JPH08200662A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼ファンの異常を迅速に判断して安全対処
を行える燃焼装置を提供する。 【構成】 異常判断データメモリ25に、燃焼ファン５の
回転数制御範囲の最小回転数よりも小さい第１、第２の
ファン異常判断基準値（第１、第２の基準値）と、各基
準値に対応して、その値が小さい方の時間を短くした第
１、第２の異常判定基準時間（第１、第２の異常判定時
間）をそれぞれ与え、ファン回転センサ21によって検出
される燃焼ファン５の回転数が第１の基準値以下になっ
た時間が第１の異常判定時間に達したか、前記燃焼ファ
ン５の回転数が第２の基準値以下になった時間が第２の
異常判定時間に達したかの何れかのときに、ファン異常
判定手段23により燃焼ファン５の異常を判断することに
より、迅速に燃焼ファン５の異常を判断し、燃焼ファン
５の異常を判断したときには、ファン異常信号を出力し
て燃焼制御部24によりバーナ装置７の燃焼運転を停止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般家庭等で用いられ
る給湯器等の燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４には、給湯器の一般的なシステム構
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
温を検出する入水サーミスタ10と、入水量を検出する流
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には水量制御
弁16と、出湯温を検出する出湯サーミスタ11とが設けら
れている。

【０００３】熱交換器２の下方にはバーナ装置７、バー
ナ装置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、バーナ装置７への燃焼空気の
供給および排気を行う燃焼ファン５が配設されており、
燃焼ファン５の回転数を検出する検出手段としてのファ
ン回転センサ21が設けられている。バーナ装置７のガス
導入口にはガスノズルを対向させてガスノズルホルダ６
が配置され、このガスノズルホルダ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
ったことがファン回転センサ21によって検出されたとき
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から出る湯温の
安定化制御を行う。

【０００５】そして、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演算によ
る比例制御によって燃焼熱量が制御され、バーナ装置７
へのガス供給量の制御が行われる。また、この燃焼熱量
に見合う燃焼空気をバーナ装置７に供給すべく、燃焼フ
ァン５の回転制御が、例えば、図５に示すようなデータ
に基づいて、1400rpm から2800rpm といった燃焼ファン
５の回転数制御範囲内（最小燃焼熱量に対応するファン
回転数から最大燃焼熱量に対応するファン回転数に至る
範囲内）で行われる。そして、これらの制御により、安
定した設定温度の湯が給湯熱交換器２から給湯管４を経
て所望の給湯場所に供給される。

【０００６】湯の使用が終了して、給湯栓１が閉められ
ると、流量センサ９により通水停止が検出され、この通
水停止の検出信号を受けて、制御装置14は元電磁弁12を
遮断してバーナ装置７の燃焼を停止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
給湯器において、燃焼ファン５に何らかの異常が発生し
た場合に、そのままの状態で燃焼運転を行うことは非常
に危険である。そこで、給湯器には、燃焼運転時に、フ
ァン回転センサ21により検出される燃焼ファン５の回転
数を常に監視し、この検出回転数が予め与えられた、例
えば1000rpm といったファン異常判断基準値以下になっ
た時間が続けて５〜７秒といった所定の時間に達したと
きには、燃焼ファン５に異常が発生したと判断するファ
ン異常チェック機能が付与されている。そして、このフ
ァン異常チェック機能により燃焼ファン５の異常が判断
されたときには、バーナ装置７の燃焼運転を停止させる
ことにより、燃焼ファン５の異常状態での給湯燃焼運転
を抑制するようにしている。

【０００８】なお、前記ファン異常判断基準値は、図５
に示した燃焼ファン５の回転数制御範囲の最小回転数
（図では1400rpm ）よも小さい回転数が与えられてい
る。また、燃焼ファン５の回転数がこのファン異常判断
基準値以下になったときに即座に燃焼ファン５の異常と
判断せず、ファン異常判断基準値以下になった時間が５
〜７秒といった所定の時間に達したときに燃焼ファン５
の異常と判断することにより、ノイズ等による誤判断を
防止している。

【０００９】しかしながら、上記のようなファン異常チ
ェック機能によれば、例えば、燃焼ファン５の回路系統
が断線したりして燃焼ファン５が瞬時に停止したような
場合でも、燃焼ファン５の異常を判断するまでに７秒程
度の時間がかかるために、その間、燃焼ファン５が回転
していない状態でバーナ装置７の燃焼運転が行われるこ
ととなり、非常に危険であるといった問題があった。

【００１０】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、燃焼ファンの異常
を迅速に検出判断することが可能であり、それにより迅
速に安全動作を行うことができる燃焼装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次のように構成されている。すなわち、本第
１の発明は、バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を
供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンの回転数を検出す
るファン回転検出手段を備えた燃焼装置において、燃焼
ファンの回転数制御範囲の最小回転数よりも小さいファ
ン異常判断基準値が段階的に複数与えられており、か
つ、各ファン異常判断基準値に対応して異常判定基準時
間がそれぞれ与えられており、前記ファン回転検出手段
によって検出される燃焼ファンの回転数が前記各ファン
異常判断基準値以下になった時間の少なくとも１つが各
ファン異常判断基準値に対応する異常判定基準時間に達
したときにはファン異常信号を出力してバーナ装置の燃
焼運転を停止するファン異常判定手段が設けられている
ことを特徴として構成されている。

【００１２】また、本第２の発明は、バーナ装置と、該
バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼
ファンの回転数を検出するファン回転検出手段を備えた
燃焼装置において、燃焼ファンの回転数制御範囲の最小
回転数よりも小さいファン異常判断基準値と該ファン異
常判断基準値に対応してファン異常判断基準値が小さく
なるにつれて時間が短くなる異常判定基準時間との関係
データが連続的に与えられており、前記ファン回転検出
手段によって検出される燃焼ファンの回転数が前記ファ
ン異常判断基準値以下になった時間がそのファン異常判
断基準値に対応する異常判定基準時間を越えたときには
ファン異常信号を出力してバーナ装置の燃焼運転を停止
するファン異常判定手段が設けられていることを特徴と
して構成されている。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明において、例えば、段階的に
複数与えられている各ファン異常判断基準値に対応し
て、ファン異常判断基準値が小さくなるにつれ時間を短
くした異常判定基準時間がそれぞれ与えられており、フ
ァン異常判定手段は、ファン回転検出手段によって検出
される燃焼ファンの回転数が各ファン異常判断基準値以
下になった時間の少なくとも１つが各ファン異常判断値
に対応する異常判定基準時間に達したときには、燃焼フ
ァンの異常と判断する。このように、複数与えられてい
るファン異常判断基準値とこのファン異常判断基準値に
対応する異常判定基準時間とに基づいて燃焼ファンの異
常を判断することにより、燃焼ファンの異常に伴う回転
数の急激な低下に対応して、燃焼ファンの異常が迅速に
判断される。そして、このとき、ファン異常判定手段に
よりファン異常信号が出力され、バーナ装置の燃焼運転
が停止される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
本実施例の燃焼装置である給湯器のシステム構成は、図
４に示す従来例のシステムとほぼ同様であり、本実施例
が従来例と異なる特徴的なことは、制御装置14に、燃焼
ファン５の異常を従来例よりも迅速に、かつ的確に判断
して安全処理を行うことができる特有な回路を構成した
ことであり、これ以外の構成は従来例と同様である。

【００１５】図１には、本実施例の給湯器における燃焼
ファン５の異常チェックとそれに伴う安全処理を行う回
路の要部構成が示されている。この回路は、制御装置14
内に、ファン異常判定手段23と異常判断データメモリ25
を有して構成されており、バーナ装置７の燃焼制御や燃
焼ファン５の風量制御（回転制御）等を行う燃焼制御部
24に接続されている。

【００１６】異常判断データメモリ25には、燃焼ファン
５の回転数制御範囲の最小回転数よりも小さいファン異
常判断値が段階的に複数与えられている。具体的には、
本実施例の給湯器においては、燃焼ファン５は、図５に
示したようなデータに基づいて1400rpm から2800rpm の
回転数制御範囲内で回転数制御が行われるようになって
おり、この最小回転数である1400rpm よりも小さいファ
ン異常判断基準値として、異常判断データメモリ25に
は、第１のファン異常判断基準値（以下、第１の基準値
という）＝1000rpm と、第２のファン異常判断基準値
（以下、第２の基準値という）＝400 rpm との２つのフ
ァン異常判断基準値が与えられている。

【００１７】また、異常判断データメモリ25には、上記
各ファン異常判断基準値に対応して、ファン異常判断基
準値が小さくなるにつれ時間を短くした異常判定基準時
間がそれぞれ与えられており、具体的には、前記第１の
基準値に対応して、第１の異常判定基準時間（以下、第
１の異常判定時間という）が５秒、第２の異常判断値に
対応する第２の異常判定基準時間（以下、第２の異常判
定時間という）が0.2秒と与えられている。

【００１８】なお、本実施例では、燃焼ファン５の回転
数をファン回転センサ21により検出するときに、ホール
ＩＣ出力により検出しており、この検出出力から回転数
を判断できる最低の回転数（400 rpm ）の値が前記第２
の基準値として与えられており、また、燃焼ファン５の
回転数がこの第２の基準値に達したときに、燃焼ファン
５の回転数が第２の基準値に達したことを判断できる最
短時間（0.2 秒）の値が第２の判定時間として与えられ
ている。

【００１９】ファン異常判定手段23は、ファン回転セン
サ21によって検出される燃焼ファン５の回転数が、異常
判断データメモリ25に格納されている前記各ファン異常
判断基準値以下になった時間の少なくとも１つが、各フ
ァン異常判断基準値に対応する異常判定基準時間に達し
たときには、ファン異常信号を出力して、バーナ装置７
の燃焼運転を停止するものであり、燃焼ファン５の回転
数が各ファン異常判断基準値以下になった時間を個別に
測定するための複数のタイマ（図示せず）を有してい
る。

【００２０】具体的には、本実施例では、ファン異常判
定手段23は、燃焼ファン５の回転数が前記第１の基準値
である1000rpm 以下になった時間を測定する第１のタイ
マと、燃焼ファン５の回転数が前記第２の基準値である
400 rpm 以下になった時間を測定する第２のタイマとを
有して構成されており、ファン回転センサ21から加えら
れる燃焼ファン５の回転数の検出信号を受けて、燃焼フ
ァン５の回転数が第１の基準値に達したときに第１のタ
イマをオンとし、その後、燃焼ファン５の回転数が第２
の基準値に達したときに第２のタイマをオンとする。そ
して、第１のタイマと第２のタイマの少なくとも１つが
オフとなったとき、すなわち、第１のタイマがオンとさ
れてから５秒過ぎたか、あるいは第２のタイマがオンと
されてから0.2 秒過ぎたかの何れか（又は両方）のとき
には、ファン異常判定手段23は、燃焼ファン５の回転に
異常が発生したと判断してファン異常信号を出力し、燃
焼制御部24に加え、燃焼制御部24によってバーナ装置７
の燃焼運転を停止させる。

【００２１】本実施例は以上のように構成されており、
制御装置14の燃焼制御部24により、従来例と同様の燃焼
制御が行われて給湯燃焼運転が行われるが、本実施例で
はファン回転センサ21により検出される燃焼ファン５の
回転数が、常にファン異常判定手段23に加えられ、ファ
ン異常判定手段23は、このファン回転センサ21から加え
られる燃焼ファン５の回転数を異常判断データメモリ25
に格納されているデータと比較している。

【００２２】そして、例えば、燃焼ファン５に異常が発
生し、燃焼ファン５の回転数が、図２に示すように急激
に低下し、第１の基準値以下になったときには（図のｔ
₁ ）、第１のタイマをオンとしてスタートさせ、その
後、燃焼ファン５の回転数がさらに低下して第２の基準
値（400 rpm ）以下になったときには（図のｔ₂ ）、第
２のタイマをオンとしてスタートさせる。そして、第１
のタイマと第２のタイマの少なくとも１つがオフとなっ
たとき、すなわち、この例では第２のタイマがオフとな
ったとき（図のｔ₃ ) 、燃焼ファン５の異常と判断し
て、ファン異常信号を出力する。このファン異常信号
は、直ちに燃焼制御部24に加えられ、燃焼制御部24によ
りバーナ装置７の燃焼運転停止が直ちに行われる。

【００２３】本実施例によれば、上記動作により、燃焼
ファン５に異常が発生して燃焼ファン５の回転数が急激
に低下したときに、燃焼ファン５の回転数低下に対応し
て迅速に燃焼ファン５の異常を判断し、バーナ装置７の
燃焼運転を停止する安全動作を行うことができるため
に、従来のように燃焼ファン５〜７秒がほぼ停止してい
るにもかかわらず燃焼ファン５の異常を判断するまでに
５秒程度の長い時間を要し、その間バーナ装置７の燃焼
運転を継続させてしまうことはなく、燃焼ファン５が回
転していない状態でのバーナ装置７の燃焼といった危険
な動作を防止することができる。

【００２４】ちなみに、従来の異常チェック機能におけ
る異常判断を行った場合には、図２の例では、燃焼ファ
ン５の異常が判定されるまでに、最短でもｔ₁ から５秒
後となるが、本実施例では、ｔ₁ からｔ₃ までの非常に
短い時間しかかからないことが図２から明らかであり、
このように、本実施例の給湯器における燃焼ファン５の
異常判断動作が優れていることが立証されている。

【００２５】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、上記実
施例では、異常判断データメモリ25に、ファン異常判断
基準値として第１と第２の２つの基準値を与えたが、フ
ァン異常判断基準値を３つ以上段階的に与え、それらの
各ファン異常判断基準値に対応させて、ファン異常判断
基準値が小さくなるにつれ時間を短くした異常判定基準
時間をそれぞれ与えるようにしてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、第１の基準値を10
00rpm とし、第２の基準値を400 rpm とし、また、その
第１、第２の各基準値に対応する第１、第２の異常判定
時間をそれぞれ、５秒、0.2 秒としたが、これらの各フ
ァン異常判断基準値の値や、それに対応する各異常判定
基準時間の値は特に限定されるものではなく、適宜設定
されるものである。ただし、異常判定基準時間は、ファ
ン異常判断基準値が小さくなるにつれ、時間を短くして
設定されるものであり、例えば、上記実施例における小
さい方のファン異常判断基準値（第２の基準値）に対応
する異常判定基準時間を0.2 秒といった短い時間に設定
するようにして、できるだけ迅速に燃焼ファンの異常を
判断できるように設定されるものである。

【００２７】さらに、上記実施例のように、異常判断デ
ータメモリ25に、ファン異常判断基準値等を段階的に複
数与える代わりに、例えば、図３に示すようなグラフデ
ータ等により、燃焼ファン５の回転数制御範囲の最小回
転数よりも小さいファン異常判断基準値と、このファン
異常判断基準値に対応してファン異常判断基準値が小さ
くなるにつれて時間が短くなる異常判定基準時間との関
係データを連続的に与えても構わない。そして、このよ
うな連続的なデータを与えたときに、ファン異常判断手
段23は、ファン回転センサ21によって検出される燃焼フ
ァン５の回転数が、ファン異常判断基準値以下になった
時間を順次検出して、検出時間が、そのファン異常判断
基準値に対応する異常判定基準時間を越えたときには燃
焼ファン５の異常と判断し、ファン異常信号を出力して
バーナ装置７の燃焼運転を停止するようにすればよい。

【００２８】さらに、上記実施例では、ファン回転セン
サ21は、ホールＩＣ出力により燃焼ファン５の回転数を
検出するセンサとしたが、ファン回転センサ21は、必ず
しもホールＩＣ出力により燃焼ファン５の回転数を検出
するとは限らず、適宜の手段により燃焼ファン５の回転
数を検出するセンサとすることができる。

【００２９】さらに、例えば、図４の破線部分26に示す
ように、燃焼ファン５からバーナ装置７に供給される燃
焼空気風量を検出する風量センサを設けて給湯器等の燃
焼装置を構成し、この風量センサの出力が予め与えたフ
ァン異常判断基準値以下になった時間がそのファン異常
判断基準値に対応する異常判定基準時間を越えたとき
に、ファン異常判断手段がファン異常信号を出力してバ
ーナ装置７の燃焼運転を停止するようにしてもよい。

【００３０】さらに、上記実施例では、単機能の給湯器
（給湯機能のみの給湯器）について説明したが、本発明
は、給湯機能と追い焚き機能を共に備えた複合給湯器に
おいても適用されるものであり、また、給湯器以外の燃
焼装置においても、広く適用されるものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、複数のファン異常判断
基準値と、各ファン異常判断基準値に対応させてファン
異常判断基準値が小さくなるにつれ時間を短くした異常
判定基準時間をそれぞれ与え、ファン回転検出手段によ
って検出される燃焼ファンの回転数が前記各ファン異常
判断基準値以下になった時間の少なくとも１つが各ファ
ン異常判断基準値に対応する異常判定基準時間に達した
ときに燃焼ファンの異常を判断することにより、燃焼フ
ァンの異常によるファン回転数の急激な低下に対応させ
て迅速に燃焼ファンの異常を判断することが可能とな
る。

【００３２】そして、その判断に基づいて、燃焼ファン
の異常があったときにはバーナ装置の燃焼運転を停止さ
せることにより、従来のように、燃焼ファンがほぼ停止
した状態で、引き続きバーナ装置の燃焼運転を行うとい
った危険な動作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる燃焼装置の一実施例における制
御部要部構成を示すブロック図である。

【図２】燃焼ファンの異常によるファン回転数の急激な
低下の状態と、それに伴う上記実施例の燃焼ファン異常
判断動作の説明図である。

【図３】本発明に係わる燃焼装置の他の実施例に与えら
れるファン異常判断基準値と異常判定基準時間との関係
データの一例を示すグラフである。

【図４】一般的な給湯器のシステム構成図である。

【図５】給湯器の燃焼ファンの回転制御に用いられる燃
焼熱量とファン回転数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

５ 燃焼ファン ７ バーナ装置 14 制御装置 21 ファン回転センサ 23 ファン異常判定手段 25 異常判断データメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気
   を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンの回転数を検出
   するファン回転検出手段を備えた燃焼装置において、燃
   焼ファンの回転数制御範囲の最小回転数よりも小さいフ
   ァン異常判断基準値が段階的に複数与えられており、か
   つ、各ファン異常判断基準値に対応してファン異常判断
   基準値が小さくなるにつれ時間を短くした異常判定基準
   時間がそれぞれ与えられており、前記ファン回転検出手
   段によって検出される燃焼ファンの回転数が前記各ファ
   ン異常判断基準値以下になった時間の少なくとも１つが
   各ファン異常判断基準値に対応する異常判定基準時間に
   達したときにはファン異常信号を出力してバーナ装置の
   燃焼運転を停止するファン異常判定手段が設けられてい
   ることを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気
   を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンの回転数を検出
   するファン回転検出手段を備えた燃焼装置において、燃
   焼ファンの回転数制御範囲の最小回転数よりも小さいフ
   ァン異常判断基準値と該ファン異常判断基準値に対応し
   てファン異常判断基準値が小さくなるにつれて時間が短
   くなる異常判定基準時間との関係データが連続的に与え
   られており、前記ファン回転検出手段によって検出され
   る燃焼ファンの回転数が前記ファン異常判断基準値以下
   になった時間がそのファン異常判断基準値に対応する異
   常判定基準時間を越えたときにはファン異常信号を出力
   してバーナ装置の燃焼運転を停止するファン異常判定手
   段が設けられていることを特徴とする燃焼装置。