混合気噴出部１２１から下向きに混合気が噴出するバーナ１と、バーナ１から噴出する混合気の燃焼空間を囲う、バーナ１の下側の燃焼筐２とを備えている。燃焼筐２内の下部には、給湯用の熱交換器３が収納されている。また、燃焼筐２の上端部には、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で締結される接合フランジ部２２が設けられている。そして、接合フランジ部２２とボディフランジ部１１２との間に、燃焼板１２の周縁の燃焼板フランジ部１２２が挟まれている。
バーナボディ１１には、混合気を供給するファン４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４停止時にバーナボディ１１内に残留する混合気がファン４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。逆止弁１３は、流入口１１３に嵌め込まれる樹脂製の弁筐１３１と、バーナボディ１１内を向く弁筐１３１の開口部に開閉自在に軸着された樹脂製の弁板１３２とで構成されている。また、燃焼板１２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１２１ａ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１２１ｂを重ね合わせて、織布１２１ａと分布板１２１ｂとにより混合気噴出部１２１を構成している。そして、ファン４からバーナボディ１１内に供給された混合気が混合気噴出部１２１から噴出して全一次燃焼するようにしている。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噴出部を構成することも可能である。
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の外面には、隣り合う２本の吸熱管３２，３２の接続路を各側板２３，２４との間に画成する接続蓋３３が複数取付けられており、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に接続される接続路を横方向他側の側板２４との間に画成する接続蓋３３には入水口３４が設けられている。
燃焼筐２の前方の側板２６には、これを貫通して燃焼筐２内に突出する点火電極５１と接地電極５２とフレームロッド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。
また、燃焼筐２のバーナ１と熱交換器３との間の部分には、燃焼筐２を冷却する冷却手段としてウォータジャケット６が設けられている。このウォータジャケット６は、燃焼筐２の前後一方の側板、例えば、後方の側板２５に設けられた横方向にのびる水管から成る上下３本の第１ジャケット部６１と、燃焼筐２の前後他方の側板、例えば、前方の側板２６に設けられた横方向にのびる水管から成る上下３本の第３ジャケット部６３と、燃焼筐２の横方向一側の側板２３に設けられた、上下３本第１ジャケット部６１と上下３本の第３ジャケット部６３とを図６に示す如く接続する前後方向にのびる上下３本の第２ジャケット部６２と、燃焼筐２の横方向他側の側板２４の後方寄りの部分に設けられた、熱交換器３を通過した水を上下３本の第１ジャケット部６１に導く上下方向に長手の流入側ジャケット部６ｉｎと、燃焼筐２の横方向他側の側板２４の前方寄りの部分に設けられた、上下３本の第３ジャケット部６３からの水が流入する上下方向に長手の流出側ジャケット部６ｏｕｔとで構成され、流出側ジャケット部６ｏｕｔの上部に、給湯路を接続する横方向に開口した出湯口６１が設けられている。これにより、熱交換器３を通過した水（温水）は、流入側ジャケット部６ｉｎから第１ジャケット部６１と第２ジャケット部６２と第３ジャケット部６３とを介して流出側ジャケット部６ｏｕｔに流れ、出湯口６１から給湯路に供給される。
尚、第２ジャケット部６２は、燃焼筐２の横方向一側の側板２３に形成した横方向内方への窪み６２ａとこの窪み６２ａを覆う蓋板６２ｂとで構成される。また、流入側と流出側の各ジャケット部６ｉｎ，６ｏｕｔも、燃焼筐２の横方向他側の側板２４に形成した横方向内方への窪み６ｉｎａ，６ｏｕｔａとこの窪み６ｉｎａ，６ｏｕｔａを覆う蓋板６ｉｎｂ，６ｏｕｔｂとで構成される。
ここで、燃焼筐２の後方の側板２５と横方向一側の側板２３と前方の側板２６は、夫々第１ジャケット部６１と第２ジャケット部６２と第３ジャケット部６３に流れる水により冷却される。また、燃焼筐２の横方向他側の側板２４に、流出側ジャケット部６ｏｕｔの上部から流入側ジャケット部６ｉｎの近傍位置に向けて後方にのびる第４ジャケット部６４が設けられている。これによれば、燃焼板２の横方向他側の側板２４の流入側と流出側の両ジャケット部６ｉｎ，６ｏｕｔ間の部分が第４ジャケット部６４内の水により冷却される。尚、第４ジャケット部６４は、側板２４に形成した横方向内方への窪み６４ａとこの窪み６４ａを覆う蓋板６４ｂとで構成される。そして、第４ジャケット部６４の窪み６４ａと蓋板６４ｂは、流出側ジャケット部６ｏｕｔの窪み６ｏｕｔａと蓋板６ｏｕｔｂに連続している。
ところで、第４ジャケット部６４が流出側ジャケット部６ｏｕｔの上部から後方に水平にのびていると、ローカルヒートで発生する気泡が流出側ジャケット部６ｏｕｔから第４ジャケット部６４に流入した場合、第４ジャケット部６４に気泡が溜まりやすくなる。そして、第４ジャケット部６４の気泡が溜まった部分は水で冷却できなくなるため、温度が上昇して、スケールが蓄積しやすくなり、耐久性が悪化してしまう。
そこで、本実施形態では、図５に明示する如く、第４ジャケット部６４の流入側ジャケット部６ｉｎ寄りの先端部の断面中心Ｏ１が出湯口６１の断面中心Ｏ２より下方に位置するように第４ジャケット部６４を形成している。これによれば、出湯口６１と第４ジャケット部６４の先端部との間に高低差が付けられて、第４ジャケット部６４内での自然対流が促進される。そのため、第４ジャケット部６４にローカルヒートによる気泡が流入しても、この気泡は自然対流による流れで出湯口６１に運ばれて、第４ジャケット部６４に気泡が溜まることを抑制できる。従って、気泡が溜まることに起因する第４ジャケット部６４の温度上昇で、スケールが蓄積して耐久性が悪化することを防止できる。
更に、本実施形態では、第４ジャケット部６４の上面を、流入側ジャケット部６ｉｎ寄りの先端部から流出側ジャケット部６ｏｕｔの出湯口６１を設けた部分の上面に向けて上方に傾斜した傾斜面に形成している。そのため、気泡が第４ジャケット部６４の上面に沿って出湯口６１側に流動しやすくなり、第４ジャケット部６４に気泡が溜ることをより効果的に防止できる。
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、燃焼筐２に給湯用の熱交換器３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２に収納してもよい。
１…バーナ、２…燃焼筐、２３…横方向一側の側板、２４…横方向他側の側板、２５…後方（前後一方）の側板、２６…前方（前後他方）の側板、３…熱交換器、６…ウォータジャケット、６ｉｎ…流入側ジャケット部、６ｏｕｔ…流出側ジャケット部、６１…第１ジャケット部、６２…第２ジャケット部、６３…第３ジャケット部、６４…第４ジャケット部、６１…出湯口、Ｏ１…第４ジャケット部の先端部の断面中心、Ｏ２…出湯口の断面中心。

Claims (2)

  1. 混合気を下向きに噴出するバーナと、バーナから噴出する混合気の燃焼空間を囲う、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備え、燃焼筐内の下部に熱交換器が配置された燃焼装置であって、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としてウォータジャケットが設けられ、このウォータジャケットは、燃焼筐の前後一方の側板に設けられた横方向にのびる第１ジャケット部と、燃焼筐の前後他方の側板に設けられた横方向にのびる第３ジャケット部と、燃焼筐の横方向一側の側板に設けられた、第１ジャケット部と第３ジャケット部とを接続する前後方向にのびる第２ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後一方寄りの部分に設けられた、熱交換器を通過した水を第１ジャケット部に導く流入側ジャケット部と、燃焼筐の横方向他側の側板の前後他方寄りの部分に設けられた、第３ジャケット部からの水が流入する流出側ジャケット部とで構成され、流出側ジャケット部に、上部の出湯口が設けられると共に、流出側ジャケット部の上部から流入側ジャケット部の近傍位置に向けて前後一方にのびる第４ジャケット部が設けられるものにおいて、
    第４ジャケット部は、その流入側ジャケット部寄りの先端部の断面中心が出湯口の断面中心より下方に位置するように形成されることを特徴とする燃焼装置。
  2. 前記第４ジャケット部の上面は、前記先端部から前記流出側ジャケット部の前記出湯口を設けた部分の上面に向けて上方に傾斜した傾斜面に形成されることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
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