JP2009529647A - Combined heating / hot water system for mobile applications - Google Patents
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Abstract
内腔部(14)を備えた温水タンク(12)と、その温水タンク(16)の内腔部(14)に配置される、液体または気体燃料燃焼用のバーナ(16)とを有する移動用途用の暖房/温水複合システム(10)であって、バーナ(16)は、温水タンク(12)に熱的に結合されると共に、燃焼空気供給装置(18)を有し、この燃焼空気供給装置(18)は、空気流入開口(20)と、第1空気流出開口(22)と、第2空気流出開口(24)とを備えた空気ガイド装置(28)を有し、第1空気流出開口(22)は、燃焼空気供給装置(18)を冷却し得るように配置され、第2空気流出開口(24)は、燃焼空気をバーナ(16)に供給し得るように配置される、暖房/温水複合システム(10)。 Mobile application having a hot water tank (12) with a lumen (14) and a burner (16) for liquid or gaseous fuel combustion disposed in the lumen (14) of the hot water tank (16) A combined heating / warm water system (10), wherein the burner (16) is thermally coupled to the hot water tank (12) and has a combustion air supply device (18), the combustion air supply device (18) includes an air guide device (28) including an air inflow opening (20), a first air outflow opening (22), and a second air outflow opening (24), and the first air outflow opening (22) is arranged to cool the combustion air supply device (18) and the second air outflow opening (24) is arranged to supply combustion air to the burner (16). Hot water complex system (10).
Description
本発明は、移動用途用の暖房/温水複合システムに関する。 The present invention relates to a combined heating / warm water system for mobile applications.
このような移動用途用の暖房/温水複合システムは、例えば特許文献1から知られる。バーナが温水タンクの内腔部に配置されるが、この場合、温水タンクはほぼ中空の円筒形状であり、バーナはほぼ円筒形状である。バーナおよび温水タンクは相互に熱的に結合される。従って、1つのバーナによって、エネルギーを暖房システムと温水システムとの両方に供給できる。 Such a heating / warm water combined system for mobile use is known from Patent Document 1, for example. The burner is disposed in the inner cavity of the hot water tank. In this case, the hot water tank has a substantially hollow cylindrical shape, and the burner has a substantially cylindrical shape. The burner and hot water tank are thermally coupled to each other. Thus, a single burner can supply energy to both the heating system and the hot water system.
このタイプの暖房/温水複合システムを、限定された空間条件の下で使用できるようにするために、システムのさらなる改善が望まれる。このような限定された空間条件は、例えば、自動車、特に移動家屋または他のキャンプ用車両、そしてまた船艇の場合に生じる。
本発明の目的は、動作上の信頼性が高く、所定の空間条件に容易に適合させることができ、しかもコスト効率的に製造し得る移動用途用の暖房/温水複合システムを提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a combined heating / warm water system for mobile applications that is highly reliable in operation, can be easily adapted to predetermined spatial conditions, and can be manufactured cost-effectively. .
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な発展形態が従属請求項に規定される。 This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.
この移動用途用の暖房/温水複合システムは、内腔部を備えた温水タンクと、その温水タンクの内腔部に配置される、液体または気体燃料燃焼用のバーナとによって特徴付けられる。バーナは、温水タンクに熱的に結合されると共に、燃焼空気供給装置を有する。この燃焼空気供給装置は、空気流入開口と、第1空気流出開口と、第2空気流出開口とを備えた空気ガイド装置を有し、この第1空気流出開口は、燃焼空気供給装置を冷却し得るように配置され、第2空気流出開口は、燃焼空気をバーナに供給し得るように配置される。 This combined heating / hot water system for mobile applications is characterized by a hot water tank with a lumen and a burner for liquid or gaseous fuel combustion located in the lumen of the hot water tank. The burner is thermally coupled to the hot water tank and has a combustion air supply device. The combustion air supply device includes an air guide device having an air inflow opening, a first air outflow opening, and a second air outflow opening. The first air outflow opening cools the combustion air supply device. And the second air outlet opening is arranged to supply combustion air to the burner.
空気ガイド装置は、空気流入開口と第1空気流出開口との間の第1空気流れによって、燃焼空気供給装置を冷却し得るように、空気を、燃焼空気供給装置を通して導くことを可能にする。空気流入開口と第2空気流出開口との間の第2空気流れによって、燃焼空気をバーナに供給することができる。 The air guide device allows air to be directed through the combustion air supply device such that the combustion air supply device can be cooled by a first air flow between the air inflow opening and the first air outflow opening. Combustion air can be supplied to the burner by the second air flow between the air inlet opening and the second air outlet opening.
このため、暖房/温水システムが停止している場合でも、空気が、空気流入開口から第1空気流出開口に燃焼空気供給装置を経由して流れ得る限り、燃焼空気供給装置の冷却を確実に行うことができる。 Therefore, even when the heating / warm water system is stopped, the combustion air supply device is reliably cooled as long as air can flow from the air inflow opening to the first air outflow opening via the combustion air supply device. be able to.
本発明の1つの有利な改良形態においては、燃焼空気供給装置が冷却空気ファンを有する。これによって、燃焼空気供給装置の能動的な冷却が、暖房/温水システムの停止時にも可能になり、燃焼空気供給装置の過熱に効果的に対処することができる。 In one advantageous refinement of the invention, the combustion air supply device comprises a cooling air fan. This enables active cooling of the combustion air supply device even when the heating / hot water system is stopped, and can effectively cope with overheating of the combustion air supply device.
本発明の別の有利な実施形態においては、燃焼空気供給装置が燃焼空気ファンおよび燃焼空気ダクトを有し、この燃焼空気ダクトが、燃焼空気を、冷却空気ファンをバイパスしてバーナに供給できるように配置される。 In another advantageous embodiment of the invention, the combustion air supply device comprises a combustion air fan and a combustion air duct, so that the combustion air duct can supply the combustion air to the burner, bypassing the cooling air fan. Placed in.
これによって、燃焼空気を、燃焼空気供給装置の部品によって予熱することなく、周囲大気から空気流入開口を経由してバーナに直接供給することが可能になる。 This makes it possible to supply combustion air directly from the ambient atmosphere to the burner via the air inlet opening without being preheated by the components of the combustion air supply device.
本発明のさらに別の有利な実施形態においては、燃焼空気供給装置が燃焼空気ファンを有し、その燃焼空気ファンおよび冷却空気ファンを共通の駆動装置によって駆動することができる。 In a further advantageous embodiment of the invention, the combustion air supply device comprises a combustion air fan, which can be driven by a common drive.
その結果、一方のファンのための駆動装置を省略でき、燃焼空気供給装置の構造要素に対する費用を低く抑えることが可能になる。さらに、燃焼空気供給装置におけるエネルギー所要量を低く抑えることができる。 As a result, the driving device for one fan can be omitted, and the cost for the structural elements of the combustion air supply device can be kept low. Furthermore, the energy requirement in the combustion air supply device can be kept low.
本発明のさらに別の特に有利な実施形態においては、燃焼空気供給装置が、温水タンクに面する側の燃焼空気供給装置の側面に配置される遮蔽要素を有する。この遮蔽要素によって、燃焼空気供給装置と温水タンクとの間の熱的結合を低減できる。 In yet another particularly advantageous embodiment of the invention, the combustion air supply device has a shielding element arranged on the side of the combustion air supply device facing the hot water tank. This shielding element can reduce the thermal coupling between the combustion air supply device and the hot water tank.
その結果、温水タンクから燃焼空気供給装置への熱の流れを、受動作用する構成部品によって低減することが可能になる。 As a result, the heat flow from the hot water tank to the combustion air supply device can be reduced by passively acting components.
本発明の特に好ましい実施形態においては、この遮蔽要素がアルミニウム製である。本発明のさらに別の特に好ましい実施形態においては、この遮蔽要素がマグネシウム/アルミニウム合金製である。この利点は、アルミニウムおよびマグネシウム/アルミニウム合金によって遮蔽要素が軽量化されるという点にある。さらに、遮蔽要素を鋳造品として製造することができ、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の他の構成要素に簡単に結合することができる。 In a particularly preferred embodiment of the invention, this shielding element is made of aluminum. In yet another particularly preferred embodiment of the invention, the shielding element is made of a magnesium / aluminum alloy. The advantage is that the shielding element is lightened by aluminum and magnesium / aluminum alloy. Furthermore, the shielding element can be manufactured as a casting and can be easily joined to other components made of aluminum or aluminum alloy.
次に、本発明の例示的実施形態を概略図に基づいて説明する。 Next, exemplary embodiments of the invention will be described on the basis of schematic drawings.
図は、内腔部14を備えた温水タンク12を有する移動用途用の暖房/温水複合システム10を示す。温水タンク12は中空円筒として設計するのが好ましいが、異なる形状にすることもできる。バーナ16は、温水タンク12の内腔部14内に配置される。バーナ16は、その中心に燃焼チャンバ42を有し、燃焼ガスダクト44が、その周りに同軸に配置される。燃焼ガスは、燃焼ガスダクト44および燃焼ガス流出開口46を経由して周囲大気に排出できる。
The figure shows a combined heating /
さらに、温水タンク12の内腔部14において、熱交換器フィン17aを有する熱交換器17が、バーナ16と温水タンク12との間にそれらに同軸に配置され、その熱交換器17を介して、バーナ16が温水タンク12に熱的に結合される。熱交換器17は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製とすることが望ましい。暖房媒体は、暖房媒体流入開口48から温水タンク12の内腔部14に流入し、熱交換器フィン17aを有する熱交換器17を通過して暖房媒体流出開口50に流れることができる。暖房媒体は空気とすることが望ましいが、場合によっては、凍結防止剤と組み合わせた水とすることもできる。
Further, in the
バーナ16は燃焼空気供給装置18および燃料供給装置19を有し、燃焼空気供給装置18は空気ガイド装置28を有する。空気ガイド装置28は、空気流入開口20と、第1空気流出開口22と、第2空気流出開口24とを有する。空気ガイド装置28内において、冷却空気ファン30が、少なくともいくつかの空気流入開口20に近付けて配置される。この冷却空気ファン30によって、供給空気36を、外部から空気ガイド装置28の中に導入できる。
The
さらに、燃焼空気供給装置18は燃焼空気ファン27を有しており、これによって、燃焼空気37を、燃焼空気ダクト26を経由してバーナ16に供給できる。この場合、燃焼空気37は、好ましくは、空気流入開口20から直接的に(図1)、あるいは、空気流入開口20および冷却空気ファン30を経由して(図2)のいずれかの経路で、燃焼空気供給装置18に導入することができる。
Further, the combustion
冷却空気ファン30によって空気ガイド装置28の中に導入される空気流れの別の一部分は、好ましくは燃焼空気ダクト26の周りを冷却空気38として循環し、流出空気39として、第1空気流出開口22から周囲大気に戻る。
Another part of the air flow introduced into the
燃焼空気ファン27および冷却空気ファン30は、1つの共通軸31上に配置して共通の駆動装置32によって駆動し得ることが望ましいが、燃焼空気ファン27および冷却空気ファン30を別個の駆動装置によって駆動することも可能である。
Although it is desirable that the
燃焼空気供給装置18は、さらに、遮蔽要素34を有する。これは、燃焼空気供給装置18の、温水タンク12および熱交換器17に面する側に配置される。遮蔽要素34は、アルミニウム製またはマグネシウム/アルミニウム合金製とすることが望ましい。ロバストな部品として構成される遮蔽要素34において、特に、温水タンク12および熱交換器17の燃焼空気供給装置18に面する側に放出される熱を吸収することができる。その結果、温水タンク12および熱交換器17において発生するピーク熱量を緩和して、熱ネルギーが、燃焼空気供給装置18の残りの部分に直接及ばないようにすることができる。
The combustion
次に、暖房/温水複合システム10の機能を詳述する。
Next, functions of the combined heating /
供給空気36は、空気流入開口20から燃焼空気供給装置18に導入され、そこで、第1空気流出開口22および第2空気流出開口24の方向に配分される。燃焼空気供給装置18の第2空気流出開口24を通過する燃焼空気37は、燃焼空気ファン27によって燃焼チャンバ42に供給される。燃料供給装置19から、好ましくは車両の駆動にも用いられるような液体燃料が、燃焼チャンバ42に供給され、そこで、燃焼空気37によって燃焼する。しかし、液体燃料の代わりに気体燃料も使用できる。発生する燃焼ガスは、燃焼ガスダクト44および燃焼ガス流出開口46を経由して、排気ガス40として外部に導かれる。
暖房媒体流入開口48においては、好ましくは空気である暖房媒体が、熱アキュムレータ12とバーナ14との間の熱アキュムレータ12の内腔部14に流入する。暖房媒体は、温水タンク12の内腔部14内、特に熱交換器フィン17aを有する熱交換器17の領域内で加熱され、暖房媒体流出開口50において内腔部14から流出する。続いて、暖房媒体は、それ以上は図示されていない暖房媒体ガイド装置によって、熱消費器具、好ましくは、キャンプ用車両、移動家屋または船艇の空気暖房装置または温水装置に供給される。
In the heating
第1空気流出開口22に供給される供給空気36の一部は、冷却空気38として、特に燃焼空気ダクト26および遮蔽要素34の周りに流れ、従ってこれらを冷却できる。
A part of the
暖房/温水複合システム10が作動しておらず、温水タンク12が高温である場合は、熱は、温水タンク12から熱交換器フィン17aを有する熱交換器17に伝達することができる。熱は、続いて、温水タンク12および熱交換器17から放出される。遮蔽要素34によって、温水タンク12および熱交換器17から燃焼空気供給装置18への熱の流れを制限することが可能になる。特に、遮蔽要素34は、熱交換器17から燃焼空気供給装置18に流れる熱エネルギー用の緩衝要素として用いることができる。
When the combined heating /
燃焼空気供給装置18の領域における温度が過度に高い場合は、適切な制御装置によって冷却空気ファン30を起動することが可能であり、供給空気36を、空気流入開口20から第1空気流出開口22に導くことができる。これによって、冷却空気38が、燃焼空気供給装置18を冷却できる。この結果、冷却空気ファン30および空気ガイド装置28によって、高温に敏感な燃焼空気供給装置18の部品を、過大な熱負荷に対して効果的に保護することが可能になる。
If the temperature in the region of the combustion
Claims (7)
前記温水タンク(12)の前記内腔部(14)に配置される、液体または気体燃料燃焼用のバーナ(16)と、
を有する移動用途用の暖房/温水複合システム(10)であって、前記バーナ(16)は、前記温水タンク(12)に熱的に結合されると共に、燃焼空気供給装置(18)を有し、前記燃焼空気供給装置(18)は、空気流入開口(20)と、第1空気流出開口(22)と、第2空気流出開口(24)とを備えた空気ガイド装置(28)を有し、前記第1空気流出開口(22)は、前記燃焼空気供給装置(18)を冷却し得るように配置され、前記第2空気流出開口(24)は、燃焼空気を前記バーナ(16)に供給し得るように配置される、暖房/温水複合システム(10)。 A hot water tank (12) with a lumen (14);
A liquid or gaseous fuel combustion burner (16) disposed in the lumen (14) of the hot water tank (12);
A combined heating / warm water system (10) for mobile applications, wherein the burner (16) is thermally coupled to the warm water tank (12) and has a combustion air supply device (18). The combustion air supply device (18) has an air guide device (28) having an air inflow opening (20), a first air outflow opening (22), and a second air outflow opening (24). The first air outflow opening (22) is arranged to cool the combustion air supply device (18), and the second air outflow opening (24) supplies combustion air to the burner (16). Combined heating / warm water system (10).
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