JPH0622747U - 燃焼装置の排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排気を効率良く行いながら、排気の状態を正確
に検出でき、しかも小型化を図ること。 【構成】燃焼装置の排気通路（３６，３８）を屈曲させ
て形成し、この排気通路の屈曲部の隅の領域に燃焼ガス
の排気を検出するセンサ（３６）を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、燃焼装置に設けられる排出装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば給湯器では燃焼ガスを燃焼して熱交換器を通る水を加熱して温水に変 えるようにしている。この際に生じる排気をたとえば図２２に示すような排出装 置を介して給湯器の外部へ出すようになっている。 この従来の排出装置は、排気口カバー１、エルボ型の排気通路部２、センサ３ およびセンサカバー４とから主として構成されている。 ここで、排気は矢印で示すように排気カバー１、排気通路部２を通り、センサ カバー４のところを通って外部に排出される。センサ３は排気のたとえばＣＯ濃 度を検出する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、センサ３とセンサカバー４を排気通路部２の箇所に設けることは、ス ペースの制約があって組込みが困難であるばかりでなく、排気の放出を行う際に 抵抗が生じるために排気通路部２から効率良く排気を出すことが難しく、燃焼が 悪くなる。

【０００４】 また、センサ３をＨで示すかなり高い位置のところに設定する必要がある。 なぜなら、排気を排気通路部２で混合して濃度を均一にした後でセンサ３によ りたとえばＣＯ濃度を検知しなければならないからである。したがって排気装置 の高さ方向の寸法を小さくすることができない。 さらに、たとえばＣＯ濃度を検知するセンサ３は、流速の速い排気流の影響を うけて出力値が変化しやすいため、排気流の影響を受けにくいようにして正確な 検知を行うことが好ましい。 さらに、排気装置の高さ方向の寸法を小さくしてコンパクト化した場合に、ど のようにして燃焼排気の排気抵抗を軽減して巧みに排出をおこなうかという問題 もある。

【０００５】 この考案は、上述した課題に鑑み、排気を効率良く行いながら燃焼状態を正確 に検出でき、小型化の図れる燃焼装置の排出装置を提供することを第１の目的と する。 また、本考案の第２の目的は、排出装置を小型化した場合に、排気抵抗を軽減 して効率よく排気することができる排気装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記第１の目的は、本考案にあっては、燃焼装置の排気通路を屈曲させて形成 し、この排気通路の屈曲部の隅の領域に燃焼ガスの排気を検出するセンサを設け た燃焼装置の排出装置により、達成される。

【０００７】 また、前記排気通路には、センサが設けられた領域の近傍で、センサの上流側 に、衝立状の突片を設けてもよい。

【０００８】 また、好ましくは、前記センサが内部に排気を導くことができる緩衝室に収容 されている。

【０００９】 また、前記排気通路の屈曲部は、たとえば、Ｌ字状もしくはＵ字状に屈曲して いる。

【００１０】 さらに、前記センサは、たとえばＣＯセンサである。

【００１１】 また、好ましくは、前記緩衝室は、ひとつ以上の穴により排気通路と連通して いる。

【００１２】 本考案の第２の目的は、排気通路と燃焼室とを分岐する分岐部の少なくとも一 部が排気の一部を通すように構成されることにより、達成される。 そして、この分岐部には、たとえば通気穴が形成されている。 そして、この分岐壁の通気穴は、たとえばパンチングメタルにより形成するこ とができる。

【００１３】

【作用】

上記構成によれば、屈曲した通路を排気が通過するために排気流に乱れが生じ 、そのため排気流が攪拌混合されて、排気成分の濃度むらが均一化される。また 、屈曲した領域の隅部分は排気流が減速し、均一化した排気濃度で、かつ流速の 緩やかな排気流がセンサに触れることになる。 さらに、排気通路において、センサの上流に突片を設け、あるいは緩衝室に収 容することによっても、このセンサにふれる排気濃度の均一化と排気流の減速を 行うことができる。

【００１４】 一方、燃焼室と排気通路とを分岐する分岐部を排気の一部が通過できる構成と することにより、排気抵抗の少ない排出装置を実現できる。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案の好適な実施例を添付図面等に基づいて詳細に説明する。 尚、以下に述べる実施例は、この考案の好適な具体例であるから、技術的に好 ましい種々の限定が付されているが、この考案の範囲は、以下の説明において特 にこの考案を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではな い。

【００１６】 実施例１ 図１は、この考案の排出装置の好適な実施例を備えた燃焼装置の一例として給 湯器を示している。 この給湯器は、室内設置型の給湯器であり、室内の空気を吸気部１０から吸い 込み、排気を排気装置１２を介して室外へ強制的に排出するようになっている。

【００１７】 排気装置１２は給湯器の本体１４の上部に設けられている。この本体１４は水 供給路１６、温水排出路１８、熱交換器２０、１つもしくは２以上のバーナユニ ット２２、ガス供給路２４を有している。 そして、燃焼ガスがガス供給路２４を介してバーナユニット２２に送られて燃 焼し、この燃焼による熱で水が熱交換器２０において温水となり、温水は温水排 出路１８から排出される。

【００１８】 ここで、この燃焼の際に生じる排気は、排気装置１２を介して外部に強制的に 排出される。 図２は図１の排出装置１２を拡大して示している。排出装置１２は、排気口カ バー３０，緩衝室であるセンサチャンバー３２，センサ３４を有する。

【００１９】 排気口カバー３０は、たとえば略Ｌ字型もしくは略Ｕ字型に屈曲して形成され た第１排気通路部３６，垂直方向に向いた第２排気通路部３８を有する。 センサチャンバー３２は、本実施例の場合、第１排気通路部３６と第２排気通 路部３８の中間領域４０に関連して排気口カバー３０から外部にやや突出して設 けられている。 このセンサチャンバー３２は図２と図３に示すように直方体の空間３２ａを有 し、奥の取付板４２にはセンサ３４が取付けられている。そして、中間領域４０ とセンサチャンバー３２の空間３２ａは、穴４４により通じている。

【００２０】 このようにセンサチャンバー３２とセンサ３４を、略Ｕ字型もしくは略Ｌ字型 の第１排気通路部３６の後段のところで高さｈで示す比較的低い位置に設けるこ とができるのは、次の理由による。 すなわち、矢印Ａで示すように濃度の不均一な排気が上昇してくると、この排 気は第１排気通路部３６において集められて排気の流れる方向が変わり、排気流 が攪拌混合され、排気濃度が均一化される。そして、この均一化された排気が穴 ４４を介してその流速もしくは流量が低減されて矢印Ｂで示すようにセンサチャ ンバー３２の空間３２ａに適当な流量もしくは流速で入り込めるからである。

【００２１】 排気の濃度は図２２に示した従来例においては高い位置でしか均一化できなか ったのに比べて、図２の実施例では低い位置にある第１排気通路部３６で排気濃 度の均一化が図れ、しかもセンサチャンバー３２の空間３２ａに適当な流量もし くは流速で送り込める。 また、図２２に示す従来例では、センサ３を高さＨで示す比較的高い位置に設 定しなければならなかったが、図２の実施例では高さＨの約半分の高さであるｈ の位置にセンサ３４を設定できる。 これにより、排出装置１２の高さ方向の小型化を図る際にセンサ３４の設定位 置が障害にならない。そして穴４４の大きさを適切に設定することで、一般に穴 の面積を小さくするほどセンサチャンバー３２の空間３２ａでの排気の流速が安 定する。そして、排気の流速の安定によりセンサ３のＣＯ濃度の計測を安定して 行うことができる。

【００２２】 また、穴４４は、好ましくは図３と図４に示すように縦長の長方形を呈するよ うに壁４６に形成されている。そして、穴４４は、図４に示す以外の形状，たと えば図５，図６，図７に示す形状であってもよい。 すなわち、図５に示す穴１４４は、横長の長方形である。図６に示す穴２４４ は、円形である。さらに図７に示す穴３４４は、多数形成されていて、たとえば パンチングメタル３４６が好適に採用できる。

【００２３】 図８は、ＣＯ濃度に対するセンサ出力の関係を示しており、それぞれ、図４の 穴の形状に対応したデータである。 図８において、４つのモード１ーＳＳ，１ーＬＬ，２ーＳＳ，２ーＬＬが示さ れている。 １ーＳＳは図１のバーナユニット２２が１つの場合でかつファンの回転数が最 小の場合を示す。１ーＬＬはバーナユニット２２が１つの場合でかつファンの回 転数が最大の場合を示す。２ーＳＳは図１のバーナユニット２２が２つある場合 でかつファンの回転数が最小の場合である。２ーＬＬはバーナユニット２２が２ つある場合でかつファンの回転数が最大の場合を示す。

【００２４】 図において、図４の穴４４に対応する図８のセンサ出力ーＣＯ濃度特性では、 ４つのモードにおいてほぼ同じようにＣＯ濃度が測定できバラツキが少ない。

【００２５】 実施例２ 図９はこの考案の給湯器の排出装置の好ましい実施例２を示している。 この実施例の排出装置１１２と図２の実施例１の排出装置１２とで異なるのは 、緩衝室（センサチャンバー）１３２の形状である。

【００２６】 センサチャンバー１３２は、排気口カバー１３０の第１排出通路部１３６と第 ２排出通路部１３８の中間領域１４０の箇所に設けられ、斜めになった壁１４６ に穴４４４が形成されている。このように構成することで、センサチャンバー１ ３２とセンサ３４が外部に突出しないという利点が得られる。

【００２７】 実施例３ ところで、この考案の排出装置において、センサを収容する緩衝室（センサチ ャンバー）は必ずしも必要でない。 図１０に示すように、本考案の排出装置の第３の実施例２１２では、排気口カ バー２３０の第１排出通路部２３６と第２排出通路部２３８の中間領域２４０は ほぼＬ字状に屈曲されている。 そして、この屈曲領域２４０の隅の箇所にセンサ３４を配置する。

【００２８】 これにより、燃焼による排気は第１排出通路２３６を通り、第２排出通路２３ ８に至る過程で、屈曲部２４０を通過する際、隅部では排気流が減速され流速が 安定して排気の濃度が均一化される。 したがって、センサ３４は、この実施例においてもたとえばＣＯ濃度等を安定 して検出できる。

【００２９】 実施例４ 図１１は本考案の排出装置の第４の実施例の要部を示す概略図である。 図において、排出装置３１２にあっては、排気口カバー３３０の第１排出通路 部３３６と第２排出通路部３３８の中間領域３４０はほぼＬ字状に屈曲されてい る点は上記実施例３と同じである。 そして、この屈曲領域３４０付近にセンサ３４を配置し、このセンサ３４より 上流側に衝立状の突片３３２が立設されている。

【００３０】 これにより、燃焼による排気は第１排出通路３３６を通り、第２排出通路３３ ８に入る前に、衝立状突片３３２にあたり、その流速が調整されるとともに、排 気の攪拌混合が促進される。 このため、屈曲部３４０付近のセンサ３４に至る際には排気の流速が安定して 排気の濃度が均一化される。 したがって、センサ３４は、この実施例においてもたとえばＣＯ濃度等を安定 して検出できる。

【００３１】 実施例５ 図１２は本考案の排出装置の実施例５を概略的に示している。 図示するように、この排出装置４１２では、排気口カバー４３０の第１排出通 路部４３６と第２排出通路部４３８の中間領域４４０はほぼＬ字状に屈曲されて いる。

【００３２】 そして、この屈曲領域４４０の内側に緩衝室４４６が設けられている。つまり 、実施例１では排気通路の外側に突出するように形成された緩衝室（センサチャ ンバー）が、この実施例では内部に設けられているものである。 この緩衝室４４６の第１排出通路側には穴４４６ａが、第２排出通路側には４ ４６ｂが形成されている。しかも、緩衝室４４６内にはセンサ３４が配置されて いる。

【００３３】 これにより、燃焼による排気は第１排出通路４３６を通り、緩衝室の穴４４６ ａを通り、緩衝室４４６内を抜けて穴４４６ｂを通って第２排出通路４３８へと ぬける。このため、緩衝室４４６内に流れ込む排気の流速は調整されて、排気濃 度が均一化される。 したがって、この実施例においてもセンサ３４は、たとえばＣＯ濃度等を安定 して検出できる。 なお、緩衝室４４６の穴は図示のように形成する場合に限られない。たとえば 第１排気通路４３６側に複数設けてもよいし、あるいは第１排気通路４３６側に 比較的おおきな穴をひとつ設けるようにしてもよい。

【００３４】 実施例６ 図１３および図１４は、この考案の第６の実施例を示している。 この排気装置（排出装置）５１２において、図２の実施例（実施例１）と同一 の符号を付した箇所の構成は同一である。 この実施例では、第１排気通路３６および第２排気通路３８でなる排気通路と 、燃焼室２３とを隔てる分岐部は、分岐壁５３１には、燃焼室２３からの排気の 一部を矢印で示すように通過させる通気穴５３４が形成されている。

【００３５】 すなわち、この分岐壁５３１が、燃焼室２３からの排気を必要以上に遮ってし まうと、排気抵抗が大きくなり、排気の効率が悪くなる。 このため、燃焼室２３からの排気の一部を迂回させることなく、そのまま上昇 させて通過させ、排気通路３６もしくは３８に通すようにして、排気抵抗が大き くならないようにしている。

【００３６】 そして、この実施例６の場合、分岐壁５３１は、図１４の底面図に示されてい るようにパンチングメタルにより形成されている。これにより、燃焼室２３から の排気の一部を分岐壁５３１のパンチングメタルに形成された穴を通して通過さ せるようになっている。 このように構成することによって、排気を効率よく排出できるため、次のよう に排気濃度を均一化させることができる。

【００３７】 図１６は、この排気濃度を、一酸化炭素と、二酸化炭素とにわけてグラフ化し たものであり、図の上側が一酸化炭素濃度，下側が二酸化炭素濃度を示している 。 そして、図１６の横軸のＡないしＫは、図１３に示すように排気装置（排出装 置）５１２内の燃焼室上部において、そのの長手方向に沿って特定したＡないし Ｋの箇所に対応している。 さらに、装置の奥行き方向にしたがって、図１４および図１５に示すようにＰ １，Ｐ２，Ｐ３の各位置で、上記ＡないしＫの箇所における各排気濃度を計測し たもので、図中，実線が装置の前部Ｐ１に、鎖線が中部Ｐ２に、点線が後部Ｐ３ にそれぞれ対応している。

【００３８】 この実施例６では、一酸化炭素濃度が約４００ｐｐｍ以下，二酸化炭素濃度は ８．５パーセント以下で、燃焼室上部の全体にわたってほぼ均一な燃焼が行われ ていることがわかる。 また、この実施例６の排気装置では、燃焼部に空気を送るファン（図示せず） の回転数が毎分３９００回転の際に、図１５に示す排気筒５５０の先端（トップ ）付近の一酸化炭素が２００ｐｐｍ，二酸化炭素が７．５パーセントであること が本考案者等の実験により確認されている。 このように、燃焼排気の排気抵抗を効率よく抑えて、燃焼排気の良好な排出が 行われるようになっている。

【００３９】 実施例７ 図１７は本考案のさらに他の実施例である実施例７を示している。 図において、排出装置６１２は、分岐壁６３１が図示するように装置の前部６ ３２と後部６３３とに分離されて、これらの間には鉄板の隔壁６４４が設けられ ている。 ここで、前部分岐壁６３２と、後部分岐壁６４３とは、それぞれ図示するよう にパンチングメタルにて形成されており、このため各分岐壁６３２と６３３とに は、それぞれ多数の通気穴６３２ａと６３３ａとが形成されている。

【００４０】 これにより、燃焼室における燃焼により生じた燃焼排気は、これら各通気穴６ ３２ａ，６３３ａを通過することにより、大きな排気抵抗を受けないで排気通路 ３６，３８側へ導かれる。 しかも、分離壁の６３４の箇所が通気孔のない鉄板で形成されているから、燃 焼室からの燃焼排気が直接センサ３４に達することが有効に防止されて、排気は このセンサに達するまでにその濃度が均一化され、加えて排気抵抗が大きくなら ない構成となっている。 このため、図１８に示すように、一酸化炭素も二酸化炭素も燃焼室上部におい て、装置の長手方向に沿って、一定の略均一な濃度分布を示している。この点、 装置前部Ｐ１，中部Ｐ２，後部Ｐ３において、排気濃度にそれほど差がなく、装 置中部Ｐ２のＧ点において一酸化炭素濃度は一番高いが、それでも４００ｐｐｍ 程度である。

【００４１】 そして、この実施例７の排気装置６１２では、燃焼部に空気を送るファン（図 示せず）の回転数を毎分４１００回転に設定すると、図１５に示す排気筒５５０ の先端（トップ）付近の一酸化炭素が２００ｐｐｍ，二酸化炭素が７．５パーセ ントとなり、実施例６と同様の結果が得られることが本考案者等の実験により確 認されている。 このように、実施例７においても、燃焼排気の排気抵抗を効率よく抑えて、燃 焼排気の良好な排出が行われていることがわかる。

【００４２】 実施例８ 図１９は本考案のさらに他の実施例である実施例８を示している。 図において、排出装置７１２は、分岐壁７３１が図示するように装置の前部７ ３２と後部７３３とに分離されて、これらは鉄板の隔壁により形成されている。 また、前部分離壁７３２と後部分離壁７３３との間には、パンチングメタルに より形成された中部隔壁７３４が設けられており、このため、この中部隔壁７３ ４には多数の通気穴７３４ａが形成されている。

【００４３】 これにより、燃焼室における燃焼により生じた燃焼排気は、これら各通気穴７ ３４ａを通過することにより、大きな排気抵抗を受けないで排気通路３６，３８ 側へ導かれる。 このため、図２０に示すように、一酸化炭素も二酸化炭素も燃焼室上部におい て、装置の長手方向に沿って、略均一な濃度分布を示している。

【００４４】 ところで、装置中部（Ｐ１）では、とくに一酸化炭素濃度においてやや高い数 値を示していることが図２０から読み取れる。 これは、装置中部（Ｐ１）にパンチングメタル部７３４を設定したため、燃焼 室からの排気がやや混合されないまま、センサ３４に達するためと考えられる。 このため、特にＪ点で一酸化炭素濃度がやや高い値を示している。

【００４５】 しかしながら、この実施例８の排気装置７１４においても、燃焼部に空気を送 るファン（図示せず）の回転数を毎分３９００回転に設定して、図１５に示す排 気筒５５０の先端（トップ）付近にて測定をおこなったところ、一酸化炭素が２ ００ｐｐｍ，二酸化炭素が７．５パーセントとなり、実施例６，７と同様に満足 できる結果を得られた。 このように、実施例８においても、燃焼排気の排気抵抗を効率よく抑えて、燃 焼排気の良好な排出を行うことができたものである。

【００４６】 なお、図２１は実施例６ないし実施例８のように燃焼室と排気通路との分岐部 に燃焼排気を通す機構を設けない場合の燃焼室上部の排気の濃度分布を測定して これを示した図である。 図示されているように、一酸化炭素および二酸化炭素の濃度分布がこれらの実 施例と比較して不均一であることは明らかであり、この傾向は一酸化炭素の場合 に特に顕著である。

【００４７】 したがって、実施例６ないし８のように燃焼室と排気通路との間の分岐部に排 気を一部通す構成とすることにより、排気抵抗が軽減され、燃焼排気を良好に排 出して、その排気濃度も一定水準以下のものとすることができる。

【００４８】 ところで、この考案は上述の実施例に限定されない。実施例１と２で示したセ ンサは、限界電流型のＯ₂ や接触燃焼式のＣＯセンサの他にＯ₂ センサ，ＣＯ₂ センサなどが採用できる。本考案の燃焼装置の排出装置は、給湯器の他に、給湯 器付き風呂釜，，風呂釜などにも適用できることはもちろんである。

【００４９】

【考案の効果】

以上述べたように、請求項１ないし６の考案によれば、排気を効率良く行いな がら燃焼状態を正確に検出でき、しかも、排出装置の高さ方向の寸法を従来の高 さ方向の寸法に比べて小さくできるから、排出装置の小型化が図れる。 そして、請求項７ないし９の考案によれば、排出装置を小型化するとともに、 排気抵抗を軽減して効率よく排気することができる排気装置を提供することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の排出装置の実施例１を備えた燃焼装
置としての給湯器を示す図。

【図２】図１の排出装置の要部拡大図。

【図３】図２のＸーＸ線における断面図。

【図４】図２に示す穴の形状を示す図。

【図５】図２に示す穴の他の形状を示す図。

【図６】図２に示す穴の他の形状を示す図。

【図７】図２に示す穴の他の形状を示す図。

【図８】図４に示す穴の形状の場合におけるセンサ出力
とＣＯ濃度の関係を示す図。

【図９】本考案の第２実施例を示す概略図。

【図１０】本考案の第３実施例を示す概略図。

【図１１】本考案の第４実施例を示す概略図。

【図１２】本考案の第５実施例を示す概略図。

【図１３】本考案の第６実施例を示す概略図。

【図１４】図１３の排出装置の概略底面図。

【図１５】図１３の排出装置の概略斜視図。

【図１６】図１３の排出装置の燃焼室上部の排気濃度の
分布を示す図。

【図１７】本考案の第７の実施例を示す概略図。

【図１８】図１７の排出装置の燃焼室上部の排気濃度の
分布を示す図。

【図１９】本考案の第８の実施例を示す概略図。

【図２０】図１９の排出装置の燃焼室上部の排気濃度の
分布を示す図。

【図２１】排出装置の分岐部に排気の通過する構造を備
えない場合の燃焼室上部の排気濃度の分布を示す図。

【図２２】従来の燃焼装置の排出装置の一例を示す図。

【符号の説明】

１０ 本体 １２ 排出装置 ２３ 燃焼室 ３０ 排気口カバー ３２ センサチャンバー ３４ センサ ３６ 第１排出通路部 ４４ 穴 ５３１ 分岐壁（分岐部） ５３４ 通気穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 近藤 正登 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株式 会社ガスター内 (72)考案者 石黒 敬二 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株式 会社ガスター内

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置の排気通路を屈曲させて形成
   し、 この排気通路の屈曲部の隅の領域に燃焼ガスの排気を検
   出するセンサを設けたことを特徴とする、燃焼装置の排
   出装置。
2. 【請求項２】 前記排気通路には、センサが設けられた
   領域の近傍で、センサの上流側に、衝立状の突片が設け
   られていることを特徴とする、請求項１に記載の燃焼装
   置の排出装置。
3. 【請求項３】 前記センサが内部に排気を導くことがで
   きる緩衝室に収容されていることを特徴とする、請求項
   １に記載の燃焼装置の排出装置。
4. 【請求項４】 前記排気通路の屈曲部は、Ｌ字状もしく
   はＵ字状に屈曲していることを特徴とする、請求項１に
   記載の燃焼装置の排出装置。
5. 【請求項５】 前記センサはＣＯセンサであることを特
   徴とする、請求項１に記載の燃焼装置の排出装置。
6. 【請求項６】 前記緩衝室は、ひとつ以上の穴により排
   気通路と連通していることを特徴とする、請求項３に記
   載の燃焼装置の排出装置。
7. 【請求項７】 燃焼装置の排気通路を屈曲させて形成
   し、 この排気通路と燃焼室とを分岐する分岐部の少なくとも
   一部が排気の一部を通すように構成されていることを特
   徴とする燃焼装置の排出装置。
8. 【請求項８】 前記分岐部の少なくとも一部に通気穴が
   形成されていることを特徴とする請求項７に記載の燃焼
   装置の排出装置。
9. 【請求項９】 前記分岐部の少なくとも一部がパンチン
   グメタルにより形成されていることを特徴とする請求項
   ７に記載の燃焼装置の排出装置。