JP2002323257A - 給湯器および燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気温度の低下に伴う凍結を防止した給湯器
を提供する。また、外気温度が低下しても着火性、燃焼
性を向上させた燃焼装置を提供する。 【解決手段】 燃焼装置１を内蔵し、浴槽内の風呂水ａ
を配管を介して循環ポンプ１１０で循環させつつ加熱す
る追い焚き機能を有した給湯器１００において、燃焼装
置１は、液体燃料を気化した燃料ガスと送風機２から供
給される空気との混合ガスを燃焼させる燃焼部６と、燃
焼装置１の吸入する給気温度を検知する空気温度センサ
９０と、燃焼装置１の燃焼制御を含む給湯器１００の制
御を統括する制御手段５とを有し、制御手段５は、燃焼
待機中において、送風機２を駆動させつつ給気温度を検
知し、検知した給気温度が所定の凍結監視温度よりも低
いときは、風呂水を循環させて凍結防止制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外気温の変動や装
置内部の温度変動が生じても安定燃焼を維持する燃焼装
置に関する。また、同時に提案される本発明は、配管の
凍結を防止するようにした風呂の追い焚き機能を有した
給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガスやプロパンガスが普及した現在
でも、給湯器や暖房機等には、ランニングコスト低減の
ために、安価な灯油等の液体燃料を使用する燃焼装置が
多用されている。またこの中でも、比較的発熱量が小さ
い用途に使用される場合は、気化器によって液体燃料を
気化し、この気化された燃料ガスを燃焼部に送って燃焼
させる形式のものが多用されている（特公平７−２１３
３２号）。

【０００３】このような燃焼装置では、気化器（気化
器）で気化された燃料ガスと空気とを予め混合して炎孔
から噴射する。そして燃焼部には直接的に二次空気を供
給し、燃料ガスは予め混合された空気と二次空気によっ
て燃焼させる。則ち、気化器を気化器ヒータによって加
熱し、供給される液体燃料（石油）を気化させて燃料ガ
スを生成して燃焼させるものである。

【０００４】このような燃焼装置では、運転スイッチを
オン設定すると、気化器ヒータに通電されて所定時間予
熱が行われ、予熱が完了すると予熱完了報知が行われて
燃焼指令の待機状態となる。この燃焼待機期間では、気
化器ヒータは通電されて待機予熱温度に維持されてお
り、燃焼指令に応じていつでも着火、燃焼可能な状態を
維持しつつ待機している。従って、運転スイッチをオン
に切換設定して予熱が完了すると、いつでも自由に給湯
などを開始することができ、使い勝手に優れた装置であ
る。

【０００５】また、このような燃焼装置を内蔵した給湯
器も用いられている。図１５は、風呂の落とし込みおよ
び追い焚き機能を有した給湯器１００の敷設例を示した
ものである。給湯器１００は住居２０１から隔離された
専用室２１０の内部に設置され、風呂の浴槽２０２は住
居２０１の内部に設置されている。給湯器１００と浴槽
との間には、配管１１２，１１３が敷設され、往配管１
１２によって落とし込み給湯が行われる。また、往配管
１１２および復配管１１３によって風呂水を循環させて
追い焚きが行われる。また、給湯器１００から住居２０
１へ給湯配管１１１が延伸し、蛇口２０３を開閉して住
居２０１内部での湯水の使用を可能にしている。

【０００６】住居２０１には、給湯器１００の遠隔運転
制御を行う操作盤１１４が設けられ、操作盤１１４は制
御線１１４ａを介して給湯器１００に接続されている。
このような給湯器１００では、操作盤１１４を操作して
落とし込みや追い焚き運転をワンタッチで行うことがで
き、給湯や落とし込み、追い焚きの温度調節も容易であ
る。特に、追い焚き機能を備えることにより、風呂水が
冷めた場合でも、給湯を行うことなく貯留された風呂水
を加熱することができ、節水の面でも優れた装置であ
る。

【０００７】また、図１５に示した給湯器１００では、
配管１１２，１１３が外気に晒されるため、冬季には配
管内の水が凍結して破損する虞が生じる。そこで、給湯
器設置場所の温度を検知する設置部温度センサ１０９を
給湯器１００の下部に設けている。この設置部温度セン
サ１０９の検知温度を監視することにより、外気温が低
下すると凍結の虞があるので、循環ポンプ１１０を自動
的に作動させ、浴槽２０２内部の風呂水２０２ａを配管
１１２，１１３を通じて循環させて凍結を防止させてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した燃
焼装置では、液体燃料を充分気化させるために、気化器
および周辺を適性に加熱しなければならない。ところ
が、燃焼装置の吸入する給気温度、則ち、外気温度が低
下すると気化器および周辺に流入する空気温度が低下
し、液体燃料が充分に気化されず着火不良や不完全燃焼
を生じる不具合があった。ところが、燃焼待機中に外気
温度を検知することが困難であり、外気温度に応じて気
化器温度を適性に制御することが難しかった。

【０００９】また、この問題とは別に、図１５に示した
ように、給湯器１００自体を専用室２１０の内部に設置
すると、外気温が凍結温度まで低下しても、専用室２１
０の内部は凍結温度まで低下しない。このため、設置部
温度センサ１０９の検知温度に基づいて凍結防止制御を
行うことができず、改善が望まれていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に提案される本発明の給湯器は、燃焼装置を内蔵し、別
置された浴槽内の風呂水を、浴槽との間に敷設される配
管を介して循環ポンプで循環させつつ加熱する追い焚き
機能を有した給湯器において、燃焼装置は、燃料ガスま
たは送風機から供給される空気と燃料ガスの混合ガスを
燃焼させる燃焼部と、燃焼装置の吸入する給気温度を検
知する空気温度センサと、燃焼装置の燃焼制御を含む給
湯器の制御を統括する制御手段とを有しており、制御手
段は、燃焼待機中において、前記送風機を駆動させつつ
給気温度を検知し、検知した給気温度が所定の凍結監視
温度よりも低いときは、風呂水を循環させて凍結防止制
御を行う構成とされている。

【００１１】本発明によれば、給湯器に内蔵された燃焼
装置の吸入する給気温度に基づいて凍結防止制御が施さ
れる。則ち、給湯器自体が住居内や専用室内部に設置さ
れていても、給湯器に給気管を取り付けて外気を吸入さ
せることにより、外気温度を検知できる。これにより、
外気温の低下に応じて直ちに凍結防止制御を施すことが
できる。本発明の凍結防止制御は、配管内に停滞する風
呂水を循環させるだけで、配管を加熱するような制御を
行うものではない。則ち、配管内の水が停滞している場
合は、配管内の水が外気と熱交換し、急激に温度低下し
て凍結する。しかし、配管内の水が流動すると、浴槽内
に貯留する風呂水が配管内を順次循環しつつ外気と熱交
換する。これにより、貯留水の一部が急激に温度低下す
ることがなく、凍結の発生を効果的に防止できる。

【００１２】ここで、燃焼装置の気化器は液体燃料（石
油など）を効率良く気化させるために、燃焼待機中は最
適な待機予熱温度に予熱される。また、燃焼中は燃焼量
に応じた最適な温度に加熱される。これに伴い、給湯器
の給気管および排気管を給排気トップに接続するような
敷設構成を採用する場合、給排気トップで排気熱が給気
に熱交換されて、給気温度は外気温度よりも上昇する。

【００１３】給排気トップによる給気温度の温度上昇
は、燃焼待機中では略一定である。則ち、気化器の待機
予熱温度が略一定に制御されるため、排気温度も略一定
となり、給気温度の変動は少ない。一方、燃焼中は、燃
焼量に応じて排気温度が変動し、これに伴って給排気ト
ップを介した給気温度も変動する。そこで、本発明で
は、燃焼中には給気温度の検知を行わず、燃焼待機中に
送風機を駆動して給気温度の検知を行う。則ち、燃焼待
機中における外気温度と給気温度との相関関係を事前に
把握しておけば、給気温度を検知することによって外気
温度が求められる。これにより、排気の温度変動を排除
して正確な給気温度の検知を行うことが可能である。

【００１４】本発明の給湯器に採用される燃焼装置は、
都市ガスやプロパンガスを用いた構成のものを使用する
ことができる。また、液体燃料を気化させて燃焼させる
構成のものを使用することも可能である。

【００１５】前記本発明において、制御手段は、燃焼待
機中は継続して送風機を駆動させつつ給気温度を検知す
る構成とするのが良い。前記したように、燃焼中は給排
気トップによって排気熱が給気に熱交換されて給気温度
が上昇する。燃焼が停止して燃焼待機中に移行すると、
気化器周辺は燃焼待機中の待機予熱温度に向けて低下す
る。本発明によれば、燃焼待機中に継続して送風機を駆
動させて、気化器および燃焼部近傍を短時間で待機予熱
温度に安定させる。これにより、排気温度も略一定とな
り、給気温度を検知することによって一層正確な外気温
度を求めて凍結防止制御を行うことが可能となる。

【００１６】前記本発明において、制御手段は、検知し
た給気温度の最低値を更新記憶する構成とされており、
記憶された給気温度が凍結監視温度以下のときは、風呂
の追い焚き制御を除く燃焼制御中または給湯器の運転が
停止されている期間の少なくともいずれかの期間で、風
呂水を循環させて凍結防止制御を行う構成とすることが
できる。

【００１７】配管内の水が停滞した状態は、燃焼待機中
に限らず、風呂の追い焚き中を除く燃焼制御中にも生じ
る。また、給湯器の運転停止中においても同様に配管内
の水は停滞したままである。本発明によれば、燃焼待機
中に検知された給気温度が、既に記憶されている給気温
度よりも低いときは、更新記憶を行う。これにより、燃
焼待機中だけでなく、風呂の追い焚き中を除く燃焼制御
中や給湯器の運転停止中など、配管内の水が停滞すると
きに、記憶された給気温度が凍結監視温度よりも低けれ
ば、風呂水を循環させて凍結防止制御を行うことが可能
となる。

【００１８】前記本発明において、制御手段は、所定時
間毎に、記憶した給気温度の最低値を解除し、新たに検
知した給気温度を再記憶する構成とすることができる。
通常、冬季の夜間から早朝にかけて外気温が低下して配
管凍結が生じ易い。一方、昼間は外気温が上昇して凍結
を生じることは少ない。そこで、一旦、給気温度が凍結
防止温度よりも低下したときは、少なくとも、夜間から
早朝の時間帯をカバーできる期間継続して凍結防止制御
を施すことが望ましい。しかし、そのまま継続して凍結
防止制御を施すと、不必要な凍結防止制御が施されて無
駄となる。

【００１９】本発明によれば、記憶した給気温度の最低
値を、例えば、半日毎あるいは一日毎に解除して、新た
に検知した給気温度を再記憶させる。これにより、一
旦、給気温度が凍結防止温度よりも低下したときは、所
定時間が経過するまでは継続して凍結防止制御を行い、
所定時間が経過すると再び給気温度を検知させることが
できる。従って、給気温度に応じて必要な時間帯に効果
的に凍結防止制御を行うことが可能となる。

【００２０】前記本発明において、給湯器は設置場所の
温度を検知する設置部温度センサを有しており、制御手
段は、当該設置部温度が凍結温度に応じた所定温度より
も低下したときには、風呂水を循環させて凍結防止制御
を行う構成とすることができる。例えば、給湯器を屋内
や専用室ではなく、外気に晒される軒下などに設置する
場合は、設置部温度センサによって外気温度を的確に検
知することができ、凍結防止制御を確実に施すことがで
きる。また、設置部温度センサを設けておれば、何らか
の要因で排気温度が上昇し、これによって、外気温度に
対する給気温度の相関が崩れたような場合でも、設置部
温度を参照して凍結防止制御を施すことが可能となる。

【００２１】前記本発明において、制御手段は、凍結防
止制御中は前記循環ポンプを間歇駆動させる構成とする
ことができる。凍結防止制御中は、循環ポンプを継続駆
動させて水を循環させるのが良い。しかし、配管内に停
滞する水が凍結するには所定の時間を要する。そこで、
凍結が生じない程度の短い間隔で循環ポンプを間歇駆動
することにより、消費電力や騒音の発生を低減しつつ凍
結を防止できる。

【００２２】前記本発明において、制御手段による凍結
防止制御の実行および実行解除を切換設定する凍結制御
設定手段を備えた構成とすることができる。浴槽と給湯
器との間に設けられる配管が外気に晒されないように敷
設する場合は、凍結防止制御を施す必要がない。本発明
によれば、配管の敷設状況に応じて、凍結防止制御の実
行あるいは実行解除を切換設定できる。これにより、必
要に応じて凍結防止制御を施すことが可能となる。

【００２３】同時に提案される本発明の燃焼装置は、液
体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化器を有し、生
成された燃料ガスまたは送風機から供給される空気と燃
料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼させる燃焼装
置において、気化器を加熱する気化器ヒータと、気化器
の温度を検知する気化器温度センサと、燃焼装置の吸入
する給気温度を検知する空気温度センサと、燃焼制御を
行う制御手段とを有しており、制御手段は、気化器ヒー
タの予熱制御によって気化器が所定の予熱温度に達する
と、送風機を所定の待機回転数で駆動しつつ気化器を前
記予熱温度に維持させる待機予熱制御を行う一方、待機
予熱制御中に給気温度が所定の低温監視温度よりも低下
したときは、気化器温度を前記予熱温度よりも高い所定
の補正予熱温度に維持するように気化器ヒータの待機予
熱制御を切り換える構成とされている。

【００２４】本発明によれば、気化器が予熱温度に達す
ると、送風機を待機回転数で駆動する。これにより、気
化器内部で気化された未燃焼ガスが滞留するときは排気
管を通じて掃気され、着火時に未燃焼ガスが急激に燃焼
したり逆火が生じるような不具合が防止される。また、
待機予熱制御中は送風機が継続して駆動される。この待
機予熱制御中に外気温度が低下すると、給気温度も低下
し、気化器および燃焼部近傍の温度低下を招く。このた
め、燃焼時における着火性、燃焼性が低下することがあ
る。本発明によれば、給気温度が低温監視温度よりも低
下すると、気化器温度を補正予熱温度まで上昇させる待
機予熱制御に切り換える。これにより、給気温度の低下
に伴う気化器や燃焼部の温度低下を補償して、着火性、
燃焼性を安定させることができる。

【００２５】前記本発明において、制御手段は、気化器
を補正予熱温度に維持させる待機予熱制御中に、給気温
度が低温監視温度よりも高い所定の監視解除温度以上の
状態を所定時間継続して検知したときは、気化器温度を
補正予熱温度から予熱温度に戻すように気化器ヒータの
待機予熱制御を切り換える構成とすることができる。こ
の構成によれば、外気温度の上昇に応じて、気化器の温
度を低減させた適性温度に維持させることができる。ま
た、低温監視温度と監視解除温度との間に幅を持たせる
と共に、給気温度が監視解除温度以上の状態を所定時間
継続検知させている。これにより、気化器の制御温度が
予熱温度と補正予熱温度との間で頻繁に切り換わること
を防止して制御の安定を図っている。

【００２６】前記本発明において、制御手段は、検知し
た給気温度または給気温度に対応した予熱温度あるいは
補正予熱温度の識別データを記憶する構成とされてお
り、燃焼装置の運転中は、記憶された識別データに応じ
た予熱温度または補正予熱温度を維持するように気化器
を待機予熱制御する一方、燃焼装置の運転が停止された
ときは、記憶した識別データを消去する構成とすること
ができる。一般に、燃焼装置が運転中（運転スイッチが
オン状態）のまま放置されることは少ない。例えば、就
寝中以外は運転スイッチをオンにしていても、就寝中
は、通常、運転スイッチをオフに切り換える。また、燃
焼装置の給気温度、則ち、外気温度は通常急激に変動し
ない。そこで、本発明では、運転スイッチがオンの状態
では、記憶した識別データによって気化器を待機予熱制
御する。これにより、制御を簡略化しつつ外気温度に応
じて気化器を最適な温度に予熱させることができ、着火
性、燃焼性を向上させることができる。

【００２７】前記本発明において、制御手段は、低温監
視温度以下の給気温度、または、給気温度に応じた補正
予熱温度の識別データを記憶しているときは、燃焼制御
中における気化器温度を燃焼量に応じて増加補正するよ
うに気化器ヒータを補正制御する構成とすることができ
る。外気温度の低下に伴って給気温度が低減すると、燃
焼制御中における気化器および燃焼部の温度も低下す
る。本発明では、燃焼制御中においても、気化器温度を
燃焼量に応じて増加するように補正して、燃焼性を一層
向上させることができる。

【００２８】同時に提案される本発明の燃焼装置は、液
体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化器を有し、生
成された燃料ガスまたは送風機から供給される空気と燃
料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼させる燃焼装
置において、気化器を加熱する気化器ヒータと、燃焼装
置の吸入する給気温度を検知する空気温度センサと、燃
焼制御を行う制御手段とを有しており、制御手段は、燃
焼待機中に気化器を待機予熱制御しつつ、給気温度が所
定時間継続して高温監視温度を超える状態を検知したと
きは、送風機を所定時間だけ待機回転数で駆動し、この
後、給気温度が高温監視温度よりも低い低温監視温度以
下に低下したときは送風機の駆動を停止する一方、給気
温度が低温監視温度よりも高く高温監視温度以下のとき
は、送風機を待機回転数で継続駆動する構成とされてい
る。

【００２９】燃焼待機中は、待機予熱制御によって気化
器を所定温度に維持するように気化器ヒータおよび送風
機の通電駆動が行われる。ところが、下方燃焼型（火炎
を下方へ向けて噴出する所謂逆燃焼型）の燃焼装置で
は、燃焼待機中に、待機予熱による気化器の熱が燃焼装
置内部に滞留し易く、内部部材の破損を生じることがあ
る。

【００３０】本発明では、燃焼待機中において気化器温
度が上昇すると、燃焼装置の内部温度の上昇に伴い、空
気温度センサの検知温度が上昇することを利用ている。
則ち、給気温度について高温監視温度と低温監視温度と
を設定する。そして、給気温度が、低温監視温度以下の
領域、低温監視温度と高温監視温度の間の領域、およ
び、高温監視温度以上の領域のいずれの領域に入るか監
視することによって、送風機を制御するものである。こ
れにより、気化器を適正な待機予熱温度に維持しつつ、
燃焼装置内部の滞留熱を排気させることができ、着火
性、燃焼性が向上すると共に、滞留熱による内部部材の
破損を防止することができる。

【００３１】前記本発明において、制御手段は、給気温
度が高温監視温度よりも高い上限温度に達したときは、
燃焼装置の排気管から空気が侵入する逆風の発生と判別
して、送風機を前記待機回転数よりも高い異常回避回転
数で所定時間継続して駆動する構成とされている。排気
管から空気が侵入する逆風が発生すると、気化器および
燃焼部周辺の熱が上流側へ移動して、空気温度センサの
検知温度が大幅に上昇する。この温度上昇は、気化器の
待機予熱による燃焼装置内部の滞留熱に伴う温度上昇に
比べて大きい値となる。本発明では、給気温度が上限温
度に達すると、送風機を異常回避回転数で駆動する。こ
れにより、逆風により上流側へ移動しようとする空気流
を下流側へ押圧して、熱の上流側への移動を阻止し、内
部部材の破損を防止している。

【００３２】また、同時に提案される本発明の待機送風
制御は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化器
を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から供給され
る空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼さ
せる燃焼装置において、気化器を加熱する気化器ヒータ
と、気化器の温度を検知する気化器温度センサと、燃焼
装置の吸入する給気温度を検知する空気温度センサと、
燃焼制御を行う制御手段とを有しており、制御手段は、
燃焼待機中には、給気または気化器の少なくともいずれ
かの温度を参照して、気化器および燃焼部近傍の熱の上
流側への移動を阻止しつつ、気化器近傍を待機予熱温度
に維持させるように送風機を駆動する待機送風制御を行
う一方、待機送風制御中において気化器温度が所定時間
継続して低温監視温度よりも低い状態を検知したとき
は、送風機の駆動を停止する構成とされている。

【００３３】気化器の予熱中または燃焼待機中は、気化
器ヒータで発せられた熱が気化器を温度上昇させると共
に、気化器から燃焼部へ熱が伝導されて相当の温度に上
昇する。このため、気化器や燃焼部の熱が上流側へ移動
すると、上流側に配された部品が熱によって破損する不
具合が生じる。

【００３４】本発明によれば、例えば、給気温度が所定
温度を超えると、燃焼部近傍の熱が上流側へ移動（逆
流）していると判別する。そして、送風機を駆動して下
流側へ熱を移動させる。また、予熱中は、気化器の温度
を参照して、気化器近傍が予熱温度を維持するように送
風制御を行う。また、待機予熱中は、同様に気化器の温
度を参照して、気化器近傍が待機予熱温度を維持するよ
うに送風制御を行う。これにより、燃焼待機中における
気化器の温度を安定化できると共に、熱による部品の破
損が防止される。

【００３５】また、待機送風制御中において気化器温度
が所定時間継続して低温監視温度よりも低い状態を検知
したときは、送風機の駆動を停止する。これにより、例
えば、給気温度（外気温度）が著しく低下したような場
合でも、送風に伴う気化器の過度の温度低下を防止し
て、着火性、燃焼性を向上させることができる。

【００３６】前記本発明において、制御手段は、給気温
度と送風機回転数の遷移状態とを予め対応させて記憶し
た回転数テーブルを有しており、当該回転数テーブルを
参照して検知した給気温度に対応した回転数で送風機を
駆動して待機送風制御を行う構成とすることができる。

【００３７】本発明では、給気温度を予め所定温度範囲
毎に区分して送風機の回転数と対応させた回転数テーブ
ルを制御手段に備えた構成としている。これにより、給
気温度を検知すると、制御手段は回転数テーブルを参照
して直ちに対応した回転数を求めて送風機を駆動するこ
とができ、待機送風制御を簡略化できる。また、回転数
テーブルの給気温度と送風機回転数の対応をきめ細かく
設定することにより、送風機回転数を給気温度に対応し
て無段階に近い状態で制御するような構成を採ることも
可能である。

【００３８】更に、同時に提案される本発明は、液体燃
料を気化して燃料ガスを生成する気化器を有し、生成さ
れた燃料ガスまたは送風機から供給される空気と燃料ガ
スの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼させる燃焼装置に
おいて、燃焼装置の吸入する給気温度を検知する空気温
度センサと、燃焼制御を行う制御手段とを有しており、
制御手段は、燃焼装置の運転が停止されてから所定の温
度監視時間が経過する間に、空気温度センサの検知温度
が所定の高温監視温度に達したときは、送風機を所定時
間だけ強制駆動する構成とされている。

【００３９】燃焼装置の運転を停止すると、気化器や燃
焼部の熱が燃焼装置内部に滞留する。特に、火炎を下方
へ向けて噴出する下方燃焼型（所謂逆燃焼型）の燃焼装
置では、運転が停止すると、気化器や燃焼部の熱が上流
側へ移動して内部部材の破損を生じ易い。本発明では、
気化器や燃焼部の熱が上流側へ移動すると、空気温度セ
ンサの検知温度が上昇すること利用している。則ち、検
知温度が高温監視温度に達したときは、送風機を強制駆
動して上流側へ移動する熱を下流側へ移動させつつ冷却
させる。これにより、内部滞留熱による内部部材の破損
を防止している。

【００４０】前記本発明において、燃焼装置は、気化器
の温度を検知する気化器温度センサを有しており、制御
手段は、燃焼装置の運転が停止されてから気化器温度が
所定の冷却温度に低下するまでの時間を温度監視時間と
して送風機の制御を行う構成とすることができる。本発
明によれば、気化器や燃焼部の滞留熱によって内部部材
の破損が生じない気化器温度を冷却温度として予め求め
ておく。これにより、気化器が冷却温度まで低下する
と、気化器周辺の燃焼部も温度低下しており、内部滞留
熱によって内部部材が破損する虞がない。そこで、気化
器が冷却温度に低下するまでの時間を温度監視時間とす
ることにより、必要最小限の時間だけ空気温度センサの
検知温度を監視して、内部部材の破損を防止することが
できる。

【００４１】同時に提案される本発明の燃焼装置は、液
体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化器を有し、生
成された燃料ガスまたは送風機から供給される空気と燃
料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼させる燃焼装
置において、気化器を予熱する気化器ヒータと、気化器
の温度を検知する気化器温度センサと、送風機の制御を
含む燃焼制御を行う制御手段とを有しており、制御手段
は、気化器ヒータの予熱制御によって気化器が所定の予
熱温度に達すると、予熱制御を行いつつ送風機を所定時
間だけ所定の掃気回転数で高回転駆動した後に予熱完了
とし、予熱完了後の燃焼待機中は、気化器を予熱温度に
維持しつつ、掃気回転数よりも低い待機回転数で送風機
を継続駆動する構成とすることができる。

【００４２】燃焼装置の運転開始直後は、気化器や燃焼
部の温度が低く液体燃料が気化され難い。そこで、運転
開始直後は、気化器ヒータによって気化器を予熱温度ま
で上昇させる予熱が行われる。ところが、何らかの要因
で気化器内部に液体燃料が滞留したまま気化器を予熱す
ると、気化された燃料ガスが加熱されて白煙を生じるこ
とがある。また、予熱終了後に燃焼指令を受けると、気
化された燃料ガスが急激に燃焼したり逆火が発生する。

【００４３】本発明によれば、気化器が予熱温度に達す
ると、送風機を高回転駆動させつつ予熱して、内部の未
燃焼ガスを短時間で掃気させる。これにより、早期に予
熱を完了させて燃焼待機状態に移行することができる。
また、予熱完了後は、送風機を低回転数の待機回転数で
継続駆動するので、騒音の発生も少ない。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施形態を説明する。本発明は、液体燃料を気化させて
燃焼させる燃焼装置１、および、燃焼装置１を内蔵した
給湯器１００に関する。そこで、実施形態の詳細を説明
するのに先立って、給湯器１００および燃焼装置１の全
体構成を説明する。尚、以下の説明において上下の関係
は、燃焼装置１を給湯器１００に設置した状態を基準と
する。

【００４５】（燃焼装置の構成および動作）図１は本発
明の実施形態に係る燃焼装置１を内蔵した給湯器におい
て前面パネルを取り外した状態を示す正面図、図２は燃
焼装置１の断面図、図３は燃焼部に採用される炎孔ベー
スを示す斜視図、図４は気化器温度センサの取り付け部
分の拡大斜視図、図５は炎孔ベースの下面側を示す斜視
図、図６は空気量調節部を示す斜視図である。

【００４６】給湯器１００は、図１に示すように、左右
側板１０１ａ，１０１ａ、トップカバー１０１ｂ、底板
１０１ｃおよび背面パネル１０１ｄを有する略方形箱形
状であり、内部には燃焼装置１、熱交換を行う缶体１０
２、排気部１０３を含む多数の構成部材が収容されてい
る。燃焼装置１から排出される燃焼ガス（排気ガス）を
排出するための排気部１０３は、缶体１０２から折り返
すように配置され、給湯器１００のトップカバー１０１
ｂを貫通して設けられた排気管接続部１０４に連通して
いる。

【００４７】排気管接続部１０４には、排気管１０５が
接続されて、燃焼装置１で発生した排気を屋外へ排出す
る構成とされている。一方、燃焼装置１の上部に設けら
れた開口２２（後述する）は、トップカバー１０１ｂの
中央部を貫通して設けられた給気管接続部１０６に連通
している。この給気管接続部１０６には、給気管１０７
が接続されて、燃焼装置１へ外部空気を導入する。

【００４８】通常、排気管１０５と給気管１０７は並行
して敷設され、各管の先端部には給排気アダプタ（給排
気トップ）１０８が取り付けられる。この給排気アダプ
タ１０８は、外管と内管を有した二重管構造であり、排
気管１０５の端部は内管に接続されると共に、給気管１
０７の端部は外管に接続される。そして、内管を通じて
排気ガスを外部に放出すると共に、外管を通じて外部空
気を吸入している。また、給排気アダプタ１０８では、
排気ガスの有する熱を吸入空気（給気）に移行させる熱
交換機能を有しており、給気温度を上昇させることによ
って寒冷時における燃焼性の向上を図っている。また、
給湯器１００の下部左側には底板１０１ｃを下方へ貫通
させて設置部温度センサ１０９が設けられている。この
設置部温度センサ１０９により、給湯器１００の設置部
の外気温度を検出している。

【００４９】本実施形態の燃焼装置１は、図１から分か
るように、炎孔を下に向けて給湯器１００に内蔵される
もので、下方燃焼型（下方へ向けて火炎を噴出する所謂
逆燃焼型）である。給湯器１００に採用される燃焼装置
１は、図２に示すように、上から送風機２、駆動機械部
３、空気量調節部４、混合部５及び燃焼部６が順次積み
重ねられて構成される。また、混合部５及び燃焼部６の
近傍には気化器７が設けられ、空気量調節部４と気化器
７の間には、流路形成部材１３が配されて空気流路が形
成されている。

【００５０】順次説明すると、送風機２は、鋼板を曲げ
加工して作られた凹状のハウジング２０の内部にファン
２１が回転可能に配されたもので、ハウジング２０の中
央部には、開口２２が設けられている。

【００５１】駆動機械部３は箱体１０を有し、その天板
１２の中央にモータ３０が取り付けられている。モータ
３０は、両端部から回転軸３０ａ，３０ｂが突出してお
り、回転軸３０ａ，３０ｂは、燃焼装置１の略全長を上
下へ向けて貫通している。そして、モータ３０の上方側
の回転軸３０ａは、ファン２１に接続され、下方側の回
転軸３０ｂは、気化器７の回転部材８に接続されてい
る。則ち、モータ３０の回転駆動により、ファン２１が
回転駆動されて下方へ向けて送風（空気供給）を行うと
共に、回転部材８が同時に回転駆動される。

【００５２】送風機２のモータ３０は、箱体１０の外壁
に固定された制御回路部（制御手段）５で生成した制御
信号によって駆動され、回転数制御が行われて燃焼部６
側への供給空気量を制御している。また、ファン２１の
近傍であって、箱体１０の天板１２には、送風機２によ
って開口２２から吸入される空気温度（給気温度）を検
知する空気温度センサ９０が固定されている。本実施形
態では、空気温度センサ９０にサーミスタを用いてお
り、検知信号を制御回路部５へ送出している。

【００５３】空気量調節部４は、図２，図６に示すよう
に、円板状の移動側板状部材４１と方形状の固定側板状
部材４２によって構成され、固定側板状部材４２に対し
て移動側板状部材４１が回転可能に取り付けられたもの
である。移動側板状部材４１は円板形であり、中央部に
軸挿通孔４１ａが設けられている。この軸挿通孔４１ａ
の周囲には、放射状に１２個の略３角形状の開口４１ｂ
が設けられ、更に外側に１２個の略方形状の開口４１ｃ
が設けられている。また、移動側板状部材４１には、周
縁部の一部を垂直に切り起こした係合部４１ｄが設けら
れている。

【００５４】また、固定側板状部材４２は方形状であ
り、移動側板状部材４１よりも大きい。固定側板状部材
４２の中央部にも軸挿通孔４２ａが設けられている。こ
の軸挿通孔４２ａの周囲には、放射状に１２個の略３角
形状の開口４２ｂが設けられ、更に外側に１２個の略方
形状の開口４２ｃが設けられている。また、固定側板状
部材４２には、駆動片４３を揺動自在に支持する支持部
材４２ｄが固定されている。この駆動片４３の一端は、
箱体１０の外壁に固定されたステップモータ４０の駆動
軸４０ａに接続され、他端は移動側板状部材４１の係合
部４１ｄへ係合している。

【００５５】移動側板状部材４１は、固定側板状部材４
２の上にあり、中央の軸挿通孔４１ａ，４２ａを中心と
して相対的に回転可能である。そして、ステップモータ
４０を駆動すると、駆動軸４０ａに係合した駆動片４３
が揺動し、移動側板状部材４１の係合部４１ｄを接線方
向へ向けて押圧する。その結果、移動側板状部材４１
が、固定側板状部材４２の上で中央の軸挿通孔４１ａを
中心として相対的に回転する。

【００５６】則ち、空気量調節部４は、ステップモータ
４０によって移動側板状部材４１を回転させることによ
り、移動側板状部材４１と固定側板状部材４２の開口４
１ｂ，４２ｂ同士および開口４１ｃ，４２ｃ同士の重な
り具合を変化させている。このように、空気量調節部４
は、開口同士の重なり具合を変化させることで開口面積
を増減させて、開口を介して上下に移動する空気量を調
節するものである。

【００５７】この空気量調節部４により、送風機２から
燃焼部６側へ至る空気流路の開口面積を調節して、送風
機２で発生した空気流の燃焼部６側への供給量を制御し
ている。本実施形態では、空気量調節部４において移動
側板状部材４１を制御することにより、一次空気（気化
器７へ直接供給する空気）および二次空気（後述する炎
孔ベースの炎孔の周囲へ供給される空気）の双方の供給
量を最適に調節する構成としている。尚、ステップモー
タ４０は制御回路部５で生成された制御信号によって駆
動され、燃焼状態に応じた最適な開口面積が得られるよ
うに空気量調節部４が調整制御される。

【００５８】流路形成部材１３は、図２に示すように、
薄板を略円錐形に曲げて作られたものであり、内部は空
洞で上下に連通している。則ち、流路形成部材１３は、
上部と下部に開口を有し、両者は連通しており、上部の
開口は、前記した固定側板状部材４２の中心部へ当接
し、下部の開口は、後述する一次空気導入筒１５へ連通
している。

【００５９】流路形成部材１３の内側には、燃料パイプ
（燃料供給管）１４が固定されている。燃料パイプ１４
は、流路形成部材１３の上部の開口から内部に入り、流
路形成部材１３および一次空気導入筒１５を貫通して気
化器７の回転部材８の内部に至るように取り付けられ
る。

【００６０】混合部５、燃焼部６及び気化器７は、図
１，図２に示すように炎孔ベース６０を中心として構成
され、炎孔ベース６０の中央部に気化器７が設けられて
いる。そしてこれらの構成部品がハウジング１１内に収
納されている。炎孔ベース６０は、図３に示すように、
アルミダイカストによって作られたもので、複雑な枠組
と開口及び溝が設けられている。尚、図３では、炎孔ベ
ース６０の上部に上面板６５を取り付けた状態で示して
いる。

【００６１】炎孔ベース６０の上面側は、図３，図４に
示すように、主として燃料ガス及び二次空気の流路形成
面として機能し、下面側は図５に示すように炎孔取付け
面として機能する。則ち、炎孔ベース６０の上面側に
は、多数のループ状の垂直壁６２で仕切られた溝６３が
設けられており、隣接する垂直壁６２同士の間には、溝
６４が設けられている。そして、後述する気化器７で生
成された燃料ガスは、上面壁６１と垂直壁６２との間を
介して溝６４から下方側の炎孔へ噴出して火炎を発生さ
せる。

【００６２】炎孔ベース６０の下面側は、図５に示すよ
うに、多数のループ状の垂直壁６６が設けられており、
この垂直壁６６で仕切られた各ループ内には多数の開口
６７が配列されている。垂直壁６６は上面側の垂直壁６
２と対応した位置に設けられており、垂直壁６６で仕切
られた開口６７は、上面側の溝６３と連通して二次空気
の供給路を形成している。

【００６３】また、隣接する垂直壁６６同士の間には、
上面側から連通する溝６４が配されている。そして、隣
接する垂直壁６６同士の間には、垂直壁６６を跨ぐよう
に炎孔部材６８が被せられて固定されている。炎孔部材
６８は、断面が略コ字状であり、下面側の長手両側縁近
傍には多数の炎孔６８ａが千鳥状に配列されている。そ
して、溝６４を通じて供給される燃料ガス（混合ガス）
が炎孔６８ａから噴出し、この燃料ガスに着火されて火
炎を生じる。

【００６４】本実施形態では、図２〜図４に示すよう
に、炎孔ベース６０の中央部に固定された気化器７の近
傍に、気化器７自体の温度を検知する気化器温度センサ
９１が設けられている。気化器温度センサ９１は、図４
に示すように、サーミスタＴＨから延伸するリード線９
１ｂの端部にコネクタ９１ａを設けて形成され、サーミ
スタＴＨには固定板９１ｃが取り付けられている。この
気化器温度センサ９１は、炎孔ベース６０の上面側から
気化器７の周部７２へ突き刺すようにして固定される。
則ち、炎孔ベース６０を貫通して気化器７の周部７２へ
向けて嵌入孔６０ｄが設けられており、その近傍にネジ
孔６０ｅが設けられている。そして、サーミスタＴＨを
嵌入孔６０ｄに挿入し、ネジＮを固定板９１ｃを通して
ネジ孔６０ｅにねじ込んで締付固定される。気化器温度
センサ９１をこのように固定することにより、気化器７
の周部７２の温度を検知可能にしている。

【００６５】気化器７は、図２，図４に示すように、気
化室７０と回転部材８によって構成される。気化室７０
は、底面部７１と周部７２を持つ円筒体であり、底面部
７１は閉塞し、上部は開口している。則ち、気化室７０
は窪んだ形状であり、底面部７１及び周部７２は閉塞し
ていて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。気
化室７０は、前記した様に底面部７１及び周部７２を持
ち、あたかもコップの様な形状であり、炎孔ベース６０
の中央部分に取り付けられている。

【００６６】気化室７０の底面部７１内には、気化器ヒ
ータ７３が内蔵されている。この気化器ヒータ７３に通
電することにより底面部７１が発熱し、さらにこの熱が
気化室７０の壁を伝導し、気化室７０の内壁が全体的に
加熱される構成としている。これにより、回転部材８に
よって気化室７０の内部へ飛散された液体燃料を気化し
易くする機能を有している。

【００６７】回転部材８は、前記したモータ３０の回転
軸３０ｂに取り付けられて一体的に回転するもので、円
板の周縁を切り起こして多数の撹拌羽根８ａを設けた形
状である。この回転部材８は、燃料パイプ１４を介して
供給（滴下）される液体燃料を回転による遠心力によっ
て飛散させるもので、飛散した燃料は気化室７０の内部
で熱によって気化させて燃料ガスとなる。また、回転部
材８は、気化された燃料ガスと送風機２から供給される
一次空気とを撹拌して均一な混合ガスを生成する機能を
併せ持っている。則ち、回転部材８は、気化室７０の内
部で液体燃料を効率良く気化させるために、燃料パイプ
１４から滴下された液体燃料（本実施形態では石油を使
用）を微粒子状にして飛散させると共に、気化した燃料
ガスと一次空気とを撹拌させて均一に混合する働きを行
うものである。

【００６８】また、制御回路部５は、図１に示すように
箱体１０の外側部に設けられ、燃焼装置１を含む給湯器
１００の燃焼に伴う制御を行うもので、ＣＰＵを用いた
デジタル回路で構成される。制御回路部５は、ＣＰＵ、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏポート、および、アナログのセ
ンサ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、あ
るいは、生成されたデジタル制御信号をアナログ制御信
号に変換するＤ／Ａ変換回路などを備え、センサの検知
信号やスイッチの切換信号を参照しつつ、燃焼量に応じ
た制御信号をプログラム処理によって生成するものであ
る。燃焼制御に必要なデータは、予めＲＯＭに格納され
ており、ＣＰＵで随時データを参照することによって必
要な燃焼制御処理を行うようにしている。

【００６９】本実施形態の燃焼装置１では、前記したよ
うに、サーミスタＴＨとしては、空気温度センサ９０、
気化器温度センサ９１、および、設置部温度センサ１０
９が配置されている。そして、制御回路部５では、サー
ミスタＴＨの検知信号を０〜５ボルトの電圧変動として
取り込み、取り込んだアナログ電圧をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、電圧に対応したデジタル信号を生成して信号
処理を行っている。尚、Ａ／Ｄ変換回路は８ｂｉｔ処理
を行っており、０〜５ボルトのアナログ電圧を２５５分
割して対応したデジタルデータを変換出力している。

【００７０】ここで、温度変動に伴うサーミスタＴＨの
抵抗値変動を電圧として検出するには、通常、直列接続
されたサーミスタＴＨと抵抗の両端に電圧を印加し、接
続点の電位を検出する構成が採られる。この場合、サー
ミスタＴＨをアース側に接続し抵抗側に正電圧を印加す
る構成や、逆に、抵抗をアース側に接続しサーミスタ側
に正電圧を印加する構成を採ることができる。本発明
は、いずれの電圧極性でも実施可能であるが、本実施形
態では、サーミスタＴＨをアース側に接続し抵抗側に正
電圧を印加する構成としている。そして、接続点電位を
センサ検知信号として制御回路部５へ送出している。

【００７１】則ち、本実施形態の燃焼装置１では、送風
機２によって発生させた空気流を空気量調節部材４によ
って一次空気および二次空気に区分して流量制御しつつ
下流側へ供給する。そして、一次空気は気化器７で気化
された燃料ガスに混合され、燃焼部６へ送出されて火炎
を発生させる。また、燃焼部６へ直接供給される二次空
気は、火炎の周囲に供給されて窒素酸化房ＮＯｘを低減
した安定燃焼を行わせている。

【００７２】次に、このような燃焼装置１および給湯器
１００に適用される本発明の制御処理の詳細を順を追っ
て説明する。尚、本発明に係る制御は、制御回路部５に
よって一連のプログラムを実行する過程で実施されるも
のであり、制御毎に明確に区分するのは困難である。そ
こで、説明に際しては、一連のプログラムから各制御処
理に必要な部分を抜き出して記載する。

【００７３】（第１実施形態：風呂配管の凍結防止制
御）前記図１，図２，図１５および図７のフローチャー
トを参照して第１実施形態に係る風呂配管の凍結防止制
御を説明する。尚、給湯器１００の設置状態は前記図１
５と同一構成として述べる。

【００７４】ここで、本実施形態では、凍結を予防する
ための給気温度の凍結監視温度を１５℃に設定してい
る。これは、排気管１０５から排気される排気熱が給排
気アダプタ１０８によって給気に熱交換されて、給気温
度が上昇するために、換算設定された値である。則ち、
待機予熱制御中に給気温度が凍結監視温度（１５℃）ま
で低下すると、給気温度（外気温度）が略０℃まで低下
していることを示す。また、設置部温度センサ９０の凍
結予防温度を５℃として設定している。これは、設置部
温度センサ９０を給湯器１００の下部に設けてはいる
が、燃焼装置１の発熱の影響を受けるために換算設定さ
れた値である。則ち、設置部温度センサ９０の検知温度
が凍結予防温度（５℃）まで低下すると、外気温度が略
０℃まで低下していることを示している。

【００７５】給湯器１００の通電（電源プラグをコン
セントに接続）が開始されると、制御回路部５は、運転
スイッチ（不図示）のオン状態、燃焼指令の有無および
送風機２の駆動状態を監視する。そして、運転スイッチ
がオンに切換設定され、燃焼指令が無く送風機が駆動さ
れている状態、則ち、燃焼待機中における給気温度セン
サ９０の検知温度を参照する（図７ステップ３００〜３
０４参照）。

【００７６】制御回路部５は、検知した給気温度が凍
結監視温度（本実施形態では１５℃）以下であれば、給
気温度をＲＡＭに記憶すると共に、計時（１日の計時を
行う計時）をスタートする（図７ステップ３０５〜３１
１参照）。 制御回路部５は、給気温度が記憶された後は、ステッ
プ３００〜３１１を繰り返して行い、既に記憶された給
気温度よりも更に低い給気温度が検知されたときには、
給気温度を更新記憶する（図７ステップ３００〜３１１
参照）。

【００７７】制御回路部５は、燃焼指令を受けると追
い焚き制御であるか判別する。そして、追い焚き制御以
外の給湯あるいは風呂の落とし込み制御であれば、ステ
ップ３１６へ移行して凍結防止の判別を行う。則ち、制
御回路部５は、設置部温度センサ１０９の検知温度を参
照し、設置部温度が凍結温度（本実施形態では５℃）以
下であれば風呂配管の循環ポンプ１１０を駆動して凍結
防止制御を開始する（図７ステップ３０２，３１４〜３
１６，３１９参照）。

【００７８】一方、ステップ３１６において、設置部
温度が凍結予防温度（５℃）よりも高いときは、記憶さ
れた給気温度を参照する。そして、記憶された給気温度
が凍結監視温度（１５℃）以下であれば、風呂配管の循
環ポンプ１１０を駆動して凍結防止制御を開始する（図
７ステップ３１６〜３１９参照）。この凍結防止制御
は、燃焼指令が停止した後、運転スイッチがオフされた
状態であっても、ステップ３１６〜３１９によって凍結
防止の判別が行われたときは直ちに開始される。

【００７９】制御回路部５は、給気温度データが記憶
されてから１日が経過すると、記憶した給気温度データ
を消去し、計時をリセットすると共に、風呂配管の循環
ポンプ１１０の駆動を停止する（図７ステップ３１９，
３１１〜３１３参照）。そして再度給気温度データの検
知を繰り返して行う。

【００８０】このように、本実施形態の凍結防止制御に
よれば、設置部温度だけでなく給気温度を監視しつつ風
呂配管の凍結防止制御を行っている。これにより、給湯
器１００が専用室に設置されて外気温が検出し難い場合
でも、給気温度によって外気温度を検知して確実に凍結
防止制御を行うことが可能である。

【００８１】尚、特に図には示していないが、前記実施
形態において、凍結制御設定手段を設けて凍結防止制御
の有効、無効を切換設定する構成とすることもできる。
この構成によれば、風呂配管が外気に直接晒されないと
きには、凍結防止制御を無効設定とすることにより、制
御を簡略化させることができる。

【００８２】（第２実施形態：燃焼待機中における気化
器温度制御）次に、図２〜図４および図８のフローチャ
ートを参照して、第２実施形態に係る燃焼待機中におけ
る気化器ヒータ７３の通電制御を説明する。 制御回路部５は、運転スイッチ（不図示）がオン設定
に切り換えられると、気化器ヒータ７３の予熱処理を実
行する。そして、予熱処理が終了した後に、燃焼指令が
伝送されると、制御回路部５は燃焼制御処理に移行する
（図８ステップ３３０〜３３３参照）。

【００８３】一方、ステップ３３２で燃焼指令が伝送
されないときは、制御回路部５は気化器温度センサ９１
の検知信号を参照しつつ気化器ヒータ７３を待機通電制
御する。そして、気化器７が予熱温度（本実施形態では
２１０℃）に達すると、送風機２を待機回転数（本実施
形態では７００ｒｍｐ）で駆動を開始する（図８ステッ
プ３３２〜３３６参照）。

【００８４】制御回路部５は、気化器温度センサ９１
の検知信号を参照しつつ、気化器７を予熱温度（２１０
℃）に維持するように通電制御を行う。則ち、気化器７
が２０５℃以下になれば、気化器ヒータ７３を通電し、
気化器７が２１５℃以上になれば気化器ヒータ７３の通
電を停止する制御を繰り返す。このように、燃焼待機中
には、送風機２を駆動しつつ気化器７を予熱温度に維持
させるように待機予熱制御が行われる。また、待機予熱
中に燃焼指令を割込検知したときは、制御回路部５はス
テップ３５５へ移行して燃焼制御を行う（図８ステップ
３３２〜３４０，３５５参照）。

【００８５】制御回路部５は、待機予熱制御中に、給
気温度センサ９０の検知温度が低温監視温度（本実施形
態では２０℃）以下に低下したことを検知すると、温度
低下フラグをセットすると共に計時をリセットする。そ
して、給気温度（外気温度）の低下に対応して、気化器
温度センサ９１の検知信号を参照しつつ、気化器７を補
正予熱温度（２３０℃）に維持するように通電制御を行
う。則ち、気化器７が２２５℃以下になれば、気化器ヒ
ータ７３を通電し、気化器７が２３５℃以上になれば気
化器ヒータ７３の通電を停止する制御を繰り返す（図８
ステップ３４１〜３４７参照）。

【００８６】気化器７が補正予熱温度で待機予熱制御
中に、給気温度が低温監視温度（２０℃）を超えれば、
制御回路部５は、更に、給気温度が監視解除温度（３０
℃）以上であるか監視する。そして、給気温度が監視解
除温度（３０℃）以上の状態が１分間継続すれば、温度
低下フラグをリセットした後に、ステップ３３７に戻っ
て、予熱温度で待機予熱制御を再開する（図８ステップ
３４１，３４８〜３５３，３３７参照）。

【００８７】尚、本実施形態では、待機予熱制御中に運
転スイッチがオフ状態に切換設定されると、ステップ３
５４に移行し、制御回路部５は温度低下フラグをリセッ
トするようにしている。このように、本実施形態の待機
予熱制御では、外気温度に応じて気化器７を最適に予熱
させることができ、着火性、燃焼性を向上させることが
可能となる。尚、前記説明では、待機予熱中における制
御として述べたが、例えば、温度低下フラグがセット状
態であれば、燃焼制御中における気化器７の温度を増加
させるように気化器ヒータ７３を補正制御することも可
能である。これにより、外気温の低下に伴う気化器７の
温度低下を補償して安定燃焼を行わせることができる。

【００８８】（第３実施形態：燃焼待機中における送風
機制御）次に、図２および図９のフローチャートを参照
して、燃焼待機中における気化器の温度上昇を抑制する
制御を説明する。 制御回路部５は、運転スイッチ（不図示）がオン設定
に切り換えられると、非燃焼中であり、ポストパージ
（後置掃気）中でない状態において、空気温度センサ９
０の検知温度を参照する。則ち、送風機２が駆動されて
いない状態の給気温度を検知する（図９ステップ３６０
〜３６４参照）。

【００８９】給気温度が高温監視温度（６０℃）以上
のときは、制御回路部５は、計時を開始してその状態が
１分間継続することを監視する。そして、給気温度が高
温監視温度（６０℃）以上の状態が１分継続すると、送
風機２を３００ｒｍｐで駆動を開始する。また、温度フ
ラグをセットすると共に、計時をリセットする（図９ス
テップ３６７〜３７０参照）。

【００９０】温度フラグをセットした後、ステップ３
７１に移行して、送風機２を３００ｒｐｍで１分間継続
駆動する。この結果、給気温度が低温監視温度（５８
℃）以下に低下すれば、送風機２の駆動を停止し、温度
フラグおよび計時をリセットした後に、再び給気温度の
監視に移行する（図９ステップ３６３，３７１〜３７
４，３７７〜３７９参照）。

【００９１】一方、給気温度が低温監視温度（５８
℃）を超え上限温度（６２℃）未満のときは、送風機２
を３００ｒｐｍで継続駆動する（図９ステップ３６３，
３７１〜３７５，３６８〜３７０参照）。 また、給気温度が上限温度（６２℃）以上のときは、
制御回路部５は逆風の発生と判別して、送風機２を１０
００ｒｐｍで１分間継続駆動する異常回避制御を行う。

【００９２】このように、本実施形態によれば、気化器
７を最適温度に保つように給気温度センサ９０の検知温
度に応じて送風機２を駆動させる。また、給気温度セン
サ９０の温度上昇が大きいことによって逆風状態の発生
を検知して異常回避制御を行う。これにより、燃焼装置
１の内部に熱が滞留することがなくなり、熱による内部
部材の破損を防止することができる。

【００９３】（第４実施形態：燃焼待機中における待機
送風制御）次に、燃焼待機中における送風機２の待機送
風制御（待機予熱制御）を、前記図２および図１０，図
１１のフローチャート、図１２の制御模式図を参照して
説明する。ここに、本実施形態の待機送風制御は、気化
器７および燃焼部６近傍の熱が上流側へ移動することを
阻止すると共に、気化器７の近傍を予熱温度あるいは待
機予熱温度に維持させる送風機制御である。尚、図１０
ステップ３９３に示す給気温度に応じた送風機２の駆動
制御の詳細を図１１に示している。

【００９４】制御手段１００は、待機送風制御に入る
と、空気温度センサ９０の検知信号を読み込み、給気温
度が５０℃未満のときは、燃焼部６の熱の上流側への移
動がなく、気化器７および炎孔ベース６０の温度上昇も
著しくないと判別して送風機２の駆動を停止する（図１
０ステップ３９０，３９１，３９４参照）。

【００９５】一方、給気温度が５０℃以上のときは、
制御手段１００は送風機２を５００ｒｐｍで駆動しつ
つ、図１１に示す給気温度に応じた駆動制御を実行する
（図１０ステップ３９１〜３９３，図１１参照）。この
送風機制御は、図１１に示すように、送風機２の駆動回
転数が１分間継続したときの給気温度に応じて、送風機
２の回転数を変化させて制御するものである。例えば、
図１１のステップ４２０に示すように、送風機２が５０
０ｒｐｍを１分間継続したときに、給気温度が２０℃以
下であれば、送風機２の回転数を３００ｒｐｍに低下さ
せ、給気温度が２０℃を超え５６℃以下であれば５００
ｒｐｍを維持する。更に、給気温度が５８℃以上６０℃
未満であれば、９００ｒｐｍに増加させ、給気温度が６
０℃以上であれば１５００ｒｐｍまで上昇させる制御を
行う。

【００９６】この送風機制御は、送風機２の回転数が３
００ｒｐｍ、９００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍを１分間維
持した場合にも同様に行われ、図１１のステップ４１
５，４２５，４３０に示す回転数となるように制御が行
われる（図１１ステップ４１０〜４３２参照）。

【００９７】給気温度に応じた送風機の待機送風制御
が終了すると、制御手段１００は、図１０ステップ３９
５に戻って、給気温度が低温監視温度（５６℃）を超え
るか判別する。そして、給気温度が低温監視温度（５６
℃）を超えれば、計時１（１分間計測する計時）をリセ
ットし、図１１のフローチャートで設定された送風機２
の回転数を維持する。

【００９８】一方、ステップ３９５で給気温度が低温
監視温度（５６℃）以下のときは、計時２（１分間計測
するための計時）を開始して、その状態が１分間継続す
るか監視する。 給気温度が低温監視温度（５６℃）以下の状態が１分
間継続すると、制御手段１００は、燃焼部６および気化
器７の温度低下と判別し、気化器温度センサ９１の検知
信号を参照して気化器７の温度を求める。そして、気化
器７の温度が１５０℃を超えるときは、温度低下が顕著
ではないので計時２をリセットする。一方、気化器７の
温度が１５０℃以下のときは、計時３（５分間計測する
ための計時）を開始して、１５０℃以下の状態を５分間
継続監視する。

【００９９】気化器７の温度が１５０℃以下の状態が
５分以内で解消されたときは計時３をリセットする。一
方、気化器７の温度が１５０℃以下の状態が５分間継続
すると、燃焼部６および気化器７の温度を上昇させるた
めに、送風機２の駆動を停止し計時３をリセットする。

【０１００】図１２は、図１１に示した待機送風制御に
おける送風機２の回転数遷移状態を模式的に示したもの
である。本実施形態では、給気温度と送風機２の駆動回
転数とを予め対応させた回転数テーブルを制御回路部５
に設けた構成としている。これにより、制御回路部５は
給気温度を検知すると、回転数テーブルを参照して直ち
に送風機２を目的の回転数に制御して待機送風制御を行
うことが可能である。

【０１０１】このように、本実施形態の待機送風制御
は、給気温度に応じて送風機の回転数を段階的に制御す
ると共に、給気温度が所定値以下で気化器７も所定温度
以下の状態が継続すると送風機２の駆動を停止させる制
御を行っている。これにより、燃焼部６近傍の熱が上流
側へ移動することを効果的に阻止すると共に、気化器７
および燃焼部６（炎孔ベース６０）を所定の予熱温度あ
るいは待機予熱温度に効果的に維持させることを可能に
している。

【０１０２】（第５実施形態：運転スイッチオフ時の送
風機制御）次に、運転スイッチがオフ設定に切換られた
ときの燃焼装置１の内部滞留熱を排気させるための送風
機制御を、図２および図１３のフローチャートを参照し
て説明する。 制御回路部５は、運転スイッチ（不図示）のオフ設定
を監視する。運転スイッチがオフに切り換えられると、
気化器温度センサ９１の検知温度を参照する。そして、
気化器温度が冷却温度（本実施形態では１００℃）を超
えている期間は、空気温度センサ９０の検知温度を参照
する。そして、給気温度が高温監視温度（６０℃）未満
であれば、気化器温度が冷却温度（１００℃）以下にな
るまで監視を続ける（図１３ステップ４４０〜４４２，
４４６参照）。

【０１０３】一方、ステップ４４６において、給気温
度が高温監視温度（６０℃）以上になると、制御回路部
５は、送風機２を３００ｒｐｍで２分間継続駆動する。
そして、送風機２を２分間継続駆動した後に、駆動を停
止し計時をリセットする。そして、再び気化器温度およ
び給気温度を監視する（図１３ステップ４４０〜４４
２，４４６〜４５２参照）。

【０１０４】制御回路部５は、気化器７が冷却温度
（１００℃）に達するまでの期間は、給気温度が高温監
視温度（６０℃）を超えれば送風機２を３００ｒｐｍで
２分間継続駆動する動作を繰り返す。そして、気化器７
が冷却温度に達すると、送風機を停止し、計時をリセッ
トすると共に気化器周辺の冷却が完了したことを示す冷
却フラグをセットして、次の運転スイッチのオン設定の
待機状態に入る（図１３ステップ４４２〜４５２参
照）。

【０１０５】このように、本実施形態の送風機制御によ
れば、運転スイッチがオフに切り換えられても、気化器
７が冷却されるまでは空気温度センサ９０の検知温度を
監視しつつ送風制御が行われる。これにより、燃焼装置
１の内部に熱が滞留することがなく、熱によって内部部
材が破損するような不具合を未然に防止することができ
る。

【０１０６】（第６実施形態：予熱制御時における掃気
制御）次に、第６実施形態に係る予熱制御における掃気
制御について、図２および図１４のフローチャートを参
照して説明する。 運転スイッチ（不図示）がオン設定されると、制御回
路部５は、気化器ヒータ７３の通電を開始する（図１４
ステップ４６０，４６１参照）。 制御回路部５は、気化器温度センサ９１の検知温度を
参照し、気化器７が予熱温度（２５０℃）に達すると、
送風機２を３０００ｒｐｍで１０秒間駆動する。そし
て、１０秒経過すると、制御回路部５は予熱完了報知を
行った後、燃焼待機期間に入る（図１４ステップ４６２
〜４６６参照）。

【０１０７】制御回路部５は、燃焼指令が伝送される
までの待機中は、送風機２を６００ｒｐｍで駆動しつ
つ、気化器７を略２３０℃の待機予熱温度となるように
制御を行う。一方、燃焼指令が伝送されると、燃焼量に
応じた送風機制御および気化器ヒータ７３の通電制御が
行われる。このように、本実施形態の掃気制御によれ
ば、何らかの要因で気化器７の内部に液体燃料が滞留し
ても、気化した未燃焼ガスを高回転で掃気させた後に予
熱完了とする。これにより、着火時に内部に滞留した未
燃焼ガスが急激に燃焼するような不具合が防止され、着
火性、燃焼性を向上させることができる。

【０１０８】

【発明の効果】請求項１〜７に記載の本発明によれば、
簡単な構成によって風呂配管の凍結を確実に防止するこ
とが可能となり、信頼性を向上させた給湯器を提供する
ことが可能となる。請求項８〜１１に記載の本発明によ
れば、外気温に応じて燃焼待機中あるいは燃焼中におけ
る気化器温度を最適に制御することができ、着火性、燃
焼性を向上させた燃焼装置を提供できる。請求項１２〜
１５に記載の本発明によれば、燃焼待機中において気化
器周辺の温度を安定させつつ燃焼装置内部の熱の滞留を
除去するように効果的な待機送風制御を行うことがで
き、着火性、燃焼性を向上させることができる。請求項
１６，１７に記載の本発明によれば、運転スイッチがオ
フされた後の内部滞留熱を確実に排出させることがで
き、熱による部材の破損を防止して信頼性を向上させた
燃焼装置を提供できる。請求項１８に記載の本発明によ
れば、短時間で確実に前置掃気を行うことができ、しか
も、燃焼待機中の騒音を低減させた燃焼装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る給湯器の前面パネルを
外した状態を示す正面図である。

【図２】図１に示す給湯器に内蔵される本発明の実施形
態に係る燃焼装置の断面図である。

【図３】図２に示す燃焼装置に採用される炎孔ベースお
よび気化器を示す斜視図である。

【図４】図２に示す燃焼装置に採用される気化器の周
辺、および、気化器温度センサの取り付け状態を示す斜
視図である。

【図５】図３に示す炎孔ベースの下面側を示す部分拡大
図である。

【図６】図２に示す燃焼装置に採用される空気量調節部
を示す斜視図である。

【図７】本発明の第１実施形態に係る、給湯器の凍結防
止制御の動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施形態に係る、燃焼装置の燃焼
待機中における待機予熱制御の動作を示すフローチャー
トである。

【図９】本発明の第３実施形態に係る、燃焼装置の燃焼
待機中における待機予熱制御の動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】本発明の第４実施形態に係る、燃焼装置の燃
焼待機中における待機送風制御の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１１】図１０の給気温度に応じた送風機の駆動制御
の詳細を示すフローチャートである。

【図１２】図１１に示す待機送風制御における送風機の
駆動状態を示す模式図である。

【図１３】本発明の第５実施形態に係る、運転スイッチ
のオフ時における送風機制御を示すフローチャートであ
る。

【図１４】本発明の第６実施形態に係る、前置掃気制御
を示すフローチャートである。

【図１５】風呂の追い焚き機能を有した給湯器の設置例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 燃焼装置 ２ 送風機 ５ 制御手段 ６ 燃焼部 ７ 気化器 ７３ 気化器ヒータ ９０ 空気温度センサ ９１ 気化器温度センサ １００ 給湯器 １０９ 設置部温度センサ １１０ 循環ポンプ １１２，１１３ 配管 ２０２ 浴槽 ２０２ａ 風呂水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝野 公明 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 長谷川 宏樹 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 廣安 勝 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 長谷川 良司 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3L024 CC26 GG01 GG02 HH30 HH31

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置を内蔵し、別置された浴槽内の
   風呂水を、浴槽との間に敷設される配管を介して循環ポ
   ンプで循環させつつ加熱する追い焚き機能を有した給湯
   器において、 前記燃焼装置は、燃料ガスまたは送風機から供給される
   空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼させる燃焼部と、燃焼
   装置の吸入する給気温度を検知する空気温度センサと、
   燃焼装置の燃焼制御を含む給湯器の制御を統括する制御
   手段とを有しており、 前記制御手段は、燃焼待機中において、前記送風機を駆
   動させつつ給気温度を検知し、検知した給気温度が所定
   の凍結監視温度よりも低いときは、風呂水を循環させて
   凍結防止制御を行うことを特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、燃焼待機中は継続して
   送風機を駆動させつつ給気温度を検知することを特徴と
   する請求項１に記載の給湯器。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、検知した給気温度の最
   低値を更新記憶する構成とされており、記憶された給気
   温度が前記凍結監視温度以下のときは、風呂の追い焚き
   制御を除く燃焼制御中または給湯器の運転が停止されて
   いる期間の少なくともいずれかの期間で、風呂水を循環
   させて凍結防止制御を行うことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の給湯器。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、所定時間毎に、記憶し
   た給気温度の最低値を解除し、新たに検知した給気温度
   を再記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か１項に記載の給湯器。
5. 【請求項５】 給湯器は設置場所の温度を検知する設置
   部温度センサを有しており、前記制御手段は、当該設置
   部温度が凍結温度に応じた所定温度よりも低下したとき
   には、風呂水を循環させて凍結防止制御を行うことを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の給湯
   器。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、凍結防止制御中は前記
   循環ポンプを間歇駆動させることを特徴とする請求項１
   乃至５のいずれか１項に記載の給湯器。
7. 【請求項７】 前記制御手段による凍結防止制御の実行
   および実行解除を切換設定する凍結制御設定手段を備え
   たことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記
   載の給湯器。
8. 【請求項８】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成する
   気化器を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から供
   給される空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して
   燃焼させる燃焼装置において、 前記気化器を加熱する気化器ヒータと、気化器の温度を
   検知する気化器温度センサと、燃焼装置の吸入する給気
   温度を検知する空気温度センサと、燃焼制御を行う制御
   手段とを有しており、 前記制御手段は、気化器ヒータの予熱制御によって気化
   器が所定の予熱温度に達すると、送風機を所定の待機回
   転数で駆動しつつ気化器を前記予熱温度に維持させる待
   機予熱制御を行う一方、待機予熱制御中に給気温度が所
   定の低温監視温度よりも低下したときは、気化器温度を
   前記予熱温度よりも高い所定の補正予熱温度に維持する
   ように気化器ヒータの待機予熱制御を切り換えることを
   特徴とする燃焼装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、気化器を前記補正予熱
   温度に維持させる待機予熱制御中に、給気温度が前記低
   温監視温度よりも高い所定の監視解除温度以上の状態を
   所定時間継続して検知したときは、気化器温度を前記補
   正予熱温度から前記予熱温度に戻すように気化器ヒータ
   の待機予熱制御を切り換えることを特徴とする請求項８
   に記載の燃焼装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、検知した給気温度ま
    たは給気温度に対応した予熱温度あるいは補正予熱温度
    の識別データを記憶する構成とされており、 燃焼装置の運転中は、記憶された識別データに応じた予
    熱温度または補正予熱温度を維持するように気化器を待
    機予熱制御する一方、燃焼装置の運転が停止されたとき
    は、記憶した識別データを消去することを特徴とする請
    求項８または９に記載の燃焼装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記低温監視温度以
    下の給気温度または給気温度に応じた補正予熱温度の識
    別データを記憶しているときは、燃焼制御中における気
    化器温度を燃焼量に応じて増加補正するように気化器ヒ
    ータを補正制御することを特徴とする請求項８乃至１０
    のいずれか１項に記載の燃焼装置。
12. 【請求項１２】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成す
    る気化器を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から
    供給される空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出し
    て燃焼させる燃焼装置において、 前記気化器を加熱する気化器ヒータと、燃焼装置の吸入
    する給気温度を検知する空気温度センサと、燃焼制御を
    行う制御手段とを有しており、 前記制御手段は、燃焼待機中に気化器を待機予熱制御し
    つつ、給気温度が所定時間継続して高温監視温度を超え
    る状態を検知したときは、送風機を所定時間だけ待機回
    転数で駆動し、この後、給気温度が前記高温監視温度よ
    りも低い低温監視温度以下に低下したときは送風機の駆
    動を停止する一方、給気温度が低温監視温度よりも高く
    高温監視温度以下のときは、送風機を待機回転数で継続
    駆動することを特徴とする燃焼装置。
13. 【請求項１３】 前記制御手段は、給気温度が前記高温
    監視温度よりも高い上限温度に達したときは、燃焼装置
    の排気管から空気が侵入する逆風の発生と判別して、送
    風機を前記待機回転数よりも高い異常回避回転数で所定
    時間継続して駆動することを特徴とする請求項１２に記
    載の燃焼装置。
14. 【請求項１４】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成す
    る気化器を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から
    供給される空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出し
    て燃焼させる燃焼装置において、 前記気化器を加熱する気化器ヒータと、気化器の温度を
    検知する気化器温度センサと、燃焼装置の吸入する給気
    温度を検知する空気温度センサと、燃焼制御を行う制御
    手段とを有しており、 前記制御手段は、燃焼待機中には、給気または気化器の
    少なくともいずれかの温度を参照して、気化器および燃
    焼部近傍の熱の上流側への移動を阻止しつつ、気化器近
    傍を待機予熱温度に維持させるように前記送風機を駆動
    する待機送風制御を行う一方、待機送風制御中において
    気化器温度が所定時間継続して低温監視温度よりも低い
    状態を検知したときは、送風機の駆動を停止することを
    特徴とする燃焼装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段は、給気温度と送風機回
    転数の遷移状態とを予め対応させて記憶した回転数テー
    ブルを有しており、当該回転数テーブルを参照して検知
    した給気温度に対応した回転数で送風機を駆動して待機
    送風制御を行うことを特徴とする請求項１４に記載の燃
    焼装置。
16. 【請求項１６】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成す
    る気化器を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から
    供給される空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出し
    て燃焼させる燃焼装置において、 燃焼装置の吸入する給気温度を検知する空気温度センサ
    と、燃焼制御を行う制御手段とを有しており、 前記制御手段は、燃焼装置の運転が停止されてから所定
    の温度監視時間が経過する間に、前記空気温度センサの
    検知温度が所定の高温監視温度に達したときは、前記送
    風機を所定時間だけ強制駆動することを特徴とする燃焼
    装置。
17. 【請求項１７】 燃焼装置は、気化器の温度を検知する
    気化器温度センサを有しており、前記制御手段は、燃焼
    装置の運転が停止されてから気化器温度が所定の冷却温
    度に低下するまでの時間を前記温度監視時間として送風
    機の制御を行うことを特徴とする請求項１６に記載の燃
    焼装置。
18. 【請求項１８】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成す
    る気化器を有し、生成された燃料ガスまたは送風機から
    供給される空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出し
    て燃焼させる燃焼装置において、 前記気化器を予熱する気化器ヒータと、気化器の温度を
    検知する気化器温度センサと、前記送風機の制御を含む
    燃焼制御を行う制御手段とを有しており、 前記制御手段は、気化器ヒータの予熱制御によって気化
    器が所定の予熱温度に達すると、予熱制御を行いつつ前
    記送風機を所定時間だけ所定の掃気回転数で高回転駆動
    した後に予熱完了とし、予熱完了後の燃焼待機中は、気
    化器を予熱温度に維持しつつ、前記掃気回転数よりも低
    い待機回転数で送風機を継続駆動することを特徴とする
    燃焼装置。