专利名称：燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃烧装置，特别是，本发明涉及一种通过与喷烧器所排放的燃烧排气之间所进行的热交换，将该热交换器生成的酸性排水在管道水中中和的燃烧装置。
作为燃烧装置的一个例子，日本实用新型公开公报实公平5-19703号公报上公开了一种热水器。该热水器如图5所示，包括在其前端设有龙头50的水管51，检测水管51中的流水的水流转换器(switch)51a，喷烧器52，显热交换器53，潜热交换器54，通过其下方的托盘55将潜热交换器54上结露的水收集并作为废水排出的排水管56，位于显热交换器53上游、从水管51分支并合流于与排水管56所连接的水槽57的分流支管58，及用于开闭分流支管58的开闭阀59。
流经水管51的水顺次通过显热交换器53和潜热交换器54，接受来自喷烧器52的燃烧排气的热量后，被缓缓加热至一定温度的热水，然后，从龙头50供出。流经水管51的水虽然主要是通过显热交换器53被加热，但其后在流经潜热交换器54的阶段，也因与显热交换器53之间所进行的热交换而温度下降的燃烧排气而被加热。如此，流经水管51的水籍由上述二阶段的加热而提高燃烧排气的热利用效率。
在潜热交换器54中，燃烧排气中的水蒸汽因其潜热被夺取而结露，收集于托盘55中，作为废水通过排水管56，被排出于热水器外。所述排水因吸收了燃烧排气中的氮氧化物(NOx)及硫氧化物(SOx)，含有硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)，所以，具有pH约为4的酸性。因此，如果排水未经中和而直接排出，则会因此导致排水管56等所使用的金属制品的腐蚀及混凝土建筑物的败坏，且可能产生因水质污染所引起的环境破坏。为此，有必要对废水进行中和，以使其pH值达到排水标准所规定的pH5-9的范围。
在图5所示的热水器中，供给热水时，开闭阀59接受到来自水流转换器51a的信号后打开。由此，通过分流支管58、水槽57，流经水管51的一部分水管水混合于排水中，排水被中和后，其pH到达5-9的范围内，通过排水管56排出。又，此处，“中和”一词也除了指将碱性溶液混合，使排水pH到达排水标准的pH之外，也意指通过用水稀释，使排水pH到达排水标准的pH。
然而，在喷烧器52的燃烧量一定的情况下，即使废水发生量一定，流经分流支管58的水管水的流量有时也会发生变动，导致过剩。例如，尽管为了使废水流量一定，只要将一定量的水管水混合于排水中即可，然而，如果水管51的水压增大，则分流支管58的流水量也增加。由此，会发生过多的水管水通过开闭阀59混合于排水中的不希望的情况。
于是，本发明的课题是，提供一种热水器，所述热水器可以防止因过多的水管水混合于酸性废水中而造成的浪费。
本发明系这样一种燃烧装置，所述燃烧装置包括喷烧器，水管，籍由与所述喷烧器的燃烧排气之间进行的热交换而使所述水管水升温的热交换器，将含于所述燃烧排气中的水蒸汽因结露于该热交换器上而发生的废水排出的排水管，自该热交换器上游处，从所述水管分支并合流于所述排水管的分流支管，开闭所述分流支管的开闭阀，及在所述喷烧器进行燃烧时，控制所述开闭阀的开闭动作的开闭阀控制装置。
为解决上述课题，本发明的燃烧装置的特征在于所述燃烧装置设有恒定流量阀，所述恒定流量阀不管上述分流支管的水压如何变化，都可以将水流流量保持一定。
根据本发明，在分流支管的水压与水管的水压同时上升之时，分流支管的流水量也可并不增大，而是保持一定。为此，伴随分流支管水压的增加，可以防止超过中和排水需要量的水管水混合于流经排水管的排水中。
本发明的特征在于上述开闭阀控制装置包括用于测定单位时间内上述喷烧器的燃烧量的燃烧量测定装置，根据所述燃烧量测定装置所测得的燃烧量，对上述开闭阀的开阀时间进行控制的开阀时间控制装置。
本发明的特征在于本发明的装置包括计算装置，所述计算装置根据上述燃烧量测定装置所测定的喷烧器的燃烧量，计算排水的发生量，再根据计算的排水量，计算将所述排水的pH控制在5-9的范围内所须、应混合于该排水中的水管水的水量，根据计算所得的水管水量，计算开闭阀的开阀时间。
根据本发明，当喷烧器的燃烧量增大时，通过开闭阀控制装置，可以延长开闭阀的开阀时间；当喷烧器的燃烧量减小时，通过开闭阀控制装置，可以缩短开闭阀的开阀时间。由此，通过分流支管增减混合于排水中的水管水的水量。另外，如前所述，因为设置了恒定流量阀，所以，分流支管的流水量不会因水管的水压变化而变化。从而，可以将水管水相对于排水发生量的混合量的比大致维持恒定。
以下，参照附图，就本发明燃烧装置的实施形态作一说明。
图1所示为本发明的实施形态的热水器(燃烧装置)的结构说明图，图2所示为用于本发明的实施形态的热水器的恒定流量阀的结构说明图，图3所示为排水发生量Q及开闭阀的开阀时间t和喷烧器的燃烧量P的关系图，图4所示为本发明的实施形态的热水器的工作说明图。
如图1所示，热水器包括水管1。在燃烧室x内装备有喷烧器2、设置在喷烧器2下方的显热交换器3及设置于显热交换器3下方的潜热交换器4。另外，所述热水器还包括将结露于潜热交换器4上并滴落于燃烧室x底壁的水(排水)收集、排出于外的排水管5，和对热水器的运行进行控制的控制器6。在排水管5的途中设置有用于储存废水的一次水槽5a和，可盛接从一次水槽5a溢出的排水的二次水槽5b。
水管1的结构设置成先经过潜热交换器4，再经过显热交换器3。水管1上设置有从潜热交换器4的上游分支，合流于显热交换器3下游的旁通水管7。在旁通水管7上设置有调节其流水量的旁通流量调节阀7a。又，水管1上设置有从旁通水管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上设置有开闭阀8a和可不受水压变化的影响、并将流水量维持一定的恒定流量阀8b。在水管1上、分流支管8的分流位置上游处，设置有进水温度计1a，在旁通水管7的分流位置附近设置有流量计1b，在旁通水管7的分流位置上游处，且位于分流支管8的分流位置下游一侧设置有主流量调节阀1c，在显热交换器3的下游设置有出热水温度计1d，在最下游附近设置有龙头1e。
喷烧器2上连接有燃气供气管9，在燃气供气管9上设置有燃气总电磁阀9a，和用于调节向喷烧器2供给燃气量的燃气调节阀9b。燃烧室x内设有向喷烧器2供给燃烧用空气的燃烧风扇10。又，在燃烧室x内设有用于排出燃烧排气的排出口11。
控制器6设有用于控制喷烧器2的燃烧量的燃烧控制部12，和用于控制开闭阀8a的开、闭阀动作的开闭阀控制部13。开闭阀控制部13包括燃烧量测定部14、计算部15、开阀时间控制部16及定时器17。
燃烧量测定部14测定由燃烧控制部12控制的喷烧器2的燃烧量。计算部15根据燃烧量测定部14所测定的燃烧量计算排水发生量、水管水的混合水量及开闭阀8a的开阀时间。开阀时间控制部16根据由计算部15所计算的开阀时间控制开闭阀8a的开阀时间。定时器17系根据上述计测时间，用于控制开闭阀8a的开阀、闭阀。
在图2所示的恒定流量阀8b上，通过大致圆盘状的中间体23，连接位于上游一侧(图中右侧)的第1圆筒体21和位于下游一侧的第2圆筒体22。
第1圆筒体21上形成有进水管21a，进水管21a上形成有阀体24和将阀体24压向下游侧的第1弹簧25。阀体24的前端安装有杆阀26。杆阀26留有间隙地插入于形成于中间体23中心的通水孔23a。
第2圆筒体22上形成有出水管22a，出水管22a上设有橡胶制的隔膜27、固定橡胶隔膜27的隔膜保持架28，及将所述隔膜保持架28压向上游侧的第2弹簧29。橡胶隔膜27的外周部由向着中间体23的下游侧扩径并突出设置的凸缘部23b和第2圆筒体22所夹持固定。隔膜保持架28的中心形成有仅在上游侧开口、其中插入有杆阀26前端部的插入孔28c，在偏离其中心部的部分上形成有通孔28d。
按照如上所述的恒定流量阀8b，水自上游侧流入进水管21a，通过中间体23的流水孔23a和杆阀26之间的间隙，再通过隔膜保持架28的通孔28d，经出水管22a流出至下游侧。
当上游侧水压增大，外周部固定的隔膜27向着下游侧变形，隔膜保持架28也随之克服第2弹簧29的弹性力，向下游侧移动。于是，阀体24籍由第1弹簧25的弹性力而接近中间体23的通水孔23a，流经通水孔23a和杆阀26之间间隙的水流量减少。
另一方面，在上述状态下，如果上游侧水压降低，则隔膜27向着上游侧变形，在第2弹簧29的弹性力作用下，隔膜28向着上游侧移动。于是，阀体24克服第1弹簧25的弹性力而移向上游侧，离开中间体23的通水孔23a，流经通水孔23a和杆阀26之间间隙的水流量增加。
如此，不管恒定流量阀8b上游侧的水压变化如何，都可以将分流支管8的流水量保持于恒定。在本实施形态中，籍由所述恒定流量阀8b，将流水量控制在每分钟200cc，以将在排水发生量处于最大时，也可将排水pH值调节至标准的(5-9)范围。
以下，参照附图4的流程图，就前述结构热水器的动作作一说明。
首先，通过控制器6判断龙头1e是否打开，具体地，判断当所定量的水管水流经水管1时，从流量计1b是否有所定值的流量信号输出(步骤1)？如可判定从流量计1b输出所述流量信号、龙头1e被打开之时(步骤1中的YES)，燃烧风扇10启动，燃气主电磁阀9a打开，伴随点火器(图中未示)的启动，喷烧器2开始燃烧(步骤2)。又，显示是否处于下述排水中和动作的中和动作显示器F设定于“0”(步骤2)。
接着，为了供给通过遥控器(图中未示)所设定热水温度的热水，由计算部15就喷烧器2所须的燃烧量P进行计算(步骤3)。即，计算设定的热水温度和由进水温度计1a测定的进水温度之差所表示的升温量，及由流量计1b所测定的流量的积，由此计算得到喷烧器2的燃烧量P。
然后，根据为使喷烧器2以燃烧量P进行燃烧而计算的燃烧量P，由燃烧控制部12调节燃气调节阀9b的打开程度(步骤4)。
又，为使由出热水温度计1d所测定的出热水温度和，先前所设定的出热水温度一致，籍由对燃气调节阀9b的打开度的调节，对喷烧器2的燃烧量P进行反馈式控制(步骤5)。
其次，根据中和动作显示器F，判断是否处于排水中和动作中(步骤6)？如不处于排水中和动作中，即中和动作显示器F显示“0”时(步骤6中的YES)，根据图3所示的关系图，由计算部15计算将排水pH值设定于标准5-9时所须的水管水水量，及将所述量的水管水混合于排水中时所须的每分钟内开闭阀8a的开阀时间t(步骤7)。
接着，将定时器16的计测时间T设定于“0”，中和动作显示器F显示“1”(步骤8)。其后，开闭阀8a打开(步骤9)，计测时间T成为开阀时间t时(步骤10中的YES)，开闭阀8a关闭，排水中和动作中断(步骤11)。又当计测时间T成为1分钟时(步骤12中的YES)，中和动作显示器F设定于“0”(步骤13)。
又，当龙头1e关闭，流量计1b的流量信号输出停止，则籍由接受了该信号的燃烧控制部12的动作，燃气主电磁阀9a关闭，燃烧风扇10停止。喷烧器2的燃烧也因此停止。但因为其后在一定的时间内仍发生排水，所以，经过该时间后，籍由开闭阀控制装置13关闭开闭阀8a。
根据本实施形态的热水器，开闭阀8a打开时的排水中和动作期间(F=1)，水管1的水压发生变化时，在恒定流量阀8b的作用下，分流支管8的流水量保持恒定。由此，可以防止在定时器的计测时间T至开阀时间t时，从分流支管8供给至二次水槽5b的水管水供水量随水管1的水压变动而变动。即，即使分流支管8的水压随同水管1的水压上升，分流支管8的流水量也不会增大，而是保持一定。为此，可以防止伴随水管8的水压上升，超过中和排水所需量的水管水混合于排水中。
在排水中和动作中，即，中和动作显示器F处于“1”时，当开闭阀8a打开时，籍由遥控器，设定变更出热水温度，则喷烧器2的燃烧量发生变化(步骤3)。此时，排水发生量Q也变化，但基于如图3所示的关系图，可以根据变化的燃烧量P变更开闭阀8a的打开时间t(步骤7)。从而，可以将用于中和排水的适量的水管水混合于发生量变化的排水中。
如此，可以将水管水与排水发生量的混合量比保持于大致一定，而与水管1的水压变化、喷烧器2的燃烧量P的变化无关。从而，例如，在任何严格的条件下，在需要将排水的pH保持于7或所定值的附近时，即可将排水的pH保持于该所定值。
又，在本实施形态中，是就热水器废水的排水中和处理进行了说明，但作为其他的实施形态，上述的排水中和处理也可利用于所有的燃烧装置中，例如，可用于如取暖锅炉等伴随着喷烧器的燃烧在热交换器中发生酸性排水的燃烧装置。又，在本实施形态中，喷烧器2的燃料是燃气，但作为其他的实施形态，也可使用轻油等所发生的排水为酸性的燃料。
附图的简单说明图1为本实施形态的热水器(燃烧装置)的结构说明图。
图2为用于本实施形态的热水器中的恒定流量阀的结构说明图。
图3为排水发生量Q及开闭阀的开阀时间t和喷烧器燃烧量P的关系图。
图4为本实施形态的热水器的动作说明图。
图5为以往的热水器(燃烧装置)的结构说明图。
图中，1为水管，2为喷烧器，3为显热交换器，4为潜热交换器，5为排水管，8为分流支管，8a为开闭阀，8b为恒定流量阀，13为开闭阀控制部，14为燃烧量测定部，15为计算部，16为开阀时间控制部。
权利要求
1．一种燃烧装置，所述燃烧装置系包括喷烧器，水管，籍由与所述喷烧器的燃烧排气之间进行的热交换而使所述水管水升温的热交换器，将含于所述燃烧排气中的水蒸汽因结露于该热交换器上而产生的废水排出的排水管，自该热交换器上游处，从所述水管分支并合流于所述排水管的分流支管，开闭所述分流支管的开闭阀，及在所述喷烧器进行燃烧时控制所述开闭阀的开闭动作的开闭阀控制装置，其特征在于所述燃烧装置设有恒定流量阀，所述恒定流量阀不管上述分流支管的水压如何变化，都可以将水流流量保持一定。
2．如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于上述开闭阀控制装置包括用于测定单位时间内上述喷烧器的燃烧量的燃烧量测定装置，和根据所述燃烧量测定装置所测得的燃烧量，对上述开闭阀的开阀时间进行控制的开阀时间控制装置。
3．如权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于所述燃烧装置包括计算装置，所述计算装置根据上述燃烧量测定装置所测定的喷烧器的燃烧量，计算排水的发生量，再根据计算的排水发生量，计算将所述排水的pH控制在5-9的范围内、应混合于该排水中的水管水的水量，根据计算所得的水管水量，计算开闭阀的开阀时间。
全文摘要
本发明提供一种如热水器等的燃烧装置,可以防止因过多的水管水混合于酸性废水中而造成的浪费。所述燃烧装置包括:喷烧器2,水管1,藉由与喷烧器2的燃烧排气显热交换器3的水收集后作为排出的排水管5,自潜热交换器4上游,从水管1分支并合流于排水管5的分流支管8,开闭分流支管8的开闭阀8a,及在喷烧器进行燃烧时,控制开闭阀8a的开闭动作的开闭阀控制装置13。分流支管8上设置了与水压变化无关,可将流水量保持一定的恒定流量阀8b。
文档编号F24H1/10GK1296156SQ0012830
公开日2001年5月23日 申请日期2000年11月10日 优先权日1999年11月12日
发明者竹内誉树, 森锦司, 岡田贞雄, 田岛直树 申请人:林内株式会社