JPH1172225A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆火検知専用の温度検知素子などを設けずに
逆火を検出でき、必要に応じて、逆火発生を予め予測す
ることも可能な燃焼装置の提供。 【解決手段】 バーナ２に燃焼用空気を通風する通風手
段６と、通風手段６による燃焼用空気の通風量を検出す
る通風量検出手段７と、バーナ２への燃料供給量を調節
する燃料供給量調節手段１４と、バーナ２の燃焼量を設
定する燃焼量設定手段１６と、燃焼量設定手段１６によ
る設定燃焼量に基づいて燃料供給量調節手段１４を制御
するとともに、通風量検出手段７による検出通風量がバ
ーナ２の燃焼量に対応した適正通風量になるように通風
手段６を制御する制御手段Ｈとが設けられ、制御手段Ｈ
が、通風量検出手段７による検出通風量と、バーナ２の
燃焼量との関係が、予め設定した逆火領域内にあると、
バーナ２に逆火が発生したものと判別するように構成し
てある燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナに燃焼用空
気を通風する通風手段と、その通風手段による燃焼用空
気の通風量を検出する通風量検出手段と、前記バーナへ
の燃料供給量を調節する燃料供給量調節手段と、前記バ
ーナの燃焼量を設定する燃焼量設定手段と、その燃焼量
設定手段による設定燃焼量に基づいて前記燃料供給量調
節手段を制御するとともに、前記通風量検出手段による
検出通風量が前記バーナの燃焼量に対応した適正通風量
になるように前記通風手段を制御する制御手段とが設け
られた燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の燃焼装置においては、燃焼用空
気の不足などに起因して、バーナで逆火を発生すること
があり、逆火発生のままで放置すると、ＣＯが発生した
り、バーナの劣化の一因ともなる。そこで、従来、逆火
発生に伴って温度上昇するバーナ部分に、温度検知素子
などの逆火検知手段を設け、その逆火検知手段によって
逆火の発生を検知し、逆火検知に伴ってバーナの燃焼を
停止するなどの処置を採っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術では、温度検知素子などの逆火検知手段を必要と
し、それによって燃焼装置のコストアップを招く虞れが
ある。さらに、温度検知素子などの逆火検知手段では、
実際に逆火が発生した後でないと逆火を検出することが
できず、例えば、逆火が発生しそうな状況下において、
予め逆火の発生を予測することは不可能である。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
したもので、その目的は、逆火検知専用の温度検知素子
などを設けなくとも、確実に逆火を検出することができ
るとともに、必要に応じて、逆火発生を予め予測するこ
とも可能な燃焼装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、バーナに燃焼用空
気を通風する通風手段と、その通風手段による燃焼用空
気の通風量を検出する通風量検出手段と、前記バーナへ
の燃料供給量を調節する燃料供給量調節手段と、前記バ
ーナの燃焼量を設定する燃焼量設定手段と、その燃焼量
設定手段による設定燃焼量に基づいて前記燃料供給量調
節手段を制御するとともに、前記通風量検出手段による
検出通風量が前記バーナの燃焼量に対応した適正通風量
になるように前記通風手段を制御する制御手段とが設け
られた燃焼装置であって、前記制御手段が、前記通風量
検出手段による検出通風量と、前記バーナの燃焼量との
関係が、予め設定した逆火領域内にあると、前記バーナ
に逆火が発生したものと判別するように構成してある。

【０００６】したがって、実際の実験結果などに基づい
て、前記通風量検出手段による検出通風量とバーナの燃
焼量との関係において、逆火が発生する領域を予め設定
しておくことにより、温度検知素子などの逆火検知手段
を設けなくとも、この種の燃焼装置が備えている前記制
御手段によってバーナの逆火発生を判別することができ
る。勿論、前記制御手段による逆火発生の判別に加え
て、従来のような逆火検知手段を設けることもでき、そ
の場合には、制御手段による逆火判別と逆火検知手段に
よる逆火検知とによる二重の逆火検知が可能となる。さ
らに、前記逆火領域を設定する際、ある程度安全サイド
側、つまり、逆火が発生しにくい側に設定しておくこと
により、実際に逆火が発生する前に、逆火が発生しそう
な状況下において、予め逆火の発生を予測することも可
能となる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、前記制御
手段が、前記バーナに逆火が発生したものと判別した状
態が継続して設定時間が経過すると、前記バーナの燃焼
を停止するように構成するものであるから、例えば、瞬
間的に逆火発生を判別した場合のように、短時間のうち
に逆火発生の原因が改善されると考えられる場合には、
バーナの燃焼を停止せずに継続して燃焼を続行すること
で、安定した燃焼が可能となり、しかも、逆火の発生を
継続して判別した場合には、バーナの燃焼を停止するこ
とで、逆火発生に伴うＣＯの発生やバーナの劣化を極力
防止することができ、さらに、確実に逆火が発生するこ
とを予測して、予めバーナの燃焼を停止することもでき
る。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、前記制御
手段が、前記バーナに逆火が発生したものと判別してバ
ーナの燃焼を停止したのち、再びバーナの燃焼を再開す
るように、前記バーナへの点火手段を作動させるように
構成するものであるから、例えば、前記バーナが何らか
の原因で一時的に逆火を発生し、その後、その逆火発生
の原因が改善されたような場合、バーナの燃焼再開によ
って自動的にバーナが継続燃焼される。

【０００９】請求項４に記載の発明によれば、前記制御
手段が、前記バーナの燃焼再開を複数回繰り返したのち
にバーナに逆火が発生したものと判別すると、前記バー
ナの燃焼再開を停止するように構成するものであるか
ら、上述のような一時的な逆火発生に対して継続燃焼が
可能でありながら、逆火発生の原因が改善されない場合
には、バーナの燃焼を確実に停止して、ＣＯの発生とバ
ーナの劣化とを防止することができる。

【００１０】請求項５に記載の発明によれば、前記制御
手段が、前記バーナの燃焼再開を停止すると、燃焼再開
の停止を報知するように構成するものであるから、逆火
発生の原因が時間経過に伴って自然に改善されないよう
な場合に、その旨を報知することができ、使用者側にお
いて、その後の処置を確実に採ることができる。

【００１１】請求項６に記載の発明によれば、前記通風
手段が、その回転数の変更によって燃焼用空気の通風量
を変更するファンで構成されているため、例えば、ファ
ンからの通風量をダンパの開度調節で変更する構成など
に較べて、より微妙な通風量変更が可能で、かつ、前記
通風量検出手段が、前記ファンの回転数を検出する回転
数センサで構成するものであるから、微妙な通風量の変
更も確実に検出することができ、これまで述べた逆火発
生の判別も正確で確実なものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による燃焼装置の実施の形
態を図面に基づいて説明する。この燃焼装置は、例えば
給湯装置などに使用されるもので、その給湯装置は、図
１に示すように、水を加熱して給湯する給湯部Ｋと、こ
の給湯部Ｋの作動を制御する制御手段としての制御部Ｈ
と、制御部Ｈに制御情報を指令するリモコン操作部Ｒな
どを備えて構成されている。このような構成の給湯装置
においては、通常、給湯部Ｋと制御部Ｈとは、室外に設
置される給湯器の本体ケース内に収納され、リモコン操
作部Ｒは、台所などの室内に設置される。

【００１３】前記給湯部Ｋは、燃焼室１を備えていて、
その燃焼室１内には、燃焼装置としてのガス燃焼式のバ
ーナ２と、そのバーナ２によって加熱される水加熱用の
熱交換器３とが設けられ、かつ、前記バーナ２に点火す
る点火手段としてのイグナイタ４と、イグナイタ４によ
りバーナ２に着火されたか否かを検出するフレームロッ
ド５も設けられている。前記燃焼室１には、バーナ２に
燃焼用空気を通風供給する通風手段としてのファン６が
連設され、図外のモータにより回転駆動されるととも
に、その回転数の変更調節によって燃焼用空気の通風量
が変更調整可能に構成され、かつ、そのファン６には、
ファン６の実際の回転数を検出することで、燃焼用空気
の通風量を検出する通風量検出手段としての回転数セン
サ７が設けられている。

【００１４】前記熱交換器３には、水を供給する入水路
８と、図外の給湯栓に出湯するための出湯路９とが接続
され、入水路８には、通水量が設定水量を越えるとＯＮ
し、設定水量を下回るとＯＦＦする水流スイッチ１０が
設けられ、出湯路９には、加熱後の湯温を検出する出湯
温サーミスタ１１が設けられている。また、前記バーナ
２には、燃料ガスを供給する燃料供給路１２が接続さ
れ、その燃料供給路１２には、電磁操作式の開閉弁１３
と、バーナ２への燃料供給量を調節する燃料供給量調節
手段としての電磁操作式のガス比例弁１４が設けられて
いる。

【００１５】前記リモコン操作部Ｒは、制御部Ｈに対し
て通信可能に接続され、制御部Ｈに給湯運転の開始と停
止とを指令する運転スイッチ１５、目標給湯温度を設定
して制御部Ｈに指令し、それによってバーナ２の燃焼量
を設定する燃焼量設定手段としての温度設定スイッチ１
６、給湯温度などを表示する表示部１７、異常を表示す
る報知手段としての異常表示ランプ１９などが備えられ
ている。

【００１６】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを
備えて構成され、上述のフレームロッド５、回転数セン
サ７、水流スイッチ１０、出湯温サーミスタ１１などの
各種検出手段からの検出情報や、リモコン操作部Ｒから
の制御情報などが入力され、それらの入力情報に基づい
て、イグナイタ４、ファン６、開閉弁１３、ガス比例弁
１４などの作動を制御するように構成されている。

【００１７】前記制御部Ｈには、温度設定スイッチ１６
による設定目標給湯温度などに基づいてバーナ２の燃焼
量、具体的には、バーナ２への燃料供給量Ｉｐを求めて
ガス比例弁１４の開度を調整するガス量制御手段１０
０、前記燃料供給量Ｉｐに対応する適正通風量を設定す
る適正通風量設定手段１０１、前記燃料供給量Ｉｐに対
応するファン６の目標回転数を設定する目標回転数設定
手段１０２、回転数センサ７による検出回転数が前記目
標回転数になるようにファン６を制御するファン制御手
段１０３、燃料供給量Ｉｐに相当するガス比例弁１４の
開度と、前記回転数センサ７による検出回転数との関係
に基づいて、バーナ２に逆火が発生したか否かを判別す
る逆火判別手段１０４などが、制御プログラム形式で備
えられている。

【００１８】前記バーナ２は、一次空気混合率の小さい
濃混合気を燃焼させる濃バーナと、一次空気混合率の大
きい淡混合気を燃焼させる淡バーナとを交互に並設した
濃淡燃焼バーナで構成され、燃焼量に応じて、濃バーナ
と淡バーナとを燃焼させる濃淡燃焼、濃バーナのみを燃
焼させる濃燃焼、濃バーナの一部のみを燃焼させる一部
濃燃焼との３段階に切り換え可能に構成されている。そ
して、その３段階の切り換え燃焼状態において、図２に
示すように、ファン６の通風量に対応するファン回転数
とバーナ２の燃焼量に対応する燃料供給量Ｉｐとの関係
が予め設定され、かつ、実際の実験結果に基づいて、バ
ーナ２が逆火を発生する限界である逆火ラインＧＬも設
定されて、制御部Ｈに予め記憶されている。

【００１９】つぎに、制御部Ｈによる給湯装置の作動に
ついて説明する。リモコン操作部Ｒの運転スイッチ１５
がＯＮ操作された状態で、図外の給湯栓を開操作して水
流スイッチ１０がＯＮすると、バーナ２の燃焼を開始す
る。前記バーナ２の燃焼は、まず、ファン６を起動して
点火用の通風量に調整し、開閉弁１３を開弁するととも
に、ガス比例弁１４を点火用の開度に調整して、イグナ
イタ４により点火し、フレームロッド５によってバーナ
２への着火が確認されると、イグナイタ４の作動を停止
する。

【００２０】このようにしてバーナ２の燃焼が開始され
ると、温度設定スイッチ１６により設定された目標給湯
温度や出湯温サーミスタ１１による検出温度などの情報
に基づいて、バーナ２への燃料供給量Ｉｐが算出され、
その算出された燃料供給量Ｉｐに基づいて、上述した３
段階の燃焼状態のいずれかが選択されるとともに、その
燃焼供給量Ｉｐになるようにガス比例弁１４の開度が調
整制御される。同時に、算出された燃料供給量Ｉｐに対
応した適正通風量になるように、ファン６の目標回転数
が設定され、その設定された回転数になるようにファン
６が制御される。それによって、温度設定スイッチ１６
で設定された温度の湯が、給湯路９へ供給されるのであ
り、温度設定スイッチ１６により設定温度が変更される
と、その変更された温度に対応する燃料供給量Ｉｐに基
づいて、上述と同じ制御が実行される。

【００２１】このようなバーナ２の燃焼中において、回
転数センサ７による検出回転数とガス比例弁１４の開度
検出に基づく燃料供給量Ｉｐとの関係が、図２に示した
逆火ラインＧＬを越えて、図中斜線で示した逆火領域内
に入り、かつ、その状態のまま継続して設定時間（例え
ば、５〜６秒）経過すると、逆火判別手段１０４が、バ
ーナ２に逆火が発生したものと判別し、開閉弁１３を閉
弁してバーナ２の燃焼を停止する。そして、バーナ２の
燃焼を停止したのち、再び、上述と同じ作動で、バーナ
２の燃焼を再開し、逆火が改善されていれば、そのまま
バーナ２の燃焼を続行し、回転数センサ７による検出回
転数と燃料供給量Ｉｐとの関係が、再度、逆火ラインＧ
Ｌを越えて逆火領域内に入ると、バーナ２の燃焼を停止
する。このようにしてバーナ２の燃焼再開を繰り返し
（例えば、２〜３回）、それでも逆火が改善されていな
ければ、バーナ２の燃焼再開も停止して、リモコン操作
部Ｒの異常表示ランプ１９を点灯して異常を報知するの
である。

【００２２】〔別実施形態〕 （１）先の実施形態では、前記通風手段の例としてファ
ン６を示し、そのファン６の回転数を変更することで燃
焼用空気の通風量を変更する構成を示したが、ファン６
の回転数を変更せずにダンパなどで通風量を変更するよ
うに構成することもできる。また、前記通風量検出手段
の例として、ファン６の回転数を検出する回転数センサ
７を示したが、例えば、通風速度を検出し、その通風速
度に基づいて通風量を検出する風量センサなど、各種の
風量検出装置を用いて実施することもできる。

【００２３】（２）先の実施形態では、燃料供給量調節
手段としてのガス比例弁１４の開度に基づいてバーナ２
への燃料供給量を検出し、その検出燃料供給量に基づい
てバーナ２の燃焼量を検出する例を示したが、バーナ２
への燃料供給量を直接検出してバーナ２の燃焼量を検出
するなど、種々の改良が可能である。

【００２４】（３）先の実施形態では、逆火判別手段１
０４が逆火の発生を判別すると、バーナ２の燃焼を停止
する構成を示したが、必ずしもバーナ２の燃焼を停止す
る必要はなく、例えば、燃焼用空気の通風量や燃料供給
量を変更調整して逆火の改善を図りながら、バーナ２の
燃焼を続行するように構成することもできる。

【００２５】（４）逆火発生の判別に伴ってバーナ２の
燃焼を停止する場合、先の実施形態のように、バーナ２
の燃焼再開を複数回繰り返したのち、最終的にバーナ２
の燃焼を停止するのではなく、バーナ２の燃焼再開を実
行せずに燃焼を停止することもでき、また、その場合、
逆火発生を判別したまま設定時間経過するのを待たず、
直ちにバーナ２の燃焼を停止するように構成することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】燃料供給量とファン回転数との関係を示す図

【符号の説明】

２ バーナ ４ 点火手段 ６ 通風手段としてのファン ７ 通風量検出手段としての回転数センサ １４ 燃料供給量調節手段 １６ 燃焼量設定手段 Ｈ 制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナに燃焼用空気を通風する通風手段
   と、その通風手段による燃焼用空気の通風量を検出する
   通風量検出手段と、前記バーナへの燃料供給量を調節す
   る燃料供給量調節手段と、前記バーナの燃焼量を設定す
   る燃焼量設定手段と、その燃焼量設定手段による設定燃
   焼量に基づいて前記燃料供給量調節手段を制御するとと
   もに、前記通風量検出手段による検出通風量が前記バー
   ナの燃焼量に対応した適正通風量になるように前記通風
   手段を制御する制御手段とが設けられた燃焼装置であっ
   て、 前記制御手段が、前記通風量検出手段による検出通風量
   と、前記バーナの燃焼量との関係が、予め設定した逆火
   領域内にあると、前記バーナに逆火が発生したものと判
   別するように構成してある燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段が、前記バーナに逆火が発
   生したものと判別した状態が継続して設定時間が経過す
   ると、前記バーナの燃焼を停止するように構成してある
   請求項１に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段が、前記バーナに逆火が発
   生したものと判別してバーナの燃焼を停止したのち、再
   びバーナの燃焼を再開するように、前記バーナへの点火
   手段を作動させるように構成してある請求項２に記載の
   燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、前記バーナの燃焼再開
   を複数回繰り返したのちにバーナに逆火が発生したもの
   と判別すると、前記バーナの燃焼再開を停止するように
   構成してある請求項３に記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段が、前記バーナの燃焼再開
   を停止すると、燃焼再開の停止を報知するように構成し
   てある請求項４に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 前記通風手段が、その回転数の変更によ
   って燃焼用空気の通風量を変更するファンで構成され、
   かつ、前記通風量検出手段が、前記ファンの回転数を検
   出する回転数センサで構成してある請求項１〜５のいず
   れか１項に記載の燃焼装置。