(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼筐内に、多数の小炎孔を形成した燃焼板を有する全一次空気燃焼式のバーナを配置した燃焼装置であって、燃焼筐がバーナの燃焼板に対向する燃焼板に平行な対向壁を有するものにおいて、燃焼振動で発生する圧力変動エネルギーが対向壁で反射されて燃焼板にフィードバックされることにより発生する気柱振動による共鳴音を吸音材を用いずに低減できるようにする。【解決手段】対向壁７の壁面を凸部７ａが隙間無く並んだ凹凸面に形成する。この凹凸面により圧力変動波が乱反射されると共に、凹凸による表面抵抗の増加で圧力変動の減衰作用が得られ、燃焼板２にフィードバックされる圧力変動エネルギーが減衰されて、気柱振動による共鳴音が低減される。【選択図】図１
2006200827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼筐内に、多数の小炎孔を形成した燃焼板を有する全一次空気燃焼式のバーナを配置した燃焼装置であって、燃焼筐がバーナの燃焼板に対向する燃焼板に平行な対向壁を有するものにおいて、
対向壁の壁面が、平面部を殆ど持たない凹凸面に形成されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記燃焼筐内の上部に、前記バーナが燃焼板を下方に向けた下向き姿勢で配置され、燃焼筐の底壁が前記対向壁となり、燃焼筐内に、燃焼板と底壁との間に位置させてコンデンシングタイプの熱交換器が配置され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、燃焼筐内に、多数の小炎孔を形成した燃焼板を有する全一次空気燃焼式のバーナを配置した給湯器等の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器では、一般的に、燃焼筐の上部に熱交換器を配置し、燃焼筐内の下部にブンゼン式のバーナを配置しているが、多数の小炎孔を形成した燃焼板を有する全一次空気燃焼式のバーナを燃焼筐内に配置したものも知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
ところで、燃焼装置では、一般的に、燃焼騒音として比較的低周波数のヘルムホルツ型の共鳴音が発生する。然し、バーナとして全一次空気燃焼式バーナを用いた燃焼装置であって、燃焼筐がバーナの燃焼板に対向する燃焼板に平行な対向壁を有するものである場合、燃焼振動で発生する圧力変動エネルギーが対向壁で反射されて燃焼板にフィードバックされ、気柱振動による共鳴音が発生する。
【０００４】
ここで、対向壁に吸音材を取り付けておけば、圧力変動エネルギーが吸音材に吸収され、気柱振動による燃焼共鳴音を低減することができる。然し、これでは、吸音材が必要になり、コストが高くなる不具合がある。
【特許文献１】特許第２７７５１９７号公報(第６図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、吸音材を用いずに燃焼共鳴音を低減できるようにした低コストの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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼筐内に、多数の小炎孔を形成した燃焼板を有する全一次空気燃焼式のバーナを配置した燃焼装置であって、燃焼筐がバーナの燃焼板に対向する燃焼板に平行な対向壁を有するものにおいて、対向壁の壁面が、平面部を殆ど持たない凹凸面に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、対向壁の壁面の凹凸により圧力変動波が乱反射され、また、壁面の表面抵抗が大きくなって圧力変動の減衰作用が得られ、その結果、燃焼板にフィードバックされる圧力変動エネルギーが減衰されて、気柱振動による燃焼共鳴音が低減される。そして、吸音材を用いるものと異なり、壁面に凹凸を付形するだけであるため、部品点数が増加せず、コストダウンを図ることができる。
【０００８】
ところで、燃焼筐内の上部に、全一次空気燃焼式バーナが燃焼板を下方に向けた下向き姿勢で配置され、燃焼筐内に、燃焼板と燃焼筐の底壁との間に位置させてコンデンシングタイプの熱交換器が配置されている場合、熱交換器で凝縮した燃焼排気中の水が底壁に落下する。ここで、底壁はバーナの燃焼板に対向する対向壁となるが、この底壁には、凝縮水が落下する関係で、吸音材を取り付けることはできない。本発明によれば、底壁に吸音材を取付けなくても、その壁面を凹凸面に形成して燃焼共鳴音を低減でき、非常に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１に示す給湯器から成る燃焼装置に本発明を適用した実施形態について説明する。この燃焼装置は、燃焼筐１を備えており、燃焼筐１内の上部に、多数の小炎孔２ａを形成したセラミック製の燃焼板２を有する全一次空気燃焼式バーナ３が燃焼板２を下方に向けた下向き姿勢で配置されている。このバーナ３には、燃焼ファン４に連なる給気通路５が接続されている。そして、給気通路５に燃料ガスの供給管６を接続し、燃料ガスと一次空気との混合気がバーナ３に供給されて、燃焼板２の下面で混合気が燃焼されるようにしている。
【００１０】
燃焼筐１内には、燃焼板２と燃焼筐１の底壁７との間に位置させて、コンデンシングタイプの熱交換器８が配置されている。熱交換器８は、多数の吸熱フィン８ａとこれら吸熱フィン８ａを貫通する蛇行形状の吸熱管８ｂとを備えており、吸熱管８ｂに流す水が燃焼板２からの輻射熱とバーナ３の燃焼排気の熱とにより加熱され、更に、燃焼排気中の水が凝縮されて、潜熱によっても水が加熱される。熱交換器８を通過した燃焼排気は、燃焼筐１の側壁下部に開設した排気口９に接続される排気ダクト１０を介して外部に排出される。
【００１１】
ここで、燃焼筐１の底壁７は、燃焼板２に対向する燃焼板２に平行な対向壁となる。そして、底壁７の壁面が平面状であると、燃焼振動で発生する圧力変動エネルギーが底壁７で反射されて燃焼板２にフィードバックされ、気柱振動による共鳴音が発生する。特に、バーナ３に点火後、燃焼筐１内の温度が上昇していく昇温過程で燃焼共鳴音が発生しやすい。気柱振動による共鳴音の周波数ｆは、燃焼板２と底壁７との間の距離をＬ、音速をＣとして、ｆ＝Ｃ／２Ｌになる。Ｌ＝０．３ｍの燃焼装置で実験したところ、昇温過程で約６００〜６３０Ｈｚの周波数の共鳴音が発生することが確認された。昇温過程での燃焼筐１内の平均温度を７０℃として、この温度での音速(３７３．５ｍ)を上記式のＣに代入すると、Ｌ＝０．３ｍの場合、ｆ＝６２２．５Ｈｚになり、共鳴音の周波数実測値と一致する。このことから、気柱振動による共鳴音が発生していることが分かる。
【００１２】
気柱振動による燃焼共鳴音は、底壁７に吸音材を取付け、底壁７で反射される圧力変動エネルギーを吸音材で吸収すれば低減できる。然し、底壁７には熱交換器８から凝縮水が落下するため、底壁７に吸音材を取り付けることはできない。
【００１３】
そこで、本実施形態では、底壁７の壁面を、図２に示す如く、直径が約２０ｍｍの半円筒状の凸部７ａが隙間無く並べられた凹凸面に形成している。これによれば、底壁７の壁面の凹凸により圧力変動波が乱反射され、また、壁面の表面抵抗が大きくなって圧力変動の減衰作用が得られる。その結果、燃焼板２にフィードバックされる圧力変動エネルギーが減衰されて、気柱振動による燃焼共鳴音が低減される。
【００１４】
このように底壁７の壁面を凹凸面に形成することで燃焼共鳴音を低減できるため、底壁７に凝縮水が落下する燃焼装置の騒音対策として非常に有効である。ここで、燃焼筐１がアルミダイカスト製である場合、金型により底壁７の壁面を凹凸面に簡単に形成でき、また、燃焼筐１が板金製である場合にも、プレス成形で底壁７の壁面を凹凸面に簡単に形成できる。そして、吸音材が不要になるため、部品点数が増加せず、コストダウンを図ることができる。
【００１５】
尚、上記実施形態では、底壁７の壁面を半円筒状の凸部７ａを並べた凹凸面に形成しているが、これに限るものではなく、例えば、図３に示すような半球状の凸部７ｂを並べた凹凸面に形成し、また、図４に示すような円錐状の凸部７ｃを並べた凹凸面に形成しても良い。尚、これら凸部７ａ，７ｂ，７ｃ間に平面部が広く存在すると、平面部で圧力変動波が燃焼板２に向けて反射されてしまうため、平面部が殆ど残らないように凸部７ａ，７ｂ，７ｃを稠密に配置することが必要である。
【００１６】
以上、燃焼筐１内の上部に全一次空気燃焼式バーナ３を下向き姿勢で配置した燃焼装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、燃焼筐内の下部に全一次空気燃焼式バーナを上向き姿勢で配置した燃焼装置であって、燃焼筐の天井壁がバーナの燃焼板に対向する燃焼板に平行な対向壁となる場合にも同様に本発明を適用できる。即ち、燃焼筐の天井壁の壁面を凹凸面に形成して、気柱振動による燃焼共鳴音を低減できる。また、燃焼筐内に熱交換器を配置しない給湯器以外の燃焼装置にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置を示す説明的断面図。
【図２】図１の燃焼装置の燃焼筐の底壁の壁面形状を示す斜視図。
【図３】第２実施形態の壁面形状を示す斜視図。
【図４】第３実施形態の壁面形状を示す斜視図。
【符号の説明】
【００１８】
１…燃焼筐、２…燃焼板、２ａ…小炎孔、３…全一次空気燃焼式バーナ、７…燃焼筐の底壁(対向壁)、７ａ，７ｂ，７ｃ…対向壁の壁面の凸部、８…熱交換器。
【図１】
2006200827.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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