JPH01203812A - 暖房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は燃焼用ファンによって燃焼用空気を供給する暖
房機に関する。

［従来の技術］ 一部の暖房機では、窒素酸化物（以下ＮＯｘと記す）を
低減するために、空気過剰率が１より高い状態で燃焼す
る全一次空気燃焼を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、全一次空気燃焼では、燃焼量を変化させた場合
には、全域で良好燃焼を維持することが困難で、例えば
、強燃焼領域では炎口負荷が大きくなるため逆火しやす
く、弱燃焼領域ではＣｏ／Ｃ０２が悪くなるため、燃焼
量の変更が行いにくいという問題がある。

本発明は、燃焼に伴うＮＯｘの発生量の低減を図るとと
もに、燃焼量を変更しても燃焼良好域が広い暖房機を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、燃焼用空気を供給する送風機と、該送風機の
作動状態に応じて全一次空気燃焼とブンゼン燃焼とを変
更可能なバーナとからなる暖房機において、前記バーナ
は、燃焼量変更可能範囲内の中間で全一次空気燃焼を行
うことを技術的手段とする。

［作用］ 本発明では、バーナの燃焼状態は送風機の作動状態に応
じて全一次空気燃焼とブンゼン燃焼とにそれぞれ変更可
能になっていて、バーナの燃焼１変更可能範囲内の中間
で全一次空気燃焼が行われる。

［発明の効果］ 本発明では、全一次空気燃焼は燃焼良好な中間でのみ行
われ、それ以外ではブンゼン燃焼を行うため、どの燃焼
量であっても良好な燃焼が得られる。また一般に暖房機
では、燃焼量変更可能範囲内の中間で使用頻度が高くな
る。従って、本発明では、燃焼頻度の高い中間部分で全
一次空気燃焼が行われることになるため、ＮＯｘの発生
量が少なくなる。

［実施例］ 次に本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第２図に示すファンヒータのケーシング１の前面には、
温風吹出口２が設けられ、ケーシング１内には、本発明
の送風機としての燃焼用ファン３を備えたバーナ１０が
設けられ、さらにバーナ１０の上方には対流用ファン４
が設けられ、バーナ１０の燃焼量、燃焼用ファン３およ
び対流用ファン４の作動状態は第１図に示す制御装置３
０によって制御される。

バーナ１０は、多孔質セラミックによって形成されたバ
ーナブレート１１と、混合箱を形成するバーナケース１
２と、バーナケース１２の外側に設けられた二次空気供
給路を形成する送風ケース１３とから構成される。

本発明のバーナ１０では、燃焼用ファン３によって供給
される燃焼用空気は、ファンケース３ａの接合部３ｂと
接合された送風ケース１３内へ送り込まれるが、送風ケ
ース１３内へ送り込まれる燃焼用空気は、中心部に開口
を備えた略円錐形状の空気制御部材１４によってバーナ
ケース１２内へ供給される一次空気とバーナケース１２
外へ供給される二次空気とに分離される。空気制御部材
１４は、略円錐形状の頂点側に形成された筒部１４ａを
バーナケース１２に嵌合、溶接され、底面側には一次空
気吸込口１４ｂが開口部として設けられ、二次空気は、
第３図に示すように送風ケース１３から二次空気供給口
１５を介して燃焼室１６に供給される。

従って、燃料供給量が一定であっても、燃焼用ファン３
の作動状態によって供給する一次空気量を変化させるこ
とができるため、このバーナ１０をブンゼン式バーナと
しても、全−次空気式バーナとしても燃焼させることが
できる。さらに全一次空気燃焼を安定して行わせるため
に、燃焼室１６内には保炎壁１７が設けらｈている。

本実施例のファンヒータは３０号の暖房機となっており
、最大燃焼量は３０００ｋｃａｌ／ｈであるため、１５
００ｋｃａ　ｌ／ｈ付近の燃焼頭載では、全一次空気燃
焼において、燃焼用空気の供給量変化の影響を受けにく
い燃焼良好域となっている。また、通常の使用状態では
中間の１５００ｋｃａ　ｌ　／ｈ位での燃焼頻度が高く
なる。

一次空気吸込口１４ｂには、ノズル２０が備え−られ、
図示しない燃料供給路と接続された燃料供給部２１によ
って供給量が調節された燃料ガスを噴出する。

燃料供給部２１は、第１図に示すとおり、燃料ガスを遮
断するための元電磁弁２２、主電磁弁２３と、燃料供給
量を調節するための比例弁２４とからなり、これらは、
後述する制御装置３０によって制御される。

一方、バーナプレート１１の上方の保炎壁１７の内側に
は、点火装置としてのスパーカ１８と、炎の温度を検知
するサーモカップル１９とが備えられている。

なお、対流用ファン４は、吸込口５から吸込む室内空気
を、バーナ１０の燃焼によって生成された燃焼ガスと混
合して吹出すものである。

制御装置３０は、図示しないマイクロコンピュータ、記
憶装置、およびインターフェースからなり、第１図に示
すとおり、燃料制御部３１、燃焼用ファン制御部３２、
対流用ファン制御部３３、およびシーケンス制御部３４
の各制御機能を有し、制御装置３０には安全回路３５が
備えられている。

燃料制御部３１は、燃料供給部２１に設けられた元電磁
弁２２、主電磁弁２３および比例弁２４を制御するもの
で、燃料ガスの供給および遮断を司る元電磁弁２２およ
び主電磁弁２３の開閉を制御する。また、室内温度を検
知する室温サーミスタ３６と、ファンヒータによって加
熱する室内温度を設定するための室温コントローラ３７
とからの信号に基づいてバーナ１０の燃焼量を決定する
とともに、決定した燃焼量に基づいて比例弁２４への通
電電流を制御する。本実施例では、前述のとおり、最大
燃焼量が３０００ｋＣａｌ／ｈとなっているため、通常
では燃焼量は１５００ｋｃａｌ／ｈ付近であることが多
く、それに応じて比例弁２４への通電電流を制御するこ
とによって、この燃焼領域を頻度の高い燃焼領域とする
。

燃焼用ファン制御部３２は、サーモカップル１９からの
出力電圧に基づいて燃焼用ファン３を制御する０本実施
例では第４図に示すように、サーモカップル１９の出力
電圧毎に対応して予め記憶装置に記憶された燃焼用ファ
ン制御用のデータに基づいた電圧を燃焼用ファン３に印
加することによって、燃焼用ファン３を制御する。

これは、バーナ１０への一次空気の供給量は、燃焼用フ
ァン３の回転数に応じて確実に変更することができ、し
かもバーナ１０は一次空気のみで燃焼を行う全−次空気
式バーナとしても作動するように形成されていることか
ら、バーナ１０の燃焼状態を全一次空気燃焼とブンゼン
燃焼とに決定する手段として燃焼用ファン３を駆動さぜ
ることができるからである。そのためには、バーナ１０
での燃焼量をサーモカップル１９によって検知される燃
焼温度によって検出し、検出された燃焼及毎に供給空気
量を決定すればよいこと（こなる。

本実施例では、燃焼領域をすべて全一次空気燃焼とする
ことは、燃焼用空気の供給量の管理にともなう燃焼用フ
ァン３の制御が難しいため、全−次空気式バーナとして
燃焼を行う全一次空気燃焼の領域として、第５図に示す
ように、バーナ１０での燃焼量が前述の燃焼良好領域の
みを設定しており、それ以外の燃焼領域では、バーナ１
０はブンゼン燃焼を行うようにしている。

これは、暖房機では、バーナ１０によって生成された燃
焼ガスが、室内空気と混合されて再び室内へ吹出される
ために、燃焼に伴うＮＯｘの発生量を極力減少させる必
要があるためである。

本実施例では、全一次空気燃焼を行うための燃焼用ファ
ン３の制御は、サーモカップル１つの出力電圧を検出し
、それぞれの出力電圧によってバーナ１０の燃焼量を計
算し、計算される燃焼量が前述の燃焼良好領域のときに
は、燃料供給量に対して全一次空気燃焼を行うことがで
きる量の一次空気が供給されるように燃焼用ファン３を
駆動するようにしている。そのためには、サーモカップ
ル１９の出力電圧の０．５ｍＶ毎に対応して予め設定さ
れた回転数となるように、燃焼用ファン３を制御する電
圧値をデータとして記憶手段に記憶しておき、検出した
サーモカップル１９の出力電圧に応じてそのデータに基
づいた電圧を燃焼用ファン３に印加する。これによって
、バーナ１０の燃焼量に応じて全一次空気燃焼とブンゼ
ン燃焼とが自動的に設定されることになる。

対流用ファン制御部３３は、ケーシング１に設けられた
吸込口５から吸込む室内空気を燃焼室１６から供給され
る燃焼ガスと混合して温風吹出口２から吹出す対流用フ
ァン４の駆動用モータ４ａを制御するための機能部分で
、本実施例では、サーモカップル１９の出力電圧に比例
した電圧を駆動用モータ４ａに印加させるようにしてい
る。この結果、温風吹出口２からは燃焼量に応じた温風
が吹出される。

シーケンス制御部３４は、使用者が図示しない運転スイ
ッチを操作すると、所定のシーケンスで燃焼および各フ
ァンを作動させる機能部である。

安全回路３５は、制御装置３０に備えられた別回路であ
り、サーモカップル１９によってバーナ１０での燃焼が
検知されなくなったときに、単独で燃料供給を停止させ
て安全を図るものである。

以上の構成からなる本実施例のファンヒータは、次のと
おり作動する。

使用者が運転スイッチを入れると、燃焼用ファン３が作
動する。すると、燃焼用空気はファンケース３ａから送
風ケース１３内へ供給され、供給された空気のうち空気
制御部材１４によって分離および制限された空気が一次
空気として、−次空気吸込口１４ｂから筒部１４ａを介
してバーナケース１２内へ供給される。燃焼用ファン３
の回転数が所定の点火用の回転数になるとスパーカ１８
が駆動されて火花放電を行う。図示しない放電検知装置
によってスパーカ１８の火花放電が検知されると、燃料
供給部２１が制御されて、元電磁弁２２および主電磁弁
２３が通電されるとともに、比例弁２４が通電される。

すると、比例弁２４の通電電流に応じて燃料ガスがノズ
ル２０がら空気制御部材１４内へ噴出され、−次空気と
混合されてバーナプレート１１の炎口１１ａから燃焼室
１６へ供給される。燃焼室１６では、すでにスパーカ１
８が作動しているため、混合気は直ちに着火する。

この点火作動では、全一次空気燃焼よりブンゼン燃焼の
方が着火しやすく、さらに燃料が多い方が着火しやすい
ことから本実施例では、着火時の燃焼量を３０００ｋｃ
ａ　ｌ／ｈに設定している。

着火後、サーモカップル１９が加熱されると、その出力
電圧は炎検知信号として制御装置３０へ送られ、スパー
カ１８の作動を停止させるとともに、安全回路３５に作
用して継続して各電磁弁を開状態に維持する。

サーモカップル１９により炎検知としての信号が制御装
置３０に伝送されると、燃料制御部３１は室温サーミス
タ３６と室温コントローラ３７からの信号に基づいて必
要燃焼量を計算するとともに、計算された燃焼量に応じ
て比例弁２４を通電させる。本実施例では、燃料制御部
３１によって計算される必要燃焼量は、通常の使用状態
では１５００ｋｃａ　ｌ／ｈ前後に制御されることが多
く、この燃焼領域が燃焼頻度の高い燃焼領域となってい
る。

一方、燃焼用ファン３は、サーモカップル１９の出力電
圧に基づいて、記憶手段に記憶されたデータに基づいた
電圧によって駆動され、バーナケース１２内へは燃焼用
ファン３の駆動状態に応じた７次空気が供給される。燃
焼用ファン３は、第５図に示すように、燃焼量が１２０
０ｋｃａｌ／ｈ〜１８００ｋｃａｌ／ｈのときには、バ
ーナ１０は全−次空気式バーナとして燃焼を行い、それ
以外の燃焼量領域では、ブンゼン燃焼を行う。

従って、本実施例のファンヒータでは、燃焼が良好な中
間の燃焼領域以外では、安定した燃焼を行うブンゼン燃
焼が行われるため、燃焼領域を広くすることができる。

また燃焼頻度の高い中間の燃焼領域では、全一次空気燃
焼が行われるため、燃焼中に発生するＮＯｘを少なくす
ることができる。

バーナ１０による燃焼ガスは、対流用ファン４によって
吸込口５から吸込まれた室内空気と混合されて温風吹出
口２から吹出され、対流用ファン４は、サーモカップル
１９の出力電圧に応じて駆動されるため、適温の温風と
して吹出される。

以上のとおり、本発明によれば、燃焼中に発生するＮＯ
ｘを少なくすることができるとともに、室内温度の変化
、設定温度の変更に伴って燃焼量が変化しても、燃焼良
好域が広くとれるため、安全な曖房機として使用するこ
とができる。

本実施例では、ファンヒータにおける実施例を示したが
、対流ファンは必ずしも必要ではなく、バーナが、−次
空気の供給量に応じて、ブンゼン燃焼と全一次空気燃焼
とに変更できるものであれば同様の効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のファンヒータの制御装置の作動説明
のためのブロック図、第２図は本実施例のファンヒータ
を示す正面からの部分断面図、第３図は本実施例のファ
ンヒータを示す側面断面図、第４図は本実施例の制御装
置による燃焼用ファンの制御特性を示す特性図、第５図
は本実施例のバーナの燃焼量と一次空気の供給量との関
係を示す特性図である。 図中、３・・・燃焼用ファン（送風機）、１０・・・バ
ーナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃焼用空気を供給する送風機と、 該送風機の作動状態に応じて全一次空気燃焼とブンゼン
   燃焼とを変更可能なバーナと からなる暖房機において、 前記バーナは、燃焼量変更可能範囲内の中間で全一次空
   気燃焼を行うことを特徴とする暖房機。