JP3568314B2 - Heating equipment - Google Patents

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JP3568314B2
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則夫 吉田
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松下電器産業株式会社
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、暖房機、給湯機、空調機器等で必要とされる加熱装置に関するものである。 The present invention, heater, water heater, to a heating device is required in the air-conditioning equipment.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
加熱方法として代表的には電気加熱と燃焼加熱を利用することが知られている。 Typically as a heating method has been known to utilize combustion heat and electrical heating. 電気加熱として一般的な方法は、抵抗線に通電して発熱させる方法である。 General methods as electric heating is a method of generating heat by energizing the resistance wire. また燃焼加熱には火炎燃焼と触媒を用いた無炎燃焼がある。 Also the combustion heat is flameless combustion with flame combustion and catalyst. ともに燃料と空気を混合して燃焼させて熱を発生させる。 Both fuel and air mixing by burning and to generate heat. また、電気ヒータと燃焼を併用した石油ファンヒータの様な機器も販売されていた。 In addition, such equipment of oil fan heater that was a combination of an electric heater combustion also had been sold.
【0003】 [0003]
【発明が解決しょうとする課題】 [Problems that the Invention is to you'll solve]
しかしながら、電気加熱は大電流を発生させると、機器のコストと運転経費が増大する。 However, the electric heating when generating a large current, cost and operating expenses of the equipment is increased. 一方、燃焼加熱は大きな熱量を経済的に発生させうるが、排気の臭気、特に着火時の臭気の発生と、小燃焼領域での燃焼の不安定性の課題がある。 Meanwhile, the combustion heating but can economically generate a large amount of heat, and occurrence of exhaust odor, particularly odor during ignition, there is a problem of combustion instability in a small combustion area. また、燃焼と電気ヒータを併用した機器は燃焼の排気の問題を解決していない。 In addition, the equipment that was a combination of combustion and electric heater does not solve the exhaust problem of combustion.
【0004】 [0004]
本発明はこのような従来の加熱装置の課題を考慮し、暖房負荷の大幅な変動に対応できる加熱装置を実現し、また暖房開始時や気温の低いときは燃焼で高い出力を発生し、暖房負荷の低いときは電気の熱で加熱することが可能であり、また燃焼における着火時の排気をクリーンにすることができ、また触媒燃焼では触媒の予熱電源を共用でき、かつ低NOxの効果をもたらす加熱装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the conventional heating device, to achieve a heating device that can cope with large fluctuations of the heating load, and when the heating starts or low temperatures to generate high output in combustion, heating when low load it is possible to heat with electrical heat, also possible to exhaust the time of ignition in the combustion clean, also in the catalytic combustion can share preheating power of the catalyst, and the effects of low NOx it is an object to provide a heating device to bring.
【0005】 [0005]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は、燃料供給部と、燃焼用空気を供給する送風機と、前記燃料の燃焼室と、前記燃焼室内に設けた電気ヒータと、前記燃焼室に設けた熱交換部を有するもので、加熱量が小の領域で前記電気ヒータの発熱のみで前記熱交換部を加熱し、加熱量の大きい領域で前記電気ヒータに通電して前記燃焼室を加熱した後に燃焼を開始して熱交換部を加熱する構成とした。 The present invention, which comprises a fuel supply unit, a blower for supplying combustion air, a combustion chamber of the fuel, and an electric heater provided in said combustion chamber, a heat exchanger provided in the combustion chamber, heating amounts heating said heat exchange section only heating of the electric heater in a small area, the heat exchange unit starts burning after heating the combustion chamber by supplying an electric current to the electric heater in the heating of large areas It was configured to heating.
【0006】 [0006]
燃焼開始時に臭気が発生する理由は火炎が冷たい燃焼室で冷却されるため反応中間生成物が排出されるためである。 Why odor generated during the combustion initiation is because the reaction intermediate product is discharged because the flame is cooled by the cold combustion chamber. あらかじめ燃焼室を電気ヒータで加熱すれば臭気の発生はなくなる。 Odor development will not be heated in advance combustion chamber by an electric heater. また、加熱量が少なくて良いときに、燃焼火炎を小さくすると火炎が低温となって燃焼が不安定になる。 Further, at a time that is small heating amount, the flame A small combustion flame becomes unstable combustion becomes low. このため排気の中間生成物は増加し、場合によっては失火する。 Therefore intermediate product of the exhaust increases, in some cases misfire. 従来の加熱装置では燃焼を頻繁にON−OFFして平均燃焼量を下げる必要があった。 In the conventional heating device it has been necessary to reduce the average combustion rate and ON-OFF frequently combustion. しかし、本発明では低出力時は電気ヒータが加熱するので低出力が極めて容易に得られる。 However, at low output in the present invention is low output can be obtained very easily because the electric heater is heated. また、再度燃焼状態にするときも加熱されているため排気特性は悪くならない。 Moreover, not exhaust characteristics worse because is also heated when to re-combustion state.
【0007】 [0007]
また、請求項2に示すように加熱量が小の領域で前記電気ヒータに通電するとともに燃料を供給して燃焼させ、加熱量の大きい領域で前記電気ヒータに通電して前記燃焼室を加熱した後、前記電気ヒータに通電せずに加熱量の小の領域よりも多い燃料を供給して燃焼を開始し熱交換部を加熱することでも、着火時の良い排気特性と燃焼の安定性は得られる。 Further, the amount of heat as shown in claim 2 is the fuel supplying by burning with energizing the electric heater in a small area, and heating the combustion chamber by supplying an electric current to the electric heater in the heating of large areas after, also by heating the starting heat exchange section of the combustion by supplying more fuel than the small region of the heating amount without energizing the electric heater, the combustion stability and good exhaust characteristics of the time of ignition resulting It is. 小燃焼の火炎温度の低下を電気ヒータの熱が補うからである。 A reduction in the flame temperature of a small combustion because the heat of the electric heater is compensated. この方法は請求項1より低出力に対応できないが、全部電気を用いるよりも電気代金は節約できる。 This method can not correspond to a low output from claim 1, the electrical charge than all used electricity savings. また、請求項1と請求項2の発明を併用することも合理的である。 It is also reasonable to use a first aspect of the present invention and claim 2.
【0008】 [0008]
請求項4に示すように燃焼室に燃焼用の触媒体を設けた場合は、まず電気ヒータで触媒を活性化温度まで加熱する。 If it provided with catalyst for combustion in the combustion chamber as shown in claim 4, first heating the catalyst in an electric heater up to the activation temperature. 触媒は常温では反応しないためである。 The catalyst is does not react at normal temperature. この方法は火炎がないために、安全、低NOx等の効果がある。 The method for lack flame safety, there are effects such as low NOx. 低出力時も触媒は活性温度を保つ以上の温度に制御され、再度高出力に移行するときも排気ガスはクリーンである特徴を持つものである。 Low output also the catalyst is controlled to a temperature equal to or higher than keeping the activation temperature, but also with a feature exhaust gas is clean when moving to high output again. 燃焼はすべて触媒で反応させても、火炎燃焼の後の排気の未燃物を触媒で燃焼しても良い。 Even all combustion reacted with a catalyst, the unburned matters of the exhaust gas after the flame combustion may be combusted in the catalyst.
【0009】 [0009]
また、請求項5や請求項6の発明によれば、排気はよりクリーンとなり、火炎がないためにあたかも電気ヒータのみであるような安全性も確保できる。 According to the invention of claim 5 or claim 6, exhaust and more becomes cleaner, though it can be ensured safety as only the electric heater because no flame.
【0010】 [0010]
【本発明の実施の形態】 [Embodiment of the present invention]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 It will be described below with reference to the drawings, embodiments of the present invention.
【0011】 [0011]
(実施の形態1) (Embodiment 1)
本発明の請求項1の実施の形態を図1とともに説明する。 The embodiment of claim 1 of the present invention will be described in conjunction with FIG. 燃料供給部1から供給される燃料ガスと燃焼用送風機2から送られる燃焼用空気の混合部3で混合気が作られる。 Mixture in the mixing section 3 of the combustion air delivered to the fuel gas from the combustion blower 2 supplied from the fuel supply unit 1 is made. 燃料供給量は5kWで、気体燃料でも液体燃料でも良い。 Fuel supply amount is 5 kW, it may be a liquid fuel in the gaseous fuel. 燃料の混合部3の下流に設けた燃焼室4に混合気は流れる。 Mixture into the combustion chamber 4 which is provided downstream of the mixing section 3 of the fuel flow. 燃焼室4には火炎孔5と放電による点火器6と出力2kWの電気ヒータ7が設けられている。 The combustion chamber 4 electric heater 7 of the igniter 6 and the output 2kW by discharging flame hole 5 is provided. 燃焼室4の下流の熱交換フィン8には温水管9が設けられ熱回収を行う。 For heat recovery is provided hot water pipe 9 downstream of the heat exchange fins 8 of the combustion chamber 4. 燃焼室4内部に温度検知部10が設けられている。 Temperature detecting portion 10 is provided inside the combustion chamber 4. 温水管9の温水は循環ポンプ11により燃焼室4と放熱熱交換器12の間の温水経路13を循環する。 Hot water of the hot water pipe 9 circulates the hot water passage 13 between the combustion chamber 4 and the radiator heat exchanger 12 by the circulation pump 11. 放熱熱交換器12には室内に温風を送る送風機14が設けられている。 The radiator heat exchanger 12 a blower 14 for sending warm air into the room is provided. 温水経路13には温水温度検知部15が設けられている。 Hot water temperature detector 15 is provided in the hot water pathway 13. また、放熱手段はこのような水経路であっても空冷フィンであっても良い。 Further, the heat dissipation means may be a cooling fin even such water path.
【0012】 [0012]
このような構成での本発明の動作を説明する。 The operation of the present invention in such a configuration will be described. 電気ヒータ7に通電し、火炎孔5と燃焼室4内面を加熱する。 By energizing the electric heater 7 to heat the combustion chamber 4 inner surface and a flame hole 5. 燃焼室4内面が所定の温度に達した後、電気ヒータ7の通電を停止し、燃料供給と送風と点火器6の動作を開始する。 After the combustion chamber 4 inner surface has reached a predetermined temperature, and stops energizing the electric heater 7, starts the operation of the fuel supply and the blower igniter 6. 混合部3から送られた混合気は火炎孔5で燃焼する。 Mixture sent from the mixing unit 3 is burned in a flame hole 5. この時、燃焼室4の温度は200℃以上に上昇しているので着火性は良く、かつ着火時の排気の未燃ガスは少ない。 At this time, ignitability the temperature of the combustion chamber 4 is increased to above 200 ° C. may, and unburned gas in the exhaust during ignition is small. このような状態で温水経路13の温度が所定の暖房温度に達したときに送風機14を運転して温風を室内に送風する。 Such temperature conditions with warm water path 13 is driving a fan 14 upon reaching a predetermined heating temperature for blowing warm air into the room. 室内の温度が上昇して暖房負荷が減少すると、温水温度が上昇する。 When the room temperature is heating load is reduced increases, the hot water temperature rises. このことを温水温度検知部15で検知して燃焼を停止する。 This is detected by the hot water temperature detector 15 and stops the combustion. 電気ヒータ7に通電し、燃焼用送風機2を弱回転とする。 By energizing the electric heater 7, and the weak rotating combustion blower 2. 温水は所定の暖房温度を維持する。 Hot water maintains a predetermined heating temperature. さらに暖房負荷が減少して温水温度が上昇するときは、電気ヒータ7の通電量を減少させる。 Furthermore when the heating load is hot water temperature decreases increases decreases the current amount of the electric heater 7. また、暖房負荷が増加したときは、燃料の供給を開始する。 Further, when the heating load is increased, it starts the supply of fuel. 燃料を供給しても燃焼室4が高温となっているので再燃焼時の排気もクリーンである。 Exhaust during afterburning the combustion chamber 4 can supply the fuel has a high temperature is also clean.
【0013】 [0013]
(実施の形態2) (Embodiment 2)
本発明の請求項2を図1とともに説明する。 The second aspect of the present invention will be described in conjunction with FIG. 燃料の供給を変化させても5kW〜2kWは熱量を変えられる。 Be varied supply of fuel 5kW~2kW is changed the amount of heat. 2kW以下となると燃焼は不安定となり、空燃比により逆火やリフトあるいはCOの増加といった現象を生じる。 It follows the combustion 2kW becomes unstable, resulting in phenomena such as increase of flashback and lifts or CO by the air-fuel ratio. 前例では2kW以下は電気の熱で暖房した。 In the previous 2kW following it was heating with electric heat. しかし、電気の節約のために燃焼しつつ通電することも可能である。 However, it is also possible to energize while combustion for electricity savings. 例えば1kWの燃焼量では火炎が冷却して燃焼が不安定になるが、500W通電すれば火炎は安定なものとなる。 For example, the combustion becomes unstable flame is cooled at 1kW combustion amount, the flame becomes stable if 500W power. 合計発熱量は1.5kWであり、暖房負荷への対応幅は単に燃料の供給量を調節する場合よりも拡大する。 The total calorific value is 1.5 kW, corresponding width of the heating load is simply enlarged than the case of adjusting the supply amount of the fuel.
【0014】 [0014]
(実施の形態3) (Embodiment 3)
本発明の請求項3を図2とともに説明する。 The third aspect of the present invention will be described in conjunction with FIG. 燃焼室4の下流にハニカム状の浄化用触媒体16が設けられている。 Honeycomb purifying catalytic member 16 is provided downstream of the combustion chamber 4. その他の構成は実施の形態1と同一である。 Other structures are the same as those in the first embodiment. 燃焼開始時に電気ヒータ7で燃焼室4の内部とくに、浄化用触媒体16を加熱する。 Interior and country of the combustion chamber 4 by an electric heater 7 at the start of combustion, to heat the purifying catalytic member 16. 浄化用触媒体16は300セル/平方インチのハニカム構造である。 The purifying catalytic member 16 is a honeycomb structure of 300 cells / square inch. 流れ方向厚さは20mmである。 Flow direction thickness is 20 mm. ハニカム担体はコーディエライトやアルミン酸石灰を成形したもので、白金族金属触媒が担持されている。 Honeycomb carrier obtained by molding a cordierite or aluminate of lime, platinum group metal catalyst. ハニカム孔は一辺0.6mm角の正方形である。 Honeycomb pores are squares of sides 0.6mm angle.
【0015】 [0015]
これはセラミック製で熱容量が少ないため、電気ヒータ7で500℃まで温度上昇する。 This is because a small heat capacity ceramic, an electric heater 7 to the temperature increased to 500 ° C.. このため燃焼開始時に火炎孔5に着火したときに発生する未燃ガスはこの触媒で反応して酸化されて臭気は殆どなくなる。 Unburned gas generated Therefore at the start combustion upon ignition the flame hole 5 is oxidized by reacting with the catalyst odor almost eliminated.
【0016】 [0016]
高出力は燃焼により5kW得られるが、暖房負荷が低下した場合の動作は実施の形態1と同一で電気ヒータ7に通電して行い2kWの出力となる。 Although a high output is obtained 5kW by combustion operation when the heating load is decreased as the output of 2kW performed by energizing the electric heater 7 the same as the first embodiment. このような方法は実施の形態2に応用すれば、更に低燃焼量とすることも可能となる。 If such a method is applied to the second embodiment, it is possible to further low combustion amount. 火炎が不安定でCOを発生しても、電気ヒータ7で加熱されている浄化用触媒体が排気を完全に酸化するからである。 Also it generates a flame is unstable CO, because purifying catalytic member which is heated by an electric heater 7 is completely oxidize the exhaust. また、燃焼時も触媒が火炎の発生するCOを酸化するため燃焼排気は常にクリーンとなる。 Moreover, the catalyst also during combustion is a combustion exhaust to oxidize CO generated by the flame is always clean.
【0017】 [0017]
(実施の形態4) (Embodiment 4)
請求項4に関する発明を図3とともに説明する。 The invention relates to claim 4 will be described in conjunction with FIG. 燃料供給部1、燃焼用送風機2、混合部3の下流に混合気孔17を設けている。 Fuel supply unit 1 is provided with a combustion air blower 2, mixed porosity 17 downstream of the mixing unit 3. 点火手段は用いないが、燃焼用触媒体18を加熱するための電気ヒータ7は設けている。 Ignition means is not used, the electric heater 7 for heating the combustion catalyst 18 is provided. 燃焼用触媒体18はハニカムであるが長さが200mmと実施の形態3よりは長い。 Although combustion catalyst 18 is honeycomb it is longer than the third embodiment and 200mm length. これはここで全量燃焼できるようにするためである。 This is to allow the total amount burned here. この下流に温水管9がある。 There is a hot water pipe (9) in the downstream.
【0018】 [0018]
このような構成で、電気ヒータ7に通電し、燃焼用触媒体18の上流が加熱する。 In this arrangement, by energizing the electric heater 7, upstream of the combustion catalyst 18 is heated. 触媒18が所定の活性化温度に達したことを燃焼部の温度検知部10で検知し、電気ヒータ7の通電を停止し、電気ヒータ7表面温度が発火温度以下になったときに、混合気を供給すると、混合気は燃焼用触媒体18の上流で触媒反応を始める。 When the catalyst 18 is detected by the temperature detector 10 of the combustion section that has reached a predetermined activation temperature, and stops energizing the electric heater 7, the electric heater 7 surface temperature is below the ignition temperature, the gas mixture supplying air-fuel mixture begins to catalytic reactions upstream of the combustion catalyst 18. 次第に燃焼量と空気量を増加させると燃焼用触媒体18全体で燃焼する。 Burning throughout the combustion catalyst 18 and gradually increase the combustion amount and the air amount. 触媒体の高温化による劣化を防止するため空気過剰率は2以上が好ましい。 Excess air ratio in order to prevent deterioration due to high temperature of the catalyst body 2 or more.
【0019】 [0019]
このような燃焼部構成で暖房負荷が低くなったときは、燃料の供給を低下させる。 When such heating load in the combustion unit arrangement is lowered reduces the supply of fuel. あるいは、さらに暖房負荷が低下したときは電気ヒータ7に通電して電気熱で温水を加熱する。 Alternatively, further heating load heats the hot water in the electrothermal by energizing the electric heater 7 when dropped. 再燃焼時も触媒を活性化温度に保っている限り燃料を随時供給して燃焼による高出力に切り替えられる。 When afterburning it is also switched to high output due to combustion by supplying needed fuel as long as they maintain the catalyst activation temperature. この方式は火炎が全くないために燃焼音やNOxの発生がなく、あたかも電気ですべてが行われているような安全性が得られる。 This method generates no combustion noise or NOx because there is no flame, the safety can be obtained, such as if they were all in electricity is performed.
【0020】 [0020]
(実施の形態5) (Embodiment 5)
請求項6を図4、5とともに説明する。 The claim 6 will be described in conjunction with FIGS. 図4に示すように、燃料供給部1から供給される燃料ガスと燃焼用送風機2から送られる燃焼用空気が混合部3で混合され混合気が作られる。 As shown in FIG. 4, the combustion air fed with fuel gas from a combustion blower 2 supplied from the fuel supply unit 1 are mixed in the mixing portion 3 mixture is made. 混合部3の下流に設けた第1触媒燃焼部19に混合気は流れ込み、第1触媒燃焼部19の第1触媒体22で反応する。 Mixture into the first catalytic combustion unit 19 provided downstream of the mixing unit 3 flows, reacts in the first catalytic element 22 of the first catalytic combustion unit 19. すなわち、この第1触媒燃焼部19の断面を示す図5から分かるように、第1触媒燃焼部19の内面に突出する受熱用のフィン20に隙間21を介して設けられた薄板状の第1触媒体22で混合気は反応する。 That is, the cross-section as seen from FIG. 5 showing a first catalytic combustion unit 19, first the fin 20 for heat-shaped provided with a gap 21 thin plate of which projects on the inner surface of the first catalytic combustion section 19 mixture with catalyst 22 reacts. アルミ合金製の第1触媒燃焼部19の外周には第1温水管24が設けられ熱回収を行う。 The first hot water pipe 24 for heat recovery is provided on the outer circumference of the first catalytic combustion section 19 of the aluminum alloy. 第1触媒体22は耐熱鉄合金にγアルミナをコートし、ここに白金やパラジュウムのような白金族金属触媒が担持されている。 The first catalyst 22 is coated with γ-alumina in heat iron alloy, wherein the platinum group metal catalyst such as platinum or palladium is supported. 第1触媒燃焼部19の下流に第2触媒燃焼部が設けられ、ここにハニカム構造の第2触媒体23が設けられている。 Second catalytic combustion unit is provided downstream of the first catalytic combustion unit 19, the second catalyst 23 of honeycomb structure is provided here. 第1触媒燃焼部19と第2触媒燃焼体23の間に電気ヒータ7が設けられている。 The electric heater 7 is provided between the first catalytic combustion section 19 and the second catalytic combustion element 23. 第1触媒燃焼部19の上流にも電気ヒータを設けて、連動させても良い。 And also an electric heater provided upstream of the first catalytic combustion unit 19, may be interlocked. 第2触媒体23の内壁は断熱材でライニングされている。 Inner wall of the second catalyst body 23 is lined with a heat insulating material.
【0021】 [0021]
第2触媒体23の下流にはフィン8と排気熱回収用の第2温水管9が設けられ、第1温水管24と連通している。 The second hot water pipe 9 for the exhaust heat recovery fins 8 is provided downstream of the second catalyst body 23, and communicates with the first hot water pipe 24.
【0022】 [0022]
このような構成での本発明の動作を説明する。 The operation of the present invention in such a configuration will be described. 電気ヒータ7に通電し、第1触媒体22と第2触媒体23を同時に加熱して触媒予熱を開始する。 By energizing the electric heater 7, to start a catalyst preheating by heating the first catalyst body 22 and the second catalyst 23 at the same time. 第1触媒体22の下流および第2触媒体23の上流が加熱される。 Upstream it is heated downstream and the second catalyst body 23 of the first catalyst body 22. 触媒22、23が所定の活性化温度に達した後、電気ヒータ7の通電を停止し、燃料の供給を開始する。 After the catalyst 22 has reached a predetermined activation temperature, and stops energizing the electric heater 7, it starts the supply of fuel. 混合部3から送られた混合気は第1触媒燃焼部19を通過する。 Mixture sent from the mixing unit 3 passes through the first catalytic combustion unit 19. 活性化温度は燃料や触媒の種類で異なり、例えばプロパンガスでは約300℃であり、メタンはこれよりも高く、灯油は低い。 Activation temperature varies by the type of fuel and the catalyst, for example about 300 ° C. in propane gas, methane is higher than this, kerosene low. 触媒を活性化温度に加熱するため、電気ヒータの表面温度は600℃以上が好ましい。 To heat the catalyst to the activation temperature, the surface temperature of the electric heater is preferably at least 600 ° C..
【0023】 [0023]
混合気はまず第1触媒体22下流で部分的に反応し、第1触媒体22をすり抜けた未反応燃料は第2触媒体23の上流で反応し始める。 Mixture is first partially reacted with the first catalyst 22 downstream, unreacted fuel having passed through the first catalyst body 22 begins to react with the upstream of the second catalyst body 23. 第2触媒体23は高温となっているので、未反応ガスはここで反応し、最終排気には未燃ガスはほとんど含まれない。 Since the second catalyst body 23 has a high temperature, the unreacted gas reacts here, the final exhaust hardly contains unburned gas.
【0024】 [0024]
第1触媒体22では触媒がガスと酸素を吸着し、触媒表面で反応するので無炎燃焼となり燃焼熱で第1触媒体22は高温となり、この熱が隙間21を放射熱として通過しフィン21に伝わる。 In the first catalyst 22 catalyst adsorbs gas and oxygen, since the reaction at the catalyst surface the first catalyst body 22 in combustion heat becomes flameless combustion becomes high temperature, the heat will pass through the gap 21 as the radiation heat fins 21 transmitted to. この第1触媒燃焼部19で供給する燃料のエネルギーの75%が燃焼し、燃焼したエネルギーの80%がフィン20から第1温水管24へ伝熱する。 The 75% of the energy of fuel supplied by the first catalytic combustion unit 19 is burned, 80% of the combusted energy transfer heat from the fins 20 to the first hot water pipe 24. すなわち供給燃料エネルギーの60%(=75×80%)がここで水に伝熱する。 That 60% (= 75 × 80%) is transfer heat to the water, where the supply fuel energy. 第1触媒燃焼部19から排出される排気には、供給燃料エネルギーを100%として未燃燃料が25%(=100%−75%)と排気熱が15%(=75%−60%)、合計で40%残っている。 The exhaust gas discharged from the first catalytic combustion unit 19, supplies the fuel energy unburned 25% 100% (= 100% -75%) and the exhaust heat is 15% (= 75% -60%), the remaining 40 percent in total. 第2触媒体23の温度が低温化するとここで未燃燃料が反応し難いため、ここでは熱交換は行わない。 Since the temperature of the second catalyst body 23 is unlikely to unburnt fuel reaction here when low temperature, does not perform heat exchange here. このため、未燃燃料が全て燃焼した後の第2触媒燃焼体23からの排気は、供給エネルギーの40%を排気熱として有するものとなる。 Therefore, exhaust gas from the second catalytic combustion element 23 after unburned fuel is burned all comes to have 40% of the feed energy as exhaust heat. 次に、フィン8を有する第2温水管9でこの熱を回収する。 Then, to recover the heat in the second hot water pipe 9 having a fin 8. ここでの熱交換率は70%であった。 Heat exchange rate here was 70%. 第2温水管9が回収する熱は28%(=40%×70%)となる。 Heat the second hot water pipe 9 is recovered becomes 28% (= 40% × 70%). すなわち第1温水管24と第2温水管9を合計すると88%(60%+28%)の総合熱効率となった。 That was the overall thermal efficiency of the first hot water pipe 24 88% The total of the second hot water pipe 9 (60% + 28%).
【0025】 [0025]
触媒燃焼装置を有炎燃焼装置と同一の燃焼負荷率(燃焼室体積当たりの燃焼量)で運転すると、触媒体温度が1200℃以上となり触媒の耐熱寿命が著しく短くなる。 When operating a catalytic combustion apparatus in Yuhonoo combustor same combustion load factor (combustion amount per combustion chamber volume), the life of heat resistance of the catalyst catalyst temperature becomes 1200 ° C. or more is significantly shortened. したがって実施の形態4では大きな触媒を用いている。 Thus in the fourth embodiment is used a great catalyst. しかし、本実施の形態では熱交換部であるフィン20を直接触媒体が覆うため第1触媒体22は比較的低温となり、かつ触媒での発熱から受熱部に直接伝熱するので熱交換効率は高くなる。 However, the heat exchange efficiency In this embodiment, since the first catalyst body 22 for covering the fins 20 is a heat exchanger unit directly catalyst body becomes relatively low temperature, and directly heat transfer to the heat receiving portion from heat generation in the catalyst higher.
【0026】 [0026]
この実施の形態でも暖房負荷が減少して温水温度が上昇しすぎると、燃料供給量を減少させなければならない。 When the hot water temperature is too high heating load in this embodiment is reduced, it must be reduced fuel supply amount. 触媒が活性化温度よりも低くなる2kWが燃焼の下限界である。 2kW the catalyst is lower than the activation temperature is below the limit of combustion. ここで燃焼を停止し再度電気ヒータ7に通電して温水を加熱する。 Here we stopped burning by energizing the electric heater 7 again heat the hot water. 電気ヒータは2kW〜0まで制御できるため暖房負荷の大幅な変動に対応できる。 Electrical heater can cope with large fluctuations of the heating load can be controlled to 2KW~0. しかし、再燃焼の触媒の活性化温度を維持すればいつでも燃焼を再開できて、急速な暖房負荷の上昇に対応できる。 However, to resume the combustion at any time by maintaining the activation temperature of the re-combustion catalyst, it can cope with increase in the rapid heating load. また、活性化温度以下であっても再度通電による予熱時間を若干設ければ再燃焼時のクリーンな排気を損なわない。 Also, it does not impair the clean exhaust at the time of re-combustion by providing a slight preheating time by energizing again even activation temperature or less.
【0027】 [0027]
このような実施の形態1〜4の燃焼と電気の切り替えの制御は、外気温度、室内温度。 Such combustion and electric control of the switching of the embodiments 1 to 4, the outside air temperature, the room temperature. あるいは温水温度を検知して行うなど用途に応じて選択すればよい。 Or it may be selected according to the purpose, such as carried out by detecting the temperature of hot water.
【0028】 [0028]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上に述べた本発明の効果は次の通りである。 The effect of the present invention described above is as follows. 暖房負荷の大幅な変動に対応できる加熱装置を実現し、暖房開始時や気温の低いときは燃焼で高い出力を発生し、暖房負荷の低いときは電気の熱で加熱することが可能である。 Achieve heating apparatus can cope with large fluctuations of the heating load, when the heating starts or low temperatures to generate high output in combustion when low heating load is capable of heating an electric heat.
【0029】 [0029]
また、燃焼における着火時の排気をクリーンにすることもできるため燃焼独特の弊害も減少している。 It is also unique adverse combustion because it can be reduced to the exhaust time of ignition in the combustion clean.
【0030】 [0030]
さらに触媒燃焼では触媒の予熱電源を共用でき、かつ低NOxの効果をもたらす。 Further it can be shared preheating power of the catalyst in catalytic combustion, and resulting in the effect of low NOx.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の請求項1の一実施の形態の燃焼装置を示す断面図である。 1 is a sectional view showing a combustion apparatus of an embodiment of claim 1 of the present invention.
【図2】本発明の請求項3の一実施の形態の燃焼装置を示す縦断面図である。 2 is a longitudinal sectional view showing a combustion apparatus of an embodiment of a third aspect of the present invention.
【図3】本発明の請求項4の一実施の形態の断面図である。 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the fourth aspect of the present invention.
【図4】本発明の請求項6の一実施の形態の断面図である。 4 is a cross-sectional view of one embodiment of the sixth aspect of the present invention.
【図5】本発明の請求項6の一実施の形態の第1触媒燃焼部の断面図である。 5 is a cross-sectional view of a first catalytic combustion unit of the embodiment of claim 6 of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 燃料供給部2 燃焼用送風機3 混合部4 燃焼室5 火炎孔6 点火器7 電気ヒータ8 熱交換フィン9 温水管10 温度検知部11 循環ポンプ12 放熱熱交換器13 温水経路16 浄化用触媒体17 混合気孔18 燃焼用触媒体22 第1燃焼触媒体23 第2燃焼触媒体24 第2温水管 1 fuel feeder 2 a combustion air blower 3 mixing unit 4 the combustion chamber 5 flame holes 6 igniter 7 electric heater 8 heat exchange fins 9 hot water pipe 10 temperature detector 11 circulation pump 12 radiator heat exchanger 13 the hot water pathway 16 purifying catalytic member 17 mixture pores 18 combustion catalyst body 22 first combustion catalyst body 23 second combustion catalyst body 24 second hot water pipe

Claims (6)

  1. 燃料供給部と、燃焼用空気を供給する送風機と、前記燃料の燃焼室と、前記燃焼室内に設けた電気ヒータと、前記燃焼室に設けた熱交換部を備え、加熱量が小の場合は、前記電気ヒータの発熱のみで前記熱交換部を加熱し、加熱量の大きい場合は、前記電気ヒータに通電した後に燃焼を行って前記熱交換部を加熱することを特徴とする加熱装置。 A fuel supply unit, a blower for supplying combustion air, a combustion chamber of the fuel, and an electric heater provided in said combustion chamber, said with a heat exchange section provided in the combustion chamber, when the amount of heating is small is the heating said heat exchange section only heating of the electric heater, when the heating of large heating device, characterized in that heating the heat exchanger performing combustion after energizing the electric heater.
  2. 燃料供給部と、燃焼用空気を供給する送風機と、前記の燃料の燃焼室と、前記燃焼室内に設けた電気ヒータと、前記燃焼室に設けた熱交換部を備え、加熱量が小の場合は、前記電気ヒータに通電するとともに燃料を供給して燃焼させることで前記熱交換部を加熱し、加熱量の大きい場合は、前記電気ヒータに通電した後、前記電気ヒータに通電せずに加熱量の小の場合よりも多い燃料を供給し燃焼を行うことで前記熱交換部を加熱することを特徴とする加熱装置。 A fuel supply unit, a blower for supplying combustion air, a combustion chamber of the fuel, and an electric heater provided in said combustion chamber, comprising a heat exchange section provided in the combustion chamber, when the amount of heating is small is the heat exchanger is heated by feeding and burning a fuel together with energizing the electric heater when the heating amount of the large, after energizing the electric heater, heating without energizing the electric heater heating apparatus characterized by heating the heat exchanger more fuel than in the case of the amount of the small by performing the supply and combustion.
  3. 前記燃焼室内に火炎孔と点火手段とを備え、前記電気ヒータは前記火炎孔の下流に設けられ、さらに前記電気ヒータの下流に浄化用触媒体を備え、前記熱交換部は、前記浄化用触媒体の下流に設けられている請求項1又は2の加熱装置。 Wherein comprising a combustion chamber in a flame hole and the ignition means, wherein the electric heater is provided downstream of the flame hole, further comprising a purifying catalytic member downstream of the electric heater, the heat exchange unit, touch for the purification heating apparatus according to claim 1 or 2 is provided downstream of the medium.
  4. 前記電気ヒータの下流に燃焼用触媒を備え、前記電気ヒータで前記燃焼用触媒を加熱した後に前記燃焼用触媒で触媒反応を開始する請求項1、又は2の加熱装置。 Wherein comprising a combustion catalyst on the downstream of the electric heater according to claim 1 wherein the initiating a catalytic reaction in a combustion catalyst after heating the combustion catalyst by the electric heater, or second heating device.
  5. 燃焼量小の時の燃焼室温度が前記電気ヒータで加熱された燃焼開始前の燃焼室温度と実質上同一である請求項3、又は4の加熱装置。 3. combustion chamber temperature at the combustion amount is small is substantially the same combustion chamber temperature and before the start of the heated combustion in the electric heater, or 4 of the heating device.
  6. 燃焼室に設けた第1触媒燃焼部と、前記第1触媒燃焼部に設けた第1熱交換部と、前記第1触媒燃焼部の内部に設けた受熱用のフィンと、前記フィンに設けられた第1触媒体と、前記第1触媒燃焼部の下流に設けた第2触媒燃焼部と、前記第2触媒燃焼部に設けた第1触媒体よりも幾何学的表面積が大きい第2触媒体と、前記第2触媒体の下流に設けた前記第1熱交換部と連通する第2熱交換部と、前記第1触媒体の下流に設けた電気ヒータと、前記電気ヒータに通電して前記第1、第2触媒体を加熱した後に、燃料の供給を行って触媒燃焼を開始する燃焼部とを備えたことを特徴する加熱装置。 A first catalytic combustion unit provided in the combustion chamber, a first heat exchange unit provided in the first catalytic combustion unit, and the fins for the heat provided inside of the first catalytic combustion unit, is provided on the fin and a first catalyst, the second catalytic combustion unit provided downstream of the first catalytic combustion unit, the first catalytic second catalyst is greater geometric surface area than body provided in the second catalytic combustion unit When, a second heat exchanger communicating with the first heat exchanging portion which is provided downstream of the second catalyst, an electric heater provided downstream of the first catalyst, wherein by energizing said electric heater first, after heating the second catalyst body, a heating apparatus for, characterized in that a combustion section which performs the supply of fuel to start the catalytic combustion.
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