JP2002089838A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JP2002089838A
JP2002089838A JP2000280568A JP2000280568A JP2002089838A JP 2002089838 A JP2002089838 A JP 2002089838A JP 2000280568 A JP2000280568 A JP 2000280568A JP 2000280568 A JP2000280568 A JP 2000280568A JP 2002089838 A JP2002089838 A JP 2002089838A
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fan
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combustion
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JP2000280568A
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Tamotsu Yamaoka
保 山岡
Kinji Mori
錦司 森
Hidehiko Takagi
秀彦 高木
Yoshiyuki Shibayama
佳之 柴山
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Rinnai Corp
Original Assignee
Rinnai Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼中のファン回転数やファン電流値が比較的
小さくても、給排気流路の閉塞を確実に検出して閉塞度
合いに応じた燃焼中のファンの回転制御が行える燃焼装
置を提供する。 【解決手段】バーナに対して給排気を行なうファンの回
転数を制御するファン制御手段2に、プリパージ時に所
定の回転数によりファンを回転させてファン電流値を測
定する測定手段4と、測定されたファン電流値と予め設
定された判定値とを比較することにより給排気流路の閉
塞度合いを検出する閉塞度検出手段7と、給排気流路の
閉塞度合いに応じて燃焼中のファン回転数を補正する回
転数補正手段13とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、給排気を強制的に
行うファンを備える燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の燃焼装置においては、
バーナの燃焼量に応じた給排気が行えるようにファンの
回転数を制御することが行われている。しかし、この種
の燃焼装置においては、ファンによる給排気を行う給排
気流路に閉塞が生じると、バーナへの燃焼空気の供給量
が低下し、バーナを円滑に燃焼させることができないお
それがある。そこで、特開平8−334226号公報に
見られるように、給排気流路の閉塞度合いが高いほどフ
ァンの回転数を高くして、給排気流路に多少の閉塞が生
じていても、十分な燃焼空気をバーナへ送ることができ
るようにした燃焼装置が知られている。上記公報のもの
においては、バーナの燃焼開始後の初期燃焼時に、ファ
ン電流値から給排気流路の閉塞度合いを検出し、ファン
の回転数を閉塞度合いに応じた回転数に補正する。
【0003】しかし、燃焼中のファン回転数やファン電
流値が比較的小さく設定されている燃焼装置の場合に
は、給排気流路の閉塞によりファンの送風量が低下して
も、それに伴うファン電流値の低下が極めて少ないため
に、例えば周囲の温度変化の影響でファン電流値が低下
した場合との区別がつき難く、燃焼中のファン電流値に
基づいて給排気流路の閉塞を検出することが困難となる
不都合があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消し
て、本発明は、燃焼中のファン回転数やファン電流値が
比較的小さくても、給排気流路の閉塞を確実に検出して
閉塞度合いに応じた燃焼中のファンの回転制御が行える
燃焼装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ファンにより給排気流路を介して強制
的に給排気を行うとき、バーナの燃焼量に応じた給排気
量が得られるように燃焼中のファン回転数を制御するフ
ァン制御手段を備える燃焼装置に関するものである。即
ち、本発明における前記ファン制御手段は、プリパージ
時に所定の回転数によりファンを回転させてファン電流
値を測定する測定手段と、該測定手段により測定された
ファン電流値と予め設定された判定値とを比較すること
により給排気流路の閉塞度合いを検出する閉塞度検出手
段と、該閉塞度検出手段により検出された給排気流路の
閉塞度合いに応じて、燃焼中のファン回転数を補正する
回転数補正手段とを備えることを特徴とする。
【0006】本発明によれば、前記測定手段によるファ
ン電流値の測定をプリパージ時に行う。バーナの燃焼に
影響しないプリパージ時には、ファン回転数を燃焼量に
応じた回転数とする必要がなく、ファン回転数を十分に
高くすることができる。これにより、燃焼中のファン回
転数やファン電流値が比較的小さく設定されている場合
であっても、プリパージ時にファン回転数を十分に高く
すれば、給排気流路の閉塞に伴うファン電流値の低下が
明確となる。
【0007】そして、前記閉塞度検出手段により、プリ
パージ時のファン電流値と予め設定された判定値とを比
較して給排気流路の閉塞度合いを検出する。このとき、
給排気流路の閉塞が大であるほどファン電流値の低下が
大となるので、ファン電流値と前記判定値(例えば、給
排気流路に閉塞が生じていないときのファン電流値)と
を比較すれば、給排気流路の閉塞度合いを容易に把握す
ることができる。
【0008】その後プリパージに次いでバーナの燃焼が
開始されると、前記回転数補正手段により給排気流路の
閉塞度合いに応じてファン回転数が補正されるので、多
少の閉塞が生じていても十分な給排気が行え、バーナを
良好に燃焼させることができる。
【0009】また、前記判定値は、製造出荷される複数
の燃焼装置に共通のものであってもよいが、前記判定値
を、初回通電時に前記測定手段により採取されたファン
電流値とすることにより、各燃焼装置に設けられる各フ
ァン(ファンモータ)固有の判定値を設定することがで
きるので、一層精度の高い閉塞度の検出を行なうことが
できる。
【0010】本発明において、前記ファン制御手段は、
前記前記閉塞度検出手段により検出された給排気流路の
閉塞度合いが所定の閉塞度合いよりも大であったとき、
燃焼運転を禁止する運転禁止手段を備えることを特徴と
する。給排気流路の閉塞度合いが給排気の流通が困難な
ほど大きい場合には、ファンを回転させても十分な燃焼
空気が得られないおそれがあるが、前記運転禁止手段を
設けたことによって燃焼運転を禁止することができ、給
排気流路の閉塞によってバーナが良好に燃焼できなくな
る事態を未然に防止することができる。
【0011】更に、前記ファン制御手段は、前記閉塞度
検出手段により給排気流路の閉塞が検出されたとき、次
回以降の運転毎に前記測定手段により測定されたファン
電流値と前記判定値より低い電流値である予め設定され
た他の判定値とを比較することにより給排気流路の閉塞
の進行を検出する閉塞進行検出手段を備え、前記運転禁
止手段は、前記閉塞進行検出手段により検出された給排
気流路の閉塞の進行が所定の運転回数を経ても解消され
ないとき燃焼運転を禁止することを特徴とする。
【0012】これによれば、前記閉塞度検出手段により
給排気流路の閉塞が検出されたとき、前記閉塞進行検出
手段は、次回の運転の際に前記測定手段により測定され
たファン電流値と予め設定された他の判定値とを比較す
る。このとき、次回の運転時に測定されたファン電流値
が、該他の判定値よりも低い場合には、給排気流路の閉
塞が進行していることを容易に判断することができる。
【0013】そして、給排気流路の閉塞の進行が所定の
運転回数を経ても解消されなかった場合には、前記運転
禁止手段により燃焼運転を禁止することができ、給排気
流路の閉塞の進行によってバーナが良好に燃焼できなく
なる事態を未然に防止することができる。
【0014】或いはまた、前記ファン制御手段は、前記
閉塞度検出手段により給排気流路の閉塞が検出された際
に前記測定手段により測定されたファン電流値を記憶す
る記憶手段と、次回以降の運転毎に前記測定手段により
測定されたファン電流値と前記記憶手段に記憶されたフ
ァン電流値とを比較することにより給排気流路の閉塞の
進行を検出する閉塞進行検出手段とを備え、前記運転禁
止手段は、前記閉塞進行検出手段により検出された給排
気流路の閉塞の進行が所定の運転回数を経ても解消され
ないとき燃焼運転を禁止することを特徴とする。
【0015】本発明によれば、前記閉塞度検出手段によ
り給排気流路の閉塞が検出されたとき、先ず、前記測定
手段により測定されたファン電流値を前記記憶手段に記
憶する。そして、次回の運転の際には、前記閉塞進行検
出手段によって給排気流路の閉塞の進行を検出する。即
ち、前記閉塞進行検出手段は、次回の運転の際に前記測
定手段により測定されたファン電流値と前記記憶手段に
記憶された前回のファン電流値(初めて閉塞が検出され
たときのファン電流値)とを比較する。このとき、次回
の運転時に測定されたファン電流値が、前回の運転時に
測定されたファン電流値よりも低い場合には、給排気流
路の閉塞が進行していることを容易に判断することがで
きる。
【0016】そしてこの場合にも、前述したように、給
排気流路の閉塞の進行が所定の運転回数を経ても解消さ
れなかった場合には、前記運転禁止手段により燃焼運転
を禁止することができ、給排気流路の閉塞の進行によっ
てバーナが良好に燃焼できなくなる事態を未然に防止す
ることができる。
【0017】なお、給排気流路の閉塞の進行が一時的
(例えば強風の影響等)であり、運転回数が所定回数に
なるまでに給排気流路の閉塞の進行が解消された場合に
は、前記閉塞度検出手段により検出された給排気流路の
閉塞度合いに応じて、回転数補正手段による燃焼中のフ
ァン回転数の補正を行なうことによって、バーナを良好
に燃焼させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本実施形態の燃焼装置のファン制
御手段の構成を示すブロック図、図2はファン制御手段
の作動を示すフローチャートである。本実施形態の燃焼
装置は、図示しないが、例えばガス給湯器等に設けられ
るものであり、バーナの燃焼時に該バーナに対して強制
的に給排気を行うファンを備えている。該ファンは給排
気流路を介してバーナへの燃焼空気の供給及び排気を行
う。
【0019】図1に示すように、該ファン(該ファンを
駆動するファンモータ1)は、ファン制御手段2によっ
て制御される。該ファン制御手段2は、マイクロコンピ
ュータからなる図示しない燃焼制御手段の一部に設けら
れているものであり、ファンモータ1に設けられた回転
数センサ3によって実回転数を検出しつつフィードバッ
ク制御を行う。また、ファンモータ1には、ファン電流
値を測定する電流センサ4が設けられている。
【0020】ファン制御手段2は、プリパージ時のファ
ン回転数を設定するプリパージ時回転数設定部5と、バ
ーナの燃焼時のファン回転数を設定する燃焼時回転数設
定部6とを備えている。プリパージ時回転数設定部5
は、詳しくは後述するが、通常のプリパージ時において
は、第1の所定回転数(本実施形態では200Hz)に
よりファンを回転させ、給排気流路の閉塞を検出する際
のプリパージ時においては、第2の所定回転数(本実施
形態では250Hz)によりファンを回転させる。
【0021】前記燃焼時回転数設定部6は、バーナの燃
焼量に応じた正常時(給排気流路の閉塞がない場合)の
回転数を予め定められたデータテーブルに従って定め
る。また、前記燃焼時回転数設定部6は、給排気流路の
閉塞度合いを検出する閉塞度検出部7と、閉塞の進行を
検出する閉塞進行検出部8とを備え、更に、給排気流路
の閉塞度合いや閉塞の進行度合いに応じて運転を禁止す
る運転禁止部9を備えている。
【0022】前記閉塞度検出部7は、前記電流センサ4
から得られたファン電流値(以下測定電流値と言う)と
予め定められた第1判定値とを比較する第1比較部10
と、測定電流値と予め定められた第2判定値とを比較す
る第2比較部11とを備えている。また、前記閉塞度検
出部7は、前記測定電流値を記憶可能な記憶部12と、
給排気流路の閉塞度合いに応じてファン回転数を補正す
る回転数補正部13とを備えている。前記電流センサ4
によって得られるファン電流値は、給排気流路の閉塞度
合いが大となるに従って低くなる。第1判定値は、前記
プリパージ時回転数設定部5によってファンが第2の所
定回転数で回転されたとき、給排気流路の閉塞のない状
態のファン電流値を基準として求められたものであり、
給排気流路の閉塞度合いがバーナの燃焼に影響し始める
時点のファン電流値に相当するものである。第2判定値
は、前記プリパージ時回転数設定部5によってファンが
第2の所定回転数で回転されたとき、給排気流路が略完
全に閉塞されているときのファン電流値に相当するもの
である。
【0023】前記閉塞進行検出部8は、前記閉塞度検出
部7によって給排気流路の閉塞が検出された後、次回以
降の運転時に作動するものであり、測定電流値と前回運
転時に記憶部12に記憶された測定電流値(以下記憶電
流値と言う)とを比較する第3比較部14を備えてい
る。
【0024】次に、以上の構成からなるファン制御手段
2の作動を、図1を参照しつつ図2に基づいて説明す
る。図2に示すように、STEP1で図示しないスイッ
チの操作により運転が開始されると、STEP2におい
て燃焼停止後1時間以上経過してるか否かを判断する。
燃焼停止後1時間経過していない場合には、ファンモー
タ1の周囲温度が十分に低下していずにファン電流値が
正確に測定できないおそれがある。そこで、燃焼停止後
1時間以上経過しているときSTEP3へ進みファン電
流値の測定を行う。一方、燃焼停止後1時間未経過のと
きはSTEP14へ進む。なお、STEP14以降は後
述する。
【0025】STEP3におけるプリパージでは、前記
プリパージ時回転数設定部5によって第2の所定回転数
(250Hz)でのファンの回転が行われる。第2の所
定回転数(250Hz)は、前記第1の所定回転数(2
00Hz)よりも高く設定されている。これによって、
バーナの燃焼量が小さなタイプの燃焼装置であっても、
給排気流路の閉塞に影響されるファン電流値の変動幅を
大とすることができ、後述の閉塞検出を確実に行うこと
ができる。そしてこの間に前記電流センサ4によるファ
ン電流値の測定が行われる。次いで、STEP4では、
前記閉塞度検出部7の第1比較部10によって測定電流
値と前記第1判定値との比較が行われ、測定電流値が第
1判定値よりも大であれば閉塞が生じていないとしてS
TEP5を経てSTEP16へ進む。STEP5は後述
のフラグFとカウント用変数Bとをリセット(F=0,
B=0)し、STEP16では正常時(閉塞のない状
態)のファン回転数によってバーナの燃焼が行われる。
【0026】また、STEP4において測定電流値が第
1判定値以下であるときは、閉塞が生じているとしてS
TEP6へ進む。STEP6では、前記閉塞度検出部7
の第2比較部11によって測定電流値と前記第2判定値
との比較が行われる。測定電流値が第2判定値以下であ
るときには、給排気流路が略完全に閉塞されているおそ
れがある。そこで、STEP18を経てSTEP19へ
進み、前記運転禁止部9が作動して運転を強制的に終了
させる。なお、STEP18では後述のフラグFとカウ
ント用変数Bとをリセット(F=0,B=0)する。
【0027】STEP6において測定電流値が第2判定
値より大であるときには、給排気流路の閉塞度合いも比
較的小さいとみなすことができるので、STEP7へ進
む。STEP7においてはフラグF=1でないときST
EP8へ進み、フラグFを立てる(F=1とする)と共
に前記記憶部12にSTEP3において測定された測定
電流値を記憶する。次いで、STEP13においてバー
ナによる燃焼が行われる。このとき、前記回転数補正部
13によってファン回転数が通常に対して10%アップ
される。これにより、給排気流路が多少閉塞されていて
も十分な燃焼空気をバーナに供給できる。そして、ST
EP17では図示しないスイッチの操作等により運転が
終了される。
【0028】その後、STEP1により運転が開始され
ると、STEP2において燃焼停止後1時間未経過のと
きはSTEP14へ進む。STEP14では、ファンモ
ータ1の周囲温度が十分に低下していないので、閉塞検
出は行なわれず、前記プリパージ時回転数設定部5によ
って第1の所定回転数(200Hz)でのファンの回転
が行われる。次いで、STEP15においてはフラグF
=1でないとき(例えば前回運転時のSTEP4におい
て閉塞が検出されなかったとき)STEP16へ進む。
STEP16では、バーナによる燃焼が行われ、前記燃
焼時回転数設定部6によって、バーナの燃焼量に応じた
正常時(給排気流路の閉塞がない場合)の回転数でのフ
ァンの制御が行なわれる。一方、STEP15において
フラグF=1であったとき(例えば前回運転時のSTE
P4において閉塞が検出されているとき)には前記ST
EP13へ進む。
【0029】また、STEP2において燃焼停止後1時
間以上経過しているときは前回の運転時と同様に前記S
TEP3を経て前記STEP4へ進む。次いで、前記S
TEP6を経てSTEP7へ進んだとき、前回の運転時
で閉塞が検出されている(F=1となっている)ことに
よってSTEP9へ進む。即ち、前回運転時のSTEP
4において一旦閉塞が検出されると、次回運転以降で
は、STEP4において閉塞が解消されない限りSTE
P7からSTEP9へ進む。
【0030】STEP9では今回の運転によるSTEP
3の測定電流値と前回運転時に記憶部12に記憶された
記憶電流値とを、前記閉塞進行検出部8の第3比較部1
4により比較する。ここで、測定電流値が記憶電流値よ
り小さい場合には、前回運転時よりも閉塞が進行してい
ることが判明する。そして、STEP11及びSTEP
12によってカウント用変数Bを用いて運転回数が10
回になるまでは前記STEP13へ進み、運転回数が1
0回になっても閉塞の進行が解消されない場合には、S
TEP18を経てSTEP19へ進み、運転が禁止され
る。なお、STEP9において、測定電流値が記憶電流
値より大きい場合には、前回運転時よりも閉塞が進行し
ていないか、閉塞の進行が解消されたかの何れかである
ので、STEP10においてカウント用変数Bをリセッ
トして前記STEP13へ進む。
【0031】以上のように、プリパージ時にファン電流
値を測定して給排気流路の閉塞度合いを検出するように
したので、ファン電流値の測定時のファン回転数を十分
に高くして給排気流路の閉塞の影響されるファン電流値
の変動幅を大とすることができる。これにより、例え
ば、バーナの燃焼量が比較的小さく、大量の燃焼空気を
必要としないために燃焼中の回転数が低いファンであっ
ても、プリパージ時のファン電流値に基づいて確実に給
排気流路の閉塞度合いを検出することができる。
【0032】なお、本実施形態においては、閉塞が検出
された場合に、前記燃焼時回転数設定部6において定め
られたファン回転数を前記回転数補正部13によって一
律に10%アップさせる例を示した。それ以外に、前記
回転数補正部13については、例えば、閉塞度検出部7
において検出された閉塞度合い(ファン電流値)に応じ
てファン回転数を何%アップさせるかを設定するように
してもよい。
【0033】また、前記第1判定値は、給排気流路の閉
塞のない状態のファン電流値を基準として求められたも
のであるが、該第1判定値については、製造出荷される
各燃焼装置に共通の値であってもよく、或いは、各燃焼
装置の各々に対して出荷前等に試験(初回の通電)を行
なうことによって採取されたものであってもよい。特に
後者の場合においては、各燃焼装置のファンモータ1毎
の第1判定値が設定できるので、ファンモータ1固有の
特性に応じた閉塞の検出を行なうことができる。
【0034】また、本実施形態においては、前記閉塞進
行検出部8の第3比較部14により測定電流値と前回運
転時に記憶部12に記憶された記憶電流値とを比較する
ようにしたが(図2示のSTEP9)、それ以外に、第
3判定値を予め設定しておき、第3比較部14により測
定電流値と第3判定値との比較を行なってもよい。該第
3判定値は、第1判定値より小さく第2判定値より大き
いファン電流値であり、運転を禁止しなければならない
程の閉塞はないが、このまま閉塞状態が継続するようで
あると正常な燃焼が維持できなくなるおそれのあるとき
のファン電流値に相当するものである。ここで、第3比
較部14の作動を図2を参照して説明すれば、STEP
7を経てSTEP8へ進んだとき、STEP8ではF=
1とし、前記記憶部12への記憶を行なわずSTEP1
3へ進む。従って、この場合に前記記憶部12は不要と
なる。そして、前回の運転時で閉塞が検出されている
(F=1となっている)場合にはSTEP9へ進む。S
TEP9においては、今回の運転によるSTEP3の測
定電流値と前回運転時に記憶部12に記憶された記憶電
流値との比較に替えて、今回の運転によるSTEP3の
測定電流値と第3判定値との比較を行なう。そして、測
定電流値が第3判定値より小さい場合には、運転を禁止
しなければならない程の閉塞はないが、このまま閉塞状
態が継続するようであると好ましくない閉塞状態である
(閉塞が進行している)ので、STEP11へ進む。な
お、STEP9において、測定電流値が第3判定値より
大きい場合には、STEP10を経て前記STEP13
へ進む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の燃焼装置のファン制御手
段の構成を示すブロック図。
【図2】ファン制御手段の作動を示すフローチャート。
【符号の説明】
1…ファンモータ、2…ファン制御手段、4…電流セン
サ(測定手段)、7…閉塞度検出部(閉塞度検出手
段)、8…閉塞進行検出部(閉塞進行検出手段)、9…
運転禁止部(運転禁止手段)、12…記憶部(記憶手
段)、13…回転数補正部(回転数補正手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 秀彦 愛知県名古屋市中川区福住町2番26号 リ ンナイ株式会社内 (72)発明者 柴山 佳之 愛知県名古屋市中川区福住町2番26号 リ ンナイ株式会社内 Fターム(参考) 3K003 FA00 FB04 JA04 JA06 JA12 LA00 LA06 NA04 RA01 RA03 3K005 GA02 GB03 HB06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ファンにより給排気流路を介して強制的に
    給排気を行うとき、バーナの燃焼量に応じた給排気量が
    得られるように燃焼中のファン回転数を制御するファン
    制御手段を備える燃焼装置において、 前記ファン制御手段は、プリパージ時に所定の回転数に
    よりファンを回転させてファン電流値を測定する測定手
    段と、 該測定手段により測定されたファン電流値と予め設定さ
    れた判定値とを比較することにより給排気流路の閉塞度
    合いを検出する閉塞度検出手段と、 該閉塞度検出手段により検出された給排気流路の閉塞度
    合いに応じて、燃焼中のファン回転数を補正する回転数
    補正手段とを備えることを特徴とする燃焼装置。
  2. 【請求項2】前記判定値は、初回通電時に前記測定手段
    により採取されたファン電流値であることを特徴とする
    請求項1記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】前記ファン制御手段は、前記閉塞度検出手
    段により検出された給排気流路の閉塞度合いが所定の閉
    塞度合いよりも大であったとき、燃焼運転を禁止する運
    転禁止手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記
    載の燃焼装置。
  4. 【請求項4】前記ファン制御手段は、前記閉塞度検出手
    段により給排気流路の閉塞が検出されたとき、次回以降
    の運転毎に前記測定手段により測定されたファン電流値
    と前記判定値より低い電流値である予め設定された他の
    判定値とを比較することにより給排気流路の閉塞の進行
    を検出する閉塞進行検出手段を備え、 前記運転禁止手段は、前記閉塞進行検出手段により検出
    された給排気流路の閉塞の進行が所定の運転回数を経て
    も解消されないとき燃焼運転を禁止することを特徴とす
    る請求項3記載の燃焼装置。
  5. 【請求項5】前記ファン制御手段は、前記閉塞度検出手
    段により給排気流路の閉塞が検出された際に前記測定手
    段により測定されたファン電流値を記憶する記憶手段
    と、 次回以降の運転毎に前記測定手段により測定されたファ
    ン電流値と前記記憶手段に記憶されたファン電流値とを
    比較することにより給排気流路の閉塞の進行を検出する
    閉塞進行検出手段とを備え、 前記運転禁止手段は、前記閉塞進行検出手段により検出
    された給排気流路の閉塞の進行が所定の運転回数を経て
    も解消されないとき燃焼運転を禁止することを特徴とす
    る請求項3記載の燃焼装置。
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