特開 2024-29320 燃焼装置

(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】P2024029320

(43)【公開日】2024-03-06

(54)【発明の名称】燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23Q 3/00 20060101AFI20240228BHJP

   F23D 14/02 20060101ALI20240228BHJP

   F24H 1/14 20220101ALN20240228BHJP

   F24H 9/1832 20220101ALN20240228BHJP

【ＦＩ】

F23Q3/00 102A

F23D14/02 C

F24H1/14 B

F24H9/1832 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022131512

(22)【出願日】2022-08-22

(71)【出願人】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】弁理士法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】白羽 悠介

(72)【発明者】

【氏名】竹内 健

【テーマコード（参考）】

3K017

3L034

【Ｆターム（参考）】

3K017AA02

3K017AA10

3K017AB08

3L034BA22

3L034BB01

(57)【要約】

【課題】バーナボディ１１の開放面１１１を覆う燃焼板１２を有するバーナ１と、燃焼筐２とを備える燃焼装置であって、燃焼筐の所定の側板に、燃焼板に臨む点火電極５１が設置され、更に、バーナボディの燃焼板に対向する対向壁１１３に、内部が混合気の流入室１１３１ａとなる膨出部１１３１が設けられ、流入室に、点火電極を設置した側板からこれに対向する側板に向かう方向への方向成分を持って混合気が流入するようにしたものにおいて、点火電極の先端部に対向する燃焼板の部分にも十分に混合気を分配して、点火性能を向上できるようにする。
【解決手段】対向壁１１３に、膨出部１１３１から流入室１１３１ａへの混合気の流入方向先方に離れ、且つ、点火電極５１の先端部に燃焼板１２を介して対向しない部分に位置させて、燃焼板１２との間の距離が短くなるように燃焼板１２側にオフセットしたオフセット部１１３２を設ける。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に混合気が供給される、一面が開放面とされたバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う燃焼板とから成るバーナと、燃焼板から噴出する混合気の燃焼空間を囲う燃焼筐とを備える燃焼装置であって、燃焼筐の所定の側板に、燃焼板に臨ませて点火電極が設置され、更に、バーナボディの燃焼板に間隔を存して対向する対向壁の一部に、燃焼板から離れる方向に膨出し、内部が混合気の流入室となる膨出部が設けられ、燃焼筐の前記所定の側板から当該側板に対向する燃焼筐の側板に向かう方向を所定方向として、流入室に、所定方向への方向成分を持って混合気が流入するようにしたものにおいて、
バーナボディの対向壁に、膨出部から流入室への混合気の流入方向先方に離れ、且つ、点火電極の先端部に燃焼板を介して対向しない部分に位置させてオフセット部が設けられ、オフセット部は、燃焼板との間の距離が対向壁の膨出部及びオフセット部以外の一般部よりも短くなるように燃焼板側にオフセットしていることを特徴とする燃焼装置。

【請求項2】

前記対向壁に、前記膨出部と前記オフセット部との間に位置させて、前記燃焼板との間の距離がオフセット部に向けて次第に減少する傾斜部が設けられることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部に混合気が供給される、一面が開放面とされたバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う燃焼板とから成るバーナと、燃焼板から噴出する混合気の燃焼空間を囲う燃焼筐とを備える燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の燃焼装置として、燃焼筐の所定の側板に、燃焼板に臨ませて点火電極が設置され、更に、バーナボディの燃焼板に間隔を存して対向する対向壁の一部に、燃焼板から離れる方向に膨出し、内部が混合気の流入室となる膨出部が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、燃焼筐の前記所定の側板から当該側板に対向する燃焼筐の側板に向かう方向を所定方向として、流入室に、所定方向への方向成分を持って混合気が流入するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－７８５２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来例のものでは、バーナボディの対向壁と燃焼板との間の空間に流入室から混合気の流入方向先方に向けて混合気が流れやすくなる。そして、混合気の流入方向が、燃焼筐の点火電極を設置した側板からこれに対向する側板に向かう方向成分を持つため、火花放電の発生箇所である点火電極の先端部に対向する燃焼板の部分に混合気が十分に分配されなくなる。その結果、点火性能が悪くなることがある。

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、点火性能を向上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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、内部に混合気が供給される、一面が開放面とされたバーナボディと、バーナボディの開放面を覆う燃焼板とから成るバーナと、燃焼板から噴出する混合気の燃焼空間を囲う燃焼筐とを備える燃焼装置であって、燃焼筐の所定の側板に、燃焼板に臨ませて点火電極が設置され、更に、バーナボディの燃焼板に間隔を存して対向する対向壁の一部に、燃焼板から離れる方向に膨出し、内部が混合気の流入室となる膨出部が設けられ、燃焼筐の前記所定の側板から当該側板に対向する燃焼筐の側板に向かう方向を所定方向として、流入室に、所定方向への方向成分を持って混合気が流入するようにしたものにおいて、バーナボディの対向壁に、膨出部から流入室への混合気の流入方向先方に離れ、且つ、点火電極の先端部に燃焼板を介して対向しない部分に位置させてオフセット部が設けられ、オフセット部は、燃焼板との間の距離が対向壁の膨出部及びオフセット部以外の一般部よりも短くなるように燃焼板側にオフセットしていることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、バーナボディの対向壁と燃焼板との間の空間の通気抵抗が、膨出部から流入室への混合気の流入方向先方に離れたオフセット部で大きくなる。そのため、流入室から流入方向先方に向かう混合気の流れが適度に抑制され、火花放電の発生箇所である点火電極の先端部に対向する燃焼板の部分にも混合気が十分に分配されて、点火性能が向上する。

【0008】

また、本発明においては、バーナボディの対向壁に、膨出部とオフセット部との間に位置させて、燃焼板との間の距離がオフセット部に向けて次第に減少する傾斜部を設けることが望ましい。ここで、オフセット部の膨出部寄りの端部に段差が付いていると、バーナボディへの混合気の供給量を多くした状態では、段差における圧力損失により、オフセット部と燃焼板との間の空間に十分に混合気が分配されなくなる可能性がある。上記の如く傾斜部を設ければ、圧力損失が減少し、バーナボディへの混合気の供給量を多くした状態でも、オフセット部と燃焼板との間の空間に混合気を十分に分配することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態の燃焼装置の斜視図。

【図2】図１とは反対側から見た燃焼装置の斜視図。

【図3】実施形態の燃焼装置の平面図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図。

【図5】図３のＶ－Ｖ線で切断した断面図。

【図6】実施形態の燃焼装置の構成要素であるバーナの燃焼板の分解状態の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１乃至図５に示す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、一面たる下面が開放面１１１とされたバーナボディ１１と、バーナボディ１１の開放面１１１を覆う燃焼板１２とから成る全一次燃焼式のバーナ１と、燃焼板１２から噴出する混合気の燃焼空間を囲う燃焼筐２とを備えている。燃焼筐２の上端には、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で締結される筐フランジ部２２が設けられている。また、燃焼筐２の内部には、給湯用の熱交換器３が収納されている。

【0011】

熱交換器３は、多数のフィン３１とこれらフィン３１を貫通する複数の吸熱管３２とを備えるフィンチューブ型熱交換器で構成されている。燃焼筐２の横方向一側と他側の側板２３，２４の外側には、隣り合う２本の吸熱管３２，３２を接続するＵベント管３３が複数設けられており、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には、端部に入水口３４ａが設けられた管３４が接続されている。

【0012】

また、図５を参照して、燃焼筐２の前側の側板２５の熱交換器３より上方の部分の内側には、下から順に管から成る第１と第５と第９の３本の水路４_１，４_５，４_９が側板２５に接するように配置され、燃焼筐２の後側の側板２６の熱交換器３より上方の部分の内側にも、下から順に管から成る第３と第７と第１１の３本の水路４_３，４_７，４_１１が側板２６に接するように配置されている。また、燃焼筐２の横方向一側の側板２３の外側には、図１、図４に示す如く、熱交換器３の下流端の吸熱管３２を第１水路４_１に接続する接続管３５が設けられ、更に、熱交換器３より上方の側板２３の部分には、第３水路４_１と第５水路４_３とを接続する第４水路４_４と、第７水路４_７と第９水路４_９とを接続する第８水路４_８と、第１１水路４_１１に接続される第１２水路４_１２とが設けられている。また、燃焼筐２の横方向他側の側板２４には、図２、図４に示す如く、熱交換器３よりも上方に位置させて、第１水路４_１と第３水路４_３とを接続する第２水路４_２と、第５水路４_５と第７水路４_７とを接続する第６水路４_６と、第９水路４_９と第１１水路４_１１とを接続する第１０水路４_１０とが設けられている。第２と第６と第１０の各水路４_２，４_６，４_１０と、第４と第８と第１２の各水路４_４，４_８，４_１２は、各側板２４，２３に形成した横方向内方への窪みとこの窪みを覆うように各側板２４，２３の外面に取付けた蓋４１とで構成されている。熱交換器３で加熱された水は、第１水路４_１乃至第１２水路４_１２に順に流れて、第１２水路４_１２の端部に設けられた出湯口４２からこれに接続される図外の出湯管に供給される。そして、これら第１乃至第１２水路４_１～４_１２に流れる水により燃焼筐２の各側板２３～２６が冷却されるようにしている。

【0013】

また、燃焼筐２の前側の側板２５には、燃焼筐２内に突出して燃焼板１２に臨む一対の点火電極５１，５１と一対のフレームロッド５２，５２とを有する電極部品５が設置されている。尚、両点火電極５１，５１の一方には高電圧が印加され、他方は接地されて、両点火電極５１，５１の先端部間で火花放電が行われ、燃焼板１２から噴出する混合気に点火される。また、電極部品５には、燃焼筐２内を視認できる覗き窓５３が付設されている。

【0014】

次に、バーナ１について詳述する。図６も参照して、燃焼板１２は、額縁状のバーナ枠１２１と、バーナ枠１２１で囲われる開口部１２２をバーナボディ１１側（上方）から覆う、混合気が透過する混合気透過体１２３とを有している。混合気透過体１２３は、金属繊維等の耐熱繊維の織布や不織布、又は、多孔質の焼結体等で構成することができる。また、混合気透過体１２３の混合気の流れ方向上流側の面である裏面（上面）には、多数の分布孔１２４ａが形成された分布板１２４が重ねられている。そして、バーナボディ１１内に供給された混合気が分布孔１２４ａと混合気透過体１２３とを介して開口部１２２から噴出し、全一次燃焼（二次空気が不要な燃焼）する。尚、開口部１２２は、前後方向に沿う断面形状が図５に示す如く円弧状に湾曲しており、混合気透過体１２３及び分布板１２４も同様に前後方向に沿う断面形状が円弧状に湾曲している。

【0015】

バーナ枠１２１は、開口部１２２の周囲の開口周縁部１２１１と、開口周縁部１２１１からバーナボディ１１側（上方）に屈曲した側板部１２１２と、側板部１２１２の上端から外方に張出す枠フランジ部１２１３とを有している。開口周縁部１２１１の内周寄り部分には、一段下がった絞り部１２１１ａが設けられている。この絞り部１２１１ａに混合気透過体１２３の周縁部が重ねられる。そして、混合気透過体１２３の裏面に分布板１２４を重ねた状態で、分布板１２４の周縁部を絞り部１２１１ａの外側の開口周縁部１２１１の部分に一定間隔でスポット溶接することにより燃焼板１２を組み立てている。枠フランジ部１２１３は、ボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間に挟み込まれる。また、枠フランジ部１２１３とボディフランジ部１１２との間にパッキン６を介設して、バーナボディ１１と燃焼板１２との間のシール性を確保する。尚、パッキン６は、枠フランジ部１２１３よりも外側に張出す部分を有している。そして、この部分がボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間に介設されて、ボディフランジ部１１２と筐フランジ部２２との間のシール性が確保される。

【0016】

バーナボディ１１は、燃焼板１２に間隔を存して対向する対向壁１１３の一部に設けられた、燃焼板１２から離れる方向たる上方に膨出する膨出部１１３１を有している。膨出部１１３１の内部は、混合気の流入室１１３１ａになっている。また、燃焼筐２の横方向一側の側板２３が存する方向を右方として、膨出部１１３１には、斜め前右方に開口する流入口１１３１ｂが開設されている。そして、流入室１１３１ａに、流入口１１３１ｂを介して、電極部品５、即ち、点火電極５１，５１を設置した燃焼筐２の前側の側板２５からこれに対向する後側の側板２６に向かう方向たる後方への方向成分を持って、具体的には図３に矢印ａで示す如く斜め後左方に向けて図外のファンからの混合気が流入するようにしている。

【0017】

この場合、バーナボディ１１の対向壁１１３と燃焼板１２との間の空間に流入室１１３１ａから混合気の流入方向先方に向けて混合気が流れやすくなる。そして、混合気の流入方向が、燃焼筐２の点火電極５１を設置した前側の側板２５からこれに対向する後側の側板２６に向かう方向成分を持つため、このままでは、火花放電の発生箇所である点火電極５１，５１の先端部に対向する燃焼板１２の部分に混合気が十分に分配されなくなる。その結果、点火性能が悪くなる可能性がある。

【0018】

そこで、本実施形態では、バーナボディ１１の対向壁１１３に、膨出部１１３１から流入室１１３１ａへの混合気の流入方向先方（斜め後左方）に離れた部分に位置させてオフセット部１１３２を設けている。このオフセット部１１３２は、燃焼板１２との間の距離が対向壁１１３の膨出部１１３１及びオフセット部１１３２以外の一般部１１３３よりも短くなるように燃焼板１２側にオフセットしている。尚、本実施形態において、点火電極５１，５１の先端部に燃焼板１２を介して対向する対向壁１１３の部分、即ち、点火電極５１，５１の先端部の真上に位置する対向壁１１３の部分は、膨出部１１３１の一部になっている。そのため、オフセット部１１３２は、点火電極５１，５１の先端部に燃焼板１２を介して対向しない部分に位置することになる。また、本実施形態では、膨出部１１３から左方に離れた対向壁１１３の部分に亘ってオフセット部１１３２を設けている。

【0019】

以上の構成によれば、バーナボディ１１の対向壁１１３と燃焼板１２との間の空間の通気抵抗が、膨出部１１３１から流入室１１３１ａへの混合気の流入方向先方に離れたオフセット部１１３２で大きくなる。そのため、流入室１１３１ａから流入方向先方に向かう混合気の流れが適度に抑制され、火花放電の発生箇所である点火電極５１，５１の先端部に対向する燃焼板１２の部分にも混合気が十分に分配されて、点火性能が向上する。

【0020】

尚、オフセット部１１３２の膨出部１１３１寄りの端部に段差が付いていると、バーナボディ１１への混合気の供給量を多くした状態では、段差における圧力損失により、オフセット部１１３２と燃焼板１２との間の空間に十分に混合気が分配されなくなる可能性がある。

【0021】

そこで、本実施形態では、図４、図５に明示する如く、バーナボディ１１の対向壁１１３に、膨出部１１３１とオフセット部１１３２との間に位置させて、燃焼板１２との間の距離がオフセット部１１３２に向けて次第に減少する傾斜部１１３４を設けている。このように傾斜部１１３４を設ければ、圧力損失が減少する。そのため、バーナボディ１１への混合気の供給量を多くした状態でも、オフセット部１１３２と燃焼板１２との間の空間に混合気を十分に分配することができる。

【0022】

尚、本実施形態では、膨出部１１３１とオフセット部１１３２との間に、膨出部１１３１に隣接する一般部１１３３を設けて、当該一般部１１３３とオフセット部１１３２との間に傾斜部１１３４を設けている。膨出部１１３１とオフセット部１１３２との間に、一般部１１３３を設けずに、傾斜部１１３４のみを設けることも可能である。

【0023】

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、点火電極５１，５１の先端部の真上に位置する対向壁１１３の部分が、上記実施形態とは異なり、膨出部１１３１に隣接する一般部１１３３の一部になっていてもよい。また、上記実施形態では、一対の点火電極５１，５１を設置しているが、単一の点火電極を設置して、この点火電極の先端部と燃焼板との間で火花放電させるようにしてもよい。更に、上記実施形態では、バーナボディ１１の下面が開放面１１１とされているが、バーナボディ１１の上面を開放面１１１とし、バーナ１の上方に燃焼筐２を配置する燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。

【符号の説明】

【0024】

１…バーナ、１１…バーナボディ、１１１…開放面、１１３…対向壁、１１３１…膨出部、１１３１ａ…流入室、１１３２…オフセット部、１１３３…一般部、１１３４…傾斜部、１２…燃焼板、２…燃焼筐、２５…前側の側板（所定の側板）、２６…後側の側板（所定の側板に対向する側板）、５１…点火電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】