JPH03282107A - 給湯機のバーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、家庭用石油給湯機等に使用されるバーナ装置
に関する。

（ロ）従来の技術 従来、給湯機のバーナ装置の一形態として、第１２図に
示すような下方燃料噴射型のバーナ装置がある。

図示するように、バーナ装置１００ａは、熱交換器１０
０の上部にバーナ取付板１０１ａを介して筒状バーナ本
体１０１の下部を接続し、さらに、同筒状バーナ本体１
０１内に、下方に向けて燃焼ノズル１０２を配設して、
同ノズル１０２の周辺を燃焼室１０３としている。

また、筒状バーナ本体１０１内には、燃焼室１０３に連
絡する複数の空気流路１０４を形成するとともに、同筒
状バーナ本体１０１の上部に、送気ファンに接続した送
気筒１０６を取付けている。

かかる構成によって、送気ファンの駆動により強制送気
される燃焼用空気は筒状バーナ本体１０１内に流入した
後、−火燃焼空気と二次燃焼空気とにそれぞれ分割され
て、燃焼室１０３及びその周辺に流入し、そして、燃焼
ノズル１０２からの燃料を点火プラグ１０７により着火
させることにより、燃焼室１０３内での燃焼が行われる
ことになる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、かかる給湯機のバーナ装置は、以下の解決すべ
き課題を有していた。

即ち、バーナ装置１００ａは、燃焼ノズル１０２からの
燃料を燃焼室１０３内で燃焼する時に、同燃焼室１０３
からの燃焼空気を下方の熱交換器１００に流入させてい
るが、同燃焼室１０３からの燃焼空気の一部が筒状バー
ナ本体１０１の方向に逆流して、筒状バーナ本体１０１
を加熱することになる。

そして、かかる筒状バーナ本体１０１の加熱によって、
その周りに設けた点火プラグ１０７、着火センサ１１０
への配線１１０８等を破損させたり、或いは筒状バーナ
本体１０１の熱が同バーナ本体１０１に取付けたプラス
チック等の非金属素材を破損するおそれがあった。

本発明は、上記した課題を解決することができる給湯機
のバーナ装置を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、熱交換器の流入口側に筒状バーナ本体の下部
を接続し、筒状バーナ本体を、漸次大径とした内筒及び
複数の筒体を略同心円的に積層することにより構成し、
内筒の後部及び内筒と各筒体の間に、空気流路と希釈空
気流路を形成し、空気流路を通して内筒内に形成した燃
焼室内に、燃焼用空気を流入可能に構成し、さらに、内
筒の周りの希釈空気流路を通して熱交換器内に希釈空気
を流入可能に構成してなる給湯機のバーナ装置において
、熱交換器と筒状バーナ本体との接続部に、希釈空気流
路と連通した環状の断熱用箱体を設け、同箱体内に、筒
状バーナ本体への熱伝達を遮断する断熱空間を形成し、
さらに、断熱用箱体の一部に、希釈空気流出口を設けて
、同断熱空間と熱交換器内とを連通可能に構成したこと
を特徴とする給湯機のバーナ装置に係るものである。

（ホ）作用及び効果 上記した構成によって、本発明は、以下の作用及び効果
を奏する。

本発明では、筒状バーナ本体内に形成した空気流路を介
して、内筒内の燃焼室に燃焼用空気を流入させて、燃焼
室での燃焼を円滑に行い、さらに、内筒の周りの希釈空
気流路を介して、熱交換器内に希釈空気を流入させて、
熱交換器内での結露の発生を防止することができる。

しかも、熱交換器と筒状バーナ本体との接続部に設けた
環状の断熱用箱体内の断熱空間に、希釈空気流路からの
空気を流入させて、同断熱空間によって、燃焼室から筒
状バーナ本体方向に逆流する燃焼空気を遮断し、同筒状
バーナ本体の加熱を確実に防止することができる。

さらに、断熱空間内の空気は、断熱用箱体に設けた希釈
空気流出口より熱交換器内に流出して、熱交換器内で燃
焼室からの燃焼空気の希釈を行うことができる。

二のように、かかる断熱空間によって、筒状バーナ本体
の加熱を防止することにより、この周りに配設された点
火プラグ、着火センサへの配線等の破損を防止したり、
或いは筒状バーナ本体に取付けたプラスチック等の非金
属素材の破損を防止することができる。

（へ）実施例 以下１本発明を添付図に示す実施例に基づいて詳説する
。

第１図及び第２図に、本発明に係るバーナ装置Ａを具備
する石油式給湯機Ｂの全体構成を示す。

図示するように、石油式給湯器Ｂは、ケーシング１０内
に、熱交換器１１と、同熱交換器１１の上端に接続した
バーナ装置Ａと、バーナ装置Ａに送気筒１２を介して接
続した送気ファン１３と、熱交換器１１の下端に接続し
た排気ダクト１４．１５とを配設することによって構成
している。

また、第３図において、Ｔは灯油を充填したタンクであ
り、ポンプＰの作動によって、同タンクＴからの灯油を
フィルタＦを介して往き油管Ｕよリバーナ装置Ａに供給
する。

また、往き油管Ｕとバーナ装置Ａとには、戻り油管りを
接続して、灯油の一部が霧化されて、バーナ装ｆＡ内に
噴出されるとともに、灯油の残部が、戻り油管りを通し
て還流される。

また、戻り油管りの中途部には、流量調整弁Ｅと、微細
な不純物を除去するフィルタＦ１と、灯油がバーナ装置
Ａへの逆流を防止する逆止弁Ｇが直列状態に取付けられ
ている。

そして、流を調整弁Ｅを制御することにより、戻り油量
を調節して、バーナ装置Ａへの噴霧量を増減して、燃焼
量を変化させることができる。

さらに、熱交換器１１の給水側は給水配管Ｈと連通連結
しており、給水配管Ｈには、水量センサＳ１と水温セン
サＳ２とが取付けられている。

一方、熱交換器１１の給湯側に接続した給湯配管Ｉには
、流量調整弁Ｊと湯温センサＳ３をが取付けられている
。

また、給湯配管Ｉからは風呂用配管Ｋを分岐させており
、風呂用水量センサＳ４と閉止弁りを取付けることにな
る。

第４図に本発明の要部をなすバーナ装置Ａの全体構成を
示す。

第４図に示すように、熱交換器１１と送気筒１２との間
に介設した筒状バーナ本体２０は、燃焼室２１内に、下
方に向けて燃料を噴射する燃料噴出ノズル２２と点火プ
ラグ２３とを配設した内筒２４と、同内筒２４の周りに
同心円的に層状に配設した一次外筒２５及び二次外筒２
６とから構成されている。

また、内筒２４は、その前部を形成する保炎筒２７を形
成するとともに、その後部に、−次空気流入案内筒２８
を連設するとともに、その後部端板２９に一次空気流入
孔３０を多数設けている。

さらに、−次空気流入案内筒２８内には、第４図に示す
ように、ロート状の空気案内板２８ａが配設されており
、同案内板２８ａは、前方に向けて縮径状態の開口部を
設け、同開口部を一次空気流入孔３０の方向に向けて配
設している。

そして、上記−次空気流入案内筒２８及び−次空気流入
孔３０を通して、送気筒１２から、−次空気を燃焼室２
１内に円滑に供給することができる。

一方、内筒２４と一次外筒２５との間には、環状二次空
気流路３１が形成されているとともに、同環状二次空気
流路３１は、保炎筒２７の周面に設けた多数の二次空気
流入孔３２を通して、保炎筒２７内に形成される燃焼室
２１と連絡している。

かかる構成によって、上記環状二次空気流路３１及び二
次空気流入孔３２を通して、送気筒１２から、次空気を
燃焼室２１内に供給することができる。

また、−法外筒２５と二次外筒２６との間には、三次空
気流路３３が形成されており、同三次空気流路３３の先
端開口は、熱交換器１１の内部空間３４と連絡している
。

本発明では、熱交換器１１と筒状バーナ本体２０との接
続部に、断熱用箱体Ｓを取付けて、同箱体Ｓ内に形成し
た断熱空間ａによって筒状バーナ本体２０への熱伝達を
遮断するように構成しており、以下、その構造を詳説す
る。

即ち、熱交換器１１の上部には、第４図に示すように、
バーナ取付Ｆｉ２５ａを介して筒状バーナ本体２０の下
部が取付けられおり、同バーナ取付板２５ａに開口部を
設け、同開口部によって燃焼室２１の保炎筒２７を熱交
換器１１内に突出させている。

また、バーナ取付板２５ａの開口部には、補助筒体２７
ａの基端部を取付けて、その先端部を保炎筒２７の先端
部に連結して、二次空気流路３１と保炎筒２７との接続
を行うようにしている。

さらに、バーナ取付板２５ａの下面には、断熱用箱体Ｓ
を取付け、同箱体Ｓ内に断熱空間ａを形成している。

本実施例では、第５図及び第６図において、バーナ取付
板２５ａの下面に、断面視略凹状の箱体形成用プレート
２５ｂを取付けて、断熱用箱体Ｓを形成している。

また、箱体形成用プレー）　２５ｂの下面には、円形孔
２５−１を設け、同円形孔２５−１によって、保炎筒２
７を熱交換器１１内に突出させており、保炎筒２７の周
りに環状の断熱用箱体Ｓを設けている。

さらに、バーナ取付板２５ａには、連通孔２５ｃを設け
て、断熱用箱体Ｓと三次空気流路３３とを連通して、送
気筒１２から、三次空気を断熱用箱体Ｓ内の断熱空間ａ
に流入させている。

そして、かかる構成によって、三次空気流路３３からの
空気を断熱用箱体Ｓ内の断熱空間ａに流入して、筒状バ
ーナ本体２０への熱伝達を防止することができる。

このように、筒状バーナ本体２０への熱伝達を防止する
ことにより、この周りに配設された点火プラグ２３、着
火センサへの配線等の破損を防止したり、或いは筒状バ
ーナ本体２０に取付けたプラスチック等の非金属素材の
破損を防止することができる。

本実施例では、特に、燃焼室２１の最大燃焼時において
、全空気量の３〜５χの程度の空気を断熱用箱体Ｓ内に
流入させて、筒状バーナ本体２０に伝達される温度を低
下させるものである。

また、断熱用箱体Ｓば、その全周面に、熱交換器１１と
連通する三次空気流出口２５ｄを設けており、同流出口
２５ｄによって、三次空気流路３３からの空気を熱交換
器１１の内周面に向けて流出させるようにしている。

そして、本実施例によれば、三次空気流路３３からの空
気を熱交換器１１の内周面に向けて流出させる為に、燃
焼室２１からの燃焼空気の冷却を防止し、効果的な燃焼
を行うことができる。

さらに、第４図に示すように、筒状バーナ本体２０と送
気筒１２との連結部には、空気流路切換用ダンパー装置
Ｃが配設されている。

そして、かかる空気流路切換用ダンパー装置Ｃによって
、第７図に示すように、要求熱負荷に比例して上記した
一次空気、二次空気及び三次空気の空気量Ｑ、、Ｑ、、
Ｑ、を調整することができる。

本実施例は、また、上記した空気流路切換用ダンパー装
置Ｃを、以下の構成としたことにも特徴を有する。

即ち、第４図に示すように、空気流路切換用ダンパー装
置Ｃは、筒状バーナ本体２０の後部に一体的に形成した
円板状の固定プレート４０と、同固定プレート４０の後
面に、摺動・回転可能に、かつ重合状態に配設した円板
状の可動プレート４１と、可動プレート４１を固定プレ
ート４０に対して回転するギアドモータ等の回転モータ
４２とから構成されている。

また、第８図及び第９図に、固定プレート４０と可動プ
レート４１の平面形状が示されている。

図示するように、固定プレート４０は、１８０６対向す
る位置に、点対称に、複数の扇形（約１／４円弧）の固
定側透孔４０ａ、４０ｂ、４０ｃを設けており、かかる
固定側透孔４０ａ、　４０ｂ、　４０ｃは、それぞれ、
−法学気流入案内筒２８．二次空気流路３１及び三次空
気流路３３と連通している。

そして、かかる固定側透孔４０ａ、　４０ｂ、　４０ｃ
は、中心側から外縁側に向けて、円周角度を等しくしな
がら、その幅を漸次狭くしている。

一方、可動プレート４１は、１８０°対向する位置に、
点対称に、複数の異形形状の可動側透孔４１ａ。

４１ｂ、４１ｃを設けている。

即ち、可動側透孔４１ａ、４１ｂは、それぞれ、同−半
径方向上に位置しており、短尺の幅広円弧部と幅狭円弧
部とからなる。

また、可動側透孔４１ｃは、上記した可動側透孔４１ａ
、４１ｂと略９０”直交する円周方向位置に配設されて
いる。

さらに、かかる可動プレート４１は、可動側透孔４１ｂ
、４１ｃの間に小円形状とした複数の可動側補助透孔４
１ｄを有している。

かかる構成によって、回転モータ４２の駆動によって、
最大燃焼時には、可動プレート４１と固定プレート４０
に対して、相対回転位置を採らせることができる。

そして、第７図に示すように、−法学気量Ｑと二次空気
量Ｑ２とを最大量とした状態で、−法学気流入案内筒２
８及び二次空気流路３工を通して燃焼室２１内に燃焼空
気を流入させることができる。

また、可動プレート４１の摺動面４１−１には、第９図
に示すように、各可動側透孔４１ａ、　４１ｂ、　４１
ｃの間に、略円弧状とした複数の凹部４１ｆを設けて、
同プレート４１と固定プレート４０との摺動面積を可及
的に少なくしている。

かかる構成により、可動プレート４１を容易に回転させ
て、各空気流路への送気切換等を円滑に行うことができ
る。

また、回転モータ４２の駆動によって、最小燃焼時には
、可動プレー）４１と固定プレート４０に対して、相対
回転位置を採らせることができる。

そして、第７図に示すように、−法学気量Ｑ。

と二次空気量Ｑ２とを最小量とするとともに、三次空気
量Ｑ、を最大にして、−法学気流入案内筒２８及び二次
空気流路３１を通して燃焼室２１内に燃焼空気を流入す
るとともに、結露防止用希釈空気を熱交換器１１内に流
入することができる。

また、固定プレート４０と可動プレート４１に設けた固
定側透孔４０ａ、　４０ｂ、　４０ｃと可動側透孔４１
ａ、　４１ｂ。

４１ｃとを特異な形状としたので、第７図に示すように
、要求熱負荷に応して、−法学気量Ｑ１、二次空気量Ｑ
２及び三次空気Ｑ３を、比例的に制御することができ、
燃焼制御を正確かつ容易に行うことができる。

さらに、かかる空気流路切換用ダンパー装置Ｃは、筒状
バーナ本体２０の後部に固着した孔付の固定プレート４
０と、同固定プレート４０に摺動・回転可能に取付けた
孔付の可動プレート４１と、可動プレート４１を回転す
る回転モータ４２からなる簡単な構造を有しているので
、コンパクトに送気筒１２内に組み込むことができる。

また、回転モータ４２をギアドモータとすることによっ
て、コンパクトな形状を保持しながら、大きな減速比を
取ることができるので、精密な風量制御を行うことがで
きる。

なお、図示した実施例におけるその他の構成について説
明すると、第３図に示すように、燃料噴出ノズル２２は
、戻り大圧力噴霧ノズルを用いているので、往き油管Ｕ
と戻り油管りとを燃料噴出ノズル２２に接続している。

また、第４図において、保炎筒２７は、その先端に攪拌
板５３を取付けており、燃焼空気の拡散を増進し、熱交
換器１１内における熱交換率を向上することができる。

また、第５図において、可動プレート４１は、その中心
部に、連結孔４１ｇを設けており、同連結孔４１ｇに回
転モータ４２の出力軸５４に取付けたボス５５を装着し
て、回転モータ４２と連動連結している。

さらに、可動プレート４１の連結孔４１ｇには、第５図
に示すように、ボス５５に係合する為の突起部５６を突
設すると共に、同ボス５５の周面に、突起部５６が嵌入
する為の嵌入凹部５７を設けて、同可動プレート４１と
ボス５５との連結を行っている。

なお、５８はボス５５に設けた回転モータ４２の出力軸
５４の装着孔を示す。

また、かかるボス５５には、第５図に示すように、スプ
リング５９を取付けて、同スプリング５９によって、可
動プレート４１を固定プレート４０の方向に付勢させて
いる。

本実施例では、ボス５５の上部に係止用鍔部５５ａを突
出し、同鍔部５５ａ　と可動プレート４１との間におけ
るボス５５の周りに、スプリング５９を装着し、可動プ
レート４１を押圧する状態としている。

かかる構成によって、可動プレート４１が押されて、同
プレート４１と固定プレート４０とを密着し、各空気流
路のバランスを保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバーナ装置を具備する石油式給湯
機の断面正面図、第２図は石油式給湯機の断面側面図、
第３図は石油式給湯機の概念的構成説明図、第４図はバ
ーナ装置の内部構成説明図、第５図はバーナ装置の内部
拡大説明図、第５ａ図は第５図のｉｌ線断面図、第６図
は第４図の■〜■線断面図、第７回は要求熱負荷と風量
との関係を示すグラフ、第８図は空気流路切換用ダンパ
ー装置を構成する固定プレートの正面図、第９図は可動
プレートの正面図、第１０図は第９図の■−■線断面図
、第１１図・は第９図のＩＶ−ＴＶ線断面図、第１２図
は従来のバーナ装置を示す断面図である。 図中、 Ａ：バーナ装置 １１：熱交換器 １２：送気筒 １３：送気ファン ２０：筒状バーナ本体 ２１；燃焼室 ２２：燃料噴出ノズル ２３：点火プラグ ：断熱用箱体 ：断熱空間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱交換器の流入口側に筒状バーナ本体の下部を接続
   し、筒状バーナ本体を、漸次大径とした内筒及び複数の
   筒体を略同心円的に積層することにより構成し、内筒の
   後部及び内筒と各筒体の間に、空気流路と希釈空気流路
   を形成し、空気流路を通して内筒内に形成した燃焼室内
   に、燃焼用空気を流入可能に構成し、さらに、内筒の周
   りの希釈空気流路を通して熱交換器内に希釈空気を流入
   可能に構成してなる給湯機のバーナ装置において、 熱交換器と筒状バーナ本体との接続部に、希釈空気流路
   と連通した環状の断熱用箱体を設け、同箱体内に、筒状
   バーナ本体への熱伝達を遮断する断熱空間を形成し、 さらに、断熱用箱体の一部に、希釈空気流出口を設けて
   、同断熱空間と熱交換器内とを連通可能に構成したこと
   を特徴とする給湯機のバーナ装置。