JP2001221425A - Combustor - Google Patents

Combustor

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JP2001221425A
JP2001221425A JP2000032912A JP2000032912A JP2001221425A JP 2001221425 A JP2001221425 A JP 2001221425A JP 2000032912 A JP2000032912 A JP 2000032912A JP 2000032912 A JP2000032912 A JP 2000032912A JP 2001221425 A JP2001221425 A JP 2001221425A
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JP
Japan
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combustion
heat exchanger
path
combustion gas
short
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Application number
JP2000032912A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Oshima
朗 大島
Kazuhisa Morigami
和久 森上
Motohiko Kitamura
基彦 北村
Takashi Nishikawa
隆 西川
Takanobu Fujimoto
孝信 藤本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JP2001221425A publication Critical patent/JP2001221425A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe combustor by preventing oscillating combustion. SOLUTION: A combustor comprises a fuel supply device 11 for supplying fuel, a combustion air supply device 12 for supplying combustion air, a burner 13 for mixing and combusting the fuel and the combustion air, a heat chamber 14 which communicates with the burner 13 and directs combustion gas to a downstream side while keeping combustion, a heat exchanger 15 which communicates with the heat chamber 14 and directs the combustion gas to the downstream side while exchanging heat with the combustion gas, and an exhaust unit for discharging the combustion gas outside of the combustor. The exhaust unit comprises a main exhaust passage 16 communicating with the heat exchanger 15 and a short-circuit passage 17 which loads the gas directly to the passage 16 without passing through the heat exchanger 15.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は暖房機などに用いら
れる燃焼器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustor used for a heater or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の燃焼器は図6に示すよう
に、燃料供給装置1と燃焼用空気供給装置2により供給
された燃料と空気を混合してバーナ部3で燃焼させる。
そして、燃焼により発生した高温の燃焼ガスは矢印で示
すように前記バーナ部3に連通した燃焼筒4で完全燃焼
し、その下流側に設けられた熱交換器5に導かれる。そ
して、この熱交換器5で熱交換した後、排気部6に導か
れ機器外に排出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of combustor mixes fuel and air supplied by a fuel supply device 1 and a combustion air supply device 2 and burns them in a burner section 3, as shown in FIG.
Then, the high-temperature combustion gas generated by the combustion is completely combusted by the combustion tube 4 communicating with the burner section 3 as shown by an arrow, and is guided to a heat exchanger 5 provided downstream thereof. After the heat is exchanged in the heat exchanger 5, the heat is guided to the exhaust unit 6 and discharged out of the apparatus.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、上記従
来の構成では、近年のように燃焼器のコンパクト化、低
NOxのためにバーナ部を小型化し高負荷燃焼させるよ
うにした場合、燃焼ガスの噴出速度が速くなるため機器
の給排気経路の固有振動数とマッチして振動燃焼が発生
し易くなる。
However, in the above-mentioned conventional configuration, when the burner is downsized to perform high load combustion in order to make the combustor compact and low NOx as in recent years, the combustion gas Since the jetting speed of the fuel becomes high, the combustion frequency is easily matched with the natural frequency of the supply / exhaust passage of the device.

【0004】さらに、機器のコンパクト化により熱交換
器の小型化が進むと、熱効率を確保するために排気経路
が長くなり、このことにより振動燃焼はより発生し易く
なるという課題を有していた。
[0004] Furthermore, as the size of the heat exchanger is reduced due to the downsizing of the equipment, the exhaust path is lengthened in order to ensure thermal efficiency, which causes a problem that vibration combustion is more likely to occur. .

【0005】また、振動燃焼は火炎が機器の給排気経路
の音響的固有振動数と共振して発生するため、一度発生
すると給排気経路の見直し等の大幅な変更を行わないと
防止することが難しいという課題を有していた。
[0005] In addition, the oscillation combustion occurs when the flame resonates with the acoustic natural frequency of the supply / exhaust path of the equipment. Therefore, once it occurs, it cannot be prevented unless a significant change such as a review of the supply / exhaust path is made. It was difficult.

【0006】本発明は、上記課題を解決するもので、高
負荷燃焼をさせるようなバーナにおいても、振動燃焼の
発生し難い燃焼器を提供することを目的としたものであ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a combustor that does not easily generate oscillating combustion even in a burner that performs high-load combustion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するために、燃料を供給する燃料供給装置と、燃
焼用空気を供給する燃焼用空気供給装置と、燃料と燃焼
用空気を混合して燃焼させるバーナと、前記バーナに連
通し燃焼を継続しつつ燃焼ガスを下流側に導く燃焼筒
と、前記燃焼筒に連通し燃焼ガスを熱交換しつつ下流側
に導く熱交換器と、前記燃焼ガスを機外に排出する排気
部を備え、前記排気部は熱交換器に連通した主排気経路
と熱交換器を経由せず直接主排気経路に導く短絡経路と
で構成している。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a fuel supply device for supplying fuel, a combustion air supply device for supplying combustion air, and a fuel and combustion air supply device. A burner that mixes and burns, a combustion tube that communicates with the burner and guides combustion gas to the downstream while continuing combustion, and a heat exchanger that communicates with the combustion tube and exchanges heat with the combustion gas to downstream. An exhaust unit for discharging the combustion gas out of the machine, the exhaust unit comprising a main exhaust path connected to a heat exchanger and a short-circuit path that directly leads to the main exhaust path without passing through the heat exchanger. .

【0008】上記発明によれば、燃焼ガスを機外に排出
する排気部の構成を熱交換器を経由する主排気経路と熱
交換器をバイパスするように設けた短絡経路で構成して
いるため、いかなる形態の熱交換器で構成された排気経
路においても、その固有振動数を容易に変更することが
でき、振動燃焼の発生を防止することができる。いいか
えれば、振動燃焼を防止するために排気経路、つまり、
熱交換器の形態を制限する必要がなくなり、機器のコン
パクト化や熱効率のみを考慮した熱交換器の設計が可能
になるとともに、使用条件に影響を受けない安全性の高
い燃焼器を提供することができる。
According to the above invention, the structure of the exhaust part for discharging the combustion gas to the outside of the machine is constituted by the main exhaust path passing through the heat exchanger and the short-circuit path provided so as to bypass the heat exchanger. The natural frequency of the exhaust path formed by any type of heat exchanger can be easily changed, and the occurrence of oscillating combustion can be prevented. In other words, in order to prevent oscillating combustion, the exhaust path,
It is not necessary to limit the form of the heat exchanger, and it is possible to design a heat exchanger that takes into account only the compactness of equipment and thermal efficiency, and to provide a highly safe combustor that is not affected by use conditions. Can be.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、燃料を供
給する燃料供給装置と、燃焼用空気を供給する燃焼用空
気供給装置と、燃料と燃焼用空気を混合して燃焼させる
バーナと、前記バーナに連通し燃焼を継続しつつ燃焼ガ
スを下流側に導く燃焼筒と、前記燃焼筒に連通し燃焼ガ
スを熱交換しつつ下流側に導く熱交換器と、前記燃焼ガ
スを機外に排出する排気部を備え、前記排気部は熱交換
器に連通した主排気経路と熱交換器を経由せず直接主排
気経路に導く短絡経路とで構成している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 comprises a fuel supply device for supplying fuel, a combustion air supply device for supplying combustion air, and a burner for mixing fuel and combustion air for combustion. A combustion cylinder that communicates with the burner and guides combustion gas downstream while continuing combustion; a heat exchanger that communicates with the combustion cylinder and guides combustion gas downstream while exchanging heat; and The exhaust unit includes a main exhaust path communicating with the heat exchanger and a short-circuit path that leads directly to the main exhaust path without passing through the heat exchanger.

【0010】そして、燃焼ガスを機外に排出する排気部
の構成を熱交換器を経由する主排気経路と熱交換器をバ
イパスするように設けた短絡経路で構成しているため、
いかなる形態の熱交換器で構成された排気経路において
も、その固有振動数を容易に変更することができ、振動
燃焼の発生を防止することができる。いいかえれば、振
動燃焼を防止するために排気経路、つまり、熱交換器の
形態を制限する必要がなくなり、機器のコンパクト化や
熱効率のみを考慮した熱交換器の設計が可能になるとと
もに、使用条件に影響を受けない安全性の高い燃焼器を
提供することができる。
[0010] Since the structure of the exhaust part for discharging the combustion gas to the outside of the machine is constituted by a main exhaust path passing through the heat exchanger and a short-circuit path provided so as to bypass the heat exchanger,
The natural frequency of the exhaust path formed by any type of heat exchanger can be easily changed, and the occurrence of oscillating combustion can be prevented. In other words, there is no need to restrict the exhaust path, that is, the form of the heat exchanger, in order to prevent oscillating combustion. It is possible to provide a highly safe combustor which is not affected by the heat.

【0011】また、請求項2記載の発明は、燃料を供給
する燃料供給装置と、燃焼用空気を供給する燃焼用空気
供給装置と、燃料と燃焼用空気を混合して燃焼させるバ
ーナと、前記バーナに連通し燃焼を継続しつつ燃焼ガス
を下流側に導く燃焼筒と、前記燃焼筒に連通し燃焼ガス
を熱交換しつつ下流側に導く熱交換器と、前記燃焼ガス
を機外に排出する排気部を備え、前記熱交換器は排気部
までの流路の長い主経路と前記主経路に対して排気部ま
での流路の短い短絡経路とで構成している。
The invention according to claim 2 is a fuel supply device for supplying fuel, a combustion air supply device for supplying combustion air, a burner for mixing fuel and combustion air for combustion, A combustion tube that communicates with the burner and guides combustion gas to the downstream side while continuing combustion; a heat exchanger that communicates with the combustion tube and exchanges heat with the combustion gas to downstream side; and discharges the combustion gas out of the machine. The heat exchanger includes a main path having a long flow path to the exhaust section and a short-circuit path having a short flow path to the exhaust section with respect to the main path.

【0012】また、請求項3記載の発明は、熱交換器を
複数段のプレート型熱交換器で形成し、全ての段のプレ
ート型熱交換器を経由して燃焼ガスを排気部まで導く主
経路と、複数段あるうちの少なくとも1段以上のプレー
ト型熱交換器を経由しない短絡経路を設けた構成として
いる。
According to a third aspect of the present invention, the heat exchanger is formed of a plurality of stages of plate-type heat exchangers, and the combustion gas is led to the exhaust unit via the plate-type heat exchangers of all stages. A path and a short-circuit path that does not pass through at least one or more plate-type heat exchangers among a plurality of stages are provided.

【0013】そして、熱交換器内に排気部までの流路の
長い主経路と流路の短い短絡経路の2経路を設けた構成
としているため、主経路と短絡経路の通路抵抗のバラン
スを安定して確保することができるとともに、排気経路
の主要部分を構成する熱交換器自体で固有振動数を容易
に変更することができ、別部品で短絡経路を構成すると
いう複雑な構成を採る必要がなく、極めて簡単な構成、
かつ省スペースで振動燃焼の発生を防止することができ
る。
Since the heat exchanger is provided with two paths, a main path having a long flow path to the exhaust portion and a short-circuit path having a short flow path, the path resistance of the main path and the short-circuit path is stabilized. It is necessary to adopt a complicated configuration in which the natural frequency can be easily changed by the heat exchanger itself, which constitutes the main part of the exhaust path, and a short-circuit path is formed by another component. No, very simple configuration,
In addition, the occurrence of vibration combustion can be prevented in a small space.

【0014】また、請求項4記載の発明は、2段のプレ
ート型熱交換器からなる熱交換器において、バーナ部に
近い上流側のプレート型熱交換器を2つの部屋に分割
し、一方の部屋はバーナ部からの燃焼ガスが流入する入
口部と、主経路として2段目のプレート型熱交換器に燃
焼ガスを導く接続部とを有し、他方の部屋は2段目のプ
レート型熱交換器からの燃焼ガスが流入する入口部と、
排気部へ燃焼ガスを導く接続部を有し、この2つの部屋
の間に燃焼ガスの流通が可能な短絡経路を設けた構成と
している。 そして、2段で構成したプレート型熱交換
器に限定したものにおいて、短絡経路と排気部の接続を
熱交換器内で一体的に行う構成としているため、熱交換
器と排気部の接続が1箇所でよくなり、構成の簡素化を
図ることができるとともに、振動燃焼の発生を防止する
ことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger including the two-stage plate type heat exchanger, the plate type heat exchanger on the upstream side near the burner is divided into two chambers. The room has an inlet through which the combustion gas flows from the burner section, and a connection for guiding the combustion gas to the second plate heat exchanger as a main path, and the other room has a second plate heat exchanger. An inlet portion into which the combustion gas from the exchanger flows,
It has a connecting portion for guiding the combustion gas to the exhaust portion, and a short-circuit path through which the combustion gas can flow is provided between the two chambers. In a plate heat exchanger limited to a two-stage plate heat exchanger, the connection between the short-circuit path and the exhaust unit is integrally performed in the heat exchanger, so that the connection between the heat exchanger and the exhaust unit is one. It is possible to simplify the configuration and to prevent the occurrence of oscillating combustion.

【0015】また、請求項5記載の発明は、短絡経路に
は通路抵抗が大きくなる手段を設け、短絡経路を通過す
る燃焼ガスの流量を主経路を通過する燃焼ガスの流量よ
り少なくした構成としている。
The invention according to claim 5 is configured such that a means for increasing the passage resistance is provided in the short-circuit path so that the flow rate of the combustion gas passing through the short-circuit path is smaller than the flow rate of the combustion gas passing through the main path. I have.

【0016】また、請求項6記載の発明は、短絡経路の
一部に流路面積を小さくした部分を設けて通路抵抗を大
きくするようにしている。
Further, in the invention according to claim 6, a portion having a reduced flow path area is provided in a part of the short-circuit path so as to increase the passage resistance.

【0017】そして、短絡経路は長さが短く通路抵抗が
小さいため、燃焼ガスが多く流れると排気温度が上昇し
て熱効率の低下を引き起こす。そこで、通路抵抗が大き
くなる手段、例えば、短絡経路の一部に流路面積を小さ
くした部分を設けて通路抵抗を大きくすることにより、
熱交換器の熱効率の低下を抑えながら、振動燃焼の防止
を図ることができる。
Since the short-circuit path has a short length and a small passage resistance, when a large amount of combustion gas flows, the exhaust gas temperature rises and the thermal efficiency decreases. Therefore, means for increasing the passage resistance, for example, by providing a portion having a reduced passage area in a part of the short-circuit path to increase the passage resistance,
Oscillation combustion can be prevented while suppressing a decrease in the thermal efficiency of the heat exchanger.

【0018】また、請求項7記載の発明は、短絡経路の
一部に設けた流路面積の小なる部分の長さを変更するこ
とで通路抵抗を調節するようにしている。 そして、延
長配管等の設置条件で機器の音響的固有振動数が変化す
るような場合でも短絡経路の長さを変更することで振動
燃焼の防止を図ることができる。
In the invention according to claim 7, the passage resistance is adjusted by changing the length of a portion having a small flow path area provided in a part of the short circuit path. Then, even when the acoustic natural frequency of the device changes depending on the installation conditions of the extension pipe or the like, the vibration combustion can be prevented by changing the length of the short-circuit path.

【0019】また、請求項8記載の発明は、短絡経路の
一部に流路面積を可変する手段を設けて通路抵抗を調節
するようにしている。
In the invention according to claim 8, means for varying the flow path area is provided in a part of the short-circuit path to adjust the path resistance.

【0020】そして、短絡経路の通路抵抗を調節するこ
とにより、振動燃焼の発生し易い着火時などは、通路抵
抗を小さくして振動燃焼を抑制し、燃焼時には通路抵抗
を大きくして熱交換器の熱効率の低下を最小限に抑えな
がら、振動燃焼の防止を図ることができる。
By adjusting the passage resistance of the short-circuit path, the ignition resistance can be reduced by reducing the passage resistance at the time of ignition or the like where vibration combustion easily occurs, and the passage resistance can be increased by increasing the passage resistance during combustion. The vibration combustion can be prevented while minimizing the decrease in the thermal efficiency.

【0021】[0021]

【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づき説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】(実施例1)図1は本発明の実施例1の燃
焼器の断面図である。11は電磁ポンプ(燃料供給装
置)、12は送風ファン(燃焼用空気供給装置)、13
は燃料と空気を混合して燃焼させるバーナ部、14は前
記バーナ部13に連通して設けた燃焼筒、15は燃焼筒
より導かれた燃焼ガスを熱交換する熱交換器で、2段の
プレート型熱交換器15a、15bで構成している。1
6は排気部を構成する主排気経路で、熱交換器15を経
由した燃焼ガスを機外に排出する。17は排気部を構成
する短絡経路で、熱交換器15を経由せずバイパスして
直接主排気経路16に燃焼ガスを導く構成としている。
FIG. 1 is a sectional view of a combustor according to a first embodiment of the present invention. 11 is an electromagnetic pump (fuel supply device), 12 is a blower fan (combustion air supply device), 13
Is a burner section for mixing and burning fuel and air, 14 is a combustion cylinder provided in communication with the burner section 13, and 15 is a heat exchanger for exchanging heat of combustion gas guided from the combustion cylinder. It is composed of plate heat exchangers 15a and 15b. 1
Reference numeral 6 denotes a main exhaust path that constitutes an exhaust section, and discharges the combustion gas that has passed through the heat exchanger 15 to the outside of the machine. Reference numeral 17 denotes a short-circuit path that constitutes an exhaust part, and is configured to directly lead the combustion gas to the main exhaust path 16 without passing through the heat exchanger 15.

【0023】上記構成において動作を説明すると、電磁
ポンプ11と送風ファン12より供給された燃料と空気
を混合し、バーナ部13で適当な着火手段(図示せず)
により着火させ、燃焼させる。このとき、バーナ部13
は機器のコンパクト化を図る目的よりかなりコンパクト
に構成されており、所定の燃焼量を確保するため、混合
ガスの噴出速度も速く高負荷燃焼を行うようにしてい
る。このため、燃焼により発生した燃焼ガスの流速もか
なり速いものとなり矢印で示すように、まず燃焼筒14
を通り完全燃焼して、上方に連通して設けた熱交換器1
5に導かれる。また、本実施例では燃焼筒14内に輻射
体14aを配した構成を示したものであり、燃焼筒14
内の燃焼ガスは前記輻射体14aを赤熱させて本体前面
に輻射暖房を行うようにしている。
The operation of the above configuration will be described. The fuel supplied from the electromagnetic pump 11 and the air supplied from the blower fan 12 are mixed with the air, and an appropriate ignition means (not shown) is applied to the burner 13.
To ignite and burn. At this time, the burner 13
Is designed to be considerably compact for the purpose of downsizing the equipment. In order to secure a predetermined amount of combustion, the injection speed of the mixed gas is high and high load combustion is performed. For this reason, the flow velocity of the combustion gas generated by the combustion becomes considerably high, and as shown by the arrow, first, the combustion cylinder 14
Heat exchanger 1 that is completely burned through
It is led to 5. Further, in the present embodiment, a configuration in which the radiator 14a is disposed in the combustion cylinder 14 is shown.
The combustion gas inside heats the radiator 14a to radiantly heat the front surface of the main body.

【0024】次に、熱交換器15に導かれた流速の速い
燃焼ガスは熱交換器15を経由して最終端に連接した主
排気経路16より機外に排出される。
Next, the combustion gas having a high flow rate introduced into the heat exchanger 15 is discharged outside the machine via the heat exchanger 15 from the main exhaust path 16 connected to the final end.

【0025】従来はこの経路において流速の速い燃焼ガ
スが通過する際、経路の固有振動数とマッチして共振を
起こし、振動燃焼に至るという現象を発生するものであ
った。
Conventionally, when a high-velocity combustion gas passes through this path, resonance occurs in accordance with the natural frequency of the path, and a phenomenon occurs in which oscillating combustion occurs.

【0026】そこで、本発明では燃焼筒14より熱交換
器15に導かれる燃焼ガスの一部を短絡経路17を介し
て熱交換器15をバイパスして主排気経路16に導出す
るようにしている。これにより、燃焼ガスが通過する経
路の固有振動数を変更することができ、流速の速い燃焼
ガスが通過しても振動燃焼を起こすことなく、正常に燃
焼を継続することができる。
Therefore, in the present invention, a part of the combustion gas guided from the combustion cylinder 14 to the heat exchanger 15 is bypassed to the main exhaust path 16 by bypassing the heat exchanger 15 via the short-circuit path 17. . As a result, the natural frequency of the path through which the combustion gas passes can be changed, and even if the combustion gas with a high flow velocity passes, combustion can be continued normally without causing oscillating combustion.

【0027】つまり、熱交換器15の形態は熱効率を確
保するという制約のため、ある程度以上の長さが必要で
あり、燃焼ガス経路の固有振動数を変更するために熱交
換器15の形態を変えることには限界がある。そこで、
規制された熱交換器15において、固有振動数を変更す
る手段として上記した如く、短絡経路17を配し、最適
な条件を設定することで機器の音響的固有振動数と共振
して発生する振動燃焼を防止するようにしている。
In other words, the shape of the heat exchanger 15 needs to be longer than a certain level due to the restriction of securing thermal efficiency, and the shape of the heat exchanger 15 is changed in order to change the natural frequency of the combustion gas path. There are limits to changing. Therefore,
In the regulated heat exchanger 15, as described above, the short-circuit path 17 is provided as a means for changing the natural frequency, and the vibration generated by resonating with the acoustic natural frequency of the device is set by setting the optimum condition. I try to prevent combustion.

【0028】(実施例2)図2は本発明の実施例2の燃
焼器の断面図である。実施例1と同一部分は同一番号を
付与して説明を省略する。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view of a combustor according to Embodiment 2 of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0029】実施例2は、熱交換器15の入口側と出口
側近傍を接続して短絡経路17を形成し、熱交換器15
内に主排気経路16までの流路の長い主経路と流路の短
い短絡経路17を構成したものである。
In the second embodiment, the short-circuit path 17 is formed by connecting the inlet side and the vicinity of the outlet side of the heat exchanger 15 and the heat exchanger 15
A main path having a long flow path to the main exhaust path 16 and a short-circuit path 17 having a short flow path are formed therein.

【0030】上記構成において、熱交換器15の構成を
利用しているため、短絡経路17のために余分な配管や
スペースを必要とせず、簡単な構成で振動燃焼の対応を
行うことができる。
In the above-described configuration, since the configuration of the heat exchanger 15 is used, no extra piping or space is required for the short-circuit path 17, and the vibration combustion can be handled with a simple configuration.

【0031】また、短絡経路17の通路面積を小さくす
ることや放熱面積を大きくすることにより、熱交換器1
5の熱効率の低下を抑えながら、振動燃焼の対応を行う
ことができる。
Also, by reducing the passage area of the short-circuit path 17 and increasing the heat radiation area, the heat exchanger 1
5, while suppressing a decrease in thermal efficiency, it is possible to cope with vibration combustion.

【0032】(実施例3)図3は本発明の実施例3の燃
焼器の断面図である。実施例1、2と同一部分は同一番
号を付与して説明を省略する。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view of a combustor according to Embodiment 3 of the present invention. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【0033】実施例3は、2段のプレート型熱交換器1
5a、15bからなる熱交換器15を設け、上流側熱交
換器15aを2つの部屋18aと18bに分割する。部
屋18aには燃焼筒14からの燃焼ガスが流入する入口
部19と主経路として2段目の下流側熱交換器15bに
燃焼ガスを導く接続部20を有し、部屋18bには下流
側熱交換器15bからの燃焼ガスが流入する入口部21
と主排気経路16へ燃焼ガスを導く接続部22を有し、
部屋18aと18bの間に燃焼ガスが流通する短絡経路
17を設けた構成としている。
Embodiment 3 is a two-stage plate heat exchanger 1
A heat exchanger 15 composed of 5a and 15b is provided, and the upstream heat exchanger 15a is divided into two rooms 18a and 18b. The room 18a has an inlet 19 into which the combustion gas from the combustion tube 14 flows, and a connecting portion 20 for guiding the combustion gas to the second-stage downstream heat exchanger 15b as a main path. Inlet 21 into which the combustion gas from vessel 15b flows
And a connecting portion 22 for guiding the combustion gas to the main exhaust path 16,
A short-circuit path 17 through which the combustion gas flows is provided between the chambers 18a and 18b.

【0034】上記構成において、2段のプレート型熱交
換器15a、15bからなる熱交換器15において、排
気経路としてバーナ部に近い上流側熱交換器15aから
2段目の下流側熱交換器15bを通り、再び上流側熱交
換器15aの部屋18bを経由して主排気経路16より
機外に排気される主経路以外に、上流側熱交換器15a
に設けた2つの部屋18aと18bを連通して短絡経路
17を設け、短絡経路17と排気部16の接続を熱交換
器内で一体的に行う構成としているため、熱交換器15
と排気部16の接続が1箇所でよくなり、構成の簡素化
を図ることができるとともに、短絡経路17を最適条件
に設定することで熱効率の低下を抑えつつ振動燃焼の発
生を防止することができる。
In the above configuration, in the heat exchanger 15 including the two-stage plate heat exchangers 15a and 15b, the second-stage downstream heat exchanger 15b from the upstream heat exchanger 15a close to the burner as an exhaust path is used. As described above, in addition to the main path exhausted outside from the main exhaust path 16 again through the room 18b of the upstream heat exchanger 15a, the upstream heat exchanger 15a
A short circuit path 17 is provided by communicating the two rooms 18a and 18b provided in the heat exchanger, and the short circuit path 17 and the exhaust unit 16 are connected integrally in the heat exchanger.
And the exhaust unit 16 can be connected at one place, the configuration can be simplified, and by setting the short-circuit path 17 to the optimum condition, it is possible to prevent the occurrence of oscillating combustion while suppressing a decrease in thermal efficiency. it can.

【0035】(実施例4)図4は本発明の実施例4の燃
焼器の断面図である。実施例1、2、3と同一部分は同
一番号を付与して説明を省略する。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view of a combustor according to Embodiment 4 of the present invention. The same parts as those in the first, second, and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0036】実施例4は、短絡経路17の通路抵抗を大
きくする手段、例えば抵抗体23を配したり、短絡経路
17の長さを変更して、短絡経路17を通過する燃焼ガ
スの流量を主経路を通過する燃焼ガスの流量より少なく
した構成としている。
In the fourth embodiment, means for increasing the passage resistance of the short-circuit path 17, for example, by disposing a resistor 23 or changing the length of the short-circuit path 17, reduces the flow rate of the combustion gas passing through the short-circuit path 17. The configuration is such that the flow rate of the combustion gas passing through the main path is smaller than the flow rate.

【0037】上記構成において、延長配管等の設置条件
で機器の音響的固有振動数が変化するような場合でも、
短絡経路17の長さLを変更したり、抵抗体23を配す
ることで、変化した固有振動数と共振しないように排気
経路の固有振動数を変更して振動燃焼の防止を図ること
ができる。
In the above configuration, even if the acoustic natural frequency of the device changes depending on the installation conditions such as the extension piping,
By changing the length L of the short-circuit path 17 or disposing the resistor 23, the natural frequency of the exhaust path can be changed so as not to resonate with the changed natural frequency, thereby preventing vibration combustion. .

【0038】(実施例5)図5は本発明の実施例5の燃
焼器の断面図である。実施例1、2、3と同一部分は同
一番号を付与して説明を省略する。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a sectional view of a combustor according to Embodiment 5 of the present invention. The same parts as those in the first, second, and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0039】実施例5は、短絡経路17の通路抵抗をダ
ンパー24により調節できる構成としている。
In the fifth embodiment, the path resistance of the short-circuit path 17 can be adjusted by the damper 24.

【0040】上記構成において、ダンパー24を調節す
ることで、短絡経路17の通路抵抗を変更し、振動燃焼
の発生し易い着火時などは、通路抵抗を小さくして振動
燃焼を抑制し、燃焼時には通路抵抗を大きくして熱交換
器の熱効率の低下を最小限に抑えながら、振動燃焼の防
止を行うようにしている。
In the above configuration, by adjusting the damper 24, the passage resistance of the short-circuit path 17 is changed. At the time of ignition where vibration combustion is likely to occur, the passage resistance is reduced to suppress vibration combustion. Vibration combustion is prevented while increasing the passage resistance to minimize the decrease in the thermal efficiency of the heat exchanger.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、燃焼ガスを機外に排出する排気部の構成を熱
交換器を経由する主排気経路と熱交換器をバイパスする
ように設けた短絡経路で構成しているため、いかなる形
態の熱交換器で構成された排気経路においても、その固
有振動数を容易に変更することができ、振動燃焼の発生
を防止することができる。いいかえれば、振動燃焼を防
止するために排気経路、つまり、熱交換器の形態を制限
する必要がなくなり、機器のコンパクト化や熱効率のみ
を考慮した熱交換器の設計が可能になるとともに、使用
条件に影響を受けない安全性の高い燃焼器を提供するこ
とができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the structure of the exhaust unit for discharging the combustion gas to the outside of the machine is such that the main exhaust path passing through the heat exchanger and the heat exchanger are bypassed. , The natural frequency can be easily changed in the exhaust path constituted by any form of heat exchanger, and the occurrence of oscillating combustion can be prevented. . In other words, there is no need to restrict the exhaust path, that is, the form of the heat exchanger, in order to prevent oscillating combustion. It is possible to provide a highly safe combustor which is not affected by the heat.

【0042】また、請求項2、3記載の発明によれば、
熱交換器内に排気部までの流路の長い主経路と流路の短
い短絡経路の2経路を設けた構成としているため、主経
路と短絡経路の通路抵抗のバランスを安定して確保する
ことができるとともに、排気経路の主要部分を構成する
熱交換器自体で固有振動数を容易に変更することがで
き、別部品で短絡経路を構成するという複雑な構成を採
る必要がなく、極めて簡単な構成、かつ省スペースで振
動燃焼の発生を防止することができる。
According to the second and third aspects of the present invention,
Since the heat exchanger has two paths, a main path with a long flow path to the exhaust unit and a short-circuit path with a short flow path, a stable balance of the path resistance between the main path and the short-circuit path is ensured. In addition, the natural frequency can be easily changed by the heat exchanger itself, which constitutes the main part of the exhaust path, and there is no need to adopt a complicated configuration in which a short-circuit path is formed by separate parts, making it extremely simple. Occurrence of vibration combustion can be prevented with a configuration and space saving.

【0043】また、請求項4記載の発明によれば、2段
で構成したプレート型熱交換器に限定したものにおい
て、短絡経路と排気部の接続を熱交換器内で一体的に行
う構成としているため、熱交換器と排気部の接続が1箇
所でよくなり、構成の簡素化を図ることができるととも
に、振動燃焼の発生を防止することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the plate heat exchanger is limited to a two-stage plate heat exchanger, and the short circuit path and the exhaust portion are integrally connected in the heat exchanger. Therefore, the connection between the heat exchanger and the exhaust portion can be made at one place, so that the configuration can be simplified and the occurrence of oscillating combustion can be prevented.

【0044】また、請求項5、6記載の発明によれば、
短絡経路は長さが短く通路抵抗が小さいため、燃焼ガス
が多く流れると排気温度が上昇して熱効率の低下を引き
起こす。そこで、通路抵抗が大きくなる手段、例えば、
短絡経路の一部に流路面積を小さくした部分を設けて通
路抵抗を大きくすることにより、熱交換器の熱効率の低
下を抑えながら、振動燃焼の防止を図ることができる。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention,
Since the short-circuit path has a short length and a low passage resistance, when a large amount of combustion gas flows, the exhaust gas temperature rises and causes a decrease in thermal efficiency. Therefore, means for increasing the passage resistance, for example,
By providing a portion having a reduced flow path area in a part of the short circuit path to increase the passage resistance, it is possible to prevent the oscillating combustion while suppressing a decrease in the thermal efficiency of the heat exchanger.

【0045】また、請求項7記載の発明によれば、延長
配管等の設置条件で機器の音響的固有振動数が変化する
ような場合でも短絡経路の長さを変更することで振動燃
焼の防止を図ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, even when the acoustic natural frequency of the device changes under the installation conditions of the extension pipe or the like, the length of the short-circuit path is changed to prevent the oscillating combustion. Can be achieved.

【0046】また、請求項8記載の発明によれば、短絡
経路の通路抵抗を調節することにより、振動燃焼の発生
し易い着火時などは、通路抵抗を小さくして振動燃焼を
抑制し、燃焼時には通路抵抗を大きくして熱交換器の熱
効率の低下を最小限に抑えながら、振動燃焼の防止を図
ることができる。
According to the eighth aspect of the invention, by adjusting the passage resistance of the short-circuit path, during ignition or the like where vibration combustion is liable to occur, the passage resistance is reduced to suppress vibration combustion. Occasionally, vibration resistance can be prevented while increasing the passage resistance to minimize the decrease in the thermal efficiency of the heat exchanger.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の暖房機の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a heater according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2の暖房機の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a heater according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3の暖房機の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a heater according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4の暖房機の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a heater according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5の暖房機の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a heater according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来の暖房機の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電磁ポンプ(燃料供給装置) 12 送風ファン(燃焼用空気供給装置) 13 バーナ部 14 燃焼筒 15 熱交換器 16 主排気経路(排気部) 17 短絡経路 Reference Signs List 11 electromagnetic pump (fuel supply device) 12 blower fan (combustion air supply device) 13 burner section 14 combustion cylinder 15 heat exchanger 16 main exhaust path (exhaust section) 17 short circuit path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 基彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西川 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤本 孝信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K070 AB01 AB14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Motohiko Kitamura 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Nishikawa 1006 Kadoma Kadoma Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Takanobu Fujimoto 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 3K070 AB01 AB14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料を供給する燃料供給装置と、燃焼用空
気を供給する燃焼用空気供給装置と、燃料と燃焼用空気
を混合して燃焼させるバーナと、前記バーナに連通し燃
焼を継続しつつ燃焼ガスを下流側に導く燃焼筒と、前記
燃焼筒に連通し燃焼ガスを熱交換しつつ下流側に導く熱
交換器と、前記燃焼ガスを機外に排出する排気部を備
え、前記排気部は熱交換器に連通した主排気経路と熱交
換器を経由せず直接主排気経路に導く短絡経路とで構成
した燃焼器。
1. A fuel supply device for supplying fuel, a combustion air supply device for supplying combustion air, a burner for mixing and burning fuel and combustion air, and communicating with the burner to continue combustion. A combustion tube that guides the combustion gas to the downstream side, a heat exchanger that communicates with the combustion tube and guides the combustion gas to the downstream side while exchanging heat, and an exhaust unit that discharges the combustion gas out of the device. The combustor consists of a main exhaust path communicating with the heat exchanger and a short-circuit path that leads directly to the main exhaust path without passing through the heat exchanger.
【請求項2】燃料を供給する燃料供給装置と、燃焼用空
気を供給する燃焼用空気供給装置と、燃料と燃焼用空気
を混合して燃焼させるバーナと、前記バーナに連通し燃
焼を継続しつつ燃焼ガスを下流側に導く燃焼筒と、前記
燃焼筒に連通し燃焼ガスを熱交換しつつ下流側に導く熱
交換器と、前記燃焼ガスを機外に排出する排気部を備
え、前記熱交換器は排気部までの流路の長い主経路と前
記主経路に対して排気部までの流路の短い短絡経路とで
構成した燃焼器。
2. A fuel supply device for supplying fuel, a combustion air supply device for supplying combustion air, a burner for mixing fuel and combustion air for combustion, and communicating with the burner to continue combustion. A combustion tube that guides the combustion gas to the downstream side while flowing, a heat exchanger that communicates with the combustion tube and guides the combustion gas to the downstream side while exchanging heat, and an exhaust unit that discharges the combustion gas to the outside of the machine. A combustor in which the exchanger includes a main path having a long flow path to the exhaust section and a short-circuit path having a short flow path to the exhaust section with respect to the main path.
【請求項3】熱交換器を複数段のプレート型熱交換器で
形成し、全ての段のプレート型熱交換器を経由して燃焼
ガスを排気部まで導く主経路と、複数段あるうちの少な
くとも1段以上のプレート型熱交換器を経由しない短絡
経路を設けた請求項2記載の燃焼器。
3. A heat exchanger formed of a plurality of stages of plate-type heat exchangers, wherein a main path for guiding combustion gas to an exhaust portion via all stages of plate-type heat exchangers, 3. The combustor according to claim 2, further comprising a short-circuit path that does not pass through at least one or more plate-type heat exchangers.
【請求項4】2段のプレート型熱交換器からなる熱交換
器において、バーナ部に近い上流側のプレート型熱交換
器を2つの部屋に分割し、一方の部屋はバーナ部からの
燃焼ガスが流入する入口部と、主経路として2段目のプ
レート型熱交換器に燃焼ガスを導く接続部とを有し、他
方の部屋は2段目のプレート型熱交換器からの燃焼ガス
が流入する入口部と、排気部へ燃焼ガスを導く接続部を
有し、この2つの部屋の間に燃焼ガスの流通が可能な短
絡経路を設けた請求項2または3記載の燃焼器。
4. A heat exchanger comprising a two-stage plate heat exchanger, wherein an upstream plate heat exchanger near a burner is divided into two chambers, and one of the chambers is provided with combustion gas from the burner. And a connection for guiding the combustion gas to the second-stage plate heat exchanger as a main path, and the other room receives the combustion gas from the second-stage plate heat exchanger. The combustor according to claim 2 or 3, further comprising an inlet portion that connects the fuel cell and a connection portion that guides the combustion gas to the exhaust portion, and a short-circuit path through which the combustion gas can flow is provided between the two chambers.
【請求項5】短絡経路には通路抵抗が大きくなる手段を
設け、短絡経路を通過する燃焼ガスの流量を主経路を通
過する燃焼ガスの流量より少なくした請求項1ないし4
のいずれか1項記載の燃焼器。
5. The short-circuit path is provided with means for increasing passage resistance, and the flow rate of the combustion gas passing through the short-circuit path is made smaller than the flow rate of the combustion gas passing through the main path.
A combustor according to any one of the preceding claims.
【請求項6】短絡経路の一部に流路面積を小さくした部
分を設けて通路抵抗を大きくするようにした請求項1な
いし5のいずれか1項記載の燃焼器。
6. The combustor according to claim 1, wherein a portion having a reduced flow path area is provided in a part of the short circuit path to increase the passage resistance.
【請求項7】短絡経路の一部に設けた流路面積の小なる
部分の長さを変更することで通路抵抗を調節するように
した請求項1ないし6のいずれか1項記載の燃焼器。
7. The combustor according to claim 1, wherein a passage resistance is adjusted by changing a length of a portion having a small flow path area provided in a part of the short circuit path. .
【請求項8】短絡経路の一部に流路面積を可変する手段
を設けて通路抵抗を調節するようにした請求項1ないし
7のいずれか1項記載の燃焼器。
8. The combustor according to claim 1, wherein means for varying the flow path area is provided in a part of the short-circuit path to adjust the path resistance.
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