JP7582834B2

JP7582834B2 - ガスマニホールド

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Publication number: JP7582834B2
Application number: JP2020176263A
Authority: JP
Inventors: 悠介白羽
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2024-11-13
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: JP2022067521A

Description

本発明は、並設された複数のガスバーナを複数のバーナ組に組み分けし、燃焼するバーナ組の組み合わせを変更して能力切換を行う燃焼装置で使用されるガスマニホールドに関する。

従来、この種のガスマニホールドにおいて、ガスバーナの並設方向を横方向、各ガスバーナの流入口の開口方向を前方として、複数のガスバーナの流入口に対向するガスマニホールドの後面に横方向の間隔を存して並設した、複数のガスバーナの流入口に向けて燃料ガスを噴射する複数のノズルと、同一のバーナ組に属するガスバーナ用のノズルに燃料ガスを分配する、複数のバーナ組に対応する複数の分配室と、共通のガス入口から流入する燃料ガスを複数の分配室に個別に導入する複数の電磁弁とを備えるものは知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記従来例のガスマニホールドでは、各電磁弁の弁体を収納する弁室を複数の電磁弁に対応して複数設けている。そして、各弁室の所定の一つの壁面に各１個の分布室に連なる弁孔を開設し、この壁面に対向する各弁室の面を開放して、この開放面を閉塞する蓋板を設け、この蓋板に、弁孔に電磁弁の弁体が対向するように各１個の電磁弁を取付けている。

このものでは、各弁室をガス入口に連通させる連通孔を弁室毎に個別に機械加工で形成する必要があって、加工コストが嵩むと共に、弁室の開放面を閉塞する蓋板及び蓋板用のシール部材を電磁弁の個数分設ける必要があって、部品点数が増加し、コストが高くなってしまう。

特開２０１９－２５９４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、複数の電磁弁を備えるガスマニホールドであって、コストを可及的に低減できるようにしたもの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、並設された複数のガスバーナを複数のバーナ組に組み分けし、燃焼するバーナ組の組み合わせを変更して能力切換を行う燃焼装置で使用されるガスマニホールドであって、ガスバーナの並設方向を横方向、各ガスバーナの流入口の開口方向を前方として、複数のガスバーナの流入口に対向するガスマニホールドの後面に横方向の間隔を存して並設した、複数のガスバーナの流入口に向けて燃料ガスを噴射する複数のノズルと、同一のバーナ組に属するガスバーナ用のノズルに燃料ガスを分配する、複数のバーナ組に対応する複数の分配室と、共通のガス入口から流入する燃料ガスを複数の分配室に個別に導入する複数の電磁弁とを備えるものにおいて、ガスマニホールドは、複数の電磁弁の弁体を収納する、ガス入口に連通する単一の弁室を備え、この弁室の所定の一つの壁面に、複数の分配室に夫々連なる複数の弁孔が開設され、この壁面に対向する弁室の面は開放され、この開放面を閉塞する単一の蓋板が設けられ、この蓋板に、各弁孔に各電磁弁の弁体が対向するように複数の電磁弁が取付けられると共に、蓋板が単一のパッキンを介して開放面を閉塞することを特徴とする。

本発明によれば、ガスマニホールドに設ける電磁弁用の弁室を複数の電磁弁に共通する単一の弁室とするため、従来例の如く電磁弁毎に個別の弁室を設けるものと異なり、弁室をガス入口に連通する連通孔は１個だけで済み、しかもこの連通孔は鋳抜き孔とすることが可能で、加工コストを削減できる。更に、弁室の開放面を閉塞する蓋板も単一になり、部品点数を削減できる。従って、ガスマニホールドのコストを可及的に低減できる。

ところで、ガスマニホールドの下部に、弁室を、当該弁室の後面が開放面になるように設けると、開放面を閉塞する蓋板に取付けられる電磁弁のソレノイドがガスマニホールドの後方に張り出す。そして、ガスマニホールドの後方に位置する、ガスバーナを収納する燃焼筐の電磁弁配置部に対向する部分（下部前面）を、ソレノイドに対する干渉逃げのために後方に窪ませることが必要になる。ここで、燃焼装置での共鳴音の発生を抑制するために、燃焼筐の内容積を大きくすることが要求される場合がある。然し、上記の如く燃焼筐の下部前面を後方に窪ませると、燃焼筐の内容積を十分に大きくすることができなくなる。

これに対し、ガスマニホールドの下部に、弁室を、当該弁室の下面が開放面となるように設ければ、この開放面を閉塞する蓋板に取付ける電磁弁のソレノイドは、ガスマニホールドの後方には張り出さない。従って、燃焼筐の下部前面を、ソレノイドに対する干渉逃げのために後方に窪ませる必要がなく、燃焼筐の内容積を十分に大きくして、共鳴音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態のガスマニホールドを具備する燃焼装置の斜視図。図１のＩＩ－ＩＩ線で切断した切断側面図。図１の燃焼装置の平面図。図１の燃焼装置に設けられるガスバーナの上部の拡大断面図。第１実施形態のガスマニホールドの斜め後上方から見た斜視図。第１実施形態のガスマニホールドの蓋板を分離した状態の斜め後上方から見た斜視図。第１実施形態のガスマニホールドのカバー板を分離した状態の斜め前上方から見た斜視図。本発明の第２実施形態のガスマニホールドを具備する燃焼装置の斜視図。図８のＩＸ－ＩＸ線で切断した切断側面図。第２実施形態のガスマニホールドの斜め後下方から見た斜視図。第２実施形態のガスマニホールドのノズル板及び蓋板を分離した状態の斜め後下方から見た斜視図。

図１乃至図３は、本発明の第１実施形態のガスマニホールド１を具備する燃焼装置を示している。この燃焼装置は、上面が開放された燃焼筐２を備えており、燃焼筐２の上に給湯用熱交換器等の被加熱物が設置される。燃焼筐２内には、燃焼筐２内の空間を燃焼室２ａとその下側の給気室２ｂとに仕切る仕切板２１が設けられている。そして、燃焼室２ａに、複数（図示例では１２本）のガスバーナ３が並設されている。

各ガスバーナ３は、上端に炎口として、図４に示す如く、理論空燃比よりも燃料濃度が希薄な淡混合気を噴出する淡炎口３１と、淡炎口３１の両脇に位置し、淡混合気よりも燃料濃度が濃い濃混合気を噴出する濃炎口３２とを有し、下部の長手方向一端に流入口として、図２に示す如く、淡炎口３１用の淡流入口３３と、その上方に位置する濃炎口３２用の濃流入口３４とを有する濃淡バーナで構成されている。尚、淡炎口３１内には、複数の整流板３１ａが装着され、更に、淡炎口３１の両側部には、濃炎口３２との間に位置させて、混合気が噴出しない還流域３１ｂが設けられている。以下、ガスバーナ３の並設方向を横方向、各ガスバーナ３の淡と濃の流入口３３，３４の開口方向を前方として説明する。

図３を参照して、上記複数のガスバーナ３は、右側の４本のガスバーナ３から成る第１のバーナ組Ｇ１と、左側の８本のガスバーナ３から成る第２のバーナ組Ｇ２とに組み分けされている。そして、燃焼させるバーナ組の組み合わせを変更して燃焼能力を複数段に切換えるようにしている。具体的には、燃焼能力を、第１のバーナ組Ｇ１のみを燃焼させる最小段の第１の能力（バーナ４本分の能力）と、第２のバーナ組Ｇ２のみを燃焼させる第２の能力（バーナ８本分の能力）と、第１と第２の両バーナ組Ｇ１，Ｇ２を燃焼させる最大の第３の能力（バーナ１２本分の能力）とに切換自在としている。

燃焼筐２の前面上部の前板部２２には、第１のバーナ組Ｇ１に属するガスバーナ３の上方に臨む点火電極４と、第１のバーナ組Ｇ１の左端のガスバーナ３と、このガスバーナ３の左側に隣接する、第２のバーナ組Ｇ２の右端のガスバーナ３との上方に臨むフレームロッド５と、覗き窓６とが設けられている。

給気室２ｂの底面には図示省略した燃焼ファンが接続されており、燃焼ファンから給気室２ｂに空気が供給される。仕切板２１には、多数の分布孔２１ａが形成されており、給気室２ｂに供給された空気がこれら分布孔２１ａを介して燃焼室２ａに二次空気として供給される。また、仕切板２１の前端からガスバーナ３の下部前端に沿って立上る起立板２３が設けられている。起立板２３には、各ガスバーナ３の淡流入口３３と濃流入口３４に連通する開口が形成されている。起立板２３の前方には、本発明の実施形態のガスマニホールド１が対向配置されている。そして、給気室２ｂに供給された空気の一部が起立板２３とガスマニホールド１との間の空間を介して各ガスバーナ３の淡流入口３３と濃流入口３４とに一次空気として供給されるようにしている。

図５乃至図７も参照して、第１実施形態のガスマニホールド１は、燃焼室２ａに並設した複数のガスバーナ３の淡と濃の流入口３３，３４に対向するガスマニホールド１の後面に、各ガスバーナ３の淡流入口３３と濃流入口３４とに向けて夫々燃料ガスを噴射する、横方向の間隔を存して並設した複数の淡ノズル１１及び濃ノズル１２と、同一のバーナ組に属するガスバーナ３用の淡と濃のノズル１１，１２に燃料ガスを分配する、第１と第２の２つのバーナ組Ｇ１，Ｇ２に対応する第１と第２の２つの分配室１３_１，１３_２と、共通のガス入口１４から流入する燃料ガスを第１と第２の２つの分配室１３_１，１３_２に個別に導入する第１と第２の２つの電磁弁１５_１，１５_２とを備えている。そして、第１電磁弁１５_１の開閉と第２電磁弁１５_２の開閉との組み合わせで燃焼能力の切換えを行うようにしている。

以下、第１実施形態のガスマニホールド１について、より具体的に説明する。ガスマニホールド１は、ダイキャスト品から成るマニホールド本体１ａと、マニホールド本体１ａの前面にパッキン１ｃを介して取付けられるカバー板１ｂとで構成されている。そして、マニホールド本体１ａの後面上部に、上記複数の淡ノズル１１及び濃ノズル１２を並設している。また、マニホールド本体１ａの前面に、第１と第２の２つの分配室１３_１，１３_２に合致する２つの窪み部１３ａ_１，１３ａ_２を形成すると共に、カバー板１ｃに、第１と第２の２つの分配室１３_１，１３_２に合致する、前方に膨出した２つの膨出部１３ｂ_１，１３ｂ_２を形成して、これら各窪み部１３ａ_１，１３ａ_２と各膨出部１３ｂ_１，１３ｂ_２との間に第１と第２の各分配室１３_１，１３_２が画成されるようにしている。

ガスマニホールド１は、更に、第１と第２の２つの電磁弁１５_１，１５_２の弁体１５ａ_１，１５ａ_２を収納する単一の弁室１５ｂを備えている。具体的には、マニホールド本体１ａの下部後面に、後方に突出する角筒状の囲い壁１６を突設して、囲い壁１６の内部に弁室１５ｂが画成されるようにしている。弁室１５ｂは、マニホールド本体１ａの下端部に設けられるガス入口１４に、マニホールド本体１ａのダイキャスト時に形成される鋳抜き孔から成る連通孔１４ａを介して連通する。

弁室１５ｂの前面の壁面には、第１分配室１３_１に連なる第１弁孔１５ｃ_１と、第２分配室１３_２に連なる第２弁孔１５ｃ_２とが開設されている。また、第１と第２の両弁孔１５ｃ_１，１５ｃ_２を開設した壁面に対向する弁室１５ｂの後面は開放されており、この開放面をパッキン１７ａを介して閉塞する蓋板１７を設けている。そして、この蓋板１７に、第１と第２の各弁孔１５ｃ_１，１５ｃ_２に第１と第２の各電磁弁１５_１，１５_２の各弁体１５ａ_１，１５ａ_２が対向するように第１と第２の両電磁弁１５_１，１５_２を取付けている。尚、第１と第２の各電磁弁１５_１，１５_２は、蓋板１７の外面たる後面に装着したソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２を有しており、このソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２で進退駆動されるプランジャ１５ｅ_１，１５ｅ_２の先端に弁体１５ａ_１，１５ａ_２が連結されている。

以上の如く、ガスマニホールド１に第１と第２の２つの電磁弁１５_１，１５_２に共通する単一の弁室１５ｂを設ければ、従来例の如く電磁弁毎に個別の弁室を設けるものと異なり、弁室１５ｂをガス入口１４に連通する連通孔１４ａは１個だけで済み、しかもこの連通孔１４ａは本実施形態の如く鋳抜き孔とすることが可能であり、加工コストを削減できる。更に、弁室１５ｂの開放面を閉塞する蓋板１７も単一になり、部品点数を削減できる。従って、ガスマニホールド１のコストを可及的に低減できる。

図８、図９は、本発明の第２実施形態のガスマニホールド１を具備する燃焼装置を示している。この燃焼装置の基本的な構造及び第２実施形態のガスマニホールド１の基本的な構造は、図１乃至図３に示した上記燃焼装置及び上記第１実施形態のガスマニホールド１と特に異ならず、上記燃焼装置及び第１実施形態のガスマニホールド１と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。

第２実施形態のガスマニホールド１の第１実施形態のものとの主たる相違点は、ガスマニホールド１の下部に、第１と第２の２つの電磁弁１５_１，１５_２の弁体１５ａ_１，１５ａ_２を収納する単一の弁室１５ｂが、当該弁室１５ｂの下面が開放面となるように設けられていることである。

以下、図１０、図１１も参照して、第２実施形態のガスマニホールド１ついて説明する。このガスマニホールド１は、ダイキャスト品から成るマニホールド本体１ｄと、マニホールド本体１ｄの後面上部にパッキン１ｅを介して取付けられるノズル板１ｆとで構成されている。ノズル板１ｆには、後方に突出する淡ノズル１１及び濃ノズル１２が横方向に並べて複数（燃焼室２ａに並設するガスバーナ３の本数と同数）形成されている。ノズル板１ｆで覆われるマニホールド本体１ｄの後面上部には、第１と第２の２つの分配室１３_１，１３_２に合致する２つの窪み部１３ｃ_１，１３ｃ_２が形成されている。そして、各窪み部１３ｃ_１，１３ｃ_２とノズル板１ｆとの間に第１と第２の各分配室１３_１，１３_２が画成されている。

また、マニホールド本体１ｄの下面には、上方に凹入する、弁室１５ｂとなる凹部が形成されている。弁室１５ｂは、マニホールド本体１ａの側端下部に設けられたガス入口１４に、マニホールド本体１ｄに形成した連通孔１４ａを介して連通する。凹部の上底面たる弁室１５ｂの上壁面には、第１と第２の２つの弁孔１５ｃ_１，１５ｃ_２が開設されている。そして、第１と第２の各弁孔１５ｃ_１，１５ｃ_２をマニホールド本体１ｄに形成した各連通路１３ｄ_１，１３ｄ_２を介して第１と第２の各分配室１３_１，１３_２に連通させている。

弁室１５ｂの下面は開放されており、この開放面を、蓋板１７によりパッキン１７ａを介して閉塞している。蓋板１７には、第１と第２の各弁孔１５ｃ_１，１５ｃ_２に第１と第２の各電磁弁１５_１，１５_２の各弁体１５ａ_１，１５ａ_２が対向するように第１と第２の両電磁弁１５_１，１５_２が取付けられている。そして、第２実施形態のガスマニホールド１では、蓋板１７の下面に、第１と第２の各電磁弁１５_１，１５_２のソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２が装着されることになる。

ところで、第１実施形態のガスマニホールド１では、第１と第２の両電磁弁１５_１，１５_２のソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２がガスマニホールド１の下部後方に張り出す。従って、ガスマニホールド１の下部後方に位置する燃焼筐２の下部前面を、ソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２に対する干渉逃げのために後方に窪ませることが必要になる。ここで、燃焼装置での共鳴音の発生を抑制するために、燃焼筐２の内容積を大きくすることが要求される場合がある。然し、燃焼筐２の下部前面を後方に窪ませると、燃焼筐２の内容積を十分に大きくすることができなくなる。

これに対し、第２実施形態のガスマニホールド１では、第１と第２の両電磁弁１５_１，１５_２のソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２がガスマニホールド１の後方には張り出さない。従って、燃焼筐２の下部前面を、ソレノイド１５ｄ_１，１５ｄ_２に対する干渉逃げのために後方に窪ませる必要がない。その結果、燃焼筐２の内容積を十分に大きくして、共鳴音の発生を抑制することができる。

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、複数のガスバーナ３を第１と第２の２つのバーナ組Ｇ１，Ｇ２に組み分けしているが、３組以上に組み分けして、ガスマニホールドに設ける分配室と電磁弁の数を３個以上とすることも可能である。

１…ガスマニホールド、１１，１２…ノズル、１３_１，１３_２…分配室、１４…ガス入口、１５_１，１５_２…電磁弁、１５ａ_１，１５ａ_２…弁体、１５ｂ…弁室、１５ｃ_１，１５ｃ_２…弁孔、１７…蓋板。

Claims

並設された複数のガスバーナを複数のバーナ組に組み分けし、燃焼するバーナ組の組み合わせを変更して能力切換を行う燃焼装置で使用されるガスマニホールドであって、
ガスバーナの並設方向を横方向、各ガスバーナの流入口の開口方向を前方として、複数のガスバーナの流入口に対向するガスマニホールドの後面に横方向の間隔を存して並設した、複数のガスバーナの流入口に向けて燃料ガスを噴射する複数のノズルと、同一のバーナ組に属するガスバーナ用のノズルに燃料ガスを分配する、複数のバーナ組に対応する複数の分配室と、共通のガス入口から流入する燃料ガスを複数の分配室に個別に導入する複数の電磁弁とを備えるものにおいて、
ガスマニホールドは、複数の電磁弁の弁体を収納する、ガス入口に連通する単一の弁室を備え、この弁室の所定の一つの壁面に、複数の分配室に夫々連なる複数の弁孔が開設され、この壁面に対向する弁室の面は開放され、この開放面を閉塞する単一の蓋板が設けられ、この蓋板に、各弁孔に各電磁弁の弁体が対向するように複数の電磁弁が取付けられると共に、蓋板が単一のパッキンを介して開放面を閉塞することを特徴とするガスマニホールド。
前記ガスマニホールドの下部に、前記弁室が、当該弁室の下面が前記開放面となるように設けられることを特徴とする請求項１記載のガスマニホールド。