JP3655688B2 - Combustion equipment - Google Patents

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JP3655688B2
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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複数の用途に用いられる燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯と風呂追焚、給湯と暖房等、複数の用途に用いられる燃焼装置には、大別して2缶2水型と、1缶2水型がある。
2缶2水型の燃焼装置は、2つの独立した熱交換部と、これら熱交換部に対応する燃焼部とを備えている。各熱交換部は、多数の垂直フィンプレートと、これを貫通する通水管とを備えている。給湯と風呂追焚を行う燃焼装置について説明すると、給湯を行う時には、一方の燃焼部で燃焼を行い、これに対応する熱交換部の通水管に給水管からの水を通して給湯を行う。風呂の追焚を行う時には、他方の燃焼部で燃焼を行い、これに対応する熱交換部の通水管に浴槽の水を通して追焚を行う。
上記2缶2水型の燃焼装置では、2つの機能例えば給湯と風呂追焚を互いに干渉させることなく実行でき、高性能である。しかし、2つの独立した燃焼ユニットを必要とするので装置が大型になるとともに高価であった。
【0003】
一般的な1缶2水型の燃焼装置、例えば給湯,風呂追焚用の燃焼装置は、共通の熱交換部と燃焼部を一つずつ備えている。熱交換部は、多数のフィンプレートに、給湯用と風呂追焚用の2本の通水管を貫通することにより構成されている。これら2本の通水管は上下に別れて配置されている。この装置では、給湯,風呂追焚のいずれを実行する時でも、同じ燃焼部で燃焼が行われ、同じ熱交換部が加熱される。給湯が実行される時には、給水管からの水が熱交換部の給湯用通水管を通る。風呂追焚が実行される時には、浴槽からの水が熱交換部の風呂追焚用通水管を通る。
【0004】
上記1缶2水型の燃焼装置は、給湯と風呂追焚を共通の構成要素で実行するため、構成が小型で簡単になり安価となる。しかし、上記給湯と風呂追焚が互いに干渉し合う欠点があった。例えば、給湯だけが行われている時、風呂追焚用通水管に溜まっていた水も加熱される。同様に、風呂追焚だけが行われている時、給湯用通水管に溜まっている水も加熱される。そのため、単独燃焼時の熱交換効率が悪かった。また、風呂追焚時に給湯用通水管に溜まった水が加熱され続けて高温になると、給湯の初期に所望温度より高い湯が出ることがあった。
【0005】
特公平2ー17784号公報には、改良された1缶2水型の燃焼装置が開示されている。この燃焼装置は、1つのフレーム内に、給湯と風呂追焚のための熱交換部が、それぞれ左右に別れて配置されており、これら熱交換部に対応する燃焼部がその真下に配置されている。上記フレームは上部が熱交換部を保持する保持胴となり、下部が燃焼部からの炎を囲む燃焼胴となっている。この構成では、給湯と風呂追焚の相互干渉が小さくなるにも拘わらず、2つの熱交換部が1つのフレーム内に収まるため、2缶2水型に比べて小型で安価である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の装置において、燃焼胴の内部空間を仕切らないと、給湯用と風呂追焚の相互干渉をより一層小さくしたいという要求に答えることができない。なぜなら、仕切りがないと、燃焼部の火炎の揺らぎにより、対応する熱交換部のみならず、他の熱交換部の一部をも加熱してしまうからである。そのため、燃焼胴の内部空間を仕切る仕切り壁を必要とし、製造コストが高かった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係わる燃焼装置は、一方向に水平に並べて配置された複数の燃焼部と、上記複数の燃焼部に対応してその真上にそれぞれ配置された複数の熱交換部と、これら複数の熱交換部を囲んで保持する共通の保持胴と、この保持胴から下方に延びて上記複数の燃焼部からの火炎を囲む共通の燃焼胴と、上記複数の燃焼部に選択的にガスを供給する手段と、上記燃焼部に燃焼用空気を供給するとともに熱交換部を通る燃焼ガスの排気を行う共通のファンとを備え、上記複数の燃焼部の境には空気通路が形成され、この空気通路をファンによる空気流が通ることにより、燃焼胴の内部空間を仕切るエアカーテンが形成されることを特徴とする。
【0009】
請求項の発明は、請求項に記載の燃焼装置において、各熱交換部において、多数の垂直フィンプレートが、熱交換部の並び方向に延び、熱交換部の並び方向と直交する方向に並べられており、通水管が熱交換部の並び方向と直交する方向にフィンプレートを貫通していることを特徴とする。
【0010】
請求項の発明は、請求項に記載の燃焼装置において、複数の熱交換部のフィンプレートが互いに連なって共通プレートを構成し、この共通プレートには複数の熱交換部の境において開口が形成され、これら開口の上下に位置する部分が上記熱交換部毎のフィンプレートを連ねる架橋部となっていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1〜図8を参照しながら説明する。図1は、給湯と風呂追焚の2つの機能を有する1缶2水型の燃焼装置を示す。この燃焼装置は、排気ユニット10と、熱交換ユニット20と、バーナユニット30と、ファン40とを上から順に連接することにより構成されている。
【0012】
バーナユニット30は、上端が開口した箱形状のフレーム31と、このフレーム31内に収容されたバーナアッセンブリ32とを備えている。このフレーム31の底壁に上記ファン40が取り付けられている。
【0013】
図6に示すように、上記バーナアッセンブリ32は、第1バーナエレメント33(第1バーナ要素)と第2バーナエレメント34(第2バーナ要素)とをX軸方向(図1,図6において左右方向)に交互に隙間なく配列することにより構成されている。これらバーナエレメント33,34は、Y軸(X軸と直交する水平軸)の方向に延びる垂直な平板形状をなしており、図7に示すように下端一側に導入口33a,34aを有し、上端面に多数の炎口33b,34bを有している。なお、図7では、図を簡略化するために炎口33b,34bを少なく示してある。
【0014】
上記バーナエレメント33,34は、導入口33a,34aで、後述するノズルブロック58のノズル部からのガスを受けるとともにファン40からの空気を受け、両者を内部空洞33c,34cで混合し、この混合ガスを炎口33b,34bから吹き出すようになっている。第1バーナエレメント33では、導入口33aが比較的狭く空気導入量が少ないので、混合ガスのガス濃度が理想濃度(燃焼のために過不足ないガス濃度)より高くなる。これとは反対に、第2バーナエレメント34の導入口34aは比較的広く空気導入量が多いので、混合ガスのガス濃度は、上記理想濃度より低くなる。
【0015】
上記バーナアッセンブリ32は、2つの領域に分けられ、それぞれが給湯用燃焼部32aと風呂追焚用燃焼部32bとなっている。これら燃焼部32a,32bは、図1,図6に示すように左右方向(X軸方向)に並んで配置されている。
【0016】
図1に示すように、バーナアッセンブリ32へガスを供給する手段50は、主管51と、この主管51から分岐した2つの分岐管52,53とを有している。主管51には主電磁開閉弁54と電磁比例弁55が設けられており、分岐管52,53にはそれぞれ補助電磁開閉弁56,57が設けられている。2つの分岐管52,53にはノズルブロック58が接続されている。このノズルブロック58は、分岐管52,53にそれぞれ接続され2つの通路を有するとともに、これら2つの通路にそれぞれ接続された2群のノズル部を有している。一方の群のノズル部は、給湯用燃焼部32aのバーナエレメント33,34の導入口33a,34aに対峙し、他方の群のノズル部は、風呂追焚用燃焼部32bのバーナエレメント33,34の導入口33a,34aに対峙している。
【0017】
フレーム31の内部空間においてバーナ32の上下はバイパス通路60により結ばれており、このバイパス通路60には風量センサ61が設けられている。この風量センサ61は、バイパス通路60を通る空気の量か、バーナユニット30の上下の圧力差を検出することにより、ファン40からのバーナユニット30を通る送風量に関する情報を得る。
【0018】
図1,図3に示すように、上記熱交換ユニット20は、横断面矩形をなし上下端が開口したフレーム21と、フレーム21に収容された2つの熱交換部22a,22bとを備えている。フレーム21の上部は、熱交換部22a,22bを保持するための保持胴21xとなり、下部は燃焼胴21yとして提供される。燃焼胴21yは、バーナユニット30のフレーム31に連結されている。
【0019】
上記熱交換部22aは給湯用に提供され、熱交換部22bは風呂追焚用に提供される。これら熱交換部22a,22bはX軸方向に並んでおり、給湯用熱交換部22aが給湯用燃焼部32aの真上に配置され、風呂追焚用熱交換部22bが風呂追焚用燃焼部32bの真上に配置されている。給湯用熱交換部22aには給水管71と給湯管72が接続されている。給湯管72には栓73が設けられている。風呂追焚用熱交換部22bには、往路管81と復路管82を介して浴槽80の循環金具83が接続されている。復路管82には、ポンプ85が設けられている。
【0020】
次に、熱交換ユニット20の構造について詳述する。図3に示すように、熱交換ユニット20は、フレーム21の保持胴21x内に収容された多数の薄肉の共通プレート25を有している。共通プレート25は垂直をなし両熱交換部22a,22bにわたりX軸方向に長く延びており、Y軸方向(図1では紙面と直交する方向)に互いに等しい間隔をおいて並べられている。
【0021】
各共通プレート25は、図2に示すように、給湯用熱交換部22aに位置する部位すなわち第1フィンプレート25aと、風呂追焚用熱交換部22bに位置する部位すなわち第2フィンプレート25bとを有している。第1フィンプレート25aと第2フィンプレート25bとの境には開口25cが形成されており、この開口25cの上下に位置する2つの部分25d1,25d2が、第1フィンプレート25aと第2フィンプレート25bと連ねる架橋部25dとして提供されている。この架橋部25dの上下方向の幅(部分25d1,25d2の幅D1,D2の合計)は、各フィンプレート25a,25bの上下方向の最小幅D0に比べて小さい。換言すれば、架橋部25dにおけるX軸方向(共通プレート25の長手方向)の伝熱のための断面積は、各フィンプレート25a,25bの伝熱断面積より小さい。
【0022】
上記共通プレート25の第1フィンプレート25a,第2フィンプレート25bには、それぞれ複数の貫通孔25x,25yが形成されている。これら貫通孔25x,25yには、図3に示すように、互いに別系統をなす第1通水管26,第2通水管27がそれぞれ通っている。第1通水管26は、フィンプレート25および保持胴21xを貫通してY軸方向に延びる複数の真直部26aと、これら真直部26aを連絡するベント部26bとを有している。同様にして第2通水管27も、真直部27aとベント部27bとを有している。
【0023】
第1通水管26の一端(入口端)は、冷却管28(図3〜図5参照)を介して給水管71に接続され、その他端(出口端)は、給湯管72に接続されている。第2通水管27の一端(入口端)は冷却管29(図3〜図5参照)を介して復路管82に接続され、他端(出口端)は往路管81に接続されている。これら冷却管28,29は、図4,図5に良く示されているように、燃焼胴21yの外周に接した状態で同方向に約1周巻かれており、この燃焼胴21yを冷却する役割を担う。
【0024】
上記熱交換ユニット20は、次のようにして製造される。通水管26,27の真直部26a,27aを構成する真直管を、フレーム21の保持胴21xおよび多数の共通プレート25に貫通させた状態で、これら真直管を拡径加工して共通プレート25に密着させる。次に、これら真直管に隣接して共通プレート25に貫通されたろう棒(図示しない)を溶かすことにより、真直管を保持胴21x,共通プレート25にろう付けする。このろう付けと同時または相前後して、ベント部26b,27bを構成する半円弧管を真直管にろう付けする。
【0025】
上記熱交換ユニット20の製造に際して、共通プレート25が給湯用熱交換部22aと風呂追焚用熱交換部22bにわたって延びており両熱交換部22a,22bに共通のものであるから、その取り扱いが簡単となるとともに、熱交換部22a,22bを同一ラインで同時に製造することができる。その結果、熱交換ユニット20の製造コストを下げることができる。
上記架橋部25dは2つの部分25d1,25d2からなるので、特に捩れに対して強度が高くなり、上記熱交換ユニット20の製造工程等において破損を防止できる。
【0026】
次に、燃焼装置の一般的な作用について説明する。栓73を開くと、給水管71,通水管26,給湯管72に水が流れる。給水管71に設けられた水流スイッチ(図示しない)がこれを検出し、この検出信号に応答して制御ユニット(図示しない)が、主電磁開閉弁54,補助電磁開閉弁56を開くことにより、給湯用燃焼部32aでの燃焼制御が開始される。その結果、共通プレート25のうち給湯用燃焼部32aの真上に位置する第1フィンプレート25aが主に加熱され、ひいては第1通水管26を通る給水管71からの水が加熱され、湯となって給湯管72へと供給される。この際、風呂追焚用燃焼部32bでは燃焼が行われないので、風呂追焚用熱交換部22bには、ファン40からの燃焼を伴わない空気が通過するだけであり、第2通水管27内の水を加熱することはない。また、加熱された第1フィンプレート25aから架橋部25dを経て第2フィンプレート25bへ逃げる熱は、架橋部25dの合計幅が狭いので、少なく抑えることができる。
【0027】
風呂追焚の際には、制御ユニットの制御に基づき、ポンプ85が駆動して、浴槽80の水を復路管82,通水管27,往路管81を経て循環させる。これと同時に、主電磁開閉弁54,補助電磁開閉弁57を開いて、風呂追焚用燃焼部32bでの燃焼を開始する。その結果、共通プレート25のうち風呂追焚用燃焼部32bの真上に位置する第2フィンプレート25bが主に加熱され、ひいては第2通水管27を通る浴槽80からの水が加熱され、追焚が実行される。この際、給湯用燃焼部32aでは燃焼が実行されないので、給湯用熱交換部22aには、ファン40からの燃焼を伴わない空気が通過するだけであり、第1通水管26内の水を加熱することはない。また、第2フィンプレート25bから架橋部25dを経て第1フィンプレート25aへ逃げる熱は少ない。
【0028】
上述したように、基本的に給湯と風呂追焚は相互干渉なしに行われ、通水管26,27の一方を通る水を加熱している時に、他方に溜まった水を加熱することがないので、熱交換ユニット20での熱負荷は小さくてすみ、単独燃焼時の熱交換効率を高くすることができる。特に、風呂追焚だけを行っている時に、第1通水管26に溜まった水を加熱しないので、給湯動作の初期に、所望温度より高い温度が排出される不都合を防止することができる。
【0029】
本実施例では、バーナアッセンブリ32が第1,第2のバーナエレメント33,34を交互に並べて構成してある。第2バーナエレメント34は、希薄な混合ガスを炎口34bから吹き出し、炎口34bの近傍で一気に燃えるので、図8に示すように燃焼ガスの上昇速度が早く火炎は真っすぐ伸びて揺らぎがない。なお、第1バーナエレメント33は、濃い混合ガスを炎口33bから吹き出すので、隣の第2バーナエレメントからの空気をもらいながら上昇に伴って燃焼を続ける。これら、第1,第2バーナエレメント33,34での燃焼により、総合的にみれば理想のガス濃度での燃焼を行うことができる。
【0030】
上述したように、バーナエレメント33,34からの火炎が真っすぐ上に伸びるため、上記給湯と風呂追焚の相互干渉をより一層少なくすることができる。なぜなら、給湯用燃焼部32aでの燃焼による火炎は、真っすぐ伸びて給湯用熱交換部22aだけを加熱し、この火炎が揺らいで風呂追焚用熱交換部22bの一部を加熱することがなく、同様に、風呂追焚用燃焼部32bでの燃焼による火炎は、真っすぐ伸びて風呂追焚用熱交換部22bだけを加熱し、この火炎が揺らいで給湯用熱交換部22aの一部を加熱することがないからである。その結果、従来のように相互干渉をより一層少なくするための仕切り壁を設けずに済み、製造コストを安くすることができる。
【0031】
上記ファン40は、制御ユニットにより、風量センサ61からの送風量のフィードバック情報に基づいて上記燃焼部32a,32bでのガス,空気の混合比が所望の値になるように制御される。給湯,風呂追焚の両者を同時に実行している時のみならず、いずれか一方だけを実行している時にも、燃焼胴22yの内部空間が仕切り壁で仕切られていないので1つの風量センサ61だけの検出情報に基づいて、上記制御を行うことができる。
【0032】
給湯,風呂追焚の少なくとも一方を実行している時に、燃焼胴21yは、バーナ32からの火炎を囲むため高温にさらされるが、全周にわたって巻かれた2本の冷却管28,29のうち少なくとも一方を流れる水により、確実に冷却することができる。
【0033】
上記実施形態のように、濃淡燃焼をそれぞれ独立して行う第1,第2バーナエレメント33,34を交互に並べて用いる代わりに、図9に示すような共通バーナエレメント81を多数並べて用いてもよい。この共通バーナエレメントは、例えば両側が濃燃焼を行う第1バーナ要素82となり、中央が淡燃焼を行う第2バーナ要素83となっている。
【0034】
図10,図11は本発明の第2の実施形態を示す。この実施形態において、最初の実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。図11に示すように、バーナアッセンブリ32は、2つの燃焼部32a,32bの境に、Y軸方向に延びる細長い隙間35(空気通路)を有している。この隙間35をファン40による空気流が通り、この空気流は図10の矢印で示すように、熱交換部22a,22bの境に向かって上昇する。これによって、燃焼胴21yの内部空間を2つに仕切るエアカーテンが形成される。このエアカーテンにより、給湯用燃焼部32aの火炎が風呂追焚用熱交換部22bに向かったり、風呂追焚用燃焼部32bの火炎が給湯用熱交換部22aに向かうのを、より一層確実に禁じることができ、相互干渉をなくすことができる。
【0035】
上述した第2の実施形態では、バーナアッセンブリ32として、第1,第2バーナエレメント33,34による濃淡ガス燃焼方式のものを採用して火炎を安定させるとともに、隙間35に起因したエアカーテンを利用することにより、相互干渉を最小限にしたが、隙間35を形成する場合には、バーナアッセンブリ32は濃淡燃焼方式を採用しなくてもよい。
また、隙間35を形成する代わりに、図6に示すようなバーナアッセンブリを用いて、燃焼部32a,32bの境に位置する第2バーナエレメント34の導入口34aにガスを供給しないようにして(この部分に対峙するノズル部をなくして)、炎口34bから空気のみを吹き出させることでエアカーテンとしてもよい。この場合、当該第2バーナエレメント34が空気通路を構成する。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、1缶2水型で小型でありながら、複数の燃焼部が水平に並べられるとともに、これに対応して複数の熱交換部が水平に並べられているので、基本的に相互干渉を少なくすることができる。しかも、燃焼部の境に形成された空気通路からの空気流により、燃焼胴の内部空間を仕切るエアカーテンを作るので、相互干渉をより一層なくすことができる。
【0038】
請求項の発明によれば、フィンプレートの配置を工夫することにより、複数の熱交換部のベント部同士の干渉がなく、熱交換部を接近させて燃焼装置を小型にすることができる。このように複数の熱交換部を接近させても、請求項の工夫により、相互干渉を最小限にすることができる。
【0039】
請求項の発明によれば、請求項の効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、複数の熱交換部のフィンプレートが連なって共通のプレートとなっているので、熱交換部の製造の際に、フィンプレートの取り扱いが容易であるとともに、複数の領域を同時に製造することができ、その結果、熱交換部の製造コストを下げることができる。また、フィンプレート間に開口を形成したので、架橋部を介してのフィンプレート間の熱伝達量が少なくなり、上記領域間の相互干渉をより一層確実に回避することができる。また、架橋部が上下に離れた複数の部分からなるので、機械的強度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す燃焼装置の概略構成を示すシステム図である。
【図2】同燃焼装置のフィンプレートを示す正面図である。
【図3】同燃焼装置の熱交換部の平断面図である。
【図4】図3においてIV方向から見た正面図である。
【図5】図3においてV方向から見た背面図である。
【図6】同燃焼装置に用いられるバーナアッセンブリの平面図である。
【図7】(A)は第1バーナエレメントの概略斜視図であり、(B)は第2バーナエレメントの概略斜視図である。
【図8】同バーナアッセンブリでの炎の状態を示す正面図である。
【図9】他の態様をなすバーナエレメントを示す斜視図である。
【図10】本発明の第2の実施形態を示す図1相当図である。
【図11】同第2実施形態に用いられるバーナアッセンブリの平面図である。
【符号の説明】
21 フレーム
21x 保持胴
21y 燃焼胴
22a 給湯用熱交換部
22b 風呂追焚用熱交換部
25 共通プレート
25a,25b フィンプレート
25c 開口
25d1,25d2 架橋部
26 第1通水管
27 第2通水管
32a 給湯用燃焼部
32b 風呂追焚用燃焼部
33 第1バーナエレメント(第1バーナ要素)
34 第2バーナエレメント(第2バーナ要素)
35 隙間(空気通路)
40 ファン
50 ガス供給手段
82 第1バーナ要素
83 第2バーナ要素
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a combustion apparatus used for a plurality of applications.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, combustion apparatuses used for a plurality of purposes such as hot water supply and bath chase, hot water supply and heating, are roughly classified into a two-can two-water type and a single-can two-water type.
The two-can two-water combustion apparatus includes two independent heat exchange units and a combustion unit corresponding to these heat exchange units. Each heat exchange unit includes a large number of vertical fin plates and water pipes passing therethrough. A combustion apparatus that performs hot water supply and bath remedy will be described. When hot water is supplied, combustion is performed in one of the combustion sections, and hot water is supplied through the water pipes of the heat exchange sections corresponding thereto. When bathing is performed, combustion is performed in the other combustion section, and the water in the bathtub is passed through the water pipe of the corresponding heat exchange section.
The above-described two-can two-water combustion apparatus can perform two functions such as hot water supply and bath remedy without interfering with each other, and has high performance. However, since two independent combustion units are required, the apparatus becomes large and expensive.
[0003]
A general canned and two-water type combustion apparatus, for example, a combustion apparatus for hot water supply or bath remedy, includes one common heat exchange section and one combustion section. The heat exchanging part is configured by penetrating through a large number of fin plates two water pipes for hot water supply and for bathing. These two water pipes are arranged separately at the top and bottom. In this apparatus, when performing either hot water supply or bath remedy, combustion is performed in the same combustion section, and the same heat exchange section is heated. When hot water supply is executed, water from the water supply pipe passes through the hot water supply water pipe of the heat exchange section. When bath remedy is executed, water from the bathtub passes through the bath remedy water pipe in the heat exchange section.
[0004]
The one-can / two-water combustion apparatus performs hot water supply and bath remedy with common components, so that the configuration is small and simple and inexpensive. However, there is a drawback that the hot water supply and bath remedy interfere with each other. For example, when only hot water is supplied, the water accumulated in the bath chase water pipe is also heated. Similarly, when only bathing is performed, water accumulated in the hot water supply pipe is also heated. Therefore, the heat exchange efficiency at the time of single combustion was bad. In addition, when the water accumulated in the hot water flow pipe continues to be heated during bath bathing and becomes hot, hot water higher than the desired temperature may be produced at the initial stage of hot water supply.
[0005]
Japanese Examined Patent Publication No. 2-17784 discloses an improved canned and two-water type combustion apparatus. In this combustion device, heat exchange parts for hot water supply and bath remedy are arranged separately on the left and right in one frame, and the combustion parts corresponding to these heat exchange parts are arranged directly below them. Yes. The upper part of the frame is a holding cylinder that holds the heat exchange part, and the lower part is a combustion cylinder that surrounds the flame from the combustion part. In this configuration, although the mutual interference between the hot water supply and the bath remedy is small, the two heat exchanging parts are accommodated in one frame, so that it is smaller and less expensive than the two-can two-water type.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus disclosed in the above publication, if the internal space of the combustion cylinder is not partitioned, the request for further reducing the mutual interference between the hot water supply and the bath remedy cannot be met. This is because if there is no partition, not only the corresponding heat exchange section but also a part of the other heat exchange section will be heated by the fluctuation of the flame of the combustion section. Therefore, a partition wall for partitioning the internal space of the combustion cylinder is required, and the manufacturing cost is high.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A combustion apparatus according to the invention of claim 1 includes a plurality of combustion sections arranged horizontally in one direction, a plurality of heat exchange sections respectively disposed directly above the plurality of combustion sections corresponding to the plurality of combustion sections, A common holding cylinder that surrounds and holds the plurality of heat exchange units, a common combustion cylinder that extends downward from the holding cylinder and surrounds the flames from the plurality of combustion units, and the plurality of combustion units selectively. Means for supplying gas, and a common fan for supplying combustion air to the combustion section and exhausting the combustion gas passing through the heat exchange section, and an air passage is formed at the boundary of the plurality of combustion sections. An air curtain that partitions the internal space of the combustion cylinder is formed by passing an air flow by a fan through the air passage.
[0009]
A second aspect of the present invention, in the combustion apparatus according to claim 1, in the heat exchange unit, a number of vertical fins plate, extends in the arrangement direction of the heat exchange portion, in a direction perpendicular to the array direction of the heat exchange section It is arranged and the water flow pipe has penetrated the fin plate in the direction orthogonal to the arrangement direction of a heat exchange part, It is characterized by the above-mentioned.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the combustion apparatus of the second aspect , the fin plates of the plurality of heat exchanging portions are connected to each other to form a common plate, and the common plate has openings at the boundaries of the plural heat exchanging portions. The formed portions located above and below these openings serve as bridging portions that connect the fin plates for each heat exchange portion.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a one-can two-water combustion apparatus having two functions of hot water supply and bath remedy. This combustion apparatus is configured by connecting an exhaust unit 10, a heat exchange unit 20, a burner unit 30, and a fan 40 in order from the top.
[0012]
The burner unit 30 includes a box-shaped frame 31 having an open upper end, and a burner assembly 32 accommodated in the frame 31. The fan 40 is attached to the bottom wall of the frame 31.
[0013]
As shown in FIG. 6, the burner assembly 32 has a first burner element 33 (first burner element) and a second burner element 34 (second burner element) arranged in the X-axis direction (left-right direction in FIGS. 1 and 6). ) Are alternately arranged without gaps. These burner elements 33 and 34 have a vertical flat plate shape extending in the direction of the Y axis (horizontal axis orthogonal to the X axis), and have inlets 33a and 34a on one side of the lower end as shown in FIG. The upper end surface has a number of flame openings 33b and 34b. In FIG. 7, the flame ports 33 b and 34 b are shown in a small number in order to simplify the drawing.
[0014]
The burner elements 33 and 34 receive gas from a nozzle portion of a nozzle block 58 (to be described later) and air from the fan 40 at the introduction ports 33a and 34a, and mix both in the internal cavities 33c and 34c. Gas is blown out from the flame outlets 33b, 34b. In the first burner element 33, since the inlet 33a is relatively narrow and the amount of air introduced is small, the gas concentration of the mixed gas becomes higher than the ideal concentration (the gas concentration not excessive or insufficient for combustion). On the contrary, since the introduction port 34a of the second burner element 34 is relatively wide and the air introduction amount is large, the gas concentration of the mixed gas becomes lower than the ideal concentration.
[0015]
The burner assembly 32 is divided into two regions, each of which serves as a hot water supply combustion section 32a and a bath-heating combustion section 32b. These combustion parts 32a and 32b are arranged side by side in the left-right direction (X-axis direction) as shown in FIGS.
[0016]
As shown in FIG. 1, the means 50 for supplying gas to the burner assembly 32 includes a main pipe 51 and two branch pipes 52 and 53 branched from the main pipe 51. The main pipe 51 is provided with a main electromagnetic on-off valve 54 and an electromagnetic proportional valve 55, and the branch pipes 52 and 53 are provided with auxiliary electromagnetic on-off valves 56 and 57, respectively. A nozzle block 58 is connected to the two branch pipes 52 and 53. The nozzle block 58 which has two passages which are respectively connected to the branch pipes 52 and 53, has a nozzle portion of the two groups which are respectively connected to the two passages. One group of nozzle portions faces the inlets 33a and 34a of the burner elements 33 and 34 of the hot water supply combustion portion 32a, and the other group of nozzle portions is the burner elements 33 and 34 of the bath recuperation combustion portion 32b. It faces the inlets 33a and 34a.
[0017]
In the internal space of the frame 31, the upper and lower sides of the burner 32 are connected by a bypass passage 60, and an air volume sensor 61 is provided in the bypass passage 60. The air volume sensor 61 obtains information on the amount of air flowing from the fan 40 through the burner unit 30 by detecting the amount of air passing through the bypass passage 60 or the pressure difference between the upper and lower sides of the burner unit 30.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 3, the heat exchange unit 20 includes a frame 21 having a rectangular cross section and having upper and lower ends opened, and two heat exchange portions 22 a and 22 b housed in the frame 21. . The upper part of the frame 21 serves as a holding cylinder 21x for holding the heat exchange parts 22a and 22b, and the lower part is provided as a combustion cylinder 21y. The combustion cylinder 21 y is connected to the frame 31 of the burner unit 30.
[0019]
The heat exchanging unit 22a is provided for hot water supply, and the heat exchanging unit 22b is provided for bath chase. These heat exchange units 22a and 22b are arranged in the X-axis direction, the hot water supply heat exchange unit 22a is arranged directly above the hot water supply combustion unit 32a, and the bath recuperation heat exchange unit 22b is the bath recuperation combustion unit. It is arranged directly above 32b. A water supply pipe 71 and a hot water supply pipe 72 are connected to the hot water supply heat exchanging section 22a. The hot water supply pipe 72 is provided with a stopper 73. A circulation fitting 83 of the bathtub 80 is connected to the bath exchanging heat exchanging part 22b via an outward pipe 81 and a backward pipe 82. The return pipe 82 is provided with a pump 85.
[0020]
Next, the structure of the heat exchange unit 20 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the heat exchange unit 20 has a large number of thin common plates 25 housed in a holding cylinder 21 x of a frame 21. The common plate 25 is vertical and extends long in the X-axis direction over both the heat exchanging portions 22a and 22b, and is arranged at equal intervals in the Y-axis direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1).
[0021]
As shown in FIG. 2, each common plate 25 includes a portion located in the hot water heat exchange section 22a, that is, the first fin plate 25a, and a portion located in the bath heating heat exchange section 22b, that is, the second fin plate 25b. have. An opening 25c is formed at the boundary between the first fin plate 25a and the second fin plate 25b, and the two portions 25d 1 and 25d 2 positioned above and below the opening 25c are connected to the first fin plate 25a and the second fin plate 25a. It is provided as a bridging portion 25d connected to the fin plate 25b. The vertical width of the bridging portion 25d (the sum of the widths D 1 and D 2 of the portions 25d 1 and 25d 2 ) is smaller than the minimum vertical width D 0 of the fin plates 25a and 25b. In other words, the cross-sectional area for heat transfer in the X-axis direction (longitudinal direction of the common plate 25) in the bridging portion 25d is smaller than the heat transfer cross-sectional area of each fin plate 25a, 25b.
[0022]
A plurality of through holes 25x and 25y are formed in the first fin plate 25a and the second fin plate 25b of the common plate 25, respectively. As shown in FIG. 3, a first water pipe 26 and a second water pipe 27 that are different from each other pass through these through holes 25 x and 25 y, respectively. The first water pipe 26 has a plurality of straight portions 26a that extend in the Y-axis direction through the fin plate 25 and the holding cylinder 21x, and a vent portion 26b that connects these straight portions 26a. Similarly, the second water pipe 27 also has a straight portion 27a and a vent portion 27b.
[0023]
One end (inlet end) of the first water pipe 26 is connected to the water supply pipe 71 via the cooling pipe 28 (see FIGS. 3 to 5), and the other end (outlet end) is connected to the hot water supply pipe 72. . One end (inlet end) of the second water pipe 27 is connected to the return pipe 82 via the cooling pipe 29 (see FIGS. 3 to 5), and the other end (outlet end) is connected to the forward pipe 81. As shown well in FIGS. 4 and 5, the cooling pipes 28 and 29 are wound about one turn in the same direction in contact with the outer periphery of the combustion cylinder 21y, and cool the combustion cylinder 21y. Take a role.
[0024]
The heat exchange unit 20 is manufactured as follows. In a state where the straight pipes constituting the straight portions 26 a and 27 a of the water flow pipes 26 and 27 are penetrated through the holding cylinder 21 x of the frame 21 and a large number of common plates 25, these straight pipes are subjected to diameter expansion processing into the common plate 25. Adhere closely. Next, the straight pipe is brazed to the holding cylinder 21x and the common plate 25 by melting a brazing rod (not shown) that is passed through the common plate 25 adjacent to the straight pipe. Simultaneously with or before or after this brazing, the semicircular arc pipes constituting the vent portions 26b and 27b are brazed to the straight pipe.
[0025]
When the heat exchange unit 20 is manufactured, the common plate 25 extends over the hot water supply heat exchanging part 22a and the bath exchanging heat exchanging part 22b and is common to both the heat exchanging parts 22a and 22b. In addition to simplification, the heat exchanging parts 22a and 22b can be simultaneously manufactured on the same line. As a result, the manufacturing cost of the heat exchange unit 20 can be reduced.
Since the bridging portion 25d is composed of the two portions 25d 1 and 25d 2 , the strength is particularly high against twisting, and damage can be prevented in the manufacturing process of the heat exchange unit 20 and the like.
[0026]
Next, the general operation of the combustion apparatus will be described. When the stopper 73 is opened, water flows through the water supply pipe 71, the water flow pipe 26, and the hot water supply pipe 72. A water flow switch (not shown) provided in the water supply pipe 71 detects this, and in response to this detection signal, a control unit (not shown) opens the main electromagnetic on-off valve 54 and the auxiliary electromagnetic on-off valve 56, Combustion control in the hot water supply combustion section 32a is started. As a result, the first fin plate 25a located in the common plate 25 directly above the hot water supply combustion section 32a is mainly heated, and as a result, the water from the water supply pipe 71 passing through the first water pipe 26 is heated, Thus, the hot water supply pipe 72 is supplied. At this time, since the combustion is not performed in the bath pursuit combusting section 32b, only the air not combusted from the fan 40 passes through the bath pursuit heat exchanging section 22b. The water inside is not heated. Further, the heat escaping from the heated first fin plate 25a to the second fin plate 25b through the bridging portion 25d can be suppressed little because the total width of the bridging portion 25d is narrow.
[0027]
When bathing is performed, the pump 85 is driven based on the control of the control unit to circulate the water in the bathtub 80 through the return pipe 82, the water pipe 27, and the forward pipe 81. At the same time, the main electromagnetic on-off valve 54 and the auxiliary electromagnetic on-off valve 57 are opened to start combustion in the bath-measuring combustion section 32b. As a result, of the common plate 25, the second fin plate 25b positioned directly above the bath recuperation combustion portion 32b is mainly heated, and as a result, the water from the bathtub 80 passing through the second water pipe 27 is heated.焚 is executed. At this time, since combustion is not executed in the hot water supply combustion section 32a, only the air without combustion from the fan 40 passes through the hot water supply heat exchange section 22a, and heats the water in the first water pipe 26. Never do. Further, there is little heat escaping from the second fin plate 25b to the first fin plate 25a via the bridging portion 25d.
[0028]
As described above, the hot water supply and bath bathing are basically performed without mutual interference, and when the water passing through one of the water pipes 26 and 27 is heated, the water accumulated in the other is not heated. The heat load in the heat exchange unit 20 can be small, and the heat exchange efficiency during single combustion can be increased. In particular, when only bathing is performed, the water accumulated in the first water pipe 26 is not heated, so that inconvenience that a temperature higher than the desired temperature is discharged at the initial stage of the hot water supply operation can be prevented.
[0029]
In this embodiment, the burner assembly 32 is constructed by alternately arranging the first and second burner elements 33 and 34. The second burner element 34 blows out a lean mixed gas from the flame port 34b and burns at a time in the vicinity of the flame port 34b. Therefore, as shown in FIG. 8, the rising speed of the combustion gas is fast, and the flame is straight and does not fluctuate. Since the first burner element 33 blows out the rich mixed gas from the flame outlet 33b, the first burner element 33 continues to burn as it rises while receiving air from the adjacent second burner element. Combustion at an ideal gas concentration can be performed by the combustion in the first and second burner elements 33 and 34 as a whole.
[0030]
As described above, since the flames from the burner elements 33 and 34 extend straight upward, the mutual interference between the hot water supply and the bath remedy can be further reduced. This is because the flame caused by the combustion in the hot water supply combustion section 32a extends straight and heats only the hot water supply heat exchange section 22a, and this flame does not sway to heat a part of the heat exchanger section 22b for bath chase. Similarly, the flame caused by the combustion in the combusting section 32b for bath chase extends straight and heats only the heat exchanging part 22b for bath chase, and the flame fluctuates to heat a part of the heat exchanging part 22a for hot water supply. Because there is nothing to do. As a result, it is not necessary to provide a partition wall for further reducing mutual interference as in the prior art, and the manufacturing cost can be reduced.
[0031]
The fan 40 is controlled by the control unit so that the mixing ratio of gas and air in the combustion sections 32a and 32b becomes a desired value based on feedback information of the air flow rate from the air volume sensor 61. Since not only when both hot water supply and bath remedy are executed simultaneously, but also when only one of them is executed, the internal space of the combustion cylinder 22y is not partitioned by the partition wall, so one air volume sensor 61 is provided. The above control can be performed based on only the detection information.
[0032]
While performing at least one of hot water supply and bath remedy, the combustion cylinder 21y is exposed to a high temperature to surround the flame from the burner 32, but of the two cooling pipes 28 and 29 wound around the entire circumference. Cooling can be ensured with water flowing through at least one of them.
[0033]
As in the above embodiment, instead of alternately using the first and second burner elements 33 and 34 that perform light and dark combustion independently, a large number of common burner elements 81 as shown in FIG. 9 may be used. . The common burner element is, for example, a first burner element 82 that performs rich combustion on both sides, and a second burner element 83 that performs light combustion on the center.
[0034]
10 and 11 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 11, the burner assembly 32 has an elongated gap 35 (air passage) extending in the Y-axis direction at the boundary between the two combustion portions 32a and 32b. An air flow caused by the fan 40 passes through the gap 35, and the air flow rises toward the boundary between the heat exchanging portions 22a and 22b as shown by arrows in FIG. Thus, an air curtain that partitions the internal space of the combustion cylinder 21y into two is formed. With this air curtain, the flame of the hot water supply combustion section 32a is directed to the bath recuperation heat exchange section 22b, and the flame of the bath recuperation combustion section 32b is further directed to the hot water supply heat exchange section 22a. It can be forbidden and mutual interference can be eliminated.
[0035]
In the above-described second embodiment, the burner assembly 32 employs a concentration gas combustion method using the first and second burner elements 33 and 34 to stabilize the flame and use an air curtain caused by the gap 35. By doing so, the mutual interference is minimized, but when the gap 35 is formed, the burner assembly 32 does not have to adopt the light and dark combustion method.
Further, instead of forming the gap 35, a burner assembly as shown in FIG. 6 is used so that gas is not supplied to the inlet 34a of the second burner element 34 located at the boundary between the combustion sections 32a and 32b ( It is good also as an air curtain by eliminating the nozzle part which opposes this part), and blowing only air from the flame opening 34b. In this case, the second burner element 34 constitutes an air passage.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of combustion sections are arranged horizontally, and a plurality of heat exchanging sections are horizontally arranged correspondingly, while being small in size with one can and two water types. Since they are arranged, mutual interference can be basically reduced. Moreover, since the air curtain that partitions the internal space of the combustion cylinder is created by the air flow from the air passage formed at the boundary of the combustion section, mutual interference can be further eliminated.
[0038]
According to the invention of claim 2 , by devising the arrangement of the fin plates, there is no interference between the vent portions of the plurality of heat exchange portions, and the combustion device can be made compact by bringing the heat exchange portions closer. Thus, even if it makes several heat exchange parts approach, mutual interference can be minimized by the device of Claim 1 .
[0039]
According to invention of Claim 3 , in addition to the effect of Claim 2 , there exists the following effect. That is, since the fin plates of the plurality of heat exchanging portions are connected to form a common plate, the fin plates can be easily handled and the plural regions can be manufactured at the same time when the heat exchanging portion is manufactured. As a result, the manufacturing cost of the heat exchange part can be reduced. In addition, since the openings are formed between the fin plates, the amount of heat transfer between the fin plates via the bridging portion is reduced, and mutual interference between the regions can be avoided more reliably. Moreover, since a bridge | crosslinking part consists of a several part which left | separated up and down, mechanical strength can be made high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a combustion apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a fin plate of the combustion apparatus.
FIG. 3 is a plan sectional view of a heat exchange part of the combustion apparatus.
4 is a front view seen from the IV direction in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a rear view seen from the V direction in FIG. 3;
FIG. 6 is a plan view of a burner assembly used in the combustion apparatus.
7A is a schematic perspective view of a first burner element, and FIG. 7B is a schematic perspective view of a second burner element.
FIG. 8 is a front view showing a state of flame in the burner assembly.
FIG. 9 is a perspective view showing a burner element according to another embodiment.
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1 and showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a burner assembly used in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
21 frame 21x holding cylinder 21y combustion cylinder 22a hot water supply heat exchanger 22b bath additionally焚用heat exchange section 25 common plate 25a, 25b fin plate 25c opening 25d 1, 25d 2 bridge portion 26 first water communicating tube 27 second water communicating tube 32a Hot water supply combustion section 32b Bath recuperation combustion section 33 First burner element (first burner element)
34 Second burner element (second burner element)
35 Clearance (air passage)
40 Fan 50 Gas supply means 82 First burner element 83 Second burner element

Claims (3)

一方向に水平に並べて配置された複数の燃焼部と、上記複数の燃焼部に対応してその真上にそれぞれ配置された複数の熱交換部と、これら複数の熱交換部を囲んで保持する共通の保持胴と、この保持胴から下方に延びて上記複数の燃焼部からの火炎を囲む共通の燃焼胴と、上記複数の燃焼部に選択的にガスを供給する手段と、上記燃焼部に燃焼用空気を供給するとともに熱交換部を通る燃焼ガスの排気を行う共通のファンとを備え、
上記複数の燃焼部の境には空気通路が形成され、この空気通路をファンによる空気流が通ることにより、燃焼胴の内部空間を仕切るエアカーテンが形成されることを特徴とする燃焼装置。
A plurality of combustion sections arranged horizontally in one direction, a plurality of heat exchange sections respectively disposed directly above the plurality of combustion sections, and surrounding and holding the plurality of heat exchange sections A common holding cylinder, a common combustion cylinder extending downward from the holding cylinder and surrounding a flame from the plurality of combustion sections, means for selectively supplying gas to the plurality of combustion sections, and the combustion section A common fan that supplies combustion air and exhausts the combustion gas through the heat exchange section,
An air passage is formed at a boundary between the plurality of combustion sections, and an air curtain for partitioning an internal space of the combustion cylinder is formed by passing an air flow by a fan through the air passage.
各熱交換部において、多数の垂直フィンプレートが、熱交換部の並び方向に延び、熱交換部の並び方向と直交する方向に並べられており、通水管が熱交換部の並び方向と直交する方向にフィンプレートを貫通していることを特徴とする請求項に記載の燃焼装置。In each heat exchange unit, a large number of vertical fin plates extend in the direction in which the heat exchange units are arranged, and are arranged in a direction orthogonal to the direction in which the heat exchange units are arranged, and the water pipes are orthogonal to the direction in which the heat exchange units are arranged. The combustion apparatus according to claim 1 , wherein the combustion apparatus penetrates the fin plate in a direction. 複数の熱交換部のフィンプレートが互いに連なって共通プレートを構成し、この共通プレートには複数の熱交換部の境において開口が形成され、これら開口の上下に位置する部分が上記熱交換部毎のフィンプレートを連ねる架橋部となっていることを特徴とする請求項に記載の燃焼装置。Fin plates of a plurality of heat exchange parts are connected to each other to form a common plate, and openings are formed in the common plate at the boundary of the plurality of heat exchange parts. The combustion apparatus according to claim 2 , wherein the combustion apparatus is a bridging portion that connects the fin plates.
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