JP5838634B2 - Combustion device - Google Patents
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Description
本発明は、給湯器や風呂釜等に用いられる燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion apparatus used in a water heater, a bath tub, or the like.
従来より、給湯器等の燃焼装置において、バーナの点火前に給排気部の閉塞判定を行うように構成されたものが、例えば下記の特許文献1に開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a combustion apparatus such as a water heater is configured to perform a blockage determination of an air supply / exhaust part before ignition of a burner, for example, disclosed in Patent Document 1 below.
上記特許文献1には、バーナを収容する燃焼室と、該燃焼室に連通する給排気部と、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用ファンと、給排気部の閉塞度合いを検出する閉塞度合検出手段と、バーナの点火開始前に燃焼ファンを所定回転数で回転させると共に燃焼中は必要燃焼量に対応した燃焼用空気量が得られる目標回転数になるように燃焼用ファンを制御するファン制御手段と、点火開始前に検出される閉塞度合いが基準値以上であるときには点火を中止する点火前閉塞監視手段とを備える燃焼装置が開示されている。 In Patent Document 1, a combustion chamber that accommodates a burner, a supply / exhaust portion that communicates with the combustion chamber, a combustion fan that supplies combustion air to the burner, and a blockage that detects the degree of blockage of the supply / exhaust portion. The degree detection means and the combustion fan are rotated at a predetermined rotation speed before the start of ignition of the burner, and the combustion fan is controlled so that the combustion air amount corresponding to the required combustion amount is obtained during combustion at a target rotation speed. A combustion apparatus is disclosed that includes fan control means and pre-ignition occlusion monitoring means that stops ignition when the degree of occlusion detected before the start of ignition is greater than or equal to a reference value.
かかる従来の燃焼装置においては給排気路が閉塞した場合には燃焼不良が生じるため、燃焼状態が不良になる前に運転を速やかに停止するべく、点火開始前における閉塞状態を燃焼用ファンの回転数と電流値とによって検出し、給排気路に支障がないときには点火を行わせ、給排気路に支障があるときは点火を中止するように構成されている。また、点火前の燃焼用ファンのプリパージ運転中に閉塞状態の監視を行わせている(段落番号0064〜0065)。 In such a conventional combustion apparatus, when the supply / exhaust passage is blocked, a combustion failure occurs. Therefore, the combustion fan is rotated before the ignition starts in order to stop the operation quickly before the combustion state becomes defective. It is detected based on the number and the current value, and is ignited when there is no problem in the air supply / exhaust path, and is stopped when there is a problem in the air supply / exhaust path. Further, the closed state is monitored during the pre-purge operation of the combustion fan before ignition (paragraph numbers 0064 to 0065).
プリパージ運転時の燃焼用ファンの回転数は、騒音低減及び低消費電力の観点からできるだけ低い回転数に設定することが実用上要望されているが、図4に示すように、回転数を低くするとファンの駆動電流値は給排気部の閉塞判定を行う値としては小さくなりすぎ、閉塞有無の電流値と全閉塞時の電流値との変化幅が小さくなるため、温度や湿度などの雰囲気条件、装置の個体差、前回の燃焼動作からの経過時間、装置の経年劣化、電源装置から供給される電流の変動などの種々の要因により誤判定となる可能性が高い。例えば、給排気部の閉塞度合いが実使用上問題のない場合であっても、上記の種々の要因によりファンの駆動電流値が所定の基準値を超えないと点火不許可と誤判定したり、また、給排気部が閉塞してしまっているにもかかわらず、ファンの駆動電流値が所定の基準値を超えて検出されると点火可能と誤判定してしまう。 Although it is practically desired to set the rotational speed of the combustion fan during the pre-purge operation as low as possible from the viewpoint of noise reduction and low power consumption, as shown in FIG. The fan drive current value becomes too small as a value for determining the blockage of the air supply / exhaust part, and the range of change between the current value with and without blockage and the current value at the time of full blockage is small, so atmospheric conditions such as temperature and humidity, There is a high possibility of erroneous determination due to various factors such as individual differences between apparatuses, elapsed time from the previous combustion operation, aging deterioration of the apparatus, and fluctuations in current supplied from the power supply apparatus. For example, even if the degree of blockage of the air supply / exhaust portion is not problematic in actual use, it may be erroneously determined that ignition is not permitted unless the drive current value of the fan exceeds a predetermined reference value due to the above various factors, Further, if the fan drive current value is detected exceeding a predetermined reference value even though the air supply / exhaust section is blocked, it is erroneously determined that ignition is possible.
そのため、上記特許文献1においては、点火前閉塞監視を行う場合には、通常のプリパージ回転数(第1所定回転数)よりも大きな回転数(第2所定回転数)でファンを回転駆動させるようにしているが、これにより、点火前閉塞監視が動作する際には常に騒音並びに消費電力が増大してしまうという問題がある。 Therefore, in Patent Document 1, when monitoring the pre-ignition blockage, the fan is driven to rotate at a rotational speed (second predetermined rotational speed) greater than the normal pre-purge rotational speed (first predetermined rotational speed). However, this causes a problem that noise and power consumption always increase when the pre-ignition occlusion monitoring operates.
そこで本発明は、燃焼装置の給排気部の閉塞判定の際に燃焼用ファンの回転数を極力低くする一方で、閉塞の疑いがある場合には点火動作前に確実に閉塞の有無を検知し、誤判定を回避することを目的とする。 Therefore, the present invention reduces the rotational speed of the combustion fan as much as possible when determining the blockage of the supply / exhaust portion of the combustion device, while reliably detecting the presence or absence of blockage before the ignition operation when there is a suspicion of blockage. The purpose is to avoid misjudgment.
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
すなわち、本発明は、バーナを収容する燃焼室と、該燃焼室に連通する給排気部と、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用ファンと、前記給排気部の閉塞の有無の判定を行う閉塞判定手段とを備え、バーナの点火前に前記燃焼用ファンのプリパージ運転が行われる燃焼装置において、 前記閉塞判定手段による閉塞判定の前に前記給排気部が閉塞していないことを予備判定する閉塞予備判定手段をさらに備え、該閉塞予備判定手段は、前記プリパージ運転中に前記予備判定を行うとともに、該予備判定により閉塞していないと判定された場合はバーナの点火動作に移行するように構成され、前記閉塞判定手段は、前記予備判定により閉塞していないと判定されなかった場合にバーナの点火動作に移行せずに前記予備判定時よりも高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で前記給排気部の閉塞判定を行うとともに、該閉塞判定により閉塞していないと判定された場合にバーナの点火動作に移行するように構成されていることを特徴とするものである(請求項1)。 That is, the present invention determines a combustion chamber that houses a burner, a supply / exhaust portion that communicates with the combustion chamber, a combustion fan that supplies combustion air to the burner, and whether the supply / exhaust portion is blocked. A pre-purge operation of the combustion fan before the ignition of the burner, and a preliminary determination that the supply / exhaust portion is not closed before the blockage determination by the blockage determination unit further comprising a closure preliminary decision means, said closure preliminary determination means, said in the pre-purge operation preliminary determination rows Utotomoni, if it is determined not to be closed by the pre determined moves to the ignition operation of the burner The blockage determining means is configured so that when the preliminary determination does not determine that the blockage is not blocked, the blockage determination means does not shift to the ignition operation of the burner and has a higher rotation speed than the preliminary determination. Line blockage determination of the supply and exhaust portion while rotating the combustion fan Utotomoni, that is configured to transition to the ignition operation of the burner when it is determined not to be closed by the closure determination It is a characteristic (claim 1).
かかる本発明の燃焼装置によれば、給排気部の閉塞度合いを判定するために、まず比較的低回転で燃焼用ファンが駆動されているプリパージ運転中に、閉塞予備判定手段によって明らかに閉塞の疑いがない状態であるか否かを判定する。閉塞予備判定手段によって給排気部が閉塞していないことが予備判定されれば、燃焼用ファンを高回転数で回転させることなく閉塞度合いが正常範囲であると判定でき、騒音並びに消費電力の低減が図られる。一方、たとえば、ある程度給排気部の閉塞度合いが進行することによって、閉塞予備判定手段によっては判定が付き難い場合には、より高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で閉塞判定手段によって給排気部の閉塞判定を正確に行うことができ、誤判定が低減される。さらに、閉塞予備判定手段による予備判定をプリパージ運転中に行っているため、プリパージ運転時間内で予備判定を行うことができ、予備判定によって閉塞の疑いが無いと判定されれば即座に点火を開始することができるので、点火動作を早期に行えるようになる。 According to the combustion apparatus of the present invention, in order to determine the degree of blockage of the air supply / exhaust section, first, during the pre-purge operation in which the combustion fan is driven at a relatively low speed, the blockage preliminary determination means clearly blocks the blockage. It is determined whether or not there is no doubt. If it is preliminarily determined that the air supply / exhaust part is not blocked by the blockage preliminary determination means, the blockage degree can be determined to be in the normal range without rotating the combustion fan at a high rotational speed, and noise and power consumption can be reduced. Is planned. On the other hand, for example, if the degree of blockage of the air supply / exhaust section has progressed to some extent, and it is difficult to determine by the blockage preliminary determination unit, the blockage determination unit supplies the combustion fan with the rotation speed being higher. Exhaust blockage determination can be accurately performed, and erroneous determination is reduced. Further, since the preliminary determination by the blockage preliminary determination unit is performed during the pre-purge operation, the preliminary determination can be performed within the pre-purge operation time. Therefore, the ignition operation can be performed early.
また、本発明は、バーナを収容する燃焼室と、該燃焼室に連通する給排気部と、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用ファンと、前記給排気部の閉塞の有無の判定を行う閉塞判定手段とを備える燃焼装置において、前記閉塞判定手段による閉塞判定の前に目標回転数を騒音及び消費電力低減を優先して設定された比較的低回転の第1回転数に設定して前記燃焼用ファンを回転駆動制御しつつ前記給排気部が閉塞していないことを予備判定する閉塞予備判定手段をさらに備え、前記閉塞判定手段は、前記予備判定により閉塞していないと判定されなかった場合にのみ、前記予備判定時よりも高回転数の第2回転数に目標回転数を設定して前記燃焼用ファンを回転駆動制御しつつ前記給排気部の閉塞判定を行うように構成されていることを特徴とするものである(請求項2)。これによれば、給排気部の閉塞度合いを判定するために、まず比較的低回転で燃焼用ファンが駆動されている状態で、閉塞予備判定手段によって明らかに閉塞の疑いがない状態であるか否かを判定する。閉塞予備判定手段によって給排気部が閉塞していないことが予備判定されれば、燃焼用ファンを高回転数で回転させることなく閉塞度合いが正常範囲であると判定でき、騒音並びに消費電力の低減が図られる。一方、たとえば、ある程度給排気部の閉塞度合いが進行することによって、燃焼用ファンが低回転数時に予備判定を行う閉塞予備判定手段によっては判定が付き難い場合には、高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で閉塞判定手段によって給排気部の閉塞判定を正確に行うことができ、誤判定が低減される。なお、閉塞判定手段及び閉塞予備判定手段のいずれか一方の判定動作を、バーナ点火前の燃焼用ファンのプリパージ運転中に行わせても良い。 Further, the present invention provides a combustion chamber that houses a burner, an air supply / exhaust portion that communicates with the combustion chamber, a combustion fan that supplies combustion air to the burner, and whether or not the air supply / exhaust portion is blocked. In a combustion apparatus comprising a blockage determining means for performing, a target rotational speed is set to a relatively low first rotational speed that is set with priority given to noise and power consumption reduction before the blockage determination by the blockage determining means. It further includes a blockage preliminary determination unit that preliminarily determines that the air supply / exhaust unit is not blocked while controlling the rotation of the combustion fan, and the blockage determination unit is not determined to be blocked by the preliminary determination. Only when the preliminary determination is made , the target rotation speed is set to the second rotation speed higher than that at the time of the preliminary determination, and the blockage determination of the supply / exhaust portion is performed while controlling the rotational drive of the combustion fan. Special that It is an (claim 2). According to this, in order to determine the degree of blockage of the air supply / exhaust section, first, whether the combustion fan is driven at a relatively low speed and is clearly in a state of no suspicion of blockage by the blockage preliminary determination means. Determine whether or not. If it is preliminarily determined that the air supply / exhaust part is not blocked by the blockage preliminary determination means, the blockage degree can be determined to be in the normal range without rotating the combustion fan at a high rotational speed, and noise and power consumption can be reduced. Is planned. On the other hand, for example, when the degree of blockage of the air supply / exhaust portion has progressed to some extent, and it is difficult to make a determination by the blockage preliminary determination unit that performs preliminary determination at a low rotation speed, the combustion fan at a high rotation speed The blockage determination means can accurately determine the blockage of the air supply / exhaust portion in a state where the valve is rotated, and erroneous determination is reduced. Note that the determination operation of either the blockage determination unit or the blockage preliminary determination unit may be performed during the pre-purge operation of the combustion fan before burner ignition.
上記本発明において、燃焼用ファンの駆動制御は、所定の目標回転数となるようにファンを駆動する直流電流の振幅をフィードバック制御するものであってもよく、また、本願出願人が既に提案している特開平9−329331号公報に開示されるように所定の目標回転数となるようにファン駆動電力(制御パルス)をPWM制御するものであってもよく、送風流路の流路抵抗乃至実風量をも考慮して目標回転数を随時補正するものであってもよく、さらに、所定電圧で燃焼用ファンを駆動するものであってもよい。また、閉塞予備判定手段による予備判定時には所定の電圧で燃焼用ファンを駆動して給排気部の閉塞度合いによるファン回転数変化を検出してこの回転数変化に基づいて予備判定を行う一方、閉塞判定手段による閉塞判定時には所定の目標回転数となるようにファン駆動電流をフィードバック制御するなど、閉塞予備判定手段による予備判定時と閉塞判定手段による閉塞判定時のファン制御方法が異なるものであってもよい。すなわち、本発明は、閉塞予備判定手段による予備判定時のファン回転数と、閉塞判定手段による閉塞判定時のファン回転数とが大きく変化するように燃焼用ファンの駆動制御を2段階に切替えることを特徴とするものであり、かかる特徴によって、正常時には低騒音かつ低消費電力で迅速に閉塞していないことを判定して即座にバーナの点火を行えるものである。 In the present invention, the drive control of the combustion fan may be feedback control of the amplitude of the direct current that drives the fan so as to achieve a predetermined target rotational speed, and has already been proposed by the applicant of the present application. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-329331, the fan drive power (control pulse) may be PWM-controlled so as to achieve a predetermined target rotational speed. The target rotational speed may be corrected at any time in consideration of the actual air volume, and the combustion fan may be driven with a predetermined voltage. Further, at the time of preliminary determination by the blockage preliminary determination means, the combustion fan is driven at a predetermined voltage to detect a change in the fan rotation speed due to the blockage degree of the air supply / exhaust portion, and a preliminary determination is made based on the change in the rotation speed. The fan control method is different between the preliminary determination by the blockage preliminary determination unit and the blockage determination by the blockage determination unit, such as feedback control of the fan drive current so that the predetermined rotation speed is obtained when the blockage determination by the determination unit is performed. Also good. That is, the present invention switches the combustion fan drive control to two stages so that the fan rotation speed at the time of preliminary determination by the blockage preliminary determination means and the fan rotation speed at the time of blockage determination by the blockage determination means change greatly. According to such a feature, it is possible to determine that it is not closed quickly with low noise and low power consumption under normal conditions, and to immediately ignite the burner.
閉塞予備判定手段による予備判定のための基準値は、予め試験により定めておくが、上記の種々の要因による実運転時の検出値の変動を考慮し、明らかに閉塞していないと判定することができる値としておくことができ、閉塞の疑いが認められる場合、例えば閉塞と判定すべき閾値近傍の場合には閉塞判定手段による閉塞判定に移行させることが好ましい。また、閉塞の有無の判定は、上記特許文献1に記載の技術と同様に、予め試験により閉塞度合いとファン回転数と駆動電流値などとの関係を求めておき、実使用上の燃焼不良や故障などの問題が生じるおそれがある閉塞度合いである場合に閉塞ありと判定することができる。 The reference value for the preliminary determination by the blockage preliminary determination means is determined in advance by a test, but it is determined that the blockage is not clearly blocked in consideration of fluctuations in the detected value during actual operation due to the various factors described above. When a suspicion of blockage is recognized, for example, in the vicinity of a threshold value to be determined as blockage, it is preferable to shift to blockage determination by the blockage determination means. In addition, in the same way as the technique described in Patent Document 1 above, the determination of the presence or absence of blockage is performed by previously obtaining the relationship between the blockage degree, the fan rotation speed, the drive current value, and the like by a test, It is possible to determine that there is a blockage when the blockage degree is likely to cause a problem such as a failure.
上記本発明の燃焼装置において、前記閉塞予備判定手段及び前記閉塞判定手段のいずれかで閉塞していないと判定されたときにバーナの点火を行うように構成することができる。かかる構成によれば、燃焼用ファンが低回転であっても明らかに閉塞の無い正常な状態であると閉塞予備判定手段によって判定されれば、即座にバーナの点火動作に移行できるため、バーナの点火を迅速に行うことが可能である。 In the combustion apparatus of the present invention, it may be configured to perform the ignition of the burner when the it is determined not to be closed by either blockage preliminary determination means and the closure determining means. According to such a configuration, if it is determined by the closing preliminary determination means that the combustion fan is in a normal state with no obvious blockage even when the rotation speed is low, the burner ignition operation can be immediately performed. Ignition can be performed quickly.
さらに、前記閉塞判定手段及び前記閉塞予備判定手段はいずれも前記燃焼用ファンの回転数と駆動電流値とに基づいて前記各判定を行うことが好ましい(請求項4)。これによれば、閉塞判定手段による閉塞判定の基準と、閉塞予備判定手段による予備判定の基準との間の技術的な相関関係が分かりやすく、設計の容易化が図られるとともに、構成部品の削減や装置構成の簡素化が図られ、コスト低減や省スペース化を図ることができる。しかし本発明はこれに限定されず、例えば、燃焼用ファンの駆動電圧と回転数とに基づいて閉塞判定をするように構成してもよく、また、燃焼用ファンの駆動電流と給排気路に設けた風量センサの検出値とに基づいて閉塞判定をするように構成してもよく、さらに、予備判定時の基準と閉塞判定時の基準としてそれぞれ異なるものを用いてもよい。 Furthermore, it is preferable that both of the blockage determination unit and the blockage preliminary determination unit perform the respective determinations based on the rotational speed of the combustion fan and the drive current value. According to this, the technical correlation between the blockage determination criterion by the blockage determination unit and the blockage determination criterion by the blockage preliminary determination unit is easy to understand, which facilitates design and reduces component parts. In addition, the device configuration can be simplified, and cost reduction and space saving can be achieved. However, the present invention is not limited to this. For example, the blockage determination may be made based on the drive voltage and the rotational speed of the combustion fan, and the drive current of the combustion fan and the supply / exhaust path may be determined. The blockage determination may be performed based on the detection value of the provided air flow sensor, and different standards may be used as the reference for the preliminary determination and the reference for the blockage determination.
以上説明したように、本発明の請求項1に係る燃焼装置によれば、給排気部の閉塞度合いを判定するために、まず比較的低回転で燃焼用ファンが駆動されているプリパージ運転中に、閉塞予備判定手段によって明らかに閉塞の疑いがない状態であるか否かを判定することができる。閉塞予備判定手段によって給排気部が閉塞していないことが予備判定されれば、燃焼用ファンを高回転数で回転させることなく閉塞度合いが正常範囲であると判定でき、騒音並びに消費電力の低減が図られる。一方、たとえば、ある程度給排気部の閉塞度合いが進行することによって、燃焼用ファンが低回転数時に予備判定を行う閉塞予備判定手段によっては判定が付き難い場合には、高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で閉塞判定手段によって給排気部の閉塞判定を正確に行うことができ、誤判定が低減される。 As described above, according to the combustion apparatus of the first aspect of the present invention, in order to determine the degree of blockage of the air supply / exhaust portion, first, during the pre-purge operation in which the combustion fan is driven at a relatively low rotation speed. Thus, it is possible to determine whether or not there is clearly no blockage by the blockage preliminary determination unit. If it is preliminarily determined that the air supply / exhaust part is not blocked by the blockage preliminary determination means, the blockage degree can be determined to be in the normal range without rotating the combustion fan at a high rotational speed, and noise and power consumption can be reduced. Is planned. On the other hand, for example, when the degree of blockage of the air supply / exhaust portion has progressed to some extent, and it is difficult to make a determination by the blockage preliminary determination unit that performs preliminary determination at a low rotation speed, the combustion fan at a high rotation speed The blockage determination means can accurately determine the blockage of the air supply / exhaust portion in a state where the valve is rotated, and erroneous determination is reduced.
また、本発明の請求項2に係る燃焼装置によれば、給排気部の閉塞度合いを判定するために、まず比較的低回転で燃焼用ファンが駆動されている状態で、閉塞予備判定手段によって明らかに閉塞の疑いがない状態であるか否かを判定する。閉塞予備判定手段によって給排気部が閉塞していないことが予備判定されれば、燃焼用ファンを高回転数で回転させることなく閉塞度合いが正常範囲であると判定でき、騒音並びに消費電力の低減が図られる。一方、たとえば、ある程度給排気部の閉塞度合いが進行することによって、燃焼用ファンが低回転数時に予備判定を行う閉塞予備判定手段によっては判定が付き難い場合には、高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で閉塞判定手段によって給排気部の閉塞判定を正確に行うことができ、誤判定が低減される。 Further, according to the combustion apparatus of the second aspect of the present invention, in order to determine the degree of blockage of the air supply / exhaust section, first, the blockage preliminary determination means in a state where the combustion fan is driven at a relatively low speed. It is determined whether or not there is clearly no blockage. If it is preliminarily determined that the air supply / exhaust part is not blocked by the blockage preliminary determination means, the blockage degree can be determined to be in the normal range without rotating the combustion fan at a high rotational speed, and noise and power consumption can be reduced. Is planned. On the other hand, for example, when the degree of blockage of the air supply / exhaust portion has progressed to some extent, and it is difficult to make a determination by the blockage preliminary determination unit that performs preliminary determination at a low rotation speed, the combustion fan at a high rotation speed The blockage determination means can accurately determine the blockage of the air supply / exhaust portion in a state where the valve is rotated, and erroneous determination is reduced.
また、本発明の請求項4に係る燃焼装置によれば、閉塞判定手段による閉塞判定の基準と、閉塞予備判定手段による予備判定の基準との間の技術的な相関関係が分かりやすく、設計の容易化が図られるとともに、構成部品の削減や装置構成の簡素化が図られ、コスト低減や省スペース化を図ることができる。 Further, according to the combustion apparatus of the fourth aspect of the present invention, the technical correlation between the blockage determination criterion by the blockage determination unit and the preliminary determination criterion by the blockage preliminary determination unit is easy to understand, In addition to simplification, it is possible to reduce the number of components and the device configuration, thereby reducing costs and saving space.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る給湯器用燃焼装置1の概略構成図であって、燃焼装置1のケーシング2の燃焼室内にバーナ3及び熱交換器4が収容配置されている。ケーシング2の下部には給気部2aが設けられ、該給気部2aに連設されたファンケース5の内部には、ファンモータ6により回転駆動されるシロッコファン7(燃焼用ファン)が配設されている。ケーシング2の上部には排気部2bが設けられている。なお、本明細書においては給気部2aと排気部2bとを合わせて「給排気部」といい、「給排気部の閉塞」とは、給気部2a及び排気部2bからなる給排気通路における閉塞度合いが基準値以上となることをいうものとする。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater combustion apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, in which a
バーナ3には、ガスなどの燃料を供給するための燃料供給管8が接続されており、熱交換器4には、水を供給するための給水管9が接続されている。燃料供給管8にはバルブ11が介装されており、該バルブ11は給湯制御部12によって開閉制御されるように構成されている。給湯制御部12の一部はマイコンにより構成されている。バーナ3の上部炎孔の近傍にはイグナイタ(図示せず)により作動される点火プラグ10が配設されており、該点火プラグ10のイグナイタも給湯制御部12によって作動制御される。また、給水管9には流量センサ13が介装されており、該センサ13の検出信号が給湯制御部12に入力されるように構成されている。そして、蛇口の開栓などにより給水管9に通水されて流量センサ13により通水が検出されると、給湯制御部12はファン駆動制御部17に点火準備制御信号を供給して、ファン駆動制御部17から点火開始制御信号若しくは点火中止制御信号が返信されるまで待機する。ファン駆動制御部17から点火開始制御信号が供給されると、バルブ11を開いて点火プラグ10を作動させることによってバーナ3を着火する。一方、ファン駆動制御部17から点火中止制御信号を受け取ると、点火制御を中断し、リモコン(図示せず)からアラームを出力するように構成している。
A
次に、ファンモータ6の制御部の構成について説明すると、ファン駆動制御部17からの制御信号に基づいてファンモータ6に駆動電力を供給して回転駆動させるファン駆動電力制御手段14と、該ファン駆動電力制御手段14がファンモータ6に供給する駆動電力に基づいてファンモータ6の駆動電流値を検出する電流値検出手段15と、ファンモータ6の回転数を検出するファン回転数検出手段16と、マイコンにより構成されるファン駆動制御部17とを備えている。なお、上記給湯制御部12とファン駆動制御部17とを共通のマイコンにより構成してもよい。
Next, the configuration of the control unit of the
ファン駆動電力制御手段14は、ファン駆動制御部17からの制御信号に基づきファンモータ6への駆動電力をPWM制御する構成であってもよいし、また、ファン駆動制御部17からの制御信号に応じた直流電力をファンモータ6に供給する構成とすることもできる。
The fan drive power control means 14 may be configured to PWM control the drive power to the
電流値検出手段15は、従来公知の適宜の電流センサを用いることができ、例えば、本願出願人が既に提案している特開2003−185131号公報に開示される駆動電流検出手段(16)と同様の構成としてもよい。なお、電流値検出手段15が検出する電流値は、ファンモータ6をPWM制御している場合には、カレントトランスによりファンモータ6の駆動電力の実効電流値として検出することができる。さらに、マイクロコンピュータへデジタル信号として電流値を出力するために、三角波を用いて検出電流値をパルス幅変調することができる。
The current value detection means 15 can be any appropriate known current sensor. For example, the drive value detection means (16) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-185131 already proposed by the applicant of the present application can be used. A similar configuration may be used. Note that the current value detected by the current value detection means 15 can be detected as an effective current value of the driving power of the
ファン駆動制御部17は、点火前はファンモータ6をプリパージ運転制御するとともに、点火時は点火回転数(例えば3100rpm)を目標回転数としてファン7およびファンモータ6の駆動電力をファン回転数検出手段16により検出されたファン回転数に基づいてフィードバック制御する。かかる点火時のフィードバック制御は、上記特許文献1や、特開平9−329331号公報に開示されているような従来公知の方法で行うことができる。
The fan
図2は、本実施形態におけるプリパージ運転制御の制御フローを示しており、該制御フローの各工程を実行するためのプログラムがファン駆動制御部17内の記憶手段に記憶されており、該プログラムによって各工程の機能が実現されている。
FIG. 2 shows a control flow of pre-purge operation control in the present embodiment, and a program for executing each step of the control flow is stored in the storage means in the fan
ファン駆動制御部17が給湯制御部12から点火準備制御信号を受け取るとプリパージ運転制御が開始され、まずステップS1においてファン目標回転数を比較的低回転の第1回転数に設定する。この第1回転数は、騒音低減や消費電力低減を優先して設定することができ、点火回転数と同じ回転数であってもよく、騒音や消費電力が大きくなりすぎない範囲で点火回転数より高い回転数であってもよい。ファン目標回転数が設定されると、ファン駆動制御部17はファン回転数検出手段16により検出されたファン回転数に基づいてファンモータ6をフィードバック制御する。
When the fan
次に、ステップS2において、第1所定時間が経過するまで待機する。これは、ファンの目標回転数を変更した直後には、図3に示すように、ファン駆動電流値も過渡状態となって不安定な挙動を示すため、ファン駆動電流値及びファン回転数が安定するまで待機させるためである。 Next, in step S2, the process waits until the first predetermined time has elapsed. This is because immediately after changing the target rotation speed of the fan, as shown in FIG. 3, the fan drive current value also becomes a transient state and exhibits unstable behavior, so the fan drive current value and the fan rotation speed are stable. This is to make it wait until it is done.
次に、ステップS3において、電流値検出手段15によりファンモータ6の駆動電流値を測定する。なお、電流値検出手段15による検出値をそのまま駆動電流値として以降の制御に用いてもよいが、より正確に閉塞判定を行わせるために、種々の要因を勘案して駆動電流値を適宜補正することができる。
Next, in step S3, the drive current value of the
次に、ステップS4において、ファン駆動電流値が第1回転数に応じた第1判定電流値T1以下であるか否かという基準によって給排気部が閉塞していないことを予備判定する。ファン駆動電流値が第1判定電流値を超えていれば閉塞していないと判定され、即座にステップS5の点火動作へ移行する。一方、ファン駆動電流値が第1判定電流値以下であれば閉塞の疑いがあるため、より確実な閉塞判定を行うためにステップS6へ移行する。なお、第1判定電流値は、図4に一点鎖線で示す閉塞有無の閾値とすることができ、また、閉塞度合いが実用上支障が生じるにもかかわらず種々の要因により電流値が比較的高く測定され、それにより点火動作に移行してしまうことを回避するために、第1判定電流値を図4に示す閉塞有無の閾値よりも若干高めに設定しておくこともできる。 Next, in step S4, it is preliminarily determined that the air supply / exhaust section is not blocked based on whether or not the fan drive current value is equal to or less than the first determination current value T1 corresponding to the first rotation speed. If the fan drive current value exceeds the first determination current value, it is determined that the fan is not closed, and the process immediately proceeds to the ignition operation in step S5. On the other hand, if the fan drive current value is equal to or less than the first determination current value, there is a possibility of blockage, and the process proceeds to step S6 in order to perform more reliable blockage determination. Note that the first determination current value can be a blockage threshold value indicated by a one-dot chain line in FIG. 4, and the current value is relatively high due to various factors even though the blockage degree impedes practical use. In order to avoid measurement and thereby shifting to the ignition operation, the first determination current value can be set slightly higher than the blockage threshold value shown in FIG.
而して、上記のステップS1〜S4を実行するファン駆動制御部17によって、プリパージ運転(低回転)中に給排気部が閉塞していないことを予備判定する閉塞予備判定手段が実現されている。
Thus, the fan
ステップS5では、ファン駆動制御部17から給湯制御部12に点火開始制御信号を供給するとともに、通常の点火動作時のファン駆動制御を起動する。
In step S5, an ignition start control signal is supplied from the fan
ステップS6では、ファン目標回転数を比較的高回転の第2回転数に設定する。この第2回転数は、確実な閉塞判定を行うことを優先して設定され、予め試験によって確実な閉塞判定を行い得る回転数を求めておき、かかる試験結果に基づいて第2回転数を設定することが好ましい。第1回転数と第2回転数との比は適宜のものとすることができるが、例えば第2回転数を第1回転数の1.2〜1.5倍とすることができる。 In step S6, the target fan speed is set to a relatively high second speed. This second rotation speed is set with priority given to reliable blockage determination. A rotation speed at which reliable blockage determination can be performed is obtained in advance by a test, and the second rotation speed is set based on the test result. It is preferable to do. The ratio between the first rotation speed and the second rotation speed can be set appropriately. For example, the second rotation speed can be 1.2 to 1.5 times the first rotation speed.
次に、ステップS7では、ステップS2と同様に第2所定時間が経過するまで待機する。この第2所定時間は、より確実な閉塞判定を行わせるために第1所定時間よりも長く設定されており、これによりファン回転数及びファン駆動電流値がより安定した状態で閉塞判定を行うようにしている。 Next, in step S7, the process waits until the second predetermined time elapses as in step S2. The second predetermined time is set to be longer than the first predetermined time in order to make a more reliable blockage determination, whereby the blockage determination is performed in a state where the fan rotation speed and the fan drive current value are more stable. I have to.
次に、ステップS8では、ステップS3と同様にファンモータ6の駆動電流値を測定する。
Next, in step S8, the drive current value of the
次に、ステップS9では、ファン駆動電流値が第2回転数に応じた第2判定電流値T2以下であるか否かという基準によって給排気部の閉塞の有無を判定する。ファン駆動電流値が第2判定電流値を超えていれば閉塞していないと判定され、ステップS5の点火動作へ移行する。一方、ファン駆動電流値が第2判定電流値以下であれば閉塞していると判定し、ステップS10の点火中断動作へ移行する。 Next, in step S9, it is determined whether or not the supply / exhaust portion is blocked based on whether or not the fan drive current value is equal to or less than a second determination current value T2 corresponding to the second rotational speed. If the fan drive current value exceeds the second determination current value, it is determined that the fan is not closed, and the process proceeds to the ignition operation in step S5. On the other hand, if the fan drive current value is equal to or less than the second determination current value, it is determined that the fan is closed, and the routine proceeds to the ignition interruption operation in step S10.
而して、上記のステップS6〜S10を実行するファン駆動制御部17によって、プリパージ運転(高回転)中に給排気部の閉塞の有無の判定を行う閉塞判定手段が実現されている。
Thus, the fan
ステップS10では、ファン駆動制御部17から給湯制御部12に点火中断制御信号を供給するとともに、ファンモータ6の駆動制御も終了させる。
In step S10, an ignition interruption control signal is supplied from the fan
以上説明した本実施形態によれば、給排気部2a,2bの閉塞度合いが正常範囲であれば、比較的低い回転数でファン7をプリパージ運転したときに閉塞していないことを閉塞予備判定手段により予備判定して点火動作させることができ、騒音及び消費電力を低減しつつも給排気部2a,2bの非閉塞を保証しつつバーナ3を点火することができる。一方、たとえば長年の使用により給排気部の閉塞度合いが進行して、比較的低回転での閉塞予備判定では正確な閉塞判定ができなくなったときには、ファン7を高回転で回転駆動した状態で閉塞判定手段により閉塞判定を行うことにより、実使用上問題のない閉塞度合いであるか否かをより確実に判定することができる。
According to the embodiment described above, if the degree of blockage of the air supply /
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、上記実施形態では給湯器用の燃焼装置を例示したが、ガスファンヒータなどの暖房機器用の燃焼装置に本発明を適用してもよい。また、閉塞予備判定手段による予備判定及び閉塞判定手段による閉塞判定のいずれもプリパージ運転制御中に行ったが、いずれか一方若しくは両方をプリパージ運転とは無関係に行わせてもよい。また、上記実施形態では、閉塞予備判定手段による予備判定及び閉塞判定手段による閉塞判定のいずれも点火動作時に常に行うようにしているが、点火動作回数をカウントして所定の点火回数毎にこれらの判定を行わせることもできる。また、電流値検出手段が検出するファン駆動電流値は、所定のノイズ処理を施すなどの誤検知を回避するための処理が施されたものであってもよい。また、上記実施形態では、図2に示す制御フローのステップS2及びS7において、第1及び第2の所定時間の待機処理を設けたが、これに代えて、ファン回転数検出値がファン目標回転数に到達して安定したことを条件に、ファン駆動電流値が安定したものとみなして、次のファン電流値を測定するステップS3,S8に移行させるように構成することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, although the combustion apparatus for hot water heaters was illustrated in the above embodiment, the present invention may be applied to a combustion apparatus for heating equipment such as a gas fan heater. Further, both the preliminary determination by the blockage preliminary determination unit and the blockage determination by the blockage determination unit are performed during the pre-purge operation control, but either one or both may be performed independently of the pre-purge operation. Further, in the above embodiment, both the preliminary determination by the blockage preliminary determination unit and the blockage determination by the blockage determination unit are always performed during the ignition operation. It is also possible to make a determination. Further, the fan driving current value detected by the current value detecting means may be subjected to processing for avoiding erroneous detection such as performing predetermined noise processing. In the above embodiment, the standby processing for the first and second predetermined times is provided in steps S2 and S7 of the control flow shown in FIG. 2, but instead, the detected fan rotation speed value is the fan target rotation. On the condition that the number reaches a stable value, the fan drive current value can be regarded as stable, and the process can proceed to steps S3 and S8 for measuring the next fan current value.
また、本発明は、例えば特開2009−287814号公報の図2に示すような複合型の給湯器において好適に実施できる。すなわち、この種の複合型給湯器では、給湯機能と、温水循環式暖房機能、風呂追焚き機能又は風呂湯張り機能とをそれぞれ独立して運転させるために、バーナ、熱交換器及びファンが2組備えられ、燃焼室も個々に区分けされているが、設置スペースの制約により各燃焼室の断面積は比較的狭く、構成部品の実装密度も高くなるため、各燃焼室の給気部から排気部に至る流路抵抗が比較的高くなる。さらに、給排気面積にも余裕がないため、給排気部における閉塞度合いが進行していっても電流値の変化幅が少なくなり、これにより、閉塞判定時の誤判定の可能性が高くなることが懸念されるが、本発明によれば、閉塞度合いが正常範囲にあるときは閉塞予備判定手段によって低騒音かつ低消費電力で閉塞していないことを判定して点火許可することができ、一方、閉塞の疑いがある場合には十分に高い回転数でファンを駆動制御することにより、誤判定を回避することが可能になる。 Further, the present invention can be suitably implemented in a composite water heater as shown in FIG. 2 of JP 2009-287814 A, for example. That is, in this type of combined water heater, in order to operate the hot water supply function and the hot water circulation heating function, the bath reheating function or the bath hot water function independently, two burners, heat exchangers and fans are provided. Combustion chambers are also individually divided, but due to the limitations of installation space, the cross-sectional area of each combustion chamber is relatively narrow and the mounting density of the components increases, so exhaust from the air supply section of each combustion chamber The flow resistance reaching the part becomes relatively high. In addition, since there is no room for the supply / exhaust area, even if the degree of blockage in the supply / exhaust section has progressed, the variation range of the current value is reduced, which increases the possibility of erroneous determination during blockage determination. However, according to the present invention, when the degree of blockage is in the normal range, it is possible to determine that the blockage is not blocked with low noise and low power consumption by the blockage preliminary determination unit, and allow ignition. When there is a suspicion of blockage, it is possible to avoid erroneous determination by controlling the drive of the fan at a sufficiently high rotational speed.
1 燃焼装置
2a,2b 給排気部
3 バーナ
7 燃焼用ファン
17 閉塞判定手段及び閉塞予備判定手段として機能するファン駆動制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記閉塞判定手段による閉塞判定の前に前記給排気部が閉塞していないことを予備判定する閉塞予備判定手段をさらに備え、
該閉塞予備判定手段は、前記プリパージ運転中に前記予備判定を行うとともに、該予備判定により閉塞していないと判定された場合はバーナの点火動作に移行するように構成され、
前記閉塞判定手段は、前記予備判定により閉塞していないと判定されなかった場合にバーナの点火動作に移行せずに前記予備判定時よりも高回転数で燃焼用ファンを回転させた状態で前記給排気部の閉塞判定を行うとともに、該閉塞判定により閉塞していないと判定された場合にバーナの点火動作に移行するように構成されていることを特徴とする燃焼装置。 A combustion chamber that accommodates the burner, an air supply / exhaust portion that communicates with the combustion chamber, a combustion fan that supplies combustion air to the burner, and a blockage determination means that determines whether the air supply / exhaust portion is blocked. A combustion apparatus in which a pre-purge operation of the combustion fan is performed before ignition of the burner,
Further comprising a blockage preliminary determination unit that preliminarily determines that the air supply / exhaust unit is not blocked before the blockage determination by the blockage determination unit;
The closure preliminary determining means, wherein the pre-determined rows Utotomoni during the pre-purge operation, if it is determined not to be closed by the pre determined is configured to transition to the ignition operation of the burner,
The blockage determining means does not shift to the ignition operation of the burner when it is not determined by the preliminary determination that the combustion fan is rotated at a higher rotational speed than at the preliminary determination. obstruction determination rows Utotomoni of supply and exhaust unit, a combustion apparatus characterized by being configured to transition to the ignition operation of the burner when it is determined not to be closed by the closure determination.
前記閉塞判定手段による閉塞判定の前に目標回転数を騒音及び消費電力低減を優先して設定された比較的低回転の第1回転数に設定して前記燃焼用ファンを回転駆動制御しつつ前記給排気部が閉塞していないことを予備判定する閉塞予備判定手段をさらに備え、前記閉塞判定手段は、前記予備判定により閉塞していないと判定されなかった場合にのみ、前記予備判定時よりも高回転数の第2回転数に目標回転数を設定して前記燃焼用ファンを回転駆動制御しつつ前記給排気部の閉塞判定を行うように構成されていることを特徴とする燃焼装置。 A combustion chamber that accommodates the burner, an air supply / exhaust portion that communicates with the combustion chamber, a combustion fan that supplies combustion air to the burner, and a blockage determination means that determines whether the air supply / exhaust portion is blocked. A combustion apparatus comprising:
Before the blockage determination by the blockage determination means, the target rotational speed is set to the first rotational speed of relatively low rotation that is set with priority on noise and power consumption reduction, and the combustion fan is controlled to rotate. It further comprises blockage preliminary determination means for preliminarily determining that the air supply / exhaust section is not blocked, and the blockage determination means is more than the time of the preliminary determination only when it is determined that the blockage is not blocked by the preliminary determination. A combustion apparatus configured to perform blockage determination of the supply / exhaust unit while controlling a rotational drive of the combustion fan by setting a target rotation speed to a second rotation speed of a high rotation speed.
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