JP2014005946A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、比例弁の開度設定を的確に行うことができる燃焼装置を提供することを目的とする。
【解決手段】燃焼装置は、燃焼部と、燃焼部に供給する燃料の流量を調整する流量調整弁と、燃焼部に空気を供給する送風機と、報知手段を有し、燃焼部における要求燃焼量に応じた流量に調整するべく流量調整弁の開度を設定できる開度設定機能を備えている。燃焼動作が開始されると、送風機の回転数が目標回転数あるいはその目標回転数を基準に所定の範囲であるか否かが確認され、その状態が所定時間継続したことが確認されれば、報知手段を介して報知される。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に燃焼部に供給する燃料の流量調整が可能な弁を備えた燃焼装置に関する。

給湯器や暖房機器等の熱源として、ガス燃料や液体燃料を燃焼する燃焼装置が多用されている。特に近年では、液体燃料を使用する燃焼装置に比べて、ガス燃料を使用するガス式の燃焼装置の方が普及率が高い（例えば、特許文献１）。そして、このガス式の燃焼装置（以下、単に燃焼装置という）は、通常、ガスを燃焼部に導くガス供給流路を有し、そのガス供給流路上にガス圧を調整可能な比例弁が設けられている。そして、この種の燃焼装置では、燃焼部において要求される燃焼量（要求燃焼量）に応じて、比例弁の開度が制御される構成とされている。

この種の燃焼装置では、比例弁に対して所定の信号を与えたときに、目標の燃焼量が得られることが望ましい。そのために、比例弁に信号として与える電流値と、それに対応する燃焼出力との間の相関関係を構築しておくことが望ましい。

ところが、比例弁には、製造上のばらつきがあり、信号に対する比例弁の開度は、わずかではあるが個々に相違する。そのため、前記した相関関係を構築するために、比例弁の微調整が必要である。そして、比例弁の調整は、特定の燃焼出力を得るための開度となる信号を記憶させることによって行われる。すなわち、特定の燃焼出力が得られるように、比例弁の開度設定を行い、このときの信号値を記憶させる。

そして、この種の燃焼装置では、工場の製造ライン上において比例弁の開度設定が行われている。そして通常、比例弁の開度設定は、組み上がった状態の燃焼装置にガス管を取り付け、試験燃焼を行い、その際の比例弁の二次圧を実測して行われる。より詳細には、比例弁は、燃焼時における、ガスの二次圧（比例弁の吐出口からノズルに至るまでの間のガス圧）を直接測定し、この二次圧が所定の圧力となるように比例弁の開度を調整し、このときの開度を何らかの方法で記憶させることによって、比例弁の開度設定が行われる。すなわち、比例弁の開度設定は、この二次圧を基準に、燃焼部に供給するガス量を設定している。そしてその後、工場から出荷される。
例えば、特許文献２に、比例弁の開度設定を行う燃焼装置の技術が開示されている。

特開平６−１８０２２号公報 特開平１０−３０００６６号公報

ところが、燃焼開始直後においては、通常、二次圧が変動し易く不安定であるため、比例弁の開度を的確に設定できない場合があった。
これについて具体的に説明すると、前記したように、比例弁の開度設定は、燃焼動作時のガスの二次圧を実測しつつ行われる。これは、ガスの二次圧とガス供給量（燃焼量）とが対応関係にあることを前提としており、ガスの二次圧とガス供給量（燃焼量）との対応関係が崩れると、正確な開度設定ができないこととなる。

しかしながら、実際にその二次圧を検知する位置は、バーナに向けて吐出するノズルの吐出口近傍である。そのため、この二次圧は、検知位置における雰囲気圧、つまり炉圧（燃焼部内の静圧）の影響を受け易い。すなわち、比例弁の開度を設定するために検知する二次圧は、炉圧の変動に連動してしまい、開度変更が強いられてしまう可能性がある。そして、その開度変更によって、比例弁を通過するガス量も変更されてしまう。このように、炉圧の定まらない不安定な状態で、比例弁の開度を二次圧を基準に決定した場合、比例弁を通過するガス量が、要求燃焼量に対して不適切なガス量に設定されてしまうおそれがあった。

そこで、本発明では、従来技術の問題点に鑑み、比例弁の開度設定を的確に行うことができる燃焼装置を提供することを課題とする。

ここで、燃焼部の内部圧力（炉圧）について付言しておく。
炉圧は、送風機の回転状態から受ける影響が大きい。すなわち、燃焼装置では、送風機の回転状態が変動すれば、それに追従するように炉圧も変動してしまう。例えば、送風機の回転数や電流値が、目標とする数値に達しておらず、未だに目標値に向けて変動している等の状況である。そして、この状況は、それらの数値が目標値に達するまで継続する。逆に言えば、送風機の回転数や電流値が目標値に達すれば、炉圧の変動はなくなる。すなわち、送風機の安定条件が、炉圧の安定条件と言うことができる。
そこで、上記課題を解決するべく提供される請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部に供給する燃料の流量を調整する流量調整弁を有し、燃焼部における要求燃焼量に応じた流量に調整するべく流量調整弁の開度を設定できる開度設定機能を備えた燃焼装置であって、燃焼部に対して空気を供給する送風機と、送風機の回転状態を検知する回転検知手段と、報知手段と、流量調整弁の開度を調整する開度調整手段を有し、燃焼動作が開始され、前記回転検知手段によって、送風機の回転状態が所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったことが検知され、さらにその状態が所定時間継続したことが確認されれば、前記開度調整手段によって流量調整弁の開度調整を適切に行えるものとして、前記報知手段によって報知されることを特徴とする燃焼装置である。

本発明の燃焼装置は、より的確に流量調整弁の開度設定を行うべく、燃焼部の内部圧力（炉圧）の変動を間接的に監視し、炉圧の安定状態を報知できる構成とされている。すなわち、本発明では、前記したように、炉圧に影響を及ぼす送風機の回転状態から炉圧を間接的に監視している。具体的には、送風機の回転状態が、所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったか否かを確認する。そして、送風機の回転状態が、所定の目標回転状態やその状態に近い状態に至ったことが確認されなければ、炉圧の変動の可能性がある状態、つまり炉圧が不安定な状態と判断し、所定の目標回転状態やその状態に近い状態に至ったことが確認されれば、炉圧の変動可能性がほぼない状態、つまり炉圧が安定な状態と判断する。このように、本発明では、送風機の回転状態から間接的に、炉圧が安定状態であるか、逆に不安定な状態であるかの確認を行うことができる。そして、その送風機から得られた情報に基づいて、炉圧の安定状態を報知することを可能としている。

以上のように、報知手段によって報知された以後であれば、炉圧変動が殆どないため、流量調整弁による燃料の圧力への影響、つまりガスの二次圧への影響がほぼないと言える。したがって、報知手段によって報知された以後であれば、前記二次圧に基づいて流量調整弁の開度を決定したとしても、燃焼部に供給される燃料の流量が、要求燃焼量に応じた流量から逸脱するようなおそれはない。すなわち、本発明によれば、送風機の回転状態を把握することで、流量調整弁の開度を的確な開度に設定することを可能としている。この結果、より安定した燃焼の実施可能な燃焼装置を提供することができる。

ここで、従来より、燃焼装置は、要求燃焼量に応じて、送風機の回転数を所定の回転数に制御する機能が備えられている。すなわち、一般的に、燃焼装置には、送風機の回転数を検知する回転検知手段は具備されており、当該回転検知手段を監視しつつ回転数制御が行われている。ところが、このような回転検知手段を用いて、送風機の回転数を制御しているにも関わらず、その回転数が安定するまでに一定以上の時間を要してしまう場合があった。
そこで、上記した問題を解決するべく提供される請求項２に記載の発明は、前記回転検知手段は、送風機に具備されたモータの回転数を検知するものであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、炉圧が安定した状態、つまり送風機のモータの回転数が安定状態で、流量調整弁の開度設定を行うことができるため、流量調整弁の設定された開度の信頼性が高い。
また、本発明によれば、既に具備された回転検知手段を利用できるため、新たな部材等を用意する必要がない。すなわち、既存の燃焼装置が有する制御プログラムの更新でこと足りるため、コストの増加はほぼなく、汎用性の高い燃焼装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、前記報知手段は、発光部材、表示部材、及び／又は、発音部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、発光部材や表示部材によって視覚的に報知したり、発音部材によって聴覚的に報知するため、作業者等に、流量調整弁の開度設定の最適なタイミングを確実に認識させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記開度調整手段は、所定の条件が満足されるまで、操作不能状態が維持されるもので、前記報知手段の報知条件が満たされた場合にのみ、開度設定機能が有効となり、開度調整手段の操作が可能となることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、報知条件が満たされた場合にのみ、開度調整手段の操作が可能となるため、誤操作してしまった場合であっても、流量調整弁の開度設定が変更されてしまう可能性が低い。

本発明の燃焼装置は、前記流量調整弁は、最大開度及び最小開度の開度設定が可能であり、最大開度時の送風機の第１目標回転数と、最小開度時の送風機の第２目標回転数は異なるものであり、前記報知手段の報知条件に含まれる前記所定の目標回転状態に近い状態は、第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲と、第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲であることがより望ましい。（請求項５）

ここで、一般的に、流量調整弁の開度を小さくすれば、通過する流量は減り、そのガスの二次圧が小さくなる。また、前記二次圧が小さくなれば、当該二次圧は外乱による影響を受け易くなる。すなわち、流量調整弁の最小開度を設定する場合においては、流量調整弁の最大開度を設定する場合に比べると、前記二次圧の炉圧変動から受ける影響が大きくなる。より具体的に言えば、最小開度を設定しようとした場合において、送風機の回転数を第２目標回転数から逸脱し過ぎた範囲まで許すと、前記二次圧は炉圧変動による影響を大きく受ける。これにより、流量調整弁の設定開度は本来固定されるべき開度からずれてしまい、要求燃焼量に応じた流量の燃料を燃焼部に提供できなくなるおそれがある。
そこで、そのような問題を解決するべく提供される請求項６に記載の発明は、前記第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲を決めるａの値と、前記第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲を決めるｂの値は、ａ≧ｂの関係を満足することを特徴とする請求項５に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、最小開度を設定する際に、送風機の第２目標回転数に対する±ｂ以内の範囲を決定するｂの値を、最大開度を設定する場合に用いられるａの値以下の数値を用いることとしたため、送風機に起因した炉圧変動が最大開度を設定する場合よりも緩和される。その結果、炉圧変動による二次圧への影響が軽減され、的確な最小開度に設定することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、送風機の回転数を第１目標回転数又は第２目標回転数に制御して燃焼動作を行う場合において、当該燃焼開始から一定時間以内に、前記第１目標回転数又は前記第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲、あるいは、前記第２目標回転数又は前記第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲に至らなかった場合、前記開度調整手段による流量調整弁の開度調整を適切に行うことができないものとして、燃焼動作を強制停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、第１目標回転数又は第２目標回転数を目標として送風機の回転制御をしているにも関わらず、一定時間以内に所望の回転数に到達しないような場合に、燃焼動作を強制的に停止するため、供給空気よりも供給燃料の割合が過剰となる燃料リッチで燃焼が継続されたり、供給空気が供給燃料よりも割合が過剰となるエアリッチで燃焼が継続されることが防止される。すなわち、本発明によれば、燃料リッチによる不完全燃焼や、エアリッチによる火炎の消失等の発生を阻止することができる。

請求項８に記載の発明は、前記燃焼動作を強制停止する条件が満たされた場合においては、前記開度調整手段による流量調整弁の開度調整を適切に行うことができないものとして、前記報知手段によって報知されることを特徴とする請求項７に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、突然燃焼が停止された場合であっても、報知手段によって報知されるため、使用者や作業者がその理由を認識し易い。

請求項９に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部に供給する燃料の流量を調整する流量調整弁を有し、燃焼部における要求燃焼量に応じた流量に調整するべく流量調整弁の開度を設定できる開度設定機能を備えた燃焼装置であって、燃焼部に対して空気を供給する送風機と、送風機の回転状態を検知する回転検知手段と、流量調整弁の開度を調整する開度調整手段を有し、開度調整手段は、所定の条件が満足されるまで、操作不能状態が維持されるもので、燃焼動作が開始され、回転検知手段によって、送風機の回転状態が所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったことが検知され、さらにその状態が所定時間継続したことが確認されれば、開度調整手段の操作が可能となることを特徴とする燃焼装置である。

本発明の燃焼装置は、回転検知手段によって、送風機の回転状態が所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったことが検知され、さらにその状態が所定時間継続したことが確認された場合にのみ、開度調整手段の操作が可能となるため、それ以外のタイミングで誤操作してしまった場合であっても、流量調整弁の開度設定が変更されてしまう可能性が低い。

本発明の燃焼装置は、二次圧に影響を与える炉圧の安定状態を検知するべく、送風機の回転状態が監視され、その送風機の回転状態が安定した場合、つまり送風機の吐出圧への影響が大きい回転数が安定した場合に、報知手段により報知する構成とされているため、流量調整弁の開度設定に最適なタイミングを、作業者等に認識させることができる。

本発明の実施形態に係る燃焼装置を示す作動原理図である。 図１の燃焼装置の制御装置に注目した概念図である。 最大開度設定モードにおける動作を示すフローチャートである。 最小開度設定モードにおける動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係る燃焼装置１について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、燃焼部に燃料ガスを供給する比例弁（流量調整弁）の基準開度を的確に設定可能な開度調整機能を備えたところに特徴があり、基本的な機器構成に関しては、公知のそれと同様である。

そこでまず、燃焼装置１における公知のそれと同様の部分について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、熱源機本体２とリモコン装置３により構成されている。
熱源機本体２は、燃焼系統ごとに比例弁４３ａ、４３ｂが設けられた２缶２水路式が採用されており、図１に示すように、独立した２つの燃焼系統、具体的には右側に給湯燃焼系統、左側に追い焚き燃焼系統が設けられ、さらに燃焼に関連する動作を司る制御装置４が備えられている。

給湯燃焼系統には、燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する給湯側燃焼部７と、その給湯側燃焼部７に燃焼用の空気を送風する給湯側送風機９と、湯水が流通し燃焼ガスによって加熱される給湯側熱交換部１１と、給湯流水系統２０が備えられている。

また同様に、追い焚き燃焼系統には、追い焚き側燃焼部８と、その追い焚き側燃焼部８に送風する追い焚き側送風機１０と、追い焚き側熱交換部１２と、追い焚き流水系統２１が備えられている。

各燃焼部７、８は、燃料ガスを燃焼する複数のバーナ４０が設けられ、燃料ガスをバーナ４０に至らせる燃料配管４１が接続されている。燃料配管４１は、中途で二叉に分岐しており、その分岐点よりも上流側に１つの元ガス電磁弁４２が設けられ、分岐点よりも下流側にそれぞれの燃焼系統に至る燃料ガスの流通を規制する比例弁（流量調整弁）４３ａ、４３ｂと複数の電磁弁４４が設けられている。そしてさらに、燃料配管４１の下流側先端には、図示しないノズルが備えられている。すなわち、燃焼部７、８では、元ガス電磁弁４２、比例弁４３、電磁弁４４の開閉が制御されて、燃料配管４１を通過した燃料ガスが、前記ノズルを介してバーナ４０に供給されて、バーナ４０で燃焼ガスが生成される。
なお、本実施形態では、開度調整ができるムービングコイル型の比例弁４３が採用されている。すなわち、比例弁４３は、図示しないムービングコイルに通電して弁体を動かし、開度調整ができる構成である。

送風機９、１０は、ＤＣモータを具備した公知の遠心型のファンであり、そのＤＣモータの回転数を検知する図示しない回転数検知手段（回転検知手段）が備えられている。この回転数検知手段は、ＤＣモータに内蔵された回転磁石が形成する磁界を検知するもので、ホール素子等により構成されている。
また、給湯側送風機９に限っては、前記回転数検知手段に加えて、ＤＣモータの電流値を検知する電流検知手段が備えられている。この電流検知手段は、ホール素子等により構成された公知の電流センサである。

給湯流水系統２０は、給湯側熱交換部１１がその一部を形成しており、給水源から供給される湯水を給湯側熱交換部１１で加熱し、その加熱された湯水をカラン及び風呂の浴槽５等に至らせる流路である。

追い焚き流水系統２１は、追い焚き側熱交換部１２がその一部を形成しており、浴槽５内の湯水を、追い焚き側熱交換部１２と風呂の浴槽５との間で循環させる流路である。

制御装置４は、公知のそれと同様であり、図２に示すように、制御基板１３と電力基板１５とで構成されている。
制御基板１３は、主に熱源機本体２の動作を司る制御部である。すなわち、制御基板１３は、熱源機本体２を構成する各電気機器（例えば比例弁４３や電磁弁４４等）と電気的に接続されている。また、制御基板１３は、リモコン装置３とも電気的に接続されている。すなわち、制御基板１３は、リモコン装置３から発信された信号（例えば給湯運転や追い焚き運転等の運転信号）が入力されたり、逆にリモコン装置３に対して信号（各電気機器等のエラー信号等）を出力することができる。

また、本実施形態の制御基板１３には、比例弁４３の開度設定の際に操作可能な開度操作部（開度調整手段）１６と、発光部材（報知手段）１８が設けられている。開度操作部１６は、押圧式の４つのスイッチ２５〜２８で構成されている。そして、それぞれのスイッチは、図２の左から順に、最大開度指定スイッチ２５、最小開度指定スイッチ２６、開度拡張スイッチ２７、開度収縮スイッチ２８である。

最大開度指定スイッチ２５は、比例弁４３の最大開度を設定する場合に操作されるスイッチであり、スイッチの姿勢を変更することによって、通常モードと設定モードとの間でモード切り替えを可能とするものである。具体的には、最大開度指定スイッチ２５は、操作によって押圧状態が維持されると、最大開度設定モードに移行し、その押圧状態が解除されると、最大開度設定モードから通常モードに戻る。

最小開度指定スイッチ２６は、比例弁４３の最小開度を設定する場合に操作されるスイッチであり、最大開度指定スイッチ２５と同様、スイッチの姿勢を変更することによって、通常モードと設定モードとの間でモード切り替えを可能とするものである。具体的には、最小開度指定スイッチ２６は、操作によって押圧状態が維持されると、最小開度設定モードに移行し、その押圧状態が解除されると、最小開度設定モードから通常モードに戻る。

開度拡張スイッチ２７は、比例弁４３の開度調整を目的としたスイッチであり、スイッチの姿勢を変更することで、拡張側に開度調整できるものである。そして、この開度拡張スイッチ２７は、比例弁４３の最大開度設定や最小開度設定のいずれに関わらず操作可能である。

開度収縮スイッチ２８は、開度拡張スイッチ２７と同様、比例弁４３の開度調整を目的としたスイッチであり、スイッチの姿勢を変更することで、収縮側に開度調整できるものである。そして、この開度収縮スイッチ２８は、比例弁４３の最大開度設定や最小開度設定のいずれに関わらず操作可能である。

発光部材（報知手段）１８は、ランプであり、後述する所定の条件が満足された場合に、通電されて発光するものである。

リモコン装置３は、前記したように、熱源機本体２の制御装置４と電気的に接続されており、燃焼動作等の指令を発信可能な装置である。また、リモコン装置３は、熱源機本体２の動作状況（例えば給湯動作や追い焚き動作等）や各種設定情報（給湯温度や追い焚き温度等）等を表示する表示部３１を有する。

続いて、燃焼装置１の基本動作について説明する。
燃焼装置１の基本動作は、給湯運転、風呂落とし込み運転、並びに、追い焚き運転があり、いずれも公知のそれと同様である。
以下に簡単に説明する。

給湯運転は、給湯用の湯水を加熱する運転モードである。すなわち、図示しない給湯栓が操作されて、図示しない給水源から給湯流水系統２０に湯水が供給されると、給湯流水系統２０上に設けられた各センサ（符番無し）により、湯水の温度（入水温度）や流量（入水流量）の入水情報が検知される。そして、それらの情報が、制御装置４に送信され、入水流量が最低作動流量（以下、ＭＯＱと称す）以上であることが確認されると（出湯要求が確認された状態）、給湯側燃焼部７における燃焼が開始される。

すなわち、入水流量がＭＯＱ以上であることが確認されると、まず給湯側送風機９の初期動作が実施される。給湯側送風機９の初期動作は、所謂プレパージであり、一定時間の間、給湯側燃焼部７内の残留ガス等を排気する動作である。そして、プレパージが終了すると、その給湯側送風機９は、要求燃焼量（予め設定された給湯温度等に基づいて算出された燃焼量）に応じた目標回転数に制御される。例えば、要求燃焼量が、燃焼装置１が発揮し得る最大燃焼量であったならば、給湯側送風機９の目標回転数は、最大目標回転数（第１目標回転数）Ｍとされ、逆に、要求燃焼量が、燃焼装置１が発揮し得る最小燃焼量であったならば、給湯側送風機９の目標回転数は、最小目標回転数（第２目標回転数）ｍとされる。なお、言うまでもなく、最大目標回転数Ｍ＞最小目標回転数ｍである。

そして同時に、給湯側燃焼部７に対して、燃料ガスの供給が行われる。すなわち、元ガス電磁弁４２、比例弁４３ａ、並びに、電磁弁４４が開成され、バーナ４０に燃料ガスが供給される。より具体的には、比例弁４３ａは、要求燃焼量に応じた開度の位置に開度制御され、電磁弁４４は、要求燃焼量に応じた数の電磁弁が開成される。例えば、要求燃焼量が、燃焼装置１が発揮し得る最大燃焼量であったならば、比例弁４３ａの開度は最大開度の位置に制御されると共に、電磁弁４４の全てが開成される。逆に、要求燃焼量が、燃焼装置１が発揮し得る最小燃焼量であったならば、比例弁４３ａの開度は最小開度の位置に制御されると共に、いずれか１つの電磁弁（好ましくは、最小数のバーナ４０を受け持つ電磁弁）４４のみが開成される。なお、要求燃焼量が、前記最大燃焼量と前記最小燃焼量の中間の燃焼量であれば、比例弁４３ａの開度は前記最大開度と前記最小開度の間の位置に制御される。

そして、給湯側燃焼部７におけるバーナ４０に対して、イグナイタ等で点火される。これにより、給湯側燃焼部７において燃焼ガスが生成され、その燃焼ガスによって給湯側熱交換部１１を流れる湯水が加熱される。そして、給湯側熱交換部１１で加熱された湯水は、下流側で図示しない給水源から供給される湯水と混合されて適温に調整された後、図示しない給湯栓より出湯される。

風呂落とし込み運転は、浴槽５に落とし込む湯水を加熱する運転モードである。そして、この風呂落とし込み運転は、出湯要求の方法が異なる（リモコン装置３等を介した要求）点以外は前記給湯運転とほぼ同様の動作が実施されるため、説明を省略する。

追い焚き運転は、浴槽５内に既に溜められた湯水を改めて加熱する運転モードである。すなわち、浴槽５内の湯水の温度が所定温度（例えば設定温度に対して２℃低い温度）以下であったり、リモコン装置３等による追い焚き運転の要求があれば、追い焚き側熱交換部１２を介して、浴槽５内の湯水を設定温度（例えば４２℃）に至るまで加熱する。なお、追い焚き側熱交換部１２を介して、浴槽５内の湯水を加熱する際の追い焚き側燃焼部８の燃焼動作は、前記した給湯運転を行う際の給湯側燃焼部７における燃焼動作とほぼ同様であるため、説明を省略する。

ところで、前記いずれの基本動作を行う場合であっても、燃焼部７、８において、安定した燃焼を実施させるためには、燃料ガスの供給流量を要求燃焼量に応じた流量に制御することが重要である。そのため、先にも説明したが、工場の製造ライン上では、比例弁の開度設定が行われている。そして、その比例弁の開度設定は、バーナ４０に向けて吐出する図示しないノズルの吐出口近傍で検知される二次圧を基準に設定されている。ところが、従来の方法では、炉圧の変動が顕著な中で、比例弁の開度が設定されてしまう場合があり、その場合、比例弁は的確な開度位置に設定されない可能性があった。すなわち、従来の燃焼装置では、比例弁の開度の設定不良により、燃焼部７、８に対して、要求燃焼量に応じた流量の燃料ガスが供給されない場合があり、燃焼が不安定となってしまうおそれがあった。

そこで、本実施形態では、工場の製造ライン上で、比例弁４３の開度設定を行う場合において、炉圧への影響が大きい送風機９、１０の回転数の挙動を監視し、炉圧の安定状態を間接的に検知することによって、比例弁４３の開度を的確に設定可能な開度設定機能が備えられている。
以下に、本実施形態の特徴的機能について、フローチャートを用いて詳細に説明する。
なお、本実施形態では、２つの独立した燃焼系統が備えられているが、いずれの燃焼系統においても同一の方法により比例弁４３の開度設定が行われるため、以下においては、給湯燃焼系統に属する比例弁４３ａの開度設定に注目して説明し、追い焚き燃焼系統に属する比例弁４３ｂについては説明を省略する。

本実施形態では、比例弁４３ａの基準開度位置として、最大開度位置と最小開度位置が設定される。すなわち、比例弁４３ａの開度設定では、燃焼装置１が有する燃焼能力の上限を要求燃焼量とした場合に制御される最大開度位置と、燃焼装置１が有する燃焼能力の下限を要求燃焼量とした場合に制御される最小開度位置とが設定される。

まず、リモコン装置３により給湯運転を行い得る状態にした後、従来と同様、比例弁４３ａが属する給湯燃焼系統における燃焼動作を実施する。すなわち、比例弁４３ａの開度設定においては、開度操作部１６を操作することで、給湯側燃焼部７における燃焼が開始される。具体的には、比例弁４３ａの最大開度位置を設定する場合においては、最大開度指定スイッチ２５が押下され、比例弁４３ａの最小開度位置を設定する場合においては、最小開度指定スイッチ２６が押下される。

最初に、最大開度位置を設定するとすれば、最大開度指定スイッチ２５を押下し、最大開度設定モードに移行させる。そして、最大開度指定スイッチ２５を押下した状態が維持されると、給湯側燃焼部７が燃焼能力の上限を要求燃焼量として燃焼される。すなわち、給湯側送風機９が最大目標回転数Ｍを目標に回転制御されると共に、比例弁４３ａが初期状態における最大開度位置まで開成（以下、初期最大開度という）し、給湯側燃焼部７で燃焼を実施する。そして同時に、図３のフローチャートに示すように、制御装置４に備えられた図示しない第１タイマーが作動し（ステップ１）、給湯側送風機９の回転数が回転数検知手段（図示しない）によって監視される（ステップ２）。すなわち、最大開度指定スイッチ２５を操作されてから一定の時間が経過するまでの間に、前記回転数検知手段によって、給湯側送風機９が要求燃焼量に応じた回転数、つまり最大目標回転数Ｍあるいは最大目標回転数Ｍを基準とした所定の範囲（例えばＭ±ｓの範囲）に至ったか否かが監視される。
なお、本実施形態では、最大目標回転数Ｍを３５００ｒｐｍとし、また前記所定の範囲を３５００±１００（Ｍ±ｓ）ｒｐｍとしている。また、所定の範囲を決定するｓ＝１００は、最大目標回転数Ｍに対して、２．８５（ａ）％である。

そして、ステップ２において、前記回転数検知手段によって、給湯側送風機９の回転数が最大目標回転数Ｍあるいは最大目標回転数Ｍを基準とした所定の範囲に至ったことが確認されれば、前記した第１タイマーの作動を停止し（ステップ３）、制御装置に具備された図示しない第２タイマーを作動する（ステップ４）。この第２タイマーは、回転数検知手段が、最大目標回転数Ｍあるいは最大目標回転数Ｍを基準とした所定の範囲を検知している間は、所定時間が経過するまで計時し続ける。一方、このタイマーは、作動後、所定時間経過するまでに、前記回転数を検知しなくなれば一旦作動が停止する。

そして、ステップ２の条件を満たした状態で（ステップ５）、第２タイマーによって所定時間が計時されると（ステップ６）、第２タイマーの作動を停止し（ステップ７）、ステップ８に移行する。そして、ステップ８において、報知手段たる発光部材１８が、通電によって点灯される。すなわち、発光部材１８の発光動作によって、給湯側送風機９の回転数が最大目標回転数あるいはその回転数の所定の範囲内に落ち着いたこと、つまり炉圧の安定状態が報知される。

また同時に、制御装置４によって、最大開度設定モードにおける、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が可能な操作許可状態となる。すなわち、ステップ６で報知条件が満足されることによって、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が有効となり、比例弁４３ａの開度調整が可能となる。そして、必要に応じて、作業者等が、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８を介して、比例弁４３ａの開度を調整する。具体的には、比例弁４３ａの開度を調整する際においては、図示しないノズルの吐出口近傍で検知される二次圧が検知され、その二次圧に基づいた開度調整が行われる。そして、比例弁４３ａの開度調整によって、初期最大開度の二次圧から、要求された最大燃焼量に応じた所望の二次圧に至れば、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作を止めて、さらに最大開度指定スイッチ２５の押下状態を解除する。すると、制御装置４に最大開度位置が記憶される。一方、最大開度指定スイッチ２５の押下状態を解除した後の燃焼動作は、リモコン装置３に設定された設定条件等に基づいた制御が行われる。すなわち、要求燃焼量に応じた比例制御による燃焼動作が実施される。
また、本発明では、最大開度指定スイッチ２５の押下状態を解除した後、前記動作に換えて、給湯側燃焼部７の燃焼を強制的に停止したり、それと同時に発光部材１８を消灯する制御を行っても構わない。
なお、前記二次圧の検出は、従来公知の方法が採用されているため、詳細な説明を省略する。

一方、図３のフローチャートのステップ２で給湯側送風機９の回転数が最大目標回転数Ｍあるいは最大目標回転数Ｍを基準とした所定の範囲から逸脱した状態が検知されれば、ステップ１０に移行して、最大開度指定スイッチ２５が操作されてから第１タイマーが一定時間を計時したか否かを確認する。そして、ステップ１０において、第１タイマーによって一定時間の経過が確認されると、ステップ１１に移行して、燃焼動作を強制的に停止して、エラー報知する（ステップ１２）。例えば、ステップ１２におけるエラー報知としては、報知手段たる発光部材１８を点滅させる等の方法が挙げられる。
なお、ステップ１０において、第１タイマーの計時時間が一定時間を経過していなければ、再びステップ２に戻り、前記同様の動作が実行される。

また、第２タイマーを作動したにも関わらず、給湯側送風機９の回転数が最大目標回転数Ｍあるいは最大目標回転数Ｍを基準とした所定の範囲から逸脱した状態になった場合は、ステップ５からステップ９に移行し、第２タイマーが停止されて、再びステップ１以降の動作が実行される。

続いて、比例弁４３ａの最小開度を設定する場合は、最小開度指定スイッチ２６を押下する。すると、最小開度設定モードに移行する。そして、最小開度指定スイッチ２６が押下した状態が維持されると、給湯側燃焼部７が燃焼能力の下限を要求燃焼量として燃焼される。すなわち、給湯側送風機９が最小目標回転数ｍを目標に回転制御されると共に、比例弁４３ａが初期状態における最小開度位置まで開成（以下、初期最小開度という）し、給湯側燃焼部７で燃焼を実施する。そして同時に、図４のフローチャートに示すように、制御装置４に備えられた図示しない第１タイマーが作動し（ステップ２１）、給湯側送風機９の回転数が回転数検知手段（図示しない）によって監視される（ステップ２２）。

すなわち、最小開度指定スイッチ２６を操作されてから一定の時間が経過するまでの間に、前記回転数検知手段によって、給湯側送風機９が要求燃焼量に応じた回転数、つまり最小目標回転数ｍあるいは最小目標回転数ｍを基準とした所定の範囲（例えばｍ±ｔの範囲）に至ったか否かが監視される。
なお、本実施形態では、最小目標回転数ｍを８００ｒｐｍとし、また前記所定の範囲を８００±２０（ｍ±ｔ）ｒｐｍとしている。また、所定の範囲を決定するｔ＝２０は、最小目標回転数ｍに対して、２．５０（ｂ）％である。

そして、ステップ２２において、前記回転数検知手段によって、給湯側送風機９の回転数が最小目標回転数ｍあるいは最小目標回転数ｍを基準とした所定の範囲に至ったことが確認されれば、前記した第１タイマーの作動を停止し（ステップ２３）、制御装置に具備された図示しない第２タイマーを作動する（ステップ２４）。この第２タイマーは、回転数検知手段が、最小目標回転数ｍあるいは最小目標回転数ｍを基準とした所定の範囲を検知している間は、所定時間が経過するまで計時し続ける。一方、このタイマーは、作動後、所定時間経過するまでに、前記回転数を検知しなくなれば一旦作動が停止する。

そして、ステップ２２の条件を満たした状態で（ステップ２５）、第２タイマーによって所定時間が計時されると（ステップ２６）、第２タイマーの作動を停止し（ステップ２７）、ステップ２８に移行する。そして、ステップ２８において、報知手段たる発光部材１８が、通電によって点灯される。すなわち、発光部材１８の発光動作によって、給湯側送風機９の回転数が最小目標回転数あるいはその回転数の所定の範囲内に落ち着いたこと、つまり炉圧の安定状態が報知される。

また同時に、制御装置４によって、最小開度設定モードにおける、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作の許可が下ろされる。すなわち、ステップ２６で報知条件が満足されることによって、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が有効となり、比例弁４３ａの開度調整が可能となる。そして、比例弁４３ａの開度を調整する際においては、図示しないノズルの吐出口近傍で検知される二次圧が検知され、その二次圧に基づいた開度調整が行われる。そして、比例弁４３ａの開度調整によって、初期最小開度の二次圧から、要求された最小燃焼量に応じた所望の二次圧に至れば、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作を止めて、さらに最小開度指定スイッチ２６の押下状態を解除する。すると、制御装置４に最小開度位置が記憶される。一方、最小開度指定スイッチ２６の押下状態を解除した後の燃焼動作は、リモコン装置３に設定された設定条件等に基づいた制御が行われる。すなわち、要求燃焼量に応じた比例制御による燃焼動作が実施される。
なお、本発明では、最小開度指定スイッチ２６の押下状態を解除した後、前記動作に換えて、給湯側燃焼部７の燃焼を強制的に停止したり、それと同時に発光部材１８を消灯する制御を行っても構わない。

一方、図４のフローチャートのステップ２２で給湯側送風機９の回転数が最小目標回転数ｍあるいは最小目標回転数ｍを基準とした所定の範囲から逸脱した状態が検知されれば、ステップ３０に移行して、最小開度指定スイッチ２６が操作されてから第１タイマーが一定時間を計時したか否かを確認する。そして、ステップ３０において、第１タイマーによる一定時間の経過が確認されれば、ステップ３１に移行して、燃焼動作を強制的に停止して、エラー報知する（ステップ３２）。
なお、ステップ３０において、第１タイマーの計時時間が一定時間を経過していなければ、再びステップ２２に戻り、前記同様の動作が実行される。

また、第２タイマーを作動したにも関わらず、給湯側送風機９の回転数が最小目標回転数ｍあるいは最小目標回転数ｍを基準とした所定の範囲から逸脱した状態になった場合は、ステップ２５からステップ２９に移行し、第２タイマーが停止されて、再びステップ１以降の動作が実行される。

以上のように、本実施形態の燃焼装置１は、目標回転数で制御した送風機９、１０の回転数を監視し、所定の条件、つまりその回転数が目標回転数あるいはその目標回転数を基準とした所定の範囲に至り、その状態が所定時間連続したときに、炉圧が安定したとみなし、報知手段たる発光部材１８でその炉圧の安定状態を報知する構成としたため、比例弁４３の開度設定を好適なタイミングで行うことができる。すなわち、本実施形態では、従来のように、二次圧を基準として比例弁４３の開度設定を行う場合であっても、炉圧が安定しているため、要求燃焼量に応じたノズル圧を発生させることができる。つまり、要求燃焼量に応じた流量のガスをバーナ４０に供給できるため、比例弁４３の開度設定不良に起因した不安定な燃焼が発生するおそれがない。

上記実施形態では、送風機９、１０の回転状態を回転数によって監視する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、回転数の監視に加えて、あるいは替えて、送風機９、１０に通電する電流値を監視して、送風機９、１０の回転状態を確認する構成であっても構わない。ただし、この構成を採用する場合は、上記実施形態の構成に対して、追い焚き側送風機１０の電流値を検知する電流検知手段を付加する必要がある。

上記実施形態では、送風機９、１０の回転状態を、発光部材１８によって報知する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、発光部材１８に加えて、あるいは替えて、リモコン装置３の表示部３１や、ブザーや音声等の音を発することができる発音部材（図示しない）を用いて、送風機９、１０の回転状態を報知する構成であっても構わない。

上記実施形態では、報知条件が満たされた場合、つまり、送風機９、１０の回転状態が安定し、さらにその状態が所定時間継続した場合に、開度操作部１６の開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が許される構成を示したが、本発明はこれに限定されず、報知条件が満たされたか否かに関わらず、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作自体は可能である構成でも構わない。すなわち、この構成によれば、報知条件が満たされた場合は、報知手段によって開度調整に好適なタイミングが知らされるだけであり、その他のタイミングにおいても、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作は有効である。

また、本発明は、報知手段を備えず、前記報知条件が満たされた場合に、開度操作部１６の開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が許される構成であっても構わない。なお、この構成によれば、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作可能なタイミングは視覚的あるいは聴覚的に認識できないが、実際に操作した際の感覚によって、そのタイミングを認識することができる。例えば、そのタイミングを認識させる方法としては、開度拡張スイッチ２７及び開度収縮スイッチ２８の操作が制限されて、押下することができないようにする等の方法である。

上記実施形態では、図３、４のフローチャートのステップ１０、３０において、第１タイマーの計時時間が一定時間を経過した場合、燃焼動作を強制的に停止する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、第１タイマーの機能を外し、送風機９、１０の回転数が目標回転数あるいはその目標回転数を基準とした所定の範囲に至るまで、何度も確認するリトライ機能を備えた構成であっても構わない。

上記実施形態では、比例弁４３の最大開度を設定する際と、比例弁４３の最小開度を設定する際に監視する送風機９、１０の回転数の所定の範囲を算出する値が、互いに異なる値（ａ＞ｂ）を用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、同一の値（ａ＝ｂ）を用いた構成であっても構わない。

上記実施形態では、独立した２系統の燃焼系統を備えた燃焼装置１を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、１系統のみの燃焼系統を備えた燃焼装置に採用した構成であっても構わない。また、上記実施形態では、給湯系統と追い焚き系統を備えた２缶２水路式且つ２ファン型の燃焼装置を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、給湯系統、追い焚き系統に加えて、暖房系統を備えた２缶２水路式且つ２ファン型、あるいは、１缶２水路式且つ１ファン型の燃焼装置を採用した構成であっても構わない。

上記実施形態では、ムービングコイルを備えた比例弁４３を用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ＤＣモータを備えた比例弁を用いた構成であっても構わない。

上記実施形態では、ガス燃料を燃焼する燃焼装置を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、液体燃料を燃焼する燃焼装置を採用した構成であっても構わない。

１ 燃焼装置
２ 熱源機本体
４ 制御装置
７ 給湯側燃焼部
８ 追い焚き側燃焼部
９ 給湯側送風機
１０ 追い焚き側送風機
１３ 制御基板
１６ 開度操作部（開度調整手段）
１８ 発光部材（報知手段）
２５ 最大開度指定スイッチ
２６ 最小開度指定スイッチ
２７ 開度拡張スイッチ
２８ 開度収縮スイッチ
３１ 表示部（報知手段）
４０ バーナ
４３ 比例弁（流量調整弁）
Ｍ 最大目標回転数
ｍ 最小目標回転数

Claims (9)

1. 燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部に供給する燃料の流量を調整する流量調整弁を有し、燃焼部における要求燃焼量に応じた流量に調整するべく流量調整弁の開度を設定できる開度設定機能を備えた燃焼装置であって、
   燃焼部に対して空気を供給する送風機と、送風機の回転状態を検知する回転検知手段と、報知手段と、流量調整弁の開度を調整する開度調整手段を有し、
   燃焼動作が開始され、前記回転検知手段によって、送風機の回転状態が所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったことが検知され、さらにその状態が所定時間継続したことが確認されれば、前記開度調整手段によって流量調整弁の開度調整を適切に行えるものとして、前記報知手段によって報知されることを特徴とする燃焼装置。
2. 前記回転検知手段は、送風機に具備されたモータの回転数を検知するものであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記報知手段は、発光部材、表示部材、及び／又は、発音部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
4. 前記開度調整手段は、所定の条件が満足されるまで、操作不能状態が維持されるもので、
   前記報知手段の報知条件が満たされた場合にのみ、開度設定機能が有効となり、開度調整手段の操作が可能となることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃焼装置。
5. 前記流量調整弁は、最大開度及び最小開度の開度設定が可能であり、最大開度時の送風機の第１目標回転数と、最小開度時の送風機の第２目標回転数は異なるものであり、前記報知手段の報知条件に含まれる前記所定の目標回転状態に近い状態は、第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲と、第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼装置。
6. 前記第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲を決めるａの値と、前記第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲を決めるｂの値は、ａ≧ｂの関係を満足することを特徴とする請求項５に記載の燃焼装置。
7. 送風機の回転数を第１目標回転数又は第２目標回転数に制御して燃焼動作を行う場合において、当該燃焼開始から一定時間以内に、前記第１目標回転数又は前記第１目標回転数を基準に±ａ％以内の範囲、あるいは、前記第２目標回転数又は前記第２目標回転数を基準に±ｂ％以内の範囲に至らなかった場合、前記開度調整手段による流量調整弁の開度調整を適切に行うことができないものとして、燃焼動作を強制停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の燃焼装置。
8. 前記燃焼動作を強制停止する条件が満たされた場合においては、前記開度調整手段による流量調整弁の開度調整を適切に行うことができないものとして、前記報知手段によって報知されることを特徴とする請求項７に記載の燃焼装置。
9. 燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部に供給する燃料の流量を調整する流量調整弁を有し、燃焼部における要求燃焼量に応じた流量に調整するべく流量調整弁の開度を設定できる開度設定機能を備えた燃焼装置であって、
   燃焼部に対して空気を供給する送風機と、送風機の回転状態を検知する回転検知手段と、流量調整弁の開度を調整する開度調整手段を有し、
   開度調整手段は、所定の条件が満足されるまで、操作不能状態が維持されるもので、
   燃焼動作が開始され、回転検知手段によって、送風機の回転状態が所定の目標回転状態あるいは前記所定の目標回転状態に近い状態に至ったことが検知され、さらにその状態が所定時間継続したことが確認されれば、開度調整手段の操作が可能となることを特徴とする燃焼装置。

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