JPH11248150A - 燃焼機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 要求される燃焼熱量で精度良くバーナを燃焼
させることができる燃焼機器を提供する。 【解決手段】 燃焼熱量に応じて燃焼面を切り替えるタ
イプのバーナ１にはガスを導くガス供給通路２を接続す
る。ガス供給通路２にはバーナ１への供給ガス量を制御
する比例弁６を設け、比例弁６よりも上流側のガス供給
通路２にはガスの整流効果を高めたバイパス通路２６を
設け、バイパス通路２６にバーナ１に供給されるガスの
流量を検出するガス流量センサ１８を設ける。ガス流量
と燃焼熱量の関係データを予め与えておき、要求される
燃焼熱量に対応したガス流量を上記関係データに基づき
検出し、ガス流量センサ１８に検出されるガス流量が上
記求めたガス流量となるように比例弁６を制御する。要
求燃焼熱量に対応したガス量をバーナ１に確実に供給す
ることができ、精度良く燃焼熱量制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料ガスを燃焼する
バーナを備えた給湯器等の燃焼機器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４には燃焼機器である給湯器の一例が
モデル図により示されている。この給湯器は、同図に示
すように、バーナ１が設けられている。このバーナ１は
複数の燃焼面を備えたものである（図４に示す例ではＡ
面、Ｂ面、Ｃ面の３つの燃焼面を備えたものである）。

【０００３】上記バーナ１に燃料ガスを導くためのガス
供給通路２が設けられ、このガス供給通路２は分岐して
ノズルホルダー（図示せず）に設けられたガスノズル
（図示せず）を介して上記各燃焼面に連通接続されてお
り、上記分岐した各通路には各燃焼面への燃料ガスの供
給・遮断を行う開閉弁３ａ，３ｂ，３ｃがそれぞれ介設
されている。上記分岐部分よりも上流側のガス供給通路
２には該通路２の開閉を行う開閉弁５と、バーナ１に供
給される燃料ガス供給量を弁開度でもって制御するガス
供給量制御手段である比例弁６とが設けられている。

【０００４】例えば、上記開閉弁３ａを開弁し、開閉弁
３ｂ，３ｃを閉弁した状態でガス供給通路２からバーナ
１に燃料ガスを供給してバーナ燃焼することによってバ
ーナ１はＡ面のみが燃焼する一面燃焼状態（１段目の燃
焼状態）となり、この状態から開閉弁３ｂを開弁するこ
とによってバーナ１はＡ面とＢ面が燃焼する二面燃焼状
態（２段目の燃焼状態）となって上記一面燃焼時よりも
大きな燃焼熱量でもって燃焼することが可能となり、さ
らに、開閉弁３ｃを開弁することによってバーナ１はＡ
面、Ｂ面、Ｃ面の全ての面が燃焼する三面燃焼状態（３
段目の燃焼状態）となって上記二面燃焼時よりも大きな
燃焼熱量でもって燃焼することが可能となる。このよう
に、図４に示すバーナ１は上記各燃焼面を切り替えるこ
とが可能な複数段能力切り替え式のバーナと成してい
る。

【０００５】また、燃焼ファン８が設けられており、こ
の燃焼ファン８の駆動によって空気（給気）がバーナ１
に供給されると共に、バーナ１の燃焼により発生した排
気ガスが図示されていない排気通路を通して外部に排出
される構成と成している。

【０００６】上記バーナ１の上方には熱交換器１０が設
けられており、この熱交換器１０の入り側には水供給源
から水を熱交換器１０に導く給水通路１１が接続され、
熱交換器１０の出側には給湯通路１２の一端側が接続さ
れ、この給湯通路１２の他端側は台所や洗面所のシャワ
ー等に導かれている。

【０００７】上記給水通路１１には該通路１１を流れる
入水の温度を検出する入水温センサ１３と通路１１の通
水流量を検出することができる水量センサ１４とが介設
されている。また、給湯通路１２には給湯される湯温を
検出する出湯温センサ１５が設けられている。

【０００８】さらに、この給湯器には制御装置１６が設
けられており、この制御装置１６にはリモコン１７が信
号接続されている。上記リモコン１７は台所や洗面所等
の給湯場所の近傍に設けられ、このリモコン１７には給
湯湯温を設定するための湯度設定手段等が設けられてい
る。

【０００９】上記制御装置１６は給湯器の給湯運転動作
を制御するものであり、例えば、台所等に設けられた給
湯栓（図示せず）が開栓され、水量センサ１４により検
出される通水流量が予め定めた給湯作動流量以上となっ
たときに、燃焼ファン８の回転駆動を開始させてバーナ
１に給気を供給すると共に、バーナ１の燃焼を開始さ
せ、リモコン１７によって設定された給湯設定温度の湯
を給湯することができるようにバーナ１の燃焼熱量制御
を行い、バーナ１の燃焼熱によって熱交換器１０の通水
を加熱し湯を作り出し、該湯を給湯通路１２を通して所
望の給湯場所に給湯する。そして、上記給湯栓が閉栓さ
れて水量センサ１４が通水停止を検出すると、開閉弁５
を閉弁してバーナ１の燃焼を停止し、燃焼ファン８の回
転駆動を停止して次の給湯運転に備える。

【００１０】上記バーナ１の燃焼熱量制御は、例えば、
水量センサ１４により検出される流量Ｑの入水を入水温
センサ１３により検出される入水温Ｔinからリモコン１
７に設定された給湯設定温度Ｔstに高めるために必要な
フィードフォワード熱量に、給湯設定温度Ｔstに対する
出湯温センサ１５により検出される出湯温Ｔoutのずれ
量を補正するためのフィードバック熱量を考慮した熱量
を熱交換器１０の通水に与えることができる燃焼熱量で
もってバーナ１が燃焼を行うことができるように、比例
弁６の弁開度を制御して（つまり、弁開度を制御するた
めの比例弁駆動電流Ｉｓを制御して）バーナ１への供給
燃料ガス量を制御することで行われる。

【００１１】例えば、燃焼熱量と比例弁駆動電流Ｉｓの
関係データである図５の（ａ）に示すような燃焼熱量制
御特性データが予め定め与えられている。この図４に示
すバーナ１は前記したように複数段能力切り替え式のバ
ーナであることから、上記燃焼熱量制御特性データは各
燃焼段毎に与えられており、図５の（ａ）に示す燃焼熱
量制御特性データＬ１は１段目の燃焼段に関するデータ
であり、燃焼熱量制御特性データＬ２は２段目の燃焼段
に関するデータであり、燃焼熱量制御特性データＬ３は
３段目の燃焼段に関するデータである。要求される燃焼
熱量が例えば図５の（ａ）に示す熱量Ｐexであるときに
は燃焼熱量制御特性データＬ２を選択し該選択したデー
タに基づき目標の比例弁駆動電流Ｉexを検出する。そし
て、開閉弁３ａ，３ｂを開弁した二面燃焼状態（２段目
の燃焼状態）で上記目標の比例弁駆動電流Ｉexとなるよ
うに比例弁６の比例弁駆動電流Ｉｓを制御し、燃焼熱量
Ｐexを得ることができる燃料ガス量をバーナ１に供給す
る。このようにして燃焼熱量制御を行う。

【００１２】また、上記の如く燃焼熱量制御が行われる
ときには、バーナ１に供給された燃料ガス量に見合った
空気を供給して良好なバーナ燃焼を行うことができるよ
うに、燃焼ファン８の回転制御が行われる。この燃焼フ
ァン８の回転制御を行うために、図５の（ｂ）に示すよ
うな比例弁駆動電流Ｉｓとファン風量との関係データで
ある風量制御特性データが各燃焼段毎に与えられてい
る。風量制御特性データＦ１は１段目の燃焼段に関する
データであり、風量制御特性データＦ２は２段目の燃焼
段に関するデータであり、風量制御特性データＦ３は３
段目の燃焼段に関するデータである。前記のように要求
される燃焼熱量に対応した目標の比例弁駆動電流Ｉｓが
検出された後に、該検出された比例弁駆動電流Ｉｓに対
応したファン風量を上記燃焼熱量制御による燃焼段に応
じた風量制御特性データに基づいて検出し、該検出され
たファン風量となるように燃焼ファン８の回転駆動を制
御する。

【００１３】上記のように、燃焼熱量制御およびファン
風量制御を行うことで、良好なバーナ燃焼が行われ、湯
の利用者が所望する給湯設定温度の湯を給湯することが
できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く燃焼熱量と比例弁駆動電流の関係データに基づいて
燃焼熱量制御を行うと、要求する燃焼熱量を得ることが
できないことがあり、給湯設定温度の湯を安定供給する
ことができない場合がある。それというのは、燃焼熱量
と比例弁駆動電流との関係が予め与えられている関係デ
ータからずれることがあるからである。換言すれば、比
例弁駆動電流とバーナ１に供給される燃料ガス量（つま
り、バーナ１への供給燃料ガス流量）との関係が燃料ガ
ス供給源から供給される燃料ガスの圧力変動等に起因し
てずれることがあるからである。

【００１５】このことから、例えば、図５の（ａ）に示
す比例弁駆動電流Ｉexを比例弁６に供給して弁開度を制
御して燃焼熱量Ｐexでバーナ１を燃焼させようとしてい
るのにも拘わらず、バーナ１に供給される燃料ガス流量
が増減して燃焼熱量Ｐexからずれた燃焼熱量でバーナ１
の燃焼が行われてしまうという事態が生じる。また、上
記比例弁駆動電流Ｉexに対応した風量が供給されるよう
に燃焼ファン８の回転制御が行われるので、上記の如く
バーナ１に供給される燃料ガス量がずれてしまった場合
には、バーナ１に供給される燃料ガス量に見合った風量
を供給することができずに空気不足又は空気過多により
燃焼状態が悪化し、燃焼効率が悪くなってしまうという
問題が生じる。

【００１６】さらにまた、図４に示すように、バーナ１
が複数段能力切り替え式のバーナと成している場合に
は、燃焼段毎に燃焼熱量制御特性データを与えなければ
ならず、しかも、比例弁６よりも下流側のガス供給通路
２を流れるガスの圧力損失が燃焼段毎に異なることか
ら、それら燃焼熱量制御特性データは上記圧力損失の違
いを考慮してそれぞれ作成しなければならず、非常に面
倒であるし、上記圧力損失は変動し易いために比例弁駆
動電流と燃焼熱量の関係が上記関係データからずれ易い
という問題があり、上記したような燃焼熱量過不足の問
題や燃焼状態の悪化の問題発生が多くなってしまう。

【００１７】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、燃焼熱量制御を容易に
し、その上、良好な燃焼で、かつ、要求する燃焼熱量で
もってバーナを確実に燃焼させることが可能な燃焼機器
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、第１の発明は、バ
ーナと；該バーナに燃料ガスを導くガス供給通路と；該
ガス供給通路に設けられ上記バーナへの燃料ガス供給量
を弁開度でもって制御するガス供給量制御手段と；上記
ガス供給通路に設けられるバイパス通路と；該バイパス
通路に設けられ上記バーナへ供給される燃料ガスの流量
を検出するガス流量検出手段と；上記バーナへ供給され
る燃料ガスの流量とバーナの燃焼熱量との関係データが
予め与えられ該関係データに基づき、要求されるバーナ
の燃焼熱量に対応する燃料ガス流量を求める要求ガス流
量検出部と；上記ガス流量検出手段により検出される燃
料ガス流量が上記要求ガス流量検出部により求められた
燃料ガス流量となるように上記ガス供給量制御手段の弁
開度を制御しバーナの燃焼熱量制御を行うガス流量制御
部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。

【００１９】第２の発明は、上記第１の発明を構成する
バイパス通路はガス供給量制御手段の介設位置よりも上
流側に設けられている構成をもって前記課題を解決する
手段としている。

【００２０】第３の発明は、バーナと；該バーナに燃料
ガスを導くガス供給通路と；該ガス供給通路に設けられ
上記バーナへの燃料ガス供給量を弁開度でもって制御す
るガス供給量制御手段と；上記バーナへ供給される燃料
ガスの流量を検出するガス流量検出手段と；が設けら
れ、上記バーナは複数の燃焼面を備え、これら各燃焼面
を燃焼熱量の大きさに応じて切り替える複数段能力切り
替え式のバーナと成し、上記バーナへ供給される燃料ガ
スの流量とバーナの燃焼熱量との関係データが予め与え
られ該関係データに基づき、要求されるバーナの燃焼熱
量に対応する燃料ガス流量を求める要求ガス流量検出部
が設けられており、上記ガス流量検出手段により検出さ
れる燃料ガス流量が上記要求ガス流量検出部により求め
た燃料ガス流量となるように上記ガス供給量制御手段の
弁開度を制御しバーナの燃焼熱量制御を行うガス流量制
御部が設けられている構成をもって前記課題を解決する
手段としている。

【００２１】第４の発明は、上記第３の発明の構成を備
え、下側の燃焼段から上側の燃焼段に切り替える燃焼熱
量ポイントは上側の燃焼段から下側の燃焼段に切り替え
る燃焼熱量ポイントよりも大きい値に設定されている構
成をもって前記課題を解決する手段としている。

【００２２】第５の発明は、上記第３または第４の発明
を構成するガス供給通路にはガス供給量制御手段の介設
位置よりも上流側にバイパス通路が設けられ、このバイ
パス通路にガス流量検出手段が設けられている構成をも
って前記課題を解決する手段としている。

【００２３】上記構成の発明において、例えば、バーナ
に供給される燃料ガスの流量を検出するガス供給量制御
手段を設け、また、バーナに供給される燃料ガスの流量
とバーナの燃焼熱量との関係データを予め定めておき、
要求ガス流量検出部は、要求されるバーナの燃焼熱量に
対応する燃料ガス流量を上記関係データに基づき検出
し、この検出した燃料ガス流量となるように、ガス流量
制御部はガス供給量制御手段の弁開度を制御し、つま
り、バーナへの供給ガス量を制御してバーナの燃焼熱量
制御を行う。

【００２４】上記の如く、ガス流量制御により燃焼熱量
制御を行うので、要求される燃焼熱量に対応する燃料ガ
ス量をバーナに確実に供給することが可能となる。ま
た、燃焼面が唯１つのバーナだけではなく、複数の燃焼
面を有するバーナにおいても、バーナの燃焼熱量と燃料
ガス流量の関係データは唯１つのデータを与えれば済む
ことから、燃焼熱量制御が容易となる。

【００２５】ガス供給通路に設けられたバイパス通路に
ガス流量検出手段を設けたものにあっては、バイパス通
路の径をガス供給通路よりも小径に形成することによっ
てバイパス通路の整流効果はガス供給通路よりも高ま
り、ガス流量検出手段には整流された燃料ガスが供給さ
れることとなり、ガス流量検出手段からばらつきのない
検出値が出力され、正確な燃料ガス流量を精度良く検出
することができ、この精度良く検出された燃料ガス流量
に基づき上記ガス流量検出手段を用いた燃焼熱量制御が
行われることによって、より一層正確に、要求される燃
焼熱量でバーナ燃焼を行わせることが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づき説明する。

【００２７】第１の実施形態例の燃焼機器は前記図４に
示す燃焼機器とほぼ同様なシステム構成を有し、特徴的
なことは、図４の点線に示すように、バーナ１に供給さ
れる燃料ガスの流量を検出するガス流量検出手段である
ガス流量センサ１８をガス供給通路２に設け、該ガス流
量センサ１８により検出される燃料ガス流量を利用した
ガスフローコントロールによって燃焼熱量制御を行う制
御構成を備えたことである。なお、この実施形態例の説
明において、前記図４に示す給湯器と共通する構成部分
の重複説明は省略する。

【００２８】この実施形態例では、上記したように、バ
ーナ１に供給される燃料ガスの流量を検出するガス流量
センサ１８が設けられ、このガス流量センサ１８は比例
弁６よりも上流側のガス供給通路２に介設されている。

【００２９】図６には比例弁６の断面構造がガス供給通
路２に組み込まれた状態で示されている。この図に示さ
れるように、ガス供給通路２を流れてきた燃料ガスは比
例弁６の弁体により形成された狭い開口部を通って下流
側のバーナ１に向けて流れていくことになるが、上記比
例弁６の開口部の開口面積はガス供給通路２の通路断面
積よりも格段に狭いことから、上記開口部を通り抜けた
ガスの流れは非常に乱れる。

【００３０】このガスの乱流によって、比例弁６よりも
下流側のガス供給通路２にガス流量センサ１８を配設し
た場合には、ガス流量センサ１８から出力される検出値
は、図７に示すように、非常にばらつき、このことか
ら、正確なガス流量を得ることが困難であると問題が生
じるが、この実施形態例では、上記の如く、比例弁６よ
りも上流側のガス供給通路２にガス流量センサ１８を配
設するので、比例弁６によってガスの流れが乱される前
の整流状態のガスの流れがガス流量センサ１８に供給さ
れることとなり、ガスの乱流に起因したばらつきのない
検出値がガス流量センサ１８から出力され、正確なガス
流量を得ることができる。

【００３１】また、図４に示す開閉弁３ａ，３ｂ，３ｃ
よりも下流側のガス供給通路２にガス流量センサ１８を
配設した場合には、燃焼停止中に、当然に、バーナ１へ
のガスの流れはないことから、バーナ１側からガス供給
通路２内に空気が入り込み、その空気の流れをガス流量
としてガス流量センサ１８が検出してしまうという問題
が生じる虞がある。

【００３２】これに対して、上記の如く、比例弁６より
も上流側のガス供給通路２にガス流量センサ１８を配設
することによって、バーナ１側からガス供給通路２内に
入り込む燃焼停止中の空気の流れは開閉弁３ａ，３ｂ，
３ｃによって遮断されることから、上記空気の流れの悪
影響はガス流量センサ１８に及ばず、上記したガス流量
センサ１８の誤検出の問題を回避することができる。

【００３３】図１には第１の実施形態例において特徴的
なガス流量を利用した燃焼熱量制御を行うための制御構
成がブロック図により示されている。この実施形態例に
示す制御装置１６は、燃焼熱量検出部２０とデータ格納
部２１と風量制御部２２と要求ガス流量検出部２３とガ
ス流量制御部２４とを有して構成されている。

【００３４】上記燃焼熱量検出部２０は前述したように
給湯される湯温がリモコン１７に設定されている給湯設
定温度Ｔstとなるためのバーナ１の燃焼熱量をフィード
フォワード熱量にフィードバック熱量を考慮して求め、
この求めた燃焼熱量を要求ガス流量検出部２３に出力す
る。

【００３５】データ格納部２１には、燃焼熱量制御を行
うための図２に示すようなバーナ１に供給される燃料ガ
スの流量とバーナ１の燃焼熱量との関係データが燃焼熱
量特性データとして予め実験や演算等により求め与えら
れている。燃焼熱量が増加するに従ってバーナ１に供給
される燃料ガスの流量は増加することから、この実施形
態例に示すバーナ１のように複数段能力切り替え式のバ
ーナであっても、上記燃焼熱量特性データは唯１つでよ
く、燃焼段毎に設定する必要はない。

【００３６】この実施形態例に示すバーナ１は複数段能
力切り替え式のバーナであることから、上記燃焼熱量特
性データには燃焼段を切り替えるための切り替え燃焼熱
量ポイントが予め定められている。図２に示す点Ｘ12は
１段目の燃焼段から２段目の燃焼段に切り替える燃焼熱
量ポイントであり、点Ｘ23は２段目の燃焼段から３段目
の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイントであり、点Ｘ32
は３段目の燃焼段から２段目の燃焼段に切り替える燃焼
熱量ポイントであり、点Ｘ21は２段目の燃焼段から１段
目の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイントである。

【００３７】ここでは、１段目の燃焼段から２段目の燃
焼段に切り替える燃焼熱量ポイントＸ12は２段目の燃焼
段から１段目の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイントＸ
21よりも高めに設定されるという如く、下側の燃焼段か
ら上側の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイントは上側の
燃焼段から下側の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイント
よりも高めに設定されている。

【００３８】このように、各切り替え燃焼熱量ポイント
を設け、各燃焼段制御領域間にオーバーラップ領域ａ，
ｂを設けることによって、燃焼段の切り替え動作のハン
チングを確実に防止して燃焼段の切り替えをスムーズに
行うことができる。

【００３９】要求ガス流量検出部２３は上記燃焼熱量検
出部２０から燃焼熱量の情報を受け取ると、この燃焼熱
量を上記データ格納部２１に格納されている燃焼熱量特
性データに照らし合わせて、上記燃焼熱量に対応するガ
ス流量を検出する。例えば、燃焼熱量検出部２０によっ
て求められた燃焼熱量が図２に示す熱量Ｐexであるとき
には、上記燃焼熱量特性データに基づき２段目の燃焼段
で燃焼熱量Ｐexに対応するガス流量はガス流量Ｒexであ
ると検出する。このようにして、要求ガス流量検出部２
３は検出したガス流量と燃焼段の情報をガス流量制御部
２４に出力する。

【００４０】ガス流量制御部２４は上記加えられる燃焼
段の情報に基づき開閉弁３ａ，３ｂ，３ｃの開閉を制御
すると共に、ガス流量センサ１８により検出されるガス
流量を時々刻々と取り込み、このガス流量センサ１８の
検出ガス流量と上記要求ガス流量検出部２３から出力さ
れるガス流量の情報とに基づき、ガス流量センサ１８の
検出ガス流量が上記受け取ったガス流量となるように、
比例弁６の弁開度を制御して燃焼熱量制御を行う。つま
り、ガス流量センサ１８の検出ガス流量が上記要求ガス
流量検出部２３により検出されたガス流量よりも低いと
きには比例弁６の弁開度を上記低下分を補正する開方向
に制御し、ガス流量センサ１８の検出ガス流量が上記要
求ガス流量検出部２３により検出されたガス流量よりも
多いときには比例弁６の弁開度を上記増加分を補正する
閉方向に制御する。

【００４１】なお、上記要求ガス流量検出部２３により
検出されたガス流量に対する上記ガス流量センサ１８の
検出ガス流量のずれを補正する方向に比例弁６の弁開度
を制御する制御手法には様々な手法があり、この実施形
態例では、それら手法のうちの何れの手法を用いてもよ
く、その説明は省略する。

【００４２】データ格納部２１には図３に示すような風
量制御特性データが格納されている。このデータはバー
ナ１に供給される燃料ガスを良好に完全燃焼させるため
の適切な風量を燃焼ファン８の回転駆動によってバーナ
１に供給するためのファン風量のデータであり、燃焼フ
ァン８の回転駆動によるファン風量と、比例弁６に加え
られる比例弁駆動電流との関係データが予め実験や演算
等によって求め与えられている。

【００４３】風量制御部２２は上記ガス流量制御部２４
の情報を取り込み該情報から比例弁６の比例弁駆動電流
を検出して上記風量制御特性データに参照し、バーナ１
に供給される燃料ガスを完全燃焼させるためのファン風
量を検出する。

【００４４】そして、風量制御部２２は検出したファン
風量の給気がバーナ１に供給されるように燃焼ファン８
の回転駆動を制御する。例えば、バーナ１に供給される
風量を検出する風量センサを設け、該風量検出センサに
より検出される風量が上記風量制御特性データに基づい
た検出ファン風量となるように燃焼ファン８の回転駆動
を制御する。

【００４５】この実施形態例によれば、バーナ１に供給
される燃料ガスの流量を検出するガス流量センサ１８を
ガス供給通路２に設け、該ガス流量センサ１８により検
出される燃料ガス流量を利用した燃焼熱量制御を行う構
成を備えたので、要求される燃焼熱量でバーナ１を燃焼
させるために必要な燃料ガス量を確実にバーナ１に供給
することができ、要求される燃焼熱量でもってバーナ燃
焼を行わせることができる。このことから、給湯設定温
度の湯を精度良く給湯することができ、湯の利用者に快
適な湯の使用状態を提供することができる。

【００４６】特に、この実施形態例のように、バーナ１
が複数段能力切り替え式のバーナであるときには、上記
の如くガス流量を利用した燃焼熱量制御を行うことによ
って、比例弁６の比例弁駆動電流を利用した燃焼熱量制
御を行う場合に比べて、燃焼熱量制御を簡単に、しか
も、良好な燃焼状態で要求される燃焼熱量でもって確実
にバーナ燃焼を行うことが可能となるという画期的な効
果を得ることができる。

【００４７】また、燃焼熱量が増加するに従って燃料ガ
スの流量は連続的に増加することから、燃焼熱量を制御
するための燃焼熱量制御特性データは燃焼段の数によら
ずに図２に示すような唯１つのデータで済み、燃焼熱量
制御を容易にすることが可能である。

【００４８】さらに、この実施形態例では、ガス流量セ
ンサ１８を比例弁６の介設位置よりも上流側のガス供給
通路２に設けたので、整流された状態のガスの流量をガ
ス流量センサ１８は検出することとなり、ガス乱流に起
因したばらつきのない検出値がガス流量センサ１８から
出力され、このことによって、正確なガス流量を検出す
ることができる。このことから、上記ガス流量を利用し
た燃焼熱量制御の性能の向上を図ることができる。

【００４９】以下に、第２の実施形態例を説明する。こ
の実施形態例において特徴的なことは、図４の鎖線に示
すように、比例弁６よりも上流側のガス供給通路２にバ
イパス通路２６を設け、該バイパス通路２６にガス流量
センサ１８を配設したことである。それ以外の構成は前
記第１の実施形態例と同様であり、共通する部分の重複
説明は省略する。

【００５０】ところで、通路の径が小さくなるに従って
通路を流れる流体の整流効果は向上することから、この
実施形態例では、上記バイパス通路２６はガス供給通路
２の通路径よりも小径に形成され、整流効果を高める構
成と成している。

【００５１】この実施形態例によれば、ガス供給通路２
よりも流体の整流効果が高いバイパス通路２６を設け、
該バイパス通路２６にガス流量センサ１８を配設する構
成としたので、より整流されたガスの流れをガス流量セ
ンサ１８に供給することができることとなり、より一層
正確なガス流量を検出することができるようになり、こ
のように検出された正確なガス流量に基づき、前記第１
の実施形態例と同様に、燃焼熱量制御が行われることに
よって、より精度良く燃焼熱量制御を行うことができ
る。

【００５２】なお、この発明は上記各実施形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例では、バーナ１は複数段能力切
り替え式のバーナと成していたが、この発明は、図８に
示すように、燃焼面が１つである単面燃焼式のバーナに
も適用することができる。

【００５３】この場合にも、例えば、バーナ１に供給さ
れる燃料ガスの流量を検出するガス流量センサ１８を設
け、上記各実施形態例と同様にして、ガス流量を利用し
た燃焼熱量制御を行うことによって、前記各実施形態例
と同様に、要求される燃焼熱量でバーナ１を確実に燃焼
させることができ、給湯設定温度の湯を精度良く給湯す
ることができると共に、バーナ１に供給される燃料ガス
の流量に適切な空気が供給されるので、良好な燃焼を行
うことができ燃焼効率の悪化を防止することができる。
また、この発明が適用できる燃焼機器のバーナ燃焼面の
数は２つでも４つ以上でもよく、数に限定されるもので
はない。

【００５４】さらに、上記各実施形態例では、燃焼熱量
制御特性データや風量制御特性データはグラフデータに
より与えられていたが、上記各特性データのうちの一方
又は両方を演算式データ等のグラフデータ以外のデータ
形式で与えてもよい。

【００５５】さらに、上記各実施形態例では、ガス供給
量制御手段として比例弁６が設けられていたが、バーナ
１に供給する燃料ガス量を制御することができる比例弁
６以外のものをガス供給量制御手段として設けてもよ
い。

【００５６】さらに、上記各実施形態例では、給湯器を
例にして説明したが、この発明は、バーナ燃焼を行う燃
焼機器であれば適用することができ、給湯器以外の例え
ば風呂装置や、給湯風呂複合器等にも適用することがで
きる。

【００５７】

【発明の効果】この発明によれば、バーナへ供給される
燃料ガスの流量を検出するガス流量検出手段を設け、該
ガス流量検出手段により検出されるガス流量に基づき燃
焼熱量制御を行う構成を備えたので、要求される燃焼熱
量でバーナ燃焼を行うための燃料ガス量を確実にバーナ
に供給することができ、このことによって、要求される
燃焼熱量でバーナ燃焼が行われ、例えば、湯の利用者が
所望する設定温度の湯を精度良く供給することが可能と
なる。

【００５８】特に、バーナが複数段能力切り替え式のバ
ーナと成している燃焼機器で、上記の如く、ガス流量検
出手段に基づき燃焼熱量制御を行うものにあっては、燃
料ガスの流量と燃焼熱量の関係データを燃焼段毎に与え
る必要がなく、このことによって、比例弁駆動電流と燃
焼熱量の関係データに基づき燃焼熱量制御を行なう場合
に比べて、格段に、燃焼熱量制御を容易に行うことがで
き、良好な燃焼状態で、要求される燃焼熱量でバーナ燃
焼を行うことが可能となる。

【００５９】バーナが複数段能力切り替え式のバーナと
成している燃焼機器において、燃料ガスの流量と燃焼熱
量の関係データに設定される下側の燃焼段から上側の燃
焼段に切り替える燃焼熱量ポイントが、上側の燃焼段か
ら下側の燃焼段に切り替える燃焼熱量ポイントよりも大
きく設定されているものにあっては、燃焼段の切り替え
動作のハンチングを防止することができ、燃焼段の切り
替えをスムーズに行うことができる。

【００６０】ガス供給量制御手段の介設位置よりも上流
側にガス流量検出手段を設けたものにあっては、ガス供
給量制御手段の介設位置よりも上流側の整流されたガス
の流量をガス流量検出手段は検出することになり、ばら
つきのない検出値をガス流量検出手段は出力することが
でき、このことにより、正確なガス流量を得ることがで
きる。

【００６１】さらに、ガス供給通路にバイパス通路を設
け、該バイパス通路にガス流量検出手段を配設したもの
にあっては、ガス供給通路よりもバイパス通路を小径に
形成することによって、バイパス通路の流体の整流効果
はガス供給通路よりも高まり、ガス流量検出手段には、
より一層整流された燃料ガスを供給することができ、こ
のことによって、より正確なガス流量を検出することが
できる。このように、より正確な検出ガス流量に基づき
上記の如く燃焼熱量制御が行われることによって、より
精度の良い燃焼熱量制御が行われ、燃焼熱量制御に対す
る信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】上記各実施形態例において特徴的な制御構成を
示すブロック図である。

【図２】上記各実施形態例において特徴的な燃焼熱量制
御に使用される燃焼熱量制御特性データの一例を示すグ
ラフである。

【図３】バーナに供給される燃料ガスの流量に適切な空
気量を供給して良好な燃焼を行わせるためのファン風量
のデータの一例を示すグラフである。

【図４】燃焼機器である給湯器の一例を示す説明図であ
る。

【図５】比例弁駆動電流によって燃焼熱量制御を行う場
合に使用される燃焼熱量制御特性データと風量制御特性
データを示すグラフである。

【図６】比例弁が介設されているガス供給通路部分の燃
料ガスの流れ形態を模式的に示す説明図である。

【図７】乱流状態のガスの流量を検出した場合のガス流
量センサから出力される信号波形を示す説明図である。

【図８】燃焼面が唯１つのバーナの一例を示すモデル図
である。

【符号の説明】

１ バーナ ２ ガス供給通路 ６ 比例弁 １８ ガス流量センサ ２３ 要求ガス流量検出部 ２４ ガス流量制御部 ２６ バイパス通路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナと；該バーナに燃料ガスを導くガ
   ス供給通路と；該ガス供給通路に設けられ上記バーナへ
   の燃料ガス供給量を弁開度でもって制御するガス供給量
   制御手段と；上記ガス供給通路に設けられるバイパス通
   路と；該バイパス通路に設けられ上記バーナへ供給され
   る燃料ガスの流量を検出するガス流量検出手段と；上記
   バーナへ供給される燃料ガスの流量とバーナの燃焼熱量
   との関係データが予め与えられ該関係データに基づき、
   要求されるバーナの燃焼熱量に対応する燃料ガス流量を
   求める要求ガス流量検出部と；上記ガス流量検出手段に
   より検出される燃料ガス流量が上記要求ガス流量検出部
   により求められた燃料ガス流量となるように上記ガス供
   給量制御手段の弁開度を制御しバーナの燃焼熱量制御を
   行うガス流量制御部と；が設けられている構成としたこ
   とを特徴とする燃焼機器。
2. 【請求項２】 バイパス通路はガス供給量制御手段の介
   設位置よりも上流側に設けられている構成としたことを
   特徴とする請求項１記載の燃焼機器。
3. 【請求項３】 バーナと；該バーナに燃料ガスを導くガ
   ス供給通路と；該ガス供給通路に設けられ上記バーナへ
   の燃料ガス供給量を弁開度でもって制御するガス供給量
   制御手段と；上記バーナへ供給される燃料ガスの流量を
   検出するガス流量検出手段と；が設けられ、上記バーナ
   は複数の燃焼面を備え、これら各燃焼面を燃焼熱量の大
   きさに応じて切り替える複数段能力切り替え式のバーナ
   と成し、上記バーナへ供給される燃料ガスの流量とバー
   ナの燃焼熱量との関係データが予め与えられ該関係デー
   タに基づき、要求されるバーナの燃焼熱量に対応する燃
   料ガス流量を求める要求ガス流量検出部が設けられてお
   り、上記ガス流量検出手段により検出される燃料ガス流
   量が上記要求ガス流量検出部により求めた燃料ガス流量
   となるように上記ガス供給量制御手段の弁開度を制御し
   バーナの燃焼熱量制御を行うガス流量制御部が設けられ
   ている構成としたことを特徴とする燃焼機器。
4. 【請求項４】 下側の燃焼段から上側の燃焼段に切り替
   える燃焼熱量ポイントは上側の燃焼段から下側の燃焼段
   に切り替える燃焼熱量ポイントよりも大きい値に設定さ
   れている構成としたことを特徴とする請求項３記載の燃
   焼機器。
5. 【請求項５】 ガス供給通路にはガス供給量制御手段の
   介設位置よりも上流側にバイパス通路が設けられ、この
   バイパス通路にガス流量検出手段が設けられている構成
   としたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の燃
   焼機器。