JP3487975B2 - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JP3487975B2 JP3487975B2 JP17941195A JP17941195A JP3487975B2 JP 3487975 B2 JP3487975 B2 JP 3487975B2 JP 17941195 A JP17941195 A JP 17941195A JP 17941195 A JP17941195 A JP 17941195A JP 3487975 B2 JP3487975 B2 JP 3487975B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- amount
- total
- unit
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯器や風呂釜等のバ
ーナ燃焼式の燃焼装置に関するものである。
ーナ燃焼式の燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図11には燃焼装置として一般的な給湯器
の模式構成が示されている。同図において、器具ケース
1内には器具本体2が収容されている。器具本体2の燃
焼室3の下方側には複数のバーナを配列してユニット化
したバーナ装置4が設置されており、このバーナ装置4
の下方側には給排気用の燃焼ファン5が設置されてい
る。バーナ装置4の各バーナのガス導入口にはノズル6
が対向配置されており、このノズル6に、ガス供給通路
7を介して燃料ガスが供給されている。このガス供給通
路7には通路の開閉を行うガス弁としての電磁弁8と、
バーナ装置4へのガス供給量を開弁量によって制御する
燃料供給調整手段としての比例弁10が組み込まれてい
る。
の模式構成が示されている。同図において、器具ケース
1内には器具本体2が収容されている。器具本体2の燃
焼室3の下方側には複数のバーナを配列してユニット化
したバーナ装置4が設置されており、このバーナ装置4
の下方側には給排気用の燃焼ファン5が設置されてい
る。バーナ装置4の各バーナのガス導入口にはノズル6
が対向配置されており、このノズル6に、ガス供給通路
7を介して燃料ガスが供給されている。このガス供給通
路7には通路の開閉を行うガス弁としての電磁弁8と、
バーナ装置4へのガス供給量を開弁量によって制御する
燃料供給調整手段としての比例弁10が組み込まれてい
る。
【0003】燃焼室3の上方側には給湯熱交換器11が設
置されており、この給湯熱交換器11の入側には給水管12
が接続され、また、給湯熱交換器11の出側には給湯管13
が接続されている。給水管12には給水温度を検出する入
水温度センサ14と、入水流量を検出する流量センサ15が
設けられており、給湯管13側には給湯温度を検出する出
湯温度センサ16が設けられている。また、給湯熱交換器
11の下流側の排気室には排気ガス中のCO(一酸化炭
素)濃度を検出するCOセンサ9が設けられている。
置されており、この給湯熱交換器11の入側には給水管12
が接続され、また、給湯熱交換器11の出側には給湯管13
が接続されている。給水管12には給水温度を検出する入
水温度センサ14と、入水流量を検出する流量センサ15が
設けられており、給湯管13側には給湯温度を検出する出
湯温度センサ16が設けられている。また、給湯熱交換器
11の下流側の排気室には排気ガス中のCO(一酸化炭
素)濃度を検出するCOセンサ9が設けられている。
【0004】この種の器具の燃焼運転は制御装置17によ
って行われており、この制御装置17には、通常、給湯温
度の設定や、この設定された温度の表示等を行うリモコ
ン(図示せず)が接続されている。前記制御装置17には
バーナ装置4の燃焼量制御を行う燃焼制御部と、燃焼量
に見合う空気風量をバーナ装置4に供給すべく燃焼ファ
ン5の回転制御を行う風量制御部と、COセンサ9のC
O濃度検出値を受けて燃焼状況をモニタし、CO濃度検
出値が予め与えた危険濃度に達したときに、バーナ装置
4の燃焼を強制的に停止するCO安全動作部とが備えら
れている。
って行われており、この制御装置17には、通常、給湯温
度の設定や、この設定された温度の表示等を行うリモコ
ン(図示せず)が接続されている。前記制御装置17には
バーナ装置4の燃焼量制御を行う燃焼制御部と、燃焼量
に見合う空気風量をバーナ装置4に供給すべく燃焼ファ
ン5の回転制御を行う風量制御部と、COセンサ9のC
O濃度検出値を受けて燃焼状況をモニタし、CO濃度検
出値が予め与えた危険濃度に達したときに、バーナ装置
4の燃焼を強制的に停止するCO安全動作部とが備えら
れている。
【0005】なお、図中、18は燃料ガスの点火を行うイ
グナイタ電極、20はバーナ装置4の火炎を検出するフレ
ームロッド電極、21は燃焼ファン5の回転検出を行うホ
ールIC等のファン回転検出センサ、22は器具ケース1
の壁面等に設けられる吸気口として機能するルーバ、19
はバーナ4に向かう風圧を均圧化するパンチングメタル
(必要に応じ設けられる)である。
グナイタ電極、20はバーナ装置4の火炎を検出するフレ
ームロッド電極、21は燃焼ファン5の回転検出を行うホ
ールIC等のファン回転検出センサ、22は器具ケース1
の壁面等に設けられる吸気口として機能するルーバ、19
はバーナ4に向かう風圧を均圧化するパンチングメタル
(必要に応じ設けられる)である。
【0006】この種の器具では、給湯管13の先端側に設
けられる給湯栓(図示せず)が開けられると、給水管12
から水が入り込み、この水の流れが流量センサ15により
検出されたときに、制御装置17は、燃焼ファン5を回転
し、電磁弁8と比例弁10を開け、イグナイタ電極18を駆
動して点火を行う。そして、フレームロッド電極20が炎
を検知したことを確認して、燃焼制御部は比例弁10の開
弁駆動電流を制御し、出湯温度が設定温度になるように
ガス供給量(比例弁10の開弁量)を制御し、風量制御部
はこのガス供給量に見合う空気を供給すべく、燃焼ファ
ン5の回転制御を行う。
けられる給湯栓(図示せず)が開けられると、給水管12
から水が入り込み、この水の流れが流量センサ15により
検出されたときに、制御装置17は、燃焼ファン5を回転
し、電磁弁8と比例弁10を開け、イグナイタ電極18を駆
動して点火を行う。そして、フレームロッド電極20が炎
を検知したことを確認して、燃焼制御部は比例弁10の開
弁駆動電流を制御し、出湯温度が設定温度になるように
ガス供給量(比例弁10の開弁量)を制御し、風量制御部
はこのガス供給量に見合う空気を供給すべく、燃焼ファ
ン5の回転制御を行う。
【0007】湯の使用が終わって給湯栓が閉められる
と、給湯熱交換器11への通水が停止し、流量センサ15の
信号により水の流れの停止が検出されたときに、電磁弁
8が閉じられ、その後、燃焼室3内の排気ガスの排出が
ほぼ終了するポストパージ期間が経過したときに、燃焼
ファン5の回転が停止され、次の出湯に備えられる。な
お、CO安全動作部は、燃焼運転中に、常時COセンサ
9のCO検出信号を受けて、排気ガス中のCO濃度をモ
ニタし、CO検出濃度が危険濃度に達したときに、バー
ナ装置の燃焼を停止してCOガスに対する安全を図る。
と、給湯熱交換器11への通水が停止し、流量センサ15の
信号により水の流れの停止が検出されたときに、電磁弁
8が閉じられ、その後、燃焼室3内の排気ガスの排出が
ほぼ終了するポストパージ期間が経過したときに、燃焼
ファン5の回転が停止され、次の出湯に備えられる。な
お、CO安全動作部は、燃焼運転中に、常時COセンサ
9のCO検出信号を受けて、排気ガス中のCO濃度をモ
ニタし、CO検出濃度が危険濃度に達したときに、バー
ナ装置の燃焼を停止してCOガスに対する安全を図る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、燃焼ファン5
による空気風量Qと、排気ガス中のCO濃度との間に
は、図12に示すような関係がある。この図で、横軸のA
区間は、風量オーバーにより、バーナの火炎がリフト現
象(浮き上がり現象)を起こして風量の増加に伴いCO
濃度が増加する。横軸のB区間は適性空気比の区間で、
燃料ガスの炭素成分が燃焼により、まず、COガスに変
化し、さらにCO2 ガスに変化し、ガスが完全燃焼して
CO濃度がほぼ零か極めて小さい良好な燃焼を維持す
る。
による空気風量Qと、排気ガス中のCO濃度との間に
は、図12に示すような関係がある。この図で、横軸のA
区間は、風量オーバーにより、バーナの火炎がリフト現
象(浮き上がり現象)を起こして風量の増加に伴いCO
濃度が増加する。横軸のB区間は適性空気比の区間で、
燃料ガスの炭素成分が燃焼により、まず、COガスに変
化し、さらにCO2 ガスに変化し、ガスが完全燃焼して
CO濃度がほぼ零か極めて小さい良好な燃焼を維持す
る。
【0009】横軸のC区間は、風量の不足区間で、風量
が少なくなるに連れ、不完全燃焼によるCOが発生し、
このCOからCO2 に変化する割合が減少し、CO濃度
が増加する。D区間はさらに風量が不足状態の区間であ
り、この区間では、不完全燃焼がさらに進み、ガスの炭
素成分がCOにならずにそのまま煤となって発生する現
象が起きる。E区間は、風量が極めて少ない区間を示
し、この区間では、空気が甚だしく不足し、反応温度85
0 ℃以下ともなると、その煤の発生量は増大し、さらに
風量が少なくなるに連れ、未燃分(H2 やCmHn等)
が増えてくる。
が少なくなるに連れ、不完全燃焼によるCOが発生し、
このCOからCO2 に変化する割合が減少し、CO濃度
が増加する。D区間はさらに風量が不足状態の区間であ
り、この区間では、不完全燃焼がさらに進み、ガスの炭
素成分がCOにならずにそのまま煤となって発生する現
象が起きる。E区間は、風量が極めて少ない区間を示
し、この区間では、空気が甚だしく不足し、反応温度85
0 ℃以下ともなると、その煤の発生量は増大し、さらに
風量が少なくなるに連れ、未燃分(H2 やCmHn等)
が増えてくる。
【0010】従来においては、排気ガス中のCO濃度に
適正CO濃度範囲と危険濃度の値を設定し、排気ガス中
の検出CO濃度が適正CO濃度範囲の上限リミットを越
えたときに、CO濃度が適正CO濃度範囲に入るように
風量制御を行い、CO検出濃度が危険濃度に達したとき
に、燃焼停止等のCO安全動作を行うようにしている。
適正CO濃度範囲と危険濃度の値を設定し、排気ガス中
の検出CO濃度が適正CO濃度範囲の上限リミットを越
えたときに、CO濃度が適正CO濃度範囲に入るように
風量制御を行い、CO検出濃度が危険濃度に達したとき
に、燃焼停止等のCO安全動作を行うようにしている。
【0011】ところで、上記のようにCO濃度を検出し
てバーナ装置4の燃焼状態の評価を行う従来の方式は、
燃焼状態の評価を正確に行うことができないという問題
がある。例えば、バーナ装置4の燃焼状態が悪化してい
て、かなり多量のCOガスが発生すると、CO濃度を低
減する方向に燃焼ファン5から多量の空気が供給される
ことによって、多量に発生したCOガスはその多量に供
給される空気によって薄められ、排気ガス中で検出され
るCO濃度は低い値となるが、燃焼改善のためにCO濃
度が低減したのか、COガスが空気で薄められたために
燃焼改善がされていないのに見かけ上CO濃度が低減し
たのかが分からず、バーナ装置の燃焼状態の評価を正確
に行うことができない結果となる。
てバーナ装置4の燃焼状態の評価を行う従来の方式は、
燃焼状態の評価を正確に行うことができないという問題
がある。例えば、バーナ装置4の燃焼状態が悪化してい
て、かなり多量のCOガスが発生すると、CO濃度を低
減する方向に燃焼ファン5から多量の空気が供給される
ことによって、多量に発生したCOガスはその多量に供
給される空気によって薄められ、排気ガス中で検出され
るCO濃度は低い値となるが、燃焼改善のためにCO濃
度が低減したのか、COガスが空気で薄められたために
燃焼改善がされていないのに見かけ上CO濃度が低減し
たのかが分からず、バーナ装置の燃焼状態の評価を正確
に行うことができない結果となる。
【0012】従来例では、バーナの燃焼状態をCO濃度
で評価するため、実際のバーナ装置からのCO発生量は
殆ど考慮されず、CO発生量が大きくなっていても、排
気ガス中のCO濃度が低ければ良いという発想であるた
め、CO発生量自体を少なくしようとする燃焼制御方式
が採られていない。このために、バーナ装置から発生す
るCO総発生量は野放し状態となり、環境汚染の上でも
問題があった。
で評価するため、実際のバーナ装置からのCO発生量は
殆ど考慮されず、CO発生量が大きくなっていても、排
気ガス中のCO濃度が低ければ良いという発想であるた
め、CO発生量自体を少なくしようとする燃焼制御方式
が採られていない。このために、バーナ装置から発生す
るCO総発生量は野放し状態となり、環境汚染の上でも
問題があった。
【0013】さらに、従来では、排気ガス中のCO濃度
が低ければ安全上特に支障はないものと考えられている
が、実際には、CO濃度が低くても、バーナ装置から多
量のCOガスが発生している場合が想定され、このよう
な場合、排気経路に何らかの原因で隙間等が生じ、この
隙間等から室内に排気ガスがは入り込むような場合に
は、バーナ装置で発生した多量のCOガスが室内に入り
込むこととなり、排気経路におけるCO検出濃度と、室
内のCO濃度とが必ずしも合致するとは限らず、室内の
CO濃度が高くなる場合が想定され、このような場合に
は、安全性の上でも非常に危険であった。
が低ければ安全上特に支障はないものと考えられている
が、実際には、CO濃度が低くても、バーナ装置から多
量のCOガスが発生している場合が想定され、このよう
な場合、排気経路に何らかの原因で隙間等が生じ、この
隙間等から室内に排気ガスがは入り込むような場合に
は、バーナ装置で発生した多量のCOガスが室内に入り
込むこととなり、排気経路におけるCO検出濃度と、室
内のCO濃度とが必ずしも合致するとは限らず、室内の
CO濃度が高くなる場合が想定され、このような場合に
は、安全性の上でも非常に危険であった。
【0014】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、バーナ装置の燃焼状
態の評価を正確に行うことができ、COガスの総発生量
を少なくして環境保護を図ることができると共に、CO
安全の信頼性を高めることができる燃焼装置を提供する
ことにある。
なされたものであり、その目的は、バーナ装置の燃焼状
態の評価を正確に行うことができ、COガスの総発生量
を少なくして環境保護を図ることができると共に、CO
安全の信頼性を高めることができる燃焼装置を提供する
ことにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、バーナ装置と、このバーナ装置への燃料供給量
を調整する燃料供給調整手段と、バーナ装置に空気を供
給する燃焼ファンと、排気ガス中のCO濃度を検出する
COセンサとを備えた燃焼装置において、前記燃焼ファ
ンによってバーナ装置へ供給される空気風量を検出する
風量検出手段と、バーナ装置への燃料供給量を検出する
燃料供給量検出手段(アウトプットからの逆算出による
推測も含む)と、少なくとも単位量の燃料を燃焼させる
ときの単位理論空気量と単位理論排ガス量と単位発生水
蒸気量との基礎データが格納されている基礎データメモ
リと、前記燃料供給量検出手段によって検出される燃料
供給量と前記基礎データに基づき供給燃料が燃焼すると
きの理論必要空気量と理論排ガス量と発生水蒸気量とを
求める理論燃焼データ検出部と、前記COセンサによっ
て検出される排気ガス中のCO濃度と前記理論燃焼デー
タ検出部で検出されるデータと前記風量検出手段によっ
て検出される風量との情報に基づき排気ガス中のCO総
発生量を求めるCO総量演算部とを有することを特徴と
して構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、バーナ装置と、このバーナ装置への燃料供給量
を調整する燃料供給調整手段と、バーナ装置に空気を供
給する燃焼ファンと、排気ガス中のCO濃度を検出する
COセンサとを備えた燃焼装置において、前記燃焼ファ
ンによってバーナ装置へ供給される空気風量を検出する
風量検出手段と、バーナ装置への燃料供給量を検出する
燃料供給量検出手段(アウトプットからの逆算出による
推測も含む)と、少なくとも単位量の燃料を燃焼させる
ときの単位理論空気量と単位理論排ガス量と単位発生水
蒸気量との基礎データが格納されている基礎データメモ
リと、前記燃料供給量検出手段によって検出される燃料
供給量と前記基礎データに基づき供給燃料が燃焼すると
きの理論必要空気量と理論排ガス量と発生水蒸気量とを
求める理論燃焼データ検出部と、前記COセンサによっ
て検出される排気ガス中のCO濃度と前記理論燃焼デー
タ検出部で検出されるデータと前記風量検出手段によっ
て検出される風量との情報に基づき排気ガス中のCO総
発生量を求めるCO総量演算部とを有することを特徴と
して構成されている。
【0016】また、CO総発生量に許容設定値が与えら
れ、CO総量演算部で求められたCO総発生量が前記許
容設定値を越えたときに直前の燃焼制御の状態をチェッ
クし、そのチェック結果に基づきCO総発生量を低減す
る動作として予め与えられている複数区分の動作のうち
どの動作を行うかを判断する次動作判断部が設けられて
いること、前記CO総発生量に上限リミット設定値が与
えられ、CO総量演算部で求められたCO総発生量が前
記上限リミット設定値を越えたときに警報信号を出力す
る危険判断部を有すること、前記警報信号を受けて燃焼
量のダウン制御を行う燃焼量ダウン制御部が設けられて
いること、前記警報信号を受けて燃焼停止を行うCO安
全動作部が設けられていること、前記警報信号を受けて
燃焼停止がされた回数をカウントするカウンタを設け、
カウンタのカウント値が予め設定した設定回数に達した
ときに、所定の時間燃焼使用を阻止する燃焼停止ロック
手段を設けたことも本発明の特徴とするところである。
れ、CO総量演算部で求められたCO総発生量が前記許
容設定値を越えたときに直前の燃焼制御の状態をチェッ
クし、そのチェック結果に基づきCO総発生量を低減す
る動作として予め与えられている複数区分の動作のうち
どの動作を行うかを判断する次動作判断部が設けられて
いること、前記CO総発生量に上限リミット設定値が与
えられ、CO総量演算部で求められたCO総発生量が前
記上限リミット設定値を越えたときに警報信号を出力す
る危険判断部を有すること、前記警報信号を受けて燃焼
量のダウン制御を行う燃焼量ダウン制御部が設けられて
いること、前記警報信号を受けて燃焼停止を行うCO安
全動作部が設けられていること、前記警報信号を受けて
燃焼停止がされた回数をカウントするカウンタを設け、
カウンタのカウント値が予め設定した設定回数に達した
ときに、所定の時間燃焼使用を阻止する燃焼停止ロック
手段を設けたことも本発明の特徴とするところである。
【0017】
【作用】上記構成の本発明において、燃焼装置の燃焼運
転中に、排気ガス中のCO濃度がCOセンサにより時々
刻々検出される。その一方で、風量検出手段によって燃
焼ファンの風量が検出され、燃料供給量検出手段によっ
てバーナ装置に供給される燃料供給量が検出される。こ
の検出された燃料供給量と基礎データメモリに格納され
ているデータを用いて前記供給燃料が燃焼するときの理
論必要空気量と理論排ガス量と発生水蒸気量とが理論燃
焼データとして理論燃焼データ検出部で検出される。そ
して、検出された風量と、COセンサのCO検出濃度
と、理論燃焼データに基づいて、CO総量演算部によっ
て排気ガス中のCO総発生量が演算により求められる。
転中に、排気ガス中のCO濃度がCOセンサにより時々
刻々検出される。その一方で、風量検出手段によって燃
焼ファンの風量が検出され、燃料供給量検出手段によっ
てバーナ装置に供給される燃料供給量が検出される。こ
の検出された燃料供給量と基礎データメモリに格納され
ているデータを用いて前記供給燃料が燃焼するときの理
論必要空気量と理論排ガス量と発生水蒸気量とが理論燃
焼データとして理論燃焼データ検出部で検出される。そ
して、検出された風量と、COセンサのCO検出濃度
と、理論燃焼データに基づいて、CO総量演算部によっ
て排気ガス中のCO総発生量が演算により求められる。
【0018】そして、このCO総量演算部により求めら
れたCO総発生量が空気比制御が行われている器具にお
いて許容設定値を越えたときに燃焼異常と判断され、次
動作判断部により直前の燃焼制御状態のチェックが行わ
れ、そのチェック結果に基づき、CO総発生量を低減す
る複数の動作のうち最も適した1つが選択され、その選
択されたCO総発生量の低減動作が行われる。
れたCO総発生量が空気比制御が行われている器具にお
いて許容設定値を越えたときに燃焼異常と判断され、次
動作判断部により直前の燃焼制御状態のチェックが行わ
れ、そのチェック結果に基づき、CO総発生量を低減す
る複数の動作のうち最も適した1つが選択され、その選
択されたCO総発生量の低減動作が行われる。
【0019】このCO総発生量の低減動作によりCO総
発生量の低減効果が得られたときには、その制御動作条
件で燃焼運転が継続されるが、CO総発生量の低減効果
が得られず、CO総発生量が予め与えられる上限リミッ
ト設定値を越えたときには、危険判断部により警報信号
が出力され、この警報信号を受けて、燃焼量のダウン制
御を行ったり燃焼停止を行う等の、燃焼性改善やCO安
全の動作が行われる。
発生量の低減効果が得られたときには、その制御動作条
件で燃焼運転が継続されるが、CO総発生量の低減効果
が得られず、CO総発生量が予め与えられる上限リミッ
ト設定値を越えたときには、危険判断部により警報信号
が出力され、この警報信号を受けて、燃焼量のダウン制
御を行ったり燃焼停止を行う等の、燃焼性改善やCO安
全の動作が行われる。
【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。本実施例の燃焼装置は前記図11に示すものと同様な
構成を備えた給湯器を対象にしており、本実施例におい
て最も特徴的なことは、バーナ装置4で発生するCOガ
スの総発生量を求め、このCO総発生量に基づいて燃焼
状態を評価し、燃焼や風量の制御、CO安全動作等を行
うように構成したことであり、それ以外の構成は従来例
と同様である。
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。本実施例の燃焼装置は前記図11に示すものと同様な
構成を備えた給湯器を対象にしており、本実施例におい
て最も特徴的なことは、バーナ装置4で発生するCOガ
スの総発生量を求め、このCO総発生量に基づいて燃焼
状態を評価し、燃焼や風量の制御、CO安全動作等を行
うように構成したことであり、それ以外の構成は従来例
と同様である。
【0021】図1は本実施例の主要部の構成を示すブロ
ック図で、風量検出手段23と、CO総量演算部24と、フ
ァン制御部25と、危険判断部26と、燃焼制御部27と、C
O安全動作部28と、燃焼停止ロック手段29と、燃料供給
量検出手段40と、基礎データメモリ41と、理論燃焼デー
タ検出部42と、次動作判断部43とを有して構成されてい
る。
ック図で、風量検出手段23と、CO総量演算部24と、フ
ァン制御部25と、危険判断部26と、燃焼制御部27と、C
O安全動作部28と、燃焼停止ロック手段29と、燃料供給
量検出手段40と、基礎データメモリ41と、理論燃焼デー
タ検出部42と、次動作判断部43とを有して構成されてい
る。
【0022】風量検出手段23は、燃焼ファン5からバー
ナ装置4に供給される空気風量を検出するもので、様々
な形態に構成できる。例えば、第1の構成例として、図
2に示すように、仕事量測定部30と、ファン回転数測定
部31と、給気温度測定部32と、コイル温度測定部33と、
メモリ34と、ファン風量演算部35と、ファン風量補正部
36とを有して構成できる。この構成例では、メモリ34に
は図3に示すような排気ガス通路の閉塞率とファン回転
数をパラメータとした燃焼ファンの仕事量(この仕事量
は、燃焼ファンの駆動電流又は燃焼ファンの駆動電力に
よって与えられる)と、風量との関係を示す風量特性デ
ータが記憶されている。仕事量測定部30は、燃焼ファン
5の駆動時における仕事量をファン駆動電流又はファン
駆動電力を検出することにより測定する。ファン回転数
測定部31はホールIC等のファン回転検出センサ21によ
ってファン回転数を測定する。
ナ装置4に供給される空気風量を検出するもので、様々
な形態に構成できる。例えば、第1の構成例として、図
2に示すように、仕事量測定部30と、ファン回転数測定
部31と、給気温度測定部32と、コイル温度測定部33と、
メモリ34と、ファン風量演算部35と、ファン風量補正部
36とを有して構成できる。この構成例では、メモリ34に
は図3に示すような排気ガス通路の閉塞率とファン回転
数をパラメータとした燃焼ファンの仕事量(この仕事量
は、燃焼ファンの駆動電流又は燃焼ファンの駆動電力に
よって与えられる)と、風量との関係を示す風量特性デ
ータが記憶されている。仕事量測定部30は、燃焼ファン
5の駆動時における仕事量をファン駆動電流又はファン
駆動電力を検出することにより測定する。ファン回転数
測定部31はホールIC等のファン回転検出センサ21によ
ってファン回転数を測定する。
【0023】ファン風量演算部35は、メモリ34に記憶さ
れている風量特性データと照合して、仕事量測定部30で
測定された仕事量(ファン電流又はファン駆動電力)
と、ファン回転数測定部31で測定されたファン回転数に
よってファン風量を求め、その求めたファン風量の値を
ファン風量補正部36へ加える。
れている風量特性データと照合して、仕事量測定部30で
測定された仕事量(ファン電流又はファン駆動電力)
と、ファン回転数測定部31で測定されたファン回転数に
よってファン風量を求め、その求めたファン風量の値を
ファン風量補正部36へ加える。
【0024】給気温度測定部32は温度センサを用いて、
燃焼ファンの給気温度を測定する。コイル温度測定部33
は燃焼ファン5の通電部の温度、通常は電流検出用のコ
イル温度を検出測定する。ファン風量補正部36は給気温
度とコイル温度の情報を得てファン風量演算部35で求め
られたファン風量を補正する。すなわち、仕事量測定部
30で測定される電流や電力は通電部の温度が変化するこ
とにより力率が変化し、仕事量も変化する。この温度に
よる仕事量の変動に起因するファン変動風量を、給気温
度と通電後のコイル温度とを測定することにより補正し
て、ファン風量補正部36から正確なファン風量の値がC
O総量演算部24に加えられる。
燃焼ファンの給気温度を測定する。コイル温度測定部33
は燃焼ファン5の通電部の温度、通常は電流検出用のコ
イル温度を検出測定する。ファン風量補正部36は給気温
度とコイル温度の情報を得てファン風量演算部35で求め
られたファン風量を補正する。すなわち、仕事量測定部
30で測定される電流や電力は通電部の温度が変化するこ
とにより力率が変化し、仕事量も変化する。この温度に
よる仕事量の変動に起因するファン変動風量を、給気温
度と通電後のコイル温度とを測定することにより補正し
て、ファン風量補正部36から正確なファン風量の値がC
O総量演算部24に加えられる。
【0025】風量検出手段23の第2の構成例として、燃
焼ファン5のファン回転数を検出して、風量を間接的に
検出する構成のものとすることもできる。この場合に
は、例えば図4に示すように、ファン回転数と風量との
関係データを予め与えておき、ファン回転検出センサ21
で燃焼ファン5のファン回転数を検出し、この検出ファ
ン回転数に対応する風量を予め与えたデータから求める
ことができる。この場合、燃焼ファン5には温度依存性
があり、ファン回転数が一定回転であっても、温度によ
って風量が異なることとなり、正確な風量を検出する場
合には、図4に示すように、各温度T1 ,T2 ,T3 を
パラメータとしてファン回転数と風量との関係データを
与えておき、燃焼装置内に内部雰囲気温度を検出する温
度センサを設け、この検出温度に対応するデータを用い
ることで、正確な風量を検出できる。もちろん、ファン
回転数と風量との関係データを1つの代表温度のデータ
として与えておき、温度センサによって検出される燃焼
装置内の雰囲気温度に基づき、ファン回転数に対応する
風量の値を温度補正して求めるようにすることもでき
る。この場合には、ファン回転数に対応してデータから
求められる風量を温度補正する温度補正演算部が設けら
れることとなる。
焼ファン5のファン回転数を検出して、風量を間接的に
検出する構成のものとすることもできる。この場合に
は、例えば図4に示すように、ファン回転数と風量との
関係データを予め与えておき、ファン回転検出センサ21
で燃焼ファン5のファン回転数を検出し、この検出ファ
ン回転数に対応する風量を予め与えたデータから求める
ことができる。この場合、燃焼ファン5には温度依存性
があり、ファン回転数が一定回転であっても、温度によ
って風量が異なることとなり、正確な風量を検出する場
合には、図4に示すように、各温度T1 ,T2 ,T3 を
パラメータとしてファン回転数と風量との関係データを
与えておき、燃焼装置内に内部雰囲気温度を検出する温
度センサを設け、この検出温度に対応するデータを用い
ることで、正確な風量を検出できる。もちろん、ファン
回転数と風量との関係データを1つの代表温度のデータ
として与えておき、温度センサによって検出される燃焼
装置内の雰囲気温度に基づき、ファン回転数に対応する
風量の値を温度補正して求めるようにすることもでき
る。この場合には、ファン回転数に対応してデータから
求められる風量を温度補正する温度補正演算部が設けら
れることとなる。
【0026】さらに、第3の風量検出手段23として、フ
ァン風量を直接検出する風量センサを用いることも可能
である。この場合には、図10の鎖線で示すように、例え
ば、バーナ装置4の下部側空間部と燃焼室3との間に通
路37を形成し、この通路37に風量センサ38を介設するこ
とにより構成される。この風量センサ38としては、熱線
式風速センサ、カルマン渦式風速センサ、差圧センサ等
を用いて構成でき、温度補償機能を内蔵した風量センサ
を用いることにより、燃焼ファン5の実風量を正確に検
出することが可能となる。本実施例では風量センサ38を
用いてバーナ装置4への風量(投入風量)を検出するよ
うにしている。
ァン風量を直接検出する風量センサを用いることも可能
である。この場合には、図10の鎖線で示すように、例え
ば、バーナ装置4の下部側空間部と燃焼室3との間に通
路37を形成し、この通路37に風量センサ38を介設するこ
とにより構成される。この風量センサ38としては、熱線
式風速センサ、カルマン渦式風速センサ、差圧センサ等
を用いて構成でき、温度補償機能を内蔵した風量センサ
を用いることにより、燃焼ファン5の実風量を正確に検
出することが可能となる。本実施例では風量センサ38を
用いてバーナ装置4への風量(投入風量)を検出するよ
うにしている。
【0027】基礎データメモリ41には燃料ガスが単位
量、この実施例では1Nm3 燃焼させるときに必要な単
位理論空気量A0 (Nm3 /(Nm3 燃料ガス))の値
と、同じく燃料ガスを単位量燃焼させたときに発生する
単位理論排ガス量G0 (Nm3/(Nm3 燃料ガス))
の値と、同じく燃料ガスを単位量燃焼させたときに発生
する単位発生水蒸気量GH2O (Nm3 /(Nm3 燃料ガ
ス))との値が実験あるいは理論演算等により求められ
て格納されている。
量、この実施例では1Nm3 燃焼させるときに必要な単
位理論空気量A0 (Nm3 /(Nm3 燃料ガス))の値
と、同じく燃料ガスを単位量燃焼させたときに発生する
単位理論排ガス量G0 (Nm3/(Nm3 燃料ガス))
の値と、同じく燃料ガスを単位量燃焼させたときに発生
する単位発生水蒸気量GH2O (Nm3 /(Nm3 燃料ガ
ス))との値が実験あるいは理論演算等により求められ
て格納されている。
【0028】燃焼供給量検出手段40はバーナ装置4に供
給される燃料のガス供給量を検出するもので、例えば、
比例弁10への開弁駆動電流を検出することによって、又
は燃焼制御部27で求められる要求燃焼熱量(出湯温度が
設定温度になるように入水の水を加熱する要求熱量の
値)を検出することや、入水温度、出湯温度の差と、そ
の水量から出熱量を算出し、熱交換効率の逆数を掛ける
ことによって、それぞれ燃料供給量を間接的に検出で
き、また、ガス供給通路7にガス流量センサを設けるこ
とにより、燃料供給量が直接的に検出可能となる。燃料
供給量検出手段40はこれらの適宜の手段を用いて構成さ
れる。
給される燃料のガス供給量を検出するもので、例えば、
比例弁10への開弁駆動電流を検出することによって、又
は燃焼制御部27で求められる要求燃焼熱量(出湯温度が
設定温度になるように入水の水を加熱する要求熱量の
値)を検出することや、入水温度、出湯温度の差と、そ
の水量から出熱量を算出し、熱交換効率の逆数を掛ける
ことによって、それぞれ燃料供給量を間接的に検出で
き、また、ガス供給通路7にガス流量センサを設けるこ
とにより、燃料供給量が直接的に検出可能となる。燃料
供給量検出手段40はこれらの適宜の手段を用いて構成さ
れる。
【0029】理論燃焼データ検出部42は、前記基礎デー
タメモリ41に格納されているデータと、燃焼供給量検出
手段40で検出される燃料供給量のデータに基づき、バー
ナ装置4に供給される燃料を燃焼させるときの理論必要
空気量VA0と、理論排ガス量VEGと、発生水蒸気量V
H2O とを演算により求める。理論必要空気量VA0は、ガ
ス供給量VF (Nm3 /h)に単位理論空気量A0 を掛
け算して、VA0=A0 ×VF の演算により求められ、同
様に、理論排ガス量VEGは、VEG=G0 ×VF の演算に
より求められ、同じく発生水蒸気量VH2O は、VH2O =
GH2O ×VF の演算により求められる。
タメモリ41に格納されているデータと、燃焼供給量検出
手段40で検出される燃料供給量のデータに基づき、バー
ナ装置4に供給される燃料を燃焼させるときの理論必要
空気量VA0と、理論排ガス量VEGと、発生水蒸気量V
H2O とを演算により求める。理論必要空気量VA0は、ガ
ス供給量VF (Nm3 /h)に単位理論空気量A0 を掛
け算して、VA0=A0 ×VF の演算により求められ、同
様に、理論排ガス量VEGは、VEG=G0 ×VF の演算に
より求められ、同じく発生水蒸気量VH2O は、VH2O =
GH2O ×VF の演算により求められる。
【0030】CO総量演算部24は、COセンサ9によっ
て検出される排気ガス中のCO濃度の情報と、風量検出
手段23により検出される風量(バーナ装置4への投入空
気量)の情報と、理論燃焼データ検出部42で求められた
各理論燃焼データの情報に基づき、バーナ装置4の燃焼
によって生じるCO総発生量の値を演算により算出す
る。
て検出される排気ガス中のCO濃度の情報と、風量検出
手段23により検出される風量(バーナ装置4への投入空
気量)の情報と、理論燃焼データ検出部42で求められた
各理論燃焼データの情報に基づき、バーナ装置4の燃焼
によって生じるCO総発生量の値を演算により算出す
る。
【0031】図5は燃料ガスの燃焼反応モデルを模式的
に示したもので、投入空気量VA と燃料ガス量VF とが
バーナ装置4に供給されて燃焼反応が行われる。投入空
気量VA は理論必要空気量VA0と過剰空気量VAE(Nm
3 /h)との和に等しく、この燃焼反応により、燃焼排
ガスVEGが生成し、この燃焼排ガスVEGと燃焼に寄与し
ない過剰空気量VAEとが全排ガス量となって排気経路か
ら排出される。なお、過剰空気量VAEは窒素ガス成分V
N2と酸素成分VO2との和であり、燃焼排ガスVEGは二酸
化炭素成分VCO2 と発生水蒸気量VH2O とCOガス成分
VCOとの和として表される。
に示したもので、投入空気量VA と燃料ガス量VF とが
バーナ装置4に供給されて燃焼反応が行われる。投入空
気量VA は理論必要空気量VA0と過剰空気量VAE(Nm
3 /h)との和に等しく、この燃焼反応により、燃焼排
ガスVEGが生成し、この燃焼排ガスVEGと燃焼に寄与し
ない過剰空気量VAEとが全排ガス量となって排気経路か
ら排出される。なお、過剰空気量VAEは窒素ガス成分V
N2と酸素成分VO2との和であり、燃焼排ガスVEGは二酸
化炭素成分VCO2 と発生水蒸気量VH2O とCOガス成分
VCOとの和として表される。
【0032】排気ガス中のCO濃度RCO(ppm )は、燃
焼排ガスVEG中のCOガス成分VCOを発生水蒸気量V
H2O を除いた全排ガス量で割った(1)式で与えられ
る。
焼排ガスVEG中のCOガス成分VCOを発生水蒸気量V
H2O を除いた全排ガス量で割った(1)式で与えられ
る。
【0033】
RCO=VCO/(VEG−VH2O +VAE)=VCO/(VCO2 +VCO+VN2+VO2)
・・・・・(1)
【0034】また、CO総発生量VCOは、CO濃度RCO
に発生水蒸気量VH2O を除いた全排ガス量を掛け算した
(2)式により求められる。
に発生水蒸気量VH2O を除いた全排ガス量を掛け算した
(2)式により求められる。
【0035】
VCO=RCO×(VAE+VCO2 +VCO)=RCO×{VA0×(VA /VA0)−VA0
+VCO2 +VCO}=RCO×{VA0×(VA /VA0)−VA0+VEG−VH2O }・・
・・・(2)
【0036】なお、(2)式中の(VA /VA0)は空気
比を示している。この(2)式から分かるように、CO
総発生量VCOは風量検出手段23で検出される投入空気量
VAと、COセンサ9で検出されるCO濃度RCOと、理
論燃焼データ検出部42で求められる理論必要空気量
VA0、理論排ガス量VEG、発生水蒸気量VH2O の情報に
より求められることが分かる。
比を示している。この(2)式から分かるように、CO
総発生量VCOは風量検出手段23で検出される投入空気量
VAと、COセンサ9で検出されるCO濃度RCOと、理
論燃焼データ検出部42で求められる理論必要空気量
VA0、理論排ガス量VEG、発生水蒸気量VH2O の情報に
より求められることが分かる。
【0037】ファン制御部25は燃焼ファン5のファン回
転制御を行う回路を備えており、この回路は、図6に示
すような燃焼量(比例弁の開弁駆動電流)と目標風量と
の関係データが与えられており、燃焼制御部27で求めら
れる燃焼量(要求燃焼熱量)のデータに基づき目標風量
を決定し、風量センサ38で検出される風量が目標風量に
一致するように燃焼ファン5のファン回転を制御して燃
焼量にマッチングした空気風量をバーナ装置4に供給す
る。
転制御を行う回路を備えており、この回路は、図6に示
すような燃焼量(比例弁の開弁駆動電流)と目標風量と
の関係データが与えられており、燃焼制御部27で求めら
れる燃焼量(要求燃焼熱量)のデータに基づき目標風量
を決定し、風量センサ38で検出される風量が目標風量に
一致するように燃焼ファン5のファン回転を制御して燃
焼量にマッチングした空気風量をバーナ装置4に供給す
る。
【0038】次動作判断部43は、前記CO総量演算部24
で算出されたCO総発生量が予め与えられている許容設
定値を越えたときに、その直前の燃焼制御状態をチェッ
クする。そして、そのチェックの結果、燃焼制御状態の
各場合に応じてCO総発生量を減少するための複数に区
分されたシーケンス動作C1 〜Cn のうちからチェック
結果に最も整合(適合)する動作を選択し、その選択し
たシーケンス動作を行わせて燃焼改善を図る。
で算出されたCO総発生量が予め与えられている許容設
定値を越えたときに、その直前の燃焼制御状態をチェッ
クする。そして、そのチェックの結果、燃焼制御状態の
各場合に応じてCO総発生量を減少するための複数に区
分されたシーケンス動作C1 〜Cn のうちからチェック
結果に最も整合(適合)する動作を選択し、その選択し
たシーケンス動作を行わせて燃焼改善を図る。
【0039】危険判断部26には予めCO総発生量の上限
リミット設定値が与えられており、CO総量演算部24で
求められたCO総発生量が上限リミット設定値を越えた
ときに、COガスの総発生量が危険値に達したものと判
断し、警報信号が出力される。
リミット設定値が与えられており、CO総量演算部24で
求められたCO総発生量が上限リミット設定値を越えた
ときに、COガスの総発生量が危険値に達したものと判
断し、警報信号が出力される。
【0040】燃焼制御部27は従来例と同様に比例弁10の
開弁量を制御して、要求熱量に見合うガス量の供給制御
を行うが、この実施例では、さらに燃焼量ダウン制御部
が設けられ、危険判断部26から警報信号が加えたれたと
きに、比例弁10を絞って燃焼量をダウンする方向に制御
する。
開弁量を制御して、要求熱量に見合うガス量の供給制御
を行うが、この実施例では、さらに燃焼量ダウン制御部
が設けられ、危険判断部26から警報信号が加えたれたと
きに、比例弁10を絞って燃焼量をダウンする方向に制御
する。
【0041】CO安全動作部28は危険判断部26から警報
信号を受けたときに、電磁弁(ガス弁)8を遮断してバ
ーナ装置4の燃焼停止を行い、COに対する安全を図
る。この場合、危険判断部26から警報信号が出力された
ときに直ちに燃焼停止を行う場合には、前記燃焼制御部
27による燃焼量ダウン制御は行われないこととなるが、
燃焼量ダウン制御とCO安全動作部28の動作を連携させ
る場合には、危険判断部26から警報信号が出されたとき
に、まず、燃焼制御部27で燃焼量ダウン制御を行い、そ
の燃焼量ダウン制御を行っても再び危険判断部26により
警報信号が出力されたときにCO安全動作部28を動作し
て燃焼停止を行うようにしてもよく、あるいは、危険判
断部26に第1の上限リミット設定値とそれよりも大きい
第2の上限リミット設定値を与えておき、CO総量演算
部24で求められたCO総発生量が第1の上限リミット設
定値を越えたときに燃焼量ダウン制御を行い、CO総発
生量が第2の上限リミット設定値を越えたときにCO安
全動作部28を作動させるようにしてもよい。
信号を受けたときに、電磁弁(ガス弁)8を遮断してバ
ーナ装置4の燃焼停止を行い、COに対する安全を図
る。この場合、危険判断部26から警報信号が出力された
ときに直ちに燃焼停止を行う場合には、前記燃焼制御部
27による燃焼量ダウン制御は行われないこととなるが、
燃焼量ダウン制御とCO安全動作部28の動作を連携させ
る場合には、危険判断部26から警報信号が出されたとき
に、まず、燃焼制御部27で燃焼量ダウン制御を行い、そ
の燃焼量ダウン制御を行っても再び危険判断部26により
警報信号が出力されたときにCO安全動作部28を動作し
て燃焼停止を行うようにしてもよく、あるいは、危険判
断部26に第1の上限リミット設定値とそれよりも大きい
第2の上限リミット設定値を与えておき、CO総量演算
部24で求められたCO総発生量が第1の上限リミット設
定値を越えたときに燃焼量ダウン制御を行い、CO総発
生量が第2の上限リミット設定値を越えたときにCO安
全動作部28を作動させるようにしてもよい。
【0042】燃焼停止ロック手段29は、カウンタを内蔵
し、前記CO安全動作部28による燃焼停止の回数をカウ
ントし、このカウント値が予め設定した設定回数に達し
たときに、所定の時間(例えば1時間)の間、燃焼運転
の指令が加えられてもこれを受け付けないようにして燃
焼停止状態をロックし、ロック停止時間が経過するまで
は給湯器の燃焼使用を阻止する動作を行う。
し、前記CO安全動作部28による燃焼停止の回数をカウ
ントし、このカウント値が予め設定した設定回数に達し
たときに、所定の時間(例えば1時間)の間、燃焼運転
の指令が加えられてもこれを受け付けないようにして燃
焼停止状態をロックし、ロック停止時間が経過するまで
は給湯器の燃焼使用を阻止する動作を行う。
【0043】一般に、燃焼停止が行われたときには、リ
モコン等によりリセット操作を行うか、あるいは電源プ
ラグを一旦抜いてから再び差し込むことにより、あるい
は給湯栓を一旦閉めてから再び開ける等することによ
り、リセット状態となって燃焼運転が開始できるが、危
険判断部26により燃焼運転が開始するごとに、その都度
危険判断が行われて警報信号が出力されるような場合に
は、リセット操作を行っても、所定の時間経過するま
で、すなわち、部屋内の空気が入れ換わる時間が経過す
るまでは、燃焼運転を再開できないようにしてCOに対
する安全を図るのである。
モコン等によりリセット操作を行うか、あるいは電源プ
ラグを一旦抜いてから再び差し込むことにより、あるい
は給湯栓を一旦閉めてから再び開ける等することによ
り、リセット状態となって燃焼運転が開始できるが、危
険判断部26により燃焼運転が開始するごとに、その都度
危険判断が行われて警報信号が出力されるような場合に
は、リセット操作を行っても、所定の時間経過するま
で、すなわち、部屋内の空気が入れ換わる時間が経過す
るまでは、燃焼運転を再開できないようにしてCOに対
する安全を図るのである。
【0044】次に、本実施例の動作を図7、図8および
図9のフローチャートに基づき説明する。図7で給湯栓
が開けられると、給水管12から給湯熱交換器11に水が入
り込み、この水の流れは流量センサ(フローセンサ)15
によってステップ101 で検出される。この流量センサ15
からの流水の検出信号を受けて燃焼ファン5が回転起動
され、点着火により燃焼が開始される。これら、ステッ
プ101 から103 までの動作は、通常の燃焼運転の動作と
同様である。
図9のフローチャートに基づき説明する。図7で給湯栓
が開けられると、給水管12から給湯熱交換器11に水が入
り込み、この水の流れは流量センサ(フローセンサ)15
によってステップ101 で検出される。この流量センサ15
からの流水の検出信号を受けて燃焼ファン5が回転起動
され、点着火により燃焼が開始される。これら、ステッ
プ101 から103 までの動作は、通常の燃焼運転の動作と
同様である。
【0045】次に、本実施例の特徴的な動作がステップ
104 以降において行われる。まず、ステップ104 では、
風量の検出が行われる。次に、ステップ105 でCOセン
サ9のCO検出濃度が測定され、ステップ106 でCO総
発生量が演算により求められる。
104 以降において行われる。まず、ステップ104 では、
風量の検出が行われる。次に、ステップ105 でCOセン
サ9のCO検出濃度が測定され、ステップ106 でCO総
発生量が演算により求められる。
【0046】ステップ107 では求められたCO総発生量
が許容設定値を越えたか否かが判断される。CO総発生
量が許容設定値を下回るときには、CO総発生量が低い
レベルにあるので、良好な、かつ、安全な燃焼状態にあ
ると判断し、そのまま燃焼運転を継続する。これに対
し、CO総発生量が許容設定値以上であるときには、ス
テップ108 で異常の発生回数をカウンタ等を用いてカウ
ントする。そして、ステップ109 で次動作判断を行い、
ステップ109 でCO絶対量の低減動作を行う。
が許容設定値を越えたか否かが判断される。CO総発生
量が許容設定値を下回るときには、CO総発生量が低い
レベルにあるので、良好な、かつ、安全な燃焼状態にあ
ると判断し、そのまま燃焼運転を継続する。これに対
し、CO総発生量が許容設定値以上であるときには、ス
テップ108 で異常の発生回数をカウンタ等を用いてカウ
ントする。そして、ステップ109 で次動作判断を行い、
ステップ109 でCO絶対量の低減動作を行う。
【0047】このステップ109 と110 の動作を詳細に示
したものが図8である。すなわち、ステップ109 では、
CO総発生量が許容設定値以上となって前記ステップ10
8 で異常がカウントされたときに、直前の燃焼運転の制
御状態をチェックする。本実施例では、ガス供給量、出
湯の水量、出湯温等の目標負荷が増加中であるか、同じ
状態での維持中であるか、減少中であるかを判断する。
それと同時に、風量センサ38で検出される検出風量が増
加中であるか同じ状態の維持中であるか減少中であるか
を判断する。そして、それらの各組み合わせにより区分
された複数のパターンのどのパターンに属するかを判断
する。
したものが図8である。すなわち、ステップ109 では、
CO総発生量が許容設定値以上となって前記ステップ10
8 で異常がカウントされたときに、直前の燃焼運転の制
御状態をチェックする。本実施例では、ガス供給量、出
湯の水量、出湯温等の目標負荷が増加中であるか、同じ
状態での維持中であるか、減少中であるかを判断する。
それと同時に、風量センサ38で検出される検出風量が増
加中であるか同じ状態の維持中であるか減少中であるか
を判断する。そして、それらの各組み合わせにより区分
された複数のパターンのどのパターンに属するかを判断
する。
【0048】この実施例では、目標負荷が増加中で検出
風量が増加中の場合を第1のパターンとし、目標負荷が
維持中で検出風量が増加中は第2のパターンとし、同じ
く目標負荷が維持中で検出風量が維持中の場合を第3の
パターンとし、同じく目標負荷が維持中で検出風量が減
少中の場合を第4パターンとし、目標負荷が減少中で検
出風量が減少中の場合を第5のパターンとして区分判別
する。そして、目標負荷の制御状態と検出風量との関係
から運転制御状態がどの区分パターンに属するかを判断
し、その判断した区分のパターンに対応する次動作を指
令する。
風量が増加中の場合を第1のパターンとし、目標負荷が
維持中で検出風量が増加中は第2のパターンとし、同じ
く目標負荷が維持中で検出風量が維持中の場合を第3の
パターンとし、同じく目標負荷が維持中で検出風量が減
少中の場合を第4パターンとし、目標負荷が減少中で検
出風量が減少中の場合を第5のパターンとして区分判別
する。そして、目標負荷の制御状態と検出風量との関係
から運転制御状態がどの区分パターンに属するかを判断
し、その判断した区分のパターンに対応する次動作を指
令する。
【0049】ステップ110 では、前記ステップ109 で指
令された次動作のシーケンス動作を行ってCO総発生量
の低減を図る動作を行う。すなわち、前記ステップ109
で目標負荷が増加中で検出風量が増加中と判断されて第
1の区分パターンの動作指令が出されたときには、ステ
ップ110 A1 〜110 A6 の動作を行う。つまり、ステッ
プ110 A1 で目標負荷の安定するのを待つ動作状態とな
り、ステップ110 A2で目標負荷が安定したか否かを判
断する。
令された次動作のシーケンス動作を行ってCO総発生量
の低減を図る動作を行う。すなわち、前記ステップ109
で目標負荷が増加中で検出風量が増加中と判断されて第
1の区分パターンの動作指令が出されたときには、ステ
ップ110 A1 〜110 A6 の動作を行う。つまり、ステッ
プ110 A1 で目標負荷の安定するのを待つ動作状態とな
り、ステップ110 A2で目標負荷が安定したか否かを判
断する。
【0050】目標負荷がガス量の場合には、例えば、比
例弁10に加えられる開弁駆動電流が安定したか否かで判
断し、目標負荷が給湯の水量の場合には流量センサ15で
検出される流量が安定したか否かで判断し、目標負荷が
出湯温の場合には出湯温度センサ16で検出される出湯温
度が安定したか否かで判断する。目標負荷が安定した場
合はステップ110 A3 でファン回転をアップし、目標負
荷の増加に対応させて風量を増加し、CO総発生量の低
減を図る。また、ステップ110 A2 で目標負荷が安定し
ない場合には一旦ステップ110 A4 でファン回転をアッ
プして燃焼空気の不足状態を解消した後、ステップ110
A5 でCO総発生量の増加の原因調査を行うシーケンス
動作を動作させ、異常原因を突き止める。そして、ステ
ップ110A6 でその異常原因を解消する動作を行い、C
O総発生量の低減を図る。なお、ステップ110 A5 で動
作させる原因調査シーケンスは予め燃焼運転の制御部に
与えておく。
例弁10に加えられる開弁駆動電流が安定したか否かで判
断し、目標負荷が給湯の水量の場合には流量センサ15で
検出される流量が安定したか否かで判断し、目標負荷が
出湯温の場合には出湯温度センサ16で検出される出湯温
度が安定したか否かで判断する。目標負荷が安定した場
合はステップ110 A3 でファン回転をアップし、目標負
荷の増加に対応させて風量を増加し、CO総発生量の低
減を図る。また、ステップ110 A2 で目標負荷が安定し
ない場合には一旦ステップ110 A4 でファン回転をアッ
プして燃焼空気の不足状態を解消した後、ステップ110
A5 でCO総発生量の増加の原因調査を行うシーケンス
動作を動作させ、異常原因を突き止める。そして、ステ
ップ110A6 でその異常原因を解消する動作を行い、C
O総発生量の低減を図る。なお、ステップ110 A5 で動
作させる原因調査シーケンスは予め燃焼運転の制御部に
与えておく。
【0051】目標負荷が維持中で検出風量が増加中の第
2のパターンでCO総発生量が異常と判断されたときに
は、目標負荷が維持中であるにもかかわらず検出風量が
増加中のため、空気量の過剰によりCO総発生量が増加
したものと判断しステップ110 Bのファン回転ダウン動
作を行う。また、目標負荷が維持中で検出風量が維持中
の第3のパターンでCO総発生量が増加して異常と判断
されたときには、ステップ110 Cでファン回転のアップ
動作を行う。同様に、目標負荷が維持中で検出風量が減
少中である第4のパターンでCO総発生量が増加した場
合にはステップ110 Dでファン回転をアップ制御する。
目標負荷が減少中で検出風量も減少中である第5のパタ
ーンでCO総発生量が増加した場合にはステップ110 E
1 〜110E6 のCO総発生量の低減動作を行う。このス
テップ110 E1 〜110 E6 の動作は前記ステップ110 A
1 〜110 A6 の動作と同様である。
2のパターンでCO総発生量が異常と判断されたときに
は、目標負荷が維持中であるにもかかわらず検出風量が
増加中のため、空気量の過剰によりCO総発生量が増加
したものと判断しステップ110 Bのファン回転ダウン動
作を行う。また、目標負荷が維持中で検出風量が維持中
の第3のパターンでCO総発生量が増加して異常と判断
されたときには、ステップ110 Cでファン回転のアップ
動作を行う。同様に、目標負荷が維持中で検出風量が減
少中である第4のパターンでCO総発生量が増加した場
合にはステップ110 Dでファン回転をアップ制御する。
目標負荷が減少中で検出風量も減少中である第5のパタ
ーンでCO総発生量が増加した場合にはステップ110 E
1 〜110E6 のCO総発生量の低減動作を行う。このス
テップ110 E1 〜110 E6 の動作は前記ステップ110 A
1 〜110 A6 の動作と同様である。
【0052】ステップ111 ではCO総発生量の低減動作
に効果があったか否かを判断する。つまり、CO総発生
量が許容設定値よりも低減したか否かを判断する。CO
低減効果があったときには、そのCO低減動作を行う前
の燃焼運転の制御操作量の空気比をCO発生量の低減動
作時の空気比に修正し、燃焼運転を継続する。
に効果があったか否かを判断する。つまり、CO総発生
量が許容設定値よりも低減したか否かを判断する。CO
低減効果があったときには、そのCO低減動作を行う前
の燃焼運転の制御操作量の空気比をCO発生量の低減動
作時の空気比に修正し、燃焼運転を継続する。
【0053】これに対し、前記ステップ111 でCO低減
効果がないと判断されたときには、ステップ115 で異常
のカウント値Nが設定値Xに達したか否かを判断し、異
常カウント値NがXに達していないときにはステップ10
4 以降の動作を繰り返し行う。これに対し、異常カウン
ト値Nが設定値Xに達したときにはステップ116 でCO
総発生量が上限リミット設定値を越えたか否かを判断す
る。CO総発生量が上限リミット設定値を下回るときに
は、ステップ104 以降の動作により燃焼運転をそのまま
継続し、CO総発生量が上限リミット設定値以上となっ
たときには、警報信号が出力される。そしてこの警報信
号を利用して、図9に示す各種の安全動作が行われる。
効果がないと判断されたときには、ステップ115 で異常
のカウント値Nが設定値Xに達したか否かを判断し、異
常カウント値NがXに達していないときにはステップ10
4 以降の動作を繰り返し行う。これに対し、異常カウン
ト値Nが設定値Xに達したときにはステップ116 でCO
総発生量が上限リミット設定値を越えたか否かを判断す
る。CO総発生量が上限リミット設定値を下回るときに
は、ステップ104 以降の動作により燃焼運転をそのまま
継続し、CO総発生量が上限リミット設定値以上となっ
たときには、警報信号が出力される。そしてこの警報信
号を利用して、図9に示す各種の安全動作が行われる。
【0054】図9の(a)の動作では、警報信号が出力
されたときに、ガス量(燃焼量)のダウン制御がステッ
プ117 で行われ、この燃焼量ダウン制御の後、図7のス
テップ116 でCO総発生量が上限リミット設定値を下回
るようになったか否かを判断し、CO総発生量が上限リ
ミット設定値以上であるときには、ガス量のダウン制御
を繰り返し行い、CO総発生量をガス量ダウンによって
減少する方向に制御する。CO総発生量が上限リミット
設定値を下回ったときには、その状態で燃焼運転を継続
する。
されたときに、ガス量(燃焼量)のダウン制御がステッ
プ117 で行われ、この燃焼量ダウン制御の後、図7のス
テップ116 でCO総発生量が上限リミット設定値を下回
るようになったか否かを判断し、CO総発生量が上限リ
ミット設定値以上であるときには、ガス量のダウン制御
を繰り返し行い、CO総発生量をガス量ダウンによって
減少する方向に制御する。CO総発生量が上限リミット
設定値を下回ったときには、その状態で燃焼運転を継続
する。
【0055】図9の(b)のステップ118 では、前記図
7のステップ116 でCO総発生量が上限リミット設定値
以上と判断されたときの警報信号を受け、ステップ119
で電磁弁(ガス弁)8を遮断し、ステップ120 で燃焼停
止を行う。ステップ121 では燃焼停止回数が設定された
設定回数になったか否かを判断する。燃焼停止回数が設
定回数にならない間は、ステップ122 で給湯栓が一旦閉
められたことを確認し、図7のステップ101 以降の運
転、つまり、再び給湯栓が開けられたときに、燃焼運転
を行う。これに対し、ステップ121 で燃焼停止回数が設
定回数に達したことが判断されたときには、ステップ12
3 で燃焼停止状態を所定の時間ロックし、このロックを
解除する設定時間が経過したときに、図7のステップ10
1 以降の動作を行い得るようにする。
7のステップ116 でCO総発生量が上限リミット設定値
以上と判断されたときの警報信号を受け、ステップ119
で電磁弁(ガス弁)8を遮断し、ステップ120 で燃焼停
止を行う。ステップ121 では燃焼停止回数が設定された
設定回数になったか否かを判断する。燃焼停止回数が設
定回数にならない間は、ステップ122 で給湯栓が一旦閉
められたことを確認し、図7のステップ101 以降の運
転、つまり、再び給湯栓が開けられたときに、燃焼運転
を行う。これに対し、ステップ121 で燃焼停止回数が設
定回数に達したことが判断されたときには、ステップ12
3 で燃焼停止状態を所定の時間ロックし、このロックを
解除する設定時間が経過したときに、図7のステップ10
1 以降の動作を行い得るようにする。
【0056】本実施例によれば、排気ガス中のCO総発
生量を求めるように構成したものであるから、このCO
総発生量の値によって、バーナ装置4の燃焼状態の良否
の評価を正確に行うことができる。
生量を求めるように構成したものであるから、このCO
総発生量の値によって、バーナ装置4の燃焼状態の良否
の評価を正確に行うことができる。
【0057】また、そのCO総発生量を利用して風量制
御と燃焼制御を行うことで、CO総発生量を最も低い値
にした状態で燃焼運転を行うことができるので、見かけ
上の濃度低減ではなく、バーナ装置4から発生するCO
総発生量を低減させることができ、これにより、環境汚
染の影響を少なくしたクリーンな燃焼を達成できる。
御と燃焼制御を行うことで、CO総発生量を最も低い値
にした状態で燃焼運転を行うことができるので、見かけ
上の濃度低減ではなく、バーナ装置4から発生するCO
総発生量を低減させることができ、これにより、環境汚
染の影響を少なくしたクリーンな燃焼を達成できる。
【0058】さらに、CO安全動作を行う上でも、CO
の総発生量が室内に入り込んだ場合を想定して燃焼停止
等の動作を行うので、その安全の精度が高められ、CO
濃度の値を利用してCO安全を行う方式に比べ、そのC
O安全の信頼性を十分に高めることができる。
の総発生量が室内に入り込んだ場合を想定して燃焼停止
等の動作を行うので、その安全の精度が高められ、CO
濃度の値を利用してCO安全を行う方式に比べ、そのC
O安全の信頼性を十分に高めることができる。
【0059】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、風量
検出手段23として差圧センサや風速センサを用いる場合
には、例えば、図10に示すように、様々な区間に通路37
を設けることができる。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、風量
検出手段23として差圧センサや風速センサを用いる場合
には、例えば、図10に示すように、様々な区間に通路37
を設けることができる。
【0060】さらに、上記実施例では、燃焼装置とし
て、単能給湯器(給湯機能のみの給湯器)を例にして説
明したが、本発明は、給湯と追い焚き、あるいは、給湯
と温水暖房等の両機能を備えた複合給湯器や、その他、
風呂釜、暖房機、冷房機、冷暖房機、空調機等の様々な
バーナを有する燃焼装置に適用されるものである。
て、単能給湯器(給湯機能のみの給湯器)を例にして説
明したが、本発明は、給湯と追い焚き、あるいは、給湯
と温水暖房等の両機能を備えた複合給湯器や、その他、
風呂釜、暖房機、冷房機、冷暖房機、空調機等の様々な
バーナを有する燃焼装置に適用されるものである。
【0061】さらに、上記実施例では、燃焼ファン5を
押し込み方式としたが、これを吸い出し方式としてもよ
い。
押し込み方式としたが、これを吸い出し方式としてもよ
い。
【0062】
【発明の効果】本発明は、排気ガス中のCO総発生量
(バーナ装置で発生するCO総発生量)を求める構成と
したものであるから、この求めたCO総発生量を利用し
て、燃焼状態の評価を行うことにより、従来例のように
CO濃度によって燃焼状態の評価を行う場合の問題、つ
まり、CO濃度が低減しても、燃焼改善のために低減し
たのか、燃焼改善がされないにもかかわらず多量の空気
で薄められたために見かけ上CO濃度が低減したのかを
判断できないという問題を解消でき、燃焼状態の良否評
価を正確に行うことができる。
(バーナ装置で発生するCO総発生量)を求める構成と
したものであるから、この求めたCO総発生量を利用し
て、燃焼状態の評価を行うことにより、従来例のように
CO濃度によって燃焼状態の評価を行う場合の問題、つ
まり、CO濃度が低減しても、燃焼改善のために低減し
たのか、燃焼改善がされないにもかかわらず多量の空気
で薄められたために見かけ上CO濃度が低減したのかを
判断できないという問題を解消でき、燃焼状態の良否評
価を正確に行うことができる。
【0063】また、CO総発生量が許容設定値を越えた
ときに、次動作判断部によりCO総発生量を低減させる
最善のシーケンス動作が直前の燃焼制御状態のチェック
に基づき選択指令されるので、効率良くCO総発生量の
低減動作を行わせることができ、CO総発生量が許容設
定値を越えたとしても、自己修正作用により、燃焼性能
を改善して、CO総発生量を低減するので、COに対す
る安全性の高い燃焼運転を行うことができるという優れ
た効果を奏する。
ときに、次動作判断部によりCO総発生量を低減させる
最善のシーケンス動作が直前の燃焼制御状態のチェック
に基づき選択指令されるので、効率良くCO総発生量の
低減動作を行わせることができ、CO総発生量が許容設
定値を越えたとしても、自己修正作用により、燃焼性能
を改善して、CO総発生量を低減するので、COに対す
る安全性の高い燃焼運転を行うことができるという優れ
た効果を奏する。
【0064】さらに、CO総発生量の値を利用し、CO
総発生量が最低となるように風量制御を行うことによ
り、環境汚染の影響の少ないクリーンな燃焼を達成する
ことができ、また、CO総発生量に基づいてCOの安全
動作を行うことにより、CO安全の動作の精度が高めら
れ、CO安全動作の信頼性を十分に高めることができ
る。
総発生量が最低となるように風量制御を行うことによ
り、環境汚染の影響の少ないクリーンな燃焼を達成する
ことができ、また、CO総発生量に基づいてCOの安全
動作を行うことにより、CO安全の動作の精度が高めら
れ、CO安全動作の信頼性を十分に高めることができ
る。
【図1】本発明に係る燃焼装置の要部構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】風量検出手段の一構成例を示すブロック図であ
る。
る。
【図3】風量の検出を行うために用いられる風量特性デ
ータの説明図である。
ータの説明図である。
【図4】ファン回転数と風量との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図5】燃焼反応の概念説明図である。
【図6】本実施例における風量制御データの説明図であ
る。
る。
【図7】本実施例の動作を示すフローチャートである。
【図8】図7中のステップ109 と110 の動作の詳細図で
ある。
ある。
【図9】図7のステップ116 に続く動作例のフローチャ
ートである。
ートである。
【図10】風量検出手段を差圧センサや風速センサによっ
て構成する場合に、そのセンサを設置する通路37の各種
形成例を示す説明図である。
て構成する場合に、そのセンサを設置する通路37の各種
形成例を示す説明図である。
【図11】燃焼装置として一般的な給湯器の模式構成図で
ある。
ある。
【図12】空気風量QとCO濃度との関係を示す説明図で
ある。
ある。
4 バーナ装置
5 燃焼ファン
9 COセンサ
23 風量検出手段
24 CO総量演算部
26 危険判断部
28 CO安全動作部
29 燃焼停止ロック手段
43 次動作判断部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭55−122118(JP,A)
特開 平6−331220(JP,A)
特開 昭55−155184(JP,A)
特開 昭56−16024(JP,A)
特開 昭56−133533(JP,A)
特開 昭60−243422(JP,A)
特開 平2−150619(JP,A)
特開 平7−103470(JP,A)
特開 平2−275220(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F23N 5/24 107
F23N 5/18 101
Claims (6)
- 【請求項1】 バーナ装置と、このバーナ装置への燃料
供給量を調整する燃料供給調整手段と、バーナ装置に空
気を供給する燃焼ファンと、排気ガス中のCO濃度を検
出するCOセンサとを備えた燃焼装置において、前記燃
焼ファンによってバーナ装置へ供給される空気風量を検
出する風量検出手段と、バーナ装置への燃料供給量を検
出する燃料供給量検出手段と、少なくとも単位量の燃料
を燃焼させるときの単位理論空気量と単位理論排ガス量
と単位発生水蒸気量との基礎データが格納されている基
礎データメモリと、前記燃料供給量検出手段によって検
出される燃料供給量と前記基礎データに基づき供給燃料
が燃焼するときの理論必要空気量と理論排ガス量と発生
水蒸気量とを求める理論燃焼データ検出部と、前記CO
センサによって検出される排気ガス中のCO濃度と前記
理論燃焼データ検出部で検出されるデータと前記風量検
出手段によって検出される風量との情報に基づき排気ガ
ス中のCO総発生量を求めるCO総量演算部とを有する
燃焼装置。 - 【請求項2】 CO総発生量に許容設定値が与えられ、
CO総量演算部で求められたCO総発生量が前記許容設
定値を越えたときに直前の燃焼制御の状態をチェック
し、そのチェック結果に基づきCO総発生量を低減する
動作として予め与えられている複数区分の動作のうちど
の動作を行うかを判断する次動作判断部が設けられてい
る請求項1記載の燃焼装置。 - 【請求項3】 CO総発生量に上限リミット設定値が与
えられ、CO総量演算部で求められたCO総発生量が前
記上限リミット設定値を越えたときに警報信号を出力す
る危険判断部を有する請求項1又は請求項2記載の燃焼
装置。 - 【請求項4】 警報信号を受けて燃焼量のダウン制御を
行う燃焼量ダウン制御部が設けられている請求項3記載
の燃焼装置。 - 【請求項5】 警報信号を受けて燃焼停止を行うCO安
全動作部が設けられている請求項3記載の燃焼装置。 - 【請求項6】 警報信号を受けて燃焼停止がされた回数
をカウントするカウンタを設け、カウンタのカウント値
が予め設定した設定回数に達したときに、所定の時間燃
焼使用を阻止する燃焼停止ロック手段を設けた請求項5
記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17941195A JP3487975B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17941195A JP3487975B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0914654A JPH0914654A (ja) | 1997-01-17 |
JP3487975B2 true JP3487975B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=16065403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17941195A Expired - Fee Related JP3487975B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3487975B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7413145B2 (ja) * | 2020-05-14 | 2024-01-15 | リンナイ株式会社 | 燃焼装置 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP17941195A patent/JP3487975B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0914654A (ja) | 1997-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3948077B1 (en) | Method for operating a premix gas burner, a premix gas burner and a boiler | |
CN113048657B (zh) | 燃气热水器抗风控制方法及燃气热水器 | |
GB2070745A (en) | Natural draft combustion zone optimizing method and apparatus | |
CA2642980A1 (en) | Assured compliance mode of operating a combustion system | |
EP3217114B1 (en) | Method and controller for operating a boiler appliance | |
JP3487975B2 (ja) | 燃焼装置 | |
JP2002267159A (ja) | 空燃比制御方法及び装置 | |
KR20110021551A (ko) | 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법 | |
CN207379047U (zh) | 燃气热水器 | |
KR101938569B1 (ko) | 보일러의 배기연도 이탈검지 및 연소제어방법 | |
CN110671717B (zh) | 一种用于蒸汽发电锅炉的燃烧精控系统 | |
KR20070033678A (ko) | 풍압센서를 이용한 공기비례제어식 보일러에서의 풍압센서이상 감지방법 | |
CN112283709A (zh) | 预混器、燃气热水器及其风压保护方法 | |
JP3182101B2 (ja) | 燃焼機器のファン制御装置 | |
KR100704712B1 (ko) | 다단제어 공기비례 가스보일러 | |
KR0146011B1 (ko) | 연소기기의 불완전연소시의 연소정지장치 | |
JP3366394B2 (ja) | 燃焼装置及び燃焼制御方法 | |
JP3534832B2 (ja) | バーナ燃焼機器の燃焼制御装置 | |
KR0134134B1 (ko) | 연소기기 | |
JP3112601B2 (ja) | ガスバーナの監視装置 | |
JPH03199815A (ja) | 燃焼装置 | |
JP3461599B2 (ja) | Coセンサ付燃焼装置 | |
JP3534884B2 (ja) | 燃焼装置 | |
JP3012497B2 (ja) | 燃焼装置 | |
JP3519811B2 (ja) | 給湯器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |