JP2002206817A - 冷媒加熱型空気調和機 - Google Patents
冷媒加熱型空気調和機Info
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- JP2002206817A JP2002206817A JP2001002192A JP2001002192A JP2002206817A JP 2002206817 A JP2002206817 A JP 2002206817A JP 2001002192 A JP2001002192 A JP 2001002192A JP 2001002192 A JP2001002192 A JP 2001002192A JP 2002206817 A JP2002206817 A JP 2002206817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ガスの清浄度が高いクリーンな冷媒加熱
型空気調和機を実現しつつ、触媒燃焼制御行う。 【課題手段】 燃焼部の下流の排気カ゛ス流路中に設けた
表面活性の異なる温度センサーの出力差を用いて燃焼制
御を行う触媒燃焼式冷媒加熱式空気調和機。
型空気調和機を実現しつつ、触媒燃焼制御行う。 【課題手段】 燃焼部の下流の排気カ゛ス流路中に設けた
表面活性の異なる温度センサーの出力差を用いて燃焼制
御を行う触媒燃焼式冷媒加熱式空気調和機。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、暖房時に冷媒を加
熱する冷媒加熱器が設けられた冷媒加熱型空気調和機に
関するものである。
熱する冷媒加熱器が設けられた冷媒加熱型空気調和機に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気調和機は図７に示す構成とされてい
る。ここで１は室外ユニットにおける圧縮機で、四方弁
２に接続されている。この四方弁２には室内機３が接続
されている。その接続路には三方弁５aが設けられてい
る。室内熱交換器６の液側の管路には、三方弁５ｂが設
けられている。液側の管路には流量制御弁８が設けられ
ている。この流量制御弁８は暖房運転時に開となり、冷
房運転時には閉となる二方弁９を介して、冷媒加熱器１
０に接続されている。冷媒加熱器１０には、燃焼用の空
気を供給するバーナモータ１１と燃焼用の燃料を供給す
る電磁ポンプ１２とが設けられている。この冷媒加熱器
１０はアキュームレータ１３に接続され、このアキュー
ムレータ１３が圧縮機１に接続されることで暖房運転用
のサイクルが構成されている。
る。ここで１は室外ユニットにおける圧縮機で、四方弁
２に接続されている。この四方弁２には室内機３が接続
されている。その接続路には三方弁５aが設けられてい
る。室内熱交換器６の液側の管路には、三方弁５ｂが設
けられている。液側の管路には流量制御弁８が設けられ
ている。この流量制御弁８は暖房運転時に開となり、冷
房運転時には閉となる二方弁９を介して、冷媒加熱器１
０に接続されている。冷媒加熱器１０には、燃焼用の空
気を供給するバーナモータ１１と燃焼用の燃料を供給す
る電磁ポンプ１２とが設けられている。この冷媒加熱器
１０はアキュームレータ１３に接続され、このアキュー
ムレータ１３が圧縮機１に接続されることで暖房運転用
のサイクルが構成されている。
【０００３】冷房時に使用される室外熱交換器１４は一
端が四方弁２と接続されるとともに他端が冷媒流量制御
弁８と二方弁９との間の部分管路に接続されている。１
５は室外ファンである。１６ａ、１６ｂは暖房運転時に
室外熱交換器１４に冷媒を流さないようにする逆止弁で
ある。
端が四方弁２と接続されるとともに他端が冷媒流量制御
弁８と二方弁９との間の部分管路に接続されている。１
５は室外ファンである。１６ａ、１６ｂは暖房運転時に
室外熱交換器１４に冷媒を流さないようにする逆止弁で
ある。
【０００４】冷房時の冷凍サイクルについて説明する。
この冷房時には二方弁９を閉として冷媒加熱器１０に冷
媒を流さないようにする。そして四方弁２がコイル通電
ＯＮ状態で破線矢印の方向に冷媒を流すように切り変わ
り、圧縮機１より吐出された冷媒が室外熱交換器１４へ
と流れ込み、そこで室外ファン１５で放熱し、液化され
た冷媒は逆止弁１６ｂを経てメイン冷媒流量制御弁８で
絞り膨張を受ける。ガス冷媒はこの室内熱交換器６で室
内ファン７の作用により大気から吸熱を行う。そして四
方弁２および逆止弁１６ａを経てアキュームレータ１３
へと循環する冷凍サイクルを構成する。
この冷房時には二方弁９を閉として冷媒加熱器１０に冷
媒を流さないようにする。そして四方弁２がコイル通電
ＯＮ状態で破線矢印の方向に冷媒を流すように切り変わ
り、圧縮機１より吐出された冷媒が室外熱交換器１４へ
と流れ込み、そこで室外ファン１５で放熱し、液化され
た冷媒は逆止弁１６ｂを経てメイン冷媒流量制御弁８で
絞り膨張を受ける。ガス冷媒はこの室内熱交換器６で室
内ファン７の作用により大気から吸熱を行う。そして四
方弁２および逆止弁１６ａを経てアキュームレータ１３
へと循環する冷凍サイクルを構成する。
【０００５】暖房時の冷凍サイクルについて説明する。
この暖房時には四方弁２がコイル通電ＯＦＦ状態で実線
矢印の方向に冷媒を流すように切り替えられ、また二方
弁９が開かれる。すると圧縮機１から吐出された冷媒が
四方弁２を経て室内熱交換器６へと流れ込む。室内ファ
ン７からの送風によって放熱された液冷媒は冷媒流量制
御弁８とを通過し、開状態の二方弁９を通過して冷媒加
熱器１０へと流れ込む。そして冷媒加熱器１０で燃焼熱
を受熱し、アキュームレータ１３へと循環することで冷
凍サイクルが構成される。
この暖房時には四方弁２がコイル通電ＯＦＦ状態で実線
矢印の方向に冷媒を流すように切り替えられ、また二方
弁９が開かれる。すると圧縮機１から吐出された冷媒が
四方弁２を経て室内熱交換器６へと流れ込む。室内ファ
ン７からの送風によって放熱された液冷媒は冷媒流量制
御弁８とを通過し、開状態の二方弁９を通過して冷媒加
熱器１０へと流れ込む。そして冷媒加熱器１０で燃焼熱
を受熱し、アキュームレータ１３へと循環することで冷
凍サイクルが構成される。
【０００６】次に暖房時の運転動作について説明する。
室内機３が暖房運転の信号を受信すると、まず、四方弁
２のコイル通電がＯＦＦ状態、二方弁９を閉とする．ま
た冷媒流量制御弁８は要求能力に必要な冷媒量を制御す
る設定開度とされる。そして、冷媒加熱器１０に燃焼準
備の信号が指示され、圧縮機１を駆動させて、逆止弁１
６ａから室外熱交換器１４を経て逆止弁１６ｂにいたる
管路の冷媒を冷媒加熱器１０を通して回収する。この冷
媒の回収によって室外熱交換器１４が負庄となったら、
二方弁９を開とする。
室内機３が暖房運転の信号を受信すると、まず、四方弁
２のコイル通電がＯＦＦ状態、二方弁９を閉とする．ま
た冷媒流量制御弁８は要求能力に必要な冷媒量を制御す
る設定開度とされる。そして、冷媒加熱器１０に燃焼準
備の信号が指示され、圧縮機１を駆動させて、逆止弁１
６ａから室外熱交換器１４を経て逆止弁１６ｂにいたる
管路の冷媒を冷媒加熱器１０を通して回収する。この冷
媒の回収によって室外熱交換器１４が負庄となったら、
二方弁９を開とする。
【０００７】このように冷媒加熱器１０が燃焼する以前
に十分な量の冷媒を循環させることで、燃焼が開始され
た時における冷媒加熱器１０のオーバーシュート現象を
防止することができる。冷媒加熱器１０が燃焼可能状態
になったら、電磁ポンプ１２から燃焼燃料を送り込むと
ともにバーナモー夕１１によって燃焼用の空気を送り込
んで燃焼を開始する。なお、この暖房運転時の冷媒流量
制御弁８は、ヒートポンプ式冷凍サイクルにおける絞り
の役割は果たしていない。
に十分な量の冷媒を循環させることで、燃焼が開始され
た時における冷媒加熱器１０のオーバーシュート現象を
防止することができる。冷媒加熱器１０が燃焼可能状態
になったら、電磁ポンプ１２から燃焼燃料を送り込むと
ともにバーナモー夕１１によって燃焼用の空気を送り込
んで燃焼を開始する。なお、この暖房運転時の冷媒流量
制御弁８は、ヒートポンプ式冷凍サイクルにおける絞り
の役割は果たしていない。
【０００８】また、上記の冷凍サイクルで使用される二
方弁９は一般にコイル通電時が開、コイル非通電時が閉
状態である。
方弁９は一般にコイル通電時が開、コイル非通電時が閉
状態である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題に対す
る関心が高まり燃焼機に関してもその排気ガスの清浄度
について注目され始めている、その要求に応えるために
よりクリーンな熱源器が必要となっている。しかし従来
の火炎式熱源機でその要求に応えるのは技術的に難し
い。火炎式の熱源器では燃焼時の温度が高いため空気中
の窒素が変化して発生するＮＯx（窒素酸化物）の生成
を回避するのは技術的に難しい。また通常の触媒燃焼式
燃焼機は燃焼排気ガスの組成を直接測定しながら燃焼状
態を調節する方法、あるいは、予め排気ガス組成をもと
に設定した燃焼条件で運転するなどの方法がとられてい
た。しかし、この第1の方法では高価な排気ガスセンサ
ーを使用する必要があり製品の価格が高くなりすぎる。
また、第2の方法では経時的な触媒特性の変化あるいは
外乱による状態の変化に対応することが難しい。
る関心が高まり燃焼機に関してもその排気ガスの清浄度
について注目され始めている、その要求に応えるために
よりクリーンな熱源器が必要となっている。しかし従来
の火炎式熱源機でその要求に応えるのは技術的に難し
い。火炎式の熱源器では燃焼時の温度が高いため空気中
の窒素が変化して発生するＮＯx（窒素酸化物）の生成
を回避するのは技術的に難しい。また通常の触媒燃焼式
燃焼機は燃焼排気ガスの組成を直接測定しながら燃焼状
態を調節する方法、あるいは、予め排気ガス組成をもと
に設定した燃焼条件で運転するなどの方法がとられてい
た。しかし、この第1の方法では高価な排気ガスセンサ
ーを使用する必要があり製品の価格が高くなりすぎる。
また、第2の方法では経時的な触媒特性の変化あるいは
外乱による状態の変化に対応することが難しい。
【００１０】さらに、一般の燃焼機で使用される炎の内
部を流れる電流を利用する制御方法（フレームロット゛方式）は
無炎燃焼である触媒燃焼へは適用できない。
部を流れる電流を利用する制御方法（フレームロット゛方式）は
無炎燃焼である触媒燃焼へは適用できない。
【００１１】そこで、本発明は室内ユニットに対して圧
縮機および冷媒加熱器を備えた室外ユニットを有し、暖
房時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器に送り
込み、前記熱交換器から流出した冷媒を冷媒加熱器にて
加熱させて圧縮機に送り込む構成を有した冷媒加熱型空
気調和機において、冷媒加熱用熱源機が複数の触媒体で
多段燃焼させる触媒燃焼機構で燃焼機構下流部に設置し
た燃焼排ガスの状態を測定するセンサーを用いて燃焼を
制御するように構成される冷媒加熱型空気調和機であ
る。
縮機および冷媒加熱器を備えた室外ユニットを有し、暖
房時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器に送り
込み、前記熱交換器から流出した冷媒を冷媒加熱器にて
加熱させて圧縮機に送り込む構成を有した冷媒加熱型空
気調和機において、冷媒加熱用熱源機が複数の触媒体で
多段燃焼させる触媒燃焼機構で燃焼機構下流部に設置し
た燃焼排ガスの状態を測定するセンサーを用いて燃焼を
制御するように構成される冷媒加熱型空気調和機であ
る。
【００１２】上記構成とすることによって排気ガス状態
を常時監視しながら燃焼状態を制御することができるた
め、触媒の劣化など経時的な変化にも対応可能で常に理
想的な触媒燃焼状態を維持しＮＯx（窒素酸化物）の発
生を回避することが可能となる。また、使用するセンサ
ーも安価な温度センサーの応用品であるため機器の価格
を低く抑えることが可能となる。
を常時監視しながら燃焼状態を制御することができるた
め、触媒の劣化など経時的な変化にも対応可能で常に理
想的な触媒燃焼状態を維持しＮＯx（窒素酸化物）の発
生を回避することが可能となる。また、使用するセンサ
ーも安価な温度センサーの応用品であるため機器の価格
を低く抑えることが可能となる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の冷媒加熱
型空気調和機は、室内ユニットに対して圧縮機および冷
媒加熱器を備えた室外ユニットを有し、暖房時に圧縮機
から吐出された冷媒を室内熱交換器に送り込み、前記室
内熱交換器から流出した冷媒を冷媒加熱器にて加熱させ
て圧縮機に送り込む構成を有した冷媒加熱型空気調和機
であって、前記冷媒加熱器の熱源が触媒燃焼機構であ
り、燃焼部から排出される燃焼排ガスの状態を触媒反応
による発熱を測定するセンサーにより検出し燃焼状態を
制御することを特徴とする。
型空気調和機は、室内ユニットに対して圧縮機および冷
媒加熱器を備えた室外ユニットを有し、暖房時に圧縮機
から吐出された冷媒を室内熱交換器に送り込み、前記室
内熱交換器から流出した冷媒を冷媒加熱器にて加熱させ
て圧縮機に送り込む構成を有した冷媒加熱型空気調和機
であって、前記冷媒加熱器の熱源が触媒燃焼機構であ
り、燃焼部から排出される燃焼排ガスの状態を触媒反応
による発熱を測定するセンサーにより検出し燃焼状態を
制御することを特徴とする。
【００１４】請求項２記載の冷媒加熱型空気調和機は、
請求項１記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、一方の温度
センサーの外表面にのみ触媒体を塗布した２つの温度セ
ンサーで構成されるセンセー対としたことを特徴とす
る。
請求項１記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、一方の温度
センサーの外表面にのみ触媒体を塗布した２つの温度セ
ンサーで構成されるセンセー対としたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項３記載の冷媒加熱型空気調和機は、
請求項1記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、表面に触媒
体を塗布した受風体の温度と、表面に触媒体を塗布して
いない受風体で構成されるセンサー対としことを特徴と
する。
請求項1記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、表面に触媒
体を塗布した受風体の温度と、表面に触媒体を塗布して
いない受風体で構成されるセンサー対としことを特徴と
する。
【００１６】請求項４記載の冷媒加熱型空気調和機は、
請求項1記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、受風板の片
面に触媒層を設け、裏面に触媒層と同等の吸放熱特性の
緩衝層を設け、基材に断熱性を持たせ触媒層の発熱を裏
面に伝えない構成としたことを特徴とする。
請求項1記載の冷媒加熱型空気調和機において、前記燃
焼排ガスの状態を測定するセンサーとして、受風板の片
面に触媒層を設け、裏面に触媒層と同等の吸放熱特性の
緩衝層を設け、基材に断熱性を持たせ触媒層の発熱を裏
面に伝えない構成としたことを特徴とする。
【００１７】請求項５記載のセンサーは、 熱源が触媒
燃焼機構であり、燃焼部から排出される燃焼排ガスの状
態を触媒反応による発熱を測定することを特徴とする。
燃焼機構であり、燃焼部から排出される燃焼排ガスの状
態を触媒反応による発熱を測定することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は室内ユニッ
トに対して圧縮機および冷媒加熱器を備えた室外ユニッ
トを有し、暖房時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱
交換器に送り込み、前記熱交換器から流出した冷媒を冷
媒加熱器にて加熱させて圧縮機に送り込む構成を有した
冷媒加熱型空気調和機において、冷媒加熱用熱源機が複
数の触媒体で多段燃焼させる触媒燃焼機構で燃焼機構下
流部に設置した燃焼排ガスの状態を測定するセンサーを
用いて燃焼を制御するように構成される冷媒加熱型空気
調和機である。
トに対して圧縮機および冷媒加熱器を備えた室外ユニッ
トを有し、暖房時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱
交換器に送り込み、前記熱交換器から流出した冷媒を冷
媒加熱器にて加熱させて圧縮機に送り込む構成を有した
冷媒加熱型空気調和機において、冷媒加熱用熱源機が複
数の触媒体で多段燃焼させる触媒燃焼機構で燃焼機構下
流部に設置した燃焼排ガスの状態を測定するセンサーを
用いて燃焼を制御するように構成される冷媒加熱型空気
調和機である。
【００１９】上記構成とすることによって排気ガス状態
を常時監視しながら燃焼状態を制御することができるた
め、触媒の劣化など経時的な変化にも対応可能で常に理
想的な触媒燃焼状態を維持しＮＯx（窒素酸化物）の発
生を回避することが可能となる。また、使用するセンサ
ーも安価な温度センサーの応用品であるため機器の価格
を低く抑えることが可能となる。
を常時監視しながら燃焼状態を制御することができるた
め、触媒の劣化など経時的な変化にも対応可能で常に理
想的な触媒燃焼状態を維持しＮＯx（窒素酸化物）の発
生を回避することが可能となる。また、使用するセンサ
ーも安価な温度センサーの応用品であるため機器の価格
を低く抑えることが可能となる。
【００２０】
【実施例】（実施例１）以下、図面を用いて本発明の実
施例１について説明する。図１は実施例１の斜視断面
図、図２は実施例１の縦断面図、図３は実施例１のセン
サーの断面図である。実施例１の触媒燃焼装置の主要部
は予混合ガス供給部１７、触媒燃焼部１８、熱交換部１
９で構成される。また、予混合ガス供給部１７は予混合
ガス流れ方向に対して予混合ガス導入部２０、予混合ガ
ス気化室２１、予混合ガス噴出部２２で構成され、予混
合ガス気化室２１の外周部には埋め込みヒータ２３が配
設されている。触媒燃焼部１８は予混合ガス流れ方向に
対して順次第1受熱部２４、予熱ヒータ２５ａ、２５
ｂ、第1触媒体２６、第２受熱部２７、第１整流板２
８、第２触媒体２９、第２整流板３０、第３触媒体３
１、第３整流板３２、第３受熱部３３、排ガス流出部３
４で構成され、熱交換部１９は触媒燃焼部１８の外筒筐
体３５に銅配管３６が溶接されて構成される。また第1
受熱部２４、第２受熱部２７、第１整流板２８、第２整
流板３０、第３整流板３２、第３受熱部３３は外筒筐体
３５と一体物として構成し、アルミニウム材を使用し
た。第1触媒体２６、第２触媒体２９、第３触媒体３１
は連通孔を有するコージライトハニカムを基体とし、パ
ラジウム触媒を活性アルミナ担体に担持したものであ
る。第１受熱部２４、第２受熱部２７は第1触媒体２６
からの輻射、排熱を受けやすいように第1触媒体２６の
通気孔に対面させ、第３受熱部３３は第３触媒体３１か
らの排熱を受けやすいように配設している。第1整流板
２８、第２整流板３０は第２触媒体２９への混合ガス整
流作用と第２触媒体２９からの受熱作用を有し、第２整
流板３０、第３整流板３２は第３触媒体３１への混合ガ
ス整流作用と第３触媒体３１からの受熱作用を有してい
る。予熱ヒータは２５０Ｗ仕様を２個使用し、第１触媒
体は１５０×７０×２０、２００セル／inch2にＰｄ
３ｇ／ｌで担持、第２触媒体は１５０×７０×１０、４
００セル／inch2にＰｄ ３ｇ／ｌで担持、第３触媒体
は１５０×７０×１０、４００セル／inch2にＰｄ ３
ｇ／ｌで担持したものを使用した。
施例１について説明する。図１は実施例１の斜視断面
図、図２は実施例１の縦断面図、図３は実施例１のセン
サーの断面図である。実施例１の触媒燃焼装置の主要部
は予混合ガス供給部１７、触媒燃焼部１８、熱交換部１
９で構成される。また、予混合ガス供給部１７は予混合
ガス流れ方向に対して予混合ガス導入部２０、予混合ガ
ス気化室２１、予混合ガス噴出部２２で構成され、予混
合ガス気化室２１の外周部には埋め込みヒータ２３が配
設されている。触媒燃焼部１８は予混合ガス流れ方向に
対して順次第1受熱部２４、予熱ヒータ２５ａ、２５
ｂ、第1触媒体２６、第２受熱部２７、第１整流板２
８、第２触媒体２９、第２整流板３０、第３触媒体３
１、第３整流板３２、第３受熱部３３、排ガス流出部３
４で構成され、熱交換部１９は触媒燃焼部１８の外筒筐
体３５に銅配管３６が溶接されて構成される。また第1
受熱部２４、第２受熱部２７、第１整流板２８、第２整
流板３０、第３整流板３２、第３受熱部３３は外筒筐体
３５と一体物として構成し、アルミニウム材を使用し
た。第1触媒体２６、第２触媒体２９、第３触媒体３１
は連通孔を有するコージライトハニカムを基体とし、パ
ラジウム触媒を活性アルミナ担体に担持したものであ
る。第１受熱部２４、第２受熱部２７は第1触媒体２６
からの輻射、排熱を受けやすいように第1触媒体２６の
通気孔に対面させ、第３受熱部３３は第３触媒体３１か
らの排熱を受けやすいように配設している。第1整流板
２８、第２整流板３０は第２触媒体２９への混合ガス整
流作用と第２触媒体２９からの受熱作用を有し、第２整
流板３０、第３整流板３２は第３触媒体３１への混合ガ
ス整流作用と第３触媒体３１からの受熱作用を有してい
る。予熱ヒータは２５０Ｗ仕様を２個使用し、第１触媒
体は１５０×７０×２０、２００セル／inch2にＰｄ
３ｇ／ｌで担持、第２触媒体は１５０×７０×１０、４
００セル／inch2にＰｄ ３ｇ／ｌで担持、第３触媒体
は１５０×７０×１０、４００セル／inch2にＰｄ ３
ｇ／ｌで担持したものを使用した。
【００２１】図３の燃焼排ガスセンサー５０は第３触媒
体３１の下流部、第３整流板３２付近に固定した。燃焼
排ガスセンサー５０は活性温度センサー５０ａと不活性
温度センサー５０ｂより構成され、活性温度センサー５
０ａは外表面に触媒層５２を設けた温度センサー５１
ａ、不活性温度センサー５０ｂは５０ａの触媒層５２と
同等の吸放熱特性の緩衝層５３を設けた温度センサー５
１ｂである。
体３１の下流部、第３整流板３２付近に固定した。燃焼
排ガスセンサー５０は活性温度センサー５０ａと不活性
温度センサー５０ｂより構成され、活性温度センサー５
０ａは外表面に触媒層５２を設けた温度センサー５１
ａ、不活性温度センサー５０ｂは５０ａの触媒層５２と
同等の吸放熱特性の緩衝層５３を設けた温度センサー５
１ｂである。
【００２２】次に、動作についての説明を行なう。ま
ず、燃焼開始時には予熱ヒーター２５ａ、２５ｂに通電
して第１触媒体２６を活性化温度以上、約３５０℃に予
熱した後、予熱ヒーター２５ａ、２５ｂへの通電を停止
し、予混合ガスを予混合ガス供給部１から供給して第１
触媒体２６で触媒燃焼を開始させる。その後、第１触媒
体２６からの排熱により、第２触媒体２９が加熱され、
第２触媒体２９でも触媒燃焼を開始する。触媒燃焼時に
は第１触媒体２６および第２触媒体２９でほとんどの燃
焼が完結し、第３触媒体では第２触媒体通過後に残るわ
ずかな未燃排ガスを浄化する作用を有する。燃焼反応熱
が触媒体から輻射エネルギーとして射出される。この輻
射エネルギーは第１受熱部２４等で吸収されて再び熱エ
ネルギーに変換されることにより、熱交換部１９へ伝熱
される。さらに、熱エネルギーは熱伝導により、熱交換
部１９から熱伝達により銅配管内の被加熱冷媒へ伝熱さ
れる輻射伝熱は流れを乱さないため、第１触媒体２６、
第２触媒体２９における燃焼反応は阻害されることがな
く、被加熱冷媒への熱交換量を増加させても燃焼安定性
を確保することができる。触媒体の通気孔に対面させた
受熱部を設け、触媒体と受熱部を交互に複数組設置する
ことにより、触媒体から受熱部への輻射伝熱を促進する
とともに触媒体における高燃焼量時において、高温にな
りやすい触媒体の触媒表面温度を低減することができ
る。触媒燃焼部室内で予混合気の流れ方向を受熱部を活
用して矩形制御することで内部での熱媒体滞留時間を長
くできる。それによって受熱部での受熱効率向上、接触
時間増加が図れる。第３触媒体３１を通過した排ガスは
排ガス流出部３４を通り、外部に排出される。連通孔を
有するハニカム格子形状の基体に触媒を担持した触媒体
とすることにより、熱応力に対する強度等を高め、耐寿
命性を向上させることができる。高燃焼量時において、
通常高温になりやすい触媒体の触媒表面温度を低減して
耐熱限界温度以下に抑え、高負荷タイプの熱交換一体型
触媒燃焼式熱源機を実現できるため、機器の小型化が可
能となる。
ず、燃焼開始時には予熱ヒーター２５ａ、２５ｂに通電
して第１触媒体２６を活性化温度以上、約３５０℃に予
熱した後、予熱ヒーター２５ａ、２５ｂへの通電を停止
し、予混合ガスを予混合ガス供給部１から供給して第１
触媒体２６で触媒燃焼を開始させる。その後、第１触媒
体２６からの排熱により、第２触媒体２９が加熱され、
第２触媒体２９でも触媒燃焼を開始する。触媒燃焼時に
は第１触媒体２６および第２触媒体２９でほとんどの燃
焼が完結し、第３触媒体では第２触媒体通過後に残るわ
ずかな未燃排ガスを浄化する作用を有する。燃焼反応熱
が触媒体から輻射エネルギーとして射出される。この輻
射エネルギーは第１受熱部２４等で吸収されて再び熱エ
ネルギーに変換されることにより、熱交換部１９へ伝熱
される。さらに、熱エネルギーは熱伝導により、熱交換
部１９から熱伝達により銅配管内の被加熱冷媒へ伝熱さ
れる輻射伝熱は流れを乱さないため、第１触媒体２６、
第２触媒体２９における燃焼反応は阻害されることがな
く、被加熱冷媒への熱交換量を増加させても燃焼安定性
を確保することができる。触媒体の通気孔に対面させた
受熱部を設け、触媒体と受熱部を交互に複数組設置する
ことにより、触媒体から受熱部への輻射伝熱を促進する
とともに触媒体における高燃焼量時において、高温にな
りやすい触媒体の触媒表面温度を低減することができ
る。触媒燃焼部室内で予混合気の流れ方向を受熱部を活
用して矩形制御することで内部での熱媒体滞留時間を長
くできる。それによって受熱部での受熱効率向上、接触
時間増加が図れる。第３触媒体３１を通過した排ガスは
排ガス流出部３４を通り、外部に排出される。連通孔を
有するハニカム格子形状の基体に触媒を担持した触媒体
とすることにより、熱応力に対する強度等を高め、耐寿
命性を向上させることができる。高燃焼量時において、
通常高温になりやすい触媒体の触媒表面温度を低減して
耐熱限界温度以下に抑え、高負荷タイプの熱交換一体型
触媒燃焼式熱源機を実現できるため、機器の小型化が可
能となる。
【００２３】燃焼排ガスセンサー５０は第３整流板３２
付近に固定され常に燃焼排ガスに接触しているが、触媒
燃焼が正常な燃焼をしている時には第１触媒体２６およ
び第２触媒体２９でほとんどの燃焼が完結し、第３触媒
体で第２触媒体通過後に残るわずかな未燃排ガスも浄化
されているために活性温度センサー５０ａに設けられた
触媒層は何ら発熱反応を起こさないため２つの温度セン
サー５０ａ、５０ｂが検出する温度はほぼ等しい。しか
し、触媒燃焼が正常燃焼状態の範囲を逸脱すると第１触
媒体２６および第２触媒体２９で燃焼が完結せず、さら
に第３触媒体で浄化を完了することもできないため、未
燃焼ガスが燃焼排ガスセンサー５０部に到達する。する
と活性温度センサー５０ａに設けられた触媒層は周囲の
未燃焼ガスと反応し発熱反応を起こす、しかし不活性温
度センサー５０ｂは発熱反応を起こさないため２つの温
度センサー５０ａ、５０ｂが検出する温度に差が生じ
る。この温度差を検出することにより異常な燃焼状態を
検出することが可能になる。
付近に固定され常に燃焼排ガスに接触しているが、触媒
燃焼が正常な燃焼をしている時には第１触媒体２６およ
び第２触媒体２９でほとんどの燃焼が完結し、第３触媒
体で第２触媒体通過後に残るわずかな未燃排ガスも浄化
されているために活性温度センサー５０ａに設けられた
触媒層は何ら発熱反応を起こさないため２つの温度セン
サー５０ａ、５０ｂが検出する温度はほぼ等しい。しか
し、触媒燃焼が正常燃焼状態の範囲を逸脱すると第１触
媒体２６および第２触媒体２９で燃焼が完結せず、さら
に第３触媒体で浄化を完了することもできないため、未
燃焼ガスが燃焼排ガスセンサー５０部に到達する。する
と活性温度センサー５０ａに設けられた触媒層は周囲の
未燃焼ガスと反応し発熱反応を起こす、しかし不活性温
度センサー５０ｂは発熱反応を起こさないため２つの温
度センサー５０ａ、５０ｂが検出する温度に差が生じ
る。この温度差を検出することにより異常な燃焼状態を
検出することが可能になる。
【００２４】一般に燃焼触媒は燃料中の不純物などによ
り時間の経過につれて活性が低下する傾向がある、活性
が低下した燃焼触媒は処理できる燃料が少なくなり未燃
焼ガスを生成するようになる。したがって実施例１に示
した燃焼排ガスセンサーは触媒の劣化判定に特に有効で
ある。
り時間の経過につれて活性が低下する傾向がある、活性
が低下した燃焼触媒は処理できる燃料が少なくなり未燃
焼ガスを生成するようになる。したがって実施例１に示
した燃焼排ガスセンサーは触媒の劣化判定に特に有効で
ある。
【００２５】図４は実施例１によって得られた触媒燃焼
式熱源機を用いて、空気比（供給空気量／理論空気量）
＝１．８において弱燃焼から強燃焼まで可変させて燃焼
特性を評価し燃焼排ガス温度センサーの出力とＨＣ／Ｃ
Ｏ２の測定値を比較したものである。この範囲において
２つの測定結果は良く一致している。
式熱源機を用いて、空気比（供給空気量／理論空気量）
＝１．８において弱燃焼から強燃焼まで可変させて燃焼
特性を評価し燃焼排ガス温度センサーの出力とＨＣ／Ｃ
Ｏ２の測定値を比較したものである。この範囲において
２つの測定結果は良く一致している。
【００２６】（実施例２）実施例２で使用する燃焼排ガ
スセンサー６０を図５に示す。燃焼排ガスセンサー６０
は活性温度センサー６０ａと不活性温度センサー６０ｂ
より構成され、活性温度センサー６０ａは表面に触媒層
６２を設けた受風板６４ａに温度センサー６１ａと断熱
層６５ａを備えたもの、不活性温度センサー６０ｂは表
面に緩衝層６３を設けた受風板６４ｂに温度センサー６
１ｂと断熱層６５ｂを備えたものである。第１の受風板
６０aの表面に触媒層を設け、第２の受風板６０bの表面
は不活性なままとしてそれぞれの受風板の温度を温度セ
ンサーで検出する様にしたものである（第１の実施例で
は温度センサー表面に直接触媒体を塗布して検出温度に
差を持たせた）。受風板６４a、ｂは第３触媒体３１の
下流部、第３整流板３２付近に固定した。動作は第１の
実施例と同様であるので説明を省略する。
スセンサー６０を図５に示す。燃焼排ガスセンサー６０
は活性温度センサー６０ａと不活性温度センサー６０ｂ
より構成され、活性温度センサー６０ａは表面に触媒層
６２を設けた受風板６４ａに温度センサー６１ａと断熱
層６５ａを備えたもの、不活性温度センサー６０ｂは表
面に緩衝層６３を設けた受風板６４ｂに温度センサー６
１ｂと断熱層６５ｂを備えたものである。第１の受風板
６０aの表面に触媒層を設け、第２の受風板６０bの表面
は不活性なままとしてそれぞれの受風板の温度を温度セ
ンサーで検出する様にしたものである（第１の実施例で
は温度センサー表面に直接触媒体を塗布して検出温度に
差を持たせた）。受風板６４a、ｂは第３触媒体３１の
下流部、第３整流板３２付近に固定した。動作は第１の
実施例と同様であるので説明を省略する。
【００２７】（実施例３）実施例３で使用する燃焼排ガ
スセンサー７０を図６に示す。燃焼排ガスセンサー７０
は、片面に活性温度センサー７１ａ、触媒層７２、断熱
層７５ａを設け反対面に不活性温度センサー７１ｂ、緩
衝層７３、断熱層７５ｂを設けた断熱性素材の受風板７
４である。受風板７４の片面に触媒層を設け、裏面に触
媒層と同等の吸放熱特性の緩衝層を設け、基材に断熱性
を持たせ触媒層の発熱を裏面に伝えない構成としそれぞ
れの面の温度を温度センサーで検出する様にしたもので
ある（第１の実施例では温度センサー表面に直接触媒体
を塗布して検出温度に差を持たせた）。受風板７４は第
３触媒体３１の下流部、第３整流板３２付近に両面に均
一に燃焼空気が触れるように、燃焼空気の流れと平行な
方向な向きに固定した。動作は第１の実施例と同様であ
るので説明を省略する。
スセンサー７０を図６に示す。燃焼排ガスセンサー７０
は、片面に活性温度センサー７１ａ、触媒層７２、断熱
層７５ａを設け反対面に不活性温度センサー７１ｂ、緩
衝層７３、断熱層７５ｂを設けた断熱性素材の受風板７
４である。受風板７４の片面に触媒層を設け、裏面に触
媒層と同等の吸放熱特性の緩衝層を設け、基材に断熱性
を持たせ触媒層の発熱を裏面に伝えない構成としそれぞ
れの面の温度を温度センサーで検出する様にしたもので
ある（第１の実施例では温度センサー表面に直接触媒体
を塗布して検出温度に差を持たせた）。受風板７４は第
３触媒体３１の下流部、第３整流板３２付近に両面に均
一に燃焼空気が触れるように、燃焼空気の流れと平行な
方向な向きに固定した。動作は第１の実施例と同様であ
るので説明を省略する。
【００２８】
【発明の効果】上記実施例の説明から明らかなように、
２つの温度センサーの内、一方の外表面にのみ触媒体を
塗布し、他方の温度センサーと比較し発熱状態を検出
し、燃焼排ガスの状態を測定して、燃焼を制御する構成
の触媒燃焼機構を用いることにより排気ガスの清浄度が
高いクリーンな冷媒加熱型空気調和機が提供できる。
２つの温度センサーの内、一方の外表面にのみ触媒体を
塗布し、他方の温度センサーと比較し発熱状態を検出
し、燃焼排ガスの状態を測定して、燃焼を制御する構成
の触媒燃焼機構を用いることにより排気ガスの清浄度が
高いクリーンな冷媒加熱型空気調和機が提供できる。
【図１】本発明の実施例１の触媒燃焼式熱源機の斜視断
面図
面図
【図２】本発明の実施例１の触媒燃焼式熱源機の縦断面
図
図
【図３】本発明の実施例１の温度センサーの断面図
【図４】本発明の実施例１の触媒燃焼式熱源機を使用し
た測定結果を示す図
た測定結果を示す図
【図５】本発明の実施例２の温度センサーの断面図
【図６】本発明の実施例３の温度センサーの断面図
【図７】従来の冷媒加熱型空気調和機の冷凍サイクル図
１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室内機 ４ａ，４ｃ 冷媒流量制御弁 ５ 三方弁 ６ 室内熱交換器 ７ 室内ファン ８ メイン流量制御弁 ９ 二方弁 １０ 冷媒加熱器 １１ バーナモータ １２ 電磁ポンプ １３ アキュームレータ １４ 室外熱交換器 １５ 室外ファン １６ａ，１６ｂ 逆止弁 １７ 混合ガス供給部 １８ 触媒燃焼部 １９ 熱交換部 ２０ 混合ガス導入部 ２１ 混合ガス気化室 ２２ 混合ガス噴出部 ２３ 埋め込みヒータ ２４ 第１受熱部 ２５ａ，２５ｂ 予熱ヒータ ２６ 第1触媒体 ２７ 第２受熱部 ２８ 第１整流板 ２９ 第２触媒体 ３０ 第２整流板 ３１ 第３触媒体 ３２ 第３整流板 ３３ 第３受熱部 ３４ 排ガス流出部 ３５ 外筒筐体 ３６ 銅配管 ５０ 第１の温度センサー ６０ 第２の温度センサー ７０ 第３の温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K065 TA01 TC05 TK02 TK04 TK06 TL01 TN01 TN09 3K070 DA02 DA25 DA52 3L092 MA01 PA11
Claims (5)
- 【請求項１】 室内ユニットに対して圧縮機および冷媒
加熱器を備えた室外ユニットを有し、暖房時に圧縮機か
ら吐出された冷媒を室内熱交換器に送り込み、前記室内
熱交換器から流出した冷媒を冷媒加熱器にて加熱させて
圧縮機に送り込む構成を有した冷媒加熱型空気調和機で
あって、前記冷媒加熱器の熱源が触媒燃焼機構であり、
燃焼部から排出される燃焼排ガスの状態を触媒反応によ
る発熱を測定するセンサーにより検出し燃焼状態を制御
することを特徴とする冷媒加熱型空気調和機。 - 【請求項２】 前記燃焼排ガスの状態を測定するセンサ
ーとして、一方の温度センサーの外表面にのみ触媒体を
塗布した２つの温度センサーで構成されるセンセー対と
したことを特徴とする請求項1記載の冷媒加熱型空気調
和機。 - 【請求項３】 前記燃焼排ガスの状態を測定するセンサ
ーとして、表面に触媒体を塗布した受風体と、表面に触
媒体を塗布していない受風体で構成されるセンサー対と
したことを特徴とする請求項1記載の冷媒加熱型空気調
和機。 - 【請求項４】 前記燃焼排ガスの状態を測定するセンサ
ーとして、受風板の片面に触媒層を設け、裏面に触媒層
と同等の吸放熱特性の緩衝層を設け、基材に断熱性を持
たせ触媒層の発熱を裏面に伝えない構成としたことを特
徴とする請求項1記載の冷媒加熱型空気調和機。 - 【請求項５】 熱源が触媒燃焼機構であり、燃焼部から
排出される燃焼排ガスの状態を触媒反応による発熱を測
定することを特徴とするセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002192A JP2002206817A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 冷媒加熱型空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002192A JP2002206817A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 冷媒加熱型空気調和機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002206817A true JP2002206817A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18870738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001002192A Pending JP2002206817A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 冷媒加熱型空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002206817A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006068625A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Casio Comput Co Ltd | 反応装置 |
| CN111121872A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 液化空气(中国)投资有限公司 | 一种能够实时监控、调节炉内燃烧状况的装置和方法 |
| CN114811699A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-29 | 山东省节能技术研究院 | 浅氢能吸收式空气源热泵系统 |
-
2001
- 2001-01-10 JP JP2001002192A patent/JP2002206817A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006068625A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Casio Comput Co Ltd | 反応装置 |
| JP4715134B2 (ja) * | 2004-09-01 | 2011-07-06 | カシオ計算機株式会社 | 反応装置 |
| CN111121872A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 液化空气(中国)投资有限公司 | 一种能够实时监控、调节炉内燃烧状况的装置和方法 |
| CN114811699A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-29 | 山东省节能技术研究院 | 浅氢能吸收式空气源热泵系统 |
| CN114811699B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-04-25 | 山东省节能技术研究院 | 浅氢能吸收式空气源热泵系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050630 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060926 |