JP2015001342A

JP2015001342A - １缶式複合熱源機

Info

Publication number: JP2015001342A
Application number: JP2013126452A
Authority: JP
Inventors: 征樹宮島; Masaki Miyajima
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2015-01-05

Abstract

【課題】単一の缶体１内に並設した一対のバーナと、缶体の上部に並設した一対の熱交換器と、缶体内を２つの燃焼室に仕切る２枚の壁板８ａ，８ａで構成される仕切り壁８とを備え、両壁板間の空隙に缶体下部の給気室５から空気を供給して仕切り壁を空冷する１缶式複合熱源機であって、両壁板間に先端に感温部を有する温度センサ１０を挿入して、感温部に空気が当たることを遮風部材を設けずに防止できるようにし、コストダウンを図る。
【解決手段】仕切り壁８の上部に、給気室５から空気を供給する下部の第１空隙部８ｂに対し密着部８ｅで区画された第２空隙部８ｆを設け、これに温度センサ１０を挿入する。また、第１空隙部８ｂの上端に位置する両壁板８ａ，８ａの肩部８ｃに通気孔８ｄを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、単一の缶体と、この缶体内に横方向に並べて設けた第１と第２の一対のバーナと、缶体の上部に横方向に並べて設けた第１と第２の一対の熱交換器とを備える１缶式複合熱源機に関する。

従来、この種の１缶式複合熱源機では、缶体内の第１と第２の両バーナと第１と第２の両熱交換器との間の空間を、第１バーナから第１熱交換器に至る第１燃焼室と第２バーナから第２熱交換器に至る第２燃焼室とに区画する仕切り壁を備え、一方のバーナ、例えば、第２バーナのみを燃焼させて第２熱交換器を加熱する単独燃焼時に、第２バーナの燃焼ガスが第１熱交換器側に流れて第１熱交換器が加熱されるといった不具合を防止できるようにしている。また、缶体の下部に、分布板で仕切られた給気室を画成し、単一の燃焼ファンからの燃焼用空気を給気室から分布板に形成した分布孔を介して第１と第２の両燃焼室に供給するようにしている。

また、従来、仕切り壁を第１燃焼室側と第２燃焼室側の２枚の壁板間に空隙を有する中空構造に構成し、両壁板間の空隙に給気室からの空気を流して、仕切り壁を冷却すると共に、第１と第２の両燃焼室に面する仕切り壁の部分の空隙部に先端に感温部を有する棒状の温度センサを挿入した１缶式複合熱源機も知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、第１熱交換器と第２熱交換器との一方の熱交換器のフィン詰りを生じると、他方の熱交換器を通過して流れる空気流や排気流に引かれて、一方の熱交換器に対応する一方の燃焼室内の燃焼ガスが仕切り壁側に偏って流れ、仕切り壁が加熱される。そして、上記従来例の如く仕切り壁の空隙部に温度センサを挿入しておけば、一方の熱交換器のフィン詰りを生じたときに、温度センサの検出温度が上昇して、フィン詰りの発生を検知できる。

また、上記従来例のものでは、仕切り壁内に、感温部の下側に位置させて、両壁板間の空隙に流れる空気が感温部に当たることを防止する遮風部材を設置している。これにより、温度センサの検出出力が感温部に当たる空気の影響で不安定になることを防止でき、フィン詰りの検知精度が向上するとしている。

然し、上記従来例の如く遮風部材を設けると、部品点数が増加してコストアップを招く不具合がある。また、遮風部材によって感温部に空気が下方から当たることを防止できても、遮風部材を廻り込んだ空気が前後方向から感温部に当たり、温度センサの検出出力が依然として不安定になることがあった。

特許第４８５０２０５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、温度センサの感温部に空気が当たることを遮風部材を設けずに防止できるようにした低コストで且つフィン詰りの検出精度の高い１缶式複合熱源機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、単一の缶体と、この缶体内に横方向に並べて設けた第１と第２の一対のバーナと、缶体の上部に横方向に並べて設けた第１と第２の一対の熱交換器と、缶体内の第１と第２の両バーナと第１と第２の両熱交換器との間の空間を、第１バーナから第１熱交換器に至る第１燃焼室と第２バーナから第２熱交換器に至る第２燃焼室とに区画する仕切り壁とを備え、缶体の下部に、分布板で仕切られた給気室を画成し、単一の燃焼ファンからの燃焼用空気を給気室から分布板に形成した分布孔を介して第１と第２の両燃焼室に供給するようにした１缶式複合熱源機であって、仕切り壁は、第１燃焼室側と第２燃焼室側の２枚の壁板で構成され、仕切り壁の下部に、両壁板を離隔させた第１空隙部が設けられ、第１空隙部に給気室から空気が供給されるようにし、両壁板に、第１空隙部の上端で横方向内方に屈曲する肩部が形成されて、肩部に、第１空隙部内の空気が抜け出る通気孔が形成され、更に、仕切り壁に、肩部の上方で両壁板を密着させた密着部が設けられると共に、第１と第２の両燃焼室に面する仕切り壁の上部に、両壁板を離隔させた第２空隙部が第１空隙部に対し密着部により区画した状態で設けられ、第２空隙部に、先端に感温部を有する棒状の温度センサが挿入されることを特徴とする。

本発明によれば、温度センサを挿入する第２空隙部が第１空隙部に対し密着部で区画されるため、第１空隙部からの空気は第２空隙部に流れない。従って、温度センサの感温部に空気が当たることを確実に防止できると共に遮風部材を設けずに済み、フィン詰りの検出精度を向上して且つコストダウンを図ることができる。尚、肩部に形成した通気孔から噴出する空気が仕切り壁の肩部より上方部分の外側面に沿って流れるため、密着部によって仕切り壁の内部に空気が流れなくなっても、仕切り壁の耐熱性が損なわれることはない。

本発明の実施形態の１缶式複合熱源機を示す切断正面図。図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した切断側面図。実施形態の１缶式複合熱源機に設けられる仕切り壁の斜視図。

図１は、給湯機能と風呂追い焚き機能とを有する１缶式複合熱源機を示している。この複合熱源機は、単一の缶体１内に横方向に並べて設けた給湯用の第１バーナ２_１と風呂用の第２バーナ２_２とを備えると共に、缶体１の上部に横方向に並べて設けた給湯用の第１熱交換器３_１と風呂用の第２熱交換器３_２とを備えている。

缶体１の下部には、缶体１内の空間に対し分布板４で仕切られた給気室５が画成されている。給気室５には、ファンモータ６ａで駆動される単一の燃焼ファン６が接続されている。そして、燃焼ファン６からの空気が給気室５から分布板４に形成した多数の分布孔４ａを介して缶体１内の後述する第１と第２の両燃焼室７_１，７_２に燃焼用二次空気として供給されるようにしている。

第１と第２の各バーナ２_１，２_２は、夫々、缶体１の奥行方向たる前後方向（図１の紙面直交方向）に長手の単位バーナ２ａを横方向に複数列設して構成されている。各単位バーナ２ａは、図２に示す如く、前後方向にのびる下部の混合管部２ｂを備えている。そして、分布板４の前部を上方に屈曲させて、給気室５の前部に立上り部５ａを形成し、この立上り部５ａに各混合管部２ｂの流入端を臨ませている。給気室５の立上り部５ａの前面はガスマニホールド２ｃで閉塞されており、このガスマニホールド２ｃに、各単位バーナ２ａの混合管部２ｂに臨むガスノズル２ｄが設けられている。そして、各ガスノズル２ｄから各単位バーナ２ａの混合管部２ｂに燃料ガスが供給され、且つ、混合管部２ｂに立上り部５ａから燃焼用一次空気が供給されるようにしている。

第１と第２の各熱交換器３_１，３_２は、前後方向に隙間を存して多数積層した吸熱フィン３ａと、これら吸熱フィン３ａを貫通する蛇行形状の吸熱管３ｂとで構成される。第１熱交換器３_１の吸熱管３ｂには、図示しないが、上流側の給水管と下流側の出湯管とが接続されており、出湯管の下流端の出湯栓を開いて第１熱交換器３_１に通水したとき、第１バーナ２_１に点火されて、出湯栓から設定温度の湯が出湯される。また、第２熱交換器３_２の吸熱管３ｂには、図示しないが、往き管と戻り管とを介して浴槽が接続されており、浴槽内の水を第２熱交換器３_２を介して循環させるとき、第２バーナ２_２に点火されて、風呂の追い焚きが行われる。尚、給湯よりも風呂追い焚きの方が要求加熱能力が小さいため、第２バーナ２_２と第２熱交換器３_２は夫々第１バーナ２_１と第１熱交換器３_１よりも小型になっている。

また、缶体１内には、第１と第２の両バーナ２_１，２_２と第１と第２の両熱交換器３_１，３_２との間の空間を、第１バーナ２_１から第１熱交換器３_１に至る第１燃焼室７_１と、第２バーナ２_２から第２熱交換器３_２に至る第２燃焼室７_２とに区画する仕切り壁８が設けられている。そのため、第１バーナ２_１の燃焼ガスは第１燃焼室７_１を介して第１熱交換器３_１に導かれ、第２バーナ２_２の燃焼ガスは第２燃焼室７_２を介して第２熱交換器３_２に導かれる。第１と第２の各熱交換器３_１，３_２で熱交換した燃焼ガスは、両熱交換器３_１，３_２の上方に配置した排気通路を構成する共通の排気フード９に流れ、排気フード９に形成した排気口９ａから外部に排出される。

仕切り壁８は、第１燃焼室７_１側と第２燃焼室７_２側の２枚の壁板８ａ，８ａで構成されている。そして、仕切り壁８の下部に、両壁板８ａ，８ａを離隔させた第１空隙部８ｂを設け、第１空隙部８ｂに、分布板４に形成した連通孔４ｂを介して給気室５からの空気が供給されるようにしている。また、両壁板８ａ，８ａに、第１空隙部８ｂの上端で横方向内方に屈曲する肩部８ｃを形成している。この肩部８ｃには、図３に明示する如く、第１空隙部８ｂ内の空気が抜け出る通気孔８ｄが形成されている。更に、仕切り壁８には、肩部８ｃの上方で両壁板８ａ，８ａを密着させた密着部８ｅが設けられている。そして、肩部８ｃより上方の仕切り壁８の部分の外側面に沿って通気孔８ｄから噴出する空気が流れるようにしている。これにより、仕切り壁８が給気室５からの空気により空冷されて、仕切り壁８の耐熱性が確保される。

ところで、第１熱交換器３_１と第２熱交換器３_２との一方の熱交換器のフィン詰り（吸熱フィン３ａ間の隙間の閉塞）を生ずると、両熱交換器３_１，３_２の上方の共通の排気フード９に他方の熱交換器を通過して流れる排気流に引かれて、一方の熱交換器に対応する一方の燃焼室内の燃焼ガスが仕切り壁８側に偏って流れる。尚、他方の熱交換器に対応するバーナを燃焼させなくても、給気室５から他方の熱交換器を介して排気フード９に流れる空気流に引かれて、一方の燃焼室内の燃焼ガスが仕切り壁８側に偏って流れる。そして、このまま長期間使用すると、上記空気による冷却では不十分になって、燃焼ガスの熱により仕切り壁８の損傷を生じてしまう。また、一方の熱交換器のフィン詰りを生じたまま対応するバーナの燃焼を行うと、燃焼不良を生ずる。

そこで、本実施形態では、第１と第２の両熱交換器３_１，３_２に面する仕切り壁８の上部に、第１空隙部８ｂに対し密着部８ｅにより区画した状態で第２空隙部８ｆを設け、第２空隙部８ｆに温度センサ１０を挿入している。尚、第２空隙部８ｆは、両壁板８ａ，８ａを両者が離隔するように横方向外方に部分的に膨出させることで形成されている。そして、温度センサ１０の信号をコントローラ１１に入力し、第１と第２の両バーナ２_１，２_２のうちの一方のバーナのみの単独燃焼時に、温度センサ１０の検出温度が所定の閾値以上になったとき、燃焼中の一方のバーナに対応する一方の熱交換器のフィン詰りが発生したと判断して、一方のバーナの燃焼を禁止するようにしている。

温度センサ１０は、中空の棒状のセンサ本体の先端にサーミスタ等の感温素子を内蔵する感温部１０ａを有するものである。そして、図１に示す如く、缶体１の前方から温度センサ１０を第２空隙部８ｆに挿入し、温度センサ１０の尾端側の固定部１０ｂを缶体１の前面に固定している。

尚、温度センサ１０の感温部１０ａが両壁板８ａ，８ａに接触すると、フィン詰りを生じた一方の熱交換器に対応する一方のバーナのみを燃焼させる単独燃焼時に、一方の壁板８ａの温度が高温になっても、他方の壁板８ａへの感温部１０ａを介しての熱引けで、温度センサ１０の検出温度は然程上昇せず、フィン詰りの検知精度が悪くなる。そのため、感温部１０ａは、第２空隙部８ｆに両壁板８ａ，８ａに非接触の状態で配置されることが望ましい。

ところで、第２空隙部８ｆが第１空隙部８ｂに連続していて、第２空隙部８ｆに第１空隙部８ｂからの空気が流れる場合、温度センサ１０の感温部１０ａに空気が当たると、温度センサ１０の検出出力が不安定になる。この場合、感温部１０ａの下側に位置させて遮風部材を設置すれば、感温部１０ａに下方から空気が当たることを防止できるが、これでは遮風部材を廻り込んだ空気が前後方向から感温部１０ａに当たることは防止できず、更に、部品点数が増加してコストアップを招く。

これに対し、本実施形態では、第２空隙部８ｆが第１空隙部８ｂに対し密着部８ｅで区画されるため、第１空隙部８ｂからの空気は第２空隙部８ｆに流れない。従って、温度センサ１０の感温部１０ａに空気が当たることを確実に防止できると共に遮風部材を設けずに済み、フィン詰りの検出精度を向上して且つコストダウンを図ることができる。尚、肩部８ｃに形成した通気孔８ｄから噴出する空気が仕切り壁８の肩部８ｃより上方部分の外側面に沿って流れるため、密着部８ｅによって仕切り壁８の内部に空気が流れなくなっても、仕切り壁８の耐熱性が損なわれることはない。

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、温度センサ１０の挿入部分だけに第２空隙部８ｆを設け、温度センサ１０の挿入部分より上方では両壁板８ａ，８ａを密着させているが、第２空隙部８ｆを、温度センサ１０の挿入部分だけでなくその上方に亘って設けてもよい。

また、上記実施形態は、第１バーナ２_１及び第１熱交換器３_１を給湯用、第２バーナ２_２及び第２熱交換器３_２を風呂用とした１缶式複合熱源機に本発明を適用したものであるが、第２バーナ２_２及び第２熱交換器３_２を風呂以外の用途、例えば、暖房用とし、更には、第１バーナ２_１及び第１熱交換器３_１を給湯以外の用途のものとする１缶式複合熱源機にも同様に本発明を適用できる。

１…缶体、２_１…第１バーナ、２_２…第２バーナ、３_１…第１熱交換器、３_２…第２熱交換器、４…分布板、４ａ…分布孔、５…給気室、６…燃焼ファン、７_１…第１燃焼室、７_２…第２燃焼室、８…仕切り壁、８ａ…壁板、８ｂ…第１空隙部、８ｃ…肩部、８ｄ…通気孔、８ｅ…密着部、８ｆ…第２空隙部、１０…温度センサ、１０ａ…感温部。

Claims

単一の缶体と、この缶体内に横方向に並べて設けた第１と第２の一対のバーナと、缶体の上部に横方向に並べて設けた第１と第２の一対の熱交換器と、缶体内の第１と第２の両バーナと第１と第２の両熱交換器との間の空間を、第１バーナから第１熱交換器に至る第１燃焼室と第２バーナから第２熱交換器に至る第２燃焼室とに区画する仕切り壁とを備え、缶体の下部に、分布板で仕切られた給気室を画成し、単一の燃焼ファンからの燃焼用空気を給気室から分布板に形成した分布孔を介して第１と第２の両燃焼室に供給するようにした１缶式複合熱源機であって、
仕切り壁は、第１燃焼室側と第２燃焼室側の２枚の壁板で構成され、仕切り壁の下部に、両壁板を離隔させた第１空隙部が設けられ、第１空隙部に給気室から空気が供給されるようにし、
両壁板に、第１空隙部の上端で横方向内方に屈曲する肩部が形成されて、肩部に、第１空隙部内の空気が抜け出る通気孔が形成され、
更に、仕切り壁に、肩部の上方で両壁板を密着させた密着部が設けられると共に、第１と第２の両燃焼室に面する仕切り壁の上部に、両壁板を離隔させた第２空隙部が第１空隙部に対し密着部により区画した状態で設けられ、
第２空隙部に、先端に感温部を有する棒状の温度センサが挿入されることを特徴とする１缶式複合熱源機。