JP3471113B2 - 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、全一次燃焼式のバーナ
装置を備えた燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には、燃焼装置として一般的な給湯
器のシステム構成が示されている。同図において、給湯
熱交換器２の入口側には給水通路の給水管３が接続され
ており、この給水管３には入水温を検出するサーミスタ
等の入水温度センサ10と、入水量（給湯熱交換器の通水
量）を検出する流量センサ９とが設けられている。給湯
熱交換器２の出口側には給湯通路の給湯管４が接続さ
れ、この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられてい
る。さらに、給湯管４には水量制御弁16と、出湯温を検
出するサーミスタ等の出湯温度センサ11とが設けられて
いる。

【０００３】給湯熱交換器２の下方にはバーナ装置７、
バーナ装置７の点火を行うイグナイタ電極18、着火を検
知するフレームロッド電極19、およびバーナ装置７への
燃焼空気の供給や排気を行う燃焼ファン５が配設されて
おり、燃焼ファン５の回転数を検出するファン回転セン
サ21が設けられている。バーナ装置７のガス導入口には
ガスノズルをガス導入口に対向させてノズルホルダ６が
配置され、このノズルホルダ６に通じるガス管８にはガ
ス供給量を開弁量によって制御する比例制御弁13と、ガ
ス管路の開閉を行うガス弁としての元電磁弁12とが介設
されている。なお、電磁弁20ａ，20ｂ，20ｃはバーナ燃
焼面を切り換えるためのものである。

【０００４】バーナ装置７の下方側から上方側にバイパ
スして風量検出用通路22が形成されており、この風量検
出用通路22に風量センサ23が介設されている。この風量
センサ23は、差圧センサや熱線式やカルマンうず式の風
速センサ等の適宜のセンサにより構成され、例えば、風
量センサ23を差圧センサにより構成した場合に、バーナ
装置７の下方側の気圧と上方側の気圧との差を検出する
ことにより、燃焼ファン５からバーナ装置７に供給され
る燃焼空気風量を検出するようになっている。

【０００５】前記バーナ装置７は、かつては、図11に示
すように、複数のブンゼンバーナ34を配列配置すること
によって形成されていたが、このようなブンゼンバーナ
34を用いたバーナ装置は、火炎温度が高くなり、バーナ
燃焼によって、窒素酸化物（ＮＯ_X ）が生成するという
問題が生じ、最近においては、窒素酸化物の生成の少な
いクリーンな燃焼を達成するために、例えば図10に示す
ような淡バーナ35と濃バーナ36を隣り合わせに配列配置
してなる全一次空気燃焼式のバーナ装置７が採用される
ようになってきている。前記淡バーナ35は空気量が理論
空気量よりも高い予混合ガス（空気と燃料ガスとの混合
ガス）を噴出する構成となっており、また、濃バーナ36
は空気量が理論空気量よりも低い高濃度の予混合ガスを
噴出する構成となっている。

【０００６】この濃淡バーナ36，35のバーナ装置７を燃
焼させたときには、淡バーナ35から噴出する低濃度予混
合ガスは隣りの高濃度予混合ガスの高温の熱をもらって
燃焼し、濃バーナ36から噴出する高濃度予混合ガスは隣
りの淡バーナから噴出する低濃度予混合ガス中の空気を
もらって燃焼するが、淡バーナ35から噴出する低濃度予
混合ガスの量が濃バーナ36から噴出する高濃度予混合ガ
スの量よりも遥かに多く、このため、バーナ装置７の燃
焼面は殆ど低濃度予混合ガスの低温火炎で占められる結
果、低温燃焼が達成され、これにより、窒素酸化物の生
成の少ないクリーンな燃焼が達成されるようになってい
る。

【０００７】図７に示したような給湯器には制御装置14
が備えられており、この制御装置14にはリモコン15が接
続され、このリモコン15には、図示されていない運転ボ
タンや給湯温度を設定するボタンや給湯設定温度の設定
温度表示部が設けられている。制御装置14はシーケンス
プログラムを用いて給湯器の給湯動作を制御しており、
給湯栓１が開けられると、流量センサ９が入水量を検出
して、その入水量がある一定以上（最低作動流量以上）
になったなら、燃焼ファン５をオンとする。そして、燃
焼ファン５の回転が所定の回転領域に入ったときに、元
電磁弁12、電磁弁20ａ（又は20ａ，20ｂ又は20ａ，20
ｂ，20ｃ）および比例制御弁13を開けてバーナ装置７へ
ガスの供給を行い、イグナイタ電極18により点火する動
作を行う。

【０００８】次に、フレームロッド電極19により、バー
ナ装置７の着火を確認して、フィードフォワード制御
（出湯温度センサ10で出湯温度を検出することなく、予
め設定したガス量供給パターンに従って燃焼を行わせる
制御方式）からＰＩＤ演算等によるフィードバック制御
（出湯温度センサ10により出湯温度を検出し、出湯温度
が設定温度に近づくようにＰＩＤ演算によりガス供給
量、つまり、比例制御弁13の開弁量を制御する方式）へ
移行する動作を行う。なお、バーナ装置７の燃焼制御
は、図８に示すような、燃焼制御部24と風量制御部25の
制御動作によって行われる。

【０００９】燃焼制御部24には燃焼熱量（燃焼能力）と
比例制御弁13の開弁駆動電流（ガス供給量）との関係デ
ータが予め与えられており、燃焼制御部24は、入水温度
センサ10で検出される入水温度と、出湯温度センサ11で
検出される出湯温度と、流量センサ９で検出される流水
流量と、リモコンで設定される設定温度との情報を受け
て、入水温度を設定温度に高めるのに要する熱量、つま
り、出湯温度を設定温度に一致させる燃焼熱量を演算に
より求め、その燃焼熱量が得られるように比例制御弁13
に開弁駆動電流を供給して比例制御弁13の開弁量を可変
し、バーナ装置７へのガス供給量を制御する。

【００１０】その一方で、風量制御部25は、前記燃焼制
御部24で求められた燃焼熱量に見合う燃焼空気をバーナ
装置７に供給すべく、ファン駆動部17に指令を加えて燃
焼ファン５の回転制御を行う。この燃焼ファン５の回転
制御に必要なデータとして、風量制御部25には、バーナ
装置７の燃焼能力と燃焼空気風量の目標値との関係デー
タとして、例えば、図９に示すような、比例弁電流と、
燃焼ファン５からバーナ装置７に供給するファン風量の
目標風量との関係データが与えられており、風量制御部
25は、この関係データに基づいて、ファン風量が燃焼熱
量に見合った目標風量となるようにファンの回転数を制
御し、燃焼空気をバーナ装置７に供給している。

【００１１】このように、燃焼制御部24の燃焼制御と風
量制御部25による風量制御とがマッチングして行われ、
安定した設定温度の湯が給湯熱交換器２から給湯管４を
経て所望の給湯場所に供給される。

【００１２】湯の使用が終了して、給湯栓１が閉められ
ると、流量センサ９により通水停止が検出され、この通
水停止の検出信号を受けて、制御装置14は元電磁弁12を
遮断してバーナ装置７の燃焼を停止する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような給湯器等の燃焼装置において、バーナ装置７に供
給される燃料ガスは、同一ガス名でも規格で許された成
分により幅があり、例えば、理論空気量の多いガスと少
ないガスでは約15％の差がある。そのため、予め与えら
れた風量制御データがバーナ装置７の実際の燃焼状態と
合わないことがあり、風量制御部25が前記風量制御デー
タに基づいて風量制御を行ったときに、実際にバーナ装
置７に必要な燃焼空気量よりも過剰に空気が供給されて
しまい、バーナ装置７の不完全燃焼を引き起こすことが
あった。

【００１４】また、風量センサ23の故障等が生じたとき
に、そのことに気づかずに風量センサ23の出力に基づい
て燃焼空気風量の制御が行われると、バーナ装置７への
供給空気風量が、前記不完全燃焼を引き起こす以上に過
剰となることがある。そうなると、例えば、バーナ燃焼
が行われずに燃料ガスの供給が行われて生ガスが洩れる
ことになり、非常に危険であった。

【００１５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、バーナ装置に供給する燃
焼風量を的確に制御することが可能であり、特に生ガス
洩れ等の危険を防止することができる燃焼装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次のように構成されている。すなわち、本第
１の発明は、空気量が理論空気量よりも高い低濃度予混
合ガスを噴出する淡バーナと空気量が理論空気量よりも
低い高濃度予混合ガスを噴出する濃バーナとが隣り合わ
せに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナ装置と、
このバーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンとを備
え、該燃焼ファンからバーナ装置に供給する燃焼空気風
量を直接又は間接的に検出する風量検出手段を有し、前
記バーナ装置の燃焼能力と前記燃焼空気風量の目標風量
値との関係データが風量制御データとして与えられてお
り、該風量制御データに基づいて燃焼空気風量が目標風
量値となるように燃焼ファンの回転制御を行う風量制御
部を有する燃焼装置であって、バーナ燃焼の排気側には
排気ガス中のハイドロカーボンを検出するハイドロカー
ボン検出センサが設けられており、該ハイドロカーボン
検出センサによって検出されるハイドロカーボン検出濃
度が予め与えられた第１の基準ハイドロカーボン濃度以
上となったときにはハイドロカーボン検出濃度が予め与
えられた許容上限濃度となるように燃焼ファンの回転を
低下させて前記燃焼空気風量を低下制御する風量ダウン
補正部が設けられていることを特徴として構成されてい
る。

【００１７】また、本第２の発明は、空気量が理論空気
量よりも高い低濃度予混合ガスを噴出する淡バーナと空
気量が理論空気量よりも低い高濃度予混合ガスを噴出す
る濃バーナとが隣り合わせに配列されてなる全一次空気
燃焼式のバーナ装置と、このバーナ装置に燃焼空気を供
給する燃焼ファンとを備え、該燃焼ファンからバーナ装
置に供給する燃焼空気風量を直接又は間接的に検出する
風量検出手段を有し、前記バーナ装置の燃焼能力と前記
燃焼空気風量の目標風量値との関係データが風量制御デ
ータとして与えられており、該風量制御データに基づい
て燃焼空気風量が目標風量値となるように燃焼ファンの
回転制御を行う風量制御部を有する燃焼装置であって、
バーナ燃焼の排気側には排気ガス中のハイドロカーボン
を検出するハイドロカーボン検出センサが設けられてお
り、該ハイドロカーボン検出センサによって検出される
ハイドロカーボン検出濃度が予め与えられた第１の基準
ハイドロカーボン濃度以上となったときにはハイドロカ
ーボン検出濃度が予め与えられた許容上限濃度となるよ
うに燃焼ファンの回転を低下させて前記燃焼空気風量を
低下させ、このときのバーナ装置の燃焼能力に対応する
風量制御データの目標風量値が風量検出手段によって検
出される検出風量に一致するように風量制御データを補
正する風量制御データ補正部が設けられていることを特
徴として構成されている。

【００１８】さらに、前記ハイドロカーボン検出センサ
により検出されるハイドロカーボン検出濃度が予め与え
られた第１の基準ハイドロカーボン濃度よりも大きい第
２の基準ハイドロカーボン濃度以上となったときにはバ
ーナ装置の燃焼を停止させる燃焼停止指令手段を設けた
こと、燃焼開始からの予め定められた立ち上がり安定遷
移時間を設定する立ち上がり時間設定部と、この立ち上
がり安定遷移時間が経過するまではハイドロカーボン検
出センサの検出値を無効にするセンサ出力キャンセル部
とを有することも本発明の特徴的な構成とされている。

【００１９】

【作用】上記構成の本発明において、バーナ燃焼の排気
側には排気ガス中のハイドロカーボンを検出するハイド
ロカーボン検出センサが設けられており、ハイドロカー
ボン検出センサによって検出される検出濃度が予め与え
られた第１の基準ハイドロカーボン濃度以上となったと
きには、風量ダウン補正部により、ハイドロカーボン検
出濃度が予め与えられた許容上限濃度となるように燃焼
ファンの回転が低下させられる。そのため、バーナ装置
に供給される燃焼空気風量が過剰となってバーナ装置の
不燃状態や生ガス漏れが発生することはなく、バーナ装
置の的確な燃焼が行われる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。図２には本発明の燃焼装置の一実施例が示されてお
り、この実施例の燃焼装置は、従来例と同様に給湯器を
例にして示してある。この実施例が従来例と異なる特徴
的なことは、器具本体２の排気側に、排気ガス中のＣＨ
₄ ，ＣＨ₃ ＯＨ，ＣＨ₂ Ｏ等のハイドロカーボンを検出
するハイドロカーボン検出センサとしてのハイドロカー
ボンセンサ（以下、ＣＨｎセンサという）26を設け、Ｃ
Ｈｎセンサ26のハイドロカーボン検出値（ＣＨｎ検出
値）に基づき、風量制御のための風量制御データを補正
する特有な回路を制御装置14に設けたことである。

【００２１】図１には、本実施例の給湯器における風量
制御回路の要部構成がブロック図により示されている。
同図に示すように、風量制御回路は、立ち上がり時間設
定部27、基準ＣＨｎ（基準ハイドロカーボン濃度）・許
容上限値メモリ部30、センサ出力キャンセル部33、風量
制御データ補正部28、風量制御データメモリ部29、燃焼
停止指令手段31、燃焼制御部24、風量制御部25を有して
構成されている。なお、燃焼制御部24の制御動作は、従
来例に示した制御動作と同様であるのでその説明は省略
する。

【００２２】風量制御データメモリ部29には、風量制御
部25による風量制御を行うための風量制御データとし
て、例えば、図９に示したような、比例弁電流と目標風
量との関係データ（風量制御グラフ）が与えられてお
り、風量制御部25は、この風量制御グラフに基づいて、
従来例と同様の制御動作を行う。

【００２３】立ち上がり時間設定部27は、燃焼開始から
の予め定められた立ち上がり安定遷移時間を設定するも
のである。給湯器等の燃焼装置は、燃焼開始直後はハイ
ドロカーボンが多量に発生することがあり、このときに
ハイドロカーボンセンサ26により検出されるハイドロカ
ーボン検出濃度に基づいて風量制御データの補正を行っ
てしまうと誤った補正が行われてしまうために、本実施
例では、燃焼開始直後から予め定められた例えば10秒と
いった立ち上がり安定遷移時間が経過するまではハイド
ロカーボンセンサ26の検出値に基づいて行われる風量制
御データの補正を行わないように、立ち上がり安定遷移
時間を立ち上がり時間設定部27に設定し、この値をセン
サ出力キャンセル部33に加える。

【００２４】センサ出力キャンセル部33は、立ち上がり
時間設定部27から加えられる立ち上がり安定遷移時間の
値を受けて、ハイドロカーボンセンサ26により検出され
る検出値を、燃焼開始から立ち上がり安定遷移時間が経
過するまでの間無効にするものであり、この立ち上がり
安定遷移時間が経過した以降はハイドロカーボンセンサ
26により検出したハイドロカーボン検出濃度の値を風量
制御データ補正部28と燃焼停止手段31に加える。

【００２５】基準ＣＨｎ・許容上限値メモリ部30には、
風量制御データメモリ部29に与えられている風量制御デ
ータを補正する基準となる基準ハイドロカーボン濃度
（以下、基準ＣＨｎという）の値と許容ハイドロカーボ
ン上限値（許容上限値）が予め与えられており、本実施
例では、基準ＣＨｎとして、第１の基準ＣＨｎの値が50
0 ppm 、第２の基準ＣＨｎの値が3000ppm として与えら
れ、また、許容上限値は100 ppm として与えられてい
る。

【００２６】なお、これらの基準ＣＨｎと許容上限値を
設定するために、本出願人は、淡バーナ35と濃バーナ36
を組み合わせてなるバーナ装置を用いて、空気比と排気
ガス中のＣＨｎ濃度の特性を調べており、その結果、図
３に示す結果を得た。この特性図によれば、空気比のバ
ランスがとれていて良好なバーナ燃焼が行われていると
きには、ＣＨｎ濃度は10ppm 以下の低い値を示している
が、空気比が大きくなりすぎると、ＣＨｎの値が100 pp
m を越えて急激に大きくなることが分かる。これは、低
濃度予混合ガス中の空気の割合が大きくなりすぎて、例
えば空気比が1.9 以上となると、低濃度予混合ガスが希
薄になりすぎる結果、火炎温度が低くなりすぎてバーナ
燃焼が不完全燃焼となり、例えば500 ppm 以上のハイド
ロカーボンが発生し、さらに、空気の割合が大きくなり
すぎて、例えば空気比が2.0 以上となると、バーナ燃焼
が行われずに生ガスが発生し、例えば3000ppm 以上のハ
イドロカーボンが発生するものと考えられる。

【００２７】そこで、本実施例では、基準ＣＨｎ・許容
上限値メモリ部30に、第１の基準ＣＨｎとして500 ppm
の値を与え、第２の基準ＣＨｎとして3000ppm の値を与
え、これらの第１、第２の基準ＣＨｎの値に基づいて、
風量制御や燃焼制御を行うことにより、バーナ装置７の
不完全燃焼や生ガス洩れを防止しようとしている。

【００２８】風量制御データ補正部28は、ハイドロカー
ボン検出濃度が予め与えられている第１の基準ハイドロ
カーボン濃度以上となったときには、ハイドロカーボン
検出濃度が予め与えられた許容上限濃度となるように燃
焼ファン５の回転を低下させて燃焼空気風量を低下さ
せ、このときのバーナ装置７の燃焼能力に対応する風量
制御データの目標風量値が風量センサ23によって検出さ
れる検出風量に一致するように風量制御データを補正す
るものである。

【００２９】具体的には、風量制御データ補正部28は、
基準ＣＨｎ・許容上限値メモリ部30に与えられている第
１の基準ＣＨｎ（500 ppm ）と、ハイドロカーボンセン
サ26により検出されるハイドロカーボン検出濃度とを比
較し、ハイドロカーボン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ以
上となったときには、風量制御部25に風量制御指令を加
え、ハイドロカーボン検出濃度が、基準ＣＨｎ・許容上
限値メモリ部30に与えられている許容上限濃度となるよ
うに燃焼空気風量を低下させる。

【００３０】そして、このとき、燃焼ファン５からバー
ナ装置７に供給される燃焼空気風量を風量センサ23によ
り検出してこの検出値を取り込み、このときのバーナ装
置７の燃焼能力、すなわち、図９の風量制御データ（風
量制御グラフ）における比例弁電流に対応する目標風量
値が前記風量センサ23から取り込んだ燃焼空気風量の検
出値に一致するように風量制御グラフを補正する。

【００３１】例えば、この補正動作は次のようにして行
われる。ハイドロカーボン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ
以上となったときに、ハイドロカーボン検出濃度が許容
上限濃度となるように燃焼空気風量を低下させ、このと
きの燃焼空気風量を風量センサ23により検出すると、図
４のＡに示す値だったとする。そして、このときのバー
ナ装置７の燃焼能力、すなわち、図４における比例弁電
流の値がＢであったとする。そうすると、このときのバ
ーナ装置７の燃焼能力に対応する風量制御データの目標
風量値は、記憶されているデータ上の値Ｃということに
なるが、目標風量値をこのままの値にすると、燃焼空気
風量が多すぎてバーナ装置７の不完全燃焼が起こり、ハ
イドロカーボンが第１の基準ＣＨｎ以上発生してしまう
ため、記憶されている目標風量値（Ｃ）を前記検出風量
値（Ａ）に補正し、同時に、風量制御データを平行移動
して補正することにより、ハイドロカーボン濃度が許容
上限値以下の値となるようにする。

【００３２】燃焼停止指令手段31は、ハイドロカーボン
センサ26により検出されるハイドロカーボン検出濃度が
予め与えられた第２の基準ハイドロカーボン濃度（第２
の基準ＣＨｎ）以上となったときには、バーナ装置７の
燃焼を停止させるものであり、ハイドロカーボンセンサ
26により検出したハイドロカーボン検出濃度が第２の基
準ＣＨｎ以上となったときには燃焼停止指令を燃焼制御
部24に加え、燃焼制御部24によって元電磁弁12、比例制
御弁13を閉じるようにし、バーナ装置７の燃焼を停止さ
せる。

【００３３】本実施例は以上のように構成されており、
給湯器の燃焼運転が開始されたことがフレームロッド電
極19により確認されると、ハイドロカーボンセンサ26に
より排気ガス中のハイドロカーボン濃度が検出され、セ
ンサ出力キャンセル部33を介して風量制御データ補正部
28と燃焼停止指令手段31にハイドロカーボン検出濃度が
加えられる。そして、燃焼開始から、立ち上がり時間設
定部27に予め与えられた立ち上がり安定遷移時間が経過
するまでは、センサ出力キャンセル部33によりハイドロ
カーボンセンサ26の検出値が無効とされ、立ち上がり安
定遷移時間が経過した以降は、ハイドロカーボンセンサ
26の検出値が風量制御データ補正部28と燃焼停止指令手
段31とに加えられる。

【００３４】そして、風量制御データ補正部28は、ハイ
ドロカーボンセンサ26から加えられるハイドロカーボン
検出濃度と、基準ＣＨｎ・許容上限値メモリ部30に与え
られている第１の基準ＣＨｎとを比較し、ハイドロカー
ボン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ以上となったときに
は、風量制御部25に風量制御指令を加えて燃焼ファン５
からの燃焼空気風量を低下させ、ハイドロカーボン検出
濃度が許容上限値となるように風量を制御させ、例え
ば、図４に示したように、このときのバーナ装置７の燃
焼能力（比例弁電流Ｂ）に対応する風量制御データの目
標風量値（Ｃ）が、風量センサ23によって検出される検
出風量（Ａ）に一致するように、風量制御データ（風量
制御グラフ）を平行移動して補正する。

【００３５】また、ハイドロカーボンセンサ26により検
出されるハイドロカーボン検出濃度が、基準ＣＨｎ・許
容上限値メモリ部30に与えられている第２の基準ＣＨｎ
以上となったときには、図３に示したように、低濃度予
混合ガスの空気比が非常に大きくなりすぎて生ガスが発
生している危険な状態となっている可能性が高いため
に、燃焼停止指令手段31から燃焼制御部24に燃焼停止指
令が加えられ、バーナ装置７の燃焼が停止される。

【００３６】本実施例によれば、上記動作により、立ち
上がり安定遷移時間が経過した以降に、ハイドロカーボ
ンセンサ26により検出した検出値と第１、第２の基準Ｃ
Ｈｎとの比較が行われ、前記検出値が第１の基準ＣＨｎ
以上となったときには風量制御データの補正が行われ、
バーナ装置７に供給される燃焼空気風量が過剰となるこ
とが抑制されるために、低濃度予混合ガスの空気比が大
きくなりすぎてバーナ装置７が不完全燃焼となることを
防ぐことが可能となり、さらに、前記ハイドロカーボン
の検出値が第２の基準ＣＨｎ以上となったときには、燃
焼停止指令手段31の指令により直ちにバーナ装置７の燃
焼運転が停止されるために、燃焼空気風量がさらに過剰
となって生ガスが発生した危険な状態のままバーナ燃焼
が行われることを防ぐことができる。

【００３７】また、本実施例によれば、燃焼開始から立
ち上がり安定遷移時間が経過するまでは、センサ出力キ
ャンセル部33によりハイドロカーボンセンサ26の検出値
が無効にされるため、たとえ燃焼開始直後に多量に発生
しても、そのハイドロカーボンの検出値によりバーナ燃
焼が不良であると誤判断することを抑制することができ
る。

【００３８】図５には、本発明に係る燃焼装置の第２の
実施例の風量制御回路の要部構成がブロック図により示
されている。本実施例が上記第１の実施例と異なる特徴
的なことは、風量制御データ補正部28の代わりに、風量
ダウン補正部38を設けたことであり、風量ダウン補正部
38は、ハイドロカーボン検出濃度が予め与えられた第１
の基準ＣＨｎ以上となったときには、ハイドロカーボン
検出濃度が予め与えられた許容上限濃度となるように燃
焼ファン５の回転を低下させて燃焼空気風量を低下制御
するように構成されている。

【００３９】すなわち、上記第１の実施例では、ハイド
ロカーボン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ以上となったと
きには、風量制御データメモリ部29に予め与えられてい
る風量制御データを補正するようにしたが、本実施例で
は、風量制御データはそのままにして、ハイドロカーボ
ン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ以上となったときには、
その都度ハイドロカーボン検出濃度が許容上限濃度とな
るように風量制御部25に風量制御指令を加えて、燃焼フ
ァン５の回転を低下させ、風量センサ23の出力とは無関
係に燃焼空気風量を低下制御するようになっている。な
お、本実施例のそれ以外の構成は上記第１の実施例と同
様に構成されている。

【００４０】本実施例は以上のように構成されており、
ハイドロカーボンセンサ26により検出されるハイドロカ
ーボン検出濃度が第１の基準ＣＨｎ以上となったときに
は、その都度風量ダウン補正部38により、ハイドロカー
ボン検出濃度が許容上限濃度となるように燃焼空気風量
の低下制御が行われるために、空気比が大きくなりすぎ
てバーナ装置７の不完全燃焼が起こることはなく、上記
第１の実施例と同様の効果を奏することができる。

【００４１】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施に態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、第１の基準ＣＨｎを500 ppm とし、第２の
基準ＣＨｎを3000ppm とし、許容上限濃度（許容上限
値）を100 ppm としたが、これらの値は特に限定される
ものではなく、適宜設定されるものである。

【００４２】さらに、上記第１の実施例では、風量制御
データメモリ部29に風量制御グラフを与え、ハイドロカ
ーボンセンサ26により検出されるハイドロカーボン検出
濃度が第１の基準ＣＨｎ以上となったときには、風量制
御データ補正部28により風量制御データメモリ部29に与
えられている風量制御グラフを平行移動して補正するよ
うにしたが、風量制御データ補正部28による風量制御デ
ータの補正の仕方は特に限定されるものではなく、適宜
行われるものである。

【００４３】さらに、上記実施例では、風量制御データ
メモリ部29には、風量制御データとしてグラフデータを
与えたが、風量制御データメモリ部29に与える風量制御
データは必ずしもグラフデータとは限らず、テーブルデ
ータや演算式等の他のデータでも構わない。

【００４４】さらに、上記実施例では、フレームロッド
電極19により、バーナ装置７の着火を確認して燃焼開始
のタイミングを図るようにしたが、例えば、シーケンス
プログラムにより燃焼開始指令が行われたときに燃焼開
始と判断して、そのときから立ち上がり安定遷移時間が
経過するまではハイドロカーボンセンサ26の検出値を無
効にし、立ち上がり安定遷移時間が経過した以降にハイ
ドロカーボン検出濃度に基づいて風量制御の補正を行う
ようにしてもよい。

【００４５】さらに、本発明の燃焼装置は、立ち上がり
時間設定部27やセンサ出力キャンセル部33を省略して構
成することもできる。ただし、上記実施例のように、立
ち上がり時間設定部27とセンサ出力キャンセル部33を設
けて、燃焼開始から立ち上がり時間設定部27に与えた立
ち上がり安定遷移時間が経過するまではハイドロカーボ
ンセンサ28の検出値を無効とするようにすることによ
り、燃焼開始直後にハイドロカーボンが多量に発生して
も、そのハイドロカーボンをハイドロカーボンセンサ26
により検出して、風量制御データ補正や風量の補正を誤
って行うようなことを抑制することができるために、立
ち上がり時間設定部27とセンサ出力キャンセル部33を設
けることが望ましい。

【００４６】さらに、上記実施例では、燃焼ファン５か
らバーナ装置７に供給する燃焼空気風量を検出する風量
検出手段として風量センサ23を設け、風量センサ23によ
り燃焼空気風量を検出するようにしたが、風量センサ23
を設けず、ファン回転検出センサ21により検出される燃
焼ファン５の回転数と、図６に示すようなファン回転数
とファン風量（燃焼空気風量）との関係データから燃焼
空気風量を間接的に検出して燃焼空気風量を制御するよ
うにしてもよい。

【００４７】さらに、上記実施例では、燃焼装置として
給湯器を例にして説明したが、本発明の燃焼装置は、風
呂釜やガス暖房機やガス冷房機やガス空調機等のガスを
燃料とするバーナ装置による燃焼装置をはじめとし、石
油を燃料とするバーナ装置による各種の燃焼装置として
も様々に適用されるものである。

【００４８】さらに、上記実施例では、燃焼ファン５を
バーナ装置７の下方側に設けたが、この燃焼ファン５
は、排気側に設け、いわゆる吸い込み方式によって給排
気を行うタイプのものとしてもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、燃焼運転中に排気ガス
中のハイドロカーボン濃度をハイドロカーボン検出セン
サにより検出することにより、バーナ装置に供給する燃
焼空気風量が多すぎて予混合ガスの空気比が過剰とな
り、それにより、バーナ装置の不完全燃焼や生ガス洩れ
が発生したときに、その異常状態を即座に検知すること
が検知することが可能となる。

【００５０】そして、そのハイドロカーボン検出濃度に
基づいて、ハイドロカーボン検出濃度が予め与えられた
第１の基準ハイドロカーボン濃度以上となったときに、
ハイドロカーボン検出濃度が予め与えられた許容上限濃
度となるように燃焼空気風量を低下制御したり、燃焼空
気風量の低下制御の後に、このときの燃焼空気風量を検
出して風量制御データを補正したりすることにより、バ
ーナ装置に過剰な燃焼空気が供給されることによるバー
ナ装置の不完全燃焼を抑制することができる。

【００５１】また、前記ハイドロカーボン検出センサに
より検出されるハイドロカーボン検出濃度が予め与えら
れた第１の基準ハイドロカーボン濃度よりも大きい第２
の基準ハイドロカーボン濃度以上となったときにはバー
ナ装置の燃焼を停止させる燃焼停止指令手段を設けた本
発明によれば、前記ハイドロカーボン検出濃度が第２の
基準ハイドロカーボン濃度以上となったときにバーナ装
置の燃焼を停止させることにより、ハイドロカーボン検
出濃度が前記第１の基準ハイドロカーボン濃度以上とな
ったときよりもさらに燃焼空気風量が過剰となって、生
ガスが発生し、非常に危険な状態でバーナ装置の燃焼を
継続するといった危険を避けることが可能となる。

【００５２】さらに、燃焼開始からの予め定められた立
ち上がり安定遷移時間を設定する立ち上がり時間設定部
と、この立ち上がり安定遷移時間が経過するまではハイ
ドロカーボン検出センサの検出値を無効にするセンサ出
力キャンセル部とを有する本発明によれば、たとえ、良
好なバーナ燃焼が開始されているにもかかわらず、燃焼
開始直後にハイドロカーボンが多量に発生しても、その
ハイドロカーボンを検出して燃焼空気風量を誤って低下
させてしまうといった誤動作を防ぐことが可能となり、
スムーズに燃焼開始動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼装置の第１の実施例における
風量制御回路の要部構成を示すブロック図である。

【図２】上記実施例の給湯器のシステム構成図である。

【図３】上記実施例の給湯器におけるバーナ装置に供給
される予混合ガスの空気比とハイドロカーボン濃度との
関係を示すグラフである。

【図４】上記実施例における風量制御データの補正動作
の説明図である。

【図５】本発明に係る燃焼装置の第２の実施例における
風量制御回路の要部構成を示すブロック図である。

【図６】燃焼装置におけるファン回転数とファン風量と
の関係を示すグラフである。

【図７】従来の給湯器のシステム構成図である。

【図８】従来の給湯器における制御部要部構成を示すブ
ロック図である。

【図９】従来の給湯器に与えられている風量制御データ
を示すグラフである。

【図10】淡バーナ35と濃バーナ36とを隣り合わせに配列
した全一次空気燃焼式のバーナ装置の説明図である。

【図11】複数のブンゼンバーナを配列してなるバーナ装
置の説明図である。

【符号の説明】

23 風量センサ 25 風量制御部 26 ハイドロカーボンセンサ 27 立ち上がり時間設定部 28 風量制御データ補正部 29 風量制御データメモリ部 30 基準ＣＨｎ・許容上限値メモリ部 31 燃焼停止指令手段 33 センサ出力キャンセル部 38 風量ダウン補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−213431（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−16024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178818（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−307628（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26439（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−165921（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−129647（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭62−26683（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 3/08 F23N 5/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気量が理論空気量よりも高い低濃度予
   混合ガスを噴出する淡バーナと空気量が理論空気量より
   も低い高濃度予混合ガスを噴出する濃バーナとが隣り合
   わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナ装置
   と、このバーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと
   を備え、該燃焼ファンからバーナ装置に供給する燃焼空
   気風量を直接又は間接的に検出する風量検出手段を有
   し、前記バーナ装置の燃焼能力と前記燃焼空気風量の目
   標風量値との関係データが風量制御データとして与えら
   れており、該風量制御データに基づいて燃焼空気風量が
   目標風量値となるように燃焼ファンの回転制御を行う風
   量制御部を有する燃焼装置であって、バーナ燃焼の排気
   側には排気ガス中のハイドロカーボンを検出するハイド
   ロカーボン検出センサが設けられており、該ハイドロカ
   ーボン検出センサによって検出されるハイドロカーボン
   検出濃度が予め与えられた第１の基準ハイドロカーボン
   濃度以上となったときにはハイドロカーボン検出濃度が
   予め与えられた許容上限濃度となるように燃焼ファンの
   回転を低下させて前記燃焼空気風量を低下制御する風量
   ダウン補正部が設けられていることを特徴とする燃焼装
   置。
2. 【請求項２】 空気量が理論空気量よりも高い低濃度予
   混合ガスを噴出する淡バーナと空気量が理論空気量より
   も低い高濃度予混合ガスを噴出する濃バーナとが隣り合
   わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナ装置
   と、このバーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと
   を備え、該燃焼ファンからバーナ装置に供給する燃焼空
   気風量を直接又は間接的に検出する風量検出手段を有
   し、前記バーナ装置の燃焼能力と前記燃焼空気風量の目
   標風量値との関係データが風量制御データとして与えら
   れており、該風量制御データに基づいて燃焼空気風量が
   目標風量値となるように燃焼ファンの回転制御を行う風
   量制御部を有する燃焼装置であって、バーナ燃焼の排気
   側には排気ガス中のハイドロカーボンを検出するハイド
   ロカーボン検出センサが設けられており、該ハイドロカ
   ーボン検出センサによって検出されるハイドロカーボン
   検出濃度が予め与えられた第１の基準ハイドロカーボン
   濃度以上となったときにはハイドロカーボン検出濃度が
   予め与えられた許容上限濃度となるように燃焼ファンの
   回転を低下させて前記燃焼空気風量を低下させ、このと
   きのバーナ装置の燃焼能力に対応する風量制御データの
   目標風量値が風量検出手段によって検出される検出風量
   に一致するように風量制御データを補正する風量制御デ
   ータ補正部が設けられていることを特徴とする燃焼装
   置。
3. 【請求項３】 ハイドロカーボン検出センサにより検出
   されるハイドロカーボン検出濃度が予め与えられた第１
   の基準ハイドロカーボン濃度よりも大きい第２の基準ハ
   イドロカーボン濃度以上となったときにはバーナ装置の
   燃焼を停止させる燃焼停止指令手段を設けたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 燃焼開始からの予め定められた立ち上が
   り安定遷移時間を設定する立ち上がり時間設定部と、こ
   の立ち上がり安定遷移時間が経過するまではハイドロカ
   ーボン検出センサの検出値を無効にするセンサ出力キャ
   ンセル部とを有することを特徴とする請求項１又は請求
   項２又は請求項３記載の燃焼装置。