(57)【要約】【課題】ガス給湯機において、ガスガバナ弁開度を供給電流量で制御することによる燃焼制御ばらつきを解消しするとともに、経年時の装置内閉塞状態判定の精度を向上させることを目的とする。【解決手段】非接触式流量測定手段８として超音波流速計を利用した実燃料ガス供給量測定システムを備え、制御手段７内は非接触式流量測定手段によって計測された実燃料ガス供給量に基づく燃焼制御を行うとももに、制御手段７に弁ガスガバナ開度―実燃料ガス供給量学習機能を備えることで、高精度の燃焼制御を実現でき、また高精度に諸動作制御および装置内閉塞状態の判定を行うことができる。【選択図】図１
2006071160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を供給する燃焼用ファンと、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、前記燃料ガス供給装置に備えられ燃料ガス供給量を調整するガスガバナー弁と、前記燃料ガス供給装置で供給された燃料ガスを前記燃焼用ファンで供給された空気で燃焼させる燃焼バーナーと、前記燃焼バーナーで発生する熱を回収する熱交換器と、前記熱交換器内で加熱される水が流れる通水路と、排気ガスを排出するための排気通路と、燃焼動作を制御する制御手段と、前記ガスガバナ弁を介して供給される燃料ガスの実流量を測定する非接触式流量測定手段とを備え、前記非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御されるガス給湯機。
【請求項２】
非接触式流量測定手段の測定部分は、ガスガバナ弁の上流側に配置する構成とした請求項１に記載のガス給湯機。
【請求項３】
非接触式流量測定手段の測定部分は、ガスガバナ弁の下流側に配置する構成とした請求項１に記載のガス給湯機。
【請求項４】
制御手段は、駆動するガスガバナ弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナ弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を有する構成とし、このガスガバナ弁開度−実燃料ガス供給量学習機能に基づいて動作制御される請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス給湯機。
【請求項５】
制御手段は、ガスガバナ弁開度−実燃料ガス供給量学習機能に基づき装置内閉塞状態を判定する機能を備えた請求項４に記載のガス給湯機。
【請求項６】
排気通路は、通過する排気ガス中の排気ガス成分濃度を検出する排気ガス成分濃度検出手段を有する構成とし、制御手段は装置内に供給される実燃料ガス量に対して排気ガス成分濃度検出手段の出力値が所定の値となるように燃焼用ファンを駆動して空気を供給する燃焼制御を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス給湯機。
【請求項７】
制御手段は、前記非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量−燃焼用ファン回転数学習機能を有する構成とし、その学習機能に基づき装置内閉塞状態を判定する機能を備えた請求項６に記載のガス給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に超音波流速計による流速計測から流量計測を行う非接触式流量測定手段を想定し、非接触式流量測定手段によって計測される燃料ガス供給装置によって供給される実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御および諸動作の制御を行うガス給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来の超音波流速計の構成について説明すると、従来、この種の超音波流速計としては流体の流れ方向と平行に送波器と受波器を向かい合わせて２組備え、一方は流れの上流から下流へ、他方は流れの下流から上流に向かって超音波を送り、受波器で検出する。また、流体の流れ方向と平行に送波器と受波器を配置することで流れの妨げとなる場合には、送波器と受波器を流路壁に配置し、上流側と下流側に一定の角度を持たせて配置することもある。これらの超音波流速計では計測時間差を測定して流速を求める方式であるが、音速の値すなわち温度の値に影響を受ける。
【０００３】
音速の影響を受けない超音波流速計としては、流れの上流側と下流側に配置された送・受信系において、上流側から下流側への伝播時間と下流側から上流側への伝播時間から流速を求める方式があり、シングアラウンド方式などと呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１１は、特許文献１に記載された従来の超音波流速計の計測原理を示すものである。図１１において、流路中の流体は右側から左側へ流速Ｕで流れているものとする。流路の上流側には上流側超音波振動子が、流路の下流側には下流側超音波振動子が、距離Ｌ、角度θで配置されている。上流側超音波振動子が送信側に下流側超音波振動子が受信側として振る舞い、上流側から下流側へ超音波が発射され、伝播距離Ｌの伝播時間をＴ１とする。上流側超音波振動子が受信側に下流側超音波振動子が送信側として振る舞い、下流側から上流側へ超音波が発射され、伝播距離Ｌの伝播時間をＴ２とする。音速をＣとすると、Ｔ１およびＴ２は下式で表される。
【０００５】
Ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｕｃｏｓθ）・・・（１）
Ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｕｃｏｓθ）・・・（２）
（１）式と（２）式よりＣを消去すると、流速Ｕは下式のように求まる。
【０００６】
Ｕ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（１／Ｔ１−１／Ｔ２）・・・（３）
（３）式には音速Ｃが含まれていないので本方式の超音波流速計では音速の影響を受けない。すなわち温度の影響も受けない。超音波流速計は圧力損失が全くなく、粘度の影響も少ないという点において非接触式流速計として優れている。なお（３）式で算出される流速Ｕに流路面積を乗じれば流体の流量を表現することができる。
【０００７】
次に、従来のガス給湯機の燃焼制御例について述べる。
【０００８】
図１２は、従来のガス給湯機の構成図を示すものである。
【０００９】
図１２において、従来のガス給湯機は、空気を供給する燃焼用ファン１と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置２と、前記燃焼用ファン１で供給された空気と前記燃料ガス供給装置で供給された燃料ガスとを燃焼させる燃焼バーナー３と、前記燃焼バーナー３で燃焼された燃焼熱を熱交換させるための熱交換器４と、前記熱交換器４内に水を流すための通水路５と、排気ガスが通過する排気通路６と、諸動作を制御する制御手段７と、前記通水路５中に設けられ前記熱交換器４に供給される水の温度を検出するための熱交換器入水サーミスタ１１と、前記通水路５中に設けられ前記熱交換器４で熱交換された後の水の温度を検出するための熱交換器出湯サーミスタ１２と、前記通水路５に供給される水の流量を検出するための入水流量検出手段１３とから構成されている。
【００１０】
以上のように構成された従来のガス給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００１１】
図１２において、使用者がリモートコントローラー等の外部入力手段の運転スイッチを「入」とし、カラン等を「開」として通水路５に通水されると装置の燃焼が開始する。通水路５への通水の検出は、たとえば入水流量検出手段１３で検出される入水流量が所定の値（たとえば２．５Ｌ／ｍｉｎ）以上であれば通水路５に通水していると判断することで行われる。ここで入水流量検出手段１３としてはたとえば、内部に羽根車式の流量カウント部分を有し、入水流量に応じた羽根車の回転数を入水流量出力パルスとして検出する構成が考えられる。通水路５を流れる水は、入水流量検出手段１３によって入水流量を、熱交換器入水サーミスタ１１によって入水温度を検出され、熱交換器４内で燃焼バーナー３の燃焼熱によって加熱される。熱交換器４で熱交換された後の出湯温度は熱交換器出湯サーミスタ１２で検出される。
【００１２】
図１２において、燃焼バーナー３は基本構成となるバーナーが複数個集合して形成される燃焼バーナーユニットとして構成される。各基本構成となるバーナーには、燃料ガス供給装置２の燃料ガス噴射ノズル２５から燃料ガスが、燃焼用ファン１から空気が供給され燃焼が行われる。燃焼バーナー３は要求燃焼量によって燃焼部分を変化させるため、数箇所にグループ分けされている。図１２では、燃焼バーナー３は左側から、３つ、３つ、５つの合計３箇所にグループ化された場合を示している。この燃焼バーナー３のグループ分けに対応させて図１２においては、燃料ガス供給装置２の燃料ガス供給流路は、２６、２７、２８の３箇所に分けられている。
【００１３】
燃料ガス供給流路２７には燃料ガス供給流路開閉弁２２が、燃料ガス供給流路２８には燃料ガス供給流路開閉弁２３が備えられている。ここで燃料ガス供給流路開閉弁２２、２３の構成としてはたとえば電磁弁の構成が考えられる。燃料ガス供給流路開閉弁２２、２３の開閉状態を組み合わせることで燃焼バーナー３への燃料ガス供給パターン、すなわち燃焼バーナー３の燃焼部分パターンを下記４種類実現することができる。
【００１４】
＜燃料ガス供給パターンその１＞
・燃料ガス供給流路開閉弁２２・・・「閉」
・燃料ガス供給流路開閉弁２３・・・「閉」
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・３
＜燃料ガス供給パターンその２＞
・燃料ガス供給流路開閉弁２２・・・「開」
・燃料ガス供給流路開閉弁２３・・・「閉」
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・６
＜燃料ガス供給パターンその３＞
・燃料ガス供給流路開閉弁２２・・・「閉」
・燃料ガス供給流路開閉弁２３・・・「開」
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・８
＜燃料ガス供給パターンその４＞
・燃料ガス供給流路開閉弁２２・・・「開」
・燃料ガス供給流路開閉弁２３・・・「開」
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・１１
なお、燃料ガス供給流路２６には燃料ガス供給流路開閉弁は設けられておらず、上記４種類のどの燃料ガス供給パターンにおいても、燃料ガスが燃焼バーナー３に供給される。すなわち燃焼バーナー３の燃料ガス供給流路２６に対応した燃焼部分は、上記４種類のどの燃料ガス供給パターンにおいても燃焼が行われる。
【００１５】
上述のような燃焼バーナー３および燃料ガス供給装置２の構成において、基本構成となるバーナーで燃焼させることができる燃焼量を１０００ｋｃａｌ／ｈから３０００ｋｃａｌ／ｈとすると、各燃料ガス供給パターンにおける燃焼可能な燃焼量はそれぞれ下記のようになる。
【００１６】
＜燃料ガス供給パターンその１＞
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・３
・燃焼量・・・（最小）３０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）９０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその２＞
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・６
・燃焼量・・・（最小）６０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）１８０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその３＞
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・８
・燃焼量・・・（最小）８０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）２４０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその４＞
・基本構成となるバーナーの燃焼部分個数・・・１１
・燃焼量・・・（最小）１１０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）３３０００ｋｃａｌ／ｈ
これら４種類の各燃料ガス供給パターンにおいて、制御手段７はガスガバナー弁２４の弁開度を調整することで燃料ガス供給量を変化させることができる。ここでガスガバナー弁２４としては、たとえば弁体内部にダイヤフラムを有して供給電流量によって弁開度を駆動させる構成が考えられる。制御手段７は、各燃料ガス供給パターンにおいてガスガバナー弁２４を駆動させ下記のような燃焼量制御を行うとする。
【００１７】
＜燃料ガス供給パターンその１＞
・燃焼量・・・（最小）３０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）８０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその２＞
・燃焼量・・・（最小）７０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）１３０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその３＞
・燃焼量・・・（最小）１２０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）１８０００ｋｃａｌ／ｈ
＜燃料ガス供給パターンその４＞
・燃焼量・・・（最小）１７０００ｋｃａｌ／ｈ〜（最大）３００００ｋｃａｌ／ｈ
制御手段７に、入水流量検出手段１３から取り込まれた入水量をｑＬ／ｍｉｎ、熱交換器入水サーミスタ１１から取り込まれた入水温度をＴｉ℃、使用者が入力した要求出湯温度である目標温度をＴｄ℃とし、熱効率を平均的に８０％とすると、装置の要求燃焼量Ｑｋｃａｌ／ｈは下式（４）で表される。
【００１８】
Ｑ＝６０ｑ（Ｔｄ−Ｔｉ）／０．８０・・・（４）
（４）式において、Ｔｄ＝４０℃、Ｔｉ＝２０℃として、ｑを変化させた場合、たとえばｑの値、要求燃焼量、燃料ガスの供給パターンは下記のようになる。
＜ｑ＝３Ｌ／ｍｉｎの場合＞
・要求燃焼量・・・４５００ｋｃａｌ／ｈ
・燃料ガスの供給パターン・・・その１
＜ｑ＝６Ｌ／ｍｉｎの場合＞
・要求燃焼量・・・９０００ｋｃａｌ／ｈ
・燃料ガスの供給パターン・・・その２
＜ｑ＝１０Ｌ／ｍｉｎの場合＞
・要求燃焼量・・・１５０００ｋｃａｌ／ｈ
・燃料ガスの供給パターン・・・その３
＜ｑ＝１６Ｌ／ｍｉｎの場合＞
・要求燃焼量・・・２４０００ｋｃａｌ／ｈ
・燃料ガスの供給パターン・・・その４
このように制御手段７は、熱交換器入水サーミスタ１１から取り込まれた入水温度Ｔｉ℃、入水量検出手段１３から取り込まれた入水流量信号ｑＬ／ｍｉｎ、使用者が入力した目標温度Ｔｄ℃から要求燃焼量演算を行って燃焼バーナー３の燃焼領域判定を行い、その燃焼領域に応じた燃料ガス供給パターンを実現するように燃料ガス供給流路開閉弁２２、２３の開閉制御を行う。
【００１９】
図１２において、制御手段７は熱交換器出湯サーミスタ１２から取り込まれた出湯温度が目標温度となるように、燃焼量増減判定を行う。すなわち熱交換器出湯サーミスタ１２から取り込まれた出湯温度が目標温度よりも低い場合は燃焼量増加判定を行い、出湯温度が目標温度よりも高い場合は燃焼量減少判定を行う。燃焼量増減判定の結果から、制御手段７は機器設計時に決めた燃焼用ファン回転数とガスガバナー弁開度の関係に従い燃焼量増減を行う。燃焼用ファン回転数とガスガバナー弁開度の関係は、上記４種類の各燃料ガス供給パターンに対して決めておく。図１３に示すのは、ある燃料ガス供給パターンにおける燃焼用ファン回転数とガスガバナー弁開度の関係の一例である。空気は燃焼用ファン１の回転数増減制御することで、燃料ガスはガスガバナー弁２４に供給する電流量を増減させることでガスガバナー弁開度増減制御される。燃焼用ファン１からは燃焼用ファン回転数が制御手段７に取り込まれて燃焼用ファン回転数検知され、燃焼用ファン回転数とガスガバナ弁開度の関係に従って燃焼用ファン回転数が増減される。入水温度や入水流量の変化、目標温度の変更によって要求燃焼量演算値が変化し燃焼領域が変化すれば、制御手段７は燃料ガス供給流路開閉弁２２、２３の開閉制御を行って燃焼領域の変更を行い、その燃焼領域における燃焼用ファン回転数とガスガバナー弁開度の関係に従って同様な燃焼量制御を行う。
【特許文献１】特開平８−１２２１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前記従来のガス給湯機の構成では、ガスガバナー弁２４の弁開度の駆動を供給電流量で制御しているため、制御手段７のガスガバナー弁２４駆動部分素子の部品ばらつきやガスガバナー弁２４の個体ばらつきによって燃料ガス供給量にばらつきが生じるという課題を有していた。
【００２１】
また経年時には装置内の燃焼用ファン１、燃焼バーナー３、熱交換器４のフィン部分、排気通路６がほこり等で閉塞されるため、同じ燃焼用ファン回転数で動作制御していても実際の空気量は減少する。この経年時の装置内閉塞による空気量低下を改善するため、前記従来のガス給湯機では装置内閉塞状態を検知すると所定の駆動燃焼用ファン回転数を増加させて空気量低下を解消する自己診断改善運転機能が備えられている。この自己診断改善運転機能によって、経年時の装置内閉塞による空気量低下を解消させることで、経年時の装置燃焼時のＣＯ濃度悪化を改善させることができる。ここでこの自己診断改善運転機能は、定期的にある所定の一定回転数で燃焼用ファン１を駆動させ、経年時の装置内閉塞による装置内通路抵抗の増加に伴う一定回転数で駆動させたときの燃焼用ファン１の駆動仕事量変化を検出する方式がたとえば適用されている。しかしながらこの従来の自己診断機能においては、機器設計時に、故意に燃焼用ファン１の空気吸入口や熱交換器４のフィン部分や排気通路６を閉塞させることにより経年時の装置内閉塞状態を推定して燃焼用ファン１の回転数増加量を決めているため、実際の経年時の装置内閉塞状態を実現することは困難であるという課題を有していた。またこの従来の自己診断改善運転機能においては、環境温度の影響や燃焼用ファン１の個体ばらつきにも大きな影響を受けるため、結果として装置内閉塞状態の検出精度が悪くなるといる課題も有していた。
【００２２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、装置内に燃料ガス供給装置２によって供給される実燃料ガス供給量を非接触式流量測定手段によって計測し、その実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御および諸動作制御を行うガス給湯機を提供することを目的とする。ここで非接触式流量測定手段としては前記超音波流速計による流速計測から流量計測を行うシステムを想定する。この非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量に基づく燃焼制御および諸動作制御を適用することで、ガスガバナー弁２４の個体ばらつきによる燃料ガス供給量に与える影響、経年時装置内閉塞状態の検出精度の悪さを解消でき、より高精度な燃焼制御と諸動作制御および経年時の良好な燃焼性能確保を実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記従来の課題を解決するために、本発明のガス給湯機は、ガスガバナー弁２４の上流側または下流側に非接触式流量測定手段の測定部分である超音波流速計を設け、制御手段７内に供給燃料ガス流量演算機能と、実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係に基づく燃焼制御機能を設けたものである。
【００２４】
これによって、燃料ガス供給装置２によって供給される実燃料ガス量に基づく燃焼制御が可能となり、制御手段７のガスガバナー弁２４駆動部分素子の部品ばらつきやガスガバナー弁２４の個体ばらつきによる影響および経年時装置内閉塞による空気量低下の影響を解消することができ、より高精度な燃焼制御と諸動作制御および経年時の良好な燃焼性確保を実現することができる。
【００２５】
また、本発明のガス給湯機は、排気通路６に通過する排気ガス中の排気ガス成分濃度を検出する排気ガス成分濃度検出手段を設け、非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量と排気ガス成分濃度検出手段からの排気ガス成分濃度検出手段からの排気ガス成分濃度信号とに基づく燃焼制御を行うようにしたものである。
【００２６】
これによって、非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量に基づく燃焼制御よりもより高精度な燃焼制御を行うことができる。
【００２７】
また、本発明のガス給湯機は、制御手段７内に実燃料ガス供給量に対する燃焼用ファン回転数を学習する機能を備えたものである。
【００２８】
これによって、装置内閉塞状態を検出することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のガス給湯機は、非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量に基づく燃焼制御および諸動作制御を行うことで、高精度な燃焼制御および諸動作の制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
第１の発明は、空気を供給する燃焼用ファンと、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、前記燃料ガス供給装置に備えられ燃料ガス供給量を調整するガスガバナ弁と、前記燃料ガス供給装置で供給された燃料ガスを前記燃焼用ファンで供給された空気で燃焼させる燃焼バーナーと、前記燃焼バーナーで発生する熱を回収する熱交換器と、前記熱交換器内で加熱される水が流れる通水路と、排気ガスを排出するための排気通路と、諸動作を制御する制御手段と、前記ガスガバナ弁によって供給される燃料ガスの実流量を測定する非接触式流量測定手段とを備え、前記非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量に従って燃焼制御されることを特徴とするもので、高精度な燃焼制御および諸動作の制御を行うことができる。
【００３１】
第２の発明は、非接触式流量測定手段の測定部分を燃料ガス供給装置内のガスガバナー弁の上流側に配置することで、ガスガバナー弁の上流部での実燃料ガス供給量を計測することができる。
【００３２】
第３の発明は、非接触式流量測定手段の測定部分を燃料ガス供給装置内のガスガバナー弁の下流側に配置することで、ガスガバナー弁の下流部での実燃料ガス供給量を計測することができる。
【００３３】
第４の発明は、制御手段は駆動するガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を有する構成とし、このガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能に従って動作制御されることを特徴とするもので、ガスガバナー弁開度に対する実燃料ガス供給量の学習値に基づく燃焼制御および諸動作制御を行うことができる。
【００３４】
第５の発明は、制御手段内に設けたガスガバナ弁開度に対する実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナ弁開度―実燃料ガス供給量学習機能に基づいて、装置内閉塞状態を判定することができる。
【００３５】
第６の発明は、排気通路に通過する排気ガス中の排気ガス成分濃度を検出する排気ガス成分濃度検出手段を設けることで、実燃料ガス供給量と排気ガス成分濃度検出手段の検出信号に基づき燃焼制御することができる。
【００３６】
第７の発明は、制御手段内に実燃料ガス供給量に対する燃焼用ファンの回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能を設けることで、装置内閉塞状態を判定することができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、第１〜３の発明の実施の形態におけるガス給湯機の構成図を示すものである。
【００３９】
図１において、図１２に示した従来のガス給湯機の構成図と異なるところは、非接触式流量測定手段の測定部分８を装置内に設け、制御手段７には非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御を行う機能を備えたところである。なお図１では、第３の発明に対応するように非接触式流量測定手段の測定部分８をガスガバナー弁２４の下流側に配置させた状態を示しているが、第２の発明に対応するように非接触式流量測定手段の測定部分８をガスガバナー弁２４の上流側に配置させても本実施の形態の効果は同様である。
【００４０】
以上のように構成されたガス給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４１】
まず図１において、制御手段７は熱交換器入水サーミスタ１１から取り込まれる入水温度と、入水量検出手段１３から取り込まれる入水流量と、使用者が設定した目標温度とで要求燃焼量演算を行い、燃焼バーナー３の燃焼領域を判定するところは前記背景技術と同様であり省略する。
【００４２】
次に、制御手段７は、熱交換器出湯サーミスタ１２から取り込まれる出湯温度と目標温度を比較して要求燃焼量補正演算を行い、出湯温度が目標温度よりも低い場合は供給燃料ガス量を増加させ、出湯温度が目標温度よりも高い場合は供給燃料ガス量を減少させる供給燃料ガス増減判定を行い、ガスガバナー弁開度増減を行う。そして供給燃料ガス量増加判定の場合はガスガバナ弁２４の供給電流量を増加させ、供給燃料ガス量減少判定の場合はガスガバナー弁２４の供給電流量を減少させるガスガバナー弁供給電流量増減を行う。ガスガバナー弁２４で供給される燃料ガス量は、前記背景技術のように超音波流速計を想定した非接触式流量測定手段の測定部分８で、超音波の伝播時間Ｔ１、Ｔ２の計測から供給燃料ガス実流量演算を行って計測される。制御手段７内には、図２に示すような実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係が入力されており、この関係に基づいて燃焼用ファン１の駆動回転数を増減させる燃焼制御を行う。燃焼用ファン１の駆動回転数は供給空気量に対応し、回転数が低い場合は供給空気量が減少し、回転数が高い場合は供給空気量が増加する。ここで図２に示すような実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係は、前記背景技術の場合と同様に４種類の各燃料ガス供給パターンに対して機器設計時に決めておく。
【００４３】
以上のように、本実施の形態においては非接触式流量測定手段の測定部分８をガスガバナー弁２４の上流側あるいは下流側に配置させることで、ガスガバナー弁２４によって供給される燃料ガス実流量を測定でき、制御手段７は実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御を行うことができる。これによって従来のガス給湯機においてはガスガバナー弁２４の開度駆動をガスガバナー弁２４の供給電流量で行っていたために、ガスガバナー弁２４の固体ばらつきにより生じていた燃料ガス供給量のばらつきを解消でき、より高精度の燃焼制御を実現することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は、第４および第５の発明の実施の形態におけるガス給湯機の構成図を示すものである。
【００４５】
図３において、図１に示した実施の形態１におけるガス給湯機の構成図と異なるところは、制御手段７内に駆動するガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を有する構成にしたところと、本学習機能に基づいて装置内閉塞状態を判定する装置内閉塞状態判定機能を有する構成としたところである。
【００４６】
以上のように構成されたガス給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４７】
まず、ガスガバナ弁２４の構成について説明する。図４（Ａ）は閉状態のガスガバナー弁の構成図を、図４（Ｂ）は開状態のガスガバナ弁の構成図を示すものである。
【００４８】
図４（Ａ）において、ガスガバナー弁２４は主に、電流が供給されると電磁石のはたらきをするコイル４１と、ダイヤフラム４２と、前記ダイヤフラム４２の比較圧力を導入するための比較圧力ポート４３と、マグネット４４と、弁体４５とで構成される。図４（Ａ）においては、比較圧力ポート４３は大気開放された状態を示しており、比較圧力は大気圧とした場合を示している。弁体４５を境にして、上流側は装置に供給される１次側の燃料ガス圧が加わり、下流側はガスガバナー弁２４で燃料ガス供給量を調整された２次側の燃料ガス圧が加わる。閉状態のガスガバナー弁２４においては、制御手段７からコイル４１への通電はなく、マグネット４４によって弁体４５は図４（Ａ）に示すように閉状態となっている。このとき１次側と２次側は、弁体４５とボディ４７との間のＯリング４６によって遮断されている。
【００４９】
図４（Ｂ）は、制御手段７からコイル４１へ通電されガスガバナー弁２４が開となった状態を示している。電流が供給されることで、コイル４１は電磁石のはたらきをし、マグネット４４を反発させることで弁体４５を押し上げてガスガバナー弁２４を開状態とする。制御手段７はガスガバナー弁２４の開度をコイル４１への供給電流量として認識することができる。この時、図３において、制御手段７はガスガバナ弁開度−実燃料ガス供給量学習機能によって、ガスガバナー弁２４の開度としてコイル４１への供給電流量と非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量を対応させて学習していくことができる。
【００５０】
ガスガバナ弁開度−実燃料ガス供給量学習機能に基づく動作制御として、装置内におけるガス漏れを検知することができる。すなわち、図４（Ａ）に示す閉状態のガスガバナー弁２４の状態においては、制御手段７がコイル４１に供給する電流量はゼロであるが、供給電流量がゼロであるにもかかわらず非接触式流量測定手段によって実燃料ガス供給量が計測される場合には、装置内にガス漏れが発生している状態として認識できる。このように装置内へのガス漏れが発生している状態が検出された場合、制御手段７はたとえばリモートコントローラー等の外部入力手段へこの状態を報知することができる。
【００５１】
制御手段７は、装置未使用状態すなわちガスガバナー弁２４が閉状態において、所定の時刻間隔（たとえば１時間ごと）において非接触式流量測定手段による実燃料ガス供給量計測を行い、装置内へのガス漏れ有無確認を行うことができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態においては、制御手段７内に駆動するガスガバナ弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナ弁開度―実燃料ガス供給量学習機能を有する構成とし、本機能に基づいた動作制御を行い、ガスガバナー弁２４が閉状態において、非接触式流量測定手段による実燃料ガス供給量計測を行うことで装置内へのガス漏れ有無確認を行うことができる。
【００５３】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、前記実施の形態２に続いて第４の発明に対応させて述べる。
【００５４】
従来のガス給湯機においては、制御手段７においてはガスガバナ弁２４の駆動部分素子の部品ばらつき、ガスガバナー弁２４においてはコイル４１やマグネット４４等のばらつきによって、制御手段７がガスガバナー弁２４を駆動するための供給電流量に対するガスガバナ弁２４の開度にはばらつきが生じていた。したがって機器製造工程において、所定のガスガバナ弁開度を実現するように供給電流量を確定させる必要があった。
【００５５】
しかし、制御手段７内にガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を設け、本機能に基づく動作制御を行うことで、図２に示した機器設計時に決められ制御手段７内に入力された実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係を実現するように、コイル４１への供給電流量を調整することができるので、従来のガス給湯機の製造工程における所定のガスガバナ弁開度を実現させるための供給電流量確定工程を不要とすることができる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態においては、制御手段７内に駆動するガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を有する構成とし、本機能に基づいた動作制御を行い、従来のガス給湯機の製造工程における所定のガスガバナー弁開度を実現させるための供給電流量確定工程を不要とすることができる。
【００５７】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、前記実施の形態２および実施の形態３に続いて第４の発明に対応させて述べる。
【００５８】
制御手段７内にガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を設け、本機能に基づく動作制御を行うことで、装置燃焼時に振動燃焼が発生した場合には振動燃焼が収まるように制御手段７はガスガバナー弁開度を調整し、実燃料ガス供給量を所定の供給量まで抑制させる動作制御を行う。たとえば厳寒時の装置燃焼開始時に燃焼熱による急激な体積膨張によって生ずることがある振動燃焼時には、励起燃焼状態によって、装置の燃焼室内部に大きな圧力変動を生じる。この時、ガスガバナー弁２４の開度調整によって供給される燃料ガスの実流量にも振動燃焼時の装置内圧力変動の影響を受け、この時のコイル４１への供給電流量に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量が大きく変動する。
【００５９】
図５（Ａ）には振動燃焼の発生がない通常状態のあるガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化の状態を、図５（Ｂ）には振動燃焼発生時のあるガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化の状態を示している。
【００６０】
図５（Ａ）において、振動燃焼の発生がない通常状態のあるガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化においては、実燃料ガス供給量に変動はなくほぼ一定であるが、図５（Ｂ）に示す振動燃焼発生時のあるガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化においては、実燃料ガス供給量の時系列変化に大きな変動を生ずる。そこで制御手段７は、ガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能によって記憶されたあるガスガバナ弁開度に対する実燃料ガス供給量に対して、実燃料ガス供給量の変動量が所定の範囲（たとえば±５％）を超える場合には、振動燃焼が発生している状態と認識し、強制的に装置の燃焼量が所定の値（たとえば装置としての全燃焼量の３０％）となるような実燃料ガス供給量を実現するよう燃料ガス供給装置２の動作制御を行う。ここで振動燃焼発生時に、装置の燃焼量を所定の値に強制的にする方法としては、通水路５に水量増減調整できる水量制御手段の機能を備えているならば、水量制御手段で通水路５の水量を強制的に絞ることで強制的に装置の燃焼量を所定の値としても良い。そして所定の時間経過（たとえば３０秒）後に、制御手段７は再び要求燃焼量計算から算出される実燃料ガス供給量を実現するように燃料ガス供給装置２の動作制御を行う。この時まだ実燃料ガス供給量の変動量が所定の範囲（たとえば±５％）を超える場合には、制御手段７は再び装置の燃焼量を強制的に所定の値（たとえば装置としての全燃焼量の３０％）となるような実燃料ガス供給量を実現するよう燃料ガス供給装置２の動作制御を行う。このような振動燃焼発生時の動作制御を所定の回数（たとえば３回）繰り返すようであれば、制御手段７は装置の燃焼が異常状態であることを認識し、たとえばリモートコントローラー等の外部入力手段に報知して装置の燃焼を強制的に停止させる動作制御を行う。
【００６１】
以上のように、本実施の形態においては、制御手段７内に駆動するガスガバナー弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の関係を学習するガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能を有する構成とし、本機能に基づいて振動燃焼発生状態を認識し、振動燃焼を抑制させる動作制御を行うことができる。
【００６２】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、第５の発明に対応させ、経年時に装置内閉塞状態が進行した場合の動作制御について述べる。
【００６３】
経年時には装置内の燃焼用ファン１、燃焼バーナー３、熱交換器４のフィン部分、排気通路６がほこり等で閉塞されるため、同じ燃焼用ファン回転数で動作制御していても実際の空気量は減少する。また装置内閉塞が進行すると装置内の通路抵抗が増加することで装置内圧力が増加する。ところで、図３におけるガスガバナー弁２４の比較圧力ポート４３は大気開放状態となっているため、制御手段７が同一の燃焼用ファン回転数で燃焼用ファン１を駆動し、同一のガスガバナー弁２４開度すなわちコイル４１を同一の供給電流量で駆動した場合の非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量は、経年時に装置内閉塞状態が進行して装置内圧力が増加した場合、２次側の圧力増加に伴いダイヤフラム４２が２次側から押されるため減少していく。この経年時の装置内圧力上昇に伴う、同一燃焼用ファン回転数での燃焼用ファン１駆動および同一供給電流量でのコイル４１駆動時の非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量が減少する状態を学習すれば、経年時の装置内閉塞状態を判定することができる。そこで図３における制御手段７内に、ガスガバナー弁開度−実燃料ガス供給量学習機能に基づき、装置内閉塞状態学習機能を備えた状態を示している。
【００６４】
図６に経過年数に対して非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量が減少する状態を定性的に示す。図６では、燃焼用ファン回転数Ａ（ｒｐｍ）および供給電流量ａ（ｍＡ）で駆動した場合、燃焼用ファン回転数Ｂ（ｒｐｍ）および供給電流量ｂ（ｍＡ）で駆動した場合、燃焼用ファン回転数Ｃ（ｒｐｍ）および供給電流量ｃ（ｍＡ）で駆動した場合のそれぞれの場合について定性的に示している。ただしＡ＞Ｂ＞Ｃ、ａ＞ｂ＞ｃとする。実際に制御手段７が装置内閉塞状態を判定して学習していく場合には、ある特定のポイントを装置内閉塞状態検出ポイントとして定めておく。この装置内閉塞状態検出ポイントをたとえば装置の最大燃焼ポイントとし、図６においてたとえば燃焼用ファン回転数Ａ（ｒｐｍ）および供給電流量ａ（ｍＡ）で駆動した場合であるとする。燃焼用ファン回転数Ａ（ｒｐｍ）および供給電流量ａ（ｍＡ）で駆動した場合の、経年初期の非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量がαであるとする。そして経年時に、燃焼用ファン回転数Ａ（ｒｐｍ）および供給電流量ａ（ｍＡ）で駆動した場合の非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量が経年初期のαから所定の値減少（たとえば３％減少）して０．９７αとなるごとに、燃焼用ファン１の駆動回転数を増加させ、経年初期の実燃料ガス供給量αを実現するような燃焼用ファン１の駆動回転数改善運転を行う。すなわち、この時の駆動回転数増加量をＡ１（ｒｐｍ）とすると、燃焼用ファン回転数Ａ＋Ａ１（ｒｐｍ）および供給電流量ａ（ｍＡ）で駆動した場合に、非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量がαとなるように駆動回転数増加量をＡ１（ｒｐｍ）を決定する。この装置内閉塞状態検出ポイント（ここでは装置の最大燃焼ポイント）における燃焼用ファン１の駆動回転数改善運転が実施されるごとに、前記背景技術で述べた各燃料ガス供給パターンにおける残りの７つの端点ポイント、すなわちここでは燃料ガス供給パターンその１における最小側ポイントと最大側ポイント、燃料ガス供給パターンその２における最小側ポイントと最大側ポイント、燃料ガス供給パターンその３における最小側ポイントと最大側ポイント、および燃料ガス供給パターンその４における最小側ポイントのそれぞれの端点ポイントにおいて、装置の最大燃焼ポイントである燃料ガス供給パターンその４における最大側ポイントで行った場合と同様な駆動回転数改善運転を行う。すなわち、７つの各端点ポイントにおいて、経年初期の実燃料ガス供給量から所定の値以上減少（たとえば３％以上減少）していれば、経年初期の実燃料ガス供給量を実現するように燃焼用ファン１の駆動回転数を増加させ、経年初期の実燃料ガス供給量から所定の値減少（たとえば３％減少）していなければ、そのままの状態を保持する。
【００６５】
図７に、たとえば燃料ガス供給パターンその４において、上述の経年時に燃焼用ファン１の駆動回転数改善運転が行われた場合の例を示し、上述の内容を具体的に説明する。図７では、図２に示した実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係において、燃焼用ファン１の駆動回転数改善運転が行われるごとの変化の様子を示している。図７において、燃料ガス供給パターンその４の最大側ポイント（ここでは装置内閉塞状態検出ポイントに対応する。）において合計４回の駆動回転数改善運転が行われ、燃料ガス供給パターンその４の最小側ポイントにおいて合計２回の駆動回転数改善運転が行われた場合を示している。
【００６６】
図７において、経年初期ラインの最大側ポイントの燃焼用ファン回転数をＡ（ｒｐｍ）、実燃料ガス供給量をαとし、経年初期ラインの最小側ポイントの燃焼用ファン回転数をＤ（ｒｐｍ）、実燃料ガス供給量をδとする。経年初期ラインの状態から経年で装置内閉塞が進行し、経年段階１ラインとなった時の最大側ポイントの実燃料ガス供給量が０．９７αとなったとする。この時、装置内閉塞状態検出ポイントである燃料ガス供給パターンその４の最大側ポイントの実燃料ガス供給量減少量が所定値（ここでは３％減少）に達したので、最大側ポイントの燃焼用ファン１の駆動回転数をＡ１（ｒｐｍ）増加させて、燃焼用ファン駆動回転数Ａ＋Ａ１（ｒｐｍ）で経年初期の実燃料ガス供給量αを実現するようにする。一方、最小側ポイントにおいては経年段階１ラインにおける実燃料ガス供給量は０．９９δであって実燃料ガス供給量減少量が所定値（ここでは３％減少）に達していないので、最小側ポイントにおける燃焼用ファン１の駆動回転数改善運転は行わない。したがって駆動回転数改善運転が最大側ポイントでのみ行われたこの場合では、改善運転１ラインの状態となる。
【００６７】
改善運転１ラインの状態から経年で装置内閉塞が進行し、最大側ポイントの実燃料ガス供給量が再び０．９７αとなる経年段階２ラインになると、最大側ポイントでは燃焼用ファン１駆動回転数をＡ２（ｒｐｍ）増加させて、Ａ＋Ａ１＋Ａ２（ｒｐｍ）で燃焼用ファン１を駆動させることで経年初期の実燃料ガス供給量αを実現させる駆動回転数改善運転を行う。一方、最小側ポイントにおいては実燃料ガス供給量が０．９６δとなり、実燃料ガス供給量減少量が所定値（ここでは３％減少）以上に達したので、燃焼用ファン１駆動回転数をＤ１（ｒｐｍ）増加させて、燃焼用ファン駆動回転数Ｄ＋Ｄ１（ｒｐｍ）で経年初期の実燃料ガス供給量δを実現させるようにする。したがって最大側ポイントと最小側ポイントの両方で駆動回転数改善運転が行われたこの場合には、改善運転２ラインの状態となる。
【００６８】
以上のような動作を繰り返してその後の駆動回転数改善運転が行われる。すなわち、改善運転２ラインの状態から経年で装置内閉塞が進行し、最大側ポイントの実燃料ガス供給量が再び０．９７αとなる経年段階３ラインになると、最大側ポイントでは燃焼用ファン１駆動回転数をＡ３（ｒｐｍ）増加させ、最小側ポイントでの実燃料ガス供給量は０．９８δなので駆動回転数改善運転を行わず改善運転３ラインの状態となる。そして、改善運転３ラインの状態から経年で装置内閉塞が進行し、最大側ポイントの実燃料ガス供給量が再び０．９７αとなる経年段階４ラインになると、最大側ポイントでは燃焼用ファン１駆動回転数をＡ４（ｒｐｍ）増加させ、最小側ポイントでは実燃料ガス供給量は０．９５δであるので、最小側ポイントでは燃焼用ファン１駆動回転数をＤ２（ｒｐｍ）増加させ改善運転４ラインの状態となる。
【００６９】
やがて、上述のような駆動回転数改善運転を繰り返し、所定の段階の改善運転ライン（たとえば改善運転１０ライン）に達すると、制御手段７はリモートコントローラー等の外部入力手段等に、経年時の装置内閉塞の進行が顕著な状態であることを使用者等に知らせるような動作制御を行う。
【００７０】
以上のように、本実施の形態においては、制御手段７内にガスガバナ弁開度―実燃料ガス供給量学習機能に基づき装置内閉塞状態を判定する機能を備えることで、装置内閉塞状態時の改善運転を精度良く行うことができる。
【００７１】
（実施の形態６）
本実施の形態においては、第６および第７の発明に対応させて述べる。
【００７２】
図８は、第６および第７の発明の実施の形態におけるガス給湯機の構成図を示すものである。
【００７３】
図８において、図１に示した実施の形態１におけるガス給湯機の構成図と異なるところは、排気通路６に通過する排気ガス中の排気ガス成分濃度を検出する排気ガス成分濃度検出手段９を設け、制御手段７は非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量に対して排気ガス成分濃度検出手段９で検出される排気ガス成分濃度検出信号が所定の値となるように燃焼用ファン１の駆動回転数を調整する燃焼制御を行うようにしたところである。図８において、排気ガス成分濃度検出手段９は燃料ガス供給流路２６に対応した燃焼バーナー３の燃焼部分の下流に対応した排気通路６に配置されている。これは、燃焼バーナー３の燃焼分布が均一となるように設計した場合、燃料ガス供給流路２６に対応した燃焼バーナー３の燃焼部分は、４種類の燃料ガス供給パターンのどの場合においても燃焼する部分であるので、図３の排気通路６の位置に排気ガス成分濃度検出手段９を配置すれば、４種類の燃料ガス供給パターンにおいてもこの位置で測定された排気ガス成分濃度で代表させることができるためである。
【００７４】
以上のように構成されたガス給湯機について、以下その動作、作用を説明する。なお本実施の形態においては排気ガス成分濃度検出手段９として、Ｏ２センサーを適用した場合について述べる。
【００７５】
図９（Ａ）は排気ガス成分濃度検出手段９として適用するＯ２センサーの構成図、（Ｂ）は同センサーの説明図である。図９（Ａ）に示すＯ２センサーの構成はたとえば自動車等の内燃機関において、電子制御式燃料供給装置に用いられるものの一例である。自動車等の電子制御式燃料供給装置ではＯ２センサーの出力信号から空燃比の算定を行い、燃料の噴射量を調節している。Ｏ２センサーは大気と排気ガス中の酸素濃度を感知して電圧信号として出力を行う。その構成は固体電解質３２としてたとえばジルコニア素子の両側表面に多孔質の白金薄膜をコーティングしたものである。それらの白金薄膜のうち排気ガスと接する側は排気ガス側電極３１として、比較用の大気と接する側は比較大気側電極３３として振舞う。固体電解質３２のジルコニア素子はその両面に酸素濃度差が存在すると起電力を発生させる性質があり、さらにＯ２センサーの温度が高くなると、電極の働きをする白金の触媒作用で量論当量比Φ＝１．０を境にして出力起電力が急変する性質がある。図９（Ｂ）は当量比Φに対するＯ２センサー出力起電力の特性例を示したものである。すなわち量論当量比Φ＝１．０を境にして当量比Φ＜１．０における希薄燃焼状態の排気ガス中の酸素濃度は高く、当量比Φ＞１．０における過濃燃焼状態の排気ガス中の酸素濃度は低くなっている。この性質を利用すれば、Ｏ２センサー出力起電力を検出することで燃焼バーナー３においてどのような当量比で燃焼しているかを判断することができる。
【００７６】
以上のように構成されたガス給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００７７】
まず、第６の発明に対応させ、実燃料ガス供給量と排気ガス成分濃度検出手段９によって検出される当量比Φに基づく燃焼制御を行う実施の形態について述べる。
【００７８】
図８において、制御手段７には前記のように本実施の形態においてはＯ２センサーである排気ガス成分濃度検出手段９から検出される排気ガス成分濃度検出信号が取り込まれる。本実施の形態においては、排気ガス成分濃度検出信号はＯ２センサーの出力起電力に対応する。制御手段７はＯ２センサーの出力起電力から燃焼バーナー３の燃焼状態の当量比Φ判定を行う。そして制御手段７は前記実施の形態１で述べた実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係において、排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが所定の範囲の値（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）となっていなければ、所定の範囲内の値となるように燃焼用ファン駆動回転数補正を行う。ここで機器設計時には、実燃料ガス供給量に対する燃焼用ファン１の駆動回転数は、目標値がたとえばΦ＝０．８０となるように決めておく。燃焼用ファン駆動回転数補正としては、たとえば排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが、所定の範囲よりも大きな値（たとえばΦ＝０．９０）ならば、制御手段７は燃焼用ファン１の駆動回転数を５０ｒｐｍずつ増加させて所定の範囲となるような動作制御を行い、所定の範囲よりも小さな値（たとえばΦ＝０．７０）ならば、制御手段７は燃焼用ファン１の駆動回転数を５０ｒｐｍずつ減少させて所定の範囲となるような動作制御を行う。
【００７９】
以上のように、機器設計時に決めた実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係に対して、排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）となるような燃焼用ファン駆動回転数補正を行う燃焼制御を行えば、前記実施の形態１で述べた燃焼制御よりもより高精度な燃焼制御を実現することができる。
【００８０】
次に、第７の発明に対応させ、制御手段７内に実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能を設け、経年時の装置内閉塞状態を判定する機能を備えた実施の形態について述べる。
【００８１】
制御手段７内に設ける実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能としては、たとえば上述のような、機器設計時に決めた実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係に対して、排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）となるような燃焼用ファン駆動回転数補正機能において、排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが、所定の範囲よりも大きな値の場合に燃焼用ファン１の駆動回転数を増加させた累積回数をカウントするような機能が考えられる。すなわち経年時には、装置内の燃焼用ファン１、燃焼バーナー３、熱交換器４のフィン部分、排気通路６がほこり等で閉塞されることによって、同じ燃焼用ファン回転数で動作制御していても装置内に供給される空気量が減少する。したがって、機器設計時に決めた実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係に基づいて燃焼用ファン１を駆動していれば、排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φは所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）に対して大きな値となり、燃焼用ファン駆動回転数補正機能として駆動回転数を増加させる補正が多くなる。すなわち、この燃焼用ファン駆動回転数増加補正の累積回数をカウントすることで装置内閉塞状態を把握することができる。図８において、制御手段７内には、燃焼用ファン駆動回転数補正における回転数増加補正した場合の増加補正累積回数を記憶して装置内閉塞状態判定機能とする状態を示している。
【００８２】
具体的に燃焼用ファン駆動回転数補正の累積回数をカウントする方法としては、ある所定の機器燃焼量のポイントで行う。たとえば機器設計時に決めた実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係における機器最大燃焼量のポイントにおいて、この燃焼用ファン駆動回転数補正の累積回数カウントを行うとする。機器設計時に決めた機器最大燃焼量のポイントにおいて、燃焼用ファン１の駆動回転数がたとえば３０００ｒｐｍであるとすると、経年時のある時の燃焼用ファン駆動回転数増加補正によって燃焼用ファン１が３２００ｒｐｍで駆動されていた場合には、燃焼用ファン駆動回転数補正累積回数は１回の補正が５０ｒｐｍであるならば、４回とカウントされる。また同様に経年時のある時、燃焼用ファン１が４０００ｒｐｍで駆動されていた場合には、燃焼用ファン駆動回転数補正累積回数は１０回とカウントされる。そしてたとえば、燃焼用ファン駆動回転数補正累積回数がある所定の回数（たとえば１５回、４５００ｒｐｍの燃焼用ファン駆動回転数に対応した回数）に達した場合には、制御手段７はリモートコントローラー等の外部入力手段等に、経年時の装置内閉塞の進行が顕著な状態であることを使用者等に知らせるような動作制御を行う。
【００８３】
また、制御手段７内に実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能としては、図２に示すような実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係における、最小側のポイントと最大側のポイントにおいて、上述のような燃焼用ファン駆動回転数増加補正を行うごとに実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係を更新するような機能が考えられる。図１０（ａ）には、図２に示した実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係において、最小側のポイントで１００ｒｐｍ、最大側のポイントで２００ｒｐｍの燃焼用ファン駆動回転数増加補正が行われ、図１０（ａ）に示すように実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係が更新された場合を示している。最小側と最大側の間の各ポイントにおいては、この更新された実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係に基づいた燃焼量制御が基本として行われ、上述のような排気ガス成分濃度検出手段９で検出される当量比Φが所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）となるような燃焼用ファン駆動回転数補正される燃焼制御が行われる。この実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係の更新は、実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係が複数（前記背景技術の場合ならば４種類）あるならば、それぞれの関係において行われる。そして図１０（ｂ）に示す制御手段７は、それらすべての最小側のポイントと最大側のポイント（前記背景技術の場合ならば最小側と最大側すべてで８ポイント）のいずれか一つのポイントがある所定の回転数増加補正分（たとえば１５００ｒｐｍの回転数増加補正分）に達すれば、リモートコントローラー等の外部入力手段等に、経年時の装置内閉塞の進行が顕著な状態であることを使用者等に知らせるような動作制御を行う。このように、実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能として、燃焼用ファン駆動回転数増加補正を行うごとに実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係を更新するような機能を考えるならば、上述のようなある所定の機器燃焼量のポイントで駆動回転数増加補正に基づく装置内閉塞状態把握よりも、より高精度に装置内閉塞状態把握を行うことができる。
【００８４】
以上のように、本実施の形態においては、排気通路６に通過する排気ガス中の排気ガス成分濃度を検出する排気ガス成分濃度検出手段９としてＯ２センサーを設け、前記実施の形態１の非接触式流量測定手段による実燃料ガス供給量に基づく燃焼制御において、排気ガス成分濃度検出手段９から検出される当量比Φが所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）から外れる場合には、当量比Φがこの所定の範囲内となるように燃焼用ファン１の駆動回転数を補正する燃焼制御を行うため、前記実施の形態１で述べた燃焼制御よりもより高精度な燃焼制御を実現することができる。さらに、制御手段７内に実燃料ガス供給量に対して駆動する燃焼用ファン回転数の関係を学習する実燃料ガス供給量―燃焼用ファン回転数学習機能を設けることで、排気ガス成分濃度検出手段９から検出される当量比Φが、経年時の装置内閉塞状態においても、所定の範囲（たとえばΦ＝０．７５〜Φ＝０．８５）となるような良好な燃焼状態を実現でき、装置内閉塞状態を使用者等に報知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかるガス給湯機は、非接触式流量測定手段で計測された実燃料ガス供給量に基づいて燃焼制御することが可能となるので、ガス給湯機のみならず燃焼装置一般の燃焼制御方式の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス給湯機の構成図
【図２】同ガス給湯機の実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係の説明図
【図３】本発明の実施の形態２〜５におけるガス給湯機の構成図
【図４】（Ａ）閉状態のガスガバナ弁の構成図（Ｂ）開状態のガスガバナ弁の構成図
【図５】（Ａ）振動燃焼の発生がない通常状態のあるガスガバナ弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化示す図（Ｂ）振動燃焼発生時のあるガスガバナ弁開度に対する非接触式流量測定手段によって計測される実燃料ガス供給量の時系列変化示す図
【図６】経過年数に対して非接触式流量測定手段で計測される実燃料ガス供給量が減少する定性的な様子の説明図
【図７】経年時に燃焼用ファンの駆動回転数改善運転が行われた場合を示す図
【図８】本発明の実施の形態６におけるガス給湯機の構成図
【図９】同ガス給湯機におけるＯ２センサーの構成および説明図
【図１０】（Ａ）実燃料ガス供給量と燃焼用ファン回転数の関係における燃焼用ファン駆動回転数増加補正の一例を示す図（Ｂ）制御構成図
【図１１】超音波流速計の計測原理の説明図
【図１２】従来のガス給湯機の構成図
【図１３】同ガス給湯機における燃焼用ファン回転数とガスガバナ弁開度の関係の説明図
【符号の説明】
【００８７】
１  燃焼用ファン
２  燃料ガス供給装置
３  燃焼バーナー
４  熱交換器
５  通水路
６  排気通路
７  制御手段
８  非接触式流量測定手段
９  排気ガス成分濃度検出手段
２４  ガスガバナ弁
【図１】
2006071160.tif 000003
【図２】
2006071160.tif 000004
【図５】
2006071160.tif 000005
【図６】
2006071160.tif 000006
【図７】
2006071160.tif 000007
【図８】
2006071160.tif 000008
【図９】
2006071160.tif 000009
【図１０】
2006071160.tif 000010
【図１１】
2006071160.tif 000011
【図１２】
2006071160.tif 000012
【図１３】
2006071160.tif 000013
【図３】
2006071160.tif 000014
【図４】
2006071160.tif 000015