JP3365131B2

JP3365131B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3365131B2
Application number: JP05816095A
Authority: JP
Inventors: 晃宏梁田; 寿人片岡; 栄一辻
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: JPH08226633A

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関する。具体
的にいうと、本発明は、燃焼に必要な空気を強制給排気
する強制給排気式の燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】ホコリ詰り等の経年的、あ
るいは定常的な原因による給気不足による着火初期の不
完全燃焼を防止した強制給排気式の燃焼装置として、例
えば特開平６−１０９２３９号公報に開示されたものが
ある。この燃焼装置にあっては、給気部（フィルタ）の
ほこり詰り等の経年変化による給気不足の程度に応じ
て、給気用ファンの回転数を修正し、給気用ファンの制
御方向を学習させている。また、修正された補正量があ
る一定値に達した場合には、「フィルタ汚れ」等の警告
表示を行ない、更に補正量がそれ以上の限度値に達する
と燃焼を強制的に停止するようにしている。

【０００３】しかしながら実際の製品にあっては、電源
コンセントを引き抜くなど所定のリセット操作によっ
て、学習記憶された補正量をリセットできるようにして
あり、フィルタの清掃や交換等のメンテナンスを行なう
ことによって、再び燃焼装置を使用可能にしている。こ
のため、フィルタのメンテナンスを行なうことにより燃
焼装置の性能が回復する場合には問題になることはない
が、装置の寿命に達している場合に、このような「フィ
ルタ汚れ」等の警告表示を行なってメンテナンスを促
し、補正量をリセットして再び使用可能とするのは、安
全性の観点より好ましくない。

【０００４】一方機器の寿命に対して、使用時間（燃焼
時間）に基づいて警告表示を行ない、燃焼停止を行なう
ようにした燃焼装置として、例えば、特公昭５６−３６
７３４号公報に開示されたものがある。

【０００５】しかしながら、燃焼装置の燃焼性能の劣化
は使用状況や使用環境によって大きく左右されるので、
単純に使用時間だけで寿命かどうかを判断するのは必ず
しも適切とは言えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、燃焼装置の寿命に近づいたことを使用状況を考
慮しながら判断し、ユーザに確実に伝えると共に、寿命
に至るまで安全に燃焼装置を使用できるようにすること
にある。

【発明の開示】本発明の燃焼装置は、バーナの異常燃焼
を検知し、バーナに給気するファンの回転数を補正して
異常燃焼を修正するようにした燃焼装置において、ファ
ン回転数の補正量を学習記憶する補正修正手段と、当該
燃焼装置の燃焼回数や燃焼時間、あるいは当該燃焼装置
に通電されていた通電時間などの使用状況を計測する使
用状況計測手段と、計測された使用状況が予め設定され
た使用状況基準値を越えたか否かを判断する自己診断部
とを備え、前記使用状況計測手段により計測された使用
状況が使用状況基準値を越え、かつ前記補正修正手段に
記憶されたファン回転数の補正量が予め設定された基準
限度量を越えると、当該燃焼装置の最大運転出力を制限
するようにしたことを特徴としている。

【０００７】本発明の燃焼装置にあっては、計測された
使用状況が予め設定された使用状況基準値を越えたか否
かを判断する自己判断部を備えており、ファン回転数の
補正量が基準限度量以上に大きくなった場合には、補正
の原因が寿命、つまり燃焼装置を使用したためのハード
的な劣化によるのかフィルタの目詰りなどその他の要因
なのかを判断することができる。また、ハード的な劣化
によると判断した場合にファン回転数の補正量が基準限
度量を越えると最大運転出力を制限しているので、劣化
に伴って実質的に給気量が不足し、不完全燃焼等が発生
するのを防止できる。このように燃焼装置の劣化を使用
状況を加味しながら判断し、より安全に燃焼装置を使用
することができる。

【０００８】本発明の請求項２に記載の燃焼装置は本発
明の実施態様であって、前記使用状況計測手段により計
測された使用状況が使用状況基準値を越え、かつ前記補
正修正手段に記憶されたファン回転数の補正量が、前記
基準限度量よりも大きく設定された危険限度値を越える
と、強制的に運転を停止するようにしている。

【０００９】したがって、最大運転出力が制限された状
態で引き続いて使用したとしても、ファン回転数の補正
量が危険限度量を越えると強制的に運転が停止されるの
で、燃焼装置が寿命に達したことを確実に知ることがで
き、さらに安全な燃焼装置とすることができる。

【００１０】このように、燃焼装置の使用状況やファン
回転数の補正量から寿命に近づいたことを判断し、寿命
まで安全かつ確実に燃焼装置を使用することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例によるガス湯沸器Ａ
（燃焼装置）の概略構成図である。１は多数の燃焼管が
並設したバーナ、２は燃焼室、３は給気用のファンであ
る。バーナ１の各燃焼管のガス入口に対向してガスノズ
ル４が設けられ、ガスノズル４への燃料供給路には比例
弁５が設けられている。６は温度センサ（例えば、保護
管付きの高温用サーミスタ）であり、バーナ１の燃焼ガ
ス炎の温度Ｔ_Bを検出し、燃焼量を変えても最適空燃比
（空気量／ガス燃焼量）のときの出力が略一定となるよ
うに火炎を貫通する位置に設けられている。７は熱交換
器であり、入水路８には流量センサ９と入水温度センサ
１０とが設けられ、出湯路１１には出湯温度センサ１２
が設けられている。また、１３は制御装置、１４は湯温
設定器、１５は表示装置、１６はバーナ１の点火状況を
確認するフレームロッドのような点火確認用センサであ
る。

【００１２】図２はこのガス湯沸器Ａの制御装置１３の
構成を示すブロック図である。ガス湯沸器Ａは、ファン
３をフィードフォワード制御（以下ＦＦ制御と記す。）
して燃焼ガス量に応じた量の給気量を設定すると共に、
燃焼ガス温度が適正範囲内に入るようにファン３をフィ
ードバック制御（以下ＦＢ制御と記す。）により補正
し、ガスを適正に燃焼させるように、空燃比を適正な範
囲に制御している。すなわち、燃焼量演算部１７は、前
記湯温設定器１４で設定された設定温度Ｔｓと、入水温
度センサ１０が検出する入水温度Ｔｃと、流量センサ９
が検出する流量Ｑとに基づいて演算するＦＦガス制御量
と、上記設定温度Ｔｓと出湯温度センサ１２が検出する
出湯温度Ｔ_mixとの偏差に基づいて演算するＦＢガス制
御量とを合成して必要なガス燃焼量を演算し、そのガス
燃焼量に応じた燃焼量設定信号を比例弁制御部１８及び
回転数ＦＦ値演算部１９に出力する。比例弁制御部１８
は、燃焼量設定信号に応じた比例弁電流を出力し、比例
弁５を制御して必要な量のガスをバーナ１に供給する。

【００１３】回転数ＦＦ値演算部１９は、燃焼量設定信
号に応じてファン回転数のＦＦ制御値Ｒ_FFを演算し、フ
ァンモータ制御部２１へＦＦ制御信号を出力してファン
回転数Ｒ_SがＦＦ制御値Ｒ_FFとなるようにファン３を制
御する。

【００１４】また、温度センサ６の検知温度Ｔ_Bは回転
数ＦＢ値演算部２０に入力されており、回転数ＦＢ値演
算部２０は当該検知温度Ｔ_Bが適正範囲外にある場合に
はＦＢ制御信号をファンモータ制御部２１へ出力してフ
ァン回転数Ｒ_SをＦＢ制御している。

【００１５】図３に示すものは、温度センサ６の検知温
度Ｔ_Bと空気過剰率Ｋとの関係を現わした図であり、温
度センサ６の検知温度Ｔ_Bは空気過剰率Ｋ＝１．０のと
きに最大値Ｔ_Pを示し、空気過剰率Ｋが１．０より大き
くなっても小さくなっても温度センサ６の検知温度Ｔ_B
は低くなる。そこで、Ｋ＞１となるように、Ｋ_min〜Ｋ
_max（但し、１．０＜Ｋ_min＜Ｋ_max）の範囲を空気過剰
率Ｋの適正範囲とし、これに対応するＴ_min〜Ｔ_max（但
し、Ｔ_min＜Ｔ_max＜Ｔ_P）の範囲を温度センサ６の検知
温度Ｔ_Bの適正範囲としている。このとき、燃焼ガス炎
の温度Ｔ_Bと燃焼ガス中の一酸化炭素量と二酸化炭素量
との比（ＣＯ／ＣＯ₂比）には一定の関係があるので、
ＣＯ／ＣＯ₂比が一定（例えば０．０２）以下となるよ
うに検知温度Ｔ_Bの適正範囲Ｔ_min〜Ｔ_max（約４００゜
〜約６００゜）にするとよい。すなわち、燃焼ガス炎の
温度Ｔ_BがＴ_min〜Ｔ_maxとなるようにファン回転数Ｒ_Sを
ＦＢ制御している。具体的には、ファンモータ制御部２
１は出力されたＦＢ制御信号によって、ファン回転数Ｒ
_SをＦＦ制御値Ｒ_FFからＦＢ制御値ΔＲ_FB＝αＲ_FF（フ
ァン回転数変更倍率αは数％であって、例えば、α＝０
_.０４）ずつ調整するフロー（つまり、Ｒ_FB←Ｒ_FB±α
Ｒ_FF）を空気過剰率Ｋが適正範囲内に納まるまで繰り返
し、ファン回転数をＲ_S＝Ｒ_FF＋Ｒ_FBと補正してファン
回転数Ｒ_Sが適正回転数となるようにＦＢ制御する。但
し、ファン回転数Ｒ_Sの制御範囲は最小値Ｒ_m _inと最大値
Ｒ_maxとの間に制限されており、特に、最小値Ｒ_minはＦ
Ｆ制御値の工場出荷時の初期値（以下、ＦＦ制御初期値
という）Ｒ_FF0としている。

【００１６】また、回転数ＦＢ値演算部２０は、ＦＢ制
御値Ｒ_FBの制御状態を記憶するためのアップフラグ（以
下、Ｕフラグという）２３ａとダウンフラグ（以下、Ｄ
フラグという）２３ｂを備えており、ＦＢ制御値Ｒ_FBが
正でファン回転数Ｒ_Sを増加させるようにＦＢ制御して
いる場合にはＤフラグ２３ｂをクリアしてＵフラグ２３
ａをセットし、逆に、ＦＢ制御値Ｒ_FBが負でファン回転
数Ｒ_Sを減少させるようにＦＢ制御している場合にはＵ
フラグ２３ａをクリアしてＤフラグ２３ｂをセットす
る。

【００１７】学習記憶部２４は燃焼停止される毎に、フ
ァン回転数Ｒ_Sが増加方向もしくは減少方向のうちいず
れの方向に補正されていたかを判定し、例えば、増加方
向と判定した運転が５０回連続した場合には、経年的な
運転によるものと考え、これを学習させてＦＦ制御値Ｒ
_FFを修正する。すなわち、学習記憶部２４はアップカウ
ンター（以下、Ｕカウンターという）２５ａとダウンカ
ウンター（以下、Ｄカウンターという）２５ｂを備えて
おり、燃焼停止時にＵフラグ２３ａがセットされている
場合には、Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆｕを４だ
け増加させ、Ｄカウンター２５ｂをクリアする。また、
燃焼停止時にＤフラグ２３ｂがセットされている場合に
は、Ｄカウンター２５ｂのカウント数Ｆｄを４だけ増加
させ、Ｕカウンター２５ａをクリアする。また、Ｕフラ
グ２３ａもＤフラグ２３ｂもセットされていなければ、
Ｕカウンター２５ａもＤカウンター２５ｂも共に１だけ
減少させ、あるいは負になればクリアする。

【００１８】こうして、Ｕカウンター２５ａのカウント
数Ｆｕが積算上限設定値Ｎｕに達すると、学習記憶部２
４は回転数ＦＦ値演算部１９に補正信号を出力し、ＦＦ
制御値Ｒ_FFを増加させるように補正する。また、Ｄカウ
ンター２５ｂのカウント数Ｆｄが積算上限設定値Ｎｄに
達すると、学習記憶部２４は回転数ＦＦ値演算部１９に
補正信号を出力し、ＦＦ制御値Ｒ_FFを減少させるように
補正する。ＦＦ制御値Ｒ_FFの補正方法は、工場出荷時の
ＦＦ制御初期値Ｒ_FF0を基準とし、ＦＦ制御初期値Ｒ_FF0
の数％ずつ補正を加えている。つまり、学習記憶部２４
は、補正用カウンター２６を備えており、補正用カウン
ター２６のカウント数ｍ（出荷時の値はｍ＝０）はＵカ
ウンター２５ａが積算上限設定値Ｎｕ（例えば２００）
と等しくなると１増加し（ｍ＋１→ｍ）、Ｄカウンター
２５ｂが積算上限設定値Ｎｄ（例えば４０）と等しくな
ると１減少する（ｍ−１→ｍ）。ＦＦ制御値Ｒ_FFは、Ｆ
Ｆ制御初期値Ｒ_FF0の数％の値βＲ_FF0（例えば、β＝
０.０４）と補正用カウンター２６のカウント数ｍによ
って決まり、Ｒ_FF＝Ｒ_FF0＋ｍ・βＲ_FF0 …… となるように決められている。こうして修正されたＦＦ
制御値Ｒ_FFは学習記憶部２４に保存され、次回の立上が
り時からは修正された新たなＦＦ制御値Ｒ_FFによってフ
ァン３をＦＦ制御する。

【００１９】使用状況判定部２２は、ガス湯沸器Ａの通
電時間や燃焼回数あるいは通算の燃焼時間などの使用状
況を計測しており、タイマー２８を作動してガス湯沸器
Ａのプラグ２７がコンセントに接続されて通電されてい
る時間（通電時間）を計測し、点火確認用センサ１６に
よってバーナ１に点火された燃焼回数をカウンタ３０に
記憶する。通電時間は、プラグ２７がコンセントに差込
まれガス湯沸器Ａに通電されている限りはガス湯沸器Ａ
の使用の有無に限らず積算される。また、比例弁制御部
１８から出力された比例弁電流を検知してタイマー２９
を作動し、燃焼時間を計測している。使用状況判定部２
２は、こうして計測記憶された通電時間や燃焼回数ある
いは燃焼時間などを、予めメモリ３１に記憶させておい
た基準値と比較判断することによってガス湯沸器Ａの使
用状況を判断し、ＦＦ制御値Ｒ_FFの補正量ｍ・Ｒ_FF0が
安全限度値Ｍ₀・Ｒ_FF0を越えると、つまり、補正用カウ
ンター２６のカウント数ｍが限度値Ｍ₀以上になった場
合には、ガス湯沸器Ａの使用状況に応じて安全運転を行
なわせるようにしている。なお、これらの通電時間や燃
焼回数あるいは燃焼時間は、リセット操作によってクリ
アされることはない。

【００２０】図４に示すものは、使用状況判定部２２の
動作を示すフローチャートであって、ガス湯沸器Ａのプ
ラグ２７を最初にコンセントに差し込むとタイマー２８
が作動して使用時間の積算が開始される（Ｓ３１）。正常運転スイッチがオンされ燃焼が開始されると、燃焼回数がカ
ウンタ３０に積算され、タイマー２９が作動して燃焼時
間が積算される。次にガス湯沸器Ａの運転中に異常燃焼
が発生、すなわち、空気過剰率Ｋが適正範囲からずれる
ようになると（Ｓ３２）、上述したようにファン回転数
つまりＦＦ制御値Ｒ_FFは、カウント数ｍを変更して新た
なＦＦ制御値Ｒ_FF（＝Ｒ_FF0＋ｍ・βＲ_FF0）となるよう
に補正される（Ｓ３３）。このとき、補正量ｍ・βＲ
_FF0が安全限度値Ｍ₀・βＲ_FF0よりも小さい場合、例え
ばｍ＜５（＝Ｍ₀：限度値）であるような場合には、正
常な使用状態であるとみなせるのでそのまま継続して運
転を行なう（Ｓ３４、Ｓ３２〜Ｓ３３）。しかし、補正
量ｍ・βＲ_FF0が多くなって来ると（例えばｍ≧５）、
フィルタの目詰りやガス湯沸器Ａの劣化等が考えられる
ので、使用状況判定部２２は安全運転を開始する。

【００２１】安全運転（寿命に近い場合）安全運転に移行すると、使用状況判
定部２２は計測された通電時間や燃焼回数、燃焼時間か
らガス湯沸器Ａの使用状況を判断する（Ｓ３５）。使用
状況を判断した結果寿命に近いと判断すれば、「出力ダ
ウン運転」などの表示を行なうとともに、燃焼量演算部
１７に制御信号を出力して最大燃焼量（号数）や最大ガ
ス流量を制限して最大運転出力を例えば通常の６０％に
低下して、引き続き運転を行なう（Ｓ３６）。さらに運
転している間に、異常燃焼が発生すればファン回転数
（ＦＦ制御値Ｒ_FF）を補正するが（Ｓ３７、Ｓ３８）、
ＦＦ制御値Ｒ_FFの補正量ｍ・βＲ_FF0が寿命限度値Ｍ
_max1・βＲ_FF0以上、例えばｍ≧８（＝Ｍ_max1：寿命危
険値）になるとガス湯沸器Ａは寿命であると判断し（Ｓ
３９）、運転を強制的に停止するなど安全動作を行なう
とともに「寿命」などの寿命表示を点滅表示する（Ｓ４
０）。なお、安全運転中は最大運転出力を低下した状態
にあり、「出力ダウン運転」の表示は常に行なわれてい
る（Ｓ３６）。

【００２２】（寿命に余裕がある場合）ステップＳ３５
でまだ寿命でないと判断されれば、フィルタの目詰りな
どガス湯沸器Ａの故障によるものと考えられるので、例
えば「フィルタ汚れ」などの給気異常表示を行ない（Ｓ
４１）、引き続き運転を行なう。さらに運転している間
に、異常燃焼が発生すればファン回転数を補正するが
（Ｓ４２、Ｓ４３）、ファン回転数（ＦＦ制御値Ｒ_FF）
の補正量ｍ・βＲ_FF0が故障限度値Ｍ_max2・βＲ_FF0以
上、例えばｍ≧８（＝Ｍ_max2：故障危険値）になると危
険な燃焼状態と判断され（Ｓ４４）、運転を強制的に停
止するなど安全動作を行なうとともに給気異常表示を点
滅してユーザに注意を促す（Ｓ４５）。なお、安全運転
中は「フィルタ汚れ」などの給気異常表示は常に行なわ
れている（Ｓ４１）。また、安全運転中に寿命に近づい
たと判断されたならば（Ｓ３５）、出力を低下させて継
続運転を行なう（Ｓ３６〜Ｓ４０）。もちろん、寿命に
余裕がある場合には、フィルタの清掃などを行なった上
で補正用カウンター２６のカウント数ｍをクリアするこ
とにしてもよい。

【００２３】上記ステップＳ３５において、寿命に近い
かどうかの判断には例えば、積算された通電時間のみで
判断することができ、また、通電時間に積算された燃焼
回数や燃焼時間を加味して判断することもできる。具体
的に言えば、条件（Ａ）通電時間が８７６００時間（１０年）以上又は通電時間が６１３２０時間（７年）以上８７６００時
間未満で燃焼回数が２０万回以上又は燃焼時間が８００
０時間以上であるならば寿命に近いと判断し、条件（Ｂ）通電時間が６１３２０時間未満又は通電時間が６１３２０時間以上８７６００時間未満で
燃焼回数が２０万回未満かつ燃焼時間が８０００時間未
満であるならば寿命に余裕があると判断している。

【００２４】また、学習記憶部２４と異なる方法として
は、燃焼中のＦＢ補正量（もしくは補正回数）が一定量
（もしくは、一定回数）以上になった場合に学習させ、
ＦＦ制御値Ｒ_FFを修正する方法も考えられる。しかしな
がら、この方法では、ホコリ等の経年的な原因でなく、
一時的な原因（逆風等の環境要因など）によっても学習
されるので、学習を何度も繰り返して燃焼中にファン回
転数が異常な高回転になる恐れがある。また、つぎに逆
風等の一時的な要因がなくなったときに使用を開始する
と、空気量が過剰になって着火ミスを起こしたりする恐
れがある。これに対し、燃焼中に学習するのでなく、燃
焼停止毎にファン回転数の補正方向を判定し、同一方向
の判定が一定回数以上連続した時に学習するようにすれ
ば、上記のように一時的な原因によって学習することを
防止することができる。さらに、上記実施例にあって
は、Ｕフラグ２３ａ、Ｄフラグ２３ｂのいずれかがセッ
トされている場合にはＵカウンター２５ａ又はＤカウン
ター２５ｂを４ずつ増やすことによって早い目にＦＦ制
御値Ｒ_FFを修正して安全側に動作するようにしている
が、一時的な原因によってもＵカウンター２５ａ（Ｄカ
ウンター２５ｂ）のカウント数Ｆｕ（カウント数Ｆｄ）
は多く増えることになり、空気量が過剰になって適正な
空気量を供給できない場合がある。このため、ファン回
転数が補正されずに空気過剰率Ｋが適正な範囲内で燃焼
された場合には、Ｕカウンター２５ａ及びＤカウンター
２５ｂのカウント数Ｆｄ、Ｆｕをそれぞれ１ずつ減じる
ことによって調整している。

【００２５】図５、図６及び図７はガス湯沸器Ａの制御
方法の具体的な手順を示すフローチャートである。この
ガス湯沸器Ａの制御方法を燃焼時と燃焼停止時に分けて
説明する。

【００２６】燃焼時スイッチがオンされるとバーナ１を緩点火する（Ｓ５
１）と共に、点火確認用センサ１６が作動してバーナ１
への点火が確認される（Ｓ５２）。点火が確認されると
カウンタ３０に燃焼回数を１加算し（Ｓ５３）、タイマ
ー２９が作動して燃焼時間が累積される（Ｓ５４）。燃
焼量演算部１７は設定温度Ｔ_S等から必要なガス燃焼量
を演算し（Ｓ５５）、比例弁制御部１８及び回転数ＦＦ
値演算部１９へ燃焼量設定信号を出力する。

【００２７】ついで、比例弁制御部１８は、燃焼量設定
信号に応じて比例弁電流を出力して比例弁５の開度を制
御し、必要量のガスをバーナ１に供給する。同時に、回
転数ＦＦ値演算部１９は、燃焼量設定信号に応じたＦＦ
制御値Ｒ_FFを演算し、ＦＦ制御信号を出力してファン回
転数Ｒ_SがＲ_FFとなるように制御し、バーナ１及び燃焼
室２に空気を供給する（Ｓ５６）。

【００２８】この後、温度センサ６の検知温度Ｔ_Bを回
転数ＦＢ値演算部２０へ読み込み（Ｓ５７）、検知温度
Ｔ_Bが適正範囲内（Ｔ_min〜Ｔ_max）にあるか否かをチェ
ックする。すなわち、まず検知温度Ｔ_BがＴ_maxよりも大
きいか否か判定し（Ｓ５８）、Ｔ_maxより小さい場合に
は、ついで検知温度Ｔ_BがＴ_minよりも小さいか否か判定
する（Ｓ５９）。

【００２９】〔Ｔ_min≦Ｔ_B≦Ｔ_maxの場合〕上記判定
が、Ｔ_min≦Ｔ_B≦Ｔ_maxの場合には、Ｓ５５〜Ｓ５６を
繰り返してバーナ１の燃焼量を制御し、ファン３をＦＦ
制御する。

【００３０】〔Ｔ_max＜Ｔ_Bの場合〕上記判定（Ｓ５８）
がＴ_max＜Ｔ_Bの場合には、ファン回転数Ｒ_Sが最大回転
数Ｒ_maxより小さいか否か判定する（Ｓ６０）。ファン
回転数Ｒ_Sが最大回転数Ｒ_ma _xより小さい場合には、Ｄフ
ラグ２３ｂがセットされているか調べ（Ｓ６１）、Ｄフ
ラグ２３ｂがセットされている場合には、Ｄフラグ２３
ｂをクリアする（Ｓ６２）。Ｄフラグ２３ｂがセットさ
れていない場合、あるいは、Ｄフラグ２３ｂをクリアし
た後（つまり、Ｓ６２でクリアし、Ｓ６９からＳ５５へ
ジャンプしてＳ６１へ戻った場合）、Ｕフラグ２３ａが
セットされているか否か調べ（Ｓ６３）、Ｕフラグ２３
ａがセットされていなければＵフラグ２３ａをセットす
る（Ｓ６４）。続いて、ファン回転数Ｒ_SのＦＢ制御値
Ｒ_FB（初期値Ｒ_FB＝０）をＦＦ制御値Ｒ_FFの数％だけ増
加させるようにＦＢ制御信号を出力する。すなわち、Δ
Ｒ_FB＝αＲ_FF（α＜１）だけＦＢ制御値Ｒ_FBを増加させ
てＲ_FB＋αＲ_FF→Ｒ_FBとする（Ｓ６５）。

【００３１】この時、異常燃焼等により検知温度Ｔ_Bが
危険値以上になっていないか調べ（Ｓ６６）、危険値以
上になっていればバーナ１の燃焼を停止する（Ｓ６
７）。なお、Ｓ６０の判定でファン回転数Ｒ_Sが最大回
転数Ｒ_max以上になっていた場合には、ＦＢ制御値Ｒ_FB
を補正することなく当該Ｓ６６の処理までジャンプさ
せ、検知温度Ｔ_Bが危険値以上になっていないかチェッ
クする。バーナ１の燃焼が停止するとタイマー２９はス
トップする（Ｓ６８）。

【００３２】ステップＳ６６で検知温度Ｔ_Bが危険値よ
りも小さい場合には、燃焼中であることを確認し（Ｓ６
９）、再びＳ５５へ戻り、Ｓ５５からのフローを実行さ
れる。このとき、Ｓ５６では、修正されたＦＢ制御値Ｒ
_FB（Ｓ６５）を用いてファン回転数がＲ_S＝Ｒ_FF＋Ｒ_FB
となるように補正演算され、ファン３がＦＦ＋ＦＢ制御
される。

【００３３】Ｔ_max＜Ｔ_Bの場合には、以上のようにファ
ン回転数Ｒ_Sを増加させるようにＦＢ制御され、Ｕフラ
グ２３ａがセットされると共にＤフラグ２３ｂがクリア
されている。

【００３４】〔Ｔ_B＜Ｔ_minの場合〕前記判定（Ｓ５９）
がＴ_B＜Ｔ_minの場合には、ファン回転数Ｒ_Sが最小回転
数Ｒ_min（＝Ｒ_FF0）より大きいか否か判定する（Ｓ７
０）。ファン回転数Ｒ_Sが最小回転数Ｒ_minより大きい場
合には、Ｕフラグ２３ａがセットされているか調べ（Ｓ
７１）、Ｕフラグ２３ａがセットされている場合には、
Ｕフラグ２３ａをクリアする（Ｓ７２）。Ｕフラグ２３
ａがセットされていない場合、あるいは、Ｕフラグ２３
ａをクリアした後（つまり、Ｓ７２でクリアし、Ｓ７６
でＳ５５へジャンプしてＳ７１へ戻った場合）、Ｄフラ
グ２３ｂがセットされているか否か調べ（Ｓ７３）、Ｄ
フラグ２３ｂがセットされていなければＤフラグ２３ｂ
をセットする（Ｓ７４）。続いて、ファン回転数のＦＢ
制御値Ｒ_FB（初期値Ｒ_FB＝０）をＦＦ制御値の数％だけ
減少させるようにＦＢ制御信号を出力する。すなわち、
ΔＲ_FB＝αＲ_FF（α＜１）だけＦＢ制御値Ｒ_FBを減少さ
せてＲ_FB−αＲ_FF→Ｒ_FBとする（Ｓ７５）。

【００３５】ついで、燃焼中であることを確認し（Ｓ７
６）、再びＳ５５へ戻り、Ｓ５５からのフローを実行さ
れる。このとき、Ｓ５６では、修正されたＦＢ制御値Ｒ
_FB（Ｓ７５）を用いてファン回転数がＲ_S＝Ｒ_FF＋Ｒ_FB
となるように補正演算され、ファン３がＦＦ＋ＦＢ制御
される。なお、Ｓ７０の判定でファン回転数Ｒ_Sが最小
回転数Ｒ_min以下になっていた場合には、ＦＢ制御値Ｒ
_FBを修正することなくＳ５５までジャンプさせ、再度フ
ァン回転数Ｒ_Sを演算してファン３を制御させる。

【００３６】したがって、Ｔ_B＜Ｔ_minの場合には、以上
のようにファン回転数Ｒ_Sを減少させるようにＦＢ制御
され、Ｄフラグ２３ｂがセットされると共にＵフラグ２
３ａがクリアされている。

【００３７】燃焼停止時燃焼中にファン回転数Ｒ_Sを増加させるようにファン３
がＦＢ制御されていた場合（Ｓ５８，Ｓ６０〜Ｓ６９）
には、燃焼停止するとＳ６９において燃焼が停止したと
判断される。また、燃焼中にファン回転数Ｒ_Sを減少さ
せるようにファン３がＦＢ制御されていた場合（Ｓ５
８，Ｓ５９，Ｓ６０〜Ｓ７６）には、燃焼停止するとＳ
７６において燃焼が停止したと判断される。燃焼停止と
判断されると、まずＵフラグ２３ａがセットされている
か否か判定する（Ｓ７７）。

【００３８】〔Ｕフラグ２３ａがセットされている場
合〕Ｕフラグ２３ａがセットされている場合には、Ｕカ
ウンター２５ａのカウント数Ｆｕを４だけ増し（Ｆｕ＋
４→Ｆｕ：Ｓ７８）、Ｄカウンター２５ｂをクリアする
（０→Ｆｄ：Ｓ７９）。したがって、燃焼停止毎にファ
ン回転数Ｒ_Sが連続して増加方向に制御されていると、
Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆｕが次第に増加して
ゆく。ついで、Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆｕが
積算上限設定値Ｎｕと比較される（Ｓ８０）。

【００３９】Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆｕが積
算上限設定値Ｎｕと等しい場合、すなわち、燃焼停止毎
にＵフラグ２３ａが規定回連続してセットされていた場
合には、補正用カウンター２６のカウント数ｍを１だけ
増加させ（Ｓ８１）、ついでカウント数ｍを限界値Ｍ₀
と比較する（Ｓ８２）。カウント数ｍが限界値Ｍ₀以上
であれば、現在の使用状況が使用状況判定部２２により
判断される（Ｓ８３）。

【００４０】［寿命に近い場合］使用状況が判断された
結果ガス湯沸器Ａが寿命に近い場合、すなわち、上記使
用条件（Ａ）である場合には、燃焼室２へ供給される最
大燃焼量（号数）や最大ガス流量が制限され、最大運転
出力を低下した状態で運転が行なわれ、表示部には「出
力ダウン運転」などの表示が行なわれる（Ｓ８４）。さ
らに、カウント数ｍが寿命危険値Ｍ_max1と等しいか否か
判定し（Ｓ８５）、カウント数ｍが寿命危険値Ｍ_max1と
等しければ寿命に達したと判断して、安全動作に入り、
例えば「寿命」などの寿命表示を行なって燃焼を停止す
る（Ｓ８６）。燃焼が停止するとタイマー２９が停止す
る（Ｓ８７）。

【００４１】［寿命に余裕のある場合］使用状況が判断
された結果寿命にまだ余裕がある場合には、フィルタ汚
れ等による給気異常が考えられるので「フィルタ汚れ」
等の給気異常表示を行ない（Ｓ８８）、さらに、カウン
ト数ｍが故障危険値Ｍ_max2と等しいか否か判定し（Ｓ８
９）、カウント数ｍが故障危険値Ｍ_max2と等しければ安
全動作に入り、例えば給気異常表示を点滅し、燃焼を停
止する（Ｓ９０）。燃焼が停止するとタイマー２９を停
止する（Ｓ９１）。

【００４２】また、カウント数ｍが限界値Ｍ₀よりも小
さい場合（Ｓ８２でNOの場合、つまり正常運転の場合）
や、安全運転に入っても寿命危険値Ｍ_max1と等しくない
場合（Ｓ８５でNOの場合）および故障危険値Ｍ_max2と等
しくない場合（Ｓ８９でNOの場合）には、Ｕカウンター
２５ａ及びＤカウンター２５ｂをクリア（Ｓ９２）した
後、補正用カウンター２６の補正されたカウント数ｍに
よりファン回転数Ｒ_SのＦＦ制御値Ｒ_FFを演算し（Ｓ９
３）、Ｕフラグ２３ａ及びＤフラグ２３ｂもクリアする
（Ｓ９４）。この後、バーナ１が再び点火されると、フ
ァン３は学習記憶されている新しいＦＦ制御値Ｒ_FFに基
づいてファン回転数Ｒ_Sを制御する（Ｓ５１）。

【００４３】一方、Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆ
ｕが積算上限設定値Ｎｕよりも小さい場合（Ｓ８０でNO
の場合）には、補正用カウンター２６のカウント数ｍを
変更することなく、ファン回転数Ｒ_SのＦＦ制御値Ｒ_FF
を演算し（Ｓ９３）、Ｕフラグ２３ａ及びＤフラグ２３
ｂもクリアする（Ｓ９４）。この後、バーナ１が再び点
火されると、ファン３は従前のＦＦ制御値Ｒ_FFに基づい
てファン回転数Ｒ_Sを制御される（Ｓ５１）。

【００４４】したがって、上記フローによれば、燃焼停
止毎にＵフラグ２３ａ及びＤフラグ２３ｂの状態を見る
ことによって燃焼中の補正状態を知り、Ｕフラグ２３ａ
が連続して規定回セットされていた場合にはＦＦ制御値
Ｒ_FFを一段補正すると共に、補正量ｍ・βＲ_FF0が一定
以上であれば安全運転を行なう。また、規定回連続して
いない場合にはＦＦ制御値Ｒ_FFの補正を行なわない。

【００４５】〔Ｄフラグ２３ｂがセットされている場
合〕ステップＳ６９、Ｓ７６で燃焼停止と判断され、Ｕ
フラグ２３ａがセットされていなければ、次にＤフラグ
２３ｂがセットされているか否か判定する（Ｓ９５）。
Ｄフラグ２３ｂがセットされている場合には、Ｄカウン
ター２５ｂのカウント数Ｆｄを４だけ増し（Ｆｄ＋４→
Ｆｄ：Ｓ９６）、Ｕカウンター２５ａをクリアする（０
→Ｆｕ：Ｓ９７）。したがって、燃焼停止毎にファン回
転数が連続して減少方向に制御されていると、Ｄカウン
ター２５ｂのカウント数Ｆｄが次第に増加してゆく。つ
いで、Ｄカウンター２５ｂのカウント数Ｆｄが積算上限
設定値Ｎｄと比較される（Ｓ９８）。

【００４６】Ｄカウンター２５ｂのカウント数Ｆｄが積
算上限設定値Ｎｄと等しい場合、すなわち、燃焼停止毎
にＤフラグ２３ｂが規定回連続してセットされていた場
合には、補正用カウンター２６のカウント数ｍを１だけ
減少させ（Ｓ９９）、ついでカウント数ｍを０と比較す
る（Ｓ１００）。カウント数ｍが負になっている場合に
は、カウント数ｍを０にセット（Ｓ１０１）した後、あ
るいは、カウント数ｍが０以上の場合にはそのままで、
Ｕカウンター２５ａ及びＤカウンター２５ｂをクリア
（Ｓ９２）し、補正用カウンター２６の補正されたカウ
ント数ｍによりファン回転数のＦＦ制御値Ｒ_FFを演算し
（Ｓ９３）、Ｕフラグ２３ａ及びＤフラグ２３ｂもクリ
アする（Ｓ９４）。この後、バーナ１が再び点火される
と、ファン３は学習記憶されている新しいＦＦ制御値Ｒ
_FFに基づいてファン回転数を制御する（Ｓ５１）。

【００４７】一方、Ｄカウンター２５ｂのカウント数Ｆ
ｄが積算上限設定値Ｎｄよりも小さい場合（Ｓ９８でNO
の場合）には、補正用カウンター２６のカウント数ｍを
変更することなく、ファン回転数Ｒ_SのＦＦ制御値Ｒ_FF
を演算し（Ｓ９３）、Ｕフラグ２３ａ及びＤフラグ２３
ｂもクリアする（Ｓ９４）。この後、バーナ１が再び点
火されると、ファン３は従前のＦＦ制御値Ｒ_FFに基づい
てファン回転数Ｒ_Sを制御する（Ｓ５１）。

【００４８】したがって、上記フローによれば、燃焼停
止毎にＵフラグ２３ａ及びＤフラグ２３ｂの状態を見る
ことによって燃焼中の補正状態を知り、Ｄフラグ２３ｂ
が連続して規定回セットされていた場合にはＦＦ制御値
Ｒ_FFを一段補正し、規定回連続していない場合にはＦＦ
制御値Ｒ_FFの補正を行なわない。

【００４９】〔Ｕフラグ２３ａもＤフラグ２３ｂもセッ
トされていない場合〕Ｕフラグ２３ａもＤフラグ２３ｂ
もセットされていない場合には、ＦＦ制御値Ｒ_FFを補正
することなく適正範囲内で燃焼されたと判断され、Ｕカ
ウンター２５ａのカウント数Ｆｕを１だけ減らし（Ｆｕ
−１→Ｆｕ：Ｓ１０２）、Ｄカウンター２５ｂのカウン
ト数Ｆｄを１だけ減らす（Ｆｄ−１→Ｆｄ：Ｓ１０
３）。そして、Ｕカウンター２５ａのカウント数Ｆｕが
０より小さければＵカウンター２５ａをクリアし（Ｓ１
０４、Ｓ１０５）、Ｄカウンター２５ｂのカウント数Ｆ
ｄが０より小さければＤカウンター２５ｂをクリアする
（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。この後、補正用カウンター２
６のカウント数ｍを変更することなく、ファン回転数Ｒ
_SのＦＦ制御値Ｒ_FFを演算し（Ｓ９３）、Ｕフラグ２３
ａ及びＤフラグ２３ｂもクリアする（Ｓ９４）。そして
バーナ１が再び点火されると、ファン３は従前のＦＦ制
御値Ｒ_FFに基づいてファン回転数Ｒ_Sを制御する（Ｓ５
１）。

【００５０】したがって、上記フローによれば、燃焼停
止毎にＵフラグ２３ａ及びＤフラグ２３ｂの状態を見る
ことによって燃焼中の補正状態を知り、Ｕフラグ２３ａ
及びＤフラグ２３ｂ共にセットされていない場合にはＦ
Ｆ制御値Ｒ_FFの補正を全く行なわない。すなわち、各燃
焼動作毎の燃焼状態のデータを補正用カウンター２６に
蓄積しているが、補正用カウンター２６のカウント数ｍ
が一定回数に達した場合にのみＦＦ制御値Ｒ_FFを補正し
ている。

【００５１】このように、本発明のガス湯沸器Ａにあっ
ては、ファン回転数の補正量が大きくなると安全運転に
移行し、しかも、使用状況を判断して寿命か否かを判断
しているので寿命に近づいたならば、より安全側へ動作
させることができる。また、上記実施例にあって寿命危
険値Ｍ_max1と故障危険値Ｍ_max2とを同じ値にしている
が、寿命危険値Ｍ_max1を故障危険値Ｍ_max2より小さくす
ることによって、より安全側に動作させてもよい。

【００５２】なお、本発明は上記実施例以外にも種々の
実施例が考えられる。例えば、図５、図６及び図７のフ
ローチャートでは、学習機能のもとになっているＵフラ
グ２３ａ及びＤフラグ２３ｂの状態は、燃焼停止直前の
状態によるところが大きいが、燃焼中の経過全体から判
別させるようにしてもよい。また、ＦＦ制御値Ｒ_FFの補
正式も前記式に限るものではない。例えば、Ｒ_FF0で
なく、現在のファン回転数Ｒ_S等を用いて補正してもよ
い。さらに、図６のフローチャートのＳ１００、Ｓ１０
１の処理を省き、カウント数ｍが負の値をとり、ＦＦ制
御値Ｒ_FFがＲ_FF ₀以下になるようにしてもよい。なお、
バーナ１の空燃比を検出するためのセンサは温度センサ
６に限らず、空燃比制御用であればどのようなセンサで
あっても差し支えない。

【００５３】

【発明の効果】本発明の燃焼装置によれば、必要とする
ファン回転数の補正が燃焼装置の劣化に起因するもので
あることを判断し、基準限度量よりも大きな補正量が必
要となった場合には、最大運転出力を制限して、燃焼装
置をより安全に使用することができる。特に実施態様の
燃焼装置によれば、より大きなファン回転数の補正が必
要となった場合には強制的に運転を停止するので、さら
に安全に燃焼装置を使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である燃焼装置の概略構成図
である。

【図２】同上の燃焼装置の制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】同上の燃焼装置における空気過剰率と温度セン
サの検知温度の相関関係を示す図である。

【図４】同上の使用状況判定部の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】同上の制御方法を示すフローチャートである。

【図６】同上のフローチャートの続図である。

【図７】同上のフローチャートの続図である。

【符号の説明】

１バーナ３ファン６温度センサ１９回転数ＦＦ値演算部２０回転数ＦＢ値演算部２１ファンモータ制御部２２使用状況判定部２３ａアップ（Ｕ）フラグ２３ｂダウン（Ｄ）フラグ２４学習記憶部２５ａアップ（Ｕ）カウンター２５ｂダウン（Ｄ）カウンター２６補正用カウンター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−152131（ＪＰ，Ａ) (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】バーナの異常燃焼を検知し、バーナに給
気するファンの回転数を補正して異常燃焼を修正するよ
うにした燃焼装置において、ファン回転数の補正量を学習記憶する補正修正手段と、当該燃焼装置の燃焼回数や燃焼時間、あるいは当該燃焼
装置に通電されていた通電時間などの使用状況を計測す
る使用状況計測手段と、計測された使用状況が予め設定された使用状況基準値を
越えたか否かを判断する自己診断部とを備え、前記使用状況計測手段により計測された使用状況が使用
状況基準値を越え、かつ前記補正修正手段に記憶された
ファン回転数の補正量が予め設定された基準限度量を越
えると、当該燃焼装置の最大運転出力を制限するように
したことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】前記使用状況計測手段により計測された
使用状況が使用状況基準値を越え、かつ前記補正修正手
段に記憶されたファン回転数の補正量が、前記基準限度
量よりも大きく設定された危険限度値を越えると、強制
的に運転を停止するようにしたことを特徴とする請求項
１に記載の燃焼装置。