JPH0328625A - ガス燃焼器具及び該器具を組み込んだ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

本発明によれば、次のような構成、すなわち、燃焼空気
用人口を備えた少なくとも１つのガス燃焼器具を有して
おり、更に該ガス燃焼器具が、該器具により形成される
燃焼生戒物の出口を備えており、該出口が煙道導管に連
結されており、前記ガス燃焼器具の下流側で前記煙道導
管に連結されていて空気を前記ガス燃焼器具に導入しか
つ前記ガス燃焼器具からの燃焼生成物を前記煙道導管に
導入すべく作動するファンを有しており、前記煙道導管
の上流側において、前記ガス燃焼器具の各々には！Ｊ１
節自在の弁手段が設けられていて、前記ガス燃焼器具の
熱出力範囲に亘って前記ガス燃焼器具に導入される燃焼
空気の流量を制御できるように構成したことを特徴とす
る装置が提供される。

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

本発明の装置には、前記ガス燃焼器具を複数設けること
ができ、これらのガス燃焼器具の出口が共通の煙道導管
に連結されており、各ガス燃焼器具の前記調節自在の弁
手段が、前記ガス燃焼器具の熱出力範囲に亘って前記ガ
ス燃焼器具に導入される燃焼空気の流量を制１ｎできる
ように構成されている。

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

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

現在、出力が例えば２０Ｋ−までの家庭用ガス燃焼器具
に使用されている「小径」煙道導管の内径は、３０ｍｍ
以下〈例えば２２ＩＩＩＩＩ１〉である。よりバワフル
なファンを使用することにより、商業用のガス燃焼器具
の場合でも、３０ｏ＋ｍより幾分大きい「小径」煙道導
管を使用することが可能になる。

自然ドラフト煙道と比較して、高圧ファンを設けた小径
煙道の１つの利点は、煙道が垂直に配置されている部分
でガス燃焼器具を作動できるだけでなく、水平に配置さ
れている部分でも作動できることである。また、「小径
」煙道導管は比較的容易に設置できかつ目立ち難いとい
う利点もある。

煙道導管の水平部分は、例えば部屋の幅木部分に沿わせ
て配管することができる。

「小径」の煙道導管システムにおいては、調節自在の弁
手段により燃焼空気の体積流量を制御することが特に有
効である。各ガス燃焼器具に供給される燃焼空気の体積
流量は、ガス燃焼器具同士の間及びこれらのガス燃焼器
具に連結された煙道導管同士の間の圧力降下量の変動に
感応する。小径の煙道導管においては、煙道導管同士の
間の圧力降下量とガス燃焼器具同士の間の圧力降下量と
は同じであり、従っ′Ｃ，煙道の有効長さの変化又は該
煙道に連結されるガス燃焼器具の数の変化が、個々のガ
ス燃焼器具に供給される燃焼空気の流量に大きな影響を
与えることになる。

調節自在の制御弁手段の１つ以上は、圧力感応形自己調
節弁のような自己作動形すなわち自己調節形の弁で構成
ずることができる。例えば、このよ・うな圧力感応形自
己調節制御弁は、その各々が次のような構成、すなわち
、相互連結された２つのチャンバを有しており、これら
のチャンバが、これらの両チャンバ間を連通させる開口
部を備えた固定壁部分と可動壁すなわちダイアフラムと
からなる隔壁手段により分離されており、各チャンバ壁
には開口部が形成されており、一方のチャンバの開口部
が管状部材に連結されており、該管状部材が、前記ダイ
アフラムの側面に向かって延在しておりかつ該側面に近
接して終端していて、前記管状部材の端部と前記ダイア
フラムとの間にガス？Ｘ量制御開口部を形戊しており、
該ガス流量制御開口部のサイズが、前記２つのチャンバ
内のガスの圧力差に応答して前記ダイアプラムにより確
立される位置に基づいて変化できるように構成すること
ができる。複数のガス燃焼器具を使用する場合には、Ｉ
ＩＩ　’．１１１弁の全てを自己調節弁で構成Ｖるのが
便利である。

別の観点からすれば、本発明は、上記のような圧力感応
形自己調節制御弁を提供するものである。

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

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

別の方法として、、１つ以上の制御弁手段を、ゲ一ト弁
のような手動調節形の制御弁で構成することもできる。

複数のガス燃焼器具の各々にこのような手動調節形の制
御弁を設けた場合には、各ガス燃焼器具の手動弁を調節
して、所望の流量の空気又は煙道ガスが得ることが可能
になる。手動制御弁を備えた装置のバランスをとる１つ
の手法として、例えば、各ガス燃焼器具からの燃焼生戊
物の組威から決定される計算により、各ガス燃焼器具を
通る体積流量を測定する方法がある。しかしながら、各
弁の調節を行うと、システムの他の全てのガス燃焼器具
の性能に影響が及ぶため、各ガス燃ｖｅ器具から許容で
きる性能が得られるようになるには（すなわち、システ
ムのバランスをとるには〉、長時間をかけて繰り返し調
節を行うことが必要になる。

このようにしてバランスをとった装置にガス燃焼器具を
付加（又は除去）すれば、装置のバランスが崩れ、従っ
て、再度、全てのガス燃焼器具のバランスをとらなくて
はならない。

各ガス制１１ｉ弁手段は、それぞれのガス燃焼器具の燃
焼領域の上流側に配置して、関連するガス燃焼器具の燃
焼空気人口に連結するのが好ましい。

別の方法として、各ガス制御弁手段をそれぞれのガス燃
焼器具の燃焼領域の下流側に配置して、関連するガス燃
焼器具の燃焼生成物の出口に連結することもできる。し
かしながら、この場合には、ガス制御弁手段を、例えば
高温、腐食性ガス及び凝縮液のような過酷な条件に耐え
得る充分に強い材料で作る必要がある。

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

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

第１図に示すように、本発明の装置は、例えば３つのガ
ス燃焼器具すなわち温水器（すなわら分岐ヒータ）１、
コンベクタ（対流放熱器）２及び燃料効果ヒータ（ｆｕ
ｅｌ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｉｒｅ）　　３のようなガス燃
焼器具から構成されている。各ガス燃焼器具１、２、３
は、燃焼空気用の入口４と燃焼生成物用の出口バイプ６
とを有しており、燃焼生戒物は、燃焼領域５内のガス供
給装置から供給される燃料ガスの燃焼により形成される
。

ガス燃焼器具１、２、３の出口パイブ６は、共通の煙道
導管７に連結されている。煙道導管７への出口バイブ６
の連結部の下流側において、トロイダルファンのような
電動ファン８が煙道導管７に連結されていて、燃焼生戒
物がガス燃焼器具から出口バイブ６を通って煙道導管７
内に流れるようにし、かつ煙道導管７を通る誘起ドラフ
トの結果として、燃焼空気が空気人口４を通ってガス燃
焼器具内へと流入できるようにしている。

各ガス燃焼器具１、２、３の空気人口４には、圧力感応
形自己調節制御弁９が連結されている。

これらのガス制御弁（圧力感応形自己調節制御弁）９は
、それぞれのガス燃焼器具１、２、３が通常の熱出力範
囲で作動しているときに、これらのガス燃焼器具に導入
される燃焼空気の流量を制御する。

各ガス制御弁９の構造が、第２図により詳しく示してあ
る。ガス制御弁９は包囲体ｌＯを有しており、該包囲体
１０は、隔壁手段によりその内部が２つのチャンバｌ１
、ｌ２に区分されている。

隔壁手段は、その一部が固定壁部分１３で構成されてお
り、該固定壁部分ｌ３には、両チャンバ１１、１２を連
通させる開口部１４が設けられている。また、隔壁部分
の他部は可撓性のあるダイアフラム１５で構成されてお
り、該ダイアフラム１５は、固定壁部分１３の開口部１
４を閉じることができるようになっている。

チャンバ１１の壁ｌ６には入口開口部ｌ７が設けられて
おり、該入口開口部１７を通って空気がガス制ｊｎ弁９
内に流入できるようになっている。

チャンバ１２の壁１８には、該チャンバｌ２からの出口
２０を形成する管状部材１９が貫通して設けられている
。この管状部材１９はチャンバ壁１８から両方向に延在
していて、第ｌ管状部分２１と第２管状部分２２とを形
成している。第１管状部分２１は、チャンバ１２の外側
にあって、ガス燃焼器具の燃焼領域５に通している空気
入口４に連結される。第２管状部分２２は、チャンバ壁
１８からチャンバ内に延入していて、ダイアフラム１５
の側面に近接して終端している。第２管状部分２２の端
部２４とダイアフラムｌ５との間には、ガス流量制御開
口部２３が形成されている。

このガス流量制御開口部２３は、第２管状部分２２の端
部２４に対するダイ了フラム１５の位置に基づいてサイ
ズが変化する。ダイアフラムｌ５の位置は、該ダイアフ
ラム１５の両側のチャンバｌ１、１２間の圧力差に基づ
いて変化する。空気の流量が変化すると、圧力差に変化
が生しる。これにより、ダイアフラム１５が第２管状部
分２２の端部２４に近づく方向又は離れる方向に移動さ
れ、ガス流量制御開口部２３のサイズが減少又は増大す
る。この結果、ガス制御弁９を通って導入される燃焼空
気の流量が元の値に戻される。

ファン８の下流側の煙道導管７の端部には煙道ターミナ
ル２５が設けられており、一方、煙道導管７の他端部は
番号２６で示す箇所で閉鎖されている。煙道導管７はカ
ーカスすなわちダクト内に配置してもよい。これらのカ
ーカスすなわちダクトは、ガス及び／又は電気の供給ラ
インを収容する幅木ダクト（スカートダクト）で構成す
るのが便利である。煙道導管７及び出口バイブ６は、そ
れらの長さに沿って連続すなわち閉鎖形に形成されてい
る。すなわち、煙道導管７及び出口パイブ６は、燃焼領
域５と煙道ターξナル２５との間で、それらの長平方向
壁に沿って「ルームシール」されている。

本発明の装置においては、各ガス燃焼器具ｌ、２、３は
、これらの器具に通常期待される熱出力範囲に亘って適
当な流量で燃焼空気が供給されるように、システムの残
余のものに関してバランスが保たれるようになっている
。従って、ファン８は、最大要求流量（すなわち、各ガ
ス燃焼器具が最大熱出力を発生するときの流量〉、及び
全システム内の圧力降下（すなわち、全ての煙道導管（
又は配管）及び全てのガス燃焼器具を通る圧力降下）に
対応できるように、充分にパワフルなものである。

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

制御弁９の作動原理は、概略的には、従来公知の種類の
ガス体積ガバナの作動に幾分似ている。

本発明の装置においては、ガス制御弁９は、数ミリバー
ルのオーダの小さな圧力差にも応答して、可変制限部す
なわち開口部ｌ４を横切る圧力差から定まるサイズの開
口部２３を形或できるものでなくてはならない。例えば
、ガス制御弁９の出口２０における体積流量が減少する
と（この体積流量の減少は、別のガス燃焼器具が燃焼し
て、煙道ガスの増加により煙道導管内の圧力が増大ずる
ことにより生じることがある）、制御開口部１４を通る
空気の体積流量が減少する。これにより、この制御開口
部ｌ４を横切る圧力差（すなわち、ダイアフラム１５の
両側のチャンバ１１１２間の圧力差）が小さくなり、ダ
イアフラム１５が、その自重により、管状部材１９から
離れる方向に移動する。これにより、管状部材ｌ９の端
部２４とダイアフラムｌ５との間の開口部２３のサイズ
が増大して、出口２０を通る空気流量が増大し、空気流
量がブリセットされた最適値に戻される。

出口２０における流量が増大すると、ダイアフラム１５
が管状部材１９の端部２４に向かって移動する。これに
より、出口２０を通る空気流量が減少し、空気流量を所
望の最適値に戻す試みがなされる。

これらのブリセソト形制御弁（ガス制御弁）９は、各ガ
ス燃焼器具への空気流量をそれぞれのガス燃焼器具にと
っての最適値に再調節すべく、弁９自体を常に調節でき
るようになっている。

装置を上記のように具現化することにより、ガス消費者
に幻して、モジュラー加熱・熱水システム（ｍｏｄｕｌ
ａｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　
ｓｙｓｔｅａ＋）を提｛共することができる。そのよう
な装置は、ガス燃焼器具を更に追加することにより拡張
できることが理解されよう．煙道導管７内に発生される
誘起ドラフトは、負圧状態（すなわち、大気圧以下の圧
力）で煙道が作動し７ており、従って、周囲の環境（例
えば家の中の部屋）内への何らかの漏洩により煙道ガス
を追い出す結果を招く強制ドラフト煙道（ｆｏｒｃｅｄ
　ｄｒａｕｇｈｔ　ｆｌｕｅｓ）よりも本質的に安全で
あることを意味する。また、誘起ドラフトにより、ガス
燃焼器具が「燃焼１モードにあるか否かに係わらず、制
御弁９が空気を該弁９に通して該燃焼器具に供給できる
ため、各ガス燃焼器具を介しての制御されたベンチレー
ション（換気）をいつでも行うことができる。このこと
は、凝縮を減少させること、及び直ぐ周囲の環境をより
快適にすることに役立つ。

例えばガス燃焼器具の「オン」・「オフ」時点の制御、
及び装置に組み込まれたガス燃焼器具により加熱される
個々の部屋の温度制御を行うのに、セントラル制御によ
り個々のガス燃焼器具の制御を行うこともできる。

本発明の装置は、新築又は既存の集合住宅又は家屋に設
置できること、及び「小径ｊの煙道導管を用いる場合に
は、煙道ター旦ナル２５も小径にでき、従って本発明の
装置を設置しようとする建造物の外壁に穿ける孔が比較
的小さなもので済むことが理解されよう。煙道ターξナ
ル２５の近くの壁に隣接して、部屋又は建造物の内側に
単一のファンを設けるだけでよい。

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

第１図に示す装置の変更例として、ガス制御弁９を空気
人口４に配置する代わりにガス燃焼器具の出口６に配置
して、燃焼生戊ガスが人口１７から弁９内に入り、出口
２０から出るように構成することもできる。この変更例
における弁９の位置を、破ＶＡ３０で概略的に示してあ
る。

また、第３図に示すように、チャンバ壁１Ｂとダイアフ
ラム１５との間に取り付けられておりかつこれらの間で
作動するばね３ｌにより、ダイアフラム１５と管状部材
１９の端部２４との相対位置を、一部制御するように構
成することもできる．この点を除き、第３図の弁９の構
造は第２図の弁９の構造と同じであり、従って第３図に
おいても第２図に用いた番号と同じ番号を使用しており
、第３図の弁９についてこれ以上の説明は省略する。

このようにばね３ｌを用いた構成にすれば、ガス制御弁
９を第１図に示した垂直位置とは異なる位置に容易に配
置（すなわち配向）することができる。例えば、第３図
のガス制御弁９は、水平に取り付けることができるし、
上下を逆にして取り付けることもできる。

また、ガス制御弁９への空気人口（すなわち上記装置に
おける人口開口部１７）は、共通の空気供給導管に連粘
することができる。本発明のこの装置には、本発明の装
置を収容するビルディング又は居住家屋の部屋（単数又
は複数）の外部から燃焼時の空気を吸引するルームシー
ル形のガス燃焼器具を使用することができる。空気供給
導管及び煙道導管のほぼ全長に亘って、共通のカーカス
又は幅木ダクト内に共通の空気供給導管及び共通の煙道
導管を配置することもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の装置の一実施例を示す概略図である
。 第２図は、第１図の装置に使用される自己調節制御弁の
一実施例を示す拡大図である。 第３図は、第２図の自己調節制御弁の変更例を示すもの
である。 １・・・温水器（分岐ヒータ）、 ２・・・コンベクタ（対流放熱！Ｓ）、３・・・燃ネ４
効果ヒータ、　　４・・・燃焼空気の入口、５・・・燃
焼領域、　　　　　６・・・出口パイプ、７・・・煙道
導管、　　　　　８・・・電動ファン、９・・・圧力感
応形自己調節制御弁（ガス制御弁）、１０・・・包囲体
、　　　　１ｌ、１２・・・チャンバ、１３・・・固定
壁部分、　　　１４・・・開口部、１５・・・ダイアフ
ラム、　　１６・・・チャンバ壁、ｌ７・・・人口開口
部、　　　ｌ８・・・チャンバ壁、ｌ９・・・管状部材
、　　　２０・・・出口、２１・・・第１管状部分、　
２２・・・第２管状部分、２３・・・ガス流量制御開口
部、 ２４・・・第２管状部分の端部、 ２５・・・煙道ターミナル、３１・・・ばね。 −１７｛ 手 続 補 正 書（方式） ２．７．−４

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼空気用入口を備えた少なくとも１つのガス燃
   焼器具を有しており、更に該ガス燃焼器具が、該器具に
   より形成される燃焼生成物の出口を備えており、該出口
   が煙道導管に連結されており、前記ガス燃焼器具の下流
   側で前記煙道導管に連結されていて燃焼空気を前記ガス
   燃焼器具に導入しかつ前記ガス燃焼器具からの燃焼生成
   物を前記煙道導管に導入すべく作動するファンを有して
   おり、前記煙道導管の上流側において、前記ガス燃焼器
   具の各々には調節自在の弁手段が設けられていて、前記
   ガス燃焼器具の熱出力範囲に亘って前記ガス燃焼器具に
   導入される燃焼空気の流量を制御できるように構成した
   ことを特徴とする装置。
2. （２）前記ガス燃焼器具が複数設けられており、これら
   のガス燃焼器具の出口が共通の煙道導管に連結されてお
   り、各ガス燃焼器具の前記弁手段が、前記ガス燃焼器具
   の熱出力範囲に亘って前記ガス燃焼器具に導入される燃
   焼空気の流量を制御できるように構成したことを特徴と
   する請求項１に記載の装置。
3. （３）前記弁手段又はその少なくとも１つが、圧力感応
   形自己調節制御弁であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の装置。
4. （４）前記圧力感応形自己調節制御弁の各々が、相互連
   結された２つのチャンバを有しており、これらのチャン
   バが、これらの両チャンバ間を連通させる開口部を備え
   た固定壁部分と可動壁すなわちダイアフラムとからなる
   隔壁手段により分離されており、各チャンバ壁には開口
   部が形成されており、一方のチャンバの開口部が管状部
   材に連結されており、該管状部材が、前記ダイアフラム
   の側面に向かって延在しておりかつ該側面に近接して終
   端していて、前記管状部材の端部と前記ダイアフラムと
   の間にガス流量制御開口部を形成しており、該ガス流量
   制御開口部のサイズが、前記２つのチャンバ内のガスの
   圧力差に応答して前記ダイアフラムにより確立される位
   置に基づいて変化できるように構成したことを特徴とす
   る請求項３に記載の装置。
5. （５）前記各制御弁がそれぞれの前記ガス燃焼器具の燃
   焼領域の上流側に配置されておりかつ前記ガス燃焼器具
   の関連する燃焼空気入口に連結されていることを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
6. （６）前記各制御弁がそれぞれの前記ガス燃焼器具の燃
   焼領域の下流側に配置されておりかつ前記ガス燃焼器具
   の関連する燃焼生成物出口に連結されていることを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
7. （７）請求項４に記載の制御弁。
8. （８）請求項８に記載の制御弁が組み込まれたガス燃焼
   器具。