JP4102339B2

JP4102339B2 - 燃焼装置

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Publication number: JP4102339B2
Application number: JP2004212976A
Authority: JP
Inventors: 英男岡本; 幸弘鈴木; 忠幸平賀
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-07-21
Also published as: JP2006029740A; KR20060053857A; CN1724938A; CN100538182C; KR100600382B1

Description

本発明は、給気通路および排気通路の閉塞度合を検知する機能を備えた燃焼装置に関するものである。

従来の燃焼装置において、バーナに対する給排気を強制的に行うファンを所定回転数で作動させるために必要となる駆動電流（以下、「ファン電流」という）の変化から、給気通路および排気通路の閉塞度合を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図７は、この種の燃焼装置として例示する給湯器９の構成概略図であり、温水管路Ｌの水が流れる熱交換器９１と、該熱交換器９１を加熱するバーナ９２と、該バーナ９２へ空気を供給するファン９３と、バーナ９２の点火・消火やファン９３の動作等を制御する制御部９４とを備えている。制御部９４は、予め設定されたバーナ９２の燃焼時間（以下、「設定燃焼時間」という）を計測するタイマ（図示しない）を備えるとともに、図８に示す作動フローチャートを実行するマイクロコンピュータが設けられている。

また、給湯器９のケーシング９０には、バーナ９２を収容する燃焼室９００と、バーナ９２の燃焼に必要な空気（以下、「燃焼用空気」という）を燃焼室９００へ導入する通路としての給気通路９０１と、バーナ９２の燃焼排気を燃焼室９００からケーシング９０外へ排出する通路としての排気通路９０２とが設けられており、ファン９３を回転させることによって、上記燃焼用空気が給気通路９０１を介して燃焼室９００のバーナ９２へ供給され、また、バーナ９２の燃焼排気が排気通路９０２を介してケーシング９０外へ排出される。

このものでは、運転スイッチ（図示しない）を投入すると、制御部９４によってバーナ９２が点火され、バーナ９２の燃焼に必要な空気量を供給し得る回転数（以下、「目標回転数」という）にてファン９３のファンモータＭが回転されるとともに、制御部９４のタイマが上記設定燃焼時間の計測を開始する。尚、上記設定燃焼時間は、排気通路９０１内やファンモータＭの温度が安定するのに要する時間（例えば、１０分）に設定されている。
そして、停止スイッチ（図示しない）が投入されると、制御部９４によってバーナ９２が消火されるが、この時、タイマが設定燃焼時間を経過してタイムアップしていた場合、給気通路９０１および排気通路９０２の閉塞度合を検出する閉塞検知動作が実行される。

給気通路および排気通路の閉塞度合は、予め設定された回転数（以下、「閉塞検知回転数」という）でファンモータＭを回転させたときの駆動電流たるファン電流と、給気通路および排気通路が閉塞状態でない正常状態において前記閉塞検知回転数でファンモータＭを回転させたときに必要となる駆動電流（以下、「基準電流」という）とを比較して判断される。尚、ファン電流は、給気通路９０１および排気通路９０２の閉塞度合に応じて変化し、ファン電流が基準電流より小さければ、給気通路９０１または排気通路９０２が閉塞状態であると判断される。

具体的には、バーナ９２が設定燃焼時間以上燃焼されると、燃焼室９００や排気通路９０２内の温度が安定し、排気の流れに対する給気通路９０１および排気通路９０２の通気抵抗が一定になるとともに、バーナ９２の燃焼と同時に作動するファン９２のファンモータＭの温度が安定し、この状態において閉塞検知回転数を検出したときのファン電流値を上記基準電流と比較して、ファンモータＭの目標回転数を補正するための補正係数が算出される。そして、算出された補正係数に基づいて目標回転数を再設定する補正処理が実行される。
即ち、給気通路９０１または排気通路９０２の閉塞度合が上昇してファン電流が基準電流より小さくなれば、該ファン電流に基づいて算出された補正係数によって目標回転数が調整される。
特開２００３−１６１４３９号公報（第１−７頁、第１−４図）

しかしながら、例えば、比較的短い時間間隔で作動・停止を繰り返して使用される風呂追焚用の燃焼装置や温水暖房用の燃焼装置のように、バーナの燃焼している時間が上記設定燃焼時間を越えない範囲で繰り返し燃焼された場合は、上記閉塞検知動作が実行されず、給気通路または排気通路の閉塞度合を検知し損なうおそれがあった。

本発明は係る点に鑑みてなされたもので、
『バーナを収容する燃焼室と、前記燃焼室に連通する給気通路および排気通路と、前記給気通路を介して前記バーナの燃焼用空気を前記燃焼室へ供給するファンと、前記ファンの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記目標回転数設定手段によって設定された目標回転数で前記ファンを回転させるファン制御手段と、前記目標回転数を所定の閉塞検知回転数に設定して前記ファン制御手段により前記ファンを作動させ、回転数検出手段が閉塞検知回転数を検出したときに前記電流検出手段が検出する電流値に基づいて前記給気通路および排気通路の閉塞度合を検出する閉塞検知動作を実行する閉塞検知手段とを備えた燃焼装置』において、比較的短い時間間隔で作動・停止を繰り返して使用された場合も的確に閉塞検知動作を実行できる燃焼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、
『前記閉塞検知手段は、前記バーナが燃焼して前記ファンが作動している時間を計測する運転タイマの計測時間を、前記ファンの作動毎に積算して記憶するタイマ記憶手段と、
前記タイマ記憶手段に記憶された積算時間が所定時間に到達した場合は、直前に燃焼していたバーナの給気通路および排気通路の閉塞度合を検出する前記閉塞検知動作を実行させる積算時間判定手段とを備えた』ことである。
上記技術手段によれば、タイマ記憶手段に積算して記憶される積算時間が所定時間に到達した場合は、直前に燃焼していたバーナの給気通路および排気通路の閉塞度合を検出する閉塞検知動作が実行される。

請求項２に係る発明の技術的手段は、
前記請求項１において、
『前記バーナが消火して前記ファンが停止している時間を計測する停止タイマの計測時間が所定のリセット時間を経過した時点で、前記タイマ記憶手段に記憶された積算時間を初期値に戻すリセット手段を備えた』ことである。
このものでは、バーナが消火してファンが停止されている時間が所定のリセット時間以上になった場合は、リセット手段によってタイマ記憶手段に記憶された積算時間が初期値に戻される。即ち、バーナが消火してファンが停止されている時間が長くなって排気通路内やファンモータの温度が低下した場合は、バーナが燃焼してファンが作動した時間の積算をやり直すから、閉塞検知動作実行時における排気通路内やファンモータの温度のばらつきが抑制され、ファンの送風量のばらつきを抑制することができる。

請求項３に係る発明の技術的手段は、
前記請求項１において、
『前記タイマ記憶手段は、前記バーナが消火して前記ファンが停止している時間を計測する停止タイマの計測時間を、記憶された積算時間から減算して記憶する減算手段を有する』ことである。
このものでは、バーナが消火してファンが停止されている時間は、タイマ記憶手段に記憶された積算時間から減算される。即ち、積算された時間から、バーナが消火してファンが停止され、排気通路内やファンモータの温度が下降する時間を差し引いて判断されるから、閉塞検知動作実行時における排気通路内やファンモータの温度のばらつきが抑制され、ファンの送風量のばらつきを抑制することができる。

請求項４に係る発明の技術的手段は、
前記請求項１から３のいずれかにおいて、
『前記バーナによって加熱される熱交換器と、
前記熱交換器と前記熱交換器で加熱された温水の供給先たる温水被供給部との間に接続される温水循環管路と、
前記温水循環管路における前記熱交換器の上流側通路に設けられ、前記熱交換器への戻り湯温を検知する水温センサと、
前記水温センサによる検知温度が所定温度未満である場合に前記閉塞検知動作を禁止する戻り湯温判定手段とを備えた』ことである。
このものでは、閉塞検知動作は、温水循環管路において熱交換器の上流側通路の水温、即ち、熱交換器への戻り湯温が所定温度未満である場合には禁止されるから、閉塞検知動作実行時の熱交換器の温度のばらつきが抑制され、燃焼排気が熱交換器を通過する際の通気抵抗が一定になる。従って、閉塞検知動作実行時におけるファンの送風量のばらつきを抑制することができる。

本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有する。
バーナおよびファンが作動する毎に積算した積算時間が所定時間に到達すると閉塞検知動作が実行されるから、バーナが比較的短い時間間隔で燃焼・停止を繰り返して使用された場合も的確に給気通路または排気通路の閉塞度合を検知することができる。
請求項２に係る発明では、バーナが消火してファンが停止されている時間が長くなって排気通路内やファンモータの温度が低下したときは、閉塞検知動作を実行しないことによって、閉塞検知動作実行時における排気通路内やファンモータの温度のばらつきが抑制され、ファンの送風量のばらつきを抑制することができるから、給気通路および排気通路の閉塞度合の検知精度が向上する。

請求項３に係る発明では、バーナが消火してファンが停止され、排気通路内やファンモータの温度が下降する時間を、積算時間から差し引いて判断することによって、閉塞検知動作実行時における排気通路内やファンモータの温度のばらつきが抑制され、ファンの送風量のばらつきを抑制することができるから、給気通路および排気通路の閉塞度合の検知精度が向上する。
請求項４に係る発明では、上記請求項１から３の効果に加えて、熱交換器の温度が所定温度未満である状態での閉塞検知動作を禁止することにより、熱交換器の温度変化から生じるファンの送風量のばらつきを抑制することができるから、給気通路および排気通路の閉塞度合の検知精度が一層向上する。

次に、上記した本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置の構成概略図、図２は、その動作を制御する制御部の構成を示すブロック図であり、図３および図４は、図２に示す制御部の作動フローチャートである。
以下、各部の詳細を説明する。
図１に示すように、複合給湯装置１は、台所や浴室等へ温水を供給する給湯ユニット２と、浴槽Ａ内の水を加熱し循環する風呂ユニット３とが一体的に構成されたものであり、それら給湯ユニット２および風呂ユニット３は、複合給湯装置１の本体ケース１０内に収容されている。該本体ケース１０には、給湯ユニット２および風呂ユニット３から排出される燃焼排気の排気口１０１と、給湯ユニット２および風呂ユニット３へ取り入れる燃焼用空気の取入口としての給気口１０２，１０３とが形成されている。また、複合給湯装置１は、給湯ユニット２および風呂ユニット３の動作を制御する制御部１４を備えている。

給湯ユニット２は、上流側の水配管および下流側の給湯配管に接続される給湯管路Ｌ２と、給湯管路Ｌ２に連結される給湯側熱交換器２１と、給湯側熱交換器２１を加熱する給湯側バーナ２２と、給湯側バーナ２２に燃焼用空気を供給する給湯側ファン２３とを備えており、給湯ユニット２には、給湯側バーナ２２を収容する燃焼室２００と、給気口１０２から吸入した燃焼用空気を燃焼室２００内へ導く給気通路２０１と、給湯側バーナ２２の燃焼排気を給湯側熱交換器２１を介して排気口１０１へ導く排気通路２０２とが形成されている。排気通路２０２は、本体ケース１０内に形成された合流路１０４を介して排気口１０１に連通している。

給湯側熱交換器２１は、上流側の水配管の水を台所や浴室等へ供給する給湯管路Ｌ２に連結されている。該給湯管路Ｌ２には、上流側から給湯側熱交換器２１へ流れる水の流量を検出する水量センサＷと、給湯側熱交換器２１で加熱された湯の温度を検出する水温センサＴ２とが設けられている。
給湯側バーナ２２は、開閉弁Ｃ２を介してガス管路Ｇに接続されており、ガス管路Ｇからガスが供給される。給湯側バーナ２２の近傍には、該給湯側バーナ２２の燃焼炎を検知する炎検知センサＦ２と、イグナイタ１５から高電圧を印加されることによって火花放電する点火プラグＳ２とが設けられている。
給湯側ファン２３は、ファンモータＭ２の回転数を検出する回転数センサＲ２と、ファンモータＭ２の電流値を検出する電流センサＥ２とを備えている。

一方、風呂ユニット３は、浴槽Ａに繋がる往き管Ａ１および戻り管Ａ２に接続される温水循環管路Ｌ３と、温水循環管路Ｌ３に連結される風呂側熱交換器３１と、風呂側熱交換器３１を加熱する風呂側バーナ３２と、風呂側バーナ３２に燃焼用空気を供給する風呂側ファン３３とを備えており、風呂ユニット３には、風呂側バーナ３２を収容する燃焼室３００と、給気口１０３から吸入した燃焼用空気を燃焼室３００内へ導く給気通路３０１と、風呂側バーナ３２の燃焼排気を風呂側熱交換器３１を介して排気口１０１へ導く排気通路３０２とが形成されている。排気通路３０２は、上記合流路１０４を介して排気口１０１に連通している。尚、上記温水循環管路Ｌ３が、既述請求項４の発明特定事項としての温水循環管路に対応し、上記風呂側熱交換器３１が既述請求項４の発明特定事項としての熱交換器に対応する。

風呂側熱交換器３１は、浴槽Ａ内の水を循環させる温水循環管路Ｌ３に連結されている。該温水循環管路Ｌ３には、浴槽Ａ内の水を風呂側熱交換器３１へ供給する循環ポンプＰと、風呂側熱交換器３１で加熱された湯の温度を検出する水温センサＴ３ａと、浴槽Ａから風呂側熱交換器３１へ流れる水の温度（以下、「戻り湯温」という）を検出する水温センサＴ３ｂとが設けられている。該水温センサＴ３ｂは、風呂側熱交換器３１の戻り管接続部３１１近傍に配設されている。尚、上記水温センサＴ３ｂが、既述請求項４の発明特定事項としての水温センサに対応する。

風呂側バーナ３２は、開閉弁Ｃ３を介してガス管路Ｇに接続されており、ガス管路Ｇからガスが供給される。風呂側バーナ３２の近傍には、該風呂側バーナ３２の燃焼炎を検知する炎検知センサＦ３と、イグナイタ１５から高電圧を印加されることによって火花放電する点火プラグＳ３とが設けられている。
風呂側ファン３３は、ファンモータＭ３の回転数を検出する回転数センサＲ３と、ファンモータＭ３の電流値を検出する電流センサＥ３とを備えている。尚、上記回転数センサＲ２，Ｒ３が、既述請求項１の発明特定事項としての回転数検出手段に対応し、上記電流センサＥ２，Ｅ３が、既述請求項１の発明特定事項としての電流検出手段に対応する。

また、制御部１４は、給湯ユニット２および風呂ユニット３の制御動作を実行するマイクロコンピュータやメモリ等で構成されており、上記水量センサＷと、循環ポンプＰと、水温センサＴ２，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂと、開閉弁Ｃ２，Ｃ３と、炎検知センサＦ２，Ｆ３と、イグナイタ１５と、ファンモータＭ２，Ｍ３と、回転数センサＲ２，Ｒ３と、電流センサＥ２，Ｅ３とが電気的に接続されている。さらに、制御部１４には、図２に示すように、給湯側バーナ２２および風呂側バーナ３２の点火・消火動作を制御するバーナ制御部１６と、ファンモータＭ２，Ｍ３の動作を制御するファンモータ制御部１７と、給気通路２０１，３０１および排気通路２０２，３０２の閉塞度合を検知する閉塞検知動作を実行する閉塞検知制御部１８とが設けられている。

ファンモータ制御部１７は、給湯側バーナ２２および風呂側バーナ３２の目標燃焼量に応じてファンモータＭ２，Ｍ３の目標回転数Ｎａを設定する目標回転数設定部１７１と、目標回転数設定部１７１にて設定されるファンモータＭ２，Ｍ３の目標回転数Ｎａの補正係数Ｈを算出する補正係数算出部１７２と、目標回転数設定部１７１にて設定される目標回転数に合わせてファンモータＭ２，Ｍ３の回転数を制御する回転数制御部１７３とを備えている。また、ファンモータ制御部１７は、給湯側バーナ２２または風呂側バーナ３２のいずれか一方が点火された時点で、ファンモータＭ２，Ｍ３の双方を作動させるように設定されており、給湯ユニット２側からの燃焼排気が合流路１０４を介して風呂ユニット３側へ、あるいは、風呂ユニット３側からの燃焼排気が合流路１０４を介して給湯ユニット２側へ逆流するのを防止している。尚、上記目標回転数設定部１７１が、既述請求項１の発明特定事項としての目標回転数設定手段に対応し、上記回転数制御部１７３が、既述請求項１の発明特定事項としてのファン制御手段に対応する。

閉塞検知制御部１８は、ファンモータＭ３の作動から停止までの時間を計測するファンＯＮタイマ１８１と、ファンモータＭ３の停止から作動までの時間を計測するファンＯＦＦタイマ１８２と、風呂側バーナの点火から消火までの時間を計測する風呂燃焼タイマ１８３と、ファンＯＮタイマ１８１にて計測された時間を積算記憶し且つファンＯＦＦタイマ１８２にて計測された時間を減算する積算メモリ１８４と、給気通路２０１，３０１および排気通路２０２，３０２の閉塞度合を判定する閉塞判定部１８５と、積算メモリ１８４に記憶された時間が所定時間（例えば、１０分）以上であるか否かを判定する積算時間判定部１８６と、ファンＯＦＦタイマ１８２にて計測された時間に応じて積算メモリ１８４の記憶時間をクリアするクリア判定部１８７と、風呂燃焼タイマ１８３の計測時間が所定時間以上であるか否かを判定する燃焼時間判定部１８８と、水温センサＴ３ｂの検知温度が所定温度（例えば、３０℃）以上であるか否かを判定する戻り湯温判定部１８９とを備えている。

尚、上記閉塞検知制御部１８が、既述請求項１の発明特定事項としての閉塞検知手段に対応する。また、上記ファンＯＮタイマ１８１が、既述請求項１の発明特定事項としての運転タイマに対応し、上記ファンＯＦＦタイマ１８２が、既述請求項２および３の発明特定事項としての停止タイマに対応し、上記積算メモリ１８４が、既述請求項１および３の発明特定事項としてのタイマ記憶手段に対応し、上記積算時間判定部１８６が、既述請求項１の発明特定事項としての積算時間判定手段に対応し、上記戻り湯温判定部１８９が、既述請求項４の発明特定事項としての戻り湯温判定手段に対応する。

［上記実施形態に係る燃焼装置の動作の実際］
次に、上記実施の形態に係る燃焼装置において、複合給湯器１の動作を風呂ユニット３がオンした場合を例に、図３および図４のフローチャートに従って説明する。
風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナ３２のＯＮ信号が出力されると、制御部１４は、ファンモータ制御部１７へ風呂側ファンＯＮ信号を出力し、目標回転数設定部１７１によって燃焼量に応じたファンモータＭ３の目標回転数Ｎａを設定するとともに、回転数制御部１７３によって回転数センサＲ３が検出する回転数が上記目標回転数Ｎａになるようにフィードバック制御を行いながらファンモータＭ３を所定回転数で回転させる。また、同時に給湯側ファン２３のファンモータＭ２を所定回転数で回転させる。さらに、バーナ制御部１６によって風呂側バーナ３２の開閉弁Ｃ３を開くとともに、イグナイタ１５へ点火指示信号を出力する。点火指示信号が入力されたイグナイタ１５は、点火プラグＳ３に高電圧を印加して火花放電させ、風呂側バーナ３２を点火させる。

炎検知センサＦ３からの燃焼信号が入力された制御部１４は、閉塞検知制御部１８のファンＯＮタイマ１８１によってファンモータＭ３の作動時間の計測を開始するとともに、風呂燃焼タイマ１８３によって風呂側バーナ３２の燃焼時間の計測を開始する（ＳＴ１〜ＳＴ５）。
そして、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオフにされて風呂側バーナＯＦＦ信号が出力されると、バーナ制御部１６によって開閉弁Ｃ３を閉じて風呂側バーナ３２を消火させるとともに、風呂燃焼タイマ１８３の計時を停止する。この風呂側バーナ３２の消火時に給湯側バーナ２２が燃焼していなければ、ファンＯＮタイマ１８１を停止するとともに、ファンＯＮタイマ１８１のカウンタ（図示しない）に記録されたカウントＣｐを積算メモリ１８４に記憶する（ＳＴ６〜ＳＴ１０）。

積算時間判定部１８６には、ファンモータＭ３が作動を開始してから安定した温度になるまで上昇するのに要する積算作動時間（以下、「基準積算時間」という）Ｓ１が設定されており（例えば、１０分）、上記積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔが基準積算時間Ｓ１以上でない場合は、燃焼室３００内の燃焼排気を排出するために一定時間ファンを回転させるポストパージを実行した後、風呂側ファン３３のファンモータＭ３および給湯側ファン２３のファンモータＭ２を停止するとともに、閉塞検知制御部１８のファンＯＦＦタイマ１８２によってファンモータＭ３の停止時間の計測を開始させる（ＳＴ１１〜ＳＴ１４）。尚、上記「基準積算時間」が、既述請求項１の発明特定事項としての「所定時間」に対応する。
このとき、バーナ制御部１６によって、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナＯＮ信号が出力されるか、または、給湯スイッチ（図示しない）がオンされて給湯側バーナＯＮ信号が出力されるかが監視されるとともに、閉塞検知制御部１８のクリア判定部１８７によって、ファンモータＭ３の停止時間が監視される（ＳＴ１５−Ａ，ＳＴ１６〜ＳＴ１７）。

クリア判定部１８７には、燃焼装置が冷却されるまでに要する停止時間Ｓ４が設定されており（例えば、「３０分」）、上記ファンＯＦＦタイマ１８２のカウンタ（図示しない）に記録されるカウントＣｍが停止時間Ｓ４以上であれば、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させるとともに、積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔを初期値（０分）に戻す（ＳＴ１５−Ａ，ＳＴ１８）。

また、上記ＳＴ１６にて、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナＯＮ信号が出力された場合は、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させるとともに、ファンＯＦＦタイマ１８２のカウントＣｍに係数α（例えば、０．１）を乗じた値を積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔから減算した後、上記ＳＴ２以降の制御動作が実行される（ＳＴ１６、ＳＴ１９−Ａ）。上記ＳＴ１７にて、給湯スイッチ（図示しない）がオンされて給湯側バーナＯＮ信号が出力された場合は、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させるとともに、ファンＯＦＦタイマ１８２のカウントＣｍに係数αを乗じた値を積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔから減算した後、後述するＳＴ２２以降の制御動作を実行する（ＳＴ１７、ＳＴ２０−Ａ）。
これにより、積算メモリ１８４には、ファンモータＭ３が実際に作動した時間のみが積算して記憶され、ファンモータＭ３の温度は徐々に上昇する。但し、ファンモータＭ３が例えば３０分以上停止された場合は、燃焼装置全体の温度が冷めたとみなして積算メモリ１８４に記憶された時間をクリアし、運転を開始する前の初期状態に戻す。

一方、上記ＳＴ１にて、風呂側バーナＯＮ信号は出力されていないが、給湯スイッチ（図示しない）がオンされた状態で、水量センサＷからの通水信号が出力された場合は、制御部１４は、ファンモータ制御部１７によって給湯側ファン２３のファンモータＭ２を回転させる。また、ファンモータ制御部１７へ給湯側ファンＯＮ信号を出力して、目標回転数設定部１７１によって燃焼量に応じたファンモータＭ２の目標回転数Ｎａを設定するとともに、回転数制御部１７３によって回転数センサＲ２が検出する回転数が上記目標回転数Ｎａになるようにフィードバック制御を行いながらファンモータＭ２を回転させる。また、同時に風呂側ファン３３のファンモータＭ３を所定回転数で回転させる。そして、バーナ制御部１６によって給湯側バーナ２２の開閉弁Ｃ２を開いて、イグナイタ１５へ点火指示信号を出力する。点火指示信号が入力されたイグナイタ１５は、点火プラグＳ２に高電圧を印加して火花放電させ、給湯側バーナ２２を点火させる。

炎検知センサＦ２からの燃焼信号が入力された制御部１４は、閉塞検知制御部１８のファンＯＮタイマ１８１によってファンモータＭ２の作動時間の計測を開始する（ＳＴ２１〜ＳＴ２４）。
そして、給湯スイッチ（図示しない）がオフにされて給湯側バーナＯＦＦ信号が出力されると、バーナ制御部１６によって開閉弁Ｃ２を閉じて給湯側バーナ２２を消火させ、上記ＳＴ１０以降の制御動作が実行される（ＳＴ２５〜ＳＴ２６）。
尚、上記ＳＴ９にて、風呂側バーナ３２の消火時に給湯側バーナ２２が燃焼している場合は、風呂燃焼タイマ１８３をリセットしてカウンタ（図示しない）に記録されるカウントＣｂをクリアさせる（ＳＴ２７）とともに、上記ＳＴ２５およびＳＴ２６の制御動作を実行させ、さらに、上記ＳＴ１０以降の制御動作が実行される。

上記ＳＴ１１にて、上記積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔが基準積算時間Ｓ１以上である場合は、後述するＳＴ２８（ファンＯＮタイマ１８１停止直後における風呂側バーナ３２の燃焼時間の判定）およびＳＴ２９（ファンＯＮタイマ１８１停止直後における風呂側熱交換器３１の戻り湯温の判定）の制御動作を実行する。
燃焼時間判定部１８８には、風呂側バーナ３２によって加熱される風呂側熱交換器３１や排気通路３０２が所定の温度になるまで上昇するのに要する時間（以下、「基準加熱時間」という）Ｓ３が設定されており（例えば、１分）、風呂燃焼タイマ１８３のカウンタ（図示しない）に記録されたカウントＣｂが基準加熱時間Ｓ３より小さい場合、即ち、風呂側バーナ３２が基準加熱時間以上燃焼されていない場合は、風呂側熱交換器３１や排気通路３０２が十分に加熱されていないとして、ファンモータＭ２，Ｍ３をオフにした後、上記ＳＴ１３以降の制御動作を実行する。

また、戻り湯温判定部１８９には、風呂側熱交換器３１が所定の温度以上に温まり得る基準の戻り湯温（以下、「基準戻り湯温」という）ｔｓが設定されており（例えば、３０℃）、水温センサＴ３ｂの検知温度が、基準戻り湯温ｔｓより低い場合は、風呂側熱交換器３１が十分に温まっていないとして、ファンモータＭ２，Ｍ３をオフにした後、上記ＳＴ１２以降の制御動作を実行する（ＳＴ２８〜ＳＴ２９）。尚、上記「基準戻り湯温」が、既述請求項４の発明特定事項としての「所定温度」に対応する。
積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔが基準積算時間Ｓ１以上且つ風呂燃焼タイマ１８３のカウントＣｂが基準加熱時間Ｓ３以上であって、なおかつ、水温センサＴ３ｂの検知温度が基準戻り湯温ｔｓ以上である場合は、後述するＳＴ３０で風呂ユニット３側の給気通路３０１および排気通路３０２の閉塞検知動作を実行する（ＳＴ１１，ＳＴ２８，ＳＴ２９）。

閉塞判定部１８５は、以下の閉塞判定を実行するプログラムを備えている。
閉塞判定は、まず、目標回転数設定部１７１によって設定されるファンモータＭ３の目標回転数を、給気通路３０１および排気通路３０２の閉塞度合を検知するときの基準となる目標回転数（例えば、風呂側バーナ３２の最大燃焼時におけるファンモータＭ３の目標回転数の１．２倍。以下、「閉塞検知回転数」という）に設定させて、回転数センサＲ３が検出する回転数が上記閉塞検知回転数になるようにフィードバック制御を行いながらファンモータＭ３を作動させる。次に、このときの電流センサＥ３の検知電流、即ち、ファンモータＭ３に流れるファン電流ｉと、正常状態における標準のファン電流（以下、「基準ファン電流」という）ｉｓとを比較し、電流センサＥ３で検出したファン電流ｉが基準ファン電流ｉｓより低い場合を、給気通路３０１または排気通路３０２が閉塞状態であると判断する（ＳＴ３０）。そして、上記検出したファン電流ｉから、給気通路３０１または排気通路３０２が閉塞状態であると判断した場合は、後述するＳＴ３１の補正処理を実行させる。

これにより、風呂側熱交換器３１や排気通路３０２の温度を安定させることによって、風呂側熱交換器３１および排気通路３０２の通気抵抗を一定にし、なおかつ、ファンモータＭ３の温度が安定した状態で、ファンモータＭ３を設定された閉塞検知回転数で作動させたときのファン電流ｉを計測するから、安定した条件下で閉塞判定を実行することができる。
補正処理は、補正係数算出部１７２によって、上記ファン電流ｉに基づいてファンモータＭ３の目標回転数Ｎａを補正するための補正係数Ｈを算出し、その補正係数Ｈが基準となる補正係数Ｈｓ（以下、「基準補正係数」という）以上である場合は、目標回転数Ｎａの補正が実行される。尚、補正後の目標回転数Ｎｂは、風呂側バーナ３２の目標燃焼量に応じて設定される目標回転数Ｎａに上記補正係数Ｈを乗じて算出される（ＳＴ３１）。

そして、積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔをクリアするとともに、ファンモータＭ２，Ｍ３を停止させる（ＳＴ３２〜ＳＴ３３）。
以上により、バーナが比較的短い時間間隔で燃焼・停止を繰り返して使用された場合も、その短い燃焼時間を積算し、排気通路内やファンモータの温度が安定した時点で閉塞検知動作が実行されるから、的確に給気通路または排気通路の閉塞度合を検知することができる。
また、排気通路内やファンモータの温度が安定した条件下において閉塞判定を実行することができるから、給気通路および排気通路の閉塞度合の検知精度が良い。

［第２実施形態］
次に、上記した本発明を実施するための第２実施形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
本発明の第２実施形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置は、上記第１実施形態と同様、図１に示す概略構成をしており、給湯ユニット２と風呂ユニット３とが一体的に構成されたものである。
給湯ユニット２は、上記第１実施形態と同様に、給湯管路Ｌ２と、給湯側熱交換器２１と、給湯側バーナ２２と、給湯側ファン２３とを備えており、給湯ユニット２には、燃焼室２００と、給気通路２０１と、排気通路２０２とが形成されている。給湯側熱交換器２１は、給湯管路Ｌ２に連結されており、該給湯管路Ｌ２に水量センサＷと、水温センサＴ２とが設けられている。給湯側バーナ２２は、開閉弁Ｃ２を介してガス管路Ｇに接続されており、ガス管路Ｇからガスが供給される。給湯側バーナ２２の近傍には、炎検知センサＦ２と、点火プラグＳ２とが設けられている。給湯側ファン２３は、回転数センサＲ２と、電流センサＥ２とを備えている。

風呂ユニット３は、上記第１実施形態と同様に、風呂管路Ｌ３と、風呂側熱交換器３１と、風呂側バーナ３２と、風呂側ファン３３とを備えており、風呂ユニット３には、燃焼室３００と、給気通路３０１と、排気通路３０２とが形成されている。排気通路３０２は、上記合流路１０４を介して排気口１０１に連通している。風呂側熱交換器３１は、温水循環管路Ｌ３に連結されている。温水循環管路Ｌ３には、循環ポンプＰと、水温センサＴ３ａと、水温センサＴ３ｂとが設けられている。水温センサＴ３ｂは、風呂側熱交換器３１の戻り管接続部３１１近傍に配設されている。風呂側バーナ３２は、開閉弁Ｃ３を介してガス管路Ｇに接続されており、ガス管路Ｇからガスが供給される。風呂側バーナ３２の近傍には、炎検知センサＦ３と、点火プラグＳ３とが設けられている。風呂側ファン３３は、回転数センサＲ３と、電流センサＥ３とを備えている。

制御部１４は、給湯ユニット２および風呂ユニット３の制御動作を実行するマイクロコンピュータやメモリ等で構成されており、上記第１実施形態と同様、上記水量センサＷと、循環ポンプＰと、水温センサＴ２，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂと、開閉弁Ｃ２，Ｃ３と、炎検知センサＦ２，Ｆ３と、イグナイタ１５と、ファンモータＭ２，Ｍ３と、回転数センサＲ２，Ｒ３と、電流センサＥ２，Ｅ３とが電気的に接続されている。
図５は、上記制御部１４の構成を示すブロック図であり、バーナ制御部１６と、ファンモータ制御部１７と、閉塞検知制御部１８とが設けられている。ファンモータ制御部１７は、目標回転数設定部１７１と、補正係数算出部１７２と、回転数制御部１７３とを備えており、給湯側バーナ２２または風呂側バーナ３２のいずれか一方が点火された時点で、ファンモータＭ２，Ｍ３の双方を作動させるように設定されている。閉塞検知制御部１８は、ファンＯＮタイマ１８１と、ファンＯＦＦタイマ１８２と、風呂燃焼タイマ１８３と、積算メモリ１８４と、閉塞判定部１８５と、積算時間判定部１８６と、燃焼時間判定部１８８と、戻り湯温判定部１８９とを備えている。また、ファンＯＦＦタイマ１８２にて計測された時間が後述する所定のリセット時間に到達した時点で積算メモリ１８４の記憶時間をリセットするリセット判定部１９０を備えている。尚、上記リセット判定部１９０が、既述請求項２の発明特定事項としてのリセット手段に対応する。

［上記第２実施形態に係る燃焼装置の動作の実際］
制御部１４の作動フローチャートは、上記第１実施形態の制御部の作動フローチャートの一部として示した図４に代えて、図６のフローチャートを採用したものであり、以下、上記第２実施形態に係る燃焼装置１の動作を、風呂ユニット３がオンした場合を例に、図３および図６のフローチャートに従って説明する。

風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナ３２のＯＮ信号が出力されると、上記第１実施形態と同様に、ＳＴ２からＳＴ５の制御動作を実行し、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオフにされて風呂側バーナＯＦＦ信号が出力されると、上記ＳＴ７からＳＴ１０の制御動作を実行する。このとき、積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔが基準積算時間Ｓ１以上でない場合は、上記ＳＴ１２からＳＴ１４の制御動作を実行する（ＳＴ１〜ＳＴ１４）。

リセット判定部１９０には、ファンモータＭ３が停止してから一定の温度になるまで下降するのに要する停止時間（以下、「基準停止時間」という）Ｓ２が設定されており（例えば、「３分」）、上記ファンＯＦＦタイマ１８２のカウンタ（図示しない）に記録されるカウントＣｍが基準停止時間Ｓ２以上であれば、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させるとともに、積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔを初期値（０分）に戻す（ＳＴ１５−Ｂ，ＳＴ１８）。尚、上記「基準停止時間」が、既述請求項２の発明特定事項としての「所定のリセット時間」に対応する。

上記ＳＴ１５−Ｂにて、ファンＯＦＦタイマ１８２のカウンタ（図示しない）に記録されるカウントＣｍが基準停止時間Ｓ２以上でなければ、バーナ制御部１６によって、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナＯＮ信号が出力されるか、または、給湯スイッチ（図示しない）がオンされて給湯側バーナＯＮ信号が出力されるかが監視される（ＳＴ１５−Ｂ，ＳＴ１６〜ＳＴ１７）。

上記ＳＴ１６にて、風呂追焚スイッチ（図示しない）がオンされて風呂側バーナＯＮ信号が出力された場合は、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させた後、上記ＳＴ２以降の制御動作が実行される（ＳＴ１６、ＳＴ１９−Ｂ）。上記ＳＴ１７にて、給湯スイッチ（図示しない）がオンされて給湯側バーナＯＮ信号が出力された場合は、ファンＯＦＦタイマ１８２を停止させた後、ＳＴ２２以降の制御動作を実行する（ＳＴ１７、ＳＴ２０−Ｂ）。
これにより、風呂側バーナ３２が消火してファン３３が停止されている時間が長くなって風呂側熱交換器３１や排気通路３０２、ファンモータＭ３等の温度が低下した場合は積算をやり直す。

一方、上記ＳＴ１にて、風呂側バーナＯＮ信号は出力されていないが、給湯スイッチ（図示しない）がオンされた状態で、水量センサＷからの通水信号が出力された場合は、上記第１実施形態と同様に、ＳＴ２１からＳＴ２４の制御動作を実行し、給湯スイッチ（図示しない）がオフにされて給湯側バーナＯＦＦ信号が出力されると、ＳＴ２６の制御動作を実行した後、ＳＴ１０以降の制御動作が実行される（ＳＴ２１〜ＳＴ２６）。
尚、上記ＳＴ９にて、風呂側バーナ３２の消火時に給湯側バーナ２２が燃焼している場合は、上記第１実施形態と同様、ＳＴ２７の制御動作を実行するとともに、上記ＳＴ２５およびＳＴ２６の制御動作を実行させ、さらに、上記ＳＴ１０以降の制御動作が実行される（ＳＴ２７，ＳＴ２５〜ＳＴ２６）。

上記ＳＴ１１にて、上記積算メモリ１８４に記憶された時間Ｔが基準積算時間Ｓ１以上である場合は、上記第１実施形態と同様、ＳＴ２８およびＳＴ２９の制御動作を実行する。
ＳＴ２８にて、風呂燃焼タイマ１８３のカウンタ（図示しない）に記録されたカウントＣｂが基準加熱時間Ｓ３より小さい場合、もしくは、ＳＴ２９にて、水温センサＴ３ｂの検知温度が基準戻り湯温ｔｓより低い場合は、上記第１実施形態と同様、ＳＴ１２以降の制御動作を実行する。
ＳＴ２９にて、水温センサＴ３ｂの検知温度が基準戻り湯温ｔｓ以上である場合は、上記第１実施形態と同様に、ＳＴ３０以降の制御動作を実行する（ＳＴ１１，ＳＴ２８〜ＳＴ３３）。
これにより、風呂側熱交換器３１や排気通路３０２の温度を安定させることによって、風呂側熱交換器３１および排気通路３０２の通気抵抗を一定にし、なおかつ、ファンモータＭ３の温度が安定した状態で、ファンモータＭ３を設定された閉塞検知回転数で作動させたときのファン電流ｉを計測するから、安定した条件下で閉塞判定を実行することができる。

以上により、バーナが比較的短い時間間隔で燃焼・停止を繰り返して使用された場合も、その短い燃焼時間を積算し、排気通路内やファンモータの温度が安定した時点で閉塞検知動作が実行されるから、的確に給気通路または排気通路の閉塞度合を検知することができる。
また、排気通路内やファンモータの温度が安定した条件下において閉塞判定を実行することができるから、給気通路および排気通路の閉塞度合の検知精度が良い。

［その他］
尚、上記第１実施形態および第２実施形態において、閉塞判定にて給気通路３０１または排気通路３０２が閉塞状態であると判断した場合は、ファンモータ制御部１７によってファンモータＭ３の回転数を補正する補正処理が実行されるものであるが、異常を報知するとともに風呂ユニット３の作動を停止させる異常判定手段を備えたものであっても良い。
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、風呂ユニット３における閉塞検知動作を例示したが、給湯ユニット２においても上述の閉塞検知動作と同様の制御を実行させても良いし、単一の熱交換ユニットで構成される給湯器または風呂釜燃焼器において上述の閉塞検知動作と同様の制御を実行させるものであっても良い。また、上記閉塞検知動作の制御手段は、ガスファンヒータに適用することもできる。
さらに、風呂ユニット３は、浴槽Ａ内の湯を加熱循環させたものであるが、浴槽Ａに代えて、温水ファンヒータや温水床暖房等の放熱部に供給する湯を加熱循環させるものであっても良い。

本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の概略構成図本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の制御部１４のブロック図本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の制御部１４の作動フローチャート本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の制御部１４の作動フローチャート本発明の第２実施形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の制御部１４のブロック図本発明の第２実施形態に係る燃焼装置として例示する複合給湯装置１の制御部１４の作動フローチャート従来例の燃焼装置として例示する給湯器９の概略構成図従来例の燃焼装置として例示する給湯器９の作動フローチャート

符号の説明

１７３・・・ファン制御手段
１８・・・閉塞検知手段
１８１・・・運転タイマ
１８２・・・停止タイマ
１８４・・・タイマ記憶手段
１８６・・・積算時間判定手段

Claims

バーナを収容する燃焼室と、前記燃焼室に連通する給気通路および排気通路と、前記給気通路を介して前記バーナの燃焼用空気を前記燃焼室へ供給するファンと、前記ファンの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記目標回転数設定手段によって設定された目標回転数で前記ファンを回転させるファン制御手段と、前記目標回転数を所定の閉塞検知回転数に設定して前記ファン制御手段により前記ファンを作動させ、回転数検出手段が閉塞検知回転数を検出したときに前記電流検出手段が検出する電流値に基づいて前記給気通路および排気通路の閉塞度合を検出する閉塞検知動作を実行する閉塞検知手段とを備えた燃焼装置において、
前記閉塞検知手段は、前記バーナが燃焼して前記ファンが作動している時間を計測する運転タイマの計測時間を、前記ファンの作動毎に積算して記憶するタイマ記憶手段と、
前記タイマ記憶手段に記憶された積算時間が所定時間に到達した場合は、直前に燃焼していたバーナの給気通路および排気通路の閉塞度合を検出する前記閉塞検知動作を実行させる積算時間判定手段とを備えた、燃焼装置。
請求項１に記載の燃焼装置において、
前記バーナが消火して前記ファンが停止している時間を計測する停止タイマの計測時間が所定のリセット時間を経過した時点で、前記タイマ記憶手段に記憶された積算時間を初期値に戻すリセット手段を備えた、燃焼装置。
請求項１に記載の燃焼装置において、
前記タイマ記憶手段は、前記バーナが消火して前記ファンが停止している時間を計測する停止タイマの計測時間を、記憶された積算時間から減算して記憶する減算手段を有する、燃焼装置。
請求項１から３のいずれかに記載の燃焼装置において、
前記バーナによって加熱される熱交換器と、
前記熱交換器と前記熱交換器で加熱された温水の供給先たる温水被供給部との間に接続される温水循環管路と、
前記温水循環管路における前記熱交換器の上流側通路に設けられ、前記熱交換器への戻り湯温を検知する水温センサと、
前記水温センサによる検知温度が所定温度未満である場合に前記閉塞検知動作を禁止する戻り湯温判定手段とを備えた、燃焼装置。