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公開番号2024167667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083894
出願日2023-05-22
発明の名称燃焼装置
出願人株式会社ノーリツ
代理人個人
主分類F23N 5/20 20060101AFI20241127BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】熱交換器における結露の発生を低減させることができる燃焼装置を提供すること。
【解決手段】要求熱量に応じた燃焼熱を発生させる燃焼手段(10)と、燃焼手段(10)に燃焼用空気を供給する送風手段(2)と、燃焼熱により流体を加熱する熱交換器(3)と、熱交換器(3)を流通する流体の流量を調整する流量調整手段(4,5)と、熱交換器(3)で加熱された流体の温度を検知する温度検知手段(6)と、燃焼手段(10)の燃焼制御及び流量調整手段の流量制御を行う制御手段(20)を備えた燃焼装置(1)において、制御手段(20)は、燃焼状態を継続する連続燃焼モードと、燃焼状態と燃焼停止状態を交互に繰り返して燃焼熱を断続的に発生させる間欠燃焼モードの何れか一方を選択して燃焼制御を行うと共に、温度検知手段(6)の検知温度が所定の設定温度に維持されるように流量制御を行い、間欠燃焼モードの流量制御では、燃焼停止状態へ移行する際に熱交換器(3)を流通する流体の流量を燃焼状態よりも減少させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
要求熱量に応じた燃焼熱を発生させる燃焼手段と、前記燃焼手段に燃焼用空気を供給する送風手段と、前記燃焼熱によって流体を加熱する熱交換器と、前記熱交換器を流通する流体の流量を調整する流量調整手段と、前記熱交換器で加熱された流体の温度を検知する温度検知手段と、前記燃焼手段の燃焼制御及び前記流量調整手段の流量制御を行う制御手段を備えた燃焼装置において、
前記制御手段は、燃焼状態を継続する連続燃焼モードと、燃焼状態と燃焼停止状態を交互に繰り返して燃焼熱を断続的に発生させる間欠燃焼モードの何れか一方を選択して前記燃焼制御を行うと共に、前記温度検知手段の検知温度が所定の設定温度に維持されるように前記流量制御を行い、
前記間欠燃焼モードの前記流量制御では、前記制御手段は燃焼停止状態へ移行する際に、前記熱交換器を流通する流体の流量を燃焼状態よりも減少させることを特徴とする燃焼装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記制御手段は、前記間欠燃焼モードでは、燃焼状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度を中心とする設定温度帯の上限温度以上になった場合に燃焼停止状態に移行し、燃焼状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度を超えてから前記上限温度に到達する前に前記熱交換器を流通する流体の流量を減少させ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】
前記制御手段は、前記間欠燃焼モードでは、燃焼状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度を中心とする設定温度帯の上限温度以上になった場合に燃焼停止状態に移行し、燃焼停止状態に移行してから前記温度検知手段の検知温度が下がり始めたときに前記熱交換器を流通する流体の流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記間欠燃焼モードでは、燃焼停止状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度よりも低下してから前記設定温度帯の下限温度になる前に燃焼状態に移行することを特徴とする請求項２又は３に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記熱交換器を流通する流体の流量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記流量検知手段によって流体の流通停止を検知した場合に前記燃焼手段の燃焼を終了して前記送風手段により燃焼ガスのパージ動作を行い、
前記間欠燃焼モードでの燃焼終了時の前記パージ動作では、前記連続燃焼モードでの燃焼終了時の前記パージ動作よりもパージ風量を増加させることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の燃焼装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の燃焼熱を利用して流体を加熱する燃焼装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば燃料ガスをバーナで燃焼させ、この燃焼熱を利用して熱交換器で流体を加熱する燃焼装置が利用されている。この燃焼装置を有する例えば特許文献１の給湯装置は、熱交換器に上水を流通させ、熱交換器で加熱された湯水と非加熱の上水とを混合することによって温度を調整して給湯する。熱交換器はフィンアンドチューブ型熱交換器であり、複数のフィンが設けられた水管に上水を流通させ、フィンの間に燃焼ガスを流通させる。燃焼装置の燃焼量は、給湯の要求熱量に応じて制御される。
【０００３】
また、特許文献２のように、燃焼装置の熱交換器に暖房熱媒を流通させ、熱交換器で加熱された暖房熱媒を暖房端末である温水マットに供給するように構成された温水暖房装置が知られている。この燃焼装置の熱交換器は、燃焼ガスの顕熱を回収する一次熱交換器と、顕熱が回収された燃焼ガスの潜熱を回収する二次熱交換器を備えており、二次熱交換器で燃焼ガス中の水分が結露する。一次熱交換器はフィンアンドチューブ型熱交換器であり、二次熱交換器は、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物等が溶解した強酸性の結露によって腐食しない複数の細い水菅によって形成されることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－２１４４３号公報
特開２０１０－１１７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の給湯装置は、例えば小流量の給湯が可能なように、燃焼装置において間欠燃焼をさせることによって発生させる燃焼熱を少なくする。間欠燃焼において燃焼停止状態に移行したときに行う掃気では、上水が流通する熱交換器の温度は上昇し過ぎることがないので、上水の流通が停止する燃焼終了時の掃気よりも送風量を少なくしている。しかし、燃焼熱量が小さい間欠燃焼では燃焼ガスの温度が下がり易く、燃焼ガス中の水分が熱交換器の表面で凝縮して結露する虞があり、結露がバーナに落下して燃焼の不具合を発生させる虞がある。また、強酸性の結露は、熱交換器を腐食させ、熱交換が妨げられると共に、熱交換器の耐久性を劣化させる。
【０００６】
特許文献２の温水暖房装置は、温度が低下して燃焼装置に戻ってくる暖房熱媒を再加熱して温水マットに供給する。暖房開始からある程度時間が経過すると、燃焼装置に戻ってくる暖房熱媒の温度の低下が小さくなるので、発生させる燃焼熱量を小さくするために燃焼装置において間欠燃焼させる。温度低下が小さい暖房熱媒なので上水よりも高温であり熱交換器での結露は発生し難いが、燃焼ガスの温度が低下し易く、二次熱交換器を通過した燃焼ガスが排気筒内で結露する虞がある。それ故、間欠運転が一定時間以上継続している場合に、燃焼量を増加させて結露を乾燥させる結露乾燥モード運転を行う。しかし、間欠運転時に途中で燃焼熱量を増加させることは、例えば給湯用の燃焼装置の場合には給湯する湯水が高温になって危険であり、用途によって結露を乾燥させることが困難な場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、熱交換器における結露の発生を低減させることができる燃焼装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明の燃焼装置は、要求熱量に応じた燃焼熱を発生させる燃焼手段と、前記燃焼手段に燃焼用空気を供給する送風手段と、前記燃焼熱によって流体を加熱する熱交換器と、前記熱交換器を流通する流体の流量を調整する流量調整手段と、前記熱交換器で加熱された流体の温度を検知する温度検知手段と、前記燃焼手段の燃焼制御及び前記流量調整手段の流量制御を行う制御手段を備えた燃焼装置において、前記制御手段は、燃焼状態を継続する連続燃焼モードと、燃焼状態と燃焼停止状態を交互に繰り返して燃焼熱を断続的に発生させる間欠燃焼モードの何れか一方を選択して前記燃焼制御を行うと共に、前記温度検知手段の検知温度が所定の設定温度に維持されるように前記流量制御を行い、前記間欠燃焼モードの前記流量制御では、前記制御手段は燃焼停止状態へ移行する際に、前記熱交換器を流通する流体の流量を燃焼状態よりも減少させることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、燃焼装置は、連続燃焼モードと間欠燃焼モードの何れか一方で燃焼制御され、その燃焼熱を利用して熱交換器を流通する流体を加熱する。このとき、加熱された流体の温度が所定の設定温度となるように、熱交換器を流通する流体の流量が調整される。そして間欠燃焼モードでは、燃焼状態から燃焼停止状態への移行の際に、熱交換器を流通する流体の流量を燃焼状態の流量よりも減少させる。それ故、流体への熱の移動が緩やかになって熱交換器が冷却され難くなり、結露が発生し難くなるので、熱交換器における結露の発生を低減させることができる。
【００１０】
請求項２の発明の燃焼装置は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記間欠燃焼モードでは、燃焼状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度を中心とする設定温度帯の上限温度以上になった場合に燃焼停止状態に移行し、燃焼状態で前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度を超えてから前記上限温度に到達する前に前記熱交換器を流通する流体の流量を減少させることを特徴としている。
上記構成によれば、燃焼装置は、燃焼状態において温度検知手段の検知温度が設定温度を中心とする設定温度帯の上限温度以上になった場合に、燃焼停止状態に移行する。この燃焼停止状態への移行の際、温度検知手段の検知温度が設定温度を超えて上限温度に到達する前に、熱交換器を流通する流体の流量を減少させる。従って、燃焼停止状態への移行前に燃焼熱で熱交換器の温度を上昇させることができるので、熱交換器に結露が発生していても蒸発を促進させることができる。また、熱交換器が冷却され難くなり、結露の発生を低減させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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