JPS63294420A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湯沸器やガス暖房器具等の燃焼装置に関し、詳
しくは、バーナに対して燃焼用空気を強制供給するため
のファン、及び前記バーナからの排気ガスに対する成分
検出に基づき前記ファンの送風能力を自動調整する制御
装置を設けた燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き燃焼装置においては制御装置に、バー
ナからの排気ガスにおけるＯ　ｚ　’／７４度を検出す
る手段を備えさせ、もって、検出Ｏｚ　４度が設定以下
となったときに、不完全燃焼ないしそれに近い状態が発
生したと判断させてファンの送風能力を自動的に増大さ
せ、それによって、正常燃焼に復帰させるようにしてい
た。

つまり、ファンは所定の回転数で回転しているにもかか
わらず排気経路の詰り等に起因して燃焼用空気の実際の
通風量が低下し、そのために、不完全燃焼やそれに近い
状態が生じることに対し、上述の如きｏ２２度検出に基
づいた補正的なファンの送風能力制御により燃焼用空気
の実際の通風量を正常燃焼に必要な通風量に回復させて
不完全燃焼を防止するようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、不完全燃焼の発生と排気ガスにおける０□濃度
の低下とは必ずしも精度良く対応するものでは無く、殊
に、バーナの局部箇所で不完全燃焼が発生した場合等で
は排気ガスにおける０□濃度は低下しないことが多く、
そのために、Ｏｔ　？ｌＡ度検出に基づく送風能力制御
では不完全燃焼やそれに近い状態の発生に対する検出精
度面、ひいては、燃焼用空気通風量の低下に起因した不
完全燃焼やそれに近い状態の発生に対する対処の適確さ
の面で未だ信転性に欠ける問題があった。

本発明の目的は上述の点を改善することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による燃焼装置の特徴構成は、バーナからの排気
ガスに対する成分検出に基づきファンの送風能力を自動
調整する制御装置に、前記バーナからの排気ガスにおけ
るＣｏｒｌ度を検出する検出手段と、その検出Ｃ０ＭＭ
度が設定以上となったときに前記ファンの送風能力を所
定巾だけ自動的に増大させる実行手段とを備えさせてあ
ることにあり、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、不完全燃焼やそれに近い状態の発生に対しては
ＣＯ発生は必ず伴うものである。したがって、排ガスに
おけるＣＯ濃度検出に基づきファンの送風能力を自動調
整させる本発明構成であれば、０□濃度検出による従来
のものに比して不完全燃焼ないしそれに近い状態の発生
を精度良く検出でき、それによって、燃焼用空気通風量
の低下に起因した不完全燃焼ないしそれに近い状態の発
生に対する対処、すなわち、ファン送風能力の補正的な
増大を適確に実行させることができる。

〔発明の効果〕

その結果、従来のものに比して不完全燃焼に対する安全
性を高めることができ、安全機能上の信頬性の高い燃焼
装置とすることができる。

尚、特許請求の範囲の項における実施態様項（第２項）
の構成について追記すると、一般に０２濃度の検出セン
サーはその検出濃度範囲が広く、そのことから、Ｏｔ濃
度検出に基づくファンの送風能力制御は、不完全燃焼や
それに近い状態が発生する以前の燃焼制御、すなわち、
燃焼状態を最適燃焼状態に維持するための制御としても
適用できる利点を有するが、それに対し、ＣＯ濃度検出
は本来的に不完全燃焼やそれに近い状態が生じたときに
発生するＣＯを検出するものであることから、ＣＯ濃度
検出に基づくファンの送風能力制御は、燃焼用空気通風
量の低下に起因した不完全燃焼やそれに近い状態の発生
に対して対処するための制御としては前述の如（極めて
優れた制御であるものの、不完全燃焼やそれに近い状態
の発生に至る以前において燃焼状態を最適燃焼状態に維
持するための制御としてはあまり高い制御機能を期待す
ることが難しい。

その点、実施態様項（第２項）の構成、すなわち、ファ
ンの送風能力とバーナへの燃料供給量とについて設定し
た特定相関関係を維持するように燃料供給量に応じてフ
ァンの送風能力を自動調整させることにより燃焼状態を
最適燃焼状態に維持させるようにした上で、検出Ｃ０ｆ
Ｉ度が設定以上となったときに前記の特定相関関係をフ
ァン能力増大側に設定変更させるようにするという構成
を採用すれば、通常時は最適燃焼をｍ続維持させながら
、排気経路の詰り等に起因した燃焼用空気通風量の低下
のために不完全燃焼やそれに近い状態が生じた時にはそ
れに対して適確に対処して再び最適燃焼を継続維持させ
る状態に復帰させることができ、全体として、極めて優
れた燃焼制御機能を得ることができるようになる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は燃焼装置の一例としての瞬間湯沸器を示し、排
気口（１）及び吸気口（２）を形成したケーシング（３
）に、フィンチューブ型の水加熱用熱交換器（４）、バ
ーナ（５）、及び、吸気口（２）から取入れた燃焼用空
気をバーナ（５）に対して供給するファン（６）を内装
しである。

図中（７）は、ファン（６）からバーナ（５）ヘノ燃焼
用空気供給路、バーナ（５）と熱交換器（４）との間の
燃焼室、並びに、熱交換器（４）から排気口（１）への
排ガス路を形成する筒状体である。

熱交換器（４）からの給湯路（８）は外部配管（９）を
介して給湯栓（１０）に接続するようにしてあり、給湯
路（８）には湯温センサー（１１）を付設しである。

又、熱交換器（４）への給水路（１２）には、給湯栓（
１０）の開栓に伴う水流によりＯＮする水流スイッチ（
１３）を付設しである。

バーナ（５）に対する燃料ガス供給路（１４）には、燃
料ガス供給路を断続するガス弁（１５）、及び、燃料ガ
ス供給量を調整するガス量調整弁（１６）を介装しであ
る。

図中（１７）は点火プラグ、（１８）はフレームロンド
である。

運転制御はリモートコントローラ（１９）カラノ指令、
並びに、センサー類からの情報に基づき制御装置（２０
）に行わせるようにしである。

尚、リモートコントローラ（１９）には、運転スイッチ
（２１）、湯温調整具（２２）、並びに、各種表示ラン
プを装備しである。

制御装置（２０）には、第２図に示すように、（イ）給
湯栓（１０）の開栓に伴う水流スイッチ（１３）のＯＮ
により、ガス弁（１５）を開弁させると共にファン（６
）及び点火プラグ（１７）を起動させてバーナ（５）を
着火させ、かつ、給湯栓（１０）の閉栓に伴う水流スイ
ッチ（１３）のＯＦＦにより、ガス弁（１５）を閉弁さ
せバーナ（５）を消火させると共にファン（６）を停止
させる自動着火・消火回路（２０Ａ）、 仁）湯温センサー（１１）による検出湯温を湯温調整具
（２２）により設定された温度に維持するようにガス量
調整弁（１６）を自動調整する湯温調整回路（２０Ｂ）
、 （ハ）自動着火・消火回路（２０Ａ）からの指令に基づ
きファン（６）を発停操作すると共に、湯温調整回路（
２０Ｂ）による燃料ガス供給量調整に応じてファン（６
）の回転数を自動調整するファン制御回路（２０Ｃ） の夫々を基本回路として設けである。

尚、制御装置（２０）そのものの発停は運転スインチ（
２１）により行われ、制御装置（２０）が運転状態にあ
るときにはリモートコントローラ（１９）の運転ランプ
（２３）が点灯する。

又、フレームロンド（１８）による炎検出に基づき燃焼
状態ではリモートコントローラ（１９）（７）燃焼ラン
プ（２４）が点灯するようにしてあり、更に、フレーム
ロンド（１８）によりバーナ（５）の不着火、並びに、
立ち消えが検出されれたときには自動着火、消火回路（
２０Ａ）によりガス弁（１５）を遮断させるようにしで
ある。

ファン制御回路（２０Ｃ）によるファン（６）の回転数
調整としては、ファン回転数Ｎと燃料ガス供給４３Ｇと
について予め設定しである特定相関関係を維持するよう
に、すなわち、第４図に示す如きファン回転数Ｎと燃料
ガス供給ｉ１Ｇとについての設定相関式Ｎ＝ｆｌ（ｃ）
を満足するように、燃料ガス供給ｆｆ１Ｇ　（具体的に
はガス量調整弁（１６）に対する操作電流値）の変更に
応じてファン回転数Ｎ（具体的にはファンモータ（Ｍ）
に対する供給電圧）を自動調整させるようにしてあり、
それによって、燃焼用空気の通風量と燃料ガス供給量Ｇ
とがマツチングした最適燃焼状態を維持させるようにし
である。

第３図は、燃料ガス供給ｉｔ　（Ｇ）がある値にあると
きの、ファン回転数Ｎ、ファン送風量（燃焼用空気通風
１）Ｑ、並びに、バーナ（５）からの排気ガスにおける
Ｃｏ濃度の三者の相関を示すが、前記の設定相関式Ｎ＝
ｆｌ（Ｇ）は、任意の燃料ガス供給量Ｇに対して、Ｃｏ
濃度が最小となる通風１１Ｑａを得るための回転数Ｎａ
を与える式としである。

燃焼室には、バーナ（５）からの排気ガスにおけるＣｏ
濃度を検出するためのＣＯセンサー（２５）を設けてあ
り、それに対し、制御装置（２０）には前記の各回路（
２ＯＡ）　、　（２０Ｂ）　、　（２０Ｃ）に加え、Ｃ
Ｏセンサー（２５）によるＣＯ検出に基づき、検出Ｃｏ
濃度が設定以上となったときに、前述の燃料供給量Ｇに
応じたファン回転数制御において制御基準とする設定相
関式Ｎ＝ｒ＋（ｃ）をファン回転数増大側に設定変更し
て、その後は、変更後の設定相関式Ｎ＝ｆｚ（Ｇ）を基
準としたファン回転数制御をファン制御回路（２０Ｃ）
に実行させる補正回路（２００）を設けである。

具体的には、排気ガスにおけるＣＯ濃度ｄの変化に対し
通電抵抗ｒが第５図に示す如く変化するＳｎＯ□素子を
用いてＣＯセンサー（２５）を構成し、そして、補正回
路（２００）において、その通電抵抗ｒを測定させると
共に、測定通電抵抗「が設定Ｃｏ濃度ｄ１に対応する抵
抗値ｒ１以下となったときに、ファン制御回路（２０Ｃ
）において制御基準とする設定相関式Ｎ＝ｒ＋（Ｇ）を
、ファン回転数増大側で予め設定しである補正用相関式
Ｎ＝ｆ２（Ｇ）に切換させるようにしである。

つまり、ファン（６）そのものは、（第１図及び第４図
参照）、そのときの燃料ガス供給量Ｇに応じて設定相関
式Ｎ＝ｒ、（ｃ）により与えられる最適の回転数Ｎａで
回転しているにもかかわらず、熱交換器（４）や排気口
（１）等での排気経路詰まりに起因して実際の通風量Ｑ
が最適通風量Ｑａよりも小さい値Ｑｂにまで低下し、そ
のために、不完全燃焼に近い状態が生じたとき、それに
伴うＣｏ濃度増大の検出により不完全燃焼に近い状態の
発生を検知させ、そして、その検知に基づきファン回転
数制御の制？Ｉ基準をそれまでの設定相関式Ｎ＝ｆｌ（
Ｇ）から補正用相関式Ｎ−ｒｚ（ｃ）に切換えさせてフ
ァン（６）の回転数Ｎを補正値Ｎｂにまで増大させるこ
とにより、実測の通風量Ｑを適正燃焼に必要な通風量Ｑ
ｃにまで回復させて燃焼状態を適正燃焼状Ｇ（Ｃｏ濃度
ｄがｄ０以下の状態）に復帰させ、更に、それ以後、補
正用相関式Ｎ＝ｈ（ｃ）を基準としたファン回転数制御
を継続実行させることで適正燃焼状態を維持させるよう
にしである。

尚、第３図において、ｌは前述の説明からも判るように
、排気経路詰りか無い状態でのファン回転数Ｎと通風量
Ｑとの関係を示すラインであり、それに対し、β″は排
気経路詰りか生じている状態での両者Ｎ、Ｑの関係を示
すラインである。

前記の補正用相関式Ｎ＝ｆ２（Ｇ）は、仮に、排気経路
詰りか無い状ＢＣ１で示される状態）で補正用相関式Ｎ
＝ｈ（Ｇ）への制御基準変更が実行されて、通風ＭＱが
最適通風量Ｑａよりも大きい値Ｑｄにまで増大したとし
たとき、その通風量Ｑｄがその時の燃料ガス供給量Ｇに
対して適正燃焼状Ｍ　（ａ＜ａｏ）を維持し得る許容上
限風量となるような回転数増大中（ΔＮ）を与える式と
してあり、それによって、排気経路詰り以外の原因で通
風量低下を伴わない不完全燃焼が生じた場合で、Ｃｏｔ
ａ度検出に基づく回転数Ｎ増大が実行されて通風量Ｑが
最適通風量Ｑａよりも大きく増大された際、その通風量
増大のためにかえって不完全燃焼が進行（Ｃｏ濃度が増
大）するといった事態を回避するようにしである。

更に、制御装置（２０）には、 補正回路（２０Ｄ）によりファン回転数制御の制御基準
が補正用相関式Ｎ−ｆ　Ｚ　（Ｇ）に切換えられた後も
引き続いてＣＯセンサー（２５）により設定ＣＯ濃度ｄ
１以上のＣＯ儂度が検出されたとき、すなわち、ファン
回転９Ｎの補正的な増大にかかわらず測定通電抵抗ｒが
ｒ、以下のままであったときに、リモートコントローラ
（１９）に付設のメンテナンスランプ（２６）を点灯さ
せて、使用者に点検の必要を報知し、又、補正用相関式
Ｎ−ｒｚ（ｃ）への切換え後でＣＯセンサー（２５）に
よる検出ＣＯ；Ｍ度ｄが設定限界ＣＯ濃度ｄ２に対応す
る抵抗値ｒ２以下となったときに、自動着火・消火回路
（２０Ａ）に対する指令によりバーナ（５）を消火させ
ると共に、リモートコントローラ（１９）に付設の異常
ランプ（２７）を点灯させて使用者に異常を報知する安
全回路（２０Ｂ）をも具備しである。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を列記する。

（イ）前述実施例においては回転数制御によりファン（
６）の送風能力を調整するようにしたが、ダンパー制御
やベーン角制御によりファン（６）の送風能力を調整す
るようにしてもよい。

Ｕ　　燃料供給量に応じたファン送風能力制御を実施し
ない燃焼装置において、検出ＣＯ掘度が設定以上となっ
たときにファン（６）の送風能力を所定巾だけ自動的に
増大させるようにしても良い。

（ハ）ＣＯ濃度の境界値を複数段階に設定しておき、検
出ＣＯ濃度が夫々の設定境界値を超えるごとにファン送
風能力の増大調整を実行させるようにしても良い。

に）Ｃ０４度を検出するセンサー（検出手段）としては
、ＳｎＯ□を適用したセンサーの他、種々の型式のセン
サーを適用できる。

巾　ファン（６）は排気ファンであっても良い。

すなわち、強制排気に伴い燃焼用空気をバーナ（５）に
対し供給する型式であっても良い。

（へ）本発明は、湯沸器やガス暖房器等々、種々の燃焼
装置に適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第１図は
瞬間湯沸器の構成図、第２図は制御構成を示すブロック
図、第３図はファン回転数、風量、ＣＯ濃度の相関を示
すグラフ、第４図はファン回転数制御の制御形態を説明
するためのグラフ、第５図はＣＯ濃度とセンサー通電抵
抗との相関を示すグラフである。 （５）・・・・・・バーナ、（６）・・・・・・ファン
、（２０）・・・・・・制御装置、（２００）・・・・
・・実行手段、（２５）・・・・・・検出手段、（２０
Ｅ）・・・・・・安全手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バーナ（５）に対して燃焼用空気を強制供給するた
   めのファン（６）、及び前記バーナ（５）からの排気ガ
   スに対する成分検出に基づき前記ファン（６）の送風能
   力を自動調整する制御装置（２０）を設けた燃焼装置で
   あって、前記制御装置（２０）に、前記バーナ（５）か
   らの排気ガスにおけるＣＯ濃度を検出する検出手段（２
   ５）と、その検出ＣＯ濃度が設定以上となったときに前
   記ファン（６）の送風能力を所定巾だけ自動的に増大さ
   せる実行手段（２０Ｄ）とを備えさせてある燃焼装置。 ２、前記ファン（６）が、その送風能力と前記バーナ（
   ５）への燃料供給量とについて設定された特定相関関係
   を維持するように燃料供給量に応じて自動能力制御され
   るものであり、前記実行手段（２０Ｄ）が、前記の特定
   相関関係をファン能力増大側に設定変更するものである
   特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置。 ３、前記制御装置（２０）が、前記実行手段（２０Ｄ）
   によるファン送風能力の増大後も前記検出手段（２５）
   による検出ＣＯ濃度が継続して設定以上であるときに異
   常報知、又は、燃料供給遮断を実行する安全手段（２０
   Ｅ）を備えている特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の燃焼装置。 ４、前記実行手段によるファン送風能力の増大が、停止
   状態の前記ファン（６）に対する起動操作を含むもので
   ある特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置。