JP-2026076898-A - 燃焼装置

JP2026076898AJP 2026076898 AJP2026076898 AJP 2026076898AJP-2026076898-A

Abstract

【課題】燃焼装置における燃焼ファンのモータが過度の電流によって高温となることを抑制しつつ、使用者の利便性や快適性を確保する。【解決手段】筐体内に配置された燃焼ファンの駆動によってバーナに燃焼用の気体を供給し、燃焼ファンのモータに流れる電流に基づく制限条件が成立すると、燃焼ファンの能力を制限するための能力制限処理を実行する。また、筐体の内部温度に影響を及ぼす関連温度（外気温度）を温度センサで検出する。そして、関連温度が高くなるのに伴って、制限条件の成立難易度を下げるように調節する。このような燃焼装置では、燃焼ファンのモータの温度が、流れる電流だけでなく、筐体の内部温度にも依存し、筐体の内部温度は関連温度の影響を受けるため、関連温度が高くなるのに伴って制限条件が成立し易く調節することにより、モータが高温になることを抑制しながら、不要な能力制限処理を省略して使用者の利便性や快適性を確保できる。【選択図】図２

Inventors

森健太郎

Assignees

リンナイ株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (6)

筐体内に配置された燃焼ファンの駆動によってバーナに燃焼用の気体を供給し、流動する液体を該バーナでの燃焼によって加熱する燃焼装置において、前記燃焼ファンのモータに流れる電流に基づく制限条件が成立すると、該燃焼ファンの能力を制限するための能力制限処理を実行する能力制限手段と、前記筐体の内部温度に影響を及ぼす関連温度を検出する温度センサと、前記温度センサで検出される前記関連温度が高くなるのに伴って、前記制限条件の成立難易度を下げる調節手段とを備えることを特徴とする燃焼装置。
請求項１に記載の燃焼装置において、前記温度センサは、前記関連温度として前記筐体が設置された環境の外気温度を検出する外気温度センサであることを特徴とする燃焼装置。
請求項１または請求項２に記載の燃焼装置において、前記液体が循環する循環回路と、前記循環回路内の前記液体を所定方向に送る循環ポンプと、前記循環回路に設けられ、前記バーナでの燃焼で生じた燃焼排気との熱交換によって前記液体を加熱する熱交換器とを備え、前記温度センサは、前記関連温度として前記熱交換器から流出した前記液体の温度を検出する往き温度センサ、および前記関連温度として前記熱交換器に流入する前記液体の温度を検出する戻り温度センサであることを特徴とする燃焼装置。
請求項１または請求項２に記載の燃焼装置において、前記温度センサは、前記関連温度として前記筐体内に外部から流入した空気の温度を検出する給気温度センサであることを特徴とする燃焼装置。
請求項１または請求項２に記載の燃焼装置において、前記能力制限手段は、前記燃焼ファンの前記モータに流れる電流の値が上限値に達したことを前記制限条件として、前記能力制限処理を実行し、前記調節手段は、前記関連温度が所定の閾値温度未満であると、前記燃焼ファンの前記モータに流れる電流の値が前記上限値に達したことを無効とするのに対し、前記関連温度が前記閾値温度以上であると、前記燃焼ファンの前記モータに流れる電流の値が前記上限値に達したことを有効とすることを特徴とする燃焼装置。
請求項１または請求項２に記載の燃焼装置において、前記能力制限手段は、前記燃焼ファンの前記モータに流れる電流の値が上限値に達したことを前記制限条件として、前記能力制限処理を実行し、前記調節手段は、前記関連温度が高くなるのに伴って、前記上限値を小さくすることを特徴とする燃焼装置。

Description

本発明は、筐体内に配置された燃焼ファンの駆動によってバーナに燃焼用の気体を供給し、流動する液体をバーナでの燃焼によって加熱する燃焼装置に関する。内蔵のバーナで燃焼を行う燃焼装置は、暖房機や給湯器などの熱源として、流動する液体（水や熱媒など）を加熱するために広く使用されている。また、燃焼装置では、筐体内に配置された燃焼ファンの駆動によって、燃焼用の気体（空気、あるいは燃料ガスと空気との混合ガス）をバーナに供給するものが知られている。こうした燃焼装置では、燃焼ファンのモータに過度の電流が流れることにより、モータが高温になって損傷してしまうことがある。そこで、燃焼ファンのモータに流れる電流の値が上限値に達すると、燃焼ファンの能力（回転数、あるいは燃焼装置としての最大燃焼能力）を制限することで、モータの温度上昇を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１）。特開２０１８－１８８９６３号公報燃焼装置の適用例として暖房給湯装置１の構成を例示した説明図である。燃焼ファン５の制御のためにコントローラ４０が実行する本実施例のファン制御処理のフローチャートである。コントローラ４０が実行する第１変形例のファン制御処理のフローチャートである。コントローラ４０が実行する第２変形例のファン制御処理のフローチャートである。コントローラ４０が実行する第３変形例のファン制御処理のフローチャートである。図１は、燃焼装置の適用例として暖房給湯装置１の構成を例示した説明図である。図示されるように本実施例の暖房給湯装置１は、ハウジング２で覆われた内部に、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させるバーナ３を内蔵した燃焼ユニット４を搭載している。燃焼ユニット４には、燃焼ファン５が接続されており、燃焼ファン５を回転駆動するためのモータ５ａを備えている。モータ５ａに通電して燃焼ファン５を回転させることで混合ガスが燃焼ユニット４に送り込まれてバーナ３に供給される。尚、本実施例のハウジング２は、本発明の「筐体」に相当している。また、本実施例の混合ガスは、本発明の「燃焼用の気体」に相当している。燃焼ファン５の吸入側には、燃焼用空気を供給する空気供給路７と、燃料ガスを供給するガス供給路８とを合流させる合流部６が設けられている。ガス供給路８には、ガス供給路８を開閉する開閉弁９や、上流側から圧送される燃料ガスの圧力を大気圧に下げるゼロガバナ１０が設けられている。合流部６には、図示しない調節弁が内蔵されており、燃焼ファン５に流入する燃焼用空気と燃料ガスとの比率を調節することが可能になっている。モータ５ａに通電して燃焼ファン５を回転させると、空気供給路７を介してハウジング２内の空気と、ガス供給路８のゼロガバナ１０よりも下流側の燃料ガスとが合流部６で調節された比率で燃焼ファン５に吸い込まれ、混合ガスが燃焼ユニット４に送り込まれる。燃焼ユニット４では、内蔵のバーナ３で混合ガスの燃焼が行われる。図示した例では、バーナ３から下方に向かって混合ガスが噴出するのに伴い、下向きに炎が形成されると共に、燃焼排気が下方へと送られる。燃焼ファン５のモータ５ａおよび開閉弁９は、暖房給湯装置１の全体の動作を制御するコントローラ４０と電気的に接続されている。コントローラ４０は、開閉弁９の開閉を制御すると共に、必要とされる加熱量（以下、要求熱量）に応じてモータ５ａへの通電による燃焼ファン５の回転数を変更することで、バーナ３での燃焼量を制御する。また、燃焼ユニット４には、高電圧の放電によってバーナ３に火花を飛ばす点火プラグ１１や、バーナ３の火炎（着火）を検知するフレームロッド１２や、燃焼ユニット４から燃焼ファン５への逆流を阻止する逆止弁１３が設けられている。点火プラグ１１およびフレームロッド１２は、コントローラ４０と電気的に接続されている。バーナ３の下方には、第１熱交換器１５が設けられており、第１熱交換器１５の下方には、第２熱交換器１６が設けられている。バーナ３での燃焼によって生じた燃焼排気は、下方へと送られ、第１熱交換器１５および第２熱交換器１６を順に通過する。このとき、第１熱交換器１５では、燃焼排気から顕熱を回収し、第２熱交換器１６では、燃焼排気から潜熱を回収する。尚、本実施例の第１熱交換器１５および第２熱交換器１６は、本発明の「熱交換器」に相当している。そして、第１熱交換器１５および第２熱交換器１６を通過した燃焼排気は、排気ダクト１７を通って、ハウジング２の上部に突出した排気口１８から排出される。排気ダクト１７における排気口１８の近傍には、排出される燃焼排気の温度（以下、排気温度）を検出する排気温度センサ１７ａが設けられている。また、図示した例では、ハウジング２の上部に給気口１９が設けられており、ハウジング２内の上部に形成された給気通路１９ａと接続されている。給気口１９から給気通路１９ａを介してハウジング２内に取り込まれた空気が、空気供給路７を通って合流部６に供給され、図１に示した給気通路１９ａは、下流側の端部が燃焼ファン５の近傍に位置している。この給気通路１９ａにおける下流側の端部の近傍には、給気口１９を通って外部から流入した空気の温度（以下、給気温度）を検出する給気温度センサ２ａが設けられている。さらに、ハウジング２の下部には、ハウジング２が設置された環境の外気温度を検出する外気温度センサ２ｂが設けられている。尚、排気温度センサ１７ａ、給気温度センサ２ａ、および外気温度センサ２ｂは、コントローラ４０と電気的に接続されている。第１熱交換器１５は、上流側が第２熱交換器１６の下流側と接続されている。また、第１熱交換器１５の下流側は、暖房端末としてのパネルラジエータ２０の上流側と往き通路２１を介して接続されており、第２熱交換器１６の上流側は、パネルラジエータ２０の下流側と戻り通路２２を介して接続されている。戻り通路２２には、熱媒を第２熱交換器１６に向けて送る循環ポンプ２３や、第２熱交換器１６に流入する熱媒の温度（以下、戻り温度）を検出する戻り温度センサ２４が設けられている。循環ポンプ２３および戻り温度センサ２４は、コントローラ４０と電気的に接続されている。循環ポンプ２３の作動によって第２熱交換器１６に送られた熱媒は、第２熱交換器１６でバーナ３の燃焼排気から回収した潜熱によって予備加熱された後、第１熱交換器１５へと送られる。第１熱交換器１５では、バーナ３の燃焼排気から回収した顕熱によって熱媒が加熱され、高温になった熱媒が往き通路２１を通ってパネルラジエータ２０に供給される。第１熱交換器１５の下流側に接続された往き通路２１には、第１熱交換器１５から流出した熱媒の温度（以下、往き温度）を検出する往き温度センサ２５が設けられており、往き温度センサ２５は、コントローラ４０と電気的に接続されている。コントローラ４０は、暖房運転における熱媒の目標温度や、往き温度センサ２５の検出温度や、戻り温度センサ２４の検出温度などに基づいて要求熱量（必要とされる加熱量）を判断し、バーナ３の燃焼制御を行うようになっている。パネルラジエータ２０は、金属製パネル内を蛇行するパイプ２０ａや、パイプ２０ａを開閉する開閉弁２０ｂを備えており、開閉弁２０ｂの開弁で熱媒がパイプ２０ａを通過しながら放熱することで周囲を暖める。パネルラジエータ２０を通過した熱媒は、戻り通路２２を通って循環ポンプ２３まで戻り、再び第２熱交換器１６へと送られて循環する。本実施例の循環ポンプ２３は、一定の回転数を維持して熱媒を送るようになっている。尚、本実施例の暖房給湯装置１では、熱媒として温水を用いているが、熱媒は温水に限られず、エチレングリコールなどの不凍液やシリコンオイルなどを用いてもよい。また、本実施例の熱媒は、本発明の「液体」に相当している。また、往き通路２１の往き温度センサ２５よりも下流側から分岐した分岐通路２７が、戻り通路２２の循環ポンプ２３よりも上流側に接続されており、この分岐通路２７には、給湯熱交換器２８が設けられている。さらに、分岐通路２７と戻り通路２２との接続部分には、三方弁２９が設けられており、三方弁２９は、コントローラ４０と電気的に接続されている。この三方弁２９によって、第１熱交換器１５から流出する熱媒を、パネルラジエータ２０（暖房端末）を通るルート（以下、外部循環回路）に循環させるか、給湯熱交換器２８を通るルート（以下、内部循環回路）に循環させるかを切り換えることが可能となっている。尚、本実施例の外部循環回路および内部循環回路の何れも、本発明の「循環回路」に相当している。以下では、外部循環回路と内部循環回路とを特に区別する必要がない場合には、単に「循環回路」と称することがある。給湯熱交換器２８は、液－液熱交換器であり、給水通路３０および出湯通路３１が接続されている。給水通路３０を通って給湯熱交換器２８に供給される上水は、給湯熱交換器２８で熱媒との熱交換によって加熱され、湯となって出湯通路３１に流出する。給水通路３０には、暖房給湯装置１に流入する上水の流量を検出する水量センサ３２や、上水の流量を調節する水量サーボ３３や、上水の温度を検出する給水温度センサ３４が設けられている。出湯通路３１には、給湯熱交換器２８から流出した直後の湯の温度を検出する熱交出湯温度センサ３５が設けられている。これら水量センサ３２、水量サーボ３３、給水温度センサ３４、熱交出湯温度センサ３５は、コントローラ４０と電気的に接続されている。また、本実施例の暖房給湯装置１では、給水通路３０の給水温度センサ３４よりも下流側と、出湯通路３１の熱交出湯温度センサ３５よりも下流側とが、バイパス通路３６で接続されている。暖房給湯装置１に流入した上水は、一部が給湯熱交換器２８に供給されることなくバイパス通路３６を通過可能であり、残りが給湯熱交換器２８に供給される。そして、給湯熱交換器２８で加熱された湯は、バイパス通路３６を通った上水と混合されて暖房給湯装置１から流出する。バイパス通路３６と出湯通路３１との接続部分には、バイパスサーボ３７が設けられており、バイパスサーボ３７は、コントローラ４０と電気的に接続されている。給湯熱交換器２８で加熱された湯と、バイパス通路３６を通った上水との混合比は、バイパスサーボ３７によって変更することが可能である。出湯通路３１のバイパスサーボ３７よりも下流側には、暖房給湯装置１から流出する湯の温度を検出する出湯温度センサ３８が設けられており、出湯温度センサ３８は、コントローラ４０と電気的に接続されている。上述のように給水通路３０の上水の一部が給湯熱交換器２８を通らずにバイパス通路３６を通って出湯通路３１に合流すると、当然ながら出湯温度センサ３８の検出温度は、熱交出湯温度センサ３５の検出温度よりも低くなり、バイパスサーボ３７で混合比を調節することで、暖房給湯装置１から流出する湯の温度変動を抑制することができる。また、コントローラ４０は、給湯運転における熱媒の目標温度や、往き温度センサ２５の検出温度や、戻り温度センサ２４の検出温度に加えて、出湯温度センサ３８の検出温度や、給水温度センサ３４の検出温度や、水量センサ３２の検出流量や、バイパスサーボ３７の混合比などに基づいて要求熱量（必要とされる加熱量）を判断し、バーナ３の燃焼制御を行うようになっている。さらに、コントローラ４０には、給湯用リモコン４１や暖房用リモコン４２が電気的に接続されている。使用者は、給湯用リモコン４１を操作することで、内部循環回路に熱媒を循環させる給湯運転のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り換えたり、給湯温度を設定したりすることが可能である。また、使用者は、暖房用リモコン４２を操作することで、外部循環回路に熱媒を循環させる暖房運転の開始や停止を指示したり、暖房温度を設定したりすることが可能である。そして、コントローラ４０は、給湯用リモコン４１で設定された給湯温度