JPH0526437A - 強制通風式給湯器の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確実な着火のために必要な緩点火時間中に出
湯温度が低下しまたは上昇して一時的に冷たい水または
あつい湯が出るという不都合を、メインバーナが温まっ
ているときには防止する。 【構成】 メインバーナ２０への点火時には開閉電磁弁
２３を開きかつ給湯量や出湯設定温度などとは無関係に
比例電磁弁２４の開度を所定の値として所定の緩点火時
間だけ点火に最適な量のガスを前記メインバーナ２０に
供給すると共に点火栓２６を作動させる強制通風式給湯
器の燃焼制御装置において、開閉電磁弁２３が閉じてか
ら所定の判定時間経過後あるいはメインバーナ２０付近
の温度が所定の判定温度よりも低い場合には前記緩点火
時間を所定の第１緩点火時間に設定し、同判定時間経過
前あるいは同判定温度よりも高い場合には前記緩点火時
間を前記第１緩点火時間よりも短い所定の第２緩点火時
間に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メインバーナへの着火
を確実に行うために緩点火シーケンスを行うようにした
強制通風式給湯器の燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】強制通風式給湯器においては、着火に最
適なガス量及び通風量はある範囲内に限られているの
で、点火時には比例電磁弁をある範囲内の所定の緩点火
開度にすると共にファンもこれに応じた回転数として最
適なガス量及び通風量により着火を行い、メインバーナ
の全面に火移りして燃焼が安定してから、出湯設定温度
及び出湯量に応じたガス量及び通風量で給湯器を作動さ
せる通常燃焼状態としている。そしてこのように燃焼が
安定するまでにはある程度の時間を必要とするので、メ
インバーナに確実に着火させて通常燃焼状態に移行させ
るには緩点火時間をあまり短くすることはできなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの緩点
火時間中はガス量が所定の一定値であるので設定された
温度及び量の出湯に必要な熱量に対して少なかったり多
かったりし、このため出湯温度が大幅に低下したり上昇
したりし、特にシャワーを間欠的に使用する場合などに
はその都度一時的に冷たい水が出たり、あつい湯が出た
りするので、使用者に著しい不快感を与える。本発明
は、メインバーナが温まっているときはメインバーナに
着火し全面に火移りして燃焼が安定するまでの時間が短
くなることに着目して、このような問題を解決すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る強制通風式給湯器の燃焼制御装置は、図１に示すよう
に、熱交換器１５を通る給水を加熱するメインバーナ２
０へのガス供給管２１に設けた比例電磁弁２４及び開閉
電磁弁２３と、前記メインバーナ２０からのガスに点火
する点火栓２６と、前記メインバーナへの点火時には前
記開閉電磁弁２３を開きかつ給湯量や出湯設定温度など
とは無関係に前記比例電磁弁２４の開度を所定の値とし
て所定の緩点火時間だけ点火に最適な量のガスを前記メ
インバーナ２０に供給すると共に前記点火栓２６を作動
させる制御手段１を備えた強制通風式給湯器の燃焼制御
装置において、前記開閉電磁弁２３が閉じると同時に作
動を開始する判定タイマ３と、この判定タイマが予め定
められた判定時間を経過した後には前記緩点火時間を所
定の第１緩点火時間に設定すると共にそれ以前には同緩
点火時間を前記第１緩点火時間よりも短い所定の第２緩
点火時間に設定する緩点火時間切換手段２を備えたこと
を特徴とするものである。

【０００５】また、本発明による強制通風式給湯器の燃
焼制御装置は、図２に示すように、判定タイマ３の代わ
りにメインバーナ２０またはその付近の温度を検出する
温度センサ３６を備え、緩点火時間切換手段２は、温度
センサ３６の検出温度が予め定められた判定温度よりも
低い場合には前記緩点火時間を所定の第１緩点火時間に
設定すると共に同判定温度よりも高い場合には前記緩点
火時間を前記第１緩点火時間よりも短い所定の第２緩点
火時間に設定するようにしてもよい。

【０００６】

【作用】メインバーナ２０への点火時に、制御手段１は
開閉電磁弁２３を開き、緩点火時間切換手段２により設
定された所定の緩点火時間だけ比例電磁弁２４の開度を
所定値として点火に必要な最適な量のガスをメインバー
ナ２０に供給すると共に点火栓２６を作動させてメイン
バーナ２０からのガスに確実に点火する。開閉電磁弁２
３が閉じ給湯器が作動を停止してから所定の判定時間を
経過してメインバーナ２０が冷えているときは、緩点火
時間切換手段２は緩点火時間をメインバーナ２０の冷え
ているときの第１緩点火時間に設定し、所定の判定時間
の経過前でメインバーナ２０がまだ暖かいときは緩点火
時間を冷えているときよりも短い第２緩点火時間に設定
する。

【０００７】また判定タイマ３の代わりに温度センサ３
６を備えたものによれば、メインバーナ２０またはその
付近の温度を直接検出してその温度が判定温度より低い
ときは緩点火時間切換手段２は緩点火時間をメインバー
ナ２０が冷えているときの第１緩点火時間に設定し、温
度センサ３６により検出される温度が判定温度よりも高
ければ緩点火時間をメインバーナ２０が冷えているとき
よりも短い第２緩点火時間に設定する。

【０００８】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、メイン
バーナが冷えていて燃焼が安定するまでの時間が長いと
きは緩点火時間を長い第１緩点火時間に設定し、メイン
バーナが温まっていて燃焼が安定するまでの時間が短い
ときは第１緩点火時間より短い第２緩点火時間に設定し
ているので、メインバーナが温まっているときは冷えて
いるときよりも短い時間で、出湯設定温度及び出湯量に
応じたガス量及び通風量で給湯器を作動させる通常燃焼
状態とすることができる。これによらシャワーを間欠的
に使用する場合などにはガス量が一定で制御できない緩
点火時間が短縮されるので、一時的に出湯温度が低下し
たり上昇したりする時間が短縮されると共に出湯温度の
低下または上昇も減少し、使用の快適性を高めることが
でき、しかも常に確実な着火を行わせることができる。

【０００９】

【実施例】以下に、図３〜図５に示す実施例により、本
発明の説明をする。図３に示すように、強制通風式瞬間
湯沸器の燃焼室を形成するケース１０内の下部にはメイ
ンバーナ２０が設けられて、ガス供給源側から直列に配
置した元電磁弁２２、比例電磁弁２４及び開閉電磁弁２
３を有するガス供給管２１により燃料ガスが供給され、
またケース１０の下側に設けた電動ファン２５により燃
焼用空気が供給されている。元電磁弁２２及び開閉電磁
弁２３は開閉のみを行う電磁弁であり、比例電磁弁２４
は制御電流に応じて開度が連続的に変化してメインバー
ナ２０へのガス供給量を変化させるものである。またフ
ァン２５は連続的に回転速度が変化してガス供給量に応
じた量の燃焼用空気を供給するものである。

【００１０】メインバーナ２０上方のケース１０内に設
けたフィンチューブ形の熱交換器１５の入り口側に接続
した給水管１６には水流センサ３７が設けられ、また出
口側に接続した給湯管１７には湯温センサ３８及び給湯
栓１８が設けられている。給水管１６からの給水は、熱
交換器１５を通過する際にメインバーナ２０により加熱
されて給湯栓１８から出湯される。熱交換器１５よりも
上方のケース１０の上部はフード１１を経て排気筒１２
に接続され、メインバーナ２０のすぐ上方のケース１０
内の一側にはメインバーナ２０に点火するための点火栓
２６が、またこれと反対側にはメインバーナ２０の炎の
有無を検出するフレームロッド等の炎センサ３５が設け
られている。

【００１１】この瞬間湯沸器の作動を制御する電子制御
装置３０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、書込み可能メモリ（ＲＡＭ）及びインター
フェイスよりなり、駆動装置（何れも図示省略）等を介
して図３に示すように、各電磁弁２２〜２４、ファン２
５、点火栓２６を作動させる点火装置２７、操作器３
１、炎センサ３５、水流センサ３７及び湯温センサ３８
に接続されている。電子制御装置３０のＲＯＭには瞬間
湯沸器の作動を制御するために必要な制御プログラム及
び第１・第２緩点火時間、判定時間などの各常数が記憶
されており、ＲＡＭにはその都度変化する変数が記憶さ
れる。また、操作器３１には瞬間湯沸器の作動に必要な
各種スイッチ、湯温設定装置、各種の表示ランプなどが
設けられている。電子制御装置３０のＣＰＵは、制御プ
ログラムに従って、操作器３１及び各センサ３５〜３８
等からの信号を入力して所定の演算を行い、各電磁弁２
２〜２４、ファン２５、操作器３１等への出力を行っ
て、瞬間湯沸器の作動を制御する。

【００１２】図４は瞬間湯沸器の作動を制御するための
制御プログラムのフローチャートであり、これにより本
実施例の作動の説明をする。電子制御装置３０の電源を
入れ、運転スイッチ（図示省略）により電子制御装置３
０を作動させれば、ＣＰＵは元電磁弁２２を開き各変数
を０または所定の初期値にセットしての制御プログラム
による制御動作を開始する。

【００１３】先ずステップ１００においてＣＰＵは水流
センサ３７により給水管１６を通る水流の有無を検出す
る。給湯栓１８が閉で水流が検出されなければ制御動作
は先に進まないが、給湯栓１８が開かれて所定の最少量
以上の通水を水流センサ３７が検出すればステップ１０
１からステップ１０２に進み、ＣＰＵはファン２５を作
動させて所定時間のプリパージを行う。プリパージが終
了すればＣＰＵはステップ１０３で後述の判定タイマ３
がタイムアップ（例えば５分以上経過）しているか否か
判断するが、作動開始直後にはタイムアップにセットさ
れているので、ステップ１０４でＲＡＭに記憶される緩
点火時間を第１緩点火時間T1にセットし、ステップ１０
６で主電磁弁（開閉電磁弁）２３を開き、比例電磁弁２
４を緩点火に最適の開度とし、点火装置２７を作動させ
て点火栓２６に生じる火花によりメインバーナ２０から
のガスに点火する。この第１緩点火時間T1は、メインバ
ーナ２０が冷えているときに点火栓２６からメインバー
ナ２０に着火し全面に火移りして燃焼が安定するのに要
する時間（例えば１秒）である。説明は省略したが、Ｃ
ＰＵは点火に最適の通風量が得られるようにファン２５
の回転速度も制御する。

【００１４】次いでＣＰＵはメインバーナ２０に点火さ
れたか否かを炎センサ３５により検出し、もし所定時間
が経過しても炎が検出されなければ制御動作をステップ
１０８に進め、主電磁弁２３及び比例電磁弁２４を閉じ
て瞬間湯沸器の作動を停止させ、炎が検出されれば直ち
にステップ１１０に制御動作を進める。ＣＰＵはステッ
プ１１０で緩点火タイマ（ＣＰＵ内蔵のクロックパルス
発生器により構成）をスタートさせ、それから第１緩点
火時間T1が経過すればステップ１１１からステップ１１
２に進んで点火装置２７を停止させ、かつ比例電磁弁２
４の緩点火制御を停止してステップ１１３の通常燃焼に
移行する。この通常燃焼では、ＣＰＵは湯温センサ３８
により検出される温度を操作器３１より入力された出湯
設定温度と比較し、給湯栓１８からの出湯温度が設定温
度となるように比例電磁弁２４の開度を制御してガス量
を調節し、またこのガス量に応じた通風量となるように
ファン２５の回転速度を制御する。ステップ１１２から
ステップ１１３に移行する時点では、点火栓２６により
メインバーナ２０からのガスに点火されて生じた炎はメ
インバーナ２０の全面に火移りして安定した燃焼状態と
なっているので、通常燃焼への移行は確実に行われ消え
たりする恐れはない。

【００１５】給湯栓１８が開かれていればこの通常燃焼
が続行されるが、給湯栓１８が閉じられて水流センサ３
７による検出流量が所定の最少量以下となれば、ＣＰＵ
は制御動作をステップ１１５に進め、主電磁弁２３と比
例電磁弁２４を閉じて湯沸器の作動を停止させ、判定タ
イマ３とアフタパージタイマ（何れもＣＰＵ内蔵のクロ
ックパルス発生器により構成）をスタートさせてステッ
プ１１６及びステップ１１７に制御動作を進める。判定
タイマ３の判定時間は例えば１分であり、アフタパージ
タイマの設定時間もこれとほゞ同じである。

【００１６】アフタパージタイマ及び判定タイマ３のタ
イムアップ前、すなわちメインバーナ２０がまだ暖かい
うちに再び給湯栓１８を開けば、水流センサ３７が水流
を検出するのでＣＰＵは制御動作をステップ１１６から
ステップ１０１に戻し、ステップ１０１〜１０３でプリ
パージを行い、更にステップ１０５に進めてＲＡＭに記
憶される緩点火時間を第２緩点火時間T2にセットした
後、前述と同様ステップ１０６〜１１２を通ってステッ
プ１１３の通常燃焼に移る。第２緩点火時間T2は、メイ
ンバーナ２０が温まっている（例えば８０℃以上）とき
に点火栓２６からメインバーナ２０に着火し全面に火移
りして燃焼が安定するのに要する時間（例えば 0.5秒）
である。この第２緩点火時間T2は第１緩点火時間T1より
も短いので、緩点火時間が第１緩点火時間T1である場合
に比して給湯栓１８を開いてから設定温度の出湯がなさ
れるまでの時間が短縮され、これによりその間における
出湯温度の低下または上昇も少なくなる。従ってシャワ
ーを間欠的に使用する場合などには一時的に出湯温度が
低下または上昇する時間が短縮されると共に出湯温度の
低下または上昇も減少し、使用の快適性を高めることが
できる。メインバーナ２０は温まったままであるので、
第２緩点火時間T2は第１緩点火時間T1より短くてもメイ
ンバーナ２０に確実に着火して通常燃焼に移行させるこ
とができる。

【００１７】アフタパージタイマのタイムアップ前で判
定タイマ３のタイムアップ後、すなわちメインバーナ２
０がある程度冷えてから給湯栓１８を開いた場合は、Ｃ
ＰＵは制御動作はステップ１１６からステップ１０１に
制御動作を戻した後プリパージを行い、ステップ１０４
でＲＡＭに記憶される緩点火時間を第１緩点火時間T1に
セットした後、前述と同様ステップ１０６〜１１２を通
ってステップ１１３の通常燃焼に移る。この場合は前述
のプリパージ終了後と同様の作動が行われ、メインバー
ナ２０は冷えているが緩点火時間は長くなるので確実に
点火されて通常燃焼に移行する。またアフタパージタイ
マのタイムアップ後はＣＰＵはステップ１１８でファン
２５を停止して制御動作をステップ１００に戻し、水流
センサ３７により水流が検出されれば最初に述べた通り
の作動がなされる。

【００１８】上述のように、本実施例によれば、メイン
バーナ２０が冷えていて燃焼が安定するまでの時間が長
いときは緩点火時間を長い第１緩点火時間T1に設定し、
メインバーナ２０が温まっていて燃焼が安定するまでの
時間が短いときは短い第２緩点火時間T2に設定している
ので、メインバーナが温まっているときは冷えていると
きよりも短い時間で、出湯設定温度及び出湯量に応じた
ガス量及び通風量で給湯器を作動させる通常燃焼状態と
することができる。従ってシャワーを間欠的に使用する
場合などには、点火の確実性を犠牲にすることなく、一
時的に出湯温度が低下または上昇する時間が短縮される
と共に出湯温度の低下または上昇も減少し、使用の快適
性を高めることができる。

【００１９】次に図３に示す変形実施例の説明をする。
この変形実施例では二点鎖線で示すように、メインバー
ナ２０の一部に取り付けられた温度センサ３６が電子制
御装置３０に接続されている。この変形実施例では、前
述の実施例の判定タイマ３の代わりに温度センサ３６に
よりメインバーナ２０の温度を直接検出するものであ
り、図５はその作動を示すフローチャートである。この
フローチャートは、ステップ１０３Ａ及びステップ１１
５Ａを除き図４と同じである。なお温度センサ３６は、
メインバーナ２０に直接取り付ける代わりに、その付近
に取り付けてメインバーナ２０付近の温度を検出するよ
うにしてもよい。

【００２０】運転スイッチの入力からステップ１０２ま
での作動は前述の実施例と同じである。次いでＣＰＵは
ステップ１０３Ａで温度センサ３６によりメインバーナ
２０の温度が予め定められた判定温度（例えば８０℃以
上）よりも低いか否かを判断する。運転スイッチの入力
直後には温度センサ３６の検出温度はこの所定温度より
も低いので、ＣＰＵはステップ１０４でＲＡＭに記憶さ
れる緩点火時間を第１緩点火時間T1にセットし、前述の
実施例と同様ステップ１０６〜１１２で主電磁弁２３を
開き、比例電磁弁２４を緩点火に最適の開度とし、点火
栓２６によりメインバーナ２０からのガスに点火し、前
述と同様第１緩点火時間T1の経過後は点火装置２７を停
止してステップ１１３の通常燃焼に移行する。給湯栓１
８を閉じて水流センサ３７による検出流量が所定の最少
量以下となれば、ＣＰＵは制御動作をステップ１１５Ａ
に進め、主電磁弁２３と比例電磁弁２４を閉じて湯沸器
の作動を停止させ、アフタパージタイマをスタートさせ
てステップ１１６及び１１７に制御動作を進める。

【００２１】再び給湯栓１８を開けば、水流センサ３７
が水流を検出するのでＣＰＵは制御動作をステップ１１
６からステップ１０１に戻し、温度センサ３６により検
出されるメインバーナ２０の温度が前述の判定温度より
も低ければステップ１０４でＲＡＭに記憶される緩点火
時間を第１緩点火時間T1にセットし、判定温度よりも高
ければ第２緩点火時間T2にセットして、ステップ１０６
〜１１２を経てステップ１１３の通常燃焼に移る。この
場合において温度センサ３６の検出温度が判定温度より
高ければ第１緩点火時間T1よりも短い第２緩点火時間T2
にセットされるので、給湯栓１８を開いてから設定温度
の出湯がなされるまでの時間が短縮され、またその間に
おける出湯温度の低下または上昇も少なくなる。従って
この変形実施例でも、シャワーを間欠的に使用する場合
などには、点火の確実性を犠牲にすることなく、一時的
に出湯温度が低下または上昇する時間が短縮されると共
に出湯温度の低下または上昇も減少し、使用の快適性を
高めることができる。

【００２２】なお上記各実施例では第２緩点火時間T2を
第１緩点火時間T1より短い一定時間としたが、判定時間
が予め定められた時間より短いときはその時間が短いほ
ど第２緩点火時間T2を短くし、また判定温度が予め定め
られた温度より高いときはその温度が高いほど第２緩点
火時間T2を短くするようにしてもよい。また、上記各実
施例はメインバーナ２０として単一のバーナを使用した
場合の例につき説明したが、本発明は加熱量の範囲を広
げるために複数のバーナを一部と全部に切り換えて使用
する場合にも適用することができ、この場合には一部の
バーナを使用するときと全部のバーナを使用するときと
では、前者のときの第１及び第２緩点火時間を後者のと
きの時間よりも短くするようにすることが好ましい。

【００２３】また上記各実施例ではアフタパージタイマ
の作動中に流量検出があれば常にステップ１１６からス
テップ１０１に制御動作を戻すようにしたが、アフタパ
ージタイマタイマの経過時間がプリパージ時間に達する
までは上述のようにステップ１１６からステップ１０１
に制御動作を戻し、それ以後はステップ１１６からステ
ップ１０３（または１０３Ａ）戻すようにしてもよい。
あるいは、ステップ１１５でプリパージタイマもスター
トさせると共にステップ１１６からステップ１０２に制
御動作を戻して、アフタパージタイマタイマの作動中に
流量検出があった場合には、プリパージ時間終了前はそ
の終了を待って、またプリパージ時間終了後は直ちにス
テップ１０３（または１０３Ａ）に制御動作を進めるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の発明による強制通風式給湯器
の燃焼制御装置の構成を示す図である。

【図２】 本発明の第２の発明による強制通風式給湯器
の燃焼制御装置の構成を示す図である。

【図３】 本発明による強制通風式給湯器の燃焼制御装
置の実施例の構造を示す図である。

【図４】 本発明による強制通風式給湯器の燃焼制御装
置の実施例のフローチャートを示す図である。

【図５】 本発明による強制通風式給湯器の燃焼制御装
置の変形実施例のフローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１…制御手段、２…緩点火時間切換手段、３…判定タイ
マ、１５…熱交換器、２０…メインバーナ、２１…ガス
供給管、２３…開閉電磁弁（主電磁弁）、２４…比例電
磁弁、２６…点火栓、３６…温度センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器を通る給水を加熱するメインバ
   ーナへのガス供給管に設けた比例電磁弁及び開閉電磁弁
   と、前記メインバーナからのガスに点火する点火栓と、
   前記メインバーナへの点火時には前記開閉電磁弁を開き
   かつ給湯量や出湯設定温度などとは無関係に前記比例電
   磁弁の開度を所定の値として所定の緩点火時間だけ点火
   に最適な量のガスを前記メインバーナに供給すると共に
   前記点火栓を作動させる制御手段を備えた強制通風式給
   湯器の燃焼制御装置において、前記開閉電磁弁が閉じる
   と同時に作動を開始する判定タイマと、この判定タイマ
   が予め定められた判定時間を経過した後には前記緩点火
   時間を所定の第１緩点火時間に設定すると共にそれ以前
   には同緩点火時間を前記第１緩点火時間よりも短い所定
   の第２緩点火時間に設定する緩点火時間切換手段を備え
   たことを特徴とする強制通風式給湯器の燃焼制御装置。
2. 【請求項２】 熱交換器を通る給水を加熱するメインバ
   ーナへのガス供給管に設けた比例電磁弁及び開閉電磁弁
   と、前記メインバーナからのガスに点火する点火栓と、
   前記メインバーナへの点火時には前記開閉電磁弁を開き
   かつ給湯量や出湯設定温度などとは無関係に前記比例電
   磁弁の開度を所定の値として所定の緩点火時間だけ点火
   に最適な量のガスを前記メインバーナに供給すると共に
   前記点火栓を作動させる制御手段を備えた強制通風式給
   湯器の燃焼制御装置において、前記メインバーナまたは
   その付近の温度を検出する温度センサと、この温度セン
   サの検出温度が予め定められた判定温度よりも低い場合
   には前記緩点火時間を所定の第１緩点火時間に設定する
   と共に同判定温度よりも高い場合には前記緩点火時間を
   前記第１緩点火時間よりも短い所定の第２緩点火時間に
   設定する緩点火時間切換手段を備えたことを特徴とする
   強制通風式給湯器の燃焼制御装置。