(57)【要約】【課題】簡単な構成で燃焼用空気の温度上昇を抑えて窒素酸化物の発生を抑制する。【解決手段】貯湯式給湯器１において、貯湯室４の下方に形成される燃焼室５内に配置されるバーナ６を、燃焼に必要な空気の殆どを一次空気として吸入する全一次空気式とすると共に、支持板１８により、下鏡板３の下面側で下鏡板３に囲まれる空間内にバーナヘッド１６の一部が突出する高さで燃焼室５内に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の本体内に、上方へ凸面状となる絞り部が形成される鏡板の上方に貯湯室を形成する一方、前記鏡板の下方に、バーナを備えた燃焼室を形成すると共に、その燃焼室の下部に前記バーナへの燃焼用空気の給気口を形成して、前記バーナの燃焼によって前記貯湯室内の湯水を加熱可能とした貯湯式給湯器であって、
前記バーナを、全一次空気式として、前記鏡板の下面側で前記鏡板に囲まれる空間内に少なくとも燃焼部の一部が突出する高さで前記燃焼室内に配置したことを特徴とする貯湯式給湯器。
【請求項２】
バーナは、燃焼部として、側面が燃焼面となる円筒状のバーナヘッドを備えることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯器。
【請求項３】
貯湯室の中心に、燃焼室と連通する排気通路を上下方向へ貫通形成したものにあっては、バーナヘッドの半径方向における鏡板の下面内周とバーナヘッドの上端外周との間隔が、前記排気通路の開口径以上となるようにバーナを配置したことを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯室内に貯めた湯水を所定温度に加熱して保温する貯湯式給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯器は、特許文献１に示すように、円筒形の本体の上方に、上方へ凸面状となる絞り部を形成した鏡板で上下を閉塞し、軸心に排気通路を備えた貯湯室を形成する一方、その貯湯室の下方を、バーナを配置した燃焼室としたものが知られている。図４は、このような貯湯式給湯器３０の下方部分を示すもので、３１は貯湯室、３２は下鏡板、３３は燃焼室である。この燃焼室３３内でバーナ３４が燃焼し、高温の燃焼ガスが排気通路３５を上昇することで、貯湯室３１内の湯水を加熱して所定温度に保温可能としたものである。３７は、バーナ３４をセットする台座３６の下部周囲に穿設されて外部と連通する燃焼用空気の給気口である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで用いられるバーナ３４はブンゼン式であり、燃焼室３３内の燃焼空間が広く確保されているため、バーナ３４と下鏡板３２との距離が長くなっている。よって、バーナ３４からの輻射熱は下鏡板３２へ効率良く伝わらず、波線矢印で示すように燃焼室３３の内面に放熱されてしまう。このような輻射熱によって給気口３７から取り込まれる燃焼用空気の温度が上昇すると、体積が膨張してバーナ３４への一次空気の供給量が低下し、窒素酸化物の発生に繋がることになる。仕切板や断熱板を用いて輻射熱を遮蔽すれば燃焼用空気の温度上昇は抑えられるが、余分な構造が増えてコストアップに繋がる。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構成で燃焼用空気の温度上昇を抑えて窒素酸化物の発生を抑制することができる貯湯式給湯器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バーナを、燃焼に必要な空気の殆どを一次空気として吸入する全一次空気式として、鏡板の下面側で鏡板に囲まれる空間内に少なくとも燃焼部の一部が突出する高さで燃焼室内に配置したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、バーナの輻射熱を効率良く貯湯室内の湯水に伝達可能とするために、バーナは、燃焼部として、側面が燃焼面となる円筒状のバーナヘッドを備えることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の目的に加えて、貯湯室の中心に、燃焼室と連通する排気通路を上下方向へ貫通形成したものにあって、排気抵抗の増大を抑えて好適な位置にバーナを配置可能とするために、バーナヘッドの半径方向における鏡板の下面内周とバーナヘッドの上端外周との間隔が、排気通路の開口径以上となるようにバーナを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、バーナの輻射熱が効率良く貯湯室内の湯水に伝わり、貯湯室以外への放熱が少なくなる。よって、燃焼用空気の温度の上昇が抑えられ、窒素酸化物の発生量を削減可能となる。また、エネルギーロスが低減されて熱効率を向上させることもできる。さらに、バーナの高さの設定で足り、断熱板等の余分な構造が不要となるため、低コストともなる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、鏡板にバーナを近づけてバーナヘッドの全周を鏡板に対向させることができ、輻射熱をより効率良く貯湯室内の湯水に伝達可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、バーナヘッドの周囲で鏡板との間に形成される燃焼ガスの流路を確保して排気抵抗の増大を抑え、好適な位置にバーナを配置可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、貯湯式給湯器の一例を示す下方部分の説明図で、貯湯式給湯器１は、円筒形の本体２の上方に、図示しない上鏡板と下鏡板３とによって上下が閉塞される貯湯室４を有し、その貯湯室４の下方に、バーナ６を備えた燃焼室５を形成してなる。なお、貯湯室４の上方には、貯湯室４内へ水を供給する給水パイプと、貯湯室４内の湯を外部に取り出す給湯パイプ（何れも図示せず）とが設けられている。
貯湯室４の軸心には、貯湯室４を貫通して本体２の上方に突出する排気通路としての排気管７が設けられて、燃焼室５で発生した燃焼ガスを本体２の外部に排出可能としている。この排気管７の内部には、通路を螺旋状とする図示しないバッフル板が設けられている。
【０００９】
下鏡板３は、上方へ凸面状となる絞り部８が形成された金属板で、その周縁際には、図２にも示すように、絞り部８よりも深さが浅くなる第２の絞り部９が部分的に形成されて、絞り部８と第２の絞り部９との間に、下鏡板３の中心側へリング状に突出する突条部１０が形成されている。１１は排気管７の貫通孔である。
この突条部１０の形成により、貯湯室４の下端には、半径方向に比較的厚みのあるリング状の貯湯空間Ｓが形成されることになる。この貯湯空間Ｓの形成により、貯湯室４内の容量が従来よりも大きくなると共に、後述するバーナヘッド１６との対向部分の湯水を多く確保できることになる。
【００１０】
一方、バーナ６は、燃焼に必要な空気の殆どを一次空気として吸入する全一次空気式バーナで、先端を燃焼室５内に突出させたガスノズル１４にスロート部１３が対向するバーナ本体１２と、そのバーナ本体１２の先端の混合室１５上に載置される燃焼部としての円筒状のバーナヘッド１６とからなり、燃焼室５の下部に設置した円盤状の載置台１７上に、支持板１８を介して、バーナヘッド１６が燃焼室５の中央に位置するように支持されている。１９はパイロットバーナで、バーナヘッド１６の側面の略全面には、多数の炎孔が形成されている。
【００１１】
ここで、バーナ６は、バーナヘッド１６の上端面が下鏡板３の突条部１０よりも上方に位置するように、すなわちバーナヘッド１６が下鏡板３の下面側で下鏡板３に囲まれる空間内に突出するように支持板１８に支持されて、その側面が貯湯空間Ｓに全周に亘って対向している。但し、バーナヘッド１６を下鏡板３に接近させすぎると、バーナヘッド１６の周囲で下鏡板３との間に形成される燃焼ガスの流路が狭くなって排気抵抗が大きくなるため、バーナヘッド１６の半径方向における下鏡板３の下面内周とバーナヘッド１６の上端外周との間隔Ｒは、排気管７の開口径以上は確保されるようにバーナ６を配置するのが望ましい。
【００１２】
そして、載置台１７の下方周縁には、燃焼用空気の給気口２０，２０・・が、周方向に所定間隔で複数形成されて、載置台１７の内部を本体２の外部と連通させている。また、載置台１７の内部には、載置台１７内を上下に仕切り、中央を開口した仕切板２１が設けられる一方、燃焼室５におけるガスノズル１４側には、仕切板２１で仕切られる載置台１７内部の上側空間と、バーナ本体１２のスロート部１３とを連通させた状態で燃焼室５内で区画する上下方向の通気路２２が形成されている。よって、外部の空気は、矢印で示すように、給気口２０から載置台１７内に進入した後、仕切板２１の開口を通って通気路２２に至り、通気路２２を上昇してバーナ本体１２へ導入可能となっている。
【００１３】
以上の如く構成された貯湯式給湯器１は、本体２の外部に設けた図示しないコントローラの点火ツマミを押し操作すると、パイロットバーナ１９へのガス流路が開いてパイロットバーナ１９に点火される。この点火を図示しない熱電対で検出すると、ガス流路の電磁弁が開弁保持されるため、そのまま点火ツマミを操作してメインガス流路を開くと、ガスノズル１４から燃料ガスが噴出されてスロート部１３からバーナ本体１２に供給される。この噴出により、本体２外部の空気が先述のように給気口２０から載置台１７内及び通気路２２を介してスロート部１３からバーナ本体１２に吸入され、混合室１５で混合気となってバーナヘッド１６に供給され、炎孔から噴出して燃焼する。よって、バーナヘッド１６の側面全体で燃焼が行われる。
【００１４】
このバーナ６の燃焼によって生じた高温の燃焼ガスは、下鏡板３の下面に沿って上昇し、中央の排気管７を通って本体２の外部へ排出される。この燃焼ガスの移動により、下鏡面３及び排気管７を介して貯湯室４内部の湯水が加熱される。
一方、バーナヘッド１６の側面での燃焼によって生じる輻射熱は、波線矢印に示すようにバーナヘッド１６から放射状に放熱されるが、バーナヘッド１６の側面全周が貯湯空間Ｓに対向しているので、輻射熱がここから貯湯室４内の湯水へ効果的に伝わり、湯水を加熱することになる。
こうして輻射熱が貯湯室４へ効果的に伝わることで、燃焼室５におけるバーナ６の下方部分が高温にならないため、給気口２０からスロート部１３に至る間の燃焼用空気の温度上昇が抑えられる。よって、燃焼用空気の体積が膨張することがなく、十分な量の一次空気をバーナ６に取り込むことができ、低ＮＯｘ化に繋がる。
【００１５】
このように、上記形態の貯湯式給湯器１によれば、バーナ６を、全一次空気式として、下鏡板３の下面側で下鏡板３に囲まれる空間内にバーナヘッド１６の一部が突出する高さで燃焼室５に配置したことで、バーナ６の輻射熱が効率良く貯湯室４内の湯水に伝わり、貯湯室４以外への放熱が少なくなる。よって、燃焼用空気の温度の上昇が抑えられ、窒素酸化物の発生量を削減可能となる。また、エネルギーロスが低減されて熱効率を向上させることもできる。さらに、バーナ６の高さの設定で足り、断熱板等の余分な構造が不要となるため、低コストともなる。
特にここでは、バーナ６を、燃焼部として、側面が燃焼面となる円筒状のバーナヘッド１６を備えるものとしたことで、下鏡板３にバーナ６を近づけてバーナヘッド１６の全周を突条部１０に対向させることができ、輻射熱をより効率良く貯湯室４内の湯水に伝達可能となる。
そして、バーナヘッド１６の半径方向における下鏡板３の下面内周とバーナヘッド１６の上端外周との間隔Ｒが、排気管７の開口径以上となるようにバーナ６を配置しているので、バーナヘッド１６の周囲で下鏡板３との間に形成される燃焼ガスの流路を確保して排気抵抗の増大を抑え、好適な位置にバーナ６を配置可能となる。
【００１６】
なお、上記形態では、突条部を形成した下鏡板を用いた例で説明しているが、図３に示すように、突条部を有さず、単に絞り部８が深い下鏡板３ａであっても本発明は適用可能である。勿論この場合も、下鏡板３ａの下面内周とバーナヘッド１６の上端外周との間隔Ｒが排気管７の開口径以上となる設定を維持するのが望ましい。
また、バーナの支持構造も、上記形態のような載置台と支持板とによるものに限らず、鏡板の下面側で囲まれる空間内に突出配置可能であれば、適宜変更可能である。但し、上記形態のように燃焼室内で通気路を区画形成すれば、燃焼用空気の温度上昇の抑制には有効である。
【００１７】
一方、バーナは、燃焼部を円筒状のバーナヘッドとしたものに限らず、皿状のバーナヘッドの周面に炎孔を形成したものとする等、鏡板の下面側で囲まれる空間内に突出配置可能であれば適宜変更可能で、燃焼部の一部でなく全部が当該空間内に収まるものでもよい。
また、ファンを用いて燃焼用空気を強制的に供給してもよいし、燃焼室の大きさや鏡板の形状等によっては、ブンゼン式バーナの使用も排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】貯湯式給湯器の下方部分の説明図である。
【図２】下鏡板の説明図で、上が平面、下が断面を夫々示す。
【図３】変更例の貯湯式給湯器の下方部分の説明図である。
【図４】従来の貯湯式給湯器の下方部分の説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・貯湯式給湯器、２・・本体、３，３ａ・・下鏡板、４・・貯湯室、５・・燃焼室、６・・バーナ、７・・排気管、８・・絞り部、９・・第２の絞り部、１０・・突条部、１２・・バーナ本体、１６・・バーナヘッド、１７・・載置台、１８・・支持板、２０・・給気口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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