(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンと、この燃焼ファンの風量を検出する風量検出センサと、燃焼ファンのファン回転数を検出するファン回転検出センサと、器具内の雰囲気温度を検出する器具内温度センサとを備えた燃焼機器において、器具内温度センサの温度検出信号を取り込み予め設定された燃焼ファンの基準試験回転数に対応する通風詰まり劣化のない状態における目標風量値を温度補正する風量値温度補正部と、器具の排気バリエーションのデータを格納するバリエーションデータ格納部と、前記基準試験回転数に対する１段階以上の通風詰まり劣化判断の閾値を前記排気バリエーションのデータに応じ予め与えられた手法に基づき設定する閾値設定部と、器具の燃焼停止状態で燃焼ファン風量が温度補正された目標風量値になるように燃焼ファンを回転し、そのときのファン回転数が各段の前記閾値を通風劣化方向に越えるごとに通風劣化検知信号を区別出力する通風詰まり劣化判断部とを有する燃焼機器。
【請求項２】
バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンと、この燃焼ファンの風量を検出する風量検出センサと、燃焼ファンのファン回転数を検出するファン回転検出センサと、器具内の雰囲気温度を検出する器具内温度センサとを備えた燃焼機器において、器具内温度センサの温度検出信号を取り込み予め設定された基準試験目標風量値に対応する通風詰まり劣化のない状態における基準ファン回転数を温度補正する回転数温度補正部と、器具の排気バリエーションのデータを格納するバリエーションデータ格納部と、前記温度補正された基準ファン回転数に対する１段階以上の通風詰まり劣化判断の閾値を前記排気バリエーションのデータに応じ予め与えられた手法に基づき設定する閾値設定部と、器具の燃焼停止状態で燃焼ファン風量が基準試験目標風量値になるように燃焼ファンを回転し、そのときのファン回転数が各段の前記閾値を通風劣化方向に越えるごとに通風劣化検知信号を区別出力する通風詰まり劣化判断部とを有する燃焼機器。
【請求項３】
閾値設定部は標準となる排気バリエーションの各段の閾値のファン回転数を同じく標準となる排気バリエーションの通風詰まり劣化のない状態における同じ目標風量のファン回転数で割った値を各段の通風劣化標準割合のデータとして記憶する割合データ記憶部と、各排気バリエーション毎の通風詰まり劣化のない同じ目標風量に対するファン回転数の基礎データを記憶する基礎データ記憶部と、データの格納部に格納されている排気バリエーションのデータに対応するファン回転数の基礎データを基礎データ記憶部から読み出し前記割合データ記憶部から読み出した各段の通風劣化標準割合に前記基礎データを掛け算して対応する各段の閾値を求める閾値演算部とを有する請求項１又は請求項２記載の燃焼機器。
【請求項４】
バリエーションデータ格納部に排気バリエーションデータを外部入力によって格納する外部データ入力部を有する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の燃焼機器。
【請求項５】
予め定められた設定駆動入力により得られる燃焼ファンのファン回転数範囲が排気バリエーション毎に区分されて記憶されている回転数範囲記憶部と、バーナの燃焼停止状態で燃焼ファンを前記設定駆動入力により起動させファン回転数検出センサで検出されるファン検出回転数を前記回転数範囲記憶部のデータと参照しファン検出回転数が含まれるファン回転数範囲区分の排気バリエーションのデータをバリエーションデータ格納部に格納するバリエーションデータ自己設定部とを有する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の燃焼機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器や給湯・風呂複合機等の燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７には燃焼機器として一般的な給湯器のシステム構成が示されている。同図において、燃焼室１の下方側にはバーナ２が設置され、そのバーナ２の下方側には給排気を行う燃焼ファン３が設けられている。そして、この燃焼ファン３にはファン回転を検出するホールＩＣ等のファン回転検出センサ２８が設けられている。燃焼室１の上方側には給湯熱交換器４が設けられ、この給湯熱交換器４の入口側には給水管５が接続されており、この給水管５には入水温度を検出するサーミスタ等の入水温度センサ６と、入水流量を検出する水量センサ７とが設けられている。
【０００３】
また、給湯熱交換器４の出側には給湯管８が接続されており、この給湯管８には給湯熱交換器４からの給湯温度を検出するサーミスタ等の出湯温度センサ１０と、出湯流量を制御する水量制御弁１１が設けられている。
【０００４】
前記バーナ２のガス供給通路１２には電磁弁１３と、ガス供給量を制御する比例弁１４が設けらている。この比例弁１４は印加される開弁駆動電流の大きさに比例した開弁量でもって弁を開く。バーナ２の下方側の空気室１９とバーナ２の上方側の燃焼室１間には連通管路２０が設けられており、この連通管路２０には燃焼ファン３の給排気の風量を検出する風量検出センサ１６が介設されている。この風量検出センサ１６は、差圧センサ、熱線式風速センサ、カルマン渦式風速センサ等によって構成されている。
【０００５】
制御装置１５には給湯器の給湯運転を制御するシーケンスプログラムが内蔵されており、このシーケンスプログラムに従って給湯運転を制御する制御回路が設けられている。この制御回路は、図１１に示すように、燃焼制御部１７と、ファン回転制御部１８とを有している。燃焼制御部１７は、入水温度センサ６の入水検出温度と、出湯温度センサ１０の給湯検出温度と、水量センサ７で検出される入水水量と、リモコン（図示せず）等で設定される給湯の設定温度等の情報によって、フィードフォワードとフィードバックの制御演算（通常はＰＩＤ演算）によって出湯温度を設定温度にするための要求燃焼熱量（要求燃焼能力）を求め、予め与えられている図９に示すようなガス供給量（比例弁への開弁駆動電流）と燃焼能力との制御データに基づき、要求燃焼熱量を得るための開弁駆動電流を比例弁１４へ供給し、バーナ２の燃焼量を制御する。
【０００６】
一方、ファン回転制御部１８は、前記燃焼制御部１７で求められる要求燃焼熱量に見合う燃焼空気をバーナ２に供給すべく燃焼ファン３の回転制御を行う。この燃焼ファン３の回転制御に際し、ファン回転制御部１８には、予め、図１０に示すような燃焼能力と燃焼空気の風量（風量検出センサ１６のセンサ出力目標値）のデータと、図８に示すような、センサ出力目標値（目標風量）と燃焼ファン３のファン回転数との関係を示すファン制御特性データとが与えられており、ファン回転制御部１８は、燃焼制御部１７で求められる要求燃焼熱量に応じた風量検出センサ１６のセンサ出力目標値を決定し、風量検出センサ１６のセンサ出力がこの決定したセンサ出目標値となるように燃焼ファン３の回転制御を行う。このファン回転制御に際し、ファン回転の暴走を防止するために、ファン制御特性データの上下両側にはリミッターが与えられ、この上下のリミッターの範囲内でファン回転数の制御が行われる。
【０００７】
この種の給湯器では給湯管８の先端側に設けられている給湯栓（図示せず）が開けられると、給水管５を通して水が入り込み、この給水の流れが水量センサ７で検出されたときに、制御装置１５は、燃焼ファン３を回転し、電磁弁１３と比例弁１４を開け、バーナ２の点着火を行ってバーナ２の燃焼を行う。通常、点着火時には、フィードフォワードの演算により燃料ガスがバーナ２に供給されるが、点着火後、燃焼が安定し、出湯温度が設定温度に近づいた以降は、フィードフォワードとフィードバックの制御演算によりガス供給量（燃焼熱量）が燃焼制御部１７により求められ、これに応じ、前記の如く、ファン回転制御部１８により、燃焼ファン回転による風量制御が行われて燃焼熱量と風量とがマッチングした良好な燃焼運転が行われる。
【０００８】
そして、給湯栓が閉められると、水量センサ７により、給水の水の流れの停止が検出され、制御装置１５は電磁弁１３を閉じてバーナ燃焼を停止し、その後、燃焼室１内の排気ガスが排出されるポストパージの期間にかけて、燃焼ファン３を引き続き回転し、このポストパージ期間が経過したときに燃焼ファン３を停止して次の給湯に備えるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、給湯器を長期に渡って使用するうちに、排気通路２９が詰まったり、給湯熱交換器４のフィン９等にごみや煤等の詰まりが生じ、この詰まりが徐々に進行すると、空気の通気抵抗が徐々に大きくなり、最終的には、バーナ燃焼に必要な空気が得られず器具の寿命となる。従来においては、この器具の寿命の判定をバーナの燃焼回数や燃焼時間等によって判断しており、このような手法では的確な器具の寿命判断を行うことが困難であり、給湯熱交換器４等の詰まりがかなり進行して燃焼状態が悪くなっているにも拘わらず、燃焼回数や燃焼時間が寿命判断の基準値に達していないために、寿命と判定されずに、そのまま給湯器の使用が引き続き行われる場合が生じ、この場合には、当然に排気ガス中のＣＯガスの発生量も大きくなり、危険な状態となる。これに対し、給湯器が十分良好な燃焼性能を維持しているにも拘わらず、燃焼回数や燃焼時間が寿命判断の基準値に達したために、寿命と判断され、給湯器の燃焼運転が強制的に不能な状態にされて、給湯器が廃棄処分にされることがあり、この場合は給湯器の有効活用が図れず、経済的にも不利である。
【００１０】
本発明は燃焼ファン３の回転によって風量制御を行うための風量検出センサ１６に着目し、この風量検出センサ１６の風量検出信号を用いて器具の通風詰まり劣化の判定を的確に行うことができる燃焼機器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、第１の発明は、バーナの給排気を行う燃焼ファンと、この燃焼ファンの風量を検出する風量検出センサと、燃焼ファンのファン回転数を検出するファン回転検出センサと、器具内の雰囲気温度を検出する器具内温度センサとを備えた燃焼機器において、器具内温度センサの温度検出信号を取り込み予め設定された燃焼ファンの基準試験回転数に対応する通風詰まり劣化のない状態における目標風量値を温度補正する風量値温度補正部と、器具の排気バリエーションのデータを格納するバリエーションデータ格納部と、前記基準試験回転数に対する１段階以上の通風詰まり劣化判断の閾値を前記排気バリエーションのデータに応じ予め与えられた手法に基づき設定する閾値設定部と、器具の燃焼停止状態で燃焼ファン風量が温度補正された目標風量値になるように燃焼ファンを回転し、そのときのファン回転数が各段の前記閾値を通風劣化方向に越えるごとに通風劣化検知信号を区別出力する通風詰まり劣化判断部とを有することを特徴として構成されている。
【００１２】
第２の発明は、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンと、この燃焼ファンの風量を検出する風量検出センサと、燃焼ファンのファン回転数を検出するファン回転検出センサと、器具内の雰囲気温度を検出する器具内温度センサとを備えた燃焼機器において、器具内温度センサの温度検出信号を取り込み予め設定された基準試験目標風量値に対応する通風詰まり劣化のない状態における基準ファン回転数を温度補正する回転数温度補正部と、器具の排気バリエーションのデータを格納するバリエーションデータ格納部と、前記温度補正された基準ファン回転数に対する１段階以上の通風詰まり劣化判断の閾値を前記排気バリエーションのデータに応じ予め与えられた手法に基づき設定する閾値設定部と、器具の燃焼停止状態で燃焼ファン風量が基準試験目標風量値になるように燃焼ファンを回転し、そのときのファン回転数が各段の前記閾値を通風劣化方向に越えるごとに通風劣化検知信号を区別出力する通風詰まり劣化判断部とを有することを特徴として構成されている。
【００１３】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明の構成を備えたものにおいて、閾値設定部は標準となる排気バリエーションの各段の閾値のファン回転数を同じく標準となる排気バリエーションの通風詰まり劣化のない状態における同じ目標風量のファン回転数で割った値を各段の通風劣化標準割合のデータとして記憶する割合データ記憶部と、各排気バリエーション毎の通風詰まり劣化のない同じ目標風量に対するファン回転数の基礎データを記憶する基礎データ記憶部と、データの格納部に格納されている排気バリエーションのデータに対応するファン回転数の基礎データを基礎データ記憶部から読み出し前記割合データ記憶部から読み出した各段の通風劣化標準割合に前記基礎データを掛け算して対応する各段の閾値を求める閾値演算部とを有することを特徴として構成されている。
【００１４】
第４の発明は、前記第１又は第２又は第３の発明の構成をもつものにおいて、バリエーションデータ格納部に排気バリエーションデータを外部入力によって格納する外部データ入力部を有することを特徴として構成されている。
【００１５】
第５の発明は、前記第１又は第２又は第３の発明の構成を備えたものにおいて、予め定められた設定駆動入力により得られる燃焼ファンのファン回転数範囲が排気バリエーション毎に区分されて記憶されている回転数範囲記憶部と、バーナの燃焼停止状態で燃焼ファンを前記設定駆動入力により起動させファン回転数検出センサで検出されるファン検出回転数を前記回転数範囲記憶部のデータと参照しファン検出回転数が含まれるファン回転数範囲区分の排気バリエーションのデータをバリエーションデータ格納部に格納するバリエーションデータ自己設定部とを有することを特徴として構成されている。
【００１６】
上記構成の本発明において、燃焼機器のバーナ燃焼停止状態で通風詰まり劣化の自己診断動作が次のように行われる。まず、器具内温度センサによって検出される器具内の検出温度を取り込み、風量値温度補正部は予め与えられている手法に基づき、燃焼ファンの基準試験回転数に対応する通風詰まり劣化のない状態における目標風量値（風量検出センサのセンサ出力目標値）を温度補正する。
【００１７】
また、回転数温度補正部を備えた発明では、器具内の検出温度を取り込み、基準試験目標風量値に対応する通風詰まり劣化のない状態における基準ファン回転数の値を温度補正する。
【００１８】
次に、通風詰まり劣化判断部は、風量検出センサの出力値が温度補正されたセンサ出力目標値（目標風量値）となるように（又は風量検出センサの出力値が基準試験目標風量値となるように）燃焼ファンを回転する。そして、燃焼ファンのファン回転数をファン回転検出センサで取り込む。
【００１９】
一方、バリエーションデータ格納部には、燃焼機器の排気バリエーションのデータが外部入力あるいは自己設定入力によって格納されており、閾値設定部は、バリエーションデータ格納部に格納されているバリエーションデータに対応する前記基準試験回転数（又は基準ファン回転数）に対する敷居値を設定する。
【００２０】
通風詰まり劣化判断部は前記ファン回転検出センサで検出されるファン回転数と閾値設定部で設定された敷居値とを比較し、ファン回転数が敷居値を通風劣化方向に越えたときに、その敷居値に対応する通風劣化検知信号を出力する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。本実施形態例の燃焼機器は前記図７に示す給湯器を対象にしており、前述した図７に示す給湯器と同一の名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、制御装置１５内に器具の通風詰まり劣化の進行情況を自己診断する構成を組み込んだことであり、また、その自己診断に必要なサーミスタ等の器具内の雰囲気温度を検出する器具内温度センサ２１を図７の破線で示すように器具内の例えば、バーナのノズルヘッダー等に設けており、それ以外の構成は従来例と同様である。
【００２２】
図１は本実施形態例の特徴的な通風詰まり劣化の自己診断構成を示すもので、風量値温度補正部２２と、バリエーションデータ格納部２３と、外部データ入力部２４と、閾値設定部２５と、通風詰まり劣化判断部２６とを有して構成されている。風量値温度補正部２２は、燃焼ファン３の基準試験回転数に対応する燃焼ファン３の目標風量、すなわち、風量検出センサ１６のセンサ出力目標値を、器具内温度センサ２１で検出される器具内の雰囲気温度に応じて次のように補正する。
【００２３】
図２は、風量検出センサ１６のセンサ出力目標値（目標風量値）を一定の値（この図では風量検出センサ１６のセンサ出力値が２．３８３  Ｖの一定の値）となるように燃焼ファン３を回転させたときの燃焼ファンの温度依存特性を各通風詰まり劣化情況の状態で示したものである。この図から分かるように、一定の風量を出力するためには、燃焼ファンのファン回転数は温度が上昇するに連れ、ファン回転数が増加する。また、同じ温度のもとでは、通風詰まり劣化（排気側の閉塞割合）が大きくなるに連れ、同じ風量を出すためにはファン回転数を大きくしなければならないことが読み取れる。
【００２４】
このように、燃焼ファン３は温度依存性を持つために、風量一定（センサ出力目標値一定）の条件を与えると、温度によってファン回転数が変化してしまい、また、ファン回転数一定の条件を与えると、温度変化によって、ファン風量（風量検出センサのセンサ出力値）が変化してしまうという現象が生じる。
【００２５】
本実施形態例はこのような燃焼ファン３の温度依存性による影響を除去し、正確に器具の通風詰まり劣化判断を行うことができるように、風量値温度補正部２２により、燃焼ファン３の基準試験回転数を一定に設定し、その基準試験回転数に対応する通風詰まり劣化のない状態におけるセンサ出力目標値を次のように温度補正して求めている。
【００２６】
図２において、排気通路側の各閉塞情況下におけるファン回転数の温度特性はほぼ平行な右上がり（温度が高くなるに連れファン回転数が増加する方向）の直線によって表されており、例えば、ほぼ２２℃の温度を基準としたとき、例えば、通風詰まり劣化のない状態の特性直線Ａに着目し、ファン回転数を温度の高低に拘らず一定の２１００ｒｐｍ  の基準試験回転数にするためには、温度が２２℃よりも高い側では実線で示すファン特性曲線Ａのファン回転数を減少させる方向となり、２２℃の温度よりも低い側では、ファン回転数を上昇（増加）する方向となるため、２２℃よりも高い温度側ではファン回転数が減少する分だけファン風量、つまり、風量検出センサ１６のセンサ出力値が減少し、２２℃の温度よりも低い側ではファン回転数が上昇する分だけ風量検出のセンサ出力値が大きくなる。つまり、温度の高低の如何に拘らず基準試験回転数を一定にして燃焼ファン３を回転させたときには、通風詰まり劣化のない状態でのセンサ出力目標値は温度によって変化する。
【００２７】
本発明者の実験によれば、０℃を原点としたときのセンサ出力目標値Ｖは次の（１）式によって得られることを確認した。
【００２８】
Ｖ＝Ｖ０  −０．００６３５  Ｔ・・・・・（１）
【００２９】
この（１）式でＶ０  は、基準試験回転数のもとで燃焼ファン３を回転したときに、温度０℃において得られる風量検出センサ１６のセンサ出力値であり、Ｔは器具内温度センサ２１で検出される器具内の雰囲気温度（℃）である。上記基準試験ファン回転数が２１００ｒｐｍ  のときにはＶ０  は２．５１０  となり、（１）式は次の（１′）式によって与えられる。
【００３０】
Ｖ＝２．５１０  −０．０６３５Ｔ・・・・・（１′）
【００３１】
本実施形態例では、前記風量値温度補正部２２は予め与えられている（１′）式をもち、器具内温度センサ２１から加えられる器具内検出温度Ｔのデータに基づき、その器具内検出温度における風量検出センサ１６のセンサ出力目標値Ｖが（１′）式を用いて演算補正されて求められる。このように、温度補正されたセンサ出力目標値Ｖが得られるファン回転数は図２の破線で示すように、各通風詰まり劣化の状態（各閉塞割合）に応じて温度の高低の如何に拘らず一定のファン回転数となる。
【００３２】
バリエーションデータ格納部２３はバッテリでバックアップされたＲＡＭあるいは電気信号によって書き込みと消去が自在の不揮発性メモリからなるＥＥＰＲＯＭによって構成され、給湯器が設置施工される情況によって定まるバリエーションデータが外部データ入力部２４から入力されて格納されている。
【００３３】
図３は集合住宅に設置施工された給湯器の各種排気バリエーションの一例を示すものである。同図において、給湯器３０のＡの設置施工形態は、パイプシャフト（ガス管や水道管が配管されていてガスメータや水道のメータが収納されている扉内の室空間）の前面壁に給湯器３０を設置し、給湯器の排気ガスを前面矢印方向に排出する排気形態を示している。また、給湯器３０のＢの設置施工形態は給湯器３０をパイプシャフトの室内に設置し、給湯器の排気口に煙突３１を接続して、煙突３１の先端をパイプシャフトの前面壁から僅かに突き出して、給湯器３０の排気ガスを矢印に示すように前方向に排出する排気形態を示している。
【００３４】
また、給湯器３０のＣの設置形態は、壁面に給湯器３０を設置し、給湯器３０の排気ガスを給湯器３０の側面側に設けた排気口から排気ガスを矢印の横方向に排出するアルコーブ設置排気形態を示している。さらに、給湯器３０のＤの設置形態は、パイプシャフトの前面壁に設けた給湯器３０の排気口に煙突３１を接続し、この煙突の先端を建物の外壁を貫通して建物の外に突き出し、長い煙突を用いた排気形態を示している。このように、給湯器の設置場所、給湯器の排気口の形成位置、排気ガスの吹き出し方向、排気口に接続した煙突の長さ等に応じて様々な排気バリエーションがあり、排気バリエーションの違いによって排気抵抗（排気負荷）が異なる。
【００３５】
本実施形態例では外部データ入力部２４は制御装置１５の制御基板等にディップ（ＤＩＰ）スイッチを設け、このディップスイッチのスイッチ操作により、給湯器の出荷時あるいは給湯器の設置施工の現場で排気バリエーションのデータを入力し、バリエーションデータ格納部２３に記憶させている。
【００３６】
閾値設定部２５は、割合データ記憶部３２と、基礎データ記憶部３３と、閾値演算部３４とを有しており、割合データ記憶部３２には標準の排気バリエーションをもつ給湯器の通風劣化標準割合のデータが格納されている。この通風劣化標準割合のデータとは、標準の排気バリエーションをもつ給湯器の各段の通風詰まり劣化の閾値となるファン回転数を、同じく標準排気の通風詰まり劣化のない状態における同じ器具内温度のときの同じセンサ出力目標値の風量を得る（両者の温度が異なる場合は温度補正された風量を得る）ファン回転数で割った値として定義されている。この実施形態例では、煙突がなく、排気ガスを器具自身から直接前方向に排出する図３のＡに示す排気形態のものを標準排気バリエーションの形態としている。
【００３７】
例えば、通風詰まり劣化が進行してインプットダウン（燃料ガスの供給量ダウン）の基準となる第１段の閾値の通風詰まり劣化のファン回転数ＮＬ１を２５００ｒｐｍ  、同じ標準排気（標準排気バリエーション）の通風詰まり劣化のない状態における同じ温度で同じ風量を出力する基準試験回転数ＮＳＴを２１００ｒｐｍ  とすると、第１段の通風劣化標準割合Ｓ１  は、Ｓ１  ＝ＮＬ１／ＮＳＴ＝２５００／２１００＝１．１９となり、第１段の通風劣化標準割合のデータとして１．１９の値が記憶される。同様に、通風詰まり劣化が甚だしく進行し、燃焼運転を継続すると、ＣＯガスの多量発生により危険な状態となり、燃焼運転を停止させなければならない第２段の閾値の通風詰まり劣化判断のファン回転数ＮＬ２（前記通風詰まり劣化のない基準試験回転数ＮＳＴの場合と同じ器具内温度で同じ風量を出力するためのファン回転数）として２６００ｒｐｍ  の値が与えられたときには、第２段の通風劣化標準割合Ｓ２  は、Ｓ２  ＝ＮＬ２／ＮＳＴ＝２６００／２１００＝１．２３８  の演算により求まる１．２３８  の値が第２段の通風劣化標準割合のデータとして割合データ記憶部３２に記憶される。
【００３８】
基礎データ記憶部３３には各種の排気バリエーション毎の通風詰まり劣化のない同じ目標風量（センサ出力目標値）、つまり、標準排気バリエーションの給湯器の前記基準試験回転数ＮＳＴによって得られる風量（風量検出センサ１６のセンサ出力値）と同じ器具内温度のもとで得られる同じ風量に対するファン回転数の値が予め実験等により求められ基礎データとして記憶される。例えば、図３のＣの排気バリエーションの基礎データとして２３００ｒｐｍ  の値が記憶されており、他の排気バリエーションに対しても通風詰まり劣化のない状態における同じ目標風量を同じ器具内温度の条件のもとで得るファン回転数が基礎データとして排気バリエーションのデータに１対１に対応させて記憶されている。
【００３９】
閾値演算部３４は、バリエーションデータ格納部２３から読み出される器具の排気バリエーションデータに対応するファン回転数の基礎データを基礎データ記憶部３３から読み出し、同時に、割合データ記憶部３２に記憶されている各段の通風劣化標準割合を読み出し、各段の通風劣化標準割合に基礎データを掛け算して各段の閾値を演算により求め、記憶する。例えば、前記の場合、燃料ガスのインプットダウンの判断基準となる第１段の閾値Ｘ１  は、基礎データをＮＶ  として、Ｘ１  ＝Ｓ１  ・ＮＶ  の演算により求められ、同様に、燃焼停止の判断基準となる第２段の閾値Ｘ２  は、Ｘ２  ＝Ｓ２  ・ＮＶ  の演算により求められて設定される。
【００４０】
通風詰まり劣化判断部２６は、燃焼ファン３を回転し、風量検出センサ１６で検出される風量検出値と、ファン回転検出センサ２８で検出されるファン回転数とを取り込み、風量検出センサ１６の風量検出値が前記風量値温度補正部２２で温度補正されたセンサ出力目標値（目標風量）となるように燃焼ファン３の回転を制御し、風量検出センサ１６の風量検出値が温度補正された目標風量値に一致したときの燃焼ファン３のファン回転数が、前記閾値設定部２５で設定された各段の閾値を通風劣化方向に越えているか否かを検出する。そして、検出ファン回転数ＮＤＥＴ  が第１段の閾値Ｘ１  を越えているときには、インプットダウンの通風詰まり劣化情況と判断し、その通風劣化検知信号を出力する。また、検出ファン回転数が第２段の閾値Ｘ２  を越えているときには、燃焼停止の通風詰まり劣化情況と判断し、その通風劣化検知信号を出力する。
【００４１】
これをさらに具体的に説明すれば、例えば、図２において、ファンの基準試験回転数ＮＳＴを２１００ｒｐｍ  とし、第１段の閾値Ｘ１  として２５００ｒｐｍ  が与えられ、第２段の閾値Ｘ２  として２６００ｒｐｍ  が与えられているとき、器具内温度Ｔにより（１′）式で求められる目標風量となるように、燃焼ファン３をバーナの非燃焼状態で回転させたとき、ファン回転検出値ＮＤＥＴ  がＸ１  を越えたときにはインプットダウンの通風詰まり劣化が、Ｘ２  を越えたときには燃焼停止の通風詰まり劣化がそれぞれ判断され、その劣化情況に応じた通風劣化検知信号が出力されるのである。
【００４２】
通風詰まり劣化判断部２６から出力される通風劣化検知信号を受けて燃焼制御部１７はその通風劣化検知信号に応じた動作を行う。即ち、通風詰まり劣化判断部２６からインプットダウンの通風劣化検知信号が出力されたときには、次の燃焼運転時には比例弁１４の開弁量を減少してガス供給量を所定量絞り、燃焼運転を行う。通風詰まり劣化判断部２６から燃焼停止の通風劣化検知信号が出力されたときには燃焼制御部１７は燃焼運転が要請されてもそれを受け付けずバーナ燃焼を停止状態にロックし、ＣＯガスの多量発生に対する安全動作を行う。なお、必要に応じ、通風詰まり劣化判断部２６から出力される通風劣化検知信号の内容は図示されていない表示部等に表示し、器具の使用者にその通風劣化情況を報知する。
【００４３】
次に、本実施形態例における通風詰まり劣化の自己診断動作を図５のフローチャートに基づき説明する。このフローチャートは、風量値温度補正部２２により目標風量値の温度補正がされ、閾値設定部２５により閾値設定がされた以降の通風詰まり劣化判断部２６の具体的な自己診断動作を示すもので、まず、ステップ１０１  で給湯器の燃焼停止後４時間が経過したか否かが判断される。燃焼停止後４時間経過しているときには、給湯器内の各部の温度の場所的なばらつきが殆どない安定した均一温度になっているものと判断し、燃焼停止後４時間が経過しているときには、次のステップ１０２  で燃焼ファンを回転駆動し、ファン風量が器具内温度によって補正された目標風量（センサ出力目標値）に一致するように燃焼ファン３の回転を制御する。そして、所定時間（例えば１０秒間）経過してファン回転数が安定したときに、ファン回転検出センサ２８により燃焼ファン３のファン回転数を診断データとして取り込み、同時に、診断回数をカウンタに計数する。
【００４４】
ステップ１０４  では診断データ（ファン回転数の検出値）が１７００ｒｐｍ  〜２７００ｒｐｍ  の範囲に入っているか否かを判断する。この１７００ｒｐｍ  〜２７００ｒｐｍ  の回転数範囲はファン回転数の制御範囲のリミッタを意味しており、回転数が１７００ｒｐｍ  よりも小さい範囲は空気不足による異常燃焼領域となり、ファン回転数が２７００ｒｐｍ  を越える領域は空気過剰による異常燃焼範囲と判断し、検出したファン回転数が１７００ｒｐｍ  〜２７００ｒｐｍ  の範囲を外れているときにはステップ１０５  で異常回数をカウントアップする。そして、燃焼停止毎に行う診断において、異常回数が５回連続して計数されたときには、次回の給湯燃焼運転使用時に、リモコン等に燃焼異常のエラー表示が行われる。
【００４５】
前記ステップ１０４  で診断データが１７００ｒｐｍ  〜２７００ｒｐｍ  の範囲に入っているときには、燃焼停止毎に行う診断回数が所定の設定回数、この例では３２回に達したか否かを判断する。診断回数が３２回に達したときには、ステップ１０８  で診断データ処理を行う。つまり、診断データを３２回分足し算してその平均値を診断基準データとして算出する。ステップ１０９  では診断基準データが既に求められてメモリに記憶されているか否かを判断する。給湯器が設置施工された後最初に診断基準データが求められる場合には、それまでに初期値データがメモリに格納されていないので、求めた診断基準データを初期値データとしてメモリに格納する（ステップ１１３  ）。初期値が既に格納されている場合には、アラーム中であるか否かを判断する。アラーム中というのは、以前の自己診断結果により、通風詰まり劣化状態と判断されて、そのアラームデータが、例えば、フラグを立てる等して与えられていることを意味する。
【００４６】
アラーム中の場合にはステップ１１１  で前記ステップ１０８  で求められた診断基準データが燃焼停止の基準となる第２段の閾値である２６００ｒｐｍ  （基準試験回転数に対して５００  ｒｐｍ  アップの回転数）を越えているか否かを判断する。第２段の閾値を越えているときには、ステップ１１２  で次の給湯燃焼の開始を行うリモコンオン時に、リモコンの表示部等に燃焼停止を告げるエラー信号を表示する。
【００４７】
前記ステップ１１０  でアラーム中でないと判断されたときには、ステップ１１４  で診断基準データが第１段の閾値である２５００ｒｐｍ  （基準試験回転数に対して４００  ｒｐｍ  アップの回転数）を越えているか否かを判断する。この第１段の閾値を越えていないときにはメモリに記憶されているアラーム回数をクリアする（０にする）。ステップ１１４  で診断基準データが２５００ｒｐｍ  を越えていると判断されたときには、カウンタにアラーム回数の１をカウントアップする。そして、ステップ１１７  でアラーム回数が設定回数の例えば３回以上になったか否かを判断し、３回以上に達したときにはインプットダウンの通風劣化検知信号を出力し、次の給湯燃焼時のリモコンオン時にリモコン等の表示部にインプットダウンの表示を行う。なお、図５のフローチャートー中、ＲＴは次の給湯燃焼の待機状態を示している。
【００４８】
本実施形態例によれば、基準試験回転数に対応する目標風量値が温度によって補正されるので、その器具内温度に応じて補正された目標風量値となるように燃焼ファンを回転して通風詰まり劣化の判断を行うので、温度変化の如何に拘らず、器具の通風詰まり劣化のない情況においては必ず目標風量となるように燃焼ファンを回転することにより燃焼ファンの回転数は基準試験回転数ＮＳＴに一致することとなり、この基準試験回転数ＮＳＴに対して各段の閾値が与えられるので温度変化の影響を受けることなく正確に通風詰まり劣化の判断を行うことが可能となる。
【００４９】
また、基準試験回転数に与えられる各段の閾値は給湯器の設置施工形態によって定まる排気バリエーションに応じて設定されるので、排気バリエーションの違いによって誤判断が生じるということがなく、各排気バリエーションに対応させて器具の通風詰まり劣化の判断を高精度のもとで正確に判断することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、排気バリエーションのデータを外部データ入力部２４からバリエーションデータ格納部２３に格納したが、器具自身が排気バリエーションを自己判断し、その自己判断によって得たバリエーションデータをバリエーションデータ格納部２３に格納するようにしてもよい。この場合は、例えば、図１の破線で示すように、回転数範囲記憶部３５と、バリエーションデータ自己設定部３６を設けることにより実現可能となる。この場合、回転数範囲記憶部３５には、燃焼ファン３を予め定めた一定の電圧で回転駆動したときに、各排気バリエーションの排気抵抗（排気負荷）によって定まる回転数範囲を各バリエーションデータに対応させて与えておく。例えば、図３に示すＡの排気バリエーション形態に対してはＮ１  〜Ｎ２  の回転数範囲が、図３のＢに示す排気バリエーションに対してはＮ３  〜Ｎ４  の回転数範囲が与えられるという如く、各排気バリエーションに応じて回転数範囲を予め実験等により求めて格納しておく。
【００５１】
バリエーションデータ自己設定部３６は、通風詰まり劣化判断部２６による通風詰まり劣化の判断を行う前に、燃焼ファン３を前記設定の電圧によって回転させ、そのとき、ファン回転検出センサ２８で検出されるファン回転数を取り込んでその検出ファン回転数が前記回転数範囲記憶部３５に記憶されているどの回転数範囲に入るかを検出し、その検出された回転数範囲に対応するバリエーションデータを、自分自身の器具の排気バリエーションデータと決定してバリエーションデータ格納部２３に格納する。このように構成することで器具が自分自身でバリエーションデータを設定できる。
【００５２】
また、上記実施形態例では、図５のフローチャートに示すように、通風詰まり劣化判断を行う場合、ステップ１０７  に示すように診断回数が所定の回数に達する毎にその平均値を求めて診断基準データとしたが、各診断時に検出される診断データ（ファン回転数検出データ）をそのまま診断基準データとして用い、診断を行う毎に検出ファン回転数が各段の閾値を越えたか否かを判断して通風詰まり劣化の診断を行うようにしてもよい。
【００５３】
さらに、本実施形態例では基準試験回転数に対して第１段の閾値と第２段の閾値を設定したが、インプットダウンと燃焼停止の何れか一方のみの閾値を設定したものでもよく、あるいはそれ以外の複数の閾値を設定してもよく、閾値は診断したい通風詰まり劣化の情況に応じて設ければよい。
【００５４】
さらに上記実施形態例では、閾値設定部２５の割合データ記憶部３２には予め演算により求めておいた値Ｓ１  ，Ｓ２  を記憶したが、例えば、メモリ等に予め標準排気バリエーションの通風詰まり劣化のない状態における基準試験回転数ＮＳＴの値と、同じく標準排気バリエーションの各段の通風詰まり劣化情況の同じ温度での同じ目標風量値に対応するファン回転数ＮＬ１，ＮＬ２を記憶しておき、器具自身でＳ１  ＝ＮＳＴ／ＮＬ１、Ｓ２  ＝ＮＳＴ／ＮＬ２の演算を行い、この演算によって求めた格段の通風劣化標準割合のデータを割合データ記憶部３２に自分自身で格納するようにしてもよい。
【００５５】
さらに上記実施形態例では基準試験回転数ＮＳＴを２１００ｒｐｍ  としたが、これを他の回転数で設定してもよい。この場合、図４に示す如く、ファン回転数が異なるとファン風量が異なるため、目標風量値の温度補正演算式の（１）式中のＶ０  の値が異なることとなる。したがって、基準試験回転数ＮＳＴに対応するＶ０  の値を予め実験等により求めておき、設定した基準試験回転数に応じたＶ０  の値を用いた温度補正演算式を用いてそれぞれの基準試験回転数ＮＳＴに対する目標風量値の温度補正を行うこととなる。
【００５６】
さらに上記実施形態例では温度補正により求められた目標風量値となるように燃焼ファン３を回転させて通風詰まり劣化の診断を行ったが、それとは異なり、目標風量値を温度の如何に拘わらず一定に固定し、この固定の目標風量値が得られるように燃焼ファン３を回転させて通風詰まり劣化の診断を行うようにしてもよい。この場合は、固定の目標風量値を得るファン回転数は温度によって変化するため、図１の想像線で示すように、風量値温度補正部２２の代わりに回転数温度補正部２２′を設けることとなる。
【００５７】
図６は固定の目標風量値を風量検出センサ１６のセンサ出力値として２．２２５  Ｖに固定したとき、その固定の目標風量値の風量を出力するためのファン回転数の温度特性データを示したものである。この図で、直線Ａのデータは通風詰まり劣化のないデータを示しており、この直線Ａの如く、固定の目標風量値に対応する通風詰まり劣化のない状態におけるグラフデータ又は関数データ（演算データ）が回転数温度補正データとして回転数温度補正部２２′に与えられる。
【００５８】
回転数温度補正部２２′は器具内温度センサ２１によって得られる器具内検出温度を取り込み、前記与えられた回転数温度補正データを用いて通風詰まり劣化のない状態における固定の目標風量値、すなわち、基準試験目標風量値に対する温度補正されたファン回転数を基準ファン回転数として求め、その求めた値を通風詰まり劣化判断部２６に加える。
【００５９】
例えば、図６の直線Ａのデータが回転数温度補正データとして与えられている場合、器具内温度が２０℃のときには直線Ａと２０℃の縦線の交点Ｑのファン回転数１８２５ｒｐｍ  の値が基準ファン回転数として求められ通風詰まり劣化判断部２６に加えられるである。
【００６０】
そして、通風詰まり劣化判断部２６では、基準ファン回転数に対して閾値設定部２５で求められる各段の閾値を設定し、燃焼ファン３の風量が基準試験目標風量となるように回転する。そして、ファン回転数検出センサ２８で検出されるファン回転検出値を取り込み、このファン回転検出値が各段の閾値を越えているか否かを判断し、越えているときには、その越えた閾値の段に対応する通風劣化検知信号を出力する。
【００６１】
例えば、図６において、インプットダウンの第１段の閾値Ｘ１  として閉塞５０％のＢの直線データが与えられ、燃焼停止の第２段の閾値Ｘ２  として閉塞６０％のＣの直線データが与えられたとき、器具内温度が２０℃であればファン回転検出値ＮＤＥＴ  がＲ点の１９８０ｒｐｍ  を越えたときにインプットダウンの通風劣化検知信号が出力され、Ｓ点の２１００ｒｐｍ  を越えたときに寿命を意味する燃焼停止ロックの通風劣化検知信号が出力されることになる。このように、固定の基準試験目標風量を得るように燃焼ファンを回転する診断方式によっても、各段の通風詰まり劣化情況を正確に検出することが可能となる。
【００６２】
さらに、上記実施形態例では燃焼機器として単能給湯器（給湯機能のみの給湯器）を例にして説明したが、本発明は給湯と追い焚き、あるいは、給湯と温水暖房等の両機能を備えた複合給湯器や、その他、風呂釜、暖房機、冷房機、冷暖房機、空調機等の様々なバーナを有する燃焼機器に適用されるものである。なお、複合給湯器の場合で、１個の燃焼ファンにより複合の各バーナの給排気を行う形式のものにあっては、通常、風量検出センサ１６は給湯側のバーナに供給される風量を検出するものとして設置されるのが一般的であり、給湯側のバーナの燃焼風量を制御する場合、同じファン回転数であっても、給湯バーナ単独の燃焼時と、給湯と風呂の同時燃焼の場合とでは、排気抵抗が異なることとなるので、このような場合には、給湯側のバーナ単独燃焼の場合と、給湯・風呂バーナの同時燃焼の場合とで、通風詰まり劣化を判断する各段の閾値を別々に設けることが望ましい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、基準試験回転数に対する目標風量値（センサ出力目標値）を温度補正するように構成したり、あるいは、基準目標風量値に対する基準ファン回転数を温度補正するように構成したものであるから、温度の如何に拘らず、燃焼ファンの基準試験回転数（又は基準目標風量値）に対する通風詰まり劣化のない状態における目標風量値（又は基準ファン回転数）を正しく設定することが可能となり、これにより、燃焼ファンの回転数が温度によって変化するという温度依存性を持っていても、その温度変化によって変化するファン回転数の影響を受けることなく、基準試験回転数（又は基準目標風量値）に対する目標風量値（又は基準ファン回転数）を正確に設定することが可能となる。
【００６４】
さらに、本発明は、燃焼機器の設置によって定まる排気バリエーションに対応させて通風詰まり劣化の判断基準となる基準試験回転数（又は基準ファン回転数）に対する閾値を設定しているので、排気バリエーションの違いによる通風詰まり劣化の誤判断が生じるということがなく、各排気バリエーションに応じた正確な通風詰まり劣化の自己診断を高精度のもとで行なうことができ、通風詰まり劣化の自己診断の信頼性を十分に高めることが可能となる。
【００６５】
さらに、排気バリエーションのデータを自己設定する構成としたものにおいては、排気バリエーションのデータを人手によって入力する手間隙が省け、排気バリエーションの入力ミスも生じることがなく、正確な排気バリエーションデータを設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す要部構成のブロック図である。
【図２】燃焼ファンの回転数の温度依存特性を器具の各通風詰まり劣化情況のもとで示すグラフである。
【図３】給湯器の各種設置形態によって定まる各種排気バリエーションの形態例を示す説明図である。
【図４】器具の各種通風詰まり劣化（排気閉塞）情況におけるファン風量とファン回転数との関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態例における通風詰まり劣化の自己診断動作例を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態例の通風詰まり劣化の診断方式を説明するグラフである。
【図７】燃焼機器として一般的な給湯器の構成説明図である。
【図８】風量検出センサのセンサ出力目標値とファン回転数との関係を示すファン制御特性データのグラフである。
【図９】給湯器におけるガス供給量（比例弁の開弁駆動電流）と燃焼能力との関係を示す制御データのグラフである。
【図１０】風量検出センサのセンサ出力目標値と燃焼能力との関係を示すグラフである。
【図１１】従来の一般的な給湯器の制御装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
３  燃焼ファン
１５    制御装置
１６  風量検出センサ
２１  器具内温度センサ
２２  風量値温度補正部
２２′  回転数温度補正部
２３  バリエーションデータ格納部
２４  外部データ入力部
２５  閾値設定部
２６  通風詰まり劣化判断部
２８  ファン回転検出センサ
【図１】
0003611399.tif 000002
【図２】
0003611399.tif 000003
【図３】
0003611399.tif 000004
【図４】
0003611399.tif 000005
【図５】
0003611399.tif 000006
【図６】
0003611399.tif 000007
【図７】
0003611399.tif 000008
【図８】
0003611399.tif 000009
【図９】
0003611399.tif 000010
【図１０】
0003611399.tif 000011
【図１１】
0003611399.tif 000012