JP6750948B2

JP6750948B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP6750948B2
Application number: JP2016012072A
Authority: JP
Inventors: 研太加藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: JP2017133716A

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、並設した多数の吸熱フィンを貫通する複数の吸熱パイプを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器が配置された燃焼装置に関する。

燃焼筐内にフィンアンドチューブ型の熱交換器が配置された燃焼装置においては、熱交換器の吸熱フィンの並設方向を横方向として、燃焼筐の横方向各側の側板とこれに対向する横方向最外側の吸熱フィンとの間の隙間にバーナからの燃焼ガスが流れると、有効な熱交換が行われるのがこの隙間の片側（吸熱フィン側）に限定されて、熱効率の低下や排気温度の上昇といった不具合を生ずる。

そこで、従来、混合気を上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、バーナの上側に設けられた燃焼筐とを備え、燃焼筐内の上部にフィンアンドチューブ型の熱交換器が配置された燃焼装置ではあるが、燃焼筐の横方向各側の側板とこれに対向する横方向最外側の吸熱フィンとの間の隙間の上端を閉塞する遮蔽板を設け、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間に燃焼ガスが流れないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。尚、一般的に、吸熱フィンのバーナ側の端部には、熱効率を向上させる目的で上下方向の凹凸が付けられている。そのため、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間をバーナ側の端部で閉塞することは困難である。そこで、上記従来例では、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間をバーナ側の端部とは反対側の上端で閉塞するように遮蔽板を設けている。

ところで、燃焼装置には、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、燃焼筐内の下部にフィンアンドチューブ型の熱交換器を配置したものもある（例えば、特許文献２参照）。このような燃焼装置において、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間に燃焼ガスが流れないようにするには、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間をバーナ側の端部とは反対側の下端で閉塞するように遮蔽板を設ける必要がある。

然し、これでは、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間に落下したドレン（燃焼ガス中の水分の凝縮で生ずる水）が遮蔽板上に溜り、燃焼筐の側板と前後の板との合わせ部からドレンが燃焼筐の外部に漏れ出てしまうことがある。

特開２００７−１１３８１２号公報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、遮蔽板上にドレンが溜まること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、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、並設した多数の吸熱フィンを貫通する複数の吸熱パイプを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器が配置された燃焼装置であって、吸熱フィンの並設方向を横方向として、燃焼筐の横方向各側の側板とこれに対向する横方向最外側の吸熱フィンとの間の隙間の下端を閉塞する遮蔽板を設けるものにおいて、遮蔽板の一部に、遮蔽板上のドレンを遮蔽板の下方に排出するドレン排出部を設けることを特徴とする。

本発明によれば、燃焼筐の側板と最外側の吸熱フィンとの間の隙間にドレンが落下しても、ドレン排出部からドレンが遮蔽板の下方に排出されるため、遮蔽板上にドレンが溜まることを防止できる。

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要部の拡大断面図。実施形態の燃焼装置の最外側吸熱フィンと遮蔽板とパッキンを示す斜視図。

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の下側に設けられた燃焼筐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、更に、燃焼筐２の下側には下向きの排気口４１が開設された排気フード４が設けられている。そして、熱交換器３を通過したバーナ１からの燃焼ガスが排気フード４を介してその下側の図示省略した潜熱回収型の副熱交換器に流入するようにしている。

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で締結される上フランジ部２２が設けられている。そして、上フランジ部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とパッキン１２３とが挟まれている。また、燃焼筐２の下端部には下フランジ部２３が設けられており、この下フランジ部２３に、排気フード４の上端のフードフランジ部４２がパッキン４３を挟んだ状態で締結される。

バーナボディ１１には、混合気を供給するファン５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５停止時にバーナボディ１１内に残留する混合気がファン５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５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、並設した多数の吸熱フィン３１とこれら吸熱フィン３１を貫通する複数の吸熱パイプ３２とを備えるフィンアンドチューブ型熱交換器で構成されている。吸熱フィン３１の並設方向を横方向として、燃焼筐２の横方向一側と他側の側板２４の外面には、隣り合う２本の吸熱パイプ３２，３２の接続路を各側板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一側の側板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の前板２５には、これを貫通して燃焼筐２内に突出する点火電極６１と接地電極６２とフレームロッド６３とを有する電極部品６が装着されている。尚、電極部品６には、燃焼筐２内を視認できる覗き窓６４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７が設けられている。このウォータジャケット７は、燃焼筐２の後板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１ジャケット部７_１と、燃焼筐２の前板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３ジャケット部７_３と、燃焼筐２の横方向他側の側板２４に設けられた、上下３本の第１ジャケット部７_１と上下３本の第３ジャケット部７_３とを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７_２と、燃焼筐２の横方向一側の側板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７_１に導く上下方向に長手の流入側ジャケット部７ｉｎと、燃焼筐２の横方向一側の側板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７_３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７ｏｕｔとで構成され、流出側ジャケット部７ｏｕｔの上部に、給湯路を接続する出湯口７１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７ｉｎから第１ジャケット部７_１と第２ジャケット部７_２と第３ジャケット部７_３とを介して流出側ジャケット部７ｏｕｔに流れ、出湯口７１から給湯路に供給される。

尚、第２ジャケット部７_２は、燃焼筐２の横方向他側の側板２４とこれに取付けた蓋板７２との間に画成される。また、流入側と流出側の各ジャケット部７ｉｎ，７ｏｕｔも、燃焼筐２の横方向一側の側板２４とこれに取付けた蓋板７３，７４との間に画成される。また、流出側ジャケット部７ｏｕｔの上部から後方にのびる第４ジャケット部７_４が設けられている。

ところで、燃焼筐２の横方向各側の側板２４とこれに対向する横方向最外側の吸熱フィン３１Ａとの間の隙間にバーナ１からの燃焼ガスが流れると、有効な熱交換が行われるのがこの隙間の片側（吸熱フィン３１Ａ側）に限定されて、熱効率の低下や排気温度の上昇といった不具合を生ずる。そのため、側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間に燃焼ガスが流れることを阻止する必要がある。ここで、吸熱フィン３１は、最外側のものも含めて、バーナ１側の端部、即ち、上端部に、熱効率を高める目的で上下方向の凹凸が付けられている。従って、側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間の上端を閉塞することは困難である。そこで、図５、図６に明示する如く、側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間の下端を閉塞する遮蔽板３５を設けて、側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間に燃焼ガスが流れないようにしている。

遮蔽板３５は、上面にパッキン４３を重ねた状態でフードフランジ部４２と燃焼筐２の下フランジ部２３との間に挟み込まれる横方向外側のフランジ板部３５１と、最外側吸熱フィン３１Ａの下端に当接する横方向内側でフランジ板部３５１よりも上方に位置する当て板部３５２と、フランジ板部３５１と当て板部３５２との間の上下方向に傾斜した傾斜板部３５３とを有している。そして、フランジ板部３５１のパッキン４３よりも横方向内側に位置する部分と、傾斜板部３５３と、当て板部３５２の最外側吸熱フィン３１Ａより横方向外側に位置する部分とで燃焼筐２の側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間の下端が閉塞されるようにしている。

但し、遮蔽板３５で燃焼筐２の側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間の下端を完全に閉塞すると、この隙間に落下するドレンが遮蔽板３５上に溜まってしまう。そして、遮蔽板３５上に溜まったドレンが燃焼筐２の側板２４と前後の板２５，２６との合わせ部から外部に漏れ出てしまう。

そこで、本実施形態では、遮蔽板３５の一部に、遮蔽板３５上のドレンを遮蔽板３５の下方に排出するドレン排出部３５ａを設けている。具体的に説明すれば、遮蔽板３５のフランジ板部３５１の前後２箇所に傾斜板部３５３の基端に達する切欠き３５４を形成し、更に、パッキン４３の横方向内側縁部の切欠き３５４に合致する部分に凹欠部４３ａを形成して、この凹欠部４３ａより横方向内側に位置する切欠き３５４の部分でドレン排出部３５ａを構成している。これによれば、燃焼筐２の側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間にドレンが落下しても、ドレン排出部３５ａからドレンが遮蔽板３５の下方に排出されるため、遮蔽板３５上にドレンが溜まることを防止できる。また、ドレン排出部３５ａから排出されたドレンは、排気フード４の排気口４１を介して副熱交換器に落下するが、副熱交換器は潜熱回収型であって元々多量のドレンが発生するため、ドレン排出部３５ａから排出されたドレンが副熱交換器に落下しても何ら問題はない。

尚、ドレン排出部３５ａの大きさを大きくすると、燃焼筐２の側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間を介してドレン排出部３５ａから排気フード４に流れる燃焼ガスの量が多くなる。従って、ドレン排出部３５ａの大きさは、遮蔽板３５上にドレンが溜まることを防止するのに必要な最小限度に設定すべきである。

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、遮蔽板３５の当て板部３５２と傾斜板部３５３の前後方向長さを吸熱フィン３１の前後方向長さより短くして、燃焼筐２の前後の板２５，２６との間にできる隙間でドレン排出部を構成してもよい。また、遮蔽板として、燃焼筐２の側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの一方の板面に接する起立板部と、起立板部の下端から側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの他方に向けて屈曲して他方の下端に当接する屈曲板部とを有する断面Ｌ字状の板材を用いることも可能である。この場合、側板２４と最外側吸熱フィン３１Ａとの間の隙間の下端が屈曲板部で閉塞されることになり、この屈曲板部にドレン排出部を設ければよい。また、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に配置してもよい。

１…バーナ、２…燃焼筐、２４…側板、３…熱交換器、３１…吸熱フィン、３１Ａ…最外側吸熱フィン、３２…吸熱パイプ、３５…遮蔽板、３５ａ…ドレン排出部。

Claims

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、並設した多数の吸熱フィンを貫通する複数の吸熱パイプを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器が配置された燃焼装置であって、
吸熱フィンの並設方向を横方向として、燃焼筐の横方向各側の側板とこれに対向する横方向最外側の吸熱フィンとの間の隙間の下端を閉塞する遮蔽板を設けるものにおいて、
遮蔽板の一部に、遮蔽板上のドレンを遮蔽板の下方に排出するドレン排出部を設けることを特徴とする燃焼装置。