JP2000046326A - 液体燃料気化式燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液体燃料気化式燃焼装置において、冬場など環
境温度が低い条件でも気化した液体燃料が再液化して白
煙などを放出する現象の発生を防止すること。 【解決手段】特に冬場など環境温度が低い条件におい
て、所要の指定信号を発生させるようにし、この指定信
号に応答することによって、燃焼運転時の燃焼温度ある
いは燃焼運転前の待機運転時の気化予熱温度について、
定常時よりも高く設定するようにしている。これによ
り、一旦気化した液体燃料が再液化することを無くせ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気化された液体燃
料を、供給される空気と混合させて燃焼させる液体燃料
気化式燃焼装置に関する。この燃焼装置は、例えば給湯
装置などに利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体燃料気化式燃焼装置を備える
給湯装置では、例えば運転スイッチをオンすると、燃焼
運転を実行するのではなく待機運転を実行するようにな
り、カランを開放するなどして給湯要求を受けたとき
に、燃焼運転を開始するようになっている。

【０００３】前述の待機運転とは、燃焼運転を即座に実
行できるようにするために、液体燃料を気化する気化器
を所要温度に加熱して気化予熱を付与しておくようにす
るものである。

【０００４】なお、従来では、上記待機運転時の気化予
熱温度や燃焼運転時の気化温度を、実験などによって一
義的に決定した所要値に固定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、冬場
など環境温度が低い条件になると、燃焼運転を開始した
ときに、気化器で一旦気化した液体燃料が再液化して、
白煙を放出するという現象が発生することがある。

【０００６】この現象は、装置自体にとってはあまり問
題はないのであるが、ユーザーにとっては異常な事態が
発生したという感覚に陥ることがあって、装置が故障し
たのではという苦情を装置製造メーカーに対して連絡し
てくることもある。

【０００７】なお、上記事情を考慮して、気化器の温度
を上述した固定値よりも高めに設定すると、夏場あるい
は温暖な地域での使用においては、過剰に高い温度とな
るために、電気消費量が無駄に増えることが懸念され
る。

【０００８】したがって、本発明は、液体燃料気化式燃
焼装置において、冬場など環境温度が低い条件でも気化
した液体燃料が再液化して白煙などを放出する現象の発
生を防止することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、特に冬場な
ど環境温度が低い条件において、所要の指定信号を発生
させるようにし、この指定信号に応答することによっ
て、燃焼運転時の燃焼温度あるいは燃焼運転前の待機運
転時の気化予熱温度について、定常時よりも高く設定す
るようにしている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。この実施形態では、本発明の液
体燃料気化式燃焼装置を給湯装置に利用した例を挙げ
る。但し、本発明の液体燃料気化式燃焼装置が用いられ
る装置としては給湯装置だけに限定されるものではな
い。

【００１１】図１ないし図４は本発明の実施形態１にか
かり、図１は、給湯装置を示す構成図、図２は、図１中
の液体燃料気化式燃焼装置の構成図、図３は、図１中の
コントローラの構成図、図４は、動作説明用の制御フロ
ー図である。

【００１２】図中、Ａは液体燃料気化式燃焼装置の全体
を示し、この燃焼装置Ａは、熱交換缶体１０と、気化器
２０と、バーナ３０と、燃料供給手段４０と、送風機５
０と、ダンパ６０とを備えた構成になっている。この燃
焼装置Ａに対して、給湯回路７０と、風呂追い炊き回路
８０と、コントローラ９０とが付設されており、これに
よって給湯装置が構成されている。

【００１３】熱交換缶体１０には、給湯回路７０および
風呂追い炊き回路８０の各熱交換管路７２，８２が貫通
されており、この熱交換缶体１０の下部に気化器２０と
バーナ３０とが配置されている。

【００１４】気化器２０は、燃料供給手段４０から供給
される灯油などの液体燃料を気化するもので、拡散羽根
２１、気化ヒータ２２、気化器温度センサ２３、気化壁
面２４、混合室２５、混合室ヒータ２６、モータ２７、
給気温度センサ２８、モータ回転数センサ２９などを備
えている。この気化器２０では、供給されてきた液体燃
料を拡散羽根２１をモータ２７で回転させることによっ
てその周囲の気化壁面２４に飛散させるとともに、気化
ヒータ２２および混合室ヒータ２６での熱によって気化
させるようになっている。なお、給気温度センサ２８
は、気化器２０やバーナ３０に送るために取り入れた空
気の温度を検出するもので、サーミスタ等で構成され
る。

【００１５】バーナ３０は、気化器２０から供給される
気化燃料と送風機５０から供給される空気とを点火燃焼
するもので、点火器３１と炎検出器３２とからなる。

【００１６】燃焼供給手段４０は、図示しない灯油タン
クからの灯油を気化器２０に供給するもので、汲み上げ
ポンプ４１、サブタンク４２、定流量ポンプ４３などを
備えている。

【００１７】送風機５０は、気化器２０およびバーナ３
０に対して空気を供給するもので、送風ファン５１、駆
動モータ５２、回転数センサ５３などを備えている。

【００１８】ダンパ６０は、気化器２０と送風機５０と
を連通する通風路の途中に設けられており、該通風路の
開度を制御するものである。このダンパ６０は、図示し
ない電動モータ等の駆動手段によって、通風路を閉止す
る位置（図２実線参照）と、通風路を開放する位置（図
２破線参照）との２状態に変位させられる。ここでのダ
ンパ６０は、閉止位置において通風路を完全に閉塞せず
に所要の通風を可能とする状態になっている。

【００１９】このような構成要素１０〜６０を有する燃
焼装置Ａでは、燃料供給手段４０から供給される灯油な
どの液体燃料を気化器２０で気化し、この気化燃料を送
風機５０から供給される空気と所要比率で混合してバー
ナ３０に送って燃焼させる。この燃焼熱によって、熱交
換缶体１０内の給湯回路７０および風呂追い炊き回路８
０の各熱交換管路７２，８２を通る水を加熱する。な
お、送風機５０から供給されてダンパ６０を通過した空
気は、一次空気として気化器２０側に送られる他、二次
空気としてバーナ３０に直接的に供給され、二次空気の
一部は無効空気となって熱交換缶体１０内を通過する。

【００２０】給湯回路７０は、例えば水道水などを上記
燃焼装置Ａで加熱された湯と水道水の一部とを混合して
給湯カラン（破線参照）などから出湯させるバイパスミ
キシング構造である。この給湯回路７０は、入水管路７
１、熱交換管路７２、出湯管路７３、バイパス管路７
４、給湯管路７５、入水流量センサ７６、入水温度セン
サ７７、出湯温度センサ７８、給湯温度センサ７９など
を備えている。給湯管路７５は途中で一般給湯管路７５
ａと風呂落とし込み給湯管路７５ｂとに分岐されてい
る。

【００２１】風呂追い炊き回路８０は、図示しない浴槽
の浴槽水を取り出して上記燃焼装置Ａで所要温度に加熱
して浴槽に戻すもので、給湯回路７０から所要温度の湯
を混合させることもできるような構造になっている。こ
の風呂追い炊き回路８０は、風呂戻り管路８１、熱交換
管路８２、風呂往き管路８３、バイパス管路８４、循環
ポンプ８５、水流スイッチ８６などを備えている。

【００２２】コントローラ９０は、図３で示されるよう
に、コントローラ本体９０ａとリモートコントローラ９
０ｂとで構成されており、少なくとも図４に示す給湯運
転を実行する。リモートコントローラ９０ｂには、少な
くとも運転スイッチ９０ｃ、運転条件変更スイッチ９０
ｄ、例えば緑色の運転ランプ９０ｅなどが設けられてい
る。

【００２３】なお、前述の給湯運転では、例えば給湯カ
ランが開放されるなどして入水流量センサ７６で最低動
作水量ＭＯＱ以上を検出したときに、必要燃焼量に対し
てＦＦ（フィードフォワード）制御による燃焼熱量にＦ
Ｂ（フィードバック）制御による燃焼熱量を加えること
で実際の燃焼熱量が必要燃焼熱量に近付くように、ダン
パ６０の開閉と、送風機５０の風量（送風ファン５１に
よる回転数）と、定流量ポンプ４３による燃料供給量と
を制御する。

【００２４】次に、給湯運転に関する動作について図４
を用いて詳細に説明する。

【００２５】すなわち、運転スイッチ９０ｃがオンされ
ると、ステップｎ１で図４の制御フローが起動され、ス
テップｎ２〜ｎ７で待機運転を実行することにより、気
化器２０を所要温度に加熱して気化予熱を付与する状態
に保持する。

【００２６】この待機運転では、ステップｎ２で気化ヒ
ータ２２を駆動し、ステップｎ３で気化器温度センサ２
３の検出温度が所要の設定温度例えば２００℃以上にな
ったか否かを判定する。ここで、設定温度未満の場合に
は、ステップｎ４で運転ランプ９０ｅを点滅させること
により給湯要求を受け入れできないことを報知しつつ、
設定温度以上になるのを待ち、設定温度以上になると、
ステップｎ５で運転ランプ９０ｅを継続点灯させること
により給湯要求を受け入れできることを報知する。

【００２７】この後、ステップｎ６で給湯要求を受ける
のを待つ。この給湯要求とは、給湯カランが開放される
などして入水流量センサ７６で最低動作水量ＭＯＱ以上
を検出したときのことを言う。

【００２８】ここで、給湯要求がなければ、ステップｎ
７で気化器温度センサ２３の検出温度に基づいて所要の
設定温度例えば２１０℃を保持するように気化ヒータ２
２を制御して上記ステップｎ６に戻る。

【００２９】一方、給湯要求があると、ステップｎ８で
運転条件変更スイッチ９０ｄがオンであるか否かを判定
する。ここで、運転条件変更スイッチ９０ｄがオフであ
れば、ステップｎ９で定常条件の燃焼運転を、オンであ
れば、ステップｎ１０で高温条件の燃焼運転を実行す
る。なお、いずれの条件でも燃焼運転では、バーナ３
０、送風機５０ならびにダンパ６０を制御して気化燃料
と空気とを混合した混合燃料を燃焼させるが、上記ステ
ップｎ９の定常条件での燃焼運転では、気化器２０の加
熱温度を所要の設定温度例えば２３５℃とするように気
化ヒータ２２を制御し、上記ステップｎ１０の高温条件
での燃焼運転では、気化器２０の加熱温度を所要の設定
温度例えば２５０℃にと定常時よりも高くするように気
化ヒータ２２を制御する。

【００３０】以上説明したように、実施形態１では、運
転条件変更スイッチ９０ｄがオフの状態のとき、定常条
件での燃焼運転を行うが、オンの状態のときは気化器２
０の加熱温度を定常条件よりも高く設定した高温条件で
の燃焼運転を行わせるようにしている。そのため、例え
ば冬場などにおいて、運転条件変更スイッチ９０ｄをオ
ンさせていれば、燃焼運転時において気化器２０で一旦
気化した液体燃料が、混合室２５で再液化して白煙が放
出される現象の発生を防止できるようになる。

【００３１】図５は本発明の実施形態２にかかり、動作
説明用の制御フロー図である。この実施形態２では、要
するに、運転条件変更スイッチ９０ｄがオン操作された
ときに、待機運転時と燃焼運転時との両方で気化ヒータ
２２を高温条件で制御するようにしている。

【００３２】つまり、運転スイッチ９０ｃがオンされる
と、ステップｎ３１で図５の制御フローが起動され、ス
テップｎ３２で気化ヒータ２２を駆動してから、ステッ
プｎ３３〜ｎ３７，ｎ４１〜ｎ４４で待機運転を実行す
ることにより、気化器２０を所要の設定温度に加熱して
気化予熱を付与する状態に保持する。

【００３３】この実施形態２の場合、まず、ステップｎ
３３で運転条件変更スイッチ９０ｄがオンであるか否か
を判定する。ここで、運転条件変更スイッチ９０ｄがオ
フであれば、ステップｎ３４〜ｎ３９で定常条件の待機
運転および燃焼運転を、オンであれば、ステップｎ４０
〜ｎ４５で高温条件の待機運転および燃焼運転を実行す
る。

【００３４】なお、いずれの条件での待機運転でも、ス
テップｎ３４，ｎ４０で気化器温度センサ２３の検出温
度が所要の設定温度以上になったか否かを判定する。こ
こで、設定温度未満の場合には、ステップｎ３５，ｎ４
１で運転ランプ９０ｅを点滅させることにより給湯要求
を受け入れできないことを報知しつつ、設定温度以上に
なるのを待つが、設定温度以上になると、ステップｎ３
６，ｎ４２で運転ランプ９０ｅを継続点灯させることに
より給湯要求を受け入れできることを報知する。但し、
上記ステップｎ３４の定常条件での設定温度は例えば２
００℃とされ、また、上記ステップｎ４０の高温条件で
の設定温度は例えば２１０℃にと定常時よりも高く設定
されている。

【００３５】この後、ステップｎ３７，ｎ４３で給湯要
求を受けるのを待つ。ここでの給湯要求とは、給湯カラ
ンが開放されるなどして入水流量センサ７６で最低動作
水量ＭＯＱ以上を検出したときのことを言う。

【００３６】ここで、給湯要求がなければ、ステップｎ
３８，ｎ４４で気化器温度センサ２３の検出温度に基づ
いて所要の設定温度を保持するように気化ヒータ２２を
制御して上記ステップｎ３７，ｎ４３に戻る。なお、ス
テップｎ３８の設定温度は、例えば２１０℃とされ、ま
た、ステップｎ４４の設定温度は、例えば２２０℃にと
定常時よりも高く設定されている。

【００３７】一方、給湯要求があると、ステップｎ３
９，ｎ４５でバーナ３０、送風機５０ならびにダンパ６
０を制御して気化燃料と空気とを混合した混合燃料を燃
焼させ、気化器温度センサ２３の検出温度に基づいて所
要の設定温度を保持するように気化ヒータ２２を制御す
る。但し、上記ステップｎ３９の定常条件での設定温度
は例えば２３５℃とされ、また、上記ステップｎ４５の
高温条件での設定温度は例えば２５０℃にと定常時より
も高く設定されている。

【００３８】以上説明したように、実施形態２では、例
えば冬場などにおいて、運転条件変更スイッチ９０ｄを
オンさせていれば、燃焼運転時において気化器２０で一
旦気化した液体燃料が混合室２５で再液化して白煙が放
出される現象の発生を上記実施形態１よりもさらに有効
に防止できるようになる。

【００３９】特に、この実施形態２では、待機運転につ
いても高温条件と定常条件とを選択実行できるようにし
ていて、高温条件での待機運転において運転ランプ９０
ｅを継続点灯させた時点での気化温度を定常時よりも高
くさせているから、仮に運転ランプ９０ｅを継続点灯さ
せた直後に給湯要求を受けてステップｎ４５の高温条件
での燃焼運転を行うような場合でも、一旦気化した液体
燃料が混合室２５で再液化して白煙が放出される現象が
発生することを防止できるようになる。

【００４０】但し、上記実施形態１のように、待機運転
時に気化ヒータ２２を高温条件で制御しない場合だと、
待機運転に要するエネルギーを削減できると言える。

【００４１】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものでなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００４２】（１） 上記各実施形態では、運転条件変
更スイッチ９０ｄをリモートコントローラ９０ｂに装備
するような例を挙げたが、このスイッチ９０ｄについて
はユーザーが操作できないように給湯装置の筺体内部に
隠蔽した状態で設置することができる。この他、リモー
トコントローラ９０ｄからユーザーに知らせない特定の
コードを入力するようにしたり、あるいは複数スイッチ
の同時操作で入力するようにしたりすることができる。
このようにすれば、ユーザーがいたずらに操作すること
を回避でき、保守管理業者がユーザーから連絡を受けた
ときだけ操作できるようになり、安易な運転条件変更に
よる動作不良の発生を回避できるようになる。

【００４３】（２） 上記実施形態２では、待機運転時
と燃焼運転時との両方で気化ヒータ２２を高温条件で制
御するようにしているが、この実施形態２において待機
運転時のみ高温条件で制御するようにして燃焼運転時に
は気化ヒータ２２を定常条件で制御するようにしてもよ
い。

【００４４】（３） 上記実施形態２において、ステッ
プｎ３８，ｎ４４での設定温度については、例えば２１
０℃に統一してもよい。

【００４５】（４） 上記各実施形態では、人が運転条
件変更を指示するような例を挙げているが、例えば環境
温度センサを設置して、このセンサ検出出力に基づいて
運転条件変更を行わせるようにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１ないし９の発明では、例えば冬
場など環境温度が低下する条件になったときでも、燃焼
運転時において一旦気化した液体燃料が再液化して白煙
が放出されるという現象の発生を防止することができ
る。

【００４７】特に、請求項１ないし３の発明では、上記
効果に加えて、燃焼運転時の燃焼温度を変更するだけで
あるから、燃焼運転以外で消費するエネルギーの増大を
回避でき、無駄がない。

【００４８】また、請求項６および７の発明では、特に
冬場など環境温度が低下する条件になったときに、燃焼
運転での燃焼温度と燃焼運転待機時における気化予熱温
度とをそれぞれ定常時よりも高く設定できるようにして
いるから、燃焼運転時において一旦気化した液体燃料が
再液化して白煙が放出されるという現象の発生を請求項
１ないし５の発明に比べてより有効に防止することがで
きる。

【００４９】さらに、請求項８の発明では、指定信号が
入力されると、待機処理過程において燃焼要求を受け入
れ可能とする時点での気化予熱温度を定常時よりも高く
できるから、仮に燃焼要求受け入れ可能状態とした直後
に燃焼要求を受けたときでも、一旦気化した液体燃料が
再液化して白煙が放出される現象の発生を防止できるよ
うになる。

【００５０】さらにまた、請求項９の発明では、ユーザ
ーあるいは保守管理者が必要と感じて操作したときの
み、上述した白煙発生防止対策を行わせることができる
から、安易な運転条件変更による動作不良の回避できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置を備えた給湯装置の実施形態
１を示す構成図

【図２】図１中の燃焼装置を示す構成図

【図３】実施形態１のコントローラの構成図

【図４】実施形態１の給湯装置の動作説明に供する制御
フロー図

【図５】本発明の燃焼装置を備えた給湯装置の実施形態
２で、図４に対応する制御フロー図

【符号の説明】 Ａ 燃焼装置 １０ 熱交換缶体 ２０ 気化器 ２２ 気化器ヒータ ２３ 気化器温度センサ ３０ バーナ ４０ 燃料供給手段 ５０ 送風機 ６０ ダンパ ９０ コントローラ ９０ａ コントローラ本体 ９０ｂ リモートコントローラ ９０ｃ 運転スイッチ ９０ｄ 運転条件変更スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 宏和 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 長谷川 宏樹 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 原 人志 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 神田 宣儀 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3K005 AB03 AC05 BA00 CA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気化された液体燃料を、供給される空気と
   混合させて燃焼させる液体燃料気化式燃焼装置におい
   て、 所要の指定信号に応答して、燃焼運転時の燃焼温度を定
   常時よりも高く設定する、ことを特徴とする液体燃料気
   化式燃焼装置。
2. 【請求項２】液体燃料を気化する気化手段と、気化した
   液体燃料に混合させる空気を供給する供給手段と、気化
   された液体燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼手段
   と、燃焼要求に応じて燃焼運転を実行する管理手段とを
   含み、 前記管理手段が、所要の指定信号に応答して、燃焼運転
   時の気化温度を定常時よりも高く設定する、ことを特徴
   とする液体燃料気化式燃焼装置。
3. 【請求項３】液体燃料を気化する気化手段と、気化した
   液体燃料に混合させる空気を供給する供給手段と、気化
   された液体燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼手段
   と、前記気化手段を加熱する加熱手段と、燃焼準備要求
   に応じて気化手段を所要温度に加熱して気化予熱を付与
   する待機運転および燃焼要求に応じて燃焼運転を実行す
   る管理手段とを含み、 前記管理手段が、所要の指定信号に応答して、燃焼運転
   時の気化温度を定常時よりも高く設定する、ことを特徴
   とする液体燃料気化式燃焼装置。
4. 【請求項４】気化された液体燃料を、供給される空気と
   混合させて燃焼させる液体燃料気化式燃焼装置におい
   て、 所要の指定信号に応答して、燃焼運転待機時の気化予熱
   温度を定常時よりも高く設定する、ことを特徴とする液
   体燃料気化式燃焼装置。
5. 【請求項５】液体燃料を気化する気化手段と、気化した
   液体燃料に混合させる空気を供給する供給手段と、気化
   された液体燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼手段
   と、前記気化手段を加熱する加熱手段と、燃焼準備要求
   に応じて気化手段を所要温度に加熱して気化予熱を付与
   する待機運転および燃焼要求に応じて燃焼運転を実行す
   る管理手段とを含み、 前記管理手段が、所要の指定信号に応答して、待機運転
   時の気化予熱温度を定常時よりも高く設定する、ことを
   特徴とする液体燃料気化式燃焼装置。
6. 【請求項６】気化された液体燃料を、供給される空気と
   混合させて燃焼させる液体燃料気化式燃焼装置におい
   て、 所要の指定信号に応答して、燃焼運転待機時の気化予熱
   温度および燃焼運転時の燃焼温度をそれぞれ定常時より
   も高く設定する、ことを特徴とする液体燃料気化式燃焼
   装置。
7. 【請求項７】液体燃料を気化する気化手段と、気化した
   液体燃料に混合させる空気を供給する供給手段と、気化
   された液体燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼手段
   と、前記気化手段を加熱する加熱手段と、燃焼準備要求
   に応じて気化手段を所要温度に加熱して気化予熱を付与
   する待機運転および燃焼要求に応じて燃焼運転を実行す
   る管理手段とを含み、 前記管理手段が、所要の指定信号に応答して、待機運転
   時の気化予熱温度および燃焼運転時の気化温度をそれぞ
   れ定常時よりも高く設定する、ことを特徴とする液体燃
   料気化式燃焼装置。
8. 【請求項８】請求項３ないし７のいずれかの液体燃料気
   化式燃焼装置において、燃焼運転の前段で気化予熱を付
   与する待機運転が、目標の気化予熱温度まで昇温させる
   過程で、目標の気化予熱温度よりも低い所要の基準温度
   に到達したときに燃焼要求を受け入れ可能な状態にして
   それ以降給湯要求を受けるまでは目標の気化予熱温度を
   保持する形態とされるもので、当該待機運転を行うにあ
   たって、前記指定信号が入力されているとき、上記請求
   項３ないし７での処理の他に、前記基準温度を定常時よ
   りも高く設定するものである、ことを特徴とする液体燃
   料気化式燃焼装置。
9. 【請求項９】請求項１ないし８のいずれかの液体燃料気
   化式燃焼装置において、人により操作されたときに前記
   所要の指定信号を発生する操作手段を備えている、こと
   を特徴とする液体燃料気化式燃焼装置。