JPH109676A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正常燃焼時における基準電流値決定までの時
間を短縮し、異常燃焼を的確に判断することが可能な燃
焼制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料ガスを燃焼させる複数のバーナと、
前記燃料ガスの流量を調節する流量調節弁と、バーナに
燃焼用空気を供給する送風機と、燃料ガス量に対して予
め設定した電圧又は回転数にて前記送風機を駆動する駆
動手段と、送風機に流れる電流を検出する電流検出手段
と、所定燃焼時に対して前記送風機の基準電流値を記憶
する記憶手段と、前記所定燃焼時に送風機の実電流値と
前記記憶手段により記憶された基準電流値とを比較する
比較手段とを備え、自動注湯を行える燃焼制御装置にお
いて、自動注湯時に前記基準電流値の記憶を少なくとも
１回以上行い設定し、該値を基準電流値として以後固定
させ、前記比較手段により前記基準電流値より所定値以
上に実電流値が減少した際に、燃料ガス量を減少させ且
つ前記減少させた燃料ガス量に対応した電圧又は回転数
にて送風機を駆動させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼用空気不足を
検出し、正常な燃焼を行わせる機能を有した燃焼制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼制御装置を組み込んだボイラー等の
燃焼機器は、現代社会にとって生活必需品とも云うべき
ものであり、入浴時の風呂やシャワーから、台所及び洗
面所等の給湯まで幅広く使用されている。熱源は、電気
又はガスを使用するものが一般的であり、特にガスの使
用は非常に多いものとなっている。

【０００３】ガスを用いる場合、ガス漏れに注意を払う
ことは当然であるが、燃焼状態、特に空気不足による異
常燃焼に対して十分な注意を払う必要がある。一般的な
燃焼の制御について述べるならば、ガス量をコントロー
ルするガス比例弁への供給電流値及び所定空気量が得ら
れる送風機への供給電圧（又は送風機回転数）を予めマ
イコンに記憶させ、正常燃焼させている。

【０００４】マイコンが記憶している前記電流と電圧の
関係は、１対１対応であり、電流が決められると自動的
に電圧が決定されるものとなっており、この関係は、縦
軸に電圧をとり、横軸に電流をとると１本の直線又は曲
線で表すことができる。該直線又は曲線上の点は、正常
燃焼状態を行える条件を満たすものである。

【０００５】更に現在では、前記技術に改良を加え、送
風機のファン詰まりや熱交換器の詰まりによる風量の低
下を検知して制御することも行われている。具体的に
は、送風機からの風量が低下してファンの負荷が少なく
なると、電流値が下がることを利用し、電流値が低下し
たときには、元の電流値まで戻すことにより適正な風量
を確保するということを行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
制御は、正常燃焼時に送風機に流れる基準電流値を、燃
焼制御装置の使用範囲全て（最小燃焼から最大燃焼ま
で）において、個々に決定しなければならず、該決定に
多くの時間を要する。更には、１つの送風機に対して複
数の熱交換器を有する燃焼機で、１つだけ熱交換器が詰
まってしまった場合には、風量を上げることにより詰ま
っていない熱交換器は異常燃焼をおこすといった問題が
ある。

【０００７】本発明では、以上の点に鑑み基準電流値決
定までの時間を短縮させ、空気不足による異常燃焼を防
ぎ、異常燃焼時には的確にその状態を判断することので
きる燃焼制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料ガスを燃
焼させる複数のバーナと、前記燃料ガスの流量を調節す
る流量調節弁と、バーナに燃焼用空気を供給する送風機
と、燃料ガス量に対して予め設定した電圧又は回転数に
て前記送風機を駆動する駆動手段と、送風機に流れる電
流を検出する電流検出手段と、所定燃焼時に対して前記
送風機の基準電流値を記憶する記憶手段と、前記所定燃
焼時に送風機の実電流値と前記記憶手段により記憶され
た基準電流値とを比較する比較手段とを備え、自動注湯
を行える燃焼制御装置において、自動注湯時に前記基準
電流値の記憶を少なくとも１回以上行い設定し、該値を
基準電流値として以後固定させ、前記比較手段により前
記基準電流値より所定値以上に実電流値が減少した際
に、燃料ガス量を減少させ且つ前記減少させた燃料ガス
量に対応した電圧又は回転数にて送風機を駆動させるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明での自動注湯とは、図１を
用いて説明すると、使用者がリモコン２の注湯スイッチ
を押し、制御装置３が自動注湯開始を検出すると、注湯
水電磁弁８を開弁し、水量制御弁６により水量制御を行
って浴槽２１に、リモコン２にて使用者が設定した温度
の湯を供給する動作をいう。

【００１０】本発明の燃焼制御装置では、複数の給湯バ
ーナ２５、２６を有し燃焼能力の違いによってバーナの
切り換えを行っている。即ち、最大燃焼時は全バーナを
燃焼させ、それ以外のときには、バーナを部分的（例え
ば給湯バーナ２５のみ燃焼させる等）に使用している。
一般的に自動注湯の時は、注湯時間を短縮するために最
大燃焼により注湯を行うが、供給水圧が低い地域又は低
い時間帯等は最大燃焼に見合う多くの水量を得ることが
出来ないため、バーナの一部だけ又は燃焼量を調整して
燃焼させ、適温の湯を得られるようにしている。

【００１１】基準電流値の記憶は、自動注湯時に行われ
る。本発明では、前述した通り基準電流値からの電流変
化を測定し、電流値減少を検知すものであるため、基準
電流値の決定は重要な意味を有している。基準電流値を
決定するためには、一定条件の燃焼を所定時間継続させ
る必要があり、これはバーナ部の昇温に伴い電流値が減
少していくためであって、電流値を安定させるためにな
くてはならないものである。しかし、通常の給湯では、
使用者が使用水量を適宜変化させてしまうために、一定
条件の燃焼を所定時間継続させることが難しい。従っ
て、使用者が適宜水量を変化させることが出来ない自動
注湯時に基準電流値の記憶を行う必要がある。

【００１２】本発明では、本来燃焼制御装置に使用する
全範囲において決定すべき基準電流値を、自動注湯時の
み決定することにより記憶時間の短縮を図っている。自
動注湯機能を有している燃焼制御装置では、通常１日１
回は自動注湯を行うために、自動注湯時のみ電流変化を
検出すれば事たりる。これは、送風機のファン詰まりや
熱交換器の詰まりが徐々に進行するためで、数時間のオ
ーダーで急激に詰まることがないことによる。尚、基準
電流値の記憶は、１回行えば以後行う必要がなく、以後
同じ基準電流値を使用する。好ましくは、送風機のファ
ン詰まりや熱交換器の詰まりがありえない燃焼制御装置
取付直後に自動注湯をおこない、記憶させるべきもので
ある。１回の電流値測定では安定した値が測定出来ない
場合は、複数回の値の平均値を取ることにより安定した
値を得ることが可能となる。

【００１３】自動注湯時のバーナ燃焼は、前述した通り
最大燃焼にて行うことが理想であるが、地域や時間によ
り水圧の低い場所では水量が不足するために最大燃焼さ
せることができない。更には、入水温度の高い夏期でも
最大燃焼をさせるまでもなく設定温度に達してしまうた
めに、最大燃焼させることができない。そのような地域
では、本発明の請求項２で述べるように基準電流値を定
める際に、強制的に最大燃焼量より能力の低い部分燃焼
に強制的に切り換え、該切り換え後の電流を基準電流と
して記憶する必要がある。また、本発明の第３である請
求項３でいう、所定時間とは２〜５分が好適に用いられ
る。また、所定回数とは３回以上の数字が好適に用いら
れる。

【００１４】図１及び図４を用いて本発明の基準電流値
の記憶について説明すると、リモコン２の自動注湯スイ
ッチを押し、制御装置３が自動注湯開始を検出すると、
注湯水電磁弁８を開弁させると同時に水量制御弁６を全
開させ、浴槽２１にリモコン２で設定された温度で注湯
される。その時、最大燃焼可能か否かを判断し、可能な
らばＴ１時間経過後にその時の電流値を基準電流値とし
て記憶する。最大燃焼が不可能ならば、最大燃焼未満で
ある中燃焼としＴ１時間経過後の電流値を基準電流値と
して記憶させる。その後は、自動注湯を完了させるまで
燃焼を継続し、終了させる。

【００１５】図１及び図３を用いて、基準電流値と実電
流値との比較を説明すると、リモコン２の自動注湯スイ
ッチを押し、制御装置３が自動注湯開始を検出すると、
注湯水電磁弁８を開弁させると同時に水量制御弁６を全
開させ、浴槽２１にリモコン２で設定された温度で注湯
される。その時、最大燃焼可能か否かを判断し、可能な
らばＴ１時間経過後に、基準電流値と実電流値との比較
を行う。一方最大燃焼不可能な場合には、強制的に最大
燃焼未満である中燃焼としＴ１時間経過後に基準電流値
と実電流値との比較を行う。比較の結果Ｉ１アンペアの
電流減少が確認されると燃焼能力を落して自動注湯を続
行する。尚、基準電流値からの減少幅は、送風機自体の
誤差及び燃焼状態を考えると、８０ミリアンペア以上と
することが好ましい。自動注湯は、電流減少の回数（異
常燃焼回数）がＮ１回以上又は電流減少時間の積算（異
常燃焼の積算時間）がＴ１０時間を超えるた場合には、
燃焼を停止させる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて説
明する。図１は、本発明の燃焼制御装置概略図であり、
図２は、前記燃焼制御装置のブロック図となっている。
燃焼制御装置である給湯器１の水の流れは、給水口から
入水させた水を給水水量を検出する水量センサ４を通過
した後に、２方向に分流させて一方を熱交換器５に、他
方を前記熱交換器５の出口に流出させる。熱交換器５出
口では、熱交換器５を通過した湯と通過してない水が混
合され、水量制御弁６及び湯温検知の給湯サーミスタ７
を通過した後に給湯配管２４を通り給湯栓２０より放出
されるか、注湯水電磁弁８を通過して浴槽２１に給湯さ
れる。給湯器１は、前述した水の流れ以外に追焚用の流
れも有しており、浴槽２１から浴槽戻り配管２３を経由
して流入する水は、湯温検知の風呂サーミスタ１１及び
循環水流検出のフロースイッチ１０を経由し、ポンプ９
に達する。前記ポンプ９から流出した水は、追焚熱交換
器１９にて加温された後に注湯行配管２２により浴槽２
１に戻される。

【００１７】制御装置３は、給湯栓２０が開状態の時、
水量センサ４の信号を水量検出部２８により検出し、送
風機駆動部３４にて送風機１８を駆動し、熱交換器５を
配した燃焼室に燃焼用空気を供給する。送風機１８が駆
動されると、ガス配管に接続されたセーフティー電磁弁
１３と、給湯バーナー２６にガスを供給する給湯電磁弁
１５及び給湯バーナ２５にガスを供給する給湯切り換え
電磁弁１６を開弁する。セーフティー電磁弁１３と給湯
電磁弁１５の間に設置された比例電磁弁１４は、比例電
磁弁駆動部３５により駆動し、ガス量を調節することに
よって燃焼量を変化させる。給湯バーナ２５及び２６に
ガスが供給されると点火装置駆動部３８により点火装置
１２を駆動して着火させる。そこで、制御装置３は、給
湯サーミスタ７の信号を湯温検出部２９により検出し、
リモコン２にて設定された温度になるように比例電磁弁
１４の弁開度を調整し、該弁開度（ガス供給量）に見合
った送風機駆動電圧を送風機に送ることによって空燃比
制御を行う。

【００１８】最大燃焼を行っても設定水温が得られない
場合には、水制御弁６を水制御弁駆動部３６にて駆動
し、給湯水量を減少させることにより設定温度の湯を得
るようにする。逆に、最小燃焼でも設定温度が得られな
い場合には、給湯切り換え電磁弁１６を電磁弁駆動部３
７にて閉弁している。

【００１９】前述したように、一度基準電流値を記憶し
た燃焼制御装置は、自動給湯を行う毎に電流値の比較を
行っている。設定を基準電流値と実電流値の差が１００
ミリアンペア以上の差が出たときに異常燃焼とし、異常
燃焼回数（Ｎ１）を３回、異常燃焼の積算時間（Ｔ１
０）を３分として、故意に送風機のファン詰まりを行っ
た結果、自動注湯スイッチを押すとリモコン２の温度表
示部に警告ランプが点滅すると同時にブザーが鳴り、燃
焼能力が小さく（具体的には１６号から６号）なり、同
様の操作を３回繰り返すと、燃焼を停止させた。以上述
べてきたように、本発明では、基準電流値を燃焼制御装
置の使用範囲全てにわたり記憶する必要がないため、記
憶時間の短縮が図れる。更に、実電流値が減少したから
と云って基準電流値に戻すことがないために、複数の熱
交換器の内１つだけ詰まっても他の熱交換器を異常燃焼
させることがない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、基準電流値決定までの
時間を短縮させ、空気不足による異常燃焼を検出し、異
常燃焼時には的確にその状態を判断することが可能とな
る。また、基準電流値を記憶するのを強制的に最大燃焼
未満とすることにより、低水圧地区での使用でも確実に
異常燃焼を捕らえることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す燃焼制御装置の概略断
面図である。

【図２】本発明の燃焼制御装置のブロック図である。

【図３】本発明の基準電流値と実電流値との比較を行う
際のフローチャートである。

【図４】本発明の基準電流値記憶を説明するフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１．給湯器 ２．リモコン ３．制御装置 ４．水量セ
ンサ ５．給湯熱交換器 ６．水量制御弁 ７．給湯サーミスタ ８．注湯水電磁
弁 ９．ポンプ １０．フロースイッチ １１．風呂サ
ーミスタ １２．点火装置 １３．セイフティー電磁弁
１４．比例電磁弁 １５．給湯電磁弁 １６．給湯切
り換え電磁弁 １７．風呂電磁弁 １８．送風機 １９．追焚熱交換器
２０．給湯栓 ２１．浴槽 ２２．注湯行配管 ２
３．浴槽戻り配管 ２４．給湯配管 ２５．給湯バーナ
２６．給湯バーナ ２７．追焚バーナ ２８．水量検
出部 ２９．湯温検出部 ３０．制御部 ３１．記憶部
３２．比較部 ３３．電流値検出部 ３４．送風機駆
動部 ３５．比例電磁弁駆動部 ３６．水量制御弁駆動
部 ３７．電磁弁駆動部 ３８．点火装置駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 久浩 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内 (72)発明者 安斉 彰英 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスを燃焼させる複数のバーナと、
   前記燃料ガスの流量を調節する流量調節弁と、バーナに
   燃焼用空気を供給する送風機と、燃料ガス量に対して予
   め設定した電圧又は回転数にて前記送風機を駆動する駆
   動手段と、送風機に流れる電流を検出する電流検出手段
   と、所定燃焼時に対して前記送風機の基準電流値を記憶
   する記憶手段と、前記所定燃焼時に送風機の実電流値と
   前記記憶手段により記憶された基準電流値とを比較する
   比較手段とを備え、自動注湯を行える燃焼制御装置にお
   いて、自動注湯時に前記基準電流値の記憶を少なくとも
   １回以上行い設定し、該値を基準電流値として以後固定
   させ、前記比較手段により前記基準電流値より所定値以
   上に実電流値が減少した際に、燃料ガス量を減少させ且
   つ前記減少させた燃料ガス量に対応した電圧又は回転数
   にて送風機を駆動させることを特徴とする燃焼制御装
   置。
2. 【請求項２】 自動注湯時のバーナ燃焼を、最大燃焼量
   より能力の低い部分燃焼に強制的に切り換え、該切り換
   え後の電流を基準電流値として記憶することを特徴とす
   る請求項１記載の燃焼制御装置。
3. 【請求項３】 送風機に流れる実電流値が基準電流値以
   下になっている時間が、所定時間以上継続するか、所定
   回数発生した際に、異常燃焼と判断し燃焼を停止する異
   常燃焼検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は
   請求項２記載の燃焼制御装置。