特許 7442804 輻射式燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】輻射式燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F24C 5/00 20060101AFI20240227BHJP

   F23D 5/04 20060101ALI20240227BHJP

【ＦＩ】

F24C5/00 F

F23D5/04 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020091267

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021188762

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003229

【氏名又は名称】株式会社トヨトミ

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 香代子

(72)【発明者】

【氏名】小林 英史

【審査官】高橋 武大

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０１４０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８２９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０７３６０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｃ ３／００－５／２０

Ｆ２３Ｄ ３／００－９／００

１４／００－１４／１８

１４／２６－１４／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

枠体内の下部に配置した円筒状のバーナと、前記バーナの上部に連続する円筒状の燃焼筒と、前記燃焼筒内に配置された円筒状の赤熱体と、前記枠体の上部に配置して前記燃焼筒と連続する横長の熱交換器とを備え、
前記燃焼筒の上部の燃焼ガス流出口と前記熱交換器の底面の燃焼ガス流入口とを接続する連結部材を設け、前記燃焼筒の上端と前記連結部材のフランジ部との間にリング状のパッキンを介在させた燃焼装置において、
前記赤熱体の上部には前記燃焼筒の上端と同じ高さで外周縁部が前記燃焼筒の内側に当接もしくは近接するフランジ部が形成され、
前記パッキンは燃焼筒壁の上端と前記赤熱体の前記フランジ部の上に載置し、
前記連結部材は前記赤熱体の前記フランジ部および前記燃焼筒上端との間で前記パッキンを挟持し、
前記連結部材の外周縁部は前記パッキンの外周縁部よりも外側に位置して、下端が前記パッキンの底面より下方に位置する筒状部が形成され、
前記連結部材の前記筒状部の外周面に係合する環状カバーを設け、
前記環状カバーは前記連結部材の前記筒状部の下端よりも下方で屈曲もしくは湾曲し、前記環状カバーの下端が内側を向いて前記燃焼筒壁の外周面と当接する環状当接部を設けたことを特徴とする輻射式燃焼装置。

【請求項2】

前記環状カバーは周方向の一部が分断された形状であることを特徴とする請求項１記載の輻射式燃焼装置。

【請求項3】

前記環状カバーの分断された両端部には中心方向に向かって係止片をそれぞれ設け、一方の前記係止片が他方の前記係止片と重なった状態で前記連結部材の前記フランジ部に係止し、
固定手段によって前記連結部材の前記フランジ部に係合することを特徴とする請求項２に記載の輻射式燃焼装置。

【請求項4】

前記環状カバーの前記環状当接部は、内方に凸となるように湾曲して下端が外側を向くように形成し、前記環状当接部の湾曲面が前記燃焼筒壁に当接することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の輻射式燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、バーナと熱交換器との間に配置された燃焼筒を耐熱ガラスで構成して熱線を放射する輻射タイプの燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

屋外もしくは室内の空気を取り入れてバーナに供給し、バーナで発生した高温の燃焼ガスを熱交換器によって室内空気と熱交換し、低温となった排気ガスを屋外に排出する燃焼装置があり、バーナから熱交換器に至る燃焼空間を密閉するため、燃焼筒の上端と熱交換器との接続部にパッキンを取り付けている。

【0003】

このような燃焼装置の中には、燃焼筒を耐熱ガラスで構成して燃焼筒内に赤熱体を配置して熱線を放射する輻射タイプのものがある。輻射タイプの燃焼装置はガラス燃焼筒の上端がパッキンにくい込むためパッキンの破損が起こりやすく、パッキンの破片や粉が燃焼筒の外側に落下して、燃焼筒や反射板の底板を汚してしまう課題があった。

【0004】

そこで、ガラス燃焼筒の上端がパッキンにくい込むことを防止するため、パッキンとガラス燃焼筒の間に金属板で構成したパッキン抑えを配置し、パッキンの破損を起こりにくくしたものがある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開平６－７３６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

パッキンとガラス燃焼筒の間にパッキン抑えを配置すると、ガラスと金属板との接触となるため、密閉性が低下してガス漏れの心配や、燃焼熱による熱膨張で金属板とガラス燃焼筒との接触面で滑りが生じて接触音を発生させることがある。

【0007】

特許文献１では金属板に耐熱塗装のコーティングを施すことで、金属板とガラス燃焼筒との接触面の滑りを抑え、密閉性の確保や接触音の発生を抑えているが、コスト上昇の要因となるものであった。また、パッキン抑えでガラス燃焼筒の上部が強く押さえつけられると燃焼筒の上端部のかけやひび割れなどを発生させる心配があった。

【0008】

本発明は、パッキンの破損が起こっても、パッキンの破片や粉が落下して燃焼筒壁や反射板の底板などを汚すことがないようにして、ガラスの燃焼筒と熱交換器との接続部をパッキンによって確実に密閉することができるようにすることを目的としている。

【0009】

また、ガラス燃焼筒は製造時における寸法誤差が生じやすいため、燃焼筒の寸法誤差を吸収して確実にパッキンの落下防止構造を設けることができるようにすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この発明は上記の課題を解決するもので、枠体１内の下部に配置した円筒状のバーナ２と、前記バーナ２の上部に連続する円筒状の燃焼筒３と、前記燃焼筒３内に配置された円筒状の赤熱体４と、前記枠体１の上部に配置して前記燃焼筒３と連続する横長の熱交換器５とを備え、前記燃焼筒３の上部の燃焼ガス流出口３ａと前記熱交換器５の底面の燃焼ガス流入口５ａとを接続する連結部材６を設け、前記燃焼筒３壁の上端と前記連結部材６のフランジ部との間にリング状のパッキン７を介在させた燃焼装置において、前記赤熱体４の上部には燃焼筒３壁の上端と同じ高さで外周縁部が前記燃焼筒３壁の内側に当接もしくは近接するフランジ部４ａが形成され、前記パッキン７は前記燃焼筒３壁の上端と前記赤熱体４の前記フランジ部４ａの上に載置し、前記連結部材６は前記赤熱体４の前記フランジ部４ａおよび前記燃焼筒３上端との間で前記パッキン７を挟持し、前記連結部材６の外周縁部は前記パッキン７の外周縁部よりも外側に位置して、下端が前記パッキン７の底面より下方に位置する筒状部６ａが形成され、前記連結部材６の前記筒状部６ａの外周面に係合する環状カバー８を設け、前記環状カバー８は前記連結部材６の前記筒状部６ａの下端よりも下方で屈曲もしくは湾曲し、前記環状カバー８の下端が内側を向いて前記燃焼筒３壁の外周面と当接する環状当接部８ａを設けたことを特徴とする燃焼装置である。

【0011】

また、前記環状カバー８は周方向の一部が分断された形状であるから、前記環状カバー８の内径寸法を調整しながら前記燃焼筒３に取り付けることができるものとなっている。

【0012】

また、前記環状カバー８の分断された両端部８ｃには中心方向に向かって係止片８ｄをそれぞれ設け、一方の前記係止片８ｄが他方の前記係止片８ｄと重なった状態で前記連結部材６の前記フランジ部６ｃに係止し、固定手段によって前記連結部材６の前記フランジ部６ｃに係合することにより、前記環状カバー８を取り付ける際の作業性を向上することができた。

【0013】

また、前記環状カバー８の前記環状当接部８ａは、内方に凸となるように湾曲して下端が外側を向くように形成し、前記環状当接部８ａの湾曲面が前記燃焼筒３壁に当接することにより、前記環状当接部８ａと前記燃焼筒３壁との接触抵抗を少なくすることができる。

【発明の効果】

【0014】

この発明の燃焼装置は、燃焼筒３と熱交換器５の連結部材６との間に配置されるパッキン７を直接燃焼筒３の上に載せることで、燃焼筒３と熱交換器５との間をパッキン７によって確実に密閉できるようにしたものである。パッキン７を直接燃焼筒３の上に載せると燃焼筒３の上端がパッキン７に食い込むためパッキン７の破損が起こりやすくなるが、燃焼筒３の外側に落下しようとするパッキン７の破片や粉をパッキン７の下方に配置した環状カバー８で受け止めて落下を阻止するので、燃焼筒３壁面や底反射板１５などをパッキン７の破片や粉で汚すことがなくなった。

【0015】

また、環状カバー８は周方向の一部が分断された形状として、分断された端部８ｃの間隔を広げることで容易に連結部材６に取り付けることができ、製造時の寸法誤差によってガラス製の燃焼筒３の外径寸法にばらつきがあっても、分断された両端部８ｃの位置が変化して環状当接部８ａが適切な力で燃焼筒３の外周面に当接するので、環状当接部８ａが変形して外側に広がったり、燃焼筒３との間に隙間が生じたりすることがなく、パッキン７を確実に保護することができるものである。

【0016】

また、環状カバー８の分断された両端部８ｃには係止片をそれぞれ設けており、環状カバー８を取り付けるときには、係止片８ｄが連結部材６のフランジ部６ｃの上に載ることで、環状カバー８を手で支えなくても脱落することがないから、作業性が良いものとなった。そして、一方の係止片８ｄを他方の係止片８ｄの上に重ねて、固定手段を係止片８ｄと連結部材６のフランジ部６ｃに係合して環状カバー８を連結部材６に固定すると、環状当接部８ａが燃焼筒３の外周面に当接するので、作業が簡単で安価に製造することができるものである。

【0017】

また、環状カバー８の環状当接部８ａを下端が外側を向くように内方に凸となる湾曲した形状とし、環状当接部８ａの湾曲面で燃焼筒３の外周面と当接する構成であれば、燃焼筒３の外周面と環状当接部８ａとの接触抵抗が少なくなり、ガラス製の燃焼筒３と環状当接部８ａとの間で接触音を発生させたり、環状当接部８ａの端部でガラス製の燃焼筒３の外周面を傷つけたりする心配がなくなるものである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この発明の実施例を示す燃焼装置の断面図である。

【図2】この発明の実施例を示す燃焼装置の燃焼筒部分の斜視図である。

【図3】この発明の実施例を示す発明品の斜視図である。

【図4】この発明の他の実施例を示す要部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図に示す灯油を燃料とする液体燃料燃焼器の実施例によってこの発明を説明すると、１は燃焼装置の枠体、２は枠体１内の下部に配置されたバーナ、９はバーナ２に燃焼空気を供給する燃焼ファン、１０は屋外もしくは屋内の燃焼装置の枠体外に設置された燃料タンクから燃料が送られる定油面器、１１は定油面器１０の上に取り付けられたバーナ２に燃料を供給するための燃料ポンプ、１２はバーナ２の予熱兼点火ヒータであり、予熱兼点火ヒータ１２に通電してバーナ２を予熱した後、燃焼ファン９と燃料ポンプ１１が駆動してバーナ２に燃焼空気と燃料が供給され、高温のバーナ２と予熱兼点火ヒータ１２の熱で燃料が気化し、燃焼空気と混合して燃焼を開始する。

【0020】

３はバーナ２の上部に配置された燃焼筒、４は燃焼筒３内に設けた赤熱体であり、燃焼筒３は耐熱ガラスで構成されており、バーナ２から燃焼筒３に送られる高温の燃焼炎と燃焼ガスによって赤熱体４が加熱されて赤熱し、熱線がガラス製の燃焼筒３壁を透過して放射される。

【0021】

５は燃焼筒３の上部に連続して配置される扁平な箱形状を２段重ねた熱交換器、１３は熱交換器５から燃焼ガスを屋外に排出するための排気管であり、燃焼筒３を出た燃焼ガスは熱交換器５から排気管１３を流れて屋外に排気される。

【0022】

１４は燃焼筒３と熱交換器５の前方に形成された枠体１の前面開口、１４ａは前面開口１４に取り付けたガード、１５は燃焼筒３の前方を開口しながら燃焼筒３の側方と後方を湾曲状に囲むように配置された反射板、１５ａは反射板１５の下部に接続する底反射板であり、赤熱体４から放射されて燃焼筒３を透過した熱線は前面開口１４から前方に放射されると共に、側方や後方に向かう熱線は反射板１５によって反射して前面開口１４から前方に放射されて暖房している。

【0023】

１６は反射板１４の後方の枠体１の背面との間に配置された室内対流ファン、１７は室内対流ファン１６と前面開口１４とを連通する送風路であり、燃焼筒３と熱交換器５が送風路１７内に位置している。室内対流ファン１６によって送風路１７内に送られる室内空気は反射板１５の上方から前方に向かい、熱交換器５と熱交換して温度が高められ、温風となって前面開口１４から室内に吹出している。

【0024】

６は燃焼筒３の流出口３ａと熱交換器５の下部の流入口５ａに接続して燃焼筒３と熱交換器５とを連結する連結部材であり、連結部材６は、熱交換器５の流入口５ａと接続する筒状の接続部６ｂと、接続部６ｂの下端に形成された環状のフランジ部６ｃと、フランジ部６ｃの外周縁部に形成された下向きの筒状体６ａとで構成されている。

【0025】

４ａは赤熱体４の上部に形成した環状のフランジ部であり、フランジ部４ａは燃焼筒３の上端と同じ高さで、外周縁部が燃焼筒３壁の内側に近接しており、赤熱体４のフランジ部４ａが連結部材６のフランジ部６ｃの底面と対向するように配置されている。

【0026】

７は燃焼筒３と連結部材６との間に取り付ける環状のパッキンであり、パッキン７は燃焼筒３の上端と赤熱体４のフランジ部４ａの上に設置されており、パッキン７の上に連結部材６のフランジ部６ｃが設置される。赤熱体４のフランジ部４ａと連結部材６のフランジ部６ｃにはネジ孔が設けてあり、ネジ孔に固定ネジを装着して連結部材６を赤熱体４に締め付けると、連結部材６でパッキン７が押圧されて赤熱体４と燃焼筒３の上端に密着して、燃焼筒３と連結部材６との間が密閉される。パッキン７の外周縁部は燃焼筒３の外側にはみだしているが、連結部材６の筒状部６ａが燃焼筒３の外側にはみ出したパッキン７の側方を囲むように配置されている。

【0027】

８は連結部材６の筒状部６ａに取り付けてパッキン７の側方と下方を囲む環状カバーであり、環状カバー８は連結部材６の筒状部６ａの外側面に係合する筒状の係合部８ｂと、連結部材６の筒状部６ａの下端よりも下方で屈曲して下端が内側を向くように形成した環状当接部８ａとで構成しており、環状当接部８ａの先端位置の内径寸法が燃焼筒３の外径寸法よりわずかに小さくなるように設定している。

【0028】

環状カバー８の係合部８ｂを連結部材６の筒状部６ａに取り付けると、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３の壁面に当接して屈曲部分の弾性によって外側に広がり、環状当接部８ａの先端が中心方向に向かって付勢され、燃焼筒３の壁面に当接した状態が保持される。燃焼筒３は燃焼熱によって熱膨張を起こして外径寸法が変化するが、環状カバー８の屈曲部分の弾性によって環状当接部８ａの先端位置が変位して燃焼筒３から離れることはなく、環状当接部８ａの先端と燃焼筒３との間に隙間が生じないものとなっている。

【0029】

パッキン７は燃焼筒３の熱膨張による寸法変化の影響を受けて徐々に劣化し、燃焼筒３の外側にはみ出したパッキン７の外周縁部の劣化が進んでボロボロになると、パッキン７の破片や粉が落下する。落下したパッキン７の破片や粉は環状カバー８で受け止められ、燃焼筒３の側壁や底反射板１５ａの上をパッキン７の破片や粉で汚すことがなくなった。このようにすると、燃焼筒３の上端がパッキン７に食い込むことを防止するための構造は不要となり、パッキン７を直接燃焼筒３の上に設置することで、燃焼筒３と連結部材６との接続部を確実に密閉することができ、ガス漏れの心配がないものである。

【0030】

環状カバー８は直接パッキン７と接触し保持するものではないため、環状カバー８は板厚をできるだけ薄くして、柔軟性を持たせることができ、環状カバー８の係合部８ｂを連結部材６の筒状部６ａに取り付けたときに、環状当接部８ａの先端位置が容易に変位して弱い力で燃焼筒３の壁面に当接させることができる。そのため、燃焼熱による熱膨張によって寸法変化があったときに、燃焼筒３や連結部材６との間で接触音の発生を抑えることができる。

【0031】

また、環状カバー８を周方向の一部が分断されたＣ型に構成してもよい。この構成では環状カバー８の分断された端部８ｃの間隔を広げながら連結部材６の筒状部６ａに取り付けることができ、環状カバー８の係合部８ｂが連結部材６の筒状部６ａに係合すると端部８ｃ同士がくっついて、筒状カバー８の内径寸法が連結部材６の筒状部６ａの外径寸法と一致するようになっている。環状カバー８は端部８ｃのつなぎ目が燃焼筒３の背面側に位置するように取り付けられ、製品を正面から見たときに目立たないようになっている。

【0032】

このように構成することによって、環状カバー８はより柔軟性のある形状となり、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３の壁面に当接して屈曲部分の弾性によって外側に広がると共に、燃焼筒３の外径寸法に対応して端部８ｃの位置が変化して先端位置の内径寸法が調整できるので、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３の外周面の全周に最適な力で当接することができるものとなる。このため、ガラスの燃焼筒３は製造時の寸法誤差によって外径寸法にばらつきが生じやすいが、燃焼筒３の外径寸法が大きいときでも容易に環状カバー８を取り付けることができ、環状当接部８ａが外側に大きく広がりすぎて変形したり、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３壁に届かずに隙間ができてしまうといったことがないものである。また、燃焼熱による熱膨張によって寸法変化があったときに、燃焼筒３や連結部材６との間で接触音の発生を抑える効果が高まるものである。

【0033】

また、８ｄ・８ｅは環状カバー８の係合部８ｂの上端から中心方向に向かって形成した複数個の係止片であり、分断された端部８ｃにそれぞれ配置した係止片８ｄと、この２つの係止片８ｄの他に所定の間隔で配置した３個の係止片８ｅとを備えており、端部８ｃに配置した２個の係止片８ｄにはネジ孔を設けてある。

【0034】

環状カバー８の係合部８ｂを連結部材６の筒状部６ａの外周面に係合するように取り付けると、係止片８ｄ・８ｅが連結部材６のフランジ部６ａの上に載るので、環状カバー８から手を離しても連結部材６から脱落して落下することがない。

【0035】

環状カバー８は一方の係止片８ｄを他方の係止片８ｄの上に重ねるようにして、係止片８ｄのネジ孔の位置を合わせると、環状カバー８の端部８ｃがくっつくようになっている。そして上下に重ねた２つの係止片８ｄのネジ孔を、連結部材６のフランジ部６ｃのネジ孔の位置に合わせ、固定ネジを装着すると環状カバー８が連結部材６に固定され、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３壁の外周面に当接する。

【0036】

このようにすると、固定ネジを装着する前でも環状カバー８を手で支える必要はなく、両手が自由に使えるので作業性が良いものとなる。また、２個の係止片８ｄを重ねて係止片８ｄのネジ孔を連結部材６のネジ孔の位置に合わせるだけで、環状当接部８ａの先端を燃焼筒３壁の外周面に当接させることができるので、特別な調整作業は必要なく容易に取り付け作業をすることができる。

【0037】

また、図４に示すこの発明の他の実施例では、環状カバー８の形状を、屈曲部分から先の環状当接部８ａを内方に凸となるように湾曲して、環状当接部８ａの先端が外側を向くように構成したものである。環状カバー８は屈曲部分と当接部８ａの先端との間の湾曲面の外径寸法が燃焼筒３の外径寸法よりわずかに小さくなるように設定し、環状当接部８ａの先端ではなく湾曲面が燃焼筒３壁に当接するようにしている。

【0038】

このようにすると、環状当接部８ａの先端が燃焼筒３壁に当接するときに比べて、環状当接部３ａと燃焼筒３壁との接触部分の抵抗を少なくすることができ、燃焼熱による熱膨張によって燃焼筒３の外径寸法に変化があったときに、環状当接部８ａと燃焼筒３壁との間で接触音を発生させる可能性が低くなる。

【符号の説明】

【0039】

１ 枠体
２ バーナ
３ 燃焼筒
３ａ 燃焼ガス流出口
４ 赤熱体
４ａ フランジ部
５ 熱交換器
５ａ 燃焼ガス流入口
６ 連結部材
６ａ 筒状部
７ パッキン
８ 環状カバー
８ａ 環状当接部
８ｃ 両端部
８ｄ 係止片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】