JP4129249B2

JP4129249B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP4129249B2
Application number: JP2004183210A
Authority: JP
Inventors: 政一清水; 英男岡本; 弘逸太田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP2006010093A

Description

本発明は、給気路及び排気路が内部に並設された給排気管を介して、燃焼室への給気と燃焼室からの排気をファンにより強制的に行う燃焼装置に関し、特に該給排気管の長さの影響を考慮して該ファンの回転数を設定する燃焼装置に関する。

例えば、給湯器において、水が流通する熱交換器を加熱するバーナを収容した燃焼室の排気出口に排気管を接続し、バーナの燃焼量に応じた目標回転数でファンを回転させて燃焼室への給気と燃焼室からの排気を行う場合、排気管が長いほど排気抵抗が大きくなって、ファンによりバーナに供給される燃焼用空気が不足気味となる。そして、このように燃焼用空気の供給が不足すると、排気ガス中に含まれる一酸化炭素ガスの割合が大きくなる。

一方、排気管が短いほど排気抵抗が小さくなって、ファンによりバーナに供給される燃焼用空気が過剰気味となる。そして、このように燃焼用空気の供給が過剰になると、燃焼室に供給される多量の燃焼用空気によって熱交換器が冷却され、熱交換器における熱効率が低下する。

そこで、排気管の長さに応じて、バーナに供給される燃焼用空気の過不足が生じない適切な目標回転数を設定するために、排気管内にＣＯセンサを設けて排気ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を検出し、該一酸化炭素ガスの濃度から排気管の長さを想定して、ファンの回転数の可変制御範囲を自動設定するようにした燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平５−５２５３５号公報

上述したように排気管内にＣＯセンサを設ける場合、ＣＯセンサは高温であって水分や硫化物質を含む排気ガスに晒される。そのため、故障を防止するために、耐熱性と耐腐食性に優れた高品質のＣＯセンサを用いる必要があるが、その結果として、ＣＯセンサが高価なものとなって燃焼機器のコストアップを招くという不都合がある。

そこで、本発明は、かかる不都合を解消して、給排気管の長さに応じてファンの目標回転数を適切に設定することができる燃焼装置を、コストを抑えて提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、バーナを収容した燃焼室と、一端が該燃焼室に連通した給気路及び排気路が内部に隣接して並設された給排気管と、前記バーナに該給気路を介して燃焼用空気を供給すると共に前記バーナの排気ガスを該排気路を介して排出するファンと、前記バーナの燃焼量に応じて該ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記ファンの回転数を該目標回転数に追従させるファン回転数制御手段とを備えた燃焼装置の改良に関する。

そして、本発明の第１の態様は、前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度を検出する吸入空気温度センサとを備え、前記目標回転数設定手段は、該吸入空気温度センサの検出温度と、前記バーナを前記所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度との温度差に基づいて、該温度差が大きいほど前記目標回転数を高く設定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記給気路と前記排気路とが隣接して前記給排気管の内部に並設されている。そのため、前記バーナの燃焼中は、前記排気路内を流通して排出される高温の排気ガスからの放熱により、前記給気路内を流通して前記燃焼室に供給される燃焼用空気が加熱される。そして、前記給排気管が長くなるほど、前記給気路に吸入された燃焼用空気が前記燃焼室に到達するまでに要する時間が長くなるため、前記排気路中を流通する排気ガスの放熱により加熱される時間が長くなって、前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度が高くなる。

そのため、前記バーナを所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度は、前記給排気管の長さに応じて変化し、前記給排気管が長いほど前記供給空気温度センサの検出温度が高くなる。したがって、前記目標回転数設定手段は、前記バーナを所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度に基づいて、該検出温度が高いほど前記目標回転数を高く設定することにより、前記目標回転数を前記給排気管の長さによって変化する給排気の抵抗に応じた適切なものとすることができる。

そして、前記供給空気温度センサは、燃焼用空気の温度を検出するものであるため、上記背景技術で示した排気ガス温度を検出する温度センサのように、高い耐久性を備えた高価なものを用いる必要がない。そのため、前記供給空気温度センサは、一般的な耐久性を備えた安価なものを採用することができ、前記供給空気温度センサを備えることによる燃焼装置のコストアップを抑制することができる。

さらに、本発明によれば、前記吸入空気温度センサの検出温度と、前記バーナを前記所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度との温度差をとることで、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度変化の影響を排除して、前記給気路を通過する間における燃焼用空気の温度の上昇幅を把握することができる。そして、前記給排気管が長くなるほど前記給気路中を流通する燃焼用空気が、前記給気路と隣接する前記気路中を流通する排気ガスからの放熱により加熱される時間が長くなるため、該温度差が大きくなる。そのため、前記目標温度設定手段は、前記温度差が大きいほど前記目標回転数を高く設定することにより、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度変化の影響を排除して、前記給排気管の長さによって変化する給排気の抵抗に応じた適切な目標回転数を設定することができる。

また、本発明の第２の態様は、前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記バーナの燃焼量を変更する燃焼量変更手段とを備え、前記目標回転数設定手段は、前記供給空気温度センサの検出温度が所定温度となるまで、前記燃焼量変更手段により前記バーナの燃焼量を変更し、前記供給空気温度センサの検出温度が該所定温度となったときの前記バーナの燃焼量に基づいて、該燃焼量が大きいほど前記目標回転数を低く設定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記供給空気温度センサの検出温度を前記所定温度まで上昇させるために必要な前記バーナの燃焼量は、前記給排気管が長くなるほど小さくなる。これは、前記給排気管が長くなるほど、燃焼用空気が前記給気路を流通する際に前記排気路を流通する排気ガスの放熱によって加熱される時間が長くなるため、より少ない燃焼量で必要な加熱量が得られるからである。このように、前記供給空気温度センサの検出温度が前記所定温度となるときの前記バーナの燃焼量は、前記給排気管の長さに応じて変化するため、前記目標回転数設定手段は、該燃焼量が大ききほど前記目標回転数を低く設定することで、前記給排気管の長さによって変化する給排気の抵抗に応じて過不足なく前記バーナに燃焼用空気を供給することができる。

また、本発明の第３の態様は、前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度を検出する吸入空気温度センサとを備え、前記目標回転数設定手段は、前記供給温度センサの検出温度と前記吸入空気温度との温度差が所定温度となるまで、前記燃焼量変更手段により前記バーナの燃焼量を変更し、該温度差が該所定温度となったときの前記バーナの燃焼量に基づいて、該燃焼量が大きいほど前記目標回転数を低く設定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記吸入空気温度センサの検出温度と、前記バーナを前記所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度との温度差をとることで、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度変化の影響を排除して、前記給気路を通過する間における燃焼用空気の温度の上昇幅を把握することができる。そして、前記温度差が前記所定温度差となるために必要な前記バーナの燃焼量は、前記給排気管が長くなるほど小さくなる。これは、前記給排気管が長くなるほど、燃焼用空気が前記給気路を流通する際に前記排気路を流通する排気ガスによって加熱される時間が長くなるため、より少ない燃焼量で必要な加熱量が得られるからである。

このように、前記吸入空気温度センサの検出温度と、前記バーナを前記所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度との温度差が、前記所定温度差となるときの前記バーナの燃焼量は、前記給排気管の長さに応じて変化するため、前記目標回転数設定手段は、該燃焼量が大きいほど前記目標回転数を低く設定することにより、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度変化の影響を排除して、前記給排気管の長さによって変化する給排気の抵抗に応じた適切な目標回転数を設定することができる。

また、前記第１の態様及び前記第３の態様において、前記供給空気温度センサ及び前記吸入空気温度センサとして、前記燃焼室と前記給気路との連通箇所の付近に設けられた１個の温度センサを備え、前記目標回転数設定手段は、前記バーナの燃焼停止が所定時間以上継続した状態における前記温度センサの検出温度を前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度として、前記温度差を求めることを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記バーナの燃焼停止が前記所定時間以上継続すると、前記給排気管の内部が次第に冷めて前記燃焼室と前記給気路との連通箇所の温度が、前記給気路の吸気口付近の温度とほぼ等しくなる。そこで、前記目標回転数設定手段は、前記バーナの燃焼停止が前記所定時間以上継続した状態における前記温度センサの検出温度を前記給気路から吸入される燃焼用空気の温度として把握することができる。そして、これにより、前記吸入空気温度検出手段を前記供給空気温度検出手段とは別個に専用に設ける必要がなくなるため、その分燃焼装置のコストを削減することができる。

本発明の実施形態の一例を、図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の燃焼装置であるガス給湯器の構成図、図２は図１に示したガス給湯器の制御ブロック図、図３及び図４はガス給湯器の作動を示すフローチャートである。

図１を参照して、本実施形態のガス給湯器は、屋内に設置される本体ハウジング１、本体ハウジング１内に収容された燃焼室２、燃焼室２内の下部に収容されたガスバーナ３（本発明のバーナに相当する）、ガスバーナ３に燃料ガスを供給するガス供給管４、台所や浴室等に湯水を供給する通水管５、ガスバーナ３の燃焼用空気（外気）を屋外から燃焼室２に吸入すると共に、ガスバーナ３の燃焼運転に伴って発生する排気ガスを屋外に送出する給排気管６、ガス給湯器の全体的な作動を制御する制御ユニット７、及び制御ユニット７と接続されて給湯器を遠隔操作するリモコン８を備えている。

給排気管６は、排気路９を内部に形成する内管１０と、該内管１０に略同心に外挿されて該内管１０との間の空間に燃焼用空気の給気路１１を形成する外管１２とにより二重管構造に形成され、屋内の本体ハウジング１の上部箇所から屋外にかけて延設されている。

ここで、給排気管６の外管１２の屋内側の端部は、本体ハウジング１の上部に形成された開口１３に連接され、これにより、外管１２の内部の給気路１１は、上記開口１３を介して本体ハウジング１の内部に連通している。そして、本体ハウジング１は略密閉構造に形成されており、その内部は燃焼室２の下部に形成された給気口１４の箇所に設けられたファン１５（バーナ３に給気路１１を介して燃焼用空気を供給すると共にバーナ３の排気ガスを排気路９を介して排出するファン）を介して燃焼室２の内部に連通している。したがって、給気路１１は、本体ハウジング１の内部とファン１５を介して燃焼室２の内部と連通している。

また、給排気管６の内管１０の屋内側の端部は、外管１２内から本体ハウジング１内に導入され、燃焼室２の上部に形成された排気口１６に連接されている。そのため、内管１０の内部の排気路９は、排気口１６を介して燃焼室２の内部に連通している。なお、給排気管６の内管１０及び外管１２の屋外側の端部は、大気中に開口している。

また、燃焼室２の給気口１４の付近には、給気路１１から本体ハウジング１の内部を介して燃焼室２内に供給される燃焼用空気の温度（供給空気温度）を検出する供給空気温度センサ１７が設けられている。

ガス供給管４はバーナ３と連接され、その上流側から順に主電磁弁１８、ガス比例電磁弁１９及び副電磁弁２０が介装されている。主電磁弁１８と副電磁弁２０は、ガス供給管４を開閉してバーナ３への燃料ガスの供給／遮断を切換える。また、ガス比例電磁弁１９は、ガス供給管４の開度を変更してバーナ３への燃料ガスの供給量を制御する。

通水管５は、入水管２１と、入水管２１から分岐した熱交換器管２２及びバイパス管２３と、熱交換器管２２及びバイパス管２３が合流した出湯管２４とからなり、出湯管２４の下流の端部は、台所、浴室、洗面所等に設置された給湯栓（図示しない）に接続されている。そして、入水管２１から熱交換器２５に流入した水は、熱交換器２５を流通する際にバーナ３で加熱され、該加熱された水とバイパス管２３側を流れる水とが合流して出湯管２４に供給される。

入水管２１には、入水管２１を流通する水の温度（入水温）を検出する入水温センサ２６と、入水管２１を流通する水の流量を検出する流量センサ２７と、入水管２１を流通する水の流量を調節する水量制御弁２８とが設けられている。また、出湯管２４には、出湯管２４を流通する水の温度（出湯温）を検出する出湯温センサ２９が設けられている。

また、燃焼室２には、バーナ３の燃焼炎を検知するフレームロッド３０と、火花放電を発生してバーナ３に点火する点火電極３１とが備えられている。そして、点火電極３１に高電圧を印加するイグナイタ３２が、本体ハウジング１内に設けられている。

リモコン８は、通信ケーブル３３を介して制御ユニット７と接続され、目標出湯温度を設定するための温度設定スイッチ３４や、ガス給湯器の運転状況等を表示する表示器３５が備えられている。

制御ユニット７は、マイクロコンピュータ等により構成された電子回路ユニットであり、図２に示したように、リモコン８から目標出湯温度の設定データ等が通信ケーブル３３を介して送信されると共に、入水温センサ２６、出湯温センサ２９、流量センサ２７、供給空気温度センサ１７、及びフレームロッド３０の検出信号が入力される。

また、制御ユニット７は、ガスバーナ３の燃焼運転を制御する燃焼制御手段３６（本発明の目標回転数設定手段とファン回転数制御手段の機能を含む）と、通水管５を流通する水の流量を制御する水量制御手段３７と、各種データを保持するメモリ３８とを備えている。そして、制御ユニット７から出力される制御信号によって、主電磁弁１８、副電磁弁２０、ガス比例電磁弁１９、ファン１５、イグナイタ３２、及び水量制御弁２８の作動が制御される。

次に、燃焼制御手段３６によるバーナ３の燃焼運転の実行手順について説明する。使用者が出湯管２４の先端に接続された給湯栓を開けると、通水管５への水の供給が開始され、流量センサ２７により通水管５内の水の流通が検出される。そして、流量センサ２７からの検出信号を入力したときに、燃焼制御手段３６は、バーナ３の点火処理を行ってバーナ３の燃焼運転を開始する。

ここで、燃焼制御手段３６は、燃焼運転におけるバーナ３の目標燃焼量を、出湯温センサ２９の検出温度が目標出湯温度と一致するように決定する。そして、メモリ３８には、目標燃焼量に対応したファン１５の目標回転数とガス比例電磁弁１９の開度の設定データが予め記憶されており、燃焼制御手段３６は、該設定データによりファン１５の目標回転数を取得する。

ところで、給排気管６の長さは、ガス給湯器が設置される状況に応じて決定されるが、給排気管６が長くなるほど、ファン１５によりバーナ３に燃焼用空気を供給する際の給気路１１における抵抗が大きくなる。そのため、目標燃焼量に対するファン１５の目標回転数を一定に設定したときには、給排気管６の長さによってはバーナ３に実際に供給される燃焼用空気の過不足が生じる場合がある。

そこで、メモリ３８には、給排気管６が長い場合（例えば１．５ｍ以上）に対応して目標回転数の可変制御範囲を高めにシフトして設定された長仕様データ３９と、給排気管６が短い場合（例えば１．５ｍ未満）に対応して目標回転数の可変制御範囲を低めにシフトして設定された短仕様データ４０とが、予め記憶されている。そして、燃焼制御手段３６は、給排気管６の長さに応じて長仕様データ３９と短使用データ４０のいずれを用いるかを選択する処理を行う。

なお、燃焼制御手段３６がバーナ３の目標燃焼量に応じた目標回転数の可変制御範囲を設定する構成が、本発明の目標回転数設定手段に相当する。また、燃焼制御手段３６がファン１５の回転数を目標回転数に追従させる構成が、本発明のファン回転数制御手段に相当する。

先ず、給排気管６の長さに応じて長仕様データ３９と短使用データ４０のいずれを用いるかを選択するための第１の実施の形態について説明する。

図３（ａ）は、バーナ３を最大燃焼量付近に設定した所定燃焼量で所定時間（排気路９を流通する排気ガスによる放熱が安定化する時間）燃焼させたときの、燃焼室２に供給される燃焼用空気の温度Ｔ_outと、給排気管６の長さＬとの関係を示したグラフであり、縦軸がＴ_outに設定され、横軸がＬに設定されている。

図中ａがＴ_outとＬとの関係を示したラインであり、ｂは給気路１１に吸入される燃焼用空気の温度（外気温）を示したラインである。外気温がほぼ一定であるとき、給排気管６の長さＬが長くなるに従って、供給空気温度Ｔ_outが高くなっていることがわかる。これは、図１を参照して、給排気管６が長くなるほど、給気路１１を経由して燃焼室２に供給される燃焼用空気ｘが、給気路１１の内側に配設された排気路９を経由して屋外に排出される排気ガスｙからの放熱によって加熱される時間が長くなるためである。

そこで、燃焼制御手段３６は、図４に示したフローチャートに従って、給排気管６の長さに応じて、ファン１５の目標回転数の設定に使用するデータとして、短仕様データ３９と長仕様データ４０のうちのいずれかを選択する処理を行う。燃焼制御手段３６は、流量センサ２７の検出信号から入水管２１への通水を検知したときに、図４のＳＴＥＰ１０で、既に短仕様データ３９と長仕様データ４０とのうちのいずれを使用するかの選択がなされているか否かを確認する。

そして、データが選択されていたときはＳＴＥＰ２５に分岐し、燃焼制御手段３６は、選択されているデータを用いてファン１５の目標回転数を設定し、ＳＴＥＰ２６に進んで処理を終了する。

一方、データが選択されていなかったときには、燃焼制御手段３６は、図４のＳＴＥＰ１１で短仕様データ３９を使用して設定した目標回転数でファン１５を回転させて燃焼室２のプリパージを行う。続くＳＴＥＰ１２で、燃焼制御手段３６は、バーナ３を所定燃焼量に設定して、ＳＴＥＰ１４で所定時間の経過を待つ。ここで、ＳＴＥＰ１３における所定燃焼量は、排気路９を通過する排気ガスによる燃焼用空気の加熱効果を高めるために、バーナ３の最大燃焼量付近に設定される。また、ＳＴＥＰ１４における所定時間は、排気路９を流通する排気ガスの温度が安定して、図３（ａ）に示した給排気管６の長さＬと供給空気温度Ｔ_outとの関係が得られるようになる時間に設定される。

ＳＴＥＰ１４で所定時間が経過したときにＳＴＥＰ１５に進み、燃焼制御手段３６は、その時点の供給空気温度センサ１７の検出温度Ｔsを燃焼室２に供給される燃焼用空気の温度（供給空気温度）Ｔ_outとして把握する。そして、該供給空気温度Ｔ_outが所定の基準温度Ｔb（例えば６０℃）以上であったとき（給排気管６が長いと推定できるとき）は、ＳＴＥＰ１６に進んで長仕様データ４０を選択し、次のＳＴＥＰ１７で燃焼制御手段３６はデータの選択処理を終了する。

一方、ＳＴＥＰ１５で供給空気温度Ｔ_outが基準温度Ｔbよりも低かったとき（給排気管６が短いと推定できるとき）には、ＳＴＥＰ２０に分岐して短仕様データ３９を選択してＳＴＥＰ１７に進み、燃焼制御手段３６はデータの選択処理を終了する。そして、燃焼制御手段３６は、このようにして短仕様データ３９又は長仕様データ４０を選択した後は、選択したいずれかのデータを使用して、バーナ３の目標燃焼量に応じたファン１５の目標回転数を設定する。

これにより、燃焼制御手段３６は、給排気管６の長さに応じて、バーナ３に対する燃焼用空気の供給量の過不足が生じることを抑制して、適切な目標回転数を設定することができる。

次に、給排気管６の長さに応じて長仕様データ３９と短使用データ４０のいずれを用いるかを選択するための第２の実施の形態について説明する。

図３（ｂ）は給気路１１に吸入される燃焼用空気の温度（吸入空気温度）Ｔ_inが変化したときの、供給空気温度Ｔ_outと給排気管６の長さとの関係を示したグラフであり、縦軸が供給空気温度Ｔ_outに設定され、横軸が吸入空気温度Ｔ_inに設定されている。

そして、図中ｃは給排気管６の長さが５ｍであるときの吸入空気温度Ｔ_inと供給空気温度Ｔ_outの関係を示したラインであり、ｄは給排気管６の長さが０．２ｍであるときの吸入空気温度Ｔ_inと供給空気温度Ｔ_outとの関係を示したラインである。また、ｅは吸入空気温度Ｔ_in＝供給空気温度Ｔ_outのラインである。

図３（ｂ）から明らかなように、吸入空気温度Ｔ_inの上昇にほぼ比例して供給空気温度Ｔ_outが上昇している。そのため、供給空気温度Ｔ_outから吸入空気温度Ｔ_inを減じた温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）を基準とすることによって、吸入空気温度Ｔ_inの変化の影響を排除して、給排気管６の長さを推定することができる。

以下、図５に示したフローチャートに従って、供給空気温度Ｔ_outから吸入空気温度Ｔ_inを減じた温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）を基準として、短仕様データ３９と長仕様データ４０のうちいずれを使用するかを選択する処理について説明する。

上述した第１の実施の形態と同様に、燃焼制御手段３６は、流量センサ２７の検出信号から入水管２１への通水を検知したときに、図５のＳＴＥＰ３０で、既に短仕様データ３９と長仕様データ４０とのうちのいずれを使用するかの選択がなされているか否かを確認する。

そして、データが選択されていたときはＳＴＥＰ４０に分岐し、燃焼制御手段３６は、選択されているデータを用いてファン１５の目標回転数を設定し、ＳＴＥＰ２６に進んで処理を終了する。

一方、データが選択されていなかったときには、燃焼制御手段３６は、図５のＳＴＥＰ３１に進み、短仕様データ３９を使用して設定した目標回転数でファン１５を回転させて燃焼室２のプリパージを行う。また、続くＳＴＥＰ３２で、燃焼制御手段３６は、バーナ３が消火した状態で６０分（本発明の所定時間に相当する）以上経過したか否かを確認する。

そして、バーナ３が消火した状態で６０分以上経過していたときは、排気ガスにより加熱されていた排気路９が冷め、給気路１１中の空気の温度は屋外の外気温と等しくなる。そのため、この場合はＳＴＥＰ３３に進み、燃焼制御手段３６は、その時点の供給温度センサ１７の検出温度Ｔsを吸入空気温度Ｔ_inとしてメモリ３８に記憶する。

一方、ＳＴＥＰ３２でバーナ３が消火した状態で６０分以上経過していなかったときには、ＳＴＥＰ５０に分岐し、燃焼制御手段３６は、既にメモリ３８に記憶されている前回のデータ選択処理における吸入空気温度Ｔ_inのデータを使用するものとし、ＳＴＥＰ３４に進む。

燃焼制御手段３６は、ＳＴＥＰ３４で、短仕様データ３９を使用して設定した目標回転数でバーナ３の点火処理を行う。また、続くＳＴＥＰ３５で、燃焼制御手段３６は、バーナ３を所定燃焼量に設定して、ＳＴＥＰ３６で所定時間の経過を待つ。ＳＴＥＰ３５における所定燃焼量とＳＴＥＰ３６における所定時間の設定は、上述した図４のＳＴＥＰ１３及びＳＴＥＰ１４の場合と同様である。

ＳＴＥＰ３６で所定時間が経過したときにＳＴＥＰ３７に進み、燃焼制御手段３６は、その時点の供給空気温度センサ１７の検出温度Ｔsを燃焼室２に供給される燃焼用空気の温度（供給空気温度Ｔ_out）として把握する。そして、供給空気温度Ｔ_outと吸入空気温度Ｔ_inとの温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）が、所定の基準温度差ΔＴb（例えば５０℃）以上であったとき（給排気管６が長いと推定できるとき）は、ＳＴＥＰ３８に進んで長仕様データ４０を選択し、次のＳＴＥＰ１７で燃焼制御手段３６はデータの選択処理を終了する。

一方、ＳＴＥＰ３７で供給空気温度Ｔ_outと吸入空気温度Ｔ_inとの温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）が基準温度差ΔＴbよりも低かったとき（給排気管６が短いと推定できるとき）は、ＳＴＥＰ６０に分岐して短仕様データ３９を選択してＳＴＥＰ３９に進み、燃焼制御手段３６はデータの選択処理を終了する。

そして、燃焼制御手段３６は、このようにして短仕様データ３９又は長仕様データ４０を選択した後は、選択したいずれかのデータを使用して、バーナ３の目標燃焼量に応じたファン１５の目標回転数を設定する。これにより、燃焼制御手段３６は、吸入空気温度Ｔ_inの変化の影響を排除した上で、給排気管６の長さに応じて、バーナ３に対する燃焼用空気の供給量の過不足が生じることを抑制して、適切な目標回転数を設定することができる。

なお、本実施の形態では、図４，図５に示したように、バーナ３を所定燃焼量で所定時間燃焼させたときの供給空気温度Ｔ_out又は供給空気温度Ｔ_outと吸入空気温度Ｔ_inとの温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）に基づいて、短仕様データ３９と長仕様データ４０のいずれを使用するかを選択したが、供給空気温度Ｔ_out又は供給空気温度Ｔ_outから吸入空気温度を減じた温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）が所定温度となるのに必要なバーナ３の燃焼量を求めて、短仕様データ３９と長仕様データ４０のいずれを使用するかを選択してもよい。

この場合、供給空気温度Ｔ_out又は供給空気温度Ｔ_outから吸入空気温度を減じた温度差（Ｔ_out−Ｔ_in）が所定温度となるのに必要なバーナ３の燃焼量は、給排気管６が長くなるほど小さくなるので、該燃焼量に基づいて吸排気管６の長さを推定して、短仕様データ３９と長仕様データ４０のいずれを使用するかを選択することができる。

また、本実施の形態では、吸排気管６が冷えた状態における供給空気温度センサ１７の検出温度Ｔsを吸入空気温度Ｔ_inとしたが、図１に点線で示したように供給空気温度センサ１７とは別個に、給気路１１の大気開放口付近に吸入空気温度Ｔ_inを検出するための温度センサ５０を設けてもよい。

また、短仕様データ３９及び長仕様データ４０としては、目標燃焼量と目標回転数との関係をマップ化したデータマップや、目標燃焼量に応じて予め設定された目標回転数を補正するための補正係数のデータを用いることができる。

また、本実施の形態では、本発明の燃焼装置としてガス給湯器を示したが、ファンを使用して給排気管を介して燃焼用空気の給気と排気ガスの排出を行う燃焼装置であれば、本発明の適用が可能である。

なお、短仕様データ３９と長仕様データのどちらが採用されているかを、リモコン８の表示器３５に表示させてもよい。

また、上記実施の形態では、ファン１５の目標回転数を設定するためのデータを、短仕様データ３９と長仕様データ４０という２段階で選択したが、３段階以上のデータを予めメモリ３８に保持して、３段階以上のデータの中からファン１５の目標回転数を設定するためのデータを選択するようにしてもよい。

本発明の燃焼装置であるガス給湯器の全体構成図。図１に示したガス給湯器の制御ブロック図。給排気管の長さと吸入空気温度との関係を示したグラフ。短仕様データと長仕様データの選択処理のフローチャート。短仕様データと長仕様データの選択処理のフローチャート。

符号の説明

１…本体ハウジング、２…燃焼室、３…バーナ、６…給排気管、７…制御ユニット、９…排気路、１１…給気路、１５…ファン、１７…供給空気温度センサ、３６…燃焼制御手段、３８…メモリ、３９…短仕様データ、４０…長仕様データ

Claims

バーナを収容した燃焼室と、一端が該燃焼室に連通した給気路及び排気路が内部に隣接して並設された給排気管と、前記バーナに該給気路を介して燃焼用空気を供給すると共に前記バーナの排気ガスを該排気路を介して排出するファンと、前記バーナの燃焼量に応じて該ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記ファンの回転数を該目標回転数に追従させるファン回転数制御手段とを備えた燃焼装置において、
前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度を検出する吸入空気温度センサとを備え、
前記目標回転数設定手段は、該吸入空気温度センサの検出温度と、前記バーナを所定燃焼量で所定時間以上燃焼させたときの前記供給空気温度センサの検出温度との温度差に基づいて、該温度差が大きいほど前記目標回転数を高く設定することを特徴とする燃焼装置。
バーナを収容した燃焼室と、一端が該燃焼室に連通した給気路及び排気路が内部に隣接して並設された給排気管と、前記バーナに該給気路を介して燃焼用空気を供給すると共に前記バーナの排気ガスを該排気路を介して排出するファンと、前記バーナの燃焼量に応じて該ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記ファンの回転数を該目標回転数に追従させるファン回転数制御手段とを備えた燃焼装置において、
前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記バーナの燃焼量を変更する燃焼量変更手段とを備え、
前記目標回転数設定手段は、前記供給空気温度センサの検出温度が所定温度となるまで、前記燃焼量変更手段により前記バーナの燃焼量を変更し、前記供給空気温度センサの検出温度が該所定温度となったときの前記バーナの燃焼量に基づいて、該燃焼量が大きいほど前記目標回転数を低く設定することを特徴とする燃焼装置。
バーナを収容した燃焼室と、一端が該燃焼室に連通した給気路及び排気路が内部に隣接して並設された給排気管と、前記バーナに該給気路を介して燃焼用空気を供給すると共に前記バーナの排気ガスを該排気路を介して排出するファンと、前記バーナの燃焼量に応じて該ファンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記ファンの回転数を該目標回転数に追従させるファン回転数制御手段とを備えた燃焼装置において、
前記燃焼室に供給される燃焼用空気の温度を検出する供給空気温度センサと、前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度を検出する吸入空気温度センサとを備え、
前記目標回転数設定手段は、前記供給温度センサの検出温度と前記吸入空気温度との温度差が所定温度となるまで、前記燃焼量変更手段により前記バーナの燃焼量を変更し、該温度差が該所定温度となったときの前記バーナの燃焼量に基づいて、該燃焼量が大きいほど前記目標回転数を低く設定することを特徴とする燃焼装置。
前記供給空気温度センサ及び前記吸入空気温度センサとして、前記燃焼室と前記給気路との連通箇所の付近に設けられた１個の温度センサを備え、
前記目標回転数設定手段は、前記バーナの燃焼停止が所定時間以上継続した状態における前記温度センサの検出温度を前記給気路に吸入される燃焼用空気の温度として、前記温度差を求めることを特徴とする請求項１又は請求項３記載の燃焼装置。