JPH09229353A

JPH09229353A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH09229353A
Application number: JP3783696A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fujimoto; 藤本　　善夫; Hiroshi Kamiya; 宏神谷
Original assignee: Harman Co Ltd
Current assignee: Harman Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】フレームロッドなどを用いることなく、バー
ナへの着火や炎の立ち消えを検出することができ、フレ
ームロッドなどを備えている場合においては、フレーム
ロッドなどが故障したとしても、バーナへの着火や炎の
立ち消えを検出することのできる燃焼装置の提供。【解決手段】燃焼用のバーナ１と、バーナ１に燃焼用
空気を通風する通風手段３と、通風手段３によるバーナ
１への燃焼用空気の通風量を検出する通風量検出手段１
８と、バーナ１の燃焼状態を制御する燃焼制御手段Ｈと
を備え、燃焼制御手段Ｈが、通風手段３によりバーナ１
へ燃焼用空気を通風している状態において、通風量検出
手段１８による検出通風量の変化に基づいてバーナ１の
燃焼状態を検出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、給湯装置などに使
用される燃焼装置、具体的には、燃焼用のバーナと、こ
のバーナに燃焼用空気を通風する通風手段と、この通風
手段による前記バーナへの燃焼用空気の通風量を検出す
る通風量検出手段と、前記バーナの燃焼状態を制御する
燃焼制御手段とを備えた燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような燃焼装置においては、バーナ
への点火時に着火を確認したり、バーナの燃焼時におい
て炎の立ち消えを検出したりする必要があり、従来にお
いては、フレームロッドや熱電対などの炎検出手段を用
いてバーナの着火確認や炎の立ち消えを検出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の燃
焼装置においては、フレームロッドや熱電対などの特別
な部品が必要となり、かつ、これらフレームロッドや熱
電対からの検出信号を燃焼制御手段に伝達するための回
路も必要となって、どうしても製造コストが高くなると
いう欠点があった。また、フレームロッドや熱電対をひ
とつだけ設けた燃焼装置においては、仮にフレームロッ
ドや熱電対が故障すると、他にバーナへの着火や炎の立
ち消えを検出する手段がなく、この点にも改良の余地が
あった。

【０００４】本発明は、このような従来の欠点を解消す
るためのもので、その目的は、フレームロッドや熱電対
などの特別な炎検出手段を用いることなく、バーナへの
着火や炎の立ち消えを検出することができ、また、フレ
ームロッドや熱電対を備えている場合においては、仮に
フレームロッドなどが故障したとしても、バーナへの着
火や炎の立ち消えを検出することのできる燃焼装置の提
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、バーナの燃焼状態
を制御する燃焼制御手段が、通風手段によって燃焼用空
気を通風している状態において、燃焼用空気の通風量を
検出する通風量検出手段による検出通風量の変化に基づ
いて前記バーナの燃焼状態を検出するように構成するも
のであるから、燃焼用空気の通風量を検出する通風量検
出手段を備えていれば、従来のようなフレームロッドや
熱電対などを用いることなく、その通風量検出手段を利
用してバーナの燃焼状態を検出することができ、フレー
ムロッドなどからの検出信号を伝達する専用の回路も不
要となって、製造コストの低下を図ることができる。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、前記燃焼
制御手段が、バーナへの点火時において通風量検出手段
による検出通風量が予め設定された点火風量以下になる
ことで、前記バーナへの着火を検出するように構成する
ものであるから、バーナ着火による一時的な圧力上昇
で、バーナへの通風量が一時的に低下する現象を利用し
て、バーナへの着火を検出することが可能となり、か
つ、各燃焼装置に応じて前記点火風量を予め設定してお
くことにより、バーナへの着火を確実に検出することが
できる。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、前記燃焼
制御手段が、バーナへの点火時に着火を検出しないと、
前記バーナへの燃料供給を遮断するように構成するもの
であるから、例えば、バーナへの着火を検出しない場合
に警報を発したり、あるいは、再度点火操作するものに
比較して、使用上の安全性を高めることができる。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、前記燃焼
制御手段が、バーナの燃焼時において通風量検出手段に
よる検出通風量が予め設定された消火風量以上になるこ
とで、前記バーナの消火を検出するように構成するもの
であるから、バーナの消火による一時的な圧力降下で、
バーナへの通風量が一時的に増加する現象を利用して、
バーナの炎の立ち消えを検出することが可能となり、か
つ、各燃焼装置に応じて前記消火風量を予め設定してお
くことにより、炎の立ち消えを確実に検出することがで
きる。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、前記燃焼
制御手段が、バーナの燃焼時に消火を検出すると、前記
バーナへの燃料供給を遮断するように構成するものであ
るから、炎立ち消え時に警報を発するものなどに比較し
て、安全性を高めることができる。

【００１０】請求項６に記載の発明によれば、前記バー
ナからの炎を検出する炎検出手段を備えているものであ
るから、上述のように通風量検出手段を利用してバーナ
への着火や炎の立ち消えを検出するのに加えて、この炎
検出手段によっても着火や炎立ち消えを検出でき、二重
の検出が可能となって使用上の安全性を高めることがで
きるとともに、この炎検出手段が仮に故障したとして
も、通風量検出手段を利用しての検出が可能となる。

【００１１】請求項７に記載の発明によれば、前記炎検
出手段がフレームロッドであるから、熱電対に比較して
コストが安く、応答性にも優れている。

【００１２】請求項８に記載の発明によれば、前記燃焼
制御手段が、前記通風量検出手段による検出通風量を前
記バーナに供給される燃料供給量に対応する適正風量に
するように、前記通風手段の作動を制御するするもので
あるから、バーナへの燃料供給量の変化にかかわらず空
燃比をほぼ一定に維持して良好な燃焼な可能となり、し
かも、そのために必要な通風量検出手段をそのまま利用
して、上述したようなバーナの燃焼状態の検出が可能と
なる。

【００１３】

【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。図１は、本発明の燃焼装
置を給湯装置に使用した形態を示し、この給湯装置は、
燃焼装置を含む給湯器Ｋとこの給湯器Ｋの動作を制御す
る燃焼制御手段としての制御部Ｈ、ならびに、この制御
部Ｈに制御指令を与えるリモコンＲなどから構成されて
いる。前記給湯器Ｋは、燃焼室内に設けられた燃焼用の
バーナ１と、このバーナ１の燃焼によって水を加熱する
熱交換器２とを備え、かつ、バーナ１へ燃焼用の空気を
供給するとともに燃焼排ガスを燃焼室外に排出する通風
手段としてのファン３を備えている。

【００１４】前記熱交換器２には、加熱用の水を供給す
る給水路４と、この熱交換器２で加熱された後の湯を給
湯する給湯路５とが接続され、この給湯路５には、台所
や浴槽などに給湯するための給湯栓６が設けられてい
る。前記給水路４には、熱交換器２への給水量を検出す
る水量センサ７と給水温度を検出する給水温センサ８と
が設けられ、給湯路５には、熱交換器２からの出湯温度
を検出する出湯温センサ９が設けられている。

【００１５】前記バーナ１には、一般家庭用のガス供給
管に接続して燃料ガスを供給するガス供給路１０が接続
され、このガス供給路１０には、燃料ガスの供給を断続
する２つの開閉弁１１，１２と、バーナ１への燃料ガス
の供給量を調整する電磁式のガス比例弁１３とが設けら
れ、かつ、このバーナ１には、点火用のイグナイタ１４
と着火を検出する炎検出手段の一例であるフレームロッ
ド１５が設けられている。

【００１６】前記バーナ１とファン３との間の燃焼室内
には、整風板１６が設けられていて、この整風板１６よ
り風上側には、通風用のバイパス管１７が連通されてい
る。このバイパス管１７の他端は、燃焼室外に開口され
ていて、バイパス管１７内をファン３による燃焼用空気
の一部が流通するように構成され、かつ、このバイパス
管１７には、通風量検出手段としての熱線式の風量セン
サ１８が設けられていて、この風量センサ１８による検
出風量に基づいて、前記バーナ１に供給される燃焼用空
気の風量を検出するように構成されている。

【００１７】前記リモコンＲは、有線または無線によっ
て制御部Ｈに通信可能に構成され、このリモコンＲに
は、給湯装置の運転開始と停止とを指示するための運転
スイッチ１９や所望の設定給湯温度を設定するための温
度設定スイッチ２０などが設けられている。

【００１８】つぎに、制御部Ｈによる給湯制御動作を図
２のフローチャートに基づいて説明すると、リモコンＲ
の運転スイッチ１９を入れると、バーナ１の燃焼開始に
よる給湯可能な状態となる。この状態で給湯栓６を開け
て給水路４内を設定水量以上の水が流れると、水量セン
サ７の検出に伴ってファン３を駆動してプリパージを実
行する。このプリパージにおいては、風量センサ１８に
よる検出風量が予め定められた風量になるようにファン
３が作動され、バーナ１への燃焼用空気の量が所定のプ
リパージ風量になるように制御される。

【００１９】一定時間プリパージが実行されると点火可
能な状態となり、そのときの風量センサ１８による検出
風量Ａが記憶保持されるとともに、その後、２つの開閉
弁１１，１２とガス比例弁１３とを開弁し、かつ、イグ
ナイタ１４を作動しての点火動作が開始される。この点
火動作がある設定時間の間続行され、その間に、風量セ
ンサ１８による検出風量Ｘが、記憶保持された風量Ａと
ある設定値Ｂとの差（Ａ−Ｂ）よりも小になると、バー
ナ１への着火が完了したと判断し、かつ、フレームロッ
ド１５が着火を検出した後、点火動作を終了して燃焼制
御を開始する。

【００２０】すなわち、イグナイタ１４の点火によって
バーナ１への着火が完了すると、その着火により燃焼室
内の圧力が一時的に上昇し、図３に示すように、燃焼室
内の圧力上昇によってバイパス管１７内の風量が一時的
に低下する。この現象を利用し、設定値Ｂを予め設定し
ておくことにより、検出風量Ｘが、設定された点火風量
（Ａ−Ｂ）以下になることでバーナ１への着火を検出す
るのである。そして、検出風量Ｘが（Ａ−Ｂ）よりも大
で、かつ、フレームロッド１５が着火を検出しないまま
で設定時間を経過すると、点火動作を停止する。

【００２１】前記燃焼制御においては、水量センサ７に
よる検出給水量と給水温センサ８による給水温度とに基
づいて、出湯温センサ９による検出出湯温度が温度設定
スイッチ２０による設定出湯温度になるのに要するバー
ナ１の加熱量を算出し、その算出結果に基づいてガス比
例弁１３の開度を調整してバーナ１への燃焼ガスの供給
量を制御するフィードフォワード制御を実行する。さら
に、このフィードフォワード制御と並行して、出湯温セ
ンサ９による検出出湯温度と設定出湯温度との偏差に基
づき、その検出出湯温度が設定出湯温度になるようにガ
ス比例弁１３の開度を微調整してフィードバック制御も
実行し、かつ、そのときの燃料ガス供給量に対応してフ
ァン３の回転数を調整して、バーナ１への燃焼用空気の
量が適正風量になるように制御する。

【００２２】この燃焼制御中においては、風量センサ１
８による検出風量Ｃが記憶保持され、この記憶保持され
た風量Ｃとある設定値Ｄとの和（Ｃ＋Ｄ）よりも検出風
量Ｘが小で、かつ、フレームロッド１５が炎を検出して
いる限り燃焼を続行し、フレームロッド１５が炎を検出
しなくなると、燃焼動作を停止し、また、検出風量Ｘが
（Ｃ＋Ｄ）よりも大になると、炎の立ち消えによってバ
ーナ１が消火したと判断して、燃焼動作を停止する。こ
の場合には、バーナ１の消火によって燃焼室内の圧力が
一時的に降下し、図４に示すように、バイパス管１７内
の風量が一時的に増加するので、その現象を利用し、設
定値Ｄを予め設定しておくことにより、検出風量Ｘが、
設定された消火風量（Ｃ＋Ｄ）以上になることでバーナ
１の消火を検出するのである。

【００２３】〔別実施形態〕先の実施形態においては、
炎検出手段の一例としてフレームロッド１５を示し、こ
のフレームロッド１５によってもバーナ１への着火や燃
焼中における炎の立ち消えを検出するように構成したも
のを示したが、フレームロッド１５を用いずに、風量セ
ンサ１８による検出風量の変化のみによってバーナ１へ
の着火や炎の立ち消えを検出するようにして実施するこ
ともでき、また、炎検出手段を設ける場合には、フレー
ムロッド１５に替えて熱電対を設けることもできる。

【００２４】また、燃焼用空気を供給するファン３につ
いては、いわゆる押込み式のファンを例示したが、吸引
式のファンを用いて実施することもでき、さらに、風量
センサ１８については、バイパス管１７に設けるのでは
なく、燃焼室内に直接配置して実施することもでき、そ
の風量センサ１８ついても、熱線式以外の種々の構造の
風量センサを用いて実施することができる。

【００２５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体構成を示すブロック図

【図２】制御動作を示すフローチャート

【図３】点火時の時間経過と風量センサ出力との関係を
示すグラフ

【図４】燃焼時の時間経過と風量センサ出力との関係を
示すグラフ

【符号の説明】

１バーナ３通風手段１５炎検出手段１８通風量検出手段Ｈ燃焼制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼用のバーナ（１）と、このバーナ
（１）に燃焼用空気を通風する通風手段（３）と、この
通風手段（３）による前記バーナ（１）への燃焼用空気
の通風量を検出する通風量検出手段（１８）と、前記バ
ーナ（１）の燃焼状態を制御する燃焼制御手段（Ｈ）と
を備えた燃焼装置であって、前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記通風手段（３）により
バーナ（１）へ燃焼用空気を通風している状態におい
て、前記通風量検出手段（１８）による検出通風量の変
化に基づいて前記バーナ（１）の燃焼状態を検出するよ
うに構成してある燃焼装置。
【請求項２】前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記バーナ
（１）への点火時において通風量検出手段（１８）によ
る検出通風量が予め設定された点火風量以下になること
で、前記バーナ（１）への着火を検出するように構成し
てある請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記バーナ
（１）への点火時にバーナ（１）への着火を検出しない
と、前記バーナ（１）への燃料供給を遮断するように構
成してある請求項２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記バーナ
（１）の燃焼時において通風量検出手段（１８）による
検出通風量が予め設定された消火風量以上になること
で、前記バーナ（１）の消火を検出するように構成して
ある請求項１、２または３記載の燃焼装置。
【請求項５】前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記バーナ
（１）の燃焼時にバーナ（１）の消火を検出すると、前
記バーナ（１）への燃料供給を遮断するように構成して
ある請求項４記載の燃焼装置。
【請求項６】前記バーナ（１）からの炎を検出する炎
検出手段（１５）を備えている請求項１、２、３、４ま
たは５記載の燃焼装置。
【請求項７】前記炎検出手段（１５）がフレームロッ
ドである請求項６記載の燃焼装置。
【請求項８】前記燃焼制御手段（Ｈ）が、前記通風量
検出手段（１８）による検出通風量を前記バーナ（１）
に供給される燃料供給量に対応する適正風量にするよう
に、前記通風手段（３）の作動を制御する請求項１、
２、３、４、５、６または７記載の燃焼装置。