專利名稱：燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如熱水器等的燃燒裝置，特別是，本發(fā)明涉及一種燃燒裝置，所述燃燒裝置包括噴燒器，水管，籍由與所述噴燒器的燃燒排氣之間進(jìn)行的熱交換而使所述水管中的水升溫的熱交換器，將結(jié)露于該熱交換器上的水收集作為排水排出的排水管，位于該熱交換器上游處，從所述水管分支并合流于所述排水管的分流支管，開(kāi)閉所述分流支管的開(kāi)閉閥和使所述開(kāi)閉閥作周期性開(kāi)閉的開(kāi)閉閥控制裝置，測(cè)定排水發(fā)生量的排水發(fā)生量測(cè)定裝置，根據(jù)所述排水的發(fā)生量，確定中和所述排水所須用水量的用水量確定裝置，及根據(jù)所述用水量，確定開(kāi)閉閥打開(kāi)時(shí)間占所述開(kāi)閉閥的整個(gè)開(kāi)閉周期比例的開(kāi)閥時(shí)間確定裝置。
以往，作為所述燃燒裝置，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已在日本專利申請(qǐng)公報(bào)的特愿平11-175223號(hào)公報(bào)上公開(kāi)了一種熱水器。在該熱水器中，含于噴燒器的燃燒排氣中的水蒸氣被熱交換器奪取潛熱，結(jié)露后生成排水。所述排水因吸收了燃燒排氣中的氮氧化物(NOx)及硫氧化物(SOx)，而含有硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)，所以，具有pH約為4的酸性。因此，藉由開(kāi)閉開(kāi)閉閥，經(jīng)由分流支管，可將水管中水混入排水中，使所述排水的pH被中和至可達(dá)排水標(biāo)準(zhǔn)的5-9的范圍。由此，可以防止排水所流經(jīng)的下水通道中使用的金屬制品的腐蝕及混凝土建筑物的損壞，也可抑制因水質(zhì)污染所引起的環(huán)境破壞。又，此處，“中和”一詞不僅指通過(guò)將堿性溶液混合，使排水的pH到達(dá)排水標(biāo)準(zhǔn)的pH范圍，且也意指通過(guò)用水混合稀釋，使排水的pH到達(dá)排水標(biāo)準(zhǔn)的pH范圍。
然而，上述方法是以一定的周期開(kāi)閉開(kāi)閉閥，使水流經(jīng)分流支管，或者，使分流支管內(nèi)的水流中斷，藉此調(diào)節(jié)用于中和排水的水量，因此，會(huì)發(fā)生如下所述的問(wèn)題即，當(dāng)熱水器的使用時(shí)間較開(kāi)閉閥的開(kāi)閉周期長(zhǎng)時(shí)，開(kāi)閉閥的開(kāi)閉動(dòng)作次數(shù)增多，導(dǎo)致開(kāi)閉閥的使用壽命縮短；又，開(kāi)閉閥的開(kāi)閉聲響頻繁發(fā)生，給使用者帶來(lái)不快之感。
另一方面，當(dāng)熱水器的使用時(shí)間較開(kāi)閉閥的開(kāi)閉周期短時(shí)，則在噴燒器開(kāi)始燃燒之時(shí)即已處于打開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)閉閥始終處于一次也不能關(guān)閉的狀態(tài)，直至噴燒器燃燒完畢。此時(shí)，在熱水器的使用期間，分流支管中的水任意流失，從而，導(dǎo)致所使用水量超出中和排水所須用水量以上，造成浪費(fèi)。
鑒于上述背景，本發(fā)明的解決課題是提供一種燃燒裝置，所述燃燒裝置從抑制開(kāi)閉閥的開(kāi)閉次數(shù)，及節(jié)約中和排水所須用水量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，可以適當(dāng)?shù)闹芷趯?duì)開(kāi)閉閥進(jìn)行開(kāi)閉。
為解決上述課題，本發(fā)明的燃燒裝置的特征在于所述開(kāi)閉閥控制裝置根據(jù)由所述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置所確定的開(kāi)閥時(shí)間，從噴燒器開(kāi)始燃燒達(dá)到所定時(shí)間之前為其第1周期，在該第1周期內(nèi)開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥；經(jīng)過(guò)所定時(shí)間之后為周期較第1周期長(zhǎng)的第2周期，在該第2周期內(nèi)開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在從噴燒器開(kāi)始燃燒達(dá)到所定時(shí)間之前為第1周期，并在該第周期內(nèi)開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥。因而，當(dāng)燃燒裝置在整個(gè)所定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)使用時(shí)，開(kāi)閉閥至少有一次處于關(guān)閉狀態(tài)，分流支管中不會(huì)有水放任自流，而是可以節(jié)約用水地進(jìn)行排水的中和。
又，經(jīng)過(guò)所定時(shí)間之后為周期較第1周期長(zhǎng)的第2周期，在此周期，進(jìn)行開(kāi)閉閥的控制。因而，當(dāng)燃燒裝置超過(guò)所定時(shí)間繼續(xù)使用時(shí)，與上述始終在第1周期開(kāi)閉開(kāi)閉閥的場(chǎng)合比較起來(lái)，可以抑制開(kāi)閉閥的開(kāi)閉次數(shù)。由此，可以延長(zhǎng)開(kāi)閉閥的使用壽命，且，可以抑制發(fā)生開(kāi)閉閥的開(kāi)閉聲響的次數(shù)。
本發(fā)明者從經(jīng)驗(yàn)得知燃燒裝置在1分鐘左右的短時(shí)間內(nèi)被使用的頻率較高。因此，上述所定時(shí)間以設(shè)定在1分鐘為宜。根據(jù)上述本發(fā)明，當(dāng)燃燒裝置的使用超過(guò)1分鐘時(shí)，在所述噴燒器開(kāi)始燃燒經(jīng)過(guò)1分鐘之后為周期較第1周期長(zhǎng)的第2周期，進(jìn)行開(kāi)閉閥的開(kāi)閉。因而，當(dāng)燃燒裝置超過(guò)所定時(shí)間繼續(xù)使用時(shí)，與始終在上述第1周期中開(kāi)閉開(kāi)閉閥的場(chǎng)合比較起來(lái)，可以抑制開(kāi)閉閥的開(kāi)閉次數(shù)。
較好的是，上述所定時(shí)間設(shè)定為與所述第1周期大致相同。根據(jù)上述本發(fā)明，當(dāng)燃燒裝置僅使用所定時(shí)間燃燒時(shí)，其開(kāi)閉閥的開(kāi)閉次數(shù)可以抑制在1次。
較好的是，上述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置確定所述開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間占所述第1周期的前期。又，更好的是，上述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置確定所述開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間占所述第2周期的前期。
根據(jù)上述本發(fā)明，當(dāng)在第1周期前期及在第2周期的前期燃燒裝置停止工作時(shí)，可以避免由于開(kāi)閉閥關(guān)閉而使分流支管中的流水量不足，導(dǎo)致無(wú)法充分中和排水的事態(tài)發(fā)生。
本申請(qǐng)的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)當(dāng)所述水管用水量相對(duì)于所述排水發(fā)生量的混合比例小于2.0時(shí)，則無(wú)法將pH約為4的酸性排水中和至排水標(biāo)準(zhǔn)的(pH5-9)范圍內(nèi)的pH5。反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)所述水管用水量相對(duì)于所述排水發(fā)生量的混合比例大于2.0時(shí)，則可將pH約為4的酸性排水中和至排水標(biāo)準(zhǔn)的(pH5-9)范圍內(nèi)的pH5。再有，如增大上述混合比至6.0，則pH達(dá)到6左右，可對(duì)排水進(jìn)行充分的中和。另一方面，再增加上述混合比，則水管中水的使用量也同時(shí)增加，似無(wú)必要再度增加上述混合比。
因此，較好的是，藉由所述用水量確定裝置所確定的、所述用水量與由所述排水發(fā)生量測(cè)定裝置所測(cè)得的排水發(fā)生量之比為2.0-6.0。
為了將需混合于排水中的水量適當(dāng)控制在用于排水中和所須的量，有必要正確測(cè)定排水發(fā)生量。在伴隨噴燒器的燃燒而生成、含于一次排氣(與熱交換器的熱交換之前的燃燒排氣)中的水蒸氣中，其一部分結(jié)露于熱交換器上，成為排水。又，剩余的則以含于二次排氣(與熱交換器的熱交換之后的燃燒排氣)中的形式從燃燒裝置排出。因此，藉由從所述水蒸氣發(fā)生量中扣除所述水蒸氣排出量，即可正確測(cè)得熱交換器上的結(jié)露水量，即，排水發(fā)生量。又，因?yàn)樗魵獍l(fā)生量的多少系根據(jù)噴燒器燃燒量的大小而定，所以，可以根據(jù)燃燒量測(cè)得水蒸氣的發(fā)生量。再有，因?yàn)樗魵馀懦隽康亩嗌傧蹈鶕?jù)二次排氣溫度的高低而定，所以，可以根據(jù)二次排氣溫度測(cè)得水蒸氣發(fā)生量。另外，由于二次排氣溫度的高低決定于一次排氣溫度的高低及熱交換器的熱交換率的大小，因此，可以根據(jù)一次排氣溫度的高低及熱交換器的熱交換率的大小測(cè)得排氣溫度。再有，一次排氣溫度的高低取決于噴燒器的燃燒量的大小，因此，可以根據(jù)所述燃燒量確定一次排氣溫度。再有，在噴燒器的燃燒熱量由反饋式控制時(shí)，為使供應(yīng)熱水溫度和目標(biāo)熱水溫度一致，可根據(jù)燃燒量測(cè)得排水發(fā)生量。
于是，較好的是，所述排水發(fā)生量測(cè)定裝置包括用于測(cè)得含于上述噴燒器的一次排氣中的水蒸氣發(fā)生量的水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置，及用于測(cè)得含于上述噴燒器二次排氣中的水蒸氣排出量的水蒸氣排出量測(cè)定裝置，藉由從所述水蒸氣發(fā)生量中扣除所述水蒸氣排出量，可以測(cè)定排水的發(fā)生量。
又，較好的是，所述裝置具有可用于控制上述噴燒器燃燒量的燃燒控制裝置，所述水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置根據(jù)由燃燒控制裝置所控制的燃燒量，測(cè)定水蒸氣發(fā)生量。
再有，較好的是，所述水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置包括用于測(cè)定所述噴燒器的二次排氣溫度的二次排氣溫度測(cè)定裝置，根據(jù)該二次排氣溫度測(cè)定水蒸氣的排出量。
又，較好的是，所述水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置包括用于測(cè)定所述噴燒器的一次排氣溫度的一次排氣溫度測(cè)定裝置，所述二次排氣溫度測(cè)定裝置根據(jù)上述一次排氣溫度及上述熱交換器的熱交換率，測(cè)定二次排氣溫度。
又，較好的是，所述一次排氣溫度測(cè)定裝置根據(jù)由上述燃燒控制裝置所控制的上述噴燒器的燃燒量，測(cè)定一次排氣溫度。
又，較好的是，所述燃燒裝置包括測(cè)定上述水管中的流水量的流水量測(cè)定裝置，設(shè)于所述水管中、位于所述熱交換器的上游、用于測(cè)定進(jìn)水溫度的進(jìn)水溫度測(cè)定裝置，位于所述熱交換器的下游、用于測(cè)定供應(yīng)熱水溫度的供應(yīng)熱水溫度測(cè)定裝置，及設(shè)定目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度的目標(biāo)熱水供應(yīng)溫度測(cè)定裝置；上述燃燒控制裝置在根據(jù)上述流水量、進(jìn)水溫度及目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度而對(duì)所述噴燒器的燃燒量進(jìn)行控制的同時(shí)，也調(diào)節(jié)該噴燒器的燃燒量，以減少所述供應(yīng)熱水溫度和所述目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度之差。
發(fā)明的實(shí)施形態(tài)以下，參照附圖，就本發(fā)明燃燒裝置的實(shí)施形態(tài)作一說(shuō)明。


圖1所示為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的熱水器(燃燒裝置)的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖，圖2及圖3所示為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的熱水器(燃燒裝置)的工作說(shuō)明圖，圖4所示為燃燒量Q和排水發(fā)生量v及開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間αT的關(guān)系圖，圖5所示為排水的中和效率的試驗(yàn)說(shuō)明圖，圖6為其他實(shí)施形態(tài)中的排水發(fā)生量的測(cè)定方法的說(shuō)明圖。
圖1所示的熱水器包括水管1。燃燒室x內(nèi)裝備有噴燒器2、設(shè)置在噴燒器2下方的顯熱交換器3及設(shè)置于顯熱交換器3下方的潛熱交換器4。另外，所述熱水器還包括將結(jié)露于潛熱交換器4上并滴落于燃燒室x底壁的水收集、排出于外的排水管5，和對(duì)熱水器的運(yùn)行進(jìn)行控制的控制器6。在排水管5的途中設(shè)置有用于儲(chǔ)存排水的一次水槽5a，和可承受從一次水槽5a溢出的排水的二次水槽5b。
水管1的結(jié)構(gòu)設(shè)置成先經(jīng)過(guò)潛熱交換器4，再經(jīng)過(guò)顯熱交換器3。水管1上設(shè)置有從潛熱交換器4的上游分支、合流于顯熱交換器3下游的旁通水管7。在旁通水管7上設(shè)置有調(diào)節(jié)其流水量的旁通流量調(diào)節(jié)閥7a。又，水管1上設(shè)置有從旁通水管7上游分支、通向排水管5途中的二次水槽5b的分流支管8。在分流支管8上設(shè)置有開(kāi)閉閥8a和可不受水壓變化的影響、并將流水量維持一定的恒定流量閥8b。水管1上位于分流支管8的分流位置上游處，設(shè)置有進(jìn)水溫度計(jì)1a。在分流支管8的分流位置下游、且位于旁通水管7的分流位置上游處設(shè)置有流量計(jì)1b。在旁通水管7的分流位置附近設(shè)置有主流量調(diào)節(jié)閥1c，在顯熱交換器3的下游設(shè)置有熱水溫度計(jì)1d，在最下游附件設(shè)置有龍頭1e。
噴燒器2上連接有燃?xì)夤夤?，在燃?xì)夤夤?上設(shè)置有燃?xì)庵麟姶砰y9a，和用于調(diào)節(jié)向噴燒器2供給燃?xì)饬康娜細(xì)庹{(diào)節(jié)閥9b。燃燒室x內(nèi)設(shè)有向噴燒器2供給燃燒用空氣的燃燒風(fēng)扇10。在燃燒室x內(nèi)形成有用于排出噴燒器2的燃燒排氣的排氣口11。
控制器6設(shè)有用于控制噴燒器2的燃燒量的燃燒控制部12，和用于控制開(kāi)閉閥8a的周期性的開(kāi)、閉閥動(dòng)作的開(kāi)閉閥控制部13。開(kāi)閉閥控制部13包括排水發(fā)生量測(cè)定部14、用水量確定部15、開(kāi)閥時(shí)間確定裝置16及定時(shí)器17。
排水發(fā)生量測(cè)定部14測(cè)定排水發(fā)生量。用水量確定部15根據(jù)所測(cè)得的排水發(fā)生量確定須用于將所述排水中和至pH5-9的水量。開(kāi)閥時(shí)間確定部16根據(jù)所確定的水量，確定開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉周期內(nèi)所占的打開(kāi)時(shí)間。定時(shí)器17系根據(jù)上述計(jì)測(cè)時(shí)間，用于控制開(kāi)閉閥8a的開(kāi)、閉的定時(shí)。
以下，參照?qǐng)D2的流程圖，就上述結(jié)構(gòu)的熱水器的控制方法作一說(shuō)明。
首先，判斷龍頭1e是否打開(kāi)，具體地，判斷當(dāng)所定量的水管中水流經(jīng)水管1時(shí)，從流量計(jì)1b是否有所定值的流量信號(hào)輸出(步驟1)？如可確認(rèn)從流量計(jì)1b輸出所述的流量信號(hào)，龍頭1e被打開(kāi)之時(shí)(步驟1中的YES)，燃燒風(fēng)扇10啟動(dòng)，燃?xì)庵麟姶砰y9a打開(kāi)。伴隨點(diǎn)火器(圖中未示)的啟動(dòng)，噴燒器2開(kāi)始燃燒(步驟2)。又，顯示是否處于下述排水中和動(dòng)作的中和動(dòng)作顯示器F設(shè)定于“0”，顯示應(yīng)進(jìn)行第1次控制及第2次控制以后的任一次控制的變數(shù)n設(shè)定于“1”(步驟3)。
接著，由燃燒控制部12對(duì)噴燒器2的燃燒進(jìn)行控制(步驟4)。具體地，首先。根據(jù)通過(guò)遙控器(圖中未示)所設(shè)定的熱水溫度和由進(jìn)水溫度計(jì)1a測(cè)定的進(jìn)水溫度之差所表示的升溫量，及由流量計(jì)1b所測(cè)定的流量，通過(guò)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥9b的開(kāi)度調(diào)節(jié)，控制噴燒器2的初期燃燒量P。然后，為使由熱水溫度計(jì)1d所測(cè)定的出水溫度和先前所設(shè)定的出水溫度一致，對(duì)噴燒器2的燃燒量P進(jìn)行反饋式控制。
伴隨流經(jīng)水管1的水的升溫，噴燒器2的燃燒排氣藉由與顯熱交換器3的熱交換而使溫度下降之后，再藉由與潛熱交換器4的熱交換，再度使溫度下降。含于燃燒排氣中的水蒸氣隨著溫度下降，結(jié)露于潛熱交換器4后滴下，成為排水經(jīng)由排水管5排出。排水如前所述，因受到含于燃燒排氣中的氮氧化物(NOx)等的影響而成為酸性。
其次，藉由排水發(fā)生量測(cè)定部14測(cè)得噴燒器2的燃燒量Q，及，根據(jù)圖4所示的關(guān)系，測(cè)得排水發(fā)生量v(步驟5)。又，通過(guò)水量確定部15確定用水量，以使用水量相對(duì)于排水發(fā)生量v的比值為2.0-6.0(步驟6)。再藉由開(kāi)閥時(shí)間確定部16確定噴燒器2的燃燒量Q，及，根據(jù)圖4所示的關(guān)系，確定位于開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉周期T中所占的開(kāi)閥時(shí)間αT(0＜α＜1)(步驟7)。
其次，根據(jù)中和動(dòng)作顯示器F，判斷是否處于排水中和動(dòng)作中，即，判斷開(kāi)閉閥8a是處于打開(kāi)狀態(tài)還是處于關(guān)閉狀態(tài)(步驟8)？如不處于排水中和動(dòng)作中，即中和動(dòng)作顯示器F顯示“0”時(shí)(步驟8中的YES)，定時(shí)器17的計(jì)測(cè)時(shí)間t設(shè)定于“0”，中和動(dòng)作顯示器F顯示“1”(步驟9)。其后，判斷變數(shù)n(步驟10)，如變數(shù)n為“1”，即，判斷噴燒器2在開(kāi)始燃燒后，但還未打開(kāi)開(kāi)閉閥8a之時(shí)(步驟10中的YES)，變數(shù)n變更為“2”，周期T設(shè)定為1分鐘(相當(dāng)于本發(fā)明的“第1周期”及“所定時(shí)間”)(步驟11)。另一方面，若判斷變數(shù)n為“2”，即，判斷噴燒器2在開(kāi)始燃燒后，開(kāi)閉閥8a至少打開(kāi)1次之時(shí)(步驟10中的NO)，則開(kāi)閥時(shí)間αT的長(zhǎng)度延長(zhǎng)為5倍，周期T設(shè)定于比第1周期長(zhǎng)的5分鐘(相當(dāng)于本發(fā)明的“第2周期”)(步驟12)。
此時(shí)，開(kāi)閉閥8a打開(kāi)(步驟13)，中和動(dòng)作開(kāi)始。定時(shí)器17的計(jì)測(cè)時(shí)間t到達(dá)打開(kāi)時(shí)間αT(步驟14中的YES)，至開(kāi)閉閥8a關(guān)閉(步驟15)時(shí)，中和動(dòng)作仍繼續(xù)進(jìn)行。又，在中和動(dòng)作中，藉由恒定流量閥8b，可以防止由分流支管8流向二次水槽5b的水管中供給水的供水量相應(yīng)于水管1的水壓變動(dòng)而變動(dòng)。接著，當(dāng)定時(shí)器17的計(jì)測(cè)時(shí)間t在到達(dá)開(kāi)閉周期T(步驟16中的YES)時(shí)，中和動(dòng)作顯示器F顯示“0”(步驟17)。
根據(jù)上述熱水器，在噴燒器2開(kāi)始燃燒之后，如變數(shù)n設(shè)定為“1”(步驟3)，則一旦開(kāi)、閉開(kāi)閉閥8a(步驟13、15)，變數(shù)n立即變更為“2”(步驟11)。此后，因?yàn)樵诓襟E10中成為NO，所以，開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉周期T延長(zhǎng)為原來(lái)的5倍的長(zhǎng)度(步驟12)。由此，如圖3所示，開(kāi)閉閥8a自噴燒器2的燃燒開(kāi)始，至所定時(shí)間(1分鐘)止，以第1周期(1分鐘)進(jìn)行開(kāi)閉，其后，每經(jīng)過(guò)第2周期(5分鐘)開(kāi)閉一次。
因此，在1分鐘左右的時(shí)間內(nèi)使用熱水器，在如圖3A所示的地方停止運(yùn)行時(shí)，開(kāi)閉閥8a至少一次處于關(guān)閉狀態(tài)，可以不使水在分流支管8中放任自流地進(jìn)行中和，從而，節(jié)約了水。又，由于所定時(shí)間與第1周期同時(shí)設(shè)定為相等的1分鐘，因此，在僅使用熱水器約為1分鐘的場(chǎng)合，可以將開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉次數(shù)抑止在1次。再有，由于基于通常的炊事操作等的使用時(shí)間在1分鐘左右的使用頻率較高這一經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，將所定時(shí)間設(shè)定為1分鐘。因此，可以在抑止開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉次數(shù)的同時(shí)，可靠地進(jìn)行排水的中和。
又，在沐浴或使用熱水供暖等時(shí)，熱水器通常以超過(guò)1分鐘的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，此時(shí)，可考慮在如圖3B所示的時(shí)刻停止運(yùn)行。此時(shí)，與通常以第1周期(1分鐘)開(kāi)閉閥8a開(kāi)閉的場(chǎng)合比較，可以抑止開(kāi)閉閥8a的開(kāi)閉次數(shù)。由此，延長(zhǎng)開(kāi)閉閥8a的使用壽命，可以抑止開(kāi)閉閥8a產(chǎn)生開(kāi)閉噪聲的次數(shù)。
確定開(kāi)閉閥8a的打開(kāi)時(shí)間位于第1周期及第2周期的前期。為此，在圖3中，分別是在各自點(diǎn)C、D所表示的第1周期及第2周期的前期停止熱水器的操作時(shí)，可以避免因開(kāi)閉閥8a的關(guān)閉而導(dǎo)致分流支管8中的水流量不足，不能使排水充分進(jìn)行中和的事態(tài)。
再有，將水管中水量相對(duì)于排水發(fā)生量v的混合比控制在2.0-6.0，藉此，可以將酸性排水充分中和至滿足排水標(biāo)準(zhǔn)的程度。為表明這一點(diǎn)，本申請(qǐng)發(fā)明者進(jìn)行了試驗(yàn)，其結(jié)果示于圖5。該實(shí)驗(yàn)測(cè)定了對(duì)pH為4左右、以20(ml/分)的水量比例生成的排水，分別將水管中水(正方形)、堿水(棱形)、純水(三角形)緩緩加入、混合時(shí)的pH的變化。
如圖5所示，在使用堿水的場(chǎng)合，有可能發(fā)生這樣的情況pH過(guò)于偏堿性，而有可能超過(guò)作為環(huán)境基準(zhǔn)的pH5-9，導(dǎo)致無(wú)法用于排水中和。又，在使用純水時(shí)，即使增大純水混合量，排水的pH仍在5左右，而不發(fā)生變化，其中和效率差。這可以認(rèn)為是，純水隨時(shí)間經(jīng)過(guò)吸附了空氣中的二氧化碳，所以接近酸性的原因。
另一方面，在使用水管中水時(shí)，不會(huì)象使用堿水時(shí)那樣，其pH偏于堿性，其與純水比較，中和效率也較其高。如此，水管中水顯示了中和能力，這可以認(rèn)為是，基于含于原水中的碳酸鈣等的氫氧離子(OH-)存在的原因。藉由將水管中水相對(duì)于排水發(fā)生量的混合比設(shè)定為2.0以上，可以將排水pH中和至作為環(huán)境基準(zhǔn)的pH5-9的范圍。又，藉由將水管中水相對(duì)于排水發(fā)生量的混合比增大至pH6左右，則排水成為充分中和的狀態(tài)，而再增大混合比，則同時(shí)又使水管中水的使用量增加，故無(wú)此必要，可將上述混合比設(shè)定在6.0以下。
在本實(shí)施形態(tài)中，燃燒裝置為熱水器，但作為上述燃燒裝置的其他實(shí)施形態(tài)，也可以是取暖鍋爐等，伴隨噴燒器的燃燒可在熱交換器中生成酸性排水的所有燃燒裝置。
又，在本實(shí)施形態(tài)中，排水發(fā)生量測(cè)定部14是根據(jù)圖3所示的關(guān)系，由噴燒器2的燃燒量Q測(cè)得排水發(fā)生量v的，但作為其他的實(shí)施形態(tài)，也可由排水發(fā)生量測(cè)定部20按照下述的結(jié)構(gòu)及方法測(cè)得排水發(fā)生量v。
即，可以根據(jù)圖6所示的流程圖，取代圖2的步驟5，測(cè)得排水發(fā)生量。又，圖中雖然未示，但排水發(fā)生量測(cè)定部14包括水蒸氣發(fā)生量測(cè)定部，及水蒸氣排出量測(cè)定部。水蒸氣發(fā)生量測(cè)定部根據(jù)由燃燒控制部12所控制的燃燒量Q，測(cè)得含于噴燒器2的一次排氣中的水蒸氣發(fā)生量v1。水蒸氣排出量測(cè)定部測(cè)得含于噴燒器2的二次排氣中的水蒸氣排出量v2，并具有一次排氣溫度測(cè)定部和二次排氣溫度測(cè)定部。一次排氣溫度測(cè)定部根據(jù)由燃燒控制部13所控制的噴燒器2的燃燒量Q，測(cè)得一次排氣溫度Θ1。二次排氣溫度測(cè)定部保持顯熱交換器3和潛熱交換器4的熱交換率η的數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)和所測(cè)得的一次排氣溫度Θ1，測(cè)定二次排氣溫度Θ2。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的熱水器，首先，水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置根據(jù)燃燒量Q，使用下式(1)，測(cè)得發(fā)生量v1(步驟5-1)。又，k值根據(jù)噴燒器2的燃料的種類不同，而有所不同。
v1=k·Q ……(1)其次，將室溫設(shè)為Θ，燃燒排氣的比熱設(shè)為C，燃料的質(zhì)量流量設(shè)為Wf，空氣的質(zhì)量流量設(shè)為Wa，從下式(2)可測(cè)得一次排氣溫度Θ1(步驟5-2)。這里，一次排氣溫度Θ1指顯熱交換器3和潛熱交換器4的熱交換之前的燃燒排氣的溫度。
Θ1=Θ+Q/{C(Wf+Wa)} ……(2)然后，利用式(3)，可從一次排氣溫度Θ1、顯熱交換器3及潛熱交換器4的熱交換率η，求得二次排氣溫度Θ2(步驟5-3)。這里，二次排氣溫度Θ2指顯熱交換器3及潛熱交換器4進(jìn)行熱交換后的燃燒排氣的溫度。又，熱交換率η，為一顯示顯熱交換器3及潛熱交換器4從燃燒排氣中奪取熱量的參數(shù)，并可根據(jù)隨進(jìn)水溫度的高低而高低變化所1確定的關(guān)系進(jìn)行修正。
Θ2=Θ1-η(Θ1-Θ) ……(3)含于二次燃燒排氣中的水蒸氣排出量v2可用二次排氣溫度Θ2及溫度-蒸氣換算表進(jìn)行測(cè)定(步驟5-4)。最后，從水蒸氣發(fā)生量v1及水蒸氣排出量v2用下式(4)測(cè)得排水發(fā)生量v(步驟5-5)。
v=v1-v2……(4)
經(jīng)由上述順序，可以根據(jù)燃燒量Q測(cè)得相應(yīng)于各種物理量的變動(dòng)而變動(dòng)的排水發(fā)生量v。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為本實(shí)施形態(tài)中的熱水器(燃燒裝置)的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
圖2為本實(shí)施形態(tài)的熱水器的工作說(shuō)明圖。
圖3為本實(shí)施形態(tài)的熱水器的工作說(shuō)明圖。
圖4為燃燒量Q和排水發(fā)生量v及開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間αT的關(guān)系圖。
圖5為排水的中和效率的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明圖。
圖6為其他實(shí)施形態(tài)中的排水發(fā)生量的測(cè)定方法的說(shuō)明圖。
圖中，1為水管，2為噴燒器，3為顯熱交換器，4為潛熱交換器，5為排水管，8為分流支管，8a為開(kāi)閉閥，8b為恒定流量閥，12為燃燒控制部，13為開(kāi)閉閥控制部，14為排水發(fā)生量測(cè)定部，15為水量確定部，16為開(kāi)閥時(shí)間確定部。
權(quán)利要求
1．一種燃燒裝置，所述燃燒裝置包括噴燒器，水管，籍由與所述噴燒器的燃燒排氣之間進(jìn)行的熱交換而使所述水管中的水升溫的熱交換器，將含于所述燃燒排氣中的水蒸汽因結(jié)露于該熱交換器上而發(fā)生的排水排出的排水管，自該熱交換器上游處，從所述水管分支并合流于所述排水管的分流支管，開(kāi)閉所述分流支管的開(kāi)閉閥，使所述開(kāi)閉閥周期性地開(kāi)閉的開(kāi)閉閥控制裝置，測(cè)定排水發(fā)生量的排水發(fā)生量測(cè)定裝置，根據(jù)所述排水發(fā)生量，確定中和該排水所須用水量的用水量確定裝置，及根據(jù)所述用水量，確定開(kāi)閉閥打開(kāi)時(shí)間占所述開(kāi)閉閥整個(gè)開(kāi)閉周期比例的開(kāi)閥時(shí)間確定裝置；其特征在于所述開(kāi)閉閥控制裝置根據(jù)由所述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置所確定的開(kāi)閥時(shí)間，從噴燒器開(kāi)始燃燒達(dá)到所定時(shí)間之前為第1周期，在上述時(shí)周期中開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥；經(jīng)過(guò)所定時(shí)間后為周期較第1周期長(zhǎng)的第2周期，在該第2周期中開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥。
2．如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，上述所定時(shí)間為1分鐘。
3．如權(quán)利要求1或2所述的燃燒裝置，其特征在于，上述所定時(shí)間設(shè)定為與所述第1周期大致相同。
4．如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，所述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置確定所述開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間，使其占所述第1周期的前期。
5．如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，所述開(kāi)閥時(shí)間確定裝置確定所述開(kāi)閉閥的開(kāi)閥時(shí)間，使其占所述第2周期的前期。
6．如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，所述用水量確定裝置確定所述用水量，使其與由所述排水發(fā)生量測(cè)定裝置所測(cè)得的排水發(fā)生量之比為2.0-6.0。
7．如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，所述排水發(fā)生量測(cè)定裝置包括用于測(cè)定所述噴燒器的一次排氣中所含的水蒸氣發(fā)生量的水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置，及用于測(cè)定所述噴燒器的二次排氣中所含的水蒸氣排出量的水蒸氣排出量測(cè)定裝置；所述排水發(fā)生量測(cè)定裝置藉由從所述水蒸氣發(fā)生量中扣除所述水蒸氣排出量，測(cè)定排水的發(fā)生量。
8．如權(quán)利要求7所述的燃燒裝置，其特征在于，所述燃燒裝置具有用于控制所述噴燒器燃燒量的燃燒控制裝置，所述水蒸氣發(fā)生量測(cè)定裝置根據(jù)由該燃燒控制裝置所控制的燃燒量，測(cè)定水蒸氣的發(fā)生量。
9．如權(quán)利要求8所述的燃燒裝置，其特征在于，所述水蒸氣排出量測(cè)定裝置包括用于測(cè)定所述噴燒器的二次排氣溫度的二次排氣溫度測(cè)定裝置，所述水蒸氣排出量測(cè)定裝置根據(jù)該二次排氣溫度測(cè)定水蒸氣排出量。
10．如權(quán)利要求9所述的燃燒裝置，其特征在于，所述裝置包括用于測(cè)定所述噴燒器的一次排氣溫度的一次排氣溫度測(cè)定裝置，所述二次排氣溫度測(cè)定裝置根據(jù)上述一次排氣溫度及上述熱交換器的熱交換率，測(cè)定二次排氣溫度。
11．如權(quán)利要求10所述的燃燒裝置，其特征在于，所述一次排氣溫度測(cè)定裝置根據(jù)由上述燃燒控制裝置所控制的上述噴燒器的燃燒量，測(cè)定一次排氣溫度。
12．如權(quán)利要求8-11之任一項(xiàng)所述的燃燒裝置，其特征在于，所述燃燒裝置包括測(cè)定上述水管中的流水量的流水量測(cè)定裝置，設(shè)于所述水管中、位于所述熱交換器的上游、用于測(cè)定進(jìn)水溫度的進(jìn)水溫度測(cè)定裝置，位于所述熱交換器的下游、用于測(cè)定供應(yīng)熱水溫度的供應(yīng)熱水溫度測(cè)定裝置，及設(shè)定目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度的目標(biāo)熱水供應(yīng)溫度設(shè)定裝置；上述燃燒控制裝置在根據(jù)上述流水量、進(jìn)水溫度及目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度而對(duì)所述噴燒器的燃燒量進(jìn)行控制的同時(shí)，調(diào)節(jié)該噴燒器的燃燒量，以使所述供應(yīng)熱水溫度和所述目標(biāo)供應(yīng)熱水溫度之差減少。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃燒裝置,所述燃燒裝置從對(duì)開(kāi)閉閥的開(kāi)閉次數(shù)進(jìn)行控制及節(jié)約用于排水的中和的水量的觀點(diǎn),可使開(kāi)閉閥以適當(dāng)?shù)闹芷谶M(jìn)行開(kāi)閉。本發(fā)明的燃燒裝置包括:使部分流經(jīng)水管1的水管水合流于排水管5的分流支管8,對(duì)分流支管8進(jìn)行開(kāi)閉的開(kāi)閉閥8a,對(duì)開(kāi)閉閥8a進(jìn)行開(kāi)、閉閥控制的開(kāi)閉閥控制裝置13,確定開(kāi)閉閥8a在其開(kāi)閉周期T內(nèi)的開(kāi)閥時(shí)間αT(0<α<1)的開(kāi)閥時(shí)間確定裝置16。開(kāi)閉閥控制裝置13根據(jù)由開(kāi)閥時(shí)間確定裝置16所確定的開(kāi)閥時(shí)間,在從噴燒器2開(kāi)始燃燒達(dá)到所定時(shí)間之前的第1周期開(kāi)閉開(kāi)閉閥8a;在經(jīng)過(guò)所定時(shí)間之后,在其周期較第1周期長(zhǎng)的第2周期開(kāi)閉所述開(kāi)閉閥。
文檔編號(hào)F24H1/14GK1296157SQ0012830
公開(kāi)日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者竹內(nèi)譽(yù)樹, 森錦司, 安藤正和, 高木秀彥 申請(qǐng)人:林內(nèi)株式會(huì)社