JPH08128631A

JPH08128631A - ガス燃焼装置

Info

Publication number: JPH08128631A
Application number: JP6264827A
Authority: JP
Inventors: Yozo Kagami; 要三各務; Hiroaki Sasaki; 宏明佐々木; Masao Kuboshita; 雅生久保下
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-21
Also published as: KR0157359B1; KR960014768A

Abstract

(57)【要約】【目的】バーナに供給する燃料ガスの種類を簡単な構成
で容易且つ確実に判別することができ、それにより必要
燃焼量に応じたバーナへのガス供給制御を、種々の燃料
ガスについてバーナのノズルを共用化しつつ該燃料ガス
の種類に適合させて的確に行うことができるガス燃焼装
置を提供する。【構成】バーナ３へのガス供給管８にガス流量センサ９
及びガス流量制御弁１０を設ける。コントローラ１６の
制御により、燃焼運転の開始初期にガス流量制御弁１０
への通電量を所定値としてバーナ３へのガス供給を行
い、この時のガス流量センサ９の出力レベルにより燃料
ガスの種類を判別する。その判別後には、燃料ガスの種
類に適合させて、あらかじめ定めたデータに従ってガス
流量制御弁１０を制御する。流量センサ９としては、燃
料ガスの種類によって出力特性が相違する熱式流量セン
サや熱線式流量センサを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス給湯器等、都市ガ
スやＬＰガスを燃料として使用するガス燃焼装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガス燃焼装置において
は、例えばバーナへのガス供給路に設けた圧力制御型の
流量制御弁であるガバナ付比例弁を、バーナの必要燃焼
量に対応した通電量でもって制御することにより、該必
要燃焼量に対応したガス圧をバーナのノズルの流入側
（比例弁の下流側）に生ぜしめ、それにより、バーナへ
のガス供給量を前記必要燃焼量に対応した量に制御する
ものが一般に知られている。この場合、前記比例弁の制
御に際しては、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼ファ
ンの回転数を前記必要燃焼量に応じてあらかじめ定めた
回転数に制御すると共に、該燃焼ファンの回転数に応じ
た通電量でもって前記比例弁に通電し、それにより、結
果的にバーナへのガス供給量が前記必要燃焼量に対応し
た量になるようにする場合（ファン先行型）もある。

【０００３】ところで、この種のガス燃焼装置において
使用される燃料ガスは、国内においては、現在ＬＰガス
を含めて１５種類のガス種に分類されており、使用され
る燃料ガスの種類は燃料ガスを提供するガス事業者や地
域等によって相違する。そして、それらの各種類の燃料
ガスは、その供給圧力や単位体積当たりの発熱量、比
重、燃焼速度指数等が互いに相違しており、このため、
前記必要燃焼量に対応したガス供給量は、該必要燃焼量
が同じであっても、使用する燃料ガスの種類によって相
違する。

【０００４】一方、前述したような従来のガス燃焼装置
において、バーナへのガス供給量、すなわち、バーナの
ノズルから噴出するガス量は、ノズルの流入側のガス圧
だけに依存するのではなく、燃料ガスの比重やノズルの
開口面積等の影響を受ける。例えばノズルの流入側のガ
ス圧が同じであっても、ノズルの開口面積が大きい程、
ガス供給量は大きくなる。

【０００５】そこで、従来のガス燃焼装置においては、
前記各種類の燃料ガスに対応するために、ガス種に応じ
て開口面積等の相違する複数のノズルを用意しておき、
使用する燃料ガスの種類に対応したノズルをバーナに備
えるようにしている。そして、これにより、前述したよ
うに前記比例弁を用いてノズルの流入側のガス圧を制御
することで、必要燃焼量に対応した量の燃料ガスをバー
ナに供給すると共に、そのガス供給量を燃料ガスの種類
に適合させるようにしている。

【０００６】しかしながら、このように使用するガス種
によって、多種類のノズルを用意することは、製造業者
にとって、各種類のノズルの製造・管理が煩雑なものと
なると共に、コスト的にも不利なものとなる。また、使
用者にとっても、移転等により、ガス種が変わった場合
には、既存のガス燃焼装置のバーナのノズルを交換しな
ければならない。

【０００７】このような不都合を解消するために、例え
ば特開昭５８−２１４７１３号公報に見られるように、
バーナヘのガス供給路にガス通路面積を可変とする絞り
機構を設けると共に、燃料ガスの供給圧力と比重とをそ
れぞれ検知器により計測することで、燃料ガスの種類を
判別し、その判別したガス種に応じて前記絞り機構によ
りガス通路面積を調整することにより、同一のノズルを
使用しつつ各種類の燃料ガスに対応した適量の燃料ガス
をバーナに供給するようにしたものが提案されている。

【０００８】しかしながら、前記公報のものにおいてガ
ス種を判別するために必要な燃料ガスの供給圧力は、一
般にガス種が同一であっても燃焼装置の使用状況や設置
状況等によって変動を生じやすく、異なる種類の燃料ガ
ス同士で互いに供給圧力が近似する場合が多々ある。ま
た、燃料ガスの比重についても、異なる種類の燃料ガス
同士で互いに近似している場合がある。

【０００９】このため、前記公報のように、燃料ガスの
供給圧力と比重とを計測しただけでは、それらの計測値
からガス種を正確に判別することは困難であり、ガス種
の判別が誤って行われ易い。そして、このようにガス種
の判別が誤って行われると、バーナへのガス供給量が本
来のガス種に対応したものとならずに不適正なものとな
って、燃焼不良を生じることとなる。

【００１０】また、ガス種を判別するために、圧力検出
器と比重検出器とが必要となるため、部品点数が増大
し、装置構成の複雑化を招くと共に、コスト的に不利な
ものとなってしまう。

【００１１】さらに、前述したような従来のガス燃焼装
置や、前記公報のものにあっては、基本的にはバーナの
ノズルの流入側のガス圧を調整することでガス供給量を
制御するものであるため、バーナに実際に供給されるガ
ス量は、バーナのノズルの流出側の大気圧の影響も受け
る。このため、例えばバーナを収容した燃焼室の気圧が
外風の影響で変動したり、燃焼ファンにより燃焼用空気
が送風される燃焼室の排気口の詰まり等の影響で該燃焼
室の気圧が変動した場合には、バーナヘのガス供給量の
制御が不正確なものとなる虞れがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明はバーナに供給
する燃料ガスの種類を簡単な構成で容易且つ確実に判別
することができ、それにより必要燃焼量に応じたバーナ
へのガス供給制御を、種々の燃料ガスについてバーナの
ノズルを共用化しつつ該燃料ガスの種類に適合させて的
確に行うことができるガス燃焼装置を提供することを目
的とする。

【００１３】さらに、ガス種を判別するための構成を用
いて必要燃焼量に応じたバーナへのガス供給量の制御を
精度よく行うことができるガス燃焼装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】さらに、判別されるガス種に応じたバーナ
の良好な燃焼を行うことができるガス燃焼装置を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、前述の
背景に鑑み、各種の検討を行った結果、次のことを知見
した。すなわち、例えば気体の流量あるいは流速を検出
するための熱式流量センサや熱線式流量センサにより、
種々の燃料ガスについてバーナへのガス流量を検出した
とき、流量センサの出力レベルは、基本的にはガス流量
に応じて変化するのであるが、このとき、同じガス流量
であっても、燃料ガスの種類が相違すると、流量センサ
の出力レベルは比較的顕著な差異を生じる。具体的に
は、例えば流量センサとして、白金薄膜抵抗を検出素子
として使用した熱式流量センサ（この構成の概要は後述
する）を用い、例えばプロパンガス、６Ａの燃料ガス、
１３Ａの燃料ガス及び１２Ａの燃料ガスの４種類の燃料
ガスについて、ガス流量に対する流量センサの出力レベ
ルを測定すると、図４に示すような出力特性が得られ
た。同図を参照して明らかなように、１３Ａ及び１２Ａ
の燃料ガスのついての流量センサの出力特性はほぼ同一
であるが、他の種類の燃料ガスとの間の関係について
は、任意のガス流量において流量センサの出力レベルが
比較的大きな差異を生じている。尚、１３Ａ及び１２Ａ
の燃料ガスについては、流量センサの出力特性がほとん
ど相違を生じないのであるが、これらの燃料ガスは、発
熱量等のガス特性が近似しているため、ガス燃焼装置に
おいては、従来から通常、同一種の燃料ガスとして扱わ
れ、バーナヘのガス供給制御に際して１３Ａの燃料ガス
と１２Ａの燃料ガスとで区別する必要のないものであ
る。また、上記のような流量センサの出力特性は、白金
線等を検出素子として使用する熱線式流量センサを用い
た場合も同様である。

【００１６】従って、上記のような出力特性を示す流量
センサをバーナへの燃料ガスの供給路に設けると共に、
ある所定のガス流量でバーナに燃料ガスを供給すれば、
その時の流量センサの出力レベルにより燃料ガスの種類
を判別することが可能である。そして、このように燃料
ガスの種類が判別できれば、従来のガス燃焼装置におい
て使用している比例弁等、通電量に応じてガス流量を可
変とするガス流量制御弁を燃料ガスの供給路に設けると
共に、燃料ガスの種類に適合させて該ガス流量制御弁を
制御することで、それらの各種の燃料ガスについてバー
ナの必要燃焼量に対応した量の燃料ガスをバーナに供給
することが可能である。さらに、上記のように燃料ガス
の種類が判別できれば、その燃料ガスの種類に対応する
前記流量センサの出力特性に基づき、バーナへの実際の
ガス流量を把握することができるので、その把握される
実際のガス流量が所望のガス流量に一致するように前記
ガス流量制御弁を制御することで、ガス流量の制御精度
を高めることも可能となる。

【００１７】一方、上記のように前記流量センサを用い
て燃料ガスの種類を判別するために、バーナへのガス流
量を所定のガス流量とする場合、必ずしも精度よく該所
定のガス流量とする必要はなく、該所定のガス流量に対
して多少のばらつきを生じてもよい。これは、前記図４
に見られるように、ある所定のガス流量における前記流
量センサの出力レベルは燃料ガスの種類によって比較的
大きな差異を生じるため、実際のガス流量が該所定のガ
ス流量に対して多少のばらつきを生じても、前記流量セ
ンサの出力レベルは燃料ガスの種類によって、その種類
を判別し得る程度に差異を生じる。従って、燃料ガスの
種類を判別するに際しては、概略的にガス流量が所定の
ガス流量となるようにすれば、前記流量センサの出力レ
ベルにより燃料ガスの種類を判別することができる。そ
して、上記のように概略的にガス流量が所定のガス流量
となるようにすることは、例えば従来のガス燃焼装置に
おいて使用しているガバナ付比例弁を用いて行うことが
可能である。すなわち、該比例弁への通電量を所定値と
すると、バーナのノズルの流入側のガス圧が所定のガス
圧となる。この時、バーナへのガス流量は基本的には、
ノズルの開口面積と燃料ガスの比重とに応じたものとな
り、従って、ノズルを燃料ガスの種類によらずに同一と
すれば、バーナへのガス流量は燃料ガスの比重（これは
燃料ガスの種類によって相違する）の影響を受けてばら
つきを生じる。しかるに、燃料ガスの比重の相違による
ガス流量のばらつきは一般にはさほど大きくはなく、前
記比例弁への通電量を所定値としたときのバーナへの実
際のガス流量は、種々の燃料ガスについてほぼ同じとな
る。尚、ガスの供給圧力（元圧）がほぼ同じであるよう
な種類の燃料ガスについては、例えば通電量に応じた開
口面積となるような流量制御弁を用いても、該制御弁へ
の通電量を所定値とすれば、バーナへのガス流量を燃料
ガスの種類によらずにほぼ同じとすることができる。

【００１８】従って、比例弁等の通電量に応じてガス流
量を可変とするガス流量制御弁への通電量を所定値とす
れば、種々の燃料ガスについてバーナへのガス流量をほ
ぼ同じ所定のガス流量とすることができ、その時の前記
ガス流量センサの出力レベルを検出すれば、それにより
燃料ガスの種類を判別することが可能となる。

【００１９】実際、バーナへのガス供給路に例えばガバ
ナ付比例弁を設けた場合に、バーナのノズルを同じとし
て、前記図４に示した種類の燃料ガスについて、該ガス
供給路に設けた前記ガス流量センサの出力レベルを比例
弁への種々の通電量において測定すると、図５に示すよ
うな測定データが得られた。同図５に見られるように、
前記比例弁への任意の所定の通電量において、プロパン
ガス、６Ａの燃料ガス、並びに１３Ａ及び１２Ａを併せ
た種類の燃料ガスについて、流量センサの出力レベルは
該燃料ガスの種類を判別し得る程度に十分な差異を生じ
る。

【００２０】以上の知見に基づき、本発明は前記の目的
を達成するために、バーナへの燃料ガスの供給路に設け
られ、通電量に応じてガス流量を可変とするガス流量制
御弁と、前記燃料ガスの供給路に設けられ、前記バーナ
へのガス流量に応じたレベルの信号を出力すると共に該
ガス流量が同じであっても前記燃料ガスの種類によって
出力レベルが相違する特性を示すガス流量センサと、前
記ガス流量制御弁に所定の通電量で通電し、その時の前
記ガス流量センサの出力レベルに基づき前記燃料ガスの
種類を判別するガス種判別手段と、前記ガス種判別手段
により判別された燃料ガスの種類に適合させて前記バー
ナの必要燃焼量に対応した量の燃料ガスを前記バーナに
供給すべく前記ガス流量制御弁を制御する弁制御手段と
を備えたことを特徴とする。

【００２１】さらに、前記ガス種判別手段により判別さ
れる燃料ガスの種類毎に、前記バーナの必要燃焼量に対
応する目標ガス流量を設定するためのガス供給データを
あらかじめ記憶保持した記憶手段と、前記ガス種判別手
段により判別された燃料ガスの種類に対応して前記記憶
手段に記憶保持された前記ガス供給データに基づき、前
記必要燃焼量に対応する目標ガス流量を設定する目標ガ
ス流量設定手段とを備え、前記弁制御手段は、前記ガス
流量センサの出力レベルが前記判別された燃料ガスの種
類において前記目標ガス流量に対応する出力レベルにな
るように前記ガス流量制御弁を制御することを特徴とす
る。

【００２２】あるいは、前記ガス種判別手段により判別
される燃料ガスの種類毎に、前記バーナの必要燃焼量に
対応した量の燃料ガスを前記バーナに供給するための前
記ガス流量制御弁の通電量のデータをあらかじめ記憶保
持した記憶手段を備え、前記弁制御手段は前記ガス種判
別手段により判別された燃料ガスの種類に対応して前記
記憶手段に記憶保持されたデータに基づき、前記ガス流
量制御弁を制御することを特徴とする。

【００２３】また、前記バーナに燃焼用空気を供給する
燃焼ファンと、前記ガス種判別手段により判別される燃
料ガスの種類毎に、前記必要燃焼量に対応した量の燃焼
用空気を前記バーナに供給する前記燃焼ファンの目標回
転数を設定するための給気データをあらかじめ記憶保持
した第２の記憶手段と、前記ガス種判別手段により判別
された燃料ガスの種類に対応して前記第２の記憶手段に
記憶保持された前記ガス供給データに基づき、前記必要
燃焼量に対応する前記燃焼ファンの目標回転数を設定す
る目標回転数設定手段と、前記燃焼ファンの回転数が前
記目標回転数になるように該燃焼ファンを制御するファ
ン制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００２４】さらに、前記ガス流量センサは、熱式流量
センサ又は熱線式流量センサであることを特徴とする。

【００２５】さらに、前記ガス流量制御弁は、前記バー
ナのノズルの流入側に通電量に応じたガス圧を生ぜしめ
る圧力制御型のガス流量制御弁であることを特徴とす
る。

【００２６】尚、前記ガス種判別手段による燃料ガスの
種類の判別は、例えば燃焼運転の開始初期に行う。

【００２７】

【作用】本発明によれば、前記ガス流量制御弁に所定の
通電量で通電することにより、前記バーナヘのガス流量
がほぼ所定のガス流量となり、この時、前記ガス流量セ
ンサの出力レベルは燃料ガスの種類によって相違するも
のとなる。従って、その時の前記ガス流量センサの出力
レベルにより、簡単な構成で容易に燃料ガスの種類を判
別することが可能となる。そして、前記弁制御手段によ
り、該燃料ガスの判別された種類に応じて前記ガス流量
制御弁が制御されるので、それらの各種類の燃料ガスに
ついてバーナのノズルを同一としつつ必要燃焼量に対応
したバーナへのガス供給を燃料ガスの種類に適合させて
行うことが可能となる。

【００２８】この場合、前記目標ガス流量を設定するた
めのガス供給データを燃料ガスの種類毎に記憶保持した
前記記憶手段を備えたときには、前記燃料ガスの種類の
判別後には、各種類の燃料ガスについて、それに対応す
る前記ガス供給データに基づき、前記目標ガス流量設定
手段により目標ガス流量を設定すると共に、前記弁制御
手段により、前記ガス流量センサの出力レベルが判別さ
れた燃料ガスの種類において前記目標ガス流量に対応す
る出力レベルになるように前記ガス流量制御弁を制御す
ることにより、各種類の燃料ガスについて、必要燃焼量
に対応した量のガス供給を確実に行うことが可能とな
る。

【００２９】また、前記ガス流量制御弁の通電量のデー
タを燃料ガスの種類毎に記憶保持した記憶手段を備えた
ときには、前記燃料ガスの種類の判別後には、各種類の
燃料ガスについて、それに対応する通電量のデータに基
づき、前記弁制御手段により前記ガス流量制御弁を制御
することにより、簡単な構成で各種類の燃料ガスについ
て、必要燃焼量に対応したガス供給を行うことが可能と
なる。

【００３０】また、燃料ガスの種類毎に、前記燃焼ファ
ンの目標回転数の給気データを記憶保持した前記第２の
記憶手段を備えたときには、前記燃料ガスの種類の判別
後には、各種類の燃料ガスについて、それに対応する前
記給気データに基づき、前記目標回転数設定手段により
燃焼ファンの目標回転数を設定すると共に、前記ファン
制御手段により、燃焼ファンの回転数が目標回転数にな
るように制御することにより、燃料ガスの種類に適合し
た量の燃焼用空気をバーナに供給することが可能とな
り、各種類の燃料ガスについて、前記必要燃焼量でもっ
てバーナの良好な燃焼運転を行うことが可能となる。

【００３１】さらに、前記ガス流量センサとして、熱式
流量センサ又は熱線式流量センサを用いたときには、そ
れらの流量センサは前述したように燃料ガスの種類によ
って顕著な出力特性の相違を示すので、燃料ガスの種類
を確実に判別することが可能となる。

【００３２】また、前記ガス流量制御弁として前記バー
ナのノズルの流入側に通電量に応じたガス圧を生ぜしめ
る圧力制御型のガス流量制御弁を用いたときには、燃料
ガスの種類を判別するに際して、通電量を所定の通電量
とすることで燃料ガスの供給圧力（元圧）によらずにガ
ス流量を各種の燃料ガスについてほぼ同じガス流量とす
ることが可能となり、前記ガス流量センサを用いた燃料
ガスの種類の判別をより確実なものとすることが可能と
なる。

【００３３】

【実施例】本発明の一例を図１乃至図８を参照して説明
する。図１は本実施例のガス燃焼装置であるガス給湯器
のシステム構成図、図２は図１のガス給湯器の要部のブ
ロック構成図、図３は図１のガス給湯器に使用するガス
流量センサの構成を説明するための説明図、図４は図３
のガス流量センサの出力特性を示す線図、図５乃至図８
は図１のガス給湯器の作動を説明するための線図であ
る。

【００３４】図１を参照して、１は熱交換器２及びこれ
を加熱するバーナ３を内蔵した給湯器本体、４は熱交換
器２を通って配管された通水管、５は通水管４を流れる
水の流量を熱交換器２の上流側で検出する通水量セン
サ、６，７はそれぞれ熱交換器２の上流側及び下流側で
通水管３を流れる水の入水温度及び出湯温度を検出する
温度センサ、８はバーナ３に燃料ガスを供給するガス供
給管（ガス供給路）、９はバーナ３に供給されるガス流
量を検出すべくガス供給管８に設けられたガス流量セン
サ、１０，１１はそれぞれガス供給管８に設けられたガ
ス流量制御弁及び開閉電磁弁、１２はバーナ３に燃焼用
空気を供給する燃焼ファン、１３は燃焼ファン１２を駆
動するファンモータ、１４は燃焼ファン１２の回転数を
検出する回転数センサ、１５は使用者が出湯温度の設定
等を行うための操作部、１６はファンモータ１３やガス
流量制御弁１０、開閉電磁弁１１等の作動制御を行うコ
ントローラ、１７はバーナ３の点火を行うイグナイタ、
１８はバーナ３の失火の有無等の燃焼状態を検知するフ
レームロッドである。

【００３５】この場合、前記バーナ３及び熱交換器２は
給湯器本体１内に形成された燃焼室１９に収容され、こ
の燃焼室１９には給湯器本体１の上部に設けられた排気
口２０が連通している。

【００３６】また、通水管４の上流側は水道管（図示し
ない）に接続され、下流側は台所や浴室等の給湯栓（図
示しない）に接続されている。

【００３７】また、前記ガス流量制御弁１０は、例えば
その下流側に通電量に比例したガス圧（二次圧）を生じ
るガバナ付比例弁である。

【００３８】また、本実施例のガス給湯器において使用
する燃料ガスは、例えばプロパン、６Ａ、１２Ａ及び１
３Ａのいずれかの種類の燃料ガスであり、いずれの種類
の燃料ガスについてもバーナ３のノズル３ａは同一のも
のを使用する。

【００３９】前記ガス流量センサ９は、例えば熱式流量
センサであり、その概要的構成は、図３に示すように例
えば白金からなる３個の薄膜抵抗素子２１ａ〜２１ｃ
と、これらの薄膜抵抗素子２１ａ〜２１ｃに通電して出
力信号を生成するセンサ回路部２２とにより構成され、
前記薄膜抵抗素子２１ａ〜２１ｃがガス供給管８内に図
示のようにその上流側から下流側に向かって順に等間隔
で配置されている。このガス流量センサ９においては、
中央の薄膜抵抗素子２１ｂはヒータとして機能し、セン
サ回路部２２から一定電流あるいは一定電力が給電され
て発熱し、その両側の薄膜抵抗素子２１ａ，２１ｃを加
熱する。また、両側の薄膜抵抗素子２１ａ，２１ｃは、
温度によって抵抗値変化を生じる温度センサとして機能
し、ガス供給管８に燃料ガスが流れたとき、薄膜抵抗素
子２１ａ，２１ｃの位置で、燃料ガスの流速に応じた温
度差が生じることにより、該流速に応じた抵抗値変化を
生じる。そして、センサ回路部２２は、薄膜抵抗素子２
１ａ，２１ｃの燃料ガスの流速に応じた抵抗値変化を電
気信号に変換し、該流速に応じたレベルの信号をコント
ローラ１６に出力する。この場合、ガス供給管８を流れ
る燃料ガスのガス流量は流速にガス供給管８の断面積を
乗算したものであるので、燃料ガスの流速に比例し、従
って、センサ回路部２０からコントローラ１６に出力さ
れる信号レベルは、バーナ３へのガス流量に応じたもの
となる。

【００４０】尚、本実施例では、薄膜抵抗素子２１ａ〜
２１ｃを使用した熱式流量センサをガス流量センサ９と
して採用したが、例えば薄膜抵抗素子２１ａ〜２１ｃに
代えて白金線等を使用する熱線式流量センサを用いても
よい。

【００４１】かかるガス流量センサ９にあっては、本実
施例において使用するプロパン、６Ａ、１２Ａ及び１３
Ａのガス種の燃料ガスにおいて、前記図４に示すような
出力特性となり、基本的には、ガス流量が大きくなるに
つれて出力レベルが増大する。そして、１３Ａ及び１２
Ａの燃料ガスはほとんど同じ出力特性を示し、これと、
６Ａの燃料ガスと、プロパンとでは互いに異なる出力特
性を示す。

【００４２】図２を参照して、前記コントローラ１６は
マイクロコンピュータ等を含む電子回路により構成され
たものであり、その主要な機能的構成として、操作部１
５から与えられた設定温度や前記温度センサ６，７によ
り検出される入水温度及び出湯温度、通水量センサ５に
より検出される通水量等を基に出湯温度を設定温度に一
致させるのに必要なバーナ３の必要燃焼量を時々刻々求
める必要燃焼量演算部２３と、該演算部２３により求め
られた必要燃焼量等に応じて燃焼ファン１２の作動制御
をファンモータ１３を介して行うファン制御部２４（フ
ァン制御手段）と、回転数センサ１４を介して検出され
る燃焼ファン１２の回転数やガス流量センサ９の出力レ
ベル等に応じてガス流量制御弁１０を制御する弁制御部
２５（弁制御手段）と、初回の燃焼運転の開始初期に燃
料ガスの種類を判別するために、ファン制御部２４及び
弁制御部２５を介してファンモータ１３及びガス流量制
御弁１０の制御を行わしめるガス種判別指令部２６と、
その時のガス流量センサ９の出力レベルにより燃料ガス
の種類を判別するガス種判別部２７とを備えている。

【００４３】そして、ファン制御部２４は、前記必要燃
焼量演算部２３により求められる必要燃焼量に対応した
量の燃焼用空気を燃焼ファン１２によりバーナ３に供給
するための後述の給気データをガス種判別部２７により
判別されるガス種毎にあらかじめ記憶保持した給気デー
タ記憶部２８（第２の記憶手段）と、ガス種の判別後に
該給気データを基に必要燃焼量に対応した燃焼ファン１
２の目標回転数を設定する目標回転数設定部２９（目標
回転数設定手段）とを備えている。

【００４４】また、弁制御部２５は、必要燃焼量に対応
した量の燃料ガスをバーナ３に供給すべくガス流量制御
弁１０を制御するための後述のガス供給データをガス種
判別部２７により判別されるガス種毎にあらかじめ記憶
保持したガス供給データ記憶部３０（第１の記憶手段）
と、ガス種の判別後に該ガス供給データを基に必要燃焼
量に対応した目標ガス流量をガス流量センサ９の出力レ
ベルにより設定する目標ガス流量設定部３１（目標ガス
流量設定手段）と、同様にガス供給データを基に必要燃
焼量に対応したガス流量制御弁１０の基準通電量を設定
する基準通電量設定部３２とを備えている。

【００４５】ここで、本発明の構成に対応して、前記ガ
ス種判別指令部２６及びガス種判別部２７は、弁制御部
２５と併せてガス種判別手段３３を構成するものであ
る。

【００４６】次に、本実施例のガス給湯器の作動を説明
する。

【００４７】コントローラ１６は、通水管４の通水が開
始されると、これを通水量センサ５を介して検知し、そ
の検知に応じてファン制御部２４によりファンモータ１
３を介して燃焼ファン１２を回転駆動すると共に、電磁
弁１１を開弁してバーナ３へのガス供給を開始する。そ
して、この状態でイグナイタ１７を介してバーナ３を点
火せしめ、これによりバーナ３の燃焼運転（給湯運転）
を開始する。

【００４８】この時、ガス給湯器の初回の燃焼運転の開
始時においては、コントローラ１６のガス種判別指令部
２６は、ファン制御部２４により燃焼ファン１２をあら
かじめ定めた所定の一定回転数で回転駆動するようにフ
ァンモータ１３を制御し、さらに、弁制御部２５により
ガス流量制御弁１０にあらかじめ定めた所定の一定通電
量でもって通電する。これにより、バーナ３のノズル３
ａには、その流入側（ガス流量制御弁１０の下流側）の
ガス圧が燃料ガスの種類によらずにガス流量制御１０へ
の所定の通電量に対応した所定のガス圧となる状態で燃
料ガスが供給される。そして、この場合、バーナ３への
ガス流量は、燃料ガスの種類による比重の相違によって
若干のばらつきは生じるものの、どのガス種であっても
ほぼ同じ所定のガス流量となり、従って、ガス流量セン
サ９の出力レベルは、燃料ガスの種類に応じたものとな
る。

【００４９】上記のようにガス流量制御弁１０に所定の
通電量でもって通電した状態で、コントローラ１６のガ
ス種判別部２７は、その時のガス流量センサ９の出力レ
ベルにより燃料ガスの種類を判別する。

【００５０】すなわち、図５を参照して、ガス種判別部
２７は、ガス流量制御弁１０への前記所定の通電量Ｉ₀
におけるガス流量センサ９の出力レベルのあらかじめ定
められたレベル範囲Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃をそれぞれプロパ
ン、６Ａの燃料ガス、並びに１３Ａ及び１２Ａの燃料ガ
スに対応するガス種判別用のデータとして保持してい
る。そして、上記のようにガス流量制御弁１０に前記所
定の通電量Ｉ₀でもって通電した時のガス流量センサ９
の出力レベルが、レベル範囲Ｌ₁内にあるときには燃料
ガスの種類をプロパンであると判別し、レベル範囲Ｌ₂
内にあるときには燃料ガスの種類を６Ａであると判別
し、レベル範囲Ｌ₃内にあるときには燃料ガスの種類を
１３Ａ又は１２Ａであると判別する。

【００５１】このように燃料ガスの種類が判別された後
のバーナ３の燃焼運転においては、コントローラ１６
は、必要燃焼量演算部２３により、温度センサ７により
検出される出湯温度を操作部１５により設定された設定
温度に一致させるのに必要なバーナの必要燃焼量を温度
センサ６，７及び通水量センサ５により得られる入水温
度や出湯温度、通水量の検出データ等を基に時々刻々求
める。そして、コントローラ１６のファン制御部２４の
目標回転数設定部２９は、必要燃焼量演算部２３により
求められた必要燃焼量に対応した量の燃焼用空気をバー
ナ３に供給するたの燃焼ファン１２の目標回転数を給気
データ記憶部２８に記憶保持されている給気データに従
って設定する。この場合、給気データ記憶部２８には、
図６に示すように必要燃焼量に対する燃焼ファン１２の
目標回転数のデータが給気データとして燃料ガスの種類
毎に記憶保持されており、目標回転数設定部２９は、ガ
ス種判別部２７により前述したように判別された燃料ガ
スの種類に対応するデータに従って目標回転数を設定す
る。そして、このように目標回転数が設定されると、フ
ァン制御部２４は、回転数センサ１４により検出される
燃焼ファン１２の回転数が目標回転数に一致するように
燃焼ファン１２の回転数をファンモータ１３を介して制
御する。これにより、バーナ３への燃焼用空気の供給量
は、燃料ガスの種類毎に、バーナ３の必要燃焼量に適合
したものに制御される。

【００５２】尚、このような燃焼ファン１２の制御に際
しては、燃焼ファン１２の回転数を基本的には前記目標
回転数に制御する一方、例えばバーナ３への燃焼用空気
の実際の風量（供給量）を風量センサを用いて検出する
と共に、燃料ガスの種類毎に必要燃焼量に対応した燃焼
ファン１２の目標風量を設定し、それらの検出風量と目
標風量とが一致するように燃焼ファン１２の回転数を前
記目標回転数に対して増減制御するようにしてもよい。

【００５３】一方、上記のような燃焼ファン１２の制御
と並行して、コントローラ１６の弁制御部２５の目標ガ
ス流量設定部３１は、ガス供給データ記憶部３０に記憶
保持されているガス供給データに従って、回転数センサ
１４により検出される燃焼ファン１２の回転数に応じて
バーナ３に供給すべき燃料ガスの目標ガス流量をガス流
量センサ９の出力レベルとして設定する。同様に、弁制
御部２５の基準通電量設定部３２は、燃焼ファン１２の
回転数に応じて適量の燃料ガスをバーナ３に供給するた
めのガス流量制御弁１０の基準通電量を設定する。ここ
で、ガス供給データ記憶部３０には、図７及び図８にそ
れぞれ示すように、燃焼ファン１２の回転数に対する目
標ガス流量に相当するガス流量センサ９の出力レベルの
データと、ガス流量制御弁１０の基準通電量のデータと
がガス供給データとして燃料ガスの種類毎に記憶保持さ
れており、目標ガス流量設定部３１及び基準通電量設定
部３２は、それぞれガス種判別部２７により判別された
燃料ガスの種類に対応するデータに従って目標ガス流量
に相当するガス流量センサの出力レベルと基準通電量と
を設定する。この場合、燃焼ファン１２の回転数は、前
記必要燃焼量に対応した目標回転数に制御されるので、
結果的には、該必要燃焼量に対応した目標ガス流量に相
当するガス流量センサ９の出力レベル（以下、目標出力
レベルという）とガス流量制御弁１０の基準通電量とが
設定されることとなる。尚、ガス流量センサ９の目標出
力レベルのデータは、ガス種判別部２７により判別され
る各種類の燃料ガスについてのガス流量センサ９の出力
特性や燃料ガスの発熱量等のガス特性を考慮して定めら
れたものである。また、ガス流量制御弁１０の基準通電
量のデータは、その基準通電量でもってガス流量制御弁
１０に通電したときに、バーナ３に必要燃焼量に対応し
た適量の燃料ガス（これは前記目標ガス流量に相当す
る）が供給されるように燃料ガスの種類毎にその発熱量
等のガス特性を考慮して定められたものである。

【００５４】上記のように目標ガス流量と基準通電量と
が設定されると、弁制御部２５は、基本的には設定され
た基準通電量でもってガス流量制御弁１０に通電する。
これにより、基本的には、燃料ガスの種類に応じて必要
燃焼量に対応した量の燃料ガスがバーナ３に供給され
る。但し、ガス流量制御弁１０は外風等の影響で燃焼室
１９内の気圧が変動したりすると、その影響で実際にバ
ーナ３に供給される燃料ガスの量が確実には必要燃焼量
に対応したものにならない場合もある。

【００５５】そこで、弁制御部２５は、目標ガス流量設
定部３１により設定された目標出力レベルとガス流量セ
ンサ９の実際の出力レベルとを比較し、それに応じてガ
ス流量制御弁１０の通電量を前記基準通電量に対して増
減させることにより、ガス流量センサ９の実際の出力レ
ベルが目標出力レベルに一致するようにガス流量制御弁
１０を制御する。

【００５６】具体的には、ガス流量センサ９の出力レベ
ルが目標出力レベルよりも小さい場合には、ガス流量制
御弁１０への通電量を基準通電量よりも増加させてバー
ナ３へのガス流量を増加させる。逆に、ガス流量センサ
９の出力レベルが目標出力レベルよりも大きい場合に
は、ガス流量制御弁１０への通電量を基準通電量よりも
減少させてバーナ３へのガス流量を減少させる。

【００５７】これにより、バーナ３には、前記各種類の
燃料ガスが、共通のノズル３ａを使用しつつ確実に必要
燃焼量に対応した量でもって、且つ燃料ガスの種類に適
合した量でもって供給される。そして、該バーナ３に
は、燃料ガスの種類に適合した量でもって燃焼用空気が
供給されるので、該バーナ３において、前記各種類の燃
料ガスを必要燃焼量でもって良好に燃焼させることがで
きる。

【００５８】尚、本実施例のガス給湯器においては、コ
ントローラ１６は、通水管４の通水が終了すると、これ
を通水量センサ５を介して検知し、その検知に応じて電
磁弁１１を閉弁してバーナ３へのガス供給を遮断し、さ
らにファン制御部２４により燃焼ファン１２を停止せし
め、これによりバーナ３の燃焼運転を停止せしめる。こ
のような燃焼運転の停止作動は、運転中に前記フレーム
ロッド１８によりバーナの失火等が検知された場合にも
同様に行われる。

【００５９】また、前述したようなガス種の判別は、基
本的には初回の燃焼運転の開始時に行い、次回以降の燃
焼運転においては、初回に判別したガス種に対応した制
御が行われる。但し、移転等により使用する燃料ガスの
種類が変更させる場合には、図示しないリセットスイッ
チ等を操作することで、そのガス種の変更後の初回の燃
焼運転の開始時にガス種の判別を行うことができるよう
になっている。

【００６０】以上説明した実施例においては、ガス供給
の制御に際して、目標ガス流量に相当する目標出力レベ
ルにガス流量センサ９の出力レベルが一致するようにガ
ス流量制御弁１０を制御したが、該ガス流量制御弁１０
に前記基準通電量で通電することにより基本的には必要
燃焼量に対応た量の燃料ガスをバーナ３に供給すること
ができるので、簡略化のために、ガス流量センサ９の出
力レベルを監視することなく、単にガス流量制御弁１０
に前記基準通電量で通電するだけにしてもよい。この場
合には、本実施例において、前記ガス供給データ記憶手
段３０に基準通電量のデータのみを記憶保持すると共
に、目標ガス流量設定部３１を削除し、単に基準通電量
のデータに従ってガス流量制御弁１０を制御すればよ
い。

【００６１】また、本実施例においては、１３Ａ、１２
Ａ、６Ａ及びプロパンのいずれかの燃料ガスを使用する
ガス給湯器について説明したが、他の種類の燃料ガスに
ついても、熱式流量センサや熱線式流量センサ等のガス
流量センサを用いて本実施例と同様にガス種を判別しつ
つ各種類の燃料ガスに適合した燃焼運転を行うことがで
きる装置を提供することも可能である。

【００６２】また、本実施例においては、ガス給湯器を
例にとって説明したが、ガスファンヒータ等の他のガス
燃焼装置においても本発明を適用することが可能である
ことはもちろんである。

【００６３】また、本実施例においては、ガス流量制御
弁１０として圧力制御型のガバナ付比例弁を使用した
が、ガバナを別途設けたものでもよく、また、例えばガ
ス供給圧力（元圧）がほぼ同じような種類の燃料ガスに
ついては、通電量に応じて開口面積が変化するような制
御弁をガス流量制御弁として使用することも可能であ
る。

【００６４】また、本実施例においては、バーナ３の必
要燃焼量に対応した目標回転数に制御される燃焼ファン
１２の回転数に応じて目標ガス流量や基準通電量を設定
するようにしたが、必要燃焼量に応じて直接的に目標ガ
ス流量や基準通電量を設定するようにしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、バーナへの燃料ガスの供給路に燃料ガスの種
類によって出力特性の相違するガス流量センサと通電量
に応じてガス流量を可変とするガス流量制御弁を設け、
燃焼運転の開始初期にガス流量制御弁の所定の通電量で
もって通電して、その時のガス流量センサの出力レベル
により燃料ガスの種類を判別し、その後には判別された
燃料ガスの種類に適合させて必要燃焼量に対応した量の
燃料ガスがバーナに供給されるようにガス流量制御弁を
制御することによって、バーナに供給する燃料ガスの種
類を簡単な構成で容易に判別することができると共に、
その判別後には必要燃焼量に応じたバーナへのガス供給
の制御を、複数種類の燃料ガスについてバーナのノズル
を共用化しつつ該燃料ガスの種類に適合させて的確に行
うことができる。さらに、バーナのノズルを複数種類の
燃料ガスについて共用化することができるので、ノズル
の製造・管理が容易なものとなって、製造コストを低減
することができる。

【００６６】そして、燃料ガスの種類の判別後には、該
燃料ガスの種類に対応させて必要燃焼量に応じた目標ガ
ス流量を設定すると共に、ガス流量センサの出力レベル
がその目標ガス流量に対応した出力レベルになるように
ガス流量制御弁を制御するようにしたことによって、判
別される各種類の燃料ガスについて、その判別のための
ガス流量センサを有効に活用してバーナに確実に必要燃
焼量に対応した量の燃料ガスを供給することができ、必
要燃焼量に応じたバーナへのガス供給量の制御を精度よ
く行うことができる。

【００６７】また、燃料ガスの種類の判別後に、該燃料
ガスの種類に対応した通電量のデータに従ってガス流量
制御弁を制御するようにしたことによって、複数種類の
燃料ガスについて、バーナのノズルを共用化しつつ各燃
料ガスの種類に適合したガス供給を行うことができるガ
ス燃焼装置を簡略な構成で提供することができる。

【００６８】さらに、バーナに燃焼用空気を供給する燃
焼ファンの目標回転数を判別された燃料ガスの種類に対
応させて設定し、燃焼ファンの回転数をその目標回転数
になるように制御することによって、各種類の燃料ガス
についてバーナの燃焼を必要燃焼量でもって良好に行う
ことができる。

【００６９】さらに、前記ガス流量センサとして熱式流
量センサ又は熱線式流量センサを用いたことによって、
燃料ガスの種類に応じたガス流量センサの出力特性の相
違を顕著なものとすることができ、それによって、燃料
ガスの種類の判別を確実に行うことができる。

【００７０】さらに、ガス流量制御弁として圧力制御型
のガス流量制御弁を用いたことによって、燃料ガスの種
類の判別時に、該ガス流量制御弁への通電量を所定値と
することで燃料ガスの供給圧力等によらずにほぼ同じガ
ス流量でバーナに供給することができ、種々様々の燃料
ガスについてガス種の判別を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス燃焼装置の一例（ガス給湯器）の
システム構成図。

【図２】図１のガス給湯器の要部のブロック構成図。

【図３】図１のガス給湯器に使用するガス流量センサの
構成を説明するための説明図。

【図４】図３のガス流量センサの出力特性を示す線図。

【図５】図１のガス給湯器の作動を説明するための線
図。

【図６】図１のガス給湯器の作動を説明するための線
図。

【図７】図１のガス給湯器の作動を説明するための線
図。

【図８】図１のガス給湯器の作動を説明するための線
図。

【符号の説明】

３…バーナ、８…燃料ガスの供給路、９…ガス流量セン
サ、１０…ガス流量制御弁、１２…燃焼ファン、２４…
ファン制御部（ファン制御手段）、２５…弁制御部（弁
制御手段）、２８，３０…記憶手段、２９…目標回転数
設定部（目標回転数設定手段）、３１…目標ガス流量設
定部（目標ガス流量設定部）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナへの燃料ガスの供給路に設けられ、
通電量に応じてガス流量を可変とするガス流量制御弁
と、前記燃料ガスの供給路に設けられ、前記バーナへの
ガス流量に応じたレベルの信号を出力すると共に該ガス
流量が同じであっても前記燃料ガスの種類によって出力
レベルが相違する特性を示すガス流量センサと、前記ガ
ス流量制御弁に所定の通電量で通電し、その時の前記ガ
ス流量センサの出力レベルに基づき前記燃料ガスの種類
を判別するガス種判別手段と、前記ガス種判別手段によ
り判別された燃料ガスの種類に適合させて前記バーナの
必要燃焼量に対応した量の燃料ガスを前記バーナに供給
すべく前記ガス流量制御弁を制御する弁制御手段とを備
えたことを特徴とするガス燃焼装置。
【請求項２】前記ガス種判別手段により判別される燃料
ガスの種類毎に、前記バーナの必要燃焼量に対応する目
標ガス流量を設定するためのガス供給データをあらかじ
め記憶保持した記憶手段と、前記ガス種判別手段により
判別された燃料ガスの種類に対応して前記記憶手段に記
憶保持された前記ガス供給データに基づき、前記必要燃
焼量に対応する目標ガス流量を設定する目標ガス流量設
定手段とを備え、前記弁制御手段は、前記ガス流量セン
サの出力レベルが前記判別された燃料ガスの種類におい
て前記目標ガス流量に対応する出力レベルになるように
前記ガス流量制御弁を制御することを特徴とする請求項
１記載のガス燃焼装置。
【請求項３】前記ガス種判別手段により判別される燃料
ガスの種類毎に、前記バーナの必要燃焼量に対応した量
の燃料ガスを前記バーナに供給するための前記ガス流量
制御弁の通電量のデータをあらかじめ記憶保持した記憶
手段を備え、前記弁制御手段は前記ガス種判別手段によ
り判別された燃料ガスの種類に対応して前記記憶手段に
記憶保持されたデータに基づき、前記ガス流量制御弁を
制御することを特徴とする請求項１記載のガス燃焼装
置。
【請求項４】前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼フ
ァンと、前記ガス種判別手段により判別される燃料ガス
の種類毎に、前記必要燃焼量に対応した量の燃焼用空気
を前記バーナに供給する前記燃焼ファンの目標回転数を
設定するための給気データをあらかじめ記憶保持した第
２の記憶手段と、前記ガス種判別手段により判別された
燃料ガスの種類に対応して前記第２の記憶手段に記憶保
持された前記ガス供給データに基づき、前記必要燃焼量
に対応する前記燃焼ファンの目標回転数を設定する目標
回転数設定手段と、前記燃焼ファンの回転数が前記目標
回転数になるように該燃焼ファンを制御するファン制御
手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載のガス燃焼装置。
【請求項５】前記ガス流量センサは、熱式流量センサ又
は熱線式流量センサであることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のガス燃焼装置。
【請求項６】前記ガス流量制御弁は、前記バーナのノズ
ルの流入側に通電量に応じたガス圧を生ぜしめる圧力制
御型のガス流量制御弁であることを特徴とする請求項１
乃至５のいずれかに記載のガス燃焼装置。