燃烧装置的制作方法

1.本发明涉及用于向燃烧器供给燃烧用空气的燃烧风扇被配置于燃烧器产生的燃烧排气的流动方向下游侧的抽吸燃烧式的燃烧装置。


背景技术：

2.以往，已知有以下一种燃烧装置(例如，参照专利文献1)：在四方筒状的燃烧箱的内部排列配置了多个燃烧器，该多个燃烧器在一个方向上是其长度方向，并在与该长度方向正交的方向上排列。在该燃烧装置中，用于向燃烧器供给燃烧用空气的燃烧风扇被配置在相对于燃烧器靠上游侧的位置上。
3.在这种燃烧装置中，在位于多个燃烧器中的位于与长度方向正交的方向上的两侧端的燃烧器与燃烧箱的外壁内表面之间设置有间隔，供用于冷却燃烧箱的外壁的冷却空气流动。从燃烧风扇向燃烧器供给的燃烧用空气的一部分空气作为冷却空气被利用。燃烧风扇向燃烧器与燃烧箱的外壁内表面之间的上述间隙供给冷却空气来冷却燃烧箱的外壁。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本技术2016-125684号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的课题
8.此外，除了燃烧风扇配置在燃烧器的上游侧的燃烧装置以外，还有燃烧风扇配置在燃烧器的下游侧的被称为抽吸燃烧式的燃烧装置存在。
9.即使是在燃烧风扇配置于燃烧室的下游侧的燃烧装置的情况下，为了抑制燃烧箱的外壁的温度上升，向燃烧器与燃烧箱的外壁内表面之间供给冷却空气是有效的方法。
10.但是，在抽吸燃烧式的燃烧装置中，负压会均匀地作用于燃烧箱的内部整体。因此，若为了供给冷却空气而在燃烧器横向设置有上述间隔，则会在上述间隔处产生负压。并且，受此时的负压的影响，在燃烧器的火焰口形成的火焰向接近燃烧箱的外壁内表面的方向倾倒而产生倾斜，从而可能导致产生燃烧状态的恶化、燃烧箱的外壁的过热的情况。
11.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在抽吸燃烧式的燃烧装置中能够抑制燃烧状态恶化和燃烧箱的外壁过热的燃烧装置。
12.用于解决课题的手段
13.为了实现所述目的，本发明的抽吸燃烧式的燃烧装置的技术内容如下。在燃烧箱内配置多个燃烧器，该多个燃烧器在一个方向上是其长度方向，并在与该长度方向正交的方向上排列，用于向所述燃烧器供给燃烧用空气的燃烧风扇配置在所述燃烧器产生的燃烧排气的流动方向的下游侧，所述燃烧装置的特征在于，所述燃烧箱具备收纳所述燃烧器的上游燃烧室和与该上游燃烧室连续的下游燃烧室，所述上游燃烧室具备一对第一内表面，该一对第一内表面在与所述燃烧器的长度方向正交的方向两侧相互对置且从所述燃烧器
的火焰口的上游侧向该火焰口的下游侧延伸，两个所述第一内表面间的距离比所述下游燃烧室所具备的一对第二内表面间的距离小，所述一对第二内表面位于各个所述第一内表面的下游侧。
14.在燃烧装置是抽吸燃烧式的燃烧装置的情况下，若在燃烧器与燃烧箱的内表面之间存在通气用的间隙，则会因为燃烧室内的负压的影响，燃烧器的火焰朝向间隙(朝向燃烧箱的内表面)倾斜。但本发明通过设置比第二内表面间的距离小的第一内表面，能够防止燃烧器的火焰伴随负压的倾斜。
15.即，由于第一内表面遮挡相对于燃烧器的火焰的横向的负压成分，因此抑制了负压对燃烧器的火焰的影响，火焰形成为笔直。由此，能够抑制伴随火焰的倾倒、倾斜的燃烧状态的恶化、燃烧箱的外壁的过热。
16.作为本发明中的所述第一内表面的具体方式，可以举出由安装于所述燃烧箱的内侧的火焰引导板形成的方式。即，通过在燃烧箱的上游燃烧室的内侧安装火焰引导板，能够在燃烧箱的内部容易地形成第一内表面。
17.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，所述下游燃烧室的所述第二内表面由从所述火焰引导板的下游端连续地向下游方向延伸的隔热板形成，所述隔热板具备倾斜部，该倾斜部向下游方向逐渐远离所述燃烧器的方向倾斜。
18.根据本发明，由于是利用从火焰引导板的下游端连续的隔热板形成下游燃烧室的第二内表面，因此能够防止来自燃烧器的热量向下游燃烧室传递。而且，隔热板所具备的倾斜部随着朝向下游方向而向逐渐远离燃烧器的方向倾斜。通过该倾斜形状，在燃烧器的燃烧时会成为高温的上方侧大幅地离开燃烧器的火焰。由此，能够防止燃烧箱外壁的过热，并且能够抑制隔热板的温度上升。
19.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，所述隔热板具备从所述倾斜部的下游端进一步向下游方向延伸的延伸设置部，在该延伸设置部与所述倾斜部的边界位置上具备贯通该隔热板的开口部。
20.在隔热板与燃烧箱的外壁之间流向下游的冷却空气进一步从开口部进入燃烧室内流动。通过此时的冷却空气，能够从燃烧室的内侧冷却最容易成为高温的隔热板的延伸设置部，因而能够良好地抑制隔热板的温度上升。
21.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，在所述燃烧箱的下游侧具备热交换箱，该热交换箱收纳由所述燃烧器加热的热交换器，所述燃烧箱具备从下游端向外侧伸出的第一凸缘，所述热交换箱具备从上游端向外侧伸出并与所述第一凸缘连结的第二凸缘，所述隔热板具备被夹在所述第一凸缘与所述第二凸缘之间而被固定的固定凸缘，该固定凸缘具备抵接部和非接触部，其中，所述抵接部沿着外侧缘与所述第一凸缘及所述第二凸缘抵接；所述非接触部在所述燃烧箱及所述热交换箱的内部侧与所述第一凸缘及所述第二凸缘形成非接触。
22.第一凸缘的更远离燃烧箱的外壁的外侧缘的温度比接近燃烧箱的外壁的内侧缘的温度低。同样，第二凸缘的更远离热交换箱的外壁的外侧缘的温度比接近热交换箱的外壁的内侧缘的温度低。因此，通过在第一凸缘及第二凸缘的相对温度较高的位置形成非接触部，能够抑制从固定凸缘向隔热板的热传递。并且，让固定凸缘的抵接部与沿着第一凸缘和第二凸缘的外侧缘的相对温度较低的部分抵接，能够可靠地固定隔热板。
23.另外，此时优选的是，所述隔热板具备覆盖所述燃烧箱与所述热交换箱的边界的至少一部分边界且向下游方向延伸的覆盖片。覆盖片将沿着隔热板流动的冷却空气进一步向下游引导。由此，不仅能够冷却隔热板，而且还能冷却热交换箱的内表面来抑制热交换箱的温度上升。
24.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，所述燃烧箱由形成所述上游燃烧室的第一燃烧箱和形成所述下游燃烧室的第二燃烧箱构成，所述上游燃烧室的所述第一内表面由所述第一燃烧箱的周壁的内表面形成，所述下游燃烧室的所述第二内表面由所述第二燃烧箱的周壁的内表面形成。
25.通过由第一燃烧箱的内表面形成上游燃烧室的第一内表面，并由第二燃烧箱的内表面形成下游燃烧室的第二内表面，因而无需安装其他部件来构成将第一内表面及第二内表面，能够降低配件成本。
26.而且，例如在将本发明的燃烧装置用于热水器的情况下，在外部气温高的地域所被要求低能耗(日语：低
い
号数)的热水器中，燃烧器相对于热交换器大小的个数较少即可，因此，能够将形成收纳燃烧器的上游燃烧室的第一燃烧箱形成得比在第二燃烧箱小，从而能够削减无用的空间，其中，第二燃烧箱形成位于供热交换器连接的一侧的下游燃烧室。并且，在燃烧装置采用抽吸燃烧式的燃烧装置的情况下，能够削减无用的空间，由此能够减少二次空气的紊乱流动，防止火焰向空间的某方向倾倒，因此能够抑制燃烧室的壁面的不必要的过热。
27.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，所述下游燃烧室的所述第二内表面具备倾斜部，该倾斜部从所述上游燃烧室的所述第一内表面的下游端朝向下游方向并向逐渐远离该燃烧器的方向倾斜。通过使第二内表面具备倾斜部，第二内表面的倾斜部在燃烧器的燃烧时形成高温的上方侧大幅地离开燃烧器的火焰。由此，能够在防止燃烧箱的外壁过热的同时能够抑制隔热板的温度上升。
28.另外，本发明的燃烧装置的特征在于，所述第一燃烧箱和所述第二燃烧箱分别由不同的金属材料形成，所述第一燃烧箱由耐热性比所述第二燃烧箱的耐热性低的金属材料形成。
29.形成上游燃烧室的第一燃烧箱与形成下游燃烧室的第二燃烧箱相比，不易受燃烧器的火焰热量的影响。因此，能够由耐热性比第二燃烧箱的耐热性低的金属材料来形成第一燃烧箱。耐热性低的金属材料通常比较廉价。由此，能够由耐热性低的金属材料来形成第一燃烧箱，从而削减成本。
附图说明
30.图1是表示本发明的实施方式的燃烧装置的主要部分的说明性立体图。
31.图2是本实施方式的燃烧装置中的燃烧箱以及热交换箱的说明性剖视图。
32.图3是本实施方式的燃烧装置中的隔热板的立体图。
33.图4是表示本实施方式的燃烧装置中的固定凸缘的变形例的说明性立体图。
34.图5是表示图4的固定凸缘的固定状态的说明性剖视图。
35.图6是表示本实施方式的燃烧装置中的覆盖片的说明性剖视图。
36.图7是表示燃烧箱的第一变形例的说明性立体图。
37.图8是表示燃烧箱的第二变形例的说明性立体图。
38.符号说明
[0039]1…
燃烧箱，2
…
热交换箱，3
…
燃烧室，3a
…
上游燃烧室，3b
…
下游燃烧室，4
…
燃烧器，4a
…
火焰口，5
…
热交换器，12
…
火焰引导板，13
…
隔热板，14，49
…
倾斜部，15
…
延伸设置部，16
…
开口部，17，20
…
固定凸缘，18
…
第一凸缘，19
…
第二凸缘，21
…
抵接部，22
…
非接触部，23
…
覆盖片，31，41
…
上游燃烧室，32，42
…
上游燃烧箱(第一燃烧箱)，33，43
…
下游燃烧室，34，44
…
下游燃烧箱(第二燃烧箱)。
具体实施方式
[0040]
首先，基于图1至图6对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的燃烧装置被用作热水器的热源机。如图1所示，该燃烧装置具备燃烧箱1和热交换箱2。
[0041]
如图2所示，在燃烧箱1的内部形成有燃烧室3。燃烧室3由在上端收纳具有火焰口4a的多个燃烧器4的上游燃烧室3a和与上游燃烧室3a的上方相连的下游燃烧室3b构成。
[0042]
各燃烧器4形成为在一个方向(在本实施方式中为前后方向)上成长度的细长形状，这些燃烧器4在与长度方向正交的方向(在本实施方式中为横向)上排列设置。
[0043]
在热交换箱2的内部收纳有成为被加热物的供热水用的热交换器5。在热交换箱2的上部(燃烧排气的流动方向下游侧)连接有未图示的燃烧风扇。
[0044]
燃烧风扇强制性地使由燃烧器4的燃烧而生成的燃烧排气向排出方向流动。此时，燃烧室3形成负压，燃烧用空气从外部被吸入形成于燃烧器4的下方的未图示的供气室。由于采用了抽吸供给燃烧用空气的方式，因此本实施方式的燃烧装置被称为抽吸燃烧式燃烧装置。
[0045]
在彼此相邻的各燃烧器4之间形成有能够通气的间隙。各燃烧器4的下方的空气从这些间隙朝向燃烧室3流动时作为二次空气被供给至燃烧器4。
[0046]
燃烧箱1形成为大致四方筒状，其具备：位于前后侧且在立起状态下相互对置的一对第一燃烧部外壁6；位于左右侧且在立起状态下相互对置的一对第二燃烧部外壁7。两个第一燃烧部外壁6位于各燃烧器4的前后端侧，两个第二燃烧部外壁7位于各燃烧器4的左右侧。
[0047]
如图1所示，对燃烧器4进行点火的点火电极8的基端部和对燃烧器4的燃烧进行检测的火柱9(flame rod)的基端部受一方的第一燃烧部外壁6支承。
[0048]
热交换箱2形成为与燃烧箱1连续的大致四方筒状，并具备：与第一燃烧部外壁6的上缘连续地形成为一体的第一热交换部外壁10；与第二燃烧部外壁7的上缘连结的第二热交换部外壁11。第二热交换部外壁11的前后端与第一热交换部外壁10的左右端连结而形成为筒状。
[0049]
如图2所示，在上游燃烧室3a的位置处的第二燃烧部外壁7的内表面处设置有火焰引导板12，火焰引导板12与第二燃烧部外壁7的内表面之间存在空隙。火焰引导板12从比燃烧器4的火焰口4a靠下方的位置(火焰口4a的上游侧)延伸至比火焰口4a靠上方的位置(火焰口4a的下游侧)，并覆盖第二燃烧部外壁7的内表面。火焰引导板12的内表面形成有上游燃烧室3a的第一内表面。在本实施方式中，燃烧器4的火焰口4a位于火焰引导板12的下端缘和上端缘的大致中央部分。
[0050]
在左右端的燃烧器4与火焰引导板12之间形成有间隙。该间隙形成有能够让空气适量通过的尺寸。空气起到冷却空气的作用。穿过燃烧器4与火焰引导板12之间的间隙的空气沿着火焰引导板12上升。此时，燃烧器4的火焰沿着空气的流动形成直立姿势。由此，能够抑制燃烧器4的火焰朝向火焰引导板12倾倒而与火焰引导板12接触。
[0051]
而且，空气也会在形成于第二燃烧部外壁7与火焰引导板12之间的空隙中流动，并能够在不受燃烧器4的火焰影响的情况下对第二燃烧部外壁7以及火焰引导板12进行冷却。
[0052]
在下游燃烧室3b的位置处的第二燃烧部外壁7的内表面处设置有隔热板13。隔热板13以从火焰引导板12的上缘(下游端)连续且朝向其上方(下游方向)延伸的方式设置。隔热板13的内表面形成下游燃烧室3b的第二内表面。隔热板13具备倾斜部14和延伸设置部15。
[0053]
在本实施方式中，从燃烧器4的火焰口4a至第二燃烧部外壁7的上端缘为止被设置为燃烧室3。而且，构成燃烧室3的上游燃烧室3a及下游燃烧室3b中的第二燃烧部外壁7的内表面的大致整个面受火焰引导板12及隔热板13覆盖。
[0054]
倾斜部14随着朝向上方(下游方向)而从燃烧器4向逐渐远离燃烧器4的方向倾斜。由于燃烧器4的横向的空间因倾斜部14的存在而逐渐扩大，因此在燃烧器4燃烧时成为高温的下游燃烧室3b中，隔热板13较大程度地离开燃烧器4的火焰。由此，能够抑制隔热板13的温度上升。
[0055]
另外，由于燃烧箱1的上方位置的温度比下方位置的温度高，因此在倾斜部14的上端设置向铅直上方延伸的延伸设置部15，以防止燃烧箱1的上方位置的第二燃烧部外壁7及隔热板13过热。
[0056]
而且，如图2及图3所示，在倾斜部14与延伸设置部15的边界位置形成有贯通隔热板13的开口部16。在隔热板13与第二燃烧部外壁7之间沿上升方向通过的空气从开口部16进入下游燃烧室3b，进而沿着隔热板13的延伸设置部15在燃烧室3内上升。
[0057]
此时的空气也起到冷却空气的作用，能够从燃烧室3的内部侧对最容易形成高温的隔热板13的延伸设置部15进行冷却，因此能够良好地抑制隔热板13及燃烧箱1的第二燃烧部外壁7的温度上升。
[0058]
隔热板13以其上端被燃烧箱1和热交换箱2夹住的方式固定于燃烧室3。即，如图3所示，隔热板13具备固定凸缘17，固定凸缘17以隔热板13的上端部向外侧大致水平地弯折的方式形成。
[0059]
如图2所示，燃烧箱1的第二燃烧部外壁7形成有从其上端(下游端)向外侧伸出的第一凸缘18。在热交换箱2的第二热交换部外壁11上形成有从其下端(上游端)向外侧伸出的第二凸缘19。
[0060]
并且，通过使第一凸缘18与第二凸缘19重合，形成第二燃烧部外壁7与第二热交换部外壁11连结的状态。此处，进一步通过在第一凸缘18与第二凸缘19之间夹入隔热板13的固定凸缘17，能够以简单的构造可靠地将隔热板13固定于热交换箱2的内侧。
[0061]
需要说明的是，除了具有图3中所示的形状的固定凸缘17以外，作为其变形例，也可以采用图4所示的形状的固定凸缘20。如图5所示，变形例的固定凸缘20具备抵接部21，抵接部21在被第一凸缘18和第二凸缘19夹持时与沿着第一凸缘18和第二凸缘19的外侧缘形成的部分抵接而被夹持且固定。
[0062]
另一方面，在固定凸缘20的燃烧箱一侧(与隔热板13相连的一侧)形成为冲孔状，构成不与第一凸缘18的基端侧和第二凸缘19的基端侧(燃烧箱一侧)接触的非接触部22。利用非接触部22能够抑制从第一凸缘18及第二凸缘19的温度比较高的部分向固定凸缘20的热传递。
[0063]
而且，由于固定凸缘20的抵接部21与沿着第一凸缘18及第二凸缘19的外侧缘的温度较低的部分抵接，因此能够可靠地固定隔热板13。
[0064]
另外，如图6所示，也可以设置从隔热板13的上缘立起的覆盖片23。在利用固定凸缘17的基部上形成的切口将固定凸缘17相对于隔热板13折弯时，覆盖片23从固定凸缘17上分离。从固定凸缘17上分离的覆盖片23覆盖燃烧箱1与热交换箱2的边界的内侧。此时，通过使覆盖片23的基端部(下端部)弯折，使覆盖片23从燃烧箱1与热交换箱2的边界部分离开，从而提高隔热效果。
[0065]
通过设置覆盖片23，不仅能够抑制燃烧箱1与热交换箱2的边界部分的温度上升，还能够获得将沿着隔热板13流动的空气进一步向下游引导来抑制热交换箱的温度上升的作用。
[0066]
需要说明的是，在本实施方式中，列举了燃烧排气在燃烧室3的内部从下方向上方流动(在燃烧箱1的上部设置有热交换箱2)的燃烧装置进行了说明。但本发明也可以适当地采用燃烧排气在燃烧室的内部从上方向下方流动(本实施方式的上下反转的结构的)燃烧装置，也能够获得同样的效果。
[0067]
另外，在本实施方式中，如图1所示，示出了具备大致方形形状的燃烧箱1的结构。但除此之外，本发明的燃烧装置也可以采用图7所示的燃烧箱30作为第一变形例，或者采用图8所示的燃烧箱40作为第二变形例的。
[0068]
如图7所示，第一变形例的燃烧箱30具备在内部形成上游燃烧室31的上游燃烧箱32(第一燃烧箱)、和在上游燃烧室31的上部形成下游燃烧室33的下游燃烧箱34(第二燃烧箱)。
[0069]
上游燃烧箱30a具备一对上游侧外壁35，一对上游侧外壁35位于与图示省略的燃烧器的长度方向正交的方向两侧且相互对置。下游燃烧箱34具备一对下游侧外壁37，一对下游侧外壁37经由外弯折凸缘36与上游燃烧箱32的上缘(下游端)连结。
[0070]
各上游侧外壁35的内表面是本发明的第一内表面，各下游侧外壁37的内表面是本发明的第二内表面。并且，两个上游侧外壁35间的距离比两个下游侧外壁37间的距离小。
[0071]
通过使用第一变形例的燃烧箱30，在不设置前述的图2所示的火焰引导板12及隔热板13的情况下也能获得与火焰引导板12及隔热板13同等的效果，能够削减配件成本、组装工时。而且，根据第一变形例的燃烧箱30，能够使用各自不同的金属材料来形成上游燃烧箱32和下游燃烧箱34。因此，针对会形成高温而需具备高耐热性的下游燃烧箱34能够使用耐热性较高的金属材料(例如不锈钢等)。另一方面，针对不易受到燃烧器的火焰热量的影响的上游燃烧箱32能够使用耐热性比下游燃烧箱34低的廉价的金属材料，从而能够降低成本。
[0072]
另外，如图8所示，第二变形例的燃烧箱40具备在内部形成上游燃烧室41的上游燃烧箱42(第一燃烧箱)和在上游燃烧室41的上部形成下游燃烧室43的下游燃烧箱44(第二燃烧箱)。
[0073]
上游燃烧箱42具备一对上游侧外壁45，一对上游侧外壁45位于与图示省略的燃烧器的长度方向正交的方向两侧且相互对置。下游燃烧箱44具备与各上游侧外壁45的上缘连结的一对下游侧外壁46。
[0074]
上游燃烧箱42和下游燃烧箱44通过向外侧伸出的连结凸缘47，48被连结。上游侧外壁45的内表面是本发明的第一内表面，下游侧外壁46的内表面是本发明的第二内表面。而且，两个上游侧外壁45间的距离比两个下游侧外壁46间的距离小。
[0075]
而且，在第二变形例的燃烧箱40中，在下游燃烧箱44的下游侧外壁46上设置倾斜部49。下游侧外壁46的倾斜部49随着朝向上方(下游方向)从图示省略的燃烧器逐渐远离的方向倾斜。由于燃烧器的横向的空间因倾斜部49的存在而逐渐扩展，因此在燃烧器的燃烧时成为高温的下游燃烧室43中，火焰大幅地离开下游侧外壁46。由此，能够抑制下游燃烧箱44的下游侧外壁46的温度上升。
[0076]
这样，即使使用第二变形例的燃烧箱40，也能够获得与设置了前述的图2所示的火焰引导板12及隔热板13的情况同等的效果，因此能够减少配件数量而削减组装工时。
[0077]
而且，根据第二变形例的燃烧箱40，也能够使用各自不同的金属材料来形成上游燃烧箱42和下游燃烧箱44。因此，针对会形成高温而需具备高耐热性的下游燃烧箱44中能够使用耐热性较高的金属材料(例如不锈钢等)。另一方面，针对不易受到燃烧器的火焰热量的影响的上游燃烧箱42能够使用耐热性比下游燃烧箱44低的廉价的金属材料，从而能够降低成本。