(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の上方に配置され、バーナの燃焼排気で加熱される熱交換器と、熱交換器の上方に配置され、熱交換器を通過した燃焼排気が流入する排気フードとを備え、排気フードの上壁部から上方にのびる筒状の排気口を介して燃焼排気が排出されるようにした燃焼装置であって、
排気口に下方から挿入される、排気口よりも小径の排気制限筒を備え、排気制限筒は、その下端から径方向外方にのびる環状のフランジ部を有し、このフランジ部を排気フードの上壁部の排気口の開口縁部に固定するものにおいて、
フランジ部の外周に、上方に立ち上る筒部が形成され、フランジ部が筒部の上端で排気フードの上壁部の排気口の開口縁部に固定されると共に、筒部に、燃焼排気が通過する通気孔が周方向の間隔を存して複数開設されることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記筒部に形成する全通気孔の合計面積は、前記排気制限筒の断面積の２５〜５０％であ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、バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の上方に配置され、バーナの燃焼排気で加熱される熱交換器とを備える給湯用熱源機等の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃焼装置は、熱交換器の上方に配置され、熱交換器を通過した燃焼排気が流入する排気フードを備え、排気フードの上壁部から上方にのびる筒状の排気口とこれに接続する排気筒とを介して燃焼排気が外部に排出されるようにしている。
【０００３】
ところで、上記の如き燃焼筐、熱交換器及び排気フードを備える燃焼装置では、ヘルムホルツ型の共鳴を生ずる。その共鳴周波数ｆは、燃焼筐から排気フードまでの内容積をＶ、排気通路の断面積をＳ、排気通路の通路長をＬ、音速をＣとして、
ｆ＝(Ｃ／２π){Ｓ／(Ｖ・Ｌ)}１／２…(１)
になる。そして、共鳴周波数がバーナの燃焼振動の周波数に近いと、共鳴による騒音を生ずる。従って、騒音を低減するには、共鳴周波数を燃焼振動周波数からずらすことが必要になる。
【０００４】
この場合、排気口の断面積を小さくして、共鳴周波数を燃焼振動周波数より小さくすることが考えられる。然し、これでは、排気口に接続する排気筒が小径のものになってしまう。そのため、排気筒における燃焼排気の通過抵抗が過大になって、所要量の燃焼用空気を供給するのに必要なファンの回転数が高くなり、ファン騒音が大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、従来、特許文献１により、排気フード内に、排気口の下方に位置させて、排気口の断面積よりも広面積の邪魔板を設け、邪魔板と排気フードの上壁部下面との間に、燃焼排気を排気口に導く通気間隙を形成した燃焼装置が知られている。このものでは、熱交換器を通過した燃焼排気の排気口への直接的な流れが邪魔板によって阻止され、燃焼排気は上記通気間隙を経由して排気口に流れることになる。そして、通気間隙が音響的な抵抗になって、上記（１）式の排気通路長Ｌを長くしたのと同等の効果が得られ、排気口の断面積を小さくしなくても、共鳴周波数を燃焼振動周波数より小さくして、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減することができる。
【０００６】
然し、このものでは、全ての燃焼排気が通気間隙を流れることから、燃焼排気の通過抵抗が十分に小さくならず、ファン回転数を比較的高くせざるを得なくなる。従って、このものでも、ファン騒音を低減することは困難である。
【０００７】
また、従来、排気口に下方から挿入される、排気口よりも小径の排気制限筒を備える燃焼装置も市販されている。排気制限筒は、その下端から径方向外方にのびる環状のフランジ部を有しており、このフランジ部を排気フードの上壁部の排気口の開口縁部に固定して、燃焼排気が排気制限筒を介して排気口に流れるようにしている。このものでは、排気制限筒により上記（１）式の排気通路断面積Ｓを小さくしたのと同等の効果が得られ、排気口の断面積を小さくしなくても、共鳴周波数を燃焼振動周波数より小さくして、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減することができる。
【０００８】
然し、排気制限筒の断面積をかなり小さくしないと、上述した効果が得られない。そのため、このものでも、燃焼排気の通過抵抗を十分に小さくすることはできず、ファン騒音を低減することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、排気制限筒を備える燃焼装置を改良し、ファン騒音を低減して、且つ、ヘルムホルツ型の共鳴騒音も低減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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、バーナを内蔵する燃焼筐と、燃焼筐内に燃焼用空気を供給するファンと、燃焼筐の上方に配置され、バーナの燃焼排気で加熱される熱交換器と、熱交換器の上方に配置され、熱交換器を通過した燃焼排気が流入する排気フードとを備え、排気フードの上壁部から上方にのびる筒状の排気口を介して燃焼排気が排出されるようにした燃焼装置であって、排気口に下方から挿入される、排気口よりも小径の排気制限筒を備え、排気制限筒は、その下端から径方向外方にのびる環状のフランジ部を有し、このフランジ部を排気フードの上壁部の排気口の開口縁部に固定するものにおいて、フランジ部の外周に、上方に立ち上る筒部が形成され、フランジ部が筒部の上端で排気フードの上壁部の排気口の開口縁部に固定されると共に、筒部に、燃焼排気が通過する通気孔が周方向の間隔を存して複数開設されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、熱交換器を通過した燃焼排気が、排気制限筒を介して排気口に流れるだけでなく、筒部に開設した通気孔を経由して排気口に流れるため、排気制限筒の断面積をヘルムホルツ型の共鳴騒音の低減効果が得られるように小さくしても、燃焼排気の通過抵抗は小さくなる。従って、ファン回転数を然程高くせずに済み、ファン騒音を低減できる。また、各通気孔から流入した燃焼排気は、一旦径方向内方に流れた後、排気口に向けて上方に屈曲して流れるため、燃焼排気の流線が長くなり、更に、各通気孔から流入する燃焼排気が周方向に隣接する通気孔から流入する燃焼排気とぶつかり合い、音響的な抵抗となる。そのため、通気孔から流入する燃焼排気の流れは、上記（１）式の排気通路長Ｌを長くするのと同等の効果を発揮する。従って、通気孔を形成しても、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減できる。
【００１３】
尚、筒部に形成する全通気孔の合計面積が排気制限筒の断面積の２５％より小さいと、燃焼排気の通過抵抗を十分に小さくできず、また、全通気孔の合計面積が排気制限筒の断面積の５０％より大きいと、通気孔が持つ音響的な抵抗としての効果が薄れて、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を十分に低減できなくなる。従って、全通気孔の合計面積は、排気制限筒の断面積の２５〜５０％であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置の正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した排気フード及び給気フードの切断側面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した排気フード及び給気フードの切断正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は屋内に設置する給湯用熱源機から成る燃焼装置を示している。この燃焼装置は、外装ケース１を備えている。外装ケース１内には、濃淡燃焼式のバーナ２を複数本内蔵する燃焼筐３と、燃焼筐３の下方のファン４と、燃焼筐３の上方の給湯用熱交換器５と、熱交換器５の上方の排気フード６と、排気フード６を覆う給気フード７とが配置されている。そして、図示省略した屋外にのびる給気筒からの外気をファン４により給気フード７とこれに接続する給気ダクト７２（図２参照）とを介して吸引し、この外気を燃焼筐３内に燃焼用空気として供給するようにしている。バーナ２の燃焼排気は燃焼筐３から熱交換器５に流れてこれを加熱する。そして、熱交換器５を通過した燃焼排気は排気フード６に流入して、排気フード６から給気筒の内側の図示省略した排気筒を介して屋外に排出される。
【００１６】
図２、図３を参照して、給気フード７は、その上壁部から上方にのびる筒状の給気口７１を有しており、この給気口７１に給気筒が接続される。また、給気フード７の後面（図２で右方の面）は開放されており、この後面に給気ダクト７２が接続される。そして、給気筒からの外気が、給気口７１と、給気フード７内に画成される排気フード６との間の空間とを介して給気ダクト７２に導かれるようにしている。
【００１７】
排気フード６は、その上壁部から上方にのびる筒状の排気口６１を有しており、この排気口６１に排気筒が接続される。排気口６１の上部内周には、排気筒内での燃焼排気中の水分の凝縮で生ずるドレン水を受け止める筒状のドレン受け６２が装着されている。また、排気口６１に、ドレン受け６２の底部に連通する排水管６２ａを連結している。排水管６２ａは、給気口７１を通して外方に突出しており、その外端部にキャップ６２ｂを装着している。そして、キャップ６２ｂを取り外すことにより、ドレン受け６２に溜ったドレン水を排水管６２ａを介して抜くことができるようにしている。
【００１８】
排気フード６には、更に、排気口６１に下方から挿入される、排気口６１よりも小径の排気制限筒６３が設けられている。排気制限筒６３は、その下端から径方向外方にのびるフランジ部６４を有している。フランジ部６４の外周には、上方に立ち上がる筒部６５が形成されている。そして、フランジ部６４を、筒部６５の上端の曲げ縁部６５ａにおいて、排気フード６の上壁部の排気口６１の開口縁部下面に固定している。
【００１９】
ここで、排気制限筒６３の断面積を小さくすれば、上記（１）式の排気通路断面積Ｓを小さくしたと同様の効果が得られ、共鳴周波数を燃焼振動周波数よりも小さくして、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減することができる。然し、このままでは、排気制限筒６３における燃焼排気の通過抵抗が大きくなって、所要量の燃焼用空気を供給するのに必要なファン４の回転数が高くなり、ファン騒音が大きくなってしまう。
【００２０】
そこで、本実施形態では、筒部６５に、燃焼排気が通過する通気孔６６を周方向の間隔を存して複数形成している。これによれば、燃焼排気が、排気制限筒６３を介して排気口６１に流れるだけでなく、通気孔６６を経由して排気口６１に流れるため、排気制限筒６３の断面積をヘルムホルツ型の共鳴騒音の低減効果が得られるように小さくしても、燃焼排気の通過抵抗は小さくなる。従って、ファン４の回転数を然程高くせずに済み、ファン騒音を低減できる。
【００２１】
また、各通気孔６６から流入した燃焼排気は、図２に矢印で示す如く、一旦径方向内方に流れた後、排気口６１に向けて上方に屈曲して流れ、燃焼排気の流線が長くなる。更に、各通気孔６６から流入する燃焼排気が周方向に隣接する通気孔６６から流入する燃焼排気とぶつかり合い、音響的な抵抗となる。そのため、通気孔６６から流入する燃焼排気の流れは、上記（１）式の排気通路長Ｌを長くするのと同等の効果を発揮する。従って、通気孔６６を形成しても、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減できる。
【００２２】
尚、筒部６５に形成する全通気孔６６の合計面積が排気制限筒６３の断面積の２５％より小さいと、燃焼排気の通過抵抗を十分に小さくできず、また、全通気孔６６の合計面積が排気制限筒６３の断面積の５０％より大きいと、通気孔６６が持つ音響的な抵抗としての効果が薄れて、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を十分に低減できなくなることが実験結果から確認できた。従って、全通気孔６６の合計面積は、排気制限筒６３の断面積の２５〜５０％であることが望ましい。
【００２３】
本実施形態では、排気制限筒６３の直径（内径）を４２ｍｍ、筒部６５の直径（内径）を８６ｍｍ、筒部６５の高さを８ｍｍとし、筒部６５に、幅３ｍｍ、高さ５ｍｍの角孔状の通気孔６６を周方向に等間隔で３２個形成している。この場合、全通気孔６６の合計面積（＝４８０ｍｍ２）は、排気制限筒６３の断面積（≒１３８５ｍｍ２）の約３５％になる。
【００２４】
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、フランジ部６４に、燃焼排気が通過する小さな孔を複数形成し、燃焼排気の通過抵抗を更に小さくすることも可能である。但し、この孔では、筒部６５に形成した通気孔６６と異なり、音響的な抵抗としての効果が得られない。そのため、ヘルムホルツ型の共鳴騒音を低減するには、フランジ部６４に形成する全孔の合計面積を全通気孔６６の合計面積の１５％以下にすることが必要である。
【００２５】
また、上記実施形態は、給湯用の熱交換器５を有する給湯用熱源機から成る燃焼装置に本発明を適用したものであるが、暖房用といった給湯以外の用途の熱交換器を有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】
【００２６】
２…バーナ、３…燃焼筐、４…ファン、５…熱交換器、６…排気フード、６１…排気口、６３…排気制限筒、６４…フランジ部、６５…筒部、６６…通気孔。
【図１】
0005421981.tif 000002
【図２】
0005421981.tif 000003
【図３】
0005421981.tif 000004