(57)【要約】【課題】燃焼筐１内に下方から送風する２次空気量が多いと、熱交換器５のフィン５１に高温の燃焼ガスを供給できないばかりか送風ファンの騒音が大きい。ところが、送風量を少なくすると炎Ｆの姿勢が乱れて燃焼筐１の周壁１１に接触して周壁１１が過熱される。【解決手段】炎Ｆを左右から挟む１対の突出部４１を設け、送風量を少なくしても炎Ｆの周辺の流速が低下しないようにして、炎Ｆの姿勢が乱れないようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向かって開口する炎孔を有するバーナを備える燃焼筐と、この燃焼筐の上部に接続された熱交換器とを有し、燃焼筐の底部から燃焼筐の内部に送風ファンによって燃焼用２次空気を送風する燃焼装置において、上記炎孔から立ち上がる炎の形成領域を上下方向にわたって左右から挟み、燃焼筐から熱交換器へ向かう通路面積を狭める突出部を設けたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
上記突出部は燃焼筐とは別体に形成され、燃焼筐に取り付けられることにより燃焼筐の周壁と突出部とで二重構造を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
上記突出部は上記炎の形成領域を挟む垂直な平面部を有しており、この平面部の下端は炎孔より下方に位置することを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃焼装置。
【請求項４】
上記突出部の平面部の下端には、上記通路面積を漸次狭める斜面部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項５】
上記突出部は耐熱性材料で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上方に向かって開口する炎孔を有するバーナを備える燃焼筐と、この燃焼筐の上部に接続された熱交換器とを有し、燃焼筐の底部から燃焼筐の内部に送風ファンによって燃焼用２次空気を送風する燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼装置としては、炎孔から立ち上がる炎が燃焼筐の周壁に接触すると、周壁が加熱され、燃焼筐の耐久性が著しく低下する。そのため、理論空燃比から算出される空気量よりも多くの空気を２次空気として燃焼筐内に送風している。そして、その送風された多量の空気の一部を燃焼筐の周壁に沿わして流し、炎が周壁に接触しないようにしている。
【０００３】
特に、炎孔より若干上方の位置で周壁を内側に張り出させ、周壁に沿って上昇してきた空気をその張り出し部分に沿わせて内側に変流させることによって、空気を炎に吹き付け炎を内側に傾けるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−５５１１５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃焼装置では、空気過剰率が大きく燃焼に寄与しない空気が大量に燃焼筐内に送風される。そのため、燃焼によって生じる高温の燃焼ガスが余剰空気と混合され冷却されるため、上部に位置する熱交換器に到達した際には燃焼ガスの温度が既に低下しており、熱交換率が低下してしまうという問題が生じる。また、送風ファンを用いて燃焼筐内に空気を送風しているが、多量の空気を送風するためには送風ファンの回転数を高速にして運転しなければならず、騒音の原因になっている。
【０００６】
上記の不具合は、送風ファンの回転数を減速し、燃焼筐内に送風される空気量を減少させれば改善される。すなわち、燃焼ガスを希釈する空気量が減少することによって、燃焼ガスは高温のまま熱交換に到達することができ、また、送風ファンの回転数が減速されることによって送風ファンの運転による騒音が低減される。
【０００７】
ところが、送風ファンの回転数を減速し燃焼筐内に送風される空気量を低下させると、炎が燃焼筐の周壁に接触しやすくなり、燃焼筐の寿命が低下するという別個の不具合が新たに生じる。
【０００８】
特に、上記特許文献１記載のものでは、炎孔より上方の位置で燃焼筐の周壁を内側に張り出させているので、送風量が減少して炎を内側に傾ける空気流が減少すると、炎の姿勢が垂直に戻り、張り出している周壁を炎が直接加熱してしまうという不具合が生じる。
【０００９】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、燃焼筐の寿命を低下させることなく上記問題を解決することのできる燃焼装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明による燃焼装置は、上方に向かって開口する炎孔を有するバーナを備える燃焼筐と、この燃焼筐の上部に接続された熱交換器とを有し、燃焼筐の底部から燃焼筐の内部に送風ファンによって燃焼用２次空気を送風する燃焼装置において、上記炎孔から立ち上がる炎の形成領域を上下方向にわたって左右から挟み、燃焼筐から熱交換器へ向かう通路面積を狭める突出部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
燃焼筐内への送風量を減少させると熱交換器での熱交換率が向上し、かつ送風ファンによる騒音が減少する。このように送風量を減少させると、従来のものでは炎の姿勢が安定せず燃焼筐の周壁を加熱するが、上記構成では炎の形成領域を挟み、かつ通路面積を狭める突出部を設けたので、送風された空気はこの突出部を通過する際に流速が増加する。そのため送風量を減少させても炎の姿勢が安定し、突出部を炎が直接加熱することがない。
【００１２】
特に、上記突出部は燃焼筐とは別体に形成され、燃焼筐に取り付けられることにより燃焼筐の周壁と突出部とで二重構造を形成するようにすれば、炎が周壁に接触することを完全に防止することができる。
【００１３】
なお、上記突出部は上記炎の形成領域を挟む垂直な平面部を有しており、この平面部の下端は炎孔より下方に位置するように構成すれば、突出部で挟まれた部分を通過する空気の流れは平行な層流になりやすく、かつ、炎孔を通過する際には既に層流になっており、炎の姿勢が安定する。
【００１４】
上記突出部の平面部の下端には、上記通路面積を漸次狭める斜面部が形成されていれば、さらに空気流を乱すことなく層流にすることができる。
【００１５】
ところで、上記突出部は耐熱性材料で形成されていることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は燃焼筐である。この燃焼筐１内には長尺のバーナ３が複数本まとめられて一体となったバーナユニット２が図において右側から差し込まれている。
【００１７】
４は突出部材である。本図では燃焼筐１にバーナユニット２を差し込んだ状態を示しているが、実際にはバーナユニット２を燃焼筐１にセットする前に、突出部材４を燃焼筐１の上方からセットし、その後にバーナユニット２を燃焼筐に差し込む。
【００１８】
この突出部材４には、燃焼筐１にセットした際に燃焼筐１の内側に突出する１対の突出部４１が形成されている。また、この突出部４１の下方には取付部４２が形成されており、突出部材４を燃焼筐１に差し込んだ状態で燃焼筐１の周壁１１と取付部４２とを相互にネジ止めして突出部材４を燃焼筐１に固定するようにした。さらに、この取付部４２の一端を曲げ加工して１対のガイド部４３を設けた。
【００１９】
図２に示すように、突出部材４を燃焼筐１にセットした状態でバーナユニット２を燃焼筐１に差し込むと、各バーナ３を固定している帯状の結束部材２１がガイド部４３によって左右から挟まれてバーナユニット２の位置決めがされる。このように、突出部材４に形成されたガイド部４３によってバーナユニット２の位置決めがされるので、突出部４１とバーナ３との相対位置を正確に決めることができる。
【００２０】
図３を参照して、突出部４１は平面状に形成され、かつ燃焼筐１にセットされると垂直になるように形成されている。この突出部４１の下端４１ａはバーナ３の炎孔３１よりも下方になるように設定されており、かつ、上端４１ｂは炎Ｆの形成領域Ｇの上端より上方に位置している。このため、突出部４１は炎Ｆの形成領域Ｇを上下方向全体にわたって左右から挟むことになる。
【００２１】
このため、図外の送風ファンによって燃焼筐１内に送風された空気は突出部４１が形成されている位置を通過する際に流速が増加される。そして、突出部４１を上方に通過すると通路面積が広くなってふたたび流速が遅くなり、熱交換器５のフィン５１により長い時間接触してフィン５１との間で熱交換を行う。また、突出部４１と周壁１１との間には空間Ｓが形成されるので、突出部４１が炎Ｆによって加熱され多少高温になっても空間Ｓが断熱空間として作用して周壁１１が高温に加熱されることはない。
【００２２】
ところで、図４に示すように、突出部４１の下端４１ａに、空気の通路面積を漸次減少させる斜面部４４を設けてもよい。このように斜面部４４を設けると下方から上方に流れる空気流を突出部４１で狭められた部分に導くときに、空気流を乱しにくくなり、その結果炎Ｆの姿勢が傾きにくくなる。
【００２３】
ところで、上記突出部材４は炎Ｆに近づくため耐熱性の材料で形成されていることが望ましい。たとえば、ステンレススチールを用いることが望ましく、特に突主部４１の表面にセラミックを溶射し耐熱性を高めると、さらに耐熱性が増加して望ましい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、従来の燃焼装置に比べて送風ファンの回転数を減少させ、熱交換器での熱効率を高めると共に送風ファンによる騒音を減少させても、炎の姿勢が乱れないので燃焼筐の周壁が加熱されず、燃焼筐の寿命が短縮されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図
【図２】バーナユニットとガイド部との位置関係を示す平面図
【図３】バーナの炎孔と突出部との位置関係を示す側面図
【図４】突出部材の他の形態を示す図
【符号の説明】
１  燃焼筐
２  バーナユニット
３  バーナ
４  突出部材
５  熱交換器
１１  周壁
３１  炎孔
４１  突出部
４３  ガイド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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