CN115493139A - 气体燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提高气体燃烧装置中应供给的空气量的响应性。本发明的气体燃烧装置包括：气体燃烧器(20)，使气体燃料与空气混合并燃烧；气体量调整阀(40)，调整对气体燃烧器的气体燃料供给量；以及空气量调整单元，调整向气体燃料混合的空气的供给量，其中，空气量调整单元包括：风机(70)，以固定转速加以旋转驱动，以产生流向气体燃烧器的空气的流动；以及空气量调整阀(60)，对供给至气体燃烧器的空气量进行调整。

Description

气体燃烧装置
技术领域
本发明涉及一种向气体燃料混合空气而使其燃烧的气体燃烧装置，尤其涉及一种在维持规定空燃比的情况下提供所要求的输出火力的气体燃烧装置。
背景技术
作为以往的气体燃烧装置，已知有如下燃烧控制装置，包括：比例控制阀，设置在向燃烧器供给气体燃料的通道上；风机，向燃烧器供给空气；温度调节电路，输出与燃烧器的负荷温度与设定温度的温差相应的信号；风机驱动电路，根据温度调节电路的输出信号来改变风机所产生的空气的供给量；检测电路，检测风机以及风机的驱动状态；以及比例控制阀驱动电路，根据检测电路的输出信号来驱动比例控制阀(例如参照专利文献1)。
在所述燃烧控制装置中，为进行空气与气体燃料的空燃比控制，检测响应慢的风机或风机马达的驱动状态而根据所述检测结果来控制响应快的比例控制阀的通电电流，即，配合响应慢的风机的转速来决定气体量。
另外，作为其他的气体控制装置，已知有如下气体燃烧式热水供应装置，包括：燃烧器，使气体燃料及空气的混合气燃烧；气体比例阀，控制对燃烧器的气体燃料供给压力；风机，用于以与转速相应的空气量供给空气；控制构件，设定在燃烧器中产生目标产热量的目标气体压力以及供给成为规定空燃比的空气量的目标转速；风机控制部，根据目标转速来控制风机的转速；以及转速检测器，检测风机的转速(例如参照专利文献2)。
在所述热水供应装置中，考虑转速检测器发生的感测延迟来决定气体燃料的供给压力(气体量)，以在风机的目标转速发生了变更的过渡时维持空燃比。
如此，在以往的气体燃烧装置中，在进行空气与气体燃料的空燃比控制的过渡状态下，所供给的空气量的响应比所供给的气体量的响应慢，所以需要考虑了两者的响应性的控制，因此控制比较复杂。另外，成为风机及风机马达的动态特性对系统的响应性产生影响的构造。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开昭62-190322号公报
[专利文献2]日本专利特开2014-122763号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是鉴于所述缘由而成，其目的在于提供一种应供给的空气量的响应性提高的气体燃烧装置。
[解决问题的技术手段]
本发明的气体燃烧装置呈如下结构，包括：气体燃烧器，使气体燃料与空气混合并燃烧；气体量调整阀，调整对气体燃烧器的气体燃料供给量；以及空气量调整单元，调整向气体燃料混合的空气的供给量，空气量调整单元包括：风机，以固定转速加以旋转驱动，以产生流向气体燃烧器的空气的流动；以及空气量调整阀，对供给至气体燃烧器的空气量进行调整。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，包括对空气量调整阀及风机的驱动进行控制的控制单元，控制单元针对所要求的输出火力而以固定转速旋转驱动风机而且调整气体量调整阀及空气量调整阀的开度，以维持规定空燃比。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，包括壳体，所述壳体围绕气体燃烧器，而且在比气体燃烧器更靠上游侧划定空气的吸入口，在比气体燃烧器更靠下游侧划定燃烧气体的排出口，空气量调整阀配置在吸入口，风机配置在比气体燃烧器更靠下游侧。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，包括壳体，所述壳体围绕气体燃烧器，而且在比气体燃烧器更靠上游侧划定空气的吸入口，在比气体燃烧器更靠下游侧划定燃烧气体的排出口，空气量调整阀配置在吸入口，风机配置在比空气量调整阀更靠下游侧而且是比气体燃烧器更靠上游侧。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，空气量调整阀包括驱动源和由驱动源加以开闭驱动的蝶阀。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，空气量调整阀中包括的驱动源为步进马达。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，风机包括产生旋转驱动力的马达，马达为交流(Alternating Current，AC)马达。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，具有对应于输出火力的大小而所供给的气体量不同的多种能力。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，控制单元以按多种能力中的每一种加以设定的固定转速旋转驱动风机。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，控制单元包括：输出火力算出部，算出输出火力；能力切换部，根据由输出火力算出部输出的输出火力的信息来进行切换至所需能力的判定；目标开度算出部，根据由输出火力算出部输出的输出火力的信息和由能力切换部输出的能力编号的信息来算出空气量调整阀的目标开度；以及开度控制部，根据由目标开度算出部输出的目标开度的信息来控制空气量调整阀的开度。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，控制单元包括：输出火力算出部，算出输出火力；能力切换部，根据由输出火力算出部输出的输出火力的信息来进行切换至所需能力的判定；目标开度算出部，根据由输出火力算出部输出的输出火力的信息和由能力切换部输出的能力编号的信息来算出空气量调整阀的开度；开度控制部，根据由目标开度算出部输出的目标开度的信息来控制空气量调整阀的开度；目标转速算出部，根据由输出火力算出部输出的输出火力的信息和由能力切换部输出的能力编号的信息来算出风机的目标转速；以及旋转控制部，根据由目标转速算出部输出的目标转速的信息而以固定转速旋转驱动风机。
在所述气体燃烧装置中，也可采用如下结构，即，包括与气体燃烧器邻接配置的换热器。
[发明的效果]
根据形成所述结构的气体燃烧装置，应供给的空气量的响应性提高，能在维持规定空燃比的情况下获得期望的输出火力。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式的气体燃烧装置的结构的框图。
图2为本发明的第一实施方式的气体燃烧装置的局部图。
图3为本发明的气体燃烧装置中、第一实施方式的控制单元的框图。
图4为表示本发明的气体燃烧装置中、控制单元中的动作整体的控制的流程图。
图5为表示本发明的气体燃烧装置中、控制单元中的燃烧控制的流程图。
图6为表示本发明的气体燃烧装置中包括的空气量调整阀中、阀开度与空气量的关系的图表。
图7为表示本发明的气体燃烧装置中包括的空气量调整阀中、输出火力与阀开度的关系的图表。
图8为表示本发明的气体燃烧装置中、所供给的气体量的响应性和所供给的空气量的响应性的图表。
图9为表示本发明的第二实施方式的气体燃烧装置的结构的框图。
图10为本发明的第二实施方式的气体燃烧装置的局部图。
图11为本发明的气体燃烧装置中、另一实施方式的控制单元的框图。
[符号的说明]
10：壳体
11：内部空间
12：吸入口
13：排出口
20：气体燃烧器
30：气体燃料供给配管
40：气体量调整阀
50：气体切换阀
60：空气量调整阀(空气量调整单元)
61：蝶阀
62：驱动源(步进马达)
70：风机(空气量调整单元)
72：马达(AC马达)
80：换热器
100：热水供应配管
110：控制单元
113：输出火力算出部
114：能力切换部
115：目标开度算出部
116：开度控制部
170：风机(空气量调整单元)
172：马达(AC马达)
210：控制单元
211：目标转速算出部
212：旋转控制部
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行说明。
如图1及图2所示，第一实施方式的气体燃烧装置包括壳体10、气体燃烧器20、气体燃料供给配管30、气体量调整阀40、气体切换阀50、作为空气量调整单元的空气量调整阀60及风机70、换热器80、供水配管90、热水供应配管100、控制单元110。
此处，气体燃烧装置构成为燃气热水器。
壳体10由耐热性的金属板等形成，如图2所示，包括内部空间11、吸入口12、排出口13，所述内部空间11围绕气体燃烧器20及换热器80，所述吸入口12朝内部空间11吸入空气，所述排出口13从内部空间11排出燃烧气体。
如图2所示，气体燃烧器20配备多个气体喷出口，包括多个第一喷出口21、多个第二喷出口22、点火器23、火焰棒(flame rod)24，所述多个第一喷出口21喷出由第一分支供给管32供给的气体燃料，所述多个第二喷出口22喷出由第二分支供给管33供给的气体燃料。
第一喷出口21将通过气体量调整阀40的开阀加以供给的气体燃料喷出。
第二喷出口22将通过气体量调整阀40及气体切换阀50的开阀加以供给的气体燃料喷出。
点火器23对气体燃料进行点火，根据控制单元110的指令进行工作。
火焰棒24监视是否存在火焰。并且，火焰棒24的检测信息输入至控制单元110。
如图1所示，气体燃料供给配管30包括上游侧配管31、从上游侧配管31分支的第一分支供给管32及第二分支供给管33。
上游侧配管31位于第一分支供给管32及第二分支供给管33的上游侧，在其途中配置有气体量调整阀40。
第一分支供给管32连通到气体燃烧器20的第一喷出口21。
第二分支供给管33经由气体切换阀50连通到气体燃烧器20的第二喷出口22。
如图1所示，气体量调整阀40在气体燃料供给配管30中配置在上游侧配管31的途中，是通过脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制来适当控制通电电流的比例电磁阀，在将通气体燃料的通道全闭的位置到全开的位置之间调整开度，从而调整对气体燃烧器20的气体燃料供给量。
即，气体量调整阀40借助通电电流来控制开度、调整流向气体燃烧器20的气体燃料供给量，以针对所要求的输出火力而维持规定空燃比，所述通电电流基于来自控制单元110的指令。
如图1所示，气体切换阀50在供给气体燃料的气体燃料供给配管30中配置在第二分支供给管33的途中，以将通气体燃料的通道全闭或全开的方式加以开闭驱动，是调整对气体燃烧器20的第二喷出口22的气体燃料供给量的电磁阀。
即，气体切换阀50根据所要求的输出火力而基于来自控制单元110的指令加以开闭控制，调整对气体燃烧器20的气体燃料供给量。
如图2所示，空气量调整阀60配置在壳体10的吸入口12，对流入至壳体10内的空气量进行调整，包括蝶阀61和对蝶阀61进行开闭驱动的驱动源62。
蝶阀61在停止状态下被设定在将通空气的通道开放到规定开度的休止位置，在工作时在从休止位置经过熄火开度及发火开度到全开位置的范围内作开闭驱动。再者，休止位置也可与熄火位置相同。
驱动源62是施加脉冲电压进行驱动的步进马达，根据来自控制单元110的指令加以驱动控制。
即，空气量调整阀60根据来自控制单元110的指令加以开闭控制、调整供给至气体燃烧器20的空气量，以针对所要求的输出火力而维持规定空燃比。
此处，如图6所示，空气量调整阀60具备表现出如下比例关系的特性：通过的空气量相对于蝶阀61的开度而以固定比例增加。另外，如图7所示，空气量调整阀60具备开度随输出火力的增加而增大的特性。
如图2所示，风机70配置在壳体10的排出口13附近，将壳体10内的空气或燃烧气体送出，包括含多个叶片的旋翼71和旋转驱动旋翼71的马达72。
马达72是维持与频率相应的固定转速的AC马达。另外，马达72包括检测转速的传感器，传感器的检测信息输入至控制单元110。
即，风机70配置成产生从吸入口12流向气体燃烧器20的空气的流动，根据来自控制单元110的指令而以固定转速加以旋转驱动，以针对所要求的输出火力而维持规定空燃比。
如图2所示，换热器80在壳体10内邻接配置在气体燃烧器20的正上方，起到将气体燃烧器20所产生的热量传递至通过供水配管90供给的供给水(常温水)的作用。
即，换热器80将供给自供水配管90的自来水等常温水加热而以热水的形式供给至热水供应配管100。
如图1所示，供水配管90连接在换热器80的上游侧，通自来水等常温水，在途中配备有水流量传感器91、入口温度传感器92。
水流量传感器91检测在供水配管90中流动的供给水的流量(Q)。并且，水流量传感器91的检测信息输入至控制单元110。
入口温度传感器92检测在供水配管90中流动的供给水的温度(T1)。并且，入口温度传感器92的检测信息输入至控制单元110。
如图1所示，热水供应配管100连接在换热器80的下游侧，通被换热器80加热后的热水，在途中配备有出口温度传感器101、热水供应开关102。
出口温度传感器101检测在热水供应配管100中流动的热水的温度(T2)。并且，出口温度传感器101的检测信息输入至控制单元110。
热水供应开关102是供操作者操作的开闭阀。
控制单元110构成为控制器，包括处理器、存储器部、显示部、计时器、与外部遥控器110a通信的通信部、形成输入输出的接口等的电子零件及电子电路。
存储器部存放进行动作整体的控制、燃烧控制以及燃烧状态的监视处理的程序、检测到的传感器信息及燃烧状态的信息、用于维持规定空燃比λ(例如λ＝2.8)的空气量及气体燃料相关的映射信息、其他信息，包含只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等存储元件。
计时器在控制序列中对经过时间进行计时。
外部遥控器110a通过有线或无线而连接于控制单元110，包括供操作者设定选定温度(T)等的操作部、显示燃烧状态或警告等的显示部等。
另外，如图3所示，控制单元110包括目标火力算出部111、出口温度F/B控制部112、输出火力算出部113、能力切换部114、空气量调整阀60的目标开度算出部115及开度控制部116、气体量调整阀40的目标电流算出部117及电流控制部118、风机70的旋转控制部119。
目标火力算出部111根据水流量传感器91的检测信号(水流量Q)、入口温度传感器92的检测信号(T1)以及由外部遥控器110a设定的设定温度(T)的信息而以前馈量的形式算出目标火力。
此处，目标火力通过以下式(1)算出。
目标火力＝水流量(Q)×(设定温度(T)-入口温度(T1))/25(1)
出口温度F/B控制部112根据出口温度传感器101的检测信号(T2)以及由外部遥控器110a设定的设定温度(T)的信息而以反馈量的形式算出修正火力。
输出火力算出部113根据由目标火力算出部111输出的前馈量即目标火力和由出口温度F/B控制部112输出的反馈量即修正火力的信息来算出输出火力。
能力切换部114根据由输出火力算出部113输出的输出火力的信息来进行切换至所需能力的判定，而且发出所述指令信号。
此处，作为对应于输出火力的大小而所供给的气体量不同的多种能力，设定有气体切换阀50闭阀的断开状态的能力1和气体切换阀50开阀的接通状态的能力2。另外，能力切换部114输出分别与能力1及能力2相对应的能力编号。
目标开度算出部115根据由输出火力算出部113输出的输出火力和由能力切换部114输出的能力编号的信息、利用预先存放的映射(表格)信息算出空气量调整阀60的目标开度。此处，作为映射信息，是为了供给在维持规定空燃比的情况下产生与能力编号相应的热量所需的空气量而设定的开度相关的信息。
开度控制部116根据由目标开度算出部115输出的目标开度的信息对空气量调整阀60的驱动源62(步进马达)施加脉冲电压而以成为目标开度的方式进行驱动。
目标电流算出部117根据由能力切换部114输出的能力编号和由目标开度算出部115输出的目标开度的信息、利用预先存放的映射信息算出与气体量调整阀40的开度相对应的目标电流。此处，作为映射信息，是为了供给在维持规定空燃比的情况下产生与能力编号相应的热量所需的气体量而设定的电流相关的信息。
电流控制部118根据由目标电流算出部117输出的目标电流以及实际的电流的反馈信息对通往气体量调整阀40(比例电磁阀)的电流进行PWM控制。由此，通过气体量调整阀40加以供给的气体燃料的供给量得到调整。
旋转控制部119根据基于水流量传感器91的输出信号而从处理器发出的指令信号、基于预先存储的目标转速的信息以及实际的转速的反馈信息来旋转驱动风机70的马达72，以成为固定转速。
接着，根据图4及图5所示的流程图对所述气体燃烧装置的控制动作进行说明。控制动作由控制单元110根据所述各种传感器的检测信息以及预先存储的映射信息等来进行管理。
首先，当操作者打开热水供应开关102时，在步骤S1中判断由水流量传感器91检测的供给水的流量(Q)是否为规定水流量以上。此处，在判断流量(Q)不到规定水流量的情况下，返回至步骤S1的开头。另一方面，在判断流量(Q)为规定水流量以上的情况下，前进至步骤S2。
在步骤S2中，空气量调整阀60被设置为出于发火这一目的所规定的发火开度。再者，发火开度也可为休止状态下预先设定的开度。
然后，在步骤S3中，风机70被接通而启动，以预先设定的固定转速(旋转速度)旋转。
然后，在步骤S4中，点火器23被接通而工作，在步骤S5中，气体量调整阀40被接通而开阀至供给发火所需的流量的发火开度。
继而，在步骤S6中，根据火焰棒24的检测信号来判断气体燃烧器20是否存在火焰。此处，在判断不存在火焰的情况下，在步骤S7中通过计时器的计时来判断是否已经过规定时间。此处，在判断尚未经过规定时间的情况下，返回至步骤S6而再次判断是否存在火焰。另一方面，在判断已经过规定时间的情况下，在步骤S8中将气体量调整阀40断开而闭阀。然后，在步骤S9中将空气量调整阀60设置为熄火开度。然后，在步骤S10中通过计时器的计时来判断是否已经过规定时间。此处，在判断尚未经过规定时间的情况下，返回至步骤S10的开头。另一方面，在判断已经过规定时间的情况下，在步骤S11中将风机70断开而停止旋转。
在步骤S6中判断存在火焰的情况下，在步骤S12中将点火器23断开而停止工作。
然后，在步骤S13中开始燃烧控制。燃烧控制是以在维持规定空燃比的情况下达到所要求的输出火力的方式以固定转速旋转驱动风机70而且适当调整气体量调整阀40及空气量调整阀60的开度。
此处，对步骤S13中的燃烧控制进行说明，如图5所示，在步骤S131中算出所要求的输出火力。输出火力是在控制单元110中根据由目标火力算出部111输出的前馈量即目标火力和由出口温度F/B控制部112输出的反馈量即修正火力的信息来算出。
然后，在步骤S132中控制气体切换阀50的接通/断开。关于将气体切换阀50设为接通(开阀)还是断开(闭阀)，在能力切换部114中根据由输出火力算出部113输出的输出火力的信息来判定选择能力1或能力2中的哪一者，在选择能力1时将气体切换阀50设为断开，在选择能力2时将气体切换阀50设为接通。
然后，在步骤S133中控制空气量调整阀60的蝶阀61的开度。蝶阀61的开度控制是以如下方式加以驱动控制，即，在开度控制部116中基于图6所示的表示开度与空气量的关系的映射信息以及图7所示的表示输出火力相关的能力1及能力2与开度的关系的映射信息、根据由目标开度算出部115输出的目标开度相关的指令对空气量调整阀60的驱动源62(步进马达)施加脉冲电压而成为目标开度。
然后，在步骤S134中控制通往气体量调整阀40的电流。所述电流控制是在电流控制部118中根据由目标电流算出部117输出的目标电流以及电流的反馈信息对通往气体量调整阀40(比例电磁阀)的电流进行PWM控制，从而调整通过气体量调整阀40供给的气体燃料的供给量。
然后，在步骤S135中控制风机70的旋转。所述旋转控制是在旋转控制部119中根据基于水流量传感器91的输出信号而从处理器发出的指令信号、基于预先存储的目标转速的信息以及实际的转速的反馈信息而以固定转速旋转驱动风机70的马达72。
如上所述，通过步骤131～步骤135，得以在步骤S13中进行燃烧控制。
然后，在步骤S14中，判断由水流量传感器91检测的供给水的流量(Q)是否为规定水流量以下。此处，在判断流量(Q)为规定水流量以下的情况下，转移至步骤S8、步骤S9、步骤S10、步骤S11。另一方面，在判断流量(Q)不是规定水流量以下的情况下，前进至步骤S15。
在步骤S15中，根据火焰棒24的检测信号来判断气体燃烧器20是否存在火焰。此处，在判断不存在火焰的情况下，转移至步骤S8、步骤S9、步骤S10、步骤S11。另一方面，在判断存在火焰的情况下，前进至步骤S16。
在步骤S16中，判断燃烧状态有无异常。此处，在判断有异常的情况下，转移至步骤S8、步骤S9、步骤S10、步骤S11。另一方面，在判断无异常的情况下，返回至步骤S13继续进行燃烧控制。
此处，关于有无异常的判断，是对由各种传感器检测到的检测信息、预先存储的映射信息、由控制单元110算出的信息进行对照，在脱离了预料的范围的情况下判断有异常，在预料的范围内的情况下判断无异常。
根据形成所述结构的气体燃烧装置，作为空气量调整单元而包括风机70和空气量调整阀60，所述风机70以固定转速加以旋转驱动，以产生流向气体燃烧器20的空气的流动，所述空气量调整阀60对供给至气体燃烧器20的空气量进行调整，所以与如以往那般控制风机的转速来调整空气量的情况相比，如图8所示，过渡状态下的空气量的响应性提高。因而系统整体的响应性也提高，不再需要以往那样的参考了气体量与空气量的响应性差异的控制等，能够简化控制。另外，由于风机70以固定转速进行旋转，所以能抑制乃至防止伴随旋转的变动而来的噪音和振动等。
另外，根据形成所述结构的气体燃烧装置，包括壳体10，所述壳体10围绕气体燃烧器20，而且在比气体燃烧器20更靠上游侧划定空气的吸入口12，在比气体燃烧器20更靠下游侧划定燃烧气体的排出口13，空气量调整阀60配置在吸入口12，风机70配置在比气体燃烧器20更靠下游侧，由此，仅靠空气量调整阀60的开闭动作便能调整吸入至壳体10内的内部空间11的空气量。由此，能在维持规定空燃比的情况下产生所要求的输出火力。
另外，根据形成所述结构的气体燃烧装置，空气量调整阀60包括驱动源62和由驱动源62加以开闭驱动的蝶阀61，所以能将空气的通道面积设定得较大，另外，仅靠蝶阀61的旋动动作便能快速调整空气的通道面积，因此能将空气量快速调整为所要求的供给量。
进而，由于采用步进马达作为驱动源62，从而不需要反馈控制，能够高精度地控制蝶阀61的开度。
另外，根据形成所述结构的气体燃烧装置，包括产生风机70的旋转驱动力的马达72，采用AC马达作为马达72，由此，容易根据频率来维持固定转速(旋转速度)，转速(转矩)的偏差也少，进而适于长寿命化。
图9及图10展示本发明的第二实施方式的气体燃烧装置，对风机170的配置位置进行了变更，除此以外与前文所述的第一实施方式相同，对同一结构标注同一符号并省略说明。
如图9所示，包括壳体10、气体燃烧器20、气体燃料供给配管30、气体量调整阀40、气体切换阀50、作为空气量调整单元的空气量调整阀60及风机170、换热器80、供水配管90、热水供应配管100、控制单元110。
如图10所示，风机170在壳体10内配置在比空气量调整阀60更靠下游侧而且是比气体燃烧器20更靠上游侧，将壳体10内的空气或燃烧气体送出，包括含多个叶片的旋翼171和旋转驱动旋翼171的马达172。
马达172是维持与频率相应的固定转速的AC马达。
即，风机170配置成产生从吸入口12流向气体燃烧器20的空气的流动，根据来自控制单元110的指令而以固定转速加以旋转驱动，以针对所要求的输出火力而维持规定空燃比。
在第二实施方式中，风机170在空气的流动方向上配置在比气体燃烧器20更靠上游侧，所以能抑制乃至防止燃烧气体带来的热的影响。另外，通过适当调整风机170的朝向，能将通过风机170后的空气朝气体燃烧器20容易地进行定向。
再者，控制单元110所进行的动作整体的控制及燃烧控制与前文所述的第一实施方式相同，所以省略此处的说明。
在所述第二实施方式的气体燃烧装置中，也以空气量调整单元的形式包括风机170和空气量调整阀60，所述风机170以固定转速加以旋转驱动，以产生流向气体燃烧器20的空气的流动，所述空气量调整阀60对供给至气体燃烧器20的空气量进行调整，所以与如以往那般控制风机的转速来调整空气量的情况相比，如图8所示，过渡状态下的空气量的响应性提高。因而系统整体的响应性也提高，不再需要以往那样的参考了气体量与空气量的响应性差异的控制等，能够简化控制。另外，由于风机170以固定转速进行旋转，所以能抑制乃至防止伴随旋转的变动而来的噪音和振动等。
图11展示对气体燃烧装置的动作整体的控制及燃烧控制进行管理的控制单元的另一实施方式，对与前文所述的实施方式的控制单元110相同的结构标注同一符号并省略说明。
所述实施方式的控制单元210包括目标火力算出部111、出口温度F/B控制部112、输出火力算出部113、能力切换部114、空气量调整阀60的目标开度算出部115及开度控制部116、气体量调整阀40的目标电流算出部117及电流控制部118、算出风机70(170)的转速的目标转速算出部211、控制风机70(170)的旋转的旋转控制部212。
目标转速算出部211根据由输出火力算出部113输出的输出火力和由能力切换部114输出的能力编号的信息、利用预先存放的映射信息算出风机70(170)的目标转速。
具体而言，作为映射信息，在输出火力为能力1的情况下设定固定转速N1，在输出火力为能力2的情况下设定固定转速N2(N2＞N1)。因而，目标转速算出部211决定选择转速N1和转速N2中的哪一者。
旋转控制部212根据基于水流量传感器91的输出信号而从处理器发出的指令信号、由目标转速算出部211输出的转速的信息以及实际的转速的反馈信息对风机70(170)的马达72(172)进行旋转驱动，以成为固定转速(N1或N2)。
即，控制单元210以按多种能力(能力1、能力2)中的每一种加以设定的固定转速(N1、N2)旋转驱动风机70(170)。
根据所述实施方式的控制单元210的控制方法，在所要求的输出火力小的模式下，所需空气量也减少，所以减小风机70(170)的转速，由此，能够抑制乃至防止伴随空气量调整阀60的开闭而来的孔径阻力以及孔径阻力带来的噪音等。另一方面，在所要求的输出火力大的模式下，所需空气量也增多，所以增大风机70(170)的转速，由此，能在维持规定空燃比的情况下获得期望的输出火力。
在所述实施方式中，展示了在对应于输出火力的大小而所供给的气体量不同的多种能力方面具有两种能力(能力1及能力2)的结构，但并不限定于此，也可设定三种能力、四种能力或者这以上的能力。
在所述实施方式中，展示了气体燃烧装置包括内部空间11和壳体10的结构，所述内部空间11围绕气体燃烧器20及换热器80，所述壳体10在比气体燃烧器20更靠上游侧划定空气的吸入口12，在比气体燃烧器20更靠下游侧划定燃烧气体的排出口13，但结构并不限定于此，只要是能调整应向气体燃烧器20供给的空气量的形态，则也可采用成其他形态的结构。
在所述实施方式中，展示了包括换热器80的燃气热水器作为气体燃烧装置，但并不限定于此，只要是利用通过气体燃料的燃烧而产生的热量的气体燃烧装置，则也可为供暖用的气体燃烧装置、成其他形态的气体燃烧装置。
在所述实施方式中，展示了包括蝶阀61及驱动源62(步进马达)的空气量调整阀60作为空气量调整阀，但并不限定于此，只要能对空气流动的通道进行开闭来调整空气量，则也可采用成其他形态的空气量调整阀。
另外，展示了步进马达作为空气量调整阀60的驱动源62，但也可采用配备有开度传感器的直流(Direct Current，DC)马达等作为驱动源。
在所述实施方式中，展示了采用AC马达作为风机70的马达72、风机170的马达172的结构，但并不限定于此，也可采用以DC马达为驱动源的风机。
如以上所述，本发明的气体燃烧装置中，应供给的空气量的响应性提高，能在维持规定空燃比的情况下获得期望的输出火力，所以当然能用作所述那样的对常温水进行加热来提供热水的燃气热水器，在沐浴热水器、加热其他流体的加热设备中也有用。

Claims (12)

1.一种气体燃烧装置，其特征在于，包括：
气体燃烧器，使气体燃料与空气混合并燃烧；
气体量调整阀，调整对所述气体燃烧器的气体燃料供给量；以及
空气量调整单元，调整向所述气体燃料混合的空气的供给量，
所述空气量调整单元包括：风机，以固定转速加以旋转驱动，以产生流向所述气体燃烧器的空气的流动；以及空气量调整阀，对供给至所述气体燃烧器的空气量进行调整。
2.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，
包括对所述空气量调整阀及所述风机的驱动进行控制的控制单元，
所述控制单元针对所要求的输出火力而以固定转速旋转驱动所述风机而且调整所述气体量调整阀及所述空气量调整阀的开度，以维持规定空燃比。
3.根据权利要求1或2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
包括壳体，所述壳体围绕所述气体燃烧器，而且在比所述气体燃烧器更靠上游侧划定空气的吸入口，在比所述气体燃烧器更靠下游侧划定燃烧气体的排出口，
所述空气量调整阀配置在所述吸入口，
所述风机配置在比所述气体燃烧器更靠下游侧。
4.根据权利要求1或2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
包括壳体，所述壳体围绕所述气体燃烧器，而且在比所述气体燃烧器更靠上游侧划定空气的吸入口，在比所述气体燃烧器更靠下游侧划定燃烧气体的排出口，
所述空气量调整阀配置在所述吸入口，
所述风机配置在比所述空气量调整阀更靠下游侧而且是比所述气体燃烧器更靠上游侧。
5.根据权利要求1或2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述空气量调整阀包括驱动源和由所述驱动源加以开闭驱动的蝶阀。
6.根据权利要求5所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述驱动源为步进马达。
7.根据权利要求1或2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述风机包括产生旋转驱动力的马达，
所述马达为交流马达。
8.根据权利要求2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
具有对应于所述输出火力的大小而所供给的气体量不同的多种能力。
9.根据权利要求8所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述控制单元以按所述多种能力中的每一种加以设定的固定转速旋转驱动所述风机。
10.根据权利要求8所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述控制单元包括：输出火力算出部，算出所述输出火力；能力切换部，根据由所述输出火力算出部输出的输出火力的信息来进行切换至所需能力的判定；目标开度算出部，根据由所述输出火力算出部输出的输出火力的信息和由所述能力切换部输出的能力编号的信息来算出所述空气量调整阀的开度；以及开度控制部，根据由所述目标开度算出部输出的目标开度的信息来控制所述空气量调整阀的开度。
11.根据权利要求9所述的气体燃烧装置，其特征在于，
所述控制单元包括：输出火力算出部，算出所述输出火力；能力切换部，根据由所述输出火力算出部输出的输出火力的信息来进行切换至所需能力的判定；目标开度算出部，根据由所述输出火力算出部输出的输出火力的信息和由所述能力切换部输出的能力编号的信息来算出所述空气量调整阀的开度；开度控制部，根据由所述目标开度算出部输出的目标开度的信息来控制所述空气量调整阀的开度；目标转速算出部，根据由所述输出火力算出部输出的输出火力的信息和由所述能力切换部输出的能力编号的信息来算出所述风机的目标转速；以及旋转控制部，根据由所述目标转速算出部输出的目标转速的信息而以固定转速旋转驱动所述风机。
12.根据权利要求1或2所述的气体燃烧装置，其特征在于，
包括与所述气体燃烧器邻接配置的换热器。
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