JP4090139B2

JP4090139B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP4090139B2
Application number: JP08287899A
Authority: JP
Inventors: 新吾薬師寺; 愛隆谷村; 善克石川; 敬仁横山
Original assignee: 株式会社ハーマンプロ
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000274829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炎の生成方向が下向きのバーナと、このバーナの下方に配置されて加熱される熱交換器と、この熱交換器の下方に配置されて、前記バーナの燃焼排ガスを回収して排気路に排出する排気回収箱とが設けられた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような燃焼装置において、図６に示すように、炎の生成方向が下向きのバーナ３１が設けられ、その下方に熱交換器３２が配置され、この熱交換器３２の下方に排気回収箱３３が配置され、バーナ３１の燃焼排ガスが熱交換器３２で熱交換されるときに発生する凝縮水、すなわちドレンを排気回収箱３３内の底面で受け止め回収して、排出路３４を通して排気回収箱３３の外部に排出するものが知られている。
そして、この種の燃焼装置では、燃焼排ガスの排気経路中にグラスウールなどの吸音材を備えた消音部を設けることによって、装置の低騒音化を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の消音部材を設けることによって、装置の低騒音化は図ることができるものの、消音部を設けるためのスペースが必要となり、装置が大型化する問題が生じる。
そこで、装置の小型化および低騒音化を図るために、排気回収箱の内面にグラスウールなどの吸音材を設けることが考えられるが、熱交換器から落下する凝縮水、すなわちドレンが排気回収箱内に落下するので、このドレンが吸音材に付着して、吸音材の本来の吸音効果を得ることができず、結局低騒音化を図ることができないものとなる。
また、熱交換器から落下する凝縮水、すなわちドレンは、燃焼排ガス中に硫黄酸化物や窒素酸化物を含むので、硫酸や硝酸などの酸性化が主成分となり、ｐｈが低く腐食性があり、上述のように排気回収箱の内面に吸音材を設けると、その吸音材がドレンによって耐久性に問題が生じ、吸音効果が減少する問題が生じることになる。
【０００４】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、装置の小型化および低騒音化を図ることができる燃焼装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、炎の生成方向が下向きのバーナと、このバーナの下方に配置されて加熱される熱交換器と、この熱交換器の下方に配置されて、バーナの燃焼排ガスを回収して排気路に排出する排気回収箱とが設けられた燃焼装置において、
排気回収箱の内面に吸音材が設けられ、
排気回収箱の内部には、熱交換器から落下する凝縮水を受け止め回収して、排出路を通して排気回収箱の外部に排出する受皿状の凝縮水回収部材が設けられている。
つまり、受皿状の凝縮水回収部材が、バーナの燃焼排ガスが熱交換器で熱交換されるときに発生する凝縮水、いわゆるドレンを受け止め回収して、排出路を通して排気回収箱の外部に排出するので、排気回収箱の内面に設けられている吸音材にドレンが付着することがなく、吸音材の本来の吸音効果を得ることができ、ドレンによって吸音材が腐食されるのを防止することができる。
したがって、排気回収箱の内面に吸音材を設けるとともに、熱交換器から落下する凝縮水、すなわちドレンを受け止め回収して外部に排出するので、あらたに消音部を設けることなく、装置の小型化を図りながら、吸音材による吸音作用により低騒音化を図ることができる。
【０００７】
また、請求項１に記載の発明によれば、凝縮水回収部材が、その側周部、上部、および下部のそれぞれを排気回収箱の内面に対して離間させる状態で設けられている。
つまり、凝縮水回収部材が、排気回収箱の内面に対して離間させる状態で設けることによって、凝縮水回収部材と排気回収箱の内面との間を燃焼排ガスが流動するので、凝縮水回収部材にてドレンを受け止め回収しながら、燃焼排ガスを排気回収箱の内面全体に流動させることができ、その内面に設けられた吸音材にて確実に吸音することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、凝縮水回収部材が、その上部に排気路への燃焼排ガスの短絡流動を抑制する短絡流動抑制体を備えて構成されている。
つまり、短絡流動抑制体が、凝縮水回収部材の上部から燃焼排ガスが排気路に直接流動するのを抑制して、燃焼排ガスが排気回収箱の内面のいずれかに接触するように燃焼排ガスの流動方向を規制することできるので、排気回収箱の内面に設けられた吸音材にて確実に吸音することができ、確実に低騒音化を図ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、熱交換器において熱交換された燃焼排ガスを凝縮水回収部材に案内する筒状部が、凝縮水回収部材の上部に立設され、筒状部が、その外方に燃焼排ガスを流出する通過孔を備えている。
つまり、凝縮水回収部材で熱交換器から落下するドレンを受け止め回収しながら、燃焼排ガスが筒状部の案内されて凝縮水回収部材の上部に供給されて、通過孔から筒状部の外方に流出され、排気回収箱の内面と接触させることができ、吸音材に吸音作用により低騒音化を図ることができる。
そして、一般に、小さな孔から流体が吹出すときには、吹出流によって発生する騒音の低周波成分は減少し、高周波成分が若干大きくなる傾向にあり、また、騒音の高周波成分はグラスウールなどの吸音材により効率よく吸音されることが知られているので、通過孔の大きさを適宜変更することで、上述の傾向を利用して、吸音材により効率よく吸音して、より一層低騒音化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる燃焼装置を給湯装置に適応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置は、図１に示すように、供給される水を加熱して出湯栓９に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する制御部Ｈ、この制御部Ｈに動作情報を指令するリモコン操作部Ｒを備えて構成されている。
【００１１】
前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に設けられた炎の生成方向が下向きのガス燃焼式のバーナ３、および、このバーナ３の下方に配置されて加熱される熱交換器２として上下２段に配置された主熱交換器２ａおよび潜熱回収熱交換器２ｂと、熱交換器２の下方に配置されて、バーナ３の燃焼排ガスを回収して排気路４に排出する排気回収箱５などから構成され、このバーナ３の上流側から燃焼用空気を供給するファン６も設けられている。
そして、熱交換器２は、主熱交換器２ａにおいてバーナ３の燃焼排ガスと供給される水との間で熱交換させ、潜熱回収熱交換器２ｂにおいて、主熱交換器２ａで水加熱用に用いた後の燃焼排ガスと主熱交換器２ａに通水する前の水との間で燃焼排ガス中水分の凝縮を伴う状態で熱交換させて、燃焼排ガスの残存顕熱と保有潜熱とを回収するように構成されている。
【００１２】
また、熱交換器２には、例えば家庭用の水道などから水が供給される入水路７、加熱後の湯水を出湯する出湯路８がそれぞれ接続され、前記入水路７には、熱交換器２への通水量を検出する通水量センサ１０、入水路７を通して供給される水の温度を検出する入水温サーミスタ１１が設けられている。
そして、出湯路８には、図外の出湯栓から出湯される湯水の温度を検出する出湯温サーミスタ１２が設けられている。
【００１３】
バーナ３に対する燃料供給路１３には、燃料供給を断続する電磁操作式の断続弁１４、燃料供給量（バーナ３の燃焼量）を変更調節自在な電磁操作式のガス量調節弁１５が備えられ、バーナ３の近くには、バーナ３に対する点火動作を実行するイグナイタ１６と、バーナ３が着火されているか否かを検出するフレームロッド１７とがそれぞれ備えられている。
【００１４】
前記排気回収箱５は、図１〜３に示すように、上面視で矩形に形成され、その内部に、熱交換器２から落下する凝縮水、すなわちドレンを受け止め回収して、排出路１９を通して排気回収箱５の外部に排出する受皿状の凝縮水回収部材１８が、その側周部、上部、および下部のそれぞれを排気回収箱５の内面に対して離間させる状態で設けられ、排気回収箱５の内面のうち底面および側面に吸音材としてのグラスウール２０が設けられている。
そして、排気回収箱５で回収された燃焼排ガスを排出する排気路４は、排気回収箱５の横側部に連通接続され、前記凝縮水回収部材１８には、その上部に排気路４への燃焼排ガスの短絡流動を抑制する短絡流動抑制体２１が備えられている。
【００１５】
つまり、凝縮水回収部材１８は、上面視で矩形に形成され、その中心部分が窪むように受皿状に形成され、潜熱回収熱交換器２ｂでの凝縮により生じて落下するドレンを受け止め回収するように設けられ、その窪んでいる中心部分にドレンを排出する排出路１９が排気回収箱５の底面を貫く状態で接続されている。
そして、排出路１９が、凝縮水回収部材１８の側周部の全面部、上部、および下部のそれぞれを排気回収箱５の内面に対して離間させる状態に凝縮水回収部材１８を支持するように設けられ、排出路１９には、中和装置２２が接続され、凝縮水回収部材１８にて受け止め回収されたドレンを中和装置２２に供給して、中和処理されるようにしている。
【００１６】
また、凝縮水回収部材１８の側周部のうち排気路４側側面とそれに直交する側面には、凝縮水回収部材１８の上部と排気回収箱５の内面との間を閉じるように、その全周にわたって凝縮回収部材１８を覆う状態で短絡流動抑制体２１が立設され、排気回収箱５内に供給される燃焼排ガスが、凝縮水回収部材１８の上部から排気路４側に直接流動しないようにしている。
つまり、熱交換器２において熱交換された燃焼排ガスは、短絡流動抑制体２１により凝縮水回収部材１８の上部から排気路４側への流動が抑制され、排気回収箱５の内面のうち底面および側面に設けられているグラスウール２０と接触するように流動方向が規制されている。
そして、排気回収箱５内に供給された燃焼排ガスは、排気回収箱５の内面のうち底面および側面に設けられているグラスウール２０の吸音作用により確実に吸音された後、排気路４側に流動して排気路４を通して外部に排出される。
【００１７】
ちなみに、ドレンを中和処理する中和装置２２としては、各種の中和装置が適応可能であり、例えば、ＭｇやＺｎなどのイオン化傾向の大きい金属により中和するものや、ＭｇやＺｎなどを陽極とする電解槽での電圧印加によりドレン中へのＭｇイオンやＺｎイオンの溶出を促進させて中和するものが適応可能である。
【００１８】
このようにして、受皿状の凝縮水回収部材１８が、バーナ３の燃焼排ガスが熱交換器２で熱交換されるときに発生する凝縮水、いわゆるドレンを受け止め回収して、排出路１９を通して排気回収箱５の外部に排出するので、排気回収箱５の内面に設けられている吸音材２０にドレンが付着することがなく、吸音材２０の本来の吸音効果を得ることができる。
したがって、排気回収箱５の内面に吸音材２０を設けるとともに、熱交換器２から落下する凝縮水、すなわちドレンを受け止め回収して外部に排出するので、あらたに消音部を設けることなく、装置の小型化を図りながら、吸音材２０本来の吸音作用により低騒音化を図ることができる。
また、短絡流動抑制体２１が、凝縮水回収部材１８の上部から燃焼排ガスが排気路４側に直接流動するのを抑制して、燃焼排ガスが排気回収箱５の内面のいずれかに接触するように燃焼排ガスの流動方向を規制することできるので、排気回収箱５の内面に設けられた吸音材２０にて確実に吸音することができ、より一層低騒音化を図ることができる。
【００１９】
前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転の開始・停止を指令する運転スイッチ２３、出湯用目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ２４、出湯温度や出湯用目標温度などを表示する表示部２５、運転状態であることを表示する運転ランプ２６、バーナ３が燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ２７などを備えて構成されている。
【００２０】
前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを備えて構成され、リモコン操作部Ｒの操作指令に基づいて、熱交換器２への通水が開始されるに伴ってバーナ３の燃焼を開始して、熱交換器２への通水が停止されるに伴ってバーナ３の燃焼を停止させるように制御するとともに、熱交換器２への通水が検出されているときには、出湯温度が出湯用目標温度になるように調整する処理を実行する。
【００２１】
つまり、運転スイッチ１６のＯＮ操作に伴って出湯運転状態に設定された後に、出湯栓９の開操作に伴って通水量センサ１０にて検出される通水量が設定水量を超えると、ファン６による通風作動を開始し、かつ、断続弁１４を開弁させてガス量調節弁１５を点火用ガス量になるように開弁調整するとともに、イグナイタ１６によってバーナ３へ着火し、フレームロッド１７によって確認する。
【００２２】
その後、入水温サーミスタ１１、出湯温サーミスタ１２、通水量センサ１０のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ２４にて設定されている出湯用目標温度の情報に基づいて、出湯温度を出湯用目標温度にするために必要なバーナ３の燃焼量を演算にて求める。そして、求められた燃焼量に対応するガス量になるようにガス量調節弁１５を調整制御するとともに、ファン４の通風量が調整ガス量に対して適正燃焼状態になるようにファン６の通風量を調整制御するフィードフォワード制御を実行し、さらに、出湯温サーミスタ１２の検出温度が出湯用目標温度になるように、ガス量調節弁１５の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
このようにして、入水路５からの水は、熱交換器２によって加熱されて出湯栓９から出湯用目標温度の湯水が出湯されることになる。
【００２３】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、排気路４が排気回収箱５の横側部に連通接続され、排気回収箱５の内面のうち底面および側面にグラスウール２０が設けられているが、排気路４が排気回収箱５の底面部に連通接続して、排気回収箱５の内側面にグラスウールを設けるようにしてもよい。
【００２５】
（２）上記実施形態では、短絡流動抑制体２１が、凝縮水回収部材１８の側周部のうち排気路４側側面とそれに直交する側面の全周にわたって立設されているが、短絡流動抑制体２１は、凝縮水回収部材１８の上部から排気路４側に燃焼排ガスが直接流動するのを抑制するものであればよく、その形状、大きさは適宜変更が可能である。
例えば、短絡流動抑制体２１は、凝縮水回収部材１８の側周部のうち排気路４側側面の全周、および、排気路４側側面に直交する側面における排気路４側側面からその中央部分までを覆う状態で、凝縮水回収部材１８に立設するようにしてもよい。
また、上記実施形態および上述に記載の短絡流動抑制体２１を設けなくてもよい。
【００２６】
（３）上記実施形態では、凝縮水回収部材１８が、その上部に短絡流動抑制体２１を立設するようにしているが、次のように構成してもよい。
つまり、図４および５に示すように、熱交換器２において熱交換された燃焼排ガスを凝縮水回収部材１８に案内する筒状部２８が、凝縮水回収部材１８の上部に立設され、筒状部２８が、その外方に燃焼排ガスを流出する通過孔２９を側周部に備えている。なお、通過孔２９を設ける位置は、適宜変更可能で、筒状部２８の側周部のうち排気路４側側面に直交する側面にのみ設けるようにしてもよい。
そして、熱交換器２において熱交換された燃焼排ガスの全量が、直接排気路４側に流動することなく、筒状部２８に案内されて凝縮水回収部材１８の上部に供給され、通過孔２９により筒状部２８の外方、すなわち排気回収箱５の内面に対して燃焼排ガスが流出して、グラスウール２０にて吸音作用される。
したがって、燃焼排ガスが、直接排気４側に流動することなく、排気回収箱５の内面に設けられたグラスウール２０の吸音作用により吸音された後、排気路４側に流動して排気路４を通して外部に排出されるようにしている。
なお、上記実施形態と同様の構成は、上記実施形態と同符号を記すことによって、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
このようにして、通過孔２９から燃焼排ガスが流出するときには、その流出流によって発生する騒音の低周波成分は減少し、高周波成分が若干大きくなる傾向にあるが、騒音の高周波成分をグラスウールなどの吸音材により効率よく吸音して、より一層の低騒音化を図ることができる。
【００２８】
（４）上記実施形態では、吸音材としてグラスウールを示しているが、その他の吸音材でもよい。
【００２９】
（５）上記実施形態では、本発明にかかる燃焼装置を給湯装置に適応した例を示しているが、暖房装置などのその他各種の装置に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の全体概略構成図
【図２】排気回収箱の横断面図
【図３】凝縮水回収部材の斜視図
【図４】別実施形態における給湯装置の全体概略構成図
【図５】別実施形態における排気回収箱の横断面図
【図６】従来例を示す給湯装置の全体概略構成図
【符号の説明】
２熱交換器
３バーナ
４排気路
５排気回収箱
１８凝縮水回収部材
１９排出路
２０吸音材
２１短絡流動抑制体
２８筒状部
２９通過孔

Claims

炎の生成方向が下向きのバーナと、このバーナの下方に配置されて加熱される熱交換器と、この熱交換器の下方に配置されて、前記バーナの燃焼排ガスを回収して排気路に排出する排気回収箱とが設けられた燃焼装置であって、
前記排気回収箱の内面に吸音材が設けられ、
前記排気回収箱の内部には、前記熱交換器から落下する凝縮水を受け止め回収して、排出路を通して前記排気回収箱の外部に排出する受皿状の凝縮水回収部材が設けられ、
前記凝縮水回収部材が、その側周部、上部、および下部のそれぞれを前記排気回収箱の内面に対して離間させる状態で設けられている燃焼装置。
前記凝縮水回収部材が、その上部に前記排気路への燃焼排ガスの短絡流動を抑制する短絡流動抑制体を備えて構成されている請求項１に記載の燃焼装置。
前記熱交換器において熱交換された燃焼排ガスを前記凝縮水回収部材に案内する筒状部が、前記凝縮水回収部材の上部に立設され、
前記筒状部が、その外方に燃焼排ガスを流出する通過孔を備えている請求項１に記載の燃焼装置。