JP3308740B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に係り特に燃
焼装置起動時におけるプリパージ制御モードから点火制
御モードへの移行時期決定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼装置は、ケーシングと、ケー
シング内に設置されたバーナと、バーナに燃料を供給す
る燃料供給手段と、ケーシングに空気を供給するファン
と、燃料供給手段の制御による燃料供給とファン回転の
制御による送風を伴って点火を実行する点火制御手段と
を備えていた。ところで、ケーシング内やダクトに未燃
ガスが残った状態で点火を行うと爆発点火となる可能性
がある。そこで、例えば特開平３ー２９１４１１号公報
に記載の燃焼装置のように、まずファンを所定回転数で
回転させ未燃ガスをダクト外に排気する（プリパー
ジ）。そして、プリパージ制御開始からの時間が所定時
間に達したら、プリパージ制御を終了して点火制御へ移
行していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記技術で
は、上記所定時間を短く設定すると、強風時のケーシン
グへの吹き込みやダクトの設置状態によっては未燃ガス
の排出が確実にできない可能性があるので、安全を確保
するため上記所定時間を長めに設定していた。このた
め、バーナへの点火を実行するまでに時間がかかり、点
火に要する時間も長くなるという問題を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の要旨
は、図１に示すように、ケーシング１と、ケーシング１
内に設置されたバーナ２と、バーナ２に燃料を供給する
燃料供給手段３と、ケーシング１に空気を供給するファ
ン４と、燃料供給手段３の制御による燃料供給とファン
４回転の制御による送風を伴って点火を実行する点火制
御手段５と、上記点火制御実行前にケーシング１内の排
気のためファン４を回転させるプリパージ制御手段６
と、上記プリパージ制御モードから上記点火制御モード
へ移行させる制御モード移行手段７とを有する燃焼装置
において、この制御モード移行手段７は、上記ファン４
によりケーシング１に供給される風量を検出する風量検
出手段８と、上記風量検出手段８により検出された風量
を積算することにより風量積算値を得る風量積算手段９
と、上記風量積算値が設定閾値に達した時に、上記プリ
パージ制御モードから上記点火制御モードへの移行を指
令する移行指令手段１０とを備え、上記プリパージ制御
手段は、上記風量検出手段により検出される風量が所定
風量になるようにファンを制御することを特徴とする燃
焼装置にある。請求項２では、ケーシングと、ケーシン
グ内に設置されたバーナと、バーナに燃料を供給する燃
料供給手段と、ケーシングに空気を供給するファンと、
燃料供給手段の制御による燃料供給とファン回転の制御
による送風を伴って点火を実行する点火制御手段と、上
記点火制御実行前にケーシング内の排気のためファンを
回転させるプリパージ制御手段と、上記プリパージ制御
モードから上記点火制御モードへ移行させる制御モード
移行手段とを有する燃焼装置において、この制御モード
移行手段は、上記ファンによりケーシングに供給される
風量を検出する風量検出手段と、上記風量検出手段によ
り検出された風量に基づいてプリパージ制御時の風量増
大過程における風量変化を検出し、この風量変化に基づ
いてプリパージ必要時間を決定する時間決定手段と、上
記決定されたプリパージ必要時間が経過した時に、上記
プリパージ制御モードから上記点火制御モードへの移行
を指令する移行指令手段と、を備えていることを特徴と
する。請求項３では、請求項２において、上記プリパー
ジ制御手段は、上記風量検出手段により検出される風量
が所定風量になるようにファンを制御することを特徴と
する。請求項４では、請求項１と同様に、制御モード移
行手段７が風量検出手段８と風量積算手段９と移行指令
手段１０とを備えた燃焼装置において、ファンを所定回
転数で回転させた状態で上記風量検出手段により複数の
時点で検出された風量に基づいて室外無風時の風量を決
定する無風時風量決定手段と、この無風時風量決定手段
により決定された風量に基づいてダクトの長さを決定す
るダクト長決定手段と、この決定されたダクト長に基づ
いて上記設定閾値を設定する閾値設定手段と、を備えて
いることを特徴とする。請求項５では、上記ファンを所
定回転数で回転させた状態で上記風量検出手段により複
数の時点で検出された風量に基づいて室外無風時の風量
を決定する無風時風量決定手段と、この無風時風量決定
手段により決定された風量に基づいてダクトの長さを決
定するダクト長決定手段と、を備え、上記時間決定手段
は上記風量変化と上記決定されたダクト長に基づいてプ
リパージ必要時間を決定することを特徴とする。請求項
６では、ケーシングと、ケーシング内に設置されたバー
ナと、バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、ケーシ
ングに空気を供給するファンと、燃料供給手段の制御に
よる燃料供給とファン回転の制御による送風を伴って点
火を実行する点火制御手段と、上記点火制御実行前にケ
ーシング内の排気のためファンを回転させるプリパージ
制御手段と、上記プリパージ制御モードから上記点火制
御モードへ移行させる制御モード移行手段とを有する燃
焼装置において、この制御モード移行手段は、上記ファ
ンによりケーシングに供給される風量を検出する風量検
出手段と、プリパージ制御時の風量増大過程において風
量検出手段により検出された風量が所定風量に達してい
るか否かを判断する判断手段と、上記判断手段により肯
定判断してから所定待ち時間経過した時に、上記プリパ
ージ制御モードから上記点火制御モードへの移行を指令
する移行指令手段と、を備えていることを特徴とする。
請求項７では、上記ファンを所定回転数で回転させた状
態で上記風量検出手段により複数の時点で検出された風
量に基づいて室外無風時の風量を決定する無風時風量決
定手段と、この無風時風量決定手段により決定された風
量に基づいてダクトの長さを決定するダクト長決定手段
と、この決定されたダクト長に基づいて上記所定待ち時
間を設定する所定待ち時間設定手段と、を備えているこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】請求項１では、ファンによりケーシングに供給
される風量を検出し、この検出された風量を積算して風
量積算値を得、この風量積算値が設定閾値に達した時
に、プリパージ制御モードから点火制御モードへ移行す
る。これにより、実際にケーシングから排出された総風
量が風量積算値として正確に求められる。したがってこ
の総風量が閾値に達した時には、ケーシングから未燃ガ
スを確実に排気することができ、未燃ガス残留による爆
発点火を確実に防止できる。また、総風量が正確である
ので閾値を必要以上に大きくしなくて済み、点火までに
要する時間を短縮できる。また、検出される風量が所定
風量になるようにプリパージ制御時のファンを制御す
る。これにより、ケーシングへの風の吹き込みやダクト
の状況によるプリパージ時間の変動を抑制することがで
き、点火制御への移行タイミングすなわち点火タイミン
グのばらつきを比較的小さくすることができる。請求項
２では、ファンによりケーシングに供給される風量を検
出し、この検出された風量に基づいてプリパージ制御時
の風量増大過程における風量変化を検出し、この風量変
化に基づいてプリパージ必要時間を決定する。この決定
されたプリパージ必要時間が経過した時に、プリパージ
制御モードから上記点火制御モードへ移行する。上記風
量変化とプリパージ必要時間との関係は次の通りであ
る。すなわち、上記風量増大の過程での風量変化の仕方
は、室内と室外との圧力差やダクトの長さ等によって変
わる。この風量変化が分かれば、その後の風量の変化も
推測でき、ひいてはプリパージ開始時点からの総風量
（風量の積算値）も推測できる。そのため、上記風量変
化に基づいて総風量がケーシング内の排気に必要な量に
達する時間（プリパージ必要時間）を決定し、このプリ
パージ必要時間に達するまでプリパージ制御を実行する
ことにより、請求項１と同様の作用効果を得ることがで
きる。請求項３では、請求項２において、検出される風
量が所定風量になるようにプリパージ制御時のファンを
制御する。これにより、ケーシングへの風の吹き込みや
ダクトの状況によるプリパージ時間の変動を抑制するこ
とができ、点火制御への移行タイミングすなわち点火タ
イミングのばらつきを比較的小さくすることができる。

【０００６】請求項４では、まず、複数の時点での検出
風量に基づいて室外無風時の風量を決定する。室外の風
の強さが強い程上記検出風量は少なくなる。これは、室
外の風が強い場合、ファンによるケーシング内の気圧と
室外の気圧の差が小さくなり、ケーシング内の空気を排
気する力が小さくなるためである。これら室外の風の強
さの違う状態での検出風量データから室外無風時の風量
を決定する。例えば、検出風量データの内で頻度の最も
大きいものを室外無風時の風量としてもよいし、検出風
量の内で最大値を室外無風時の風量としてもよい。この
ようにして決定された室外無風時の風量はダクトが長い
程少なくなる傾向がある。これは、ダクトが長い程その
流通抵抗が大きくなり、ファンからの風が通過しにくく
なるためである。この関係を利用して、次に室外無風時
の風量からダクト長を決定する。そして、この決定され
たダクトの長さに基づいて閾値を決定する。例えば、ダ
クトの長さからダクトの体積またはこの体積に定数を乗
じた値を求め、燃焼室のみならずこのダクトの体積に対
応する値を加えた体積を閾値として設定する。これによ
り、総風量が上記設定閾値に達した時には、ダクトに残
った未燃ガスを確実に排気あるいは安全なガス濃度まで
薄めることができ、ダクトでの未燃ガス残留による爆発
点火を確実に防止できる。請求項５では、プリパージ必
要時間をダクト長と風量変化に基づいて決定するので請
求項４と同様の作用効果が得られる。

【０００７】請求項６では、プリパージ制御時の風量増
大過程において、ファンによりケーシングに供給される
風量を検出し、この検出された風量が所定風量に達した
と判断してから所定の待ち時間が経過した時に、プリパ
ージ制御モードから上記点火制御モードへ移行する。す
なわち検出風量が所定風量に達したことを確認してか
ら、プリパージを所定待ち時間実行する。すなわち、上
記風量増大の過程での風量が所定値を越えれば、この所
定値を越えた時点から時間経過とともに排気される空気
量も略正確に推測できるので、確実なプリパージ制御を
実行する。なお、請求項６では、請求項１に比べてプリ
パージの精度がやや劣るが制御を簡単にすることができ
る。請求項７では、請求項４で既に説明したダクト長に
基づいて、請求項６での所定待ち時間を設定するので、
請求項１、請求項４と同様な作用効果を得ることができ
る。

【０００８】

【実施例】本発明の第１の実施例を図２〜図４に基づい
て説明する。図２はガス給湯装置（燃焼装置）の概略構
成を示している。符号１１は給湯装置のケーシングであ
り、ケーシング１１内の下部には、ファン１２が接続さ
れ、ケーシング１１内の上部には、排気ダクト１３が接
続されている。ケーシング１１内の下部に複数のガスバ
ーナ２１（バーナ）が配置され、ケーシング１１内の上
部にガスバーナ２１からの燃焼熱を受ける熱交換器２２
が配置されている。図２では、ガスバーナ２１は模式的
に示されているが、実際にはケーシング１１の横断面の
大部分を占めており、これらガスバーナ２１により、ケ
ーシング１１内の空間は、空気室１１ａ、燃焼室１１ｂ
とに仕切られている。より具体的には、空気室１１ａは
ケーシング１１の底壁とガスバーナ２１との間に形成さ
れ、燃焼室１１ｂはガスバーナ２１と熱交換器２２との
間に形成されている。上記熱交換器２２には配水管２４
が通っている。配水管２４の入口部２４ａ付近にはフロ
ーセンサ２５と、入水温度センサ２６と、水量制御弁２
７と、が設置されている。配水管２４の入口部２４ａか
らの水は熱交換器２２を通るときに加熱されて、出湯栓
２４ｂに向かう。熱交換器２２の下流側において、配水
管２４には出湯温度センサ２８が設置されている。

【０００９】次に、上記ガスバーナ２１へガスを供給す
るためのガス供給手段３０について説明する。このガス
供給手段３０はガスバーナ２１へ向かうガス管３１を有
している。ガス管３１には、上流側から順に電磁開閉弁
３２と、圧力比例制御弁３３が設けられている。ガス管
３１の下流端にはノズル３４が接続されている。ガスバ
ーナ２１には、上記ノズル３４からのガスとファン１２
からの空気が導入されるとともに混合され、その上面の
炎口から噴き出して火炎となる。ガスバーナ２１上部に
は点火のためのイグナイタ電極４０とその点火を検出す
るためのフレームロッド電極５０が設置されている。

【００１０】さらに、ファン１２からガスバーナ２１に
供給される風量を検出するために、風速センサ６０（風
量検出手段）が用いられる。この風速センサ６０は導管
６１を介して空気室１１ａと燃焼室１１ｂとの圧力差に
よって流れる風量を検出するものである。上記風速セン
サ６０で検出される圧力差は、ガスバーナ２１に供給さ
れる風量にほぼ比例する。

【００１１】上記各種センサ２５、２６、２７、２８、
５０、６０等からの検出信号およびリモートコントロー
ラ等に設置された温度設定器（図示しない）からの設定
温度情報は、ケーシングに設けられたコントロールユニ
ット７０のマイクロコンピュータ７１に入力される。マ
イクロコンピュータ７１は、フローセンサ２５での水流
検出に応答してガス給湯装置のプリパージ制御を実行し
（プリパージ制御手段）、上記風速センサ６０の風量に
基づいて点火制御へ移行すべきか否かを判断し（制御モ
ード移行手段）、移行すべきと判断した場合、点火制御
を実行する（点火制御手段）。

【００１２】図３に基づいて、上記制御モードの移行に
ついてさらに説明する。図３は、プリパージ制御手段に
より、所定風量Ｗ０になるように、ファン１２をＰＩ制
御した時の風量変化を示している。風量は時間経過と共
に増大し、所定風量Ｗ０に達した後はその風量を維持す
るように制御する。上記制御モード移行手段は、プリパ
ージ開始から短かい時間間隔Ｔ０毎に（図３ではＴ０を
誇張して示している）風量を検出して積算してゆく（風
量積算手段）。この積算値はこの風量曲線と時間軸で囲
まれる面積、すなわちケーシング１１から排出される総
風量に対応している。この総風量が設定閾値に達した
時、プリパージ制御モードから点火制御モードへ移行を
指令する（移行指令手段）。上記設定閾値として本実施
例では、燃焼室１１ｂ内の体積に設定している。このよ
うに、実際の総風量に基づいて移行時期を決定している
ので、従来のように安全を確保するために必要以上に長
時間プリパージをして、総風量を過剰にする必要がな
く、速やかに点火制御に移行できる。

【００１３】なお、上記所定風量Ｗ０として、本実施例
では点火制御モードでの点火に適した風量に設定してい
るが、点火制御モードでの風量より大きな風量に設定し
てもよい。後者の場合、プリパージ時間を短くすること
ができる。

【００１４】以下に上記マイクロコンピュータ７１で実
行されるルーチンついて図４のフローチャートに基づい
てさらに詳しく説明する。燃焼装置の電源オンによりこ
のルーチンは開始される。ステップ１０１でフローセン
サ２５がオンか否かを判断し、オンになるまで否定判断
しながら待機する。出湯栓２４ｂが開かれると配水管２
４中を水が流れ、この水流をフローセンサ２５が検知し
てオン信号を出力する。これに、応答して、ステップ１
０１で肯定判断し、ステップ１０２で風速センサ６０か
らの検出風量を入力する。この風量検出は前述の短い時
間間隔Ｔ０で周期的に行われる。ステップ１０３で上記
検出風量が所定の風量Ｗ０になるようにファン１２をＰ
Ｉ制御する。ステップ１０４で上記検出した風量Ｗの積
算値ΣＷを演算する。この積算値ΣＷは、検出風量Ｗを
次々に積算することによって求められる。この積算値は
ファン１２からケーシング１１に供給された総風量に対
応している。ステップ１０５でこの積算値ΣＷが上記設
定閾値Ｓ以上であるか否かを判断する。ステップ１０５
で否定判断した場合、ステップ１０２に戻る。ステップ
１０５で肯定判断するまで、ステップ１０２、１０３、
１０４を繰り返し実行する。

【００１５】ステップ１０５で肯定判断した場合、この
ループを抜け出してステップ１０６に進む。これによ
り、プリパージ制御モードから点火制御モードに移行し
たことになる。点火制御モードでの最初のステップ１０
６でイグナイタ電極４０をオンする。ステップ１０７で
風速センサ６０により風量を検出し、ステップ１０８で
この検出風量と点火制御モードでの目標風量との偏差に
基づいて検出風量がこの目標風量に一致するようファン
１２をＰＩ制御する。ステップ１０９で、電磁開閉弁３
２を開にし、圧力比例制御弁３３を制御して、点火制御
モードでのガス量をガスバーナ２１に供給する。ステッ
プ１１０でフレームロッド電極５０によりガスバーナ２
１からの火炎が検知されたか否かを判断する。ステップ
１１０で否定判断した場合、ステップ１０６に戻る。ス
テップ１０９で肯定判断するまでステップ１０６、１０
７、１０８、１０９を繰り返し実行する。ステップ１１
０で肯定判断した場合、つまり点火が検出された場合、
点火制御モードは終了して、ステップ１１１で通常の燃
焼制御を実行する。通常の燃焼制御では出湯温度が設定
温度に一致するようにガス量等を制御する。

【００１６】上記実施例では、検出風量を目標風量に近
付けるようにＰＩ制御しているので、図３の風量の変化
曲線は、風量増大過程では、室内と室外の圧力差やダク
トの長さの影響を受けるものの、目標風量に達した後
は、その影響はほとんど受けない。そのため、点火制御
への移行はタイミングが極端に変動するのを防止でき
る。

【００１７】第２の実施例を図５に基づいて概略的に説
明する。図５は、プリパージ制御手段により、所定回転
数にまで上昇するようにファン１２を制御した時の風量
変化を示している。風量は時間経過と共に増大し、所定
回転数に維持するように制御する。上記制御モード移行
手段は、風量が徐々に増大していく過程で風量変化を検
出する。すなわち、プリパージ開始からＴ１経過後に風
量Ｗ１を検出し、さらにＴ２経過後に風量Ｗ２を検出す
る。そして、単位時間当たりの風量変化を演算する。上
記風量増大の過程での風量変化の仕方は、室内と室外と
の圧力差やダクト１３の長さ等によって変わる。この風
量変化が分かれば、その後の風量の変化も推測でき、ひ
いてはプリパージ開始時点からの総風量（風量の積算
値）も推測できる。そのため、プリパージ開始時点から
総風量がケーシング１１内の排気に必要な量に達するま
での時間Ｔa（プリパージ必要時間）を決定し、このプ
リパージ必要時間Ｔa経過時点で点火制御に移行する。
なお、プリパージすべき排気に必要な風量として、燃焼
室１１ｂの体積にしてもよいし、例えば、ダクト１３の
長さからダクト１３の体積またはこの体積に定数を乗じ
た値を求め、燃焼室１１ｂのみならずこのダクト１３の
体積に対応する値を加えた体積にしてもよい。

【００１８】ところで、第２の実施例の構成は第１の実
施例の構成とマイクロコンピュータ７１により実行され
るルーチンが異なるだけである。従って、共通の構成に
ついての説明は省略し、上記ルーチンを図６のフローチ
ャート基づいて説明する。ガス給湯装置の電源をオンす
ることによりこのルーチンは開始する。ステップ２０１
でフローセンサ２５がオンであるか否かを判断する。ス
テップ２０１で肯定判断するまで待機する。ステップ２
０１で肯定判断した場合、ステップ２０２でタイマをス
タートさせる。ステップ２０３でファン１２を所定回転
数になるように制御する。次にステップ２０４で上記タ
イマでの経過時間ｔ１（プリパージ開始からの経過時
間）が所定時間Ｔ１以上か否かを判断する。否定判断し
た場合、ステップ２０４で肯定判断するまでステップ２
０３を繰り返し実行する。ステップ２０４で肯定判断し
た場合、すなわち、所定時間Ｔ１経過したと判断した場
合、次のステップ２０５で風速センサ６０により風量Ｗ
１を検出する。次にステップ２０６でファン１２を所定
回転数になるように制御する。次のステップ２０７で上
記タイマでの経過時間ｔ１が所定時間Ｔ２に達したか否
かを判断する。否定判断した場合、ステップ２０７で肯
定判断するまでステップ２０６を繰り返し実行する。ス
テップ２０７で肯定判断した場合、すなわち所定時間Ｔ
２経過したと判断した場合、ステップ２０８で風速セン
サ６０により風量Ｗ２を検出する。なお、上記ステップ
２０３、２０６で所定回転数になるようにファン制御が
なされるが、これらステップ２０３、２０６実行時点で
は実際の回転数は所定回転数に達せず、所定回転数に向
かって増大している過程にある。すなわち、図５に示す
ように、これら風量Ｗ１、Ｗ２の検出は風量増大の過程
で行われる。次のステップ２０９で風量変化ΔＷを演算
する。すなわち、以下の式に基づいて単位時間当たりの
風量変化ΔＷを求める。 ΔＷ＝（Ｗ２−Ｗ１）÷（Ｔ２ーＴ１） すなわち、風量変化（Ｗ２−Ｗ１）をそれに要した時間
Ｔ２ーＴ１で割ることにより、単位時間当たりの風量変
化ΔＷを求める。この風量変化ΔＷはケーシング１１へ
の風の吹き込みやダクト１３の長さや設置状態に応じて
変化する。

【００１９】ステップ２１０で上記風量変化ΔＷに応じ
て予めメモリ（図示しない）に記憶されているマップに
基づきプリパージ必要時間Ｔｐを読み込む（時間決定手
段）。本実施例では燃焼室１１ｂの体積相当の総風量を
供給するのに必要とするプリパージ時間である。このプ
リパージ必要時間Ｔｐは、風量変化ΔＷが小さい程長く
なり、風量変化ΔＷが大きい程短くなる。次のステップ
２１１で所定回転数になるようにファン１２をＰＩ制御
する。ステップ２１２で上記タイマによる経過時間ｔ１
がプリパージ必要時間Ｔｐ以上であるか否かを判断す
る。ステップ２１２で否定判断した場合、ステップ２１
１に戻る。ステップ２１２で肯定判断するまで、ステッ
プ２１１を繰り返し実行する。ステップ２１２で肯定判
断した場合、ステップ２１３に進む。これにより、プリ
パージ制御モードから点火制御モードへの移行したこと
になる。このように、確実にプリパージができたことを
上記プリパージ必要時間Ｔｐに基づいて判断しており、
従来のように安全のために長めにファン制御をする必要
がないのでより点火までに要する時間を短縮できる。点
火制御は最初の実施例と同じであるので同番号を付して
その説明を省略する。

【００２０】さらに、第３の実施例の説明をする。この
実施例の給湯装置では、ダクト１３の長さを決定しこの
ダクト１３の長さに基づいて最初の実施例での閾値Ｓを
決定するようにしたことを特徴としている。このため、
第１の実施例の構成に付加して、マイクロコンピュータ
７１は上記風速センサ６０で検出された複数の時点での
風量に基づいて室外無風時の風量を決定し（無風時風量
決定手段）、この無風時の風量に基づいてダクト１３の
長さを決定し（ダクト長決定手段）、この決定されたダ
クト長に基づいて上記設定閾値を設定する（閾値設定手
段）。この場合、閾値Ｓはケーシングの燃焼室体積とダ
クト体積（ダクト長に比例）の和に相当する値にするの
が好ましい。まず、マイクロコンピュータ７１で実行さ
れる上記室外無風時の風量の決定について図７に基づい
て説明する。なお、以下に述べる検出風量はファン１２
を所定回転数で回転させた時に風速センサ６０により検
出されたものである。図７は、室外の風の強さが強い程
上記検出風量が少ないことを示している。これは、室外
の風が強い場合、ファン１２によるケーシング内の気圧
と室外の気圧の差が小さくなり、ケーシング１１内の空
気を排気する力が小さくなるためである。したがって、
室外の風が強い場合Ｃ０では風速センサ６０は小さい風
量Ｗ０'しか検出しない。また、まれに室外の風がファ
ン１２の入口から入りダクト１３へ吹き抜ける場合Ｃ２
があり、この場合Ｃ２には大きい風量Ｗ２'を検出する
場合がある。そして最も頻度が高いのは室外が無風の場
合Ｃ１で、この時には風量Ｗ１'を検出する。マイクロ
コンピュータ７１はこれら複数の検出風量データを長時
間にわたり記憶しその分布を作成する。そして、この検
出風量の分布から最も頻度の高いものを選び、それを室
外無風時の風量Ｗ１'として決定する。次に、マイクロ
コンピュータ７１は、この決定した風量Ｗ１'に基づい
てダクト１３の長さ決定する。図８に示すように、ダク
ト１３が長い程、無風時の風量Ｗ１'が少なくなる。こ
れは、ダクト１３が長い程その流通抵抗大きくなり、フ
ァン１２からの風が通過しにくくなるためである。した
がって、マイクロコンピュータ７１は、図８の関係を利
用して無風時の風量Ｗ１’からダクト１３の長さを決定
する。次にマイクロコンピュータ７１は、この決定した
ダクト１３の長さに基づいて閾値Ｓを設定する。例え
ば、ダクト１３の長さからダクト１３の体積またはこの
体積に定数を乗じた値を求め、燃焼室１１ｂのみならず
このダクト１３の体積に対応する値を加えた体積を閾値
Ｓとして設定する。この閾値Ｓに基づいて最初の実施例
と同様の制御を実行する。これにより、ダクト１３での
未燃ガス残留による爆発点火を確実に防止できる。

【００２１】第４の実施例の説明をする。この実施例で
は、風量増大過程において検出風量が所定風量に達する
時間を測定し、この時間に応じてプリパージ必要時間を
決定することを特徴としている。第４の実施例の構成も
第１の実施例の構成とマイクロコンピュータ７１により
実行されるルーチンが異なるだけである。従って、共通
の構成についての説明は省略し、上記ルーチンを図９の
フローチャート基づいて説明する。なお、図４、図６と
共通のステップについても同番号を付し詳しい説明は省
略する。ステップ２０１で肯定判断した場合、ステップ
２０２でタイマをスタートさせる。次のステップ２０３
でファン１２を所定回転数まで高めるように制御する。
ステップ３０１で風速センサ６０により回転数上昇過程
での風量Ｗ’を検出する。次のステップ３０２で検出風
量Ｗ’が所定風量Ｗ_０に達したか否かを判断する（判断
手段）。ステップ３０２で否定判断した場合、ステップ
２０３、ステップ３０１を繰り返し実行する。ステップ
３０２で肯定判断した場合、すなわち検出風量Ｗ’が所
定風量Ｗ_０に達した場合、ステップ３０３でファン制御
を開始してからの経過時間ｔを上記タイマから読み込
む。この読み込まれた経過時間ｔはケーシング１１への
風の吹き込みやダクト１３の長さや設置状態に応じて変
化する。なお、上記ステップ２０３で所定回転数になる
ようにファン制御がなされるが、ステップ２０３実行時
点では実際の回転数は所定回転数に達せず、所定回転数
に向かって増大している過程にある。

【００２２】ステップ３０４で上記経過時間ｔに応じて
予めメモリ（図示しない）に記憶されているマップに基
づきプリパージ必要時間Ｔｐを読み込む。本実施例では
燃焼室１１ｂの体積と平均長さのダクトの体積の和に相
当する総風量を供給するのに必要とするプリパージ必要
時間Ｔｐである。このプリパージ必要時間Ｔｐは、経過
時間が短い程、短くなり、経過時間が長い程長くなる。
また、このプリパージ必要時間Ｔｐを上記第３の実施例
で決定されたダクト長を考慮して決定してもよい。すな
わち、燃焼室体積とダクト体積の和の排気量が得られる
ように決定される。したがって、ダクト長が長い程、プ
リパージ必要時間Ｔｐは長く、ダクト長が短い程、短く
決定される。ステップ３０５でタイマをスタートさせ、
次のステップ２１１以降のステップを実行する。

【００２３】第５の実施例の説明をする。この実施例で
は、風量増大過程で検出風量が所定風量に達した後、所
定時間プリパージを実行し、点火制御に移行することを
特徴としている。第５の実施例の構成は第１の実施例の
構成とマイクロコンピュータ７１により実行されるルー
チンが異なるだけである。従って、共通の構成について
の説明は省略し、上記ルーチンを図１０のフローチャー
ト基づいて説明する。なお、図４、図６、図９と共通の
ステップについても同番号を付し詳しい説明は省略す
る。ステップ３０２で肯定判断した場合、ステップ４０
１に進む。ステップ４０１でタイマをスタートさせる。
ステップ２１１でファン１２を所定回転数になるように
制御する。次のスタート４０２で経過時間ｔが所定待ち
時間Ｔに達したか否かを判断する。ステップ４０２で否
定判断した場合、ステップ２１１でのファン制御をステ
ップ４０２で肯定判断するまで繰り返し実行する。ステ
ップ４０２で肯定判断した場合、ステップ１０６以降の
ステップを実行する。このように、ステップ３０２で風
量が所定値を越えたことを確認しているので、時間経過
に従って排気される空気量が略正確に予測できる。この
排気量が燃焼室１１ｂの体積または燃焼室１１ｂとダク
ト１３の体積の和に達する時間を所定待ち時間Ｔとして
決定している。そして、所定待ち時間Ｔプリパージ制御
を実行し、点火制御に移行している。なお、待ち時間Ｔ
は、上記第３の実施例で決定されたダクト長を考慮して
決定してもよい（所定待ち時間設定手段）。この場合、
ダクト長が長い程、待ち時間Ｔは長く、ダクト長が短い
程、短く決定される。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に拘束されず種
々の態様が可能である。最初の実施例においては、プリ
パージ制御においてファン回転センサからの検出回転数
が目標回転数になるように、ファン１２を制御してもよ
い。また、最初の実施例において、閾値Ｓとして、上記
燃焼室１１ｂの体積に１より大きいファクタを安全率と
して掛けた値に設定しても良い。さらに、爆発点火を確
実に防止できるのであれば、燃焼室１１ｂの体積より小
さい値を閾値としてもよい。上記実施例では燃料をガス
にしたが石油でもよい。第２の実施例において、風量変
化の情報として、単にＴ１、Ｔ２における検出風量の差
（Ｗ２−Ｗ１）を用いてもよい。また、３つの時点での
風量変化をもちいてもよい。さらに、プリパージ開始時
間（風量ゼロ）から所定時間経過時点までの風量変化を
用いてもよい。第２の実施例において、プリパージ必要
時間として、風量変化検出完了時点からの必要時間を設
定してもよい。第２の実施例において、検出風量が目標
風量になるようにプリパージ制御してもよい。第３の実
施例において、ファンの回転数が所定回転数の時の風量
を検出するようにしているが、任意のファン回転数に対
する風量の比の分布から無風時のファン回転数に対する
風量の比を求めるようにしてもよい。この場合、ダクト
長はこのファン回転数に対する風量の比に基づいて求め
る。また、第３の実施例において、風の吹き込み時のデ
ータを無視し所定回転数でのファン駆動時の検出風量の
最大値を室外無風時風量として決定してもよい風量検出
は風速センサ６０に限定されず、導管６１内の差圧を検
出する差圧センサであってもよい。因に、風速センサに
はホットタイヤ式やカルマンうず式等がある。燃料とし
ては、ガス以外の燃料例えば石油を用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】請求項１では、未燃ガス残留による爆発
点火を確実に防止できる。また、総風量が正確であるの
で閾値を必要以上に大きくしなくて済み、点火までに要
する時間を短縮できる。また、ケーシングへの風の吹き
込みやダクトの状況によるプリパージ時間の変動を抑制
することができ、点火制御における点火タイミングのば
らつきを比較的小さくすることができる。請求項２で
も、未燃ガス残留による爆発点火を確実に防止でき、総
風量が正確であるので閾値を必要以上に大きくしなくて
済み、点火までに要する時間を短縮できるという請求項
１と同様の効果を得ることができる。請求項３では、ケ
ーシングへの風の吹き込みやダクトの状況によるプリパ
ージ時間の変動を抑制することができ、点火制御におけ
る点火タイミングのばらつきを比較的小さくすることが
できる。請求項４では、未燃ガス残留による爆発点火を
確実に防止でき、総風量が正確であるので閾値を必要以
上に大きくしなくて済み、点火までに要する時間を短縮
できるという請求項１と同様の効果を得ることができ、
更に、ダクト長さが異なっていてもダクトに残留してい
る可能性のある未燃ガスを確実に排気あるいは安全なガ
ス濃度まで薄めることができ、ダクトでの未燃ガス残留
による爆発点火を確実に防止できる。請求項５では、請
求項４と同様の効果を得ることができる。請求項６で
は、未燃ガス残留による爆発点火を確実に防止でき、総
風量が正確であるので閾値を必要以上に大きくしなくて
済み、点火までに要する時間を短縮できるという請求項
１と略同様の効果を得られるとともにプリパージ制御が
簡単になる。請求項７では、請求項４と同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の概略構成を示す構成図であ
る。

【図３】上記実施例のプリパージ制御における風量変化
を示す説明図である。

【図４】マイクロコンピュータで実行されるルーチンを
示すフローチャートである。

【図５】他の実施例のプリパージ制御における風量変化
を示す説明図である。

【図６】図５の実施例においてマイクロコンピュータで
実行されるルーチンを示すフローチャートである。

【図７】さらに他の実施例で利用される室外の風の強さ
と検出風量の関係を示す説明図である。

【図８】図７の実施例において利用されるダクト長と室
外無風時の検出風量の関係を示す説明図である。

【図９】さらに他の実施例でマイクロコンピュータによ
り実行されるルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】さらに他の実施例でマイクロコンピュータに
より実行されるルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ バーナ ３ 燃料供給手段 ４ ファン ５ 点火制御手段 ６ プリパージ制御手段 ７ 制御モード移行手段 ８ 風量検出手段 ９ 風量積算手段 １０ 移行指令手段 １１ ケーシング １２ ファン ２１ ガスバーナ ３０ 燃料供給手段 ６０ 風速センサ（風量検出手段） ７１ マイクロコンピュータ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングと、ケーシング内に設置された
   バーナと、バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、ケ
   ーシングに空気を供給するファンと、燃料供給手段の制
   御による燃料供給とファン回転の制御による送風を伴っ
   て点火を実行する点火制御手段と、上記点火制御実行前
   にケーシング内の排気のためファンを回転させるプリパ
   ージ制御手段と、上記プリパージ制御モードから上記点
   火制御モードへ移行させる制御モード移行手段とを有す
   る燃焼装置において、この制御モード移行手段は、 （イ）上記ファンによりケーシングに供給される風量を
   検出する風量検出手段と、 （ロ）上記風量検出手段により検出された風量を積算す
   ることにより風量積算値を得る風量積算手段と、 （ハ）上記風量積算値が設定閾値に達した時に、上記プ
   リパージ制御モードから上記点火制御モードへの移行を
   指令する移行指令手段と、 を備え、上記プリパージ制御手段は、上記風量検出手段
   により検出される風量が所定風量になるようにファンを
   制御することを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】ケーシングと、ケーシング内に設置された
   バーナと、バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、ケ
   ーシングに空気を供給するファンと、燃料供給手段の制
   御による燃料供給とファン回転の制御による送風を伴っ
   て点火を実行する点火制御手段と、上記点火制御実行前
   にケーシング内の排気のためファンを回転させるプリパ
   ージ制御手段と、上記プリパージ制御モードから上記点
   火制御モードへ移行させる制御モード移行手段とを有す
   る燃焼装置において、この制御モード移行手段は、 （イ）上記ファンによりケーシングに供給される風量を
   検出する風量検出手段と、 （ロ）上記風量検出手段により検出された風量に基づい
   てプリパージ制御時の風量増大過程における風量変化を
   検出し、この風量変化に基づいてプリパージ必要時間を
   決定する時間決定手段と、 （ハ）上記決定されたプリパージ必要時間が経過した時
   に、上記プリパージ制御モードから上記点火制御モード
   への移行を指令する移行指令手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼装置。
3. 【請求項３】上記プリパージ制御手段は、上記風量検出
   手段により検出される風量が所定風量になるようにファ
   ンを制御することを特徴とする請求項２に記載の燃焼装
   置。
4. 【請求項４】ケーシングと、ケーシング内に設置された
   バーナと、バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、ケ
   ーシングに空気を供給するファンと、燃料供給手段の制
   御による燃料供給とファン回転の制御による送風を伴っ
   て点火を実行する点火制御手段と、上記点火制御実行前
   にケーシング内の排気のためファンを回転させるプリパ
   ージ制御手段と、上記プリパージ制御モードから上記点
   火制御モードへ移行させる制御モード移行手段とを有す
   る燃焼装置において、この制御モード移行手段は、 （イ）上記ファンによりケーシングに供給される風量を
   検出する風量検出手段と、 （ロ）上記風量検出手段により検出された風量を積算す
   ることにより風量積算値を得る風量積算手段と、 （ハ）上記風量積算値が設定閾値に達した時に、上記プ
   リパージ制御モードから上記点火制御モードへの移行を
   指令する移行指令手段と、 を備え、 上記ファンを所定回転数で回転させた状態で上記風量検
   出手段により複数の時点で検出された風量に基づいて室
   外無風時の風量を決定する無風時風量決定手段と、この
   無風時風量決定手段により決定された風量に基づいてダ
   クトの長さを決定するダクト長決定手段と、この決定さ
   れたダクト長に基づいて上記設定閾値を設定する閾値設
   定手段と、を更に備えていることを特徴とする燃焼装
   置。
5. 【請求項５】上記ファンを所定回転数で回転させた状態
   で上記風量検出手段により複数の時点で検出された風量
   に基づいて室外無風時の風量を決定する無風時風量決定
   手段と、この無風時風量決定手段により決定された風量
   に基づいてダクトの長さを決定するダクト長決定手段
   と、を備え、上記時間決定手段は上記風量変化とダクト
   長に基づいてプリパージ必要時間を決定することを特徴
   とする請求項２に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】ケーシングと、ケーシング内に設置された
   バーナと、バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、ケ
   ーシングに空気を供給するファンと、燃料供給手段の制
   御による燃料供給とファン回転の制御による送風を伴っ
   て点火を実行する点火制御手段と、上記点火制御実行前
   にケーシング内の排気のためファンを回転させるプリパ
   ージ制御手段と、上記プリパージ制御モードから上記点
   火制御モードへ移行させる制御モード移行手段とを有す
   る燃焼装置において、この制御モード移行手段は、 （イ）上記ファンによりケーシングに供給される風量を
   検出する風量検出手段と、 （ロ）プリパージ制御時の風量増大過程において風量検
   出手段により検出された風量が所定風量に達しているか
   否かを判断する判断手段と、 （ハ）上記判断手段により肯定判断してから所定待ち時
   間経過した時に、上記プリパージ制御モードから上記点
   火制御モードへの移行を指令する移行指令手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼装置。
7. 【請求項７】上記ファンを所定回転数で回転させた状態
   で上記風量検出手段により複数の時点で検出された風量
   に基づいて室外無風時の風量を決定する無風時風量決定
   手段と、この無風時風量決定手段により決定された風量
   に基づいてダクトの長さを決定するダクト長決定手段
   と、この決定されたダクト長に基づいて上記所定待ち時
   間を設定する所定待ち時間設定手段と、を備えているこ
   とを特徴とする請求項６に記載の燃焼装置。