JP4953104B2 - 移動用途用の暖房／温水複合システム - Google Patents

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。

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。

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。
独国実用新案第２９７ ２２ ８０２ Ｕ１号明細書

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、暖房／温水複合システム１０の機能を詳述する。

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。

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。

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。

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。

移動用途用の暖房／温水複合システムの第１実施形態の概略図を縦方向の断面図において示す。 移動用途用の暖房／温水複合システムの第２実施形態の概略図を縦方向の断面図において示す。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う暖房／温水複合システムの断面図を示す。 図１の線ＩＶ−ＩＶに沿う暖房／温水複合システムの断面図を示す。

Claims (8)

1. 内腔部（１４）を備えた温水タンク（１２）と、
   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）であって、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）を有するバーナと、
   暖房媒体流入開口及び暖房媒体流出開口であって、暖房媒体流が当該暖房媒体流入開口と当該暖房媒体流出開口との間で前記温水タンクの前記内腔部を通って通過可能である暖房媒体流入開口及び暖房媒体流出開口と、
   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、
   前記燃焼空気供給装置（１８）は、燃焼空気流及び冷却空気流をもたらすための空気ガイド装置（２８）を有し、前記燃焼空気流は前記バーナに燃焼空気を供給し、前記冷却空気流は、前記バーナに燃焼空気を供給することなく、前記燃焼空気供給装置を冷却する、暖房／温水複合システム（１０）。
2. 前記燃焼空気供給装置（１８）が冷却空気ファン（３０）を有することを特徴とする、請求項１に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
3. 前記燃焼空気供給装置（１８）が燃焼空気ファン（２７）および燃焼空気ダクト（２６）を有すること、並びに、前記燃焼空気ダクト（２６）が、燃焼空気を、前記冷却空気ファン（３０）をバイパスして前記バーナ（１６）に供給できるように配置されることを特徴とする、請求項２に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
4. 前記燃焼空気供給装置（１８）が燃焼空気ファン（２７）を有すること、並びに、前記燃焼空気ファン（２７）および前記冷却空気ファン（３０）を共通の駆動装置（３２）によって駆動できることを特徴とする、請求項２に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
5. 前記燃焼空気供給装置（１８）が、前記温水タンク（１２）に面する側の前記燃焼空気供給装置（１８）の側面に配置される遮蔽要素（３４）を有し、前記遮蔽要素（３４）によって、前記燃焼空気供給装置（１８）と前記温水タンク（１２）との間の熱的結合を低減できることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
6. 前記遮蔽要素（３４）がアルミニウム製であることを特徴とする、請求項５に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
7. 前記遮蔽要素（３４）がマグネシウム／アルミニウム合金製であることを特徴とする、請求項５に記載の暖房／温水複合システム（１０）。
8. 前記暖房媒体流は、前記冷却空気流とは異なっており分離していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の暖房／温水複合システム（１０）。

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