説明

燃焼装置

【課題】本発明は、施工の手間や施工に要する費用が増加することがなく、結露の発生を防止できる燃焼装置を提供することを目的とした。
【解決手段】燃焼措置1は、ファン10を駆動することで屋外から強制的に空気を取り込み、燃焼で生成された燃焼ガスを強制的に屋外に排出する屋内設置型の燃焼装置である。そして、燃焼装置1は、加熱部7に供給される空気の温度を検知する外気温度センサ20を有する。外気温度センサ20が所定温度Tmあるいは所定温度Tnより低い温度を検知し一定時間経過した場合に、燃焼動作を一時的に停止する。これにより、燃焼装置1内部において煙突効果が発生し、給気用筒25側の温度が昇温するため、結露の発生が抑制される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に給湯や暖房等を目的として湯水や熱媒体を加熱する屋内設置型の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、給湯器や暖房機器等の熱源として、ガスや液体燃料を燃焼する屋内設置型の燃焼装置が知られている。この屋内設置型の燃焼装置は、通常、強制給排気式(所謂FF式)のシステムが採用されており、ファンを駆動することで、燃焼に供する空気を強制的に供給すると共に、燃焼により発生した燃焼ガスを屋外に強制的に排気する構成とされている。即ち、この種の燃焼装置は、屋内に設置された燃焼装置本体から屋外に向けて延伸された排気用のダクト(排気筒)や給気用のダクト(給気筒)を備えた構成とされている。
例えば、特許文献1には、単管式の給気筒及び排気筒を備え、ファンを駆動することで、給気筒から屋外の空気を導入すると共に、排気筒を介して燃焼ガスを屋外に排気する燃焼装置が開示されている。
【0003】
ところで、この種の燃焼装置は、屋外の温度が低温となる地域や時期においては、燃焼動作が開始されることにより、給気筒を通過する空気が屋内の空気を冷却する場合がある。特に、屋外と屋内の温度差が大きい場合は、給気筒を通過する低温の空気によって、給気筒、及び、燃焼装置表面に接触する屋内の空気が過度に冷却されるため、露点温度に達して水滴を発生させる(結露現象)。
また、結露現象による水滴は、結露し得る条件が継続する限り発生し続けるため、比較的長時間に渡って連続的に使用される床暖房機器やファンコンベクタ等の暖房端末の使用時においては、多量に水滴が発生する。
【0004】
このように、燃焼装置が運転され、屋内において結露が発生する条件が長期間継続されると、給気筒を通過する低温の空気に起因して多量に水滴が発生するため、燃焼装置の表面(主に屋内側の給気筒表面や燃焼装置本体の上部表面)で水滴が保持できなくなり、その水滴が室内の床面に落下したり、室内の壁面に付着する場合がある。これにより、建物の床面や壁面において、シミを形成したり、腐朽させる等して建物に悪影響を及ぼす問題があった。
そのため、従来より、断熱材を屋内側の給気筒や燃焼装置本体に装着して、屋外から導入される低温の空気による影響を低減し、水滴の発生を阻止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−43015号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、断熱材を取り付けた場合であっても、断熱材の素材の表面(グラスウールやロックウール等の表面)において結露現象が発生する場合があり(所謂内部結露)、その場合、断熱材自体を劣化させてしまう不具合がある。さらに、結果として、断熱材による断熱効果が低減されるため、給気筒を通過する低温の空気が影響し、燃焼装置表面に水滴が発生してしまうという問題があった。
【0007】
そこで、断熱材に加えて室内側に防湿層を設けて水蒸気の進入を防いだり、防水加工された断熱材の採用により断熱材の劣化を抑制する方策が勘案されるが、施工に手間が掛かる上、費用が増加してしまう不満があった。
また、断熱材を取り付けること自体、手間が掛かるため、作業者としては省略したいという要望がある。
【0008】
そこで、本発明では、施工の手間や施工に要する費用が増加することがなく、結露の発生を防止できる燃焼装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する加熱部と、ファンと、屋外から加熱部に対して空気を供給する給気経路と、燃焼ガスを屋外に排出する排気経路とを有し、ファンを駆動することで給気経路と排気経路に気体を流通させる屋内設置型の燃焼装置であって、加熱部に供給される空気の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段が所定温度より低い温度を検知したことを条件の一つとして、燃焼動作を一時的に停止することを特徴とする燃焼装置である。
【0010】
本発明の燃焼装置は、屋外の空気を加熱部に供給する給気経路と、加熱部で発生した燃焼ガスを屋外に排出する排気経路とを有し、ファンを駆動することで給気経路と排気経路に気体を流通させる屋内設置型の燃焼装置である。そして、加熱部に供給される空気の温度を検知する温度検知手段が、所定温度より低い温度を検知したことを1つの条件として、燃焼動作を一時的に停止する構成とされている。換言すれば、燃焼動作を停止する際においては、給気経路内の温度は所定温度より低く、加熱部内の温度は給気経路内の温度に比べると過度に高い状態である。
【0011】
ここで、例えば、給気経路が加熱部に対して高さ方向上方に向かって延びており、燃焼動作の停止により気体の強制的な流れがないとすれば、冷たい空気は暖かい空気より重いという性質により、給気経路内の低温の空気が加熱部側に移動する。そして、その低温の空気の移動により、加熱部側の高温の空気が給気経路側に押し上げられる(所謂煙突効果)。
【0012】
即ち、本発明によれば、燃焼動作を停止させることで燃焼装置内で煙突効果を発生させて、加熱部における熱エネルギーを、給気経路内の温度上昇のために利用することができる。これにより、給気経路内が低温になり、給気経路の屋内側の温度が低下するような場合であっても、煙突効果によって、給気経路内を昇温させることができるため、給気経路の屋内側が低温状態である時間を短縮あるいはほぼ無くすことができる。結果として、給気経路の屋内側において、空気中の水蒸気が結露し得る条件が揃ったとしても、煙突効果により、初期の段階で低温状態から逸することができるため、結露による水滴が多量に発生することがない。これにより、本発明によれば、燃焼装置から建物の床面や壁面に水滴が付着することがなくなり、水滴のシミが形成されたり、建物を腐朽させてしまう不具合が起き得ない。
また、本発明では、前記したように、燃焼動作の制御によって、煙突効果を招き、結露を抑制する構成とされているため、施工における特段の工夫も要さず、施工の手間や費用の増加を招かない。
【0013】
請求項2に記載の発明は、計時手段を有する場合、前記検知温度が所定温度より低い温度を検知してから一定時間経過したことを条件に、燃焼動作を一時的に停止することを特徴とする請求項1に記載の燃焼装置である。
【0014】
かかる構成によれば、所定温度より低い温度を検知してから一定時間経過した場合に、燃焼動作を一時的に停止するため、燃焼動作が頻繁に停止してしまうことが防止される。これにより、例えば、燃焼装置を暖房機能等を果たす熱源機として採用した場合に、湯水や熱媒体の熱量が不足して、暖房効果が低減してしまう不具合が発生することを防止できる。
【0015】
ここで、暖房端末を利用した暖房動作は、比較的長期間(例えば4〜8時間)に渡って行われる場合が多い。また、加熱した湯水や熱媒体を暖房端末に供給しつつ循環回路で循環させる場合は、暖房端末において熱エネルギーが消費されるが、短時間のうちに極端に低温に至ることがない。従って、暖房動作の最中であれば、燃焼動作を一時的に停止させても、暖房効果が低減するような不具合が発生する可能性が低い。
そこで、本発明の燃焼装置では、加熱部は、湯水又は熱媒体を加熱するもので、少なくとも当該加熱部と外部の暖房端末との間で形成された湯水又は熱媒体が循環する循環回路の一部が配された構成とした。(請求項3)
【0016】
かかる構成によれば、暖房端末を利用した暖房動作を実行する際に、燃焼動作を一時的に停止することができるため、本発明が期待する効果を有効的に発揮することができる。
【0017】
請求項4に記載の発明は、前記暖房端末に供給される湯水又は熱媒体の温度を検知する熱媒温度検知手段を有し、暖房端末に供給される湯水又は熱媒体は、前記熱媒温度検知手段の検知温度が目標温度に近づくように加熱されるものであって、少なくとも前記燃焼動作が停止される条件が満たされると、一時的に前記目標温度を上方に変更することを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置である。
【0018】
また、請求項4と同様の思想に基づく請求項5に記載の発明は、少なくとも前記燃焼動作が停止される条件が満たされると、暖房端末に供給される湯水又は熱媒体を加熱する加熱部における燃焼量が、一時的に現在の燃焼量よりも高い燃焼量に制御されることを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置である。
【0019】
かかる構成によれば、少なくとも前記燃焼動作が停止される条件が満たされると、一時的にその目標温度を上方に変更(以下、変更後の目標温度と言う)あるいは一時的に燃焼量を高めるため、燃焼動作を停止した後に湯水又は熱媒体の温度が過度に低くなるような不具合が発生する可能性が低い。結果的に、本発明の燃焼装置では、燃焼装置を利用した暖房機能等の使用感が損なわれるような状況に陥ることを防止できる。
【0020】
請求項6に記載の発明は、目標温度が一時的に上方に変更され、燃焼動作が停止された後は、熱媒温度検知手段が変更前の目標温度以下の温度を検知するか、あるいは、計時手段を有することを条件に燃焼動作が停止されてから一定時間経過した際に、燃焼動作が再開されることを特徴とする請求項4に記載の燃焼装置である。
【0021】
請求項6と同様の思想に基づく請求項7に記載の発明は、前記暖房端末に供給される湯水又は熱媒体の温度を検知する熱媒温度検知手段を有し、暖房端末に供給される湯水又は熱媒体は、前記熱媒温度検知手段の検知温度が目標温度に近づくように加熱されるものであって、燃焼量が一時的に高められ、燃焼動作が停止された後は、熱媒温度検知手段が変更前の目標温度以下の温度を検知するか、あるいは、計時手段を有することを条件に燃焼動作が停止されてから一定時間経過した際に、燃焼動作が再開されることを特徴とする請求項5に記載の燃焼装置である。
【0022】
かかる構成によれば、所定の条件に基づいて、燃焼動作を再開できるため、燃焼動作を一時的に停止することに起因して、燃焼装置を利用した本来の機能を損ねることがない。即ち、例えば、燃焼装置が、床暖房機器やファンコンベクタ等の暖房端末に供給する湯水や熱媒体を加熱する機能を有している場合に、適正なタイミングで燃焼動作を再開することができるため、熱量不足により暖房端末の暖房効果が不十分になるという不具合が発生しない。これにより、燃焼動作を一時的に停止して、結露の発生を防止したとしても、適正なタイミングで再燃焼されるため、燃焼装置の使用感が低下することがない。
【発明の効果】
【0023】
本発明の燃焼装置では、屋外から加熱部に導入される空気の温度を検知し、その検知温度に基づいて、燃焼動作を一時的に停止するため、煙突効果を発生させて加熱部の熱エネルギーを有効的に利用することができる。これにより、冷却された給気経路を昇温させることができるため、給気経路を通過する低温空気に起因した結露現象を防止することができる。また、本発明では、燃焼動作を制御して結露現象を防止するため、施工上の手間や費用が増加することがない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施形態に係る燃焼装置を示す作動原理図である。
【図2】図1の燃焼装置の暖房運転の際の動作を示すフローチャートである。
【図3】図1の燃焼装置の暖房運転の際の暖房湯水温度センサの検知温度の時間的変化及び外気温度センサの検知温度の時間的変化を概念的に示したグラフである。(外気温度センサの検知温度が所定温度Tnの場合)
【図4】図1の燃焼装置の暖房運転の際の暖房湯水温度センサの検知温度の時間的変化及び外気温度センサの検知温度の時間的変化を概念的に示したグラフである。(外気温度センサの検知温度が所定温度Tmの場合)
【図5】第2実施形態に係る燃焼装置の暖房運転の際の動作を示すフローチャートである。
【図6】第3実施形態に係る燃焼装置の暖房運転の際のさらに別の動作を示すフローチャートである。
【図7】第4実施形態に係る燃焼装置の暖房運転の際の暖房湯水温度センサの検知温度の時間的変化及び外気温度センサの検知温度の時間的変化を概念的に示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下に本発明の実施形態に係る燃焼装置1について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、屋内設置型の燃焼装置であり、筐体4の内部に2系統の缶体及び配管系統の一部を備える。即ち、図1に示すように、筐体4内部の右側は給湯用缶体2が配され、左側は暖房機器用缶体3が配されている。
また、本実施形態の燃焼装置1は、筐体4の上部に給気用筒25が取り付けられ、後述するファン9、10によって、屋外から強制的に空気を取り込める構成とされている。さらに、本実施形態では、給気用筒25の基端側に、外気温度センサ20が設けられ、給気用筒25から筐体4内に導入された屋外の空気の温度を検知可能な構成とされている。
【0026】
給湯用缶体2は、大別して加熱部5と、加熱部5に送風する公知のファン9と、加熱部5において生成された燃焼ガスと湯水とが熱交換する熱交換部6と、熱交換部6を通過した燃焼ガスを給湯用缶体2から屋外に排出する排気用筒26とから構成されている。なお、本実施形態では、排気用筒26の基端側に排気用ヘッダ37が接続されており、排気用ヘッダ37により給湯用缶体2側の上部と暖房機器用缶体3側の上部とが連通している。即ち、排気用筒26では、給湯用缶体2側で発生した燃焼ガスと、暖房機器用缶体3側で発生した燃焼ガスとが合流し得る部分である。
【0027】
一方、暖房機器用缶体3は、大別して加熱部7と、加熱部7に送風する公知のファン10と、加熱部7において生成された燃焼ガスと湯水や熱媒体等(以下、単に湯水と言う)とが熱交換する熱交換部8と、熱交換部8を通過した燃焼ガスを暖房機器用缶体3の外部に排出する排気用筒26とから構成されている。
【0028】
ここで、図1からも明らかなように、給湯用缶体2と暖房機器用缶体3とは、缶体内の構成がほぼ同じであるため、以下においては、暖房機器用缶体3の構成を説明して給湯用缶体2の構成の説明を省略する。
暖房機器用缶体3における加熱部7は、ガス燃料を燃焼するバーナ11と、燃焼空間部12とから構成されている。そして、バーナ11に対して燃料の供給を制限可能な電磁弁13が設けられている。燃焼空間部12は、バーナ11における燃焼により火炎が形成される空間であり、燃焼により生成された燃焼ガスの発生部分でもある。
なお、図示しないが、暖房機器用缶体3の外部であって電磁弁13よりも燃料の流れ方向上流側には、ガス比例弁及び元ガス電磁弁が配されている。
【0029】
熱交換部8は、燃焼空間部12より燃焼ガスの流れ方向下流側に位置し、湯水が流れる管体により構成された熱交換器15が配される部分である。即ち、熱交換部8においては、燃焼空間部12側から高温の燃焼ガスが流入し、その燃焼ガスと熱交換器15内に流れる湯水とが熱交換し、熱交換器15内の湯水が加熱される。
【0030】
続いて、給湯側と暖房機器側のそれぞれの配管系統について説明する。なお、本実施形態の各配管系統は、公知のそれと同様であるため、簡単に説明する。
まず、給湯側の配管系統について説明する。
給湯用回路16は、図示しない給水源から水が流れる流入側流路21と、熱交換部6で加熱して図示しない給湯栓等に流す流出側流路22と、流出側流路22に加熱前の水を流すバイパス流路23とにより構成されている。また、流入側流路21には、熱交換部6に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサ35が設けられ、流出側流路22には、熱交換部6で加熱された高温の湯とバイパス流路23を通過した低温の湯水の混合した湯の温度を検知する出湯温度センサ36が設けられている。
即ち、給湯用回路16は、熱交換部6で加熱された高温の湯をバイパス流路23を介して供給される低温の水と混合して所望の温度に調整し、給湯栓等に対し給湯する回路である。
【0031】
続いて、暖房側の配管系統について説明する。
暖房用回路17は、燃焼装置1の外部に配された床暖房機器(低温側暖房機器)やファンコンベクタ(高温側暖房機器)等の暖房端末24と熱交換器15との間に形成された循環回路であり、高温側暖房機器を流れる高温側回路18と、低温側暖房機器を流れる低温側回路19により構成されている。
【0032】
より具体的に説明すると、暖房用回路17は、熱交換部8で加熱された高温の湯水を高温側暖房機器に流す高温往き流路27と、暖房端末24で一旦熱エネルギーが消費された低温の湯水を低温側暖房機器に流す低温往き流路28と、暖房端末24で熱エネルギーが消費された湯水を再び熱交換部8に流す暖房戻り流路29と、暖房端末24を迂回する暖房バイパス流路30により構成されている。
また、暖房戻り流路29の中途には、バイパス流路30を通過した高温の湯水及び暖房端末24で熱エネルギーを消費した低温の湯水が合流する膨張タンク31と、暖房用回路17内の湯水を循環させる循環ポンプ32が設けられている。そして、膨張タンク31には、湯水の温度を検知する暖房湯水温度センサ34が設けられている。
【0033】
即ち、高温側回路18は、高温側暖房端末の熱動弁(図示しない)が開成されて、循環ポンプ32が駆動されることを条件に、熱交換器15で加熱された高温の湯水を、高温往き流路27を介して高温側暖房端末に導入し、暖房戻り流路29を介して再び熱交換器15に流す回路である。また、高温往き流路27を流れる湯水のうちの一部は、高温側暖房端末に向かうことなく暖房バイパス流路30を流れて膨張タンク31に導入される。
【0034】
また、低温側回路19においては、低温側暖房端末の熱動弁(図示しない)が開成されて、循環ポンプ32が駆動されることを条件に、膨張タンク31で温度調整された湯水を、低温往き流路28を介して低温側暖房端末に導入し、暖房戻り流路29を介して再び膨張タンク31に流す回路である。なお、膨張タンク31においては、熱交換器15で加熱された高温の湯水と、低温側暖房端末で熱エネルギーを消費した低温の湯水とが導入される。
なお、本実施形態では、給湯用回路16及び暖房用回路17に設けられた各機器から得た情報等に基づいて、燃焼装置1の動作を制御する制御手段14を有している。
【0035】
次に、本実施形態の燃焼装置1の作用について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、給湯用回路16を流れる湯水を加熱する給湯運転と、暖房用回路17を流れる湯水を加熱する暖房運転を備えているが、特に暖房運転中の動作に特徴があるため、以下においては、暖房運転に注目して説明する。
【0036】
まず、理解を容易にするために、図1の作動原理図を用いて、一般的な暖房運転の概要について説明する。なお、以下においては、暖房運転として、低温側暖房端末たる床暖房機器の運転を代表的に説明する。
床暖房機器の図示しない運転スイッチがオンにされると、床暖房の運転が開始される。即ち、ファン10が駆動して、加熱部7の燃焼動作が開始される。また、これとほぼ同時に、床暖房機器の内部に配された図示しない熱動弁が開成されると共に、循環ポンプ32が駆動されて、床暖房機器側に湯水が吐出される。
【0037】
ここで、この種の燃焼装置においては、暖房運転の際に、膨張タンク31から吐出される湯の温度を予め定めた目標温度(例えば、摂氏60度)Tsに近づくように制御する。
具体的には、膨張タンク31に配された暖房湯水温度センサ34で検知された現在の湯水の温度Tnと、目標温度Tsとの温度偏差Tcに基づいて、加熱部7における燃焼量が比例制御され、膨張タンク31における湯水の温度が目標温度Tsに調整される。即ち、温度偏差Tcが大きければ大きい程、暖房端末24で消費される熱量以上の燃焼量を出力するように制御され、温度偏差Tcが小さくなればなる程、暖房端末24で消費される熱量を上限とした燃焼量を出力するように制御される。
【0038】
このような制御によって温度調整された湯水は、低温往き流路28を経て、床暖房機器に導入されて、床暖房機器を予め設定された端末側の設定温度Toまで昇温させる。その後、床暖房機器において熱量が消費された湯水は、暖房戻り流路29を介して、再び膨張タンク31内に導入され、目標温度Tsに調整されて床暖房機器に向けて排出される。そして、この動作は、床暖房機器の運転スイッチのオンの状態が維持されている限り継続される。なお、上記した暖房運転の動作を、基本暖房動作と称す。
【0039】
また、暖房運転では、基本暖房動作の最中に、所定の条件が満たされると、以下の動作が実行される。
即ち、膨張タンク31に導入された湯水は、前記したように、温度偏差Tcに基づいて燃焼量が比例制御されて調整されるが、床暖房機器が十分に昇温し、さらに室内が十分に暖められると、床暖房機器における熱量の消費量が減少する。そして、遂には、床暖房機器における消費熱量が、加熱部7における最低燃焼量の出力を下回る状況に陥り、膨張タンク31から吐出する湯水の温度が目標温度Ts以上を示す場合がある。このとき、膨張タンク31から吐出する湯水の温度が一定温度以上に至れば、比例制御における温度調整を目的とした動作として、あるいは、湯水の高温異常を防止し安全等を目的とした動作として、燃焼動作が停止される。
【0040】
即ち、暖房運転においては、暖房湯水温度センサ34が検知する温度が一定温度以上となれば、比例制御における温度調整を目的として、あるいは、湯水の高温異常を防止し安全等を目的として燃焼動作が停止される(燃焼動作の断続運転)。また、燃焼動作の断続運転においては、ファン10の運転も当然ながら停止される。
なお通常、燃焼動作が停止される温度は、湯水の高温異常の防止を目的とする温度(以下、高温異常温度Th)のほうが、比例制御における温度調整を目的とする温度(以下、高温側制御温度Tj)よりも高温に設定されている。
【0041】
また、この断続運転の間は、循環ポンプ32による湯水の循環は継続されており、暖房用回路17内を湯水が循環する。そして、床暖房機器における熱量消費が進み、暖房湯水温度センサ34が検知する温度が目標温度Ts以下になれば、再び燃焼動作が開始される。
以上が、一般的な燃焼装置の暖房運転の際の通常の暖房動作の説明である。
【0042】
本実施形態では、上記した一般的な暖房運転の動作の制御フローに、前記した燃焼装置側の断続運転の条件とは異なる条件で、燃焼動作を一時的に停止する制御が付加された構成である。即ち、本実施形態では、外気温度センサ20の検知温度に基づいて、燃焼動作が一時的に停止される制御が実行される。
以下、図2のフローチャート及び図3、4のグラフにしたがって説明する。
なお、以下の説明においては、気温が摂氏5度、室温が摂氏25度とする。
【0043】
床暖房機器の図示しない運転スイッチがオンにされると、床暖房の通常の暖房動作が開始される(図2のステップ1)。なお、通常の暖房動作については、上記した一般的な暖房動作と同様である。即ち、この通常の暖房動作時における、暖房用回路17を循環する湯水の温度に注目すると、湯水温度センサ34の検知温度は、図3の上部側のグラフに示すように、時間の経過と共に目標温度Tsに向かって昇温し、その目標温度Ts近傍で落ち着く。
一方、この時の給気用筒25を通過する空気の温度に注目すると、外気温度センサ20の検知温度は、図3の下部側のグラフに示すように、時間の経過と共に低下し、屋外の気温(摂氏5度)より若干高い温度(例えば摂氏7〜8度)近傍で落ち着く。
【0044】
ところで、先にも説明したように、屋内設置型の燃焼装置では、給気用筒を通過する低温の空気と、暖かい室内の空気との間に温度差が形成されれば、燃焼装置の筐体や給気用筒の屋内側で結露し水滴が発生する場合がある。
【0045】
そこで、本実施形態では、屋内側の結露を防止すべく、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tm(本実施形態では摂氏10度)あるいは所定温度Tn(本実施形態では摂氏0度)を基準に、以下に示す動作を行うこととした。なお、所定温度Tmと所定温度Tnは、所定温度Tm>所定温度Tnの条件が満たされれば、他の温度を基準として採用しても構わない。
【0046】
即ち、図2のステップ2では、まず、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tn(摂氏0度)より低温か否かが確認される。そして、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tnより低温であれば、ステップ3に移行して、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tnより低い温度に至ってから一定時間ts(本実施形態では1時間)が経過したか否かが確認され、経過していればステップ4に移行する。一方、ステップ3で一定時間が経過したことが確認されなければ、ステップ2に戻り、再び外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tnより低い温度であるか否かが確認される。
【0047】
ステップ4に移行すると、膨張タンク31から吐出される湯水の目標温度Tsをその目標温度Tsよりも高温側の温度(以下、強制停止温度Tvと言う)に変更する。なお、この強制停止温度Tvは、目標温度Tsより高く、高温異常温度Th以下であればいかなる温度であっても構わない。そして、ステップ4において、目標温度Tsが強制停止温度Tvに変更されれば、加熱部7が現在の湯水の温度Tnと強制停止温度Tvとの温度偏差Tcに基づいて、演算された最大燃焼量で燃焼される。これにより、図3のグラフに示すように、暖房湯水温度センサ34の検知温度が強制停止温度Tvに近づくように昇温する。そして、暖房湯水温度センサ34が強制停止温度Tvに至れば(ステップ5)、燃焼動作が強制的に停止される(ステップ6)。これにより、ファン10の運転も停止される。このとき、ポストパージとして、ファン10の運転を一定時間行ってから停止するが、本実施形態では、通常のポストパージの時間よりも短縮する。例えば、通常1分程度行っていたポストパージを、10秒程度にまで短縮する。なお、ステップ5からステップ6に至るまでの外気温度センサ20の検知温度は、ステップ5に至った時の温度とほぼ同じ温度が維持される。
【0048】
また、ステップ5において、一定時間経過しても暖房湯水温度センサ34が強制停止温度Tvに至らなければ(ステップ11)、強制的にステップ6に移行させる。即ち、本実施形態では、暖房用回路17を循環する湯水の温度だけでなく、時間の経過によっても燃焼停止させる構成としている。これにより、本来の暖房機能を維持するだけでなく、結露防止機能を効果的に発揮することができる。
【0049】
そして、ステップ6で燃焼動作が強制的に停止されると、その状態で暖房用回路17内を湯水が循環するため、図3のグラフに示すように、暖房端末24において湯水の熱量が消費されて湯水の温度が降下する。そして、ステップ7に移行し、膨張タンク31から吐出される湯水の目標温度Tsを強制停止温度Tvに変更する前の目標温度Tsに戻す。その後、ステップ8に移行し、暖房温水温度センサ34の検知温度が目標温度Ts又は目標温度Ts以下の温度に至ったか否かが確認される。そして、ステップ7で検知温度が目標温度Ts又は目標温度Ts以下の温度に至ったことが確認されれば、再びステップ1からの動作が実行される。
【0050】
一方、ステップ2において、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tn以上であれば、ステップ9に移行する。そして、ステップ9で外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tmより低温であるか否かが確認され、図4のグラフに示すように、検知温度が所定温度Tmより低い温度であれば、ステップ10に移行する。なお、ステップ9において、検知温度が所定温度Tm以上であれば、再びステップ1からの動作が行われる。
【0051】
ステップ10では、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tm(摂氏10度)より低い温度に至ってから一定時間tl(本実施形態では2時間)が経過したか否かが確認される。そして、ステップ10で、一定時間tlが経過したことが確認されれば、ステップ4に移行して、ステップ4以降の動作が実行される。一方、ステップ10で、一定時間tlが経過したことが確認されなければ、再びステップ9からの動作が行われる。なお、ステップ9、10を経てステップ4に移行した場合は、外気温度センサ20の検知温度及び暖房湯水温度センサ34の検知温度の時間的変化は、図4のグラフに示す通りである。
なお、本実施形態における外気温度センサ20が所定温度を検知してからの計時時間たる一定時間tsと一定時間tlは、一定時間ts<一定時間tlであれば、他の期間を採用しても構わない。
【0052】
以上のように、本実施形態では、屋内設置型の燃焼装置1において、給気用筒25から導入される空気の温度を検知して、その検知温度に基づいて、燃焼動作を強制的に停止できる。即ち、燃焼装置1の筐体4内部に屋外からの空気が強制的に導入されなくなるため、筐体4内部において煙突効果が生じる。これにより、屋外の低温の空気と屋内の暖かい空気との間に温度差が形成され、結露し得る条件が揃ってしまうような場合であっても、加熱部7に残存した熱エネルギーを給気用筒25側に移動させて給気用筒25を昇温させることができるため、結露の発生が抑制される。
【0053】
また、本実施形態では、外気温度センサ20の検知温度が所定温度Tmあるいは所定温度Tnよりも低い温度に至ってから一定時間tlあるいは一定時間ts経過した後に燃焼動作を停止するため、頻繁に燃焼動作が停止されることがない。
さらに本実施形態では、外気温度センサ20が所定温度Tmあるいは所定温度Tnよりも低い温度を検知した後、一時的に目標温度Tsを上方へ変更して加熱部7の燃焼量を増大してから燃焼動作を停止するため、燃焼動作の停止後に暖房端末24における温度が短時間のうちに低温になることがない。
また、本実施形態では、外気温度センサ20の検知温度に基づいて実行される燃焼動作の停止の後、暖房湯水温度センサ34が検知する温度が再び目標温度Ts又は目標温度Ts以下を検知した際に、燃焼動作が再開されるため、燃焼動作の停止後であっても、通常の暖房動作と変わらない暖房効果を期待することができる。
したがって、本実施形態の燃焼装置1は、結露防止を目的として燃焼動作を停止したとしても、使用感を損ねてしまうことがない。
【0054】
また、本実施形態は、暖房運転と給湯運転が同時に行われている場合であっても有効的に機能させることができる。即ち、暖房運転と給湯運転が同時に実行されている場合は、給湯運転が停止されない限り、外気温度に基づく燃焼動作の停止は行われない。換言すれば、暖房運転と給湯運転が同時に実行されている場合は、外気温度に基づく燃焼動作の停止の条件が満たされたとしても、燃焼動作の停止は実行されない。従って、燃焼装置1は、暖房運転と給湯運転が同時に実行されている場合に、外気温度に基づく燃焼動作の停止の条件が満たされれば、給湯運転が停止されてから、燃焼動作の停止が実行される。
なお、風呂への落とし込みや追い焚き機能が付加された燃焼装置であっても、暖房運転が単独になった場合に、外気温度に基づく燃焼動作の停止が制御される構成とすれば、前記した同様の効果を得ることができる。
【0055】
さらに本実施形態では、ファン10におけるポストパージの時間を必要最小限の期間に短縮する制御を行うため、ポストパージによって加熱部5、7内の熱エネルギーの大部分が排気用筒26から排出されることを阻止できる。即ち、加熱部7内の熱エネルギーを、給気用筒25の昇温を目的として、有効的に利用することができる。
【0056】
上記実施形態では、外気温度センサ20が所定温度より低い温度を検知してから所定時間経過した場合に、外気温度に基づく燃焼動作の停止を実行する構成を示したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、外気温度センサ20が所定温度より低い温度を検知したことだけを条件として、外気温度に基づく燃焼動作の停止を実行する構成であっても構わない。ただ、この場合、前記したが、燃焼動作の停止が頻繁に行われる懸念があるため、上記構成が好ましい。
【0057】
上記実施形態では、外気温度に基づく燃焼動作の停止を実行した後、暖房温水温度センサ34が目標温度Tsを検知したことを条件に、燃焼動作を再開する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図5のフローチャートに示すように、暖房温水温度センサ34が目標温度Tsを検知するか、あるいは燃焼動作が停止されてから一定時間が経過するか否かを確認して、いずれかの条件が満たされれば燃焼動作を再開する構成であっても構わない。(第2実施形態)
また、図6のフローチャートに示すように、燃焼動作が停止されてから一定時間が経過するか否かのみを確認して、条件が満たされれば燃焼動作を停止する構成であっても構わない。(第3実施形態)
【0058】
また、上記実施形態では、外気温度センサ20が所定温度より低い温度を検知してから所定時間経過した直後に、膨張タンク31から吐出される湯水の温度の目標温度Tsを上方に変更する構成を示したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、外気温度センサ20が所定温度より低い温度を検知してから所定時間経過した直後においては、一旦燃焼動作を停止し、その後、図7のグラフに示すように、暖房湯水温度センサ34の検知温度が目標温度Ts以下の温度に至った場合に、目標温度Tsを上方に変更して燃焼動作を再開する構成であっても構わない。なお、この場合、目標温度Tsを上方に変更して燃焼動作を再開し、暖房湯水温度センサ34の検知温度が高温異常温度Thになれば、再び燃焼動作が停止し、それ以後の動作を、上記実施形態の動作と同様にする。(第4実施形態)
【0059】
上記実施形態では、外気温度センサ20の検知温度に基づく燃焼動作の停止の後、燃焼動作を再開する場合において、外気温度センサ20の検知温度が目標温度Ts以下を検知したことを条件とした構成を示したが、本発明ではこれに限定されず、外気温度センサ20が高温側制御温度Tjに至った瞬間から通常の比例制御を行う構成としても構わない。
【0060】
上記実施形態では、外気温度センサ20が所定温度より低い温度を検知したことを条件に、膨張タンク31から吐出される湯水の温度の目標温度Tsを上方に変更する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、前記条件が満たされると、一時的に、暖房側の加熱部7の現在の燃焼量を高める制御を行う構成であっても構わない。例えば、この具体例として、暖房側の加熱部7に複数の燃焼領域があるとすれば、1つの燃焼領域を用いた燃焼量から2つの燃焼領域を用いた燃焼量に燃焼制御したり、燃焼領域を増加させることなく現在の燃焼領域における上方側の燃焼量に燃焼制御したり、あるいは最大燃焼量で燃焼制御することが挙げられる。このように、燃焼量に基づいた制御をすれば、湯水の目標温度に依存することなく湯水を加熱する熱量を一時的に高めることができる。
【符号の説明】
【0061】
1 燃焼装置
2 給湯用缶体
3 暖房機器用缶体
4 筐体
5、7 加熱部
9、10 ファン
20 外気温度センサ(温度検知手段)
24 暖房端末(床暖房機器、ファンコンベクタ)
25 給気用筒
26 排気用筒
34 暖房湯水温度センサ(熱媒温度検知手段)
Th 高温異常温度
Tj 高温側制御温度
Tm、Tn 所定温度
Ts 目標温度
Tv 強制停止温度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する加熱部と、ファンと、屋外から加熱部に対して空気を供給する給気経路と、燃焼ガスを屋外に排出する排気経路とを有し、ファンを駆動することで給気経路と排気経路に気体を流通させる屋内設置型の燃焼装置であって、
加熱部に供給される空気の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記温度検知手段が所定温度より低い温度を検知したことを条件の一つとして、燃焼動作を一時的に停止することを特徴とする燃焼装置。
【請求項2】
計時手段を有する場合、前記検知温度が所定温度より低い温度を検知してから一定時間経過したことを条件に、燃焼動作を一時的に停止することを特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項3】
加熱部は、湯水又は熱媒体を加熱するもので、少なくとも当該加熱部と外部の暖房端末との間で形成された湯水又は熱媒体が循環する循環回路の一部が配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼装置。
【請求項4】
前記暖房端末に供給される湯水又は熱媒体の温度を検知する熱媒温度検知手段を有し、
暖房端末に供給される湯水又は熱媒体は、前記熱媒温度検知手段の検知温度が目標温度に近づくように加熱されるものであって、
少なくとも前記燃焼動作が停止される条件が満たされると、一時的に前記目標温度を上方に変更することを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置。
【請求項5】
少なくとも前記燃焼動作が停止される条件が満たされると、暖房端末に供給される湯水又は熱媒体を加熱する加熱部における燃焼量が、一時的に現在の燃焼量よりも高い燃焼量に制御されることを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置。
【請求項6】
目標温度が一時的に上方に変更され、燃焼動作が停止された後は、熱媒温度検知手段が変更前の目標温度以下の温度を検知するか、あるいは、計時手段を有することを条件に燃焼動作が停止されてから一定時間経過した際に、燃焼動作が再開されることを特徴とする請求項4に記載の燃焼装置。
【請求項7】
前記暖房端末に供給される湯水又は熱媒体の温度を検知する熱媒温度検知手段を有し、
暖房端末に供給される湯水又は熱媒体は、前記熱媒温度検知手段の検知温度が目標温度に近づくように加熱されるものであって、
燃焼量が一時的に高められ、燃焼動作が停止された後は、熱媒温度検知手段が変更前の目標温度以下の温度を検知するか、あるいは、計時手段を有することを条件に燃焼動作が停止されてから一定時間経過した際に、燃焼動作が再開されることを特徴とする請求項5に記載の燃焼装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−202649(P2012−202649A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−69370(P2011−69370)
【出願日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【出願人】(000004709)株式会社ノーリツ (1,293)
【Fターム(参考)】