JP2002071220A - 貯湯式熱源機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯式熱交換缶体を有する温水暖房機におけ
る燃焼加熱手段をたとえ経年的変化が生じたとしても常
に安定した燃焼状態に維持し得る。 【解決手段】 缶体サーミスタにより貯湯が冷却状態で
あることを条件として循環ポンプを停止させて熱の出入
りのない状態にする（Ｓ１，Ｓ２）。まず、最大燃焼量
（９．９号）を入力設定して燃焼させ測定開始温度から
測定終了温度まで昇温するのに要した第１昇温時間ｔ1
を検出し（Ｓ４〜Ｓ８）、ｔ1に基づき実際に消費され
た燃料消費量Ｑ1を演算する（Ｓ１２）。この後、最小
燃焼量（６．７号）を入力設定して燃焼させ、同様に第
２昇温時間ｔ2を検出し（Ｓ１３〜Ｓ１７）、ｔ2に基づ
き実際に消費された燃料消費量Ｑ2を演算する（Ｓ２
２）。Ｑ1，Ｑ2値に基づき初期設定された入力号数に対
する燃料量の関係（燃焼条件）を補正する（Ｓ２２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯式熱源機の燃
焼制御に用いられる制御装置に関し、特に、燃焼制御系
のハード部分に経年的変化が生じたとしても、燃焼状態
を常に初期設定の燃焼条件で一定に維持し得る貯湯式熱
源機の制御装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、貯湯式熱源機として、内部に
貯湯室が形成された熱交換缶体を燃焼バーナにより燃焼
加熱して貯湯室内の水もしくは温水を加熱するものが知
られ、上記貯湯式熱源機が温水循環式暖房機能を備えた
暖房機である場合には上記の加熱された温水が循環ポン
プの作動により室内暖房機等の暖房端末との間で循環さ
れるようになっている。通常、上記燃焼バーナは燃焼量
を変更し得る燃焼量可変式燃焼バーナとされ、その燃焼
量の変更は燃焼させる燃料量の変更制御により行われて
いる。そして、上記燃焼バーナは貯湯室内の水等を所定
温度まで昇温させるのに必要な要求加熱量に応じた燃焼
量（燃料量）が燃焼条件として初期設定され、この燃焼
条件に基づいて設定された燃料量が燃焼バーナにて燃焼
されるようになっている。すなわち、貯湯式熱源機の制
御装置において、要求加熱量に応じて燃焼バーナに対す
る入力号数が定められ、この入力号数に対応した燃料量
が燃焼バーナに供給されるよう比例制御が行われ、供給
された燃料がその燃料量との関係で所定の空燃比になる
ように供給された燃焼用エアのもとで燃焼されることに
なる。なお、上記「号数」における１号とは、１リット
ルの水を１分間に２５℃昇温させるのに必要な熱量を意
味する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
貯湯式熱源機の制御装置においては、経年的使用に伴
い、例えば燃料供給系の燃料供給ポンプや制御弁（例え
ば流量制御弁）等の摩耗や、燃焼バーナの先端ノズルの
詰まり等が生じるおそれがあり、このため、燃焼バーナ
で燃焼消費される燃料量（燃料流量）が経年的に変化す
るおそれがある。このような経年的変化が生じた場合に
は、初期設定された燃焼条件に基づき燃料供給制御及び
燃焼制御等の制御自体がたとえ適正に行われたとして
も、上記の燃料量の変化に伴い空燃比が狂ってしまい異
常燃焼が生じることになる。この結果、煤の堆積や未燃
焼の燃料臭等が発生したり、燃焼音が正常時よりも高く
なって燃焼騒音が発生したりすることになる。

【０００４】ここで、燃焼バーナで燃焼消費される燃料
消費量を直接検出するためのセンサを設置することも考
えられるが、多大なコスト増となる上に、過剰設備の傾
向が強くなる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、貯湯式熱源機
における燃焼加熱手段を常に安定した燃焼状態に維持し
得る貯湯式熱源機の制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、貯湯式熱交換缶体と、この
熱交換缶体を燃焼加熱する燃焼加熱手段とを備えた貯湯
式熱源機に設けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上記
熱交換缶体に対する要求加熱量との関係で設定された燃
焼条件に基づき変更制御する貯湯式熱源機の制御装置を
対象として、上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯
湯温度検出手段と、上記燃焼加熱手段を任意の設定定燃
焼量により一定燃焼させて上記貯湯温度の昇温度合を上
記貯湯温度検出手段からの検出値に基づき監視し、得ら
れた上記貯湯温度の昇温度合の状態に基づき上記燃焼条
件を補正する燃焼条件補正手段とを備えることを特定事
項とするものである。

【０００７】本請求項１によれば、燃焼加熱手段をある
設定燃焼量で一定燃焼させたときの昇温度合が貯湯温度
検出手段からの検出貯湯温度の変化を監視することによ
り得られる。この昇温度合の状態により熱交換缶体内の
貯湯が上記燃焼により実際に受けた加熱量が推定され、
この加熱量と、予め設定されている燃焼条件に基づく加
熱量とが相違していれば、そのずれ分に応じて燃焼条件
補正手段により制御の基準となる燃焼条件が補正され
る。これにより、たとえ燃料消費量について経年的変化
が生じていても、初期設定の燃焼条件に基づく燃焼状態
が維持されることになる。この請求項１の場合には、燃
焼加熱手段が請求項２等の如く燃焼量可変式のものでは
なくて燃焼量が固定式の場合であっても、経年的変化に
よるずれ分を補正して初期設定の燃焼条件に基づく燃焼
状態を確実に維持させることが可能になる。

【０００８】請求項２〜請求項５に係る各発明は、貯湯
式熱交換缶体と、この熱交換缶体を燃焼加熱する燃焼量
可変式の燃焼加熱手段とを備えた貯湯式熱源機に設けら
れ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上記熱交換缶体に対す
る要求加熱量との関係で設定された燃焼条件に基づき変
更制御する貯湯式熱源機の制御装置を対象として、上記
熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段
と、この貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度に基づき
上記燃焼条件を補正する燃焼条件補正手段とを備える点
を共通にして、上記燃焼条件補正手段として以下の特定
事項を備えるものである。

【０００９】すなわち、請求項２は、上記燃焼条件補正
手段として、上記燃焼加熱手段を任意の第１設定燃焼量
により一定燃焼させたときの上記検出貯湯温度について
の第１の昇温度合と、上記燃焼加熱手段を上記第１設定
燃焼量とは異なる任意の第２設定燃焼量により一定燃焼
させたときの上記貯湯温度についての第２の昇温度合と
をそれぞれ検出し、これら第１及び第２の両昇温度合の
状態に基づき上記燃焼条件を補正する構成とするもので
ある。

【００１０】本請求項２によれば、燃焼加熱手段を第１
設定燃焼量で一定燃焼させたときの第１の昇温度合と、
第２設定燃焼量で一定燃焼させたときの第２の昇温度合
とがそれぞれ貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度の変
化を監視することにより得られる。この各昇温度合の状
態により熱交換缶体内の貯湯が上記第１及び第２の互い
に異なる２つの設定燃焼量での燃焼により実際に受けた
加熱量がそれぞれ推定される。そして、第１設定燃焼量
での実際の加熱量とその第１設定燃焼量における上記燃
焼条件に基づく加熱量との比較、及び、第２設定燃焼量
での実際の加熱量とその第２設定燃焼量における上記燃
焼条件に基づく加熱量との比較が行われて、いずれかも
しくは双方が相違していれば、そのずれ分だけ燃焼条件
補正手段により制御の基準となる燃焼条件が補正され
る。これにより、たとえ燃料消費量について経年的変化
が生じていても、初期設定の燃焼条件に基づく燃焼状態
が維持されることになる。

【００１１】また、この請求項２の場合、第１及び第２
の大小２種類の設定燃焼量での昇温度合のチェックが行
われ、この２種類のチェック結果に基づく補正が可能と
なるため、請求項１の場合と比較してより正確な補正が
可能となる。従って、上記第１設定燃焼量としては例え
ば最大燃焼量もしくは最大側の燃焼量に、上記第２設定
燃焼量としては例えば最小燃焼量もしくは最小側の燃焼
量にそれぞれ設定するというように、互いに離れた大小
２種類の燃焼量を設定するのが好ましい（以下の請求項
３及び請求項５において同じ）。

【００１２】請求項３は、上記燃焼条件補正手段とし
て、上記燃焼加熱手段を任意の第１設定燃焼量により一
定燃焼させて検出貯湯温度が低温側設定温度から高温側
設定温度まで昇温するのに要する第１の昇温時間と、上
記燃焼加熱手段を上記第１設定燃焼量とは異なる任意の
第２設定燃焼量により一定燃焼させて検出貯湯温度が上
記低温側設定温度から高温側設定温度まで昇温するのに
要する第２の昇温時間とをそれぞれ計測し、計測された
上記第１及び第２の両昇温時間に基づき上記燃焼条件を
補正する構成とするものである。

【００１３】本請求項３によれば、燃焼加熱手段を第１
設定燃焼量で一定燃焼させたときに熱交換缶体内の貯湯
温度が低温側設定温度から高温側設定温度に到達するま
での第１の昇温時間と、第２設定燃焼量で一定燃焼させ
たときに上記と同様に貯湯温度が低温側設定温度から高
温側設定温度に到達する第２の昇温時間とがそれぞれ検
出される。このような低温側から高温側までの両設定温
度間での各昇温時間により第１及び第２の互いに異なる
２つの設定燃焼量での燃焼における各昇温度合が具体的
に得られ、熱交換缶体内の貯湯が実際に受けた加熱量が
それぞれ推定される。そして、請求項２の場合と同様
に、第１設定燃焼量での実際の加熱量とその第１設定燃
焼量における上記燃焼条件に基づく加熱量との比較、及
び、第２設定燃焼量での実際の加熱量とその第２設定燃
焼量における上記燃焼条件に基づく加熱量との比較が行
われて、いずれかもしくは双方が相違していれば、その
ずれ分だけ燃焼条件補正手段により制御の基準となる燃
焼条件が正確に補正されることになる。これにより、た
とえ燃料消費量について経年的変化が生じていても、初
期設定の燃焼条件に基づく燃焼状態が確実に維持される
ことになる。

【００１４】請求項４に係る発明は、請求項１に係る発
明を具体化したものであり、上記燃焼条件補正手段とし
て、上記燃焼加熱手段を任意の設定燃焼量により一定燃
焼させて検出貯湯温度が低温側設定温度から高温側設定
温度までに昇温するのに要した昇温時間を計測する昇温
時間計測部と、計測された昇温時間に基づき実際に消費
された燃料消費量を演算により求める燃料消費量演算部
と、演算された燃料消費量と上記燃焼条件に基づく上記
設定燃焼量に対応する燃料量との差に基づいて上記燃焼
条件を補正する補正部とを備えることとしたものであ
る。

【００１５】本請求項４によれば、燃焼加熱手段をある
設定燃焼量で一定燃焼させたときに熱交換缶体内の貯湯
温度が低温側設定温度から高温側設定温度まで昇温する
昇温時間が昇温時間計測部により計測され、この昇温時
間に基づき上記燃焼により実際に消費された燃料消費量
が燃料消費量演算部により演算される。つまり、上記低
温側から高温側までの両設定温度間の温度差、昇温時間
及び貯湯容量に基づいて実際に受けた加熱量が得られ、
この加熱量を燃料の燃焼により得られる発熱量及び熱効
率等で除することにより実際の燃料消費量が得られるこ
とになる。そして、この実際の燃料消費量と、上記燃焼
条件に基づく上記設定燃焼量に対応する燃料消費量とが
相違していれば、その差（ずれ分）に応じて上記燃焼条
件が補正部により補正される。これにより、たとえ燃料
消費量について経年的変化が生じていても、初期設定の
燃焼条件に基づく燃焼状態が維持されることになる。

【００１６】請求項５に係る発明は、上記燃焼条件補正
手段として、上記燃焼加熱手段を任意の第１設定燃焼量
により一定燃焼させて検出貯湯温度が低温側設定温度か
ら高温側設定温度までに昇温するに要した第１の昇温時
間を計測する第１昇温時間計測部と、計測された第１昇
温時間に基づき上記第１設定燃焼量の場合に実際に消費
された燃料消費量を演算により求める第１燃料消費量演
算部と、上記燃焼加熱手段を上記第１設定燃焼量とは異
なる任意の第２設定燃焼量により一定燃焼させて検出貯
湯温度が上記低温側設定温度から高温側設定温度までに
昇温するのに要する第２の昇温時間を計測する第２昇温
時間計測部と、計測された第２昇温時間に基づき上記第
２設定燃焼量の場合に実際に消費された燃料消費量を演
算により求める第２燃料消費量演算部と、演算された第
１及び第２の各燃料消費量と上記燃焼条件により設定さ
れる上記第１及び第２の各設定燃焼量に対応する各燃料
量との差に基づいて上記燃焼条件を補正する補正部とを
備えることとしたものである。

【００１７】本請求項５によれば、請求項４における昇
温時間の計測と、実際の燃料消費量の演算とが第１及び
第２の互いに異なる２種類の設定燃焼量について行われ
る。すなわち、第１設定燃焼量の場合の熱交換缶体内の
貯湯が低温側設定温度から高温側設定温度まで昇温する
第１の昇温時間が第１昇温時間計測部により計測され、
その第１の昇温時間に基づき第１設定燃焼量に場合の実
際の燃料消費量が第１燃料消費量演算部により演算され
る。一方、第２設定燃焼量の場合の第２の昇温時間が第
２昇温時間計測部により計測され、この第２昇温時間に
基づき第２設定燃焼量の場合の実際の燃料消費量が第２
燃料消費量演算部により演算される。次に、補正部にお
いて、第１及び第２の２種類の設定燃焼量の場合の実際
の燃料消費量と、上記第１及び第２の２種類の設定燃焼
量の場合の上記燃焼条件に基づく燃料消費量とが相違し
ていれば、その差に応じて上記燃焼条件が補正される。
これにより、たとえ燃料消費量について経年的変化が生
じていても、初期設定の燃焼条件に基づく燃焼状態が維
持されることになる。

【００１８】上記の請求項１〜請求項５の各発明におい
て、燃焼条件補正手段による燃焼条件の補正のための燃
焼を、検出貯湯温度が所定の初期低温範囲にあることを
条件に開始することを付加するようにしてもよい（請求
項６）。これにより、燃焼に伴う昇温勾配の大きい範囲
で昇温度合もしくは昇温時間のチェックを行うことが可
能になり、燃料消費量の経年的変化が生じていた場合の
ずれ分もしくは補正量の取得が確実になる。なお、上記
「初期低温範囲」としては、燃焼停止後にかなりの時間
経過により貯湯が冷却された場合の常温範囲、もしく
は、貯湯式熱源機の用途に応じて維持される貯湯の下限
温度よりも低温範囲を設定すればよい。

【００１９】また、上記の請求項１〜請求項５の各発明
において、燃焼条件補正手段として、燃焼条件の補正量
が設定しきい値よりも小さいとき補正の実行を禁止する
構成を付加するようにしてもよい（請求項７）。すなわ
ち、設定しきい値よりも小さい程度しか燃焼条件がずれ
ていないような場合、つまり、燃焼条件のずれ分が補正
による調整をする必要がない程度である場合には補正を
禁止して、それまでの安定した燃焼状態を継続させるよ
うにするものである。

【００２０】上記の請求項１〜請求項５の各発明におい
て、燃焼条件補正手段として、燃焼条件の補正をその全
体補正量の一部ずつについて徐々に実行する構成を付加
するようにしてもよい（請求項８）。これにより、全体
補正量を一気に補正する場合の燃焼条件の急激な変化が
抑制され、それに伴い燃焼状態が急激に変化することが
抑制・防止されることになる。なお、上記の一部ずつに
ついての補正実行は、例えば貯湯式熱源機の運転スイッ
チがＯＮされる度に、もしくは、燃焼加熱手段が燃焼作
動される度に行うようにすればよい。

【００２１】また、上記の請求項１〜請求項５の各発明
における貯湯式熱源機としては、給湯機能、風呂釜機能
及び温水循環式暖房機能の内のいずれか１種もしくは２
種以上を組み合わせた機能を有するものを対象とすれば
よい（請求項９）。このような各機能を有する貯湯式熱
源機においては、その燃焼開始により熱交換缶体内の貯
湯がカランもしくは浴槽等へ給湯され新たに水が入水さ
れたり、循環ポンプの作動により上記貯湯が暖房端末と
の間で循環されることになるが、このような貯湯式熱源
機を対象とする場合には、燃焼条件補正手段としては、
その補正処理の実行中には熱交換缶体内の貯湯の流出及
び流入を共に停止した状態にする構成を付加するように
すればよい（請求項１０）。これにより、熱交換缶体内
の貯湯に対し燃焼による加熱以外に熱の出入りをなくす
ことが可能になり、設定燃焼量による燃焼に基づき熱交
換缶体内の貯湯が受ける加熱量、ひいては、それに基づ
く実際に消費された燃料消費量を正確に取得して、燃焼
条件補正手段による補正を確実に行い得ることになる。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１〜請求
項５のいずれかに係る貯湯式熱源機の制御装置によれ
ば、予め定められた燃焼条件に基づき燃焼制御される貯
湯式熱源機において経年的使用等によりその燃料消費量
が変化した場合であっても、燃焼条件補正手段により上
記燃焼条件を補正して燃焼状態を常に一定のものに維持
することができることになる。これにより、初期設定し
た空燃比を一定に維持して異常燃焼状態の発生を阻止す
ることができ、煤、未燃状態の燃料臭及び燃焼騒音の発
生を可及的に低減させることができることになる。ひい
ては、貯湯式熱源機自体の耐久性の向上及び燃焼制御の
信頼性の向上をも図ることができるようになる。

【００２３】特に、請求項２、請求項３もしくは請求項
５によれば、第１及び第２の２種類の設定燃焼量で燃焼
させた場合の貯湯の昇温度合もしくは昇温時間に基づい
て燃焼条件の補正を行うようにしているため、その補正
をより正確に行うことができ、初期設定の燃焼条件に基
づく燃焼状態の維持をより確実に行うことができるよう
になる。

【００２４】請求項６によれば、上記の燃焼条件の補正
に際し、燃料消費量の経年的変化が生じていた場合のず
れ分もしくは補正量の取得をより確実に行うことができ
るようになる。

【００２５】請求項７によれば、燃焼条件のずれ分が補
正による調整をする必要がない程度である場合には補正
を禁止することにより、それまでの安定した燃焼状態を
継続させることができる。

【００２６】請求項８によれば、全体補正量を一気に補
正する場合の燃焼条件の急激な変化を抑制して、燃焼状
態が急激に変化することを抑制・防止することができ
る。

【００２７】請求項９によれば、燃焼条件補正手段によ
る補正を適用するに好適な機器を特定することができ
る。また、請求項１０によれば、そのような機器に適用
する場合に、熱交換缶体内の貯湯に対する燃焼加熱手段
以外の外的要因を排除して、設定燃焼量による燃焼に基
づき熱交換缶体内の貯湯が受ける加熱量、ひいては、そ
れに基づく実際に消費された燃料消費量を正確に取得し
て、燃焼条件補正手段による補正を確実に行うことがで
きるようになる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２９】図１は、本発明の実施形態が適用される貯
湯式熱源機としての温水循環式暖房機能を備えた温水暖
房機を示し、この温水暖房機１はいわゆるセミ貯湯タイ
プの熱交換缶体２と、この熱交換缶体２に対し燃焼加熱
による燃焼熱を負荷する燃焼加熱手段３と、この燃焼加
熱手段３に対し燃焼用エアを供給する送風ファン４と、
上記熱交換缶体２により熱交換加熱された温水を各種の
暖房端末に循環させる温水循環回路としての暖房回路５
と、暖房運転等の各種制御を行うコントローラ６とを備
えている。なお、図１では一例として上記熱交換缶体２
から温水が循環供給される暖房端末７を図示している。
以下、各構成要素について詳細に説明する。

【００３０】上記熱交換缶体２は、図２に詳細を示すよ
うに、下部位置に上記燃焼加熱手段３の燃焼バーナ３０
が臨んで配設された燃焼室２１と、この上側位置に区画
形成された貯湯室２２とを備えたものである。上記燃焼
室２１から多数（例えば十数本）の燃焼排ガス通路２３
が上記貯湯室２２を上方に貫通するよう延ばされ、貫通
後、排気筒２４により集合されている。そして、上記貯
湯室２２内には循環水が満たされ、この循環水が上記燃
焼バーナ３０の燃焼作動による燃焼熱を燃焼室２１及び
上記各燃焼排ガス通路２３から受けて所定温度まで加熱
されるようになっている。

【００３１】上記熱交換缶体２の上段位置には内部の貯
湯室２２の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手段として
の缶体温度センサ（具体的には缶体サーミスタ）２５が
配設され、また、中段位置には空焚き防止用安全装置と
して貯湯室２２を構成する熱交換缶体２の温度を検出す
るハイリミットセンサ２６が配設されている。このハイ
リミットセンサ２６は所定の上限温度を検出することに
より、コントローラ６に対し燃焼バーナ３０の燃焼を強
制停止させる指令信号を出力するようになっている。な
お、上記循環水としては、寒冷地においては凍結防止の
ために不凍液を用いればよく、それ以外の地においては
水を用いればよい。つまり、上記貯湯室２２内の貯湯と
しては水のみならず種々の循環媒体が用いられる。

【００３２】上記燃焼加熱手段３としては、ガス等の気
体燃料や石油（灯油）等の液体燃料を燃焼させるもので
あるが、本実施形態では石油（灯油）を燃焼させる燃焼
バーナ３０を用いたものを示している。すなわち、上記
燃焼バーナ３０は石油を燃焼させるリターン式噴霧ノズ
ルを有するガンタイプバーナにより構成されており、こ
の燃焼バーナ３０は図示省略の燃料タンクから電磁開閉
弁３１及び電磁供給ポンプ３２が介装された燃料供給管
３３を通して圧送供給された石油を噴霧して燃焼させる
ようになっている。そして、供給された一部の石油をリ
ターン管３４を通して上記電磁開閉弁３１と電磁供給ポ
ンプ３２との間の燃料供給管３３に対し戻すようになっ
ている。

【００３３】上記リターン管３４には、リターン油の油
温を検出する油温検出センサ３５と、リターン油の流量
を比例制御する流量制御弁３６とが介装されている。そ
して、上記流量制御弁３６によるリターン油の流量を変
更調整することにより、上記燃焼バーナ３０からの噴霧
量の変更調整が行われ、これにより、燃焼バーナ３０の
燃焼量、すなわち、燃焼される燃料量が設定値になるよ
うに制御されるようになっている。

【００３４】なお、図１中３７は上記燃焼バーナ３０か
ら噴霧される石油に着火させる点火トランス、３８は燃
焼バーナ３０が燃焼室２１に臨んで配設されたバーナコ
ーンである。

【００３５】上記送風ファン４は、上記燃焼加熱手段３
の燃焼制御と共にコントローラ６により作動制御され、
上記燃焼バーナ３０による燃焼量（燃料消費量）に応じ
て所定の空燃比になるように所定量の燃焼用エアを燃焼
バーナ３０に対し供給するようになっている。

【００３６】上記暖房回路５は、上流端が上記貯湯室２
２の最上部に接続され循環ポンプ５０の作動により上記
貯湯室２２頂部の高温水を各種暖房端末７に対し供給す
る高温往き管５１と、各種暖房端末７で放熱された後の
低温水を上記貯湯室２２の下部に戻す戻り管５２と、こ
の戻り管５２の途中から分岐して図示省略の低温暖房端
末に対し低温水を供給する低温往き管５３とを備えてい
る。上記戻り管５２には途中の上方位置に補助タンク５
４が介装され、この補助タンク５４と貯湯室２２とがバ
イパス弁５５を介装したバイパス管５６により互いに接
続されている。なお、上記各種暖房端末７には上記高温
往き管５１に接続配管された往き配管５１ａを通して高
温水が供給され、放熱後の低温水が同様に上記各種暖房
端末７から戻り管５２まで接続配管された戻り配管５２
ａを通して戻されるようになっている。また、図２中５
７は上記補助タンク５４の頂部に装着された圧力逃し
弁、５８は圧力逃がし弁５７の手前位置に接続されたリ
ザーブタンク５８である。

【００３７】以上の温水暖房機はＭＰＵやメモリー等を
備えたコントローラ６により作動制御されるようになっ
ており、このコントローラ６は暖房用リモコン（リモー
トコントローラ）６１と通信接続され、このリモコン６
１を介してユーザによる暖房運転指令等の各種指令の入
力設定や、各種の状態表示が行われるようになってい
る。そして、上記コントローラ６は、暖房回路５及び燃
焼バーナ３０による暖房運転を行う暖房制御部及び燃焼
制御部６２（図３参照）等の他に、上記缶体サーミスタ
２５からの出力に基づき予め設定された燃焼条件を補正
するための燃焼条件補正手段６３を備えている。

【００３８】暖房制御部による基本的な暖房運転は、ユ
ーザによりリモコン６１の暖房運転スイッチがＯＮされ
ることにより開始され、まず循環ポンプ５０が作動され
て貯湯室２２内の水が高温往き管５１、戻り管５２及び
低温往き管５３に循環された状態で、燃焼バーナ３０の
燃焼作動が燃焼制御部６２により開始される。缶体サー
ミスタ２５からの検出貯湯温度が所定温度（例えば６０
〜７０℃）に達すると、上記燃焼バーナ３０の燃焼量が
上記所定温度を維持するように切換えられる。そして、
供給先である暖房端末での放熱量が小さくなる等に起因
して上記缶体温度センサ２５の検出貯湯温度が設定燃焼
停止温度（例えば８０℃）よりも高くなると、電磁供給
ポンプ３２の作動が停止されて燃焼バーナ３０の燃焼が
停止される。この燃焼停止により上記検出貯湯温度が上
記所定温度よりも低くなると、再び上記燃焼バーナ３０
の燃焼作動が開始される。このような間欠燃焼が繰り返
され、上記リモコン６１の暖房運転スイッチがユーザに
よりＯＦＦにされると、上記燃焼バーナ３０の燃焼作動
及び循環ポンプ５０の作動が共に停止されて暖房運転が
停止される。そして、以上の暖房運転中において、上記
燃焼条件補正手段６３による補正処理が所定タイミング
で実行されることになる。

【００３９】上記の燃焼制御部６２による燃焼制御は、
要求される加熱量（入力号数）に基づいて行われ、この
入力号数と、この入力号数を達成するための燃焼量、す
なわち、燃焼させる燃料量（燃料消費量）との関係がテ
ーブル等により予め燃焼条件として設定されている。例
えば図４に示すように、入力号数が最大燃焼量に相当す
る９．９号の場合には燃料消費量がＱt1、入力号数が最
小燃焼量に相当する６．７号の場合には燃料消費量がＱ
t2というように、入力号数とこの入力号数に比例した燃
料消費量との関係が上記設定燃焼条件により定められて
いる。そして、この設定燃焼条件に基づき入力号数に対
応した燃料消費量が燃焼されるように燃焼加熱手段３
（具体的には流量制御弁３６）が比例制御されることに
なる。

【００４０】以下、図５のフローチャートに基づいて上
記燃焼条件補正手段６３による設定燃焼条件の補正処理
について説明する。

【００４１】この設定燃焼条件の補正処理は、リモコン
６１の暖房運転スイッチがユーザによりＯＮされて、暖
房運転開始時の燃焼開始時もしくは暖房運転中の燃焼開
始時における缶体サーミスタ２５による検出貯湯温度
（燃焼開始時温度Ｔa）が所定の初期低温範囲であるこ
とを条件に開始される（ステップＳ１）。この初期低温
範囲とは気温に近い初期温度である。

【００４２】まず、暖房運転開始時であれば循環ポンプ
５０の作動を停止状態のままに維持し、暖房運転中であ
れば上記循環ポンプ５０の作動を一旦停止する（ステッ
プＳ２）。これにより、貯湯室２２に対する循環温水の
流入及び流出が停止されて燃焼バーナ３０による燃焼熱
以外に熱の出入りのない状態にされる。そして、燃料消
費量演算部６３３での第１燃料消費量Ｑ1が演算済みで
あるか否かを判別し（ステップＳ３）、第１燃料消費量
Ｑ1の演算がまだであれば先にステップＳ４〜Ｓ１２を
行う（ステップＳ３で「ＮＯ」の場合）。

【００４３】すなわち、第１設定燃焼量として最大燃焼
量（例えば入力号数９．９号）を設定してこの９．９号
に基づく制御量により燃焼加熱手段３の燃焼を開始する
（ステップＳ４）。そして、缶体サーミスタ２５からの
検出貯湯温度（缶体温度）が低温側設定温度である測定
開始温度Ｔb（図６参照）に到達すれば、内蔵の電子式
タイマをスタートさせる（ステップＳ５，Ｓ６）。上記
の燃焼が継続されて熱交換缶体２の貯湯室２２内の貯湯
が徐々に加熱昇温され、缶体サーミスタ２５からの検出
貯湯温度が高温側設定温度である測定終了温度Ｔcに到
達すれば、上記タイマをストップして上記検出貯湯温度
がＴbからＴcまで昇温するのに要した第１昇温時間ｔ1
を計測（検出）する（ステップＳ７，Ｓ８）。第１昇温
時間ｔ1が取得されたら、循環ポンプ５０を作動開始さ
せて通常の暖房運転時の燃焼制御に移行し（ステップＳ
９）、検出貯湯温度が燃焼停止温度Ｔdまで到達すれば
燃焼を停止させる（ステップＳ１０，Ｓ１１）。そし
て、燃焼制御量として上記最大燃焼量を設定した場合の
実際の燃料消費量Ｑ1（単位：リットル／分）の演算を
行った後（ステップＳ１２）、リターンする。

【００４４】この演算は、貯湯室２２内の貯湯容積をＬ
リットル、熱効率をη、燃料比重をρ、燃料（灯油）を
燃焼させたときの低位発熱量を「１０，３００」とし
て、次の(1)式により求める。

【００４５】 Ｑ1＝｛（Ｔc−Ｔb）×ｔ1×Ｌ｝／（60×η×ρ×10,300）…(1) なお、測定開始温度Ｔbは燃焼開始時温度Ｔaから僅かに
高い温度（例えば数度分高い温度）を設定すればよく、
また、測定終了温度Ｔcは燃焼停止温度Ｔdよりも僅かに
低い温度（例えば数度分低い温度）を設定すればよい。
第１昇温時間ｔ1の計測を燃焼開始から測定開始温度Ｔb
まで昇温するのを待つのは、燃焼開始時点では貯湯室２
２内の上部に高温部分が溜まっているため、燃焼開始に
より貯湯室２２内の貯湯温度が全体として均一化するの
を待つためである。また、測定終了温度Ｔcは上記のよ
うな事情はなく、燃焼停止温度Ｔdと等しく設定しても
よい。

【００４６】ステップＳ１２からリターンして補正処理
の開始条件（検出貯湯温度がＴa以下）が再度整えば上
記と同様に循環ポンプ５０の作動を停止する（ステップ
Ｓ１，Ｓ２）。そして、第１燃料消費量Ｑ1の演算がな
されているか否かの判別を行い、上記で既にＱ1の演算
が終了しているため、ステップＳ１３〜Ｓ２１による第
２燃料消費量Ｑ2の取得処理を行う（ステップＳ３で
「ＹＥＳ」の場合）。

【００４７】すなわち、第２設定燃焼量として最小燃焼
量（例えば入力号数６．７号）を設定してこの６．７号
に基づく制御量により燃焼加熱手段３の燃焼を開始する
（ステップＳ１３）。そして、缶体サーミスタ２５から
の検出貯湯温度（缶体温度）が低温側設定温度である上
記測定開始温度Ｔb（図７参照）に到達すれば、内蔵の
電子式タイマをスタートさせる（ステップＳ１４，Ｓ１
５）。上記の燃焼が継続されて熱交換缶体２の貯湯室２
２内の貯湯が徐々に加熱昇温され、缶体サーミスタ２５
からの検出貯湯温度が高温側設定温度である上記測定終
了温度Ｔcに到達すれば、上記タイマをストップして上
記検出貯湯温度がＴbからＴcまで昇温するのに要した第
２昇温時間ｔ2を計測（検出）する（ステップＳ１６，
Ｓ１７）。第２昇温時間ｔ2が取得されたら、循環ポン
プ５０を作動開始させて通常の暖房運転時の燃焼制御に
移行し（ステップＳ１８）、検出貯湯温度が燃焼停止温
度Ｔdまで到達すれば燃焼を停止させる（ステップＳ１
９，Ｓ２０）。そして、燃焼制御量として上記最小燃焼
量を設定した場合の実際の第２燃料消費量Ｑ2（単位：
リットル／分）の演算をステップＳ１２と同様に行う
（ステップＳ２１）。すなわち、上記の(1)式中の「ｔ
1」の代わりに「ｔ2」を代入することによりＱ2を求め
る。

【００４８】以上で最大燃焼量を設定した場合の実際の
燃料消費量Ｑ1と、最小燃焼量を設定した場合の実際の
燃料消費量Ｑ2とが取得されれば、次に、これらＱ1，Ｑ
2に基づき初期設定された設定燃焼条件の補正を行う
（ステップＳ２２）。この補正処理は、設定燃焼条件に
おいて設定された燃料量に対し上記で求めた実際の燃料
消費量が相違していれば、燃焼制御量として入力される
設定燃焼量に対し上記の本来の設定燃焼条件に基づく燃
料量となるように補正することにより行う。この補正と
しては、燃焼加熱手段３の流量制御弁３６に対する制御
定数を設定燃焼条件に基づく燃料量になるように変更す
る、もしくは、設定燃焼量として設定する入力号数を上
記設定燃焼条件に基づく燃料量になるように補正するこ
とにより行えばよい。

【００４９】例えば図４に示すように最大燃焼量（９．
９号）において設定燃焼条件で設定された燃料消費量Ｑ
t1に対し上記Ｑ1が過小側にずれていれば、そのずれ分
だけ燃焼加熱手段３の流量制御弁３６に対する制御定数
を増大し、最小燃焼量（６．７号）において設定燃焼条
件で設定された燃料消費量Ｑt2に対し上記Ｑ2が過大側
にずれていれば、そのずれ分だけ上記流量制御弁３６に
対する制御定数を低減するようにすればよい。

【００５０】以後、リターンして補正処理の開始条件が
整うたびに順次補正を更新して経年的使用に伴い燃焼条
件を順次学習により更新させるようにする。

【００５１】上記の燃焼開始時温度Ｔa、測定開始温度
Ｔb、測定終了温度Ｔc及び燃焼停止温度Ｔdは、Ｔa＜Ｔ
b＜Ｔc＜Ｔd、又は、Ｔa＜Ｔb＜Ｔc≦Ｔdの関係にあ
る。一例を挙げると、リモコン６１の暖房運転スイッチ
がＯＮされる度に上記の燃焼条件の補正処理を行わす場
合にはＴa＝５０℃、Ｔb＝５８℃、Ｔc＝７８℃、Ｔd＝
８０℃とすればよく、また、燃焼が開始されるたびに上
記の燃焼条件のぽい処理を行わす場合にはＴa＝６７
℃、Ｔb＝７０℃、Ｔc＝７８℃、Ｔd＝８０℃とすれば
よい。

【００５２】なお、上記の例では最大燃焼量として９．
９号、最小燃焼量として６．７号を挙げたがこれらは例
示であり、貯湯式熱源機の容量、用途、規模等により種
々に変更されるものである。

【００５３】上記の図５のフローチャート中、ステップ
Ｓ１〜Ｓ８が第１昇温時間計測部６３１を構成し、ステ
ップＳ１〜Ｓ３，Ｓ１３〜Ｓ１７が第２昇温時間計測部
６３２を構成し、ステップＳ１２及びＳ２１が燃料消費
量演算部６２３を構成し、ステップＳ２２が補正部６３
４を構成する。

【００５４】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
１回の補正処理（図５のステップＳ２２）によりずれ分
の全体を一気に補正するようにしているが、これに限ら
ず、上記ずれ分の一部ずつを数次に分けて順次補正して
いき最終的にそのずれ分の全体を補正するようにしても
よい。特に、上記ずれ分が過大である場合に、燃焼状態
の急激な変化を抑制しつつ本来の燃焼条件に基づく燃料
量に補正して所定の空燃比を維持させる点で有用とな
る。

【００５５】上記実施形態では、ずれ分が発生すれば必
ず補正処理（図５のステップＳ２２）を行うようにして
いるが、これに限らず、そのずれ分が設定しきい値以下
の場合には上記補正処理を禁止するようにしてもよい。
特に、上記ずれ分が微小量である場合にはたとえ本来の
燃焼条件と多少ずれていても安定燃焼を継続させる点で
有用となる場合がある。

【００５６】上記実施形態では、第１及び第２の２種類
の設定燃焼量により燃焼させてそれぞれの昇温時間によ
り２種類の実際の燃料消費量を求め、これらにより補正
処理を行うようにしているが、これに限らず、任意の単
一の設定燃焼量により燃焼させてその場合の測定開始温
度Ｔbから測定終了温度Ｔdまでの昇温時間を計測し、こ
の昇温時間を用いて上記(1)式により求めた１種類の実
際の燃料消費量に基づいて補正処理を行うようにしても
よい。この場合には、図８に示すように上記１種類の実
際の燃料消費量Ｑiに基づいて本来の設定燃焼条件（図
８の太実線で示す特性）を全体的に平行移動させること
により補正せさるようにすればよい。

【００５７】また、上記実施形態では第１及び第２の２
種類の設定燃焼量により燃焼させて補正処理を行うよう
にしているが、これに限らず、３種類以上の設定燃焼量
により燃焼させてそれぞれの場合の温度上昇度合、上昇
時間、実際の燃料消費量等に基づいて補正処理を行うよ
うにしてもよい。特許請求の範囲における第１及び第２
の２種類の設定燃焼量とは、少なくとも２種類の設定燃
焼量によりそれぞれ燃焼させるという意味である。

【００５８】さらに、上記実施形態では、貯湯式熱源機
の例として温水暖房機１を示したが、これに限らず、燃
焼加熱手段により加熱される貯湯式の熱交換缶体を有す
るものであればその全てに本発明を適用することができ
る。例えば、給湯器、風呂釜、給湯機能付温水暖房機、
給湯機能付風呂釜、温水暖房・追い焚き循環機能付給湯
器等である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態が適用される貯湯式熱源機を
示す模式図である。

【図２】図１の貯湯式熱源機の詳細を示す模式図であ
る。

【図３】燃焼条件補正手段を示すブロック図である。

【図４】入力号数と燃料量との関係を示す関係図であ
る。

【図５】燃焼条件補正手段による補正処理を示すフロー
チャートである。

【図６】第１設定燃焼量の場合の経過時間と缶体温度と
の関係図である。

【図７】第２設定燃焼量の場合の経過時間と缶体温度と
の関係図である。

【図８】他の実施形態を示す図４対応図である。

【符号の説明】

１ 温水暖房機 ２ 貯湯式熱交換缶体 ３ 燃焼加熱手段 ６ コントローラ ２５ 缶体サーミスタ（貯湯温度検出手段） ６３ 燃焼条件補正手段 ６３１ 第１昇温時間計測部 ６３２ 第２昇温時間計測部 ６３３ 燃料消費量演算部 ６３４ 補正部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯式熱交換缶体と、この熱交換缶体を
   燃焼加熱する燃焼加熱手段とを備えた貯湯式熱源機に設
   けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上記熱交換缶体に
   対する要求加熱量との関係で設定された燃焼条件に基づ
   き変更制御する貯湯式熱源機の制御装置において、 上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手
   段と、 上記燃焼加熱手段を任意の設定燃焼量により一定燃焼さ
   せて上記貯湯温度の昇温度合を上記貯湯温度検出手段か
   らの検出値に基づき監視し、得られた上記貯湯温度の昇
   温度合の状態に基づき上記燃焼条件を補正する燃焼条件
   補正手段とを備えていることを特徴とする貯湯式熱源機
   の制御装置。
2. 【請求項２】 貯湯式熱交換缶体と、この熱交換缶体を
   燃焼加熱する燃焼量可変式の燃焼加熱手段とを備えた貯
   湯式熱源機に設けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上
   記熱交換缶体に対する要求加熱量との関係で設定された
   燃焼条件に基づき変更制御する貯湯式熱源機の制御装置
   において、 上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手
   段と、この貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度に基づ
   き上記燃焼条件を補正する燃焼条件補正手段とを備え、 上記燃焼条件補正手段は、上記燃焼加熱手段を任意の第
   １設定燃焼量により一定燃焼させたときの上記検出貯湯
   温度についての第１の昇温度合と、上記燃焼加熱手段を
   上記第１設定燃焼量とは異なる任意の第２設定燃焼量に
   より一定燃焼させたときの上記貯湯温度についての第２
   の昇温度合とをそれぞれ検出し、これら第１及び第２の
   両昇温度合の状態に基づき上記燃焼条件を補正するよう
   に構成されていることを特徴とする貯湯式熱源機の制御
   装置。
3. 【請求項３】 貯湯式熱交換缶体と、この熱交換缶体を
   燃焼加熱する燃焼量可変式の燃焼加熱手段とを備えた貯
   湯式熱源機に設けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上
   記熱交換缶体に対する要求加熱量との関係で設定された
   燃焼条件に基づき変更制御する貯湯式熱源機の制御装置
   において、 上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手
   段と、この貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度に基づ
   き上記燃焼条件を補正する燃焼条件補正手段とを備え、
   上記燃焼条件補正手段は、上記燃焼加熱手段を任意の第
   １設定燃焼量により一定燃焼させて検出貯湯温度が低温
   側設定温度から高温側設定温度まで昇温するのに要する
   第１の昇温時間と、上記焼加熱手段を上記第１設定燃焼
   量とは異なる任意の第２設定燃焼量により一定燃焼させ
   て検出貯湯温度が上記低温側設定温度から高温側設定温
   度まで昇温するのに要する第２の昇温時間とをそれぞれ
   計測し、計測された上記第１及び第２の両昇温時間に基
   づき上記燃焼条件を補正するように構成されていること
   を特徴とする貯湯式熱源機の制御装置。
4. 【請求項４】 貯湯式熱交換缶体と、この熱交換缶体を
   燃焼加熱する燃焼量可変式の燃焼加熱手段とを備えた貯
   湯式熱源機に設けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上
   記熱交換缶体に対する要求加熱量との関係で設定された
   燃焼条件に基づき変更制御する貯湯式熱源機の制御装置
   において、 上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手
   段と、この貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度に基づ
   き上記燃焼条件を補正する燃焼条件補正手段とを備え、
   上記燃焼条件補正手段は、上記燃焼加熱手段を任意の設
   定燃焼量により一定燃焼させて検出貯湯温度が低温側設
   定温度から高温側設定温度までに昇温するのに要した昇
   温時間を計測する昇温時間計測部と、計測された昇温時
   間に基づき実際に消費された燃料消費量を演算により求
   める燃料消費量演算部と、演算された燃料消費量と上記
   燃焼条件に基づく上記設定燃焼量に対応する燃料量との
   差に基づいて上記燃焼条件を補正する補正部とを備えて
   いることを特徴とする貯湯式熱源機の制御装置。
5. 【請求項５】 貯湯式熱交換缶体と、この熱交換缶体を
   燃焼加熱する燃焼量可変式の燃焼加熱手段とを備えた貯
   湯式熱源機に設けられ、上記燃焼加熱手段の燃焼量を上
   記熱交換缶体に対する要求加熱量との関係で設定された
   燃焼条件に基づき変更制御する貯湯式熱源機の制御装置
   において、 上記熱交換缶体内の貯湯温度を検出する貯湯温度検出手
   段と、この貯湯温度検出手段からの検出貯湯温度に基づ
   き上記燃焼条件を補正する燃焼条件補正手段とを備え、
   上記燃焼条件補正手段は、上記燃焼加熱手段を任意の第
   １設定燃焼量により一定燃焼させて検出貯湯温度が低温
   側設定温度から高温側設定温度までに昇温するに要した
   第１の昇温時間を計測する第１昇温時間計測部と、計測
   された第１昇温時間に基づき上記第１設定燃焼量の場合
   に実際に消費された燃料消費量を演算により求める第１
   燃料消費量演算部と、上記燃焼加熱手段を上記第１設定
   燃焼量とは異なる任意の第２設定燃焼量により一定燃焼
   させて検出貯湯温度が上記低温側設定温度から高温側設
   定温度までに昇温するのに要する第２の昇温時間を計測
   する第２昇温時間計測部と、計測された第２昇温時間に
   基づき上記第２設定燃焼量の場合に実際に消費された燃
   料消費量を演算により求める第２燃料消費量演算部と、
   演算された第１及び第２の各燃料消費量と上記燃焼条件
   により設定される上記第１及び第２の各設定燃焼量に対
   応する各燃料量との差に基づいて上記燃焼条件を補正す
   る補正部とを備えていることを特徴とする貯湯式熱源機
   の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   貯湯式熱源機の制御装置であって、 燃焼条件補正手段は、燃焼条件の補正のための燃焼を検
   出貯湯温度が所定の初期低温範囲にあることを条件に開
   始するように構成されている、貯湯式熱源機の制御装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   貯湯式熱源機の制御装置であって、 燃焼条件補正手段は、燃焼条件の補正量が設定しきい値
   よりも小さいとき補正の実行を禁止するように構成され
   ている、貯湯式熱源機の制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   貯湯式熱源機の制御装置であって、 燃焼条件補正手段は、燃焼条件の補正をその全体補正量
   の一部ずつについて徐々に実行するように構成されてい
   る、貯湯式熱源機の制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   貯湯式熱源機の制御装置であって、 貯湯式熱源機は、給湯機能、風呂釜機能及び温水循環式
   暖房機能の内のいずれか１種もしくは２種以上を組み合
   わせた機能を有するものである、貯湯式熱源機の制御装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の貯湯式熱源機の制御装
    置であって、 燃焼条件補正手段は、その補正処理の実行中には熱交換
    缶体内の貯湯の流出及び流入を共に停止した状態にする
    ように構成されている、貯湯式熱源機の制御装置。