JPH08261450A - 燃焼機器およびその燃焼異常検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼性能の悪化情況を的確に判断して、器具
の燃焼異常判定や寿命判定を正確に行うことができる全
一次空気燃焼式の燃焼機器を提供する。 【構成】 ガス量安定検出手段26は比例弁10の電流値
（比例弁10の開弁量）に基づいてバーナからのガス噴出
量の安定状態を検出する。ガス噴出量の安定が確認され
ると、カウンタ手段27は、フレームロッド20から低濃度
予混合ガスの一次空気率に対応する淡火炎のフレームロ
ッド電流値を複数検出し、電流検出値の平均値を算出
し、平均値を、データメモリ28における異常燃焼域への
しきい値と比較し、平均値がしきい値を越えたときに単
位数値をカウントアップし、そうでないときにはカウン
ト値をクリアする。寿命判断部29はカウンタ手段27のカ
ウント値が寿命判定値に達したときに通風量過剰又は通
風量不足が著しく、器具が通風量制御不可能な状態とな
り、器具の寿命であると的確に判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器や風呂釜等の燃
焼機器およびその燃焼異常検知方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７には燃焼機器として一般的な給湯器
の模式構成が示されている。同図において、器具ケース
１内には器具本体２が収容されている。器具本体２の燃
焼室３の下方側にはバーナ４が設置されており、このバ
ーナ４の下方側には給排気用の燃焼ファン５が設置され
ている。バーナ４のガス導入口にはノズル６が対向配置
されており、このノズル６に、ガス供給通路７を介して
燃料ガスが供給されている。このガス供給通路７には通
路の開閉を行う電磁弁８と、バーナ４へのガス供給量を
開弁量によって制御する比例弁10が組み込まれている。

【０００３】燃焼室３の上方側には給湯熱交換器11が設
置されており、この給湯熱交換器11の入側には給水管12
が接続され、また、給湯熱交換器11の出側には給湯管13
が接続されている。給水管12には給水温度を検出する入
水温度センサ14と、入水流量を検出する流量センサ15が
設けられており、給湯管13側には給湯温度を検出する出
湯温度センサ16が設けられている。また、バーナ４の燃
焼面の上方側にはバーナ４の火炎を検出するフレームロ
ッド電極20が配設されている。このフレームロッド電極
20は火炎検出回路（図示せず）に組み込まれており、フ
レームロッド電極20が火炎を検知すると火炎検出回路に
フレームロッド電流が通電されバーナ４の火炎が検出さ
れる。

【０００４】この種の器具の燃焼運転は制御装置17によ
って行われており、この制御装置17には、通常、給湯温
度の設定や、この設定された温度の表示等を行うリモコ
ン（図示せず）が接続されている。

【０００５】なお、図中、18は燃料ガスの点火を行うイ
グナイタ電極、21は燃焼ファン５の回転検出を行うホー
ルＩＣ等のファン回転検出センサ、22は器具ケース１の
壁面に設けられる吸気口として機能するルーバ、19はバ
ーナ４に向かう風圧を均圧化するパンチングメタル（必
要に応じ設けられる）、36は燃焼後の空気を排出するた
めの排気口、鎖線で示される23は必要に応じて設けられ
器具内に流れる空気流量を検出する風量検出センサで、
このセンサは差圧センサや、熱線ヒータ式風速センサ
や、カルマン渦式風速センサ等により形成される。

【０００６】この種の器具では、給湯管13の先端側に設
けられる出湯栓（図示せず）が開けられると、給水管12
から水が入り込み、この水の流れが流量センサ15により
検出されたときに、制御装置17は、燃焼ファン５を回転
し、電磁弁８と比例弁10を開け、イグナイタ電極18を駆
動して点火を行う。そして、フレームロッド電極20が炎
を検知したことを確認して、比例弁10の開弁駆動電流
（比例弁電流）を制御し、出湯温度が設定温度になるよ
うにガス供給量（比例弁10の開弁量）およびこのガス供
給量に見合う空気を供給すべく、燃焼ファン５の回転制
御を行う。

【０００７】湯の使用が終わって出湯栓が閉められる
と、給湯熱交換器11への通水が停止し、流量センサ15か
らの信号により水の流れの停止が検出されたときに、電
磁弁８が閉じられ、その後、燃焼室３内の排気ガスの排
出がほぼ終了するポストパージ期間が経過したときに、
燃焼ファン５の回転が停止され、次の出湯に備えられ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、給湯器が長期
間使用されると、給湯熱交換器11に煤等が付着し、空気
の流れが悪くなって、燃焼性能が悪化し、最終的には、
器具の寿命に至る。

【０００９】従来においては、器具の燃焼回数や燃焼時
間を累積演算によって求め、燃焼回数や燃焼時間が、予
め定めた設定値に達したときに寿命と判定し、廃棄処分
にする等の措置が取られていた。

【００１０】しかしながら、燃焼回数や燃焼時間によっ
て器具の寿命を判定する手法では、器具の正確な寿命を
判定するのが難しく、器具がまだ十分な燃焼性能を保っ
ていて、引き続き良好な燃焼運転を行い得るにもかかわ
らず、寿命と判定されて廃棄処分にされたり、既に、燃
焼性能が悪化していて、寿命に達しているにもかかわら
ず、燃焼回数や燃焼時間が設定値に達しない為に、寿命
と判定されずに、引き続き燃焼悪化の状態で使用される
という危険があった。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、器具の通気通路の詰
まり等による燃焼性能の悪化情況を的確に判断して、器
具の異常燃焼や寿命の判定を正確に行うことができる燃
焼機器およびその燃焼異常検知方法を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、第
１の発明は、高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バーナ
と、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣り
合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユニ
ットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供給
する燃焼ファンが設けられている燃焼機器において、前
記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空気
率に対応する電流を出力するフレームロッドと、低濃度
予混合ガスの一次空気率の不整合による異常燃焼域への
しきい値データが記憶されているデータメモリとを有し
ていることを特徴として構成されている。

【００１３】第２の発明は、高濃度予混合ガスを噴出燃
焼する濃バーナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡
バーナとが隣り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼
式のバーナユニットを備え、このバーナユニットに給排
気の空気を供給する燃焼ファンが設けられている燃焼機
器において、前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合
ガスの一次空気率に対応する電流を出力するフレームロ
ッドと、バーナ燃焼の開始後バーナからのガス噴出量の
安定状態を検出するガス量安定検出手段と、低濃度予混
合ガスの一次空気率の不整合による異常燃焼域へのしき
い値データが記憶されているデータメモリとを有してい
ることを特徴として構成されている。

【００１４】第３の発明は、高濃度予混合ガスを噴出燃
焼する濃バーナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡
バーナとが隣り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼
式のバーナユニットを備え、このバーナユニットに給排
気の空気を供給する燃焼ファンが設けられている燃焼機
器において、前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合
ガスの一次空気率に対応する電流を出力するフレームロ
ッドと、低濃度予混合ガスの一次空気率の不整合による
異常燃焼域へのしきい値データが記憶されているデータ
メモリと、フレームロッド電流をサンプリングしこのサ
ンプリング値が前記異常燃焼域へのしきい値を越えたと
きに単位数値をカウントアップしサンプリング値が異常
燃焼域へのしきい値を越えないときにはカウント値をク
リアするカウンタ手段と、このカウンタ手段のカウント
値が予め設定されている寿命判定値に達したときに器具
の寿命と判断して寿命信号を出力する寿命判断部とを有
していることを特徴として構成されている。

【００１５】第４の発明は、高濃度予混合ガスを噴出燃
焼する濃バーナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡
バーナとが隣り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼
式のバーナユニットを備え、このバーナユニットに給排
気の空気を供給する燃焼ファンが設けられている燃焼機
器において、前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合
ガスの一次空気率に対応する電流を出力するフレームロ
ッドと、バーナ燃焼の開始後バーナからのガス噴出量の
安定状態を検出するガス量安定検出手段と、低濃度予混
合ガスの一次空気率の不整合による異常燃焼域へのしき
い値データが記憶されているデータメモリと、前記ガス
量安定検出手段がガス噴出量の安定状態を検出した以降
にフレームロッド電流をサンプリングしこのサンプリン
グ値が前記異常燃焼域へのしきい値を越えたときに単位
数値をカウントアップしサンプリング値が異常燃焼域へ
のしきい値を越えないときにはカウント値をクリアする
カウンタ手段と、このカウンタ手段のカウント値が予め
設定されている寿命判定値に達したときに器具の寿命と
判断して寿命信号を出力する寿命判断部とを有している
ことを特徴として構成されている。

【００１６】第５の発明は、高濃度予混合ガスを噴出燃
焼する濃バーナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡
バーナとが隣り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼
式のバーナユニットを備え、このバーナユニットに給排
気の空気を供給する燃焼ファンが設けられ、前記淡バー
ナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空気率に対応
する電流を出力するフレームロッドと、低濃度予混合ガ
スの一次空気率の不整合による異常燃焼域へのしきい値
データが記憶されているデータメモリとを有している燃
焼機器であって、フレームロッド電流が異常燃焼域への
しきい値を越えたときに異常燃焼として検知することを
特徴として構成されている。

【００１７】

【作用】上記構成の本発明において、低濃度予混合ガス
の一次空気率に淡バーナ火炎のフレームロッド電流の値
が対応しており、一次空気率が増加するとフレームロッ
ド電流値が減少するという如く相関関係にある。このこ
とから、低濃度予混合ガスの一次空気率と淡バーナ火炎
のフレームロッド電流値との相関関係を実験等により求
め、この求めた相関関係から一次空気率の不整合による
異常燃焼域への一次空気率に対するフレームロッド電流
値を得、異常燃焼域へのしきい値として、データメモリ
に記憶させる。

【００１８】バーナ燃焼の開始後、例えば、ガス量安定
検出手段がバーナからのガス噴出量の安定状態を検出す
ると、バーナ燃焼が安定し器具の定常運転時におけるバ
ーナ燃焼情況を正確に検出できる状態になったと判断
し、カウンタ手段がフレームロッド電流のサンプリング
を開始する。カウンタ手段は、フレームロッド電流のサ
ンプリング値を検出し、データメモリから予め与えられ
ている異常燃焼域へのしきい値データを読み出し、上記
フレームロッド電流のサンプリング値をしきい値と比較
してサンプリング値がしきい値を越えたときには異常燃
焼が生じていると判断し、単位数値の例えば「１」をカ
ウンタ手段のカウント値に加算する。また、反対に、サ
ンプリング値がしきい値を越えないときには正常燃焼で
あると判断してカウンタ手段のカウント値をクリアす
る。

【００１９】寿命判断部は、上記カウント値が寿命判定
値に達したとき、言い換えれば、通風量過剰又は通風量
不足による異常燃焼が寿命判定値に対応する回数連続し
て検出されたときに、器具が通風量制御不可能な状態と
なり器具の寿命に至ったと判断して寿命信号が出力さ
れ、例えば、器具寿命の危険警告が適宜の表示手段に表
示される。

【００２０】このように、本発明では、淡バーナ火炎の
フレームロッド電流の値が低濃度予混合ガスの一次空気
率に対応している点に着目し、燃焼回数や燃焼時間によ
って燃焼性能の悪化を間接的に推定検出するのではな
く、フレームロッド電流の値を用いて低濃予混合ガスの
一次空気率の不整合による異常燃焼を直接的に検出し、
器具の寿命を自己判断することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。

【００２２】本実施例の燃焼機器は、図７に示す従来例
と同様な給湯器を対象にしており、本実施例では、バー
ナ４が図５および図６に示すような全一次空気燃焼式の
バーナユニット40で構成されている。全一次空気燃焼式
のバーナユニット40は、バーナのガス導入口から取り込
まれた空気（一次空気）のみの空気を用いてバーナ燃焼
を行い、環境汚染の原因となる窒素酸化物（ＮＯ_x ）の
生成量の低減を目的として改良開発されたものである。
バーナユニット40は、淡バーナ38と濃バーナ39とを隣り
合わせに配列配置してユニット化したもので、この淡バ
ーナ38と濃バーナ39は共にバーナのガス導入口45，46か
ら一次空気とガスノズル６から噴出される燃料ガスとを
取り込み、淡バーナ38はガスと一次空気とがバーナ内を
通過するときに、理論空気量よりも空気比率の高い多量
の低濃度予混合ガスを作り出し、これを炎口42から燃焼
室内に噴出する。

【００２３】一方、濃バーナ39は、同じく空気と燃料ガ
スとがバーナ内を通るときに、理論空気量よりも空気比
率の低い少量の高濃度予混合ガスを作り出し、これを炎
口43から燃焼室内に噴出する。そして、高濃度予混合ガ
スは、隣側の淡バーナ38から噴出される低濃度予混合ガ
スの空気をもらって燃焼し、低濃度予混合ガスは、隣側
の濃バーナ39の高温火炎の熱をもらって燃焼を行う。こ
の全一次空気燃焼式バーナユニット40では、淡バーナ38
から噴出する低濃度予混合ガスの量が、濃バーナ39から
噴出する高濃度予混合ガスの量よりも遥かに多量であ
り、この結果、バーナユニット40全体の燃焼面は、殆ど
淡バーナ38から噴出する低濃度予混合ガスの低温燃焼火
炎によって占められることで、窒素酸化物の生成の極め
て少ないクリーンな燃焼を達成することができる。

【００２４】上記のような全一次空気燃焼式のバーナユ
ニット40を用いてバーナ燃焼を行うとき、図３に示すよ
うに、淡バーナ38の一次空気率（燃焼における理論空気
量に対する予混合ガス中の実空気量の割合）ｍが減少す
るに伴い、淡バーナ火炎（淡火炎）におけるフレームロ
ッド（フレームロッド電極）20のフレームロッド電流値
Ｆが増加するという如く、淡バーナ38の一次空気率ｍと
淡火炎のフレームロッド電流値Ｆとは相関関係にある。
本発明者は、一次空気率の変化に伴うフレームロッド電
流の変動量が小さい濃バーナ（一次空気率0.5 〜0.6 ）
でなく、一次空気率の変化に伴うフレームロッド電流の
変動量が大きい淡バーナ（一次空気率1.6 〜1.8 ）の燃
焼における一次空気率ｍとフレームロッド電流値Ｆとの
相関関係に着目し、この特異な関係から淡火炎のフレー
ムロッド電流値Ｆから低濃度予混合ガスの一次空気率の
不整合による異常燃焼を検出し、この検出結果に基づい
て器具の寿命を判断する給湯器等の燃焼機器を発明し
た。

【００２５】図１は本実施例の特徴的な構成を示すもの
で、フレームロッド（フレームロッド電極）20と、ガス
量安定検出手段26と、カウンタ手段27と、データメモリ
28と、寿命判断部29と、表示手段30とを有して構成され
ている。

【００２６】フレームロッド20は、従来例と同様に、フ
レームロッド電流を検出する火炎検出回路に組み込まれ
ている。本実施例では、フレームロッド20の先端が、図
４に示すように淡バーナ38の炎口42の中心に対峠して淡
火炎に接触する位置に設けられている。

【００２７】ガス量安定検出手段26は、メモリ48と、ガ
ス量安定判定部49と、時計機構50とを有して構成されて
おり、バーナからのガス噴出量が安定したか否かをガス
噴出量に対応する比例弁10の比例弁電流値Ｉ（比例弁10
の開弁量）に基づいて判断する。

【００２８】メモリ48には、ガス噴出量が安定したと判
断する基準となるガス噴出量安定領域の下限値および上
限値が比例弁電流値の下限値Ｉ₁ および上限値Ｉ₂ で与
えられている。時計機構50はタイマにより構成されてい
る。時計機構50にはガスが連続して安定噴出しているか
を判断するための判定時間Ｔ（秒）が与えられており、
時計機構50がタイマ駆動を開始してからＴ秒間を経過す
るとタイムアップ信号をガス量安定判定部49に出力し、
次のタイマ駆動に備えリセットする。

【００２９】ガス量安定判定部49は、フレームロッド20
からバーナ燃焼の開始を検知すると、比例弁10の比例弁
電流値Ｉの検出を開始し、メモリ48から前記ガス噴出量
安定領域の下限値Ｉ₁ および上限値Ｉ₂ を読み出し、こ
のＩ₁ およびＩ₂ と、検出された比例弁電流値Ｉを比較
する。ＩがＩ₁ 以上、かつ、Ｉ₂ 以下であるときには、
ガス噴出量がガス噴出量安定領域内に入ったものと判断
してタイマオン信号を時計機構50に出力し、時計機構50
をタイマ駆動させ、そうでないときには、ガス噴出量が
不安定領域にあると判断してタイマオン信号の出力は行
わず、また、タイマオン信号を出力した後に比例弁電流
値Ｉが不安定領域に入ったと判断されたときには、時計
機構50にタイマリセット信号を出力し、時計機構50をタ
イマリセットする。

【００３０】また、比例弁電流値Ｉが安定領域に入りＴ
秒間を経過したときに、ガス量安定判定部49は、ガスが
バーナからばらつきなく安定噴出していると判断し、バ
ーナ燃焼が安定したものと認識してガス噴出量安定信号
をカウンタ手段27に出力する。また、同時に、比例弁電
流値Ｉの検出を停止する。

【００３１】データメモリ28には、バーナユニット40全
体の燃焼状態を大きく左右する淡バーナ38の燃焼が良好
燃焼状態であるか異常燃焼状態であるかを判断するため
のしきい値データが与えられている。図３に示すよう
に、低濃度予混合ガスの一次空気率ｍがｍ_a 以下のとき
には低濃度予混合ガス中の一次空気が不足している状
態、つまり通風通路の詰まり（通風劣化）等による異常
燃焼状態となり、また、ｍがｍ_b 以上のときには低濃度
予混合ガス中の一次空気が過剰でリフト現象等が生じて
いる異常燃焼状態となってしまう。前述の如く、一次空
気率ｍとフレームロッド電流値Ｆとは相関関係にあるこ
とから、この一次空気率ｍとフレームロッド電流値Ｆと
の相関関係を実験等により求め、この相関関係に基づい
て異常燃焼域へのしきい値である一次空気率ｍ_a ，ｍ_b
に対応するフレームロッド電流値Ｆ_a，Ｆ_b を得、この
Ｆ_a ，Ｆ_b が、例えば機器出荷時に、しきい値データと
してデータメモリ28に与えられる。

【００３２】カウンタ手段27は、検出手段31と、サンプ
リングデータメモリ32と、演算部33と、燃焼情況判断部
34と、カウンタ部35とを有して構成されている。

【００３３】検出手段31はガス量安定検出手段26のガス
噴出量安定信号を受けると、バーナ燃焼が安定したと認
識してフレームロッド20からフレームロッド電流値Ｆを
順次Ｎ個サンプリングし、サンプリングデータメモリ32
に出力する。サンプリングデータメモリ32は、フレーム
ロッド電流値Ｆ₁ 〜Ｆ_N を順次記憶する。

【００３４】演算部33にはフレームロッド電流値Ｆ₁ 〜
Ｆ_N の平均値Ｆ_s をサンプリング値として算出するため
の演算式が予め与えられており、演算部33はサンプリン
グデータメモリ32からフレームロッド電流値Ｆ₁ 〜Ｆ_N
を読み出し、上記演算式に代入しサンプリング値Ｆ_s を
算出出力する。

【００３５】燃焼情況判断部35は、前記データメモリ28
から異常燃焼域へのしきい値Ｆ_a ，Ｆ_b を読み出し、演
算部33から算出出力されたサンプリング値Ｆ_s をＦ_a ，
Ｆ_bと比較し、Ｆ_s がＦ_a 以上又はＦ_b 以下であるとき
には、淡バーナ38が一次空気率の不整合による異常燃焼
を生じていると判断し、カウント信号をカウンタ部35に
出力し、そうでないときには、良好燃焼であると判断
し、カウントクリア信号をカウンタ部35に出力する。

【００３６】カウンタ部35はカウント信号を受けると予
め設定されるカウントの単位数値の例えば「１」をカウ
ンタ部35のカウント値に加算し、このカウンタ値を寿命
判断部29に出力する。反対に、カウントクリア信号を受
けるとカウント値をクリアする。なお、本実施例では、
バーナ燃焼開始毎に燃焼情況判断部34でバーナ燃焼情況
判定が１回行われ、そのバーナ燃焼情況判定のたびに連
続してバーナ燃焼が異常燃焼状態であると判断されたと
きには、その都度カウンタ部35のカウント値に「１」が
加算され、カウント値には異常燃焼の連続検出回数分の
数が示される。

【００３７】寿命判断部29には寿命判定値Ｓが予め与え
られており、寿命判断部29は、カウンタ部35のカウント
値が寿命判定値Ｓに達したときに、通風量不足又は通風
量過剰が著しく、燃焼ファン５による通風量制御が不可
能な状態であるため、器具の寿命であると判断し、表示
手段30に寿命信号を出力する。

【００３８】表示手段30は、寿命判断部29から加えられ
る寿命信号を受け、例えば、リモコン等の所望の表示部
に表示する。この表示手段30の表示手法としては、例え
ば、液晶画面に器具寿命を知らせる記号や文字を表示し
たり、あるいは、ランプを点灯したり、あるいは、ブザ
ー等を用いる等、様々な表示の構成態様を採り得る。

【００３９】本実施例は以上のように構成されており、
その器具の寿命判定動作を図１および図２に基づき説明
する。

【００４０】まず、図２のフローチャートのステップ10
1 の燃焼開始後、ステップ102 で、ガス量安定判定部49
が比例弁10の比例弁電流値Ｉを検出し、メモリ48からガ
ス噴出量安定領域の下限値Ｉ₁ および上限値Ｉ₂ を読み
出して、比例弁電流値ＩがＩ₁ 以上、かつ、Ｉ₂ 以下で
あるか否かを判断する。ＩがＩ₁ 以上、かつ、Ｉ₂ 以下
であると判断されたときには、ガス噴出量が安定領域に
入ったものと認識されてガス量安定判定部49からタイマ
オン信号が時計機構50に出力される。ステップ103 で
は、時計機構50がタイマをオンし、ステップ104 で、比
例弁電流値Ｉが安定領域に入りＴ秒間（例えば10秒）経
過したか否かを判断する。Ｔ秒間経過したと判断された
ときには、ガスがバーナからばらつきなく安定噴出して
いる状態となったと判断してガス量安定判定部49がガス
噴出量安定信号をカウンタ手段27に出力する。

【００４１】ステップ105 では、バーナからのガス噴出
量が安定してバーナ燃焼が安定したことを確認し、カウ
ンタ手段27の検出手段31がフレームロッド20からフレー
ムロッド電流値Ｆ₁ 〜Ｆ_N のサンプリングを開始し、こ
のフレームロッド電流値Ｆ₁〜Ｆ_N を順次サンプリング
データメモリ32に記憶する。

【００４２】ステップ106 では、演算部33がサンプリン
グ値（フレームロッド電流値Ｆ₁ 〜Ｆ_N の平均値）Ｆ_s
を算出出力し、ステップ107 で、燃焼情況判断部34がデ
ータメモリ48から異常燃焼域へのしきい値Ｆ_a ，Ｆ_b を
読み出し、上記算出されたサンプリング値Ｆ_s としきい
値Ｆ_a ，Ｆ_b を比較して、Ｆ_s がＦ_a 以上又はＦ_s がＦ
_b 以下であるか否かを判断する。Ｆ_s がＦ_a 以上のとき
には一次空気不足による異常燃焼状態であり、また、Ｆ
_s がＦ_b 以下のときには一次空気過剰による異常燃焼状
態であると判断され、ステップ108 で、カウンタ部35の
カウント値に設定の単位数値の「１」が加算され、この
カウント値を寿命判断部29に出力する。

【００４３】ステップ109 では、寿命判断部29がカウン
タ部35のカウント値と寿命判定値Ｓとを比較し、カウン
ト値が寿命判定値Ｓに達したか否かを判断する。カウン
ト値が寿命判定値Ｓに達したときには、バーナ燃焼開始
毎の器具寿命判定のたびに異常燃焼が検出され、その連
続回数分のカウント値が寿命判定値Ｓに達したので、器
具が通風量を制御できない状態となったことが判明し、
器具の寿命に至ったとして寿命信号が表示手段30に出力
され、ステップ110 で、表示手段30が、リモコン等の表
示部に器具の寿命警告の表示を行う。

【００４４】また、前記ステップ104 で、比例弁電流値
ＩがＴ秒間継続して安定領域に入っていることができな
かったときには、ガス噴出量がばらつき、バーナ燃焼が
不安定で、ステップ105 以降の動作を行う状態でないと
判断し、ステップ111 でタイマをリセットして次のタイ
マ駆動に備え、再びステップ102 以降の動作を行う。

【００４５】また、前記ステップ107 で、フレームロッ
ド電流のサンプリング値Ｆ_s が良好燃焼域であると判断
されたときには、燃焼情況判断部34がカウンタ部35にカ
ウントクリア信号を出力し、ステップ112 で、カウンタ
部35のカウント値をクリアし、次の器具寿命判定動作に
備える。

【００４６】また、前記ステップ109 で、カウンタ部35
のカウント値が寿命判定値Ｓに達していないときには、
ステップ113 で、寿命判断部29が器具の寿命ではないと
判断し、次の器具寿命判定動作に備える。

【００４７】本実施例によれば、低濃度予混合ガスの一
次空気率ｍに対応する淡火炎のフレームロッド電流値Ｆ
を用いて淡火炎の異常燃焼を検出し、この検出結果に基
づいて器具の寿命であると判断する構成としたので、従
来例のように、燃焼回数や燃焼時間に基づいて燃焼性能
の悪化を推定するのではなく、バーナの異常燃焼を直接
的に検出することができ、燃焼性能の悪化による器具の
寿命判定を的確に行うことが可能となる。

【００４８】このように、器具の寿命判定が的確に行わ
れることで、器具が既に寿命になっているにもかかわら
ず、器具が引き続き使用されることによる危険を防止で
きると共に、器具がまだ寿命になっていないにもかかわ
らず、寿命と判定されて廃棄処分にされるという無駄を
防止することができる。

【００４９】また、カウンタ手段27を設け、このカウン
ト値が寿命判定値に達したときに寿命であると判断して
いるので、例えば、排気口36から逆風が吹き込み、一時
的に異常燃焼となったときに、器具の寿命であると誤判
断することを防止することができる。

【００５０】さらに、本発明者は、風量検出センサ23を
用いて器具内の実通風量を検出し、この実通風量に基づ
いて燃焼ファン５のファン回転数の制御を行う方式を提
案している。この提案の方式を採用している器具におい
て、例えば、燃焼ファン５は目標通風量を供給している
のにも関わらず、風量検出センサ23が故障して実通風量
より少ない通風量を検出する場合には、制御装置17は風
量検出センサ23から目標通風量が検出されるように燃焼
ファン５のファン回転数をアップする方向に制御するた
め、実通風量が増大し一次空気過剰となってバーナ燃焼
が異常燃焼状態となり、フレームロッド電流値は異常燃
焼域へのしきい値Ｆ_b 以下となる。

【００５１】また、風量検出センサ23が実通風量より多
い通風量を検出する場合には、燃焼ファン５の回転数が
ダウンし一次空気不足でバーナ燃焼が異常燃焼状態とな
り、フレームロッド電流値は異常燃焼域へのしきい値Ｆ
_a 以上となる。このことから、本実施例同様に、フレー
ムロッド電流を用いて風量検出センサ23の故障を検出す
る等、新たな展開を図ることが可能である。

【００５２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、ガス量安定検出手段26がバーナからのガス
噴出量の安定状態を検出する手段として比例弁10の比例
弁電流値Ｉ（比例弁10の開弁量）に基づいて検出した
が、ガス供給通路７にガス流量センサを設け、上記同様
にガス噴出量の安定状態を検出してもよい。この場合に
は、ガス量安定検出手段26のメモリ48にはガス流量セン
サにおけるガス噴出量安定領域の下限値および上限値が
与えられることになる。

【００５３】また、上記実施例では、複数個のフレーム
ロッド電流値Ｆ₁ 〜Ｆ_N を検出し、フレームロッド電流
値Ｆ₁ 〜Ｆ_N を平均演算してサンプリング値としたが、
１個以上のフレームロッド電流値を検出してそのままサ
ンプリング値として異常燃焼域へのしきい値と比較し、
例えば、フレームロッド電流検出値の個数が１個の場合
はその１個の値が、２個以上のフレームロッド電流値を
検出る場合は２個以上の予め設定した個数のサンプリン
グ値が異常燃焼域であるときにバーナ燃焼が異常燃焼状
態であると判断する等、その他様々なバーナ燃焼情況判
定の態様を採り得る。

【００５４】さらに、上記実施例では、カウンタ手段27
のカウントの単位数値を「１」としたが、例えば「５」
等の他の値をカウントの単位数値としてもよい。

【００５５】さらに、上記実施例では、バーナ燃焼開始
毎、つまり、燃焼運転を１回行う毎に、寿命判定動作が
１回行われていたが、例えば、燃焼運転を10回行う毎又
は１週間毎に寿命判定動作を１回行う等、寿命判定動作
を行う時期は適宜に設定されるものである。

【００５６】さらに、上記実施例では、燃焼機器とし
て、単能給湯器（給湯機能のみの給湯器）を例にして説
明したが、本発明の燃焼機器は、給湯と追い焚きあるい
は給湯と温水暖房等の両機能を備えた複合給湯器や、そ
の他、全一次空気燃焼式のバーナユニットを備えた、風
呂釜、暖房機、冷房機、冷暖房機、空調機等の様々なタ
イプの燃焼機器に適用されるものである。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、低濃度予混合ガスの一
次空気率に対応するフレームロッドの出力電流を用い
て、低濃度予混合ガスの一次空気率の不整合による異常
燃焼を検出し、この異常燃焼の検出結果に基づいて器具
の異常や寿命を判定する構成としたので、従来のよう
に、燃焼回数や燃焼時間に基づいて燃焼性能の悪化を推
定するのではなく、バーナ異常燃焼を直接的に検出し、
燃焼性能の悪化を正確に検知することができ、器具の燃
焼異常判定や寿命判定を的確に行うことが可能となる。

【００５８】また、バーナからのガス噴出量の安定状態
を検出するガス量安定検出手段を設ける構成にあって
は、ガス量安定検出手段がガス噴出量の安定状態を検出
した以降にフレームロッド電流をサンプリングするよう
にしたので、バーナ燃焼開始直後のガス噴出量の不安定
状態時のデータによって異常燃焼の判断が行われること
がなく、バーナ燃焼不安定時の異常燃焼によって器具の
燃焼異常判定や寿命判定の誤判断を防止することができ
る。

【００５９】さらに、フレームロッド電流のサンプリン
グ値が異常燃焼域へのしきい値を越えたときに単位数値
をカウントアップし、そうでないときにはカウント値を
クリアするカウンタ手段と、カウンタ手段のカウント値
が寿命判定値に達したときに器具の寿命を判定する寿命
判断部とを設ける構成にあっては、例えば、排気口から
燃焼室内に逆風が吹き込んで、一時的に異常燃焼が生じ
たときに、即、器具の異常や寿命であると誤判断してし
まうことを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の特徴的な主要構成を示すブロック図
である。

【図２】本実施例の燃焼機器における器具の寿命判定動
作を示すフローチャートである。

【図３】低濃度予混合ガスの一次空気率と、フレームロ
ッド電流値との関係を示すグラフである。

【図４】フレームロッド電極の設置例を示す説明図であ
る。

【図５】全一次空気燃焼式のバーナユニットの一例を模
式的に示す説明図である。

【図６】図５のバーナユニットの燃焼面の一例を示す説
明図である。

【図７】燃焼機器として一般的な給湯器の一例を模式的
に示す説明図である。

【符号の説明】 ５ 燃焼ファン 20 フレームロッド 26 ガス量安定検出手段 27 カウンタ手段 28 データメモリ 29 寿命判断部 38 淡バーナ 39 濃バーナ 40 バーナユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バー
   ナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣
   り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユ
   ニットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供
   給する燃焼ファンが設けられている燃焼機器において、
   前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空
   気率に対応する電流を出力するフレームロッドと、低濃
   度予混合ガスの一次空気率の不整合による異常燃焼域へ
   のしきい値データが記憶されているデータメモリとを有
   していることを特徴とする燃焼機器。
2. 【請求項２】 高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バー
   ナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣
   り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユ
   ニットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供
   給する燃焼ファンが設けられている燃焼機器において、
   前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空
   気率に対応する電流を出力するフレームロッドと、バー
   ナ燃焼の開始後バーナからのガス噴出量の安定状態を検
   出するガス量安定検出手段と、低濃度予混合ガスの一次
   空気率の不整合による異常燃焼域へのしきい値データが
   記憶されているデータメモリとを有していることを特徴
   とする燃焼機器。
3. 【請求項３】 高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バー
   ナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣
   り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユ
   ニットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供
   給する燃焼ファンが設けられている燃焼機器において、
   前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空
   気率に対応する電流を出力するフレームロッドと、低濃
   度予混合ガスの一次空気率の不整合による異常燃焼域へ
   のしきい値データが記憶されているデータメモリと、フ
   レームロッド電流をサンプリングしこのサンプリング値
   が前記異常燃焼域へのしきい値を越えたときに単位数値
   をカウントアップしサンプリング値が異常燃焼域へのし
   きい値を越えないときにはカウント値をクリアするカウ
   ンタ手段と、このカウンタ手段のカウント値が予め設定
   されている寿命判定値に達したときに器具の寿命と判断
   して寿命信号を出力する寿命判断部とを有していること
   を特徴とする燃焼機器。
4. 【請求項４】 高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バー
   ナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣
   り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユ
   ニットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供
   給する燃焼ファンが設けられている燃焼機器において、
   前記淡バーナ火炎に接触して低濃度予混合ガスの一次空
   気率に対応する電流を出力するフレームロッドと、バー
   ナ燃焼の開始後バーナからのガス噴出量の安定状態を検
   出するガス量安定検出手段と、低濃度予混合ガスの一次
   空気率の不整合による異常燃焼域へのしきい値データが
   記憶されているデータメモリと、前記ガス量安定検出手
   段がガス噴出量の安定状態を検出した以降にフレームロ
   ッド電流をサンプリングしこのサンプリング値が前記異
   常燃焼域へのしきい値を越えたときに単位数値をカウン
   トアップしサンプリング値が異常燃焼域へのしきい値を
   越えないときにはカウント値をクリアするカウンタ手段
   と、このカウンタ手段のカウント値が予め設定されてい
   る寿命判定値に達したときに器具の寿命と判断して寿命
   信号を出力する寿命判断部とを有していることを特徴と
   する燃焼機器。
5. 【請求項５】 高濃度予混合ガスを噴出燃焼する濃バー
   ナと、低濃度予混合ガスを噴出燃焼する淡バーナとが隣
   り合わせに配列されてなる全一次空気燃焼式のバーナユ
   ニットを備え、このバーナユニットに給排気の空気を供
   給する燃焼ファンが設けられ、前記淡バーナ火炎に接触
   して低濃度予混合ガスの一次空気率に対応する電流を出
   力するフレームロッドと、低濃度予混合ガスの一次空気
   率の不整合による異常燃焼域へのしきい値データが記憶
   されているデータメモリとを有している燃焼機器であっ
   て、フレームロッド電流が異常燃焼域へのしきい値を越
   えたときに異常燃焼として検知する燃焼機器の燃焼異常
   検知方法。