JP2000146163A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通風路における燃料と燃焼用空気との混合比
を適正範囲になるように確実に調整することができる燃
焼装置を提供する点にある。 【解決手段】 燃焼用空気を通風路７を通してバーナ３
に通風し、かつ、その通風に伴って、供給される燃料を
燃焼用空気と混合して供給する通風手段４と、通風手段
４の通風作用により吸引力が作用するように通風路７に
接続されている燃料供給路１１と、その設置箇所よりも
下流側の燃料供給圧力を設定圧力に維持する圧力調整手
段１４とが設けられている燃焼装置において、圧力調整
手段１４よりも燃料供給方向の下流側に混合比調整手段
１５および混合比検出手段が設置されて、制御手段Ｈ
が、混合比検出手段１７の検出情報に基づいて、通風路
７における燃料と燃焼用空気との混合比が適正範囲にな
るように混合比調整手段１５を制御する燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全一次予混合型の
バーナと、燃焼用空気を通風路を通して前記バーナに通
風し、かつ、その通風に伴って、供給される燃料を前記
燃焼用空気と混合して供給する通風手段と、前記通風手
段の通風作用により吸引力が作用するように前記通風路
に接続されて、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料
供給路に設置されて、その設置箇所よりも下流側の燃料
供給圧力を設定圧力に維持する圧力調整手段と、前記バ
ーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられている燃焼
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような燃焼装置では、通常、所定
ガスグループのうちのいずれかのガスにおいて、通風路
における燃料ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲に
なるように調整されているが、調整されているガスと異
なるガスを使用する場合などには、通風路における燃料
ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲にならず、安定
な燃焼が行えないので、燃料と燃焼用空気との混合比を
適正範囲になるように調整する必要があった。

【０００３】したがって、従来、燃料供給路に設けられ
た燃料供給圧力をゼロに維持する圧力調整手段と並列に
なるように、燃料と燃焼用空気との混合比を調整する混
合比調整手段が設けられて、排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素センサやバーナの燃焼時の輻射熱を検出する
熱電対などの混合比検出手段の検出情報に基づいて、混
合比調整手段により通風路への燃料供給量を調整して、
燃料と燃焼用空気との混合比を適正範囲にするようにし
ていた（例えば、特開平５−３１２３１５号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃焼装置では、圧力調整手段と並列になるように混合比
調整手段が設けられているために、圧力調整手段への一
次燃料供給圧力が変化すると、混合比調整手段を介して
通風路に供給される燃料供給圧力が一次燃料供給圧力の
変化の影響をそのまま受けることになり、燃料と燃焼用
空気との混合比を適正範囲に調整することができないこ
とがあった。

【０００５】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、通風路における燃料と燃焼用空
気との混合比を適正範囲になるように確実に調整するこ
とができる燃焼装置を提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、圧力調整手段より
も燃料供給方向の下流側に設置されて、通風路における
燃料と燃焼用空気との混合比を調整する混合比調整手段
と、燃料と燃焼用空気との混合比を検出する混合比検出
手段とが設けられ、制御手段が、混合比検出手段の検出
情報に基づいて、通風路における燃料と燃焼用空気との
混合比が適正範囲になるように混合比調整手段を制御す
る混合比制御を実行するように構成されている。したが
って、混合比調整手段が圧力調整手段よりも燃料供給方
向の下流側に設置されているので、圧力調整手段への一
次燃料供給圧力が変化しても、圧力調整手段によって通
風路に供給される燃料供給圧力が設定圧力に維持され
て、燃料供給圧力が一次燃料供給圧力の変化の影響を受
けることなく、通風路における燃料と燃焼用空気との混
合比が適正範囲になるように調整することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、混合比調
整手段が、燃料供給路に設けられて、通風路への燃料供
給量を調整する燃料調整弁である。したがって、混合比
検出手段の検出情報に基づいて、燃料調整弁の開度を調
整し、通風路への燃料供給量を調整して、通風路におけ
る燃料と燃焼用空気との混合比を適正範囲になるように
確実に調整することができる。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、混合比調
整手段が、通風路に燃焼用空気を吸引する吸引部に設け
られて、燃焼用空気の通過抵抗の変更により通風路への
燃焼用空気供給量を調整する吸引抵抗変更手段である。
したがって、混合比検出手段の検出情報に基づいて、吸
引抵抗変更手段により吸引部の燃焼用空気の通過抵抗を
変更させ、通風路への燃焼用空気供給量を調整して、通
風路における燃料と燃焼用空気との混合比を適正範囲に
なるように確実に調整することができる。

【０００９】請求項４に記載の発明によれば、圧力調整
手段が、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大
気圧に維持するゼロガバナである。つまり、ゼロガバナ
の設置箇所よりも下流側の燃焼供給圧力を、電気的な制
御手段を用いずかつ通風量の多少にかかわらずに、ゼロ
に調整することができるので、ガバナ付き比例弁などの
一般的なガスガバナと比較して、通風路における燃料と
燃焼用空気との混合比を適正範囲になるように精度よく
調整することができる。

【００１０】請求項５に記載の発明によれば、混合比検
出手段が、バーナの燃焼状態を検出する燃焼状態検出手
段である。つまり、通風路における燃料と燃焼用空気と
の混合比が適正範囲であると、バーナの燃焼状態が安定
な状態となるので、例えば、フレームロッドなどでバー
ナの燃焼状態を検出することによって通風路における燃
料と燃焼用空気との混合比を確実に検出することが可能
となる。

【００１１】請求項６に記載の発明によれば、混合比調
整手段が、初期状態において、変更が予定されるガス種
のうちで高カロリー側のガスを燃焼させるときに、通風
路における燃料ガスと燃焼用空気との混合比を適正範囲
にする調整状態に設定されている。つまり、初期状態に
おいて、低カロリー側のガスを燃焼させるときに、混合
比を適正範囲にする調整状態に設定すると、使用される
ガス種が高カロリー側に変更された場合には、燃焼用空
気に対する燃料ガスの量が多量になり、未燃焼ガスが多
量に流出する虞があるが、このような調整状態に設定す
るものと比較して、初期状態において、高カロリー側の
ガスを燃焼させるときに、混合比を適正範囲にする調整
状態に設定すると、使用されるガス種が低カロリー側に
変更された場合には、燃料ガスの量に対する燃焼用空気
の量が多量になるだけで、上述の不利を解消することが
できる。

【００１２】また、フレームロッドにて通風路における
燃料と燃焼用空気との混合比を検出するときには、低カ
ロリー側から高カロリー側に使用されるガス種が変更さ
れた場合に比べて、高カロリー側から低カロリー側に使
用されるガス種が変更された場合の方が容易に混合比の
変化を検出できることが実験により確認されており、こ
の点からも有効である。

【００１３】請求項７に記載の発明によれば、制御手段
が、通常運転モードと試運転モードとに選択切換自在に
構成され、そして、試運転モードにおいて、混合比制御
を実行するように構成されている。したがって、例え
ば、燃焼装置を使いはじめる際に試運転モードを選択
し、供給されているガスが高カロリー側のガスであるか
を判別し、ガスが適正でないと判別した場合には、混合
比制御を実行して、通風路における燃料と燃焼用空気と
の混合比を適正範囲になるように調整することができる
ので、通常運転モードと試運転モードとを適宜選択し
て、必要に応じて混合比制御を実行することができ、燃
焼装置の使い勝手を向上させることができる。

【００１４】請求項８に記載の発明によれば、制御手段
が、バーナの燃焼時間が設定時間経過するごとに、混合
比制御を実行するように構成されている。つまり、常
時、混合比制御を実行するものでは、給湯装置などに適
応した場合に、混合比制御の実行によって出湯される湯
水の温度が変化することになり、かえって給湯装置の使
い勝手を悪くすることがあるが、バーナの燃焼時間が設
定時間経過するごとに、混合比制御を実行して、上述の
不利を解消しながら、燃焼装置の経時変化により通風路
における燃料と燃焼用空気との混合比が適正範囲外に変
化することも防止することができる。

【００１５】請求項９に記載の発明によれば、制御手段
が、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた通
風量になるように通風手段の通風量を調整するように構
成され、その燃焼量が設定範囲内の場合において、混合
比制御を実行するように構成されている。つまり、要求
される燃焼量が適切な場合には、バーナの燃焼状態が安
定しており、バーナの燃焼状態を精度よく検出すること
ができるので、とくに、通風路における燃料と燃焼用空
気との混合比をバーナの燃焼状態により検出する場合に
は、混合比制御を的確に実行することができる。

【００１６】請求項１０に記載の発明によれば、バーナ
が、その燃焼面が金属製プレートで構成されている。こ
のように、燃焼面を金属製プレートを用いて、燃焼炎と
金属製プレートとにより電流値を検出するフレームロッ
ドにより、バーナの燃焼状態を検出することが可能とな
る。すなわち、燃焼面がセラミック製であると、フレー
ムロッドの電流値を検出することができず、フレームロ
ッドを用いてバーナの燃焼状態を検出することができな
いが、燃焼面を金属製プレートを用いてフレームロッド
によるバーナの燃焼状態の検出を可能としている。もち
ろん、金属製プレートであれば、従来からの混合比検出
手段である熱電対などの温度センサや酸素センサも使用
可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明にかかる燃焼装置を給湯装
置に適応した例を図面に基づいて説明する。 〔第１実施形態〕この給湯装置は、図１に示すように、
供給される水を加熱して図外の出湯栓に給湯する給湯部
Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する制御手段としての制
御部Ｈ、この制御部Ｈに動作情報を指令するリモコン操
作部Ｒを備えて構成されている。

【００１８】前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に設けられた
水加熱用の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス
燃焼式の全一次予混合型のバーナ３などから構成され、
このバーナ３の上流側から燃焼用空気を通風路７を通し
て通風し、かつ、その通風に伴って、供給される燃料ガ
スを燃焼用空気と混合して供給する通風手段としてのフ
ァン４も設けられている。そして、バーナ３の燃焼面は
金属製のプレート３ａで構成され、熱交換器２には、例
えば家庭用の水道などから水が供給される入水路５、加
熱後の湯水を出湯する出湯路６がそれぞれ接続され、前
記入水路５には、熱交換器２への通水量を検出する通水
量センサ８、入水路５を通して供給される水の温度を検
出する入水温サーミスタ９が設けられている。また、出
湯路６には、図外の出湯栓から出湯される湯水の温度を
検出する出湯温サーミスタ１０が設けられている。

【００１９】通風路７に対して燃料を供給する燃料供給
路１１は、ファン４の通風作用により吸引力が作用する
ように、通風路７に接続されている。つまり、ファン４
の通風量が大きくなるほど、通風路７に供給される燃料
ガス供給量が大きくなるようになっている。そして、こ
の燃料供給路１１には、燃料供給方向の上流側から、燃
料供給を断続する電磁操作式の安全弁１２およびメイン
弁１３、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大
気圧に維持する圧力調整手段としてのゼロガバナ１４、
通風路７への燃料供給量を調整する混合比調整手段とし
ての燃料調整弁１５のそれぞれが設けられている。つま
り、燃料調整弁１５は、ゼロガバナ１４よりも燃料供給
方向の下流側で、かつ、ゼロガバナ１４と直列になるよ
うに、燃料供給路１１に設けられている。

【００２０】また、バーナ３の近くには、バーナ３に対
する点火動作を実行するイグナイタ１６と、バーナ３が
着火されているか否かを検出する燃焼状態検出手段とし
てのフレームロッド１７とがそれぞれ備えられている。
前記フレームロッド１７は、燃焼炎と金属製プレート３
ａとにより検出される電流値を検出するもので、バーナ
３の燃焼状態に応じてその電流値が変化するように構成
されている。

【００２１】前記ゼロガバナ１４について説明を加える
と、図２に示すように、ガス通路の開度を調整する弁体
１４ａ、大気圧Ｐｔとゼロガバナ出口圧力Ｐ２の圧力差
を受けるダイヤフラム１４ｂ、弁体１４ａおよびダイヤ
フラム１４ｂを支えるスプリング１４ｃ、スプリング１
４ｃを調節する調節機構１４ｄなどから構成されてい
る。そして、例えば、ゼロガバナ入口圧力Ｐ１が上昇側
に圧力変動したときには、その圧力変動に伴ってゼロガ
バナ出口圧力Ｐ２も上昇側に圧力変動するが、ゼロガバ
ナ出口圧力Ｐ２の圧力変動に伴って、弁体１４ａが下方
移動し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２を下降側に圧力変動さ
せて、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐｔになるよう
に調整する。また、大気圧Ｐｔが上昇側に圧力変動した
ときには、その圧力変動に伴って弁体１４ａが上方移動
し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が上昇側に変動した大気圧
Ｐｔになるように調整する。このようにして、ゼロガバ
ナ１４への一次燃料供給圧力Ｐ１や大気圧Ｐｔが変動し
た場合においても、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐ
ｔになるように調整される。

【００２２】前記燃料調整弁１５について説明を加える
と、図３に示すように、ステッピングモータ１５ａ、ス
テッピングモータ１５ａの調整に対応してガス通路を開
閉する閉子機構１５ｂから構成されている。そして、初
期状態においては、図３の（ロ）に示すように、変更が
予定されるガス種のうちで高カロリー側のガス（例え
ば、１３Ａ−１）を燃焼させるときに、通風路７におけ
る燃料ガスと燃焼用空気との混合比を適正範囲にする調
整状態に設定されている。

【００２３】前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転
の開始・停止を指令する運転スイッチ１８、通常運転モ
ードと試運転モードとを切換えるモード切換スイッチ１
９、出湯用目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ
２０、出湯温度や出湯用目標温度などを表示する表示部
２１、運転状態であることを表示する運転ランプ２２、
バーナ３が燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ２
３などを備えて構成されている。

【００２４】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを
備えて構成され、通常運転モードにおいて、出湯中にリ
モコン操作部Ｒの操作指令に基づいて出湯温度が目標給
湯温度になるように制御する燃焼制御処理、試運転モー
ドにおいて、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気と
の混合比を適正範囲になるように制御する混合比制御処
理のそれぞれを実行するように構成されている。

【００２５】前記燃焼制御処理は、通常運転モードが選
択されている状態において、熱交換器２への通水が開始
されるに伴ってバーナ３の燃焼を開始して、熱交換器２
への通水が停止されるに伴ってバーナ３の燃焼を停止さ
せるように制御するとともに、熱交換器２への通水が検
出されているときには、出湯温度が出湯用目標温度にな
るようにファン４の通風量を調整する処理を実行する。

【００２６】具体的に説明すると、運転スイッチ１８の
ＯＮ操作に伴って運転状態に設定された後に、モード切
換スイッチ１９により通常運転モードが選択されている
と、図外の出湯栓の開操作に伴って通水量センサ８にて
検出される通水量が設定水量を超えると、ファン４によ
る通風作動を開始し、かつ、安全弁１２およびメイン弁
１３を開弁させて点火用ガス量になるようにファン４の
回転数を調整するとともに、イグナイタ１４によってバ
ーナ３の点火動作を行い、フレームロッド１７によって
バーナ３の着火を確認する。

【００２７】その後、入水温サーミスタ９、出湯温サー
ミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、お
よび、温度設定スイッチ２０にて設定されている出湯用
目標温度の情報に基づいて、出湯温度を出湯用目標温度
にするために必要なガス量になるようにファン４の通風
量を調整するフィードフォワード制御を実行するととも
に、出湯温サーミスタ１０の検出温度と出湯用目標温度
との偏差に応じてファン４の通風量を微調整するフィー
ドバック制御を実行する。このようにして、入水路５か
らの水は、熱交換器２によって加熱されて、図外の出湯
栓から出湯用目標温度の湯水が出湯されることになる。

【００２８】前記混合比制御処理は、試運転モードが選
択されている状態において、バーナ２の燃焼を開始し、
設定燃焼量でバーナ２を燃焼させた状態でフレームロッ
ド１７の検出情報に基づいて、通風路７における燃料ガ
スと燃焼用空気との混合比が適正範囲になるように燃料
調整弁１５を調整する処理を実行する。

【００２９】具体的に説明すると、運転スイッチ１８の
ＯＮ操作に伴って運転状態に設定された後に、モード切
換スイッチ１９により試運転モードが選択されていると
きに、図外の出湯栓の開操作に伴って通水量センサ８に
て検出される通水量が設定水量を越えると、ファン４に
よる通風作動を開始し、かつ、安全弁１２およびメイン
弁１３を開弁させて点火用ガス量になるようにファン４
の回転数を調整するとともに、イグナイタ１４によって
バーナ３の点火動作を行い、フレームロッド１７によっ
てバーナ３の着火を確認する。その後、バーナ３の燃焼
量が設定燃焼量（例えば、インプット量＝３００００ま
たは１５０００ｋｃａｌ／ｈ）になるようにファン４の
回転数を調整し、フレームロッド１７の電流値に基づい
て、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
が適正範囲になるように燃料調整弁１５の開度を調整す
る。

【００３０】つまり、燃料調整弁１５は、その初期状態
において、変更が予定されるガス種のうちで高カロリー
側のガス（例えば、１３Ａ−１）を燃焼させるときに、
通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比を適
正範囲にする調整状態に設定されているので、燃料調整
弁１５の調整状態が初期状態のままであると、変更が予
定されるガス種のうちで低カロリー側のガス（例えば、
１２Ａ−３）を燃焼させるときには、通風路７における
燃料ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲よりも空気
過剰側に変化する。

【００３１】したがって、図４に示すように、例えば、
１２Ａ−３のガスで燃焼させた時には、バーナの要求さ
れる燃焼量としての各インプット量におけるフレームロ
ッド１７による電流値ＦＬと燃料ガスと燃焼用空気との
空気比λとの関係に基づいて、空気比λが適正範囲であ
る１．３０〜１．４０の間になるように、すなわちフレ
ームロッド１７による電流値が４．５μＡ程度になるよ
うに燃料調整弁１５の開度を増大側に調整するようにし
ている。

【００３２】図４について説明を加えると、インプット
量が３００００ｋｃａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ
／ｈのときの空気比λとフレーム電流値ＦＬの関係を示
したものである。そして、高カロリー側のガス（例え
ば、１３Ａ−１）を燃焼させるときに空気比λが１．３
０〜１．４０になるように設定したとき、低カロリー側
のガス（例えば、１２Ａ−３）が流れると、そのときの
空気比λが１．５０〜１．６０に変化する。図４に示す
ように、空気比λが１．４０を越えると急激にフレーム
電流値ＦＬが低下するため、空気比λが変化したことを
容易に判断することができ、この特性を利用することに
より、初期状態に高カロリー側のガスを燃焼させたとき
に空気比λを適正範囲に設定しておくことで、混合比制
御処理を実行する際には、精度よい調整が可能になる。

【００３３】また、混合比制御処理を実行するときに
は、バーナ３の燃焼量が設定燃焼量になるように、すな
わち、そのときのインプット量が図４に示すインプット
量（３００００ｋｃａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ
／ｈ）になるようにしているが、この設定燃焼量に対応
するインプット量は、図４に示すインプット量（３００
００ｋｃａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ／ｈ）限ら
れるものではなく、図４に示すような空気比λとフレー
ム電流値ＦＬの関係が得られるインプット量であればよ
い。

【００３４】制御部Ｈの制御動作について、図５のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、リモコン操作部
Ｒの運転スイッチ１８がＯＮ操作されて、給湯装置が運
転状態に設定された状態において、モード切換スイッチ
１９が通常運転モードに選択されていると、図外の出湯
栓の開操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水
量が設定水量を超えると、バーナ３の点火処理を行う
（ステップ１〜４）。つまり、バーナ３の燃焼が停止し
ていると、ファン４による通風作動を開始し、かつ、安
全弁１２およびメイン弁１３を開弁させて点火用ガス量
になるようにファン４の回転数を調整するとともに、イ
グナイタ１４によってバーナ３の点火動作を行い、フレ
ームロッド１７によってバーナ３の着火を確認する。

【００３５】その後、入水温サーミスタ９、出湯温サー
ミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、お
よび、温度設定スイッチ２０にて設定されている出湯用
目標温度の情報に基づいて、出湯温度を出湯用目標温度
にするために必要なガス量になるようにファン４の通風
量を調整する（ステップ５）。

【００３６】そして、上述の通風量の調整などの制御動
作が、熱交換器２への通水量が設定量未満になるか、運
転スイッチ１８がＯＦＦ操作されるまで実行される。つ
まり、熱交換器２への通水量が設定量未満になるか、運
転スイッチ１８がＯＦＦ操作されると、バーナ３が燃焼
中であると、安全弁１２とメイン弁１３を閉弁して、フ
ァン４の通風作動をさせて、バーナ３の燃焼を停止させ
るバーナ燃焼停止処理を行う（ステップ６〜８）。

【００３７】また、モード切換スイッチ１９が試運転モ
ードに選択されているときに、図外の出湯栓の開操作に
伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量
を越えると、バーナ３の点火処理を実行する（ステップ
２，９，１０，１１）。つまり、バーナ３の燃焼が停止
していると、ファン４による通風作動を開始し、かつ、
安全弁１２およびメイン弁１３を開弁させて点火用ガス
量になるようにファン４の通風量を調整するとともに、
イグナイタ１４によってバーナ３の点火動作を行い、フ
レームロッド１７によってバーナ３の着火を確認する。
その後、バーナ３の燃焼量が設定燃焼量（例えば、イン
プット量＝３００００または１５０００ｋｃａｌ／ｈ）
になるようにファン４の通風量を調整して、フレームロ
ッド１７の電流値に基づいて、通風路７における燃料ガ
スと燃焼用空気との混合比を検出し、その検出値が適正
範囲外であれば、その混合比が適正範囲になるように燃
料調整弁１５の開度を調整する（ステップ１２〜１
４）。

【００３８】このようにして、通風路７における燃料ガ
スと燃焼用空気との混合比が適正範囲になるように調整
されると、バーナ３が燃焼中であれば、安全弁１２とメ
イン弁１３を閉弁して、ファン４の通風作動を停止さ
せ、バーナ３の燃焼を停止させるバーナ燃焼停止処理を
行うとともに、給湯部Ｋに設けた止水バルブ（図示せ
ず）を閉操作して通水停止を行う（ステップ１３，１
５，８）。

【００３９】上述のようにして、燃料調整弁１５がゼロ
ガバナ１４よりも燃料供給方向の下流側に設置されてい
るので、ゼロガバナ１４への一次燃料供給圧力が変化し
ても、ゼロガバナ１４によって通風路７に供給される燃
料供給圧力が大気圧に維持されて、燃料供給圧力が一次
燃料供給圧力の変化の影響を受けることなく、通風路７
における燃料と燃焼用空気との混合比が適正範囲になる
ように確実に調整することができる。

【００４０】〔第２実施形態〕この第２実施形態は、上
記第１実施形態における混合比調整手段についての別実
施形態であり、その他の構成および動作については、上
記第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省
略する。つまり、図６に示すように、吸引抵抗変更手段
としての可動ダンパー２４が、ゼロガバナ１４よりも燃
料供給方向の下流側であり、かつ、通風路７に燃焼用空
気を吸引する吸引部２５を開閉するように設けられて、
燃焼用空気の通過抵抗の変更により通風路７への燃焼用
空気量を調整するように構成されている。なお、図６に
示すように、燃料供給路１１に接続され燃料ガスを吸引
するガス孔２６が通風路７内に設けられている。

【００４１】そして、制御部Ｈが、混合比制御処理にお
いては、試運転モードが選択されている状態において、
バーナ２の燃焼を開始し、設定燃焼量でバーナ２を燃焼
させた状態でフレームロッド１７の検出情報に基づい
て、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
が適正範囲になるように可動ダンパー２４を調整する処
理を実行する。

【００４２】具体的に説明すると、運転スイッチ１８の
ＯＮ操作に伴って運転状態に設定された後に、モード切
換スイッチ１９により試運転モードが選択されていると
きに、図外の出湯栓の開操作に伴って通水量センサ８に
て検出される通水量が設定水量を越えると、ファン４に
よる通風作動を開始し、かつ、安全弁１２およびメイン
弁１３を開弁させて点火用ガス量になるようにファン４
の通風量を調整するとともに、イグナイタ１４によって
バーナ３の点火動作を行い、フレームロッド１７によっ
てバーナ３の着火を確認する。その後、バーナ３の燃焼
量が設定燃焼量（例えば、インプット量＝３００００ま
たは１５０００ｋｃａｌ／ｈ）になるようにファン４の
通風量を調整し、フレームロッド１７の電流値に基づい
て、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
が適正範囲になるように可動ダンパー２４の開度を調整
する。

【００４３】また、混合比制御処理を実行するときに
は、バーナ３の燃焼量が設定燃焼量になるように、すな
わち、そのときのインプット量が図４に示すインプット
量（３００００ｋｃａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ
／ｈ）になるようにしているが、この設定燃焼量に対応
するインプット量は、図４に示すインプット量（３００
００ｋｃａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ／ｈ）限ら
れるものではなく、図４に示すような空気比λとフレー
ム電流値ＦＬの関係が得られるインプット量であればよ
い。

【００４４】つまり、可動ダンパー２４は、その初期状
態において、変更が予定されるガス種のうちで高カロリ
ー側のガス（例えば、１３Ａ−１）を燃焼させるとき
に、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
を適正範囲にする調整状態に設定されているので、可動
ダンパー２４の調整状態が初期状態のままであると、変
更が予定されるガス種のうちで低カロリー側のガス（例
えば、１２Ａ−３）を燃焼させるときには、通風路７に
おける燃料ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲より
も空気過剰側に変化する。

【００４５】したがって、図４に示すように、例えば、
１２Ａ−３のガスで燃焼させた時には、バーナの要求さ
れる燃焼量としての各インプット量におけるフレームロ
ッド１７による電流値ＦＬと燃料ガスと燃焼用空気との
空気比λとの関係に基づいて、空気比λが適正範囲であ
る１．３０〜１．４０の間になるように、すなわちフレ
ームロッド１７による電流値が４．５μＡ程度になるよ
うに可動ダンパー２４の開度を減少側に調整するように
している。

【００４６】また、図４に示すように、空気比λが１．
３０〜１．４０で燃焼させたときのフレーム電流値ＦＬ
と、空気比λが１．４０以上で燃焼させたときのフレー
ム電流値ＦＬとを比較すると、その差が大きいので、空
気比λを精度よく適正範囲内に調整することができる。
なお、この第２実施形態における制御部Ｈの制御動作を
ついても、上記第１実施形態と同様の動作を行うので、
その説明は省略する。

【００４７】〔別実施形態〕 （１）上記第１および２実施形態では、モード切換スイ
ッチ１９を設け、このモード切換スイッチ１９により試
運転モードが選択されると、混合比制御を実行するよう
にしているが、バーナ３の燃焼時間が設定時間経過する
ごとに、混合比制御を実行するようにしてもよい。この
制御動作について、図７のフローチャートに基づいて説
明する。まず、リモコン操作部Ｒの運転スイッチ１８が
ＯＮ操作されて、図外の出湯栓の開操作に伴って通水量
センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えると、
ファン４による通風作動を開始し、かつ、安全弁１２お
よびメイン弁１３を開弁させて点火用ガス量になるよう
にファン４の回転数を調整するとともに、イグナイタ１
４によってバーナ３の点火動作を行い、フレームロッド
１７によってバーナ３の着火を確認する（ステップ２１
〜２３）。

【００４８】その後、入水温サーミスタ９、出湯温サー
ミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、お
よび、温度設定スイッチ２０にて設定されている出湯用
目標温度の情報に基づいて、出湯温度を出湯用目標温度
にするために必要なガス量になるようにファン４の通風
量を調整する（ステップ２４）。

【００４９】そして、バーナ３の燃焼時間が設定時間経
過するか、あるいは、前回混合比制御処理を実行してか
ら設定時間経過した混合比制御実行タイミングであると
きに、バーナ３の燃焼量が設定燃焼量（例えば、インプ
ット量＝３００００または１５０００ｋｃａｌ／ｈ）以
外であれば混合比制御を行わず、バーナ３の燃焼量が前
記設定燃焼量である場合のみ、フレームロッド１７によ
る電流値に基づいて、通風路７における燃料ガスと燃焼
用空気との混合比を検出し、その検出値が適正範囲外で
あると、その混合比が適正範囲内になるように燃料調整
弁１５あるいは可動ダンパー２４の開度を調整する（ス
テップ２５〜２８）。なお、設定燃焼量に対応するイン
プット量は、図４に示すインプット量（３００００ｋｃ
ａｌ／ｈおよび１５０００ｋｃａｌ／ｈ）限られるもの
ではなく、図４に示すような空気比λとフレーム電流値
ＦＬの関係が得られるインプット量であればよい。

【００５０】そして、上述のような通風量の調整および
混合比制御処理が、熱交換器２への通水量が設定量未満
になるか、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されるまで実
行される。つまり、熱交換器２への通水量が設定量未満
になるか、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されると、安
全弁１２とメイン弁１３を閉弁して、ファン４の通風作
動をさせて、バーナ３の燃焼を停止させる（ステップ２
９〜３１）。

【００５１】また、混合比制御の実行については、試運
転モードにおいて、混合比制御を実行し、さらに、バー
ナ３の燃焼時間が設定時間経過するごとに、混合比制御
処理を実行するようにしてもよい。図８のフローチャー
トに基づいて説明する。なお、詳細な制御動作について
は、上述した制御動作と同様であるので、その詳細な説
明は省略する。つまり、リモコン操作部Ｒの運転スイッ
チ１８がＯＮ操作されて、モード切換水スイッチ１９が
通常運転モードに選択された状態で、図外の給湯栓の開
操作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設
定水量を越えると、バーナ３の点火処理を行い、出湯温
度を出湯用目標温度にするために必要なガス量になるよ
うにファン４の通風量を調整する（ステップ４１〜４
５）。

【００５２】そして、バーナ３の燃焼時間が設定時間経
過するか、または、前回混合比制御処理を実行してから
設定時間経過した混合比制御実行タイミングであると、
バーナ３の燃焼量が設定燃焼量（例えば、インプット量
＝３００００または１５０００ｋｃａｌ／ｈ）以外であ
れば混合比制御を行わず、バーナ３の燃焼量が前記設定
燃焼量である場合のみ、フレームロッド１７による電流
値に基づいて、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気
との混合比を検出し、その検出値が適正範囲外である
と、その混合比が適正範囲内になるように燃料調整弁１
５あるいは可動ダンパ２４の開度を調整する（ステップ
４６〜４９）。なお、設定燃焼量に対応するインプット
量は、図４に示すインプット量（３００００ｋｃａｌ／
ｈおよび１５０００ｋｃａｌ／ｈ）限られるものではな
く、図４に示すような空気比λとフレーム電流値ＦＬの
関係が得られるインプット量であればよい。

【００５３】このようにして、上述の制御動作が、熱交
換器２への通水量が設定量未満になるか、運転スイッチ
１８がＯＦＦ操作されるまで実行される。つまり、熱交
換器２への通水量が設定量未満になるか、運転スイッチ
１８がＯＦＦ操作されると、バーナ燃焼停止処理を実行
する（ステップ５０〜５２）。

【００５４】また、モード切換スイッチ１９が試運転モ
ードに選択されているときに、図外の出湯栓の開操作に
伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定水量
を越えると、バーナ３の点火処理を実行し、バーナ３の
燃焼量が設定燃焼量になるようにファン４の通風量を調
整する（ステップ５３〜５６）。そして、フレームロッ
ド１７の電流値に基づいて、通風路７における燃料ガス
と燃焼用空気との混合比を検出し、その検出値が適正範
囲外であれば、その混合比が適正範囲になるように燃料
調整弁１５あるいは可動ダンパー２４の開度を調整する
（ステップ５７，５８）。

【００５５】このようにして、通風路７における燃料ガ
スと燃焼用空気との混合比が適正範囲になるように調整
されると、バーナ３が燃焼中であれば、安全弁１２とメ
イン弁１３を閉弁して、ファン４の通風作動を停止さ
せ、バーナ３の燃焼を停止させるバーナ燃焼停止処理を
行うとともに、給湯部Ｋに設けた止水バルブ（図示せ
ず）を閉操作して通水停止を行う（ステップ５７，５
９，５２）。

【００５６】また、混合比制御の実行については、バー
ナ３の燃焼中において、常に、混合比制御を実行するよ
うにしてもよい。つまり、バーナ３の燃焼中において
は、常に、フレームロッド１７による電流値に基づい
て、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
を検出し、その検出値が適正範囲外であると、その混合
比が適正範囲内になるように燃料調整弁１５あるいは可
動ダンパー２４の開度を調整する。説明を加えると、上
記別実施形態の制御動作を示す図７のフローチャートに
おいては、バーナ３の燃焼時間が設定時間経過するか、
あるいは、前回混合比制御処理を実行してから設定時間
経過した混合比制御実行タイミングであるか否かを判別
する動作（ステップ２５）を削除する。そして、上記別
実施形態の制御動作を示す図８のフローチャートにおい
ては、バーナ３の燃焼時間が設定時間経過するか、ある
いは、前回混合比制御処理を実行してから設定時間経過
した混合比制御実行タイミングであるか否かを判別する
動作（ステップ４６）を削除する。

【００５７】（２）上記第１および２実施形態では、混
合比制御処理において、通風路７における燃料ガスと燃
焼用空気との混合比が適正範囲になるように、通風路７
への燃料供給量または燃焼用空気供給量のどちらか一方
を調整するようにしているが、混合比制御処理におい
て、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比
が適正範囲になるように、通風路７への燃料供給量およ
び燃焼用空気供給量の両方を調整するようにしてもよ
い。

【００５８】（３）上記第１および２実施形態では、燃
料供給路１１に圧力調整手段としてゼロガバナを設ける
ようにしているが、ゼロガバナに限るものではなく、ガ
バナ付き比例弁などの一般的なガスガバナでもよい。

【００５９】（４）上記第１および２実施形態では、燃
焼状態を検出するフレームロッド１７の検出情報に基づ
いて、通風路７における燃料と燃焼用空気との混合比を
検出するようにしているが、燃焼室１からの排ガス中に
おける酸素濃度を検出する酸素センサやバーナ３の燃焼
状態を検出する熱電対などにより通風路７における燃料
と燃焼用空気との混合比を検出するようにしてもよい。
そして、酸素センサなどにより通風路７における燃料と
燃焼用空気との混合比を検出する場合には、バーナ３の
燃焼面はセラミック製のプレートでもよい。また、酸素
センサなどにより通風路７における燃料と燃焼用空気と
の混合比を検出する場合には、混合比制御処理を実行す
るときのバーナ３の燃焼量は、設定燃焼量に限られるも
のではなく、任意の燃焼量でもよい。

【００６０】（５）上記第１および２実施形態では、混
合比調整手段としての燃料調整弁１５または可動ダンパ
ー２４が、初期状態において、変更が予定されるガス種
のうちで高カロリー側のガスを燃焼させるときに、通風
路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比を適正範
囲にする調整状態に設定されているが、フレームロッド
の形状や取り付け位置を変更してλ−ＦＬ特性を変えた
り、熱電対や酸素センサを用いることで、初期状態にお
ける混合比調整手段の設定を、変更が予定されるガス種
のうちで低カロリー側のガスに設定することも可能であ
る。

【００６１】（６）上記第１および２実施形態では、通
常運転モードと試運転モードとを切換えるモード切換ス
イッチ１９をリモコン操作部Ｒに設けるようにしている
が、モード切換スイッチ１９の設置箇所は、リモコン操
作部Ｒに限られるものではなく、例えば、制御部Ｈの制
御基板上に設けるものでもよく、リモコン操作部Ｒに設
ける場合にも、使用者が目に触れない隠しスイッチとし
て設けるものでもよい。

【００６２】（７）上記第１実施形態では、燃料調整弁
１５がゼロガバナ１４よりも燃料供給方向の下流側で、
かつ、ゼロガバナ１４と直列になるように、燃料供給路
１１に設けられているが、次のように構成してもよい。
つまり、図９に示すように、ゼロガバナ１４よりも燃料
供給方向の下流側に、燃料供給路１１をバイパスする副
燃料供給路１１ａを設けて、燃料供給路１１には、高カ
ロリー用ノズル２７を、副燃料供給路１１ａには、燃料
調整弁１５を設けるように構成する。なお、高カロリー
用ノズル２７に代えて、高カロリー用オリフィスを用い
ることも可能である。

【００６３】（８）上記第１および２実施形態では、本
発明にかかる燃焼装置を給湯装置に適応した例を示して
いるが、暖房装置などのその他各種の装置に適応可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における給湯装置の全体概略図

【図２】ゼロガバナの概略構成図

【図３】燃料調整弁の概略構成図

【図４】フレームロッドによる電流値と混合比の関係を
示す図

【図５】制御部の制御動作を示すフローチャート

【図６】第２実施形態における給湯装置の全体概略図

【図７】別実施形態における制御部の制御動作を示すフ
ローチャート

【図８】別実施形態における制御部の制御動作を示すフ
ローチャート

【図９】別実施形態における燃料供給路の概略構成図

【符号の説明】

３ バーナ ４ 通風手段 ７ 通風路 １１ 燃料供給路 １４ 圧力調整手段としてのゼロガバナ １５ 混合比調整手段としての燃料調整弁 １７ 混合比検出手段としての燃焼状態検出
手段 ２４ 混合比調整手段としての吸引抵抗変更
手段 ２５ 吸引部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 善克 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 横山 敬仁 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 Ｆターム(参考） 3K003 AA01 AB02 AB06 AC02 BC01 CA03 CA05 CB05 CC01 DA03 EA02 FA02 FB03 GA03 HA03 JA06 JA13 KA05 KB02 LA08 NA01 NA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全一次予混合型のバーナと、燃焼用空気
   を通風路を通して前記バーナに通風し、かつ、その通風
   に伴って、供給される燃料を前記燃焼用空気と混合して
   供給する通風手段と、前記通風手段の通風作用により吸
   引力が作用するように前記通風路に接続されて、燃料を
   供給する燃料供給路と、前記燃料供給路に設置されて、
   その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を設定圧力に
   維持する圧力調整手段と、前記バーナの燃焼を制御する
   制御手段とが設けられている燃焼装置であって、 前記圧力調整手段よりも燃料供給方向の下流側に設置さ
   れて、前記通風路における燃料と燃焼用空気との混合比
   を調整する混合比調整手段と、燃料と燃焼用空気との混
   合比を検出する混合比検出手段とが設けられ、 前記制御手段が、前記混合比検出手段の検出情報に基づ
   いて、前記通風路における燃料と燃焼用空気との混合比
   が適正範囲になるように前記混合比調整手段を制御する
   混合比制御を実行するように構成されている燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記混合比調整手段が、前記燃料供給路
   に設けられて、前記通風路への燃料供給量を調整する燃
   料調整弁である請求項１に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記混合比調整手段が、前記通風路に燃
   焼用空気を吸引する吸引部に設けられて、燃焼用空気の
   通過抵抗の変更により前記通風路への燃焼用空気供給量
   を調整する吸引抵抗変更手段である請求項１に記載の燃
   焼装置。
4. 【請求項４】 前記圧力調整手段が、その設置箇所より
   も下流側の燃料供給圧力を大気圧に維持するゼロガバナ
   である請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記混合比検出手段が、前記バーナの燃
   焼状態を検出する燃焼状態検出手段である請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 前記混合比調整手段が、初期状態におい
   て、変更が予定されるガス種のうちで高カロリー側のガ
   スを燃焼させるときに、前記通風路における燃料ガスと
   燃焼用空気との混合比を適正範囲にする調整状態に設定
   されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼装
   置。
7. 【請求項７】 前記制御手段が、通常運転モードと試運
   転モードとに選択切換自在に構成され、そして、前記試
   運転モードにおいて、前記混合比制御を実行するように
   構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃
   焼装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段が、前記バーナの燃焼時間
   が設定時間経過するごとに、前記混合比制御を実行する
   ように構成されている請求項１〜７のいずれか１項に記
   載の燃焼装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段が、前記バーナの燃焼にお
   いて要求される燃焼量に応じた通風量になるように前記
   通風手段の通風量を調整するように構成され、その燃焼
   量が設定範囲内の場合において、前記混合比制御を実行
   するように構成されている請求項１〜８のいずれか１項
   に記載の燃焼装置。
10. 【請求項１０】 前記バーナが、その燃焼面が金属製プ
    レートで構成されている請求項１〜９のいずれか１項に
    記載の燃焼装置。