(57)【要約】【課題】            熱交換後の排気ガスの温度を確保し、排気管での結露の発生を防止する。【解決手段】        ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器１と、燃焼器１の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器２と、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管５と、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段９と、設定手段９により設定された設定に基づいて燃焼器１への入力を制御する制御手段１０を備える。また、循環液の温度を検知する温度センサーを設け、温度センサーの検知温も燃焼器への入力を制御の要素とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器、この燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段、この設定手段により設定された設定に基づいて前記燃焼器への入力を制御する制御手段を有する熱源機。
【請求項２】
ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器、この燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器、前記循環液の温度を検知する温度センサー、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段、この設定手段により設定された設定と前記温度センサーの検知温とに基づいて前記燃焼器への入力を制御する制御手段を有する熱源機。
【請求項３】
ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器、この燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管、この排気管の圧力を検知する圧力センサー、この圧力センサーの検出値により排気管設置方式を判定する判定手段、この判定手段により判定に基づいて前記燃焼器への入力を制御する制御手段を有する熱源機。
【請求項４】
ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器、この燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器、前記循環液の温度を検知する温度センサー、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管、排気温を検知する温度センサー、前記各温度センサーの検知温に基づいて前記燃焼器への入力を制御する制御手段を有する熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスや石油等の燃料と空気との混合気を燃焼させて、暖房や給湯に供する熱を生成する熱源機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排気管の長さや設置場所の高度が変動しても安定燃焼を確保するように、気化器ヒータの予熱制御とともに未燃焼ガスの掃気を行うようにしている熱源機がある。なお、この種の従来技術としては、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１７９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の熱源機において、燃焼ガスは燃焼した後、排気ガスとして排気管から外部に排気されるが、その間、熱は熱交換器により熱媒体へ移動させられるため、温度は、初期の温度より低下して排気される。排気される排気ガスは、燃料が炭化水素系であるため、二酸化炭素と水蒸気が主成分である。排気ガスに含まれている水蒸気は、排気ガスの温度がある程度まで低下すると結露することになる。この結露水には燃料に含まれる微量な硫黄分を含み、結露の際に濃縮されるため、排気管を腐食させ穴を開けてしまうこともある。また、結露水が凍結して排気管を詰まらせてしまうようなこともある。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、熱交換後の排気ガスの温度を確保し、排気管での結露の発生を防止することであり、排気管延長等の排気管設置方式に応じ燃焼器への入力を制御し、熱効率、入力の制限を緩和し、より性能確保範囲の拡大を図ることができる熱源機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器と、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管と、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段と、設定手段により設定された設定に基づいて燃焼器への入力を制御する制御手段を備える手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、排気方式や排気管設置方式を設定手段によって設定すれば、制御手段は、それに応じた入力で燃焼器を燃焼させることになる。排気管が長かったり曲がった設置方式の場合には、入力を増加させ、排気ガスの温度を確保して結露の発生を抑える。熱交換器の性能は、排気口までの距離が短い場合を想定して設計することができるため、これまでより高い熱交換性能とすることができる。また、排気口までの距離が長く、排気ガスの温度が下がってしまう場合には、熱交換性能を確保したまま入力を上げ、排気管での結露を防ぎ、結露による排気管の穴開きや氷結を防止することができる。これらにより、熱交換器の性能を最大限発揮するような設計が可能となり、省エネ性と信頼性の双方を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の熱源機は、暖房用のボイラー等に使用するものである。この熱源機は、ガスや石油等の燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼器の燃焼熱を熱媒である循環液へ移動させ加熱する熱交換器と、熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管と、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段と、設定手段により設定された設定に基づいて燃焼器への入力を増減制御する制御手段を備えている。制御手段による入力制御は、排気ガスの温度が結露温度以上となるようにするものである。具体的には、燃料及び燃焼用空気の供給量を制御する。
【０００９】
本発明によれば、排気方式や排気管設置方式を設定手段によって設定すれば、制御手段は、それに応じた入力で燃焼器を燃焼させることになる。排気管が長かったり曲がった設置方式の場合には、最低入力時の入力を増加させ、排気ガスの温度を高く確保して結露の発生を抑える。熱交換器の性能は、排気管の排気口までの距離が短い場合を想定して設計することができるため、これまでより高い熱交換性能とすることができる。また、排気口までの距離が長く、排気ガスの温度が下がってしまう場合には、熱交換性能を確保したまま入力を上げ、排気管での結露を防ぎ、結露による排気管の穴開きや氷結を防止することができる。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の熱源機を示す構成図であり、図２は、燃焼器の入力制御を特記して示す制御手段の制御動作を示すフローチャートである。本実施の形態の熱源機は、石油等の燃料を燃焼させる燃焼器１と、燃焼器１の燃焼熱を熱媒である循環液（不凍液等）へ移動させこれを加熱する熱交換器２とを備えている。燃焼器１には、燃料を供給する燃料ポンプ３と、燃焼用空気を供給する送風機４が設けられている。燃料は燃焼器１に組込まれた気化器（図示しない）により気化され、燃焼用空気と混合され燃焼ガスとしての混合気が作られる。この混合気がバーナ部において着火され燃焼する。バーナ部の後段には熱交換後の燃焼ガスを排気するための排気管５が接続されている。熱交換器２には、循環液を貯留するタンク６が接続され、タンク６には循環ポンプ７の吸込み側が接続されている。循環ポンプ７の往き側には暖房用放熱器８が接続され、暖房用放熱器８の戻り側が熱交換器２に配管されている。
【００１１】
この熱源機には、排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段９と、設定手段９により設定された設定に基づいて燃焼器１への入力、即ち燃料と燃焼用空気の供給量を制御する制御手段１０を備えている。熱源機の設置後、設定手段９によって、例えば排気管５を延長した延長排気方式で設置したか、延長せずそのままの長さの開放排気方式で設置したかの設定を行う。なお、初期設定は、開放排気方式にされている。
【００１２】
熱源機の制御手段１０は、図２のフローチャートに示すような制御動作をする。即ち、図２のステップ♯１において排気方式の設定を確認する。設定手段９の設定が初期設定の開放排気である場合は、ステップ♯２で開放排気の設定確認をし、ステップ♯３で開放排気設定の決定をして運転態勢に入る。ステップ♯１において延長排気に設定されていれば、ステップ♯４で延長排気の確認をし、ステップ♯５において初期設定を延長排気設定に変更する処理を行い、ステップ♯６へ進む。ステップ♯６では最低入力時の燃料供給量と供給空気量を上げる処理をして運転態勢に入る。
【００１３】
ステップ♯６での入力変更は、排気ガスの温度が結露温度以上となるようにするものであり、燃料ポンプ３及び送風機４を制御し、燃料及び燃焼用空気の供給量を増加させるものである。この熱源機によれば、排気方式や排気管設置方式を設定手段によって設定すれば、制御手段１０は、それに応じた入力で燃焼器１を燃焼させることになる。排気管５が長かったり曲がったりした設置方式の場合には、入力を増加させ、排気ガスの温度を高く確保して結露の発生を抑える。排気口までの距離が短い開放排気の場合には、排気口近傍での温度低下は小さいため、低入力側でも排気温度を確保できることから、広範囲での能力幅での運転が可能となる。熱交換器２の性能は、排気管の排気口までの距離が短い場合を想定して設計することができるため、これまでより高い熱交換性能とすることができる。
【００１４】
実施の形態２．
図３と図４によって示す本実施の形態の熱源機は、循環液の温度情報も制御手段に入力し、燃料供給量と供給空気量である制御量を変化させる要素として採り入れたものであり、これ以外の構成は、実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については、実施の形態１と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００１５】
図３の構成図に示すように本実施の形態の熱源機には、循環液の温度を検知する温度センサー１１が設けられている。温度センサー１１は、熱交換器２の出口側に設けられ、その出力は制御手段１０に入力される。排気ガスの温度は、熱交換器２においてどれだけの熱が熱媒である循環液に移動したかによって変化する。循環液の温度が低い場合には、燃焼ガスと循環液の温度差が大きいため、熱の移動量が大きくなり排気ガスの温度は、循環液の温度が高い場合に比べ低下する。
【００１６】
排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段９の条件と現在の循環液の温度から排気ガスの温度を推定することができ、これをもとに制御手段１０は、燃料供給量と供給空気量を図４のフローチャートに示すように制御する。即ち、図４のステップ♯１において排気方式の設定を確認する。設定手段９の設定が初期設定の開放排気である場合は、ステップ♯２で開放排気の設定確認をし、ステップ♯３で開放排気設定の決定をしてステップ♯６に進み運転態勢に入る。ステップ♯１において延長排気に設定されていれば、ステップ♯４で延長排気の確認をし、ステップ♯５において初期設定を延長排気設定に変更する処理を行い、ステップ♯６へ進む。ステップ♯６で運転が開始されたら、ステップ♯７で温度センサー１１の出力値が予め決められた値ＴＷ未満かどうかを判定する。循環液の温度が値ＴＷ未満であればステップ♯８に進み、最低入力時の燃料供給量と供給空気量を上げる処理をして、ステップ♯７へ戻る。ステップ♯７で循環液の温度が値ＴＷを越えていればステップ♯９に進み初期設定値で運転する処理を行う。つまり、延長排気においても循環液の温度が高い場合には、より低い入力において排気ガスの温度が結露温度以上に確保されることになる。従って、より精度の高い制御が可能になり、性能確保範囲での使用条件を拡大することができる。
【００１７】
実施の形態３．
図５と図６によって示す本実施の形態の熱源機は、循環液の温度情報とともに排気ガスの温度情報を制御手段に入力し、これらを燃料供給量と供給空気量である制御量を変化させる要素として採り入れたものであり、これ以外の構成は、実施の形態２のものと同じである。従って、実施の形態２のものと同じ部分については、実施の形態２と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００１８】
排気方式や排気管設置方式を設定する設定手段９の条件と現在の循環液の温度と排気ガスの温度を検知する温度センサー１２からの出力値に基づいて制御手段１０は、燃料供給量と供給空気量を図６のフローチャートに示すように制御する。即ち、図６のステップ♯１において排気方式の設定を確認する。設定手段９の設定が初期設定の開放排気である場合は、ステップ♯２で開放排気の設定確認をし、ステップ♯３で開放排気設定の決定をしてステップ♯６に進み運転態勢に入る。ステップ♯１において延長排気に設定されていれば、ステップ♯４で延長排気の確認をし、ステップ♯５において初期設定を延長排気設定に変更する処理を行い、ステップ♯６へ進む。ステップ♯６で運転が開始されたら、ステップ♯７で排気温度が予め決められた値Ｔｅを越えているかどうかを判定する。値Ｔｅを越えていれば、ステップ♯８へ進み、ステップ♯８で温度センサー１１の出力値が予め決められた値ＴＷを越えているかどうかを判定する。
【００１９】
循環液の温度が値ＴＷ越えていればステップ♯９に進み初期設定値で運転する処理を行いステップ♯７へ戻る。ステップ♯７において値Ｔｅを越えていない場合は、ステップ♯１０において最低入力時の燃料供給量と供給空気量を上げる処理をする。ステップ♯８で循環液の温度が値ＴＷを越えていなければステップ♯１１に進み最低入力時の燃料供給量と供給空気量を上げる処理をする。排気ガスの温度を直接検知して制御量を変化させる方式であるため、設定手段９による設定を越えるような延長排気が採られたような場合でも、排気ガスの温度を結露しない温度に確保することができ、性能確保範囲での使用条件を拡大することができる。
【００２０】
実施の形態４．
図７によって示す本実施の形態の熱源機は、排気管の排気ガスの圧力を検知し、この圧力情報を制御手段に入力し、燃料供給量と供給空気量である制御量を変化させる要素として採り入れたものであり、これ以外の構成は、実施の形態１や実施の形態２のものと同じである。従って、実施の形態１，２のものと同じ部分については、実施の形態１，２と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００２１】
図７の構成図に示すように本実施の形態の熱源機には、排気管５の基部に排気ガスの圧力を検知する圧力センサー１３が設けられている。圧力センサー１３の出力は、排気管設置方式を判定する判定手段１４に入力され、その出力が制御手段１０に採り込まれる。圧力センサー１３の出力は、排気方式等の変化により変化する。同一動作点であれば、延長排気や曲がり管を介した場合では、圧力損失が高くなり圧力センサー１３の出力値は上昇する。この値によって排気方式の設定を行い、排気ガスの温度を結露しない温度に確保するものである。この構成を採ることにより、自動的に排気ガスの温度を結露しない温度に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】熱源機の構成図である。（実施の形態１）
【図２】熱源機の制御手段の制御動作を示すフローチャートである。（実施の形態１）
【図３】熱源機の構成図である。（実施の形態２）
【図４】熱源機の制御手段の制御動作を示すフローチャートである。（実施の形態２）
【図５】熱源機の構成図である。（実施の形態３）
【図６】熱源機の制御手段の制御動作を示すフローチャートである。（実施の形態３）
【図７】熱源機の構成図である。（実施の形態４）
【符号の説明】
【００２３】
１  燃焼器、  ２  熱交換器、  ５  排気管、  ９  設定手段、  １０  制御手段、  １１  温度センサー、  １２  温度センサー、  １３  圧力センサー、  １４  判定手段。
【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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