JP6887294B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯器等の燃焼装置に関し、特に、燃焼排気を本体ケースの外部に排出する筒状の排気口部を備える燃焼装置に関する。

この種の給湯器等の燃焼装置においては、本体ケースに収容したバーナの燃焼排気を外部に放出するために、本体ケースの前面側に筒状の排気口部が設けられる。この排気口部に強風が吹きつけると、例えば、冬季に冷風が排気口部を逆流して本体ケース内部へ侵入し、本体ケースに収容されている熱交換器やバーナが極度に冷却されて損傷に至るおそれがある。

従来、燃焼排気を排気口部の先端側（排気口部における燃焼排気の流動方向の下流端側）で排気口部の軸線に交差する側方に屈曲させて放出するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

これによれば、排気口部に対してその軸線方向外側から強風が吹きつけても、排気口部の内部への風の侵入を抑制することができる。

特開２０１２−４７４０２号公報

しかし、上記従来のように、排気口部の側方に燃焼排気を出すようにすると、排気口部内部における燃焼排気の急激な屈曲により、燃焼排気の円滑な放出を阻害されるおそれがある。しかも、排気口部から燃焼装置側に向かう風を受けた燃焼排気が燃焼装置側に流れやすく、燃焼装置の本体ケース表面で結露し、本体ケースに汚染や腐食が発生するおそれがある。

上記の点に鑑み、本発明は、排気口部からの燃焼排気の円滑な放出を阻害することなく、風の侵入による悪影響を防止することができる燃焼装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、本体ケースと、前記本体ケースに収容されたバーナと、前記本体ケース内部に設けられて、前記バーナの燃焼排気が通過する位置に配設された熱交換器と、前記本体ケースの一側に設けられて、前記熱交換器を通過した燃焼排気を前記本体ケースの外部に排出する筒状の排気口部とを備える燃焼装置であって、燃焼排気がファンによって強制的に流動されるものにおいて、前記排気口部は、該排気口部の内部を流れる燃焼排気の流動方向に延びる整流部と、前記排気口部へ向かって流れる風を突き当てるべく前記排気口部の軸線に交差する風突き当て面と、前記風突き当て面を越えて下流に流れた前記燃焼排気を集合させる排気集合案内部とを備え、前記風突き当て面は、前記整流部の下流端に設けられ、前記排気集合案内部は、その上流端が前記風突き当て面よりも下流側に位置することを特徴とする。

本発明によれば、排気口部からの燃焼排気の排出が行われていないとき（即ち、排気口部内に燃焼排気の排出方向への流れがないとき）、外部から排気口部の内部に風が侵入しようとしても、前記風突き当て面に風が突き当たって排気口部の内部への侵入が阻止される。これにより、例えば冬季に、本体ケース内部への冷気の侵入が抑制され、風の侵入による悪影響を防止することができる。

更に、排気口部から燃焼排気の排出が行われているとき、排気集合案内部により排気口部の内部の燃焼排気の圧力が高くなって流速が高くなる。これにより、外部から排気口部の内部に侵入しようとする風に対抗して燃焼排気を円滑に排出することができる。

また、本発明において、前記排気口部の前記排気集合案内部は、前記燃焼排気を該排気口部の軸線に沿った方向にのみ案内する形状とされていることを特徴とする。

これによれば、排気口部から排出された燃焼排気が、風によって排気方向の反対側に位置する本体ケース側に流されにくくなり、本体ケース表面での結露が抑制され、本体ケースの汚染や腐食等の発生を防止することができる。

また、本発明において、前記整流部は、前記排気口部の軸線に沿った平坦な一対の整流面を備え、前記風突き当て面は、前記両整流面の下流端に連設され、前記両整流面は、上流端から互いに離反する方向に傾斜する一対の傾斜面のそれぞれに連続して形成されていることを特徴とする。

一対の傾斜面の案内によって２つの流れに分けられた燃焼排気は、両整流面に沿って流れることにより、十分に整流された状態で風突き当て面を越える。これにより、排気集合案内部によって燃焼排気が集合されるときに生じる燃焼排気の乱流を少なくすることができ、排気口部から放出される燃焼排気の流速低下を防止することができる。

本発明の一実施形態の給湯器の正面図。 本実施形態の給湯器の構成を模式的に示す説明図。 本実施形態における排気口部の説明的断面図。 排気口部の他の例を示す説明的斜視図。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態の燃焼装置である給湯器１は、図１に示すように、本体ケース２の前面パネル３の上側位置に排気口部４が設けられ、図示しないが、家屋の外壁面、マンション等においてはバルコニーや通路に取り付けられて屋外に設置される。

本体ケース２の内部には、図２に示すように、給湯用熱源機５が収容されている。この給湯用熱源機５は、バーナ６を内蔵する燃焼筐７（燃焼室）を備えている。燃焼筐７には、下方から燃焼ファン８により燃焼空気が供給される。燃焼筐７内の上部には、バーナ６の燃焼排気中の顕熱を回収する顕熱熱交換器９が配置されている。

顕熱熱交換器９は、多数の吸熱フィン１０と、これら吸熱フィン１０を貫通する複数の吸熱管１１とを備えている。そして、これら吸熱管１１を直列に接続して一連の熱交換水路（給水路）を構成し、この熱交換水路に流れる給湯用水が燃焼排気中の顕熱を吸収して加熱されるようになっている。

燃焼筐７の上方には、顕熱熱交換器９を通過した燃焼排気が燃焼筐７の上面後部に設けた連通部１２を介して流入する排気筐１３が設けられている。排気筐１３内には、燃焼排気中の潜熱を回収する潜熱熱交換器１４が配設されている。

潜熱熱交換器１４は、排気筐１３内に横設した複数の吸熱管１５を備えている。そして、これら吸熱管１５に未加熱の給湯用水を流して、燃焼排気中の水蒸気を吸熱管１５の外面で凝縮させるようにしている。これにより、潜熱熱交換器１４に流れる給湯用水が潜熱を吸収して加熱される。潜熱熱交換器１４で加熱された給湯用水は顕熱熱交換器９に送られる。

排気筐１３の前側面には、潜熱熱交換器１４の側面に臨む位置で横向き且つ横長に開口する排気通過部１６が形成されており、排気口部４は排気通過部１６に連通する位置に取り付けられている。

これにより、潜熱熱交換器１４を通過した燃焼排気は排気通過部１６に向い、排気通過部１６を通過した燃焼排気は排気口部４を介して機外に排出される。なお、給湯運転中に生成される燃焼排気は、前記燃焼ファン８により強制的に流動されて排気通過部１６へ向う。

排気口部４は、図１に示すように、支持部１７を介して前面パネル３に支持されている。図３に示すように、排気口部４の内部には、上壁部材１８と下壁部材１９とが取り付けられており、上壁部材１８と下壁部材１９とにより上下に平坦面が形成されている。更に、上壁部材１８と下壁部材１９との間には、仕切り整流部２０が設けられている。

これによって、上壁部材１８と仕切り整流部２０とで流路断面が矩形の第１排気流路２１が形成され、下壁部材１９と仕切り整流部２０とで流路断面が矩形の第２排気流路２２が形成され、燃焼排気は、第１排気流路２１と第２排気流路２２との上下２つの流れに分けられて排気口部４の内部を流動する。

仕切り整流部２０は、排気口部４の軸線に沿った平坦な一対の整流面２３，２４を備えている。両整流面２３，２４の上流端には、一対の傾斜面２５，２６が連続して設けられている。両傾斜面２５，２６は上流端から互いに離反する方向に湾曲しつつ傾斜している。これにより燃焼排気を円滑に分流する。なお、本実施形態においては、両傾斜面２５，２６はその上流端の相互の境界部分も明瞭でない湾曲形状に形成されている。しかし、これに限らず、図示しないが、本発明における一対の傾斜面は、平坦に形成されて上流端の境界角部を起点として下流に向かって次第に離反するように形成されていてもよい。

図３に示すように、仕切り整流部２０の下流端には風突き当て面２７が設けられている。風突き当て面２７は、排気口部４の軸線に直交する方向に広がる面であり、排気口部４の下流端から所定距離を存する位置に配置されている。

風突き当て面２７よりも更に下流側には、排気合流案内部２８（排気集合案内部）が設けられている。

排気合流案内部２８は、排気口部４の先端（下流端）外周に装着する環状の装着部材２９と、一対の案内片３０，３１を備えている。両案内片３０，３１は、装着部材２９の先端（下流端）に支持されて、仕切り整流部２０によって上下２つに分けられた流れを、風突き当て面２７の下流側正面で一つに合流させる。両案内片３０，３１は、燃焼排気を合流させるだけでなく、流れを一つに収束させることにより流速を速めて排気口部４の軸線に沿った方向にのみ案内する。

以上の構成による排気口部４によれば、バーナ６が燃焼していないために排気口部４から燃焼排気が排出されていないとき（燃焼ファン８が停止しているとき）、排気口部４の外部から内部への風の吹き込みが風突き当て面２７により抑制される。

また、バーナ６が燃焼していて燃焼排気が排気口部４から排出されているとき（燃焼ファン８が回転しているとき）、排気合流案内部２８による燃焼排気の集合に伴い排気口部４の内部の燃焼排気の圧力が上昇し、排気口部４への外部からの風の侵入が確実に防止される。

これにより、例えば冬季に、本体ケース２内部への冷気の侵入が抑制され、風の侵入による悪影響を防止することができる。

また、排気合流案内部２８によって燃焼排気が排気口部４の軸線に沿った方向にのみ案内されるので、排気口部４の排気方向に対して左右方向に位置する家屋の壁や、排気口部４の排気方向の反対に位置する本体ケース２に燃焼排気が接触することがなく、家屋の壁や本体ケース２の汚染や腐食等の発生を防止することができる。

また、仕切り整流部２０が備える平坦な一対の整流面２３，２４により、燃焼排気の整流作用が得られ、燃焼排気の合流時の流れが乱れにくい。

なお、本実施形態においては、排気口部４の先端部に排気合流案内部２８を取り外し可能に設けている。これによれば、排気合流案内部２８を取り外して排気口部４の掃除がしやすい。しかし、本発明においては、これに限るものではなく、図示しないが、排気口部４の先端部に排気合流案内部２８を一体に設けてもよい。

また、本実施形態においては、排気口部４の内部で２つに分かれた流れを排気合流案内部２８で１つに合流させるものを示したが、これ以外に、図４に示す構成の排気口部３２を挙げることができる。

即ち、図４に示すように、排気口部３２は、その中央部に、軸線に沿って延設された円柱状の案内部材３３が設けられている。案内部材３３は複数本の支持部材３４によって排気口部３２の内部に支持されている。案内部材３３は、排気口部３２の内部を仕切ってはおらず、その外周面で燃焼排気を案内する。

案内部材３３の下流端には円形の風突き当て面３５が設けられている。風突き当て面３５は排気口部３２の下流端から上流側へ所定距離を存した位置に配置されている。

更に、風突き当て面３５よりも下流側には排気集合案内部３６が設けられている。排気集合案内部３６は、排気口部３２の軸線方向外側に向かって突出して風突き当て面３５に対向する部分が開口するテーパ状に形成されている。

以上の構成の排気口部３２によれば、排気口部３２から燃焼排気が排出されていないとき、排気口部３２の外部から内部への風の吹き込みが風突き当て面３５により抑制される。

また、排気口部３２から燃焼排気が排出されているとき、排気集合案内部３６による燃焼排気の集合に伴い排気口部３２の内部の燃焼排気の圧力が上昇し、排気口部３２への外部からの風の侵入が確実に防止される。

また、排気集合案内部３６によって燃焼排気が排気口部３２の軸線に沿った方向にのみ案内されるので、排気口部３２の排気方向に対して左右方向に位置する家屋の壁や、排気口部３２の排気方向の反対に位置する本体ケースに燃焼排気が接触することがなく、家屋の壁や本体ケースの汚染や腐食等の発生を防止することができる。

１…給湯器（燃焼装置）、２…本体ケース、４，３２…排気口部、６…バーナ、１４…潜熱熱交換器（熱交換器）、８…燃焼ファン、２０…仕切り整流部、２３，２４…整流面、２５，２６…傾斜面、２７，３５…風突き当て面、２８…排気合流案内部（排気集合案内部）、３６…排気集合案内部。

Claims (3)

1. 本体ケースと、前記本体ケースに収容されたバーナと、前記本体ケース内部に設けられて、前記バーナの燃焼排気が通過する位置に配設された熱交換器と、前記本体ケースの一側に設けられて、前記熱交換器を通過した燃焼排気を前記本体ケースの外部に排出する筒状の排気口部とを備える燃焼装置であって、
   燃焼排気がファンによって強制的に流動されるものにおいて、
   前記排気口部は、該排気口部の内部を流れる燃焼排気の流動方向に延びる整流部と、前記排気口部へ向かって流れる風を突き当てるべく前記排気口部の軸線に交差する風突き当て面と、前記風突き当て面を越えて下流に流れた前記燃焼排気を集合させる排気集合案内部とを備え、
   前記風突き当て面は、前記整流部の下流端に設けられ、
   前記排気集合案内部は、その上流端が前記風突き当て面よりも下流側に位置することを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１記載の燃焼装置において、
   前記排気口部の前記排気集合案内部は、前記燃焼排気を該排気口部の軸線に沿った方向にのみ案内する形状とされていることを特徴とする燃焼装置。
3. 請求項１又は２記載の燃焼装置において、
   前記整流部は、前記排気口部の軸線に沿った平坦な一対の整流面を備え、
   前記風突き当て面は、前記両整流面の下流端に連設され、
   前記両整流面は、上流端から互いに離反する方向に傾斜する一対の傾斜面のそれぞれに連続して形成されていることを特徴とする燃焼装置。

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