JP6841673B2 - 排気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、混合気を下向きに噴出させて燃焼させるバーナと、燃焼ガスで加熱される熱交換器を内蔵する、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備える燃焼装置に設けられる排気ダクトに関する。

従来、この種の排気ダクトとして、燃焼筐の下部に開設した燃焼ガスの排気口に接続される下部の流入口を有する、燃焼筐の外側面に沿って上方にのびる起立ダクト部を備え、燃焼筐の当該外側面の法線方向を前後方向、前後方向に直交する水平方向を横方向として、起立ダクト部は、前後方向寸法が横方向寸法よりも小さい偏平形状に形成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このように起立ダクト部を偏平形状にすれば、排気通路を狭くして、排気騒音を低減できる。然し、偏平な起立ダクト部では、前側と後側の各板部の面積が広くなってその撓みを生じやすくなる。そのため、前側と後側の板部間の排気通路幅がばらついて、幅狭部での圧力損失が大きくなってしまう。

そこで、従来、起立ダクト部の前側と後側の各板部の剛性を高めて、各板部の撓みが生じないようにするために、各板部の外面にリブを立てるものも知られている。然し、このようなリブを設けたのでは、起立ダクト部の前後方向寸法が増して、排気ダクトの大型化を招き、燃焼装置も大型になってしまう。

特開２０１３−１３４０１０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、起立ダクト部の前側と後側の板部間の排気通路幅がばらつくことを抑制でき、且つ、大型化も回避できるようにした排気ダクトを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、混合気を下向きに噴出させて燃焼させるバーナと、燃焼ガスで加熱される熱交換器を内蔵する、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備える燃焼装置に設けられる排気ダクトであって、燃焼筐の下部に開設した燃焼ガスの排気口に接続される下部の流入口を有する、燃焼筐の外側面に沿って上方にのびる起立ダクト部を備え、燃焼筐の当該外側面の法線方向を前後方向、当該外側面に近い側を前側、その反対側を後側、前後方向に直交する水平方向を横方向として、起立ダクト部は、前後方向寸法が横方向寸法よりも小さい偏平形状に形成されるものにおいて、起立ダクト部の内部に、前側板部と後側板部とを連結する上下方向に長手の桟が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、起立ダクト部の前側と後側の両板部が桟により連結されるため、両板部間の排気通路幅のばらつきを抑制できる。また、起立ダクト部の内側に桟を設けるため、起立ダクト部の前後方向寸法が増加することはなく、排気ダクトの大型化を回避できる。

ところで、起立ダクト部の下部に、流入口の上方に位置させて、起立ダクト部を後側から燃焼筐に締結するダクト締結部を設ける場合は、桟の設置位置をダクト締結部の真上にすることが望ましい。これによれば、流入口から流入してダクト締結部を迂回して上方に向かう燃焼ガスが桟の下端に衝突することなく上方にスムーズに流れ、圧力損失の増加や乱流発生による騒音を抑制できる。

また、本発明において、起立ダクト部の横方向一側の側縁とこれに隣接する桟との間の間隔と、起立ダクト部の横方向他側の側縁とこれに隣接する桟との間の間隔と、桟が複数設けられる場合は桟間の間隔とのうち少なくとも一つの間隔を他の間隔と異ならせ、或いは、複数設けられた各桟の横方向又は上下方向の寸法を異ならせることが望ましい。これらによれば、桟で仕切られた空間がそれぞれ異なる固有振動数を持つようになり、火炎振動を原因とする排気ダクトの共振やこれによる共鳴音を防ぐことができる。

本発明の実施形態の排気ダクトを具備する燃焼装置の斜視図。 図１の燃焼装置の切断側面図。 本実施形態の排気ダクトの前方から見た斜視図。 本実施形態の排気ダクトの後方から見た斜視図。 図３のＶ−Ｖ線で切断した断面図。 他の実施形態の排気ダクトの断面図。

図１、図２は、熱源機から成る燃焼装置を示している。この燃焼装置は、混合気を下向きに噴出させて燃焼させるバーナ１と、混合気の燃焼で生成される燃焼ガスで加熱される給湯用の熱交換器３を内蔵する、バーナ１の下側に設けられた燃焼筐２と、燃焼ガスを外部に排気する排気ダクト４とを備えている。尚、排気ダクト４は、燃焼筐２の外側面に沿って上方にのびる後述する起立ダクト部４２を有している。以下の説明では、起立ダクト部４２が沿う燃焼筐２の外側面の法線方向を前後方向、前後方向に直交する水平方向を横方向とする。

バーナ１は、下向きに開口する箱形のバーナボディ１１と、バーナボディ１１の下向きの開口面を覆う燃焼板１２とを備えている。バーナボディ１１の上部には、側方に開口する流入口１３が設けられており、図外のファンから流入口１３を介して混合気がバーナボディ１１内に供給され、この混合気が燃焼板１２に設けた混合気噴出部１４から下向きに噴出して全一次燃焼する。尚、燃焼板１２は、中央部に大きな開口部を有しており、この開口部に耐熱繊維の織布１４ａを装着すると共にその上に多数の分布孔を形成した分布板１４ｂを重ね合わせて、織布１４ａと分布板１４ｂとにより混合気噴出部１４を構成している。

燃焼筐２は、上端部がバーナボディ１１の下面周縁部に締結される上下両面が開放された上部筐２１と、上部筐２１の下端に締結される偏平な皿状の中間筐２２と、中間筐２２の底板部２２ａに締結される上板部２３ａを有する上下両面が閉塞された下部筐２３とで構成されている。中間筐２２の底板部２２ａ及び下部筐２３の上板部２３ａの前部には、中間筐２２の内部空間と下部筐２３の内部空間とを連通する通気口２４が設けられ、更に、燃焼筐２の下部、即ち、下部筐２３には、後面に燃焼ガスの排気口２５が開設されている。そして、燃焼ガスが上部筐２１内から中間筐２２内と通気口２４と下部筐２３内と排気口２５とを介して排気ダクト４に流れるようにしている。

熱交換器３は、上部筐２１内に配置した、多数の吸熱フィン３１ａとこれら吸熱フィン３１ａを貫通する複数本の吸熱パイプ３１ｂとから成るフィンアンドチューブ型の主熱交換器３１と、下部筐２３内に配置した、前後方向に蛇行してのびる上下複数本の吸熱パイプ３２ａから成る潜熱回収型の副熱交換器３２とで構成されている。上部筐２１の横方向一側と他側の側板部２１ａの外面には、隣り合う２本の吸熱パイプ３１ｂ，３１ｂの接続路を各側板部２１ａとの間に画成する接続蓋３１ｃが複数取付けられており、全ての吸熱パイプ３１ｂが直列に接続される。更に、上流端の吸熱パイプ３１ｂに接続される接続路を横方向一側の側板２１ａとの間に画成する接続蓋３１ｃには接続口３１ｄが設けられている。

また、下部筐２３の横方向一側の側板部２３ｂには、副熱交換器３２の上下複数本の吸熱パイプ３２ａの前端部同士を接続する接続路を側板部２３ｂとの間に画成する流入側ヘッダ蓋３２ｂと、上下複数本の吸熱パイプ３２ａの後端部同士を接続する接続路を側板部２３ｂとの間に画成する流出側ヘッダ蓋３２ｃとが設けられている。流入側ヘッダ蓋３２ｂには、給水路を接続する入水口３２ｄが設けられ、流入側ヘッダ蓋３２ｃには、上記接続口３１ｄに図外の配管を介して接続される接続口３２ｅが設けられている。そして、給水路からの水が入水口３２ｄから副熱交換器３２を経由して主熱交換器３１に流れるようにしている。更に、上部筐２１の主熱交換器３１よりも上方部分には、当該部分の過熱を防止するために、主熱交換器３１を通過した水が流れる上下複数の水管で構成されるウォータジャケット３３が設けられ、ウォータジャケット３３の下流端に給湯路が接続されている。

図３乃至図５も参照して、排気ダクト４は、排気口２５に接続される下部前面の流入口４１を有する、燃焼筐２の後側の外側面に沿って上方にのびる起立ダクト部４２と、起立ダクト部４２の上端から屈曲して前方にのびる偏平な水平ダクト部４３とを備えている。そして、排気口２５からの燃焼ガスが起立ダクト部４２と水平ダクト部４３とを介して水平ダクト部４３の前端の流出口４４から外部に排出されるようにしている。尚、排気ダクト４は樹脂製であり、燃焼筐２の後側に位置する起立ダクト部４２への燃焼筐２からの入熱を抑制して耐熱性を確保するため、起立ダクト部４２の前側に遮熱板４５が取付けられている。

ここで、起立ダクト部４２は、前後方向寸法が横方向寸法よりも小さい偏平形状に形成されている。このように起立ダクト部４２を偏平形状にすれば、排気通路を狭くして、排気騒音を低減できる。

然し、偏平な起立ダクト部４２では、前側と後側の各板部４２ａ，４２ｂの面積が広くなってその撓みを生じやすくなる。そのため、前側と後側の板部４２ａ，４２ｂ間の排気通路幅がばらついて、幅狭部での圧力損失が大きくなってしまう。この場合、起立ダクト部４２の前側と後側の各板部４２ａ，４２ｂの剛性を高めて、各板部４２ａ，４２ｂの撓みが生じないようにするために、各板部４２ａ，４２ｂの外面にリブを立てることが考えられる。然し、そのようなリブを設けたのでは、起立ダクト部４２の前後方向寸法が増して、排気ダクト４の大型化を招き、燃焼装置も大型になってしまう。

そこで、本実施形態では、起立ダクト部４２の内部に、前側板部４２ａと後側板部４２ｂとを連結する上下方向に長手の桟４２１を複数（例えば、２つ）設けている。尚、各桟４２１は、前側板部４２ａに設けた後方に突出するＨ形の前桟部４２１ａに、後側板部４２ｂに設けた前方に突出するＨ型の後桟部４２１ｂを嵌合させることで構成されている。

このように桟４２１を設ければ、起立ダクト部４２の前側と後側の両板部４２ａ，４２ｂが桟４２１により連結されるため、両板部４２ａ，４２ｂ間の排気通路幅のばらつきを抑制できる。また、起立ダクト部４２の内側に桟４２１を設けるため、起立ダクト部４２の前後方向寸法が増加することはなく、排気ダクト４の大型化を回避できる。

また、起立ダクト部４２の下部には、流入口４１の上方に位置させて、起立ダクト部４２を後側から燃焼筐２にビス４２２ａで締結する、後側板部４２ｂから前方に凹入する有底筒状のダクト締結部４２２が複数（例えば、２つ）設けられている。そして、本実施形態では、各桟４２１の設置位置を各ダクト締結部４２２の真上にしている。これによれば、流入口４１から流入してダクト締結部４２２を迂回して上方に向かう燃焼ガスが桟４２１の下端に衝突することなく上方にスムーズに流れ、圧力損失の増加や乱流発生による騒音を抑制できる。

尚、起立ダクト部４２の前側板部４２ａと後側板部４２ｂは、前側板部４２ａの横方向両側の側端部に形成した溝４２３に、後側板部４２ｂの横方向両側の側端部に形成したフランジ部４２４を挿入した状態で樹脂モールドすることにより一体化されている。

ところで、上記実施形態では、起立ダクト部４２の横方向一側の側縁とこれに隣接する桟４２１との間の間隔Ａ１と、起立ダクト部４２の横方向他側の側縁とこれに隣接する桟４２１との間の間隔Ａ２と、桟４２１，４２１間の間隔Ｂとが等しいが、これら間隔Ａ１，Ａ２，Ｂのうち少なくとも一つの間隔を他の間隔と異ならせてもよい。これによれば、各桟４２１で仕切られた空間がそれぞれ異なる固有振動数を持つようになり、火炎振動を原因とする排気ダクト４の共振やこれによる共鳴音を防ぐことができる。このような実施形態を図６に示す。この実施形態では、間隔Ｂを間隔Ａ１，Ａ２と異ならせているが、間隔Ａ１を間隔Ａ２，Ｂと異ならせたり、間隔Ａ２を間隔Ａ１，Ｂと異ならせたり、間隔Ａ１，Ａ２，Ｂを全て異ならせてもよい。尚、桟４２１が一個だけで間隔Ｂが零になる場合は、間隔Ａ１と間隔Ａ２を異ならせてもよく、更に、桟４２１を３個以上設ける場合には、各桟４２１間の間隔を夫々異ならせてもよい。また、複数設けられる各桟４２１の横方向又は上下方向の寸法を異ならせても、同様の作用効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、排気口２５を燃焼筐２の下部後面に開設しているが、燃焼筐２の下部下面に排気口を開設し、排気ダクト４の起立ダクト部４２の下部を燃焼筐２の下面に沿うようにＬ字状に屈曲させて、この屈曲部の上面に排気口に接続される流入口を開設してもよい。

１…バーナ、２…燃焼筐、３…熱交換器、４…排気ダクト、４１…流入口、４２…起立ダクト部、４２a…前側板部、４２ｂ…後側板部、４２１…桟、４２２…ダクト締結部。

Claims (4)

1. 混合気を下向きに噴出させて燃焼させるバーナと、燃焼ガスで加熱される熱交換器を内蔵する、バーナの下側に設けられた燃焼筐とを備える燃焼装置に設けられる排気ダクトであって、
   燃焼筐の下部に開設した燃焼ガスの排気口に接続される下部の流入口を有する、燃焼筐の外側面に沿って上方にのびる起立ダクト部を備え、燃焼筐の当該外側面の法線方向を前後方向、当該外側面に近い側を前側、その反対側を後側、前後方向に直交する水平方向を横方向として、起立ダクト部は、前後方向寸法が横方向寸法よりも小さい偏平形状に形成されるものにおいて、
   起立ダクト部の内部に、前側板部と後側板部とを連結する上下方向に長手の桟が設けられることを特徴とする排気ダクト。
2. 請求項１記載の排気ダクトであって、前記起立ダクト部の下部に、前記流入口の上方に位置させて、起立ダクト部を後側から前記燃焼筐に締結するダクト締結部が設けられるものにおいて、前記桟の設置位置は、ダクト締結部の真上であることを特徴とする排気ダクト。
3. 前記起立ダクト部の横方向一側の側縁とこれに隣接する前記桟との間の間隔と、起立ダクト部の横方向他側の側縁とこれに隣接する桟との間の間隔と、桟が複数設けられる場合は桟間の間隔とのうち少なくとも一つの間隔を他の間隔と異ならせることを特徴とする請求項１又は２記載の排気ダクト。
4. 前記桟が複数設けられ、各桟の横方向又は上下方向の寸法を異ならせることを特徴とする請求項１又は２記載の排気ダクト。

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