JP2543614B2 - ガス燃焼器具及び該器具を組み込んだ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス燃焼器具に関し、より詳しくは、これら
のガス燃焼器具を組み込んだ装置（設備）に関する。

本発明によれば、次のような構成、すなわち、燃焼室
を各々有する複数のガス燃焼器具を有しており、各燃焼
室が燃焼空気用入口と、燃焼室で生成した燃焼生成物の
出口とを備え、燃焼室の出口が共通煙道導管に連結され
ており、 前記共通煙道導管の下流側に連結され、燃焼室に各々
の入口を通じて燃焼空気を誘引し、燃焼室から共通煙道
導管を通って燃焼生成物を誘引すべく作動するファンを
有しており、 前記ガス燃焼器具の各々には、燃焼室の入口に、燃焼
室に誘引される燃焼空気の流量を燃焼室内の圧力に応じ
て所定の容積流量に自動的に調整する自己調節手段を有
する、ことを特徴とする複数のガス燃焼器具を組み込ん
だ装置が提供される。

本願明細書において使用する「上流側」及び「下流
側」なる用語は、煙道導管を通る燃焼生成物の流れ方向
に関して用いるものである。

本発明の装置には、複数のガス燃焼器具が設けられ、
これらのガス燃焼器具の出口は、ガス燃焼器具の外部に
配管された共通煙道導管に接続され、各々ガス燃焼器具
に設けられた上記自己調節形弁手段が、該弁手段と関連
する各ガス燃焼器具の熱出力の全範囲に亘って、夫々の
ガス燃焼器具に誘引される燃焼空気の流量を所定の容積
流量に制御する。

本発明のこの装置には、充分にパワフルな１つのファ
ンを設け、これにより、ガス燃焼器具の通常の最小から
最大の熱出力範囲に亘って全てのガス燃焼器具に対し、
必要量のドラフト（吸引力）を誘起できるように構成す
ることができる。

また、トロイダルファンのような小型の高圧力ファン
を使用することにより、装置の煙道導管をいわゆる「小
径（miniature）」煙道導管と呼ばれているもので構成
することができる。

現在、出力が例えば20Kwまでの家庭用ガス燃焼器具に
使用されている「小径」煙道導管の内径は、30mm以下
（例えば22mm）である。よりパワフルなファンを使用す
ることにより、商業用のガス燃焼器具の場合でも、30mm
より幾分大きい「小径」煙道導管を使用することが可能
になる。

自然吸引煙道と比較して、高圧ファンを設けた小径煙
道の１つの利点は、煙道が垂直に配置されている部分で
ガス燃焼器具を作動できるだけでなく、水平に配置され
ている部分でも作動できることである。また、「小径」
煙道導管は比較的容易に設置でき、且つ、目立ち難いと
いう利点もある。煙道導管の水平部分は、例えば部屋の
壁板に沿わせて配管することができる。

特に「小径」の煙道導管システムにおいて、自己調節
形手段による燃焼空気の体積流量の制御は有益である。
各々ガス燃焼器具に供給される燃焼空気の体積流量は、
ガス燃焼器具の前後の圧力降下の変動及び煙道導管にお
ける圧力降下の変動の双方に対して感応する。小径の煙
道導管では、ガス燃焼器具の前後の圧力降下及び煙道導
管における圧力降下の双方が略同等であり、従って煙道
導管の有効長の変化及び煙道導管に連結されたガス燃焼
器具の個数の相違が、個々のガス燃焼器具の各々に供給
される流量に影響する。

調節自在の制御弁手段は、圧力感応形自己調節弁のよ
うな自己作動形すなわち自己調節形の弁で構成すること
ができる。例えば、このような圧力感応形自己調節制御
弁は、その各々が次のような構成、すなわち、相互連結
された２つのチャンバを有しており、これらのチャンバ
が、これらの両チャンバ間を連通させる開口部を備えた
固定壁部分と可動壁すなわちダイアフラムとからなる隔
壁手段により分離されており、各チャンバ壁に開口部が
形成されており、一方のチャンバの開口部は大気に開放
し、他方のチャンバの開口部が燃焼室に連通する管状部
材に連結されており、該管状部材が、前記ダイアフラム
の側面に向かって延在しており、且つ、この側面に近接
して終端していて、前記管状部材の端部と前記ダイアフ
ラムとの間に燃焼空気流量制御開口部を形成しており、
該燃焼空気流量制御開口部のサイズが、前記２つのチャ
ンバ内のガスの圧力差に応答して前記ダイアフラムによ
り確立される位置に基づいて変化できるように構成する
ことができる。複数のガス燃焼器具を使用する場合に
は、制御弁の全てを自己調節弁で構成するのが便利であ
る。

更に別の観点からすれば、本発明は、上記のような圧
力感応形自己調節制御弁を組み込んだガス燃焼器具を提
供するものである。

可動壁すなわちダイアフラムは、最適位置に向かって
弾性的に付勢されるように構成し、可動壁すなわちダイ
アフラムと管状部材の端部との相対位置を容易に制御で
きるように構成することができる。例えば、可動壁すな
わちダイアフラムとチャンバ壁との間で作用するばねの
ような弾性手段を設けることができる。別の方法とし
て、ダイアフラム自体をゴム材料のような弾性材料で作
り、ダイアフラムが最適位置の近くで弾性的に撓み得る
ように構成することができる。

各ガス制御弁手段は、それぞれのガス燃焼器具の燃焼
領域の上流側に配置して、関連するガス燃焼器具の燃焼
空気入口に連結するのが好ましい。

ガス燃焼器具は、煙道ガスの入口温度が約60°以下
で、約88％以上の効率が得られる高効率のものを使用す
ることができる。

本発明は、添付図面を参照して述べる以下の説明によ
り一層容易に理解できるであろう。

第１図に示すように、本発明の装置は、例えば３つの
ガス燃焼器具すなわち温水器（すなわち多点ヒータ）
１、コンベクタ（対流放熱器）２及びヒータ３のような
ガス燃焼器具から構成されている。各ガス燃焼器具１、
２、３は、燃焼空気用の入口４と燃焼生成物用の出口パ
イプ６とを有しており、燃焼生成物は、ガス供給装置か
ら燃焼領域５に供給される燃料ガスの燃焼により生成さ
れる。

ガス燃焼器具１、２、３の出口パイプ６は、共通の煙
道導管７に連結されている。煙道導管７に対する出口パ
イプ６の連結部の下流には、トロイダルファンのような
電動ファン８が煙道導管７に連結されている。電動ファ
ン８は出口パイプ６を介してガス燃焼器具から煙道導管
７に燃焼生成物を導き、また煙道導管７の誘引力によっ
て燃焼空気を空気入口４を介してガス燃焼器具内へと導
くように働く。

各ガス燃焼器具１、２、３の空気入口４には、圧力感
応形自己調節制御弁９が連結されている。これらの圧力
感応形自己調節制御弁９は、それぞれのガス燃焼器具
１、２、３が通常の熱出力範囲で作動しているときに、
これらのガス燃焼器具に導入される燃焼空気の流量を制
御する。

各自己調節制御弁９の構造を、第２図に詳しく示す。
自己調節制御弁９はハウジング10を有しており、ハウジ
ング10は、隔壁手段によりその内部が２つのチャンバ1
1、12に区分されている。隔壁手段は、一側に固定壁部
分13を有し、固定壁部分13には、両チャンバ11、12を連
通させる開口部14が形成されている。また、隔壁手段は
他側に可撓性ダイアフラム15を有している。

チャンバ11の壁16には入口開口部17が設けられてお
り、この入口開口部17を通って、空気が自己調節制御弁
９内に流入できるようになっている。

チャンバ12の壁18には、このチャンバ12からの出口20
を形成する管状部材19が貫通して設けられている。この
管状部材19はチャンバ壁18から両方向に延在していて、
第１管状部分21と第２管状部分22とを有する。第１管状
部分21は、チャンバ12の外側にあって、ガス燃焼器具の
燃焼領域５に通じる空気入口４に連結される。第２管状
部分22は、チャンバ壁18からチャンバの中に侵入してい
て、ダイアフラム15の側面に近接して終端している。第
２管状部分22の端部24とダイアフラム15との間には、燃
焼空気流量制御開口部23が形成されている。この燃焼空
気流量制御開口部23は、第２管状部分22の端部24に対す
るダイアフラム15の位置に基づいてサイズが変化する。
ダイアフラム15の位置は、ダイアフラム15の両側のチャ
ンバ11、12間の圧力差に基づいて変化する。空気の流量
が変化すると、圧力差に変化が生じる。これにより、ダ
イアフラム15が第２管状部分22の端部24に近づく方向又
は離れる方向に移動し、燃焼空気流量制御開口部23のサ
イズが縮小又は増大する。この結果、自己調節制御弁９
を通って導入される燃焼空気の流量が元の値に戻され
る。

ファン８の下流側の煙道導管７の端部には煙道ターミ
ナル25が設けられており、一方、煙道導管７の他端部は
番号26で示す箇所で閉鎖されている。煙道導管７はダク
ト内に配置してもよい。これらのダクトは、ガス及び／
又は電気の供給ラインを収容するダクトで構成するのが
便利である。煙道導管７及び出口パイプ６は、端から端
まで連続すなわちクローズした形態である。

本発明の装置においては、ガス燃焼器具１、２、３の
各々が、これらの器具に通常期待される熱出力範囲に亘
って適当な流量で燃焼空気が供給されるように、他の器
具に関してバランスが保たれるようになっている。従っ
て、ファン８は、最大要求流量（すなわち、各ガス燃焼
器具が最大熱出力を発生するときの流量）と、システム
全体の内部の圧力降下、すなわち、全ての煙道導管又は
配管及び全てのガス燃焼器具での圧力降下とに対応でき
るように、充分にパワフルにものである。

上記のように、ガス燃焼器具１、２、３への燃焼空気
の供給流量は、自己調節制御弁つまり自動制御弁９によ
り調節される。各ガス燃焼器具には、例えば該ガス燃焼
器具の製造業者により、関連の弁が既に付けられてい
て、ガス燃焼器具への空気流量は、各制御弁により所定
の体積流量、例えばガス燃焼器具の製造業者により設定
された流量に自動的に調節される。制御弁は、一定の上
限があるけれども、任意の長さの煙道導管について補償
できるし、又は装置へのガス燃焼器具の追加又は装置か
らのガス燃焼器具の除去についても補償できるようにな
っている。ファン８が作動している場合には、仮にガス
燃焼器具が「オン」の状態でなくても、すなわち、燃料
を燃焼すべく機能していなくても、各ガス燃焼器具を通
じて空気が吸引される。

制御弁９の作動原理は、概略的には、従来公知の種類
のガス量制御ガバナの作動に幾分似ている。本発明の装
置においては、燃焼空気自己調節制御弁９は、数ミリバ
ールのオーダの小さな圧力差にも応答して、可変制限部
すなわち開口部14を挟む圧力差から定まるサイズの開口
部23を形成できるものでなくてはならない。例えば、燃
焼空気制御弁９の出口20における体積流量が減少すると
（この体積流量の減少は、別のガス燃焼器具が燃焼し
て、煙道ガスの増加により煙道導管内の圧力が増大する
ことにより生じることがある）、制御開口部14を通る空
気の体積流量が減少する。これにより、この制御開口部
14を挟む圧力差すなわち、ダイアフラム15の両側のチャ
ンバ11、12間の圧力差が小さくなり、ダイアフラム15が
その自重により、管状部材19から離れる方向に移動す
る。これにより、管状部材19の端部24とダイアフラム15
との間の開口部23のサイズが増大して、出口20を通る空
気流量が増大し、空気流量は、プリセットされた最適値
に戻る。

出口20での流量が増大すると、ダイアフラム15が管状
部材19の端部24に向かって移動する。これにより、出口
20を通る空気流量が減少し、空気流量は所望の最適値に
戻される。

これらのプリセット形制御弁つまり燃焼空気制御弁９
は、常に、各ガス燃焼器具への空気流量をそれぞれのガ
ス燃焼器具にとって最適値に再調節するように、自己調
節する。

上記の装置を用いることにより、ガス消費者に対し
て、モジュル式暖房温水システムを提供することができ
る。そのような装置は、ガス燃焼器具を更に追加するこ
とにより拡張できることが理解されよう。煙道導管７内
に発生した誘引力は、煙道が負圧すなわち大気圧より低
い圧力であり、従って、発生した漏れ口を通じて周囲環
境、例えば家の中の部屋へ煙道ガスが排出される強制通
気煙道よりも本質的に安全であることを意味する。ま
た、ガス燃焼器具が「燃焼」モードにあるか否かに係わ
らず、制御弁９によって空気が該弁９を通過して燃焼器
具の中に入り、また燃焼器を通過することができるの
で、誘引力によって、常に、各ガス燃焼器具を介して制
御されたベンチレーション（換気）が行なわれる。この
ことは、凝縮を減少させること、及び近接した周囲環境
をより快適にすることに役立つ。

例えばガス燃焼器具の「オン」・「オフ」時点の制
御、及び装置に組み込まれたガス燃焼器具により暖房さ
れる個々の部屋の温度制御を行うのに、中央制御により
個々のガス燃焼器具の制御を行うこともできる。

本発明の装置は、新築又は既存の集合住宅又は家屋に
設置できること、及び「小径」の煙道導管を用いる場合
には、煙道ターミナル25も小径にでき、従って本発明の
装置を設置しようとする建造物の外壁に穿ける孔が比較
的小さなもので済むことが理解されよう。煙道ターミナ
ル25の近くの壁に隣接して、部屋又は建造物の内側に単
一のファンを設けるだけでよい。

高効率のガス燃焼器具を使用することにより、煙道導
管が比較的低温になり、このことは、比較的低コストの
プラスチック製煙道パイプを用いて導管を形成できるこ
とを意味する。

第１図に示す装置の変更例として、燃焼空気自己調節
制御弁９を空気入口４に配置する代わりにガス燃焼器具
の出口６に配置して、燃焼生成ガスが入口17から弁９に
入り、出口20から出るように構成することもできる。こ
の変更例における弁９の位置を、破線30で概略的に示し
てある。

また、第３図に示すように、チャンバ壁18とダイアフ
ラム15との間に取り付けられてこれらの間で作動するば
ね31により、ダイアフラム15は管状部材19の端部24との
相対位置を制御するように構成することもできる。この
点を除き、第３図の弁９の構造は第２図の弁９の構造と
同じであり、従って第３図に置いても第２図に用いた番
号と同じ番号を使用しており、第３図の弁９についてこ
れ以上の説明は省略する。このようにばね31を用いた構
成にすれば、燃焼空気制御弁９を第１図に示した垂直状
態とは異なる状態に容易に配置（すなわち配向）するこ
とができる。例えば、第３図の燃焼空気制御弁９は、水
平に取り付けることができるし、上下を逆にして取り付
けることもできる。

また、燃焼空気制御弁９への空気入口（すなわち上記
装置における入口開口部17）は、共通の空気供給導管に
連結することができる。本発明のこの装置には、本発明
の装置を収容するビルディング又は居住家屋の部屋の外
部から燃焼時の空気を吸引するガス燃焼器具を使用する
ことができる。空気供給導管及び煙道導管のほぼ全長に
亘って、共通のダクト内に共通の空気供給導管及び共通
の煙道導管を配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の一実施例を示す概略図であ
る。 第２図は、第１図の装置に使用される自己調節制御弁の
一実施例を示す拡大図である。 第３図は、第２図の自己調節制御弁の変更例を示すもの
である。 １…温水器（多点ヒータ）、２…コンベクタ（対流放熱
器）、３…ヒータ、４…燃焼空気の入口、５…燃焼領
域、６…出口パイプ、７…煙道導管、８…電動ファン、
９…圧力感応形自己調節制御弁、10…ハウジング、11、
12…チャンバ、13…固定壁部分、14…開口部、15…ダイ
アフラム、16…チャンバ壁、17…入口開口部、18…チャ
ンバ壁、19…管状部材、20…出口、21…第１管状部分、
22…第２管状部分、23…燃焼空気流量制御開口部、24…
第２管状部分の端部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド ウィリアム エザーリッ ジ 英国 ロンドン ＳＷ16 １ＵＬ スト レータム スティープ ヒル ８ (56)参考文献 特開 昭59−93113（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−12058（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室を各々有する複数のガス燃焼器具を
   有しており、各燃焼室が燃焼空気用入口と、燃焼室で生
   成した燃焼生成物の出口とを備え、燃焼室の出口が共通
   煙道導管に連結されており、 前記共通煙道導管の下流側に連結され、燃焼室に各々の
   入口を通じて燃焼空気を誘引し、燃焼室から共通煙道導
   管を通って燃焼生成物を誘引すべく作動するファンを有
   しており、 前記ガス燃焼器具の各々には、燃焼室の入口に、燃焼室
   に誘引される燃焼空気の流量を燃焼室内の圧力に応じて
   所定の容積流量に自動的に調整する自己調節弁手段を有
   する、ことを特徴とする複数のガス燃焼器具を組み込ん
   だ装置。
2. 【請求項２】前記自己調節弁手段の各々が、相互に連結
   された２つのチャンバを有しており、これらチャンバ
   は、隔壁手段によって分離されており、該隔壁手段は、
   これらの両チャンバ間を相互に連通させる開口部を備え
   た固定壁部分と、ダイヤフラムとを備えており、 各チャンバの壁体には開口部が形成されており、一方の
   チャンバ開口部は大気に開放し、他方のチャンバの開口
   部が前記燃焼室に連通する管状部材に連結されており、
   該管状部材は、前記ダイヤフラムの側面に向かって延在
   し且つ該側面に近接して終端していて、前記管状部材の
   端と前記ダイヤフラムとの間に燃焼空気流量制御用開口
   部を形成しており、 該燃焼空気流量制御用開口部のサイズが、前記２つのチ
   ャンバの間の差圧に応答する前記ダイヤフラムの位置に
   応じて変化する、ことを特徴とする請求項１に記載の装
   置。