JPH09269121A

JPH09269121A - 燃焼機器

Info

Publication number: JPH09269121A
Application number: JP10333096A
Authority: JP
Inventors: Naoto Tominaga; 直人富永; Masato Kondo; 正登近藤
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: JP3713099B2

Abstract

(57)【要約】【課題】通風通路の詰まり劣化の進行の程度に従い、
燃焼ファンの回転制御データを補正する。【解決手段】データメモリ21にファン回転制御データ
を格納し、ファン回転制御部18により、燃焼制御部17で
求まる要求燃焼熱量に見合う目標ファン回転数をデータ
メモリ21のデータにより決定し、ファン回転数が目標フ
ァン回転数となるようにファン回転を制御する。回転・
風量データ記憶部22にはファン回転数と風量との関係を
示すファン回転・風量特性データおよびそのデータに対
する許容範囲データを記憶する。ファン制御データ補正
部23は燃焼運転中のファン回転数に対する基準風量をフ
ァン回転・風量特性データから求め、風量検出センサ16
で検出される検出風量と比較する。検出風量が基準風量
の許容範囲を外れたときには検出風量が基準風量の許容
範囲に入るようにファン回転制御データを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器、給湯・風
呂複合機、風呂釜等の燃焼機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図11には燃焼機器として一般的な給湯器
のシステム構成が示されている。同図において、燃焼室
１の下方側にはバーナ２が設置され、そのバーナ２の下
方側には給排気を行う燃焼ファン３が設けられている。
そして、この燃焼ファン３にはファン回転を検出するホ
ールＩＣ等のファン回転検出センサ28が設けられてい
る。燃焼室１の上方側には給湯熱交換器４が設けられ、
この給湯熱交換器４の入口側には給水管５が接続されて
おり、この給水管５には入水温度を検出するサーミスタ
等の入水温度センサ６と、入水流量を検出する水量セン
サ７とが設けられている。

【０００３】また、給湯熱交換器４の出側には給湯管８
が接続されており、この給湯管８には給湯熱交換器４か
らの給湯温度を検出するサーミスタ等の出湯温度センサ
10と、出湯流量を制御する水量制御弁11が設けられてい
る。前記バーナ２のガス供給通路12には電磁弁13と、ガ
ス供給量を制御する比例弁14が設けらている。この比例
弁14は印加される開弁駆動電流の大きさに比例した開弁
量でもって弁を開く。

【０００４】制御装置15には給湯器の給湯運転を制御す
るシーケンスプログラムが内蔵されており、このシーケ
ンスプログラムに従って給湯運転を制御する制御回路が
設けられている。この制御回路は、図14に示すように、
燃焼制御部17と、ファン回転制御部18とを有している。
燃焼制御部17は、入水温度センサ６の入水検出温度と、
出湯温度センサ10の給湯検出温度と、水量センサ７で検
出される入水水量と、リモコン等で設定される給湯の設
定温度等の情報によって、フィードフォワードとフィー
ドバックの制御演算（通常はＰＩＤ演算）によって出湯
温度を設定温度にするための要求燃焼熱量（要求燃焼能
力）を求め、予め与えられている図13に示すようなガス
供給量（比例弁への開弁駆動電流）と燃焼能力との制御
データに基づき、要求燃焼熱量を得るための開弁駆動電
流を比例弁14へ供給し、バーナ２の燃焼量を制御する。

【０００５】一方、ファン回転制御部18は、前記燃焼制
御部17で求められる要求燃焼熱量に見合う燃焼空気をバ
ーナ２に供給すべく燃焼ファン３の回転制御を行う。こ
の燃焼ファン３の回転制御に際し、ファン回転制御部18
には、予め、図12に示すような燃焼能力と燃焼ファン３
のファン回転数との関係を示すファン回転制御データが
与えられており、ファン回転制御部18は、燃焼制御部17
で求められる要求燃焼熱量に応じたファン回転数を目標
ファン回転数として決定し、ファン回転検出センサ28の
ファン回転数検出信号に基づきファン回転数が目標ファ
ン回転数となるように燃焼ファン３の回転制御を行う。
このファン回転制御に際し、ファン回転の暴走を防止す
るために、ファン回転制御データの上下両側にはリミッ
ターが与えられ、この上下のリミッターの範囲内でファ
ン回転数の制御が行われる。

【０００６】この種の給湯器では給湯管８に接続される
外部給湯配管の先端側に設けられている給湯栓（図示せ
ず）が開けられると、給水管５を通して水が入り込み、
この給水の流れが水量センサ７で検出されたときに、制
御装置15は、燃焼ファン３を回転し、電磁弁13と比例弁
14を開け、バーナ２の点着火を行ってバーナ２の燃焼を
行う。通常、点着火時には、フィードフォワードの演算
により燃料ガスがバーナ２に供給されるが、点着火後、
燃焼が安定し、出湯温度が設定温度に近づいた以降は、
フィードフォワードとフィードバックの制御演算により
ガス供給量（燃焼熱量）が燃焼制御部17により求めら
れ、これに応じ、前記の如く、ファン回転制御部18によ
り、燃焼ファン回転による風量制御が行われて燃焼熱量
と風量とがマッチングした燃焼運転が行われる。

【０００７】そして、給湯栓が閉められると、水量セン
サ７により、給水の水の流れの停止が検出され、制御装
置15は電磁弁13および比例弁14を閉じてバーナ燃焼を停
止し、その後、燃焼室１内の排気ガスが排出されるポス
トパージの期間にかけて、燃焼ファン３を引き続き回転
し、このポストパージ期間が経過したときに燃焼ファン
３を停止して次の給湯に備えるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、給湯器を長期
に渡って使用するうちに、排気通路29が詰まったり、給
湯熱交換器４のフィン９等にごみや煤等の詰まりが生
じ、この詰まりが徐々に進行すると、空気の通気抵抗
（排気抵抗）が徐々に大きくなり、燃焼ファンを目標フ
ァン回転数で回転しているにもかかわらず、風量が減少
し、空気不足となって燃焼性能が悪化するという問題が
生じる。

【０００９】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、燃焼機器の長期の使
用によって排気通路の詰まりが進行しても良好な燃焼性
能を維持することができる燃焼機器を提供することにあ
る。

【００１０】

【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、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンと、
要求燃焼熱量とファン回転数との関係を示すファン回転
制御データが格納されているデータメモリと、燃焼ファ
ンのファン回転数を検出するファン回転検出センサと、
要求燃焼熱量に見合うファン回転数を前記ファン回転制
御データに基づき目標ファン回転数として決定し前記フ
ァン回転検出センサで検出される検出ファン回転数を前
記目標ファン回転数に一致すべくファン回転数を制御す
るファン回転制御部とを備えた燃焼機器において、前記
燃焼ファンによりバーナに供給される風量を検出する風
量検出センサと、ファン回転数と風量との関係を示すフ
ァン回転・風量特性データおよびこのファン回転・風量
特性データに対して与えられる許容範囲データが記憶さ
れている回転・風量データ記憶部と、前記目標ファン回
転数に対応する風量を前記ファン回転・風量特性データ
に基づき基準風量として決定し風量検出センサで検出さ
れる検出風量が前記基準風量に対して与えられる許容範
囲から外れたときに前記基準風量からのずれ量に応じて
そのずれ量を修正する方向に前記データメモリに格納さ
れているファン回転制御データ全体を修正するファン制
御データ補正部とを有することを特徴として構成されて
いる。

【００１１】第２の発明は、前記第１の発明の構成を備
え、ファン制御データ補正部には基準風量に対する検出
風量のずれ量の大きさに応じた割合データが与えられて
おり、ファン制御データ補正部は基準風量に対する検出
風量のずれ量に応じた割合データの割合分だけファン回
転数をシフトしてデータメモリに格納されているファン
回転制御データ全体を修正する構成としたことを特徴と
する。

【００１２】第３の発明は、前記第１の発明の構成を備
え、ファン制御データ補正部には基準風量に対する検出
風量のずれ量の大きさに応じて回転数シフトデータが与
えられており、ファン制御データ補正部は基準風量に対
する検出風量のずれ量に応じた回転数シフトデータ分だ
けファン回転数をシフトしてデータメモリに格納されて
いるファン回転制御データ全体を修正する構成としたこ
とを特徴とする。

【００１３】第４の発明は、前記第１〜第３のいずれか
の発明の構成を備え、ファン回転制御データにはファン
回転数が大となる側にインプットダウン開始リミッター
が与えられており、ファン回転検出センサで検出される
ファン回転数がインプットダウン開始リミッターに達し
たときにバーナへの供給ガス量を絞り制御するインプッ
トダウン制御部が設けられていることを特徴として構成
されている。

【００１４】第５の発明は、前記第１〜第４のいずれか
の発明の構成を備え、ファン回転制御データにはファン
回転数が回転制御範囲の上限となる位置に燃焼停止リミ
ッターが与えられており、ファン回転検出センサで検出
されるファン回転数が燃焼停止リミッターに達したとき
にバーナ燃焼を強制停止する強制燃焼停止部ガ設けられ
ていることを特徴として構成されている。

【００１５】上記構成の本発明において、燃焼機器の燃
焼運転中、ファン回転制御部は要求燃焼熱量に応じた目
標ファン回転数となるように燃焼ファンのファン回転を
制御する。

【００１６】一方、燃焼ファンによりバーナに供給され
る風量は風量検出センサで検出され、ファン制御データ
補正部は検出風量をモニタし、検出風量がファン回転・
風量特性データに基づき定まる基準風量と比較し、検出
風量が基準風量に対して与えられる許容範囲から外れて
いるか否かを判断する。

【００１７】排気通路等に詰まりが生じていないときに
は、検出風量は基準風量に対する許容範囲内に収まる
が、排気通路に詰まりが進行すると、検出風量は基準風
量の許容範囲から外れる。検出風量が許容範囲から外れ
たときに、ファン制御データ補正部は、その基準風量か
らのずれ量に応じてそのずれ量を修正する方向にファン
回転制御データを全体的に修正する。このファン回転制
御データの修正により、目標ファン回転数は修正分だけ
アップするので詰まりによる風量不足分が補償され、排
気通路等の詰まりが進行しても、要求燃焼熱量にマッチ
ングした風量が得られ、良好な燃焼性能を維持する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。本実施形態例の燃焼機器は図２に
示す如く給湯器を対象にしており、前述した図11に示す
給湯器と同一の名称部分には同一符号を付し、その重複
説明は省略する。本実施形態例が従来例と異なる特徴的
なことは、制御装置15内に器具の排気詰まり等の進行情
況を自己判断し、排気詰まりの程度に応じてファン回転
制御データを全体的に修正する手段を設け、そのデータ
修正を行う上で必要な風量検出センサ16を器具内に組み
込んだことであり、それ以外の構成は従来例と同様であ
る。

【００１９】この実施形態例では、バーナ２の下方側の
空気室19とバーナ２の上方側の燃焼室１間には連通管路
20が設けられており、この連通管路20には燃焼ファン３
の給排気の風量を検出する風量検出センサ16が介設され
ている。この風量検出センサ16は、差圧センサ、熱線式
風速センサ、カルマン渦式風速センサ等によって構成さ
れている。

【００２０】図１は本実施形態例の特徴的なファン回転
制御データの修正手段を備えた制御装置15の要部構成を
示すもので、燃焼制御部17と、ファン回転制御部18と、
データメモリ21と、回転・風量データ記憶部22と、ファ
ン制御データ補正部23と、インプットダウン制御部24
と、強制燃焼停止部25とを有して構成されている。

【００２１】燃焼制御部17は、従来例と同様に、水量セ
ンサ７に基づき検出される給水流量と、入水温度センサ
６で検出される給水温度と、出湯温度センサ10で検出さ
れる給湯温度と、リモコン等から加えられる設定温度の
情報により、出湯温度が設定温度に一致するように、フ
ィードフォワードとフィードバック演算の制御により、
要求燃焼熱量（要求ガス供給量）を求め、この要求燃焼
熱量が得られるように比例弁14の開弁駆動電流を制御す
る。一方、ファン回転制御部18は、前記燃焼制御部17で
求められた要求燃焼熱量に見合う風量を得る目標ファン
回転数をデータメモリ21に与えられているファン回転制
御データから求め、ファン回転検出センサ28で検出され
る検出ファン回転数が目標ファン回転数となるように燃
焼ファン３を回転制御する。

【００２２】本実施形態例におけるデータメモリ21には
図３に示すようなファン回転制御データおよびこのファ
ン回転制御データに対して与えられるインプットダウン
開始リミッターと、上限と下限の燃焼停止リミッターと
の各データが記憶されている。この図３のグラフの横軸
は比例弁開弁駆動電流Ｉによって表され、縦軸はファン
回転数によって表されている。また、比例弁開弁駆動電
流Ｉの制御範囲として、最大燃焼能力（最大燃焼熱量）
に対応する最大開弁駆動電流Ｉ_MAXと、最小燃焼能力
（最小燃焼熱量）に対応する最小開弁駆動電流Ｉ_MINと
が与えられている。

【００２３】インプットダウン開始リミッターはファン
回転制御データの上側（ファン回転数が高い側）に与え
られており、このインプットダウン開始リミッターは、
ファン回転数がそのインプットダウン開始リミッターに
達したときに、バーナ２へのガス供給量（インプット
量）を低下制御する基準となるデータである。上限の燃
焼停止リミッターはファン回転数が増加してそのリミッ
ターに達したときに燃焼停止の制御を行う判断基準とな
るデータであり、下限の燃焼停止リミッターはファン回
転数が低下してそのリミッターに達したときに燃焼停止
を行う判断基準となるデータである。なお、この図３の
グラフにおいて、横軸を比例弁開度割合Ｘで表したもの
でもよい。この比例弁開度割合Ｘは、最小開弁駆動電流
Ｉ_MINの位置を０（０％）、最大開弁駆動電流Ｉ_MAXの
位置を1.0 （100 ％）とし、次の（１）式によって表さ
れる。

【００２４】Ｘ＝（Ｉ−Ｍ_MIN）／（Ｉ_MAX−Ｉ_MIN）・・・・・（１）

【００２５】回転・風量データ記憶部22には図４に示す
ようなファン回転数と風量（風量検出センサのセンサ出
力）との関係を示すファン回転・風量特性データと、許
容範囲データと、上限と下限のリミッターのデータとが
記憶されている。なお、この図４のグラフの横軸のＮ
_MINは最小燃焼能力に対応する最小ファン回転数を表
し、Ｎ_MAXは最大燃焼能力に対応する最大ファン回転数
を示している。

【００２６】ファン回転・風量特性データの上下に与え
られる許容範囲データは、風量がその許容範囲内にある
限り、通風通路に詰まりがない状態（詰まりが僅かに生
じていたとしても支障のない状態）と判断する基準とな
るデータを意味し、上限リミッターのデータはバーナ燃
焼の空気過剰の上限となるデータであり、下限リミッタ
ーのデータはバーナ燃焼の空気不足の限界となるデータ
を意味している。

【００２７】ファン制御データ補正部23は演算回路とメ
モリを内蔵し、通風通路の詰まりが進行して燃焼熱量に
見合う風量が得られなくなるときに、前記データメモリ
21に記憶されているファン回転制御データを次のように
修正する。

【００２８】まず、ファン回転検出センサ28から検出フ
ァン回転数を取り込み、この検出ファン回転数Ｎ_Dに対
応する基準風量Ｖ_STを回転・風量データ記憶部22に記憶
されている図４に示すデータから求め、その一方で、風
量検出センサ16で検出される検出風量Ｖ_Dを取り込み、
この検出風量Ｖ_Dが、前記基準風量Ｖ_STに与えられてい
る許容範囲内にあるか否かを判断する。検出風量Ｖ_Dが
基準風量Ｖ_STの許容範囲内にあるときには通風の詰まり
の影響が生じてないものと判断し、ファン回転制御デー
タの補正は行わない。

【００２９】これに対し、通風の詰まりが進行して検出
風量Ｖ_Dが前記基準風量Ｖ_STに与えられる許容範囲デー
タを下側に（風量が減少する側に）越えたときには、通
風の詰まり劣化が生じているものと判断し、ファン回転
制御データの補正動作を行う。

【００３０】このファン回転制御データの補正動作に際
し、まず、基準風量Ｖ_STに対する検出風量のずれの大き
さが求められる。この実施形態例では、このずれ量ΔＶ
を基準風量Ｖ_STに対する検出風量のＶ_Dの変化率（変化
割合）により（２）式の演算により求めている。

【００３１】 ΔＶ＝｜（Ｖ_ST−Ｖ_D）／Ｖ_ST｜・・・・・（２）

【００３２】ファン制御データ補正部23のメモリには前
記（２）式で算出される風量の変化率ΔＶの大きさに応
じて、ファン回転制御データをファン回転数の増減方向
にシフトするシフト量（シフト値）が段階的に与えられ
ている。例えば、ε₀≦ΔＶ＜ε₁の範囲ではファン回
転数の増減量をＸ₁％、ε₁≦ΔＶ＜ε₂のときにはフ
ァン回転数の増減量をＸ₂％、風量の変化率がε₂≦Δ
Ｖ＜ε₃のときにはファン回転数の増減量をＸ₃％とい
う如く、風量変化率ΔＶとファン回転数の段階的増減量
の関係データが予めメモリに与えらえれており、ファン
制御データ補正部23は検出風量Ｖ_Dが基準風量Ｖ_STより
も小さい（Ｖ_ST＞Ｖ_D）ときにはその変化率ΔＶに対応
するファン回転数の補正量をアップ方向に、検出風量Ｖ
_Dが基準風量Ｖ_STよりも大きいときにはその風量変化率
ΔＶに対応する補正量をダウン方向にして前記データメ
モリ21に記憶されているファン回転制御データを全体的
に修正する。図５はこのような手法により各風量変化率
に応じて補正されたファン回転制御データの一例を示し
ている。

【００３３】インプットダウン制御部24は、燃焼運転中
における比例弁開弁駆動電流（燃焼熱量）あるいは比例
弁開度割合Ｘにおける図３に示すデータ上でのインプッ
トダウン開始リミッターのファン回転数を検出し、この
インプットダウン開始リミッターのファン回転数とファ
ン回転検出センサ28で検出される検出ファン回転数とを
比較し、検出ファン回転数がインプットダウン開始リミ
ッターに達したときには、通風通路の詰まり劣化がかな
り進行したものと判断し、風量制御を余裕をもって行え
るようにバーナ２へのガス供給量を予め定められた量だ
け絞り制御する。具体的には、予め定めた量だけ比例弁
14に加える開弁駆動電流を減少補正する。この減少補正
された開弁駆動電流が燃焼制御部17から比例弁14へ加え
られることで、ガス供給量が絞られ、少ない空気量でも
ってバーナ２の燃焼状態を良好に維持する。インプット
ダウン制御部24はこのインプットダウン制御を行ったと
きには、報知部26にその旨の信号を出力し、インプット
ダウン状態をリモコンあるいは器具本体等に設けた報知
部26に、液晶画面、ブザー、ランプ等の適宜の手段によ
り報知する。

【００３４】強制燃焼停止部25は前記インプットダウン
制御部24の場合と同様に燃焼運転中の比例弁開弁駆動電
流（燃焼熱量）又は比例弁開度割合Ｘに対応する上限お
よび下限の燃焼停止リミッターのファン回転数を図３の
データから検出し、これらのリミッターのファン回転数
とファン回転検出センサ28により検出される検出ファン
回転数とを比較し、検出ファン回転数が上限の燃焼停止
リミッターのファン回転数以上になっているときには空
気不足側の異常状態と判断し、検出ファン回転数が下限
の燃焼停止リミッターのファン回転数以下になっている
ときには空気過剰側の異常状態になっているものと判断
し、いずれの場合もバーナ２の強制停止指令を燃焼制御
部17に加え、その一方で、報知部26に燃焼の強制停止を
報知する。この強制燃焼停止部25からの強制燃焼停止指
令を受けたときに、燃焼制御部17はガスの電磁弁13を強
制的に閉止し、バーナ燃焼を停止ロックする。

【００３５】次に、本実施形態例における一動作例を図
６のフローチャートに基づき説明する。給湯燃焼運転状
態において、燃焼制御部17により要求燃焼熱量が求めら
れ、その要求燃焼能力に対応する比例弁駆動電流が図13
に示す制御データに基づき求められ、燃焼制御が行われ
る（ステップ101 ）。そして、ステップ102 ではその開
弁駆動電流に対応する目標ファン回転数が図３のファン
回転制御データから求められ、ファン回転が目標ファン
回転数となるように燃焼ファン３の回転制御が行われ
る。これらステップ101 ，102 の動作は従来例と同様で
ある。

【００３６】ステップ103 では風量検出センサ16から検
出風量を取り込み、その検出風量が検出ファン回転数に
対応して図４のデータにより求められる基準風量Ｖ_STの
許容範囲内に入っているか否かを判断する。検出風量が
その許容範囲に入っているときには通風通路の詰まり劣
化による影響がないものと判断し、そのまま燃焼運転を
継続する。

【００３７】これに対し、検出風量が許容範囲から外れ
ているときには、ファン制御データ補正部23等に予め与
えられるタイマを用いて時間を計測し、検出風量が許容
範囲から外れている時間が予め設定したＭ秒間（例えば
10秒間）継続しているか否かを判断する。Ｍ秒間継続し
ていないときには逆風、あるいは給湯温度の変更等によ
り一時的に検出風量が許容範囲から外れたものと判断
し、燃焼運転をそのままの状態で継続させる。

【００３８】検出風量が許容範囲から外れている状態が
Ｍ秒間継続したときには、通風詰まり劣化等の影響が無
視できない状態と判断し、次のステップ105 で風量検出
センサ16の検出風量が許容範囲に入るようにファン回転
制御データを修正する。このファン回転制御データの修
正は前記した如く、基準風量Ｖ_STに対する検出風量Ｖ_D
のずれ量の大きさに応じてファン回転制御データを補正
する。

【００３９】このファン回転制御データの補正後、ステ
ップ106 でファン回転数が許容範囲に収まっているか否
か、つまり、インプットダウン開始リミッターに達して
いるか否かを判断する。そして、インプットダウン開始
リミッターに達していないときにはそのままの状態で燃
焼運転を継続し、検出ファン回転数がインプットダウン
開始リミッターに達しているときにはステップ107 でイ
ンプットダウン制御部24によるインプットダウン制御が
行われ、燃焼能力をダウンした状態で燃焼運転を継続す
る。なお、ステップ106 において、検出ファン回転数が
上限あるいは下限の燃焼停止リミッターに達したときに
は、燃焼運転が強制的に停止される。

【００４０】図７は本実施形態例におけるファン回転制
御データの補正挙動の一例を示すもので、例えば、図７
の通常ライン（排気通路の閉塞率０％のファン回転制御
データ）で燃焼運転を行っていたとき、例えば排気通路
側に閉塞率30％の詰まりが生じたときには、風量が減少
して検出風量が基準風量Ｖ_STに与えられる図４の許容範
囲を下側に越える結果、ファン回転制御データはから
の手順で、30％閉塞ラインのデータに修正（補正）さ
れ、この30％閉塞ラインのファン回転制御データに従
い、燃焼運転が行われる。

【００４１】この状態で、排気通路の詰まりが清掃等に
より除去されると、検出ファン回転数の基準風量Ｖ_STに
対して、検出風量はその基準風量に対して与えられる許
容範囲を上側に越えて空気が過剰状態となる。そうする
と、ファン回転制御データは30％閉塞ラインから通常ラ
インに，の経路を辿って修正される。

【００４２】上記した如く、本実施形態例によれば、通
風通路に詰まり劣化が生じた場合には、その通風詰まり
劣化の状況下においても、検出風量が基準風量の許容範
囲を外れないようにファン回転制御データが修正される
こととなり、また、同様に、通風の詰まり劣化の進行程
度に従ってファン回転制御データが修正されているとき
に、排気通路等の清掃により通風詰まり状態が解消され
て風量が過剰状態になったときには、同様に、検出風量
が基準風量の許容範囲内に入るようにファン回転制御デ
ータが修正されるので、燃焼熱量にマッチングした最適
風量が供給されることとなり、長期にわたって、燃焼性
能を良好に維持することが可能となる。

【００４３】また、通風劣化が進行し、検出風量が基準
風量に対して与えられる許容範囲を越えるごとにファン
回転制御データの修正が行われていくと、ファン回転数
がインプットダウン開始リミッターに達する場合が生じ
るが、この場合には、ガス量の絞り制御が行われるの
で、余裕を持った空気量制御の状態で燃焼運転を継続さ
せることができる。

【００４４】さらに、ファン回転数が上限あるいは下限
の燃焼停止リミッターを越えたときには燃焼運転を強制
的に停止するようにしたので、例えば、風量検出センサ
16が故障等して、ファン回転制御データが無制限に修正
されていくということはなく、ファン回転数が燃焼停止
リミッターに達したときには直ちに燃焼停止が行われる
ので、空気の過剰あるいは不足の異常状態での燃焼運転
を防止でき、異常燃焼によるＣＯガス発生等に対する安
全を図ることが可能となる。

【００４５】さらに、本実施形態例では検出風量が基準
風量に対して与えられる許容範囲を外れたときにはファ
ン回転制御データ全体を修正しているので、給湯設定温
度の変更等が行われた場合においても、燃焼熱量にマッ
チングした適切な風量を供給できるという効果が得られ
る。

【００４６】ファン回転制御データの補正に際しては、
ファン回転制御データ全体を修正するのではなく、燃焼
運転状態での検出ファン回転数一点におけるファン回転
数を補正することも考えられる。例えば、図８の（ａ）
に示すように、通常ラインのファン回転制御データに従
って、燃焼能力Ａで燃焼運転を行っているときに、風量
が不足気味となって、ファン回転数をＡ₁からＡ₂に上
昇する方向に燃焼能力Ａの一点において補正した場合に
は、燃焼運転中に、給湯設定温度の変更等により燃焼能
力がＢになったとき、本来ならば改善ライン（データ修
正ライン）のＢ₂のファン回転数でファン回転制御を行
えばよいところ、実際には、通常ラインに従い、Ｂ₁の
ファン回転数でファン回転制御を行ってしまうこととな
る。このＢ₁のファン回転数では風量が不足気味となる
ため、再び燃焼能力Ｂの位置でファン回転制御データが
Ｂ₁からＢ₂に補正されることになる。このように、燃
焼能力が変更されるごとに燃焼能力（燃焼熱量）と風量
がマッチングしない状態を必ず経由して燃焼能力に見合
う風量となるようにファン回転数が補正されることとな
るため、燃焼能力の変更が行われるごとに過渡的に風量
のミスマッチング状態が発生してしまうという問題が生
じる。

【００４７】これに対し、本実施形態例では、図８の
（ｂ）に示すように、燃焼能力Ａ点においてファン回転
制御データがＡ₁からＡ₂に補正されると、通常ライン
から改善ラインにライン全体が修正されるため、次に、
燃焼運転中に燃焼能力がＡからＢに変更されても、その
燃焼能力Ｂに見合う最適なファン回転数Ｂ₂が改善ライ
ンに従って得られることとなり、燃焼能力が変更されて
も、ミスマッチングを起こすことなく、最適な風量を供
給できるという優れた効果を得ることができるのであ
る。

【００４８】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るこはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記実施形態例では、基準風量Ｖ_STに対する検出風量Ｖ_D
のずれ量ΔＶを（２）式の如く基準風量Ｖ_STに対する変
化率で与えたが、これを、ΔＶ＝｜Ｖ_ST−Ｖ_D｜という
ように、基準風量Ｖ_STに対する検出風量Ｖ_Dの偏差によ
って与えてもよい。この場合も、各偏差の程度に応じ
て、ファン回転数の増減量を段階的に与えるようにすれ
ばよい。

【００４９】また、ファン回転制御データの修正を行う
上での、ファン回転数の増減量は基準風量Ｖ_STに対する
検出風量Ｖ_Dのずれ量に応じて段階的に与えるのではな
く、連続的に与えるようにしてもよい。この場合は、フ
ァン回転数の増減量はΔＶの関数として与えることとな
る。

【００５０】さらに、上記実施形態例の給湯器のバーナ
２は燃焼能力段の切り換え手段を持たないタイプのもの
で説明したが、例えば、図９に示すように、バーナ２を
Ａ面とＢ面とＣ面の多面に形成した多段能力切り換え式
のバーナを用いた給湯器においても適用されるものであ
る。

【００５１】この多段能力切り換え式のバーナ２の燃焼
面はＡ面とＢ面とＣ面の多面に区分されており、各面の
燃焼部には分岐通路12ａ, 12ｂ，12ｃが接続され、これ
ら各分岐通路12ａ〜12ｃは、主ガス供給通路12に統合さ
れている。前記各分岐通路12ａ〜12ｃにはそれぞれ対応
する能力切り換え弁13ａ〜13ｃが介設されている。

【００５２】バーナ２は、能力切り換え弁13ａのみを開
けることによりＡ面の１段燃焼状態となり、能力切り換
え弁13ａと13ｂを開けることによりＡ面とＢ面の２段燃
焼状態となり、能力切り換え弁13ａ，13ｂ，13ｃを開け
ることにより、Ａ面とＢ面とＣ面の全面の３段燃焼状態
となり、これら能力切り換え弁13ａ，13ｂ，13ｃの弁切
り換えによりバーナ２の燃焼能力の切り換えが可能にな
っている。

【００５３】この種の多段能力式バーナを用いた給湯器
においては、図10に示すように、各燃焼能力段ごとのフ
ァン回転制御データがデータメモリ21に格納されること
となり、燃焼運転中に検出風量Ｖ_Dが基準風量Ｖ_STの許
容範囲を外れたときには、全段のファン回転制御データ
が前記実施形態例と同様に修正（補正）されることとな
る。

【００５４】さらに、上記実施形態例では、燃焼機器と
して単機能の給湯器（給湯機能のみの給湯器）を対象に
して説明したが、本発明の燃焼機器は給湯と風呂、給湯
と暖房等の複合給湯器や、風呂釜、暖房機、冷房機、冷
暖房機、空調機等、バーナ燃焼式の様々なタイプの燃焼
機器に適用できるものである。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、検出風量が基準風量か
ら許容範囲を越えて外れたときには、検出風量が基準風
量の許容範囲内に入るようにファン回転制御データの全
体が修正されるので、通風通路（排気通路）の詰まりが
進行しても、その通風詰まり劣化の程度に応じてファン
回転制御データが修正（補正）されるので、常時、燃焼
熱量にマッチングした風量をバーナに供給することがで
き、長期にわたって良好な燃焼性能を維持することがで
きる。

【００５６】また、本発明はファン回転制御データの修
正を行う際には、その燃焼運転時における燃焼能力の一
点位置での局部的な修正を行うのではなく、ファン回転
制御データ全体を修正するので、その修正されたファン
回転制御データを用いることにより、燃焼能力の変更が
されても、その変更された燃焼能力に見合う適切な風量
を供給することができ、燃焼能力の変更過渡期において
も変更された燃焼能力にマッチングする風量を安定に供
給できるという効果が得られる。

【００５７】さらに、インプットダウン制御部を設けた
発明にあっては、通風の詰まり劣化が進行してファン回
転数がインプットダウン開始リミッターに達したときに
はバーナへの供給ガス量が絞り制御されるので、余裕を
持ってバーナへの風量制御ができることとなり、また、
強制燃焼停止部を設けた発明にあっては、ファン回転数
が燃焼停止リミッターに達したときには直ちに強制的に
燃焼運転が停止されるので、異常燃焼によるＣＯガスの
発生の危険を防止でき、燃焼運転の安全を図ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例の要部構成のブロック図
である。

【図２】本実施形態例における給湯器のシステム構成説
明図である。

【図３】本実施形態例におけるファン回転制御データお
よびそのデータに与えられる各種リミッターのデータを
示す説明図である。

【図４】本実施形態例におけるファン回転・風量特性デ
ータの説明図である。

【図５】本実施形態例におけるファン回転制御データの
修正例の説明図である。

【図６】本実施形態例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】本実施形態例におけるファン回転制御データの
修正挙動例の説明図である。

【図８】本実施形態例におけるファン回転制御データの
修正の効果を局部修正の場合との比較状態で示す説明図
である。

【図９】多段能力切り換え式のバーナを用いた給湯器の
説明図である。

【図10】多段能力式バーナのファン回転制御データの説
明図である。

【図11】燃焼機器として一般的な給湯器の模式構成図で
ある。

【図12】従来のファン回転制御データの説明図である。

【図13】ガス供給量（比例弁開弁駆動電流）と燃焼能力
との関係を示す制御データのグラフである。

【図14】従来の一般的な給湯器の制御装置のブロック構
成図である。

【符号の説明】

２バーナ３燃焼ファン 15 制御装置 16 風量検出センサ 21 データメモリ 22 回転・風量・データ記憶部 23 ファン制御データ補正部 24 インプットダウン制御部 25 強制燃焼停止部 28 ファン回転検出センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファン
と、要求燃焼熱量とファン回転数との関係を示すファン
回転制御データが格納されているデータメモリと、燃焼
ファンのファン回転数を検出するファン回転検出センサ
と、要求燃焼熱量に見合うファン回転数を前記ファン回
転制御データに基づき目標ファン回転数として決定し前
記ファン回転検出センサで検出される検出ファン回転数
を前記目標ファン回転数に一致すべくファン回転数を制
御するファン回転制御部とを備えた燃焼機器において、
前記燃焼ファンによりバーナに供給される風量を検出す
る風量検出センサと、ファン回転数と風量との関係を示
すファン回転・風量特性データおよびこのファン回転・
風量特性データに対して与えられる許容範囲データが記
憶されている回転・風量データ記憶部と、前記目標ファ
ン回転数に対応する風量を前記ファン回転・風量特性デ
ータに基づき基準風量として決定し風量検出センサで検
出される検出風量が前記基準風量に対して与えられる許
容範囲から外れたときに前記基準風量からのずれ量に応
じてそのずれ量を修正する方向に前記データメモリに格
納されているファン回転制御データ全体を修正するファ
ン制御データ補正部とを有することを特徴とする燃焼機
器。
【請求項２】ファン制御データ補正部には基準風量に
対する検出風量のずれ量の大きさに応じた割合データが
与えられており、ファン制御データ補正部は基準風量に
対する検出風量のずれ量に応じた割合データの割合分だ
けファン回転数をシフトしてデータメモリに格納されて
いるファン回転制御データ全体を修正する構成とした請
求項１記載の燃焼機器。
【請求項３】ファン制御データ補正部には基準風量に
対する検出風量のずれ量の大きさに応じて回転数シフト
データが与えられており、ファン制御データ補正部は基
準風量に対する検出風量のずれ量に応じた回転数シフト
データ分だけファン回転数をシフトしてデータメモリに
格納されているファン回転制御データ全体を修正する構
成とした請求項１記載の燃焼機器。
【請求項４】ファン回転制御データにはファン回転数
が大となる側にインプットダウン開始リミッターが与え
られており、ファン回転検出センサで検出されるファン
回転数がインプットダウン開始リミッターに達したとき
にバーナへの供給ガス量を絞り制御するインプットダウ
ン制御部が設けられている請求項１又は請求項２又は請
求項３記載の燃焼機器。
【請求項５】ファン回転制御データにはファン回転数
が回転制御範囲の上限となる位置に燃焼停止リミッター
が与えられており、ファン回転検出センサで検出される
ファン回転数が燃焼停止リミッターに達したときにバー
ナ燃焼を強制停止する強制燃焼停止部が設けられている
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の燃焼機
器。