燃焼機器

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【発明の名称】	燃焼機器
【発明者】	【氏名】伊藤英樹【氏名】中山浩【氏名】柳田信一郎【氏名】今雅人【氏名】吉澤勇一【氏名】南俊成
【要約】	【課題】バーナの燃焼運転をオン・オフする頻度を少なくしてバーナの負担を軽くし、燃焼機器の寿命を向上させる。【解決手段】バーナの燃焼により温水を生成する熱交換器と、温水の温度検知器と、温度設定手段と、燃焼運転を制御する制御装置とを備えた燃焼機器を構成する。そして、機器の使用状態に対応して湯温が好適な温度幅をもって調整されるよう前記バーナの燃焼運転をオン・オフする。すなわち、一定時間内に前記温度検知器の検知温度Ｔが所定温度を越えた場合は燃焼オフ温度Ｔｏｆおよび燃焼オン温度Ｔｏｎを可変して前記温度幅を大きくすると共に、その後、別の一定時間内に前記検知温度Ｔが燃焼オフ温度Ｔｏｆに達しない場合は前記可変後の温度幅を最初の温度幅に戻すようにする。係る制御により温度上昇勾配の急峻な軽負荷時においてもバーナ燃焼のオン・オフ頻度を少なくすることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】バーナの燃焼運転により温水を生成する熱交換器と、温水の温度検知器と、温度設定手段と、燃焼運転を制御する制御装置とを備え、前記温度設定手段からの設定温度に対し湯温が一定の基準温度幅をもって調整されるよう、前記バーナの燃焼運転をオン・オフ制御し、外部放熱器に所定温度の温水を供給する燃焼機器において、前記制御装置は、燃焼機器の使用条件によって前記基準温度幅を変化させる制御手段を有することを特徴とする燃焼機器。
【請求項２】前記制御装置は、一定時間内に前記温度検知器の検知温度が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記基準温度幅を大きくする制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の燃焼機器。
【請求項３】前記制御装置は、一定時間内に前記温度検知器の検知温度が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記温度幅を大きくすると共に、その後、別の一定時間内に前記検知温度が燃焼オフ温度に到達しない場合は、前記可変後の温度幅を最初の基準温度幅に戻す制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の燃焼機器。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、床暖房パネルやファンコンベクター等の外部放熱器に温水を循環・供給する燃焼機器に関し、特に温水の温度調整制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の燃焼機器では、運転が開始されるとバーナの着火により熱交換器が加熱されることにより温水が生成され、設定温度に基づいた所定温度の温水が外部放熱器へ供給される。通常、前記熱交換器からの温水循環路には温度検知器（例えば、温水サーミスタ）が取り付けてあり、この温度検知器の検知温度とリモコンパネル等からの前記設定温度との比較によりバーナの燃焼運転がオン・オフ制御されることで水温が所定の温度幅をもって設定温度に調整されている。
【０００３】上記した従来の温水の温度調整制御動作を図４のフローチャートにより説明する。尚。以下の燃焼制御は機器内の制御装置に搭載されたマイクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）によって行われるものである。
【０００４】図４のフローチャートによれば、運転スイッチがオンするとマイコンは前記温度検知器の検知温度を読み込み、これと設定温度とを比較する。機器の燃焼運転中、前記検知温度が設定温度より一定温度（例えば、３℃）上昇した時、バーナの燃焼運転を停止する。マイコンは燃焼停止後も検知温度を監視し、これが設定温度より一定温度（例えば、８℃）低下した時、再び燃焼運転を開始する。運転スイッチがオンされている間、上記燃焼運転のオン・オフ制御を継続して実行することにより湯温は設定温度を基準に常に略一定の温度幅をもってコントロールされる。例えば、上記従来例の場合、設定温度を７０℃とすると生成される湯温は温度幅１１℃をもって７０℃を基準に６２～７３℃の範囲でコントロールされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、係る燃焼機器を熱源機として用いた暖房システムでは、これに床暖房パネルやファンコンベクター等の様々な外部放熱器が接続され、１台の熱源機よりこれらの外部放熱器に温水が循環・供給される。従って、このような暖房システムにおいては様々の使用態様が実施されることから、熱源機の負荷変動幅も大きくなり、使用条件によってはバーナ本体が大変過酷な運転を強いられることとなる。
【０００６】具体的には、運転される負荷が小さい（外部放熱器の運転数が少ない）場合、熱交換器による温水の温度上昇勾配が緩やかであるため、上記温度調整制御におけるバーナ燃焼のオン・オフ頻度は少ないが、負荷が大きくなり温度上昇勾配が急峻になるとバーナ燃焼のオン・オフ頻度が激しくなり、バーナ本体や燃焼制御のための各種駆動電気部品等の寿命を極端に短くしてしまう。
【０００７】本発明は上記不都合に鑑みて成されたもので、温水の温度調整制御において、バーナの燃焼運転をオン・オフする頻度を極力少なくしてバーナの負担を軽くすることにより機器の高寿命化を図った燃焼機器を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記載の本発明では、バーナの燃焼運転により温水を生成する熱交換器と、温水の温度検知器と、温度設定手段と、燃焼運転を制御する制御装置とを備え、前記温度設定手段からの設定温度に対し湯温が一定の基準温度幅をもって調整されるよう、前記バーナの燃焼運転をオン・オフ制御し、外部放熱器に所定温度の温水を供給する燃焼機器において、前記制御装置には、燃焼機器の使用条件によって前記基準温度幅を変化させる制御手段を設けた。
【０００９】また、請求項２に記載の本発明では、前記制御装置には、一定時間内に前記温度検知器の検知温度が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記基準温度幅を大きくする制御手段を設けた。
【００１０】さらにまた、請求項３に記載の本発明では、前記制御装置は、一定時間内に前記温度検知器の検知温度が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記温度幅を大きくすると共に、その後、別の一定時間内に前記検知温度が燃焼オフ温度に到達しない場合は、前記可変後の温度幅を最初の基準温度幅に戻す制御手段を設けた。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明が適用された燃焼機器として熱源機の内部構造を示す図、図２はコントロールされた湯温の状態を示す図である。
【００１２】図１において、先端部に排気箱２が連結され、後部に燃焼室４が形成された熱交換器３と、液体燃料を気化・燃焼させて前記熱交換器３を加熱するバーナ５と、このバーナ５に燃焼用空気を供給するバーナ送風機６とが各々一体的に組み付けられて加熱ユニットが構成され、外装体１内の上部中央に固定されている。また、前記バーナ５は、中空円筒内部（気化筒）に液体燃料の霧化撹拌装置（図示せず）や着火のための点火プラグ８、炎検知のためのフレームロッド１１等を一体的に収容して構成されている。
【００１３】また、前記加熱ユニットに並設して熱交換器３からの温水を一時貯留しておくためのシスターンタンク１０が設置されている。一方、底部の架台１２上の右側部に機器外に設置の燃料タンク（図示せず）より給油される燃焼用の液体燃料を貯留しておくためのオイルレベラ１３が載置・固定されており、その上部に前記オイルレベラ１３内の液体燃料を吸引して前記バーナ５に供給するための電磁ポンプ１４が接続されており、これに連結された送油管１５を介してバーナ５内に液体燃料が供給される。さらに、この架台１２上の前記シスターンタンク１０の下方に当たる左側部に前記熱交換器３で熱交換された温水を往き管１６および戻り管１７等の循環パイプを通して床暖房パネルやファンコンベクター等の外部放熱器（図示せず）に循環・供給するための循環ポンプ７が設置されている。
【００１４】また、熱交換器３の出口付近の往き管１６には行き温水の温度を検出するための温度検知器としての温水サーミスタ１８が取り付けられており、その出力線が機内中央部に設置された電装ボックス１９の制御装置２０に接続されている。
【００１５】また、この制御装置２０には、運転スイッチを始めとする各種スイッチや温度設定手段等を備えた外部放熱器のリモコン３０が接続されている。
【００１６】次に、熱源機の燃焼運転の動作概略を説明すれば、上記構成において、燃焼運転を開始すると、先ず、バーナ送風機６が動作し、機外から引き込まれた燃焼空気が一次空気としてバーナ５の気化筒内に供給される。ここで、電磁ポンプ１４を動作させると、送油管１５の先端部から供給された液体燃料が気化筒内で気化され、この液体燃料が一次空気と混合される。この混合ガスが点火プラグ８の放電スパークによって着火され、バーナ５は前方の燃焼室４に火炎を形成して燃焼を開始する。さらに、燃焼室４で燃焼された高温の排気ガスが熱交換器３に流入し、ここで戻り側接続口２２より流入する放熱を終えた戻り温水と熱交換され、排気箱２を通って排気トップ９から外装体１の外に排出される。こうして加熱された戻り温水は行き管１６を通して一旦シスターンタンク１０に貯溜された後、再度前記循環ポンプ７の駆動によって行き側接続口２１より外部配管を介して外部放熱器に循環・供給される。上記燃焼運転は電装ボックス１９に備えた制御装置２０のマイコンにより制御されるものであるが、本制御装置２０は以下に示す温水の温度調整のための制御手段を備えている。
【００１７】その制御動作を図２に基づいて説明する。尚、本実施形態は設定温度６０℃にて燃焼運転を開始した場合である。
【００１８】運転スイッチをオンすると、マイコンは前記温度サーミスタ１８の検知温度Ｔを読み込み、これとリモコン３０の温度設定手段からの設定温度とを比較する。
【００１９】燃焼運転を開始した後の第１回目の燃焼オフ温度Ｔｏｆ１は設定温度（６０℃）＋３℃とし、次の燃焼オン温度Ｔｏｎ１は設定温度－８℃とする。これら第１回目のＴｏｆ１およびＴｏｎ１の設定は湯温の温度幅（Ｔｏｆ１～Ｔｏｎ１）を従来制御の場合と同じ基準温度幅（１１℃）とするものである（図２の区間■参照）。
【００２０】次に、第２回目以降の燃焼オフ温度Ｔｏｆ２を設定温度＋１０℃に設定する。この設定で、検知温度Ｔが燃焼オンから１０分以内にこの燃焼オフ温度Ｔｏｆ２に達した場合は次の燃焼オン温度Ｔｏｎ２を設定温度－１０℃に再設定する（図２の区間■参照）。この場合、湯温の温度幅（Ｔｏｆ２～Ｔｏｎ２）は２０℃となり、従来の基準温度幅１１℃の約２倍となる。
【００２１】これに対し、検知温度Ｔが１０分以内に燃焼オフ温度Ｔｏｆ２（すなわち、設定温度＋１０℃）まで上昇しない場合は、次の燃焼オフ温度を設定温度＋３℃に再設定する。そして、この時点での検知温度Ｔにより次の燃焼オン温度Ｔｏｎ３の値を決定する。
【００２２】すなわち、図２の区間■のように、１０分経過後に検知温度Ｔが設定温度＋３℃を越えていれば、その時点（Ｔｏｆ３）で燃焼をオフすると共に、次の燃焼オン温度Ｔｏｎ３を設定温度－１０℃に維持する。
【００２３】これに対し、図２の区間■のように、１０分経過後に前記検知温度Ｔが設定温度＋３℃に達していない場合は、そのまま燃焼を継続し、検知温度が設定温度＋３℃に達した時点（Ｔｏｆ４）で燃焼をオフすると共に、次の燃焼オン温度Ｔｏｎ４を設定温度－８℃に設定する。
【００２４】このように、本実施形態では、一定時間内に検知温度が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変することにより、区間■で示すように温度幅を通常より大きくすることができ、これにより、バーナの燃焼運転をオン・オフする頻度を少なくし、燃焼機器の寿命を延ばすことが可能となる。
【００２５】また、一定時間内に検知温度が所定温度を越えない使用形態（重負荷の場合）の場合は、再度湯温の温度幅を小さくすることにより、効率的、且つ適格な温度調整が可能となる。
【００２６】尚、上記温度調整制御は設定温度が７０℃以下の場合に適用するものとし、設定温度が７０℃を越える場合については、従来通りの温度調整制御を適用した。これは、通常、７０℃以上が設定されるのは運転する外部放熱器の数が多い場合であり、このような重負荷使用では、温度上昇勾配は緩やかであって燃焼運転のオン・オフ頻度が少なく、バーナへの負担が軽くなるためである。
【００２７】尚、上記温度調整制御の一実施形態を示すフローチャートを図３に示す。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、バーナの燃焼運転をオン・オフして行う燃焼機器の温度調整制御で、機器の使用条件によって制御する湯温の基準温度幅を変化させるようにしたので、負荷の大きさ（運転される外部放熱器の数）によっては燃焼機器にとって過酷な運転を強いられ、バーナに過大な負担がかかるといった従来制御の不都合を極力無くすことができる。
【００２９】また、特に、請求項２に記載の本発明によれば、前記温度調整制御で、一定時間内に湯温が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記基準温度幅を大きくするようにしたので、従来制御でバーナ燃焼のオン・オフを多くする温度上昇勾配が急峻な軽負荷時においてもオン・オフ頻度を少なくできるためバーナの負担を軽くでき、燃焼機器の寿命を向上させることができる。
【００３０】さらにまた、請求項３に記載の本発明では、一定時間内に湯温が所定温度を越えた場合は、燃焼オフ温度および燃焼オン温度を可変して前記温度幅を大きくすると共に、その後、別の一定時間内に湯温が燃焼オフ温度に到達しない場合は、温度幅を最初の基準温度幅に戻すようにしたので、前記同様、軽負荷時におけるバーナ燃焼のオン・オフ頻度を減少させることができると共に、燃焼運転中に発生する負荷変動に影響されない効率的な温度調整が行える。

【出願人】	【識別番号】０００００１８８９【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【出願日】	平成１０年７月２９日（１９９８．７．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００６７０４６【弁理士】【氏名又は名称】尾股行雄
【公開番号】	特開２０００－４６３２７（Ｐ２０００－４６３２７Ａ）
【公開日】	平成１２年２月１８日（２０００．２．１８）
【出願番号】	特願平１０－２１３６７４