JPS63217120A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［Ｍ業上の利用分野］ この発明は、伝熱管にフィンを設けて成る熱交換器を有
し、フィンのバーナに対向する側が伝熱管の外径に応じ
て凹凸状を呈している燃焼装置に関する。

［従来の技術１ 燃焼装置、例えば瞬間湯沸器にあっては、伝熱管に多層
のフィンを取付けて成る熱交換器が設置されている。こ
の熱交換器はバーナ対向状態に位置しており、このバー
ナ上に形成される炎により加熱され、熱がフィンの外周
縁部から伝熱管としての給水管に伝わり内部の水を熱湯
化する。

このとき、熱交換器の伝熱管はバーナに略平行状態にあ
り、フィンのバーナに対向する側の外周縁部は伝熱管の
外径に合わせて凹凸状、例えば波形状の等伝熱部を形成
してフィンの外周縁部から伝熱管に指向する方向の距離
寸法を略一様にし、膨張による変形を避けるようにして
いる。

し発明が解決しようとする問題点］ ところで、近年では高負荷燃焼を行ないながらも全体の
コンパクト化指向のため熱交換器とバーナの間の距離を
縮めることが考えられている。この場合、この距離を縮
めすぎると、バーナからの炎が、とりわけフィンの凸部
に接触してしまい一酸化炭素などの有害なガスが発生し
て燃焼性が低下する不都合があり、そうかといって、フ
ィンに対する炎の接触を回避すべく炎の背丈を短くする
と、火勢が低）して高負荷燃焼が損なわれるといった互
いに相反する不都合がある。

［発明の目的］ この発明は上記のごとき相反する不都合を解消しようと
してなされたもので、その目的は高負荷燃焼とともに全
体のコンパクト化を図ったうえで一酸化炭素などの有害
なガスの発生を未然に防ぎ良好な燃焼性を確保できると
いった優れた効果を奏する燃焼装置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段コ 上記目的を達成するために、供給された燃料ガスの着火
により炎を形成する多孔性のバーナと、このバーナの上
方に略平行状態に設けられ、内部を水などの作動流体が
通過する伝熱管の外周部に熱用ツインを設けて成り、前
記バーナからの炎により加熱される熱交換器と、該熱交
換器の伝熱用フィンの少なくとも前記バーナに対向する
側の外周縁部を前記伝熱管の外径に応じて凹凸状に形成
した等伝熱部と、前記バーナから前記等伝熱部に対する
炎の火勢状態を凹凸形状に応じて大小変更する火勢調節
手段とを有する構成を採用している。

［ｆｌ用および発明の効果］ この発明によれば、熱交換器のフィンが凹凸状の等伝熱
部を形成する事情にありながらも、火勢調節手段により
フィンの凹凸形状に応じて炎の火勢状態が大小に変更さ
れるようにしたので、炎とフィンが接触することがない
ので、熱交換器とバーナとの距離を小にできて良好な燃
焼性とともに、全体の」ンパクト化が図れ、しかも高負
荷燃焼が可能となるといった優れた燃焼５Ａ置を提供で
きるものである。

［実施例］ 以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図ないし第３図は本発明の強制送風式燃焼装置を適用
した瞬間ガス湯沸器を示す。

本実施例では、強制送風式燃焼装置を瞬間ガス湯沸器１
に適用した。瞬間ガス湯沸Ｓ１は、本体ケース１０に収
納されており、燃焼部２と、熱交換部３と、燃焼空気を
燃焼部２に供給する供給部である遠心式送風機７と、ガ
ス供給路８と、電子制御装置９とを備える。本体ケース
１０は、燃焼空気を吸入する開口部１１および燃焼排気
を初出する開口部１２を形成している３゜ 燃焼部２は、上部に排気部４が設けられた燃焼ケース２
０と、該燃焼ケース２０に固定金具２１を介して取付け
られ、セラミック製板体に多数の噴出孔■が設けられた
セラミック類のバーナプレー　ト２２を備えた燃焼室２
３と、該燃焼室２３の小部に設けられた混合室２４とか
らなる。熱交換器３は、高密度に配列されたプレートフ
ィン群３１、伝熱管としての給水管３２、ならびに給湯
管３３とからなり、給水管３２の上流から送られてくる
水を燃焼室２３内の燃焼排気と熱交換する。

この場合、給水管３２は断面等円形で、バーナプレート
２２の上方に平行状態に配設され、プレートフィンＪＪ
３１は給水管３２の外周囲で長手方向に交差する状態に
配置されている。そして、プレートフィン群３１のバー
ナプレート２２の上面に対向する外周縁側は、凹凸状、
すなわち波面状に形成され、波面部を等伝熱部３１ａと
している。この等伝熱部３１ａの波状部は給水管３２と
同心的に１Ｄ置し、もって等伝熱部３１ａから給水管３
２に至る距−１寸法が場所に略無関係に−・様となるよ
うにしている。

さて、１００は火勢調節手段としての整流板で、これは
詳細には第２図に示す如くバーナプレート２２の上方に
配設され、該バーナプレート２２と混合室２４の上端開
口部２４ａとの間に位置している。この整流板１０Ｇに
はヨいに径寸法を同一とするｍ細な透孔１００ａを形成
している。そして、この透孔１０Ｏａのうち、プレート
フィン８Ｔ３１における等伝熱部３１ａの山部Ｍに対向
する部分１」は、配列密度が小さい粗な状態に設定し、
谷部■に対向する部分には凹な状態に設定している。

一方、排気部４は第５図ないし第７図に示す如く、入１
」部４１ｅ１折曲部４１ｂおよび外部に向って開口する
矩形状の排気口４１ｃを有する排気通路４１を内部に形
成する排気パン４２と、排気フード６とからなる。排気
パン４２は、なかでも第５図に示す如く、燃焼ケース２
０の上部に取付けられ、矩形状の穴４３ａが開口し、保
護用の菱型の金網（ラスメタル）４３ｂを周設した吸音
材４３ｃを下部４２ａに設けて成る。さらに排気パン４
２は、側面に開口した排気通路４１の排気口４１ｃの開
口面積を小さくするように配設された吸音材４３ｄ、４
３ｅを保持する保持枠４４〜４６と、上部４２ｂに設け
られた吸音材４３ｆを保持する天井板４７と、上板４８
とを有している。

さらに、保持枠４４は、排気通路４１の排気口４１Ｃを
形成するよう設けられた開口部４４ａ１該開ロ部４４ａ
の内周に設けられた内周縁４４ｂを有し、該内周縁４４
ｂの下縁４４ｃより排気通路４１の排気口４１ｃの開１
］面積を小さくする方向に延設されている。

さらに、保持枠４５．４６、および天井板４７には、円
形状の多数の貫通穴が吸音材４３ｄ、４３ｅ、４３ｆを
排気通路旧に露出させるように穿設されている。

第６図および第７図で詳細に示す排気フード６は、排気
通路４１の排気口４１Ｃを蓋着するものであり、保持枠
４４の外周縁４４ｈを挟み込むように取付けられ、左右
両側にはスリット状の排気口６５ａ、６５ｂおよび同様
の排気口６５ｃ、６５ｄを上下二段ずつ形成している。

なお、６７は取付用の穴で、この穴６１を介して排気フ
ード６は捩子などにより保持枠４４に締結される。

一方、遠心式送風＄１９７は、スクロールケーシング７
１と、ファン７２と、該ファン７２の駆動用モータ７３
とからなる。スクロールケーシング７１は、渦巻形状を
呈し、側面７４に締結する筒状体７５と、該筒状体７５
と締結する遮蔽板１Ｇと、該遮蔽板７６を覆う防塵ネッ
ト７７とからなる。

筒状体７５は、外側に開口したベルマウス状吸入ロア８
を形成するものであり、先端部７９が遠心式送風Ｒ７の
回転速度を考慮した所定寸法だけファン７２内に嵌入し
ている。

遮蔽板７６は、第８図に示す如く、ベルマウス状吸入ロ
ア８の中心に尖Ｑ３７６ａが位置した円錐状部７６ｂと
、該円錐状部７６ｂの他端７６Ｇより外周側に延設され
た円板部７６ｄと、該円板部７６ｄより垂下された３本
のＬ字型取付脚部７６ｅと、円板部７６ｄより突設され
た３木のＥ字型防鹿ネット取付部７６ｆとからなる。Ｌ
字型取付脚部７６ｅが３木のし字型防肋ネット取付部７
６ｆより外周側に延設されているので、遮蔽板７Ｇと防
塵ネット７１とを予じめ組付けた後に筒状体７５に取イ
］けることができる。

ガス供給路８は、スクロールケーシング１１と共に一体
成型され、燃料ガスの吐出を行なうガス噴出ノズル８１
と、該ガス噴出ノズル８１に燃料ガスの供給を行なうガ
ス供給配管８２と、ガス制御ユニット８３とからなる。

ガス制御ユニツｌ−８３は、ガス噴出ノズル８１とガス
供給配管８２どの間に設けられ、通電、非通電により開
閉する電磁式開閉弁８４と、該１ＦｌｒＩｌ弁８４の下
流側に設けられ、ガス流ｍの調節を行なうガバナ弁（図
示せず）、および該ガバナ弁の下流側に設けられ、通電
団に応じて開口比が可変する電磁式比例制御弁８５とを
備えている。ガス噴出ノズル８１の他端部には、燃料ガ
スの供給圧およびＩＩ調節のためのオリフィス８６が取
付けられている。

電子制御装置９は、瞬間ガス湯沸器１が使用された時に
作動するスイッチ（図示せｆ）、使用者により操作され
、給湯管３３より流出する水温の設定を行なう温度調節
用の摘み（図示せず）、バーナプレート２２の炎の酸素
供給状態を検出するり一モカップル９１、点火時にバー
ナプレート２２の燃焼面で火花を飛ばすスパーク電極９
２、遠心式送風様１の駆動用モータ７３、およびガス制
御コニット８３等の通電、非通電の制御を行なう。

つぎに、１記構成の作用を説明する。

瞬間ガス湯沸器１は、スイッチが閉成されると遠心式送
風機１のファン１２が回転し、スクロールケーシング７
１より燃焼空気を整流板１００の透孔１００ａを通過さ
せてバーナプレート２２に供給する。そして、電子制御
装置９は、ガス制御ユニット８３の開閉弁８４および比
例制御弁８５に出力して、開閉弁８４および比例制御弁
８５を開弁する。また、スクロールケーシング７１の外
に存在している燃焼空気は、防塵ネット７γでゆやゴミ
を除去されて筒状体１５で燃焼空気の流量を絞られなが
ら吸い込まれる。

そして電子制！ｉＩｌ装置９によりスパーク電極９２に
て火花放電が行なわれバーナプレート２２上で燃料ガス
に点火され燃焼を始める。バーナプレート２２からの燃
焼排気は、排気流として熱交換器３を通過して、４気部
４０入口部４１ａに至る。この過程で排気流の熱はプレ
ートフィン群３１の等伝熱部３１ａから給水管３２に伝
わり内部の水に惇えられる。

この動作が順次繰り返えされて排気流と給水管３２内の
水との間で熱交換が行なわれ、湯として給湯管３３から
供給される。その後に、排気流は吸音材４３の穴４３ａ
を介して排気口４１ｃから出て、ついで排気フード６の
排気口６５ａ、６５ｂ、６５ｃ　、６５ｄより排出され
る。

上記構成によれば、整流板１００の透孔１００ａの配列
状態をプレートツイン群３１における等伝熱部３１ａの
山部Ｍに対しては粗に、谷部Ｖに対しては密となるよう
に設定したので、バーナブレー１−２２の山部Ｍに対向
する噴出口Ｖからの燃料ガスの通過量は減少し、谷部■
に対向する噴出口Ｖからの燃料ガスの通過ｍは増加する
。この結果、バーナプレート２２上の炎Ｆの火勢は第２
図に見られる如く、山部Ｍに対しては小さく、谷部Ｖに
対しては大きくなる。これに伴い炎Ｆの高さ寸法は谷部
ＶＪ５よび山部Ｍに応じて大小に調整され、バーナプレ
ート２２の各噴出口■から出る炎Ｆの先端部と等伝熱部
３１ａとの間には第２図に見られる如く、略一様な距離
が生ずる。これにより炎Ｆとツイン３１とが４１接触状
態で熱交換器３とバーナプレート２２との間を縮めるこ
とができ、有溝ガスが発生することなく全体のコンパク
ト化が図られ、しかも高いうの熱が与えられて高負荷燃
焼が可能となる。

さらには、炎Ｆの先端部と等伝熱部３１ａとの間には、
略一様な距離が生ずることに伴い、等伝熱部３１ａは炎
Ｆの熱が均等に与えられ〜・様な４温状態となる。この
ためバーナブレー・ト２２のプレートフィン８Ｔ３１に
対する加熱性が良くなり、均等な熱がプレートフィン群
３１０等伝熱部３１ａから給水管３２にむらなく略同時
に伝わり、所定の熱交換が素速く行なわれる。これによ
り湯温の立ち上り状態が迅速になり、運転の初期からの
設定温度どおりの１が供給されるといった副次的効果が
得られる。

かかる効果を奏しながらも本実施例では、特別な部材を
用意することなく整流板１００の透孔１００ａの配列状
態を等伝熱部３１ａの形状に応じて粗密に変更するだけ
で済み、簡素な構造のままで済み、合わせてコスト的に
も有利である。

また、潟最を増加させたり湯温度を上昇させようとして
調温ノブを操作すると、燃料ガスの供給量が急増加する
が、上記実施例では整流板１００の透孔１００ａの配列
状態を粗密に形成したことに伴い、燃料ガスが、とりわ
け透孔１００ａの粗な状態の部分を通過する際、増ｍの
勢いで炎がバーナプレート２２から浮き上ったり、揺め
いたりする不安定な状態が起きｆ、安定した炎が１１ら
れ良好・つＩ加熱性に寄Ｉ）する。この場合、調温ノブ
の操作の代りに緩点後にガスＷを急増させた場合でも上
記と同様な効果が得られる。

なＪ３、上記実施例では、火勢調節手段として整流板１
００を用いたが、これに代ってバーナブレー！・２２内
体の噴出口Ｖを整流板１００の透孔１００ａと同様な粗
書状因に配列し、火勢調節手段を構成してもよい。　ま
た、整流板１００の本来的にある透孔は、そのままで等
伝熱部３１ａの山部Ｍに対向する領域区分の透孔のみを
粗な配列状態にしてもよい、。

この場合、上記とは反対に智伝熱都３１ａの谷部Ｖに対
向づ′る領域区分の透孔のみを密な配列状態にしてもよ
い。

また、整流板の透孔の径寸法を大小変更して、径大な透
孔ｎｆと径小な透孔群とに区分し、１１ｃ名を′＠伝熱
部の谷部に後者を山部に対応させるようにしてしよい。

この場合、整流板に代ってバーナプレートを上記のよう
に構成してもよい。

さらには、均等に配列された噴（１彊」を右するバ−ナ
プレートの厚み方向を等伝熱部の山部および谷部に応じ
て長短に形成し、噴出１」の流路抵抗を大小変更しても
よい。というのは、長寸の噴出口を通過する燃料ガスは
大きな流路抵抗で火勢が弱くなり、短寸の噴出口を通過
する燃ｒ１ガスは小さな流路抵抗で火勢が強くなるから
である。

加えて、バーナブレ、−ト２２の代りにスリットの寸法
が互いに異なる複数のリボンパーツを頭部が面一となる
ように交互に組み合わせて用い、径小なスリットのリボ
ンバーナを等１云熱部の山部に、径大なスリットのリボ
ンバーナを谷部にそれぞれ対応させるようにしてもよい
。

また、上記実施例では、作動流体として水を用いたが、
暖房装置に適用して空気を用いるようにしてもよい。ま
た、上記実施例では断面が等円形状の伝熱量を用いたが
、これのみに限られず、例えば断面が楕円状の伝熱管を
用いてもよい。この揚台には、等伝熱部の形状も楕円状
を呈するものである。

その他、具体的な実施にあたっては、発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強制送ｆｆ１１式燃焼装買としての瞬
間ガス湯沸器を示す側面断面図、第２図は要部の拡大縦
断面図、第３図は瞬間ガス湯沸器を示す正面断面図、第
４図は瞬間ガス湯沸器を示す正面図、第５図は瞬間ガス
湯沸器に取付けられた排気パンの斜視図、第６図は瞬間
ガス湯沸器に取付けられた排気フードの正面図、第７図
は第６図の側面断面図、第８図は瞬間ガス湯沸器に取付
けられた遮蔽板の斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）供給された燃料ガスの着火により炎を形成する多孔
   性のバーナと、 このバーナに対向状態に設けられ、内部を水などの作動
   流体が通過する伝熱管の外周部に伝熱用フィンを設けて
   成り、前記バーナからの炎により加熱される熱交換器と
   、 該熱交換器の伝熱用フィンの少なくとも前記バーナに対
   向する側の外周縁部を前記伝熱管の外径に応じて凹凸状
   に形成した等伝熱部と、 前記バーナから前記等伝熱部に対する炎の火勢状態を凹
   凸形状に応じて大小変更する火勢調節手段とを具備して
   成る燃焼装置。 ２）前記等加熱手段は、前記バーナの底部に設けられ、
   前記等伝熱部の凹凸状態に応じて密度が大小に区分して
   形成された透孔群を有する多孔状の整流板から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置。