JPH07198129A - 燃焼装置およびその燃焼能力更新設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯器の一次供給ガス圧力が予測範囲をはず
れて低いときには、これに応じて燃焼能力特性データを
更新設定する。 【構成】 横軸に操作量、縦軸に燃焼能力をとった燃焼
能力特性の初期データはリニア性を有しているが、ガス
の一次供給圧が低いと飽和点Ｇを境としてラインの傾き
が寝る。本発明では、例えば、操作量ＬＶ₂ で最大燃焼
能力ＧＯ_MAX が得られないときに、操作量ＬＶ₁ にずら
して燃焼運転を行い、出湯温度が設定温度とほぼ等しく
安定している状態での燃焼能力ＧＯ₁ を求め、ＧＯ₂ と
ＧＯ₁ の差が判定基準値ΔＧ_SET よりも小さいときにＧ
Ｏ₁ を飽和点Ｇの燃焼能力であると判断してＧＯ₁ を最
大燃焼能力ＧＯ_MAX ′として燃焼能力データを更新設定
する。このデータの更新動作を繰り返すことにより、Ｇ
Ｏ₁ は飽和点Ｇに近づき、最終的には操作量が０％から
ＬＶ₀ の範囲として燃焼能力データを更新設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器等の燃焼装置
と、その燃焼能力更新設定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には、燃焼装置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、熱交
換器２の入口側には被加熱流体である水の給水管３が接
続されており、この給水管３には入水温を検出する入温
度検出手段としての入水サーミスタ10と、入水量を検出
する流量検出手段の流量センサ９とが設けられている。
熱交換器２の出口側には給湯管４が接続され、この給湯
管４の出口側には給湯栓１が設けられている。さらに、
給湯管４にはギヤモータによって開弁量が制御される流
量制御手段としての水量制御弁16と、出湯温を検出する
出温度検出手段としての出湯サーミスタ11とが設けられ
ている。

【０００３】熱交換器２の下方には燃焼加熱手段として
のバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極18、
着火を検知するフレームロッド電極19、および給排気を
行う空気供給手段としての燃焼ファン５が配設されてお
り、バーナ７のガス導入口にはガスノズル６が対向配置
され、このガスノズル６に通じるガス管８にはガス供給
量を開弁量によって制御する燃料供給制御手段としての
ガス比例弁13と、管路の開閉を行うガス電磁弁12とが介
設されている。

【０００４】この種の給湯器には制御装置14が備えられ
ており、この制御装置14にはリモコン15が接続され、こ
のリモコン15には給湯温度を設定するボタン等の温度設
定部や給湯設定温度の表示部が設けられている。制御装
置14は給湯器の給湯動作を制御しており、給湯栓１が開
けられると流量センサ９が入水量を検出して、その入水
量がある一定以上（最低作動流量以上）になったときに
流量センサ９からの信号を受けて、制御装置14は燃焼フ
ァン５を回転させる。そして、燃焼ファン５の回転が所
定の回転領域に入ったときにガス電磁弁12およびガス比
例弁13を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イグナイ
タ電極18による点火動作を行う。フレームロッド電極19
がガスの着火を検出すると、制御装置14は出湯温度を設
定温度にするようフィードフォワード制御を行い、ガス
比例弁13の開弁量を可変し、熱交換器２から出る湯温を
設定温度になるように制御を行い、湯温の安定後は、フ
ィードフォワード制御とフィードバック制御の併用制御
により燃焼制御が行われる。

【０００５】周知のように、給湯器には、給湯燃焼能力
が与えられており、給湯器はこの燃焼能力の範囲内で出
湯温度を設定温度にすべく燃焼制御を行う。給湯器に与
えられる燃焼能力は、号数によって与えられており、１
号とは、１分間に１リットルの水を25℃上昇させるのに
必要な燃焼能力を意味する。

【０００６】つまり、号数＝入水量（リットル／分）×
｛出湯温度（℃）−入水温度（℃）｝÷25の式で表され
る。なお、号数を求める計算では、出湯温度の代わりに
設定温度を用いる場合もある。例えば、入水量が24リッ
トル／分、出湯温度が40℃、入水温度が15℃のときに
は、給湯器の燃焼能力は前記式により、24号として与え
られる。このように、燃焼能力の号数が与えられると、
その号数に適する適性流量は次の式で与えられる。適性
流量（リットル／分）＝号数×25／（設定温度（℃）−
入水温度（℃））。なお、この適性流量を計算する場合
も、設定温度の代わりに出湯温度を用いる場合もある。
給湯器の燃焼運転では与えられた最大燃焼能力でもって
適性流量を通水して設定温度の湯を出湯するように燃焼
制御が行われる。

【０００７】前記燃焼能力が仕様値として与えられる
と、制御装置14には図８に示すような、燃焼能力特性デ
ータと、燃焼風量特性データとが設定される。燃焼能力
特性データは、同図の（ａ）に示すように、横軸を燃料
供給の操作量とし、縦軸を燃焼能力とし、最小操作量で
ある操作量０％で、最小燃焼能力のガス供給量を与える
ようにし、操作量100 ％で、最大燃焼能力のガス供給量
を与え、操作量０％から100 ％の範囲内で可変すること
により、最小燃焼能力のガス供給量から最大燃焼能力の
ガス供給量に至るガス供給量を自在に可変制御するリニ
アな特性データとして機能する。

【０００８】また、図８の（ｂ）は、燃料風量特性デー
タを示すもので、横軸に燃焼供給の操作量、縦軸に風量
（ファン回転数）を取り、操作量０％から100 ％の範囲
内で可変することにより、風量を最小燃焼能力時の風量
から最大燃焼能力時に至る風量を自在に可変制御するリ
ニアな特性データとして機能する。

【０００９】なお、これら燃焼能力特性データと燃焼風
量特性データには、点火動作点Ｅ₁，Ｅ₂ がそれぞれ与
えられる。この点火動作点Ｅ₁ ，Ｅ₂ は、バーナ７の点
火時に最適なガス供給量と、風量とを与える点火の動作
点である。

【００１０】前記図８に示す燃料供給の操作量はガス比
例弁13の開弁量に対応しており、操作量100 ％の位置
で、最大燃焼能力のガス供給量がバーナ７に供給される
ようにガス比例弁の開弁駆動電流が設定され、操作量０
％の位置で、最小燃焼能力のガス供給量がバーナ７に加
えられるようにガス比例弁13の開弁駆動電流が設定され
る。なお、ガス比例弁13の開弁量は開弁駆動電流の大き
さに比例し、操作量の大きさに応じて開弁駆動電流の大
きさが変化し、操作量に応じたガス量がバーナ７に供給
される。同様に、操作量の大きさによって燃焼ファン５
の回転数が制御され、操作量によって、燃焼量に適した
風量が供給されるようになっている。

【００１１】通常、燃焼風量特性データには、風量特性
の直線ラインの上下両側に上限ラインと下限ラインが設
けられ、この上限ラインと下限ラインとの許容範囲内
（公差範囲内）で、操作量に対する風量制御が行われて
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、給湯器
を仕向先に設置施工して燃焼運転を行おうとしたとき、
その地域のガス供給圧力（一次圧）が、予測した範囲よ
りも低下していた場合には、前もって設定した前記図８
に示す燃焼能力特性データが実状に合わず、図９に示す
ように、本来実線の特性であるべきところ、実際には、
破線で示すように操作量が大きくなる側で特性ラインが
寝て飽和状態となり、リニア性が失われてしまうという
問題が生じる。

【００１３】図10はガス比例弁13のガバリング特性を示
している。この図の横軸は給湯器が設置される地域のガ
ス供給圧力（一次圧）、つまり、ガス比例弁13の入力側
のガス圧Ｐ₁ を示しており、縦軸は、ガス比例弁13の出
力側の圧力、つまり、バーナ７に供給される圧力（二次
圧）Ｐ₂ を示している。ガス比例弁13の仕様として、一
次圧Ｐ₁ が標準一次圧を基準として、その両側に最小一
次圧と最大一次圧とが与えられ、操作量を最小操作量の
０％から最大操作量の100 ％の範囲内で操作量を可変さ
せたとき、最小一次圧と最大一次圧との区間において
は、各操作量における二次圧Ｐ₂ はフラットとなるよう
に設定され、一次圧Ｐ₁ が最小一次圧と最大一次圧間で
ばらついても、二次圧Ｐ₂ は各操作量に対応して一定の
圧力が得られるように設計され、これにより、一次圧が
最小一次圧と最大一次圧の範囲内に収まる限り、前記図
８に示すように、操作量０％から100 ％の範囲内で、燃
焼能力特性のラインはリニアな直線性を持った特性とな
り、好適な燃焼運転が確保される。

【００１４】ところが、給湯器を設置する地域のガス供
給圧力（一次圧）がガバリング特性の最小一次圧よりも
低い圧力であった場合には、例えば、図11に示すよう
に、操作量100 ％でガス比例弁13を駆動すると、本来出
力されるべきの最大燃焼能力に対応する最大二次圧力が
得られず、ΔＰだけ低い二次圧となってしまい、本来の
操作量80％程度の二次圧力Ｐ₂ しか得られなくなり、こ
の図の例では、本来の操作量80％以上の二次圧力が出せ
なくなる。このように、実際の一次圧がガバリング特性
で与えられた最小一次圧よりも低下すると、実際の一次
圧では、各操作量におけるガバリング特性線のフラット
領域から外れるために、実際に給湯器を運転すると、燃
焼能力特性は前記の如く、図11に示すように、例えば、
操作量80％を越える領域で、特性ラインが寝てフラット
状になり、操作量を80％より増加しても、燃焼能力は増
加できない状態となる。

【００１５】このため、例えば、操作量100 ％で燃焼運
転を行っても、本来の操作量80％程度の燃焼能力しか得
られないこととなるが、燃焼ファン５側では、ガス比例
弁13の操作量に合わせて100 ％の操作量でファン回転を
行うため、実施には操作量80％の燃料しか供給されてい
ないにも拘わらず、本来の操作量100 ％のガス供給量に
見合う風量が供給される結果、空気過剰となり、燃焼性
能が悪化してしまうという問題が生じる。

【００１６】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、給湯器の設置される
地域のガス供給圧（一次圧）が予測範囲よりも低い圧力
であったときにおいても、その実際の一次圧に合わせて
燃焼能力特性データをリニア性を持たせて更新設定し、
燃焼供給量に対する風量のミスマッチが生じることのな
い燃焼装置およびその燃焼能力更新設定方法を提供する
ことにある。

【００１７】

【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、本
発明は、熱交換器を通る被加熱流体の燃焼加熱手段と、
被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、燃焼加熱
手段に空気を供給する空気供給手段と、燃焼加熱手段に
供給する燃料の量を制御する燃料供給制御手段とを備
え、燃料供給の操作量と燃焼能力との関係を示す燃焼能
力特性データに基づき燃焼加熱手段への燃料供給量を最
小燃焼能力に応対する最小操作量と最大燃焼能力に対応
する最大操作量の範囲内で燃料供給制御手段の操作量を
可変することによって制御して、燃焼加熱手段を燃焼駆
動し、熱交換器を通る被加熱流体を設定温度に加熱する
燃焼装置において、燃焼運転に際し、熱交換器に入る被
加熱流体の入温度と熱交換器から出る被加熱流体の出温
度と熱交換器を通る被加熱流体の流量を検出して被加熱
流体の出温度が安定している状態での燃焼能力を演算に
よって求め、この演算能力が要求能力よりも低いときに
は次に操作量を大から小に向けて又は小から大に向けて
所定量変化してあるいは必要に応じて流量を変化させ、
被加熱流体の出温度を設定温度とほぼ等しく安定させた
ときの燃焼能力を求めて前回求めた燃焼能力と今回求め
た燃焼能力とを比較する動作を行い、前後の燃焼能力の
差が予め与えた判定基準値よりも小さかったときに操作
量の小さい方の燃焼能力を飽和点の燃焼能力と判定し、
この飽和点の燃焼能力を新たな最大燃焼能力として燃焼
能力特性データを更新記憶することを特徴として構成さ
れている。

【００１８】また、前記燃焼加熱手段は燃焼面を少くと
も２面に区分して、全面燃焼の高能力燃焼駆動と、部分
面燃焼の低能力燃焼駆動とを切り換え可能に構成し、燃
焼能力特性データとしては高能力燃焼駆動用の高燃焼能
力特性データと低能力燃焼駆動用の低燃焼能力特性デー
タとを与え、高能力燃焼駆動運転時に高燃焼能力特性デ
ータを、低能力燃焼駆動運転時に低燃焼能力特性データ
をそれぞれ更新記憶することも本発明に係る燃焼能力更
新設定方法の特徴的な構成とするところである。

【００１９】また、本発明の燃焼装置は、熱交換器を通
る被加熱流体の燃焼加熱手段と、燃焼加熱手段に供給す
る燃料の量を制御する燃料供給制御手段と、熱交換器に
導かれる被加熱流体の温度を検出する入温度検出手段
と、熱交換器で加熱されて出る被加熱流体の温度を検出
する出温度検出手段と、熱交換器に導かれる被加熱流体
の流量を検出する流量検出手段とを備え、燃料供給の操
作量と燃焼能力との関係を示す燃焼能力特性データに基
づき最小燃焼能力に対応する最小操作量と最大燃焼能力
に対応する最大操作量の範囲内で燃焼供給制御手段の操
作量を可変制御して、熱交換器から出る被加熱流体を設
定温度になるように燃焼加熱手段を燃焼駆動する燃焼装
置において、燃焼運転中に熱交換器から出る被加熱流体
の出温度と熱交換器を通る被加熱流体の流量を検出し、
被加熱流体の出温度が安定している状態で燃焼能力を演
算により求める能力演算部と、演算能力が要求能力より
も低いときに操作量を大から小に向けて又は小から大に
向けて所定量可変する操作量可変部と、操作量の可変前
後の能力演算部で演算される燃焼能力の差を求めその差
が予め与えた判定基準値よりも小さくなったときに操作
量の小さい方の燃焼能力を飽和点の燃焼能力と判定する
飽和能力判定部と、飽和点の燃焼能力を新たな最大燃焼
能力として燃焼能力特性データを更新する特性データ更
新部とを有することを特徴として構成されている。

【００２０】

【作用】上記構成の本発明において、燃焼運転を行った
とき、まず、熱交換器に入る被加熱流体の入温度と、熱
交換器から出る加熱された被加熱流体の出温度と、熱交
換器を通る被加熱流体の流量が検出され、出温度が安定
状態となった位置で、実際の燃焼能力が演算により求め
られる。

【００２１】次に、求めた演算能力が要求される能力よ
りも低いときには、所定量、例えば、10％操作量を大き
くなる方向にずらして可変した後に出湯温度が設定温度
とほぼ等しくなったときの能力演算結果とで燃焼能力を
求め、前に求めた燃焼能力と今回求めた燃焼能力を比較
し、その差が予め与えた判定基準値よりも小さいか否か
を判断する。

【００２２】前回の燃焼能力と今回求めた燃焼能力との
差が判定基準値よりも小さかったときに、燃焼能力特性
のラインは一次圧が予測した範囲の圧力よりも低くなっ
て寝て飽和したものと判断し、操作量の小さい方の燃焼
能力を新たな最大燃焼能力として燃焼能力特性データを
更新記憶する。この燃焼能力特性データの更新後は、こ
の更新された新たな燃焼能力特性データでもって燃焼運
転が行われる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例の燃焼装置は前記図７に示したシステム
構成を持つ給湯器を対象にしており、図７に示したもの
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。図１には本発明に係る燃焼能力更新設定方法
を行う制御回路のブロック構成図が示されている。この
実施例の制御回路は、燃焼能力算定部20と、比例弁操作
量演算部21と、比例弁駆動部22と、温度偏差検出部23
と、設定流量算定部24と、流量偏差検出部25と、能力更
新判定指令部として機能する能力更新条件監視部26と、
タイマ27と、補正流量積算部28と、補正流量格納部29
と、能力更新演算部30と、水量制御弁操作量演算部31
と、水量制御弁駆動方向判定部32と、水量制御弁駆動部
33と、水量制御弁全開・全閉検出部34と、初期データ格
納部35と、更新データ格納部36と、ファン操作量演算部
37と、ファン駆動部38と、メモリ39と、特性データ更新
部40と、飽和能力判定部41と、操作量可変部42とを有し
て構成されている。

【００２４】初期データ格納部35には給湯器の仕様によ
って設計段階で定まる給湯燃焼能力の値が例えば24号と
して格納され、さらに、この燃焼能力によって定まる前
記図８に示すような燃焼能力特性データおよび燃焼風量
特性データが記憶されている。

【００２５】燃焼能力算定部20と、比例弁操作量演算部
21と、比例弁駆動部22と、温度偏差検出部23と、ファン
操作量演算部37と、ファン駆動部38は、通常の燃焼制御
を行う部分の回路で、これを簡単に説明すると、まず、
燃焼能力算定部20はリモコン15等の温度設定部で設定さ
れた温度情報と、入水サーミスタ10により検出される入
水温度の情報と、流量センサ（フローセンサ）９で検出
される流量検出値との情報を受け、さらに、温度偏差検
出部23で検出される出湯温度と設定温度との偏差の検出
情報を受けて、入水温度を設定温度に高めるのに要する
燃焼熱量（燃焼能力）を演算により求め、その演算結果
を比例弁操作量演算部21に加える。

【００２６】比例弁操作量演算部21は、燃焼能力算定部
20で演算された燃焼能力を得るための操作量を演算によ
り求め、この値を比例弁駆動部22へ加える。比例弁駆動
部22は比例弁操作量演算部21で算出された操作量に対応
する開弁駆動電流をガス比例弁13に加え、ガス比例弁13
の開弁量、つまり、ガス供給量を制御する。その一方、
ファン操作量演算部37は、前記燃焼能力算定部20により
算出された燃焼熱量の大きさに対応する燃焼ファン５の
ファン回転の操作量を演算により求め、その求めたファ
ン操作量をファン駆動部38に加える。ファン駆動部38は
ファン操作量演算部37から加えられた操作量によって燃
焼ファン５を回転駆動する。これにより、通常はバーナ
７に供給されるガス量に合った風量が供給され、良好な
バーナ燃焼が行われる。

【００２７】設定流量算定部24は、給湯器の燃焼能力に
対応する適性流量を算出する。この適性流量は前述した
ように次の式により求められる。

【００２８】適性流量（リットル／分）＝号数×25／
（設定温度（℃）−入水温度（℃））

【００２９】例えば、設定温度が48℃、入水温度が13
℃、燃焼能力が24号のときの適性流量を求めると、約17
リットル／分として求められる。

【００３０】流量偏差検出部25は、流量センサ９から得
られる検出流量と、前記設定流量算定部24で求められる
適性流量とを比較し、その流量偏差を検出し、その検出
結果を能力更新条件監視部26と水量制御弁操作量演算部
31へ加える。

【００３１】能力更新条件監視部26には、能力更新演算
を行うか否かを判断する条件が予め設定され、その条件
を満たしたときに能力更新の演算を指令するもので、こ
の能力更新演算の可否の判断材料として、設定温度と出
湯温度の温度偏差範囲、検出流量と適性流量との流量偏
差範囲等が予め与えられている。例えば、偏差温度範囲
として、設定温度に対し、±0.5 ℃の値が、流量偏差範
囲として、適性流量に対し±0.1 リットルの値が与えら
れる。

【００３２】能力更新条件監視部26は、出湯温度が温度
偏差範囲に入り（さらに必要があれば検出流量が流量偏
差範囲に入り）、その状態が、予め与えられた所定の時
間持続されていることを確認したときに、能力更新演算
の指令を能力演算部としての能力更新演算部30に加え
る。また、流量が流量偏差範囲に入っていないときに
は、その旨の情報を補正流量積算部28に加える。

【００３３】水量制御弁全開・全閉検出部34は水量制御
弁16が全開状態であるときと、全閉状態であるときを検
出し、その検出結果を能力更新条件監視部26と水量制御
弁操作量演算部31へ加える。

【００３４】水量制御弁操作量演算部31は流量偏差検出
部25からの検出結果を受け、検出流量が流量偏差から外
れているときは、検出流量が適性流量に近づく方向に操
作量を演算し、その演算結果を水量制御弁駆動方向判定
部32に加える。

【００３５】水量制御弁駆動方向判定部32は、水量制御
弁操作量演算部31からの情報を受け水量制御弁の開閉の
駆動方向と、前記水量制御弁操作量演算部31で演算され
た操作量の値を水量制御弁駆動部33へ加える。水量制御
弁駆動部33は、水量制御弁駆動方向判定部32から加えら
れる情報に基づき、水量制御弁16の開弁量を水量制御弁
操作量演算部31で演算された操作量に応じて開閉制御す
る。

【００３６】前記補正流量積算部28は、給湯器の燃焼運
転中に、時々刻々水量制御される水量の補正分を積算
し、その積算結果を補正流量格納部29に格納する。

【００３７】能力更新演算部30は、能力更新条件監視部
26から能力更新指令を受けたときに、入水温と、出湯温
と、流量（設定流量算定部24で求められた適性流量を補
正流量を増減して補正した流量）との検出値を用いて、
前述した号数を求める式を用いて燃焼能力を求め、その
演算結果をメモリ39と特性データ更新部40へ加える。メ
モリ39は少くとも前回の能力演算値と、今回新たに求め
られる能力演算値とを記憶する。操作量可変部42は、演
算能力と要求能力を比較し、演算能力が要求能力よりも
小さいときに、要求能力に近づける方向に操作量を所定
量（例えば、10％）ずらす指令を比例弁操作量演算部21
に加え、その指令方向に操作量をずらして燃焼させる。

【００３８】飽和能力判定部41は前回求められた燃焼能
力の値と今回操作量をずらして求められた燃焼能力との
値を比較してその差ΔＧＯを求め、予め与えられている
判定基準値ΔＧＯ_SET と比較する。そして、図２に示す
ように、例えば、操作量ＬＶ_-1と操作量ＬＶ₀ で求めた
燃焼能力の差ΔＧＯが判定基準値ΔＧＯ_SET よりも大き
いときには、燃焼能力特性は正常な傾きのリニア状態に
あるものと判断し、操作量ＬＶ₀ と操作量ＬＶ₁ とで求
めた燃焼能力の差ΔＧＯのようにΔＧＯ_SET よりも小さ
くなったときに、ガス供給圧力である一次圧力が予測範
囲よりも低いために、特性ラインが寝て飽和されたもの
と判断し、その境界位置の操作量（小さい方の操作量）
ＬＶ₀ の燃焼能力の値を飽和点の値として決定し、その
結果を特性データ更新部40に加える。

【００３９】特性データ更新部40は、飽和能力判定部41
から飽和点の燃焼能力とその操作量ＬＶ₀ の結果を得
て、操作量ＬＶ₀ における燃焼能力の値を実際の給湯器
の最大燃焼能力ＧＯ_MAX ′として決定し、燃焼能力特性
データとして初期設定された最大燃焼能力ＧＯ_MAX をＧ
Ｏ_MAX ′に更新し、操作量ＬＶ₀ を操作量100 ％に変換
し、その操作量100 ％の燃焼能力をＧＯ_MAX ′とした新
たな燃焼能力特性データを作成し、このデータを正しい
実状に則した燃焼能力データとして初期燃焼能力特性デ
ータに代えて更新データ格納部36に更新記憶する。

【００４０】本実施例の燃焼能力更新設定を行う制御回
路は上記のように構成されており、次に、この制御回路
を用いた燃焼能力更新設定の動作を図２の燃焼能力デー
タのグラフと図３のフローチャートに基づき説明する。
なお、このフローチャートは給湯器を設置施工をした
後、最初に燃焼運転をスタートする場合で示されてい
る。まず、電源投入の後、ステップ201 で初期データ格
納部35に格納されている燃焼能力の初期設定データがセ
ットされる。

【００４１】次にステップ202 でフローセンサ2 からオ
ン信号が加えられたときに燃焼運転が行われ、ステップ
204 で、設定温度Ｔ_SPと、入水温度ＴＭ_INと、入水量Ｆ
Ｗの読み込みが行われ、ステップ205 で燃焼能力が前記
号数を求める式により求められる。

【００４２】次にステップ206 で、演算した燃焼能力Ｇ
Ｏと予め燃焼能力特性データに与えられている最大燃焼
能力ＧＯ_MAX とを比較する。演算燃焼能力ＧＯが初期設
定の最大燃焼能力ＧＯ_MAX よりも大きいときには実稼動
の燃焼能力を初期設定の最大燃焼能力ＧＯ_MAX に等しく
するための目標水量（適性水量）を求め、その目標水量
となるように水量減少補正を行い、フローセンサからオ
フ信号が加えられていないことを確認してステップ204
以降の動作を行う。

【００４３】前記ステップ206 で演算燃焼能力が設定最
大燃焼能力ＧＯ_MAX よりも小さいと判断されたときに
は、ステップ210 で出湯温度を設定温度にする操作量Ｌ
Ｖを計算し、その操作量で燃焼する。次に、ステップ21
1 で出湯温度ＴＭ_OUT が設定温度の許容温度範囲である
設定温度に対して0.5 ℃の温度偏差範囲に入っているか
否かを判断する。通常時には、燃焼能力に対応する操作
量ＬＶによってガス比例弁が駆動されて燃焼能力に合っ
たガス燃料が供給され、流量も燃焼能力によって定まる
適性流量に制御されることから、出湯温度は温度偏差範
囲に入るのであるが、給湯器の設置施工された地域での
ガス供給圧力が予測範囲を外れた低い圧力の場合には、
ガス供給量が不足し、出湯温度が設定温度の温度偏差範
囲から外れることとなる。

【００４４】ステップ212 では、この出湯温度の低下に
より、温度偏差範囲に入らない状態が予め設定される所
定のｔ秒経過したときに、操作量ＬＶを増加する動作を
行う。

【００４５】まず、ステップ213 で最大操作量100 ％の
最大操作量ＬＶ₂ の実稼動のデータがあるか否かを判断
する。給湯器の設置施工後最初の運転ではこのデータは
ないので、現在の操作量ＬＶが最大操作量となっている
か否かをステップ224 で判断し、現在の操作量ＬＶが最
大操作量（操作量100 ％）でないときには、操作量を増
加していき、最終的に、操作量が最大操作量ＬＶ_MAX と
なったとき、ステップ225 でそのときの操作量ＬＶを実
稼動の最大操作量ＬＶ₂ として決定し、その操作量の燃
焼能力ＧＯを演算により求め、これを実稼動の最大燃焼
能力の値ＧＯ₂として決定し、これを図２に示すよう
に、操作量100 ％のＬＶ₂ の操作量位置に燃焼能力ＧＯ
₂ プロットする。これで、実稼動の最大燃焼能力ＧＯ₂
が与えられたことになる。

【００４６】このＬＶ₂ およびＧＯ₂ がセットされてい
る状況においては、操作量ＬＶが最大で、初期設定デー
タの燃焼能力から求められた適性流量が通水されている
にも拘わらず、設定温度よりも低い湯を出湯している状
態にある。前記ＬＶ₂ とＧＯ₂ が設置されて、再びステ
ップ204 以降の動作が行われてステップ213 に達する
と、今度は、ステップ213 でＬＶ₂ のデータがあるもの
と判断され、次のステップ214 で出湯温度を設定温度に
する操作量ＬＶ₁ の実稼動のデータが設定されているか
否かを判断する。この動作では初回の燃焼動作であるた
め、このＬＶ₁ のデータは設定されておらず、この場合
には、ステップ219 ，220 ，221 の動作により、水量を
絞って出湯温度が設定温度に等しくなるまで水量の絞り
動作が行われる。

【００４７】出湯温度が設定温度に等しくなると、ステ
ップ211 で出湯温度が設定温度の温度偏差範囲に入った
ことが確認され、ステップ231 で出湯温度が設定温度に
等しくなったときの操作量ＬＶをＬＶ₁ として決定し、
そのときの燃焼能力ＧＯ₁ を求め、このＬＶ₁ とＧＯ₁
のデータをメモリに書き込む。

【００４８】このＬＶ₁ とＧＯ₁ の書き込み後、ステッ
プ222 でフローセンサからオフ信号が加えられない限
り、燃焼運転が継続され、再び、ステップ204 以降の動
作が行われ、ステップ211 の動作を経てステップ227 の
動作となる。このときには、前記ＬＶ₁ のデータが書き
込まれているので、ステップ228 の動作に移り、今回求
められたＬＶ₁ が前回求められたＬＶ₁ よりも大きいか
否かの判断が行われる。この例では、前回のＬＶ₁ のデ
ータがないので、今回ＬＶ₁ のデータがＬＶ₁ として確
定され、今回ＧＯ₁ のデータが正式のＧＯ₁ のデータと
して設定される。

【００４９】このようにして、ＬＶ₁ ，ＧＯ₁ ，Ｌ
Ｖ₂ ，ＧＯ₂ のデータが設定された後、ステップ215 以
降の動作で燃焼能力特性データの更新動作が行われる。
まず、ステップ215 で、操作量ＬＶ₂ とＬＶ₁ の差が予
め与えた値α以上か否かを判断し、その操作量の差がα
よりも小さいときには、燃焼能力データの更新を行わ
ず、ステップ219 以降の動作を行う。ＬＶ₂ とＬＶ₁ の
差がα以上のときには、ステップ216 に進む。なお、α
の値は、操作量ＬＶ₂ とＬＶ₁ の差によって、燃焼能力
の変化があるか否かをはっきりと認識できるような操作
量の範囲であり、例えば、10％あるいは20％等の適宜の
値が予め設定される。

【００５０】ステップ216 では燃焼能力ＧＯ₂ からＧＯ
₁ を差し引いた差が予め与えられる判定基準値ΔＧ_SET
よりも小さいか否かを判断する。このΔＧ_SET は操作量
ＬＶ₁ の燃焼能力ＧＯ₁ と操作量燃焼ＬＶ₂ の燃焼能力
ＧＯ₂ の値によって、燃焼能力特性ラインが正常な傾き
状態にあるのか、あるいは寝た状態にあるのかを判定す
る基準値であり、この判定基準値ΔＧ_SET は、出湯温度
に大きな影響を与えないような能力の範囲として与える
ことが望ましく、例えば、0.5 号等の適宜の値が設定さ
れる。ステップ216 でＧＯ₂ とＧＯ₁ の差がΔＧ_SET よ
りも小さいときには燃焼能力特性ラインが寝た状態と判
断され、ＧＯ₁ の燃焼能力が正常の傾き状態から寝る状
態に移る境界位置の飽和点の値として判定され、ＧＯ₁
を最大燃焼能力ＧＯ_MAX ′の値として設定し、ＬＶ₁ を
最大操作量ＬＶ_MAX の値として設定され、燃焼能力特性
データが更新記憶される。

【００５１】この更新記憶された燃焼能力データは、操
作量０％からＬＶ₁ の範囲で操作量を可変し、操作量０
％で最小燃焼能力ＧＯ_MIN の燃焼能力となり、最大操作
量ＬＶ₁ （ＬＶ_MAX ）で最大燃焼能力ＧＯ₁ （Ｇ
Ｏ_MAX ′）の能力特性データとなる。

【００５２】この燃焼能力データの更新設定後、ステッ
プ218 でメモリからＧＯ₁ ，ＧＯ₂，ＬＶ₁ ，ＬＶ₂ が
クリアされて燃焼運転が引き続き行われ、前記燃焼能力
データの更新設定が逐次行われていく。

【００５３】本実施例では、このように、燃焼能力デー
タの更新が繰り返し行われていくので、その更新動作を
繰り返すうちに、飽和点の位置を次第に正しい位置に求
めることができ、最終的には、図２の操作量ＬＶ₀ の位
置の燃焼能力を飽和点の燃焼能力として正確に求めるこ
とができることとなる。

【００５４】したがって、ガス供給圧が予測範囲から外
れた低いガス圧の地域に給湯器を設置した場合において
も、燃焼能力特性ラインの正常な傾き範囲の区間の範囲
で操作量を可変して燃焼運転を行うことができることと
なる。この場合、燃焼能力はＧＯ_MIN からＧＯ_MAX ′の
範囲で可変させることとなるが、この燃焼量に対応し
て、燃料風量特性データも、燃焼能力ＧＯ_MIN からＧＯ
_MAX ′の能力の操作量範囲内で燃焼ファン５の回転制御
を行うこととなるので、供給される燃焼量（ガス供給
量）にマッチングした風量が供給されることとなり、従
来例のような空気過剰状態となって燃焼性能が悪化する
ということを防止することができる。

【００５５】なお、この燃焼能力特性の更新設定動作で
は、燃焼能力特性データのみを更新設定したが、この燃
焼能力特性データを更新したときには、燃焼風量特性デ
ータも合わせて更新設定するようにしてもよい。この場
合、例えば、燃焼能力特性ラインの操作量を０％からＬ
Ｖ₁ の範囲に限定したときには、同様に、燃焼風量の特
性データの操作量も０％からＬＶ₁ の範囲に限定すれば
よい。ただ、本実施例のように、燃焼能力特性データの
みを更新設定しても、前記の如く燃焼量（ガス供給量）
と風量とのマッチングが図れるので、特に支障を来すこ
とはない。

【００５６】図４は能力切り換え式の給湯器のバーナ部
分を示したものである。この種の能力切り換え式のバー
ナ７はバーナの燃焼面が２分され、切り換え電磁弁43を
を開けることにより２面燃焼となり、切り換え電磁弁43
を閉じることにより１面燃焼となるので、この種の給湯
器には、図５に示すように、燃焼能力特性データとし
て、小能力用のライン（１面燃焼用ライン）Ｌ₁ （ＡＢ
ライン）と大能力燃焼用（２面燃焼用）のラインＬ
₂ （ＣＤライン）との２本のラインが設定される。

【００５７】この種の能力切り換え方式では、能力ライ
ンＬ₁ で燃焼していたときに、Ｂ点よりも大きな能力を
出したいときには、Ｂ点から能力ラインＬ₂ のＳ_a 点に
飛び、それ以降はＬ₂ のラインに従って燃焼運転が行わ
れ、ラインＬ₂ を使用して燃焼運転を行っていたとき、
Ｃ点よりも小さい能力で燃焼を行うときにはＣ点から能
力ラインＬ₁ 側に飛び、能力ラインＬ₁ に沿って燃焼運
転が行われるようになっている。

【００５８】本実施例では、能力ラインＬ₁ に従って燃
焼運転を行っているとき、前述した動作で能力ラインＬ
₁ の更新設定が行われ、能力ラインＬ₂ に従って燃焼運
転を行うときに能力ラインＬ₂ の更新設定が行われる。
この燃焼能力特性データの更新設定により、給湯器設置
地域のガス供給圧力が予測範囲を外れて低圧の場合に
は、能力ラインＬ₁ においては飽和点Ｂ′が求められて
操作量０％からＶＬ₁ までの操作量範囲に限定され、能
力ラインＬ₁ はＡＢ′のラインに更新設定され、同様
に、能力ラインＬ₂ においては、飽和点Ｄ′が求めら
れ、操作量０％からＶＬ₁ ′の操作量範囲のＣＤ′のラ
インに更新設定される。

【００５９】このように、能力ラインＬ₁ ，Ｌ₂ の更新
設定を行った場合、Ｂ′Ｂ部分のラインがなくなるため
に、能力ラインＬ₁ からＬ₂ に飛び越すＢ点がなくなっ
てしまい、能力ラインＬ₁ からＬ₂ に飛び越しできなく
なるという問題が生じる。これを避けるために、本実施
例では、Ｂ′点を新たな飛び越し点として更新設定し、
能力ラインＬ₂ のＣ点あるいはＳ_a 点等の適宜の位置に
飛び越すようにして、能力ラインＬ₁ とＬ₂ との円滑な
切り換えを可能にしている。

【００６０】なお、能力ラインＬ₁ とＬ₂ との相互の飛
び越し変換を円滑にするためには、能力ラインＬ₁ から
Ｌ₂ に飛び越す点の燃焼能力と、能力ラインＬ₂ からＬ
₁ に飛び越す燃焼能力との間にオーバーラップ部分を設
けることが望ましい。このオーバーラップ部分を設けな
いで、図５のラインＬ₁ のＢ′点からラインＬ₂ のＣ点
に飛び越すようにし、ラインＬ₂ のＣ点からラインＬ₁
のＢ′点に飛び越すようにした場合には、オーバーラッ
プ部分がないため、Ｂ′点からＣ点に飛び越したとき
に、微小な流量変化等が生じ、わずかな能力が低下する
と再びＣ点からＢ′点に飛び越し、Ｂ₁ ′点とＣ点間で
の相互の飛び越しが頻繁に繰り返されるという、いわゆ
るハンチング現象が生じることがある。

【００６１】これを避けるために、ラインＬ₁ とＬ₂ と
の飛び越し点を設定するときには、好ましくはオーバー
ラップ部分を設けるように設定するが、このオーバーラ
ップ部分を設ける余裕がないときには、例えば、図６に
示すように、能力ラインＬ₂の始点側を下側にＣ′点ま
で移動してラインＬ₁ とＬ₂ 間の飛び移り量のオーバー
ラップ部分Ｘ₁ ，Ｘ₂ を設けることが望ましい。

【００６２】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
能力切り換え式のバーナの例では、２段切り換え式の場
合で説明したが、本発明は、３段切り換え方式のバーナ
を用いる場合にも適用される。３段以上の能力切り換え
の場合は、その段数に応じた能力特性ラインが与えられ
るが、各能力特性ラインは上記各実施例と同様な動作に
よって更新設定されることとなる。

【００６３】また、上記各実施例では、燃焼装置として
給湯器を対象に説明したが、本発明は、ガスや石油を燃
料として暖房や冷房を行う空調機や、風呂釜等の他の燃
焼装置にも適用されるものである。

【００６４】

【発明の効果】本発明は、燃焼運転に際し、実稼動の燃
焼能力の演算値が要求能力よりも小さいときには操作量
をずらしてあるいは流量を絞って出温度が設定温度とほ
ぼ等しく安定したときに燃焼能力を求め、さらに、操作
量をずらす前の燃焼能力とずらした後の燃焼能力との差
を求め、この差が予め与えた判定基準値よりも小さくな
るか否かを判断し、判定基準値よりも小さかったときに
は操作量の小さい方の燃焼能力を飽和点の燃焼能力と判
定し、この飽和点の燃焼能力を新たな最大燃焼能力とし
て燃焼能力更新データを更新記憶するように構成したも
のであるから、燃焼装置の設置仕向先の燃料供給圧が予
測範囲からはずれて低くなっても、その影響を受けない
範囲で燃焼能力特性データを更新設定することが可能と
なり、これにより、燃焼能力と操作量との正常なリニア
性を確保することができ、燃焼能力特性データと燃焼風
量特性データとのミスマッチによる空気量等に起因する
燃焼性能悪化を回避することができ、燃焼供給圧力が低
い地域においても、好適な燃焼運転を行うとこができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼装置の燃焼能力特性データの
更新設定を行う制御回路の一実施例を示すブロック構成
図である。

【図２】燃焼能力特性データの更新前後の状態を示す説
明図である。

【図３】同実施例の制御回路を用いた燃焼能力特性デー
タの更新設定方法の動作を示すフローチャートである。

【図４】能力切り換え式のバーナの模式説明図である。

【図５】能力切り換え式の給湯器の燃焼能力特性データ
およびその更新状態の説明図である。

【図６】小能力用の燃焼能力ラインと高能力用燃焼能力
ライン間の飛び越し点のオーバーラップ部分を設ける一
手法例を示す説明図である。

【図７】燃焼装置として一般的に知られている給湯器の
システム説明図である。

【図８】給湯器の制御装置に与えられている燃焼制御特
性データの説明図である。

【図９】一次ガス供給圧力が予測を外れて低いときの能
力特性ラインの変化状態の説明図である。

【図10】ガス比例弁のガバリング特性の説明図である。

【図11】ガス供給一次圧が予測範囲から外れたときに生
じる燃焼能力特性の不具合状態の説明図である。

【符号の説明】

26 能力更新条件監視部 30 能力更新演算部 36 更新データ格納部 40 特性データ更新部 41 飽和能力判定部 42 操作量可変部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器を通る被加熱流体の燃焼加熱手
   段と、被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、燃
   焼加熱手段に空気を供給する空気供給手段と、燃焼加熱
   手段に供給する燃料の量を制御する燃料供給制御手段と
   を備え、燃料供給の操作量と燃焼能力との関係を示す燃
   焼能力特性データに基づき燃焼加熱手段への燃料供給量
   を最小燃焼能力に応対する最小操作量と最大燃焼能力に
   対応する最大操作量の範囲内で燃料供給制御手段の操作
   量を可変することによって制御して、燃焼加熱手段を燃
   焼駆動し、熱交換器を通る被加熱流体を設定温度に加熱
   する燃焼装置において、燃焼運転に際し、熱交換器に入
   る被加熱流体の入温度と熱交換器から出る被加熱流体の
   出温度と熱交換器を通る被加熱流体の流量を検出して被
   加熱流体の出温度が安定している状態での燃焼能力を演
   算によって求め、この演算により求めた能力が要求能力
   よりも低いときには次に操作量を大から小に向けて又は
   小から大に向けて変化して又は必要に応じて流量変化さ
   せて被加熱流体の出温度を安定させたときの燃焼能力を
   求めて前回求めた燃焼能力と今回求めた燃焼能力とを比
   較する動作を行い、前後の燃焼能力の差が予め与えた判
   定基準値よりも小さかったときに操作量の小さい方の燃
   焼能力を飽和点の燃焼能力と判定し、この飽和点の燃焼
   能力を新たな最大燃焼能力として燃焼能力特性データを
   更新記憶することを特徴とする燃焼装置の燃焼能力更新
   設定方法。
2. 【請求項２】 燃焼加熱手段は燃焼面を少くとも２面に
   区分して、全面燃焼の高能力燃焼駆動と、部分面燃焼の
   低能力燃焼駆動とを切り換え可能に構成し、燃焼能力特
   性データとしては高能力燃焼駆動用の高燃焼能力特性デ
   ータと低能力燃焼駆動用の低燃焼能力特性データとを与
   え、高能力燃焼駆動運転時に高燃焼能力特性データを、
   低能力燃焼駆動運転時に低燃焼能力特性データをそれぞ
   れ更新記憶する請求項１記載の燃焼装置の燃焼能力更新
   設定方法。
3. 【請求項３】 熱交換器を通る被加熱流体の燃焼加熱手
   段と、燃焼加熱手段に供給する燃料の量を制御する燃料
   供給制御手段と、熱交換器に導かれる被加熱流体の温度
   を検出する入温度検出手段と、熱交換器で加熱されて出
   る被加熱流体の温度を検出する出温度検出手段と、熱交
   換器に導かれる被加熱流体の流量を検出する流量検出手
   段とを備え、燃料供給の操作量と燃焼能力との関係を示
   す燃焼能力特性データに基づき最小燃焼能力に対応する
   最小操作量と最大燃焼能力に対応する最大操作量の範囲
   内で燃焼供給制御手段の操作量を可変制御して、熱交換
   器から出る被加熱流体を設定温度になるように燃焼加熱
   手段を燃焼駆動する燃焼装置において、燃焼運転中に熱
   交換器から出る被加熱流体の出温度と熱交換器を通る被
   加熱流体の流量を検出し、被加熱流体の出温度が安定し
   ている状態で燃焼能力を演算により求める能力演算部
   と、演算能力が要求能力よりも低いときに操作量を大か
   ら小に向けて又は小から大に向けて可変する操作量可変
   部と、操作量の可変前後の能力演算部で演算される燃焼
   能力の差を求めその差が予め与えた判定基準値よりも小
   さかったときに操作量の小さい方の燃焼能力を飽和点の
   燃焼能力と判定する飽和能力判定部と、飽和点の燃焼能
   力を新たな最大燃焼能力として燃焼能力特性データを更
   新する特性データ更新部とを有する燃焼装置。