JP5495052B2 - Combustion device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえばガス給湯装置の構成要素などとして好適に用いることが可能な燃焼装置、さらに詳しくは、いわゆる1ファン・複数バーナ方式の燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion apparatus that can be suitably used as, for example, a component of a gas water heater, and more particularly to a so-called 1-fan / multi-burner combustion apparatus.
1ファン・複数バーナ方式の燃焼装置は、燃料を燃焼させるバーナが複数設けられているのに対し、ファンの数は1つとされており、このファンから吐出される燃焼用空気は複数のバーナに向けて供給されるように構成されている(たとえば、特許文献1,2を参照)。一般的に、ファンは、サイズが比較的大きく、かつ高価である。したがって、前記した構成の燃焼装置は、ファンを複数用いるタイプの燃焼装置と比較すると、装置全体の小型化や製造コストの低減化を促進するのに好ましい。 A single-fan / multiple-burner combustion apparatus is provided with a plurality of burners for burning fuel, whereas the number of fans is one, and combustion air discharged from the fans is supplied to a plurality of burners. It is comprised so that it may be supplied (for example, refer patent document 1, 2). In general, fans are relatively large in size and expensive. Therefore, the combustion apparatus having the above-described configuration is preferable for promoting the downsizing of the entire apparatus and the reduction of the manufacturing cost as compared with the combustion apparatus using a plurality of fans.
一方、1ファン・複数バーナ方式の燃焼装置においても、他の一般的な燃焼装置と同様に、空燃比を一定に維持し、燃焼性を良好にすることが望まれる。そこで、従来においては、圧力調整弁を利用し、各バーナに対する燃料供給圧を制御する手段がある(たとえば、特許文献2を参照)。前記圧力調整弁は、ファンの空気吐出圧をシグナル圧とし、燃料の圧力をファンの空気吐出圧に対応した圧力に制御する。このような構成によれば、たとえばファンから各バーナへの燃焼用空気の供給量が多く、ファンの空気吐出圧が高いときには、これに対応して各バーナへの燃料の供給量も多くなり、空燃比の一定化を図ることが可能となる。 On the other hand, in the one-fan / multi-burner combustion apparatus, it is desired that the air-fuel ratio is kept constant and the combustibility is improved as in the case of other general combustion apparatuses. Therefore, conventionally, there is means for controlling the fuel supply pressure to each burner using a pressure regulating valve (see, for example, Patent Document 2). The pressure regulating valve controls the air pressure of the fan as a signal pressure and the fuel pressure to a pressure corresponding to the air pressure of the fan. According to such a configuration, for example, when the supply amount of combustion air from the fan to each burner is large and the air discharge pressure of the fan is high, the supply amount of fuel to each burner correspondingly increases, It becomes possible to make the air-fuel ratio constant.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, the prior art still has room for improvement as described below.
理解の容易のため、燃焼装置が第1および第2のバーナを備えている場合を例として説明する。
すなわち、第1および第2のバーナのうち、たとえば第2のバーナの下流域のみが排気閉塞または閉塞気味となる場合がある。このような事態は、第2のバーナの下流側にたとえばフィンチューブタイプの熱交換器が設けられ、かつこの熱交換器のフィンどうしの隙間に詰まりを生じた場合などに発生する。一方、第2のバーナに対する燃料供給量は、第2のバーナへの燃料供給圧Psと、燃料噴出領域圧P2との差圧に対応する。燃料噴出領域圧Psは、たとえば圧力調整弁へのシグナル圧と同圧である。このため、以降は、シグナル圧もPsで示す。燃料噴出領域圧P2は、第2のバーナの上流域のうち、燃料噴出ノズルから燃料噴出がなされる領域の圧力である。Ps>P2の関係にあって、これらの差が大きいほど燃料噴出量は多くなる。第2のバーナの下流域が排気閉塞となった場合、ファンから吐出される空気は、排気閉塞を生じていない第1のバーナに向けて多く流れる。このため、シグナル圧Psと燃料噴出領域圧P2との対応関係にずれを生じ、それらの差圧が大きくなる。より具体的には、排気閉塞に起因するシグナル圧Psの上昇幅と比較して、燃料噴出領域圧P2の上昇幅がやや小さくなる結果、これらの差圧が大きくなる。したがって、燃料リッチとなり、不完全燃焼を生じる虞がある。従来技術においては、このような点において、未だ改善すべき余地があった。
For ease of understanding, a case where the combustion apparatus includes first and second burners will be described as an example.
That is, of the first and second burners, for example, only the downstream area of the second burner may become exhausted or closed. Such a situation occurs when, for example, a fin tube type heat exchanger is provided on the downstream side of the second burner, and the gap between the fins of the heat exchanger is clogged. On the other hand, the fuel supply amount to the second burner corresponds to the differential pressure between the fuel supply pressure Ps to the second burner and the fuel ejection region pressure P2. The fuel ejection region pressure Ps is, for example, the same pressure as the signal pressure to the pressure regulating valve. Therefore, hereinafter, the signal pressure is also indicated by Ps. The fuel ejection region pressure P2 is a pressure in a region where fuel is ejected from the fuel ejection nozzle in the upstream region of the second burner. In the relationship of Ps> P2, the larger the difference between these, the larger the fuel ejection amount. When the downstream area of the second burner is exhausted, the air discharged from the fan flows more toward the first burner where the exhaust is not blocked. For this reason, the correspondence between the signal pressure Ps and the fuel ejection region pressure P2 is deviated, and the differential pressure between them increases. More specifically, as a result of the increase in the fuel injection region pressure P2 being slightly smaller than the increase in the signal pressure Ps caused by the exhaust blockage, the differential pressure between these increases. Therefore, there is a possibility that the fuel becomes rich and incomplete combustion occurs. In the prior art, there is still room for improvement in this respect.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、いわゆる1ファン・複数バーナ方式を採用した燃焼装置であって、一部のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合であっても、そのバーナにおいて不完全燃焼が生じることを適切に防止または抑制することが可能な燃焼装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and is a combustion apparatus adopting a so-called single fan / multiple burner system, in which the downstream area of some of the burners has exhaust blockage or blockage. Even in such a case, an object of the present invention is to provide a combustion device that can appropriately prevent or suppress the occurrence of incomplete combustion in the burner.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供される燃焼装置は、第1および第2のバーナと、これら第1および第2のバーナに向けて空気供給路を介して燃焼用空気を供給するファンと、このファンの空気吐出圧をシグナル圧とし、かつ前記第1および第2のバーナに向けて供給される燃料の圧力を前記シグナル圧に対応した圧力に制御する圧力調整弁と、を備えている、燃焼装置であって、前記空気供給路を、第1および第2の空気供給路に仕切る仕切部を備えており、この仕切部の一部は、前記ファンの吐出口またはその近傍領域を第1および第2の領域に仕切るように設けられ、前記第1の空気供給路は、前記第1の領域から前記第1のバーナに向けて燃焼用空気を進行させることが可能であるとともに、前記第2の空気供給路は、前記第2の領域から前記第2のバーナに向けて燃焼用空気を進行させることが可能であり、前記圧力調整弁のシグナル圧として、前記第1および第2の領域のいずれか一方の圧力が用いられていることを特徴としている。 The combustion apparatus provided by the present invention includes first and second burners, a fan that supplies combustion air to the first and second burners via an air supply path, and an air discharge of the fan. A pressure control valve that controls the pressure of the fuel supplied to the first and second burners to a pressure corresponding to the signal pressure. And a partition portion that divides the air supply path into first and second air supply paths, and a part of the partition portion is configured so that the discharge port of the fan or a region in the vicinity thereof is the first and second regions. The first air supply path is capable of advancing combustion air from the first region toward the first burner, and the second air supply path. From the second region to the second It is possible to advance the combustion air towards the burner, the as a signal pressure of the pressure regulating valve, is characterized in that one of the pressure is used for the first and second regions.
このような構成によれば、第1および第2のバーナに対する燃料供給圧は、第1および第2の領域のそれぞれの圧力のうち、圧力調整弁のシグナル圧として利用されている一方の圧力に対応したものとなり、次のような効果が得られる。
すなわち、理解を容易にするために、第2の領域が圧力調整弁のシグナル圧として利用されている場合を例に挙げて説明する。この場合において、第2のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味になると、その上流域である第2の空気供給路の圧力は上昇するが、この圧力上昇は、第2の空気供給路の各所において略同様に生じさせることができる。第2の空気供給路は、第1の空気供給路とは仕切部を介して所定の状態に仕切られているからである。このような作用により、第2のバーナの燃料噴出領域圧と第2の領域の圧力とを、適切な一定の関係に維持し、それらの差圧を小さくすることができる。第2のバーナの下流域が全閉状態となった際には、第2のバーナの燃料噴出領域圧と燃料供給圧との差をゼロにして、燃料供給を停止することが可能である。このようなことから、第2のバーナにおける空燃比を一定に維持して燃料リッチになることを回避し、不完全燃焼を生じることを適切に防止することができる。
一方、前記とは異なり、第1のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味になった場合、その上流域である第1の空気供給路の圧力の上昇とともに、第2の領域の圧力も上昇し、第1のバーナの燃料噴出領域圧と燃料供給圧(たとえば第2の領域の圧力と同一)とを適切な略一定の関係に維持し、これらの差圧を小さくし得る効果も期待できる。このような効果は、後述するように、第1のバーナが第2のバーナよりも最大燃焼能力が高くされている場合に顕著となる。第1のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味になった場合においても、空燃比を略一定に維持し、第1のバーナにおける不完全燃焼を抑制する効果が期待できる。
このようなことから理解されるように、本発明によれば、第1および第2のバーナのうち、いずれか一方(第1の領域の圧力が圧力調整弁のシグナル圧とされている場合には第1のバーナであり、第2の領域の圧力がシグナル圧とされている場合には第2のバーナである)の下流域が、排気閉塞または閉塞気味となった場合には、従来技術とは異なり、そのバーナにおける不完全燃焼を略確実に防止することが可能である。また、他方のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合においても、不完全燃焼をある程度抑制
し得る効果が期待できる。
According to such a configuration, the fuel supply pressure for the first and second burners is equal to one of the pressures in the first and second regions, which is used as the signal pressure of the pressure regulating valve. The following effects are obtained.
That is, in order to facilitate understanding, the case where the second region is used as the signal pressure of the pressure regulating valve will be described as an example. In this case, when the downstream area of the second burner becomes exhausted or obstructed, the pressure of the second air supply path, which is the upstream area of the second burner, rises. It can be generated in substantially the same way in each place. This is because the second air supply path is partitioned from the first air supply path in a predetermined state via a partition portion. By such an action, the fuel jet region pressure of the second burner and the pressure in the second region can be maintained in an appropriate constant relationship, and the differential pressure between them can be reduced. When the downstream region of the second burner is fully closed, the fuel supply can be stopped by setting the difference between the fuel ejection region pressure of the second burner and the fuel supply pressure to zero. For this reason, the air-fuel ratio in the second burner can be kept constant to avoid fuel richness, and incomplete combustion can be prevented appropriately.
On the other hand, unlike the above, when the downstream area of the first burner becomes exhausted or closed, the pressure in the second area increases as the pressure in the first air supply path, which is the upstream area, increases. In addition, the fuel jet region pressure of the first burner and the fuel supply pressure (for example, the same as the pressure in the second region) are maintained in an appropriate substantially constant relationship, and the effect of reducing these differential pressures can be expected. . Such an effect becomes remarkable when the first burner has a higher maximum combustion capacity than the second burner, as will be described later. Even when the downstream region of the first burner becomes exhausted or closed, the effect of suppressing the incomplete combustion in the first burner can be expected by maintaining the air-fuel ratio substantially constant.
As understood from this, according to the present invention, one of the first and second burners (when the pressure in the first region is the signal pressure of the pressure regulating valve). Is the first burner, and is the second burner when the pressure in the second region is a signal pressure), the conventional technology is used when the downstream region becomes exhausted or obstructed. In contrast, incomplete combustion in the burner can be prevented almost certainly. In addition, even when the downstream area of the other burner becomes exhausted or closed, an effect that can suppress incomplete combustion to some extent can be expected.
本発明において、好ましくは、前記第1および第2のバーナのうち、最大燃焼能力の大きい側のバーナを第1のバーナとした場合において、前記第1の領域は、前記第2の領域よりも流路断面積が大きくされている。 In the present invention, preferably, in the case where the burner on the side having the maximum combustion capacity among the first and second burners is the first burner, the first region is more than the second region. The channel cross-sectional area is increased.
このような構成によれば、最大燃焼能力が大きい第1のバーナに対しては燃焼用空気の供給量を多くし、かつ最大燃焼能力が小さい第2のバーナに対しては第1のバーナよりも燃焼用空気の供給量を少なくすることが容易に実現できる。 According to such a configuration, the supply amount of the combustion air is increased for the first burner having the largest maximum combustion capacity, and the second burner having the smaller maximum combustion capacity is compared with the first burner. However, it is possible to easily reduce the supply amount of combustion air.
本発明において、好ましくは、前記圧力調整弁のシグナル圧として、前記第2の領域の圧力が用いられている。 In the present invention, preferably, the pressure in the second region is used as the signal pressure of the pressure regulating valve.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、燃焼装置の正常運転時においては、最大燃焼能力が大きい第1のバーナに向けて多くの燃焼用空気が供給されている。このため、第1のバーナの上流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合には、この現象が空気供給路全体に及ぼす影響は大きく、第1のバーナの下流域としての第1の空気供給路の圧力上昇とともに、第2の領域の圧力もそれに対応して上昇し、これらの圧力の対応関係を適切な関係に維持することが可能となる。第1のバーナの上流域が全閉塞状態となったときには、燃料供給圧に対応する第2の領域の圧力を、燃料噴出領域圧と殆ど同一に近付けて、燃料供給を停止することも可能である。前記構成においては、第1の領域の圧力が圧力調整弁のシグナル圧として利用されていないものの、第1のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合には、この第1のバーナにおいて不完全燃焼が生じることをより適切に防止または抑制することが可能となる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, during normal operation of the combustion apparatus, a large amount of combustion air is supplied toward the first burner having the maximum maximum combustion capacity. For this reason, when the upstream area of the first burner becomes exhausted or closed, this phenomenon has a great influence on the entire air supply path, and the first air supply as the downstream area of the first burner is large. As the road pressure rises, the pressure in the second region also rises correspondingly, and the correspondence between these pressures can be maintained in an appropriate relationship. When the upstream region of the first burner is fully blocked, the fuel supply can be stopped by bringing the pressure in the second region corresponding to the fuel supply pressure to be almost the same as the fuel injection region pressure. is there. In the above configuration, when the pressure in the first region is not used as the signal pressure of the pressure regulating valve, the first burner is used when the downstream region of the first burner becomes exhausted or closed. It is possible to more appropriately prevent or suppress the occurrence of incomplete combustion.
本発明において、好ましくは、前記第1および第2の領域の流路断面積の比率は、前記第1および第2のバーナの最大燃焼能力の比率と略同一とされている。 In the present invention, preferably, the ratio of the channel cross-sectional areas of the first and second regions is substantially the same as the ratio of the maximum combustion capacity of the first and second burners.
このような構成によれば、ファンから吐出される燃焼用空気を、第1および第2のバーナに対して、それらの最大燃焼能力に見合った比率に配分して供給することができ、燃焼性を良くするのにより好ましい。 According to such a configuration, the combustion air discharged from the fan can be distributed and supplied to the first and second burners at a ratio commensurate with their maximum combustion capacity. It is more preferable to improve.
本発明において、好ましくは、前記仕切部の一部は、前記ファンの吐出口の内部に進入し、前記第1および第2の領域は、前記吐出口の内部に設けられている。 In the present invention, it is preferable that a part of the partition part enters the discharge port of the fan, and the first and second regions are provided in the discharge port.
このような構成によれば、仕切り部の一部がファンの吐出口内に進入しておらず、第1および第2の領域が吐出口の外部に設けられている場合と比較すると、第1および第2の領域の圧力を、第1および第2のバーナへの燃焼用空気の供給量に対してより正確に対応するものとすることができる。したがって、空燃比の一定化を図るのに、より好ましいものとなる。 According to such a configuration, a part of the partition portion does not enter the discharge port of the fan and the first and second regions are provided outside the discharge port as compared with the first and second regions. The pressure in the second region can more accurately correspond to the amount of combustion air supplied to the first and second burners. Therefore, it is more preferable for making the air-fuel ratio constant.
本発明において、好ましくは、前記第1および第2の領域は、前記仕切部の一部を挟んで前記ファンの回転羽根の幅方向に並んでいる。 In this invention, Preferably, the said 1st and 2nd area | region is located in a line with the width direction of the rotary blade of the said fan on both sides of the said partition part.
シロッコファンやターボファンなどのファンにおいては、一般的に、吐出口の各所における空気吐出量は一様ではなく、バラツキを生じる場合が多い。このバラツキの度合いなどは、ファンの回転数に起因して変動するといった特性もある。ただし、この空気吐出量のバラツキは、回転羽根の幅方向においては生じ難く、これと交差する方向において大きい場合が多い。前記構成によれば、第1および第2の領域の空気流量が、ファン自体にみ
られる空気吐出量のバラツキの影響を大きく受けないようにし、第1および第2のバーナのそれぞれに対して燃焼用空気を所望量だけ適切に供給することが容易となる。
In a fan such as a sirocco fan or a turbo fan, in general, the air discharge amount at each part of the discharge port is not uniform and often varies. The degree of variation also has a characteristic that it varies due to the rotational speed of the fan. However, this variation in the air discharge amount is unlikely to occur in the width direction of the rotary blade, and is often large in the direction intersecting this. According to the above configuration, the air flow rates in the first and second regions are not greatly affected by the variation in the air discharge amount seen in the fan itself, and combustion is performed for each of the first and second burners. It becomes easy to appropriately supply a desired amount of working air.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示す燃焼装置Cは、湯水加熱用の熱交換器8A,8Bとの組み合わせによりガス給湯装置を構成しており、缶体1、この缶体1内に配された第1および第2のバーナB1,B2、缶体1の底部に取り付けられたファン2、燃料ガス供給路3に設けられた圧力調整弁V、および缶体1内に設けられた上側ならびに下側の2つの仕切部4a,4bを具備している。2つの仕切部4a,4bのうち、下側の仕切部4bは、本発明でいう仕切部の一例に相当する。ただし、2つの仕切部4a,4bを一体的に繋げた構成とすることも可能である。
A combustion apparatus C shown in FIG. 1 constitutes a gas hot water supply apparatus in combination with
第1および第2のバーナB1,B2は、ともにガスバーナであり、これらの下流域(燃焼ガスまたは燃焼用空気の流れ方向の下流域であり、図面ではガスバーナの上側)は、上側の仕切部4aによって仕切られ、第1および第2の燃焼ガス流路10a,10bとして区分されている。熱交換器8A,8Bは、第1および第2のバーナB1,B2によって発生された燃焼ガスから熱回収を行なう。このことにより、入水口83a,83bに供給された湯水が加熱されて出水口84a,84bから出湯する。熱回収を終えた燃焼ガスは、缶体1の上部の排気口11から排出される。熱交換器8A,8Bは、たとえばフィン付チューブを用いて構成されており、顕熱回収用の1次熱交換部81a,81b、および潜熱回収用の2次熱交換部82a,82bを有している。熱交換器8Aおよび第1のバーナB1は、たとえば一般給湯用であるのに対し、熱交換器8Bおよび第2のバーナB2は、たとえば床暖房用である。このため、第1のバーナB1は、第2のバーナB2よりも最大燃焼能力が大きく、熱交換器8A,8Bどうし、ならびに第1および第2の燃焼ガス流路10a,10bどうしもそれに対応してサイズが相違している。
The first and second burners B1 and B2 are both gas burners, and their downstream areas (the downstream areas in the flow direction of combustion gas or combustion air, and the upper side of the gas burner in the drawing) are the
第1および第2のバーナB1,B2の下方には、燃料分配用のケーシング5が設けられている。圧力調整弁Vを通過した燃料ガスは、ケーシング5内に流入してから第1および第2のバーナB1,B2に向けて進行し、その過程においてファン2から供給されてきた燃焼用空気と混合される。この混合気が第1および第2のバーナB1,B2に供給される。第1のバーナB1についての燃料ガス噴出量は、燃料噴出領域圧P1と燃料ガス供給圧Psとの差圧に対応する。燃料ガス供給圧Psは、たとえば後述する第2の領域13aの圧力Ps、シグナル圧Psと同一とされる。第2のバーナB2についての燃料ガス噴出量は、燃料噴出領域圧P2と燃料ガス供給圧Psとの差圧に対応する。ケーシング5には、複数の電磁弁52が設けられており(図面では、第1のバーナB1に対応する電磁弁52は開状態、第2のバーナB2に対応する電磁弁52は閉状態に示している)、これらの開閉動作によって、ケーシング5内から第1および第2のバーナB2の所定領域に対する燃料ガス供給のオン・オフを切り替え可能である。
A
ファン2の吐出口20から第1および第2のバーナB1,B2に到る空間は、空気供給路12である。下側の仕切部4bは、この空気供給路12を、第1および第2の空気供給路12a,12bに仕切るためのものであり、たとえば金属板を用いて構成されている。仕切部4bの下端部40は、ファン2の吐出口20の内部まで進入している。このことにより、吐出口20の内部は、第1および第2の領域13a,13bとして仕切られている。第1の空気供給路12aは、第1の領域13aを通過した燃焼用空気を第1のバーナB1に向けて進行させる。同様に、第2の空気供給路12bは、第2の領域13bを通過した燃焼用空気を第2のバーナB2に向けて進行させる。仕切部4bの下端部40は、ファン2の吐出口20の中心よりも図面左側に偏っており、第1および第2の領域13a,13bの流路断面積a1,a2の比率は、第1および第2のバーナB1,B2の最大燃焼能力(最大火力)の比率と略同一とされている。このため、本実施形態では、a1>a2 の関係にある。
A space from the
ファン2は、たとえばシロッコファンあるいはターボファンなどであり、吸気口21を有するケーシング22内に、モータMにより駆動される回転羽根23が収容された構造を有している。このファン2は、第1および第2の領域13a,13bの並ぶ向きが、回転羽根23の幅方向となるように設定されている。もちろん、ファン2の向きは、たとえば図2に示すような向きにしてもかまわない。同図において、ファン2は、いわゆる顎部24寄りの位置と、その反対側の位置とでは、空気吐出量に比較的大きなバラツキが生じ易い。このため、図2の構成においては、第1および第2の領域13a,13bのそれぞれの空気通過量が、流路断面積a1,a2の比率に正確に対応したものになり難い場合がある。これに対し、図1に示したファン2の向きであれば、そのような不具合を適切に回避し、第1および第2の領域13a,13bのそれぞれの空気通過量が、流路断面積a1,a2の比率に正確に対応したものとなる。
The
圧力調整弁Vは、燃料ガス供給路3の上流側の1次圧の変動の影響を受けることなく、下流側の2次圧(ケーシング5内の燃料ガス圧Ps)を、ポート60に入力するシグナル圧Psに対応した値(本実施形態では同一)とする機能を有している。すなわち、シグナル圧Psが高いほど、弁体62の開度が大きくなる。圧力調整弁Vの構造自体は、たとえば特許文献2に記載されたものと同様にすることが可能であり、その詳細な説明は省略する。ポート60は、管体61を介して、第2の領域13bに接続されている。このことにより、第2の領域13bの圧力Psが圧力調整弁Vのシグナル圧Psとされる。
The pressure regulating valve V inputs the downstream secondary pressure (fuel gas pressure Ps in the casing 5) to the
次に、前記した構成の燃焼装置Cの作用について説明する。 Next, the operation of the combustion apparatus C configured as described above will be described.
まず、ファン2が駆動され、かつ第1および第2のバーナB1,B2が燃料ガスの供給を受けて駆動燃焼する場合、圧力調整弁Vは、燃料ガス供給圧Psを第2の領域13bの圧力Psに制御する。したがって、通常運転時においては、第1および第2のバーナB1,B2のそれぞれにおいて空燃比を一定に維持することができる。
First, when the
次いで、熱交換器8Bのフィンどうしの隙間に詰まりを生じ、第2のバーナB2の下流域が排気閉塞または閉塞気味になった場合、第2の空気供給路12bの圧力は上昇する。第2の空気供給路12bは、仕切部4bを介して第1の空気供給路12aとは仕切られているために、第2の空気供給路12bの圧力上昇は、この第2の空気供給路12bの各所において略同様に生じさせることができる。このため、燃料噴出領域圧P2と第2の領域12bの圧力Psとを、適切な関係に維持し、それらの差圧を小さくすることが可能である。第2の燃焼ガス流路10bが全閉塞状態となった際には、燃料噴出領域圧P2と圧力燃料供給圧Psとの差をゼロにし、燃料ガス供給を停止することが可能である。このように、この燃焼装置Cにおいては、熱交換器8Bに詰まりを生じて、第2のバーナB2への燃焼用空気供給量が減少したとしても、この第2のバーナB2への燃料ガス供給が過多に
はならず、第2のバーナB2において不完全燃焼を生じることが適切に防止される。
Next, when the gap between the fins of the
一方、前記とは異なり、熱交換器8Aのフィンに詰まりが生じて、第1のバーナB1の下流域が排気閉塞または閉塞気味になった場合には、第1の空気供給路12aの圧力が上昇する。一方、この燃焼装置Cの正常運転時においては、最大燃焼能力が大きい第1のバーナB1に向けて多くの燃焼用空気が供給され、第1の空気供給路12aの空気流通量は、第2の空気供給路12bと比較して相当に多い。このため、第1のバーナの上流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合には、第1の空気供給路12aの圧力上昇とともに、第2の領域13bの圧力Psもそれに対応して上昇し、これらの圧力の対応関係を適切な関係に維持し、空燃比の一定化が可能となる。第1のバーナB1の上流域が全閉塞状態となったときには、燃料供給圧Psを燃料噴出領域圧P1と殆ど同一に近付けることが可能である。したがって、この燃焼装置Cにおいては、第1の領域13aの圧力が圧力調整弁Vのシグナル圧として利用されていないものの、第1のバーナB1の下流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合には、この第1のバーナB1において不完全燃焼が生じることを適切に防止することができる。
On the other hand, unlike the above, when the fin of the
第1および第2の領域13a,13bは、既述したように、その流路断面積a1,a2の比率が、第1および第2のバーナB1,B2の最大燃焼能力の比率と略同一である。このため、ファン2から吐出される燃焼用空気を、第1および第2のバーナB1,B2に対してこれらの最大燃焼能力に見合った比率に配分して適切に供給することができる。その結果、第1および第2のバーナB1,B2において燃焼用空気が不足するようなことも適切に回避し、燃焼性能をより優れたものとすることが可能である。加えて、図2との比較において説明したように、第1および第2の領域13a,13bがファン2の回転羽根23の幅方向に並んだ状態に形成されているために、ファン2から第1および第2のバーナB1,B2に向けて供給される燃焼用空気の量を、流路断面積a1,a2の比率に正確に対応させることもできる。
As described above, in the first and
図3および図4は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 3 and 4 show another embodiment of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図3に示す実施形態においては、ファン2が上側の仕切部4aの直下または直下近傍に配置されておらず、第1および第2のバーナB1,B2が並ぶ方向に比較的大きな寸法L1でオフセットされている。このため、下側の仕切部4bは、上側の仕切部4aからファン2に向けて接近する傾斜部41を有している。なお、既に述べたように、上側および下側の仕切部4a,4bは、一体または別体のいずれでもよい。本実施形態によれば、図1に示した構成と比較すると、下側の仕切部4bに傾斜部41を設けたり、あるいは仕切部4bのサイズが大きくなるなどの不利はあるものの、本発明が意図する作用を得ることができる。前記の不利を解消する観点からすると、図1の実施形態のように、ファン2を第1および第2のバーナB1,B2どうしの境界部分(上側の仕切部4a)の直下または直下近傍に設けることが好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
図4に示す実施形態においては、第1および第2のバーナB1,B2や、熱交換器8A,8Bに加え、第3のバーナB3、およびこれに対応する熱交換器8Cがさらに設けられている。第1および第3のバーナB1,B3の下流域どうし、および上流域どうしは、一体または別体の仕切部4c,4dによって仕切られており、第3の燃焼ガス流路10c、および第3の空気供給路12cが形成されている。下側の仕切部4b,4dの下端部40,42は、ファン2の吐出口20の内部を第1ないし第3の領域13a〜13cに区分している。
In the embodiment shown in FIG. 4, in addition to the first and second burners B1 and B2 and the
本実施形態によれば、第1および第2のバーナB1,B2に加えて、第3のバーナB3
に対してもファン2から燃焼用空気を適切に供給することができる。第3のバーナB3に対する燃料ガス供給圧Psは、第1のバーナB1に対する燃料ガス供給Psと同様な原理で制御されるために、第3のバーナB3においても空燃比を一定に維持することが可能である。本実施形態から理解されるように、本発明は、第1および第2のバーナに加えて、これらとは別に1または複数のバーナをさらに設けた構成とすることも可能である。要は、バーナが2以上設けられていれば、本発明を好適に適用することができる。もちろん、バーナが3以上設けられている場合において、2つのバーナ(第1および第2のバーナ)が本発明の意図する構成に該当する限りは、仮に、これらとは別の他のバーナが本発明の意図する構成に該当しない場合であっても、本発明の技術的範囲に包摂される。
According to the present embodiment, in addition to the first and second burners B1, B2, the third burner B3
Also, the combustion air can be appropriately supplied from the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る燃焼装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the combustion apparatus according to the present invention can be variously changed in design.
たとえば、仕切部の一部は、ファンの吐出口の内部に進入し、この吐出口の内部が第1および第2の領域として仕切られていることが好ましいものの、これに限定されない。仕切部の一部が、吐出口の内部に進入することなく、吐出口の外部の近傍領域を第1および第2の領域に仕切る構成でも本発明が意図する作用を得ることかできる。したがって、第1および第2の圧力調整弁のシグナル圧の取り出し箇所についても、ファンの吐出口の内部に限らず、吐出口の外部とすることができる。 For example, it is preferable that a part of the partition portion enters the inside of the discharge port of the fan, and the inside of this discharge port is partitioned as the first and second regions, but is not limited thereto. Even in a configuration in which a part of the partition portion does not enter the inside of the discharge port and a region near the outside of the discharge port is partitioned into the first and second regions, the intended effect of the present invention can be obtained. Therefore, the signal pressure extraction location of the first and second pressure regulating valves is not limited to the inside of the discharge port of the fan but can be outside the discharge port.
本発明においては、図1に示した実施形態と同様に、第1のバーナの方が第2のバーナよりも最大燃焼能力が大きい場合、第2のバーナに対応する第2の領域の圧力を圧力調整弁のシグナル圧として利用することが好ましい。このような構成によれば、第1および第2のバーナのいずれの下流域が排気閉塞または閉塞気味となっても、燃料リッチ状態となることを適切に回避し、不完全燃焼を防止または抑制することができるからである。ただし、本発明はこれに限定されない。たとえば、第1の領域の圧力を圧力調整弁のシグナル圧として利用した場合には、第1のバーナの下流域が排気閉塞または閉塞気味となった場合に、この第1のバーナにおいて不完全燃焼が生じることを防止する効果が非常に高いものとなる。このため、たとえば第2のバーナ側よりも第1のバーナ側の方が排気閉塞を生じ易いといった事情があるような場合などは、このような事情を考慮し、あえて第1の領域の圧力を圧力調整弁のシグナル圧として利用することもできる。 In the present invention, as in the embodiment shown in FIG. 1, when the first burner has a larger maximum combustion capacity than the second burner, the pressure in the second region corresponding to the second burner is set. It is preferable to use it as the signal pressure of the pressure regulating valve. According to such a configuration, even if any downstream region of the first and second burners becomes exhausted or closed, it is appropriately avoided that the fuel is rich, and incomplete combustion is prevented or suppressed. Because it can be done. However, the present invention is not limited to this. For example, when the pressure in the first region is used as the signal pressure of the pressure regulating valve, incomplete combustion occurs in the first burner when the downstream region of the first burner becomes exhausted or closed. The effect of preventing the occurrence of is very high. For this reason, for example, when there is a situation where the exhaust burn-off is more likely to occur on the first burner side than on the second burner side, the pressure in the first region is deliberately taken into account. It can also be used as the signal pressure of the pressure regulating valve.
第1および第2のバーナや、ファンの具体的な種類や構造も限定されない。本発明でいう第1および第2のバーナは、それぞれが単体のバーナでなくてもよく、それぞれが複数のバーナの集合体(第1のバーナ群、第2のバーナ群)とされている構成でもよいことは勿論である。圧力調整弁としては、第1および第2のバーナに向けて供給される燃料の圧力を所定のシグナル圧に対応した圧力に制御可能な機能を有するものが用いられていればよく、やはりその具体的な構造は限定されない。燃焼ガスの排気口について、仕切部(たとえば、先の実施形態の仕切部4aに相当する部分)を利用し、第1および第2のバーナのそれぞれの下流域の燃焼ガス流路に対応させて、2つの領域に仕切るようにしてもよい。また、排気口を複数設けることにより、これら複数の排気口を第1および第2のバーナのそれぞれの下流域の燃焼ガス流路に個々に対応させて配置させた構成とすることもできる。
The first and second burners and the specific types and structures of the fans are not limited. Each of the first and second burners referred to in the present invention may not be a single burner, and each is an aggregate of a plurality of burners (first burner group, second burner group). Of course. As the pressure regulating valve, a valve having a function capable of controlling the pressure of the fuel supplied toward the first and second burners to a pressure corresponding to a predetermined signal pressure may be used. The specific structure is not limited. As for the exhaust port of the combustion gas, a partition part (for example, a part corresponding to the
本発明に係る燃焼装置は、たとえば逆燃焼式(バーナで発生された燃焼ガスを下向きに進行させる方式)に構成することも可能であり、燃焼用空気や燃焼ガスが進行する方向は上向きに限定されない。また、本発明に係る燃焼装置は、給湯装置用である必要もなく、たとえば温風装置用、あるいは焼却用などの燃焼装置として構成することも可能であり、具体的な用途なども限定されない。 The combustion apparatus according to the present invention can be configured, for example, as a reverse combustion type (a system in which the combustion gas generated by the burner travels downward), and the direction in which the combustion air and the combustion gas travel is limited upward. Not. Further, the combustion apparatus according to the present invention does not need to be used for a hot water supply apparatus, and can be configured as a combustion apparatus for a hot air apparatus or an incinerator, for example, and a specific application is not limited.
C 燃焼装置
B1,B2 第1および第2のバーナ
V 圧力調整弁
a1,a2 流路断面積(第1および第2の領域の)
2 ファン
4b 仕切部
12 空気供給路
12a,12b 第1および第2の空気供給路
13a,13b 第1および第2の領域
20 吐出口(ファンの)
23 回転羽根(ファンの)
C Combustors B1, B2 First and second burners V Pressure regulating valves a1, a2 Channel cross-sectional area (of first and second regions)
2
23 Rotating blade (fan)
Claims (6)
これら第1および第2のバーナに向けて空気供給路を介して燃焼用空気を供給するファンと、
このファンの空気吐出圧をシグナル圧とし、かつ前記第1および第2のバーナに向けて供給される燃料の圧力を前記シグナル圧に対応した圧力に制御する圧力調整弁と、
を備えている、燃焼装置であって、
前記空気供給路を、第1および第2の空気供給路に仕切る仕切部を備えており、
この仕切部の一部は、前記ファンの吐出口またはその近傍領域を第1および第2の領域に仕切るように設けられ、前記第1の空気供給路は、前記第1の領域から前記第1のバーナに向けて燃焼用空気を進行させることが可能であるとともに、前記第2の空気供給路は、前記第2の領域から前記第2のバーナに向けて燃焼用空気を進行させることが可能であり、
前記圧力調整弁のシグナル圧として、前記第1および第2の領域のいずれか一方の圧力が用いられていることを特徴とする、燃焼装置。 First and second burners;
A fan for supplying combustion air to the first and second burners via an air supply path;
A pressure regulating valve that controls the air discharge pressure of the fan as a signal pressure and controls the pressure of the fuel supplied toward the first and second burners to a pressure corresponding to the signal pressure;
A combustion device comprising:
A partition portion for partitioning the air supply path into first and second air supply paths;
A part of the partition portion is provided so as to partition the discharge port of the fan or the vicinity thereof into first and second regions, and the first air supply path extends from the first region to the first region. The combustion air can be advanced toward the second burner, and the second air supply path can advance the combustion air from the second region toward the second burner. And
The combustion apparatus according to claim 1, wherein the pressure of either one of the first and second regions is used as the signal pressure of the pressure regulating valve.
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