JPH0719461A

JPH0719461A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0719461A
Application number: JP16125093A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sano; 真佐野
Original assignee: Harman Co Ltd
Current assignee: Harman Co Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2975506B2

Abstract

(57)【要約】【構成】風量低下検出手段１０２の検出情報に基づい
て、バーナ１に燃焼用空気を通風するファン３の目標駆
動状態を目標通風量に近づけるように補正する補正手段
１０３による補正が設定限度に達すると、バーナ１の目
標燃焼量を低下させて、燃焼制御手段１０１により燃焼
制御を実行するように構成する。【効果】補正手段による補正が設定限度に達した場合
においても、適正な空燃比を維持しながら燃焼を継続さ
せて、使用者の不便を解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に関し、詳し
くは、バーナの燃焼量を調節する燃焼量調節手段を、目
標燃焼量に調節し、且つ、前記バーナに燃焼用空気を通
風するファンを、前記バーナの燃焼量に基づいて設定さ
れる目標駆動状態に駆動する燃焼制御手段と、前記目標
駆動状態における前記ファンの目標通風量の低下を検出
する風量低下検出手段と、その風量低下検出手段の検出
情報に基づいて、前記目標通風量に近づけるように前記
目標駆動状態を補正する補正手段とが設けられた燃焼装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼装置は、排気閉塞やファンに
異物が付着する等により、ファンの通風量つまりバーナ
へ通風される風量が低下すると、それを風量低下検出手
段にて検出して、補正手段により、ファンの目標駆動状
態を目標通風量に近づけるように補正するようにしたも
のである。ちなみに、ファンの目標駆動状態としては、
目標回転数が設定される場合と目標駆動電力（電圧や電
流）が設定される場合とがある。そして、風量低下検出
手段としては、風速計等を用いて実際の風量を検出して
低下を検出することもできるが、ファンの目標駆動状態
として目標回転数が設定される場合においては、目標回
転数に回転させるに必要な実際の駆動電力が、標準使用
状態に基づいて予め設定した基準の駆動電力より低下す
ることを検出して、風量の低下を検出することができ、
又、ファンの目標駆動状態として目標駆動電力（電圧や
電流）が設定される場合には、その目標駆動電力におけ
るファンの回転数が、標準使用状態に基づいて予め設定
した基準の回転数よりも増加したことを検出して、風量
の低下を検出できる（例えば特開昭６３−１７６９２０
号、特開平２−７５８１６号参照）。ところで、この種
の燃焼装置においては、一般に、使用に伴ってファンの
通風量の低下が進行して、メンテナンスの必要時期に達
すると、警告ランプなどが点滅されて、使用者に対して
メンテナンスの必要が報知されることになる。そして、
このような報知にかかわらずメンテナンスを実行しない
で使用する等により、補正手段による補正が設定限度に
達した場合には、従来では、燃焼を停止させるように構
成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、補正手段による補正が設定限度に達し
た場合には、直ちに燃焼が停止されるため、使用者に不
便を与えるものであり、改善が望まれていた。つまり、
例えば給湯器の燃焼装置の場合において、上記のメンテ
ナンスの報知に伴い使用者は、例えばメーカー等にメン
テナンスの必要を報知することになるが、メンテンスを
行うまでの期間において、補正手段による補正が設定限
度に達した場合において、燃焼が直ちに停止すると全く
給湯を行えないものとなるのであり、改善が望まれてい
た。本発明の目的は、上記実情に鑑みて為されたもので
あって、その目的は、補正手段による補正が設定限度に
達した場合においても、適正な空燃比を維持しながら継
続して燃焼できるようにする点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による燃焼装置
は、バーナの燃焼量を調節する燃焼量調節手段を、目標
燃焼量に調節し、且つ、前記バーナに燃焼用空気を通風
するファンを、前記バーナの燃焼量に基づいて設定され
る目標駆動状態に駆動する燃焼制御手段と、前記目標駆
動状態における前記ファンの目標通風量の低下を検出す
る風量低下検出手段と、その風量低下検出手段の検出情
報に基づいて、前記目標通風量に近づけるように前記目
標駆動状態を補正する補正手段とが設けられたものであ
って、その特徴構成は、前記燃焼制御手段が、前記補正
手段による補正が設定限度に達するに伴って、前記バー
ナの目標燃焼量の上限値を低下させるように構成されて
いる点にある。

【０００５】

【作用】本発明の特徴構成によれば、補正手段による補
正が設定限度に達すると、燃焼制御手段が、バーナの目
標燃焼量の上限値を低下させた状態で、燃焼を継続して
行うことになる。つまり、補正手段による補正が設定限
度に達すれば、バーナの目標燃焼量が予め設定された初
期の上限値においても適正な空燃比を得られるように、
ファンによって通風することはできないものとなるが、
現在ファンが通風できる最大風量において適正な空燃比
が得られる目標燃焼量を、バーナの目標燃焼量の上限値
となるように補正すれば、適正な空燃比を維持しながら
も継続して燃焼できるものとなる。このような実情に鑑
みて、本発明は、補正手段による補正が設定限度に達す
ると、バーナの目標燃焼量の上限値を低下させることに
より、適正な空燃比を維持しながらも継続して燃焼させ
るようにするのである。

【０００６】

【発明の効果】本発明の特徴構成によれば、補正手段に
よる補正が設定限度に達しても、適正な空燃比を維持し
ながらも継続して燃焼を実行することができるから、従
来のように補正手段による補正が設定限度に達すると、
直ちに燃焼を停止する不便を解消して、一層便利に使用
できるようになった。

【０００７】尚、本発明を実施するにあたって、前記燃
焼制御手段が、前記バーナの目標燃焼量の上限値の低下
を、前記風量低下検出手段の検出情報に基づいて、設定
限界値に達するまで漸次実行するように構成すれば、補
正手段による補正が設定限界に達した状態においても、
バーナの目標燃焼量の上限値をできるだけ大きな値とし
て燃焼を継続できる。ちなみに、上記設定限界値に達し
たのちにおいても、風量不足が検出されたときには、燃
焼を停止させることは勿論である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の燃焼装置を給湯器に適用した
場合の実施例を図面に基づいて説明する。

【０００９】図１に示すように、給湯器は、元混合タイ
プのバーナ１と、バーナ１の燃焼ガスにより加熱される
熱交換器２と、バーナ１に燃焼用空気を通風する送風形
式のファン３と、給湯器の各種動作を制御するコントロ
ーラＨとを、主要部として備え、そして、コントローラ
Ｈには、運転の開始・停止や給湯温度等を指令するリモ
コン装置Ｒが接続されている。

【００１０】熱交換器２には、加熱用の水を熱交換器２
に給水する給水路Ｗ１と、熱交換器２にて加熱された湯
を給湯栓４に供給する給湯路Ｗ２とが接続されている。
給水路Ｗ１には、給水量を検出する給水量センサＳ１
と、給水温度を検出する給水温センサＳ２とが設けら
れ、給湯路Ｗ２には、給湯温度を検出する給湯温センサ
Ｓ３が設けられている。

【００１１】バーナ１へ燃料を供給する燃料ガス供給路
Ｇ１には、バーナ１の燃焼量を調節する燃焼量調節手段
としての燃料ガス調整弁５と、２個の断続弁６，７とが
設けられている。

【００１２】前記ファン３には、ファン３の回転数を検
出するエンコーダＳ４が備えられている。

【００１３】バーナ１には、点火手段としてのイグナイ
ター８、及び、バーナ１の着火を検出するフレーム・ロ
ッド９が備えられている。

【００１４】給水量センサＳ１、給水温センサＳ２、給
湯温センサＳ３、エンコーダＳ４、送風ファン３、燃料
ガス調整弁５、及び、断続弁６，７は、コントローラＨ
に接続されている。

【００１５】リモコン装置Ｒには、運転スイッチ１０
と、目標給湯温度Ｔｓを表示する温度表示部１１と、目
標給湯温度Ｔｓの設定変更を行う設定変更スイッチ１２
ｕ，１２ｄと、運転ランプ１３とが設けられている。

【００１６】コントローラＨは、マイクロ・コンピュー
タを主要部として構成され、内蔵されるソフト・ウェア
によって、給湯器の各種動作を制御できるように構成さ
れている。つまり、コントローラＨによって、バーナ１
の燃焼量を調節する燃料ガス調整弁５を、リモコン装置
Ｒにて設定された目標給湯温度Ｔｓになるように調節
し、且つ、バーナ１に燃焼用空気を通風するファン３
を、バーナ１の燃焼量に基づいて設定される目標駆動状
態に駆動する燃焼制御手段１０１と、目標駆動状態にお
ける送風ファン３の目標通風量の低下を検出する風量低
下検出手段１０２と、その風量低下検出手段１０２の検
出情報に基づいて、目標通風量に近づけるように目標駆
動状態を補正する補正手段１０３とが構成されている。

【００１７】燃焼制御手段１０１は、基本的には、給湯
栓５が開栓され、給水量センサＳ１にて設定量以上の給
水量が検出されるに伴って、ファン３をプレパージ用の
設定回転数にて設定時間駆動し、その後、断続弁６，７
を開栓し、イグナイター８にてバーナ１を点火する。以
後、給水量センサＳ１の検出給水量と、給水温センサＳ
２の検出給水温と、給湯温センサＳ３にて検出される検
出給湯温と、リモコン装置Ｒの設定目標温度Ｔｓとに基
づいて、検出給湯温が設定目標温度Ｔｓになるように燃
料ガス調整弁５を調節する。又、バーナ１の燃焼量とし
ての燃料ガス調整弁５の調整開度（以降において燃料供
給量と記載することもある）Ｉｐに基づいて、ファン３
の回転数を制御する。更に、給湯栓５が閉栓されて、給
水量センサＳ１にて設定量未満の給水量が検出されるに
伴って、断続弁６，７を閉栓し、ファン３をポストパー
ジ用の設定回転数にて設定時間駆動する、燃焼制御を実
行する。ファン３の制御について説明を加えると、図２
に示すように、いわゆるデューティー制御により、ファ
ン３の回転数が制御される。デューティー制御では、ま
ず、燃料ガス調整弁５の調整開度Ｉｐと、コントローラ
Ｈの内部に記憶されている設定関数Ｆ１とに基づいて、
調整開度Ｉｐに対応するファン３の目標駆動状態として
の目標回転数Ｎを求める。設定関数Ｆ１は、ファン３に
よる燃焼用空気の通風量が、バーナ１の燃焼状態が適正
燃焼状態（適正な空燃比状態）になるような目標通風量
に、調整開度Ｉｐに対応して予め設定された関数であ
る。

【００１８】次に、目標回転数Ｎと、設定関数Ｆ２とに
基づいて、所望のファン回転数Ｎを得るべく予め定めら
れているファン印加電圧Ｖを求め、そして、求めたファ
ン印加電圧Ｖにてファン３を駆動する。ここで、ファン
３の実際の回転数Ｎ（検出値）は、エンコーダＳ４にて
検出されている。

【００１９】最後に、目標回転数Ｎ（後述する補正され
たＮ）と実際の回転数Ｎ（検出値）との偏差ΔＮと、設
定関数Ｆ３とに基づいてファン印加電圧Ｖの電圧補正量
ΔＶを求め、電圧補正量ΔＶにて補正されたファン印加
電圧Ｖ（補正値）にてファン３を駆動する、いわゆるフ
ィード・バック補正制御を行う。

【００２０】具体的制御形態は、下記式に基づく。Ｖ（補正値）＝Ｖ（設定関数Ｆ２に基づく決定値）＋
ΔＶただし、ΔＶは、電圧補正量で、ΔＮと設定関数Ｆ３と
に基づく決定値。ΔＮは、下記式に基づく。 ΔＮ＝Ｎ（目標回転数Ｎの後述する補正値）−Ｎ
（検出値）

【００２１】しかしながら、ファン３やファン３のフィ
ルター部、及び、給気路や排気路などにリンティングや
通風障害などが発生している場合には、目標回転数Ｎに
て回転されているファン３による実際の通風量は、前記
目標通風量よりも少なくなることになる。この場合に
は、送風ファン３の仕事量は、通風量が減少する分だけ
少なくなるので、上記制御によれば、送風ファン３が目
標回転数Ｎになったときのファン印加電圧Ｖ（補正値）
は、ファン印加電圧Ｖ（設定関数Ｆ２に基づく決定値）
よりも減少することになる。また、リンティングや通風
障害の度合いがひどいくなるほど、電圧補正量ΔＶが増
大することになる。

【００２２】従って、前記風量低下検出手段１０２は、
ファン３をポストパージ用の設定回転数にて駆動する際
において、電圧補正量ΔＶの値により、目標回転数Ｎに
おけるファン３の目標通風量の低下を検出するように構
成されている。

【００２３】電圧補正量ΔＶは、ΔＶの値が正（＋）の
ときには、ファン３の回転数を目標回転数Ｎに維持する
のに電圧が不足していることを表し、一方、ΔＶの値が
負（−）のときには、回転数を目標回転数Ｎに維持する
のに電圧が過多なことを表している。リンティングや通
風障害が発生している場合には、電圧が不足、すなわ
ち、ΔＶの値は正（＋）の方向に増大する。

【００２４】そこで、前記補正手段１０３は、ポストパ
ージにおける風量低下検出手段１０２の検出情報として
の電圧補正量ΔＶに基づいて、前記目標通風量に近づけ
るように前記目標駆動状態を補正するように構成されて
いる。つまり、補正手段１０３は、ポストパージにおい
て風量低下検出手段１０２から伝達される電圧補正量Δ
Ｖが、設定値Ｖαより大であるか否かを判別して、大で
ある場合には、予め設定した回転数補正量Ｎc （例えば
１００回転数）だけ、目標回転数Ｎを増加させる補正制
御を行うように構成されている。この補正手段１０３の
補正により、図３に示すように、調整開度（燃料供給
量）Ｉｐと補正後の目標回転数Ｎとは、初期のラインＬ
ｏから補正後のラインＬｘに順次変更されることにな
り、これにより、ファン３の通風量をリンティングや通
風障害の発生にかかわらず、目標通風量に調節すること
ができる。

【００２５】そして、補正手段１０３の補正により、フ
ァン３により現在通風可能な最大通風量が、調整開度Ｉ
ｐの初期設定された上限値Ｕｏに達すると、つまり、図
３において通常限界ラインＬｇに達すると、リモコン装
置Ｒの警報ランプｒが点灯されて、メンテナンスが必要
であることが報知される。さらに、補正手段１０３の補
正により、ファン３により現在通風可能な最大通風量
が、調整開度Ｉｐの初期設定された上限値Ｕｏより低く
なると、つまり、補正手段１０３による補正が設定限度
Ｗに達すると、燃焼制御手段１０１は、バーナ１の目標
燃焼量の上限値を低下させることになる。具体的には、
調整開度Ｉｐの上限値を初期設定された上限値Ｕｏの２
／３に低下させる。この状態においても、さらにファン
３により現在通風可能な最大通風量が、調整開度Ｉｐの
低下された上限値（上限値Ｕｏの２／３）より低くなる
と、調整開度Ｉｐの上限値を初期設定された上限値Ｕｏ
の１／２（設定限界値）に低下させる。尚、この状態に
おいても、さらにファン３により現在通風可能な最大通
風量が、調整開度Ｉｐの低下された上限値（上限値Ｕｏ
の１／２）より低くなると、燃焼制御手段１０１は、燃
焼を停止させることになる。ちなみに、前記設定限度Ｗ
は、本実施例の場合においては、補正の回数として予め
設定されている。又、図３において、Ｌｙが調整開度Ｉ
ｐの上限値を、初期設定された上限値Ｕｏの２／３に低
下させた場合に相当するラインであり、Ｌｚが調整開度
Ｉｐの上限値を、初期設定された上限値Ｕｏの１／２に
低下させた場合に相当するラインである。

【００２６】以下、別の実施例について列記する。

【００２７】(1) 上記実施例では、ファン３の目標駆動
状態として、バーナ１の燃焼量に対する目標回転数Ｎを
設定する場合を例示したが、バーナ１の燃焼量に対し
て、ファン３の目標駆動電力を設定して実施しても良
く、この場合には、目標駆動電力にてファン３を駆動し
た場合のファン３の実際の回転数の変動から、風量の低
下を検出できるものとなる。

【００２８】(2) ファン３の目標駆動状態として、目標
回転数や目標駆動電力を設定するいづれの場合において
も、風速計等を用いて風量の低下を検出することができ
る。

【００２９】(3) 風量低下検出手段１０２による検出
は、上記実施例のようにポストパージにおいて実行する
に代えて、プレパージに実行したり、燃焼中において適
時実行してもよい。

【００３０】(4) 補正手段１０３は、上記実施例では、
風量低下が検出されると、設定量づつ補正する場合を例
示したが、風量低下量にあわせて、補正量を求めて補正
してもよい。

【００３１】(5) 補正手段１０３による補正の設定限度
とは、上記実施例の場合には、補正回数として設定した
が、風量低下量にあわせて、補正量を求めて補正するよ
うにする場合等においては、補正手段１０３の実際の補
正量に対する限度を設定限度として設定するとよい。

【００３２】(6) バーナ１の目標燃焼量を低下させる
に、上記実施例では２段階に低下させたが、１段階に低
下させたり、多段階に低下させてもよい。さらに、低下
の設定限界値としては、上述実施例のように、初期の上
限値Ｕｏの１／２の値にする他、例えば初期の上限値Ｕ
ｏの１／３にする等、種々変更できる。

【００３３】(7) 本発明の燃焼装置は、給湯器に適用す
る他、暖房器や調理用加熱器等の種々の機器に適用でき
るものである。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体構成を示す構成図

【図２】ファンの制御形態を示すブロック図

【図３】ファン回転数と燃料供給量（燃焼量）との関係
を示すグラフ

【符号の説明】

１バーナ３ファン５燃焼量調節手段１０１燃焼制御手段１０２風量低下検出手段１０３補正手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ(1) の燃焼量を調節する燃焼量調
節手段(5) を、目標燃焼量に調節し、且つ、前記バーナ
(1) に燃焼用空気を通風するファン(3) を、前記バーナ
(1) の燃焼量に基づいて設定される目標駆動状態に駆動
する燃焼制御手段(101) と、前記目標駆動状態における前記ファン(3) の目標通風量
の低下を検出する風量低下検出手段(102) と、その風量低下検出手段(102) の検出情報に基づいて、前
記目標通風量に近づけるように前記目標駆動状態を補正
する補正手段(103) とが設けられた燃焼装置であって、前記燃焼制御手段(101) が、前記補正手段(103) による
補正が設定限度に達するに伴って、前記バーナ(1) の目
標燃焼量の上限値を低下させるように構成されている燃
焼装置。
【請求項２】前記燃焼制御手段(101) が、前記バーナ
(1) の目標燃焼量の上限値の低下を、前記風量低下検出
手段(102) の検出情報に基づいて、設定限界値に達する
まで漸次実行するように構成されている請求項１記載の
燃焼装置。