JP2000074368A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バーナの燃焼音が小さいときに、燃焼ファンに
より共振音が発生することを防止して、２個のバーナに
より燃焼量を調節する燃焼装置を提供する。 【解決手段】第１バーナ４のみを作動させる第１燃焼制
御と、第１バーナ４と第２バーナ５の双方を作動させる
第２燃焼制御とを選択的に実行する燃焼制御手段３０を
備え、所定燃焼量範囲内においては前記第１燃焼制御と
前記第２燃焼制御のいずれによっても、同一の燃焼量を
得ることができるようにした燃焼装置において、燃焼制
御手段３０は、前記所定燃焼量範囲内にある燃料量での
燃焼制御を行うときに、前記第１燃焼制御の際に、燃焼
ファン２２の回転数が共振音を発生させるおそれがある
所定回転数範囲内となるときには、前記第２燃焼制御を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、２個のバーナの
うち、作動を行うバーナを選択し、選択したバーナへの
燃料供給量と燃焼用空気の供給量とを調節することで、
バーナの燃焼量を制御する燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置として、例えばガス給湯装置に
おいては、給水を昇温させる熱交換器を加熱するために
ガスバーナが用いられている。そして、給湯設定温度、
給水温度、給水流量等に応じて、ガスバーナへの燃料ガ
スと燃焼用空気の供給量が調節され、ガスバーナの燃焼
量が変更される。

【０００３】また、最近のガス給湯装置においては、ガ
スバーナの燃焼量の変更範囲を拡大するため、複数のガ
スバーナを設けたものがある。このものにおいては、燃
焼量が大きいときは全てのガスバーナを作動させ、燃焼
量が小さいときは一部のガスバーナのみを作動させるこ
とで、燃焼量の変更範囲を拡大している。具体的には、
例えば第１バーナと第２バーナという２個のガスバーナ
を備えたガス給湯装置にあっては、燃焼量が小さいとき
は第１バーナのみを作動させ、燃焼量が大きいときは第
１バーナと第２バーナの双方を作動させるようにしてい
る。

【０００４】ここで、ガスバーナへの燃焼用空気の供給
量の調節は、燃焼ファンの回転数を変更することで行わ
れるが、燃焼ファンの回転数によっては共振音が発生す
る場合がある。そして、上述した第１バーナと第２バー
ナを備えたガスバーナにあっては、第１バーナのみを作
動させるときも、第１バーナと第２バーナの双方を作動
させるときにも、ある範囲の回転数においては共振音が
発生するおそれがある。

【０００５】そして、特に、第１バーナのみを作動させ
るとき、即ちガスバーナの燃焼量が小さくガスバーナの
燃焼音が小さいときに発生する共振音は、使用者にとっ
て耳障りであり、使用者に不快感を与えてしまうという
不都合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記不都合
を解消し、バーナの燃焼音が小さいときに燃焼ファンに
よる共振音が発生することを防止して、２個のバーナに
より燃焼量を調節する燃焼装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、第１バーナ及び第２バーナと、該第１バ
ーナと該第２バーナへの燃料供給量を調節する燃料供給
調節手段と、該第１バーナと該第２バーナに燃焼用空気
を供給する燃焼ファンと、前記第１バーナの燃焼量に応
じた前記燃焼ファンの回転数を設定する第１設定データ
と、前記第１バーナと前記第２バーナの総燃焼量に応じ
た前記燃焼ファンの回転数を設定する第２設定データと
を有して、前記第１設定データに基づいて前記燃焼ファ
ンの回転数を制御し、前記燃料供給調節手段により前記
第１バーナへの燃料の供給量を制御して前記第１バーナ
のみを作動させる第１燃焼制御と、前記第２設定データ
に基づいて前記燃焼ファンの回転数を制御し、前記燃料
供給調節手段により前記第１バーナと前記第２バーナへ
の燃料供給量を制御して前記第１バーナと前記第２バー
ナの双方を作動させる第２燃焼制御とを選択的に実行し
て燃焼制御を行う燃焼制御手段とを備え、所定燃焼量範
囲内においては、前記第１燃焼制御による前記第１バー
ナのみの作動と、前記第２燃焼制御による前記第１バー
ナと前記第２バーナ双方の作動のいずれによっても、同
一の燃焼量を得ることができるようにした燃焼装置にお
いて、前記燃焼制御手段は、前記所定燃焼量範囲内にあ
る燃焼量での燃焼制御を行うときに、前記第１燃焼制御
の際に、前記燃焼ファンの回転数が共振音を発生させる
おそれがある所定回転数範囲内となるときには、前記第
２燃焼制御を行うことを特徴とする。

【０００８】かかる本発明の燃焼装置によれば、前記所
定燃焼量範囲内の燃焼量に対しては、前記第１燃焼制御
と前記第２燃焼制御のいずれによっても、該燃焼量を得
ることができる。そのため、前記燃焼制御手段は、前記
所定燃焼範囲内にある燃焼量での燃焼制御を行うとき
に、前記第１燃焼制御を行う際に、前記燃焼ファンの回
転数が前記所定回転数範囲内となって共振音が発生する
おそれがあるときには、前記第１燃焼制御ではなく前記
第２燃焼制御を行う。これにより、詳細は後述するが、
同一燃焼量を得るために必要な燃焼ファンの回転数は、
前記第１燃焼制御により前記第１バーナのみを作動させ
るときよりも、前記第２燃焼制御により前記第１バーナ
と前記第２バーナの双方を作動させるときの方が低くな
るので、前記燃焼ファンの回転数が低下して前記所定回
転数範囲から外れ、共振音が発生することを防止するこ
とができる。

【０００９】また、前記燃焼制御手段は、前記第１燃焼
制御の実行中に、前記第１バーナの燃焼量が前記所定燃
焼量範囲内にあり、且つ、前記燃焼ファンの回転数が前
記所定回転数範囲内にある状態が所定時間以上継続した
ときには、該第１バーナの燃焼量と、前記第１バーナと
前記第２バーナとの総燃焼量とが同一となるように、前
記第１燃焼制御を前記第２燃焼制御に切り替えることを
特徴とする。

【００１０】かかる本発明によれば、前記燃焼制御手段
は、前記第１バーナの燃焼量が前記所定燃焼範囲内にあ
り、且つ、前記燃焼ファンの回転数が前記所定回転数範
囲内にある状態が所定時間以上継続したときに、前記第
１燃焼制御を前記第２燃焼制御に切り替える。そのた
め、前記第１燃焼制御の実行中に、前記第１バーナの燃
焼量が増加し、瞬間的に前記燃焼ファンの回転数が前記
所定回転数範囲内を通過するときに、共振音が発生する
おそれがないにも拘わらず、前記第２燃焼制御に切り替
わってしまうことを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の燃焼装置
であるガス給湯装置の全体構成図、図２は図１に示した
ガスバーナの制御データの説明図、図３は図１に示した
ガスバーナの制御処理を示したフローチャートである。

【００１２】図１を参照して、本発明の燃焼装置である
ガス給湯装置は、給湯装置本体１と、給湯装置本体１の
作動を制御するコントローラ２と、コントローラ２に対
して給湯装置本体１の作動内容を指示するリモコン３と
により構成される。

【００１３】給湯装置本体１は、コントローラ２からの
制御信号により作動する第１バーナ４及び第２バーナ
５、第１バーナ４と第２バーナ５により加熱される熱交
換器６、図示しない水道管と接続されて熱交換器６に水
を供給する給水管７、コントローラ２からの制御信号に
より給水管７の開度を調節する水量サーボ弁８、給水温
度を検出してコントローラ２に出力する給水温度センサ
９、給水量を検出してコントローラ２に出力する水量セ
ンサ１０、熱交換器６で加熱された湯が出湯される出湯
管１１、給水管７に給水される水の一部を出湯管１１に
混合させるバイパス管１２、出湯管１１とバイパス管１
２との合流点の下流の給湯管１３中の湯の温度を検出し
てコントローラ２に出力する給湯温度センサ１４、及び
給湯栓１５を備える。

【００１４】尚、水量サーボ弁８は、使用者が給湯栓１
５を操作して給湯管１３からの給湯量を増加させたとき
に、第１バーナ４及び第２バーナ５による最大加熱量に
対して給水管７からの給水量が多過ぎる場合に、該給水
量を制限するためのものである。

【００１５】第１バーナ４と第２バーナ５に燃料ガスを
供給する主ガス供給管１６には、コントローラ２からの
制御信号により開閉される元電磁弁１７，給湯電磁弁１
８，及びコントローラ２からの制御信号によりその開度
が調節される比例制御弁１９が備えられる。主ガス供給
管１６から分岐した副ガス供給管２０には、コントロー
ラ２からの制御信号により開閉される切替電磁弁２１が
備えられる。

【００１６】２２は第１バーナ４と第２バーナ５に燃焼
用空気を供給する燃焼ファンであり、コントローラ２か
らの制御信号によりその回転速度が可変される。２３は
コントローラ２からの制御信号により第１バーナ４に点
火する点火プラグ、２４は第１バーナ４の燃焼状態を検
出してコントローラ２に出力するフレームロッドであ
る。尚、第２バーナ５は第１バーナ４から火移り点火さ
れる。

【００１７】コントローラ２は、本発明の燃焼制御手段
３０を含んで、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成さ
れ、リモコン３によって指示される条件に従って給湯装
置本体１の制御を行う。

【００１８】リモコン３は、給湯装置本体１を運転待機
状態と運転停止状態とに切り替える運転スイッチ４０
と、使用者が希望する給湯管１３からの給湯温度を設定
する温度設定スイッチ４１と、該温度設定スイッチ４１
により設定された給湯温度を表示する表示部４２とを有
する。

【００１９】使用者がリモコン３の運転スイッチ４０を
操作して、給湯装置本体１が運転待機状態となると、運
転スイッチ４０に内蔵された運転ランプ（図示しない）
が点灯する。この状態で、使用者が給湯管１３の先端に
接続された給湯栓１５を開操作すると、給水管７への給
水が開始され、水量センサ１０により流水が検出され
る。コントローラ２は、水量センサ１０からの出力信号
により給水管７への給水の開始を認識したときは、燃焼
ファン２２を作動させ、元ガス電磁弁１７，給湯電磁弁
１８, 及び切替電磁弁２１を開弁し、比例制御弁１９の
開度を調節して、点火プラグ２３に火花放電を生じさせ
て第１バーナ４と第２バーナ５の点火処理を行う。

【００２０】コントローラ２に備えられた燃焼制御手段
３０はタイマ３１を備え、フレームロッド２４の出力か
ら第１バーナ４及び第２バーナ５の点火がなされたこと
を認識したときは、温度設定スイッチ４１で設定された
設定温度、給水温度センサ９で検出された給水管７から
の給水温度、及び水量センサ１０で検出された給水管７
からの給水流量に応じて、第１バーナ４と第２バーナ５
の目標燃焼量を決定し、決定した目標燃焼量に応じて、
比例制御弁１９の開度、燃焼ファン２２の回転速度、及
び切替電磁弁２１の開閉を制御することで、第１バーナ
４と第２バーナ５の燃焼制御を行う。

【００２１】以下、燃焼制御手段３０による第１バーナ
４と第２バーナ５の燃焼制御について説明する。図１を
参照して、燃焼制御手段３０は、切替電磁弁２１を開閉
制御することで、第１バーナ４のみを作動させる第１燃
焼制御と、第１バーナ４と第２バーナ５の双方を作動さ
せる第２燃焼制御とを選択的に実行する。ここで、第１
バーナ４と第２バーナ５への燃料ガスの供給量は、比例
制御弁１９の開度を制御することで行われる。また、第
１バーナ４と第２バーナ５への燃焼用空気の供給量は、
燃焼ファン２２の回転数を制御することで行われる。

【００２２】そして、第１燃焼制御、即ち第１バーナ４
のみを作動させる場合と、第２燃焼制御、即ち第１バー
ナ４と第２バーナ５の双方を作動させる場合とでは、比
例制御弁１９の開度が同じであっても、燃料ガスの供給
量（燃焼量）が異なるため、目標燃焼量に対する比例制
御弁１９の開度の設定と燃焼ファン２２の回転数の設定
を変更する必要がある。そこで、燃焼制御手段３０は、
図２に示すように、第１燃焼制御に応じた第１設定デー
タと、第２燃焼制御に応じた第２設定データとを有す
る。図２（ａ）が目標燃焼量に対する比例制御弁１９の
開度の設定（指示電流値）データであり、図２（ｂ）が
目標燃焼量に対する燃焼ファン２２の回転数の設定デー
タである。尚、図２（ａ）及び図２（ｂ）の第２所定量
から第１所定量までの範囲が、本発明の所定燃焼量範囲
に相当する。

【００２３】次に、図３を参照して、燃焼制御手段３０
による、第１バーナ４のみを作動させる第１燃焼制御
と、第１バーナ４と第２バーナ５の双方を作動させる第
２燃焼制御との切替処理について説明する。

【００２４】図３のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３は、第１燃
焼制御の処理であり、燃焼制御手段３０は、ＳＴＥＰ１
で切替電磁弁２１を閉弁して第２バーナ５への燃料ガス
の供給を停止し、ＳＴＥＰ２で第１設定データ（図２
（ａ）参照）に基づいて比例制御弁１９の開度を調節し
て第１バーナ４への燃料ガスの供給量を変更し、ＳＴＥ
Ｐ３で第１設定データ（図２（ｂ）参照）に基づいて燃
焼ファン２２の回転速度を調節して第１バーナ４への燃
焼用空気の供給量を変更する。これにより、第１バーナ
４に対する空燃比を最適に設定することができる。

【００２５】そして、ＳＴＥＰ４で目標燃焼量が第１所
定量以下であるときは、ＳＴＥＰ１０に分岐し、ＳＴＥ
Ｐ１０で燃焼ファン２２の回転速度が、共振音が発生す
るおそれがある１１０Ｈｚを超え１２０Ｈｚ未満の範囲
（本発明の所定回転数範囲に相当、以下、共振音発生範
囲という）にない場合は、ＳＴＥＰ２０に分岐してタイ
マ３１をクリアしてＳＴＥＰ２に進む。即ち、目標燃焼
量が第１所定量以下で、燃焼ファン２２の回転数が共振
音発生範囲にない場合は、第１設定データに基づいて第
１燃焼制御が続行される。

【００２６】一方、ＳＴＥＰ４で目標燃焼量が第１所定
量（図２参照）以上となるまで増加したときは、ＳＴＥ
Ｐ４からＳＴＥＰ５に進み、燃焼制御手段３０は、第１
燃焼制御から第２燃焼制御に切り替えて燃焼制御を行
う。ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ７が第２燃焼制御の処理であ
り、燃焼制御手段３０は、ＳＴＥＰ５で切替電磁弁２１
を開弁して第２バーナ５に点火して、ＳＴＥＰ６で第２
設定データ（図２（ａ）参照）に基づいて比例制御弁１
９の開度を調節して第１バーナ４及び第２バーナ５への
燃料ガスの供給量を変更し、ＳＴＥＰ７で第２設定デー
タ（図２（ｂ）参照）に基づいて燃焼ファン２２の回転
数を調節して第１バーナ４及び第２バーナ５への燃焼用
空気の供給量を変更する。これにより、第１バーナ４及
び第２バーナ５に対する空燃比を最適に設定することが
できる。

【００２７】そして、燃焼制御手段３０は、ＳＴＥＰ８
で目標燃焼量が第２所定量（図２参照）未満となるま
で、第１バーナ４と第２バーナ５の双方を作動させる第
２燃焼制御を続行する。ＳＴＥＰ８で、目標燃焼量が第
２所定量未満となるまで減少したときには、ＳＴＥＰ１
に進んで、燃焼制御手段３０は切替電磁弁２１を閉弁し
て第２バーナ５を消火し、燃焼制御を第２燃焼制御から
第１燃焼制御に切り替える。

【００２８】また、ＳＴＥＰ１０で、燃焼ファン２２の
回転数が共振音発生範囲内にあるとき、即ち燃焼ファン
２２により共振音が発生するおそれがあるときはＳＴＥ
Ｐ１１に進み、燃焼制御手段３０はＳＴＥＰ１１でタイ
マ３１が作動していなければＳＴＥＰ１２でタイマ３１
を起動する。そして、燃焼ファン２２の回転数が共振音
発生範囲内に留まっている間に、ＳＴＥＰ１３でタイマ
３１がタイムアップしたときは（タイマ３１の設定時間
が本発明の所定時間に相当する）、ＳＴＥＰ１３からＳ
ＴＥＰ５に分岐して、燃焼制御手段３０は、燃焼制御を
第１燃焼制御から第２燃焼制御に切り替える。

【００２９】ここで、図２（ｂ）を参照して、目標燃焼
量が第２所定量から第１所定量までの範囲にあるとき
は、第１設定データに基づいて第１燃焼制御により目標
燃焼量を得ることができ、また、第２設定データに基づ
いて第２燃焼制御により目標燃焼量を得ることもでき
る。そのため、燃焼制御手段３０は、第１バーナ４と第
２バーナ５による総燃焼量を変化させることなく、第１
燃焼制御から第２燃焼制御に切り替えることができる。

【００３０】そして、図２（ｂ）を参照して、第１燃焼
制御から第２燃焼制御に切り替えることで、燃焼ファン
２２の回転数の設定が小さくなって共振音発生範囲外と
なる。そのため、共振音が発生することを防止すること
ができる。

【００３１】尚、図３のＳＴＥＰ１３で、タイマ３１が
タイムアップするのを待ってから、ＳＴＥＰ５に分岐し
て燃焼制御を第１燃焼制御から第２燃焼制御に切り替え
るようにしているのは、目標燃焼量の増加過程で瞬間的
に燃焼ファン２２の回転数が共振音発生範囲を通過する
ときには、共振音が継続して発生せず、使用者に不快感
を与えることがないので、第１燃焼制御から第２燃焼制
御に切り替える必要がないからである。

【００３２】また、図２（ｂ）を参照して、第２設定デ
ータに基づいて第２燃焼制御を行うときにも、燃焼ファ
ン２２の回転数が共振音発生範囲内となる場合がある
が、この場合には燃焼量が大きく、第１バーナ４と第２
バーナ５の燃焼音が大きいため、第１バーナ４と第２バ
ーナ５の燃焼音により共振音がかき消され、使用者にそ
れほど不快感を与えない。

【００３３】尚、本実施の形態においては、共振音が発
生するおそれのある範囲を、燃焼ファン２２の回転数が
１１０Ｈｚ〜１２０Ｈｚである範囲に設定したが、共振
音の発生範囲は燃焼ファン２２のファンモータの特性等
によって定まるものであるため、この範囲に限定される
ものではない。

【００３４】また、本実施の形態においては、図２に示
すように、燃焼制御手段３０に、目標燃焼量に対する比
例制御弁１９の開度と燃焼ファン２２の回転数の設定デ
ータを持たせたが、目標燃焼量に対する燃焼ファンの回
転数の設定データのみを持たせ、比例制御弁の開度は燃
焼ファンの回転数に応じて算出するようにしてもよい。

【００３５】また、本実施の形態においては、第１燃焼
制御の実行中に、目標燃焼量が所定燃焼量範囲となり、
且つ、燃焼ファン２２の回転数が共振を生じるおそれの
ある前記共振音発生範囲である時間が前記所定時間以上
継続したときに、前記第２燃焼制御に切り替えるものを
示したが、例えば、燃焼制御開始時の目標燃焼量が前記
所定燃焼量範囲内にあり、該目標燃焼量で前記第１燃焼
制御を実行したならば燃焼ファン２２の回転数が前記所
定回転数範囲内となる場合には、燃焼制御の開始当初か
ら前記第２燃焼制御を実行するようにしてもよい。

【００３６】また、本実施の形態においては、ガスを燃
料とするバーナを備えた燃焼装置を示したが、他の燃
料、例えば灯油を燃料とするバーナを備えた燃焼装置に
対しても本発明の適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス給湯装置の全体構成図。

【図２】図１に示したガスバーナの制御データの説明
図。

【図３】図１に示したガスバーナの制御処理を示したフ
ローチャート。

【符号の説明】

１…給湯装置本体、２…コントローラ、３…リモコン、
４…第１バーナ、５…第２バーナ、６…熱交換器、７…
給水管、８…水量サーボ、９…給水温度センサ、１０…
水量センサ、１１…出湯管、１２…バイパス管、１３…
給湯管、１４…給湯温度センサ、１５…給湯栓、１６…
主ガス供給管、１７…元電磁弁、１８…給湯電磁弁、１
９…比例制御弁、２０…副ガス供給管、２１…切替電磁
弁、２２３０…燃焼制御手段、３１…タイマ、４０…運
転スイッチ、４１…温度設定スイッチ、４２…表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１バーナ及び第２バーナと、該第１バー
   ナと該第２バーナへの燃料供給量を調節する燃料供給調
   節手段と、該第１バーナと該第２バーナに燃焼用空気を
   供給する燃焼ファンと、 前記第１バーナの燃焼量に応じた前記燃焼ファンの回転
   数を設定する第１設定データと、前記第１バーナと前記
   第２バーナの総燃焼量に応じた前記燃焼ファンの回転数
   を設定する第２設定データとを有して、 前記第１設定データに基づいて前記燃焼ファンの回転数
   を制御し、前記燃料供給調節手段により前記第１バーナ
   への燃料の供給量を制御して前記第１バーナのみを作動
   させる第１燃焼制御と、前記第２設定データに基づいて
   前記燃焼ファンの回転数を制御し、前記燃料供給調節手
   段により前記第１バーナと前記第２バーナへの燃料供給
   量を制御して前記第１バーナと前記第２バーナの双方を
   作動させる第２燃焼制御とを選択的に実行して燃焼制御
   を行う燃焼制御手段とを備え、 所定燃焼量範囲内においては、前記第１燃焼制御による
   前記第１バーナのみの作動と、前記第２燃焼制御による
   前記第１バーナと前記第２バーナ双方の作動のいずれに
   よっても、同一の燃焼量を得ることができるようにした
   燃焼装置において、 前記燃焼制御手段は、前記所定燃焼量範囲内にある燃焼
   量での燃焼制御を行うときに、前記第１燃焼制御の際
   に、前記燃焼ファンの回転数が共振音を発生させるおそ
   れがある所定回転数範囲内となるときには、前記第２燃
   焼制御を行うことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】前記燃焼制御手段は、前記第１燃焼制御の
   実行中に、前記第１バーナの燃焼量が前記所定燃焼量範
   囲内にあり、且つ、前記燃焼ファンの回転数が前記所定
   回転数範囲内にある状態が所定時間以上継続したときに
   は、該第１バーナの燃焼量と、前記第１バーナと前記第
   ２バーナとの総燃焼量とが同一となるように、前記第１
   燃焼制御を前記第２燃焼制御に切り替えることを特徴と
   する請求項１記載の燃焼装置。