JP7420662B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼筐と、燃焼筐内の下部に並設した複数のバーナと、複数のバーナに燃料ガスを供給するマニホールドと、燃焼筐内の上部に配置した、バーナからの燃焼ガスにより加熱される熱交換器とを備える燃焼装置に関する。

従来、この種の燃焼装置では、一般的に、燃焼筐のバーナ設置部の下に給気室を設けて、この給気室にファンを接続している。そして、ファンからの空気が給気室を介して複数のバーナに燃焼用空気として供給されるようにしている（例えば、特許文献１参照）。尚、給気室の前部には、各バーナの混合管部の流入口が連通する、上方に立ち上がる一次空気室が設けられている。そして、一次空気室の前面を密閉するようにマニホールドを取付けている。

このもので、マニホールドは、各バーナの混合管部の流入口に向けて燃料ガスを噴出するノズルが複数のバーナに対応して複数突設されたマニホールド本体と、マニホールド本体との間に燃料ガスの分配室を画成するカバーとで構成されている。マニホールド本体は、一次空気室の前面を密閉する蓋板としても機能するため、平面度を確保する必要がある。そこで、従来は、マニホールド本体を、ダイキャスト品として、平面度を確保している。

特開２０１９－２５９４号公報

ところで、燃焼装置には、熱交換器を通過した燃焼ガスを吸引するファンを設けて、ファンの吸引力により各バーナに燃焼用空気が供給されるようにしたものもある。このような排気吸引方式の燃焼装置では、上述した一次空気室の前面をマニホールド本体で密閉する必要がない。そのため、マニホールド本体の平面度を確保する必要もない。

本発明は、以上の点に鑑み、排気吸引方式の燃焼装置であって、マニホールド本体をダイキャスト品にしないことで、コストダウンを図ることが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、燃焼筐と、燃焼筐内の下部に並設した複数のバーナと、これらバーナに燃料ガスを供給するマニホールドと、燃焼筐内の上部に配置した、バーナからの燃焼ガスにより加熱される熱交換器と、熱交換器を通過した燃焼ガスを吸引するファンとを備え、ファンの吸引力により各バーナに燃焼用空気が供給されるようにした燃焼装置であって、マニホールドは、各バーナの混合管部の流入口に向けて燃料ガスを噴出するノズルが複数のバーナに対応して複数突設されたマニホールド本体と、マニホールド本体との間に燃料ガスの分配室を画成するカバーとで構成されると共に、燃焼筐に固定される固定部と、燃焼筐よりも下方に位置する燃料ガスの流入部とを有するものにおいて、マニホールド本体は、板材料のプレス加工により形成されるものであり、各ノズルの突出高さは、１回のプレス加工で絞り成形可能な高さに設定され、更に、マニホールドに、固定部と流入部とが接近する上下方向の力がかかることでせん断応力が集中して作用する応力集中部となる切欠きが形成されることを特徴とする。

本発明によれば、マニホールド本体を板材料のプレス加工で形成することにより、マニホールド本体をダイキャスト品とする従来例のものに比しコストダウンを図ることができる。更に、本発明では、ノズルの突出高さを１回のプレス加工で絞り成形可能な高さに設定することで、プレス加工の回数を減らすことができ、コストを可及的に低減することができる。

尚、マニホールド本体を板材料のプレス加工で形成すると、マニホールド本体の平面度を確保することは困難になる。然し、本発明の対象は排気吸引方式の燃焼装置であるため、マニホールド本体の平面度を確保できなくても、不具合は生じない。

ところで、燃焼装置の流通過程において、荷扱いが悪くて、燃焼装置が落下してしまうことがある。落下によって装置内部の損傷を生じても、装置外面に露出する部材が頑丈で変形しない場合には、燃焼装置をそのまま使用してしまう虞がある。

ここで、燃焼装置が落下すると、マニホールドに、固定部と流入部とが接近する上下方向の力（衝撃力）がかかる。本発明では、上記の如く、マニホールドに、固定部と流入部とが接近する上下方向の力がかかることでせん断応力が集中して作用する応力集中部となる切欠きを形成しているため、燃焼装置が落下した場合、マニホールドが切欠きで変形、破断しやすくなる。そのため、燃焼装置をそのまま使用しないよう注意を促すことができる。

更に、複数のバーナの並設方向を横方向として、固定部は、マニホールドの少なくとも横方向両側の端部に設けられ、切欠きは、マニホールドの横方向中央部よりも横方向両端部に近い位置に設けられることが望ましい。これによれば、燃焼装置の落下で固定部に加わる下向きの力により切欠き部に応力集中を生じやすくなり、落下時の切欠き部の変形、破断の確実性が増す。

更に、固定部がマニホールドの横方向両側の端部のみに設けられ、流入部がマニホールドの横方向中央部に設けられていれば、より好ましい。これによれば、燃焼装置の落下で切欠き部に応力集中を一層生じやすくなり、落下時の切欠き部の変形、破断の確実性が一層増す。

本発明の実施形態の燃焼装置の斜視図。 図１のＩＩ－ＩＩで切断した切断側面図。 実施形態の燃焼装置のマニホールドを分離した状態の斜め下方から見た斜視図。 実施形態の燃焼装置が具備するマニホールドの斜め後方から見た斜視図。 実施形態の燃焼装置が具備するマニホールドのマニホールド本体とカバーとを分離した状態の斜め前方から見た斜視図。 図４のＶＩ－ＶＩ線で切断したノズル部分の拡大断面図。

図１、図２を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、燃焼筐１と、燃焼筐１内の下部に並設した複数のバーナ２と、これらバーナ２に燃料ガスを供給するマニホールド３と、燃焼筐１内の上部に配置した、バーナ２からの燃焼ガスにより加熱される熱交換器４とを備えている。

バーナ２の並設方向を横方向として、各バーナ２は、横方向に直交する水平方向である前後方向に細長い炎口部を上端に有する偏平バーナである。各バーナ２の下部には、混合管部２１が設けられている。混合管部２１の前端には、前方に開口する流入口２２が設けられている。そして、マニホールド３の後述する各ノズル３１から噴出する燃料ガスが各バーナ２の流入口２２に流入すると共に、一次空気が流入口２２に流入して、混合管部２１で燃料ガスと一次空気との混合気が生成され、この混合気がバーナ２の炎口部から噴出して燃焼するようにしている。

図３も参照して、燃焼筐１の底板１１の前部には、上方に立上る段差部１１１が形成されている。この段差部１１１には、各バーナ２の混合管部２１の流入口２２に臨む開口１１２が開設されている。本実施形態では、６個のバーナ２が並設されるため、開口１１２が横方向に６個並設されている。尚、底板１１には、各バーナ２の下縁を横方向両側から挟む、上方への窪み１１３が複数形成されている。また、燃焼筐１の前板１２には、バーナ２に点火するための点火電極５１と、バーナ２の火炎検知のためのフレームロッド５２とを有する電極部品５が装着されている。

熱交換器４は、横方向に積層した多数の吸熱フィン４１と、これら吸熱フィン４１を貫通する複数の吸熱パイプ４２とを有するフィンアンドチューブ型熱交換器で構成されている。これら吸熱パイプ４２は、燃焼筐１の上部外面のＵ字状に湾曲した複数の接続管４３により直列に接続されている。そして、上流端の吸熱パイプ４２に給水管４４を接続し、下流端の吸熱パイプ４２に出湯管４５を接続している。

燃焼筐１の上端には、排気フード６を介してファン７が接続されている。ファン７には、ファンモータ７１が付設されている。熱交換器４を通過した燃焼ガスは、ファン７に吸引され、ファン７の出口７２に接続される図示省略した排気筒を介して燃焼ガスが外部に排出される。また、図３に示す如く、燃焼筐１の底板１１には、多数の小孔１１４が形成されている。そして、ファン７の吸引力により各バーナ２に燃焼用空気が供給される。即ち、各開口１１２を介して流入口２２から吸引される空気が各バーナ２に燃焼用の一次空気として供給されると共に、小孔１１４から吸引される空気が各バーナ２に燃焼用の二次空気として供給される。

燃焼筐１の横方向両側の側板１３の下部前端には、底板１１の段差部１１１よりも前方に突出する舌片部１３１が設けられている。そして、マニホールド３を、横方向両側の端部に設けられた固定部３４において、舌片部１３１にネジ３４ａで固定している。

図４乃至図６を参照して、マニホールド３は、各バーナ２の混合管部２１の流入口２２に向けて燃料ガスを噴出するノズル３１が複数のバーナ２に対応して複数（本実施形態では６個）突設されたマニホールド本体３ａと、マニホールド本体３ａとの間に燃料ガスの分配室３２を画成するカバー３ｂとで構成されている。カバー３ｂは、その周縁部において、マニホールド本体３ａにシーム溶接されている。マニホールド３は、更に、燃焼筐１よりも下方に位置する燃料ガスの流入部たる流入口３３を有している。上述した固定部３４及び流入口３３は、マニホールド本体３ａに設けられている。流入口３３には、これに接続したバルブユニット８を介して燃料ガスが流入する。そして、流入口３３から流入した燃料ガスは、分配室３２を介して各ノズル３１に分配されて、各ノズル３１から各バーナ２の混合管部２１の流入口２２に向けて噴出する。

ここで、本実施形態の如く、熱交換器４を通過した燃焼ガスを吸引するファン７を備える排気吸引式燃焼装置では、上述した通りマニホールド本体３ａの平面度を確保する必要がない。そこで、本実施形態では、マニホールド本体３ａを、ステンレス鋼板等の板材料のプレス加工により形成している。これにより、マニホールド本体３ａをダイキャスト品とする従来例のものに比しコストダウンを図ることができる。尚、本実施形態において、カバー３ｂは、マニホールド本体３ａの素材よりも薄い板材料のプレス加工で形成されている。

更に、本実施形態では、ノズル３１の突出高さＨ（図６参照）を１回のプレス加工で絞り成形可能な高さに設定している。例えば、マニホールド本体３ａの素材である板材料が板厚１．２ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）である場合、ノズル３１の突出高さＨが４ｍｍであれば、ノズル３１を１回のプレス加工で絞り成形できる。そして、ノズル３１を１回のプレス加工で絞り成形することにより、コストを可及的に低減することができる。

ここで、各ノズル３１は、図６に示す如く、分配室３２から燃料ガスが流入する内部空間３１１ａを有する筒状のノズル本体３１１と、燃料ガスの流入側であるノズル本体３１１の基端とは反対側に位置する端壁部３１２とを備えている。端壁部３１２には、ノズル本体３１１の内部空間３１１ａに流入した燃料ガスが噴出するノズル孔３１３が形成されている。ノズル３１の突出高さＨを、１回のプレス加工で絞り成形可能な比較的小さな値にすると、ノズル本体３１１の内部空間３１１ａで燃焼ガスの流れが十分に整流されず、燃焼性能が安定しなくなったり、所謂笛吹き音が発生するといった不具合を生じやすくなる。そこで、本実施形態では、ノズル本体３１１の内部空間３１１ａ側に位置するノズル孔３１３の基部に、ノズル本体３１１の内部空間３１１ａに向けて次第に拡径するテーパー部３１３ａを設けている。これによれば、ノズル本体３１１の内部空間３１１ａで燃料ガスの流れが十分に整流されなくても、ノズル孔３１３のテーパー部３１３ａによって燃料ガスの流れが整えられ、燃焼性能が安定すると共に笛吹き音の発生も抑制できる。

ところで、燃焼装置の流通過程において、荷扱いが悪くて、燃焼装置が落下してしまうことがある。落下によって装置内部の損傷を生じても、装置外面に露出する部材が頑丈で変形しない場合には、燃焼装置をそのまま使用してしまう虞がある。

ここで、燃焼装置が落下すると、マニホールド３に、固定部３４と流入口３３とが接近する上下方向の力（衝撃力）がかかる。そこで、本実施形態では、マニホールド３に、固定部３４と流入口３３とが接近する上下方向の力がかかることでせん断応力が集中して作用する応力集中部となる切欠き３５を形成している。これによれば、燃焼装置が落下した場合、マニホールド３が切欠き３５で変形、破断しやすくなり、燃焼装置をそのまま使用しないよう注意を促すことができる。

尚、固定部３４をマニホールド３の少なくとも横方向両側の端部に設ける場合は、切欠き３５をマニホールド３の横方向中央部よりも横方向両側の端部に近い位置に設けることが望ましい。これによれば、燃焼装置の落下で固定部３４に加わる下向きの力により切欠き３５に応力集中を生じやすくなり、落下時の切欠き３５の変形、破断の確実性が増す。特に、本実施形態において、固定部３４は、マニホールド本体３ａの横方向両側の端部のみに設けられ、また、流入口３３は、マニホールド本体３ａの横方向中央部に設けられている。そして、マニホールド本体３ａの横方向中央部よりも横方向両端部に近い位置に、上下一対の切欠き３５を形成している。これによれば、燃焼装置の落下で切欠き３５に応力集中を一層生じやすくなり、落下時の切欠き３５の変形、破断の確実性が一層増す。

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、マニホールド本体３ａに設けられた固定部３４がカバー３ｂから横方向外方に張り出しているが、カバー３ｂの横方向両側の端部に、マニホールド本体３ａに設けられた固定部３４に重なる固定部を設けることも可能である。この場合、マニホールド本体３ａとカバー３ｂとの両者に、横方向両側の端部近傍に位置させて、切欠き３５を形成すればよい。

１…燃焼筐、２…バーナ、２１…混合管部、２２…流入口、３…マニホールド、３ａ…マニホールド本体、３ｂ…カバー、３１…ノズル、３２…分配室、３３…流入口（流入部）、３４…固定部、３５…切欠き、４…熱交換器、７…ファン。

Claims (3)

1. 燃焼筐と、燃焼筐内の下部に並設した複数のバーナと、これらバーナに燃料ガスを供給するマニホールドと、燃焼筐内の上部に配置した、バーナからの燃焼ガスにより加熱される熱交換器と、熱交換器を通過した燃焼ガスを吸引するファンとを備え、ファンの吸引力により各バーナに燃焼用空気が供給されるようにした燃焼装置であって、
   マニホールドは、各バーナの混合管部の流入口に向けて燃料ガスを噴出するノズルが複数のバーナに対応して複数突設されたマニホールド本体と、マニホールド本体との間に燃料ガスの分配室を画成するカバーとで構成されると共に、燃焼筐に固定される固定部と、燃焼筐よりも下方に位置する燃料ガスの流入部とを有するものにおいて、
   マニホールド本体は、板材料のプレス加工により形成されるものであり、各ノズルの突出高さは、１回のプレス加工で絞り成形可能な高さに設定され、更に、マニホールドに、固定部と流入部とが接近する上下方向の力がかかることでせん断応力が集中して作用する応力集中部となる切欠きが形成されることを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１記載の燃焼装置であって、前記複数のバーナの並設方向を横方向として、前記固定部は、前記マニホールドの少なくとも横方向両側の端部に設けられ、前記切欠きは、マニホールドの横方向中央部よりも横方向両側の端部に近い位置に設けられることを特徴とする燃焼装置。
3. 請求項２記載の燃焼装置であって、前記固定部は、前記マニホールドの横方向両側の端部のみに設けられ、前記流入部は、マニホールドの横方向中央部に設けられることを特徴とする燃焼装置。

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