JPH0512613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼用空気を送風機によつて供給す
る強制送風式燃焼装置に関し、特に高負荷燃焼を
行うものにおいて効果的である。

〔従来の技術〕

近年では、燃焼装置、特に給湯器において、小
型化が要望されている。また、ケーシング内へ燃
焼用空気を送風機によつて供給する強制送風式燃
焼装置では、高負荷燃焼に伴つて騒音が発生しや
すいため、燃焼が行われる燃焼部の固有振動数
と、燃料と空気とがあらかじめ混合される供給部
の固有振動数とを一致させることによつて、騒音
を低減させた燃焼装置を、本願出願人はすでに提
案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、燃焼に伴つて、例えば送風に伴う風切
り音や、火炎伝播に伴う振動による音等の雑音が
発生すると、小型の燃焼装置では、燃焼室の容積
が限定されるため、これらの雑音によつて800Hz
から3200Hzの気柱振動が発生しやすい。その結
果、燃焼器が共鳴して大きな騒音が発生するとい
う問題がある。

本発明は、特に小型の燃焼装置において、騒音
の発生を低減させることができる強制送風式燃焼
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の強制送風式燃焼装置は、第１発明で
は、ケーシング内に噴出方向が平行な炎口を有す
るバーナを配するとともに、送風機により燃焼用
空気を供給する強制送風式燃焼装置において、前
記ケーシング内で、対向する面との長さが800Hz
から3200Hzの音の半波長に相当する面について、
該面を前記対向する面に対して互いに非平行面と
したことを技術的手段とする。

第２発明では、給気口および排気口を有するケ
ーシング内に噴出方向が平行な炎口を有するバー
ナプレートを配して燃焼室と混合室とを形成する
とともに、送風機を備えた送風用ケーシングを前
記給気口に接続し、前記送風機によつて燃焼用空
気を前記混合室へ供給する強制送風式燃焼装置に
おいて、前記混合室を形成する前記ケーシング内
で、対向する面との長さが800Hzから3200Hzの音
の半波長に相当する面について、該面を前記対向
する面に対して非平行面としたことを技術的手段
とする。

第３発明では、給気口および排気口を有するケ
ーシング内に噴出方向が平行な炎口を有するバー
ナを配して燃焼室を形成し、燃焼用空気を供給す
る送風機を備えた強制送風式燃焼装置において、
前記燃焼室を形成する前記ケーシング内で、対向
する面との長さが800Hzから3200Hzの音に半波長
に相当する面について、該面を前記対向する面に
対して非平行面としたことを技術的手段とする。

第４発明では、ケーシング内部に噴出方向が平
行な炎口を有するバーナプレートを配して燃焼室
と混合室とを形成するとともに、送風機を備えた
送風用ケーシングを前記混合室を形成する前記ケ
ーシングの前記バーナプレートに対向する面に垂
直に接続し、前記送風機によつて燃焼用空気を前
記混合室へ供給する強制送風式燃焼装置におい
て、前記バーナプレートを前記バーナプレートに
対向する面に対して非平行面に配置したことを技
術的手段とする。

〔作用および発明の効果〕

第１発明では、対向する面との長さが燃焼時に
雑音として発生しやすい800Hzから3200Hzの音の
半波長に相当する面については、互いに非平行面
となつているため、振動がケーシング内で反射を
繰り返すことなく、気柱振動が発生しにくいた
め、共鳴して騒音となることがない。第２発明で
は、混合室内について、対向する面との長さが燃
焼時に雑音として発生しやすい800Hzから3200Hz
の音の半波長に相当する面について、互いに非平
行面となつているため、同様に振動がケーシング
内で反射を繰り返すことがなく、気柱振動が発生
しにくいため、混合室内で共鳴して騒音となるこ
とがない。

第３発明では、燃焼室内について、対向する面
との長さが燃焼時に雑音として発生しやすい800
Hzから3200Hzの音の半波長に相当する面につい
て、互いに非平行面となつているため、同様に振
動がケーシング内で反射を繰り返すことがなく、
気柱振動が発生しにくいため、燃焼室内で共鳴し
て騒音となることがない。

第４発明では、バーナプレートは、混合室を形
成したケーシングのバーナプレートに対向する面
と非平行面になつているため、混合室内では、発
生した振動がバーナプレートと混合室側のケーシ
ングとの間で反射を繰り返すことがないため、共
鳴して騒音となることがない。

〔実施例〕

次に本発明の強制送風式燃焼装置を図面に示す
実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例としてのガス給
湯器１を示す。

このガス給湯器１は、燃焼部１０、供給部２
０、水管３０、燃料管４０、制御装置５０からな
り、その全体は、図示しない給湯器ケース内に収
容されている。

燃焼部１０では、燃焼ケース１１の下端の開口
部に多数の炎口を有する平板形状のバーナプレー
ト１２が配置され、燃焼ケース１１の上端の開口
部には排気パン１３が設けられ、燃焼ケース１１
によつて燃焼室１４が、また排気パン１３によつ
て排気路１５がそれぞれ形成されている。

排気パン１３には、排気口１６が設けられ、排
気路１５を通過する燃焼ガスを、外部へ排出させ
る。また、排気パン１３には、第２図に示すとお
り、バーナプレート１２に対向する部分に、グラ
スウール１３ｂにより傾斜面１３ａが形成されて
いる。これは、本実施例では、排気パン１３とバ
ーナプレート１２との間の長さが、燃焼時に気柱
振動が発生しやすい周波数である800〜3200Hzの
音の半波長に相当する例えば22.0cmであり、また
バーナプレート１２の表面が空気振動を同一方向
へ反射する平面であるため、反射を繰り返さない
ようにするため、その反射方向をバーナプレート
１２の反射方向と変えて、排気パン１３にバーナ
プレート１２の表面と平行な面をなくしたもので
ある。これにより、燃焼時に排気パン１３とバー
ナプレート１２との間で共鳴を起こすことがな
い。ここでは、数層のグラスウール１３ｂを無機
バインダーで固着させて傾斜面１３ａを形成して
いる。

燃焼ケース１１内の上方には、水管３０と接続
された熱交換器３１が設けられ、また燃焼ケース
１１内のバーナプレート１２近傍には、点火のた
めの２本のスパーカ１７、着火を検知するための
フレームロツド１８および燃焼温度を検知するサ
ーモカツプル１９が備えられている。

供給部２０は、燃焼ケース１１の下端に設けら
れた混合ケース２１と、羽根車をモータによつて
駆動する送風機２２を収容し、混合ケース２１の
下端の流入口２３に連通して設けられた送風ケー
ス２４とからなる。

混合ケース２１は、第１図において図示左右方
向の壁部２１ａ，２１ｂを、燃焼ケース１１側の
間隔が広くなるように、それぞれ傾斜させてあ
る。これは、本実施例においては、混合ケース２
１の左右方向の長さが、前述のバーナプレート１
２と排気パン１３との関係と同様に、常温で気柱
振動が発生しやすい周波数の半波長に相当する例
えば27.0cmであるため、混合ケース２１内で反射
を繰り返さないようにするためである。ここで
は、壁部２１ａの傾斜を壁部２１ｂの傾斜に比べ
て小さくして、傾斜の程度に差が設けてある。こ
れにより、傾斜の程度に差がない場合と比べて、
混合ケース２１内の流入口２３とバーナプレート
１２との中間に設けられた整流板２５の面積を大
きくすることにより、送風機２２の負荷を小さく
することができるため、送風機２２の回転数を低
くして低騒音化を図ることができる。なお、整流
板２５には、複数の穴が形成されていて、空気を
均等化して供給する。

送風ケース２４の吸込口２４ｂには、給気ダク
ト２６が設けられ、給気ダクト２６の給気口２６
ａには、燃料管４０によつて供給される燃料ガス
を噴出するノズル４１が備えられている。

燃料管４０には、燃料ガスの供給を司る元電磁
弁４２、主電磁弁４３および燃料供給量を調節す
るガバナ比例弁４４が備えられ、さらに供給ガス
量を段階的に変更するために、ガバナ比例弁４４
の下流には、オリフイス４５を備えたバイパス管
４６でその上流と下流とが連通された電磁弁４７
が設けられている。

一方、水管３０には、熱交換器３１への流入水
量を検知するための水量センサ３２、流入水温を
検知するための入水温サーミスタ３３が熱交換器
３１の上流に、熱交換器３１から流出する湯水の
温度を検知する出湯温サーミスタ３４が、熱交換
器３１の下流に、それぞれ備えられている。

なお本実施例においては、燃焼室１４を形成す
る燃焼ケース１１の左右方向の長さは、27cm程度
であるが、燃焼時には燃焼室１４内の温度が高く
気柱振動が発生しやすい周波数である800〜3200
Hzの音の半波長に相当しないし、左右方向では、
炎による吸音効果があるため、騒音防止のために
非平行にする必要がない。

以上の構成からなるガス給湯器１は、制御装置
５０によつてその作動が制御され、次のとおり作
動する。

使用者が水栓を操作すると、熱交換器３１内へ
水が流入し、それが水量センサ３２によつて検知
されると、送風機２２が所定の回転数で回転し、
それが検知されると所定のシーケンスで点火制御
を開始し、スパーカ１７によつて火花放電を行
い、元電磁弁４２、主電磁弁４３、電磁４７を開
状態にするとともに、ガバナ比例弁４４へ緩点火
用の電流を通電する。

すると、給気口２６ａから給気ダクト２６内へ
空気が吸い込まれ、さらに吸込口２４ｂから送風
ケース２４内へ吸い込まれる。

一方、燃料管４０から供給される燃料ガスは、
元電磁弁４２、主電磁弁４３を通過し、ガバナ比
例弁４４で供給量が調節され、さらに電磁弁４７
を通過して、ノズル４１から給気ダクト２６内へ
噴出し、空気と混合して送風ケース２４内へ吸い
込まれ、混合気となる。

送風ケース２４内の混合気は、吹出口２４ａお
よび流入口２３を経て、混合室２０ａへ供給さ
れ、整流板２５によりバーナプレート１２に対し
て圧力が均等にされた後に、燃焼室１４内へ流入
し、作動しているスパーカ１７によつて点火され
る。

着火がフレームロツド１８によつて検知され、
炎が安定するまでの一定時間が経過すると、送風
機２２およびガバナ比例弁４４は、使用者によつ
て操作されるコントローラ５１による設定温度
と、各センサおよびサーミスタからの信号に基づ
いて制御され、燃焼が継続される。

燃焼中に、送風機２２の作動音や火炎伝播に伴
う振動音が多少生じるが、混合室２０ａを形成す
る混合ケース２１の壁部２１ａと壁部２１ｂや、
バーナプレート１２と排気パン１３は、それぞれ
互いに非平行面をなしているため、それぞれの間
の長さが、気柱振動が発生しやすい周波数である
800〜3200Hzの音の半波長に相当していても共鳴
しない。従つて、騒音は小さい。

第３図および第４図に上記の第１実施例におけ
る混合ケースを変形した第２実施例および第３実
施例をそれぞれ示す。

第３図の第２実施例では、混合ケース２７にお
いて、図示左右方向の壁部２７ａ，２７ｂを互い
に非平行面とするのみならず、流入口２３に設け
られる底面２７ｃをバーナプレート１２に対して
非平行面としている。

第４図の第３実施例では、混合ケース２８にお
いて、壁部２８ａ，２８ｂにそれぞれ凹凸を設け
ている。この場合、凹凸が浅いと、気柱振動発生
の防止には、あまり効果が現れないため、できる
限り深い凹凸面を設けるほうが好ましい。

第５図および第６図に本発明の第４実施例を示
す。説明を簡略にするために、第１実施例と同一
物および同一機能物には、同番号を示す。

この実施例では、バーナプレート１２ａは、排
気パン１３の上端の平面１３ｃに対して非平行面
となるように、断面形状が偏平な略Ｖ字形状を呈
しており、燃焼室１４内の上下方向の反射の繰り
返しを防止している。

また、この実施例では、燃焼量が変化した場合
にも、騒音を発生しにくくするために、第６図に
示すとおり、給気ダクト２６内にダンパ２９が設
けられている。ダンパ２９は、軸２９ａに揺動自
在に支持され、送風機２２により吸い込まれる空
気量に応じて給気口２６ａの開度を変更する。さ
らに、燃料ガスは、燃料管４０を分岐させた２本
のノズル管４８，４９に列設された多数の噴出口
４８ａ，４９ａから分散して噴出される。

なお、第５図において、３５は流入水量を調節
するための水量調節弁、３６は熱交換器３１を通
過した湯水の温度を検知する加熱水温サーミス
タ、３７は水を熱交換器３１を通過させないで流
出させるためのバイパス管、３８は熱交換器３１
からの流出水量とバイパス管３７からの流出水量
との割合を調節するバイパス量調節弁である。

この実施例では、バーナプレート１２ａと排気
パン１３との間の長さが、それぞれ気柱振動が発
生しやすい周波数である800〜3200Hzの音の半波
長に相当していても、共鳴することがない。ま
た、燃焼量が変化した場合には、送風機２２の作
動状態に応じてダンパ２９が変化して、混合室２
０ａ、送風ケース２４および給気ダクト２６から
なる供給側の固有振動数を、燃焼室１４側の固有
振動数と一致させることができるため、騒音が発
生することがない。

第７図、第８図および第９図に本発明の第５実
施例、第６実施例および第７実施例をそれぞれ示
す。第４実施例では、バーナプレートを単純なＶ
字形状としたが、排気パンや、混合ケースに対し
て平行面とならないようにしたものであれば、第
７図、第８図、第９図にそれぞれ示すとおり、複
数のＶ字形状、凸曲面、単なる傾斜面であつて
も、同様に共鳴音の発生を防止することができ
る。

第１０図には第８実施例を示す。第８実施例の
ガス給湯器１では、燃焼ケース１１内の燃焼室１
４の上方のみに熱交換器３１が設けられ、下方に
ブンゼン燃焼用のスリツトバーナ１２ｂが設けら
れ、各スリツトバーナ１２ｂへは、ノズル管４８
の噴出口４８ａから燃料ガスが噴出される。この
実施例では、燃焼ケース１１の左右方向の壁面１
１ａ，１１ｂの間隔を上方に向かつて次第に広が
るよう傾斜させて形成している。これによつて、
左右方向の間隔が、燃焼時に気柱振動が発生しや
すい周波数である800〜3200Hzの音の半波長に相
当していても、左右方向の反射が防止され、共鳴
することがなく、騒音をなくすことができる。

ここでは、燃焼ケースの壁面を次第に広がるよ
うに形成したが、逆に次第に狭まるようにしても
よいし、一方のみを傾斜させてもよい。

以上の実施例では、ガス給湯器について示した
が、ケーシング内にバーナが設けられる燃焼機器
であれば、同様の構成によつて、共鳴音を防止す
ることができる。

なお、本発明は、騒音の低下を目的としたもの
であるが、燃焼機器内に対抗する面との長さが
800Hzから3200Hzの周波数の半波長に該当する面
があつても、運転時に騒音が問題とならない程度
にまで低下されれば、必ずしも該当する面すべて
について非平行とする必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例のガ
ス給湯器を示し、第１図はその概略正面図、第２
図は側面断面図、第３図および第４図は第１実施
例における混合ケースを変形した第２実施例およ
び第３実施例の概略をそれぞれ示す部分正面断面
図、第５図および第６図は本発明の第４実施例を
示し、第５図はその概略正面図、第６図は部分側
面断面図、第７図、第８図、第９図は本発明の第
５実施例、第６実施例、第７実施例をそれぞれ示
す部分概略図、第１０図は本発明の第８実施例の
概略を示す正面図である。 図中、１１…燃焼ケース（ケーシング）、１２
…バーナプレート、２１…混合ケース（ケーシン
グ）、２２…送風機、２４…送風ケース（ケーシ
ング）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシング内に噴出方向や平行な炎口を有す
   るバーナを配するとともに、送風機により燃焼用
   空気を供給する強制送風式燃焼装置において、 前記ケーシング内で、対向する面との長さが
   800Hzから3200Hzの音の半波長に相当する面につ
   いて、該面を前記対向する面に対して互いに非平
   行面としたことを特徴とする強制送風式燃焼装
   置。 ２ 給気口および排気口を有するケーシング内に
   噴出方向が平行な炎口を有するバーナプレートを
   配して燃焼室と混合室とを形成するとともに、送
   風機を備えた送風用ケーシングを前記給気口に接
   続し、前記送風機によつて燃焼用空気を前記混合
   室へ供給する強制送風式燃焼装置において、 前記混合室を形成する前記ケーシング内で、対
   向する面との長さが800Hzから3200Hzの音の半波
   長に相当する面について、該面を前記対向する面
   に対して非平行面としたことを特徴とする強制送
   風式燃焼装置。 ３ 給気口および排気口を有するケーシング内に
   噴出方向が平行な炎口を有するバーナを配して燃
   焼室を形成し、燃焼用空気を供給する送風機を備
   えた強制送風式燃焼装置において、 前記燃焼室を形成する前記ケーシング内で、対
   向する面との長さが800Hzから3200Hzの音に半波
   長に相当する面について、該面を前記対向する面
   に対して非平行面としたことを特徴とする強制送
   風式燃焼装置。 ４ ケーシング内部に噴出方向が平行な炎口を有
   するバーナプレートを配して燃焼室と混合室とを
   形成するとともに、送風機を備えた送風用ケーシ
   ングを前記混合室を形成する前記ケーシングの前
   記バーナプレートに対向する面に垂直に接続し、
   前記送風機によつて燃焼用空気を前記混合室へ供
   給する強制送風式燃焼装置において、 前記バーナプレートを前記バーナプレートに対
   向する面に対して非平行面に配置したことを特徴
   とする強制送風式燃焼装置。