特許 7514697 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】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23L 1/00 20060101AFI20240704BHJP

【ＦＩ】

F23L1/00 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020139877

(22)【出願日】2020-08-21

(65)【公開番号】P2022035507

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-06-16

(73)【特許権者】

【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】井上 翔

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２７８６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０７５６３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５８－０３２２４８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｌ１／００

Ｆ２３Ｄ１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼筐を備え、燃焼筐内に、複数のバーナを横方向に並べて収納した燃焼室と、燃焼室に対し仕切板で仕切られた、燃焼室の下側の給気室とが設けられ、給気室の前面が、複数のバーナに燃料ガスを供給するガスマニホールドで閉塞され、給気室にファンから供給された空気が、給気室の前部から各バーナに燃焼用の一次空気として供給されると共に、仕切板に形成した多数の分布孔を介して燃焼室に燃焼用の二次空気として供給されるようにした燃焼装置であって、
ファンからの空気を給気室に流入させる空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との一方の壁面に開設されるものにおいて、
給気室に、空気流入口に対向して、空気流入口から流入した空気の一部を空気流入口側に跳ね返す衝立板が設けられ、衝立板は、平面視で、長手方向中央部から長手方向の各端部に向けて空気流入口を開設した給気室の壁面に近付くように傾斜していることを特徴とする燃焼装置。

【請求項2】

燃焼筐を備え、燃焼筐内に、複数のバーナを横方向に並べて収納した燃焼室と、燃焼室に対し仕切板で仕切られた、燃焼室の下側の給気室とが設けられ、給気室の前面が、複数のバーナに燃料ガスを供給するガスマニホールドで閉塞され、給気室にファンから供給された空気が、給気室の前部から各バーナに燃焼用の一次空気として供給されると共に、仕切板に形成した多数の分布孔を介して燃焼室に燃焼用の二次空気として供給されるようにした燃焼装置であって、
ファンからの空気を給気室に流入させる空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との両壁面に亘って開設され、ファンからの空気が空気流入口から給気室に前方に向かって横方向他方に傾斜した方向成分を持って流入するものにおいて、
給気室に、空気流入口に対向して、空気流入口から流入した空気の一部を空気流入口側に跳ね返す衝立板が設けられ、衝立板は、給気室の後壁面に開設された空気流入口の部分に対向する第１の板部と、給気室の横方向一方の側壁面に開設された空気流入口の部分に対向し、平面視で、前方に向かって横方向一方に傾斜した第２の板部とを有することを特徴とする燃焼装置。

【請求項3】

燃焼筐を備え、燃焼筐内に、複数のバーナを横方向に並べて収納した燃焼室と、燃焼室に対し仕切板で仕切られた、燃焼室の下側の給気室とが設けられ、給気室の前面が、複数のバーナに燃料ガスを供給するガスマニホールドで閉塞され、給気室にファンから供給された空気が、給気室の前部から各バーナに燃焼用の一次空気として供給されると共に、仕切板に形成した多数の分布孔を介して燃焼室に燃焼用の二次空気として供給されるようにした燃焼装置であって、
ファンからの空気を給気室に流入させる空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との少なくとも一方の壁面に開設され、ファンは、燃焼筐の外側で、給気室よりも高い位置に設けられ、ファンの下側に配置されたダクトを介して空気流入口に空気が供給されるものにおいて、
給気室に、空気流入口に対向して、空気流入口から流入した空気の一部を空気流入口側に跳ね返す衝立板が設けられ、空気流入口の少なくとも一部分の上縁から給気室の内方に張り出す庇部が設けられることを特徴とする燃焼装置。

【請求項4】

請求項２記載の燃焼装置であって、前記ファンは、前記燃焼筐の外側で、前記給気室よりも高い位置に設けられ、ファンの下側に配置されたダクトを介して前記空気流入口に空気が供給されるものにおいて、
前記給気室の後壁面に開設された空気流入口の部分の少なくとも横方向他方寄りの半部の上縁から給気室の内方に張り出す庇部が設けられることを特徴とする燃焼装置。

【請求項5】

前記庇部の前記給気室の内方への張り出し長さは、前記分布孔のうち少なくとも庇部が設けられた前記空気流入口の上縁部分に最も近い分布孔が下方から見て庇部に重なるように設定されることを特徴とする請求項３又は４記載の燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、複数のバーナを横方向に並べて収納した燃焼室と、燃焼室に対し仕切板で仕切られた、燃焼室の下側の給気室とが設けられ、給気室の前面が、複数のバーナに燃料ガスを供給するガスマニホールドで閉塞され、給気室にファンから供給された空気が、給気室の前部から各バーナに燃焼用の一次空気として供給されると共に、仕切板に形成した多数の分布孔を介して燃焼室に燃焼用の二次空気として供給されるようにした燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の燃焼装置では、一般的に、ファンからの空気を給気室に流入させる空気流入口を給気室の底面に開設しているが、空気流入口を給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との少なくとも一方の壁面に開設した燃焼装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ここで、上記後者の従来例のものは、ファンを燃焼筐の外側の給気室と同等かそれより高い位置に配置できる。そのため、ファンを燃焼筐よりも下方に配置する必要がある上記前者の従来例のものに比し、ファンを含む燃焼装置全体の高さ寸法を短縮できる利点がある。

【0004】

然し、上記後者の従来例のものは、給気室に空気流入口から空気が上向きの方向成分を殆ど持たずに流入するため、空気流入口に近い仕切板の部分に形成した分布孔には空気が流れにくくなる。従って、空気流入口を開設した壁面に近い燃焼室の部分では、二次空気が不足して燃焼不良を生じやすくなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－５９１１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の点に鑑み、空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との少なくとも一方の壁面に開設される燃焼装置であって、空気流入口に近い仕切板の部分に形成した分布孔にも空気が流れやすくなるようにしたもの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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、燃焼筐を備え、燃焼筐内に、複数のバーナを横方向に並べて収納した燃焼室と、燃焼室に対し仕切板で仕切られた、燃焼室の下側の給気室とが設けられ、給気室の前面が、複数のバーナに燃料ガスを供給するガスマニホールドで閉塞され、給気室にファンから供給された空気が、給気室の前部から各バーナに燃焼用の一次空気として供給されると共に、仕切板に形成した多数の分布孔を介して燃焼室に燃焼用の二次空気として供給されるようにした燃焼装置であって、ファンからの空気を給気室に流入させる空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との少なくとも一方の壁面に開設されるものにおいて、給気室に、空気流入口に対向して、空気流入口から流入した空気の一部を空気流入口側に跳ね返す衝立板が設けられることを前提としている。

【0008】

この前提によれば、空気流入口から流入した空気の一部が衝立板に当たって空気流入口側に跳ね返るため、空気流入口に近い仕切板の部分に形成した分布孔にも空気が流れやすくなる。従って、空気流入口を開設した壁面に近い燃焼室の部分における二次空気不足を抑制することができる。

【0010】

ここで、本発明は、空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との一方の壁面に開設される場合、衝立板を、平面視で、長手方向中央部から長手方向の各端部に向けて空気流入口を開設した給気室の壁面に近付くように傾斜したものとすることを特徴とする。これによれば、衝立板の各端部から空気流入口の端部に隣接する給気室の壁面部分に沿って空気が流れやすくなり、この壁面部分に近い仕切板の部分に形成した分布孔にも空気が流れやすくなって、燃焼室の二次空気の分布がより均一になる。

【0011】

尚、空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との両壁面に亘って開設され、ファンからの空気が空気流入口から給気室に前方に向かって横方向他方に傾斜した方向成分を持って流入する場合、給気室の横方向一方の側壁面の空気流入口の前端部の前方に隣接する壁面部分の近傍には空気がかなり流れ難くなる。そこで、本発明は、この場合、衝立板を、給気室の後壁面に開設された空気流入口の部分に対向する第１の板部と、給気室の横方向一方の側壁面に開設された空気流入口の部分に対向し、平面視で、前方に向かって横方向一方に傾斜した第２の板部とを有するものとすることを特徴とする。これによれば、第２の板部の前端から給気室の横方向一方の側壁面の空気流入口の前端部の前方に隣接する壁面部分に沿って空気が流れやすくなり、上記の不具合を解消できる。

【0012】

また、ファンが燃焼筐の外側で、給気室よりも高い位置に設けられ、ファンの下側に配置されたダクトを介して空気流入口に空気が供給される場合には、空気流入口の近傍のダクト下面部分で空気が上方に跳ね返り、この空気が衝立板から跳ね返った空気に空気流入口に近い仕切板の部分の下方位置でぶつかって渦を生ずることがある。そして、渦が発生すると、空気流入口に近い仕切板の部分に形成した分布孔への空気の流入が阻害されてしまう。

【0013】

そこで、本発明は、ファンが燃焼筐の外側で、給気室よりも高い位置に設けられ、ファンの下側に配置されたダクトを介して空気流入口に空気が供給される場合には、空気流入口の上縁の少なくとも一部から給気室の内方に張り出す庇部を設けることを特徴とする。これによれば、空気流入口の近傍のダクト下面部分で上方に跳ね返った空気が、庇部に当たり、衝立板で跳ね返って庇部の上方に向かう空気にぶつからなくなる。その結果、空気流入口に近い仕切板の部分の下方位置での渦の発生が抑制され、空気流入口に近い仕切板の部分に形成した分布孔にも良好に空気が流入する。

【0014】

尚、空気流入口が給気室の後壁面と横方向一方の側壁面との両壁面に亘って開設され、ファンからの空気が空気流入口から給気室に前方に向かって横方向他方に傾斜した方向成分を持って流入するものであって、ファンが燃焼筐の外側で、給気室よりも高い位置に設けられ、ファンの下側に配置されたダクトを介して空気流入口に空気が供給される場合には、給気室の後壁面に開設された空気流入口の部分の横方向他方寄りの半部において、ダクト下面部分での空気の上方への跳ね返りが顕著になる。従って、この場合には、給気室の後壁面に開設された空気流入口の部分の少なくとも横方向他方寄りの半部の上縁から給気室の内方に張り出す庇部を設ければよい。

【0015】

また、庇部の給気室の内方への張り出し長さは、分布孔のうち少なくとも庇部が設けられた空気流入口の上縁部分に最も近い分布孔が下方から見て庇部に重なるように設定されることが望ましい。これによれば、空気流入口の上縁部分に最も近い分布孔の下方位置での渦の発生で当該分布孔への空気の流入が阻害されることを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態の燃焼装置の斜め前上方から見た斜視図。

【図2】本発明の第１実施形態の燃焼装置の斜め後ろ上方から見た斜視図。

【図3】本発明の第１実施形態の燃焼装置の平面図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した切断側面図。

【図5】図４のＶ－Ｖ線で切断した切断底面図。

【図6】図４のＶＩ－ＶＩ線で切断した切断正面図。

【図7】本発明の第２実施形態の図５に対応する切断底面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態の燃焼装置は、燃焼筐１を備えている。燃焼筐１の上面は開放されており、燃焼筐１の上に被加熱物として図示省略した給湯用熱交換器が設置される。燃焼筐１内には、燃焼室２と燃焼室２の下側の給気室３とが設けられている。給気室３は、燃焼室２に対し仕切板４で仕切られている。

【0018】

燃焼室２には、前後方向に長手のバーナ５が横方向に並べて複数収納されている。各バーナ５は、上端に前後方向の間隔を存してスリット状の複数の炎孔５１を有すると共に、下部に前端の流入口５２から後方にのびる混合管部５３を有している。そして、混合管部５３で生成された混合気（燃料ガスと燃焼用の一次空気との混合ガス）が炎孔５１から噴出して燃焼する。尚、燃焼筐１の前板部１１と横方向一方の側板部１２には、夫々フレームロッド１３と点火電極１４が配置されている。

【0019】

給気室３には、ファン６から空気が供給される。ファン６は、ファンケーシング６１内にモータ６２で駆動される羽根車を有するシロッコファンで構成されている。給気室３に供給された空気の一部は、仕切板４に形成した多数の分布孔４１を介して燃焼室２に燃焼用の二次空気として供給される。また、仕切板４の前端には、上方に屈曲する起立板部４２と、起立板部４２の上端から前方に屈曲して燃焼筐１の前板部１１に達する上板部４３とが設けられており、給気室３の前部３１は、起立板部４２の前側で上方に立ち上がっている。給気室３の前面は、ガスマニホールド７で閉塞される。また、起立板部４２には、各バーナ５の流入口５２に臨む各開口４４が形成されており、ガスマニホールド７には、各開口４４に対向する各ノズル７１が設けられている。そして、各ノズル７１から各バーナ５の流入口５２に燃料ガスが供給されると共に、給気室３に供給された空気の一部が給気室３の前部３１から各バーナ５の流入口５２に燃焼用の一次空気として供給されるようにしている。

【0020】

また、給気室３の後壁面３２と横方向一方（図５で左方）の側壁面３３との少なくとも一方の壁面に、ファン６からの空気を給気室３に流入させる空気流入口３４が開設される。本実施形態では、空気流入口３４を給気室３の後壁面３２と横方向一方の側壁面３３との両壁面に亘って開設している。ファン６は、燃焼筐１の横方向一方の外側で、給気室３よりも高い位置に設けられている。ファン６の下側には、給気室３の横方向一方の側壁面３３の外側から給気室３の後壁面３２の外側に亘って延在するダクト８が設けられている。図５を参照して、ダクト８の上面には、横方向一方の後側に位置させて、ファン６の接続口８１が開設されている。そして、ファン６からの空気が、図５に矢印ａで示す如く、給気室３に前方（図５の上方）に向かって横方向他方（図５の右方）に傾斜した方向成分を持って流入するようにしている。

【0021】

給気室３には、空気流入口３４に対向して、空気流入口３４から流入した空気の一部を、図４の矢印ｂで示す如く、空気流入口３４側に跳ね返す衝立板３５が設けられている。これによれば、衝立板３５に当たって空気流入口３４側に跳ね返る空気の影響で、空気流入口３４に近い仕切板４の部分に形成した分布孔４１にも空気が流れやすくなる。従って、空気流入口３４を開設した壁面に近い燃焼室２の部分、即ち、燃焼室２の後壁面及び横方向一方の側壁面に近い部分における二次空気不足を抑制することができる。尚、衝立板３５の上縁は、空気流入口３４から流入してきた空気を効果的に空気流入口３４側に跳ね返すことができるように、空気流入口３４の上下方向中央部の高さ以上の高さに位置している。

【0022】

また、衝立板３５は、給気室３の後壁面３２に開設された空気流入口３４の部分に対向する第１の板部３５１と、給気室３の横方向一方の側壁面３３に開設した空気流入口３４の部分に対向する第２の板部３５２とを有している。第１の板部３５１の横方向他方（図５の右方）の端部は、給気室３の後壁面３２に開設された空気流入口３４の部分の横方向他方の端部よりも横方向他方に位置し、第２の板部３５２の前端部は、給気室３の横方向一方の側壁面３３に開設された空気流入口３４の部分の前端部よりも前方に位置する。

【0023】

ところで、給気室３の横方向一方の側壁面３３の空気流入口３４の前端部の前方に隣接する壁面部分の近傍には空気がかなり流れ難くなる。そこで、第２の板部３５２を、平面視で、前方（図５で上方）に向かって横方向一方（図５で左方）に傾斜させている。これによれば、図５の矢印ｃで示す如く、第２の板部３５２の前端から給気室３の横方向一方の側壁面３３の空気流入口３４の前端部の前方に隣接する壁面部分に沿って空気が流れやすくなる。そのため、この壁面部分に近い仕切板４の部分に形成した分布孔４１にも空気が流入しやすくなり、燃焼室２の二次空気の分布がより均一になる。

【0024】

尚、給気室３の横方向一方の側壁面３３の空気流入口３４の前端部より第２の板部３５２の前端部が前方に位置していることで、空気流入口３４の前端部の前方に隣接する壁面部分に沿って空気が一層流れやすくなる。また、衝立板３５の第１の板部３５１は、第２の板部３５２の後端から横方向他方（図５で右方）に向けて前方に傾斜してのびる部分３５１ａと、当該部分３５１ａの横方向他方の端部から横方向他方にのびる部分３５１ｂとを有しているが、部分３５１ａを省略し、衝立板３５の第２の板部３５２の前端から図５に仮想線で示す如く横方向他方にのびるように第１の板部３５１を形成することも可能である。

【0025】

また、ファン６が燃焼筐１の外側で、給気室３よりも高い位置に設けられ、ファン６の下側に配置されたダクト８を介して空気流入口３４に空気が供給される場合には、空気流入口３４の近傍のダクト８の下面部分で空気が上方に跳ね返り、この空気が衝立板３５から跳ね返った空気に空気流入口３４に近い仕切板４の部分の下方位置でぶつかって渦を生ずることがある。そして、渦が発生すると、空気流入口３４に近い仕切板４の部分に形成した分布孔４１への空気の流入が阻害されてしまう。特に、本実施形態の如く、空気流入口３４が給気室３の後壁面３２と横方向一方の側壁面３３との両壁面に亘って開設され、ファン６からの空気が空気流入口３４から給気室３に前方に向かって横方向他方に傾斜した方向成分を持って流入する場合、給気室３の後壁面３２に開設した空気流入口３４の部分の横方向他方寄りの半部において、空気流入口３４の近傍のダクト８の下面部分で空気が図４の矢印ｄで示す如く上方に跳ね返りやすくなる。

【0026】

そこで、本実施形態では、給気室３４の後壁面３２に開設された空気流入口３４の部分の横方向他方寄りの半部の上縁から給気室３の内方に張り出す庇部３６を設けている。尚、空気流入口３４の上縁の庇部３６を設ける部分は、他の部分よりも下方に位置している。また、図５を参照して、庇部３６の給気室３の内方への張り出し長さは、仕切板４に形成した分布孔４１のうち少なくとも庇部３６が設けられた空気流入口３４の上縁部分に最も近い♯１の分布孔４１が下方から見て庇部３６に重なるように設定されている。本実施形態では、♯１の分布孔４１に加えて上記上縁部分に２番目に近い♯２の分布孔４１も下方から見て庇部３６に重なるようにしている。

【0027】

これによれば、図４に示す如く、空気流入口３４の近傍のダクト８の下面部分で矢印ｄの如く上方に跳ね返った空気が、庇部３６に当たり、衝立板３５で矢印ｂの如く跳ね返って庇部３６の上方に向かう空気にぶつからなくなる。その結果、空気流入口３４に近い仕切板４の部分の下方位置での渦の発生が抑制され、空気流入口３４に近い仕切板４の部分に形成した♯１や♯２の分布孔４１にも良好に空気が流入し、燃焼室３の二次空気の分布が一層均一になる。

【0028】

尚、給気室３４の後壁面３２に開設された空気流入口３４の部分の横方向他方寄りの半部よりも横方向一方に位置する部分にも庇部３６を形成することが可能である。然し、これでは、庇部３６が衝立板３５の第２の板部３５２の後端部に近付き過ぎて、通気抵抗が増加してしまう。そこで、本実施形態では、給気室３４の後壁面３２に開設された空気流入口３４の部分の横方向他方寄りの半部にのみ庇部３６を形成している。

【0029】

次に、図７に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的な構造は上記第１実施形態のものと特に異ならず、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。第２実施形態の第１実施形態との主たる相違点は、給気室３の後壁面３２にのみ空気流入口３４を開設したことである。また、給気室３には、空気流入口３４に対向して、空気流入口３４から流入した空気の一部を空気流入口３４側に跳ね返す横方向に長手の衝立板３５が設けられている。この衝立板３５の上縁は、図示しないが、第１実施形態と同様に、空気流入口３４の上下方向中央部の高さ以上の高さに位置している。また、衝立板３５は、平面視で、長手方向中央部から長手方向の各端部に向けて空気流入口３４を開設した給気室３の壁面である後壁面３２に近付くように傾斜、即ち、後方に傾斜している。これによれば、空気流入口３４の横方向の各端部に隣接する給気室３の後壁面３２部分に沿って空気が流れやすくなり、この後壁面３２部分に近い仕切板４の部分に形成した分布孔４１にも空気が流れやすくなる。尚、第２実施形態では、衝立板３５の長手方向中央部から長手方向端部に向かう後方への傾斜角度が一定であるが、長手方向端部に近付くにつれて後方への傾斜角度が次第に増加するように衝立板３５を湾曲させてもよい。

【0030】

また、空気流入口３４の中央部を含む所定範囲の上縁から給気室３の内方に張り出す庇部３６が設けられている。庇部３６の給気室３の内方への張り出し長さは、第１実施形態と同様に、仕切板４に形成した分布孔４１のうち少なくとも庇部３６が設けられた空気流入口３４の上縁部分に最も近い♯１の分布孔４１と２番目に近い♯２の分布孔４１とが下方から見て庇部３６に重なるように設定されている。そのため、第１実施形態と同様に、空気流入口３４の近傍のダクト８の下面部分で上方に跳ね返った空気が、庇部３６に当たり、衝立板３５で跳ね返って庇部３６の上方に向かう空気にぶつからなくなる。その結果、空気流入口３４に近い仕切板４の部分の下方位置での渦の発生が抑制され、空気流入口３４に近い仕切板４の部分に形成した♯１や♯２の分布孔４１にも良好に空気が流入する。

【0031】

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、衝立板３５の前方に十分に空気が流れるように、衝立板３５の一部に凹欠部や開口を形成することも可能である。また、給気室３の横方向一方の側壁面３３のみに空気流入口３４を開設する場合にも、同様に本発明を適用できる。

【符号の説明】

【0032】

１…燃焼筐、２…燃焼室、３…給気室、３１…給気室の前部、３２…給気室の後壁面、３３…給気室の横方向一方の側壁面、３４…空気流入口、３５…衝立板、３５１…第１の板部、３５２…第２の板部、３６…庇部、４…仕切板、４１…分布板、５…バーナ、６…ファン、７…ガスマニホールド、８…ダクト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】