JP3468940B2 - ガス燃焼装置 - 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、複数個のバーナを
複数の燃焼ブロックに分割し、各燃焼ブロックに各別に
燃料ガスを供給する燃料ガス供給路を設け、これら各燃
料ガス供給路に燃料ガスの供給を断続する断続弁を設け
るとともに、これら断続弁の作動を制御する制御手段を
設け、この制御手段が、高負荷燃焼時には全燃焼ブロッ
クの全てのバーナを燃焼させ、低負荷燃焼時にはひとつ
の燃焼ブロックのバーナのみを燃焼させるように制御す
るガス燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような構成のガス燃焼装置において
は、高負荷燃焼と低負荷燃焼とのターンダウン比を大き
くすることができ、非常に使い勝手が良いので、種々の
装置において幅広く使用されている。ところで、従来公
知のこの種のガス燃焼装置においては、低負荷燃焼時に
おいて、常に同じ燃焼ブロックのバーナのみを燃焼させ
る構造であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、低負荷燃
焼時に燃焼する燃焼ブロックのバーナについては、低負
荷燃焼時は勿論のこと、高負荷燃焼時にも、場合によっ
ては、低負荷と高負荷との間の中負荷燃焼時においても
燃焼することになり、他の燃焼ブロックのバーナと比較
して累積燃焼時間が長くなり、それだけ劣化も早くなる
という欠点があった。このように、特定の燃焼ブロック
の劣化が早くなれば、燃焼装置そのものの耐久性も特定
の燃焼ブロックに左右されることになり、この点に改善
の余地があった。

【０００４】その他、この種のガス燃焼装置を水加熱用
の熱交換器を備えた給湯装置に使用する場合、熱交換器
のうちの低負荷燃焼時に燃焼する燃焼ブロックに対応す
る部分のみが局部的に長時間加熱されることになり、熱
交換器の局部的な劣化が促進されるのみならず、燃焼生
成物が局部的に付着して燃焼用空気の流れを乱し、ガス
の燃焼にも悪影響を与えるという欠点があった。

【０００５】本発明は、上述のような従来の欠点に着目
したもので、その目的は、高負荷燃焼時には全燃焼ブロ
ックを、低負荷燃焼時にはひとつの燃焼ブロックのみを
燃焼させてターンダウン比を大きくしながらも、各燃焼
ブロックの累積燃焼時間を極力均一化し、それによって
局部的な劣化の促進を防止して耐久性を向上させること
ができるとともに、熱交換器を備えた給湯装置に使用す
る場合においては、熱交換器への燃焼生成物の局部的な
付着を極力防止し、燃焼用空気の流れを長時間にわたっ
て良好に維持して、ガスの燃焼を良好に行い得るガス燃
焼装置の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、高負荷燃焼時には
全燃焼ブロックの全てのバーナを燃焼させ、低負荷燃焼
時にはひとつの燃焼ブロックのバーナのみを燃焼させる
ように制御する制御手段が、低負荷燃焼時に燃焼させる
燃焼ブロックを自動的に切り換え制御するものであるか
ら、従来のようにターンダウン比を大きくしながら、特
定の燃焼ブロックの累積燃焼時間のみが極端に長くなる
ことを回避し、各燃焼ブロックの累積燃焼時間を極力均
一化して、全体としての耐久性を向上させることができ
る。しかも、複数の燃焼ブロックを淡燃焼用バーナを有
する淡燃焼ブロックと濃燃焼用バーナを有する濃燃焼ブ
ロックとから構成し、前記淡燃焼ブロックの両側に濃燃
焼ブロックを位置させるものであるから、高負荷燃焼時
においては、全燃焼ブロックを燃焼させることによって
濃淡燃焼となり、例え燃焼温度が高くてＮＯｘ発生量の
多い高ウォッベ指数のガスを使用する場合においても、
ＮＯｘの発生を極力抑えながら安定した燃焼が可能で、
しかも、低負荷燃焼時に濃燃焼ブロックのひとつを燃焼
させることにより、ターンダウン比を大きくすることが
できる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、低負荷燃
焼による燃焼時間が設定時間に達する毎に、低負荷燃焼
時に燃焼させる燃焼ブロックを切り換え制御すること
で、各燃焼ブロックの累積燃焼時間の均一化を図り、そ
れによって装置の耐久性を向上させることができる。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、低負荷燃
焼の燃焼回数が設定回数に達する毎に、低負荷燃焼時に
燃焼させる燃焼ブロックを切り換え制御することで、同
じく各燃焼ブロックの累積燃焼時間の均一化を図り、装
置の耐久性を向上させることができる。

【０００９】

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、各燃焼ブ
ロックに各別に燃料ガスを供給する燃料ガス供給路を主
燃料ガス供給路から分岐させ、その分岐箇所より上流の
主燃料ガス供給路に電磁式の比例弁を設けるものである
から、高負荷燃焼時においても、低負荷燃焼時において
も、主燃料ガス供給路に設けた共通の電磁式比例弁によ
って燃料ガスの供給量を制御することができ、各燃焼ブ
ロックの燃料ガス供給路に各別に電磁式比例弁を設ける
場合に比較して、電磁式比例弁の個数を減らすことがで
き、コストダウンを図り得る。

【００１１】請求項５に記載の発明によれば、このガス
燃焼装置を水加熱用の熱交換器を備えた給湯装置に使用
することで、熱交換器への燃焼生成物の局部的な付着を
極力防止し、燃焼用空気の流れを長時間にわたって所望
通りに維持しながら、良好なガス燃焼を行い得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明によるガス燃焼装置の実施
の形態を図面に基づいて説明する。図１は、給湯装置全
体の概略を示し、給水路１から供給される水を加熱する
ためのフィンチューブ型の熱交換器２と、この熱交換器
２を加熱するためのガスバーナ３などを備え、熱交換器
２によって加熱された湯を、この熱交換器２に連通の給
湯路４を介して給湯栓５から吐出するように構成され、
前記給水路１には一定量の通水によってＯＮする水流ス
イッチ６と給水温を検出するサーミスタ７ａが、給湯路
４には給湯温を検出するサーミスタ７ｂが設けられてい
る。

【００１３】前記ガスバーナ３は、一次空気混合率の小
さい濃混合気を燃焼させる第一濃燃焼ブロック８と第二
濃燃焼ブロック９、ならびに、これら第一濃燃焼ブロッ
ク８と第二濃燃焼ブロック９との間に位置して一次空気
混合率の大きい淡混合気を燃焼させる淡燃焼ブロック１
０との３つの燃焼ブロックに分割され、主燃料ガス供給
路１１から分岐された３本の燃料ガス供給路１２，１
３，１４が、これら３つの燃焼ブロック８，９，１０に
それぞれ各別に燃料ガスを供給するように接続されてい
る。これら各燃料ガス供給路１２，１３，１４には、燃
料ガスの供給を断続する電磁式の断続弁１５，１６，１
７が設けられ、各燃料ガス供給路１２，１３，１４の分
岐箇所よりも上流の主燃料ガス供給路１１には、ガバナ
付きの電磁式の比例弁１８と同じく電磁式の安全弁１９
とが設けられている。

【００１４】前記第一濃燃焼ブロック８と第二濃燃焼ブ
ロック９とは、いずれも濃混合気を燃焼させる偏平な合
計８枚の濃燃焼用バーナで構成され、これら８枚の濃燃
焼用バーナが図１の紙面に直交する方向に沿ってそれぞ
れ配設され、かつ、各濃燃焼ブロック８，９には、着火
のためのイグナイタ２０，２１と着火を検出するフレー
ムロッド２２，２３とが各別に設けられている。これら
第一濃燃焼ブロック８と第二濃燃焼ブロック９との間に
淡燃焼用バーナからなる淡燃焼ブロック１０が配設され
ていて、各濃燃焼用ブロック８，９の濃燃焼用バーナや
淡燃焼ブロック１０の淡燃焼用バーナに燃焼用の一次空
気および二次空気を供給するとともに、冷却用の空気を
供給するファン２４が設けられている。

【００１５】このような構成の給湯装置は、その作動が
マイコンからなる制御手段Ｈによって制御されるように
構成され、そのため、この制御手段Ｈには、前記水流ス
イッチ６、サーミスタ７ａ，７ｂ、断続弁１５，１６，
１７、電磁式の比例弁１８、安全弁１９、イグナイタ２
０，２１、フレームロッド２２，２３、ファン２４など
が接続されている。そして、この制御手段Ｈには、制御
指令を与えるリモコンＲが無線あるいは有線で接続され
ていて、このリモコンＲには、給湯の開始および停止を
指示する運転スイッチ２５や給湯温度を設定する温度設
定スイッチ２６などが設けられている。

【００１６】つぎに、この給湯装置の制御作動について
説明すると、リモコンＲの運転スイッチ２５をＯＮする
ことにより給湯可能となる。この状態で、給湯栓５を開
けて給水路１内を設定水量以上の水が通水すると、水流
センサ６がＯＮして、ファン２４が回転駆動され、安全
弁１９が開弁されるとともに、各断続弁１５，１６，１
７が開弁され、かつ、比例弁１８が暖点火位置にセット
されて、イグナイタ２０，２１により着火される。その
際、リモコンＲの温度設定スイッチ２６による設定温度
とサーミスタ７ａによる検出給水温に基づいて、前記制
御手段Ｈが高負荷燃焼か否かを判別し、高負荷燃焼であ
れば、断続弁１５，１６，１７の全てを開弁し、図２の
（イ）に示すように、第一と第二の濃燃焼ブロック８，
９と淡燃焼ブロック１０とによる濃淡燃焼を実行すると
ともに、設定温度と検出給水温に基づいてガスバーナ３
への燃料供給量Ｉｐを求めて、比例弁１８の開度を調整
し、かつ、サーミスタ７ｂによる検出給湯温に基づいて
比例弁１８の開度を微量調整する。

【００１７】低負荷燃焼であれば、断続弁１６，１７を
閉弁し、断続弁１５のみを開弁して、図２の（ハ）に示
すように、第一濃燃焼ブロック８の８枚の濃燃焼用バー
ナのみによる濃燃焼を実行し、また、高負荷と低負荷と
の間の中負荷燃焼であれば、断続弁１７を閉弁し、断続
弁１５，１６を開弁して、図２の（ロ）に示すように、
第一濃燃焼ブロック８と第二濃燃焼ブロック９との合計
１６枚の濃燃焼用バーナによる濃燃焼を実行する。この
低負荷燃焼においても、また、中負荷燃焼においても、
上述の高負荷燃焼と同様に、制御手段Ｈが、リモコンＲ
の温度設定スイッチ２６による設定温度とサーミスタ７
ａによる検出給水温に基づいてガスバーナ３への燃料供
給量Ｉｐを求め、比例弁１８の開度を調整し、かつ、サ
ーミスタ７ｂによる検出給湯温に基づいて比例弁１８の
開度を微量調整して、給湯栓５から吐出される湯の温度
が設定温度になるように制御する。

【００１８】そして、低負荷燃焼における第一濃燃焼ブ
ロック８のみによる濃燃焼時間の累積が、ある設定時間
にまで達すると、つぎの低負荷燃焼時においては、断続
弁１５，１７を閉弁し、断続弁１６のみを開弁して、図
２の（ニ）に示すように、第二濃燃焼ブロック９のみに
よる濃燃焼を実行し、この第二濃燃焼ブロック９のみに
よる濃燃焼時間の累積が、上述の設定時間にまで達する
と、つぎの低負荷燃焼時においては、再び第一濃燃焼ブ
ロック８のみによる濃燃焼を実行するように、前記制御
手段Ｈが自動的に切り換え制御するのである。

【００１９】〔別実施形態〕上述の実施形態において
は、低負荷燃焼における第一濃燃焼ブロック８または第
二濃燃焼ブロック９のみによる濃燃焼時間の累積が、あ
る設定時間に達する毎に、他の濃燃焼ブロックのみを燃
焼するように切り換え制御していたが、低負荷燃焼にお
ける第一濃燃焼ブロック８または第二濃燃焼ブロック９
のみによる濃燃焼の回数をカウントし、その濃燃焼回数
の累積が、ある設定回数に達する毎に、他の濃燃焼ブロ
ックのみを燃焼するように切り換え制御して実施するこ
ともできる。その場合の設定時間や設定回数は適宜選択
可能で、例えば設定回数によって切り換え制御する場
合、一回毎に他の濃燃焼ブロックのみを燃焼するように
切り換え制御することもできる。

【００２０】

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体を示す概略構成図

【図２】ガス燃焼装置の燃焼状態を示す図

【符号の説明】

２ 熱交換器 ８，９ 濃燃焼ブロック １０ 淡燃焼ブロック １１ 主燃料ガス供給路 １２，１３，１４ 燃料ガス供給路 １５，１６，１７ 断続弁 １８ 電磁式の比例弁 Ｈ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 哲司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 持木 康治 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (56)参考文献 特開 平６−159628（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−217989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−285314（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−135974（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−247908（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263502（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263508（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−33841（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/08 F23D 23/00 F23C 11/00 F23N 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のバーナを複数の燃焼ブロック
   （８），（９），（１０）に分割し、各燃焼ブロック
   （８），（９），（１０）に各別に燃料ガスを供給する
   燃料ガス供給路（１２），（１３），（１４）を設け、
   これら各燃料ガス供給路（１２），（１３），（１４）
   に燃料ガスの供給を断続する断続弁（１５），（１
   ６），（１７）を設けるとともに、これら断続弁（１
   ５），（１６），（１７）の作動を制御する制御手段
   （Ｈ）を設け、この制御手段（Ｈ）が、高負荷燃焼時に
   は全燃焼ブロック（８），（９），（１０）の全てのバ
   ーナを燃焼させ、低負荷燃焼時にはひとつの燃焼ブロッ
   ク（８）のバーナのみを燃焼させるように制御するガス
   燃焼装置であって、 前記制御手段（Ｈ）が、低負荷燃焼時に燃焼させる燃焼
   ブロック（８），（９）を自動的に切り換え制御し、 前記複数の燃焼ブロック（８），（９），（１０）を、
   淡混合気を燃焼させる淡燃焼用バーナを有する淡燃焼ブ
   ロック（１０）と、濃混合気を燃焼させる濃燃焼用バー
   ナを有する濃燃焼ブロック（８），（９）とから構成
   し、前記淡燃焼ブロック（１０）の両側に濃燃焼ブロッ
   ク（８），（９）を位置させ、低負荷燃焼時に前記濃燃
   焼ブロック（８），（９）のひとつを燃焼させる ガス燃
   焼装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（Ｈ）が、低負荷燃焼によ
   る燃焼時間が設定時間に達する毎に、低負荷燃焼時に燃
   焼させる燃焼ブロック（８），（９）を切り換え制御す
   る請求項１記載のガス燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段（Ｈ）が、低負荷燃焼の燃
   焼回数が設定回数に達する毎に、低負荷燃焼時に燃焼さ
   せる燃焼ブロック（８），（９）を切り換え制御する請
   求項１記載のガス燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記各燃焼ブロック（８），（９），
   （１０）に各別に燃料ガスを供給する燃料ガス供給路
   （１２），（１３），（１４）を主燃料ガス供給路（１
   １）から分岐させるとともに、その分岐箇所より上流の
   主燃料ガス供給路（１１）に電磁式の比例弁（１８）を
   設けてある請求項１、２または３記載のガス燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記ガス燃焼装置が、水加熱用の熱交換
   器（２）を備えた給 湯装置用の燃焼装置である請求項
   １、２、３または４記載のガス燃焼装置。