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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】P2024094866
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】燃焼装置及び給湯器
(51)【国際特許分類】
   F23K 5/00 20060101AFI20240703BHJP
   F23D 14/08 20060101ALI20240703BHJP
   F24H 1/12 20220101ALI20240703BHJP
【FI】
F23K5/00 301B
F23D14/08 H
F24H1/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022211734
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000112015
【氏名又は名称】株式会社パロマ
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(74)【代理人】
【識別番号】100121142
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 恭一
(72)【発明者】
【氏名】柿崎 友助
【テーマコード(参考)】
3K017
3K068
3L034
【Fターム(参考)】
3K017AB07
3K068AA01
3K068BA01
3K068BB05
3L034BA22
3L034BB02
3L034BB03
(57)【要約】
【課題】ガス入口よりも左右外側へ突出する分配部の端部の領域においても各ノズルへ燃料ガスを均等に供給可能とする。
【解決手段】ガス分配ユニット7において、第1分配流路81は、第1入口45から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する第1導入部36と、第1導入部36の上端と連通してノズル30の組が左右方向に配設される第1分配部39とを含むと共に、第1分配部39の右側の端部は、第1入口45の真上よりも右側へ突出して配置されている。そして、第1導入部36の右側の側縁は、正面視で第1入口45の接線となって第1分配部39の右最外位置のノズル30Bの外周とを結ぶ右側仮想直線Lよりも第1導入部36の中央側に張り出す張出部65を有し、張出部65の上縁部68は、ノズル30Bを含む下段のノズル30C,30Dの列の下側で左側へ延びている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のバーナを収容するインナーケースと、
前記インナーケースに組み付けられ、
上下二段を一組として左右方向に配列されて各前記バーナに燃料ガスをそれぞれ噴出する複数組のノズルと、燃料ガスが導入されて左右方向に延びるメイン流路と、前記メイン流路の上側に配置されて前記メイン流路と連通する燃料ガスの入口を下端に有し、前記ノズルの組の数が互いに異なる複数の前記ノズルの群ごとにそれぞれ燃料ガスを分岐させる少なくとも2つの分配流路と、各前記入口を開閉可能な電磁弁と、を有するガス分配ユニットと、を含み、
各前記電磁弁による各前記入口の開閉によって各前記分配流路への燃料ガスの供給の有無を切り替えることで、前記バーナの燃焼本数が切り替え可能な燃焼装置であって、
前記ガス分配ユニットにおいて、
他の前記分配流路よりも前記ノズルの組の数が多い少なくとも1つの前記分配流路は、前記入口から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する導入部と、前記導入部の上端と連通して前記ノズルの組が左右方向に配設される分配部とを含むと共に、前記分配部の少なくとも左右一方側の端部は、前記入口の真上よりも当該左右一方側へ突出して配置されており、
前記導入部における前記分配部の前記端部の突出側の側縁は、正面視で前記入口の接線となって前記端部の左右最外位置とを結ぶ仮想直線よりも前記導入部の中央側に張り出す張出部を有し、前記張出部の上縁部は、前記左右最外位置側の前記ノズルを含む下段の前記ノズルの列の下側で左右他方側へ延びていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項2】
前記分配部の前記端部は、前記分配部の上縁から下向きに形成される仕切壁により、複数組の前記ノズルを含む領域に仕切られており、
前記仕切壁の下端は、上下二段の前記ノズルの間に位置して、前記仕切壁の下端と前記上縁部の端部との間に、前記領域への燃料ガスの流入口を形成していることを特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項3】
前記上縁部は、前記領域の下方に位置していると共に、前記上縁部の前記左右他方側の端部は、前記領域の左右方向の長さの半分以上となる位置に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の燃焼装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の燃焼装置と、前記燃焼装置の前記バーナの燃焼排気が通過する熱交換器とを含み、前記熱交換器を通過する水と前記バーナの燃焼排気とを熱交換させて出湯可能な給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、給湯器において、複数のバーナに燃料ガスを分配供給して燃焼段数を切替可能な燃焼装置と、その燃焼装置を備えた給湯器とに関する。
【背景技術】
【0002】
給湯器は、筐体内に、バーナを備えた燃焼装置と熱交換器とを備え、燃料ガスと燃焼用空気との混合気に点火して燃焼するバーナの燃焼排気により、熱交換器を通過する水を加熱して出湯させる。
燃焼装置に設置されるバーナは、扁平状のものが厚み方向に複数配列されてユニット化されており、バーナユニットの上流側には、ガス分配ユニットが設けられている。このガス分配ユニットは、特許文献1に開示されるように、各バーナに対応して上下二段で左右方向に並設される複数のノズルが設けられる本体と、本体の前面に組み付けられる蓋板(蓋体)とを含んでなり、本体に形成した凹部と蓋板に設けた絞り部とによって、左右方向に延びるガス通路(メイン流路)と、ガス通路から分岐する複数の分配流路とを区画形成している。各分配流路は、バーナの数が異なる複数のバーナ群にそれぞれ対応している。各分配流路の上流端には、ガス通路と連通するガス入口がそれぞれ形成されている。各ガス入口は、それぞれ電磁弁によって開閉可能となっている。
この燃焼装置では、コントローラが各電磁弁を開閉制御して燃料ガスが供給される分配流路の組み合わせを選択することで、燃焼するバーナの本数を調整可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018-194187号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
図8は、特許文献1の図4を符号の一部と共に示している。この本体23において、各分配流路を形成する凹部40~41は、ガス入口43から下流側となる上方へ向かうに従って左右幅が広くなる扇状の導入部S1と、導入部S1の上端に連続し、複数のノズル34が並設される分配部S2とをそれぞれ備えている。本体23の下部裏側には、燃料ガスが供給されるガス開閉部が左右方向に設けられている。
凹部40~41のうち、ガス開閉部の左端部と連通する左最外に位置する凹部40は、ノズル34の数が最も多いことから、導入部S1及び分配部S2は他の凹部41,42よりも左右幅が大きくなる最大面積となっている。
しかし、燃料ガスは、ガス開閉部を左向きに流れた後、そのままの勢いでガス入口43を介して最大面積の凹部40に流れ込むため、当該凹部40内でも、実線矢印aで示すように、流れ込んだ勢いのまま流れ方向下流側となる導入部S1の左片側に寄って上昇する傾向となる。
一方、導入部S1の右側では、ガス入口43から流れ込んだ燃料ガスは、点線矢印bで示すように、上向きに上昇した後、右側へカーブするように流れる。この流れにより、導入部S1の右側の側縁近傍では、一点鎖線矢印cで示すような渦流が形成されやすくなる。この渦流の発生により、分配部S2の右端の領域のノズル34(特に下段のノズル34)への燃料ガスの供給が阻害されてしまう。
【0005】
そこで、本開示は、ガス入口よりも左右外側へ突出する分配部の端部の領域においても各ノズルへ燃料ガスを均等に供給することができる燃焼装置及び給湯器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本開示の第1の構成は、複数のバーナを収容するインナーケースと、
インナーケースに組み付けられ、
上下二段を一組として左右方向に配列されて各バーナに燃料ガスをそれぞれ噴出する複数組のノズルと、燃料ガスが導入されて左右方向に延びるメイン流路と、メイン流路の上側に配置されてメイン流路と連通する燃料ガスの入口を下端に有し、ノズルの組の数が互いに異なる複数のノズルの群ごとにそれぞれ燃料ガスを分岐させる少なくとも2つの分配流路と、各入口を開閉可能な電磁弁と、を有するガス分配ユニットと、を含み、
各電磁弁による各入口の開閉によって各分配流路への燃料ガスの供給の有無を切り替えることで、バーナの燃焼本数が切り替え可能な燃焼装置であって、
ガス分配ユニットにおいて、
他の分配流路よりもノズルの組の数が多い少なくとも1つの分配流路は、入口から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する導入部と、導入部の上端と連通してノズルの組が左右方向に配設される分配部とを含むと共に、分配部の少なくとも左右一方側の端部は、入口の真上よりも当該左右一方側へ突出して配置されており、
導入部における分配部の端部の突出側の側縁は、正面視で入口の接線となって端部の左右最外位置とを結ぶ仮想直線よりも導入部の中央側に張り出す張出部を有し、張出部の上縁部は、左右最外位置側のノズルを含む下段のノズルの列の下側で左右他方側へ延びていることを特徴とする。
第1の構成の別の態様は、上記構成において、分配部の端部は、分配部の上縁から下向きに形成される仕切壁により、複数組のノズルを含む領域に仕切られており、
仕切壁の下端は、上下二段のノズルの間に位置して、仕切壁の下端と上縁部の端部との間に、当該領域への燃料ガスの流入口を形成していることを特徴とする。
第1の構成の別の態様は、上記構成において、上縁部は、領域の下方に位置していると共に、上縁部の左右他方側の端部は、領域の左右方向の長さの半分以上となる位置に設けられていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本開示の第2の構成は、給湯器であって、第1の構成の燃焼装置と、燃焼装置のバーナの燃焼排気が通過する熱交換器とを含み、熱交換器を通過する水とバーナの燃焼排気とを熱交換させて出湯可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、張出部によって分配部の端部内に燃料ガスを導いて渦流を生じさせることができる。よって、入口よりも左右一方側へ突出する分配部の端部においても各ノズルへ燃料ガスを均等に供給することができる。
第1の構成の別の態様によれば、上記効果に加えて、分配部の端部において複数のノズルを含む領域を仕切る仕切壁の下端を上下二段のノズルの間に位置させて、仕切壁の下端と上縁部の端部との間に、当該領域への燃料ガスの流入口を形成しているので、当該領域を半密閉でき、当該領域内に燃料ガスを確実に導いて渦流を形成させることができる。
第1の構成の別の態様によれば、上記効果に加えて、上縁部は、領域の下方に位置していると共に、上縁部の左右他方側の端部は、当該領域の左右方向の長さの60%となる位置に設けられているので、当該領域内に燃料ガスが流入できる流入口の広さを確保して、当該領域内で渦流を確実に形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】フロントカバーを外した状態の給湯器の正面図である。
図2】ガス分配ユニットの前方からの分解斜視図である。
図3】ガス分配ユニットの後方からの分解斜視図である。
図4】本体の正面図である。
図5図1のA-A線拡大断面図である(ガス分配ユニットのみ示す)。
図6】本体の前方からの斜視図である。
図7】本体の後方からの斜視図である。
図8】従来のガス分配ユニットの本体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、給湯器の一例を示す説明図で、前面のフロントカバーを外した状態の正面を示している。
給湯器1は、四角箱状の筐体2内に、燃焼装置3と、熱交換器4と、排気部5とを設置している。燃焼装置3は、図示しないバーナユニットを収容するインナーケース6を備えている。バーナユニットは、左右方向に扁平となる濃淡バーナを、左右方向に複数配列してなる。インナーケース6の前面には、互いに数が異なる濃淡バーナのバーナ群ごとに燃料ガスを分配供給するためのガス分配ユニット7が組み付けられる。
燃焼装置3の下面左側には、燃焼用空気を供給する給気ファン8が組み付けられている。燃焼装置3の下方で器具の右側には、制御回路基板を備えたコントローラ9が配置されている。排気部5には、フロントカバーを貫通して前方へ突出する左右横長の排気筒10が形成されている。
【0010】
熱交換器4は、厚み方向に並設される複数のフィンを蛇行状に貫通する伝熱管を備えたフィンチューブ式となっている。伝熱管の入側端部には、給水管11が接続され、伝熱管の出側端部には、出湯管12が接続されている。筐体2の下面には、外部の水道管が接続される水入口13と、給湯栓への外部配管が接続される湯出口14とが設けられている。給水管11の上流端が水入口13に、出湯管12の下流端が湯出口14にそれぞれ接続されている。
また、筐体2の下面には、外部のガス管が接続されるガス入口15が設けられている。ガス入口15は、筐体2内で、比例弁17及びその上流側の元電磁弁18を備えたガス比例弁ユニット16を介してガス分配ユニット7に接続されている。
ガス分配ユニット7は、インナーケース6の前面下部の開口を塞ぐ格好でインナーケース6の前面に組み付けられている。ガス分配ユニット7の上側でインナーケース6の前面には、フレームロッド19と放電電極20とが差込接続されている。
【0011】
ガス分配ユニット7は、図2及び図3に示すように、後側の本体25と、本体25に前方からネジ止めされる前側の蓋体26とで形成される横長扁平状となっている。本体25と蓋体26との間には、シール体27が介在されている。
アルミダイカスト製である本体25の下部には、後方へ突出する深底のメイン凹部28が左右方向に形成されている。メイン凹部28の右端は、下向きに折曲しており、その下端に、ガス導入口29が貫通形成されている。ガス導入口29に、ガス比例弁ユニット16の上端に設けたガス出口部(図示略)が後方から連結される。
本体25の上部には、後方へ突出して上下二段で一対となるノズル30,30が、左右方向へ20組直線状に配列されている。本体25の前面でメイン凹部28及び全てのノズル30の周囲には、前方へ突出して連続する突条からなる外周枠31が形成されている。外周枠31の内側には、ノズル30の配列を所定数ごとに仕切ると共に、メイン凹部28とその上側の領域とを仕切る仕切枠32,32・・が形成されている。この仕切枠32により、メイン凹部28の上側には、左から第1凹部33と、第2凹部34と、第3凹部35とが左右横並びで仕切形成されている。第1~第3凹部33~35は何れもメイン凹部28より浅くなっている。
【0012】
第1~第3凹部33~35は、図4にも示すように、下端から上方へ延びて左右幅が徐々に拡がる第1~第3導入部36~38と、第1~第3導入部36~38の上部と連通してノズル30の配列を含んで左右方向に延びる第1~第3分配部39~41とをそれぞれ備えている。第1分配部39にノズル30が13組配置され、第2分配部40にノズル30が4組配置され、第3分配部41にノズル30が3組配置されている。よって、第1分配部39が左右方向に最も長くなり、第1導入部36は、下端から上方へ向かうに従って左右幅が拡開して第1分配部39に繋がる正面視扇状となっている。このため第1凹部33は、第2、第3凹部34,35よりも面積が大きくなっている。
第1分配部39内には、外周枠31の上部から下向きに形成されて13組のノズルを左から2組、2組、3組、3組、3組毎に仕切る4つの仕切壁42,42・・が形成されている。よって、第1分配部39は、左から、2組のノズル30を含む第1領域E1、2組のノズル30を含む第2領域E2、3組のノズル30を含む第3領域E3、3組のノズル30を含む第4領域E4、3組のノズル30を含む第5領域E5に仕切られる。第5領域E5は、後述する第1入口45の真上よりも右側に位置している。
第2分配部40内にも、4組のノズル30を2組毎に仕切る仕切壁42が形成されている。各仕切壁42には、蓋体26のネジ止め用のネジ孔が形成された正面視円形のネジ止め部43がそれぞれ形成されている。ネジ止め部43は、外周枠31及び仕切枠32にも形成されている。
【0013】
第1~第3導入部36~38の下端には、第1~第3入口45~47が貫通形成されている。第1~第3入口45~47は、正面視が円形で、ここでは第1入口45の直径が、第2、第3入口46,47の直径よりも大径となっている。第1~第3入口45~47の各中心O1~O3は、上下方向で同じ高さに位置している。
第1~第3入口45~47の後側には、図5に示すように、後方へ突出して開口する円筒状の第1~第3弁室48~50が形成されている。第1~第3弁室48~50には、後方から第1~第3電磁弁51~53が、ネジにより着脱可能に取り付けられている。第1~第3電磁弁51~53は、第1~第3入口45~47を後方から開閉となっている。
図6及び図7に示すように、第1、第2弁室48,49は、メイン凹部28内に突出し、周面へ円弧状に形成された第1、第2開口54,55を介してメイン凹部28と連通している。
図4に示すように、メイン凹部28の上面部56は、正面視で、第1~第3入口45~47の各中心O1~O3を通って左右方向に延びる第1の仮想直線L1上で左右方向に延びている。メイン凹部28の左側面部57は、正面視で、第1入口45の中心O1を通って上方へ向かうに従って右側に傾斜する第2の仮想直線L2上で傾斜状に延びている。第1弁室48は、上面部56と左側面部57との間で下側をメイン凹部28内に突出させて、第1開口54を、上面部56と左側面部57との間に形成される角度αの全範囲に亘って開口させている。よって、第1開口54は、第1入口45の中心O1の真下よりも右側へ回転した位相で形成されている。
第3弁室50の左上側には、第3開口58が形成されている。第3開口58は、左右方向に延びる連絡流路59を介して、第2導入部37における第2入口46の上側(下流側)と連通している。
【0014】
そして、第1導入部36には、分流突起60が設けられている。分流突起60は、長軸が左右方向となる正面視長円状で、上下方向では第1導入部36の中央よりもやや上方に位置している。分流突起60は、左右方向では、第1入口45の中心O1の真上よりも左寄りに位置している。分流突起60は、第1凹部33の底面から、第1凹部33の深さと同じ高さで前向きに突設されている。
外周枠31において、第1導入部36の左側を形成する傾斜部分は、第1入口45の接線となって第1分配部39の第1領域E1の左下角のノズル30A(以下、区別する際は符号に「A」「B」「C」・・を併記する。他の構成部も同じ)の外周とを結ぶ左側仮想直線Lに沿って略直線状に形成されている。しかし、第1導入部36の右側を形成する仕切枠32の傾斜部分は、第1入口45の接線となって第1分配部39の第5領域E5の右下角のノズル30Bの外周とを結ぶ右側仮想直線Lよりも中央側(左上側)へ張り出す張出部65が形成されている。
【0015】
この張出部65は、第1入口45と分流突起60との間へ向けて円弧状に膨らむ下縁部66と、下縁部66の上端から連続して第1分配部39の右端部へ向けて直線状に延びる中縁部67と、中縁部67の上端から右側へ折曲して第5領域E5の下方を左右方向に延びる上縁部68とを備えている。この上縁部68により、第5領域E5の下方右側が閉塞される。
上縁部68の左端となる中縁部67との間の角69は、上下方向で、右から2つ目のノズル30Cと3つ目のノズル30Dとの間に位置している。よって、上縁部68は、第5領域E5の右端から略60%を下方から囲むことになり、角69と右端の仕切壁42Aのネジ止め部43との間が、第5領域E5への燃料ガスの流入口70となっている。こうして第5領域E5は、流入口70を除いて、外周枠31、仕切枠32、上縁部68、仕切壁42Aで囲まれる半密閉状態となる。
ここで、正面視で、第1入口45の中心O1を通って第1の仮想直線L1と第2の仮想直線L2との間の角度αを二分(すなわち第1開口54を二分)する第3の仮想直線L3を規定すると、この第3の仮想直線L3は、第1分配部39における左から2つ目の仕切壁42Bに最も接近している。この仕切壁42Bは、ネジ止め部43よりも下方へ延びる延長部71を有し他の仕切壁42よりも長くなっている。この延長部71の下端は、左右に位置する下列のノズル30,30の間に達している。
【0016】
蓋体26は、外周枠31で囲まれる領域及びその外側の領域を前方から覆う板金製である。蓋体26には、メイン凹部28の前側に位置するメイン膨出部75と、第1凹部33の前側に位置する第1膨出部76と、第2凹部34の第2分配部40の前側に位置する第2膨出部77と、第3凹部35の前側に位置する第3膨出部78とがそれぞれ前方へ突出形成されている。
シール体27は、本体25のメイン凹部28及び第1~第3凹部33~35の周囲と、メイン凹部28と第1~第3凹部33~35との間と、第1~第3凹部33~35の間等で網状に繋がり、本体25と蓋体26との間をシールする。
【0017】
よって、第1~第3電磁弁51~53を組み付けた本体25の前面にシール体27を位置決めし、蓋体26を被せてネジ止めすれば、ガス分配ユニット7内には、メイン凹部28とメイン膨出部75とにより、ガス導入口29及び第1、第2開口54,55と連通するメイン流路80が形成される。また、第1凹部33と第1膨出部76とにより、第1入口45と連通する第1分配流路81が形成され、第2凹部34と第2膨出部77とにより、第2入口46と連通する第2分配流路82が形成される。そして、第3凹部35と第3膨出部78とにより、第3入口47と連通する第3分配流路83が形成される。但し、第3入口47は、第3弁室50と、前面が蓋体26に閉塞される連絡流路59とにより、第2入口46の下流側で第2分配流路82と連通することになる。
このガス分配ユニット7は、本体25をインナーケース6の前面にセットして、ガス導入口29にガス比例弁ユニット16を接続してネジで固定すれば、ガス分配ユニット7の組み付けは完了する。
【0018】
以上の如く構成された給湯器1においては、湯出口14の配管に接続される給湯栓を開栓して器具内に通水させると、これを検知したコントローラ9がガス比例弁ユニット16の元電磁弁18を開くと共に、比例弁17を点火時の所定開度に制御する。
コントローラ9は、第1~第3分配流路81~83の第1~第3電磁弁51~53を開弁動作させると共に、給気ファン8を作動させて燃焼用空気を供給させる。よって、ガス比例弁ユニット16を介して燃料ガスがガス分配ユニット7のメイン流路80に供給される。メイン流路80に流入した燃料ガスは、第1、第2開口54,55から第1、第2弁室48,49に流入し、第1、第2入口45,46を介して第1、第2分配流路81,82へ流入する。第2分配流路82に流入した燃料ガスの一部は、連絡流路59から第3開口58を介して第3弁室50に流入し、第3入口47から第3分配流路83へ流入する。各分配流路81~83に流入した燃料ガスは、各導入部36~38に沿って上昇して各分配部39~41へ拡散し、各ノズル30から各濃淡バーナに供給される。
【0019】
そして、コントローラ9によりイグナイタが作動し、放電電極20が連続放電すると、各濃淡バーナの炎孔部から噴出する混合気が燃焼する。バーナユニットの燃焼排気は、熱交換器4の伝熱管を通過する水と熱交換され、設定温度の湯となって出湯管12から出湯される。
コントローラ9は、必要な燃焼量に合わせて比例弁17の開度を調整し、ガス比例弁ユニット16からの燃料ガスの供給量を調整すると共に、給気ファン8の回転数を連続的に変化させて、所定の空燃比を維持する。
また、コントローラ9は、必要な燃焼量に合わせてガス分配ユニット7の第1~第3電磁弁51~53を開閉制御することで、各分配流路81~83ごとのバーナ群を選択して燃焼本数を段階的に制御する。
【0020】
例えば、第2分配流路82に対応する中央のバーナ群(4本の濃淡バーナ)のみを燃焼させる場合、コントローラ9は、第1電磁弁51及び第3電磁弁53を閉弁させて第2電磁弁52のみを開弁させる。よって、燃料ガスは、メイン流路80から第2弁室49を介して第2分配流路82に流入し、中央のバーナ群を燃焼させる(1段燃焼)。
また、中央のバーナ群と、右側のバーナ群(3本の濃淡バーナ)とを燃焼させる場合、コントローラ9は、第1電磁弁51を閉弁させて第2電磁弁52及び第3電磁弁53を開弁させる。よって、燃料ガスは、メイン流路80から第2弁室49を介して第2分配流路82に流入すると共に、連絡流路59及び第3弁室50を介して第3分配流路83に流入し、中央及び右側のバーナ群(7本の濃淡バーナ)を燃焼させる(2段燃焼)。
さらに、中央のバーナ群と、左側のバーナ群(13本の濃淡バーナ)とを燃焼させる場合、コントローラ9は、第1電磁弁51及び第2電磁弁52を開弁させて第3電磁弁53を閉弁させる。よって、燃料ガスは、メイン流路80から第1、第2弁室48,49を介して第1、第2分配流路81,82に流入し、中央及び左側のバーナ群(17本の濃淡バーナ)を燃焼させる(3段燃焼)。
そして、全てのバーナ群を燃焼させる場合、コントローラ9は、第1~第3電磁弁51~53を開弁させる。よって、燃料ガスは、メイン流路80から第1、第2弁室48,49を介して第1、第2分配流路81,82に流入すると共に、連絡流路59及び第3弁室50を介して第3分配流路83に流入し、全てのバーナ群(20本の濃淡バーナ)を燃焼させる(4段燃焼)。
このように20本の濃淡バーナの燃焼本数が4段階で切り替え可能となる。
【0021】
メイン流路80から第1分配流路81に燃料ガスが流入する場合、メイン流路80に流入した燃料ガスは、第1開口54を介して第1弁室48に流入し、第1入口45から第1分配流路81に流れ込む。
このとき燃料ガスの主流は、メイン流路80を右から左へ流れる勢いのまま第1入口45から第1導入部36に流入するため、図4に実線矢印aで示すように、第3の仮想直線L3よりも左側で左上側へ流れる。しかし、下流側の第1分配部39には、仕切壁42B及びその下端の延長部71が位置しているため、燃料ガスの主流は仕切壁42B及び延長部71に衝突して左右に分散する。よって、燃料ガスが左側の第1領域E1及び第2領域E2のノズル30に集中することがなく、右側の第3領域E3及び第4領域E4のノズル30へも供給される。
【0022】
一方、燃料ガスの副流の一部は、点線矢印b1で示すように、第1入口45から上向きに第1導入部36へ流入する。この副流の一部は、上方に位置する分流突起60に衝突することで、点線矢印cに示すように左右に分かれ、左側の第3領域E3と右側の第4領域E4及び第5領域E5に流れる。
そして、燃料ガスの副流の他の一部は、点線矢印b2で示すように、左側面部57の延長方向で第1入口45から右上向きに第1導入部36に流入する。しかし、第1入口45の右上側には、張出部65に設けた下縁部66が膨出しているため、下縁部66に衝突した燃料ガスは角度を変えて分流突起60側に誘導される。誘導された副流の他の一部は、分流突起60に衝突して第4領域E4及び第5領域E5に流れる。
こうして第5領域E5に流れる燃料ガスは、狭い流入口70から第5領域E5に流れ込んで渦流を生じさせる。よって、第5領域E5内のノズル30へ均等に燃料ガスが行き渡る。
【0023】
(分流突起に係る開示の効果)
上記形態の給湯器1において、燃焼装置3は、複数のバーナを収容するインナーケース6と、インナーケース6に組み付けられ、左右方向に配列されて各バーナに燃料ガスをそれぞれ噴出する複数のノズル30と、燃料ガスが導入されて左右方向に延びるメイン流路80と、メイン流路80の上側に配置されてメイン流路80と連通する燃料ガスの第1~第3入口45~47(入口の一例)を下端に有し、ノズル30の数が互いに異なる複数のノズルの群ごとにそれぞれ燃料ガスを分岐させる第1~第3分配流路81~83(少なくとも2つの分配流路の一例)と、第1~第3入口45~47を開閉可能な第1~第3電磁弁51~53(電磁弁の一例)と、を有するガス分配ユニット7と、を含む。
燃焼装置3は、第1~第3電磁弁51~53による第1~第3入口45~47の開閉によって第1~第3分配流路81~83への燃料ガスの供給の有無を切り替えることで、バーナの燃焼本数が切り替え可能である。
ガス分配ユニット7において、第2、第3分配流路82,83(他の分配流路の一例)よりもノズル30の数が多い第1分配流路81(少なくとも1つの分配流路の一例)は、第1入口45から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する第1導入部36(導入部の一例)と、第1導入部36の上端と連通してノズル30が左右方向に配設される第1分配部39(分配部の一例)と、を含む。
そして、第1導入部36には、第1入口45から第1導入部36に供給される燃料ガスを左右に分流させるための分流突起60が設けられていると共に、第1導入部36の右側の側縁(左右何れか一方の側縁の一例)には、第1導入部36の内側へ膨出して第1入口45から第1導入部36に流れ込む燃料ガスを分流突起60側へ導く張出部65の下縁部66(誘導部の一例)が形成されている。
この構成によれば、面積が大きい第1分配流路81での燃料ガスの流れの偏りを低減して各ノズル30へ燃料ガスを均等に供給することができる。
【0024】
分流突起60が設けられる第1分配流路81は、メイン流路80の左側の端部(左右何れか一方の端部の一例)と第1入口45を介して連通しており、左側の端部におけるメイン流路80の左側面部57(側面部の一例)は、上端から下方へ向かうに従ってメイン流路80の右側の端部から離れる方向へ傾斜する傾斜面となっている。
よって、メイン流路80内の左側の端部に流れた燃料ガスを、傾斜する左側面部57により、燃料ガスが流れにくい第1導入部36の右側の領域に向けて流入させることができ、左側の領域への燃料ガスの偏りを軽減することができる。
分流突起60は、左右方向に延びる横長形状である。
よって、第1入口45から第1導入部36内を上昇する燃料ガスを確実に左右へ分流させることができる。
【0025】
次に、分流突起に係る開示の変更例について説明する。
分流突起の形状は、上記形態に限定されない。分流突起は、正面視長円形に限らず、正面視楕円形や正面視四角形等であっても差し支えない。分流突起の左右方向の長さを上記形態よりも長くしてもよい。分流突起は、正面視円形であってもよい。分流突起の下部を、下方へ向かうに従って左右幅が小さくなる先細り形状としても差し支えない。
分流突起の位置は、上記形態に限らず、上記形態よりも入口に近づけたり、入口から遠ざけたりしてもよい。
分流突起は、複数設けてもよい。
上記形態では、分配部に設けられるノズルを上下一組として左右方向に配列しているが、ノズルは、左右方向に一列配置されるものであってもよい。
上記形態では、メイン流路の左側の端部と連通する左端の分配流路に分流突起を設けているが、面積が大きければ右端の分配流路に分流突起を設けてもよいし、燃料ガスの偏りが生じる分配流路であれば、他の分配流路に分流突起を設けてもよい。
上記形態では、分流突起を本体に設けているが、蓋体に分流突起を設けてもよいし、本体に設けた突起と蓋体に設けた突起とを互いに付き合わせて分流突起を形成してもよい。
メイン流路の側面部は、傾斜状でなく、上下方向に形成してもよい。
上記形態では、分流突起が設けられる導入部の右側のみに誘導部を設けているが、誘導部は、導入部の左側のみに設けてもよいし、導入部の左右両側に設けてもよい。
分流突起に係る開示においては、張出部に係る開示及び、延長部付き仕切壁に係る開示の何れか一方又は両方がなくてもよい。但し、張出部を省略する場合は、誘導部を部分的に膨出させればよい。
【0026】
(張出部に係る開示の効果)
上記形態の給湯器1における燃焼装置3は、複数のバーナを収容するインナーケース6と、インナーケース6に組み付けられ、上下二段を一組として左右方向に配列されて各バーナに燃料ガスをそれぞれ噴出する複数組のノズル30と、燃料ガスが導入されて左右方向に延びるメイン流路80と、メイン流路80の上側に配置されてメイン流路80と連通する燃料ガスの第1~第3入口45~47を下端に有し、ノズル30の組の数が互いに異なる複数のノズル30の群ごとにそれぞれ燃料ガスを分岐させる第1~第3分配流路81~83(少なくとも2つの分配流路の一例)と、第1~第3入口45~47を開閉可能な第1~第3電磁弁51~53(電磁弁の一例)と、を有するガス分配ユニット7と、を含む。
燃焼装置3は、第1~第3電磁弁51~53による第1~第3入口45~47の開閉によって第1~第3分配流路81~83への燃料ガスの供給の有無を切り替えることで、バーナの燃焼本数が切り替え可能である。
ガス分配ユニット7において、第2、第3分配流路82,83(他の分配流路の一例)よりもノズル30の組の数が多い第1分配流路81(少なくとも1つの分配流路の一例)は、第1入口45から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する第1導入部36(導入部の一例)と、第1導入部36の上端と連通してノズル30の組が左右方向に配設される第1分配部39(分配部の一例)とを含むと共に、第1分配部39の右側の端部(左右一方側の端部の一例)は、第1入口45の真上よりも右側へ突出して配置されている。
そして、第1導入部36の右側の側縁は、正面視で第1入口45の接線となって第1分配部39の端部のノズル30Bの外周(左右最外位置の一例)とを結ぶ右側仮想直線L(仮想直線の一例)よりも第1導入部36の中央側に張り出す張出部65を有し、張出部65の上縁部68は、ノズル30Bを含む下段のノズル30C,30Dの列の下側で左側(左右他方側の一例)へ延びている。
この構成によれば、張出部65によって第1分配部39の端部内に燃料ガスを導いて渦流を生じさせることができる。よって、第1入口45よりも右側へ突出する第1分配部39の端部においても各ノズル30へ燃料ガスを均等に供給することができる。
【0027】
第1分配部39の端部は、第1分配部39の上縁から下向きに形成される仕切壁42Aにより、複数組のノズル30を含む第5領域E5(領域の一例)に仕切られており、仕切壁42Aの下端は、上下二段のノズル30,30の間に位置して、仕切壁42Aの下端と上縁部68の角69との間に、第5領域E5への燃料ガスの流入口70を形成している。
よって、第5領域E5を半密閉でき、第5領域E5内に燃料ガスを確実に導いて渦流を形成させることができる。
上縁部68は、第5領域E5の下方に位置していると共に、上縁部68の左側の角69(左右他方側の端部の一例)は、第5領域E5の左右方向の長さの60%となる位置に設けられている。
よって、第5領域E5内に燃料ガスが流入できる流入口70の広さを確保して、第5領域E5内で渦流を確実に形成させることができる。
【0028】
次に、張出部に係る開示の変更例について説明する。
上縁部の端部は、分配部の端部の領域の60%となる位置に限らない。但し、上縁部の長さが短すぎると領域内に渦流が形成されにくくなるため、上縁部の端部は、少なくとも領域の50%以上となる位置に設けるのが望ましい。また、上縁部の長さが長すぎると入口が狭くなって燃料ガスが領域に流入しにくくなるため、上縁部の端部は、領域の75%以下となる位置に設けるのが望ましい。
張出部の正面視形状は適宜変更できる。例えば、下縁部を膨出させずに直線状に形成したり、下縁部と中縁部とを連続する曲線状に形成したりしてもよい。
領域内のノズルの組の数は適宜変更できる。
仕切壁の形状も適宜変更できる。ネジ止め部はなくてもよい。仕切壁は、省略することもできる。
上記形態では、導入部の右側の側縁に張出部を形成しているが、分配流路の位置や入口からの燃料ガスの流入方向によっては、導入部の左側の側縁に張出部を形成してもよい。
メイン流路の側面部は、傾斜状でなく、上下方向に形成してもよい。
張出部に係る開示においては、分流突起に係る開示及び、延長部付き仕切壁に係る開示の一方又は両方がなくてもよい。
【0029】
(延長部付き仕切壁に係る開示の効果)
上記形態の給湯器1における燃焼装置3は、複数のバーナを収容するインナーケース6と、インナーケース6に組み付けられ、上下二段を一組として左右方向に配列されて各バーナに燃料ガスをそれぞれ噴出する複数組のノズル30と、燃料ガスが導入されて左右方向に延びるメイン流路80と、メイン流路80の上側に配置されてメイン流路80と連通する燃料ガスの第1~第3入口45~47を下端に有し、ノズル30の組の数が互いに異なる複数のノズル30の群ごとにそれぞれ燃料ガスを分岐させる第1~第3分配流路81~83(少なくとも2つの分配流路の一例)と、第1~第3入口45~47と連通する第1~第3弁室48~50(複数の弁室の一例)と、第1~第3弁室48~50に設けられて第1~第3入口45~47をそれぞれ開閉可能な第1~第3電磁弁51~53と、を有するガス分配ユニット7と、を含む。
燃焼装置3は、第1~第3電磁弁51~53による第1~第3入口45~47の開閉によって第1~第3分配流路81~83への燃料ガスの供給の有無を切り替えることで、バーナの燃焼本数が切り替え可能である。
ガス分配ユニット7において、第2、第3分配流路82,83(他の分配流路の一例)よりもノズル30の組の数が多い第1分配流路81(1つの分配流路の一例)は、メイン流路80の左側の端部(左右何れか一方の端部の一例)と第1入口45を介して連通しており、第1入口45から上方へ向かうに従って流路幅が拡開する第1導入部36(導入部の一例)と、第1導入部36の上端と連通してノズル30の組が左右方向に配設される第1分配部39(分配部の一例)とを含んでいると共に、第1分配部39には、第1分配部39の上端から上下二段のノズル30の間まで下向きに延びて、左右方向のノズル30の列を複数列ごとに仕切る仕切壁42が形成されている。
【0030】
一方、メイン流路80は、左右方向に延びる上面部56と、上端から下方へ向かうに従って右側の端部(左右の他方の端部の一例)から離れる方向へ傾斜する左側面部57(側面部の一例)とを有していると共に、上面部56と左側面部57とで挟まれる角部には、第1弁室48と連通する第1開口54(開口の一例)が設けられている。
そして、正面視で上面部56に沿って左右方向に延びる第1の仮想直線L1と、正面視で左側面部57に沿って上下方向へ傾斜状に延びる第2の仮想直線L2との交点を通り、且つ第1の仮想直線L1と第2の仮想直線L2との間の角度αを二分する第3の仮想直線L3を第1導入部36及び第1分配部39側へ延ばした場合に、第3の仮想直線L3と接近する1つの仕切壁42Bには、下段のノズル30の高さまで下向きに延びる延長部71が形成されている。
この構成によれば、第1入口45から第1導入部36の左側に流れる燃料ガスの主流が仕切壁42Bに衝突して左右に分かれて、第1導入部36及び第1分配部39の右側へ導かれる。よって、面積が大きい第1分配流路81での燃料ガスの流れの偏りを低減して各ノズル30へ燃料ガスを均等に供給することができる。
【0031】
次に、延長部付き仕切壁に係る開示の変更例について説明する。
上記形態では、仕切壁の延長部は、下段のノズルの高さまで延びているが、延長部は、下段のノズルを越えて下方まで延ばしてもよい。
上記形態では、第3の仮想直線が接近する仕切壁に延長部を設けているが、第3の仮想直線が交わる仕切壁に延長部を設けてもよい。
延長部は、上記形態のように仕切壁から延長させて直線的に設ける形状に限らない。延長部は、仕切壁よりも左右幅が大きくても小さくてもよい。延長部は、直線的でなく、第3の仮想直線に向けて折曲させてもよい。
延長部付き仕切壁に係る開示においては、分流突起に係る開示及び、張出部に係る開示の一方又は両方がなくてもよい。
【0032】
次に、各開示に共通する変更例について説明する。
ノズルの数は、上記形態に限定せず、適宜増減できる。分配流路の数も適宜増減可能である。
上記形態では、第2分配流路と第3分配流路とを連絡流路で連通させているが、連絡流路をなくして第2分配流路と第3分配流路とをそれぞれ独立して形成してもよい。
メイン流路及び各分配流路の形態は、上記形態に限らない。例えば、メイン流路は、ガス導入口を左右逆に配置してもよい。
給湯器自体の構成も上記形態に限らない。例えば、二次熱交換器を備えて潜熱を回収するタイプ、排気筒が上向きに突出するタイプ、風呂回路や暖房回路を併設するタイプであっても各開示は適用可能である。
【符号の説明】
【0033】
1・・給湯器、2・・筐体、3・・燃焼装置、4・・熱交換器、5・・排気部、6・・インナーケース、7・・ガス分配ユニット、9・・コントローラ、11・・給水管、12・・出湯管、16・・ガス比例弁ユニット、25・・本体、26・・蓋体、27・・シール体、28・・メイン凹部、29・・ガス導入口、30・・ノズル、31・・外周枠、32・・仕切枠、33・・第1凹部、34・・第2凹部、35・・第3凹部、36・・第1導入部、37・・第2導入部、38・・第3導入部、39・・第1分配部、40・・第2分配部、41・・第3分配部、42・・仕切壁、45・・第1入口、46・・第2入口、47・・第3入口、48・・第1弁室、49・・第2弁室、50・・第3弁室、51・・第1電磁弁、52・・第2電磁弁、53・・第3電磁弁、54・・第1開口、55・・第2開口、56・・上面部、57・・左側面部、58・・第3開口、59・・連絡流路、60・・分流突起、65・・張出部、66・・下縁部、67・・中縁部、68・・上縁部、69・・角、70・・流入口、71・・延長部、80・・メイン流路、81・・第1分配流路、82・・第2分配流路、83・・第3分配流路、E1~E5・・第1~第5領域、O1~O3・・第1~第3入口の中心、α・・上面部と左側面部との間に形成される角度、L1・・第1の仮想直線、L2・・第2の仮想直線、L3・・第3の仮想直線。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8