JPH09101027A - 異常燃焼判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼機器の異常燃焼判定装置において、燃焼
量変動に伴う燃焼状態の変動による影響を最小化して、
正確な異常判定を可能にする。 【解決手段】 プリパージやポストパージにおいて、フ
ァン駆動電流Ｉfanに基づいてファン駆動の異常を判定
する場合には、湯張りや追焚運転だけが要求され一般給
湯が使用されてないときのみ、ファン回転数を十分に高
い回転数に制御して、ファン回転数が安定した段階でフ
ァン駆動電流Ｉfanをモニタして異常か否か判定する。
また、燃焼中にフレーム電流Ｉfから燃焼異常を判定す
る場合は、必要燃焼量が十分に高い値にあり且つ変動が
少ないときに、その必要燃焼量を強制的に固定した上
で、実際の燃焼量が安定したと推定される時に、フレー
ム電流Ｉfをモニタして異常か否か判定する。また、あ
る程度の頻度で強制的に異常判定を行う機会を設け、燃
焼機器が旧くなるにつれてその頻度を増加させていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯機などの燃焼
機器における異常燃焼判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】給湯機のように、出湯温度などの通水の
状態量に基づき、設定温度の湯温が得られるための必要
熱量を算出し、この必要熱量に応じて空気供給装置や燃
料供給装置などを制御する燃焼機器が公知である。この
ような燃焼機器において、炎電流を検知し基準値と比較
することにより異常燃焼を検知する装置が、実開昭６３
−１８４３４０号に示されるように公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ある種の燃焼機器、例
えば給湯機では、大流量のシャワーから小流量の台所給
湯まで、広い用途に使用されるため、通水量に応じた必
要燃焼量の変動幅が大きく、また、水栓開度を一定に保
った状態であっても、元水圧変動に基づく通水量変動等
によっても必要燃焼量が変動する。そのため、上記従来
の異常燃焼検知装置では、燃焼量変動に伴う燃焼状態の
大幅な変動が、正確な異常燃焼判定を妨げるという問題
がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、燃焼機器の異常
燃焼検知装置において、燃焼量変動に伴う燃焼状態の変
動による影響を最小化して、正確な異常判定を可能にす
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従う異常燃焼判
定装置は、燃焼機器の燃焼時に所定の状態量を検出する
検出手段と、この検出手段により検出された状態量が、
異常判定への利用に適格であることを示す所定の適格性
条件を満たしているか判断する適格性判断手段と、この
適格性判断手段が適格性条件を満たしていると判断した
とき、前記検出された状態量に基づいて異常があるか否
かを判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】ここで、上記所定の状態量としては、例え
ば、燃焼状態に関してはフレーム電流を始め、その他に
酸素量、排気温度などでもよく、更には、燃焼状態の制
御において演算される値、例えば、給湯機において通水
量をＱ、入水温度をＴc、設定湯温をＴs、出湯温度をＴ
h、ＰＩＤ演算の関数をｆPIDとしたとき、Ｑ（Ｔs−Ｔ
c）＋ｆPID（Ｔs−Ｔh）とＱ（Ｔh−Ｔc）との比率や差
などを採用することもできる。また、空気供給に関する
状態量としては、ファンモータへの駆動電流値や空気流
量などが採用できる。そして、このような状態量が例え
ば所定の正常範囲から外れたとき、異常が発生したと判
定することができる。

【０００７】本発明の異常燃焼判定装置によれば、機器
の燃焼時にその状態量が異常判定への利用に適格かどう
かを判断して、適格であるときに異常判定を行うので、
正確な判定が可能となる。

【０００８】適格性の条件としては、一つには検出され
た状態量に含まれるノイズが小さいことがあげられる。
具体的には、必要燃焼量が所定値より大きいときに適格
であると判断することができる。必要燃焼量が大きい時
は、上記状態量の絶対値が大きくなるため、必要熱量変
動や検出回路の誤差などに起因するノイズの影響を受け
にくくなり、判定の精度が上がるからである。また、別
の適格性の条件としては、検出された状態量が安定して
いることを挙げることができる。

【０００９】また、必要燃焼量が所定の最大燃焼量を越
える時には必要燃焼量を最大燃焼量に制限するような制
限手段を備えた燃焼機器では、この制限手段によって必
要燃焼量を最大燃焼量に制限されているときに、上記状
態量は適格であると判断することもできる。この場合
も、最大燃焼量であるからノイズの影響が小さく、判定
の精度が高いからである。更に、この構成によれば、燃
焼量が最大燃焼量に一定に維持されるため、制御が安定
し状態量の変動が少ないため判定の精度が高まるという
メリットもある。

【００１０】一つの望ましい実施形態では、上記構成に
加え、燃焼機器の本来の使用目的を達成するように空気
供給量又は燃料供給量を制御する第１の制御手段と、上
記状態量の変動が少ない所定の状態に空気供給量又は燃
料供給量を制御する第２の制御手段と、第１及び第２の
制御手段のいずれかを選択する選択手段とが更に設けら
れる。そして、第２の制御手段が選択されているとき
に、上記状態量が安定していると看做し適格性条件が満
たされていると判断する。

【００１１】このように第１の制御手段と第２の制御手
段とを設けてこれを選択できるようにすると、ある場面
では第１の制御手段によって使用者の要求に沿うように
燃焼機器を制御し、また、別の場面では第２の制御手段
によって異常判定に適した状態に燃焼機器を制御するこ
とができ、全体として、使用者の要求を満たすことと、
正確な異常判定による安全の確保とを両立させることが
できる。

【００１２】好適な実施形態では、プリパージ及びポス
トパージにおける空気供給用ファンの異常判定にこの２
つの制御手段による方式を採用している。即ち、第１の
制御手段は、プリパージ及びポストパージにおけるファ
ン回転数又は回転時間を、プリパージ及びポストパージ
の目的に適した比較的低い第１の回転数（例えば、着火
時のファン回転数に近い値）又は比較的短い第１の時間
に制御している。一方、第２の制御手段は、プリパージ
及びポストパージにおけるファン回転数又は回転時間
を、十分に高い第２の回転数又は十分に長い第２の時間
に制御している。

【００１３】その結果、第２の制御手段が選択されたと
きには、ファン制御におけるノイズの影響が小さい状態
で精度の高い異常判定が行える。一方、第１の制御手段
が選択された時は、例えばプリパージに関しては、短時
間でプリパージを完了し、かつ速やかにファン回転数を
着火時の回転数に移行させて、直ちに着火動作に入るこ
とができるため、使用者の要求を速やかに満たす事が可
能である。

【００１４】この場合、特に給湯機では、第１の制御手
段は、一般給湯のように出湯が使用者に直接触れる使用
態様で選択されることが、使用者に快感を与える上で望
ましい。一方、第２の使用態様は、湯張りや追焚のみの
ように出湯が使用者に直接触れない使用態様で選択され
ることが、使用者に不快感をあたえないようにするため
に望ましい。

【００１５】好適な実施形態ではまた、燃焼状態の異常
判定にも上記の２つの制御手段による方式を採用してい
る。即ち、第１の制御手段は、必要燃焼量で燃焼するよ
うに空気供給量及び燃料供給量を制御し、第２の制御手
段は、一定の燃焼量で燃焼するように空気供給量及び燃
料供給量を制御している。第２の制御手段が選択された
ときは、燃焼状態の変動が低減するため、精度の高い異
常判定が可能となる。

【００１６】この場合、第１と第２の制御手段の選択方
法としては、例えば第１の制御手段による制御が定常状
態に入ったとき、第１の制御手段に代えて第２の制御手
段を選択するようにすることができる。これにより、使
用者の要求に沿った制御を実質的に維持しつつ、異常判
定に適した一定燃焼量制御も行うことができる。この場
合、設定値やその他の条件が変化して一定燃焼量制御が
使用者の要求に沿わなくなった段階で、再び第１の制御
に戻すようにすることが、使用者の要求を実質的に常に
満たし続けるために望ましい。

【００１７】また、別の選択方法としては、例えば所定
の条件により異常発生の可能性が高いか否かを判別し、
異常発生の可能性が高い時には第２の制御手段を選択す
ることもできる。ここで、異常発生の可能性が高い時と
しては、例えば、機器の使用時間や使用回数があるステ
ップ量だけ増加した時とか、ある状態量が正常範囲から
外れた時などが採用できる。特に、機器の使用時間や使
用回数があるステップ量だけ増加した時に異常発生の可
能性が高いと判断する場合には、使用時間や使用回数が
増えるに伴ってステップ量を小さくすることによって、
旧い機器ほど短いインターバルで異常判定が実施される
ようにすることが望ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用した給湯機
の一実施形態の全体構成を示す。

【００１９】まず、湯水配管系統を説明する。一般給湯
用の配管は、入水管５と給湯用熱交換器３と出湯管６と
から構成される。出湯管６はその先端において台所や風
呂の水栓７に結合される。入水管５には入水流量Ｑ及び
入水温度Ｔcのセンサが設けられ、給湯用熱交換器３の
出口には出湯温度Ｔhのセンサが設けられている。

【００２０】給湯用熱交換器３の出口は、また、湯張り
管２にも接続し、この湯張り管２に風呂用の循環配管９
が接続されている。湯張り管２には、湯張りオン／オフ
用の開閉弁や、湯張り量Ｑfのセンサが設けられてい
る。

【００２１】風呂用の循環配管９は、浴槽８と追焚用熱
交換器４とをループに接続した配管であり、追焚時の循
環流を生じるための循環ポンプ１０を備えている。循環
配管９の浴槽側入口附近には風呂湯温度Ｔfのセンサが
設けられている。

【００２２】なお、給湯用熱交換器３と追焚用熱交換器
４とは、一缶二水式の一体型熱交換器２に纏められてい
る。

【００２３】次に、燃焼系統を説明する。２基のバーナ
１１、１２が一体型熱交換器２に対して設けられてお
り、一方のバーナ１１には炎（フレーム）電流Ｉfの検
出部１８が付属している。バーナ１１、１２の各々の燃
料供給管には燃焼オン／オフのための開閉弁１３、１４
が設けられている。また、燃料供給の元配管には、燃焼
量調節用の比例弁１５が設けられている。

【００２４】更に、バーナ１１、１２に対し、燃焼用の
空気を供給するためのファン１６が設けられている。こ
のファン１６にはファンモータ電流（ファン電流）Ｉfa
n及びファン回転数ＮRの検出部が付属している。

【００２５】最後に、制御系統を説明する。制御部３０
は、例えばマイクロコンピュータ及び付属の周辺回路か
ら構成される。この制御部３０は、台所や浴室のリモー
トコントローラにおける出湯温度設定部３２、風呂温度
設定部３３、湯張り量設定部３４、追焚スイッチ３１、
湯張りスイッチ３５等から設定値や運転指令を受け取
り、上述した湯水配管系統及び燃焼系統内の各種センサ
及び検出部から検出値を入力して、後述する制御処理を
行なう。この制御処理には、この給湯機の運転を制御す
るための処理と、燃焼状態の異常を検知するための処理
とが含まれており、それらの処理結果に応じて上述した
開閉弁、比例弁、ポンプ、ファン等が制御され、また、
異常時には警告表示部３６に警告表示が出力される。

【００２６】以下、制御部３０が行う制御処理を説明す
る。

【００２７】図２は、この給湯機の使用時間及び回数の
積算ルーチンを示す。フレーム電流Ｉfに基づいてバー
ナの消火状態から着火状態への変化を検出すると（Ｓ
１）、使用時間タイマをスタートさせ（Ｓ２）、再び消
火状態が検出される（Ｓ３）までの使用時間を計測す
る。そして、この計測した使用時間を、メモリに記憶し
てある使用時間積算値に加算し（Ｓ４）、かつ、メモリ
に記憶してある使用回数積算値を１回分増やす（Ｓ
５）。

【００２８】以上の動作を燃焼が行われる都度行うこと
により、この給湯機の過去の使用時間及び使用回数の積
算値が得られる。この積算値は、後述する燃焼シーケン
スにおいて、異常発生の可能性が高いか低いかを判断す
るために利用される。

【００２９】図３〜図６は、この給湯機の燃焼動作を制
御するための燃焼ルーチンを示す。

【００３０】まず、図３に示すように、燃焼要求の有無
をチェックする（Ｓ１１）。つまり、通水量Ｑが０より
大（＝水栓が開かれた）、湯張りスイッチ３５がオン、
又は追焚スイッチ３１がオン、のいずれかを検出すると
燃焼要求有りと判断する。

【００３１】燃焼要求有りと判断すると、まず異常発生
可能性低モードを初期設定した（Ｓ１２）上で、使用時
間積算値が所定の基準時間（例えば１０時間）より大か
（Ｓ１３）、又は使用回数積算値が所定回数より大か
（Ｓ１４）をチェックする。その結果、Ｓ１２、Ｓ１３
のいずれのチェック結果もノーであれば、次に一般給湯
が使用されているか否か（つまり、通水量Ｑが湯張り量
Ｑfより大か）をチェックする（Ｓ１５）。その結果、
一般給湯が行われていないと判断された場合、つまり湯
張りか追焚しか行われていないと判断された場合は、プ
リパージ回転数を十分に高い回転数（例えば４０００ｒ
ｐｍ）に、プリパージタイマを十分に長い時間（例えば
１０秒）に設定して（Ｓ１９）、その十分高い設定回転
数でその設定時間だけファンを駆動してプリパージを行
う（Ｓ２０、２３）。そして、このプリパージの間、フ
ァン駆動電流Ｉfanが安定した後に（Ｓ２１）、ファン
駆動電流Ｉfanが所定の基準値より小さいか否かチェッ
クし（Ｓ２２）、小さい場合にはファン駆動に関して異
常があると判断して警告表示を行う（Ｓ２３、Ｓ２
４）。

【００３２】ここで、十分高い回転数でファンを駆動す
る理由は、回転数が高いほど回転数制御の分解能の影響
が低下して、精度の高い異常判定ができることになるか
らである。例えば、制御可能な回転数の分解能が５０ｒ
ｐｍであるとすると、この分解能の影響は回転数５００
ｒｐｍに対しては１０％であるのに対し、回転数５００
０ｒｐｍに対しては１％に低減する。また、ファン駆動
電流が安定してから異常判断を行う理由は、過渡状態で
は精度の高い判定が期待できないからである。なお、フ
ァン駆動電流を安定させるために十分長いプリパージ時
間をとっており、その分だけ着火が遅れて設定温度より
低温の湯が出ることになるが、湯張りや追焚の場合は出
湯が直接使用者に触れるわけではないので、使用者が不
快を感じる問題はない。

【００３３】一方、ステップＳ１５で一般給湯が使用さ
れている場合は、プリパージ回転数を着火の時の回転数
より若干高い回転数（例えば２０００ｒｐｍ）に、及び
プリパージタイマをプリパージ機能を達成できる最短の
時間（例えば０．５秒）に設定して（Ｓ１６）、その低
い回転数でその最短時間だけファンを駆動してプリパー
ジを行う（Ｓ１７、１８）。

【００３４】ここで、一般給湯の場合に着火時に近いフ
ァン回転数と最短時間でプリパージを行う理由は、一般
給湯では出湯が直接使用者に触れるため、出来るだけ短
時間でプリパージを終了させ、出来るだけ速やかに着火
動作に移行することにより、開栓から速やかに設定温度
の湯を供給して使用者に快適感を与えるためである。
尚、この場合、プリパージ時間が非常に短くファン駆動
電流が安定しないため、ファン駆動電流による異常チェ
ックは正確を期せないため省略する。

【００３５】尚、ステップＳ１５の一般給湯の使用の有
無の判断は、設定温度Ｔsの大きさによって判断しても
よい。例えば、設定温度Ｔsが例えば７５℃のように非
常に高いときは、通常一般給湯ではそのような高温を使
用しないため、一般給湯が行われていないと判断するこ
とができる。

【００３６】更に、ステップＳ１３、Ｓ１４のチェック
において、使用時間積算値又は使用回数積算値のいずれ
かが所定時間又は所定回数より大きいと判断された場合
は、使用時間積算値又は使用回数積算値を一旦ゼロにリ
セットした（Ｓ２５）上で、その所定時間及び所定回数
を今までの値より小さい値に設定し直し（Ｓ２６）、異
常発生可能性高モードを設定し（Ｓ２７）、そしてステ
ップＳ１９へ進んで、一般給湯を含むか否かに関わら
ず、十分高いファン回転数で十分な時間だけプリパージ
を行ない、そして異常チェックも行う。この処理によ
り、使用時間積算値又は使用回数積算値が所定値を越え
る度に必ず異常チェックが行われることになる。つま
り、一定以上の頻度で必ず異常チェックが実行されるこ
とになる。しかも、上記ステップＳ２６によって、給湯
機が旧くなっていく（つまり、異常発生の可能性が高く
なっていく）についれて、異常チェックの行われる頻度
が高くなって行く（つまり、異常チェックの行われるイ
ンターバルが短くなっていく）ことになる。

【００３７】以上のようにプリパージを行った後、次に
図４に示すように、着火用の所定熱量で比例弁を開いて
バーナに着火する（Ｓ２８、Ｓ２９）。続いて、一般給
湯が使用されているかチェックし（Ｓ３０）、使用され
ていれば次に異常発生可能性高モードか否かチェックす
る（Ｓ３１）。その結果が異常発生可能性高モードでな
い（つまり、異常発生可能性低モードである）場合は、
フレーム電流Ｉfを読み込み（Ｓ３２）、その時の必要
燃焼量Ｆに応じて定めたフレーム電流の正常範囲の下限
値Ｉs（例えば、燃焼量Ｆが１６号の場合に２５０μ
Ａ）と比較する（Ｓ３３、Ｓ３４）。その結果、フレー
ム電流Ｉfが正常範囲下限値Ｉsを上回っていれば燃焼状
態は正常である判定し、続いて、設定温度Ｔs、入水温
度Ｔc、入水量Ｑ及び出湯温度Ｔhに基づいて必要燃焼量
Ｆを演算し（Ｓ３５、Ｓ３６）、この必要燃焼量Ｆに基
づき比例弁開度やファン回転数を制御する（Ｓ３７、Ｓ
３８）。

【００３８】一方、ステップＳ３４でフレーム電流Ｉf
が正常範囲下限値Ｉsを下回る場合は、異常発生の可能
性があるために異常発生可能性高モードを設定した（Ｓ
４０）上で、後述する燃焼量制御ルーチンに入り（Ｓ４
１）、そして、それに引続いて後述する異常判定ルーチ
ンに入る（Ｓ４１）。

【００３９】また、ステップＳ３１で異常発生可能性高
モードである場合も、直ちにステップＳ４０に進んで燃
焼量制御ルーチンに入り、それに引続いて異常判定ルー
チンに入る（Ｓ４１）。

【００４０】また、ステップＳ３０において一般給湯が
使用されていない場合は、次に追焚単独運転か（つま
り、湯張り量Ｑf＝０か）否かを判断する（Ｓ４２）。
追焚単独でない場合、つまり湯張りが行われている場合
は、直ちに燃焼量制御ルーチンに入り（Ｓ４１）、それ
に引続いて異常判定ルーチンに入る（Ｓ４１）。

【００４１】尚、ここではフレーム電流Ｉfが正常範囲
下限値Ｉsを上回った場合に正常と判定したが、ある種
のバーナ構成では、異常燃焼になるとフレーム電流Ｉf
が増加する特性を示すため、そのようなものに対して
は、フレーム電流Ｉfと正常範囲を上限値とを比較する
ことにより、正常異常を判断することになる。

【００４２】一方、追焚単独運転の場合は、図５に示す
ように、まず風呂設定温度Ｔfsと風呂温度Ｔfとに基づ
いて追焚の必要燃焼量Ｆfを計算し（Ｓ４３）、次に固
定燃焼モード中か否かをチェックし（Ｓ４４）、固定燃
焼モード中でなければ固定燃焼モードを設定した上で、
先程計算した必要燃焼量Ｆfを固定燃焼量Ｆsとして設定
する（Ｓ４６）。そして、この固定燃焼量Ｆsに基づい
て比例弁開度やファン回転数を制御し（Ｓ４８）、続い
て、異常判定ルーチンに入る（Ｓ４９）。

【００４３】また、追焚単独運転において、一旦固定燃
焼モードに入った後は、その固定燃焼量Ｆsと現在の必
要燃焼量Ｆfとの差が２号以内か否かを判断し（Ｓ５
０）、２号以内の場合は固定燃焼モードを維持したま
ま、ステップＳ４７へ進んで固定燃焼量Ｆfsに基づいて
比例弁開度やファン回転数を制御する。このように固定
燃焼モードによって燃焼量を固定化して変動をなくすこ
とにより、異常判定が正確にできるようになる。

【００４４】また、ステップＳ５０で固定燃焼量Ｆsと
現在の必要燃焼量Ｆfとの差が２号を越えた場合は、固
定燃焼モードを解除して（Ｓ５１）、必要燃焼量Ｆfに
基づいて比例弁解度やファン回転数を制御する（Ｓ５
２、Ｓ５３）。これにより、使用者の要求に沿うように
燃焼制御を行うことができる。

【００４５】着火後、以上のような比例弁及びファンの
制御を繰り返し、燃焼停止要求が入ると（Ｓ５４）、つ
まり、通水量Ｑが０になり且つ風呂温度Ｔfが風呂設定
温度tＴfs以上になると、バーナの開閉弁を閉じて消火
する（Ｓ５５）。

【００４６】消火の後、図６に示すように、まず燃焼要
求の有無をチェックし（Ｓ５６）、燃焼要求があれば図
３のステップＳ１５に戻ってプリパージを再開する。ま
た、燃焼要求が無ければ、次に異常発生可能性高モード
か否かをチェックし（Ｓ５７）、高モードでない（つま
り、異常発生可能性低モードである）場合は、ポストパ
ージのファン回転数として比較的低い回転数（例えば、
２０００ｒｐｍ）を設定し（Ｓ５８）、その回転数で所
定時間（例えば９０秒間）だけポストパージを行う（Ｓ
５９、Ｓ６３）。このポストパージの間、ファン駆動電
流Ｉfが安定した後に（Ｓ６０）、ファン駆動電流Ｉfを
基準値と比較し（Ｓ６１）、ファン駆動電流Ｉfが基準
値に達していなければ、異常の可能性があるため異常発
生可能性高モードを設定する（Ｓ６２）。

【００４７】一方、ステップＳ５７で異常発生可能性高
モードである場合には、ポストパージのファン回転数に
十分高い回転数（例えば４０００ｒｐｍであり、燃焼中
の最大回転数例えば３５００回転よりも高い）を設定し
（Ｓ６４）、その高い回転数で所定時間（例えば９０秒
間）だけポストパージを行う（Ｓ６５、Ｓ６３）。この
ポストパージの間、ファン駆動電流Ｉfが安定した後に
（Ｓ６６）、ファン駆動電流Ｉfを基準値と比較し（Ｓ
６７）、ファン駆動電流Ｉfが基準値に達していなけれ
ば異常と認定して警告表示を行う（Ｓ６８）。このよう
に異常発生可能性高モードでは、十分高い回転数で異常
判定を行うことにより、精度の高い異常判定結果が得ら
れる。

【００４８】図７及び図８は、図４のステップＳ４０の
燃焼量制御ルーチンの詳細流れを示す。

【００４９】まず、設定温度Ｔs、入水温度Ｔc、入水量
Ｑ及び出湯温度Ｔhに基づいて必要燃焼量Ｆを演算し
（Ｓ７０、Ｓ７１）、この必要燃焼量Ｆが所定の最大燃
焼量Ｆmaxを越えているか否かチェックする（Ｓ７
１）。その結果、越えている場合は、能力オーバモード
を設定し、最大燃焼量Ｆmaxに基づいて比例弁開度及び
ファン回転数を制御する（Ｓ７３、Ｓ７４、Ｓ９７）。

【００５０】一方、必要燃焼量Ｆが最大燃焼量Ｆmaxを
越えていない場合は、次に固定燃焼モード中か否かチェ
ックする（Ｓ７５）。固定燃焼モード中である場合は、
固定燃焼量Ｆsと必要燃焼量Ｆとの差が２号以内であれ
ば、固定燃焼モードを維持して固定燃焼量Ｆsに基づき
燃焼を制御し（Ｓ７６、Ｓ７７、Ｓ９７）、一方、上記
燃焼量の差が２号以上になったなら、固定燃焼モードを
解除して必要燃焼量Ｆに基づいて燃焼を制御する（Ｓ７
６、Ｓ７８、Ｓ８６、Ｓ９７）。

【００５１】また、ステップ７５で固定燃焼モード中で
ない場合は、まずサンプルタイマが作動中か否かチェッ
クし（Ｓ７９）、作動中でなければ次に定常判別タイマ
が作動中かチェックし（Ｓ８０）、作動中でなければ定
常判別タイマをスタートさせた後（Ｓ８１）、前回と今
回との間の必要燃焼量の変化が１号以上であるか否か、
及び定常判別タイマスタート後の燃焼量変化の積算値が
２号以上か否かをチェックする（Ｓ８２、Ｓ８３）。そ
の結果、上記燃焼量変化又はその積算値のいずれかが１
号又は２号以上である場合は、まだ燃焼が定常状態にな
っていないとして定常判別タイマをリセットし（Ｓ８
４）、そしてステップ８６へ進んで必要燃焼量Ｆに基づ
く燃焼制御を行う。

【００５２】一方、ステップＳ８２、Ｓ８３で上記燃焼
量変化及びその積算値が共に１号及び２号をそれぞれ下
回った場合は、次に定常判別タイマが１秒以上になった
か否かをチェックし（Ｓ８５）、１秒に達してなければ
ステップ８６へ進んで必要燃焼量Ｆに基づく燃焼制御を
行ない、一方、１秒以上になっていれば燃焼が定常状態
になったと判定し、続いてサンプルタイマ８７をチェッ
クして（Ｓ８７）、サンプルタイマが作動してなければ
これをスタートさせ（Ｓ８８）、そしてステップＳ８９
へ進む。

【００５３】また、ステップＳ７９のチェックでサンプ
ルタイマが作動中である場合も、直ちにステップＳ８９
へ進む。

【００５４】ステップＳ８９に進むと、前回と今回との
間の必要燃焼量の変化が１号以上であるか否か、及びそ
の燃焼量変化の積算値が２号以上か否かを確認する（Ｓ
８９、Ｓ９０）。その結果、上記燃焼量変化又はその積
算値のいずれかが１号又は２号以上である場合は、燃焼
が定常状態でなくなったと判断して、定常判別タイマを
リセットし（Ｓ９１）、ステップ８６へ進んで必要燃焼
量Ｆに基づく燃焼制御を行う。

【００５５】一方、ステップＳ８９、Ｓ９０で上記燃焼
量変化及びその積算値が共に１号及び２号をそれぞれ下
回っている場合は、燃焼が定常状態であることが確認で
きたので、次にサンプルタイマが１秒以上か否かをチェ
ックする（Ｓ９２）。その結果、サンプルタイマがまだ
１秒以上になってなければ、ステップＳ８６へ進んで必
要燃焼量Ｆに基づく燃焼制御を行なうが、一方、１秒以
上になっていれば、その１秒間における必要燃焼量の平
均値を算出してこれを固定燃焼量Ｆsとして定める（Ｓ
９２）。ここで、平均値を固定燃焼量Ｆsとする理由
は、実際の必要燃焼量にできるだけ近い値を固定燃焼量
として、設定温度に出来るだけ近い出湯温度を得るため
である。

【００５６】次に、この固定燃焼量Ｆsが十分高い所定
値（例えば、２０号であり、これは最大燃焼量、例えば
２４号、より若干低い値である）を上回っているかチェ
ックし（Ｓ９４）、上回ってなければ、固定燃焼量Ｆs
を無視してステップＳ８６に進み必要燃焼量Ｆに基づく
制御を行うが、一方、上回っていれば、固定燃焼モード
を設定し（Ｓ９５）、固定燃焼量Ｆに基づいて燃焼を制
御する（Ｓ９６、Ｓ９７）。

【００５７】ここで、固定燃焼量Ｆsが十分大きい燃焼
量である場合にのみ固定燃焼モードを設定するのは、こ
れに引続く異常判定モードでの異常判定動作が、十分大
きい燃焼量の下で行われるようにすることにより、異常
判定が正確に行われるようにするためである。

【００５８】図９は、図４及び図５のステップＳ４１、
Ｓ４９の異常判定モードの詳細な流れを示す。

【００５９】まず、能力オーバモード又は固定燃焼モー
ドか否かをチェックし（Ｓ９８）、いずれかのモードで
あれば、次に第２異常判定タイマが作動中か否かをチェ
ックし（Ｓ９９）、作動中でなければこれをスタートさ
せ（Ｓ１００）、続いてフレーム電流Ｉfを読み込む
（Ｓ１０１）。次に、安定判別タイマが作動してなけれ
ばこれをスタートさせ（Ｓ１０２、Ｓ１０３）、そし
て、今回と前回との間のフレーム電流Ｉfの変化量が所
定値（例えば、１０μＡ）を越えているか、及び安定判
別タイマ作動後の変化量の積算値が所定値（例えば、２
０μＡ）を越えているかをチェックする（Ｓ１０４、Ｓ
１０５）。

【００６０】その結果、上記フレーム電流変化量又はそ
の積算値のいずれかが上記所定値を越えていれば、燃焼
が定常状態でないので安定判別タイマをリセットして
（Ｓ１１１）、本ルーチンを終了する。一方、上記フレ
ーム電流変化量及びその積算値が共に上記所定値を下回
っている場合は、その状態のまま安定判別タイマが１秒
を越えた時点で（Ｓ１０６）、１秒間内のフレーム電流
Ｉfの平均値Ｉaveを計算し（Ｓ１０７）、このフレーム
電流平均値Ｉaveを、必要燃焼量Ｆに応じて定めたフレ
ーム電流の正常範囲下限値Ｉsと比較する（Ｓ１０８、
Ｓ１０８）。その結果、フレーム電流平均値Ｉaveがフ
レーム電流の正常範囲下限値Ｉsを下回っていれば、燃
焼異常と判断して警告表示を行う（Ｓ１１０）。

【００６１】また、ステップＳ９９で第２異常判定タイ
マが作動中である場合は、第２異常タイマが２秒を越え
たか否かチェックし（Ｓ１１２）、越えた場合には、一
定燃焼量に制御しているにもかかわらず燃焼状態が安定
しない異常状態（例えば、共鳴燃焼状態や機器の駆動回
路のハンチングなど）が生じたものとみなし、他の警告
表示とは異なる警告表示を行う（Ｓ１１３）。

【００６２】また、ステップＳ９８で能力オーバモード
でも固定燃焼モードでもない場合には、第１異常判定タ
イマ及び安定判別タイマの双方をリセットして（Ｓ１１
４）、本ルーチンを終了する。

【００６３】以上、本発明の好適な実施形態を説明した
が、本発明はこの実施形態以外の種々の態様でも実施す
ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼量変動に伴う燃焼状態の変動による影響を低減し
て、異常判定の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された給湯機の一実施形態の全体
構成を示す構成図。

【図２】同実施形態の使用時間及び回数の積算ルーチン
を示すフローチャート。

【図３】同実施形態の燃焼シーケンスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図４】同実施形態の燃焼シーケンスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図５】同実施形態の燃焼シーケンスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図６】同実施形態の燃焼シーケンスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図７】同実施形態の燃焼量制御ルーチンを示すフロー
チャート。

【図８】同実施形態の燃焼量制御ルーチンを示すフロー
チャート。

【図９】同実施形態の異常判定ルーチンを示すフローチ
ャート。

【符号の説明】 ３０ 制御部 Ｑ 通水量 Ｑf 湯張り量 Ｔc 入水温度 Ｔh 出湯温度 Ｔf 風呂温度 Ｔc 設定出湯温度 Ｔfs 設定風呂温度 Ｉf フレーム電流 Ｉfan ファン電流

フロントページの続き (72)発明者 鶴田 透 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 吉田 重雄 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 宗村 浩 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必要燃焼量に応じて空気供給量及び燃料
   供給量を制御する燃焼機器のための異常燃焼判定装置に
   おいて、 前記燃焼機器の燃焼時に所定の状態量を検出する検出手
   段と、 前記検出手段により検出された状態量が、異常判定への
   利用に適格であることを示す所定の適格性条件を満たし
   ているか判断する適格性判断手段と、 前記適格性判断手段が適格性条件を満たしていると判断
   したとき、前記検出された状態量に基づいて異常がある
   か否かを判定する異常判定手段とを備えたことを特徴と
   する異常燃焼判定装置。
2. 【請求項２】 前記適格性条件の一つが、前記検出手段
   により検出された状態量に含まれるノイズが実質的に無
   視できる程度に小さいことであることを特徴とする請求
   項１記載の異常燃焼判定装置。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段が、前記必要燃焼量が
   所定値より大きいとき、前記適格性条件の一つが満たさ
   れていると看做すことを特徴とする請求項２記載の異常
   燃焼判定装置。
4. 【請求項４】 前記必要燃焼量が前記燃焼機器の最大燃
   焼量を越える時、前記必要燃焼量を前記最大燃焼量に制
   限する燃焼量制限手段を更に備え、 前記異常判定手段が、前記燃焼量制限手段が前記必要燃
   焼量を前記最大燃焼量に制限しているとき、前記適格性
   条件の一つが満たされていると看做すことを特徴とする
   請求項２記載の異常燃焼判定装置。
5. 【請求項５】 前記適格性条件の一つが、前記状態量が
   実質的に安定していることであることを特徴とする請求
   項１記載の異常燃焼判定装置。
6. 【請求項６】 必要燃焼量に応じて空気供給量及び燃料
   供給量を制御する燃焼機器のための異常燃焼判定装置に
   おいて、 前記燃焼機器の所定の状態量を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された状態量が、異常判定への
   利用に適格であることを示す所定の適格性条件を満たし
   ているか判断する適格性判断手段と、 前記適格性判断手段が適格性条件を満たしていると判断
   したとき、前記検出された状態量に基づいて異常がある
   か否かを判定する異常判定手段と、 前記燃焼機器の本来の使用目的を達成するように前記空
   気供給量又は前記燃料供給量を制御する第１の制御手段
   と、 前記状態量の変動が少ない所定の状態に前記空気供給量
   又は前記燃料供給量を制御する第２の制御手段と、 前記第１及び第２の制御手段のいずれかを選択する選択
   手段とを更に備え、 前記適格性条件の一つが、前記第２の制御手段が選択さ
   れていることであることを特徴とする異常燃焼判定装
   置。
7. 【請求項７】 前記所定の状態量が、プリパージ又はポ
   ストパージにおける空気供給用ファンの駆動状態を示す
   所定の物理量であり、 前記第１の制御手段が、前記プリパージ又はポストパー
   ジにおける前記ファンの回転数及び回転時間を、前記プ
   リパージ又はポストパージの目的に適した第１の回転数
   及び第１の時間に制御し、 前記第２の制御手段が、前記プリパージ又はポストパー
   ジにおける前記ファンの回転数又は回転時間を、前記第
   １の回転数より高い第２の回転数又は前記第１の時間よ
   り長い第２の時間に制御することを特徴とする請求項６
   記載の異常燃焼判定装置。
8. 【請求項８】 前記所定の状態量が、燃焼状態を示す所
   定の物理量であり、 前記第１の制御手段が、前記必要燃焼量で燃焼するよう
   に前記空気供給量及び燃料供給量を制御し、 前記第２の制御手段が、一定の燃焼量で燃焼するように
   前記空気供給量及び燃料供給量を制御することを特徴と
   する請求項６記載の異常燃焼判定装置。
9. 【請求項９】 前記選択手段が、前記第１の制御手段に
   よる制御が定常状態に入ったとき、前記第１の制御手段
   に代えて前記第２の制御手段を選択することを特徴とす
   る請求項８記載の異常燃焼判定装置。
10. 【請求項１０】 前記燃焼機器が使用者に供給されるべ
    き流体を加熱するものであり、 前記選択手段が、前記燃焼装置の使用態様が前記流体が
    使用者に直接に触れる第１の使用態様か、直接触れない
    第２の使用態様かを判別し、第１の使用態様では前記第
    １の制御手段を選択し、前記第２の使用態様では前記第
    ２の制御手段を選択することを特徴とする請求項６記載
    の異常燃焼判定装置。
11. 【請求項１１】 前記選択手段が、所定の条件により異
    常発生の可能性が高いか否かを判別し、異常発生の可能
    性が高い時には前記第２の制御手段を選択することを特
    徴とする請求項６記載の異常燃焼判定装置。