JPH0875144A

JPH0875144A - ガス燃焼機器

Info

Publication number: JPH0875144A
Application number: JP23206794A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kodama; 勝児玉; Isao Aoyama; 功青山
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料ガスのインプット量をノズル背圧に拘ら
ず確実に制御してノズル交換を不要とし、最適な燃焼状
態で使用できるガス燃焼機器を提供すること。【構成】熱交換器３に給水管１および出湯管２を配管
し、この熱交換器３を加熱するガスバーナ４への給ガス
管９に容積型ポンプＶＰを設け、容積型ポンプＶＰとガ
スバーナ４への送風ファン５とをコントローラ１０によ
り制御するようにした。ガス種コネクタ１２の取付また
はガス種判別処理の実行によりガスバーナ４に供給され
るガスの種類がコントローラ１０に入力され、ノズル交
換なくしてガスの種類に対応して適切な燃焼制御を行
い、設定した温度の出湯を安定して得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送風ファンを有する強
制燃焼式のガス燃焼機器に関し、さらに詳しくは、ガス
バーナへの燃料供給系統に設けられ燃料ガスの供給量を
増減する燃料制御弁の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばガス給湯器等のようなガス
使用器具に、この種の強制燃焼式のガス燃焼機器が使用
されている。これの一例の概略構成を図１２により説明
する。図１２に示されるガス給湯器は、給水管５１と出
湯管５２とが配管される熱交換器５３と、この熱交換器
５３を流れる水を加熱するためのガスバーナ５４と、こ
のガスバーナ５４に燃焼用の空気を供給するための送風
ファン５５とを備えている。

【０００３】そして、給水管５１には水の流れを検知す
る水流スイッチ５６を、また出湯管５２には出湯をオン
オフする給湯栓５７のほかに出湯温度を検知する出湯サ
ーミスタ５８を設け、さらにガスバーナ５４への燃料供
給系（給ガス管５９）には燃料ガスの供給を遮断する元
電磁弁ＳＶとガスの流量調整をする比例制御弁ＰＶとを
備え、これらはバーナコントローラ６０に接続されてい
る。そして、給ガス管５９の先端には、供給されたガス
をガスバーナ５４内に導くノズル６６が取り付けられて
いる。また、リモコン６１によりバーナコントローラ６
０に出湯温度の設定を指令できるようになっている。そ
して、本願に直接関連するものとして、バーナコントロ
ーラ６０に設けられたガス種コネクタ６２がある。

【０００４】図１３は、このガス給湯器の制御ブロック
図である。前述の水流スイッチ５６、出湯サーミスタ
（出湯温度検出部）５８、リモコン（出湯温度設定部）
６１の信号はバーナコントローラ（燃焼制御部）６０へ
送られ、このバーナコントローラ６０からの指令信号に
より元電磁弁ＳＶの駆動回路６３や比例制御弁ＰＶの駆
動回路６４、あるいは送風ファン５５のモータＭの駆動
回路６５が制御される。尚、このバーナコントローラ６
０に設けられたガス種コネクタ（ガス種設定部）６２
は、給ガス管５９を通してガスバーナ５４に供給される
燃料ガスの種類をバーナコントローラ６０に指示するも
のである。燃料ガスの種類により求められるガスインプ
ット量やガス／空気比が異なるからである。

【０００５】次に、前記の概略構成および制御ブロック
を有するガス給湯器における燃焼制御の概略を図１４の
フローチャートにより説明する。水流スイッチ５６がオ
ン信号を発すると燃焼制御が開始され、まずステップ
（以下、「Ｓ」と記す）５１においてガスバーナ５４の
緩点火処理を行なう。次にＳ５２において出湯サーミス
タ５８により出湯温度を検出する。そしてＳ５３におい
て燃料ガスの必要なインプット量を演算する。この演算
は、Ｓ５２で検知した出湯温度を基に、その温度がリモ
コン６１の設定温度となるようにＰＩＤ演算によりなさ
れる。尚、そのインプット量に対し最適のガス／空気比
を与えるための送風ファン５５の出力も演算される。そ
の際ガス種コネクタ６２が示す燃料ガスの種類も考慮さ
れる。Ｓ５４においては、Ｓ５３での算出値に基づき駆
動回路６４を介して比例制御弁ＰＶを制御する。Ｓ５５
においては、同様にＳ５３での算出値に基づき駆動回路
６５を介して送風ファン５５のモータＭを制御する。

【０００６】そしてＳ５６において、水流スイッチ５６
がオフされているか否かを判断する。水流スイッチ５６
がオフでない、即ち水が流れ続けていると判断されたと
きは（Ｓ５６：Ｎｏ）、Ｓ５２へ戻り出湯温度検知以下
の操作をさらに続けて行う。Ｓ５６で水流スイッチ５６
がオフであると判断されたときは（Ｓ５６：Ｙｅｓ）、
Ｓ５７へ進んでガスバーナ５４の燃焼を停止する。かく
して燃焼制御は終了する。このガス給湯器は、ガス種コ
ネクタ６２の交換により種々の燃料ガスに対応できるこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のガス燃焼機器には以下のような問題点があった。即
ち図１２のガス給湯器では、ガス種コネクタ６２の交換
により燃料ガスの種類に対処するようにしており、バー
ナコントローラ６０は当該ガス種の発熱量および理想空
燃比を考慮して、設定出湯温を得るためのガスインプッ
ト量と送風量とを決定し、比例制御弁ＰＶとモータＭと
を制御する。

【０００８】ところがこれらの制御のみでは、ガス種に
よっては温水から熱湯に至る広範な温度範囲で安定した
燃焼状態が得にくい場合がある。例えばノズル６６の背
圧が低いような状況下では、比例制御弁ＰＶの開度調整
のみでは所望のガスインプット量が得にくくガスバーナ
５４の燃焼が極めて不安定となる。具体的には、消炎し
やすかったり、燃焼音が発生したり、あるいは不完全燃
焼が起こって一酸化炭素ガスが発生したり等の不具合が
あった。このため実際には、ガス種コネクタ６２のほか
にノズル６６も使用する燃料ガスの種類に応じて交換す
る必要があった。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、燃
料ガスのインプット量をノズル背圧に拘らず確実に制御
できる容積型ポンプを用いて調整することとしてノズル
交換を不要とし、かつＰＩＤ制御またはフィードフォワ
ード／フィードバック制御により応答性よくかつ最適な
燃焼状態で使用できるガス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】この目的を達成するため
本発明のガス燃焼機器（１）は、燃料ガスを燃焼するガ
スバーナと、ガスバーナへ燃料ガスを供給するガス供給
経路と、ガスバーナへ空気を供給する送風装置とを有す
るガス燃焼機器において、前記ガス供給経路に設けられ
ガスバーナへの燃料ガスの供給量を調整する容積型燃料
ポンプと、前記燃料ガスの種類に応じて前記ガスバーナ
への燃料ガスの供給量と空気の送風量とを決定する制御
手段と、前記制御手段の決定値に基づいて前記容積型燃
料ポンプを駆動するポンプ駆動回路と、前記制御手段の
決定値に基づいて前記送風装置を駆動するファン駆動回
路とを有してなることを特徴とする構成とされる。

【００１１】また、本発明のガス燃焼機器（２）は、ガ
スバーナで発生した熱を内部の水に伝える熱交換器と、
熱交換器へ水を供給する給水管と、熱交換器から湯を送
出する出湯管と、前記出湯管に設けられ湯温を検知する
出湯温度検知手段と、前記出湯管における設定温度を設
定する温度設定手段とを有し、前記制御手段が、前記出
湯温度検知手段による検知湯温が前記温度設定手段によ
る設定温度となるように前記ガスバーナへの燃料ガスの
供給量と空気の送風量とを決定することを特徴とする
（１）の構成とされる。

【００１２】また、本発明のガス燃焼機器（３）は、前
記燃料ガスの種類を指示するガス種指示手段を有し、前
記制御手段が、前記ガス種指示手段が指示したガス種に
応じて、前記ガスバーナへの燃料ガスの供給量と空気の
送風量とを決定することを特徴とする（２）の構成とさ
れる。また、本発明のガス燃焼機器（４）は、前記給水
管に設けられ水の流量を検知する流量検知手段と、前記
給水管に設けられ水温を検知する給水温度検知手段と、
前記流量検知手段が検知した流量と前記給水温度検知手
段が検知した給水温度と前記出湯温度検知手段が検知し
た出湯温度と前記燃料ガスの供給量とから前記ガスバー
ナへ供給される燃料ガスの種類を判別するガス種判別手
段とを有し、前記制御手段が、前記ガス種判別手段が判
別したガス種に応じて、前記ガスバーナへの燃料ガスの
供給量と空気の送風量とを決定することを特徴とする
（２）の構成とされる。

【００１３】

【作用】このような構成を有する本発明のガス燃焼機器
（１）によれば、制御手段はガス供給経路からガスバー
ナへ供給される燃料ガスの種類に応じてガスバーナへの
燃料ガスの供給量と空気の送風量とを決定する。そして
その決定値に基づいて、ポンプ駆動回路が容積型燃料ポ
ンプを駆動して燃料ガスの供給量を正確に調整し、ファ
ン駆動回路が送風装置を駆動して送風量を調整する。か
くしてガスバーナでの適切な燃焼が図られる。

【００１４】また、本発明のガス燃焼機器（２）によれ
ば、出湯温度検知手段の検知湯温に基づいて、制御手段
がガス供給経路からガスバーナへ供給される燃料ガスの
種類に応じて、出湯温度が温度設定手段による設定温度
となるようにガスバーナへの燃料ガスの供給量と空気の
送風量とを決定する。そしてその決定値に基づいて、ポ
ンプ駆動回路が容積型燃料ポンプを駆動して燃料ガスの
供給量を正確に調整し、ファン駆動回路が送風装置を駆
動して送風量を調整する。かくして設定温度の出湯が得
られる。

【００１５】また、本発明のガス燃焼機器（３）では、
ガス種指示手段が、ガスバーナへ供給される燃料ガスの
種類を制御手段に指示し、その指示されたガス種に応じ
てガス燃焼機器（２）のように燃焼制御される。また、
本発明のガス燃焼機器（４）では、まず、容積型燃料ポ
ンプと送風装置とが所定の条件で駆動され、そのときに
流量検知手段が検知する給水管の流量と、給水温度検知
手段が検知する給水温度と、出湯温度検知手段が検知す
る出湯温度と、燃料ガスの供給量とから、ガス種判別手
段が燃料ガスの種類を判別する。そして、その判別され
たガス種に応じて制御手段が燃焼制御する。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明をガス給湯器として具体化し
たいくつかの実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１に、本発明の第１実施例に係るガス給湯器の構成を
示す。このガス給湯器は、給水管１と出湯管２とが配管
される熱交換器３と、この熱交換器３を流れる水を加熱
するためのガスバーナ４と、このガスバーナ４に燃焼用
の空気を供給するための送風ファン５と、ガスバーナ４
に燃料ガスを供給する給ガス管９とを備えている。

【００１７】そして、給水管１には水の流れを検知する
水流スイッチ６を、また出湯管２には出湯をオンオフす
る給湯栓７のほかに出湯温度を検知する出湯サーミスタ
８を設け、さらにガスバーナ４への燃料供給系（給ガス
管９）には燃料ガスの供給を遮断する元電磁弁ＳＶとガ
スの流量調整をする容積型ポンプＶＰとを備え、これら
はバーナコントローラ１０に接続されている。そして、
給ガス管９の先端には、供給されたガスをガスバーナ４
内に導くノズル１６が取り付けられている。また、リモ
コン１１によりバーナコントローラ１０に出湯温度の設
定を指令できるようになっている。そして、バーナコン
トローラ１０には、燃料ガスの種類を指示するガス種コ
ネクタ１２を取り付けるようになっている。

【００１８】容積型ポンプＶＰについて説明する。この
ガス給湯器では、ガスバーナ４への燃料ガスの供給の流
量調整手段として容積型ポンプＶＰを使用する。容積型
ポンプＶＰは、回転数を制御することにより背圧の如何
に拘らずガスの供給を確実に所望の流量に調整できる利
点を有している。容積型ポンプには、オーバル歯車ポン
プ、ルーツポンプ、ロータリベーンポンプ等の種類があ
り、いずれを使用しても差し支えない。

【００１９】まず、オーバル歯車ポンプについて、その
概略を図４により説明する。オーバル歯車ポンプは外部
のケーシング４１と、その内部に回転可能に設けられた
２つのオーバルギア４４、４５により構成される。オー
バルギア４４、４５の回転軸４２、４３は、互いに平行
にケーシング４１内に固定して設けられている。オーバ
ルギア４４、４５は楕円断面を有し周面に歯を刻んだ歯
車であり、頂点でケーシング４１の内面に接する。そし
て、オーバルギア４４と４５とは常に中央の１箇所で噛
み合うようになっており、矢印で示すように互いに逆回
転する。また、オーバルギア４４、４５のいずれかが図
中垂直になると、その両端の頂点がケーシング４１の内
面に接する。従ってこのとき、図４（ａ）の右側、
（ｃ）の左側のようにケーシング４１との間に密閉空間
４６が生ずる。

【００２０】オーバルギア４４、４５を回転させると、
ＩＮ側に印加される流体（ここでは燃料ガス）は、ケー
シング４１とオーバルギア４４又は４５との間に引き込
まれ（図４（ｂ）の左側）、密閉空間４６に封入される
（図４（ｃ）の左側）。更に回転を続けると、図４
（ｂ）の右側に見るように密閉空間４６からＯＵＴ側へ
送出される。オーバルギア４４又は４５が１回転する間
に合計４つの密閉空間４６が流体を運ぶ。従って、オー
バル歯車ポンプを通過する流体の流量ｐ（ｍ³ ／分）
は、密閉空間４６の容積をｖ（ｍ³ ）、回転数をｓ（回
転／分）としたときに、ｐ＝４ｖｓ（ｍ³ ／分）（１）で表され、背圧等にはほとんど影響されない。

【００２１】次に、ルーツポンプの概略を図５に示す。
図５のルーツポンプは、図４のオーバル歯車ポンプのオ
ーバルギア４４、４５を瓢箪形の回転子４７、４８で置
き換えたものであり、オーバル歯車ポンプと同様の働き
をする。流量ｐを求める（１）式も同様に成り立つ。次
に、ロータリベーンポンプの概略を図６に示す。図６の
ロータリベーンポンプは、外部のハウジング４９と、内
部のロータ５０と、ロータ５０に摺動可能に設けられた
２つのベーン５１、５１とを有する。ハウジング４９の
内面とロータ５０の外面と２つのベーン５１、５１とに
より密閉空間５２が形成される。ロータ５０を回転させ
るとベーン５１、５１も伴って回転する。このため密閉
空間５２も移動して流体がＩＮ側からＯＵＴ側へ運搬さ
れる。図６のものではベーン５１が２つ設けられている
ことからロータ５０が１回転する間に４つの密閉空間５
２が作用し、従って（１）式が成り立つ。

【００２２】図２に、このガス給湯器の制御系統をブロ
ック図にて示す。前述の水流スイッチ６、出湯サーミス
タ（出湯温度検出部）８、リモコン（出湯温度設定部）
１１の信号はバーナコントローラ（燃焼制御部）１０へ
送られ、このバーナコントローラ１０からの指令信号に
より元電磁弁ＳＶの駆動回路１３や容積型ポンプＶＰの
モータＭ１の駆動回路１４、あるいは送風ファン５のモ
ータＭ２の駆動回路１５が制御される。バーナコントロ
ーラ１０には、燃料ガスの種類に応じて、リモコン１１
で設定した温度を得るためのガスインプット量と送風量
とを演算するプログラムが内蔵されている。

【００２３】尚、このバーナコントローラ１０に設けら
れたガス種コネクタ（ガス種設定部）１２は、給ガス管
９を通してガスバーナ４に供給される燃料ガスの種類を
バーナコントローラ１０に指示するものである。燃料ガ
スの種類により求められるガスインプット量やガス／空
気比が異なるからである。通常は、ガス給湯器を据え付
ける際に、その場所に供給されているガスの種類に応じ
たガス種コネクタ１２をセットする。

【００２４】次に、前記の構成および制御ブロックを有
するガス給湯器における燃焼制御の概略を図３のフロー
チャートにより説明する。給湯栓７を開くと、水流スイ
ッチ６がオン信号を発して燃焼制御が開始される。まず
Ｓ１において、ガスバーナ４の緩点火処理を行なう。次
に、Ｓ２において出湯サーミスタ８により出湯温度を検
出する。そしてＳ３において燃料ガスの必要なインプッ
ト量を演算する。この演算は、Ｓ２で検知した出湯温度
を基に、その温度がリモコン１１の設定温度となるよう
にＰＩＤ演算によりなされる。即ちフィードバック制御
である。尚、そのインプット量に対し最適のガス／空気
比を与えるための送風ファン５の出力も演算される。そ
の際ガス種コネクタ１２が示す燃料ガスの種類も考慮さ
れる。この演算は、コントローラ１０にて行う。

【００２５】Ｓ４においては、Ｓ３での算出値に基づき
駆動回路１４を介して容積型ポンプＶＰのモータＭ１を
制御する。適切な流量の燃料ガスをインプットするため
である。Ｓ５においては、同様にＳ３での算出値に基づ
き駆動回路１５を介して送風ファン５のモータＭ２を制
御する。適切な流量の空気を供給するためである。そし
てＳ６において、水流スイッチ６がオフされているか否
かを判断する。水流スイッチ６がオフでない、即ち水が
流れ続けていると判断されたときは（Ｓ６：Ｎｏ）、給
湯栓７が閉じられていないので、Ｓ２へ戻り出湯温度検
知以下の操作をさらに続けて行う。Ｓ６で水流スイッチ
６がオフであると判断されたときは（Ｓ６：Ｙｅｓ）、
給湯栓７が閉じられているので、Ｓ７へ進んでガスバー
ナ４の燃焼を停止して過熱を防止する。かくして燃焼制
御は終了する。

【００２６】前記の構成及び動作を有するガス給湯器
は、次の特徴を有している。まず、燃料ガスの供給量調
整手段として、一般的な比例弁でなく容積型ポンプＶＰ
を使用している。容積型ポンプＶＰによれば、コントロ
ーラ１０の指令に基づくモータＭ１の回転数により、ノ
ズル１６の背圧に拘らず燃料ガスのインプット量を精度
よく制御できる。従って、コントローラ１０におけるガ
ス種コネクタ１２の交換のみで燃料ガスの種類の変更に
対処でき、ノズル１６の交換を要しない。そして、コン
トローラ１０で出湯サーミスタ８により検出された出湯
温度を基にフィードバック制御を行うので、リモコン１
１で設定した温度の出湯を得ることができる。

【００２７】次に、第２の実施例に係るガス給湯器につ
いて説明する。図７に、本発明の第２実施例に係るガス
給湯器の構成を示す。このガス給湯器は、図１に示す第
１実施例のものとほぼ同様に、給水管１と出湯管２とが
配管される熱交換器３と、この熱交換器３を流れる水を
加熱するためのガスバーナ４と、このガスバーナ４に燃
焼用の空気を供給するための送風ファン５と、ガスバー
ナ４に燃料ガスを供給する給ガス管９とを備えている。

【００２８】そして、出湯管２には出湯をオンオフする
給湯栓７のほかに出湯温度を検知する出湯サーミスタ８
を設け、さらにガスバーナ４への燃料供給系（給ガス管
９）には燃料ガスの供給を遮断する元電磁弁ＳＶとガス
の流量調整をする容積型ポンプＶＰとを備え、これらは
バーナコントローラ１０に接続されている。容積型ポン
プＶＰは、図４から６に示した第１実施例のものと同じ
ものである。そして、給ガス管９の先端には、供給され
たガスをガスバーナ４内に導くノズル１６が取り付けら
れている。また、リモコン１１によりバーナコントロー
ラ１０に出湯温度の設定を指令できるようになってい
る。一方、給水管１に水流スイッチ６に替えて水の流量
を検知する水量センサ１７が設けられている点と、同じ
く給水管１に入水温度を検知する入水サーミスタ１８が
設けられている点で第１実施例のものと異なる。また、
ガス種コネクタ１２の取付を要しない。

【００２９】図８に、このガス給湯器の制御系統をブロ
ック図にて示す。このガス給湯器の制御系統は、制御部
２１とガス種判定記憶部２０とインプット判定部１９と
を有するバーナコントローラ１０を中心に構成される。
制御部２１は、後述する種々の演算や指令を行うもので
ある。ガス種判定記憶部２０は、燃料ガスの種類を判定
して記憶するものであり、ガス種の記憶のためのＲＡＭ
若しくはＥＥＰＲＯＭを有している。インプット判定部
１９は、ガス種判定記憶部２０におけるガス種の判定の
ためにガスインプット量の判定を行うものである。

【００３０】前述の水量センサ（入水量検出部）１７、
出湯サーミスタ（出湯温度検出部）８、入水サーミスタ
（入水温度検出部）１８、リモコン（出湯温度設定部）
１１の信号は制御部２１へ送られ、この制御部２１から
の指令信号により元電磁弁ＳＶの駆動回路１３や容積型
ポンプＶＰのモータＭ１の駆動回路１４、あるいは送風
ファン５のモータＭ２の駆動回路１５が制御される。制
御部２１には、燃料ガスの種類に応じて、リモコン１１
で設定した温度を得るためのガスインプット量と送風量
とを演算するプログラムが内蔵されている。

【００３１】また、水量センサ１７、出湯サーミスタ
８、入水サーミスタ１８の信号はインプット判定部１９
にも送られる。インプット判定部１９では、後述するガ
ス種判別処理において燃料ガスのインプット量を判定す
る。その判定結果は、ガス種判定記憶部２０に送られ
る。ガス種判定記憶部２０では、制御部２１からのポン
プ駆動信号と前記インプット量よりガスバーナ４に供給
される燃料ガスの種類を判定して制御部２１に指示す
る。燃料ガスの種類により求められるガスインプット量
やガス／空気比が異なるからである。

【００３２】次に、前記の構成および制御ブロックを有
するガス給湯器における燃焼制御の概略を図９及び図１
０のフローチャートにより説明する。燃焼制御の基本フ
ローを図９に示す。給湯栓７を開き、水量センサ１７が
所定の点火可能な水量以上の水量を検知すると燃焼制御
が開始される。まずＳ１１において、ガス種の判別を行
うか否かを判断する。このガス給湯器は、第１実施例の
ものと異なりガス種コネクタ１２を有しないため、原則
としてバーナコントローラ１０により判別する必要があ
るからである。具体的には、ガス給湯器の電源コンセン
トが投入されてから最初の給湯か否かにより判断する。

【００３３】ガス種の判別を行うと判断された場合、即
ちコンセント投入後の最初の給湯である場合には（Ｓ１
１：Ｙｅｓ）、Ｓ１２においてガス種の判別処理を行
う。その詳細は後述する。Ｓ１３では、Ｓ１２で判別し
たガス種を表示する。バーナコントローラ１０による判
別が正しいことを確認できるようにするためである。表
示は、リモコン１１のディスプレイを利用して行う。Ｓ
１１でガス種の判別を行わないと判断された場合、即ち
コンセント投入後の最初の給湯でない場合には（Ｓ１
１：Ｎｏ）、Ｓ１４においてガスバーナ４の緩点火処理
を行う。前回の給湯の際に既にガス種の判別をしてその
結果が保存されているため改めて判別する必要がないか
らである。Ｓ１３若しくはＳ１４の処理の後、Ｓ１５へ
進む。Ｓ１５においては、水量センサ１７により入水流
量を、入水サーミスタ１８により入水温度を、出湯サー
ミスタ８により出湯温度を、それぞれ検出する。

【００３４】そしてＳ１６において燃料ガスの必要なイ
ンプット量を演算する。この演算は、Ｓ１５で検知した
入水流量、入水温度及び出湯温度を基に、出湯温度がリ
モコン１１の設定温度となるように、フィードフォワー
ド制御とフィードバック制御とを併用して行われる。
尚、そのインプット量に対し最適のガス／空気比を与え
るための送風ファン５の出力も演算される。その際Ｓ１
２で判別した燃料ガスの種類も考慮される。この演算
は、コントローラ１０の制御部２０にて行う。

【００３５】ここでの演算は、まず、入水温度及び出湯
温度と設定温度とから、要求インプットを算出し、その
要求インプットに対応する容積型ポンプＶＰの回転数と
送風ファン５の回転数とを、予め記憶されている関数に
基づき求めることにより行う。この関数の例を図１１の
グラフに示す。図１１のグラフでは、１３Ａ都市ガスの
場合の容積型ポンプＶＰの回転数ＰＡと送風ファン５の
回転数ＦＡ、ＬＰガスの場合の容積型ポンプＶＰの回転
数ＰＬと送風ファン５の回転数ＦＬ、とが要求インプッ
トごとに示されている。ここでは要求インプットを、可
能な最大のインプットに対する百分率で示している。な
お、関数を用いる替わりにテーブルを用いてもよい。こ
こで、１３Ａ都市ガスとＬＰガスとの２種類を示したの
は、これらが全体の約９割を占めているため多くはこの
２つで十分だからである。これら以外のガスを考慮する
場合にはそのガスの関数またはテーブルも用意してお
く。

【００３６】Ｓ１７においては、Ｓ１６での算出値に基
づき駆動回路１４を介して容積型ポンプＶＰのモータＭ
１を制御する。適切な流量の燃料ガスをインプットする
ためである。Ｓ１８においては、同様にＳ１６での算出
値に基づき駆動回路１５を介して送風ファン５のモータ
Ｍ２を制御する。適切な流量の空気を供給するためであ
る。そしてＳ１９において、水量センサ１７の検出値が
所定の燃焼停止水量以下であるかか否かを判断する。燃
焼停止水量以下でない、即ち水が流れ続けていると判断
されたときは（Ｓ１９：Ｎｏ）、給湯栓７が依然として
開かれているので、Ｓ１５へ戻り出湯温度等の検知及び
それ以後の操作をさらに続けて行う。Ｓ１９で燃焼停止
水量以下であると判断されたときは（Ｓ１９：Ｙｅ
ｓ）、給湯栓７が閉じられているので、Ｓ２０へ進んで
ガスバーナ４の燃焼を停止して過熱を防止する。かくし
て燃焼制御は終了する。

【００３７】続いて、前記Ｓ１２で行うガス種判別処理
について、図１０のフローチャートを参照して説明す
る。この処理においてはまず、容積型ポンプＶＰと送風
ファン５との回転数Ｎ_P 、Ｎ_F を設定する（Ｓ２１）。
ここで設定するのは、ガス種判別のための試験燃焼時に
おける回転数である。通常は、ガス種が１３Ａ都市ガス
である場合に１６８７５kcal／h の出力（９号出力とい
われる出力である）を発生する回転数に設定する。９号
出力はガス燃焼機器の使用状況としては中間的な出力で
あり、発生熱量の大きいＬＰガスが供給された場合でも
過大な発熱を起こさないためである。Ｓ２２では、その
条件で燃焼を開始する。そしてＳ２３で、水量センサ１
７、入水サーミスタ１８、出湯サーミスタ８により、入
水量Ｑ₀ 、入水温ｔ₀ 、出湯温ｔ₁ を検出する。

【００３８】Ｓ２４では、Ｓ２３での検出値に基づき、
インプットＩ₀ を推定する。インプットとは、熱交換器
３において水に与えられる単位時間当りの熱量（kcal／
h ）を熱交換器の熱効率で除したものをいう。この推定
は、Ｉ₀ ＝（ｔ₁−ｔ₀）・Ｑ₀／０.８（２）により行う。ここで右辺の分母の０．８は、熱交換器３
での伝熱効率を考慮した係数である。

【００３９】Ｓ２５では、Ｓ２４で計算したインプット
Ｉ₀ に基づきガス種の判定を行う。具体的には、Ｉ₀
（kcal／h ）が、１６８７５×０.９＜Ｉ₀ ＜１６８７５×１.１（３）の範囲内にあれば、Ｓ２１での設定どおりであるので、
ガス種は１３Ａ都市ガスであると判定できる。また、２８３０３×０.９＜Ｉ₀ ＜２８３０３×１.１（４）の範囲内であるときは、ガス種はＬＰガスであると判定
できる。Ｓ２１での設定条件に対しＬＰガスが供給され
たときのインプットの理論値が２８３０３kcal／h だか
らである。前記のように１３Ａ都市ガスとＬＰガスとの
２種類で全体の約９割を占めているので、ガス種の判定
は通常これで十分であるが、これ以外のガスを考慮する
場合にはそのガスの理論値により同様に判定する。判定
したガス種をＳ２６で記憶すると、前記図９のＳ１３に
移行する。

【００４０】ここで（３）式におけるＩ₀／１６８７
５、または（４）式におけるＩ₀／２８３０３、の値の
１からのずれにより、前記図９のＳ１８のモータＭ２の
回転数を補正することができる。具体的には、これらの
値が例えば１．０２であれば、回転数を図１１のグラフ
若しくはテーブルから求められるものに対して１．０２
倍するようにする。これは、供給ガスの発熱量が例えば
同じＬＰガスであっても地域により必ずしも一定でない
こと、またガスバーナ４のようなガス器具側にも±１０
％の公差が認められているからである。これを実際のイ
ンプット推定によりファン回転数を補正して燃焼の空燃
費の制御をより一層高精度化にするものである。なお、
この補正のための係数は、０．９から１．１に至る５乃
至７段階程度の段階的な値としてもよい。

【００４１】前記第２実施例に係るガス給湯器は、次の
特徴を有している。まず、第１実施例の場合と同様、燃
料ガス供給量調整手段としての容積型ポンプＶＰの採用
により、ノズル１６の交換の必要なく燃料ガスの種類の
変更に対処できる。更に、ガス種判別のための試験燃焼
を行いその結果からガス種を判別することとしたので、
ガス種コネクタ１２の交換も必要ない。そして、ガス種
判別の際にインプット推定を行うことにより、地域ごと
に少しずつ異なる実際のガス発熱量やガス器具側の公差
内の誤差を補正したファン回転数制御が可能となり、空
燃比制御のより一層の精度の向上が図られる。

【００４２】以上詳細に説明したように、第１の実施例
に係るガス給湯器では、燃料ガスの供給量調整手段とし
て一般的な比例弁でなく容積型ポンプＶＰを採用したの
で、ポンプの回転数制御を行うことにより、ノズル１６
の背圧に拘らず燃料ガスのインプット量を制御できる。
このため、ノズル１６を交換することなく、ガス種コネ
クタ１２の交換のみで燃料ガスの種類の変更に対処でき
る。また、出湯サーミスタ８により検出された出湯温度
を基にコントローラ１０がフィードバック制御を行うの
で、リモコン１１で設定した温度の出湯を得ることがで
きる。

【００４３】そして、第２の実施例に係るガス給湯器で
は、ガス種判別処理を行うこととしたので、ガス種コネ
クタ１２の交換も不要となっている。また、ガス種判別
処理のためにインプット推定を行っているので、供給ガ
スの実際の発熱量やガス器具の公差を補正したより高精
度な制御も可能となるものである。尚、前記各実施例は
本発明を何ら限定するものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲にいて種々の変形・改良が可能であること
はもちろんである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のガス燃焼機器は、燃料ガスのインプット量をノズ
ル背圧に拘らず確実に制御できる容積型ポンプを用いて
調整することとしたので、ノズル交換をしないで燃料ガ
スの種類に対応し、良好な燃焼状態で使用できるもので
ある。また、本発明のガス燃焼機器は、インプット推定
によりガス種の判別を行うこととしたので、自動的に燃
料ガスの種類に対応するとともに、実際のガス発熱量及
びガス器具の公差を補正した燃焼制御がなされ、より高
精度な出湯温度制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るガス給湯器の概略構成図であ
る。

【図２】図１に示したガス給湯器の構成をブロック図的
に示した概略図である。

【図３】このガス給湯器における給湯制御のフローチャ
ートである。

【図４】オーバル歯車ポンプの概略構成を説明する図で
ある。

【図５】ルーツポンプの概略構成を説明する図である。

【図６】ロータリベーンポンプの概略構成を説明する図
である。

【図７】第２実施例に係るガス給湯器の概略構成図であ
る。

【図８】図２に示したガス給湯器の構成をブロック図的
に示した概略図である。

【図９】このガス給湯器における給湯制御のフローチャ
ートである。

【図１０】ガス種判別処理のフローチャートである。

【図１１】容積型ポンプ及び送風ファンの回転数と要求
インプットとの関係を示すグラフである。

【図１２】従来のガス給湯器の概略構成図である。

【図１３】図１２に示したガス給湯器の構成をブロック
図的に示した概略図である。

【図１４】このガス給湯器における給湯制御のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１給水管２出湯管３熱交換器４ガスバーナ５送風ファン６水流スイッチ８出湯サーミスタ９給ガス管１０コントローラ１１リモコン１２ガス種コネクタ１４ポンプ駆動回路１５ファン駆動回路１７水量センサ１８入水サーミスタＶＰ容積型ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスを燃焼するガスバーナと、ガス
バーナへ燃料ガスを供給するガス供給経路と、ガスバー
ナへ空気を供給する送風装置とを有するガス燃焼機器に
おいて、前記ガス供給経路に設けられガスバーナへの燃料ガスの
供給量を調整する容積型燃料ポンプと、前記燃料ガスの種類に応じて前記ガスバーナへの燃料ガ
スの供給量と空気の送風量とを決定する制御手段と、前記制御手段の決定値に基づいて前記容積型燃料ポンプ
を駆動するポンプ駆動回路と、前記制御手段の決定値に基づいて前記送風装置を駆動す
るファン駆動回路とを有してなることを特徴とするガス
燃焼機器。
【請求項２】ガスバーナで発生した熱を内部の水に伝
える熱交換器と、熱交換器へ水を供給する給水管と、熱
交換器から湯を送出する出湯管と、前記出湯管に設けられ湯温を検知する出湯温度検知手段
と、前記出湯管における設定温度を設定する温度設定手段と
を有し、前記制御手段が、前記出湯温度検知手段による検知湯温
が前記温度設定手段による設定温度となるように前記ガ
スバーナへの燃料ガスの供給量と空気の送風量とを決定
することを特徴とする請求項１に記載するガス燃焼機
器。
【請求項３】前記燃料ガスの種類を指示するガス種指
示手段を有し、前記制御手段が、前記ガス種指示手段が指示したガス種
に応じて、前記ガスバーナへの燃料ガスの供給量と空気
の送風量とを決定することを特徴とする請求項２に記載
するガス燃焼機器。
【請求項４】前記給水管に設けられ水の流量を検知す
る流量検知手段と、前記給水管に設けられ水温を検知する給水温度検知手段
と、前記流量検知手段が検知した流量と前記給水温度検知手
段が検知した給水温度と前記出湯温度検知手段が検知し
た出湯温度と前記燃料ガスの供給量とから前記ガスバー
ナへ供給される燃料ガスの種類を判別するガス種判別手
段とを有し、前記制御手段が、前記ガス種判別手段が判別したガス種
に応じて、前記ガスバーナへの燃料ガスの供給量と空気
の送風量とを決定することを特徴とする請求項２に記載
するガス燃焼機器。