JP2017215058A - Heat source machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バーナーを用いて燃料ガスを燃焼させて、その時に生じる燃焼熱を利用すると共に、燃焼によって生じた燃焼排気を屋外に排出する熱源機に関する。 The present invention relates to a heat source machine that burns fuel gas using a burner, uses combustion heat generated at that time, and discharges combustion exhaust generated by the combustion to the outdoors.
バーナーで燃料ガスを燃焼させた時の燃焼熱を利用する熱源機は、例えば暖房に利用する暖房機の熱源として、あるいは給湯に利用する給湯機の熱源としてなど、様々な機器で使用されている。この熱源機には、バーナーを収納した燃焼ハウジングと、燃焼ハウジングの外部に搭載された燃焼ファンとが設けられており、燃焼ファンを回転させることによって燃焼用の空気が燃焼ハウジング内に圧送(あるいは吸引)されて、バーナーで燃料ガスが燃焼するようになっている。また、燃焼によって生じた燃焼排気は、燃焼ファンが回転して燃焼ハウジング内に空気を圧送(あるいは吸引)すると、燃焼ハウジング内に取り込まれた空気に押し出されるようにして、燃焼ハウジングの外部に排出される。この燃焼排気は室内に排出される場合もあるが、屋外に排出される場合もあり、屋外に排出する場合は、屋外に開口する屋外排出口まで排気通路で導かれるようになっている。 A heat source machine that uses combustion heat when fuel gas is burned by a burner is used in various devices, for example, as a heat source of a heater used for heating or as a heat source of a hot water heater used for hot water supply. . This heat source machine is provided with a combustion housing containing a burner and a combustion fan mounted outside the combustion housing. By rotating the combustion fan, combustion air is pumped into the combustion housing (or alternatively). The fuel gas is burned by the burner. The combustion exhaust generated by the combustion is discharged outside the combustion housing by being pushed out by the air taken into the combustion housing when the combustion fan rotates and air is pumped (or sucked) into the combustion housing. Is done. The combustion exhaust gas may be exhausted indoors, but may be exhausted outdoors, and when exhausted outdoors, the exhaust gas is led to an outdoor exhaust opening that opens outdoors.
ここで、長期に亘って熱源機を使用していると、例えば屋外排出口から異物が入り込んだり、バーナーから屋外排出口までの経路上でススなどによる目詰まりが生じたりするなどの理由で、燃焼排気が閉塞気味となることがある。そして、このような事態が生じると、バーナーに供給される空気量が減少するため、バーナーで燃料ガスを適切に燃焼させることが困難となる。 Here, if a heat source machine is used for a long time, for example, foreign matter enters from the outdoor outlet, or clogging due to soot occurs on the path from the burner to the outdoor outlet, etc. Combustion exhaust may become obstructive. When such a situation occurs, the amount of air supplied to the burner decreases, and it becomes difficult to properly burn the fuel gas with the burner.
そこで、バーナーで燃料ガスに点火する前に、燃焼ファンを回転させることによって、燃焼排気の排気経路上での閉塞程度を確認し、閉塞程度が基準値を超えていた場合には、燃料ガスへの点火を中止する技術が知られている(特許文献1)。 Therefore, before igniting the fuel gas with the burner, the combustion fan is rotated to check the degree of blockage of the combustion exhaust on the exhaust path, and if the degree of blockage exceeds the reference value, the fuel gas is switched to the fuel gas. There is known a technique for stopping the ignition of (Patent Document 1).
しかし、上述した熱源機には、稀にではあるが、点火の際に正常時より多くの燃料ガスが着火して爆音を生じる現象(以下、爆発着火と呼ぶ)が発生することがあるという問題があった。爆発着火は稀にしか発生しない現象であることに加えて、再現性にも乏しいことから、抜本的な対策方法は長年に亘って見出すことができていなかった。 However, in the above-described heat source machine, there is a problem that a phenomenon (hereinafter referred to as “explosion ignition”) may occur, which is rarely caused by ignition of more fuel gas at the time of ignition than when normal. was there. Explosive ignition is a phenomenon that occurs only rarely, and because of its poor reproducibility, no drastic countermeasures have been found for many years.
この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、熱源機で爆発着火が発生することを確実に回避することが可能な技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in response to the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide a technique capable of reliably avoiding the occurrence of explosion ignition in a heat source machine.
上述した課題を解決するために、本発明の熱源機は次の構成を採用した。すなわち、
燃焼ハウジング内に収納されて燃料ガスを燃焼させるバーナーと、前記燃焼ハウジングの外部で回転することによって該燃焼ハウジング内に空気を流入させる燃焼ファンと、前記バーナーへの前記燃料ガスの供給を制御する制御弁と、前記バーナーに供給された前記燃料ガスに点火する点火プラグと、前記燃料ガスの炎を検知する炎センサーと、前記バーナーでの燃焼によって生じた燃焼排気を前記燃焼ハウジングから外部に排出する排出口と、前記炎センサーに接続されて前記燃焼ファンや前記制御弁や前記点火プラグの動作を制御する制御部とを搭載すると共に、室内に設置される熱源機において、
前記排出口は、屋外に向けて開口する屋外排出口に前記燃焼排気を導く排気通路に接続されており、
前記制御部は、
前記燃焼ファンを駆動するファンモーターの駆動電流を制御することによって、前記燃焼ファンの回転速度を制御する回転制御手段と、
前記駆動電流の電流値である駆動電流値を検出する駆動電流値検出手段と、
前記点火プラグを用いて前記燃料ガスに点火するに先立って、前記回転制御手段を用いて前記燃焼ファンを所定の閉塞検知用回転速度で回転させておき、前記駆動電流値検出手段を用いて検出した前記駆動電流値に基づいて、前記燃焼排気が屋外に排気される経路の閉塞程度を検出し、該閉塞程度が所定の許容範囲を超えていた場合には、前記燃料ガスへの点火を中止する閉塞程度確認手段と、
前記閉塞程度が前記許容範囲内にあることが確認された後、前記炎センサーで前記燃料ガスの炎が検知されるまでの間は、前記燃焼ファンを所定の点火用回転速度で回転させておき、前記駆動電流値検出手段を用いて検出した前記駆動電流値に基づいて、前記屋外排出口が受ける風圧の程度を監視し、前記風圧の程度が所定の許容程度を越えた場合には、前記燃料ガスへの点火を中止する風圧監視手段と
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the heat source apparatus of the present invention employs the following configuration. That is,
A burner housed in a combustion housing for burning fuel gas, a combustion fan for allowing air to flow into the combustion housing by rotating outside the combustion housing, and a supply of the fuel gas to the burner are controlled A control valve; a spark plug for igniting the fuel gas supplied to the burner; a flame sensor for detecting a flame of the fuel gas; and combustion exhaust generated by combustion in the burner is discharged from the combustion housing to the outside. In the heat source machine installed indoors, with a discharge port that is connected to the flame sensor and a controller that controls the operation of the combustion fan, the control valve, and the spark plug connected to the flame sensor,
The exhaust port is connected to an exhaust passage that guides the combustion exhaust to an outdoor exhaust port that opens outward.
The controller is
A rotation control means for controlling a rotation speed of the combustion fan by controlling a drive current of a fan motor for driving the combustion fan;
Drive current value detecting means for detecting a drive current value which is a current value of the drive current;
Prior to igniting the fuel gas using the spark plug, the rotation control means is used to rotate the combustion fan at a predetermined rotation speed for blockage detection, and detection is performed using the drive current value detection means. Based on the drive current value, the degree of blockage of the path through which the combustion exhaust is exhausted outdoors is detected, and when the degree of blockage exceeds a predetermined allowable range, ignition of the fuel gas is stopped. Occlusion degree confirmation means to
After it is confirmed that the degree of blockage is within the allowable range, the combustion fan is rotated at a predetermined ignition rotational speed until the flame sensor detects the flame of the fuel gas. , Based on the drive current value detected using the drive current value detection means, monitoring the degree of wind pressure received by the outdoor outlet, and if the wind pressure exceeds a predetermined allowable level, And a wind pressure monitoring means for stopping ignition of the fuel gas.
かかる本発明の熱源機においては、点火プラグを用いて燃料ガスに点火するに先立って、燃焼ファンを閉塞検知用回転速度で回転させた時の駆動電流値を検出し、検出した駆動電流値に基づいて、燃焼排気が屋外に排気される経路の閉塞程度を検出する。そして、閉塞程度が所定の許容範囲を超えていた場合には、燃料ガスへの点火を中止する。また、閉塞程度が許容範囲内にあることが確認された場合には、燃焼ファンを点火用回転速度で回転させながら、点火プラグを用いて燃料ガスに点火する。ここで、本発明の熱源機では、閉塞程度が許容範囲内にあることが確認された後も、炎センサーで燃料ガスの炎が検知されるまでの間は、燃焼ファンを点火用回転速度で回転させるための駆動電流値を検出することによって、屋外排出口が受ける風圧の程度を監視する。そして、風圧の程度が所定の許容程度を越えた場合には、燃料ガスへの点火を中止する。 In such a heat source machine of the present invention, prior to igniting the fuel gas using the spark plug, the drive current value when the combustion fan is rotated at the blockage detection rotation speed is detected, and the detected drive current value is obtained. Based on this, the degree of blockage of the path through which the combustion exhaust is exhausted outdoors is detected. When the degree of blockage exceeds a predetermined allowable range, ignition of the fuel gas is stopped. When it is confirmed that the degree of blockage is within the allowable range, the fuel gas is ignited using the spark plug while rotating the combustion fan at the ignition rotational speed. Here, in the heat source machine of the present invention, the combustion fan is kept at the ignition rotation speed until the flame sensor detects the flame of the fuel gas even after the degree of blockage is confirmed to be within the allowable range. By detecting the drive current value for rotation, the degree of wind pressure received by the outdoor outlet is monitored. When the wind pressure exceeds a predetermined allowable level, ignition of the fuel gas is stopped.
詳細なメカニズムは後述するが、熱源機の爆発着火は、熱源機の屋外排出口が風圧を受けている状態で、たまたま点火に失敗して再点火しようとした時に発生することが判明した。もちろん、点火に先立って、燃焼排気を屋外に排気する経路の閉塞程度は確認しているので、この時点では、屋外排出口が風圧を受けていないことは確認されているが、その後に燃料ガスに点火しようとしている時点では風向きが変わって、屋外排出口が風圧を受ける事態も生じ得る。そして、たまたま風向きが変わって屋外排出口が風圧を受けている状態で、たまたま点火に失敗するという偶然が重なると、再点火しようとした時に爆発着火が発生する。従って、閉塞程度が許容範囲内にあることが確認された後も、炎センサーで燃料ガスの炎が検知されるまでの間は、屋外排出口が受ける風圧の程度を監視しておき、風圧の程度が許容程度を越えた場合には燃料ガスへの点火を中止することとすれば、爆発着火の発生を確実に回避することが可能となる。 Although the detailed mechanism will be described later, it has been found that the explosion ignition of the heat source machine occurs when the outdoor outlet of the heat source machine is subjected to wind pressure and when it happens to fail to ignite and reignite. Of course, prior to ignition, the degree of blockage of the path for exhausting combustion exhaust to the outdoors has been confirmed, so at this point it has been confirmed that the outdoor exhaust is not receiving wind pressure, but after that fuel gas At the time of trying to ignite, the direction of the wind may change, and the outdoor outlet may receive wind pressure. In the state where the wind direction happens to change and the outdoor outlet is receiving wind pressure, if there is a coincidence that accidentally fails to ignite, explosion ignition occurs when attempting to re-ignite. Therefore, even after it is confirmed that the degree of blockage is within the allowable range, the level of the wind pressure received by the outdoor outlet is monitored until the fuel gas flame is detected by the flame sensor. If the degree exceeds the permissible degree, it is possible to reliably avoid the occurrence of explosion ignition by stopping the ignition of the fuel gas.
また、上述した本発明の熱源機においては、屋外排出口の風圧が許容程度の上限と判断することとなる駆動電流値を、燃焼排気を排出する経路の閉塞程度が許容範囲の上限と判断することとなる駆動電流値よりも、小さな値に設定してもよい。 Further, in the above-described heat source apparatus of the present invention, the driving current value at which the wind pressure at the outdoor outlet is determined to be an upper limit is determined to be the upper limit of the allowable range is the degree of blockage of the path for discharging the combustion exhaust gas. It may be set to a value smaller than the driving current value.
バーナーで燃焼させる燃料ガスの流量が多くなった時には、それに応じて多くの流量の空気を燃焼ハウジング内に流入させる必要があるので、燃焼排気を排出する経路が閉塞していると、必要な流量の空気を流入させることが困難となる。これに対して、爆発着火の発生を回避するためには、ある程度の流量で空気が燃焼ハウジング内に流入すればよい。このことから、屋外排出口の風圧が許容程度の上限と判断される駆動電流値を、燃焼排気を排出する経路の閉塞程度が許容範囲の上限と判断される駆動電流値よりも、小さな値に設定しておけば、爆発着火の発生を回避するために点火を中止する事態が生じにくくなる。その結果、不必要に点火が中止されることを防止することが可能となる。 When the flow rate of the fuel gas burned by the burner increases, it is necessary to cause a large flow rate of air to flow into the combustion housing accordingly. Therefore, if the path for exhausting the combustion exhaust is blocked, the required flow rate It becomes difficult to let in air. On the other hand, in order to avoid the occurrence of explosion ignition, the air has only to flow into the combustion housing at a certain flow rate. Therefore, the drive current value at which the wind pressure at the outdoor exhaust port is determined to be an upper limit that is acceptable is smaller than the drive current value at which the degree of blockage of the exhaust exhaust passage is determined to be the upper limit of the allowable range. If it is set, a situation in which ignition is stopped in order to avoid the occurrence of explosion ignition is less likely to occur. As a result, it is possible to prevent ignition from being stopped unnecessarily.
また、上述した本発明の熱源機においては、燃焼ファンを所定の回転速度で回転させた時の駆動電流値を検出し、その回転速度で回転させるための標準の駆動電流値(標準駆動電流値)と、検出した駆動電流値とに基づいて、回転速度の補正係数を求めることとしても良い。そして、燃焼排気を排出する経路の閉塞程度を確認する際には、補正係数が所定の第1基準値を超えていた場合に、閉塞程度が許容範囲を超えるものと判断し、屋外排出口が受ける風圧の程度を監視する際には、補正係数が、第1基準値よりも大きな所定の第2基準値を超えていた場合に、風圧の程度が許容程度を超えるものと判断してもよい。 In the heat source apparatus of the present invention described above, a drive current value when the combustion fan is rotated at a predetermined rotation speed is detected, and a standard drive current value (standard drive current value) for rotating at the rotation speed is detected. ) And the detected drive current value, the rotational speed correction coefficient may be obtained. When checking the degree of blockage of the path for exhausting the combustion exhaust gas, if the correction coefficient exceeds the predetermined first reference value, it is determined that the degree of blockage exceeds the allowable range, and the outdoor outlet is When monitoring the level of wind pressure received, if the correction coefficient exceeds a predetermined second reference value that is greater than the first reference value, it may be determined that the level of wind pressure exceeds the allowable level. .
こうすれば、燃焼ハウジング内に適切な流量の空気を流入させるために、燃焼ファンの回転速度を補正する補正係数を流用して、燃焼排気の排出経路の閉塞程度を確認したり、屋外排出口が受ける風圧の程度を監視したりすることが可能となる。 In this way, a correction coefficient for correcting the rotation speed of the combustion fan can be used to check the degree of blockage of the exhaust path of the combustion exhaust, or the outdoor exhaust port in order to allow an appropriate flow rate of air to flow into the combustion housing. It is possible to monitor the degree of wind pressure received by the.
また、上述した本発明の熱源機においては、屋外排出口が受ける風圧の程度が許容程度を越えたために燃料ガスへの点火が中止された場合には、続けて、燃焼ファンを閉塞検知用回転速度で回転させて、燃焼排気の排出経路の閉塞程度の確認を再開することとしてもよい。 Further, in the heat source apparatus of the present invention described above, when the ignition to the fuel gas is stopped because the level of the wind pressure received by the outdoor outlet exceeds the allowable level, the combustion fan is continuously rotated for detecting the blockage. It may be rotated at a speed to restart the confirmation of the degree of blockage of the exhaust path of combustion exhaust.
こうすれば、屋外での風向きが変わって屋外排出口が風圧を受けなくなった場合には、爆発着火を生じさせることなく、燃料ガスに点火して熱源機の燃焼運転を開始することが可能となる。 In this way, when the outdoor wind direction changes and the outdoor discharge port no longer receives wind pressure, it is possible to ignite the fuel gas and start the combustion operation of the heat source machine without causing explosion ignition Become.
また、上述した本発明の熱源機においては、屋外排出口が受ける風圧の程度が許容程度を越えた時に、燃料ガスの供給が開始されていない場合には、燃料ガスの供給を中止することとしてもよい。 In the heat source apparatus of the present invention described above, if the supply of fuel gas is not started when the wind pressure received by the outdoor outlet exceeds the allowable level, the supply of the fuel gas is stopped. Also good.
こうすれば、点火が中止されたまま、燃焼ハウジング内に燃料ガスが供給されることを防止することができるので、爆発着火の発生をより確実に防止することが可能となる。 By doing so, it is possible to prevent the fuel gas from being supplied into the combustion housing while the ignition is stopped, and thus it is possible to more reliably prevent the occurrence of explosion ignition.
A.装置構成 :
図1は、本実施例の熱源機1の大まかな構成を示した説明図である。図示されるように熱源機1は、大まかに言うと、燃焼ハウジング10と、熱源機1に上水を供給する給水配管2と、燃料ガスを供給するガス配管3と、熱源機1で生成した温水を出湯カラン20に供給する給湯配管4などによって構成されている。尚、本実施例では、熱源機1が出湯カラン20に湯を供給するものとして説明するが、出湯カラン20に限らず、例えば温水暖房装置など湯を供給してもよい。
A. Device configuration :
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a rough configuration of the
燃焼ハウジング10の内部には、ガス配管3に接続されて燃料ガスを燃焼させるバーナー11と、バーナー11に向けて燃焼用の空気を供給する燃焼ファン12と、燃焼ファン12を駆動するファンモーター12mと、バーナー11によって加熱される熱交換器13と、バーナー11から流出する燃料ガスに点火する点火プラグ15と、バーナー11で燃焼する燃料ガスの炎を検知する炎センサー16などが収納されている。また、給水配管2は熱交換器13に接続されており、給水配管2の途中には、給水配管2内を流れる上水の流量を検出する水流センサー17が搭載されている。更に、バーナー11に燃料ガスを供給するガス配管3の途中には、バーナー11への燃料ガスの供給量を制御するガス流量制御弁14が搭載されている。尚、本実施例のガス流量制御弁14は、本発明における「制御弁」に対応する。
Inside the
また、熱源機1には、制御部50が搭載されており、制御部50には、水流センサー17や、ガス流量制御弁14や、点火プラグ15や、炎センサー16や、ファンモーター12mなどが接続されている。制御部50は、いわゆる1チップマイコンや、ROMや、RAMなどのLSIチップ、更には水晶発振器などが基板上に実装された制御基板によって形成されており、ROMに記憶されたプログラムを実行することによって、熱源機1の動作を制御する。
Further, the
上述した熱源機1は、大まかには次のように動作する。先ず、熱源機1のユーザーが出湯カラン20を開くと、給水配管2から熱交換器13に上水が供給され、その水流を水流センサー17が検出して上水の流量を制御部50に出力する。制御部50は、給水配管2内の流量が一定以上であることを確認すると、ファンモーター12mを用いて燃焼ファン12を回転させて、バーナー11に向かって燃焼用の空気の供給を開始する。続いて、点火プラグ15で火花放電しながら、ガス流量制御弁14を開いてバーナー11に燃料ガスを供給する。すると、バーナー11から流出した燃料ガスが着火して、バーナー11での燃焼が開始される。こうしてバーナー11で燃料ガスが燃焼したことによって発生した高温の燃焼排気は、熱交換器13を通過する際に、熱交換器13の内部を流れる上水と熱交換した後、燃焼ハウジング10の上部に設けられた排出口10eから外部に排出される。尚、排出口10eには燃焼排気中のCO(一酸化炭素)濃度を検出するCOセンサー18が設けられており、COセンサー18は制御部50に接続されている。バーナー11で燃焼不良が生じると燃焼排気中のCO濃度が増加するので、制御部50はCOセンサー18の出力に基づいて、燃焼不良が発生しないように監視している。
The above-described
また、本実施例の熱源機1は室内に設置されている。このため、燃焼ハウジング10の排出口10eには排気ダクト30が接続されており、バーナー11での燃焼によって生じた燃焼排気は、排気ダクト30を介して、排気ダクト30の屋外排出口30eから屋外に排出されるようになっている。尚、本実施例の排気ダクト30は、本発明における「排気通路」に対応する。
Moreover, the
図2は、制御部50の内部構成を示した説明図である。図示されるように、制御部50の内部には、ガス供給量制御部50aや、ガス供給量算出部50b、回転制御部50c、目標回転速度決定部50d、駆動電流値検出部50e、補正係数決定部50f、点火部50g、炎検知部50h、閉塞程度確認部50i、風圧監視部50jなどが設けられている。尚、これらの「部」は、制御部50に搭載されている多くの機能の中で、爆発着火の回避に関係する機能を概念的に表したものであり、これらの「部」に対応する部品が制御部50の内部に搭載されていることを示すものではない。また、前述したように本実施例の制御部50は1チップマイコンを中心として形成されていることから、これらの「部」は、マイコンが実行するプログラムによって主に実現されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the
本実施例の回転制御部50cは本発明の「回転制御手段」に対応し、本実施例の駆動電流値検出部50eは本発明の「駆動電流値検出手段」に対応し、本実施例の閉塞程度確認部50iは本発明の「閉塞程度確認手段」に対応する。また、本実施例の風圧監視部50jは本発明の「風圧監視手段」に対応し、本実施例の補正係数決定部50fは本発明の「補正係数決定手段」に対応し、本実施例の目標回転速度決定部50dは本発明の「目標回転速度決定手段」に対応する。以下では、本実施例の制御部50が爆発着火の発生を回避するために実行する処理について説明するが、その準備として、これらの「部」が実現する機能について簡単に説明しておく。
The
ガス供給量算出部50bは、水流センサー17で検出された熱源機1への給水量や、熱源機1のユーザーによって設定された給湯温度などに基づいて、バーナー11で燃焼させるべき燃料ガスの供給量を算出して、ガス供給量算出部50bに出力する。ガス供給量制御部50aは、ガス流量制御弁14に接続されており、ガス供給量算出部50bで算出された供給量の燃料ガスがバーナー11に供給されるように、ガス流量制御弁14の開度を制御する。
The gas supply
目標回転速度決定部50dは、燃焼ファン12の目標回転速度を決定して回転制御部50cに出力する。目標回転速度決定部50dが決定する目標回転速度は、ガス供給量算出部50bが算出した燃料ガスの供給量に応じて、適切な供給量の空気がバーナー11に供給されるような回転速度に決定される。また、目標回転速度決定部50dは目標回転速度を回転制御部50cに出力するに先立って、補正係数決定部50fから取得した補正係数を用いて目標回転速度を補正した後、補正後の目標回転速度を回転制御部50cに出力する。
The target rotation speed determination unit 50d determines the target rotation speed of the
回転制御部50cは、目標回転速度決定部50dから受け取った目標回転速度で燃焼ファン12が回転するように、ファンモーター12mに供給する駆動電流の電流値(駆動電流値)を制御する。すなわち、燃焼ファン12の回転速度が目標回転速度に満たない場合には駆動電流値を増加させ、燃焼ファン12の回転速度が目標回転速度を超えていた場合には駆動電流値を減少させることによって、燃焼ファン12の回転速度が目標回転速度となるように、駆動電流値を制御する。ファンモーター12mには、燃焼ファン12の回転速度を検出する回転速度センサー12sが内蔵されており、回転制御部50cは回転速度センサー12sの出力に基づいて燃焼ファン12の回転速度を検出することができる。
The
駆動電流値検出部50eは、燃焼ファン12が目標回転速度で回転している時の駆動電流値を検出する。ここで、ファンモーター12mの駆動電流値は燃焼ファン12が単位時間あたりに行う仕事量に対応しており、そして、燃焼ファン12が行う仕事の大部分は空気を送風するために使用されている。従って、ファンモーター12mの駆動電流値は燃焼ファン12による空気の送風量(従って、バーナー11への空気の供給量)にほぼ対応している。このことから、燃焼ファン12を目標回転速度で回転させたときの駆動電流値が通常値よりも少なかった場合は、排気ダクト30や熱交換器13での通過抵抗の増加などの理由で、燃焼ファン12による空気の送風量が通常よりも少なくなっているものと考えられる。
The drive
そこで、補正係数決定部50fは、駆動電流値検出部50eが検出した駆動電流値を受け取って、燃焼ファン12の回転速度の補正係数を算出した後、目標回転速度決定部50dに出力する。補正係数を算出する方法については後述する。目標回転速度決定部50dは、こうして補正係数決定部50fから受け取った補正係数を用いて燃焼ファン12の目標回転速度を補正した後、回転制御部50cに出力する。
Therefore, the correction
点火部50gは点火プラグ15に接続されており、点火プラグ15に電力を供給することによって、点火プラグ15の先端からバーナー11に向かって火花放電させることができる。そして、点火プラグ15で火花放電させながら、バーナー11から燃料ガスを流出させると燃料ガスに着火してバーナー11での燃焼が開始される。また、バーナー11で燃焼が開始されると、燃焼によって生じる炎が炎センサー16によって検知される。炎検知部50hは炎センサー16に接続されており、炎を検知することによってバーナー11で燃焼が開始されたことを検知することができる。
The
閉塞程度確認部50iは、点火部50gが点火プラグ15で火花放電を開始するに先立って、補正係数決定部50fから補正係数を取得することによって、排気ダクト30や熱交換器13での閉塞程度を判断する。前述したように、補正係数が大きいということは、排気ダクト30や熱交換器13での通過抵抗が大きくなっていることを示しているので、補正係数に基づいて閉塞程度を判断することができる。その結果、閉塞程度が許容範囲内であれば、そのまま点火部50gに点火プラグ15で火花放電させるが、閉塞程度が許容範囲を超えている場合は、点火プラグ15での火花放電を中止する。
The blockage
また、本実施例の制御部50には、風圧監視部50jも設けられている。風圧監視部50jは、閉塞程度確認部50iが閉塞程度を確認してから、炎検知部50hが炎を検知してバーナー11での燃焼が開始されるまでの間も、補正係数決定部50fから補正係数を取得して、排気ダクト30の屋外排出口30eが受ける風圧を監視する。そして、風圧の大きさが所定の許容程度以内であれば、そのまま点火部50gに点火プラグ15で火花放電させるが、風圧が許容範囲を超えていた場合は、点火プラグ15での火花放電を中止する。この理由については後ほど詳しく説明するが、こうすることによって爆発着火の発生を確実に回避することが可能となる。
Further, the
B.燃焼運転処理 :
図3は、上述した本実施例の制御部50が熱源機1を燃焼運転するために実行する燃焼運転処理のフローチャートである。この処理は、熱源機1のユーザーによって図示しない運転開始ボタンが押されると開始される。図3に示されるように、燃焼運転処理では先ず始めに、水流が検知されたか否かを判断する(STEP1)。図1を用いて前述したように、給水配管2の途中には水流センサー17が設けられており、出湯カラン20が開かれて給水配管2から熱源機1に向かって給水が開始されると、水流センサー17が水の流量を検出して制御部50に出力する。制御部50は、水流センサー17で検出された水の流量を所定の閾値の流量と比較することによって、水流が検知されたか否かを判断する。そして、閾値の流量以下であった場合には、水流が検知されていないと判断する(STEP1:no)。水流が検知されていない場合は、熱源機1を燃焼運転する必要はないので、再び同じ判断(STEP1)を繰り返すことによって、水流が検知されるまで待機状態となる。
B. Combustion operation processing:
FIG. 3 is a flowchart of the combustion operation process executed by the
こうして待機しているうちに、やがて水流が検知されると、STEP1で「yes」と判断して、閉塞検知処理(STEP10)および点火処理(STEP20)を行った後、給湯運転処理(STEP40)を開始する。ここで、給湯運転処理(STEP40)とは、熱源機1のユーザーによって設定された給湯温度や給湯量に応じて、必要な温度の湯を必要な流量だけ生成するために、バーナー11で燃料ガスを燃焼させる処理である。また、閉塞検知処理(STEP10)とは、給湯運転処理(STEP40)に先立って、排気ダクト30や熱交換器13などでの閉塞程度を確認して、閉塞程度が許容範囲を超えている場合には、燃焼運転処理を中止する処理である。更に、点火処理(STEP20)は、閉塞程度が許容範囲内であることが確認された後に、給湯運転処理(STEP40)を開始するためにバーナー11に点火する処理である。爆発着火はバーナー11への点火時に発生する現象であり、本実施例の熱源機1はバーナー11への点火の仕方を工夫することによって爆発着火の発生を回避している。以下では、本実施例の制御部50が、爆発着火の発生を回避するために実行する点火処理(STEP20)について説明するが、その準備として、給湯運転処理(STEP40)および閉塞検知処理(STEP10)について簡単に説明しておく。
If a water flow is eventually detected while waiting in this way, it is determined as “yes” in
B−1.給湯運転処理 :
図4は、給湯運転処理の詳細な内容を示したフローチャートである。図3を用いて前述したように、この処理は、点火処理(STEP20)でバーナー11に点火された後に開始される処理である。図示されるように、給湯運転処理では先ず始めに、バーナー11に供給するべき燃料ガスの供給量(燃料ガス供給量)を算出する(STEP41)。必要な給湯温度および給湯量が分かれば、必要な燃料ガス供給量を算出することができる。また、生成した湯の温度を検出して、湯の温度が給湯温度よりも低ければ燃料ガス供給量を増加させ、逆に、湯の温度が供給温度よりも高ければ燃料ガス供給量を減少させればよい。STEP41では、このようにして燃料ガス供給量を算出する。
B-1. Hot water supply operation processing:
FIG. 4 is a flowchart showing detailed contents of the hot water supply operation process. As described above with reference to FIG. 3, this process is a process that is started after the
続いて、燃料ガス供給量に応じた燃焼ファン12の目標回転速度を算出する(STEP42)。バーナー11で燃料ガスを適切に燃焼させるためには、燃料ガスと空気とを適切な割合でバーナー11に供給する必要があるから、バーナー11への燃料ガス供給量が決まれば、それに応じて必要な空気の供給量も決めることができる。そして、バーナー11への空気の供給量が決まれば、そのために必要な燃焼ファン12の回転速度も求めることができる。STEP42では、このようにして燃料ガス供給量に応じた燃焼ファン12の目標回転速度を算出する。もっとも、排気ダクト30内に異物が入り込んだり、熱交換器13でススによる目詰まりが発生したりして、通過抵抗が大きくなると、燃焼ファン12が空回り気味となってしまうので、回転速度に応じた供給量の空気を送風できなくなる。そこで、STEP42で求めた目標回転速度を、後述する方法で算出しておいた補正係数Hを用いて補正する(STEP43)。
Subsequently, the target rotational speed of the
こうして燃料ガス供給量と、補正した目標回転速度とが得られたら、燃料ガス供給量に応じてガス流量制御弁14を制御するとともに、補正した目標回転速度で燃焼ファン12が回転するようにファンモーター12mの駆動電流値を制御する(STEP44)。そして、ファンモーター12mの駆動電流値を検出して、目標回転速度を補正するための補正係数Hを算出する(STEP45)。
When the fuel gas supply amount and the corrected target rotation speed are thus obtained, the gas flow
図5は、ファンモーター12mの駆動電流値に基づいて補正係数Hを算出する方法についての説明図である。図5には、燃焼ファン12の回転速度を横軸に取り、ファンモーター12mの駆動電流値を縦軸に取って、燃焼ファン12の回転速度と、その回転速度で燃焼ファン12を回転させるために必要なファンモーター12mの駆動電流値との関係が示されている。図示されるように、燃焼ファン12の回転速度が増加するほど、ファンモーター12mの駆動電流値は大きくなる。これは、次のような理由による。先ず、ファンモーター12mの駆動電流値は、ファンモーター12mが行う仕事量に対応する。また、ファンモーター12mが行う仕事の大部分は、燃焼ファン12が空気を送風するために使用されるが、仕事の一部は、ファンモーター12mでの摩擦抵抗によって消費される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for calculating the correction coefficient H based on the drive current value of the
当然ながら、燃焼ファン12の回転速度が増加するほど空気の送風量も増加し、ファンモーター12mでの摩擦抵抗も増加する。その結果、燃焼ファン12の回転速度が増加するほど、ファンモーター12mの駆動電流値も増加することになる。図5中に示した太い実線は、排気ダクト30や熱交換器13などが全く閉塞していない場合の駆動電流値を表しており、図5中に示した太い破線は、ファンモーター12mでの摩擦抵抗を表している。従って、太い実線と太い破線との間の部分が、燃焼ファン12の送風量に対応する。尚、本実施例では、図5中に太い実線で示した駆動電流値が、本発明における「標準駆動電流値」に対応する。
Naturally, as the rotational speed of the
また、燃焼ファン12の回転速度が同じであれば、排気ダクト30や熱交換器13が閉塞気味になるほど燃焼ファン12の送風量が減少するので、ファンモーター12mの駆動電流値も減少する。このことに対応して、排気ダクト30や熱交換器13などの閉塞によって通過抵抗が増加するに従って、回転速度に対する駆動電流値は、太い実線で示した駆動電流値から太い破線で示した駆動電流値に向かって小さくなっていく。
Further, if the rotational speed of the
以上の予備知識を踏まえて、駆動電流値から補正係数Hを算出する方法について説明する。例えば、燃焼ファン12を回転速度R0で回転させた時のファンモーター12mの駆動電流値がI0であったとする。仮に、排気ダクト30や熱交換器13が全く閉塞していないとすると、燃焼ファン12を回転速度R0で回転させるために要する駆動電流値はI2となる筈である。図5に示したように、I0<I2の場合は、排気ダクト30あるいは熱交換器13が閉塞気味であると考えられる。また、回転速度R0での摩擦抵抗に相当する駆動電流値をI1とすると、排気ダクト30や熱交換器13が全く閉塞していなければ、燃焼ファン12の送風量は駆動電流値a(=I2−I1)に対応する送風量となる筈であるが、排気ダクト30あるいは熱交換器13が閉塞気味となったことによって、燃焼ファン12の送風量が駆動電流値b(=I0−I1)に対応する送風量に減少していることになる。そこで、この送風量の減少を回転速度の増加によって補うべく、以下の計算式によって目標回転速度の補正係数Hを算出する。
補正係数H=K{(a/b)−1}+1
ここで、Kは予め定められた比例定数である。
Based on the above prior knowledge, a method of calculating the correction coefficient H from the drive current value will be described. For example, the driving current value of the
Correction coefficient H = K {(a / b) -1} +1
Here, K is a predetermined proportionality constant.
このような補正係数Hを求めておけば、目標回転速度をR0とするところを、目標回転速度R0に補正係数Hを乗算した目標回転速度H×R0とすることによって、排気ダクト30あるいは熱交換器13の閉塞による送風量の減少を補うことができる。図4のSTEP45では、以上のようにして、目標回転速度の補正係数Hを算出する。また、こうして得られた補正係数Hは、制御部50に内蔵された図示しないメモリーに一旦、記憶しておく(STEP46)。
If seeking such a correction coefficient H, by the target rotational speed at which the R 0, the target rotational speed H × R 0 obtained by multiplying the correction coefficient H in the target rotation speed R 0, the
尚、以上の説明から明らかなように、補正係数Hは、排気ダクト30あるいは熱交換器13などでの閉塞程度を表しており、閉塞程度と補正係数Hとの間には、図6に例示するような関係が存在している。従って、補正係数Hに基づいて、排気ダクト30あるいは熱交換器13などでの閉塞程度を推定することが可能である。
As is clear from the above description, the correction coefficient H represents the degree of blockage in the
以上のようにして求めた補正係数Hを記憶したら(図4のSTEP46)、水流センサー17で水流が検知されているか否かを判断して(STEP47)、水流が検知されていれば(STEP47:yes)、処理の先頭に戻って再び燃料ガス供給量を算出する(STEP41)。そして、燃焼ファン12の目標回転速度を算出した後、補正係数Hを用いて燃焼ファン12の目標回転速度を補正する(STEP42、STEP43)。このときに用いる補正係数Hは、先にSTEP46でメモリーに記憶しておいた補正係数Hである。このように、燃焼ファン12の目標回転速度を補正係数Hで補正することにより、たとえ排気ダクト30あるいは熱交換器13が閉塞気味になっても、バーナー11には燃料ガス供給量に応じて適切な供給量の空気を供給することが可能となる。
When the correction coefficient H obtained as described above is stored (STEP 46 in FIG. 4), it is determined whether or not a water flow is detected by the water flow sensor 17 (STEP 47), and if a water flow is detected (STEP 47: yes), returning to the top of the process, the fuel gas supply amount is calculated again (STEP 41). Then, after calculating the target rotational speed of the
また、こうしてバーナー11で燃料ガスを燃焼させている間に、出湯カラン20が閉じられるなどして水流センサー17で水流が検知されなくなると、STEP47で「no」と判断されて、ガス流量制御弁14を閉じて燃料ガスの供給を停止する(STEP48)。この時点では、まだ燃焼ファン12は回転しているが、燃焼ハウジング10内に残った燃焼排気を排出するために、所定時間が経過するまで燃焼ファン12を回転させておく。そして、燃料ガスの供給を停止してから所定時間が経過したら、燃焼ファン12の回転を停止した後(STEP49)、図4の給湯運転処理を終了して、図3の燃焼運転処理に復帰する。
Further, if the
B−2.閉塞検知処理 :
図7は、上述した給湯運転処理に先立って本実施例の制御部50が実行する閉塞検知処理のフローチャートである。図3に示したように、この処理は、燃焼運転処理の中で水流センサー17によって水流が検知されると(STEP1:yes)、始めに行われる処理である。以下、図7を参照しながら閉塞検知処理(STEP10)について簡単に説明する。
B-2. Blockage detection processing:
FIG. 7 is a flowchart of the clogging detection process executed by the
閉塞検知処理では先ず始めに、燃焼ファン12を閉塞検知用に設定された所定の回転速度(閉塞検知用回転速度)で回転させる(STEP11)。図2を用いて前述したように、燃焼ファン12の回転速度は、ファンモーター12mに内蔵された回転速度センサー12sを用いて検出することができる。制御部50は、検出した回転速度が閉塞検知用回転速度よりも低ければ、ファンモーター12mの駆動電流値を増加させ、閉塞検知用回転速度よりも高ければ、駆動電流値を増加させることによって、燃焼ファン12の回転速度が閉塞検知用回転速度となるように制御する。尚、本実施例の閉塞検知用回転速度は、毎分2700回転に設定されている。
In the blockage detection process, first, the
続いて、燃焼ファン12が閉塞検知用回転速度で回転している時のファンモーター12mの駆動電流値を検出し(STEP12)、検出した駆動電流値を用いて補正係数Hを算出する(STEP13)。補正係数Hは、図5を用いて前述した方法を用いて算出する。
Subsequently, the drive current value of the
そして、補正係数Hが所定の第1基準値以下か否かを判断する(STEP14)。図6に示したように、補正係数Hは、排気ダクト30や熱交換器13などでの閉塞程度に対応しており、補正係数Hが大きくなるほど、閉塞程度も大きくなる。そこで、予め適切な第1基準値を設定しておき、補正係数Hと第1基準値とを比較することによって、排気ダクト30や熱交換器13などでの閉塞程度が許容範囲内にあるか否かを判断する。その結果、補正係数Hが所定の第1基準値を超えていた場合には(STEP14:no)、閉塞程度が許容範囲内にないと考えられるので、その旨の警告を出力した後(STEP15)、熱源機1の運転を停止する。これに対して、補正係数Hが所定の第1基準値以下であった場合には(STEP14:yes)、閉塞程度が許容範囲内にあると考えられるので、図7の閉塞検知処理を終了した後、図3の燃焼運転処理に復帰して、以下に説明する点火処理(STEP20)を開始する。
Then, it is determined whether or not the correction coefficient H is equal to or less than a predetermined first reference value (STEP 14). As shown in FIG. 6, the correction coefficient H corresponds to the degree of blockage in the
B−3.点火処理 :
図8は、上述した閉塞検知処理に続いて開始される点火処理のフローチャートである。上述したように、この処理は、排気ダクト30や熱交換器13での閉塞程度が許容範囲内であることを確認した後、バーナー11に点火するために開始される。
B-3. Ignition processing:
FIG. 8 is a flowchart of an ignition process that is started following the blockage detection process described above. As described above, this process is started to ignite the
図8に示されるように、点火処理を開始すると、先ず始めに、風圧監視処理を起動する(STEP21)。ここで風圧監視処理とは、排気ダクト30の屋外排出口30eが受ける風圧を監視する処理である。図1を用いて前述したように、本実施例の熱源機1は、バーナー11での燃焼によって生じた燃焼排気を、排気ダクト30で屋外まで導いて屋外排出口30eから排出している。このため、屋外での風向きによっては、排気ダクト30の屋外排出口30eに風圧が掛かることがある。そして、詳細には後述するが、熱源機1の爆発着火は、排気ダクト30や熱交換器13などでの閉塞程度を確認してから、バーナー11での燃焼が開始されるまでの僅かな時間に、排気ダクト30の屋外排出口30eが風圧を受けた場合に発生し易いことが明らかになった。そこで、本実施例の制御部50は、点火処理を開始すると、先ず始めに風圧監視処理を起動することによって、排気ダクト30の屋外排出口30eが受ける風圧を監視するのである。風圧監視処理の詳細については後述する。
As shown in FIG. 8, when the ignition process is started, first, the wind pressure monitoring process is started (STEP 21). Here, the wind pressure monitoring process is a process of monitoring the wind pressure received by the
風圧監視処理を起動したら(STEP21)、続いて、COセンサー18が正常に動作していることを確認する(STEP22)。そして、COセンサー18が正常に動作していない場合は(STEP22:no)、その旨の警告を出力した後(STEP23)、熱源機1の運転を停止する。これに対して、COセンサー18が正常に動作していた場合は(STEP22:yes)、メモリーから補正係数Hを読み出して、予め設定されている点火用回転速度を補正する(STEP24)。ここで、点火用回転速度とは、バーナー11への点火時に適切な供給量の空気が供給できるように、予め定められた燃焼ファン12の目標回転速度であり、本実施例では毎分2250回転に設定されている。また、排気ダクト30や熱交換器13などが閉塞気味の場合には、点火用回転速度で燃焼ファン12を回転させても空気の供給量が不足するので、前述した給湯運転処理中で得られた補正係数Hを用いて、点火用回転速度を補正する。
When the wind pressure monitoring process is activated (STEP 21), it is subsequently confirmed that the
そして、補正した点火用回転速度を、燃焼ファン12の目標回転速度に設定する(STEP25)。図8の点火処理(STEP80)に先立って行われる閉塞検知処理(STEP10)では、燃焼ファン12が閉塞検知用回転速度で回転しているから(図7のSTEP11参照)、燃焼ファン12の回転速度が閉塞検知用回転速度から補正後の点火用回転速度へと変更されることになる。
Then, the corrected ignition rotational speed is set to the target rotational speed of the combustion fan 12 (STEP 25). In the blockage detection process (STEP10) performed prior to the ignition process (STEP80) of FIG. 8, the
その後、点火プラグ15で最長4秒間の火花放電を開始し(STEP26)、火花放電が行われている状態でガス流量制御弁14を制御することによって、点火用の燃料ガス供給量で燃料ガスの供給を開始する(STEP27)。そして、炎センサー16で炎が検知されたか否かを判断する(STEP28)。その結果、炎が検知されていない場合は(STEP28:no)、火花放電を開始してから4秒が経過したか否かを判断し(STEP29)、4秒が経過していない場合は(STEP29:no)、再びSTEP28に戻って、炎が検知されたか否かを判断する。こうして、炎が検知されるか(STEP28:yes)、あるいは火花放電の開始から4秒が経過するまで(STEP29:yes)、同じ判断を繰り返す。もっとも、上述したように燃焼ファン12は点火に適した目標回転速度で回転しており(STEP25)、点火に適した供給量で燃料ガスが供給されているので(STEP27)、通常であれば点火プラグ15で火花放電することによって、放電開始から4秒以内に燃料ガスが着火して、炎センサー16で炎が検知される。そして、炎が検知された場合は(STEP28:yes)、点火処理と並行して実行されている風圧監視処理を停止して(STEP32)、図8の点火処理を終了して図3の燃焼運転処理に復帰した後、前述した給湯運転処理を開始する。
Thereafter, spark discharge for a maximum of 4 seconds is started with the spark plug 15 (STEP 26), and the gas flow
ところが、稀にではあるが、点火プラグ15で火花放電を開始してから4秒が経過しても燃料ガスが着火しないことがある。この場合は、STEP29では「no」と判断して、燃料ガスの供給を一旦停止した後(STEP30)、2秒間だけ燃焼ファン12の目標回転速度を増加させることによってパージ運転を実施する(STEP31)。すなわち、燃焼ハウジング10内には着火しなかった燃料ガスが残っていると考えられるので、この燃料ガスを排出するために燃焼ファン12の目標回転速度を増加させるのである。尚、パージ運転の態様は、燃焼ファン12の目標回転速度を一定量(例えば毎分500回転)だけ増加させるようにしても良いし、予め設定しておいたパージ用の目標回転速度(例えば毎分3000回転)まで増加させるようにしてもよい。
However, although rarely, the fuel gas may not ignite even if 4 seconds elapse after the
そして、2秒間のパージ運転が終了したら、前述したSTEP25に戻って、再び補正後の点火用回転速度で燃焼ファン12を回転させながら、点火プラグ15で火花放電を開始して(STEP26)、点火用の燃料ガス供給量で燃料ガスを供給することによって(STEP27)、燃料ガスへの再点火を試みる。こうした動作を繰り返しているうちに、やがて燃料ガスが着火して、炎センサー16で炎が検知されるので(STEP28:yes)、風圧監視処理を停止して(STEP32)、図8の点火処理を終了した後、前述した給湯運転処理を開始する。尚、以上では、炎が検知されるまで(STEP28:yes)、パージ運転および再点火を繰り返すものとして説明したが、連続して一定回数(例えば4回)以上、点火に失敗した場合には、その旨の警告を出力して、運転を停止するようにしても良い。
When the purge operation for 2 seconds is completed, the process returns to STEP 25 described above, and spark discharge is started by the
ここで、熱源機1の爆発着火は、後述する特別な条件が成立した状態で、上述した点火処理で燃料ガスへの点火に失敗した場合に発生することが判明した。以下では、熱源機1で爆発着火が発生するメカニズムについて説明する。
Here, it has been found that the explosion ignition of the
B−4.爆発着火の発生メカニズム :
図9は、熱源機1で爆発着火が発生するメカニズムについての説明図である。図9には、上述した点火処理が実行されている時の、燃焼ハウジング10内の状態が概念的に示されている。尚、図9では図示が煩雑となることを避けるために、熱交換器13は図示が省略されている。
B-4. Generation mechanism of explosion ignition:
FIG. 9 is an explanatory diagram of a mechanism by which explosion ignition occurs in the
図9(a)は、燃焼ファン12を回転させて、点火プラグ15で火花放電しながら、ガス流量制御弁14を開いてバーナー11に燃料ガスを供給している状態を表している。燃焼ハウジング10内で斜線を付した部分は、バーナー11から流出した燃料ガスが存在する領域を表しており、白抜きの矢印は空気の流れを表している。点火プラグ15の周辺には燃料ガスと空気とが適切な比率で混じり合って混合気が形成されているので、通常であれば、点火プラグ15で火花放電することによって、図9(b)に示したようにバーナー11での燃焼が開始される。図9(b)中で斜線を付して示した矢印は、バーナー11での燃焼によって生じた燃焼排気の流れを表している。図示されるように燃焼排気は、排気ダクト30を通って屋外排出口30eから屋外に排出される。
FIG. 9A shows a state in which the fuel gas is supplied to the
ところが、前述したように、稀にではあるが、点火プラグ15で火花放電しても燃料ガスに点火できない場合がある。このような場合には、図8を用いて前述したように、燃焼ファン12の目標回転速度を増加させてパージ運転を実施することによって、燃焼ハウジング10に残った燃料ガスを屋外排出口30eから排出する(図8のSTEP31参照)。しかし、屋外排出口30eは屋外に開口しているので、風向きによっては屋外排出口30eが風圧を受けた状態となる。そして、屋外排出口30eが風圧を受けた状態では、パージ運転によって燃焼ハウジング10内の燃料ガスを排出しようとしても、風圧で押し戻されて燃料ガスを排出できない事態が起こり得る。図9(c)には、燃焼ファン12を回転させてパージ運転を行っているにも拘わらず、屋外排出口30eが風圧を受けているために、燃焼ハウジング10内の燃料ガスを排出できずにいる様子が概念的に示されている。また、屋外排出口30eが風圧を受けているために、燃焼ファン12を回転させても燃焼ハウジング10内に空気を送風できない状態は、いわば燃焼ファン12が空回りしている状態なので、ファンモーター12mの駆動電流値は小さく(従って、補正係数Hは大きく)なる。
However, as described above, in rare cases, the fuel gas may not be ignited even if the
もちろん、前述したように、点火処理(STEP20)の前には閉塞検知処理(STEP10)が行われており、屋外排出口30eが風圧を受けていれば、補正係数Hが第1基準値よりも大きくなるので(図7のSTEP14:no)、運転が停止される筈である(STEP15)。しかし、屋外の風向きは容易に変わり得るので、閉塞検知処理を行っている間は屋外排出口30eが風圧を受けていないにも拘わらず、点火処理が開始された時点では風向きが変わって屋外排出口30eが風圧を受けるようになってしまうことが起こり得る。従って、そのようなタイミングでたまたま点火に失敗すると、図9(c)に示したように、燃焼ハウジング10内の燃料ガスが排出されずに残ってしまう事態が起こり得る。そして、2秒間のパージ運転を終了して、再び点火プラグ15で火花放電を行って点火を試みると、燃焼ハウジング10内に残っていた燃料ガスが一気に着火して、図9(d)に示すように爆発着火が発生するものと考えられる。尚、図9(d)では、再点火を試みている時点でも屋外排出口30eが風圧を受けている状態で表示されているが、再点火を試みる時点では屋外排出口30eが風圧を受けていない場合でも、燃焼ハウジング10には燃料ガスが残っているので爆発着火が発生し得る。また、以上の説明では、点火プラグ15で火花放電を開始した時点で爆発着火が発生するものとして説明したが、火花放電を開始した時点では爆発着火が発生せずに、ガス流量制御弁14を開いて燃料ガスを供給した時点で爆発着火が発生することも起こり得る。
Of course, as described above, the blockage detection process (STEP 10) is performed before the ignition process (STEP 20), and if the
本願の発明は、以上のような爆発着火のメカニズムを解明することによって完成されたものであり、本実施例の制御部50は、点火処理(STEP20)に並行して、以下のような風圧監視処理を実行することによって、爆発着火の発生を回避している。
The invention of the present application has been completed by elucidating the mechanism of explosion ignition as described above, and the
B−5.風圧監視処理 :
図10は、爆発着火の発生を回避するために行われる風圧監視処理のフローチャートである。上述したようにこの処理は、閉塞検知処理の終了後に、点火処理と並行して実行される処理である。図示されるように、風圧監視処理を開始すると先ず始めに、燃焼ファン12の回転速度を検出する(STEP60)。図2を用いて前述したように、燃焼ファン12の回転速度は、ファンモーター12mに内蔵された回転速度センサー12sの出力に基づいて検出することができる。
B-5. Wind pressure monitoring process:
FIG. 10 is a flowchart of the wind pressure monitoring process performed to avoid the occurrence of explosion ignition. As described above, this process is a process executed in parallel with the ignition process after the end of the blockage detection process. As shown in the drawing, when the wind pressure monitoring process is started, first, the rotational speed of the
続いて、ファンモーター12mの駆動電流値を検出する(STEP61)。尚、駆動電流値を検出するに際しては、燃焼ファン12の回転速度が安定して定常状態になっていることを確認してから検出することが望ましい。その後、燃焼ファン12の回転速度と駆動電流値とに基づいて、補正係数Hを算出する(STEP62)。補正係数Hは、図5を用いて前述した方法を用いて算出する。
Subsequently, the drive current value of the
続いて、補正係数Hが所定の第2基準値以下か否かを判断する(STEP63)。ここで、第2基準値は、前述した閉塞検知処理の中で用いた第1基準値よりも大きな値に設定されている。仮に、屋外排出口30eが風圧を受けている場合には、風圧を受けていない場合よりも、補正係数Hが大きな値となる筈である。そこで、補正係数Hが所定の第2基準値以下であった場合は(STEP63:yes)、屋外排出口30eは風圧を受けていないと考えられるので、風圧監視処理を終了するか否かを判断する(STEP64)。図8を用いて前述したように、風圧監視処理と並行して行われている点火処理では、燃料ガスへの点火に成功して炎が検知されると(図8のSTEP28:yes)、風圧監視処理を停止するようになっている(STEP32)。そこで、風圧監視処理のSTEP64では、点火処理によって処理が停止されたか否かを判断し、処理が停止された場合には、STEP64では「yes」と判断して、図10の風圧監視処理を終了する。
Subsequently, it is determined whether or not the correction coefficient H is equal to or less than a predetermined second reference value (STEP 63). Here, the second reference value is set to a value larger than the first reference value used in the above-described blockage detection process. If the
これに対して、点火処理によって風圧監視処理が停止されていない場合は、点火処理が継続されているものと考えられるので、風圧監視処理も終了しないと判断する(STEP64:no)。そして、この場合は再び先頭に戻って、燃焼ファン12の回転速度を検出した後(STEP60)、上述した続く一連の処理を開始する。 On the other hand, when the wind pressure monitoring process is not stopped by the ignition process, it is considered that the ignition process is continued, so it is determined that the wind pressure monitoring process is not ended (STEP 64: no). In this case, the process returns to the top again, and after detecting the rotational speed of the combustion fan 12 (STEP 60), the above-described series of processes is started.
このように、風圧監視処理では、点火処理が行われている間は、屋外排出口30eが受ける風圧を監視している。そして、点火処理で炎が検知されて風圧監視処理が停止されるまでの間に、補正係数Hが第2基準値よりも大きくなった場合には(STEP63:no)、前述した閉塞検知処理(STEP10)を開始する。従って、風圧監視処理と並行して行われている点火処理で点火プラグ15の火花放電や、燃料ガスの供給が開始されていない場合には、点火プラグ15の火花放電や燃料ガスの供給を開始することなく、点火処理を終了して、図7の閉塞検知処理を開始する。また、既に、点火処理で点火プラグ15の火花放電や、燃料ガスの供給が開始されていた場合には、それら火花放電や燃料ガスの供給を中断して、図7の閉塞検知処理を開始する。
Thus, in the wind pressure monitoring process, the wind pressure received by the
こうすれば、点火処理中に屋外排出口30eが風圧を受けた場合には、点火処理を中止して閉塞検知処理に移行するので、図9(d)に示したように、燃焼ハウジング10内に燃料ガスが残った状態で点火することがなく、爆発着火の発生を回避することができる。また、再び閉塞検知処理を行うので、屋外での風向きが変わって風圧を受けなくなった場合には、正常に点火処理へ移行することができる。
In this way, when the
更に、燃焼ファン12を閉塞検知用回転速度で回転させている時点で屋外排出口30eが風圧を受けて、燃焼ハウジング10内の燃料ガスが排出できなかった場合には、補正係数Hが第1基準値よりも大きいと判断されて(STEP14:no)、熱源機1の運転が停止されるので、このような場合でも爆発着火の発生を回避することが可能となる。
Further, when the
加えて、爆発着火の発生を回避するためには、点火に失敗して燃焼ハウジング10に残った燃料ガスを、その後に続いて開始されるパージ運転(図8のSTEP31参照)で燃焼ハウジング10内から排出させることができれば十分である。従って、爆発着火の発生を回避するためには、ある程度の空気の供給量が確保できればよい。これに対して、閉塞検知処理では、続いて行われる給湯運転処理で最大火力が必要になった場合に備えて、最大供給量の空気を供給できるようにしておく必要がある。このようなことを踏まえて、本実施例では、風圧監視処理で用いる第2基準値は、閉塞検知処理で用いる第1基準値よりも大きな値に設定されている。このため、風圧監視処理では、不必要に点火処理を中止してしまい、閉塞検知処理からやり直す事態も防止することができる。
In addition, in order to avoid the occurrence of explosive ignition, the fuel gas remaining in the
以上、本実施例の熱源機1について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
Although the
例えば、上述した実施例では、駆動電流値に基づいて補正係数Hを算出し、補正係数Hが所定の第1基準値を超えた場合には、熱源機1の燃焼運転を停止し(図7参照)、補正係数Hが所定の第2基準値を超えた場合に、点火処理を終了して閉塞検知処理に移行する(図10参照)ものとして説明した。しかし、駆動電流値が小さくなる程、補正係数Hは大きくなる。従って、簡易的には、補正係数Hではなく駆動電流値に基づいて判断しても良い。すなわち、図7に示した閉塞検知処理では駆動電流値が所定の第1電流値よりも小さくなった場合に、熱源機1の燃焼運転を停止する。更に、図10に示した風圧監視処理では駆動電流値が所定の第2電流値よりも小さくなった場合に、点火処理を終了して閉塞検知処理に移行するものとしてもよい。また、このように、駆動電流値に基づいて判断する場合には、図10の風圧監視処理で用いる第2電流値は、図7の閉塞検知処理で用いる第1電流値よりも、小さな値に設定しておくことが望ましい。上述したように、爆発着火の発生を回避するためには、ある程度の空気の供給量が確保できればよいから、こうすれば、風圧監視処理で不必要に点火処理を中止してしまう事態を防止することができる。
For example, in the above-described embodiment, the correction coefficient H is calculated based on the drive current value, and when the correction coefficient H exceeds a predetermined first reference value, the combustion operation of the
また、閉塞検知処理で算出した補正係数Hと、風圧監視処理で算出した補正係数Hとを比較して、風圧監視処理での補正係数Hが閉塞検知処理での補正係数Hよりも所定値以上増加していた場合に、点火処理を中止して閉塞検知処理に移行するものとしてもよい。こうすれば、熱交換器13での閉塞の影響を排除することができるので、屋外排出口30eが受ける風圧を精度良く検出することができる。その結果、爆発着火の発生をより確実に回避することが可能となる。
Further, the correction coefficient H calculated in the blockage detection process is compared with the correction coefficient H calculated in the wind pressure monitoring process, and the correction coefficient H in the wind pressure monitoring process is equal to or greater than the correction coefficient H in the blockage detection process. When it has increased, it is good also as what interrupts an ignition process and transfers to a blockade detection process. By doing so, the influence of the blockage in the
また、上述した実施例では、熱源機1が室内に設置されているものとして説明したが、熱源機1の設置場所は室内に限られるものではなく、屋外に設置されていても構わない。
Moreover, although the
1…熱源機、 2…給水配管、 3…ガス配管、 4…給湯配管、
10…燃焼ハウジング、 10e…排出口、 11…バーナー、
12…燃焼ファン、 12m…ファンモーター、 12s…回転速度センサー、
13…熱交換器、 14…ガス流量制御弁、 15…点火プラグ、
16…炎センサー、 17…水流センサー、 30…排気ダクト、
30e…屋外排出口、 50…制御部、 50a…ガス供給量制御部、
50b…ガス供給量算出部、 50c…回転制御部、
50d…目標回転速度決定部、 50e…駆動電流値検出部
50f…補正係数決定部、 50g…点火部、 50h…炎検知部
50i…閉塞程度確認部、 50j…風圧監視部。
DESCRIPTION OF
10 ... Combustion housing, 10e ... Discharge port, 11 ... Burner,
12 ... Combustion fan, 12m ... Fan motor, 12s ... Rotational speed sensor,
13 ... Heat exchanger, 14 ... Gas flow control valve, 15 ... Spark plug,
16 ... Flame sensor, 17 ... Water flow sensor, 30 ... Exhaust duct,
30e: Outdoor outlet, 50: Control unit, 50a: Gas supply amount control unit,
50b: gas supply amount calculation unit, 50c: rotation control unit,
50d: Target rotational speed determination unit, 50e: Drive current
Claims (5)
前記排出口は、屋外に向けて開口する屋外排出口に前記燃焼排気を導く排気通路に接続されており、
前記制御部は、
前記燃焼ファンを駆動するファンモーターの駆動電流を制御することによって、前記燃焼ファンの回転速度を制御する回転制御手段と、
前記駆動電流の電流値である駆動電流値を検出する駆動電流値検出手段と、
前記点火プラグを用いて前記燃料ガスに点火するに先立って、前記回転制御手段を用いて前記燃焼ファンを所定の閉塞検知用回転速度で回転させておき、前記駆動電流値検出手段を用いて検出した前記駆動電流値に基づいて、前記燃焼排気が屋外に排気される経路の閉塞程度を検出し、該閉塞程度が所定の許容範囲を超えていた場合には、前記燃料ガスへの点火を中止する閉塞程度確認手段と、
前記閉塞程度が前記許容範囲内にあることが確認された後、前記炎センサーで前記燃料ガスの炎が検知されるまでの間は、前記燃焼ファンを所定の点火用回転速度で回転させておき、前記駆動電流値検出手段を用いて検出した前記駆動電流値に基づいて、前記屋外排出口が受ける風圧の程度を監視し、前記風圧の程度が所定の許容程度を越えた場合には、前記燃料ガスへの点火を中止する風圧監視手段と
を備えることを特徴とする熱源機。 A burner housed in a combustion housing for burning fuel gas, a combustion fan for allowing air to flow into the combustion housing by rotating outside the combustion housing, and a supply of the fuel gas to the burner are controlled A control valve; a spark plug for igniting the fuel gas supplied to the burner; a flame sensor for detecting a flame of the fuel gas; and combustion exhaust generated by combustion in the burner is discharged from the combustion housing to the outside. In the heat source machine installed indoors, with a discharge port that is connected to the flame sensor and a controller that controls the operation of the combustion fan, the control valve, and the spark plug connected to the flame sensor,
The exhaust port is connected to an exhaust passage that guides the combustion exhaust to an outdoor exhaust port that opens outward.
The controller is
A rotation control means for controlling a rotation speed of the combustion fan by controlling a drive current of a fan motor for driving the combustion fan;
Drive current value detecting means for detecting a drive current value which is a current value of the drive current;
Prior to igniting the fuel gas using the spark plug, the rotation control means is used to rotate the combustion fan at a predetermined rotation speed for blockage detection, and detection is performed using the drive current value detection means. Based on the drive current value, the degree of blockage of the path through which the combustion exhaust is exhausted outdoors is detected, and when the degree of blockage exceeds a predetermined allowable range, ignition of the fuel gas is stopped. Occlusion degree confirmation means to
After it is confirmed that the degree of blockage is within the allowable range, the combustion fan is rotated at a predetermined ignition rotational speed until the flame sensor detects the flame of the fuel gas. , Based on the drive current value detected using the drive current value detection means, monitoring the degree of wind pressure received by the outdoor outlet, and if the wind pressure exceeds a predetermined allowable level, And a wind pressure monitoring means for stopping ignition of the fuel gas.
前記風圧監視手段が前記許容程度の上限と判断することとなる前記駆動電流値は、前記閉塞程度確認手段が前記許容範囲の上限と判断することとなる前記駆動電流値よりも小さな値に設定されている
ことを特徴とする熱源機。 The heat source machine according to claim 1,
The drive current value that the wind pressure monitoring unit determines to be the upper limit of the allowable range is set to a value that is smaller than the drive current value that the blockage level confirmation unit determines to be the upper limit of the allowable range. A heat source machine characterized by
前記制御部は、
前記燃焼ファンを所定の回転速度で回転させた時の前記駆動電流値と、前記所定の回転速度で回転させるための標準の前記駆動電流値である標準駆動電流値とに基づいて、前記燃焼ファンの回転速度の補正係数を決定する補正係数決定手段と、
前記炎センサーで前記燃料ガスの炎が検知されている間は、前記バーナーに供給される前記燃料ガスの供給量と、前記補正係数とに基づいて、前記燃焼ファンの目標回転速度を決定する目標回転速度決定手段と
を備え、
前記閉塞程度確認手段は、前記燃焼ファンを前記閉塞検知用回転速度で回転させておき、前記補正係数決定手段から前記補正係数を取得して、該補正係数が所定の第1基準値を超えていた場合に、前記閉塞程度が前記許容範囲を超えるものとして前記燃料ガスへの点火を中止する手段であり、
前記風圧監視手段は、前記燃焼ファンを前記点火用回転速度で回転させておき、前記補正係数決定手段から前記補正係数を取得して、該補正係数が所定の第2基準値を超えていた場合に、前記風圧の程度が前記許容程度を超えるものとして前記燃料ガスへの点火を中止する手段であり、
前記第2基準値は、前記第1基準値よりも大きな値に設定されている
ことを特徴とする熱源機。 The heat source machine according to claim 1,
The controller is
The combustion fan based on the drive current value when the combustion fan is rotated at a predetermined rotation speed and a standard drive current value that is a standard drive current value for rotating the combustion fan at the predetermined rotation speed Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient of the rotation speed of
While the fuel gas flame is detected by the flame sensor, a target for determining a target rotational speed of the combustion fan based on the supply amount of the fuel gas supplied to the burner and the correction coefficient Rotation speed determining means, and
The blockage degree confirmation means rotates the combustion fan at the blockage detection rotation speed, acquires the correction coefficient from the correction coefficient determination means, and the correction coefficient exceeds a predetermined first reference value. The means for stopping the ignition of the fuel gas as the degree of blockage exceeds the allowable range,
The wind pressure monitoring means rotates the combustion fan at the ignition rotation speed, acquires the correction coefficient from the correction coefficient determination means, and the correction coefficient exceeds a predetermined second reference value. In addition, it is means for stopping the ignition of the fuel gas on the assumption that the degree of the wind pressure exceeds the allowable degree,
The second reference value is set to a value larger than the first reference value.
前記閉塞程度確認手段は、前記風圧監視手段によって前記燃料ガスへの点火が中止されると、前記燃焼ファンを前記閉塞検知用回転速度で回転させて、前記閉塞程度の検出を再開する
ことを特徴とする熱源機。 The heat source machine according to any one of claims 1 to 3,
The blockage degree confirmation means restarts detection of the blockage degree by rotating the combustion fan at the blockage detection rotation speed when ignition of the fuel gas is stopped by the wind pressure monitoring means. Heat source machine.
前記風圧監視手段は、前記風圧の程度が所定の許容程度を越えたと判断した時に、前記燃料ガスの供給を開始していない場合には、前記燃料ガスの供給を中止する
ことを特徴とする熱源機。 The heat source machine according to any one of claims 1 to 4,
The wind pressure monitoring means stops the fuel gas supply when the supply of the fuel gas is not started when it is determined that the level of the wind pressure exceeds a predetermined allowable level. Machine.
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