JP3072264B2 - 暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房装置に関する
ものである。より詳しくは、暖房熱負荷の調整幅を広く
取ることにより、設備削減と室内の快適性の向上を図り
得るようにした暖房装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工場などの大規模空間の暖房を
考える場合、その空間に必要な最大暖房熱負荷を計算に
よって求め、得られた最大暖房熱負荷に立上り係数とし
て１．１〜１．２を掛けて必要暖房能力とする。こうし
て必要暖房能力が得られたら、必要暖房能力に見合う台
数の暖房装置を導入するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして暖房装置を設置する場合、以下のような問題
があった。

【０００４】即ち、室温の立上り負荷は、月曜日や休日
明けの日の早朝の始業開始直後１〜２時間がピークであ
り、その後は、気温の上昇や、工場の稼働に伴う照明や
設備機器や炉などからの内部発熱による温度上昇が加わ
るため、暖房熱負荷は急激に減少するので、経験的にい
って、日中は最大暖房熱負荷の４０％以下の暖房熱負荷
で足りることとなる。特に、通常のＯＮ−ＯＦＦ制御式
の暖房装置の場合には、最大暖房熱負荷の３６〜３３％
程度の暖房熱負荷で足りることとなる。

【０００５】従って、立上り時を除けば、日中は、暖房
機器はその能力の１／３しか使用していないこととな
り、設備過剰状態となっている。

【０００６】又、ＯＮ−ＯＦＦ制御式の暖房装置の場
合、ＯＮ−ＯＦＦを繰返すことによって温度を調整させ
るものであるため、室温の変動が大きく、室内の快適性
が損われる傾向にある。

【０００７】本発明は、上述の実情に鑑み、暖房熱負荷
の調整幅を広く取ることにより、設備削減と室内の快適
性の向上を図り得るようにした暖房装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の暖房装置では、ＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁
４２，４３を有し且つ燃料ポンプ４１から燃料噴射ノズ
ル１１へ連なる燃料供給管３８と、ＨＩ−ＬＯＷ切換用
電磁弁４７を有し且つ燃料供給管３８から分岐して上記
とは別の燃料噴射ノズル１２に連なる分岐燃料供給管４
６と、ＨＩ−ＯＶＩ（オーバーインプット）切換用調圧
弁４８及びＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁５０を有し且つ燃
料ポンプ４１の入出側を接続する戻流路４９と、室温検
出器５３からの室温検出信号５４によってＯＮ−ＯＦＦ
切換用電磁弁４２，４３を開閉するバーナ制御装置５７
と、室温検出器５３からの室温検出信号５４によってＨ
Ｉ−ＬＯＷ切換用電磁弁４７を開閉する温度指示調節計
６０と、燃料噴射ノズル１１，１２に燃焼用空気を送給
する燃焼用空気送風機１４並びに燃料噴射ノズル１１，
１２による燃焼の結果発生した燃焼ガス３を排出する排
気送風機４の回転数を調整し得るインバータ装置３０
と、前記温度指示調節計６０からのＯＶＩ運転指示信号
６１及びタイマー６４の設定日時と作動時間６２に応じ
てＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁５０を開閉させ且つインバ
ータ装置３０を作動させるＯＶＩ切換リレー３４とを備
え、設定日時の所定時間にだけ、温度指示調節計６０か
らのＯＶＩ運転指示信号６１に応じて、燃料噴射ノズル
１１，１２への燃料供給量が増加し且つ燃焼用空気送風
機１４と排気送風機４の回転数が上昇する過負荷運転を
行ない得るように構成している。

【０００９】

【００１０】

【００１１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１２】室温検出器５３の室温検出信号５４に応じ
て、バーナ制御装置５７がＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁４
２，４３を開き、室温検出信号５４に応じて、温度指示
調節計６０がＨＩ−ＬＯＷ切換用電磁弁４７を閉じ、Ｏ
ＶＩ切換リレー３４により、ＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁
５０がＨＩ−ＯＶＩ切換用調圧弁４８を閉じた状態で
は、燃料ポンプ４１からの燃料が、燃料供給管３８を経
て燃料噴射ノズル１１だけに送給され、ＬＯＷ運転が行
われる。

【００１３】室温が低下すると、室温検出器５３の室温
検出信号５４に応じて、温度指示調節計６０がＨＩ−Ｌ
ＯＷ切換用電磁弁４７を開き、燃料ポンプ４１より吐出
される燃料が、燃料供給管３８、分岐燃料供給管４６を
経て別の燃料噴射ノズル１２にも送給され、ＨＩ運転が
行われる。

【００１４】設定日時になると、温度指示調節計６０の
ＯＶＩ運転指示信号６１及びタイマー６４の設定日時と
作動時間６２に応じて、ＯＶＩ切換リレー３４により、
ＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁５０がＨＩ−ＯＶＩ切換用調
圧弁４８を開き、燃料ポンプ４１から両燃料噴射ノズル
１１，１２への燃料供給量が増加するとともに、インバ
ータ装置３０が燃焼用空気送風機１４と排気送風機３の
回転数を上昇させて、ＯＶＩ運転（オーバーインプット
運転、即ち、過負荷運転）となる。

【００１５】以上により、暖房熱負荷の調整幅が広くな
り、設備削減と室内の快適性の向上を図ることが可能と
なる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施の形態の一例であ
る。

【００２０】過負荷燃焼に耐え得る構造及び材質を備え
た燃焼室１を設け、燃焼室１の出側に熱交換器２を接続
し、熱交換器２の出側に外部へ燃焼ガス３を排出するた
めの排気送風機４を接続する。

【００２１】前記燃焼室１と熱交換器２を、暖房用空気
５を熱交換器２へ送風するための暖房用空気送風機６を
一側に備え、他側に温風７を吹出すための温風吹出口８
を備えた温風式の暖房装置本体９の内部へ収容する。

【００２２】又、燃焼室１の熱交換器２とは反対の側
に、ノズルボディ１０内に複数基（図では二基）の燃料
噴射ノズル１１，１２を設置して成るバーナ部１３を取
付け、ノズルボディ１０に燃焼用空気送風機１４を接続
し、燃焼用空気送風機１４の出口部１５に、ダンパモー
タ１６によって開度を切換え得るようにしたダンパ１７
を設置する。又、ノズルボディ１０に、点火トランス１
８によって点火用のスパークを発生し得るようにした点
火栓１９を設けると共に、ノズルボディ１０に、着火と
消炎を検出するための火炎検出器２０を設ける。

【００２３】尚、２１，２２は燃料噴射ノズル１１，１
２の燃焼によって発生した火炎である。

【００２４】更に、排気送風機４と暖房用空気送風機６
と燃焼用空気送風機１４のモータ部２３〜２５へ電力２
６〜２８を供給する電力供給装置２９を設けると共に、
電力供給装置２９と排気送風機４及び燃焼用空気送風機
１４のモータ部２３，２５との間に電力２６，２８の周
波数を制御して回転数を調整させるインバータ装置３
０、及び、過電流継電器３１，３２を設け、インバータ
装置３０に対しＯＶＩ運転信号３３を入り切りするため
のＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３４を設ける。

【００２５】尚、ＯＶＩとは、オーバーインプット、即
ち、過負荷運転の意味であり、ＯＶＩ運転信号３３は、
ＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３４の接点３５に接続されてい
る。

【００２６】そして、重油などの燃料３６を貯留するよ
うにした燃料タンク３７からの燃料３６をＬＯＷ運転用
の燃料噴射ノズル１１へ供給するための燃料供給管３８
を設け、燃料供給管３８の途中に、燃料タンク３７に近
い側から順に、ストレーナ３９、燃料３６の噴射圧力を
設定するための手動式の調圧弁４０を内蔵され（図では
代替回路上に記載されている）且つ前記燃焼用空気送風
機１４と同期駆動される燃料ポンプ４１、確実に作動す
るよう二重に設けられたＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁４
２，４３、圧力計４４、燃料予熱器４５を取付け、燃料
供給管３８の圧力計４４と燃料予熱器４５との間の位置
から分岐された分岐燃料供給管４６を残りの燃料噴射ノ
ズル１２へ接続し、分岐燃料供給管４６の途中にＨＩ−
ＬＯＷ切換用電磁弁４７を取付ける。

【００２７】更に、燃料供給管３８における燃料ポンプ
４１の入出側間にＨＩ−ＯＶＩ切換用調圧弁４８を備え
た戻流路４９を接続し、戻流路４９にＨＩ−ＯＶＩ切換
用電磁弁５０を設け、電力供給装置２９からの電力５１
をＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３４の接点５２を介してＨＩ
−ＯＶＩ切換用電磁弁５０へ送るようにする。

【００２８】そして、ルームサーモスタットなどの室温
検出器５３からの室温検出信号５４と、火炎検出器２０
からの火炎検出信号５５を入力してＯＮ−ＯＦＦ切換用
電磁弁４２，４３へＯＮ−ＯＦＦ切換信号５６を送るバ
ーナ制御装置５７を設ける。

【００２９】尚、６５はバーナ制御装置５７の設定温度
である。

【００３０】又、前記室温検出器５３からの室温検出信
号５４を入力して、設定温度５８に応じて、ダンパモー
タ１６及びＨＩ−ＬＯＷ切換用電磁弁４７へＨＩ−ＬＯ
Ｗ切換信号５９を送ると共に、ＯＶＩ運転指示信号６１
を出力する温度指示調整計６０を設け、温度指示調節計
６０からのＯＶＩ運転指示信号６１を入力して、設定日
時と所定時間６２に応じてＯＶＩ運転指示信号６１をＨ
Ｉ−ＯＶＩ切換リレー３４のコイル６３へ送るウイーク
リータイマーなどのタイマー６４を設ける。

【００３１】次に、作動について説明する。

【００３２】運転に先立って、バーナ制御装置５７にＬ
ＯＷ運転を行う温度を設定し、温度指示調節計６０とバ
ーナ制御装置５７にＨＩ運転を行う温度を設定し、温度
指示調節計６０にＯＶＩ運転を行う温度を設定すると共
に、ウイークリータイマーなどのタイマー６４にＯＶＩ
運転を行う日時を設定しておく。尚、図では、ＬＯＷ運
転を行う温度が３０度以下、ＨＩ運転を行う温度が２０
度以下、ＯＶＩ運転を行う温度が１０度以下、ＯＶＩ運
転を行う日時は月曜日の朝９時から２時間などとなって
いるが、これらは説明の都合上定めた一例に過ぎず、実
際には任意の値に設定することができる。

【００３３】そして、電力供給装置２９を図示しない商
用電源或いは家庭用電源に接続すると、先ず、電力供給
装置２９により、排気送風機４と暖房用空気送風機６と
燃焼用空気送風機１４のモータ部２３〜２５へ電力２６
〜２８が供給され、これらが一定の回転数で回転駆動さ
れることになる。

【００３４】これにより、燃焼用空気送風機１４によっ
てバーナ部１３のノズルボディ１０へ燃焼用空気が供給
され、排気送風機４によって燃焼室１及び熱交換器２を
出た燃焼ガス３が外部へ強制的に排出される。又、暖房
用空気送風機６によって熱交換器２へ暖房用空気５が供
給され、熱交換器２で熱交換された温風７が温風吹出口
８から室内へ吹出され、室内を暖房する。

【００３５】これと同時に、燃焼用空気送風機１４のモ
ータ部２５に連結された燃料ポンプ４１が駆動され、燃
料タンク３７内の重油などの燃料３６がストレーナ３９
を介して燃料供給管３８へ吸引される。

【００３６】そして、日中の大部分を占めるＬＯＷ運転
時には、燃料供給管３８のＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁４
２，４３は開、分岐燃料供給管４６のＨＩ−ＬＯＷ切換
用電磁弁４７は閉、燃焼用空気送風機１４の出口部１５
のダンパ１７は開度を絞ったＬＯＷ側、戻流路４９のＨ
Ｉ−ＯＶＩ切換用電磁弁５０は燃料供給管３８の圧力を
下げるため開となっており、燃料ポンプ４１によって吸
引された燃料３６は、必要に応じ燃料予熱器４５で予熱
されるなどして、燃料噴射ノズル１１から噴射され、燃
焼用空気送風機１４からの燃焼用空気と混合されて、点
火トランス１８により点火栓１９から発生されたスパー
クによって着火されるなどして、燃焼される。燃料噴射
ノズル１１における燃焼により燃焼室１内で発生した燃
焼ガス３は、熱交換器２へ入り、暖房用空気５と熱交換
された後、排気送風機４によって外部へ排出される。

【００３７】尚、火炎検出器２０からの火炎検出信号５
５により燃料噴射ノズル１１からの火炎２１が消炎して
いることが検知された場合、又は、室温検出器５３から
の室温検出信号５４がＬＯＷ運転を行う温度を上回った
場合には、バーナ制御装置５７がＯＮ−ＯＦＦ切換用電
磁弁４２，４３へＯＮ−ＯＦＦ切換信号５６を送り、Ｏ
Ｎ−ＯＦＦ切換用電磁弁４２，４３を閉にして運転を停
止させる。

【００３８】そして、室温が下がって室温検出器５３か
らの室温検出信号５４がＨＩ運転を行う温度を示した場
合には、温度指示調節計６０がＬＯＷ切換用電磁弁４７
とダンパモータ１６へＨＩ−ＬＯＷ切換信号５９を送
り、分岐燃料供給管４６を開かせると共に、ダンパ１７
をＨＩ側へ回動し、流路を開かせる。

【００３９】これにより、残りの燃料噴射ノズル１２か
ら燃料３６が噴射されて燃焼が行われると共に、燃焼用
空気の風量が増加するので、熱負荷が上がり、ＨＩ運転
となる。

【００４０】更に、月曜日や休日明けの日の早朝など、
室温が特に低くて室温検出器５３からの室温検出信号５
４がＯＶＩ運転を行う温度を示した場合には、温度指示
調節計６０はＯＶＩ運転指示信号６１を出力する。この
場合において、更に、ＯＶＩ運転を行う日時である場合
には、ウイークリータイマーなどのタイマー６４はＯＶ
Ｉ運転指示信号６１をＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３４のコ
イル６３へ中継する。

【００４１】すると、ＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３４の接
点５２が入って、電力供給装置２９からの電力５１がＨ
Ｉ−ＯＶＩ切換用電磁弁５０へ入る。これにより、戻流
路４９が閉じて、戻流路４９からの燃料３６の逆流が停
止され、その分、燃料３６の供給圧力が高められる。

【００４２】これと同時に、ＨＩ−ＯＶＩ切換リレー３
４の接点３５が入って、インバータ装置３０にＯＶＩ運
転信号３３が入り、インバータ装置３０が作動して、電
力供給装置２９と排気送風機４及び燃焼用空気送風機１
４のモータ部２３，２５へ送られる電力２６，２８の周
波数が上げられて、これらの回転数を上昇させる。

【００４３】これにより、燃料３６の供給量及び、燃焼
用空気の風量及び、燃焼ガス３の排気量が増加され、燃
料噴射ノズル１１，１２の熱負荷が高められて、ＯＶＩ
運転（オーバーインプット運転或いは過負荷運転）とな
る。尚、ＯＶＩ運転は、ＨＩ運転に対して１０〜２０％
程度出力が上昇された状態をいう。

【００４４】又、ＯＶＩ運転時でも、暖房用空気送風機
６からの暖房用空気はＨＩ運転時やＬＯＷ運転時と同様
に、一定風量に保たれる。これにより、ＯＶＩ運転時に
おける暖房用空気の温度の上昇度合いを高くすることが
できる。尚、ＬＯＷ運転時も暖房用空気送風機６からの
暖房用空気は一定風量に保たれているので、ＬＯＷ運転
時における暖房用空気の温度の下降度合いも大きくな
る。よって、室温の調整幅を大きく取ることができるよ
うになる。

【００４５】上記ＯＶＩ運転は、室温がＯＶＩ運転のた
めの設定温度５８よりも上がるか、タイマー６４の設定
日時と所定時間６２に応じて、当該時間が経過するまで
の短時間行われる。ＯＶＩ運転が終了したら、通常のＨ
Ｉ運転やＬＯＷ運転などに自動的に切換わる。

【００４６】このように本発明によれば、暖房熱負荷の
調整幅を停止、ＬＯＷ運転、ＨＩ運転、ＯＶＩ運転の４
段階に広げることができる。

【００４７】そして、立上がり時に、短時間だけＯＶＩ
運転を行わせることにより、立上がり時間を短縮するこ
とができ、且つ、立上がりのために暖房装置を過剰に設
ける必要をなくすことができる。

【００４８】又、日中などに、停止、ＬＯＷ運転、ＨＩ
運転を自動的に切換えて最適運転を行わせることによ
り、従来のＯＮ−ＯＦＦ制御に比べ室温の変動を小さく
抑えて、室内の快適性を向上することができると共に、
省エネルギーを図ることもできる。

【００４９】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の暖房装置
によれば、暖房熱負荷の調整幅を広く取ることにより、
設備削減と室内の快適性の向上を図ることができるとい
う優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の系統図である。

【符号の説明】

３ 燃焼ガス ４ 排気送風機 １１，１２ 燃料噴射ノズル １４ 燃焼用空気送風機 ３０ インバータ装置 ３４ ＯＶＩ切換リレー ３８ 燃料供給管 ４１ 燃料ポンプ ４２，４３ ＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁 ４６ 分岐燃料供給管 ４７ ＨＩ−ＬＯＷ切換用電磁弁 ４８ ＨＩ−ＯＶＩ切換用調圧弁 ４９ 戻流路 ５０ ＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁 ５３ 室温検出器 ５４ 室温検出信号 ５７ バーナ制御器 ６０ 温度指示調節計 ６１ ＯＶＩ運転指示信号 ６２ 設定日時と所定時間 ６４ タイマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−117017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−115431（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−95046（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/02 F24C 5/00 F24H 3/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＯＮ−ＯＦＦ切換用電磁弁（４２）（４
   ３）を有し且つ燃料ポンプ（４１）から燃料噴射ノズル
   （１１）へ連なる燃料供給管（３８）と、ＨＩ−ＬＯＷ
   切換用電磁弁（４７）を有し且つ燃料供給管（３８）か
   ら分岐して上記とは別の燃料噴射ノズル（１２）に連な
   る分岐燃料供給管（４６）と、ＨＩ−ＯＶＩ（オーバー
   インプット）切換用調圧弁（４８）及びＨＩ−ＯＶＩ切
   換用電磁弁（５０）を有し且つ燃料ポンプ（４１）の入
   出側を接続する戻流路（４９）と、室温検出器（５３）
   からの室温検出信号（５４）によってＯＮ−ＯＦＦ切換
   用電磁弁（４２）（４３）を開閉するバーナ制御装置
   （５７）と、室温検出器（５３）からの室温検出信号
   （５４）によってＨＩ−ＬＯＷ切換用電磁弁（４７）を
   開閉する温度指示調節計（６０）と、燃料噴射ノズル
   （１１）（１２）に燃焼用空気を送給する燃焼用空気送
   風機（１４）並びに燃料噴射ノズル（１１）（１２）に
   よる燃焼の結果発生した燃焼ガス（３）を排出する排気
   送風機（４）の回転数を調整し得るインバータ装置（３
   ０）と、前記温度指示調節計（６０）からのＯＶＩ運転
   指示信号（６１）及びタイマー（６４）の設定日時と作
   動時間（６２）に応じてＨＩ−ＯＶＩ切換用電磁弁（５
   ０）を開閉させ且つインバータ装置（３０）を作動させ
   るＯＶＩ切換リレー（３４）とを備え、設定日時の所定
   時間にだけ、温度指示調節計（６０）からのＯＶＩ運転
   指示信号（６１）に応じて、燃料噴射ノズル（１１）
   （１２）への燃料供給量が増加し且つ燃焼用空気送風機
   （１４）と排気送風機（４）の回転数が上昇する過負荷
   運転を行ない得るように構成したことを特徴とする暖房
   装置。