JPH10103667A

JPH10103667A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH10103667A
Application number: JP8277167A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Baba; 保彰馬場; Hiroshi Munemura; 浩宗村; Shigeo Yoshida; 重雄吉田
Original assignee: NIPPON UPRO KK; Toto Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: NIPPON UPRO KK; JFE Steel Corp; Toto Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】バーナの燃焼状態の正常／異常を検出する燃
焼装置において、燃焼状態の異常を精度良く把握するこ
とが可能な燃焼装置を提供する。【解決手段】コントローラ２８は、燃焼中に行なう仮
判定においてフレームロッド（ＦＲ）電流検出器２５か
らの検出値、ファン駆動電流検出回路３１からの検出値
のいずれも異常燃焼を示しているときは、ポストパージ
時にファンを高速回転させた状態でファン駆動電流値を
検出し、それに基づいて異常燃焼か否かを本判定する。
仮判定においてＦＲ電流検出値、ファン駆動電流検出値
の一方か異常燃焼を示しているときは、本判定を制限す
るモードが設定されている場合を除いて本判定を行な
う。本判定を制限するモードが設定されているときは、
そのモードが解除されるまでの間は本判定に移行しな
い。本判定において、異常燃焼であると判断されれば、
異常燃焼に対する処置を講じた後、一連の異常判定動作
を終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼状態
を検知して異常燃焼か否かを判定する燃焼装置の改良に
関する。本明細書では、主に浴槽への湯張りや水栓への
給湯等を行なう給湯機に適用される燃焼装置を例にとり
説明する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス燃料を用いる燃焼装置におい
て、異常燃焼か否かを判定するため、フレームロッドを
含む火炎電流検出手段によりバーナの火炎電流を検出す
る装置（特開昭５９−１４５４２２号）が知られてい
る。また、ファン駆動電流検出回路によりファン駆動電
流を、回転数検出器によりファン回転数を夫々検出する
装置（特開平５−１９６２２９号）も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開昭
５９−１４５４２２号の装置では、バーナの燃焼中にフ
レームロッド（ＦＲ）電流値、及びファン駆動電流値に
基づいて燃焼状態の正常／異常を判定するようになって
いた。また、特開平５−１９６２２９号の装置では、バ
ーナの燃焼中にファン駆動電流値やファン回転数に基づ
いて熱交換器等への煤の付着度合を判定するようになっ
ていた。

【０００４】しかし、上記いずれの装置においても、比
較的外乱の影響を受け易く検出値が不安定で検出精度の
低いＦＲ電流検出値、燃焼中のファン駆動電流検出値、
及びファン回転数検出値等に基づいて異常燃焼か否かの
判定を行なっていたため、燃焼状態の判定結果の信頼性
は低かった。

【０００５】従って、本発明の目的は、バーナの燃焼状
態の正常／異常を検出する燃焼装置において、燃焼状態
の異常を精度良く把握することが可能な燃焼装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従う燃焼装置
は、燃料と空気とをバーナに供給して燃焼させるもの
で、燃焼装置の状態量を検出する複数の状態量検出手段
と、異常燃焼か否かを判定するための複数の判定モード
中から特定の判定モードを設定する判定モード設定手段
と、検出された状態量に基づき、設定された判定モード
に従って異常燃焼か否かを判定する判定手段とを備え
る。この構成によれば、判定手段は、検出された状態量
に基づき、設定された判定モードに従って異常燃焼か否
かを判定するので、精度の良い異常燃焼判定を行うこと
が可能である。

【０００７】本発明の好適な実施形態に係る燃焼装置で
は、複数の判定モードは、バーナの燃焼中に異常燃焼か
否かを判定する第１の判定モードと、バーナの燃焼停止
中に異常燃焼か否かを判定する第２の判定モードとを含
んでいる。また、この実施形態に係る燃焼装置では、判
定モード設定手段によって設定された判定モードに対応
する状態量を検出された複数の状態量の中から選択する
状態量選択手段をも備えている。

【０００８】また、上記実施形態では、複数の状態量検
出手段は、火炎電流を検出する火炎電流検出手段と、フ
ァン駆動電流を検出するファン駆動電流検出手段とを含
んでいる。判定手段は、第１の判定モードでは火炎電流
検出値及びファン駆動電流検出値により、また、第２の
判定モードではファン駆動電流値により夫々異常燃焼か
否かを判定する。

【０００９】第１の判定モードにおいて、すべての状態
量検出値が異常燃焼であることを示しているときには、
第２の判定モードにおける異常燃焼か否かを判定するた
めの判定基準を緩和する。これは、第１の判定モードに
おいてすべての状態量検出値が異常燃焼であることを示
しているときには、実際に異常燃焼である確率が高いた
め、第２の判定モードにおける判定基準を緩和すること
により、より迅速な異常燃焼判定を行なえるようにする
ためである。

【００１０】また、判定手段は、複数の状態量検出手段
により検出される状態量と、状態量検出値の経年的な変
動に関する学習値とに基づいて異常燃焼か否かを判定す
ることもできる。これによって、より精度の良い異常燃
焼判定を行なうことが可能になる。

【００１１】判定モード設定手段は、判定手段が第１の
判定モードにおいていずれか１つの状態量検出値により
異常燃焼と判定し、更に、第２の判定モードにおいて正
常燃焼と判定したときには、次回以降の第１の判定モー
ドにおいて複数の状態量検出値が異常燃焼であることを
示すようになるまで第２の判定モードを設定しない。こ
れは、第１の判定モードにおいて状態量が誤検出されて
いる可能性が強いので、このような信頼性の低い状態量
検出値により第２の判定モードを実行するのは無駄であ
るからである。

【００１２】一方、判定手段が第１の判定モードにおい
てすべての状態量検出値により異常燃焼と判定したとき
には、判定モード設定手段は、直ちに第２の判定モード
を設定する。第１の判定モードにおいて、すべての状態
量検出値が異常燃焼を示していれば、実際に異常燃焼で
ある確率は極めて高いので、このような場合には速やか
に第２の判定モードを設定し、最終的な燃焼状態の判定
を行なうようにする必要がある。

【００１３】更に、判定モード設定手段は、判定手段が
第１の判定モードにおいて異常燃焼と判定し、且つ、第
２の判定モードにおいて正常燃焼と判定したときには、
以後は第２の判定モードの設定回数を減らすこともでき
る。異常燃焼か否かの判断の精度は、第２の判定モード
での判定の方が良いため、第２の判定モードにおいて正
常燃焼と判断された場合には、第１の判定モードで異常
燃焼と判断されても、その都度第２の判定モードに移行
する必要はないからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼装
置の全体構成を示すブロック図である。

【００１６】上記装置は、燃焼状態監視部１１と、風量
監視部１２と、異常判定部１３と、報知部１４と、燃焼
停止部１５と、ガス量制限部１６と、風量増加部１７と
を備える。燃焼状態監視部１１は、バーナ（図２の符号
２１）の燃焼状態を監視する。風量監視部１２は、バー
ナ２１への空気供給量を監視する。異常判定部１３は、
燃焼状態監視部１１、及び風量監視部１２からの出力に
基づき、バーナ２１の燃焼状態の正常／異常及びバーナ
２１が異常燃焼状態になった原因を判定する。報知部１
４は、判定部１３による判定結果をユーザが把握可能な
態様（画像情報又は音声情報）で報知する。燃焼停止部
１５は、判定部１３での判定結果に基づき、バーナ２１
の燃焼動作を停止させる。ガス量制限部１６は、判定部
１３での判定結果に基づき、給ガス源からのガス燃料供
給量を制限する。風量増加部１７は、判定部１３での判
定結果に基づき、バーナ２１への空気供給量を増加させ
る。

【００１７】なお、燃焼状態監視部１１には、例えば、
バーナ２１の火炎電流を検出する火炎電流検出手段（＝
フレームロッドセンサ）、バーナ２１のＣＯ濃度を検出
するＣＯ濃度センサ、バーナ２１の燃焼温度を検出する
燃焼温度センサ、又は、バーナ２１からの排気ガスの温
度を検出する排気ガス温度センサ等が採用される。ま
た、風量監視部１２には、ファン回転数が一定値のとき
のファン駆動電流値を検出するファン駆動電流検出回
路、ファン駆動電圧が一定値のときのファン回転数を検
出する回転数検出器、熱線風速計方式又は圧力計方式の
風速センサ等が採用される。

【００１８】上記構成において、監視部１１からの燃焼
状態情報、及び監視部１２からの空気供給量情報は、共
に判定部１３に送出される。判定部１３では、これら２
種類の情報に基づき燃焼状態が異常で、且つ、空気供給
量が正常（即ち、空気供給量検出値が空気供給量不足と
判定するための所定の第１の閾値より大きい）と判定す
ると、酸欠による異常燃焼と判断し燃焼停止部１５を通
じてバーナ２１の燃焼動作を停止させる。そして、上記
判断結果及び処理動作の内容は、この燃焼動作停止と同
時に判定部１３から報知部１４を通じてユーザに報知さ
れる。

【００１９】次に、上記２種類の情報に基づき、燃焼状
態が異常で、且つ、空気供給量不足（即ち、空気供給量
検出値が上述した第１の閾値より小さい）と判定する
と、判定部１３は、空気供給量検出値が所定の第２の閾
値より大きいか否かをチェックする。ここで、第２の閾
値とは、空気量不足の程度が大きいか小さいか区別する
ためのもので、上記の第１の閾値よりは小さい値であ
る。このチェックの結果、空気供給量が第２の閾値より
大きいと判定すると、空気供給量を増加させることによ
り正常燃焼状態への移行が可能と判断して、判定部１３
は、風量増加部１７を通じてバーナ２１への空気供給量
を増加させる。この場合も、上記判断結果及び処理動作
の内容は、この空気供給量増加の制御を開始するのと同
時に判定部１３から報知部１４を通じてユーザに報知さ
れる。

【００２０】一方、上記チェックの結果、空気供給量検
出値が第２の閾値よりも小さいと判定すると、判定部１
３は、空気供給量増加による正常燃焼状態への移行は困
難と判断して燃焼制限による正常燃焼状態への移行を試
みるべく、ガス量制限部１６を通じて給ガス源からバー
ナ２１へのガス燃料供給量を制限させる。この場合に
も、上記判断結果及び処理動作の内容は、このガス燃料
供給量の制限を開始するのと同時に判定部１３から報知
部１４を通じてユーザに報知される。

【００２１】図２は、上述した燃焼状態監視部１１にフ
レームロッドセンサを、風量監視部１２にファン駆動電
流検出回路を、夫々採用したときの燃焼装置の構成例を
示すブロック図である。

【００２２】上記装置は、バーナ２１と、絶縁部材２３
と、フレームロッド２４と、フレームロッド電流（ＦＲ
電流）検出器２５と、交流電源２６と、増幅器２７と、
コントローラ２８と、ファン２９と、ファン駆動部３０
と、ファン駆動電流検出回路３１とを備える。バーナ２
１は、外気吸引用ファン２９からの空気と、給ガス源
（図示省略）からのガス燃料との混合気を燃焼して火炎
２２を吹出す。フレームロッド２４は、火炎電流検出の
ために絶縁部材２３に支持されてバーナ２１の火炎吹出
口に臨まされている。交流電源２６は、火炎２２を通じ
てフレームロッド２４、バーナ２１等と共に閉ループを
形成し、この閉ループに給電する。ＦＲ電流検出器２５
は、フレームロッド２４と共にフレームロッドセンサ
（＝火炎電流検出手段）を構成するもので、この閉ルー
プに接続されており、この閉ループを流れるＦＲ電流を
検出して出力する。なお、以下の説明では、特に断る場
合を除いてフレームロッドセンサに関する記述をＦＲ電
流検出器２５で代表させる。増幅器２７は、検出器２５
からの出力信号を増幅して出力する。ファン２９は、フ
ァン駆動部３０によって駆動される。ファン駆動電流検
出回路３１は、ファン駆動部３０に流れるファン駆動電
流を検出してコントローラ２８に出力する。コントロー
ラ２８は、増幅器２７からの出力と電流検出回路３１か
らの出力とに基づき、所定の演算処理動作（図１の符号
１３〜１７で示した各処理動作）を行なう。

【００２３】コントローラ２８は、増幅器２７からの出
力と予め記憶するＦＲ電流−ＣＯ濃度特性のテーブル
（図３参照：燃焼量の各号数毎に定められる）内の閾値
ａ′とを比較し、この比較結果に基づき異常燃焼状態か
否かを判定してバーナ２１の燃焼停止や、燃焼量制限を
行う。この閾値ａ′は、異常燃焼と判定されるときのＣ
Ｏ濃度値ａ（例えば、１０００ppm）に対応するＦＲ電
流値である。

【００２４】なお、図３のＦＲ電流−ＣＯ濃度特性曲線
は、ＣＯ濃度の増加（即ち、酸欠）に起因する異常燃焼
を判定するためのものである。

【００２５】コントローラ２８は、電流検出回路３１か
らの出力と予め記憶するファン駆動電流−空気量特性の
テーブル（図４参照：燃焼量の各号数毎に定められる）
内の各閾値ｂ′、ｃ′とを比較する。そして、この比較
結果と、ＦＲ電流と閾値ａ′との比較結果とに基づき、
酸欠、空気量不足「中」、空気量不足「大」の判定を下
す（図６参照）。

【００２６】コントローラ２８の上記判定のための処理
動作の順序については図５で、また、処理内容について
は図６で夫々詳述する。

【００２７】なお、図４は、ファン２９の回転数が一定
のときのファン駆動電流−空気量特性を示すテーブルで
あり、このテーブルは、ファン駆動電流値と空気量との
関係のみならず、これらとＣＯ濃度値との関係をも示し
ている。即ち、上記テーブルには、ファン駆動電流値
（ファン回転数）が増加すると、バーナ２１への流入空
気量は増加し、これとは逆にＣＯ濃度の方は低下するこ
とが明示されている。

【００２８】図４において、符号ｂ´は、正常燃焼か異
常燃焼かを判別するときのＣＯ濃度値ｂ（例えば、１０
００ppm）に対応するファン駆動電流値である。この値
ｂ′は、バーナ２１への空気供給量の正常／異常を判定
するための閾値（前述の第１閾値）となっている。ま
た、符号ｃ′は、異常燃焼の度合が大きいか小さいかを
判別するときのＣＯ濃度値ｃ（例えば、２０００ppm）
に対応するファン駆動電流値である。つまり、この値
ｃ′は、空気供給量の不足の度合が大きいか小さいかを
判定するための閾値（前述の第２閾値）となっている。

【００２９】次に、上述したコントローラ２８が異常燃
焼か否かを判定するに際しての処理流れの第１の例を、
図５のフローチャートを参照して説明する。

【００３０】まず、燃焼状態監視部１１（即ち、ＦＲ電
流検出器２５）により検出されたＦＲ電流値が、図３の
閾値ａ′より小さいか否かをチェックし、小さいと判定
すると『異常燃焼』と判断する（ステップＳ１）。この
段階では、前述した理由により異常燃焼の原因が酸欠に
よるものか、空気量不足によるものかは不明である。次
に、風量監視部１２により検出された空気量が、第１閾
値ｂ′より小さいか否かをチェックする（ステップＳ
２）。この結果、小さくない（即ち、空気量は正常）と
判定すると、異常燃焼の原因は『酸欠』（図６の符号
で示す判定結果）であるとして（ステップＳ３）、ユー
ザ等の安全を確保するために直ちに燃焼を停止させる
（ステップＳ４）。そして、酸欠による異常燃焼である
旨をユーザに所定の態様（画像情報や音声情報或いはブ
ザー等）で警告する（ステップＳ５）。

【００３１】一方、検出した空気量が、第１閾値ｂ′よ
り小さい（即ち、空気量不足）と判定すると（ステップ
Ｓ２、Ｓ６）、次に上記空気量が第２閾値ｃ′より小さ
いか否かをチェックする（ステップＳ７）。この結果、
小さくない（即ち、空気量の不足は中程度；図６の符号
で示す判定結果）と判定すると、空気量不足を解消す
ることで正常燃焼への移行が可能と判断し、ファン駆動
部３０を制御してバーナ２１への空気供給量を増加させ
る（ステップＳ８）。

【００３２】また、検出した空気量が、第２閾値ｃ′よ
り小さい（図６の符号で示す判定結果）と判定したと
きは（ステップＳ７）、給気フィルタの目詰りや熱交換
器の煤詰り等、空気導入部の閉塞状態が著しく、そのた
めに空気量不足の度合が大きくなっているものと思料さ
れる。よって、ファン回転数の上昇による空気量不足の
解消を図るのが困難であると判断されるので、バーナ２
１へのガス燃料の供給量を制限して、バーナ２１の燃焼
量が空気供給量に適合するよう制御される（ステップＳ
９）。そして、空気量不足の度合が大きい異常燃焼であ
るために、燃焼量を制限（例えば、燃焼量の号数を２０
号から１０号に低下させる）した状態でバーナ２１の燃
焼動作が継続される旨を、画像情報或いは音声情報等
の、ユーザが把握可能な態様で報知する（ステップＳ１
０）。

【００３３】なお、ステップＳ１で、ＦＲ電流値が、図
３の閾値ａ′より大きいと判定した場合には『正常燃
焼』（図６の符号で示す判定結果）であるから全く問
題はない。

【００３４】以上説明したように、本発明の一実施形態
によれば、異常燃焼の原因が酸欠によるものか、空気量
不足によるものかの判定が可能であり、酸欠による異常
燃焼と判定したとき、直ちに燃焼停止を行うので、ユー
ザに対し充分な安全性を確保することができる。また、
異常燃焼が空気量不足によると判定されたとき、空気量
不足の度合が大きいか小さいかが把握でき、空気量不足
の度合が小さいときはバーナ２１への空気供給量を増加
させることにより正常燃焼への移行が可能であるので、
使い勝手が向上する。一方、空気量不足の度合が大きい
ときはバーナ２１へのガス燃料の供給量を制限して、バ
ーナ２１の燃焼量が空気供給量に適合するよう制御さ
れ、燃焼量を制限した状態でバーナ２１の燃焼動作を継
続させることができるので、やはり使い勝手が向上す
る。そして、酸欠による燃焼停止の場合には、その旨ユ
ーザに対して警告が発せられ、空気量不足の度合が大き
いために燃焼量が制限された状態でバーナ２１の燃焼動
作が継続される場合には、その旨ユーザに報知されるの
で、ユーザは容易に燃焼停止や燃焼制限の原因を把握す
ることができる。

【００３５】ところで、上述した燃焼状態が異常か否か
の判定動作は、燃焼装置の燃焼中に、比較的外乱の影響
を受け易く検出値が不安定で検出精度の低いＦＲ電流
値、及びファン駆動電流値に基づいて行なわれるため、
判定結果の信頼性はそれほど高くない。そこで、判定結
果の信頼性を向上させるための手段として、以下のよう
な方法が思料され得る。即ち、燃焼中は上記両検出値に
より仮判定を行ない、その結果が「異常」であれば、燃
焼終了後のポストパージ時にファン回転数をポストパー
ジ時より高速に設定することによってファン駆動電流値
を安定させ、且つ、その検出精度をも良くして信頼性の
高い本判定を行なう方法である。しかし、ファン駆動電
流検出値の信頼性を高めるためにファン回転数を上昇さ
せると、熱交換器や燃焼室の温度を必要以上に低下させ
ることとなって、再着火時の出湯性能や燃焼性能の悪化
を招くために好ましくない。

【００３６】そこで、図７及び図８に夫々示す処理流れ
においては、いずれの場合も、燃焼中は無条件で仮判定
モードになるが、この仮判定モードから燃焼終了時の本
判定モードへの移行に際しては、一定の制限を受けるよ
うにすることによって上記不具合の解消を図ることとし
た。

【００３７】図７は、コントローラ２８が異常判定を行
なう際の処理流れの第２の例を示すフローチャートであ
る。

【００３８】図７に示す処理流れでは、燃焼中はＦＲ電
流検出値、及びファン駆動電流検出値に基づいて異常燃
焼か否かの仮判定が常時行なわれ、その結果、検出値の
一方が異常のときには、燃焼終了時において改めてファ
ン駆動電流検出値に基づいて本判定が行なわれる。しか
し、この本判定の結果、異常でなかったときには、次回
以降は上記両検出値が共に異常を示すか、或いは、検出
値の一方が異常で他方が異常に近い値を示す場合を除い
ては本判定に移行しないようにしている。以下、図７に
よりコントローラ２８による上記処理流れの第２の例を
説明する。

【００３９】図７において、燃焼装置の燃焼中は仮判定
モードになっているため、コントローラ２８は、まず、
検出器２５から読込んだＦＲ電流検出値に基づいて異常
燃焼か否かを仮判定する（ステップＳ１１）。この仮判
定の結果「異常」と判断すると、燃焼終了後のポストパ
ージ時等にファン駆動電流検出値に基づいて燃焼装置の
燃焼状態を本判定すべく、コントローラ２８内のメモリ
（図示しない）中に設定されている本判定要求コード欄
に「１」をセットする（ステップＳ１２）。

【００４０】次に、電流検出回路３１から読込んだファ
ン駆動電流検出値に基づいて異常燃焼（熱交換器等の閉
塞による異常燃焼）か否かを仮判定する（ステップＳ１
３）。この仮判定の結果、「異常」と認識すると、ポス
トパージ時に上記本判定を行なうべく、上述した本判定
要求コード欄に「２」をセットする（ステップＳ１
５）。

【００４１】ここでは、本判定要求コード欄に「１」及
び「２」が共にセットされているので（ステップＳ１
６）、燃焼終了後、ポストパージに移行した時点で本判
定モードに移行することとなり、ファン駆動電流検出値
に基づく燃焼状態の本判定動作を実行することとなる
（ステップＳ１７）。この本判定動作とは、ファン２９
を通常のポストパージ時よりも高速回転させ、ファン駆
動電流値が風等の外乱の影響を受けにくくすることによ
ってファン駆動電流値による異常燃焼の検出精度（＝信
頼性）を高めた状態で、給排気系統の閉塞度を判定する
ことをいう。即ち、この本判定動作は燃焼装置の非燃焼
中に行なわれるものであるから、異常燃焼を直接検出す
るのではなく、熱交換器等の閉塞度合から次回以降の燃
焼が異常燃焼となるか否かを間接的に判定するものであ
る。

【００４２】この本判定において、異常燃焼でないと判
定されれば、ステップＳ１２、Ｓ１５でセットした本判
定要求コード「１」及び「２」をクリアして一連の異常
判定動作を終了させる（ステップＳ１８、Ｓ１９）。

【００４３】一方、本判定において、異常燃焼であると
判定されれば、上述した本判定要求コードをクリアし、
異常燃焼に対する処置を講じた後、一連の異常判定動作
を終了させる（ステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２１）。

【００４４】次に、検出器２５から読込んだＦＲ電流検
出値に基づいて異常燃焼でないと仮判定したときには
（ステップＳ１１）、電流検出回路３１から読込んだフ
ァン駆動電流検出値に基づいて異常燃焼か否かを仮判定
する（ステップＳ１３）。そして、「異常」と判断する
と、本判定要求コード欄に「２」をセットし（ステップ
Ｓ１５）、本判定要求コード欄に「２」のみがセットさ
れているので、次に本判定制限モード中か否か、即ち、
ポストパージ時に本判定に移行可能か否かをチェックす
る（ステップＳ１６、Ｓ２２）。ここで、本判定制限モ
ードとは、上記両検出値の一方を「異常」と仮判定した
ことによりファン駆動電流検出値に基づいて本判定を行
なった結果、異常でなかったとき、次回以降の本判定
を、両検出値を共に「異常」と仮判定するか、一方が
「異常」で他方が異常に近い値であるときのみ行なうよ
う制限するためのモードである。

【００４５】このチェックの結果、本判定制限モード中
でないと判断すると、燃焼終了後、ポストパージに移行
した時点で本判定モードに移行することとなり、本判定
動作を実行することとなる（ステップＳ２３）。この本
判定において、異常燃焼でないと判断されれば、ステッ
プＳ１５でセットした本判定要求コード「２」をクリア
すると共に、本判定制限モードをセットして一連の異常
判定動作を終了させる（ステップＳ２８、Ｓ２９）。

【００４６】ここで、ステップＳ２２において本判定制
限モードがセットされていれば、ＦＲ電流検出値は正常
であり、しかも、本判定を行なった結果でも異常燃焼で
ないと判断されたことを示している。つまり、仮判定に
おいてファン駆動電流検出値が外乱の影響を受けている
か、或いは、ファン駆動電流検出値にバラツキがあるか
のどちらかであるため、このような信頼性の低いファン
駆動電流検出値に基づいて本判定を行なうのは無駄だか
ら本判定制限モードがセットされているのである。これ
は、後述するように、仮判定においてファン駆動電流検
出値が正常で、ＦＲ電流検出値が異常の場合も同様であ
る。

【００４７】一方、本判定において、異常燃焼であると
判定されれば、上述した本判定要求コードをクリアし、
異常燃焼に対する処置を講じた後、一連の異常判定動作
を終了させる（ステップＳ２４、Ｓ２５、Ｓ２６）。な
お、ステップＳ２２で本判定制限モード中であると判断
したときには、ステップＳ１５でセットした本判定要求
コード「２」をクリアし一連の異常判定動作を終了させ
る（ステップＳ２７）。

【００４８】ステップＳ１６、Ｓ２２〜Ｓ２９の処理流
れは、ステップＳ１１でＦＲ電流検出値を異常と判断し
てステップＳ１２で本判定要求コードに「１」をセット
し、ステップＳ１３で仮判定におけるファン駆動電流検
出値が異常でないと判断してステップＳ１４を介してス
テップＳ１６に移行した場合も同様に実行される。な
お、ＦＲ電流検出値及びファン駆動電流検出値のいずれ
も異常でなければ（ステップＳ１１、Ｓ１３）、本判定
要求コードはセットされていないから（ステップＳ１
４）、本判定には移行しない。

【００４９】なお、本判定において、ファン駆動電流検
出値が用いられる理由は、ポストパージでは燃焼中と違
ってファン回転数を任意の回転数に所定時間固定するこ
とができるために、ファン駆動電流値の検出精度が良
く、また、検出値も安定しているからである。

【００５０】以上説明したように、図７に示した処理流
れによれば、燃焼中にＦＲ電流検出値及びファン駆動電
流検出値の一方を「異常」と仮判定したとき、燃焼終了
後のポストパージにおいてファン駆動電流検出値に基づ
き本判定を行ない、その結果、異常でなかったときに
は、次回以降は本判定への移行を制限するようにした。
そのため、本判定の回数を減らすことができるので、本
判定に際してファン回転数を通常のポストパージ時より
も高速に設定することによる熱交換器や燃焼室の温度低
下に起因して、再着火時に出湯性能や燃焼性能が低下す
るのを最小限に止めることができ、騒音の発生について
も最小限に止めることができる。

【００５１】図８は、コントローラ２８が異常判定を行
なう際の処理流れの第３の例を示すフローチャートであ
る。

【００５２】図８に示す処理流れは、ＦＲ電流検出値の
みで異常燃焼か否かの仮判定を行なった後に、ファン駆
動電流検出値により本判定を行なうときのもので、この
場合も燃焼中は無条件で仮判定モードになるが、この仮
判定モードから燃焼終了時の本判定モードへの移行に際
しては、やはり一定の制限を受ける。即ち、燃焼中はＦ
Ｒ電流検出値のみに基づいて異常燃焼か否かの仮判定が
常時行なわれ、その結果、異常と判断したときには、燃
焼終了時において改めてファン駆動電流検出値に基づい
て本判定が行なわれる。しかし、この本判定の結果、異
常でなかったときには、本判定制限モードがセットされ
ることとなり、次回以降は、たとえ仮判定で異常と判断
した場合であっても本判定制限モードが解除されない限
りは本判定に移行しないようにしている。以下、図８に
よりコントローラ２８による上記処理流れの第３の例を
説明する。

【００５３】図８においても、図７におけると同様に、
燃焼装置の燃焼中は仮判定モードになっている。まず、
検出器２５から読込んだＦＲ電流検出値に基づいて異常
燃焼か否かを仮判定する（ステップＳ３１）。この仮判
定の結果「異常」と判断すると、本判定制限モード（＝
図７の本判定制限モード）中か否か（即ち、図７におけ
ると同様に、ポストパージ時にファン駆動電流検出値に
よる本判定に移行可能か否か）をチェックする（ステッ
プＳ３２）。このチェックの結果、本判定制限モード中
でないと判断すると、燃焼終了後、ポストパージに移行
した時点で本判定モードに移行することとなり、本判定
動作を実行することとなる（ステップＳ４１）。

【００５４】そして、この本判定の結果、熱交換器等の
閉塞度合が前回の本判定時より進行したか否かをチェッ
クする（ステップＳ４２）。この結果、進行していると
判断した場合には、熱交換器等の閉塞による異常燃焼に
対する処置を講じ（ステップＳ４３）、本判定動作を終
了する。ステップＳ４２において、進行していないと判
断したときには、ステップＳ３１におけると同様のＦＲ
電流検出値によって再び無駄な本判定に移行するのを防
止するため、本判定制限モードをセットする。つまり、
上記ＦＲ電流検出値は埃等の外乱の影響を受けて実際に
は異常燃焼でないにも拘らず、コントローラ２８が異常
燃焼であると誤判定するほど信頼性が低下しているため
に本判定を行なわないようにしたのである（ステップＳ
４４）。

【００５５】一方、ＦＲ電流検出値に基づいて異常燃焼
と仮判定した後に（ステップＳ３１）、本判定制限モー
ド中であると判断すると（ステップＳ３２）、コントロ
ーラ２８内の本判定制限カウンタ（図示しない）をイン
クリメントする（ステップＳ３３）。そして、本判定制
限カウンタのカウント値が１０になったか否かをチェッ
クし（ステップＳ３４）、このチェックの結果、１０に
なったと判断すると本判定制限カウンタをクリアし（ス
テップＳ３５）、本判定制限モードを解除することとな
る（ステップＳ３６）。次に、ステップＳ４１における
と同様に、本判定動作を実行する（ステップＳ３７）。

【００５６】そして、ステップＳ４２におけると同様
に、熱交換器等の閉塞度合が前回の本判定時より進行し
たか否かをチェックし（ステップＳ３８）、進行してい
ると判断した場合には、ステップＳ４３におけると同様
に、熱交換器等の閉塞による異常燃焼に対する処置を講
じる（ステップＳ３９）。その後に、本判定動作を終了
する。ステップＳ３８において、進行していないと判断
したときには、ステップＳ４４におけると同様に本判定
制限モードをセットする（ステップＳ４０）。なお、ス
テップＳ３１において、ＦＲ電流検出値に基づいて異常
燃焼でないと仮判定した場合には、本判定動作には移行
しない。

【００５７】以上説明したように、図８に示した処理流
れによれば、燃焼中にＦＲ電流検出値を「異常」と仮判
定したとき燃焼終了後のポストパージにおいてファン駆
動電流検出値に基づき本判定を行ない、その結果、異常
でなかったときには次回以降は本判定栄源モードが解除
されるまでの間、本判定への移行を制限するようにし
た。そのため、本判定の回数を減らすことができるの
で、本判定を頻繁に行なうことによる熱交換器や燃焼室
の温度低下に起因して、再着火時の出湯性能や燃焼性能
が低下するのを最小限に止めることができ、騒音の発生
についても最小限に止めることができる。

【００５８】なお、上記内容はあくまで本発明の実施形
態に関するものであって、本発明が上記内容のみに限定
されることを意味するものでないのは勿論である。

【００５９】例えば、仮判定に際して、ＦＲ電流検出値
及びファン駆動電流検出値が共に「異常」であったとき
には、本判定に際して、ファン駆動電流検出値が「異
常」か否かを判断するための閾値を緩和することもでき
る。これは、燃焼中において、ＦＲ電流値やファン駆動
電流値に影響を与える外乱要因は異なることが多いため
に、ＦＲ電流検出器２５やファン駆動電流検出回路３１
が共に異常値を検出した場合は、実際に異常燃焼である
可能性が極めて高い。よって、このような場合には、フ
ァン駆動電流値の閾値を緩和することにより、コントロ
ーラ２８が迅速に「異常」判断を行なえるようにしたも
のである。また、この変形例としては、ＦＲ電流検出値
のみで仮判定を行ない、「異常」であったときに本判定
に際してファン駆動電流検出値が「異常」か否かを判断
するための閾値を緩和することもできる。これは、仮判
定において全ての検出値（この場合は、ＦＲ電流検出値
のみ）が「異常」であった場合、燃焼状態が異常である
確率が比較的高いために、仮判定においてＦＲ電流検出
値が「異常」であったときには、本判定においても燃焼
状態が「異常」であると迅速に判断できるようにするた
めである。

【００６０】また、ＦＲ電流値とファン駆動電流値に関
する経年的な燃焼状態の推移を予め学習しておき、実際
に仮判定を行なって燃焼状態の「異常」を判断したと
き、前記学習値と検出された異常値との比較結果から検
出値の信頼性が極めて高いと判断した場合、本判定にお
いてファン駆動電流値の閾値を緩和することもできる。
これは、ＦＲ電流値とファン駆動電流値とについて、経
年的に燃焼状態の推移を監視し続けていれば、「異常」
を検出したとき、その原因が熱交換器が徐々に閉塞され
たことによるのか、或いは、外乱によるのかが判別で
き、信頼性を高めることができるからである。

【００６１】また、仮判定において、両検出値共「異
常」に近い値を示した場合には、その時点で本判定を行
なうこともできる。仮判定においては、ＦＲ電流値及び
ファン駆動電流値のいずれも検出精度が悪く、検出値の
バラツキも大きい。そのため、両検出値が「異常」に近
い値を示した場合、燃焼状態は「異常」若しくはそれに
近い状態である可能性が高いので、安全を見込んで異常
燃焼状態を早期に発見するため、本判定を実施するタイ
ミングを早めることとしたものである。

【００６２】更に、仮判定において、両検出値共「異
常」か、又は一方の検出値が「異常」であって、仮判定
を行なったときのファン駆動電流検出値と、本判定を行
なったときのファン駆動電流検出値との間に大きな差が
ある場合には、次回以降の本判定のタイミングを変える
こともできる。この場合には、仮判定における電流検出
器２５、電流検出回路３１が何らかの外的要因によって
誤検出し易い状態になっている。よって、それ以降は、
仮判定で誤検出される度にデメリットの大きい本判定を
行なう必要がないので、仮判定において異常検出が数回
行なわれる毎に１回本判定を行なうこととしたものであ
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バーナの燃焼状態の正常／異常を検出する燃焼装置にお
いて、燃焼状態の異常を精度良く把握することが可能な
燃焼装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の燃焼装置のブロック図。

【図２】図１の装置において、ＦＲ電流検出器及びファ
ン駆動電流検出回路を採用したときのブロック図。

【図３】フレームロッドのＦＲ電流−ＣＯ濃度特性を示
す図。

【図４】ファン駆動電流検出回路のファン駆動電流−空
気量特性を示す図。

【図５】コントローラ（異常判定部）による処理流れの
第１の例を示すフローチャート。

【図６】図５の処理流れの結果得られる判定論理の説明
図。

【図７】コントローラによる処理流れの第２の例を示す
フローチャート。

【図８】コントローラによる処理流れの第３の例を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１１燃焼状態監視部１２風量監視部１３異常判定部１４報知部１５燃焼停止部１６ガス量制限部１７風量増加部２１バーナ２３絶縁部材２４フレームロッド２５ＦＲ電流検出器２６交流電源２７増幅器２８コントローラ２９ファン３０ファン駆動部３１ファン駆動電流検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬場保彰兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内 (72)発明者宗村浩兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内 (72)発明者吉田重雄兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料と空気とをバーナに供給して燃焼さ
せる燃焼装置において、燃焼装置の状態量を検出する複数の状態量検出手段と、異常燃焼か否かを判定するための複数の判定モード中か
ら特定の判定モードを設定する判定モード設定手段と、前記検出された状態量に基づき、前記設定された判定モ
ードに従って異常燃焼か否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】請求項１記載の燃焼装置において、前記複数の判定モードは、前記バーナの燃焼中に異常燃
焼か否かを判定する第１の判定モードと、前記バーナの
燃焼停止中に異常燃焼か否かを判定する第２の判定モー
ドとを含むことを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】請求項１記載の燃焼装置において、前記判定モード設定手段によって設定された判定モード
に対応する状態量を前記検出された複数の状態量の中か
ら選択する状態量選択手段を備えたことを特徴とする燃
焼装置。
【請求項４】請求項１記載の燃焼装置において、前記複数の状態量検出手段は、火炎電流を検出する火炎
電流検出手段と、ファン駆動電流を検出するファン駆動
電流検出手段とを含むことを特徴とする燃焼装置。
【請求項５】請求項１記載の燃焼装置において、前記判定手段は、前記第１の判定モードでは火炎電流検
出値及びファン駆動電流検出値により、また、前記第２
の判定モードではファン駆動電流値により夫々異常燃焼
か否かを判定することを特徴とする燃焼装置。
【請求項６】請求項２記載の燃焼装置において、前記第１の判定モードにおいて、前記すべての状態量検
出値が異常燃焼であることを示しているとき、前記第２
の判定モードにおける異常燃焼か否かを判定するための
判定基準を緩和することを特徴とする燃焼装置。
【請求項７】請求項１記載の燃焼装置において、前記判定手段は、前記複数の状態量検出手段により検出
される状態量と、前記状態量検出値の経年的な変動に関
する学習値とに基づいて異常燃焼か否かを判定すること
を特徴とする燃焼装置。
【請求項８】請求項２記載の燃焼装置において、前記判定モード設定手段は、前記判定手段が前記第１の
判定モードにおいて前記いずれか１つの状態量検出値に
より異常燃焼と判定し、更に、前記第２の判定モードに
おいて正常燃焼と判定したときには、次回以降の第１の
判定モードにおいて複数の状態量検出値が異常燃焼であ
ることを示すようになるまで前記第２の判定モードを設
定しないことを特徴とする燃焼装置。
【請求項９】請求項１記載の燃焼装置において、前記判定モード設定手段は、前記判定手段が前記第１の
判定モードにおいて前記すべての状態量検出値により異
常燃焼と判定したときには、直ちに前記第２の判定モー
ドを設定することを特徴とする燃焼装置。
【請求項１０】請求項１記載の燃焼装置において、前記判定モード設定手段は、前記判定手段が前記第１の
判定モードにおいて異常燃焼と判定し、且つ、前記第２
の判定モードにおいて正常燃焼と判定したときには、以
後は前記第２の判定モードの設定回数を減らすことを特
徴とする燃焼装置。