JP3166001B2

JP3166001B2 - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JP3166001B2
Application number: JP27319996A
Authority: JP
Inventors: 隆小成; 義文内▲勢▼
Original assignee: 阪神エレクトリック株式会社
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-10-16
Also published as: JPH10122562A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス給湯機等の燃焼
機器を制御する燃焼制御装置に関し、特に、燃焼部に対
しその時々の燃焼量に応じた最適空気量を強制送気する
ファンの回転を適切に制御するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような燃焼機器の制御は、主たる
燃焼制御回路に昨今ではマイクロコンピュータ（以下、
単にマイコンと略記）を用いて行なわれることが多い
が、燃焼部に対しその時々の燃焼量に見合った最適空気
量を強制送気するため、従来採られていた代表的な手法
は、ファンの回転数をその時々の燃焼量に適当として予
め定められている設定回転数に維持するべく、ファンモ
ータに供給する駆動電圧を帰還制御するフィードバック
制御である。

【０００３】例えば、燃焼機器がガス給湯機であるよう
な場合、使用者が蛇口等を開くことで通水が生ずると通
水センサ等によりそれが検出され、着火装置によりバー
ナに着火される。燃焼部であるバーナには燃料流量制御
機構の一部をなす燃料流量制御弁（一般に燃料種がガス
である場合にはガス比例弁等と呼ばれる）を介して燃料
が供給されるが、燃焼開始後、例えば使用者の設定する
給湯温度等の要求データに応じ、その時々で必要となる
燃焼量に見合った燃料流量となるよう、燃焼制御回路30
は燃料流量制御弁の弁開度を制御し、これにより適度に
加熱された熱交換器を介して水道から供給された水は加
温され、使用者の望みの温度となって給湯される。実際
にはこの給湯温制御に関してもフィードバック制御が採
用されるが、このことは本発明による改良の対象事項で
はないため、説明を省く。

【０００４】しかるに、バーナでの燃焼時には、当該バ
ーナに対しその時々の燃焼量に適当な空気量を安定に送
給するため、燃焼制御回路はファンを駆動するファンモ
ータに対し、その時々の燃焼量に応じて予め決定してあ
る設定回転数が得られるであろう駆動電圧を印加し、そ
の一方でその時々の実際のファンモータ回転数を回転数
センサを介して取り込む。こうして、燃焼制御回路では
その時々の設定回転数と取り込んだ実際の回転数とを比
較し、その値に所定の大きさ以上の差が生じた場合には
これを補正すべく、ファンモータ駆動電圧の大きさを制
御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の燃
焼機器は、燃焼部等の主たる構成部分が適当なるハウジ
ングに収められ、当該ハウジングの機壁には開口位置及
び開口面積が固定となった定型の排気口が設けられる
か、あるいは給湯機の設置個所の各々の事情に対し臨機
応変に対処し得るよう、所定の断面積範囲で所定の長さ
範囲まで許された排気管（不定型排気口）が接続され
る。ところが、燃焼機器を設置した当初は正しく施工さ
れていても、経年変化や周りの環境の変化により、機器
に備え付けの定型排気口とか排気管を接続した不定型排
気口が閉塞傾向になることがある。さらに、排気管系に
問題はなくとも、設置個所の大気圧条件に問題があり、
例えば高地（低気圧地）に設置された結果、ファンに供
給される空気量がそもそも少ないという状況に置かれる
こともある。こうした場合、従前のようにファンモータ
回転数をその時々の燃焼量に応じて予め設定された設定
回転数に常に保つように作用するフィードバック制御で
は不具合を生ずることがある。

【０００６】例えば、定型排気口であるにしろ不定型排
気口であるにしろ、当該排気口を含む排気系に詰まり等
により閉塞状況が発生するとファンの駆動空気量は少な
くなるため、ファンモータの負荷はむしろ軽くなって、
排気系が正常な場合に比し、同じ駆動電力でもファンモ
ータの回転数は上昇しようとする。高地に設置された場
合も同様である。このような場合、ファンモータの「回
転数」に着目しての上述した従来のフィードバック制御
では、上昇しようとするファンモータ回転数を所定の回
転数変動範囲内に抑え込むように機能し、実質的にファ
ンモータの回転数を低下させてしまう。ところが、排気
系が閉塞傾向になったときとか、高地に設置されている
ような状況下では、ファンモータは不足しがちな送給空
気量を補うために、むしろより高い回転数で回転せねば
ならない。送給空気量の不足はもちろん、燃焼効率や排
気ガスの汚れを招くことになる。

【０００７】一方、例えば排気管に折損や錆の発生によ
る開口が生じたとか、寒冷地に設置されているような状
況下では、ファンが駆動すべき空気量が多くなるので、
ファンモータは負荷が重くなってその回転数が低下傾向
になるが、やはりファンモータの回転数に着目しての従
来のフィードバック制御では、このように低下しようと
するファンモータ回転数を上昇させるために単純に駆動
電圧を高めようとするため、それでなくても大きくなっ
ているファンモータ駆動電力を結果としてさらに大きく
するように働くので無駄な電力消費を生む。もちろん、
このように電圧も電流も共に大きい過大負荷状態が長く
続くと、ファンモータの焼損に至ったりする恐れもあ
る。

【０００８】そこで、本出願人においても、特開平8-15
2132号公報に認められる通り、ファンモータの回転数で
はなく、ファンモータに実際に流れている電流に着目
し、これが常に一定になるように駆動電圧の方をフィー
ドバック制御する手法を提案した。すなわち、駆動空気
量が減少したときにはファンモータへの供給電流を一定
に保つように駆動電圧を高め、駆動空気量が増したとき
には駆動電圧を低めることでやはり供給電流は一定に保
つべく図るのである。

【０００９】しかし、この手法でも、必要以上に送給空
気量を増してしまったり、不足させてしまったりする恐
れが皆無ではなく、また、常にファンモータへの供給電
流を一定とすることを考えているので、結果として消費
電力を無駄に増やしてしまうこともあった。

【００１０】本発明はこのような実情に鑑み、排気系が
閉塞傾向になるとか開放傾向になったりしても、あるい
はまた、高地に設置されたり寒冷地に設置されたり等、
いずれにしろ設計仕様での正規ないし標準状態から外れ
るような稼働状況下でも、無駄な電力消費を抑えながら
燃焼部に対しできるだけ適当な量の空気量を送給し続
け、燃焼を安全に継続させ得る燃焼制御装置を提供せん
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、燃焼部において要求されるその時々の燃焼量
に適当な空気量を強制送気するため、当該強制送気用の
ファンを回転駆動するファンモータの制御機能を有する
燃焼制御装置として、ファンモータで消費される「電
力」に着目し、ファンモータに印加する駆動電力に関
し、記憶部に記憶されている設定駆動電力データ群の中
からその時々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応付
けられている設定駆動電力値を読み出し、ファンモータ
に実際に印加されている印加電圧と実際に流れている電
流の大きさとを検出し、これら検出した電圧、電流値か
ら当該ファンモータで実際に消費されている実消費電力
を求めて設定駆動電力値と比較し、実消費電力が設定駆
動電力値となるように、ファンモータに印加する直流電
源の出力電力を制御する燃焼制御回路を有する燃焼制御
装置を提案する。

【００１２】このような基本構成の下に、本発明ではま
た下位の態様として、燃焼制御回路は実消費電力と設定
駆動電力値との間に所定値以上の差が生じたとき、燃焼
部における燃焼量を低下させるか、あるいはまた燃焼を
停止する燃焼制御装置も提案する。後者の場合には、前
者の場合に比し、所定値を大きく採る（許容範囲を大き
くする）のが普通である。もちろん、前者の場合には燃
焼を停止する程不具合のある状況下ではない場合に、燃
焼効率や排気ガスの悪化を防ぎながら利用者による機器
継続使用の便を図る上で有効であるし、後者の場合には
送給空気量に関し許容し切れない状況の発生を未然に防
ぎ、安全を確保する上で有効である。

【００１３】従ってこれを逆に言えば、許容範囲を二つ
の範囲に分け、比較的誤差の少ない場合、つまり実消費
電力と設定駆動電力値との間に所定値以上の差が生じた
にしてもこの差が特定値以下または特定値未満の範囲内
であれば燃焼制御回路は燃焼部における燃焼量を低下さ
せ、そうではなくこの差が大きくて当該特定値を越える
かそれ以上となれば燃焼制御回路が燃焼部における燃焼
を停止する燃焼制御装置も提案することができる。

【００１４】さらに、冒頭に述べたように、燃焼機器が
ガス給湯機であるような場合、燃焼部には給水を加温す
る熱交換器が備えられているが、昨今では既存のもので
も燃焼制御回路は当該熱交換器への給水量の増減に応じ
て燃焼部における燃焼量を増減するように構成されてい
るものが多い。従ってこの公知構成を本発明においても
併せて採用するならば、上記のように実消費電力と設定
駆動電力値との間に所定値以上の差が生じたとき、燃焼
制御回路は熱交換器に供給する給水量を低下させる構成
によっても利用者の便を図ることができる。当然、これ
も公知既存の装置に見られるように、燃焼制御回路が熱
交換器への給水量が零（ほぼ零を含む）になると燃焼部
における燃焼を停止するように構成されているならば、
本発明においてもまた、実消費電力と設定駆動電力値と
の間に所定値以上の差が生じたとき、燃焼制御回路が熱
交換器への給水を止めるように構成することでも燃焼の
停止を図ることができ、安全を確保することができる。
もちろん、これら両者は組み合せることができ、実消費
電力と設定駆動電力値との間に所定値以上の差が生じた
とき、この差が特定値以下または特定値未満の範囲内で
あれば燃焼制御回路は熱交換器に供給する給水量を低下
させ、特定値を越えるかそれ以上となれば熱交換器への
給水を止める燃焼制御装置も提案することができる。

【００１５】そして、上記したいずれの場合にも、燃焼
制御回路は実消費電力と設定駆動電力値との間に所定値
以上の差が生じたとき、警報装置を稼働させるように構
成されていても良い。これに関し、差の範囲を既述のよ
うに特定値を境にして二つに分けるときには、比較的小
さな差である第一の範囲に属するときと許容できない大
きな差の第二の範囲に入ったとき（特定値以上となるか
特定値を越えたとき）とで警報の態様を変えても良い
し、第二の範囲に入ったときにのみ、警報を発するよう
にしても良い。

【００１６】本発明ではまた、本燃焼制御装置を搭載す
る燃焼機器が変わる等によってファンモータないしはフ
ァン形状が異なる結果、その時々の要求燃焼量に対応す
る送給空気量を得るにもファンモータでの消費電力が異
なるような場合にも、本装置のハードウエア部分はなる
べく共通使用できるようにとの配慮から、上述した記憶
部には複数組の設定駆動電力データ群が格納されてお
り、設定操作部の選択的な操作により、それら複数組の
設定駆動電力データ群の中の一組を選択して用いること
を特徴とする燃焼制御装置も提案する。ここで、設定操
作部の具体的な構成ないし形態とその操作方法は種々任
意に採ることができ、例えばスイッチの切換え操作でも
良いし、燃焼制御回路がマイコンを含んで構成されてい
る場合にはそれに対しての適当なるデジタルデータの入
力によっても良い。最近のガス給湯機等ではリモートコ
ントローラ（以下、リモコンと略記）を有し、これに使
用者が操作する種々のスイッチ類が備えられているもの
も多くあるので、そうした場合には、当該リモコンに備
え付けの適当なるスイッチを特殊な操作手順で操作する
か、あるいは特定の専用スイッチの操作等により、複数
組の設定駆動電力データ群の中から一つを選択するよう
にしても良い。

【００１７】ただし、複数組の設定駆動電力データ群を
記憶させておくのに代えて、基本的な設定駆動電力デー
タ群は一組のみ格納しておき、記憶部には一つまたは複
数の補正データを格納しておき、設定操作部の操作によ
り、用いるファンモータないしファンに応じ、当該一つ
の補正データまたは複数の補正データの中の一つの補正
データを選択し、選択した補正データを記憶部から読み
出したその時々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応
付けられている設定駆動電力値に加味して補正済の設定
駆動電力値とし、この補正済の設定駆動電力値を実消費
電力と比較する設定駆動電力値として用い得るようにす
ることもできる。なお、補正値を加味するということ
は、当然のことながら、適当なる四則演算を含む概念で
ある。

【００１８】この考えは、記憶部に格納されている設定
駆動電力データ群に対してではなくて、ファンモータか
ら実際に得られる実消費電力の方に対し、用いているフ
ァンモータないしファンに応じて適当なる補正を掛ける
というように変えることができ、これによっても実質的
に同じ効果が得られる。従って本発明では、記憶部には
一つまたは複数の補正データを格納しておき、設定操作
部の選択的な操作により、それら一つの補正データまた
は複数の補正データの中の一つの補正データを選択し、
選択した補正データを実消費電力に加味して補正済の実
消費電力とし、補正済の実消費電力を設定駆動電力値と
比較する実消費電力として用い得る燃焼制御装置も提案
する。この場合にももちろん、補正値の選択のための操
作態様は任意である。

【００１９】なお、先に少し述べたように、燃焼制御回
路は、昨今の技術事情においてはマイコンを含んで構成
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】予め述べておくと、燃焼部に対し
燃焼量に応じた空気量をファンによって強制送気するタ
イプの燃焼機器であれば、その燃焼制御装置に本発明を
なべて適用することができるし、燃料種等ももとより任
意で、ガスに限るものではないが、図１に示されている
本願発明の望ましい一実施形態においては、本願発明の
適用された燃焼機器は、ファンによって燃焼部に対し空
気が強制送気されるガス給湯機用であることを想定して
いる。従って、本図には示していなくとも、公知既存の
この種のガス給湯機に既に搭載されている各種の装置、
部材やそれらを用いての種々の機能は、本願発明装置を
搭載したガス給湯機においても同様に採用することがで
きる。

【００２１】本実施形態における燃焼制御回路30はマイ
コンにより構成されていて、図示しない燃焼部ないしバ
ーナにて燃焼が生じているとき、予め記憶部34に格納し
てあるファンモータ21の設定駆動電力データ群の中から
その時々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応付けら
れている設定駆動電力値を読み出す。ここで、当該記憶
部34は、マイコンに付属の、ないし外付けの、一般にＲ
ＯＭと略称される読み出し専用メモリの形態を採ること
ができ、また、設定駆動電力データ群中の各々の設定駆
動電力値は、要求燃焼量の各々との相関関係になるの
で、一般に「相関マップ」と呼ばれる形態で記憶部34に
格納される。

【００２２】燃焼制御回路30は、その時々の燃焼量に応
じて記憶部34から読み出した対応する設定駆動電力値に
等しい電力がファンモータ21に供給されるように、比較
演算回路31を介して定電力駆動回路32に対しその旨の駆
動電力データを送信する。この送信データは、例えばデ
ューティ比可変の電圧パルス信号の形態を採ることがで
き、その時々の燃焼量に応じたその時々の設定駆動電力
値ごとにそれぞれ所定のデューティ比に設定されてい
る。そのため、定電力駆動回路32は、受信データのデュ
ーティ比に応じた周期でスイッチングトランジスタ12を
オンオフし、これによりファンモータ駆動用直流電源11
からの電流はパワートランジスタ13がオンとなっている
ときに平滑回路14中のコンデンサに流れ込み、オフとな
っているときに流出するので、時間軸上の平均電力値で
見ると、ファンモータ21に供給される駆動電力も受信デ
ータのデューティ比に応じた対応する大きさとなる。な
お、以降の各回路に関してそうであるが、マイコン30に
て実質的に実現できる回路と外付けの回路との間に必要
に応じて挿入されるインタフェイスは図示を省略してい
る。当業者であれば任意必要なインタフェイスを用いる
ことができる。

【００２３】上記の一方で、ファンモータ21にその時々
で実際に印加されている電圧は電圧検出回路15にて検出
され、同じく実際にファンモータ21に流れている電流の
大きさは電流検出回路16により検出されてそれぞれ実電
力値求値回路33に送られ、ここで一般には単純な掛算処
理により、その時々でファンモータ21にて実際に消費さ
れている実消費電力が求められ、比較演算回路31に入力
される。

【００２４】電圧検出回路15や電流検出回路16は公知既
存の回路技術に従い簡単な回路構成で実現できる。例え
ば前者はファンモータ21に並列に高抵抗を二つ直列に接
続することで構成でき、その分圧点電圧を実電力値求値
回路33にて測定することで既知の分圧比から実際のファ
ンモータ両端電圧を求値することができる。後者も、例
えばファンモータ21の駆動電力線路に直列に挿入された
一本の低抵抗によって構成でき、その抵抗の両端電圧を
実電力値求値回路33に取り込み、当該回路33にて当該両
端電圧を当該抵抗の抵抗値で割ることによって簡単に求
めることができる。これらの値をアナログ的に、ないし
デジタル変換した後に掛算すれば、ファンモータ21にお
ける実消費電力が求められる。この値は比較回路31に入
力され、燃焼制御回路30によりその時々で指示されてい
る設定駆動電力値と比較されて、これら両者の間に差が
生じた場合には定電力駆動回路32ではこれを補い、直流
電源11の出力電力、すなわち実際にファンモータ21に供
給される駆動電力の大きさが燃焼制御回路30により指令
される設定駆動電力値になるように、スイッチングトラ
ンジスタ12のオンオフに関するデューティ比を可変制御
する。

【００２５】このように、本発明では、従来のようにフ
ァンモータの回転数を常に一定に制御するべくフィード
バック制御するのではなくて、ファンモータ21に供給す
る電力の大きさを燃焼制御回路30により指令されるその
時々の設定電力値に保つべくフィードバック制御するの
で、実働条件に即した最も理想に近いファンモータ制御
が可能となり、排気系の閉塞や開放に強い送気系を構成
できる。

【００２６】すなわち、定型排気口や不定型排気口に詰
まり等が生じ、閉塞傾向となって来るとか、高地に設置
された場合、ファンの負荷は既述のようにむしろ軽くな
るのでファンモータ21の回転数が上がり、一方で実際に
ファンモータに流れる電流の大きさは低減しようとする
が、こうした場合、従来の制御態様に認められるよう
に、ファンモータの回転数にのみ着目している結果、当
該回転数を設定回転数にまで下げようとフィードバック
制御してしまう（当然、駆動電力もより低めてしまう）
手法の場合には送気量不足を生ずることがあった。ま
た、これを改善するべく本出願人が既に提案した既掲の
公報に認められるように、ファンモータ供給電流値を一
定制御する手法でも、やはり電流値にのみ着目している
ので、今度は駆動電力を上げ過ぎる場合があり、送給空
気量が逆に過剰になる場合があった。これに対し、本発
明ではファンモータ21での消費電力に着目しているの
で、こうした場合には駆動電流のみならず駆動電圧をも
踏まえて、低下傾向となるファンモータ21の駆動電力の
大きさを設定電力値にまで押し上げるように帰還制御す
るため、電力にそれ以上の無駄を生むことなく、ファン
回転数は適当なる回転数にまで上がるようになる。従っ
て、排気系が閉塞傾向になったときとか高地に設置され
た場合にはファン回転数を上げた方が良いという要求に
適うものとなり、燃焼部に対し必要にして十分な空気量
を過不足なく送給できる。

【００２７】もちろん、排気口が破損するとか錆の発生
等により排気開口面積が実効的に大きくなるとか、寒冷
地に設置される等してファンの負荷が重くなったときに
も、本発明に従う制御態様は望ましい結果を導き得る。
従来の回転数一定制御の下では低下傾向に入るファンの
回転数を強引に上昇させるため、ファンモータ21に供給
する駆動電力の値も結果として相当に大きくしてしまっ
て送給空気量を過剰にし、定電流制御手法では逆に低下
させ過ぎて送給空気量不足を生ずることがあったが、本
発明の場合には実際の消費電力に鑑みての制御となって
いるので、ファンの回転数は適当な程度にまで低下さ
せ、無駄な電力消費を伴わず、過不足のない送給空気量
を得ることができる。

【００２８】しかし、如何なる補正にも補正可能な所定
の範囲が存在し、にもかかわらず排気系の閉塞状況や開
放状況が補正不能な程度になることも考えられる。そこ
で本発明のこの実施形態においては、比較演算回路31に
おける比較演算の結果、ファンモータ21の実消費電力と
燃焼制御回路30の指示するその時々の設定電力値との間
に所定値以上の差（例えばこの所定値は定電力駆動回路
32により補正可能な範囲の最大値とすることができる）
が生じた場合、まず、この差が当該所定値以上であって
もそれより大きい特定の値以下ないし未満であった場合
には、燃焼制御回路30ないしそれに含まれる比較演算回
路31は燃焼部における燃焼量を低下させる。この実施形
態では燃焼機器はガス給湯機であるので、燃焼制御回路
30はこの種のガス給湯機に通常備えられている燃焼制御
機構20中の燃料流量制御機構22に作用し、例えば当該燃
料流量制御機構22に含まれる構成要素の一つである流量
制御弁（既掲のガス比例弁）を絞って燃焼部への燃料供
給量を制限し、あるいはまた設定給湯温を自動的に低下
させることによって燃焼量を実効的に低下させる。こう
すれば、仮に補正不能な範囲において送給空気量が不足
しても、少なくとも燃焼効率や排気ガスの悪化を防ぎな
がら安全な燃焼状態を確保でき、かつ、使用者に対し直
ちに給湯機の使用を止める等の不便を与えずに対処でき
る。

【００２９】また、昨今のガス給湯機では、燃焼制御回
路30は熱交換器への給水量の増減に応じて燃焼部におけ
る燃焼量を増減するように構成されているものが多いの
で、この機能を利用し、上記のように実消費電力と設定
駆動電力値との間に所定値以上であるが特定値以下ない
し未満の差が生じたとき、燃焼制御回路30は燃焼制御機
構系20中の給水量制御機構23、特にその中の水量弁に作
用し、熱交換器に供給する給水量を低下させる構成によ
っても、機器の継続使用という利用者の便を図りながら
の安全な燃焼状態を確保できる。

【００３０】しかし、ファンモータ21の実消費電力と燃
焼制御回路30の指示するその時々の設定電力値との間の
差が当該特定値を越えるかそれ以上となった場合には、
燃焼機器使用の許容範囲を越えるものとし、燃焼制御回
路30ないしそれに含まれる比較演算回路31は燃焼部への
燃料供給を停止して燃焼を強制停止するのが良い。図示
実施形態の場合には比較演算回路31は既述の燃料流量制
御機構22中の流量制御弁か、または元電磁弁等に作用
し、燃焼部に対する燃料供給を停止する。最近のガス給
湯機では、給水量が零（既述のようにほぼ零を含む）に
なると自動的に燃焼部での燃焼を停止させるものもある
ので、そのような機種に本発明を搭載する場合にはこの
機能を利用し、給水量制御機構23中に含まれる水量弁ま
たは流路開閉弁に作用し、給水量を零とすることで間接
的に燃焼を停止させても良い。

【００３１】そして、実消費電力と設定駆動電力値との
間の所定値以上の差に関し、その大きさを既述のように
特定値を境にして二つに分けるときには、比較的小さな
差である第一の範囲に属するときと異なり、最早継続使
用を許容できない大きな差と看做すべき第二の範囲に入
ったときには、燃焼制御回路30ないしその中の比較演算
回路31は警報装置17に作用し、警報を発するようにする
と良い。

【００３２】警報装置17としてはブザー等の可聴音発生
装置が一般的であるが、一般にこの種の燃焼機器には燃
焼制御回路30に連絡したリモコン（図示せず）も結合し
ていることが多く、これには普通、種々の情報表示部も
設けられているので、上述の警報信号により稼働する警
報装置17としては、このような情報表示部を併用するこ
ともでき、当該情報表示部において例えば異常が生じた
のでサービスマンを呼ぶ旨の文字表示や絵表示をなすよ
うに構成することもできる。

【００３３】ただしもちろん、実消費電力と設定駆動電
力値との間の差が上述の第一の範囲（所定値以上である
が特定値以下ないし未満）にあるときにも警報ないし警
告を発するような構成としても良く、その場合には既述
の第二の範囲に入ったときに発する警報と音を変えると
か発光表示や文字表示のみに留めるとか、いずれにして
も何か区別の付く態様とするのが望ましいし、そうでな
く、実消費電力と設定駆動電力値との間の差が第一の範
囲に入った段階（所定値以上となった段階）で警報を発
し、以降、第二の範囲に入ってもそれを継続するように
しても良い。

【００３４】もっとも、実消費電力と設定駆動電力値と
の間の補正可能範囲を逸脱した差に関し、特に二つの領
域に分けず、単に実消費電力と設定駆動電力値との間に
所定値以上の差が生じたとき、燃焼部における燃焼量を
低下させるか、あるいはまた燃焼を停止する構成として
も良い。この際にも、燃焼制御回路30ないしその中の比
較演算回路31が燃料流量制御機構22中の流量制御弁に作
用して燃料流量を直接に絞るか遮断する構成を採り得る
ことはもちろん、機種によっては給水量制御機構23中の
水量弁や流路開閉弁に作用し、水量を絞るか止めること
で間接的に燃焼量を低減するか燃焼を停止させることが
できる。

【００３５】なお、このような異常状態の認識やそれに
伴う警報発令に関しては、必ずしもファンモータ実消費
電力に鑑みてではなくても良い。すなわち、ファンモー
タ21に印加されている実際の電圧または実際の電流がそ
の時々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応付けられ
ている設定電圧ないし設定電流に対し所定値以上の差を
生じたとき、燃焼制御回路30ないし比較演算回路31は既
に述べたような手法により燃焼部における燃焼量を低下
させるか、燃焼を停止するように構成することができる
し、従ってまた、この電圧または電流に関しての所定値
以上の差についても、特定値を挟んで二つの範囲に分
け、この所定値以上の差が特定値以下または特定値未満
の範囲内にあれば燃焼部における燃焼量を低下させ、特
定値を越えるかそれ以上となれば燃焼部における燃焼を
停止するように構成することができる。当然、警報発令
に関しても、所定値を越えるか、あるいはまた特定値を
越えた場合に、燃焼制御回路30ないし比較演算回路31は
警報装置17に作用し、既述したような警告ないし警報を
発することができる。ただ、このように電圧または電流
に関してのみ異常検出をなすときには、相関マップはそ
れぞれの燃焼量ごとに各々電圧値と電流値の対として所
要の電力値を表示するようになっていて良く、そうした
対を読み出すことで比較演算回路31はその時々の設定駆
動電力値を求めるようになっていて良い。

【００３６】本発明ではまた、本燃焼制御装置を搭載す
る燃焼機器が変わる等によってファンモータ21ないしは
ファン形状が異なる結果、その時々の要求燃焼量に対応
する送給空気量を得るにもファンモータ21での消費電力
が異なるような場合にも、本装置のハードウエア部分は
なるべく共通使用できるようにとの配慮から、次のよう
な構成も提案する。まず一つの構成として、記憶部34に
は既述した「相関マップ」を復数組格納しておく。そし
て、搭載した燃焼機器の如何に応じ、ないし用いるファ
ンモータあるいはファンの規格に応じ、対応する相関マ
ップを選んでそれを用いる。この選択操作は設定操作部
35の選択的な操作により比較演算回路31に指令を与え、
記憶部34から選び出すべき相関マップを決定させること
でなすことができる。設定操作部35の具体的な構成ない
し形態とその操作方法は種々任意に採ることができ、例
えばスイッチの切換え操作でも良いし、図示のように燃
焼制御回路30がマイコンを含んで構成されている場合に
はそれに対しての適当なるデジタルデータの入力によっ
ても良い。最近のガス給湯機等では既述のようにリモコ
ンを有し、これに使用者が操作する種々のスイッチ類が
備えられているものも多くあるので、そうした場合には
当該リモコンに備え付けの適当なるスイッチを特殊な操
作手順で操作するか、あるいは特定の専用スイッチの操
作等により、複数組の設定駆動電力データ群（相関マッ
プ）の中から一つを選択するようにしても良い。

【００３７】もう一つの手法は、複数組の設定駆動電力
データ群（相関マップ）を記憶させておくのに代えて、
記憶部34には基本的な相関マップを一組のみ格納してお
き、ただし一つまたは複数の補正データをも格納してお
いて、設定操作部35の操作により、用いるファンモータ
ないしファンに応じ、当該一つの補正データまたは複数
の補正データの中の一つの補正データを選択し、選択し
た補正データを記憶部34から読み出したその時々の燃焼
量ごとにそれぞれ適当として対応付けられている設定駆
動電力値に加味して補正済の設定駆動電力値とし、この
補正済の設定駆動電力値を比較演算回路31にて実電力値
求値回路33から得られる実消費電力と比較する設定駆動
電力値として用いるという手法である。なお、補正値を
加味するということは、当然のことながら、適当なる四
則演算を含む概念である。

【００３８】さらに、記憶部34に格納されている相関マ
ップに対する補正ではなく、ファンモータ21から実際に
得られる実消費電力の方に、用いているファンモータ21
ないしファンに応じ適当なる補正を掛けるということで
も実質的に同じ効果が得られる。この場合には当然、記
憶部34に格納しておく一つまたは複数の補正データは当
該実消費電力に関しての補正データとなり、設定操作部
35の選択的な操作により、用いているファンモータ21な
いしファンに応じそれら一つの補正データまたは複数の
補正データの中の一つの補正データを選択し、選択した
補正データを実電力値求値回路33から得られる実消費電
力に加味して補正済の実消費電力とし、当該補正済の実
消費電力を比較演算回路31にて設定駆動電力値と比較す
る実消費電力として用いる。この場合にももちろん、補
正値の選択のために使用者ないし設置者がなすべき操作
態様自体は任意である。

【００３９】以上、本発明の望ましい実施形態に即し詳
記したが、本発明の要旨構成に即する限り、任意の改変
は自由である。燃焼制御回路30に含まれている図示の回
路の全てを実質的にマイコンによって構成して良いこと
はもちろん、一部ないし全てをそれぞれ専用のハードウ
エアに変更することも可能ではある。直流電源11の出力
を制御する回路についても図示の構成は単なる一例であ
って、任意の構成を採用することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によると、燃焼部に対する強制送
気型の燃焼機器において、排気系に何等かの異常が生じ
ても無駄な電力消費を極力抑えながらできるだけ安全な
燃焼を図るためにファンモータ21の回転数を効果的に可
変制御でき、従来のように常に設定回転数に保とうとす
るフィードバック制御や常に供給電流を一定に保とうと
するフィードバック制御の持つ不具合を解消ないし緩和
できる。

【００４１】また、本発明ではファンモータ21の駆動電
力に関するフィードバック制御であるので、ファンモー
タの電圧も電流も共に監視するため、例えばファンモー
タの断線故障や短絡故障等、ファンモータの異常状態
も、ファンモータ回転数センサ等、専用のセンサを特に
は必要とすることなく検出することができる。この間接
的な効果もなかなかに大きなものであり、当該センサや
その検出信号をマイコンが理解可能な電気信号に変換す
るための変換回路、例えばホール素子を含む変換回路等
は不要になるので、ファンモータ構造部分や周辺回路が
簡素化し、結局は燃焼機器全体が低廉化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された燃焼制御装置の一実
施形態の概略構成図である。

【符号の説明】

11 直流電源， 12 スイッチングトランジスタ， 13 パワートランジスタ， 14 平滑回路， 15 電圧検出回路， 16 電流検出回路， 17 警報装置， 20 燃焼制御機構系， 21 ファンモータ， 22 燃料流量制御機構， 23 給水量制御機構， 30 燃焼制御回路ないしマイコン， 31 比較演算回路， 32 定電力駆動回路， 33 実電力求値回路， 34 記憶部， 35 設定操作部．

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−305837（ＪＰ，Ａ) 特開平８−152132（ＪＰ，Ａ) 特開平５−256439（ＪＰ，Ａ) 実開平２−45344（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 3/08 F23N 5/24 104

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼部において要求されるその時々の燃
焼量に適当な空気量を強制送気するため、該強制送気用
のファンを回転駆動するファンモータの制御機能を有す
る燃焼制御装置であって；該ファンモータに印加する駆動電力に関し、記憶部に記
憶されている設定駆動電力データ群の中から上記その時
々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応付けられてい
る設定駆動電力値を読み出し、該ファンモータに実際に
印加されている印加電圧と該ファンモータに実際に流れ
ている電流の大きさとを検出し、これら検出した電圧、
電流値から該ファンモータで実際に消費されている実消
費電力を求めて該設定駆動電力値と比較し、該実消費電
力が該設定駆動電力値となるように、該ファンモータに
印加する直流電源の出力電力を制御する燃焼制御回路を
有すること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項２】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼制御回路は、上記実消費電力と上記設定駆動電
力値との間に所定値以上の差が生じたとき、上記燃焼部
における燃焼量を低下させること；を特徴とする燃焼制
御装置。
【請求項３】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼制御回路は、上記実消費電力と上記設定駆動電
力値との間に所定値以上の差が生じたとき、上記燃焼部
における燃焼を停止すること；を特徴とする燃焼制御装
置。
【請求項４】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼制御回路は、上記実消費電力と上記設定駆動電
力値との間に所定値以上の差が生じたとき、該差が特定
値以下または特定値未満の範囲内であれば上記燃焼部に
おける燃焼量を低下させ、該差が該特定値を越えるかそ
れ以上となれば上記燃焼部における燃焼を停止するこ
と；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項５】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼部には給水を加温する熱交換器が備えられ；上
記燃焼制御回路は該熱交換器への給水量の増減に応じて
該燃焼部における燃焼量を増減するように構成されてい
ると共に；上記実消費電力と上記設定駆動電力値との間
に所定値以上の差が生じたとき、該燃焼制御回路は上記
熱交換器に供給する給水量を低下させること；を特徴と
する燃焼制御装置。
【請求項６】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼部には給水を加温する熱交換器が備えられ；上
記燃焼制御回路は該熱交換器への給水量が零になると該
燃焼部における燃焼を停止するように構成されていると
共に；上記実消費電力と上記設定駆動電力値との間に所
定値以上の差が生じたとき、該燃焼制御回路は上記熱交
換器への給水を止めること；を特徴とする燃焼制御装
置。
【請求項７】請求項１記載の燃焼制御装置であって；
上記燃焼部には給水を加温する熱交換器が備えられ；上
記燃焼制御回路は該熱交換器への給水量の増減に応じて
該燃焼部における燃焼量を増減し、該給水量が零になる
と該燃焼部における燃焼を停止するように構成されてい
ると共に；上記実消費電力と上記設定駆動電力値との間
に所定値以上の差が生じたとき、該差が特定値以下また
は特定値未満の範囲内であれば該燃焼制御回路は上記熱
交換器に供給する給水量を低下させ、該差が該特定値を
越えるかそれ以上となれば上記熱交換器への給水を止め
ること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項８】請求項２，３，４，５，６または７記載
の燃焼制御装置であって；上記燃焼制御回路は、上記実
消費電力と上記設定駆動電力値との間に所定値以上の差
が生じたとき、警報装置を稼働させること；を特徴とす
る燃焼制御装置。
【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７また
は８記載の燃焼制御装置であって；上記記憶部には複数
組の設定駆動電力データ群が格納されており；設定操作
部の選択的な操作により、該複数組の設定駆動電力デー
タ群の中の一組を選択して用いること；を特徴とする燃
焼制御装置。
【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７ま
たは８記載の燃焼制御装置であって；上記記憶部には一
つまたは複数の補正データが格納されており；設定操作
部の選択的な操作により、該一つの補正データまたは複
数の補正データの中の一つの補正データを選択し、該選
択した補正データを上記記憶部から読み出した上記その
時々の燃焼量ごとにそれぞれ適当として対応付けられて
いる設定駆動電力値に加味して補正済の設定駆動電力値
とし、該補正済の設定駆動電力値を上記実消費電力と上
記比較する上記設定駆動電力値として用い得ること；を
特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７ま
たは８記載の燃焼制御装置であって；上記記憶部には一
つまたは複数の補正データが格納されており；設定操作
部の操作により、該一つの補正データまたは複数の補正
データの中の一つの補正データを選択し、該選択した補
正データを上記実消費電力に加味して補正済の実消費電
力とし、該補正済の実消費電力を上記設定駆動電力値と
上記比較する上記実消費電力として用い得ること；を特
徴とする燃焼制御装置。
【請求項１２】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに印加され
ている実際の電圧が上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電圧に対し所定値
以上の差を生じたとき、上記燃焼部における燃焼量を低
下させること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１３】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに印加され
ている実際の電圧が上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電圧に対し所定値
以上の差を生じたとき、上記燃焼部における燃焼を停止
すること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１４】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに印加され
ている実際の電圧と上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電圧との間に所定
値以上の差が生じた場合、該差が特定値以下または特定
値未満の範囲内にあれば上記燃焼部における燃焼量を低
下させ、該差が該特定値を越えるかそれ以上となれば上
記燃焼部における燃焼を停止すること；を特徴とする燃
焼制御装置。
【請求項１５】請求項12，13または14記載の燃焼制御
装置であって；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータ
に印加されている実際の電圧と上記設定電圧との間に所
定値以上の差が生じたとき、警報装置を稼働させるこ
と；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１６】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに供給され
ている実際の電流が上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電流に対し所定値
以上の差を生じたとき、上記燃焼部における燃焼量を低
下させること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１７】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに供給され
ている実際の電流が上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電流に対し所定値
以上の差を生じたとき、上記燃焼部における燃焼を停止
すること；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項１８】請求項１記載の燃焼制御装置であっ
て；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータに供給され
ている実際の電流と上記その時々の燃焼量ごとにそれぞ
れ適当として対応付けられている設定電流との間に所定
値以上の差が生じた場合、該差が特定値以下または特定
値未満の範囲内にあれば上記燃焼部における燃焼量を低
下させ、該差が該特定値を越えるかそれ以上となれば上
記燃焼部における燃焼を停止すること；を特徴とする燃
焼制御装置。
【請求項１９】請求項16，17または18記載の燃焼制御
装置であって；上記燃焼制御回路は、上記ファンモータ
に供給されている実際の電流と上記設定電流との間に所
定値以上の差が生じたとき、警報装置を稼働させるこ
と；を特徴とする燃焼制御装置。
【請求項２０】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，10，11，12，13，14，15，16，17，18または19
記載の燃焼制御装置であって；上記燃焼制御回路はマイ
クロコンピュータを含んで構成されていること；を特徴
とする燃焼制御装置。