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  • 特開-燃焼装置及び温水装置 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022098738
(43)【公開日】2022-07-04
(54)【発明の名称】燃焼装置及び温水装置
(51)【国際特許分類】
   F23L 5/02 20060101AFI20220627BHJP
   F24H 9/02 20060101ALI20220627BHJP
【FI】
F23L5/02
F24H9/02 301Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020212312
(22)【出願日】2020-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000004709
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】唐木 竜也
【テーマコード(参考)】
3K023
3L037
【Fターム(参考)】
3K023HA19
3K023HA20
3L037AA02
3L037AB02
3L037AC05
(57)【要約】
【課題】低背化が可能な燃焼装置を提供する。
【解決手段】燃焼装置は、チャンバと、バーナと、ファンケースと、ファンとを備えている。チャンバは、上壁を有している。上壁には、第1方向に沿って上壁を貫通し、かつチャンバの内部空間と連通している流入口が形成されている。バーナは、第1方向において上壁と間隔を空けて対向配置されるようにチャンバに取り付けられている。ファンケースには、第1方向に沿ってファンケースを貫通し、かつ、ファンケースの内部空間に連通している吐出口及び吸気口が形成されている。吐出口は、流入口に接続されている。ファンは、ファンケースの内部空間に配置されている。ファンの回転軸は、第1方向に沿っている。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバと、
バーナと、
ファンケースと、
ファンとを備え、
前記チャンバは、上壁を有し、
前記上壁には、第1方向に沿って前記上壁を貫通し、かつ前記チャンバの内部空間と連通している流入口が形成されており、
前記バーナは、前記第1方向において前記上壁と間隔を空けて対向配置されるように前記チャンバに取り付けられており、
前記ファンケースには、前記第1方向に沿って前記ファンケースを貫通し、かつ前記ファンケースの内部空間に連通している吐出口が形成されており、
前記吐出口は、前記流入口に接続されており、
前記ファンは、前記ファンケースの内部空間に配置されており、
前記ファンの回転軸は、前記第1方向に沿っている、燃焼装置。
【請求項2】
前記ファンケースは、平面視において前記チャンバと部分的に重なる底壁を有し、
前記チャンバと重なる前記底壁の部分には、前記吐出口が形成されている、請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項3】
前記チャンバと重なっていない前記底壁の部分には、前記第1方向に沿って前記底壁を貫通し、かつ前記ファンケースの内部空間に連通している吸入口が形成されている、請求項2に記載の燃焼装置。
【請求項4】
前記チャンバは、前記流入口を取り囲み、かつ前記第1方向に沿って突出している円筒状の第1周壁をさらに有し、
前記ファンケースは、前記吐出口を取り囲み、かつ前記第1方向に沿って突出している円筒状の第2周壁をさらに有し、
前記吐出口は、前記第2周壁を前記第1周壁の内部に挿入することにより、前記流入口に接続されており、
前記第1周壁の内周面と前記第2周壁の外周面との間には、シール部材が配置されている、請求項1又は請求項2に記載の燃焼装置。
【請求項5】
前記流入口は、平面視における前記チャンバの中央に位置している、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の燃焼装置。
【請求項6】
前記チャンバの前記第1方向における高さは、前記流入口の内径よりも小さい、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の燃焼装置。
【請求項7】
前記チャンバ及び前記ファンケースは、一体形成されている、請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項8】
筐体と、
固定部材と、
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の前記燃焼装置とを備え、
前記筐体は、前記第1方向に直交する第2方向の一方側において開口しており、
前記ファンケースは、前記チャンバの前記第2方向の一方側から前記固定部材により前記チャンバに取り付けられている、温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃焼装置及び温水装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1(特許第6571445号公報)には、燃焼装置が記載されている。特許文献1に記載の燃焼装置は、燃焼室と、吸気ファン筐体部と、吸気ファンと、ファンモータとを有している。吸気ファンは、吸気ファン筐体部の内部に配置されている。燃焼室の上壁には、流入口が形成されている。ファンモータが吸気ファンを水平方向に沿う回転軸回りに回転させることにより、混合ガスが、吸気ファン筐体部の内部に吸い込まれるとともに、吸気ファン筐体部に形成されている混合ガス流路及び上壁に形成されている流入口を通って燃焼室の内部に供給される。
【0003】
特許文献2(特許第6534337号公報)には、燃焼装置が記載されている。特許文献2に記載の燃焼装置は、バーナボディ本体と、平面バーナと、ファンケースと、ファンと、モータとを有している。平面バーナは、バーナボディ本体の内部空間を閉塞するように、バーナボディ本体と上下方向において対向配置されている。バーナボディ本体には、水平方向に沿って開口している流入口が形成されている。
【0004】
ファンケースの内部には、ファンが配置されている。ファンケースには、水平方向に沿って開口している吐出口が形成されている。ファンケースは、吐出口において、バーナボディ本体の流入口に接続されている。ファンが回転することにより、ファンケースの内部に吸い込まれた混合ガスが、吐出口及び流入口を介して、バーナボディ本体の内部空間に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第6571445号公報
【特許文献2】特許第6534337号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載の燃焼装置では、吸気ファンの回転軸が水平方向に沿っているため、吸気ファン筐体部の上下方向における寸法が大きくなる。特許文献2に記載の燃焼装置では、流入口が水平方向に沿って開口しているため、バーナボディ本体の上下方向における寸法が大きくなる。すなわち、特許文献1に記載の燃焼装置及び特許文献2に記載の燃焼装置では、低背化が困難である。
【0007】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、低背化が可能な燃焼装置及び温水装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の燃焼装置は、チャンバと、バーナと、ファンケースと、ファンとを備える。チャンバは、上壁を有している。上壁には、第1方向に沿って上壁を貫通し、かつ、チャンバの内部空間と連通している流入口が形成されている。バーナは、第1方向において上壁と間隔を空けて対向配置されるようにチャンバに取り付けられている。ファンケースには、第1方向に沿ってファンケースを貫通し、かつ、ファンケースの内部空間に連通している吐出口が形成されている。吐出口は、流入口に接続されている。ファンは、ファンケースの内部空間に配置されている。ファンの回転軸は、第1方向に沿っている。
【0009】
上記の燃焼装置では、ファンケースが、平面視においてチャンバと部分的に重なっている底壁を有していてもよい。チャンバと重なっている底壁の部分には、吐出口が形成されていてもよい。上記の燃焼装置では、チャンバと重なっていない底壁の部分には、第1方向に沿って底壁を貫通し、かつ、ファンケースの内部空間に連通している吸入口が形成されていてもよい。
【0010】
上記の燃焼装置では、チャンバが、流入口を取り囲み、かつ第1方向に沿って突出している円筒状の第1周壁をさらに有していてもよい。ファンケースは、吐出口を取り囲み、かつ第1方向に沿って突出している円筒状の第2周壁をさらに有していてもよい。吐出口は、第2周壁を第1周壁の内部に挿入することにより、流入口に接続されていてもよい。第1周壁の内周面と第2周壁の外周面との間には、シール部材が配置されていてもよい。
【0011】
上記の燃焼装置では、流入口は平面視におけるチャンバの中央に位置していてもよい。上記の燃焼装置では、チャンバ及びファンケースが一体形成されていてもよい。
【0012】
本発明の温水装置は、筐体と、固定部材と、上記の燃焼装置とを備える。筐体は、第1方向に直交する第2方向の一方側において開口している。ファンケースは、チャンバの第2方向の一方側から固定部材によりチャンバに取り付けられている。
【発明の効果】
【0013】
本発明の燃焼装置及び温水装置によると、低背化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】温水装置100の模式図である。
図2】燃焼装置200の正面図である。
図3】燃焼装置200の平面図である。
図4図3中のIV-IVにおける断面図である。
図5】筐体300の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。
【0016】
(実施形態に係る温水装置の構成)
以下に、実施形態に係る温水装置(「温水装置100」とする)の構成を説明する。
【0017】
<温水装置100の概略構成>
図1は、温水装置100の模式図である。図1に示されるように、温水装置100は、ガスバルブ10と、オリフィス11と、ベンチュリ12と、送風装置13と、チャンバ14と、バーナ15と、点火プラグ16と、一次熱交換器20と、二次熱交換器30と、ダクト40と、配管50と、配管60と、配管70と、バイパス配管80とを有している。なお、送風装置13、チャンバ14及びバーナ15を、あわせて燃焼装置200ということがある。燃焼装置200の詳細は、後述する。
【0018】
ガスバルブ10を開状態とすることにより、燃料ガスは、オリフィス11を通ってベンチュリ12に供給される。ベンチュリ12に供給された燃料ガスは、ベンチュリ12において空気と混合される(以下において、空気と混合された燃料ガスを混合ガスという)。混合ガスは、送風装置13により、チャンバ14を介してバーナ15に供給される。バーナ15に供給された混合ガスは、点火プラグ16をスパークさせることにより点火されて燃焼する。これにより、バーナ15において燃焼ガスが発生する。
【0019】
配管50は、一方端において上水道に接続されている。配管50は、他方端において二次熱交換器30の入水口30aに接続されている。配管60は、一方端において二次熱交換器30の出水口30bに接続されている。配管60は、他方端において一次熱交換器20の入水口20aに接続されている。配管70は、一方端において一次熱交換器20の出水口20bに接続されている。配管70は、他方端において給湯栓(図示せず)に接続されている。
【0020】
バイパス配管80は、一方端において配管50に接続されており、他方端において配管70に接続されている。バイパス配管80と配管70との接続は、三方弁71により行われている。ダクト40は、二次熱交換器30に接続されている。
【0021】
配管50の一方端から供給された水は、配管50を流れて二次熱交換器30に供給される。二次熱交換器30に供給された水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、昇温される。二次熱交換器30を流れた水は、配管60を流れて一次熱交換器20に供給される。一次熱交換器20に供給された水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、昇温される。
【0022】
一次熱交換器20を流れた水は、配管70においてバイパス配管80を流れる水と混合されることにより、温度調節される。配管を流れた水は、給湯栓から給湯される。一次熱交換器20及び二次熱交換器30を流れた水との間で熱交換を行った燃焼ガスは、ダクト40から外部に排出される。
【0023】
温水装置100は、筐体300をさらに有している。筐体300の内部には、ガスバルブ10、オリフィス11、ベンチュリ12、送風装置13、チャンバ14、バーナ15、点火プラグ16、一次熱交換器20、二次熱交換器30、ダクト40、配管50、配管60、配管70及びバイパス配管80が収納されている。
【0024】
<燃焼装置200の詳細構成>
図2は、燃焼装置200の正面図である。図3は、燃焼装置200の平面図である。図4は、図3中のIV-IVにおける断面図である。図2図4に示されるように、燃焼装置200は、送風装置13と、チャンバ14と、バーナ15とを有している。
【0025】
送風装置13は、ファンケース131と、モータ132と、ファン133とを有している。ファンケース131は、上壁131aと、底壁131bと、側壁131cとを有している。上壁131a及び底壁131bは、第1方向DR1において間隔を空けて対向している。第1方向DR1は、例えば、上下方向に対応している。側壁131cは、上壁131a及び底壁131bに連なっている。上壁131a、底壁131b及び側壁131cにより、ファンケース131の内部空間が画されている。
【0026】
ファンケース131は、例えば、平面視において(第1方向DR1に沿って見た際に)部分的にチャンバ14に重なるように配置されている。平面視においてチャンバ14に重なっているファンケース131の部分を第1部分131dとし、平面視においてチャンバ14に重なっていないファンケース131の部分を第2部分131eとする。
【0027】
ファンケース131には、吸気口131fと、吐出口131gとが形成されている。吸気口131f及び吐出口131gは、ファンケース131の内部空間と連通している。吸気口131f及び吐出口131gは、第1方向DR1に沿ってファンケース131を貫通している。より具体的には、吸気口131fは、第2部分131eにある底壁131bに形成されている。また、吐出口131gは、第1部分131dにある底壁131bに形成されている。なお、図示されていないが、吸気口131fには、ベンチュリ12が接続される。
【0028】
ファンケース131には、さらに、貫通穴131hが形成されている。貫通穴131hは、第1方向DR1に沿ってファンケース131を貫通し、ファンケース131の内部空間と連通している。より具体的には、貫通穴131hは、第2部分131eにある上壁131aに形成されている。
【0029】
ファンケース131は、さらに、周壁131iを有している。周壁131iは、吐出口131gの周囲を取り囲んでいる。周壁131iは、底壁131bの外面から第1方向DR1に沿って突出している円筒状である。
【0030】
モータ132は、モータ本体132aと、軸132bとを有している。モータ本体132aは、上壁131a上に配置されている。軸132bは、第1方向DR1に沿って延在している。軸132bは、貫通穴131hに挿入されている。モータ本体132aは、軸132bを、軸132bの中心軸回りに回転させる。
【0031】
ファン133は、ファンケース131の内部空間に配置されている。ファン133は、軸132bに取り付けられている。そのため、モータ本体132aが軸132bを回転させることにより、ファン133は、第1方向DR1に沿う回転軸回りにファンケース131の内部空間で回転する。ファン133の回転に伴い、吸気口131fから、混合ガスがファンケース131の内部に吸い込まれる。また、ファン133の回転に伴い、ファンケース131の内部に吸い込まれた混合ガスは、吐出口131gから吐出される。
【0032】
チャンバ14は、上壁141と、側壁142とを有している。上壁141及び側壁142により、チャンバ14の内部空間が画されている。
【0033】
上壁141には、流入口141aが形成されている。流入口141aは、第1方向DR1に沿って上壁141を貫通している。流入口141aは、チャンバ14の内部空間に連通している。流入口141aは、平面視においてファンケース131と重なっている上壁141の部分に形成されている。流入口141aは、吐出口131gに接続されている。すなわち、吐出口131g及び流入口141aを介して、混合ガスがチャンバ14の内部空間に供給される。流入口141aの内径を、内径Dとする。
【0034】
チャンバ14は、さらに周壁143を有している。周壁143は、流入口141aの周囲を取り囲んでいる。周壁143は、上壁141の外面141bから第1方向DR1に沿って突出している円筒状である。周壁143の内径は、周壁131iの外径以上である。周壁131iが周壁143の内部に挿入されることにより、吐出口131g及び流入口141aが接続されている。
【0035】
周壁131iの外周面と周壁143の内周面との間には、シール部材144が配置されている。より具体的には、周壁131iの外周面には、周壁131iの内周面側に向かって窪む溝131jが形成されている。溝131jは環状に形成されている。溝131j内には、シール部材144が配置されている。これにより、吐出口131gと流入口141aとの間(周壁131iと周壁143との間)が、気密に封止されている。シール部材144は、例えば、Oリングである。
【0036】
チャンバ14の高さを、高さHとする。高さHは、第1方向DR1における外面141bと側壁142の下端(側壁142の上壁141とは反対側の端)との間の距離である。高さHは、例えば、内径Dよりも小さい。
【0037】
以下においては、第1方向DR1に直交する方向を、第2方向DR2とする。ファンケース131は、固定部材145により、チャンバ14に取り付けられている。より具体的には、ファンケース131は、固定部材145により、第2方向DR2の一方側から上壁141に取り付けられている。
【0038】
バーナ15は、チャンバ14に取り付けられている。バーナ15は、第1方向DR1において間隔を空けて上壁141と対向配置されている。バーナ15は、側壁142に取り付けられている。バーナ15がチャンバ14に取り付けられることにより、チャンバ14の内部空間が閉塞されている。
【0039】
バーナ15には、炎孔(図示は省略)が形成されている。炎孔は、厚さ方向に沿ってバーナ15を貫通し、チャンバ14の内部空間に連通している。炎孔からは、チャンバ14の内部空間に供給された混合ガスが噴出される。炎孔から噴出される混合ガスが点火プラグ16で点火されることにより燃焼し、バーナ15の外面側に火炎が生成される。すなわち、バーナ15の外面が、バーナ15の燃焼面になっている。
【0040】
図5は、筐体300の模式的な斜視図である。図5に示されるように、筐体300は、上壁301と、底壁302と、側壁303及び側壁304とを有している。上壁301及び底壁302は、第1方向DR1において間隔を空けて対向している。側壁303及び側壁304は、第3方向DR3において間隔を空けて対向している。第3方向DR3は、第1方向DR1及び第2方向DR2に直交する方向である。第3方向DR3は、水平方向に対応している。
【0041】
筐体300は、さらに背壁305を有している。筐体300の第2方向DR2における一方端は、上壁301、底壁302、側壁303及び側壁304により画されている開口部306になっている。筐体300の第2方向における他方端は、背壁305により閉塞されている。上記のとおり、ファンケース131は、固定部材145により、第2方向DR2の一方側にある上壁141の端部に取り付けられている。そのため、固定部材145は、筐体300の開口部306から目視可能な位置にある。
【0042】
(実施形態に係る燃焼装置及び温水装置の効果)
以下に、燃焼装置200及び温水装置100の効果を説明する。
【0043】
燃焼装置200では、ファン133の回転軸の方向が、第1方向DR1に沿っている。そのため、第1方向DR1におけるファンケース131の寸法を小さくできる。
【0044】
流入口141aが第1方向DR1に直交する方向に沿って形成されている場合、第1方向DR1におけるチャンバ14の寸法(高さH)を、内径Dよりも小さくすることはできない。しかしながら、燃焼装置200では、流入口141aが第1方向DR1に沿って上壁141に形成されているとともに、流入口141aに接続されている吐出口131gが第1方向DR1に沿ってファンケース131に形成されているため、高さHを小さくする(具体的には、内径Dよりも小さくする)ことが可能である。
【0045】
ファンケース131の内部空間において発生したドレン(ファンケース131の内部空間において凝集した水)が、吐出口131g及び流入口141aを通ってチャンバ14の内部に入ることがある。燃焼装置200では、シール部材144が周壁143の内周面と周壁131iの外周面との間に配置されているため、シール部材144に上記のドレンが接触することが抑制されている。
【0046】
燃焼装置200では、固定部材145により第2方向DR2の一方側からファンケース131がチャンバ14(上壁141)に取り付けられている。また、筐体300では、第2方向DR2の一方側に開口部306が設けられている。そのため、温水装置100によると、開口部306から固定部材145が目視可能であり、固定部材145の取り外しを容易に行うことが可能である。
【0047】
(第1変形例)
流入口141aは、平面視における上壁141の中央に形成されていてもよい。この場合、チャンバ14の第3方向DR3における一方側にファンケース131を配置する構成及びチャンバ14の第3方向DR3における他方側にファンケース131を配置する構成のいずれにおいても、同一のチャンバ14を共用できる。
【0048】
(第2変形例)
上記においては、溝131jを周壁131iの外周面に形成する例を説明したが、溝131jに代えて、環状の溝を周壁143の内周面に形成するとともに、シール部材144を当該環状の溝内に配置してもよい。この場合も、溝131jを形成する場合と同様、ファンケース131の内部空間で発生したドレンがシール部材144に付着することを抑制可能である。
【0049】
(第3変形例)
上記においては、ファンケース131及びチャンバ14がそれぞれ別の部材になっている例を説明したが、ファンケース131及びチャンバ14は、一体形成(1つの部材で形成)されていてもよい。この場合、シール部材144が不要となるため、部品点数が少なくなる。また、この場合には、流入口141a及び吐出口131gの周辺構造の設計が容易になる。
【0050】
以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本実施形態は、燃焼装置及びそれを有する温水装置に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【0052】
10 ガスバルブ、11 オリフィス、12 ベンチュリ、13 送風装置、14 チャンバ、15 バーナ、16 点火プラグ、20 一次熱交換器、20a 入水口、20b 出水口、30 二次熱交換器、30a 入水口、30b 出水口、40 ダクト、50 配管、60 配管、70 配管、71 三方弁、80 バイパス配管、100 温水装置、131 ファンケース、131a 上壁、131b 底壁、131c 側壁、131d 第1部分、131e 第2部分、131f 吸気口、131g 吐出口、131h 貫通穴、131i 周壁、131j 溝、132 モータ、132a モータ本体、132b 軸、133 ファン、141 上壁、141a 流入口、141b 外面、142 側壁、143 周壁、144 シール部材、145 固定部材、200 燃焼装置、300 筐体、301 上壁、302 底壁、303 側壁、304 側壁、305 背壁、306 開口部、D 内径、DR1 第1方向、DR2 第2方向、DR3 第3方向、H 高さ。
図1
図2
図3
図4
図5