专利名称：室外设置式燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在器具主体外壳上设有导入燃烧用空气的供气口和排出所产生的废气的排气筒的室外设置式燃烧装置。
背景技术：
例如，热水器等燃烧装置在可安装到墙壁等上的箱状器具主体外壳内收容具有燃烧室和热交换器的内体，其中燃烧室具有作为加热单元的喷烧器，在器具主体外壳的正面形成有导入喷烧器的燃烧用空气的供气口，并且开设有将从燃烧室产生的燃烧气体排出到器具主体外壳外部的排气筒。这里，当供气口和排气筒的位置过于分开时，由于风势的方向和风力强度的不同而无法保持供气和排气的平衡，可能会发生失火或火的燃烧不良等不利情况。
因此，通过将供气口和排气筒形成在相同高度和相同轴上，或采用如专利文献1所示的结构，即，在覆盖热水器主体的罩体上，设置将燃烧用空气导入到热水器主体的通气口，并使设于热水器主体上的排出喷嘴从该通气口突出，而使在供气侧和排气侧承受风的压力相同，从而实现供气量的稳定化，上述技术已为众所周知。
专利文献1日本登录实用新型第2501107号公报但是，当向供气排气部吹强风(所说的逆风)时，从排气筒排出的废气会回入到供气口，因此，有可能无法完全消除燃烧恶化。特别是在将燃烧装置安装到地上20层以上的超高层建筑的阳台的壁面上时，该排出气体的回流成了大问题。
发明内容
本发明的燃烧装置的目的在于，解决上述问题，而在逆风时防止排出气体混入到供气侧。
解决上述问题的本发明技术方案1所述的室外设置式燃烧装置，在器具主体外壳上设有用来导入燃烧用空气的供气口、和排出燃烧所产生的废气的排气筒，其特征在于，具有如下结构上述排气筒截面呈圆形，并且该排气筒穿过上述器具主体外壳而突出，上述器具主体外壳上的上述排气筒的贯穿孔，形成为与上述排气筒同心、且比上述排气筒直径大的圆形，上述排气筒的周围所形成的环状开口形成为上述供气口；并且，上述排气筒扩展成使其前端部向外侧展开的圆锥状，在该前端部内设有圆锥状的逆风防止板，该逆风防止板与上述排气筒处于同一轴上、且向外侧扩展，从而在逆风防止板与上述排气筒之间形成有环状的排气通道，并且该环状排气通道的排气通道截面积随着朝向作为下游端部的排气口的方向而不断变小或者相等。
另外，本发明技术方案2所述的室外设置式燃烧装置的特征在于，在技术方案1所述的室外设置式燃烧装置的基础上，通过在上述排气筒的前端扩张管部和上述逆风防止板之间设置对排出气体的气流进行整流的整流导向机构，而使上述环状排气通道的排气通道截面积随着朝向作为下游端部的排气口的方向而不断变小或相等。
另外，本发明技术方案3所述的室外设置式燃烧装置的特征在于，在技术方案2所述的室外设置式燃烧装置的基础上，上述整流导向机构沿排气通道的长度设定为使来自上述排气口的排出气体的流速为最快的长度。
另外，本发明技术方案4所述的室外设置式燃烧装置的特征在于，在技术方案1所述的室外设置式燃烧装置的基础上，设置整流导向部，其将上述排气筒的前端扩张管部和上述逆风防止板之间的排气通道沿排气的流动方向分割成多个，上述分割成多个的各排气通道的截面形状形成为圆周方向的宽度在外周侧和内周侧上大致相同。
另外，本发明技术方案5所述的室外设置式燃烧装置的特征在于，在技术方案1～4中任意一项所述的室外设置式燃烧装置的基础上，形成前端开口的面与排气的流动方向大致垂直，上述前端开口成为上述环状排气通道的下游侧端部。
具有上述结构的本发明技术方案1所述的室外设置式燃烧装置通过在截面为圆形的排气筒的周围形成环状的供气口，而在排气口和供气口施加相等的风压，在相同的条件下接收风，所以正好维持供气和排气的平衡，提高了耐风性能。
而且，通过在排气筒的前端部内设置朝向外侧扩展的圆锥状的逆风防止板，排气筒内的环状排气通道的排气通道截面积随着向下游端部的方向而减小或相等，因此排气口的排出气体的流速增加，可以将排出气体排放扩散到远处。结果，可以在逆风时防止排出气体混入到供气口，可以良好地维持燃烧性能。而且，由于在呈喇叭状扩展的排气通道内，前端扩展状地配备圆锥状的逆风防止板，因此可以使排出气体沿逆风防止板顺畅地流动，可以使排出气体排放扩散到更远处。
另外，本发明技术方案2所述的室外设置式燃烧装置，由于在排气筒的前端扩张管部和逆风防止板之间的排气通道中设置的整流导向机构将排出气体的气流从紊流整流成层流，因此可以使排出气体排放扩散到更远处。而且，由于利用该整流导向机构调节环状排气通道的排气通道截面积，因此不需要另外设置特别的排气通道面积调整构件，可以低价实施。
另外，本发明技术方案3所述的室外设置式燃烧装置，由于整流导向机构的性能根据阻力系数存在压力损失最少的长度，因此将长度设计成使排出气体的流速为最快。结果，可以使排出气体排放扩散到更加远处。
另外，本发明技术方案4所述的室外设置式燃烧装置，由于由整流导向部分割的排气通道的断面形状为大致长方形、即与距排气管中心轴的距离无关地使圆周方向的宽度一定，因此在排气通道内的排气压力分布均匀，可以沿排气全程以较快的流速从排气口喷出废气。
另外，本发明技术方案5所述的室外设置式燃烧装置，由于排气口前端形成为与排气的流动方向垂直，因此在排气口压力分布也是均匀的，废气直线地顺畅地被排出。结果，废气不会回入到供气口，可以防止燃烧不良。
图1是作为实施例1的热水器的截面图。
图2是作为实施例1的热水器的主视图。
图3是作为实施例1的供气排气部的截面图。
图4是作为实施例1的供气排气部的主视图。
图5是作为实施例2的供气排气部的截面图。
图6是作为实施例3的供气排气部的截面图。
图7是作为实施例3的供气排气部的主视图。
图8是作为实施例4的供气排气部的截面图。
图9是作为实施例4的供气排气部的主视图。
图10是作为实施例4的逆风防止板的立体图。
图11是作为实施例5的供气排气部的截面图。
图12是作为实施例5的供气排气部的主视图。
图13是作为实施例6的供气排气部的截面图。
图14是作为实施例6的供气排气部的主视图。
符号说明1、201、301、401、501、601热水器；2外壳；15排气筒；16供气口；17排气口；18前端扩张管部；19、219、319、419、519、619逆风防止板；227整流部；328、620导向隔挡；429中央部；430、530、631、632整流导向部。
具体实施例方式
为了进一步明确以上所说明的本发明的结构和作用，下面对本发明的室外设置式燃烧装置的最佳实施例进行说明。
(实施例1)
如图1、图2所示，作为本发明的实施例1的室外设置型的热水器1是这样设置的外壳2(相当于本发明的器具主体外壳)内设有内体5，内体5的内部形成有燃烧室3，在燃烧室3的外周面上卷绕有呈螺旋状的给水管4。给水管4被连接在设置于内体5的上部的热交换器6的吸热管7上，通过利用设置于内体5的下方的喷烧器8对热交换器6进行加热，来对流过热交换器6的吸热管7中的水进行加热，从而热水可以从与吸热管7的出口侧连接的未图示的热水出水管流出。在燃烧室3的下部形成有供气室9，在该供气室9内具有风扇10。另外，在器具内设有控制热水器1的运转的控制器11。
这些供给热水的功能部是由外壳2来保护的，该外壳2包括只开放前面的、安装于壁面等上的深底箱状的后罩体12；和安装于该后罩体12的前面的浅底箱状的前罩体13。
热交换器6的上部连通设有排气室14，在排气室14的前面连结有截面为圆形的排气筒15，排气筒15成垂直状贯穿前罩体13的正面并向前方突出。前罩体13上排气筒15的贯穿孔形成为直径大于排气筒15并且是与排气筒15同心的圆形，在排气筒15的周围开有环状的供气口16。即，排气筒15和供气口16形成于同一轴上。排气筒15的前端开口为排气口17。因此排气口17形成于供气口16的前方。
另外，将从供气口16向前方突出的部分的排气筒15向外侧扩展成圆锥状。
在此，利用图3、图4对供气排气部的结构进行详细说明。另外，图4是图3中A向视图。
在排气筒15的前端的扩张管部18内，在以排气口17的中心为中心的位置上设置有将平板围成圆锥状的逆风防止板19，使其前端侧与排气筒15同样地向外侧扩展。因此，排气口17成为在排气筒15的前端和逆风防止板19之间的环状的开口部。另外，通过未图示的支脚，在3个部位将逆风防止板19安装于排气筒15的内侧。
逆风防止板19的锥形面的角度X形成为大于排气筒15的前端的倾斜角度Y。该角度的关系使排气口17的排气通道面积S0小于排气筒15内的排气通道面积S1。即，逆风防止板19和排气筒15之间的排气通道越到前端，越狭窄。
另一方面，前罩体13的背面隔开规定距离设有与前罩体13平行的内罩体20，内罩体20在左右方向与前罩体13的宽度相同，并在上下方向上从前罩体13的上端设置到下端附近，从而将供气口16的后方空间与器具内部隔开。另外，在前罩体13的下方、在内罩体20的后方设有防雨板21，该防雨板21与内罩体20隔开规定间隔并与之平行，同样地，使该防雨板21左右与前罩体13的宽度一致，其上端位于前罩体13的大致中间位置。该防雨板21防止从供气口16进入的雨水侵入到器具内，在前罩体13的底面上在左右方向并列设有多个排泄孔22，用于排出由防雨板21所阻挡的雨水。
另外，在内罩体20的后方一侧，在排气筒15的基部的外侧装有密封用的衬垫23，而在内罩体20的前方一侧，在排气筒15的基部的外侧装有环状的导向体24，该导向体24的内径与排气筒15的外径一致，并且其外径与供气口16的直径一致，随着离开排气筒15的外周而呈凹曲面状地向后延伸。
根据上述的热水器1，当打开与出热水管连接的室内的给热水阀，而向器具内通水时，控制器11对喷烧器8进行点火，利用热交换器6开始加热，并使风扇10旋转。这样，如实线箭头所示，从供气口16吸入燃烧用空气，然后进入前罩体13和内罩体20之间并下行，在内罩体20的下方折返并上升后，通过内罩体20和防雨板21之间进入器具内，经由供气室9提供给喷烧器8一侧。并且，如虚线箭头所示，燃烧后的气体在通过热交换器6之后从排气室14经由排气筒15向前方排出。
在此，将排气筒15的截面取为圆形，通过使供气口16为形成于排气筒15的周围的环状开口，而在排气口17和供气口16施加相等的风压，使它们在相同的条件下接收风，并可将两者的开口面积设定为大致相同。所以正好维持供气和排气的平衡，提高了耐风性能，即使是在使用能力小的情况下，也可以抑制排气，从而可以对喷烧器8失火、或因供气过多而产生火的燃烧不良等不利情况加以改善。另外，因为燃烧用空气通过内体5的周围后提供给喷烧器8，因此削减了器具的放热量，提高了热效率。
并且，排出的气体应该是经由排气筒15通过排气筒15的前端扩张管部18和逆风防止板19之间的排气通道，从作为排气筒15的前端环状开口部的排气口17排出的，但是，通过在排气通道内设置圆锥状的逆风防止板19使排气通道的出口侧(前端侧)朝向外侧扩展，使排气口面积S0小于排气筒15内的排气通道面积S1，因此，排出气体的流速(喷出速度)增加，可以使排出气体排放扩散到远处。结果，可以在逆风时防止排出气体混入供气口16，可以良好地维持燃烧性能。而且，由于在呈喇叭状扩展的排气通道内使扩开部朝向前端地配置圆锥状的逆风防止板19，因此可以使排出气体沿逆风防止板顺畅地流动，可以使排出气体排放扩散到更远处。
并且，利用逆风防止板19可以防止风直接吹入排气口17。因此，即使在强风时也可以顺畅地进行排气，可以良好地维持燃烧性能。
另外，在从供气口16吸入燃烧用空气时，通过利用导向体24将燃烧用空气无阻力地导入到器具内，可以获得减少供气压力损失的效果。
因此，即使在风速为30m/s的强风时，作为要求良好的燃烧性能的超高层建筑(地上20层以上)的室外(阳台)设置型燃烧装置也是适用的。
另一方面，这样的热水器除了以露出状态安装在阳台的外壁等的标准型之外，还有作为集体住宅用等容纳子带门的管式炉身内的门内设置型，但是由于该门上形成有用于普通排气筒的穿过的圆形的透明孔，因此当如上述方式那样排气筒截面为圆形时，标准型和门内设置型都没有关系，均可以使用同一器具。所以，可实现部件通用化，可以获得降低制造成本和管理费用。
(实施例2)下面，结合图5对实施例2的热水器201进行说明。另外，对与实施例1不同的部分进行说明，对重复的部分附加相同的附图标记，并且省略其说明。
在实施例2的热水器201中，使逆风防止板219的前端的圆锥面的角度X’变小，并使其为与排气筒15的前端侧的倾斜角度Y为相同的角度，形成排气通道的宽度(排气筒15和逆风防止板219之间的间隔)不变的整流部227。在整流部227中，排气通道的宽度固定，将排气的气流从紊流整流成层流，因此，可以使排出气体排放扩散到更远处。
另外，当该整流部227的长度L过长时，压力损失过大，排出气体的流速变慢，相反，即使长度L过短，在出口侧(排气口17)产生涡流，也不能获得整流效果，而使流速变慢。即，排出气体的流速随着整流部227的长度变长而变慢，虽然越短越快，但是当短于某长度时反而会变慢。也就是说，排出气体的流速显示出相对整流部227的长度L具有极大值的性质(但是，这样的流速极大值和此时的整流部227的长度随着排气口面积S0而变化)。因此，若根据实验求出流速最大(最快)时的整流部227的长度，则可以使排出气体排放扩散到更远处。
(实施例3)下面，结合图6、图7对实施例3的热水器301进行说明。图7是图6中的A向视图。另外，对与实施例1不同的部分进行说明，对重复的部分附加相同的附图标记，并且省略其说明。
在实施例3的热水器301中，使逆风防止板319的圆锥面的角度X与排气筒15的前端的倾斜角度Y形成相同的角度。并且，在排气筒15的前端扩张管部18和逆风防止板319之间设置导向隔挡328，该导向隔挡328是使平板形成截面为大致V字状的环状，并使该导向隔挡328的扩开部朝向外侧进行设置。利用该导向隔挡328，将排气通道分割成2个环状的通道，各个通道均为前端窄的形状。
结果，排气口17的排气通道面积S0小于排气筒15内的排气通道面积S1，因此排出气体的流速增加，可以将排出气体排放扩散到远处。而且，由于利用该导向隔挡328引导排出气体，该气流被整流，所以可以将排出气体排放扩散到更远处。
另外，关于导向隔挡328的长度L，与实施例2的情况相同，由于存在排出气体的流速极大(最快)的长度，因此若根据实验求出该长度，则可以使排出气体排放扩散到更远处。
这样，由于导向隔档328具有对排出气体的气流进行整流的作用和调整排气通道面积的作用，因此不需要独立设置用于该作用的部件，可以低价实施。
(实施例4)下面，结合图8、图9、图10对实施例4的热水器401进行说明。另外，图9是图8中的A向视图，图10是逆风防止板419的立体图。对与实施例1不同的部分进行说明，对重复的部分附加相同的附图标记，并且省略其说明。
在实施例4的热水器401中，逆风防止板419包括将平板围成圆锥状的中央部429；和使平板形成波浪状的整流导向部430。中央部429配置在排气筒15的前端扩张管部18内，并使其前端侧朝向外侧扩展。整流导向部430在中央部429的周围，在整个圆周上等间隔地安装在8个部位，从而将排气通道分割成8个。利用该逆风防止板419，使排气口17的排气通道面积S0小于排气筒15内的排气通道面积S1，排出气体的流速增加，而可以使排出气体排放扩散到更远处。
并且，由于利用整流导向部430将排气通道划分开，对排出气体的气流进行整流，因此可以将排出气体排放扩散到更远处。另外，关于整理导向部430的长度L，与实施例2的情况相同，由于存在排出气体的流速极大(最快)的长度，因此若根据实验求出该长度，则可以使排出气体排放扩散到更加远处。
(实施例5)下面，结合图11、图12对实施例5的热水器501进行说明。另外，图12是图11中的A向视图。对与实施例1～4不同的部分进行说明，对重复的部分附加相同的附图标记，并且省略其说明。
在实施例5的热水器501中，是如下这样设置的，在排气筒15的前端扩张管部18的中央设有将平板围成圆锥状的逆风防止板519，并且，还设有整流导向部530，该整流导向部530将形成在逆风防止板519和前端扩张管部18之间的环状的排气通道，分割成与排气的流动方向平行的多个通道，从而对排气进行整流。
整流导向部530是将带状的金属板弯曲加工成凹凸状，再围绕着环状的排气通道插入并进行固定，在与逆风防止板519之间形成多个截面为大致长方形(也包含正方形)的作为排气通道的排气开口部542，并且将各排气开口部542之间所形成的截面为扇型的空间，利用未图示的堵塞板在其下游侧的端部进行堵塞，形成堵塞部541。另外，在图12中，在排气通道的部分喷涂炉衬。
因此，配置成环状的各个排气开口部542形成为，在其排气通道截面上圆周方向的内周侧宽度W1和外周侧宽度W2大致相等。
另外，将各排气开口部542的排气通道总面积设定为通过在纵身方向调整逆风防止板519的张开角度和排气开口部542的通道宽度，而使其越到下游侧越小。
另外，形成前端开口的面F以与排气的流动方向大致垂直的方式形成，该前端开口成为在逆风防止板519和前端扩张管部18之间所形成的环状的排气通道的下游侧的端部。即，相对前端扩张管部18的前端18a，使逆风防止板519的前端519a突出，连结该两者的前端19a、519a所形成的环状的平面F以与排气的流动方向大致垂直的方式形成。此时，整流导向部530的前端也将其外周一侧稍微向内切削，而使其位于该环状的平面F上。
在此，与实施例4相比较，实施例4的装置中，由整流导向部430分割的各排气通道为扇型，越靠外周侧(从排气筒15的中心轴离开侧)宽度越大，因此，在各排气通道内的排气压力分布容易变得不均匀，但在该实施例5中，各排气口部542在排气通道截面上圆周方向的宽度形成为外周侧宽度W1和内周侧宽度W2大致相同，因此各排气通道内的压力分布是均匀的，在排气全程能够以较快的流速喷出废气。
另外，在实施例1～4中，形成排气口17的前端开口的面与排气的流动方向不垂直，因此在排气口压力分布也容易变得不均匀，难以直线地排出废气，而在该实施例5中，形成排气口17的前端开口的面F由于与排气的流动方向大致垂直，因此各排气通道内的压力分布变得均匀，可直线地顺畅地排出废气。
结果，可以防止废气回入到吸气口16，可以防止燃烧不良。
(实施例6)下面，结合图13、图14对实施例6的热水器601进行说明。另外，图14是图13中的A向视图。对与实施例5不同的部分进行说明，对重复的部分附加相同的附图标记，并且省略其说明。
在实施例6的热水器601中，用导向隔挡620将在逆风防止板619和前端扩张管部18之间形成的环状的排气通道分割成2个，并且，利用内侧整流导向部631和外侧整流导向部632，分别将2个环状的排气通道划分成多个。
导向隔挡620与实施例3的导向隔档328相同，截面大致为V字状并呈环状形成，其扩开部朝向外侧进行设置，从而形成前端窄的环状的排气通道。设置于该导向隔挡620和逆风防止板619之间的内侧整流导向部631与实施例5的整流导向部530相同，在该内侧整流导向部631和逆风防止板619之间形成内侧排气开口部641，该内侧排气开口部641形成截面为大致长方形的排气通道。图中的附图标记643为排气堵塞部。
另一方面，设于导向隔挡620和排气筒15的前端扩张管部18之间的外侧整流导向部632是将带状金属板凹凸地弯曲加工成方形，因此，以多个相等间隔形成外侧排气开口部642，使外侧整流导向部632与导向隔挡620之间所形成的空间成为排气通道，并且排气通道之间成为外侧堵塞部644。
在该实施方式6中，与实施例5相同，各个排气开口部641、642的排气通道截面的各自圆周方向的宽度形成为内周侧宽度(W3、W5)和外周侧宽度(W4、W6)大致相等，因此，各排气通道内的压力分布变得均匀，在排气全程能够以较快的流速喷出废气。
另外，与实施例5同样，形成排气口17的前端开口的面F由于与排气的流动方向大致垂直，因此各排气通道内的压力分布变得均匀，可直线地顺畅地排出废气。
结果，可以防止废气回入到供气口16，可以防止燃烧不良。
另外，使形成排气口17的前端开口的面F形成为与排气的流动方向大致垂直的结构也可以适用于前面的实施例1～4，在该情况下也可以获得相同的效果。
以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限于这样的实施例，在不脱离本发明的要旨的范围内，当然能够以各种方式实施。
例如，本发明并不限于具有喷烧器和热交换器各一个的热水器，也可以适用于作为加热洗澡用水或地板取暖用的、同时设有独立的喷烧器和热交换器的加热功能部的燃烧装置。
另外，尽管各实施例的热水器是用作在风速30m/s、要求规定燃烧性能的地上20层以上的超高层建筑的室外设置用燃烧器，但是，不是超高层建筑时当然也可以使用。
另外，各实施例中的热水器的排气口面积S0小于排气筒内的排气通道面积S1，但两者也可以相同。即，也可以构成为排气筒的前端扩张管部和逆流防止板之间的环状的排气通道的通道截面积，随着朝向下游端部(出口侧)的方向而不断变小或相等。
也可以适用于使用风扇强制进行供、排气的气体器具。
权利要求
1.一种室外设置式燃烧装置，其在器具主体外壳上设有用来导入燃烧用空气的供气口，和排出燃烧所产生的废气的排气筒，其特征在于，具有如下结构上述排气筒截面呈圆形，并且该排气筒穿过上述器具主体外壳而突出，上述器具主体外壳上的上述排气筒的贯穿孔，形成为与上述排气筒同心、且比上述排气筒的直径大的圆形，上述排气筒的周围所形成的环状开口形成为上述供气口；并且，上述排气筒扩展成使其前端部向外侧展开的圆锥状，在该前端部内设有圆锥状的逆风防止板，该逆风防止板与上述排气筒处于同一轴上、且向外侧扩展，从而在逆风防止板与上述排气筒之间形成有环状的排气通道，并且该环状排气通道的排气通道截面积随着朝向作为下游端部的排气口的方向而不断变小或者相等。
2.根据权利要求1所述的室外设置式燃烧装置，其特征在于，通过在上述排气筒的前端扩张管部和上述逆风防止板之间设置对排出气体的气流进行整流的整流导向机构，上述环状排气通道的排气通道截面积随着朝向下游端部的方向而不断变小或相等。
3.根据权利要求2所述的室外设置式燃烧装置，其特征在于，上述整流导向机构沿排气通道的长度设定为使来自上述排气口的排出气体的流速为最快的长度。
4.根据权利要求1所述的室外设置式燃烧装置，其特征在于，设置有整流导向部，其将上述排气筒的前端扩张管部和上述逆风防止板之间的排气通道沿排气的流动方向分割成多个，上述分割成多个的各排气通道的截面形状形成为，圆周方向的宽度在外周侧和内周侧大致相同。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的室外设置式燃烧装置，其特征在于，形成前端开口的面与排气的流动方向大致垂直，上述前端开口成为上述环状排气通道的下游侧端部。
全文摘要
本发明目的在于防止逆风时的排出气体混入到供气侧。根据本实施例的热水器(1)，通过在排气通道内设置圆锥状的逆风防止板(19)，使排气口面积S0小于排气筒(115)内的排气通道面积S1，因此排出气体的流速(喷出速度)得以增加，可以将排出气体排放扩散到远处。其结果，可以防止逆风时排出气体混入到供气口(16)，可以良好地维持燃烧性能。而且，由于排气口(17)处具有逆风防止板(19)，因此可以防止风直接吹入排气口(17)。从而，即使在强风时也能够顺畅地进行排气，可以良好地维持燃烧性能。
文档编号F23L17/00GK1696571SQ20051006923
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月12日 优先权日2004年5月12日
发明者小林敏宏 申请人:帕洛马工业株式会社