JPH1183004A - 燃焼装置および点火制御方法 - Google Patents
燃焼装置および点火制御方法Info
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
着火音を小さくすることのできる燃焼装置を提供する。 【解決手段】点火条件設定部52は、バーナー12を点
火する際の点火モードとして通常点火モードとこれより
も点火時の空燃比を高く設定した静音点火モードとを備
え、操作者からの操作に応じて即座に点火する場合を除
き、バーナー12を点火する際の点火モードを静音点火
モードで行う。空燃比を高くすることで着火音が小さく
なり、ユーザーの意図しないタイミングで点火しても、
ユーザーに不安感や不快感を与えることがない。
Description
置とを備えた燃焼装置およびバーナーの点火条件を制御
する点火制御方法に関する。
焼装置では、近年、その快適性をより向上させるため、
出湯当初からほぼ設定温度の湯を出すべく、通水の無い
状態で熱交換器内の湯を所定温度範囲に保温する機能を
備えたものがある。このような給湯器では、通常、熱交
換器内の湯温を温度センサで監視し、湯温が許容下限温
度を下回ったとき、開栓されない状態のままでバーナー
を、たとえば2秒程度の短時間燃焼させ、湯温を目標温
度範囲内に保温するようになっている。
には、給湯流路と風呂の追い焚き流路とを共通の熱交換
器に導きバーナーで加熱する、いわゆる1缶2水路型の
ものがあり、かかる給湯器ではバーナーを燃焼させる
と、給湯流路内の水と追い焚き流路内の水の双方が加熱
されるので、風呂の追い焚きを行うとき、給湯流路内の
湯が沸騰しないよう間欠的に燃焼を行っている。
保温のための点火や風呂の追い焚き時の点火などすべて
の場合における点火を、爆発が起こらずかつ不着火の生
じ難い値として予め固定的に定めた空燃比で行ってい
る。
交換器内の湯を保温する際の点火や、1缶2水路型の給
湯器で風呂の追い焚きを行う際の点火は、水栓を開いて
出湯する場合のように操作者からの操作に応じて行うも
のではなく、装置自身が所定の条件を基にして点火すべ
き時期を判断して自律的に行うものである。また保温機
能や追い焚きのための点火は、間欠的に繰り返して何度
も行われる。
ングでの点火を、不着火が起こり難い値として予め固定
的に定めた比較的小さい空燃比で行うと、着火音が大き
くなり、ユーザーに不安を抱かせたり不快感を与えてし
まう。
問題点に着目してなされたもので、操作者の意図しない
タイミングで行う点火での着火音を小さくすることので
きる燃焼装置を提供することを目的としている。
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 [1]バーナー(12)と点火装置(15)とを備えた
燃焼装置において、前記バーナー(12)を点火する際
の空燃比を設定する点火条件設定手段(52)を設け、
前記点火条件設定手段(52)は、バーナー(12)を
点火する際の点火モードとして通常点火モードとこれよ
りも点火時の空燃比を高く設定した静音点火モードとを
備え、操作者からの操作に応じて即座に点火する場合を
除いて前記バーナー(12)を点火する際の点火モード
を前記静音点火モードに設定することを特徴とする燃焼
装置。
を燃焼させて熱交換器(13)内の湯温を次回の出湯に
備えて所定温度範囲内に保温する機能を有する燃焼装置
において通水の無い状態で前記バーナー(12)の燃焼
を制御する保温制御手段(51)と、前記バーナー(1
2)を点火する際の空燃比を設定する点火条件設定手段
(52)とを備え、前記点火条件設定手段(52)は、
前記バーナー(12)を点火する際の点火モードとして
通常点火モードとこれよりも点火時の空燃比を高く設定
した静音点火モードとを備え、前記保温制御手段(5
1)が通水の無い状態で前記バーナー(12)を点火す
る際の点火モードを前記静音点火モードに設定すること
を特徴とする燃焼装置。
前記静音点火モードでの点火で不着火が生じたとき、次
に静音点火モードで点火する際の空燃比を不着火の生じ
た今回の空燃比より下げることを特徴とする[1]また
は[2]記載の燃焼装置。
前記静音点火モードでの点火で不着火が生じたとき、次
に静音点火モードで点火する際の空燃比を、前記通常点
火モードでの空燃比を限度として下げることを特徴とす
る[1]、[2]または[3]記載の燃焼装置。
ける空燃比の初期値を記憶する静音用初期空燃比記憶手
段(53)を設け、これに記憶する空燃比の初期値を前
記静音点火モードで空燃比を下げることによって着火し
た際の空燃比の値で更新することを特徴とする[3]ま
たは[4]記載の燃焼装置。
5)とを備えた燃焼装置の点火条件を制御する点火制御
方法において、バーナー(12)を点火する際の点火モ
ードとして通常点火モードとこれよりも点火時の空燃比
を高く設定した静音点火モードとを設け、操作者からの
操作に応じて即座に点火する場合を除いて前記バーナー
(12)を点火する際の点火モードを前記静音点火モー
ドに設定することを特徴とする点火制御方法。
件設定手段(52)は、バーナー(12)を点火する際
の点火モードとして通常点火モードとこれよりも点火時
の空燃比を高く設定した静音点火モードとを備え、操作
者からの操作に応じて即座に点火する場合を除き、バー
ナー(12)を点火する際の点火モードを静音点火モー
ドに設定する。
器の場合、操作者が水栓を開いたことに応じて出湯する
場合には、通常点火モードで点火する。一方、風呂の追
い焚きのように操作者の意図しないタイミングで間欠的
に繰り返し点火する場合には、静音点火モードでバーナ
ー(12)を点火する。静音点火モードにおける点火時
の空燃比は通常点火モードのそれよりも高い値に設定さ
れるので、燃焼ガスの濃度が低く、比較的小さい着火音
で着火する。このように、操作者の意図しないタイミン
グで点火する際の着火音が小さくなるので、ユーザーに
不安を抱かせたり不快感を与えてしまうことを防止でき
る。
を燃焼させて熱交換器(13)内の湯温を次回の出湯に
備えて所定温度範囲内に保温する機能を有する燃焼装置
において、通水の無い状態でバーナー(12)を点火す
る際の点火モードを静音点火モードに設定する。次回の
出湯に備えて熱交換器(13)内の湯を所定温度範囲内
に保温するための点火は、湯温の低下に従って装置自身
が自律的に行うので、ユーザーの意図しないタイミング
で点火され、かつ比較的短い間隔で頻繁に繰り返し行わ
れる。そこで、このような点火を静音点火モードで行う
ことにより、頻繁に発生する着火音に起因してユーザー
に不安を抱かせたり不快感を与えてしまうことがない。
火モードでの点火で不着火が生じたとき、次に静音点火
モードで点火する際の空燃比を不着火の生じた今回の空
燃比より下げた値に設定する。通常点火モードにおける
空燃比は、点火時に爆発が起こらず、かつ不着火の発生
し難い値に設定されるが、静音点火モードの空燃比は通
常点火モードにおける空燃比より高く設定されているの
で、不着火が発生しやすい。
が生じたとき、徐々に空燃比を下げることにより、不着
火が何度も繰り返し発生することを防止することができ
る。なお、静音点火モードにおいて空燃比を下げる際の
限度を、通常点火モードの空燃比にすることで、爆発が
起こらず安全性を確保することができる。
おける空燃比の初期値を記憶する静音用初期空燃比記憶
手段(53)を設け、これに記憶する空燃比の初期値を
前記静音点火モードで空燃比を下げることによって着火
した際の空燃比の値で更新する。これにより、静音点火
モードでの点火を開始するたびに、不着火が生じるよう
なことを防止することができる。
施の形態を説明する。各図は本発明の一実施の形態を示
している。本発明にかかる燃焼装置としての給湯器10
は、水栓あるいは浴槽40内へ給湯する機能と、浴槽内
の湯を追い焚きする機能と、加熱されない給水を追い焚
き経路31を通じて浴槽へ注水する機能とを備えてい
る。また、開栓後すぐに設定温度の湯が出湯されるよ
う、開栓されない状態でバーナーを数分おきに1〜2秒
燃焼させ、熱交換器内の残水を所定の目標温度範囲に保
温する保温機能を備えている。
11を備えており、当該燃焼室11の下部には、バーナ
ー12が、燃焼室11の上部には、バーナー12からの
熱を給水等に伝える熱交換器13がそれぞれ配置されて
いる。熱交換器13には、給湯用の水を流すための給湯
用パイプ21と、追い焚き用に浴槽内の水を循環させる
追い焚き用循環パイプ31の双方が通っており、熱交換
器13はバーナー12からの熱をこれら双方のパイプ2
1、31内の流体へ伝えて加熱する機能を備えている。
側に接続された給水側流路21aと、熱交換器13の出
側に接続された出湯側流路21bの間には、固定バイパ
ス路22と、流量制御弁23の介挿されたバイパス路2
4が接続されている。熱交換器13で加熱された湯に、
固定バイパス路22、バイパス路24を通じて給水を混
合するとともに、バイパス比を、流量制御弁23によっ
て制御し得るようになっている。また、給湯用パイプ2
1の出湯側流路21b側には、出湯の総流量やバイパス
比を制御するための流量制御弁25が設けられている。
近傍にはそれぞれ、通水の有無や通水量を検知するため
のフローセンサ26a、26bが設けられている。ま
た、給湯用パイプ21の入口部近傍には、給水の温度を
検知するための入水サーミスタ27が、熱交換器13の
出口部近傍には、加熱後の湯温を測定するための熱交サ
ーミスタ28が、さらに給湯用パイプ21の出口部近傍
には、出湯温度を検知するための出湯サーミスタ29が
それぞれ取り付けられている。また熱交換器13の給湯
フィンパイプのUベント部には水管サーミスタ28aを
設けてある。
の水を熱交換器13へ戻す風呂戻パイプ部31aと、熱
交換器13で加熱した後の湯を浴槽40へ送る風呂往パ
イプ部31bとから構成されている。風呂戻パイプ部3
1aの途中には循環ポンプ32と、風呂戻パイプ部31
a内の通水の有無を検知する風呂流水スイッチ33が設
けられている。また、風呂流水スイッチ33の近傍に
は、浴槽40側から流入する湯の温度を検知するための
風呂温度サーミスタ34が取り付けてある。
風呂戻パイプ部31aとは、注湯電磁弁35を備えた注
湯パイプ36で接続されており、熱交換器13で加熱さ
れた給水あるいはバーナー12を点火させず加熱されな
いままの給水を、当該注湯パイプ36を介して浴槽40
へ注ぐことができるようになっている。
11の下方側から給気を送風することによって強制的に
行われ、排気は燃焼室11の上部から排出されるように
なっている。またバーナー12の近傍には点火装置15
を設けてある。バーナー12へ供給される燃焼ガスは、
ガス電磁弁16、元ガス電磁弁17、ガス切替弁18に
よってオンオフ制御される。さらにバーナー12へ供給
される燃焼ガスのガス量は、ガス比例弁19によって調
整される。
ど給湯器10の動作を統括的に制御する制御部50と、
風呂リモコン、メインリモコンなどを含む操作部60と
を備えている。制御部50は、通水の無い状態で熱交換
器13内の湯を所定温度範囲に保温するための燃焼制御
を行う保温制御部51と、バーナー12を点火する際の
空燃比を設定する点火条件設定部52と、静音点火モー
ドでの空燃比の初期値を記憶する静音用初期空燃比記憶
部53とを備えている。点火条件設定部52は、燃焼フ
ァン14の回転数によってバーナー12へ供給する給気
量とガス比例弁19によってバーナー12へ供給する燃
焼ガスのガス量の双方またはいずれか一方によって空燃
比を調整するようになっている。
は、燃焼ファン14、ガス比例弁19等の各種電磁弁、
流量制御弁23、25、フローセンサ26a、26b、
入水サーミスタ27、熱交サーミスタ28、水管サーミ
スタ28a、出湯サーミスタ29など給湯器10内の各
種電装部品が接続されている。なお、制御部50は、C
PU(中央処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモ
リ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等を主要
部とする回路で構成されている。
がバーナー12を点火する際に行う動作の流れを示して
いる。制御部50の有する点火条件設定部52は、今回
の点火が、ユーザーの操作に応じて即座に点火するもの
か、これ以外の自律点火であるか否かを判定する(ステ
ップS101)。ここで自律点火とは、風呂の追い焚き
を行うための点火や通水の無い状態で熱交換器13の湯
を所定温度範囲に保温するための点火などを指してお
り、たとえば、ユーザーの開栓操作に応じて出湯する際
の点火等、ユーザーの操作に応じて即座に点火するよう
なものは含まない。
は(ステップS101;Y)、点火時の空燃比を静音用
初期空燃比に設定する(ステップS102)。なお当該
値は、静音点火モードで点火する際の空燃比の初期値で
あり、静音用初期空燃比記憶部53に記憶されている。
一方、開栓に応じた出湯に基づく点火など今回の点火が
自律点火でない場合には(ステップS101;N)、通
常点火モードの空燃比として予め定めた通常空燃比に設
定する(ステップS103)。
空燃比と着火状態との関係を示している。空燃比は燃焼
ファン14によって供給される給気量(ファン風量)を
バーナー12へ供給するガス量で除した値である。たと
えば、ファン風量が同一であっても、ガス量が増加する
と空燃比は低くなり、ガス量が増加すると空燃比は高く
なる。逆にガス量が同一であっても、ファン風量が少な
くなると空燃比は低くなり、ファン風量が増すと空燃比
が高い値になる。
以下になると、着火時に爆発が生じる爆発着火領域71
になる。また空燃比が所定の上限値以上になると、着火
しないかあるいは着火し難い不着火領域72になる。着
火音は、爆発着火領域71に近づくほど大きくなり、不
着火領域72に近いほど小さくなる。通常空燃比73
は、爆発着火領域71と不着火領域72のほぼ中央に設
定してあり、静音用空燃比74は、通常空燃比73より
も高く、不着火領域72に近い値に設定してある。
を中心とする円は、空燃比の設定値に対して実際の空燃
比が変動すると予想される範囲を示している。円の中心
を通る縦方向の矢印75は、ガス比例弁19の精度等に
よってバーナー12へ供給されるガス量のばらつく範囲
を示している。横方向の矢印76は、排気筒からの逆風
や吸い出しあるいは燃焼ファン14の特性等によって風
量のばらつく範囲を示している。
合には、ガス量および風量にばらつきがあっても、ほぼ
確実に着火しかつ爆発を起こすことなく点火することが
できる。一方、空燃比を静音用空燃比74に設定する
と、ガス量等のばらつきが大きい場合には実際の空燃比
が不着火領域72に入って不着火を起こす可能性があ
る。
た静音用空燃比で点火動作が行われる(ステップS10
4)。点火動作の後、フレームロッド等によって着火の
有無を検知し(ステップS105)、風量のばらつき等
によって不着火が起きた場合には(ステップS105;
N)、通常点火モードにおける空燃比である通常空燃比
を限度として、空燃比を徐々に低くし、再度の着火を試
みる(ステップS106;N、ステップS107)。着
火が確認されると(ステップS105;Y)、現在の空
燃比を静音用初期空燃比とし、静音用初期空燃比記憶部
53の記憶内容を当該値に更新する(ステップS10
8)。
動作を行うとき、今回着火に成功した空燃比から着火が
行われるので、初回から不着火の生じる可能性を低くす
ることができる。なお、空燃比を通常空燃比まで下げて
も点火しないときは、予め設定された上限回数まで再度
の着火を試み、それでも着火しないときは(ステップS
109;Y)、安全性を考慮し、着火処理を終了する。
常空燃比を設定して(ステップS103)点火動作を行
う(ステップS110)。不着火が起きた場合には(ス
テップS111;N)、所定の上限回数まで再度の着火
を試み(ステップS112;N)、それでも着火しない
ときは(ステップS112;Y)、エラー表示等を行っ
て(ステップS113)処理を終了する。自律点火でな
くかつ最終的に不着火になった場合にのみエラー表示を
行うのは、今回の着火が開栓などユーザーの操作に直接
的に応じて行ったものなので、異常のあることを当該操
作中のユーザーに通知するためである。自律着火の場合
には、ユーザーの操作に基づかない着火であり、エラー
表示を行うと却ってユーザーに不安を与えるので、エラ
ー表示を行っていない。
生じたとき空燃比を下げる際の各種の態様を示したもの
である。各図中で△印81は、静音点火モードで点火す
る際のガス量およびファン風量の値を、●印82は、通
常点火モードで点火する際のガス量およびファン風量の
値を表している。空燃比は、図4から図6に示した態様
のうちのいずれかにより行えばよい。
を一定値に保持したまま、バーナー12へ供給するガス
量を増加させている。バーナー12へ供給するガス量の
変更は、燃焼ファン14の回転速度の変更よりも応答性
が良いので、空燃比を迅速に下げることができる。ただ
し、再度、不着火が起きた場合には、ガス濃度が高い
分、次回点火するまでのプリパージ時間が長くなる。
一定に保持したまま、ファン風量を低下させて空燃比を
下げている。通水の無い状態で熱交換器13の湯を保温
するための1回当たりの燃焼は、1〜2秒程度の短時間
でその燃焼量はきわめて少ない。したがって、空燃比を
下げるために点火時のガス量を増加すると、1回当たり
の燃焼量を的確に制御できなくなるが、ガス量を一定の
ままファン風量によって空燃比を下げることで、1回当
たりの熱量を的確に制御することができる。
するので、次回の静音点火モードにおいて静音用初期空
燃比で初回の点火を行う際、必要なファン回転数が低い
ので短時間のうちに点火することができる。なお、図6
に示すようにガス量とファン風量の双方を変更して空燃
比を下げるようにしてもよい。
ードの2つの点火モードを設け、ユーザーの意図しない
タイミングでバーナー12を点火するとき、通常の点火
を行う場合に比して空燃比を高く設定するので、通常の
点火を確実に行いつつ、ユーザーの意図しないタイミン
グで点火する際の着火音を小さくでき、ユーザーに不安
感や不快感を与えることがない。
生じたとき、空燃比を徐々に下げて再度着火を試みるの
で、不着火のまま放置されたり、いつまでも不着火を繰
り返すようなことがない。さらに、通常の点火における
空燃比を限度として空燃比を下げるので、爆発が起こら
ず安全性を確保することができる。また、静音点火モー
ドで着火したときの空燃比を、次回、静音点火モードで
点火する際における空燃比の初期値として更新するの
で、次回以降、不着火の発生を少なくすることができ
る。
型の給湯器で風呂の追い焚きを行う際の点火および出湯
されない状態で熱交換器内の湯を保温するための点火を
静音点火モードで行うようにしたが、操作者からの操作
に応じて即座に点火する場合を除く点火、すなわち、ユ
ーザーの意志とは無関係に、給湯器10側で判断したタ
イミングで点火を行う場合であれば、追い焚き用の点火
等に限るものではない。
に着火しなくてもエラー表示を行わないようにしたが、
自律点火であっても点火装置等に異常があると推測され
るような状況の場合にはエラー表示を行うようにしても
よい。
ザーの意図しないタイミングで装置側が自律的にバーナ
ー12を点火するとき、通常の点火を行う場合に比べて
空燃比を高く設定するので、通常の点火を確実に行いつ
つ、ユーザーの意図しないタイミングで点火する際の着
火音を小さくでき、ユーザーに不安感や不快感を与える
ことを防止することができる。
たとき、空燃比を徐々に下げて再度着火を試みるので、
不着火のまま放置されたり、いつまでも不着火を繰り返
すようなことがない。さらに、通常の点火における空燃
比を限度として空燃比を下げるので、爆発が起こらず安
全性を確保することができる。また、静音点火モードで
着火したときの空燃比を、次回、静音点火モードで点火
する際における空燃比の初期値を更新するので、次回以
降の静音点火モードでの点火において、不着火の発生を
少なくすることができる。
概要を示す説明図である。
際に行う動作の流れを示す流れ図である。
状態との関係を示す説明図である。
したままバーナーへ供給するガス量を増加させる様子を
示す説明図である。
を一定値に保持したままファン風量を低下させる様子を
示す説明図である。
給するガス量の双方を変化させる様子を示す説明図であ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】バーナーと点火装置とを備えた燃焼装置に
おいて、 前記バーナーを点火する際の空燃比を設定する点火条件
設定手段を設け、 前記点火条件設定手段は、バーナーを点火する際の点火
モードとして通常点火モードとこれよりも点火時の空燃
比を高く設定した静音点火モードとを備え、操作者から
の操作に応じて即座に点火する場合を除いて前記バーナ
ーを点火する際の点火モードを前記静音点火モードに設
定することを特徴とする燃焼装置。 - 【請求項2】通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱
交換器内の湯温を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に
保温する機能を有する燃焼装置において 通水の無い状態で前記バーナーの燃焼を制御する保温制
御手段と、前記バーナーを点火する際の空燃比を設定す
る点火条件設定手段とを備え、 前記点火条件設定手段は、前記バーナーを点火する際の
点火モードとして通常点火モードとこれよりも点火時の
空燃比を高く設定した静音点火モードとを備え、前記保
温制御手段が通水の無い状態で前記バーナーを点火する
際の点火モードを前記静音点火モードに設定することを
特徴とする燃焼装置。 - 【請求項3】前記点火条件設定手段は、前記静音点火モ
ードでの点火で不着火が生じたとき、次に静音点火モー
ドで点火する際の空燃比を不着火の生じた今回の空燃比
より下げることを特徴とする請求項1または2記載の燃
焼装置。 - 【請求項4】前記点火条件設定手段は、前記静音点火モ
ードでの点火で不着火が生じたとき、次に静音点火モー
ドで点火する際の空燃比を、前記通常点火モードでの空
燃比を限度として下げることを特徴とする請求項1、2
または3記載の燃焼装置。 - 【請求項5】静音点火モードで点火を行う際における空
燃比の初期値を記憶する静音用初期空燃比記憶手段を設
け、これに記憶する空燃比の初期値を前記静音点火モー
ドで空燃比を下げることによって着火した際の空燃比の
値で更新することを特徴とする請求項3または4記載の
燃焼装置。 - 【請求項6】バーナーと点火装置とを備えた燃焼装置の
点火条件を制御する点火制御方法において、 バーナーを点火する際の点火モードとして通常点火モー
ドとこれよりも点火時の空燃比を高く設定した静音点火
モードとを設け、操作者からの操作に応じて即座に点火
する場合を除いて前記バーナーを点火する際の点火モー
ドを前記静音点火モードに設定することを特徴とする点
火制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24242797A JP3763944B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ガス燃焼装置および点火制御方法 |
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1997
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