(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス種毎に、点火プラグによるバーナへの着火動作を制御するための着火制御時間、ファンを駆動するファンモータの安定燃焼状態で保持すべきファンモータ回転数、及び安定燃焼状態から外れたときに燃焼温度の上昇に応じて前記ファンモータ回転数を上昇補正する際の補正上限値を含む燃焼制御データを記憶する記憶手段と、
燃焼運転の要求があると、前記記憶手段から最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第１の燃焼制御手段と、
前記第１の燃焼制御手段による燃焼中の実際の燃焼能力を求める燃焼能力測定手段と、
前記第１の燃焼制御手段による燃焼制御の目標燃焼能力と前記燃焼能力測定手段により実測された燃焼能力とに基づいてガス種を判別するとともに、そのガス種が燃焼開始時のガス種と一致するか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第１の判別手段により判別されたガス種が燃焼開始時のガス種と異なる場合、当該ガス種の燃焼制御データを前記記憶手段から読み出し、その燃焼制御データに基づいてガス種判別後の燃焼動作を制御する第２の燃焼制御手段とを備えた燃焼装置であって、
前記最も発熱量の小さいガス種に対する燃焼制御データのうち、前記着火制御時間は、最も発熱量の大きいガス種に対する着火制御時間よりも長く設定され、前記ファンモータ回転数の補正上限値は、最も発熱量の大きいガス種に対するファンモータ回転数の補正上限値と略同一の値に設定されていることを特徴とする、燃焼装置。
【請求項２】
燃焼運転間の時間を計時する計時手段と、
燃焼運転の要求があると、前記計時手段により計時された前回の燃焼運転の終了からの時間間隔が所定の時間以内であるか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の燃焼制御手段に代えて、前記第２の判別手段により前記時間間隔が所定の時間以内でないと判別されると、前記記憶手段から最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御し、前記第２の判別手段により前記時間間隔が所定の時間以内であると判別されると、前回の燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第３の燃焼制御手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記第１〜第３の燃焼制御手段により燃焼運転が制御される第１の燃焼ユニットと、
前記第１の燃焼ユニットとは用途の異なる第２の燃焼ユニットと、
前記第２の燃焼ユニットに対して燃焼運転の要求があると、前記第１の燃焼ユニットの燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて前記第２の燃焼ユニットの着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第４の燃焼制御手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項２に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスの燃焼状態からガス種を判定し、そのガス種に応じた燃焼制御を行う燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス給湯器などの燃焼装置では、燃焼運転を開始するごとに実際の燃焼状態（目標号数に対する実測された号数の比率など）からマイクロコンピュータがガス種を判定し、そのガス種に応じた制御プログラムに基づいて燃焼制御を行っている。ガス種には、たとえばコード番号により分類された「１２Ａ」，「１３Ａ」があり、これらのガス種「１２Ａ」，「１３Ａ」に応じた制御プログラムが用意されているが、ガス種の判定結果が得られるまでは、暫定的にガス種「１２Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御を行っている。
【０００３】
ガス種の判定結果として仮に「１３Ａ」が得られると、マイクロコンピュータは、その「１３Ａ」をＲＡＭに記憶させ、その後の燃焼運転では、常に「１３Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御を行っている。ちなみに、ガス種の判定結果として「１３Ａ」が得られない場合、マイクロコンピュータは、「１３Ａ」が得られるまで常にガス種「１２Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御を行う。
【０００４】
燃焼制御事項としては、ガス圧や給排気用のファンモータ回転数などのほか、着火制御時間が挙げられ、これらの燃焼制御事項がガス種ごとに制御プログラム中に規定されている。ただし、着火制御時間については、ガス種「１２Ａ」と「１３Ａ」とで異なることなく同じ値として規定されている。また、ファンモータ回転数は、ガス種「１３Ａ」に対して「１２Ａ」に対応するものが一律１０％程度ダウンされる一方、ガス種ごとに一定範囲とした上で補正制御されるように規定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した手順で燃焼制御を行う燃焼装置では、以下に具体的に挙げるような問題があった。
【０００６】
たとえば、ガス種の判定結果を得る前と後とで、同じ着火制御時間に基づいて燃焼制御が行われるが、ガス種判定前は、実際のガス種が「１３Ａ」であろうと「１２Ａ」であろうと、とりあえずはガス種「１２Ａ」のファンモータ回転数に基づいて制御される。そのため、実際のガス種が「１３Ａ」であった場合、ガスリッチ（gas rich）の状態となり、着火は容易であるが着火時および着火後の燃焼において火炎が不規則に変動して振動燃焼を起こしやすい。この振動燃焼を回避すべく、ガス種「１２Ａ」のファンモータ回転数をできる限り高く設定しておくと、逆に実際のガス種が「１２Ａ」であった場合、エアリッチ（air rich）の状態となり、着火し難い状態に陥るおそれがあった。
【０００７】
また、燃焼装置には、給湯用や温水暖房用などの用途別に複数の燃焼ユニットを備え、温水暖房用の燃焼ユニットではガス種が判定されることなく、給湯用の燃焼ユニットで判定されたガス種を準用して燃焼制御を行うものがある。このような燃焼装置では、温水暖房にのみ運用されている場合、給湯用の燃焼ユニットが運用されないためにいつまでもガス種判定が行われないので、たとえば実際のガス種が「１３Ａ」であっても、温水暖房用の燃焼ユニットが常にガス種「１２Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御される。このとき、実際のガス種が「１３Ａ」であるのに「１２Ａ」のファンモータ回転数に基づいて制御されると、空熱比が最適でないために燃焼温度が高くなり、ファンモータ回転数の補正制御に入りやすい状態となってしまう。また、その時の補正制御は、たとえばガス種ごとに決められたファンモータ回転数を何％まで上昇させるといった補正範囲を採用するので、ガス種判定前は、実際のガス種の補正範囲よりも狭い範囲が採り入れられるおそれがあり、そのような場合、必要以上に安全動作（燃焼運転停止など）に陥りやすいという問題があった。
【０００８】
さらに、ガス種の判定結果として「１３Ａ」がＲＡＭに記憶され、その後、「１３Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御が行われる状況にあっては、停電などが発生するとＲＡＭがリセットされてしまい、再びガス種の判定が行われることがある。そうした場合、ガス種の判定結果が得られるまでは「１２Ａ」用の制御プログラムに基づいて燃焼制御が行われるが、長期間の使用などから当初予定した燃焼状態が再現されず、場合によっては異常な燃焼状態になることもあるので、ガス種の再判定を正確に行えないことがあった。
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、ガス種の判定前後にわたって安定した燃焼状態とすることができる燃焼装置を提供することを、その課題としている。
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
すなわち、本発明の第１の側面によれば、ガス種毎に、点火プラグによるバーナへの着火動作を制御するための着火制御時間、ファンを駆動するファンモータの安定燃焼状態で保持すべきファンモータ回転数、及び安定燃焼状態から外れたときに燃焼温度の上昇に応じて前記ファンモータ回転数を上昇補正する際の補正上限値を含む燃焼制御データを記憶する記憶手段と、燃焼運転の要求があると、前記記憶手段から最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第１の燃焼制御手段と、前記第１の燃焼制御手段による燃焼中の実際の燃焼能力を求める燃焼能力測定手段と、前記第１の燃焼制御手段による燃焼制御の目標燃焼能力と前記燃焼能力測定手段により実測された燃焼能力とに基づいてガス種を判別するとともに、そのガス種が燃焼開始時のガス種と一致するか否かを判別する第１の判別手段と、前記第１の判別手段により判別されたガス種が燃焼開始時のガス種と異なる場合、当該ガス種の燃焼制御データを前記記憶手段から読み出し、その燃焼制御データに基づいてガス種判別後の燃焼動作を制御する第２の燃焼制御手段とを備えた燃焼装置であって、前記最も発熱量の小さいガス種に対する燃焼制御データのうち、前記着火制御時間は、最も発熱量の大きいガス種に対する着火制御時間よりも長く設定され、前記ファンモータ回転数の補正上限値は、最も発熱量の大きいガス種に対するファンモータ回転数の補正上限値と略同一の値に設定されていることを特徴とする燃焼装置が提供される。
【００１２】
本発明の第２の側面によれば、請求項１に記載の燃焼装置において、燃焼運転間の時間を計時する計時手段と、燃焼運転の要求があると、前記計時手段により計時された前回の燃焼運転の終了からの時間間隔が所定の時間以内であるか否かを判別する第２の判別手段と、前記第１の燃焼制御手段に代えて、前記第２の判別手段により前記時間間隔が所定の時間以内でないと判別されると、前記記憶手段から最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御し、前記第２の判別手段により前記時間間隔が所定の時間以内であると判別されると、前回の燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第３の燃焼制御手段とを備えたことを特徴とする、燃焼装置が提供される。
【００１３】
本発明の第３の側面によれば、請求項２に記載の燃焼装置において、前記第１〜第３の燃焼制御手段により燃焼運転が制御される第１の燃焼ユニットと、前記第１の燃焼ユニットとは用途の異なる第２の燃焼ユニットと、前記第２の燃焼ユニットに対して燃焼運転の要求があると、前記第１の燃焼ユニットの燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを読み出し、その燃焼制御データを用いて前記第２の燃焼ユニットの着火動作と着火後の燃焼動作を制御する第４の燃焼制御手段とを備えたことを特徴とする、燃焼装置が提供される。
【００１９】
本発明の第１の側面によれば、燃焼運転の要求があったとき、最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを用いて燃焼運転を行い、このときの燃焼状態からガス種を判別する際、実際のガス種が最も発熱量の大きいガス種であったとしても、着火制御時間をそのガス種に対応する着火制御時間よりも長く設定するとともに、ファンモータ回転数の補正上限値を最も発熱量の大きいガス種に対応する補正上限値と略同一に設定しているので、着火成功の確率が高められ、しかも、振動燃焼などを起こすことなく安定した燃焼状態とすることができる。また、特定ガス種の判定結果が得られる前でも、ファンモータ回転数が補正限界に至るまでの余裕が十分確保され、すぐに安全動作とすることもなく安定した燃焼状態とすることができる。
【００２０】
本発明の第２の側面によれば、燃焼運転の再開直後では前回の燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを用いて燃焼運転が行われるので、火炎が不規則に変動して振動燃焼を起こすような事態に至ることはない上、良好な燃焼特性が得られる。また、ガス種の判定結果が得られる前でも、ファンモータ回転数が補正限界に至るまでの余裕が十分確保され、すぐに安全動作とすることもなく安定した燃焼状態とすることができる。
【００２１】
本発明の第３の側面によれば、第１，第２の側面の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う発明の実施の形態の説明によって、より明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼装置の全体構成図である。この図に示す燃焼装置は、図示しない温水暖房装置に対して循環温水を再加熱しながら供給するための温水暖房用の燃焼ユニット１０と、台所や洗面所などに設けられた水栓Ａを通じて給湯を行うための一般給湯用の燃焼ユニット２０との２種類を内蔵したものである。なお、特に図示しないが、温水暖房用の燃焼ユニット１０は、風呂の追焚きなどを行う際にも運転され、風呂追焚き用として利用されるものでもある。風呂の追焚きは、燃焼ユニット１０で加熱された暖房用の循環湯と風呂の循環湯とを、図外の風呂用熱交換器を介して間接的に熱交換することで行われている。また、各燃焼ユニット１０，２０は、図示しない操作リモコンを通じて運転を開始させたり停止させられるほか、利用者により各種の設定が可能とされている。
【００２５】
各燃焼ユニット１０，２０には、共通のガス取り入れ口３０からガス配管３１，３２を通じて燃焼燃料となるガスが供給される。供給可能なガス種としては、たとえばコード番号「１２Ａ」，「１３Ａ」により分類される都市ガスが用いられ、各燃焼ユニット１０，２０は、ガス種「１２Ａ」，「１３Ａ」の両方に対応している。ガス取り入れ口３０付近には、元ガス電磁弁３３が設けられている。温水暖房用の燃焼ユニット１０に通じるガス配管３１には、暖房ガス比例弁３４が設けられている。一般給湯用の燃焼ユニット２０に通じるガス配管３２には、給湯ガス比例弁３５が設けられている。
【００２６】
また、各燃焼ユニット１０，２０には、共通の給水口４０から各配管系統を通じて加熱すべき水が供給されるように構成されている。温水暖房用の燃焼ユニット１０に通じる配管系統は、給水口４０付近の給水栓４１から燃焼ユニット１０に至る複数の配水管４２，４３と、これら配水管４２，４３の間に設けられた膨張タンク４４とで概略構成されている。配水管４２と膨張タンク４４との間には、補給水電磁弁４５が設けられている。膨張タンク４４には、内部に溜まった水位を検出するためのタンク水位センサ４６が設けられている。配水管４３の途中には、暖房ポンプ４７が設けられている。一方、一般給湯用の燃焼ユニット２０に通じる配管系統は、給水口４０から燃焼ユニット２０に至る配水管５０と、その配水管５０の途中から分岐したバイパス管５１とで概略構成されている。配水管５０の途中には、流量センサ５２や入水温度センサ５３が設けられている。バイパス管５１には、バイパス水量調整弁５４が設けられている。
【００２７】
さらに、温水暖房用の燃焼ユニット１０からは、導水管６０を通じて図示しない温水暖房装置に温水が供給されるように構成されている。温水暖房装置では、温水の放熱効果により暖房が行われる。温水暖房装置で利用された温水は、再び膨張タンク４４に戻って循環利用される。一方、一般給湯用の燃焼ユニット２０からは、導水管６１を通じて水栓Ａに湯水が供給されるように構成されている。導水管６１の途中には、水量調整弁６２や出湯温度センサ６３が設けられている。また、導水管６１の途中には、バイパス管５１が接続されている。
【００２８】
温水暖房用の燃焼ユニット１０は、暖房バーナ１１、暖房ガス電磁弁１２、暖房バーナセンサ１３、暖房点火プラグ１４、暖房送風ファン１５、ファンモータ回転数センサ１６（図２）、および暖房熱交換器１７などで構成されている。なお、特に図示しないが、温水暖房用の燃焼ユニット１０には、暖房バーナ１１の着火状態を検出するためのフレームロッドも含まれる。暖房バーナ１１は、ガス配管３１を通じて導かれてきたガスを燃焼させる。暖房ガス電磁弁１２は、暖房バーナ１１に対するガスの供給量を調整し、暖房バーナ１１の燃焼能力を切り替えるために用いられる。暖房バーナセンサ１３は、暖房バーナ１１の燃焼温度（火炎温度）を検出する。暖房点火プラグ１４は、暖房バーナ１１を着火させるために用いられる。暖房送風ファン１５は、ファンモータの駆動力により回転させられて燃焼室内の給排気を行う。ファンモータ回転数センサ１６は、暖房送風ファン１５のファンモータ回転数を検出する。なお、ファンモータ回転数センサ１６は、図示しないファンモータの回転軸に取り付けられたロータリエンコーダなどにより構成されるため、特に図１には示さない。暖房熱交換器１７は、配水管４３を通じて送られてきた温水を暖房バーナ１１の燃焼熱により加熱する。加熱された温水は、導水管６０を通じて送り出される。
【００２９】
一般給湯用の燃焼ユニット２０は、給湯バーナ２１、給湯ガス電磁弁２２、給湯バーナセンサ２３、給湯点火プラグ２４、給湯送風ファン２５、ファンモータ回転数センサ２６（図２）、および給湯熱交換器２７などで構成されている。なお、特に図示しないが、一般給湯用の燃焼ユニット２０には、給湯バーナ２１の着火状態を検出するためのフレームロッドも含まれる。給湯バーナ２１は、ガス配管３２を通じて導かれてきたガスを燃焼させる。給湯ガス電磁弁２２は、給湯バーナ２１に対するガスの供給量を調整し、給湯バーナ２１の燃焼能力を切り替えるために用いられる。給湯バーナセンサ２３は、給湯バーナ２１の燃焼温度（火炎温度）を検出する。給湯点火プラグ２４は、給湯バーナ２１を着火させるために用いられる。給湯送風ファン２５は、ファンモータの駆動力により回転させられて燃焼室内の給排気を行う。ファンモータ回転数センサ２６は、給湯送風ファン２５のファンモータ回転数を検出する。なお、ファンモータ回転数センサ２６は、図示しないファンモータの回転軸に取り付けられたロータリエンコーダなどにより構成されるため、特に図１には示さない。給湯熱交換器２７は、配水管５０を通じて送られてきた水を給湯バーナ２１の燃焼熱により加熱する。加熱された湯水は、導水管６１を通じて送り出される。
【００３０】
上記したように各燃焼ユニット１０，２０は、それぞれ個別に構成されたものであって、単独運転も同時運転も可能である。したがって、設置環境や運用状況によっては、一定期間にわたって温水暖房用の燃焼ユニット１０のみが常に用いられ、他方の燃焼ユニット２０が全く用いられなかったり、またその逆の場合もあり得る。
【００３１】
さらに、図２は、図１に示す燃焼装置の回路ブロック図である。この燃焼装置は、相互にバス接続されたＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、およびＩ／Ｏ４などからなるマイクロコンピュータを有する。Ｉ／Ｏ４には、元ガス電磁弁３３のほか、温水暖房系に属する機能要素として、暖房ガス比例弁３４、暖房ガス電磁弁１２、暖房バーナセンサ１３、暖房点火プラグ１４、暖房送風ファン１５のファンモータ１５Ａ、ファンモータ回転数センサ１６、補給水電磁弁４５、タンク水位センサ４６、暖房ポンプ４７が接続されている。また、Ｉ／Ｏ４には、一般給湯系に属する機能要素として、給湯ガス比例弁３５、給湯ガス電磁弁２２、給湯バーナセンサ２３、給湯点火プラグ２４、給湯送風ファン２５のファンモータ２５Ａ、ファンモータ回転数センサ２６、流量センサ５２、入水温度センサ５３、出湯温度センサ６３が接続されている。さらに、Ｉ／Ｏ４には、操作リモコンとして台所や浴室に設置された台所リモコン７０や浴室リモコン７１が接続されている。なお、図２に示す回路は、あくまでも一例であって主要な回路要素のみを表しており、実際にはこれら以外の要素も接続されている。
【００３２】
ＣＰＵ１は、燃焼装置全体の制御中枢として機能するものであって、ＲＯＭ２に記憶されている燃焼制御プログラムなどに基づいて各部の動作を制御する。特にこのＣＰＵ１は、燃焼中に各部から送られてくる信号に基づいてガス種「１２Ａ」，「１３Ａ」を判定する機能を備える。ＲＯＭ２には、ガス種「１２Ａ」，「１３Ａ」のそれぞれに応じた燃焼制御プログラムや各種のデータテーブルなどが記憶されている。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１にワーキングエリアを提供する。このＲＡＭ３には、ＣＰＵ１で判定結果として得られたガス種に関する情報も記憶される。
【００３３】
次に、燃焼装置の動作について説明する。
【００３４】
各燃焼ユニット１０，２０は、基本的に以下に説明するような手順にしたがってＣＰＵ１により制御される。
【００３５】
たとえば、一般給湯用の燃焼ユニット２０を燃焼動作させる際、ＣＰＵ１は、流量センサ５２で検出された流量と、バイパス水量調整弁５４の開度とを演算して総流量を求め、この総流量に対して利用者が設定した給湯設定温度と入水温度センサ５３で検出された温度との差を乗じ、さらにそれを演算して目標号数を求める。ここで、目標号数とは、燃焼ユニット２０にその都度要求される燃焼能力を指す。
【００３６】
ところで、目標号数に対して実際の燃焼能力は、各種センサにより検出された出湯温度、入水温度、給湯流量などに基づいて、所定の演算式からその都度求められる実測号数とされるが、燃焼運転の初期段階においては、ＣＰＵ１により目標号数と実測号数とが比較され、その比較結果に応じてガス種が判定される。具体的に言うと、ある時点において実測号数が目標号数のたとえば９０％以上に達すると、その時点でガス種が「１３Ａ」であると判定される。ガス種「１３Ａ」とした判定結果は、ＲＡＭ３に記憶されるとともに、それ以降はガス種「１３Ａ」用の燃焼制御プログラムに基づいて燃焼制御が行われる。
【００３７】
一方、いつまで経っても実測号数が目標号数の９０％以上に達することなく、ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られない状況では、暫定的にガス種「１２Ａ」用の燃焼制御プログラムに基づいて燃焼制御が行われる。つまり、ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られるまでは、さしあたってガス種「１２Ａ」に応じた燃焼制御が行われる。このようなガス種の判定は、過去の燃焼運転でガス種「１３Ａ」の判定結果が得られたことがあっても、燃焼運転を終了するごとにＲＡＭ３の内容がクリアされるため、燃焼運転が開始されるごとに行われる。
【００３８】
ただし、燃焼運転を終了してから所定時間が経過するまでは、ＲＡＭ３に記憶されたガス種「１３Ａ」の判定結果が保持される。そのため、たとえば前回の燃焼運転に伴ってガス種「１３Ａ」の判定結果が得られ、その後、前回の燃焼運転を終了した直後に再出湯などを行うために所定時間以内に燃焼運転が開始された場合には、前回得られたガス種「１３Ａ」の判定結果に基づいてガス種「１３Ａ」に応じた燃焼制御が行われる。
【００３９】
燃焼制御は、基本的に次のようにして行われる。
【００４０】
まず、ＣＰＵ１は、あらかじめ規定された着火制御時間に基づいて給湯点火プラグ２４に点火動作を行わせることにより、燃焼動作を開始させる。そして、上記した目標号数から所定の演算式などに基づいて目標ガス圧を求める。給湯ガス比例弁３５の開度は、目標ガス圧に応じたものである。次に、ＣＰＵ１は、目標ガス圧からファンモータ回転数データテーブルに基づいて、給湯送風ファン２５のファンモータ２５Ａに関する標準回転数を求める。つまり、一般給湯用の燃焼ユニット２０では、目標ガス圧に応じて給湯ガス比例弁３５の開度を調整しながら燃焼が行われ、それと同時に、給湯送風ファン２５のファンモータ２５Ａが標準回転数で回転するように補正制御され、この給湯送風ファン２５により燃焼ユニット２０内の給排気が行われる。ちなみに、ここで言う補正制御とは、ファンモータ回転数センサ２６により検出された実回転数をあらかじめ設定された標準回転数となるようにフィードバック制御する通常の制御を意味し、燃焼温度に応じてファンモータ回転数を補正する制御を意味するものではない。
【００４１】
ここで、一般給湯用の燃焼ユニット２０が安定した燃焼状態にあるとき、給湯バーナセンサ２３で検出される燃焼温度は、たとえば３００℃から４５０℃程度であるが、給湯バーナセンサ２３で検出される燃焼温度が６５０℃にも達すると、補正制御によりファンモータ２５Ａの回転数が標準よりもあらかじめ定められた補正制御範囲内で上昇させられる。これにより、給湯送風ファン２５の給排気効率が上がるとともに燃焼温度が低下するので、排気閉塞などの経年劣化により当初予定した燃焼状態を再現できない状況にあっても燃焼状態が安定する。
【００４２】
上記した着火制御時間、ガス圧、ファンモータ回転数などの燃焼制御事項については、ガス種「１２Ａ」，「１３Ａ」ごとに異なるように燃焼制御プログラムに規定されている。図３は、燃焼制御事項を説明するための説明図であって、この図に示すように、着火制御時間とファンモータ回転数については、ガス種「１２Ａ」と「１３Ａ」とで異なるものとされる。たとえば、ファンモータ回転数は、ガス種「１３Ａ」に対して「１２Ａ」に対応するものが一律１０％程度ダウンした値とされる。特に図示しないが、ファンモータ回転数の補正制御範囲についても異なるものとされる。このファンモータ回転数の補正制御範囲は、通常、ガス種「１２Ａ」の補正上限の方がガス種「１３Ａ」に比べて低く設定されるが、本実施形態では、ガス種「１３Ａ」の補正上限よりも＋αの余裕をとって高く設定されている。つまり、ガス種「１３Ａ」の補正制御範囲よりもガス種「１２Ａ」の方が広く設定されている。なお、ガス圧については、ガス種「１２Ａ」と「１３Ａ」とで同値としているが、もちろん異なるものとしても良い。また、図３に示すガス圧やファンモータ回転数は、ある瞬間の値であって、常に図３に示すレベルとされるものではない。
【００４３】
一方、温水暖房用の燃焼ユニット１０を燃焼動作させる際も、ＣＰＵ１は、上記した燃焼制御の内容と同様の内容に基づいて燃焼制御を行うが、温水暖房用の燃焼ユニット１０で燃焼運転が行われる際には、ガス種の判定を省略している。つまり、ＣＰＵ１は、温水暖房用の燃焼ユニット１０を燃焼動作させる際、他方の燃焼ユニット２０の燃焼運転に伴ってすでにガス種「１３Ａ」の判定結果が得られている場合には、その判定結果に基づいてガス種「１３Ａ」用の燃焼制御が行われる。ちなみに、たとえば一般給湯用の燃焼ユニット２０が一度も使用されることなく、温水暖房用の燃焼ユニット１０のみが常用されているような状況の場合、その温水暖房用の燃焼ユニット１０では、常にガス種「１２Ａ」とした上で燃焼制御が行われる。
【００４４】
なお、上記した着火制御には、温水暖房側および一般給湯側のガス電磁弁１２，２２の開閉切り替え時（能力切り替え時）における火移り制御も含まれる。
【００４５】
図４は、一般給湯用の燃焼ユニット２０に対する燃焼制御処理のフローチャートである。
【００４６】
まず、給湯運転が開始されると、ＣＰＵ１は、実測号数が目標号数に対して所定の割合以上として検出されたか否かを判定する（Ｓ１）。
【００４７】
実測号数が所定の割合以上として検出された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、給湯運転の開始に伴って燃焼ユニット２０に供給されるガス種が「１３Ａ」であると判定し、その判定結果をＲＡＭ３に記憶させる（Ｓ２）。
【００４８】
そして、ＣＰＵ１は、ガス種「１３Ａ」とした判定結果に基づいてそのガス種「１３Ａ」に対応した燃焼制御処理を行う（Ｓ３）。このガス種「１３Ａ」に対応した燃焼制御処理では、図３に示すようにガス種「１３Ａ」に適した着火制御時間、ガス圧、ファンモータ回転数の下で燃焼制御が行われる。
【００４９】
燃焼制御中、給湯バーナセンサ２３の出力（燃焼温度）が一定値以上になると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界以上か否かを判断する（Ｓ５）。
【００５０】
ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界以上に達すれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、安全動作に移行して燃焼ユニット２０の燃焼動作を停止させ（Ｓ６）、この処理を終える。なお、安全動作による燃焼停止に限らず、利用者の操作などにより給湯運転が終了された場合には、ＲＡＭ３の内容がクリアされる。
【００５１】
ちなみに、Ｓ５において、ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界以上でなければ（Ｓ５：ＮＯ）、ＣＰＵ１は、ファンモータ２５Ａの回転数を一定割合の補正量をもって上昇させ（Ｓ７）、その後Ｓ３に戻ってガス種「１３Ａ」に応じた燃焼制御を続行する。
【００５２】
また、Ｓ４において、給湯バーナセンサ２３の出力が一定値以上でない場合も（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ１は、Ｓ３に戻ってガス種「１３Ａ」に応じた燃焼制御を続行する。
【００５３】
一方、Ｓ１において、実測号数が所定の割合以上として検出されない場合（Ｓ１：ＮＯ）、すなわちガス種「１３Ａ」の判定結果が得られない場合、ＣＰＵ１は、前回の給湯運転を終了してから所定時間以内に運転開始されたか否かを判断する（Ｓ１１）。
【００５４】
前回の終了から所定時間以内の運転開始の場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、さらに前回の給湯運転時にガス種「１３Ａ」の判定結果が得られ、その判定結果がＲＡＭ３に未だ記憶された状態にあるか否か判断する（Ｓ１２）。
【００５５】
ガス種「１３Ａ」の判定結果が存在する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、Ｓ３に進んでガス種「１３Ａ」に応じた燃焼制御を行う。つまり、この場合には、給湯運転の再開直後などの状況にあり、前回と同じファンモータ設定回転数や着火制御時間などに準じて燃焼制御が行われるので、火炎が不規則に変動して振動燃焼を起こすような事態に至ることはない上、良好な出湯特性が得られる。
【００５６】
Ｓ１２において、ガス種「１３Ａ」の判定結果が存在しない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ１は、さしあたってガス種「１２Ａ」に対応した燃焼制御処理を行う（Ｓ１３）。このガス種「１２Ａ」に対応した燃焼制御処理では、図３に示すようにガス種「１２Ａ」に応じた着火制御時間、ガス圧、ファンモータ回転数の下で燃焼制御が行われる。つまり、ガス種判定前は、実際のガス種が「１３Ａ」であろうと「１２Ａ」であろうと、とりあえずはガス種「１２Ａ」のファンモータ回転数に基づいて制御されるが、実際のガス種が「１３Ａ」の場合に備えて振動燃焼を防止すべく、ガス種「１２Ａ」のファンモータ回転数でも比較的高めに設定している。この場合、実際のガス種が「１２Ａ」では着火し難いこともあるので、着火制御時間を比較的長めに設定している。また、ファンモータ２５Ａの回転数についても、実際のガス種が「１３Ａ」であるにもかかわらず補正制御範囲が狭いと、すぐに補正限界に達して安全動作に移りやすくなるため、本来ガス種「１２Ａ」に対応すべき補正制御範囲についてその上限値が＋α引き上げられている。すなわち、本来ガス種「１２Ａ」に対応する補正制御範囲の上限値に＋αを加えた値は、ガス種「１３Ａ」に対応する補正制御範囲の上限値程度の値とされる。
【００５７】
燃焼制御中、給湯バーナセンサ２３の出力（燃焼温度）が一定値以上になると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界＋α以上か否かを判断する（Ｓ１５）。
【００５８】
ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界＋α以上に達すれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、Ｓ６に進んで安全動作に移行し、燃焼ユニット２０の燃焼動作を停止させ、この処理を終える。
【００５９】
ちなみに、Ｓ１５において、ファンモータ２５Ａの回転数が補正限界＋α以上でなければ（Ｓ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ１は、ファンモータ２５Ａの回転数を一定割合の補正量をもって上昇させ（Ｓ１６）、その後Ｓ１に戻ってガス種「１３Ａ」の判定を繰り返す。つまり、ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られるまでは、暫定的にガス種「１２Ａ」に応じた燃焼制御が行われるのである。
【００６０】
次に、図５は、温水暖房用の燃焼ユニット１０に対する燃焼制御処理のフローチャートである。なお、この燃焼制御処理では、ガス種の判定そのものが行われることなく、先述した一般給湯用の燃焼ユニット２０で得られた判定結果が間接的に利用される。つまり、図５に示す燃焼制御処理は、図４に示すＳ１，Ｓ２およびＳ１１，Ｓ１２のステップ以外は同様とされるので、これらの同一ステップの内容については説明を省略する。
【００６１】
まず、温水暖房運転が開始されると、ＣＰＵ１は、先述した給湯運転に伴ってガス種「１３Ａ」の判定結果が得られており、その判定結果がＲＡＭ３に記憶された状態にあるか否か判定する（Ｓ２１）。
【００６２】
ガス種「１３Ａ」の判定結果がＲＡＭ３に記憶されている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、Ｓ２３に進んでガス種「１３Ａ」に対応した燃焼制御処理を行う。
【００６３】
一方、ガス種「１３Ａ」の判定結果がＲＡＭ３に記憶されていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ１は、Ｓ３３に進んでさしあたってガス種「１２Ａ」に対応した燃焼制御処理を行う。
【００６４】
したがって、上記一連の燃焼制御を行う燃焼装置によれば、ガス種の判定結果が得られる前の着火制御時間としては、その判定結果が得られた後の着火制御時間とは異なり、制御条件や運転状況などに応じて適当な時間長とされているので、たとえば実際のガス種が着火制御時間として厳しい条件が科せられる特定のガス種「１３Ａ」であっても、そのガス種「１３Ａ」の判定結果が得られる前には、適当に時間的余裕の取られた着火制御時間内に火移りさせることができ、振動燃焼などを起こすことなく安定した燃焼状態とすることができる。
【００６５】
また、特定ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られる前のファンモータ回転数は、その判定結果が得られた後の場合よりも補正限界を広めとして補正制御されるので、特定ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られる前でも、ファンモータ回転数が補正限界に至るまでの余裕が十分確保され、すぐに安全動作とされることなく安定した燃焼状態とすることができる。
【００６６】
さらに、図２および図５を援用して他の実施形態について簡単に説明する。
【００６７】
燃焼装置の他の実施形態としては、たとえば図６に示すように、ＥＥＰＲＯＭ５を追加した構成としても良い。そうした構成の場合、一旦ガス種「１３Ａ」の判定結果が得られると、そのガス種「１３Ａ」の判定結果は、停電などによる燃焼装置への電源供給停止状態が発生しても、ＥＥＰＲＯＭ５に永続的に記憶保持されるので、実質的に図５に示す燃焼制御処理と同様の処理が行われる。
【００６８】
ただし、ＥＥＰＲＯＭ５には、製造時の出荷検査や抜き取り検査などの際に得られたガス種の判定結果も記憶されるため、実際に運用される段階で台所リモコン７０や浴室リモコン７１を操作して記憶内容を消去したり、リモコン７０，７１の画面上に記憶内容を表示することができるように構成されている。
【００６９】
たとえば、燃焼装置に電源を投入してから１０分以内で、かつ、燃焼運転の停止中にリモコン７０，７１の温度調整スイッチを押せば、リモコン７０，７１が通常モードからメンテナンスライタモードに切り替えられる。
【００７０】
さらに、アップ用およびダウン用の２つの温度調整スイッチを連続２秒以上同時に押すと、ガス種の判定結果を含むＥＥＰＲＯＭ５の記憶内容が消去され、消去した旨がリモコン７０，７１の画面やスピーカを通じて報知される。
【００７１】
そして、燃焼装置に電源を投入してから１０分以上経過するか、あるいはリモコン７０，７１の運転スイッチをオンにすると、メンテナンスライタモードから通常モードに切り替えられて元に戻る。
【００７２】
また、たとえば、通常モードの状態でリモコン７０，７１におけるアップ用およびダウン用の２つの温度調整スイッチを連続２秒以上同時に押すと、メンテナンス情報モニタモードに切り替えられる。
【００７３】
その状態で温度調整スイッチを操作すると、その時点でＥＥＰＲＯＭ５にガス種の判定結果が記憶されているか否かチェックされ、ガス種「１３Ａ」の判定結果が記憶されていれば、リモコン７０，７１の画面上に「１３００」が表示される。
【００７４】
このとき、異なる燃焼運転ごとに行われたガス種の判定が５回以上（１回の燃焼運転中に行われた２回目以降の判定は回数に含めない）あり、１度も「１３Ａ」と判定されなかった場合には、リモコン７０，７１の画面上に「１２００」が表示される。それ以外の場合は、「００００」が表示される。
【００７５】
そして、再度アップ用およびダウン用の２つの温度調整スイッチを連続２秒以上同時に押すか、あるいはメンテナンス情報モニタモードに切り替えられてから１０分経過すると、メンテナンス情報モニタモードから通常モードに切り替えられて元に戻る。
【００７６】
このような他の実施形態に係る燃焼装置によれば、特定のガス種「１３Ａ」の判定結果が半永久的にＥＥＰＲＯＭ５に記憶保持されるので、停電などによっても一旦得られた特定ガス種「１３Ａ」の判定結果が失われることはない。つまり、判定結果がすでに得られてＥＥＰＲＯＭ５に記憶された状態にある限りは、その後引き続きＥＥＰＲＯＭ５に記憶された判定結果を参照して特定ガス種「１３Ａ」に適した燃焼制御が行われ、安定した燃焼状態とすることができる。
【００７７】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。
【００７８】
燃焼装置としては、温水暖房用と一般給湯用の複数の燃焼ユニット１０，２０を備えたものに限らず、単に１つの燃焼ユニットを備えたものであっても良い。
【００７９】
ガス種の判定結果を記憶しておくメモリとしては、ＲＡＭ３やＥＥＰＲＯＭ５に限らず、好ましくは不揮発性のフラッシュメモリや電池などにより電源バックアップの施されたＲＡＭでも良い。
【００８０】
ガス種は、「１２Ａ」と「１３Ａ」の２種類に限らず、３種類以上であっても良い。
【００８１】
ガス種「１２Ａ」用の着火制御時間やファンモータ回転数の補正制御範囲は、「１３Ａ」用と同じとしても良い。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼運転の要求があったとき、最も発熱量の小さいガス種に対応する燃焼制御データを用いて燃焼運転を行い、このときの燃焼状態からガス種を判別する際、実際のガス種が最も発熱量の大きいガス種であったとしても、着火制御時間をそのガス種に対応する着火制御時間よりも長く設定するとともに、ファンモータ回転数の補正上限値を最も発熱量の大きいガス種に対応する補正上限値と略同一に設定しているので、着火成功の確率が高められ、しかも、振動燃焼などを起こすことなく安定した燃焼状態とすることができる。また、特定ガス種の判定結果が得られる前でも、ファンモータ回転数が補正限界に至るまでの余裕が十分確保され、すぐに安全動作とすることもなく安定した燃焼状態とすることができる。
【００８３】
燃焼運転の再開直後では前回の燃焼運転で判別されたガス種に対応する燃焼制御データを用いて燃焼運転が行われるので、火炎が不規則に変動して振動燃焼を起こすような事態に至ることはない上、良好な燃焼特性が得られる。また、ガス種の判定結果が得られる前でも、ファンモータ回転数が補正限界に至るまでの余裕が十分確保され、すぐに安全動作とすることもなく安定した燃焼状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す燃焼装置の回路ブロック図である。
【図３】燃焼制御事項を説明するための説明図である。
【図４】一般給湯用の燃焼ユニットに対する燃焼制御処理のフローチャートである。
【図５】温水暖房用の燃焼ユニットに対する燃焼制御処理のフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る燃焼装置の回路ブロック図である。
【符号の説明】
１    ＣＰＵ
２    ＲＯＭ
３    ＲＡＭ（ＥＥＰＲＯＭ）
４    Ｉ／Ｏ
５    ＥＥＰＲＯＭ
１０  温水暖房用の燃焼ユニット
１１  暖房バーナ
１２  暖房ガス電磁弁
１３  暖房バーナセンサ
１４  暖房点火プラグ
１５  暖房送風ファン
１６  ファンモータ回転数センサ
２０  一般給湯用の燃焼ユニット
２１  給湯バーナ
２２  給湯ガス電磁弁
２３  給湯バーナセンサ
２４  給湯点火プラグ
２５  給湯送風ファン
２６  ファンモータ回転数センサ
３３  元ガス電磁弁
３４  暖房ガス比例弁
３５  給湯ガス比例弁
４５  補給水電磁弁
４６  タンク水位センサ
４７  暖房ポンプ
５２  流量センサ
５３  入水温度センサ
６３  出湯温度センサ
７０  台所リモコン
７１  浴室リモコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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