JP2002174420A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼負荷が小さいときもガスバーナを安定し
て燃焼させ得る燃焼装置を提供する。 【解決手段】 燃焼用空気供給手段Ａが、送風機４と、
その送風機４により送風される燃焼用空気をガスバーナ
３に導く空気通路Ｔの開度の調節により、燃焼用空気供
給量を調節する開度調節手段５にて構成され、燃焼制御
手段Ｈは、燃焼負荷が設定燃焼負荷より小さい小燃焼負
荷範囲においては、送風機４を設定小負荷用回転速度に
て回転させる状態で、燃焼用空気供給量が燃料ガス供給
量に応じた量になるように、開度調節手段５の開度を調
節し、燃焼負荷が設定燃焼負荷以上の大燃焼負荷範囲に
おいては、開度調節手段５を設定大負荷用開度に作動さ
せた状態で、燃焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じ
た量になるように、送風機４の回転速度を調節するよう
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスバーナへの燃
料ガス供給量を調節する燃料ガス供給量調節手段と、前
記ガスバーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手
段と、前記燃料ガス供給量が燃焼負荷に応じた量になる
ように前記燃料ガス供給量調節手段を制御し、且つ、燃
焼用空気供給量が前記燃料ガス供給量に応じた量になる
ように前記燃焼用空気供給手段を制御する燃焼制御手段
とが設けられた燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼装置において、従来は、燃焼
用空気供給手段を、回転速度の調節により燃焼用空気供
給量を調節する送風機にて構成し、燃焼制御手段は、燃
焼負荷の全範囲において、燃焼用空気供給量が燃料ガス
供給量に応じた量になるように、送風機の回転速度を調
節するように構成していた。つまり、燃焼負荷が小さく
なるほど、燃料ガス供給量は少なくなるように調節され
るので、燃焼用空気供給量を燃料ガス供給量に応じて燃
焼負荷が小さくなるほど少なくなるように調節すべく、
送風機の回転速度が遅くなるように調節されることにな
る。

【０００３】

【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、燃焼負荷の全範囲にわたって、送風機の
回転速度を調節することにより、燃焼用空気供給量を燃
料ガス供給量に応じた量になるように調節するため、燃
焼負荷が小さいときには、ガスバーナの燃焼が不安定に
なる虞があるという問題があった。説明を加えると、燃
焼負荷が小さくなるほど、送風機によりガスバーナに供
給される燃焼用空気の圧力が低くなると共に、ガスバー
ナの燃焼室の圧力も低くなる。一方、ガスバーナの燃焼
排ガスを外部に排出する排気口付近の風向や風速等に変
化により、排気口付近の風圧が変化する場合がある。従
って、従来の燃焼装置では、燃焼負荷が小さくなって、
送風機によりガスバーナに供給される燃焼用空気の圧力
及びガスバーナの燃焼室の圧力が低いときに、排気口付
近の風圧が変化すると、それに伴って、燃焼排ガスの排
出状態が変化して、燃焼室の圧力も変化するので、燃焼
用空気供給量が変化して、ガスバーナの燃焼状態が不安
定になる虞がある。つまり、燃焼負荷が小さいときに、
排気口付近の風圧が通常よりも高くなると、燃焼排ガス
が排出され難くなって、燃焼室の圧力が上昇するので、
ガスバーナに燃焼用空気が供給され難くなって、燃焼用
空気供給量が減少し、ガスバーナの燃焼が不安定にな
る。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、燃焼負荷が小さいときもガスバ
ーナを安定して燃焼させ得る燃焼装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記燃焼用空気供給手段
が、回転速度の調節により前記燃焼用空気供給量を調節
する送風機と、その送風機により送風される燃焼用空気
を前記ガスバーナに導く空気通路の開度の調節により、
前記燃焼用空気供給量を調節する開度調節手段にて構成
され、前記燃焼制御手段は、前記燃焼負荷が設定燃焼負
荷より小さい小燃焼負荷範囲においては、前記送風機を
設定小負荷用回転速度にて回転させる状態で、前記燃焼
用空気供給量が前記燃料ガス供給量に応じた量になるよ
うに、前記開度調節手段の開度を調節し、前記燃焼負荷
が前記設定燃焼負荷以上の大燃焼負荷範囲においては、
前記開度調節手段を設定大負荷用開度に作動させた状態
で、前記燃焼用空気供給量が前記燃料ガス供給量に応じ
た量になるように、前記送風機の回転速度を調節するよ
うに構成されていることにある。請求項１に記載の特徴
構成によれば、燃焼用空気供給手段が、回転速度の調節
により燃焼用空気供給量を調節する送風機と、その送風
機により送風される燃焼用空気をガスバーナに導く空気
通路の開度の調節により、燃焼用空気供給量を調節する
開度調節手段にて構成され、燃焼制御手段は、燃焼負荷
が設定燃焼負荷より小さい小燃焼負荷範囲においては、
送風機を設定小負荷用回転速度にて回転させる状態で、
燃焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるよ
うに、開度調節手段の開度を調節し、燃焼負荷が設定燃
焼負荷以上の大燃焼負荷範囲においては、開度調節手段
を設定大負荷用開度に作動させた状態で、燃焼用空気供
給量が燃料ガス供給量に応じた量になるように、送風機
の回転速度を調節する。つまり、小燃焼負荷範囲におい
ては、送風機を設定小負荷用回転速度にて回転させる状
態で、燃焼負荷が小さくなるほど、燃焼用空気供給量が
燃料ガス供給量に応じて少なくなるように、開度調節手
段の開度を狭くするので、開度調節手段よりも上流側に
おける燃焼用空気の圧力とガスバーナの燃焼室の圧力と
の差（以下、送風機とガスバーナとの間の差圧と記載す
る場合がある）は、燃焼負荷が小さくなるほど大きくな
る。従って、燃焼負荷が小さいときには、燃料ガス供給
量に応じて調節される燃焼用空気供給量も少なくなっ
て、ガスバーナの燃焼室の圧力が低くなるものの、前述
のように、送風機とガスバーナとの間の差圧を大きくす
ることができることから、排気口付近の風圧が通常より
も高くなっても、燃焼用空気を押し込んでガスバーナに
適正に供給して、燃焼排ガスを適正に排気口から排出す
ることができ、もって、燃焼負荷が小さいときに、排気
口付近の風圧が変化しても、燃焼用空気供給量の変化を
抑制することができるので、ガスバーナは安定して燃焼
する。ちなみに、燃焼負荷が設定燃焼負荷以上の大燃焼
負荷範囲においては、開度調節手段を設定大負荷用開度
に作動させた状態で、燃焼負荷が小さくなるほど、燃焼
用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるよう
に、送風機の回転速度を遅くすることから、送風機とガ
スバーナとの間の差圧は、燃焼負荷が小さくなるほど小
さくなるものの、燃焼用空気供給量は、小燃焼負荷範囲
における燃焼用空気供給量よりも多くて、ガスバーナの
燃焼室の圧力は、小燃焼負荷範囲におけるよりも高いの
で、排気口付近の風圧が変化しても、燃焼排ガスを適正
に排気口から排出することができて、燃焼用空気供給量
はほとんど変化しないので、ガスバーナは安定して燃焼
する。従って、燃焼負荷が小さいときもガスバーナを安
定して燃焼させ得る燃焼装置を提供することができるよ
うになった。

【０００６】〔請求項２記載の発明〕請求項２に記載の
特徴構成は、前記設定小負荷用回転速度は、前記開度調
節手段を前記設定大負荷用開度に作動させた状態で、前
記燃焼負荷が前記設定燃焼負荷のときに必要とする供給
量の燃焼用空気を供給可能な回転速度に設定されている
ことにある。請求項２に記載の特徴構成によれば、燃焼
負荷が大燃焼負荷範囲から小燃焼負荷範囲に小さくなる
ように変化するときは、大燃焼負荷範囲においては、開
度調節手段の開度を設定大負荷用開度に調節した状態
で、送風機の回転速度を、燃焼負荷が小さくなるほど少
なくなる燃料ガス供給量に応じた量の燃焼用空気を供給
するように調節し、燃焼負荷が設定燃焼負荷になると、
回転速度を、設定燃焼負荷に対応する燃料ガス供給量に
応じた量の燃焼用空気を供給するように調節し、燃焼負
荷が設定燃焼負荷よりも小さくなって小燃焼負荷範囲に
なると、回転速度を、設定小負荷用回転速度、即ち、開
度調節手段を設定大負荷用開度に作動させた状態で、燃
焼負荷が設定燃焼負荷のときに必要とする供給量の燃焼
用空気を供給可能な回転速度（以下、設定燃焼負荷対応
回転速度と略記する場合がある）に調節した状態で、開
度調節手段の開度を、燃料ガス供給量に応じた量の燃焼
用空気を供給するように調節することになる。一方、燃
焼負荷が小燃焼負荷範囲から大燃焼負荷範囲に大きくな
るように変化するときは、小燃焼負荷範囲においては、
送風機の回転速度を、設定小負荷用回転速度、即ち、設
定燃焼負荷対応回転速度に調節した状態で、開度調節手
段の開度を、燃焼負荷が大きくなるほど多くなる燃料ガ
ス供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するように調節
し、燃焼負荷が設定燃焼負荷となって大燃焼負荷範囲に
なると、開度を設定大負荷用開度に調節した状態で、回
転速度を、燃料ガス供給量に応じた量の燃焼用空気を供
給するように調節することになる。例えば、燃焼用空気
供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるように調節す
べき回転速度及び開度を予め設定しておいて、回転速度
や開度を予め設定した設定値に調節するフィードフォワ
ード制御では、設定燃焼負荷に対応する回転速度の設定
値は設定燃焼負荷対応回転速度と同一の値に設定される
ので、燃焼負荷が設定燃焼負荷のときには、開度が設定
大負荷用開度に調節され、回転速度は、設定燃焼負荷対
応回転速度、即ち、設定小負荷用回転速度に調節され
る。又、ガスバーナへの燃焼用空気供給量を検出する流
量計を設けると共に、燃料ガス供給量に応じて予め燃焼
用空気供給量を設定しておいて、流量計の検出流量が予
め設定された燃焼用空気供給量になるように、回転速度
や開度を調節するフィードバック制御では、燃焼負荷が
設定燃焼負荷のときには、開度が設定大負荷用開度に調
節され、回転速度は、設定燃焼負荷対応回転速度、即
ち、設定小負荷用回転速度に等しいか又は略等しい回転
速度に調節される。つまり、燃焼負荷が大燃焼負荷範囲
から小燃焼負荷範囲に変化するとき、及び、燃焼負荷が
小燃焼負荷範囲から大燃焼負荷範囲に変化するときのい
ずれにおいても、送風機の回転速度を調節することが無
いか、あるいは、調節するにしてもその調節幅が狭くな
り、又、開度調節手段の開度を調節することが無いか、
あるいは、調節するにしてもその調節幅が狭くなる。従
って、燃焼負荷が大燃焼負荷範囲と小燃焼負荷範囲との
間で変化するときの制御切り換え時において、送風機の
回転速度及び開度調節手段の開度夫々の調節がスムーズ
且つ迅速となり、燃焼用空気を、燃料ガス供給量に応じ
た適正量に近い状態でガスバーナに供給することができ
る。ちなみに、例えば、設定小負荷用回転速度を、設定
燃焼負荷対応回転速度よりも速い値に設定する場合は、
設定小負荷用回転速度を設定燃焼負荷対応回転速度に設
定する場合に比べて、小燃焼負荷範囲における送風機と
ガスバーナとの間の差圧を大きくすることができるもの
の、制御切り換え時における送風機の回転速度及び開度
調節手段の開度夫々の調節幅が多少広くなるので、制御
切り換え時には、燃焼用空気供給量を調節し難くなり、
制御切り換え時のガスバーナの燃焼を安定化させる上で
は多少不利となる。従って、燃焼負荷が小さいときもガ
スバーナを安定して燃焼させ得るように、燃焼用空気供
給のための制御を大燃焼負荷範囲と小燃焼負荷範囲との
間で切り換えるようにしているものの、その制御切り換
え時にも、燃焼用空気を燃料ガス供給量に応じた適正量
に近い状態でガスバーナに供給することができるので、
制御切り換え時のガスバーナの燃焼を一層安定化させる
ことができる。

【０００７】〔請求項３記載の発明〕請求項３に記載の
特徴構成は、前記ガスバーナが、水加熱用の熱交換器を
加熱するように構成され、その熱交換器が、顕熱回収用
熱交換器と潜熱回収用熱交換器にて構成されていること
にある。即ち、ガスバーナにて水加熱用の熱交換器を加
熱するように構成した給湯機等において、燃焼排ガス中
の水分の凝縮潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器を設け
た潜熱回収型のものでは、熱効率を高めるために、燃料
ガスを適正に燃焼させるために必要な燃焼用空気以外の
空気は極力供給しないようにするのが望ましく、従っ
て、潜熱回収型の給湯機用の燃焼装置では、顕熱回収用
熱交換器のみを設けた給湯機用の燃焼装置に比べて、同
一燃焼負荷に対する燃焼用空気供給量が少なくて、ガス
バーナの燃焼室の圧力が低くなるので、燃焼負荷が小さ
いときには、排気口付近の風圧の変化により、燃焼用空
気供給量が変化し易い傾向がある。そこで、本発明を、
潜熱回収型の給湯機用の燃焼装置に採用すると、燃焼負
荷が小さいときもガスバーナの燃焼を安定化させ得ると
いう効果を一層顕著なものにすることができるので、特
に好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕以下、図面に基
づいて、本発明による燃焼装置の第１実施形態を説明す
る。この燃焼装置は、例えば、給湯機用として使用され
るもので、図１に示すように、供給される水を加熱して
図外の給湯先に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの作動
を制御する燃焼制御手段としての制御部Ｈ、ならびに、
制御部Ｈに作動を指令するリモコン操作部Ｒなどを備え
て構成されている。前記給湯部Ｋは、燃焼室１内の下方
側に配置された水加熱用の熱交換器２と、その熱交換器
２の上方に配置されて、熱交換器２を上方から加熱する
ガス燃焼式のバーナ３などを備え、そのガスバーナ３に
燃焼用空気を供給するとともに、その燃焼用空気供給量
を変更調整自在に構成された燃焼用空気供給手段Ａが設
けられている。

【０００９】前記熱交換器２は、上方側に配置されて、
主としてガスバーナ３からの燃焼排ガスの顕熱を回収す
るように構成された顕熱回収用熱交換器２ａと、下方側
に配置されて、主として燃焼排ガス中の水分の凝縮を伴
う状態で燃焼排ガスの潜熱を回収するように構成された
潜熱回収用熱交換器２ｂとの２つの熱交換器で構成さ
れ、両熱交換器２ａ，２ｂが互いに接続されるととも
に、両熱交換器２ａ，２ｂの下方には、熱交換器２から
落下する凝縮水を燃焼室１外へ排出する排水路４３が備
えられている。燃焼室１の下端部には、排気ダクト４４
が接続されていて、熱交換器２を通過した後の燃焼排ガ
スを、排気ダクト４４を通じてその排気ダクト４４の先
端の排気口４４ａから大気中に排出するように構成され
ている。潜熱回収用熱交換器２ｂには、水道などからの
水が供給される入水路６が接続され、顕熱回収用熱交換
器２ａには、加熱後の湯を給湯する給湯路７が接続さ
れ、且つ、入水路６と給湯路７が、熱交換器２を迂回す
る状態で、バイパス路８により接続されている。

【００１０】前記バイパス路８との接続箇所よりも上流
側の入水路６には、入水路６を通流する水の通水量を検
出する水量センサ９、入水温度を検出する入水サーミス
タ１０、ならびに、入水路６への通水量を調整する水量
調整弁１１が設けられ、前記バイパス路８には、熱交換
器２側とバイパス路８側への水量の分配を調整するバイ
パス弁１２が設けられている。前記バイパス路８との接
続箇所よりも上流側の給湯路７には、熱交換器２からの
出湯温度を検出する缶体サーミスタ１３が、下流側に
は、熱交換器２からの湯に対してバイパス路８からの水
を混合した後の給湯温度を検出する給湯サーミスタ１４
が設けられて、水量センサ９、入水サーミスタ１０、缶
体サーミスタ１３、ならびに、給湯サーミスタ１４から
の検出信号が、前記制御部Ｈに入力されるように構成さ
れ、且つ、水量調整弁１１とバイパス弁１２との作動
が、その制御部Ｈによって制御されるように構成されて
いる。

【００１１】前記ガスバーナ３は、第１バーナ部３ａ、
第２バーナ部３ｂ、第３バーナ部３ｃの３つのバーナ部
に分割されていて、ガス供給路１５からの燃料ガスが、
３本の分岐ガス供給路１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して
各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃに供給されるように構成さ
れ、そのガス供給路１５には、燃料ガスの通流を断続す
る元ガス電磁弁１６とガスバーナ３への燃料ガス供給量
を調節する燃料ガス供給量調節手段としてのガス量調整
弁１７とが設けられ、各分岐ガス供給路１５ａ，１５
ｂ，１５ｃには、各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃへの燃料
ガスの供給を断続するガス切替開閉弁１８ａ，１８ｂ，
１８ｃが設けられている。

【００１２】燃焼用空気供給手段Ａは、回転速度の調節
により燃焼用空気供給量を調節する送風機４と、その送
風機４により送風される燃焼用空気を前記ガスバーナ３
に導く空気通路Ｔの開度の調節により、燃焼用空気供給
量を調節する開度調節手段としてのダンパ５にて構成し
てある。ダンパ５はコントロールモータにて開度が調節
自在に構成されている。前記送風機４のファンケース４
ａにて、燃焼用空気を吐出する空気吐出路４ｂが形成さ
れ、その空気吐出路４ｂの先端の吐出口４ｃが、空気室
４５に接続されていて、空気通路Ｔが空気吐出路４ｂに
て構成されている。そして、ダンパ５は、空気通路Ｔを
構成する空気吐出路４ｂの途中に、その開度を調節する
ように設けられている。燃焼用空気の通流方向に直交す
る方向での空気吐出路４ｂの流路横断面積は、燃焼用空
気の通流方向に直交する方向での空気室４５の流路横断
面積よりも狭くなるように構成されている。

【００１３】空気室４５から燃焼用空気が３本の分岐空
気供給路１９ａ，１９ｂ，１９ｃを介して各バーナ部３
ａ，３ｂ，３ｃに供給されるように構成され、各分岐空
気供給路１９ａ，１９ｂ，１９ｃには、各バーナ部３
ａ，３ｂ，３ｃに対する燃焼用空気の供給を断続抑制す
る空気切替開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられて
いる。

【００１４】各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃにおけるガス
切替開閉弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃと空気切替開閉弁２
０ａ，２０ｂ，２０ｃとは、各バーナ部３ａ，３ｂ，３
ｃごとに対をなし、且つ、各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃ
ごとに設けられた電磁コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃに
よって互いに連動して開閉作動されるように構成されて
いる。そして、これらガス切替開閉弁１８ａ，１８ｂ，
１８ｃと空気切替開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃとを開
閉作動させる電磁コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、なら
びに、元ガス電磁弁１６とガス量調整弁１７も、その作
動が、前記制御部Ｈによってそれぞれ制御されるように
構成され、更に、送風機４及びダンパ４の作動も、制御
部Ｈによってそれぞれ制御されるように構成されてい
る。

【００１５】各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃは、詳細な説
明は省略するが、空気混合率の小なる濃混合気を噴出さ
せて燃焼させる濃燃焼部と、空気混合率の大なる淡混合
気を噴出させて燃焼させる淡燃焼部とが、交互に、且
つ、その並置方向の両端に濃燃焼部が位置する状態で配
置されて、濃淡燃焼式に構成されている。

【００１６】前記リモコン操作部Ｒには、給湯部Ｋに対
して運転の開始と停止を指令する運転スイッチ３９、給
湯部Ｋが運転中であることを表示する運転ランプ４０、
給湯路７を介して供給される湯の目標温度を設定する温
度設定スイッチ４１、各種の情報を表示する表示部４２
などが設けられている。

【００１７】つぎに、制御部Ｈの制御に基づく燃焼装置
の作動について説明すると、リモコン操作部Ｒの運転ス
イッチ３９がＯＮされて給湯部Ｋが運転状態になると、
入水路６を介して熱交換器２への通水が開始されるとと
もに、元ガス電磁弁１６が開弁されて、ガスバーナ３の
燃焼が開始される。このガスバーナ３の燃焼に際して
は、水量センサ９や入水サーミスタ１０からの検出情
報、ならびに、リモコン操作部Ｒの温度設定スイッチ４
１により設定されている目標温度情報などに基づいて、
ガスバーナ３の燃焼負荷に応じた燃料ガス供給量、即
ち、給湯路７を介して供給される湯の温度を目標温度に
するために必要な燃料ガス供給量（インプット）が演算
にて求められ、その演算にて求められた燃料ガス供給量
になるように、ガス量調整弁１７が制御されると共に、
燃焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるよ
うに送風機４及びダンパ５が制御され、水量調整弁１
１、バイパス弁１２なども調整されて、給湯サーミスタ
１４による検出温度が、目標温度になるように制御され
る。

【００１８】図２に示すように、燃焼負荷、具体的に
は、燃料ガス供給量と、燃焼させるバーナ部３ａ，３
ｂ，３ｃの数との関係が予め設定されて記憶されてお
り、又、図３に示すように、燃料ガス供給量に応じた燃
焼用空気供給量の燃焼用空気を供給すべく、燃焼負荷、
具体的には、燃料ガス供給量と、送風機４の回転速度及
びダンパ５の開度それぞれとの関係が予め設定されて記
憶されており、それら記憶された情報に基づいて制御さ
れる。尚、図２及び図３において、Ｉｍａｘは、燃料ガ
ス供給量の調節範囲の上限値であり、Ｉｍｉｎは、燃料
ガス供給量の調節範囲の下限値である。

【００１９】即ち、図２に示すように、燃料ガス供給量
に応じて第１バーナ部３ａのみを燃焼させる１段燃焼状
態、第１と第２の２つのバーナ部３ａ，３ｂを燃焼させ
る２段燃焼状態、第１から第３のバーナ部３ａ，３ｂ，
３ｃの全てを燃焼させる３段燃焼状態に切り換えられる
ように制御される。つまり、１段燃焼状態においては、
ガス切替開閉弁１８ａのみが開弁され、他のガス切替開
閉弁１８ｂ，１８ｃは閉弁されて、第１バーナ部３ａに
のみ燃料ガスが供給され、それに伴って、空気切替開閉
弁２０ａのみが開弁され、他の空気切替開閉弁２０ｂ，
２０ｃは閉弁されて、第１バーナ部３ａのみが燃焼す
る。２段燃焼状態においては、２つのガス切替開閉弁１
８ａ，１８ｂと空気切替開閉弁２０ａ，２０ｂとが開弁
され、他のガス切替開閉弁１８ｃと空気切替開閉弁２０
ｃは閉弁されて、２つのバーナ部３ａ，３ｂが燃焼す
る。３段燃焼状態においては、ガス切替開閉弁１８ａ，
１８ｂ，１８ｃの全てと、空気切替開閉弁２０ａ，２０
ｂ，２０ｃの全てが開弁されて、第１から第３のバーナ
部３ａ，３ｂ，３ｃの全てが燃焼する。

【００２０】なお、３段燃焼状態に対応する燃料ガス供
給量範囲の下限側部分と、２段燃焼状態に対応する燃料
ガス供給量範囲の上限側部分とが互いにオーバーラップ
され、並びに、２段燃焼状態に対応する燃料ガス供給量
範囲の下限側部分と、１段燃焼状態に対応する燃料ガス
供給量範囲の上限側部分とが互いにオーバーラップされ
ていて、燃焼させるバーナ部の数を変更するときにチャ
タリングが発生するのが防止されている。

【００２１】図３の（イ）及び（ロ）に示すように、燃
料ガス供給量が設定燃料ガス供給量Ｉｓ以上の大インプ
ット範囲のときは、ダンパ５の開度が大インプット範囲
の全域にわたって設定大負荷用開度Ｏｓ（例えば１００
％の開度）に維持するように設定されると共に、送風機
４の回転速度は、ダンパ５の開度が設定大負荷用開度Ｏ
ｓのときに、燃料ガス供給量に応じた燃焼用空気供給量
の燃焼用空気を供給できる回転速度に設定されている。
ちなみに、燃焼用空気供給量は、燃料ガス供給量に比例
するように設定されている。燃料ガス供給量が設定燃料
ガス供給量Ｉｓより少ない小インプット範囲のときは、
送風機４の回転速度が小インプット範囲の全域にわたっ
て設定小負荷用回転速度Ｒｓに維持するように設定され
ると共に、ダンパ５の開度は、送風機４の回転速度が設
定小負荷用回転速度Ｒｓのときに、燃料ガス供給量に応
じた燃焼用空気供給量の燃焼用空気を供給できる開度に
設定されている。尚、設定小負荷用回転速度Ｒｓは、図
３に示す如き、燃料ガス供給量に応じた燃焼用空気供給
量の燃焼用空気を供給するように設定した燃料ガス供給
量と送風機４の回転速度及びダンパ５の開度それぞれと
の関係において、設定燃料ガス供給量Ｉｓに対応する設
定回転速度、即ち、ダンパ５の開度を設定大負荷用開度
Ｏｓに作動させた状態で、燃料ガス供給量が設定燃料ガ
ス供給量Ｉｓのときに必要とする供給量の燃焼用空気を
供給可能な回転速度に設定されている。尚、設定燃料ガ
ス供給量Ｉｓは、例えば、１段燃焼状態に対応する燃料
ガス供給量範囲内に設定される。

【００２２】そして、制御部Ｈは、図３の（イ）及び
（ロ）にて設定された燃料ガス供給量と送風機４の回転
速度及びダンパ５の開度夫々との関係に基づいて、演算
により求められた燃料ガス供給量が設定燃料ガス供給量
Ｉｓより少ない小インプット範囲においては、送風機４
を設定小負荷用回転速度Ｒｓにて回転させる状態で、ダ
ンパ５の開度を、燃料ガス供給量に応じた設定開度にな
るように調節し、演算により求められた燃料ガス供給量
が設定燃料ガス供給量Ｉｓ以上の大インプット範囲にお
いては、ダンパ５を設定大負荷用開度Ｏｓに作動させた
状態で、送風機４の回転速度を、燃料ガス供給量に応じ
た設定回転速度になるように調節する。

【００２３】即ち、制御部Ｈは、燃焼負荷が設定燃焼負
荷より小さい小燃焼負荷範囲（上記の、燃料ガス供給量
が設定燃料ガス供給量Ｉｓより少ない小インプット範囲
に相当する）においては、送風機４を設定小負荷用回転
速度Ｒｓにて回転させる状態で、燃焼用空気供給量が燃
料ガス供給量に応じた量になるように、ダンパ５の開度
を調節し、燃焼負荷が設定燃焼負荷以上の大燃焼負荷範
囲（上記の、燃料ガス供給量が設定燃料ガス供給量Ｉｓ
以上の大インプット範囲に相当する）においては、ダン
パ５を設定大負荷用開度Ｏｓに作動させた状態で、燃焼
用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるよう
に、送風機４の回転速度を調節するように構成されてい
る。又、設定小負荷用回転速度Ｒｓは、ダンパ５を設定
大負荷用開度Ｏｓに作動させた状態で、燃焼負荷が設定
燃焼負荷のとき（即ち、燃料ガス供給量が設定燃料ガス
供給量Ｉｓのとき）に必要とする供給量の燃焼用空気を
供給可能な回転速度に設定されている。

【００２４】図４に、ダンパ５よりも上流側における燃
焼用空気の圧力Ｐ１（図１参照）とガスバーナ３の燃焼
室１の圧力Ｐ２（図１参照）との差Ｐ１−Ｐ２（以下、
送風機４とガスバーナ３との間の差圧と記載する場合が
ある）と、燃料ガス供給量（燃焼負荷に相当する）との
関係を検証した結果を示す。図４において、燃料ガス供
給量が設定燃料ガス供給量Ｉｓ以上の範囲では、実線に
て、ダンパ５を設定大負荷用開度Ｏｓに作動させた状態
で、燃焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量にな
るように送風機４の回転速度を調節したときのデータを
示し、燃料ガス供給量が設定燃料ガス供給量Ｉｓより小
さい範囲では、実線にて、送風機４を設定小負荷用回転
速度Ｒｓにて回転させる状態で、燃焼用空気供給量が燃
料ガス供給量に応じた量になるように、ダンパ５の開度
を調節したときのデータを示し、並びに、破線にて、ダ
ンパ５を設定大負荷用開度Ｏｓに作動させた状態で、燃
焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた量になるよう
に送風機４の回転速度を調節したときのデータを示す。
即ち、図４において、燃料ガス供給量が設定燃料ガス供
給量Ｉｓより小さい範囲では、実線は、本発明の燃焼装
置における送風機４とガスバーナ３との間の差圧と燃料
ガス供給量との関係を示し、破線は、従来の燃焼装置に
おける送風機４とガスバーナ３との間の差圧と燃料ガス
供給量との関係を示す。本発明によれば、燃料ガス供給
量が設定燃料ガス供給量Ｉｓより小さい範囲において
は、従来に比べて、送風機４とガスバーナ３との間の差
圧を大きくすることができると共に、送風機４とガスバ
ーナ３との間の差圧を、燃料ガス供給量が少なくなるほ
ど大きくすることができることが分かる。従って、燃焼
負荷が小さいときに、排気ダクト４４の端部の排気口４
４ａ付近の風圧が通常よりも高くなっても、燃焼用空気
を適正にガスバーナ３に供給して、燃焼排ガスを適正に
排気口４４ａから排出することができるようになり、燃
焼負荷が小さいときに、排気口４４ａ付近の風圧が変化
しても、燃焼用空気供給量の変化を抑制することができ
るので、ガスバーナ３は安定して燃焼する。

【００２５】〔第２実施形態〕以下、本発明の第２実施
形態を説明するが、第１実施形態と同じ構成要素や同じ
作用を有する構成要素については、重複説明を避けるた
めに、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主とし
て、第１実施形態と異なる構成を説明する。図５に示す
ように、第２実施形態においては、ガスバーナ３の構
成、及び、ガスバーナ３及び熱交換器２の配置形態が、
上記の第１実施形態と異なる。

【００２６】即ち、第１実施形態においては、ガスバー
ナ３が、第１バーナ部３ａ、第２バーナ部３ｂ、第３バ
ーナ部３ｃの３つのバーナ部に分割されていたが、第２
実施形態においては、ガスバーナ３は複数のバーナ部に
分割されていず、又、ガスバーナ３は、全一次燃焼式に
構成されている。ガスバーナ３が複数のバーナ部に分割
されていないことから、第１実施形態おいて設けられた
分岐ガス供給路１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及びガス切替開
閉弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが省略されて、ガス供給路
１５からの燃料ガスが直接にガスバーナ３に供給される
ように構成され、又、第１実施形態おいて設けられた分
岐空気供給路１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及び空気切替開閉
弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃが省略されて、空気室４５か
ら燃焼用空気が直接にガスバーナ３に供給されるように
構成されている。

【００２７】又、第１実施形態においては、ガスバーナ
３にて上方から熱交換器２が加熱されるように、ガスバ
ーナ３が熱交換器２の上方に配置されたが、第２実施形
態においては、ガスバーナ３にて側方から熱交換器２が
加熱されるように、ガスバーナ３が熱交換器２の側方に
配置されている。これに伴って、排気ダクト４４は、熱
交換器３を通過した後の燃焼排ガスを排出するように、
燃焼室１の側壁部に接続されている。

【００２８】制御部Ｈの制御に基づく燃焼装置の作動に
ついて説明すると、第１実施形態と同様に、リモコン操
作部Ｒの運転スイッチ３９がＯＮされて給湯部Ｋが運転
状態になると、入水路６を介して熱交換器２への通水が
開始されるとともに、元ガス電磁弁１６が開弁されて、
ガスバーナ３の燃焼が開始される。このガスバーナ３の
燃焼に際しては、水量センサ９や入水サーミスタ１０か
らの検出情報、ならびに、リモコン操作部Ｒの温度設定
スイッチ４１により設定されている目標温度情報などに
基づいて、ガスバーナ３の燃焼負荷に応じた燃料ガス供
給量、即ち、給湯路７を介して供給される湯の温度を目
標温度にするために必要な燃料ガス供給量（インプッ
ト）が演算にて求められ、その演算にて求められた燃料
ガス供給量になるように、ガス量調整弁１７が制御され
ると共に、燃焼用空気供給量が燃料ガス供給量に応じた
量になるように送風機４及びダンパ５が制御され、水量
調整弁１１、バイパス弁１２なども調整されて、給湯サ
ーミスタ１４による検出温度が、目標温度になるように
制御される。

【００２９】第１実施形態と同様に、図３に示すよう
に、燃料ガス供給量と、送風機４の回転速度、及び、ダ
ンパ５の開度それぞれとの関係が予め設定されて記憶さ
れており、その記憶された情報に基づいて制御される。

【００３０】つまり、第２実施形態による燃焼装置にお
いても、燃料ガス供給量が設定燃料ガス供給量Ｉｓより
小さい範囲において、従来に比べて、送風機４とガスバ
ーナ３との間の差圧を大きくすることができると共に、
送風機４とガスバーナ３との間の差圧を、燃料ガス供給
量が少なくなるほど大きくすることができる。従って、
燃焼負荷が小さいときに、排気ダクト４４の端部の排気
口４４ａ付近の風圧が通常よりも高くなっても、燃焼用
空気を適正にガスバーナ３に供給して、燃焼排ガスを適
正に排気口４４ａから排出することができるようにな
り、燃焼負荷が小さいときに、排気口４４ａ付近の風圧
が変化しても、燃焼用空気供給量の変化を抑制すること
ができるので、ガスバーナ３は安定して燃焼する。

【００３１】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 （イ） 設定燃料ガス供給量Ｉｓは、適宜設定すること
ができるが、例えば、燃焼装置により燃焼排ガスの排出
特性が異なるので、燃焼装置における燃焼排ガスの排出
特性に応じて、排気口付近の風圧が変化するとガスバー
ナの燃焼が不安定になる虞のある燃焼負荷に対応して設
定する。設定大負荷用開度Ｏｓも、上記の実施形態にお
いて例示した１００％の開度に限定されるものではな
く、適宜変更可能である。設定小負荷用回転速度Ｒｓ
は、上記実施形態においては、図３に示す燃料ガス供給
量と送風機４の回転速度及びダンパ５の開度それぞれと
の関係において、設定燃料ガス供給量Ｉｓに対応する設
定回転速度に設定したが、例えば、そのような設定燃料
ガス供給量Ｉｓに対応する設定回転速度よりも速い回転
速度に設定しても良い。

【００３２】（ロ） ガスバーナ３への燃焼用空気供給
量を検出する流量計を設けると共に、予め、燃料ガス供
給量に応じて燃焼用空気供給量を設定して記憶させてお
いて、制御部Ｈを以下のように構成しても良い。即ち、
演算により求められた燃料ガス供給量が設定燃料ガス供
給量Ｉｓより少ない小インプット範囲においては、送風
機４を設定小負荷用回転速度Ｒｓにて回転させる状態
で、流量計の検出流量が燃料ガス供給量に応じた設定燃
焼用空気供給量になるように、ダンパ５の開度を調節
し、演算により求められた燃料ガス供給量が設定燃料ガ
ス供給量Ｉｓ以上の大インプット範囲においては、ダン
パ５を設定大負荷用開度Ｏｓに作動させた状態で、流量
計の検出流量が燃料ガス供給量に応じた設定燃焼用空気
供給量になるように、送風機４の回転速度を調節するよ
うに構成する。

【００３３】（ハ） 上記の実施形態においては、送風
機４の吐出口４ｃを直接、空気室４５に接続する場合に
ついて例示したが、送風機４の吐出口４ｃを、空気供給
ダクトを介して空気室４５に接続しても良い。この場
合、空気通路Ｔは、送風機４のファンケース４ａ内に形
成される空気吐出路４ｂ、及び、空気供給ダクト内に形
成される空気供給路にて構成され、ダンパ５は、空気吐
出路４ｂ内又は前記空気供給路内の何れかに設ける。

【００３４】（ニ） 上記の第１実施形態においては、
ガスバーナ３を３つのバーナ部３ａ，３ｂ，３ｃに分割
し、且つ、各バーナ部３ａ，３ｂ，３ｃを濃淡燃焼式の
バーナ部に構成した例を示したが、ガスバーナの分割数
は適宜変更可能であり、また、各バーナ部についても濃
淡燃焼式に限るものではない。第２実施形態において
は、ガスバーナ３を全一次燃焼式に構成したが、空気混
合率の小なる濃混合気を燃焼させる濃燃焼部と、空気混
合率の大なる淡混合気を燃焼させる淡燃焼部とを備えた
濃淡燃焼式に構成しても良い。

【００３５】（ホ） 上記の実施形態においては、ガス
バーナ３によって水加熱用の熱交換器２を加熱するよう
に構成した例を示したが、ガスバーナ３による加熱対象
は、特に熱交換器２に限るものではなく、また、上記の
実施形態のように水加熱用の熱交換器２を加熱する場
合、その熱交換器２を顕熱回収用熱交換器２ａのみで構
成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る給湯機用燃焼装置の全体構
成図

【図２】第１実施形態に係る給湯機用燃焼装置における
燃料ガス供給量と燃焼させるバーナ部の数との関係を示
す図

【図３】実施形態に係る給湯機用燃焼装置における燃料
ガス供給量と送風機の回転速度及びダンパの開度夫々と
の関係を示す図

【図４】送風機とガスバーナとの間の差圧と、燃料ガス
供給量との関係を示す図

【図５】第２実施形態に係る給湯機用燃焼装置の全体構
成図

【符号の説明】

２ 熱交換器 ２ａ 顕熱回収用熱交換器 ２ｂ 潜熱回収用熱交換器 ３ ガスバーナ ４ 送風機 ５ 開度調節手段 １７ 燃料ガス供給量調節手段 Ａ 燃焼用空気供給手段 Ｈ 燃焼制御手段 Ｔ 空気通路

フロントページの続き (72)発明者 森田 哲司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3K003 AA00 AB02 AB06 CA04 CB03 CB05 CC01 DA03 JA00 KA05 KB02 NA01 NA04 3K068 FA03 FC02 FC06 HA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバーナへの燃料ガス供給量を調節す
   る燃料ガス供給量調節手段と、前記ガスバーナに燃焼用
   空気を供給する燃焼用空気供給手段と、前記燃料ガス供
   給量が燃焼負荷に応じた量になるように前記燃料ガス供
   給量調節手段を制御し、且つ、燃焼用空気供給量が前記
   燃料ガス供給量に応じた量になるように前記燃焼用空気
   供給手段を制御する燃焼制御手段とが設けられた燃焼装
   置であって、 前記燃焼用空気供給手段が、回転速度の調節により前記
   燃焼用空気供給量を調節する送風機と、その送風機によ
   り送風される燃焼用空気を前記ガスバーナに導く空気通
   路の開度の調節により、前記燃焼用空気供給量を調節す
   る開度調節手段にて構成され、 前記燃焼制御手段は、前記燃焼負荷が設定燃焼負荷より
   小さい小燃焼負荷範囲においては、前記送風機を設定小
   負荷用回転速度にて回転させる状態で、前記燃焼用空気
   供給量が前記燃料ガス供給量に応じた量になるように、
   前記開度調節手段の開度を調節し、前記燃焼負荷が前記
   設定燃焼負荷以上の大燃焼負荷範囲においては、前記開
   度調節手段を設定大負荷用開度に作動させた状態で、前
   記燃焼用空気供給量が前記燃料ガス供給量に応じた量に
   なるように、前記送風機の回転速度を調節するように構
   成されている燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記設定小負荷用回転速度は、前記開度
   調節手段を前記設定大負荷用開度に作動させた状態で、
   前記燃焼負荷が前記設定燃焼負荷のときに必要とする供
   給量の燃焼用空気を供給可能な回転速度に設定されてい
   る請求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記ガスバーナが、水加熱用の熱交換器
   を加熱するように構成され、その熱交換器が、顕熱回収
   用熱交換器と潜熱回収用熱交換器にて構成されている請
   求項１又は２記載の燃焼装置。