(57)【要約】【課題】バーナの燃焼運転の終了直前における突風の影響で、次回のバーナの燃焼運転の開始時における燃焼ファンの回転数が適切な回転数から乖離した回転数に制御されるのを防止することができる燃焼装置を提供する。【解決手段】バーナ２の燃焼運転中に基準目標回転数を補正して目標回転数を決定するための補正係数の値を到達目標値に近づけるように逐次更新するとき、補正係数の更新直前の値とバーナ２の前回の運転終了時の補正係数値との乖離度合が高いほど、補正係数の値の時間的変化率の大きさを小さくする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを収容した燃焼室に連通する給気通路及び排気通路と、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記燃焼ファンの負荷が所定の基準レベルの負荷である場合における前記バーナの燃焼量と該燃焼量に対応する前記燃焼ファンの回転数との相関関係に基づいて前記バーナの要求燃焼量に対応する前記燃焼ファンの回転数である基準目標回転数を決定する基準目標回転数決定手段と、前記基準目標回転数を補正するための補正係数の到達目標値である目標補正係数を、前記燃焼ファンの検出された負荷と前記基準レベルの負荷との乖離度合に応じて決定する目標補正係数決定手段と、前記基準目標回転数を補正するための補正係数の瞬時値を、前記決定された目標補正係数に所定の時間的変化率で到達させるように逐次更新しつつ、該補正係数の瞬時値により前記基準目標回転数を補正することにより前記燃焼ファンの目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記決定された目標回転数で前記燃焼ファンを作動させるように該燃焼ファンの駆動電流を制御するファン制御手段とを備え、少なくとも前記バーナの燃焼運転の開始時に、前記バーナの前回の燃焼運転の終了時に前記目標回転数決定手段が決定した補正係数の瞬時値である前回運転終了時補正係数値に応じて、前記燃焼ファンの回転数の制御が行われる燃焼装置であって、
前記目標回転数決定手段は、前記バーナの燃焼運転中に前記補正係数の瞬時値を逐次更新するとき、該補正係数の更新直前の値と前記前回運転終了時補正係数値との乖離度合が高いほど、前記時間的変化率の大きさを小さくするように、該乖離度合に応じて前記時間的変化率を決定し、その決定した時間的変化率で前記補正係数の値を更新するように構成されていることを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯器等の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器等の燃焼装置では、燃焼室に収容されたバーナに、燃焼ファンの回転作動によって、バーナの燃焼量に対応した必要量の燃焼用空気を供給することが行われている。
【０００３】
この種の燃焼装置では、燃焼ファンの回転数は、基本的には、バーナの燃焼量に対応させて決定される目標回転数に制御される。
【０００４】
ただし、燃焼ファンの回転数を任意の目標回転数に制御した定常状態でのバーナへの給気量（ひいては、燃焼ファンの負荷）は、バーナを収容した燃焼室に連通する給気通路もしくは排気通路の閉塞の進行度合い、あるいは、該給気通路もしくは排気通路への突風等の外風の作用に応じて変動する。
【０００５】
このため、例えば特許文献１に見られるように、給気通路もしくは排気通路の閉塞、あるいは、外風の影響で、燃焼ファンの負荷が通常よりも大きいかもしくは小さくなる状況で、燃焼ファンの目標回転数を、当該閉塞もしくは外風の影響が無い場合の基準の目標回転数から補正する技術が従来より採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５０４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に見られる如き従来の技術では、バーナの燃焼運転の終了時における燃焼ファンの目標回転数の補正係数の値が、給気通路又は排気通路の閉塞度合を示すものとみなされ、該補正係数の値に応じて、次回のバーナの燃焼運転の開始時における燃焼ファンの回転数が制御される。
【０００８】
しかるに、バーナの燃焼運転の終了直前に給気通路又は排気通路に突風が作用した場合には、バーナの次回の燃焼運転の開始時に、給気通路又は排気通路の閉塞度合が実際には十分に小さなものとなっていても、閉塞度合が大きいものとみなされて、バーナの点火時あるいはその直後の燃焼運転時に、燃焼ファンの回転数が過剰に高い回転数に制御される虞がある。ひいては、バーナの点火不良、あるいは、点火直後の失火を生じる虞がある。
【０００９】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、バーナの燃焼運転の終了直前における突風の影響で、次回のバーナの燃焼運転の開始時における燃焼ファンの回転数が適切な回転数から乖離した回転数に制御されるのを防止することができる燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の燃焼装置は、かかる目的を達成するために、バーナを収容した燃焼室に連通する給気通路及び排気通路と、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記燃焼ファンの負荷が所定の基準レベルの負荷である場合における前記バーナの燃焼量と該燃焼量に対応する前記燃焼ファンの回転数との相関関係に基づいて前記バーナの要求燃焼量に対応する前記燃焼ファンの回転数である基準目標回転数を決定する基準目標回転数決定手段と、前記基準目標回転数を補正するための補正係数の到達目標値である目標補正係数を、前記燃焼ファンの検出された負荷と前記基準レベルの負荷との乖離度合に応じて決定する目標補正係数決定手段と、前記基準目標回転数を補正するための補正係数の瞬時値を、前記決定された目標補正係数に所定の時間的変化率で到達させるように逐次更新しつつ、該補正係数の瞬時値により前記基準目標回転数を補正することにより前記燃焼ファンの目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記決定された目標回転数で前記燃焼ファンを作動させるように該燃焼ファンの駆動電流を制御するファン制御手段とを備え、少なくとも前記バーナの燃焼運転の開始時に、前記バーナの前回の燃焼運転の終了時に前記目標回転数決定手段が決定した補正係数の瞬時値である前回運転終了時補正係数値に応じて、前記燃焼ファンの回転数の制御が行われる燃焼装置であって、前記目標回転数決定手段は、前記バーナの燃焼運転中に前記補正係数の瞬時値を逐次更新するとき、該補正係数の更新直前の値と前記前回運転終了時補正係数値との乖離度合が高いほど、前記時間的変化率の大きさを小さくするように、該乖離度合に応じて前記時間的変化率を決定し、その決定した時間的変化率で前記補正係数の値を更新するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明において、バーナの燃焼運転中に、前記給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用して、前記負荷検出手段により検出される燃焼ファンの負荷と前記基準レベルの負荷との乖離度合が比較的高いものとなる場合がある。この場合において、前記基準目標回転数の補正に使用される補正係数の到達目標値たる前記目標補正係数は、前記基準目標回転数からの補正量を大きくするように、決定される。
【００１２】
そして、前記補正係数は、この目標補正係数に、所要の時間的変化率で近づいていくように逐次更新される。すなわち、補正係数は、目標補正係数に対して応答遅れを有して追従していくように逐次更新される。
【００１３】
この場合、補正係数の時間的変化率は、補正係数の更新直前の値と、バーナの燃焼運転の開始時の該補正係数の値に相当する前記前回運転終了時補正係数値との乖離度合が高いほど、小さくなるように決定される。
【００１４】
このため、前回の燃焼運転時の給気通路又は排気通路の閉塞度合いとほぼ同等の閉塞度合いとなっている状態で、該給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用することに起因して、目標補正係数が前回運転終了時補正係数値から比較的大きく変化した場合における補正係数の更新は、その更新の初期には、当該更新の直前の補正係数の値と前回運転終了時補正係数値との乖離度合が低いことから、補正係数の値が比較的素早く目標補正係数に向かって変化するように行われる。これにより、バーナの失火等が発生するのが速やかに防止される。
【００１５】
そして、補正係数の値の更新が進行して、更新後の補正係数の値と、前回運転終了時補正係数値との乖離度合が高くなると、補正係数の更新は、補正係数の値が比較的ゆっくりした時間的変化率で目標補正係数に向かって変化するように行われる。
【００１６】
ここで、前記給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用することに起因して、目標補正係数が変化した場合には、該突風が一時的なものであることから、該突風が収まれば、目標補正係数は、給気通路又は排気通路の閉塞度合に応じた目標値に戻ることとなる。この場合、本発明では、補正係数の値は、通常、前記給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用することに起因して変化した目標補正係数に到達する前に、給気通路又は排気通路の閉塞度合に応じた値に速やかに戻っていく。
【００１７】
このため、給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用することに起因して、目標補正係数が変化した場合には、補正係数の値は、該突風状態に対応する目標補正係数の値までは到達しにくい。換言すれば、補正係数の値は、給気通路又は排気通路の閉塞度合に応じた値から大きく乖離した値にはなりにくい。
【００１８】
従って、前記給気通路又は排気通路に一時的な突風が作用している状態でバーナの燃焼運転が停止されても、該バーナの燃焼運転の終了時における補正係数の値は、給気通路又は排気通路の閉塞度合に応じた値から大きく乖離したものとなるのが防止される。
【００１９】
この結果、バーナの次回の燃焼運転の開始時に、燃焼ファンの回転数が、バーナの適切な点火又は燃焼を行うために適切な回転数（給気通路又は排気通路の閉塞度合に応じた適切な回転数）から乖離した回転数に制御されるのが防止されることとなる。
【００２０】
よって、本発明の燃焼装置によればバーナの燃焼運転の終了直前における突風の影響で、次回のバーナの燃焼運転の開始時における燃焼ファンの回転数が適切な回転数から乖離した回転数に制御されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の燃焼装置としての給湯装置のシステム構成を示す図。
【図２】実施形態の給湯装置の制御に関する構成を示すブロック図。
【図３】実施形態の給湯装置の制御処理を示すフローチャート。
【図４】実施形態の給湯装置の制御処理を示すフローチャート。
【図５】図４のＳＴＥＰ１２の処理の詳細を示すフローチャート。
【図６】図４のＳＴＥＰ１２の処理を説明するためのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態を図１〜図６を参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の燃焼装置は例えば給湯装置Ａである。この給湯装置Ａは、屋外に設置される熱源機としての給湯器本体Ｋと、屋内の台所等に設置されるリモコンＬとを備える。
【００２３】
給湯器本体Ｋは、熱交水路１と、バーナ２を収容した燃焼室３と、燃焼用空気をバーナ２に供給する燃焼ファン４と、給湯装置Ａの運転制御を行う制御ユニット５を備える。
【００２４】
燃焼室３の下部には、燃焼用空気をバーナ２に供給するための給気通路３１が連通され、燃焼室３の上部には、排ガスを排出するための排気通路３２が連通されている。
【００２５】
熱交水路１は、給水管１１、熱交換器管１２、バイパス管１３、及び出湯管１４により構成されている。給水管１１は、上流側が図示しない給水源の配管に接続され、下流側が流量調節弁１５に接続されている。また、給水管１１には、水フィルタの機能を兼ねる水抜栓１１１と、給水管１１の通水流量を検出する流量センサである水量センサ１１２と、給水温度を検出する温度センサである給水サーミスタ１１３とが配設されている。
【００２６】
熱交換器管１２は、上流側が流量調節弁１５に接続され、下流側が出湯管１４に接続されている。熱交換器１２１は、バーナ２の上方の箇所で熱交換器管１２の途中部に配設され、内部を流通する水をバーナ２の燃焼熱により加熱する。また、熱交換器１２１の外壁には熱交換器１２１の異常加熱を検出するための温度センサである過熱センサ１２２が設けられ、熱交換器１２１の出口付近に熱交換器１２１からの出湯温度を検出する温度センサである熱交サーミスタ１２３が配設されている。
【００２７】
バイパス管１３は、入口側（上流側）が流量調節弁１５に接続され、出口側（下流側）が出湯管１４に接続されている。出湯管１４には、凍結防止ヒータ１４１と、出湯温度（給湯温度）を検出する温度センサである出湯サーミスタ１４２と、過圧安全弁を兼ねる水抜栓１４３とが配設されている。また、出湯管１４の下流端部は、台所等に配置される給湯栓１４４に接続されている。
【００２８】
給水管１１、熱交換器管１２及びバイパス管１３が接続された前記流量調節弁１５は、給水管１１の通水流量を調整すると共に、熱交換器管１２の通水流量とバイパス管１３の通水流量との比率（バイパス比）を調節するように構成された弁である。
【００２９】
バーナ２は、本実施形態ではガスバーナである。このバーナ２は、３段階の能力切替えが可能であり、燃焼ファン４により燃焼用空気が供給されると共に、ガス管６により燃料ガスが供給される。
【００３０】
燃焼ファン４は、図示を省略する電動モータにより回転駆動されるものであり、給気通路３１に設けられている。この燃焼ファン４は、給気通路３１の給気口から外気を吸引し、その吸引した外気をバーナ２の燃焼用空気として燃焼室３に給気する。そして、燃焼ファン４は、その電動モータの駆動電流であるファン電流を制御することで、該燃焼ファン４の回転数（回転速度）を制御することが可能となっている。
【００３１】
ガス管６には、元電磁弁６１、比例電磁弁６２、及び能力切替電磁弁６３，６４が配設されている。さらに、給湯器本体Ｋには、バーナ２に点火するための火花放電を発生する点火電極２１、点火電極を駆動するイグナイタ２２、バーナ２の燃焼炎を検知する炎検知センサとしてのフレームロッド２３、過熱防止用の温度ヒューズ２４、凍結防止ヒータ１４１を作動させるための低温感知スイッチ２５等が備えられている。
【００３２】
能力切替電磁弁６３，６４は、それぞれの開弁及び閉弁の組み合わせ（６３，６４の両方の開弁、６３のみの開弁、６４のみの開弁）を切り替えることにより、バーナ２の燃焼能力を３段階に切替える。比例電磁弁６２は、通電量に比例してその開度が可変し、バーナ２への燃料ガスの供給量を連続的に可変する。能力切替電磁弁６３，６４と比例電磁弁６２との組み合わせにより、バーナ２の燃焼量を幅広い範囲で変化させることが可能となっている。
【００３３】
リモコンＬは、目標給湯温度の設定を行う温度設定スイッチ（図示しない）、給湯運転の実行が可能な運転状態と給湯運転の実行が不能な待機状態との切替えを行う運転スイッチ７１、給湯装置Ａの作動状態等を表示する表示器７２等を備えている。そして、リモコンＬは、制御ユニット５と通信し得るように通信ケーブルＮを介して制御ユニット５に接続されている。
【００３４】
図２を参照して、前記制御ユニット５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を有する電子回路ユニットである。
【００３５】
この制御ユニット５には、リモコンＬの操作データ（運転スイッチ７１のオンオフ操作を示すデータ、目標給湯温度の設定値を示すデータ等）と、前記給水サーミスタ１１３、水量センサ１１２、出湯サーミスタ１４２、フレームロッド２３等の各センサの検出信号とが入力される。また、燃焼ファン４には、ファン電流を検出する電流センサ４１と、燃焼ファン４の回転数を検出する回転数センサ４２とが付設されており、これらのセンサ４１，４２の検出信号も制御ユニット５に入力される。
【００３６】
制御ユニット５は、これらの入力データを使用して、あらかじめ実装されたプログラムを実行することで、バーナ２の燃焼系の機器（元電磁弁６１、比例電磁弁６２、能力切替電磁弁６３，６４、イグナイタ２２、燃焼ファン４）と、通水系の機器（流量調節弁１５）とを制御する。
【００３７】
この場合、制御ユニット５は、実装されたプログラム又はハードウェア構成により実現される主な機能（特に、本発明に係る機能）として、燃焼ファン４の負荷を検出する負荷検出部５１と、バーナ２の要求燃焼量（必要燃焼量）に応じて燃焼ファン４の基準目標回転数を決定する基準目標回転数決定部５２と、基準目標回転数を補正するための補正係数の到達目標値である目標補正係数を燃焼ファン４の負荷に応じて決定する目標補正係数決定部５３と、基準目標回転数を補正するための補正係数の瞬時値を目標補正係数に追従させるように逐次更新しつつ、該補正係数の瞬時値により前記基準目標回転数を補正することにより燃焼ファン４の目標回転数を決定する目標回転数決定部５４と、該目標回転数で燃焼ファン４を作動させるようにファン電流を制御するファン制御部５５とを備える。
【００３８】
上記負荷検出部５１、基準目標回転数決定部５２、目標補正係数決定部５３、目標回転数決定部５４、ファン制御部５５は、それぞれ本発明における負荷検出手段、基準目標回転数決定手段、目標補正係数決定手段、目標回転数決定手段、ファン制御手段に相当するものである。
【００３９】
次に、制御ユニット５の各機能部の処理の詳細を含めて該制御ユニット５の制御処理を説明する。
【００４０】
給湯装置Ａに電源電力が供給されている状態で、制御ユニット５は、図３〜図５のフローチャートに示すように制御処理を実行する。
【００４１】
ＳＴＥＰ１において、制御ユニット５は、使用者による給湯栓１４４の開栓等により、給水管１１での所定流量（例えば２．７リットル／分）以上の通水が行われたか否かを、水量センサ１１２の検出信号に基づいて検知する。
【００４２】
そして、ＳＴＥＰ１で、所定流量以上の通水が検知されると（ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になると）、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２において、フラグＦの値が「１」に設定されているか否かを判断する。
【００４３】
上記フラグＦは、前回の給湯運転時（バーナ２の燃焼運転時）に、後述のＳＴＥＰ１３で給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が第２所定値（例えば６０％）よりも小さいと判断される場合に、ゼロに設定される。また、給湯装置Ａの電源投入後の初回運転時である場合、あるいは、後述のＳＴＥＰ１３で給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が上記第２所定値よりも大きいと判断される場合にフラグＦの値は「１」に設定される。
【００４４】
制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２で、フラグＦの値が「ゼロ」である場合には、ＳＴＥＰ６の処理を実行し、フラグＦの値が「１」である場合にはＳＴＥＰ３の処理を実行する。
【００４５】
ＳＴＥＰ６では、制御ユニット５は、燃焼ファン４の目標回転数として、あらかじめ定められた第１所定回転数（例えば２７００rpm）を設定する。そして、制御ユニット５は、ファン制御部５５によって、燃焼ファン４の回転数が第１所定回転数となるようにファン電流をフィードバック制御する。
【００４６】
そして、制御ユニット５は、次に、ＳＴＥＰ７でバーナ２の点火処理を実行する。
【００４７】
一方、ＳＴＥＰ２で、フラグＦの値が「１」である場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ３で燃焼ファン４の目標回転数として、第１所定回転数よりも高い回転数にあらかじめ定められた第２所定回転数（例えば３０００rpm）を設定する。そして、制御ユニット５は、ファン制御部５５によって、燃焼ファン４の回転数が第２所定回転数となるようにファン電流をフィードバック制御する。
【００４８】
制御ユニット５は、さらに、ＳＴＥＰ４において、給気通路３１及び排気通路３２の閉塞状態を検出する。ここで、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が高いほど、燃焼ファン４の回転数を一定回転数に制御した状態での該燃焼ファン４の負荷が小さくなる（燃焼ファン４の風量が小さくなる）。このため、燃焼ファン４の回転数を上記第２所定回転数に制御した状態でのファン電流は、閉塞率が高いほど、小さくなる。
【００４９】
そこで、ＳＴＥＰ４では、制御ユニット５は、燃焼ファン４の回転数を上記第２所定回転数に制御した状態で、電流センサ４１の検出信号により示されるファン電流の検出値の平均値（所定時間内での複数のサンプリング値の平均値）を、給気通路３１及び排気通路３２の閉塞状態を示す指標値として取得する。
【００５０】
そして、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ５において、ファン電流の平均値を所定の閾値（例えば４００ｍＡ）と比較することで、閉塞率が第１所定値（例えば９０％）以上であるか否かを判断する。
【００５１】
具体的には、ファン電流の平均値≦閾値である場合が、閉塞率≧第１所定値（９０％）である場合に相当する。この場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１１において、燃焼ファン４の作動を停止し、さらに、ＳＴＥＰ１２において、リモコンＬの表示器７２にエラー表示を行わせ、給気通路３１又は排気通路３２の高閉塞（閉塞率９０％以上）により給湯装置Ａの運転を強制終了したことを使用者に報知する。
【００５２】
また、ＳＴＥＰ５において、ファン電流の平均値＞閾値である場合が、閉塞率＜第１所定値（９０％）である場合に相当する。この場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ７において、バーナ２を点火させる点火処理を実行する。
【００５３】
ＳＴＥＰ７の点火処理では、制御ユニット５は、上記の如く燃焼ファン４を第１所定回転数又は第２所定回転数で作動させた状態で、イグナイタ２２を作動させて点火電極２１に火花放電を生じさせ、さらに元電磁弁６１及び能力切替電磁弁６３，６４を開弁し、比例電磁弁６２を点火用の開度に作動させる。これにより、燃焼ファン４及び点火電極２１の作動状態でバーナ２への燃料ガスの供給が行われ、該バーナ２が点火される。
【００５４】
続くＳＴＥＰ８において、制御ユニット５は、フレームロッド２３の検出信号によりバーナ２の着火の有無を判断し、着火が検知されたときにＳＴＥＰ９において、イグナイタ２２の作動を停止する。そして、制御ユニット５は、次のＳＴＥＰ１０において、後述する補正係数Ｒmaの更新周期に相当する所定時間（例えば１秒）を経時するタイマＴｍをスタートさせ、さらに、ＳＴＥＰ１１〜１８のループ処理により給湯運転制御を実行する。
【００５５】
なお、ＳＴＥＰ１１〜１８のループ処理は、補正係数の更新周期よりも短い制御処理周期で実行される。
【００５６】
制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１１で、燃焼ファン４の回転数とバーナ２への燃料ガスの供給量とを制御することで、バーナ２の燃焼量を制御する。
【００５７】
具体的には、ＳＴＥＰ１１の制御処理は次のように実行される。制御ユニット５は、まず、出湯サーミスタ１４２及び給水サーミスタ１１３の検出温度、及び水量センサ１１２の検出水量等に基づいて、出湯サーミスタ１４２で検出される給湯温度をリモコンＬで設定された目標給湯温度に一致させるようにするためのバーナ２の要求燃焼量（必要燃焼量）を算出する。
【００５８】
そして、制御ユニット５は、基準目標回転数決定部５２によって、バーナ２の要求燃焼量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼ファン４の基準目標回転数を決定する。
【００５９】
上記基準目標回転数は、燃焼ファン４の負荷が所定の基準レベルの負荷である場合に、バーナ２の燃焼量に対応した量の燃焼用空気をバーナ２に供給し得る回転数である。そして、該基準目標回転数は、燃焼ファン４の負荷が所定の基準レベルの負荷である場合におけるバーナ２の燃焼量と燃焼ファン４の回転数との相関関係を示すものとしてあらかじめ作成された参照データ（マップあるいは演算式等）を用いて、バーナ２の要求燃焼量から決定される。
【００６０】
ここで、上記所定の基準レベルの負荷というのは、給気通路３１及び排気通路３２の閉塞が無く、且つ、該給気通路３１及び排気通路３２に突風等の外風が作用していない環境条件で、燃焼ファン４を任意の一定回転数で作動させた場合の該燃焼ファン４の負荷を意味する。
【００６１】
さらに、制御ユニット５は、目標回転数決定部５４によって、後述する如く逐次更新される補正係数Ｒmaの現在値に応じて上記基準目標回転数を補正することで、燃焼ファン４の現在の目標回転数を決定する。この補正は、基準目標回転数に補正係数Ｒmaの現在値を乗じることで行われる。
【００６２】
この場合、基準目標回転数の上記補正処理では、後述するＳＴＥＰ１２の処理で補正係数Ｒmaの値が更新されるまでは、補正係数Ｒmaの値として、前回の給湯運転の終了時に算出された補正係数Ｒmaの値（これは後述するＳＴＥＰ１９で記憶保持される）を使用して、基準目標回転数が補正される。そして、ＳＴＥＰ１２の処理で補正係数Ｒmaの値が更新された場合には、補正係数Ｒmaの更新後の最新値を使用して、基準目標回転数が補正される。
【００６３】
なお、補正係数Ｒmaの値は、「１」に設定されている場合もあり、この場合には、該基準目標回転数がそのまま目標回転数として決定されることとなる。
【００６４】
制御ユニット５は、次に、上記の如く決定した目標回転数で燃焼ファン４を作動させるように（回転数センサ４２の検出信号により示される燃焼ファン４の回転数の検出値を目標回転数に一致させるように）、ファン制御部５５によって、燃焼ファン４のファン電流をフィードバック制御する。
【００６５】
さらに、制御ユニット５は、燃焼ファン４の回転数の検出値を補正係数Ｒmaで除算してなる回転数から、前記参照データ（前記基準レベルの負荷におけるバーナ２の燃焼量と燃焼ファン４の回転数との相関関係を示す参照データ）に基づいて、バーナ２への燃焼用空気の実際の供給量に対応するバーナ２の燃焼量の制御目標値を決定する。そして、制御ユニット５は、その制御目標値に対応する量の燃料ガスをバーナ２に供給するように、該制御目標値に応じて能力切替電磁弁６３，６４の開閉と比例電磁弁６２の開度とを制御する。
【００６６】
ＳＴＥＰ１１の制御処理は、以上の如く実行される。これにより、バーナ２の燃焼量が、目標給湯温度を実現するための要求燃焼量に到達するように制御される。
【００６７】
次にＳＴＥＰ１２において、制御ユニット５は、燃焼ファン４の目標回転数を決定する（基準目標回転数を補正する）ために使用する補正係数Ｒmaの値を適宜更新する処理を実行する。
【００６８】
このＳＴＥＰ１２の処理は、負荷検出部５１の処理と、目標補正係数決定部５３の処理と、目標回転数決定部５４の処理とを含んでおり、図５のフローチャートに示す如く実行される。
【００６９】
制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１００において、負荷検出部５１により、ファン電流の検出値を取得して、図示しないメモリに記憶保持する。続いて、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０１において、前記タイマＴｍ（１秒タイマ）がタイムアップしているか否を判断し、タイムアップしていない場合には、図５のフローチャートの処理（ＳＴＥＰ１２の処理）を終了する。
【００７０】
従って、ＳＴＥＰ１０１でタイマＴｍがタイムアップするまで、ＳＴＥＰ１００でファン電流の検出値を取得して記憶保持することが繰り返される。そして、ＳＴＥＰ１０１でタイマＴｍがタイムアップしたときには、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０２において、タイマＴｍの計時時間の期間（１秒間）におけるファン電流の検出値のサンプリング値の平均値Ｉaを算出する。なお、タイマＴｍの計時時間は、その時間内での燃焼ファン４の回転数の変化が十分に微小なものに収まるような時間に設定されている。
【００７１】
上記ＳＴＥＰ１００，１０２の処理が、本実施形態における負荷検出部５１の処理である。
【００７２】
ここで、燃焼ファン４の各回転数に対応するファン電流と負荷との関係について図６を参照して説明する。燃焼ファン４の負荷が前記基準レベルの負荷である場合、すなわち、給気通路３１及び排気通路３２の閉塞が無く、且つ、給気通路３１及び排気通路３２に外風が作用していない状態では、燃焼ファン４の回転数が一定に維持される状況での燃焼ファン４の回転数とファン電流との関係は、図６の実線のライン８０で示す如き関係となる。以降、このライン８０を基準ラインという。
【００７３】
そして、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞が進行し、あるいは、排気通路３２にその出口側から突風等の外風が作用することに起因して、燃焼ファン４の負荷が減少した場合（燃焼ファン４の風量が減少した場合）には、燃焼ファン４の各回転数でのファン電流の大きさが、基準ライン上でのファン電流の大きさよりも小さくなる。このため、燃焼ファン４の回転数とファン電流との関係は、例えば図６の破線のライン８３で示す如き関係となる。
【００７４】
なお、燃焼ファン４の負荷が、基準レベルの負荷よりも小さいほど（例えば、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が高いほど）、燃焼ファン４の各回転数でのファン電流の大きさは、基準ライン上でのファン電流から、より小さくなる方向に乖離する。
【００７５】
また、給気通路３１にその入口側から突風等の外風が作用することに起因して、燃焼ファン４の負荷が増加した場合（燃焼ファン４の風量が増加した場合）には、燃焼ファン４の各回転数でのファン電流の大きさが、基準レベルの負荷の場合よりも大きくなる。このため、燃焼ファン４の回転数とファン電流との関係は、例えば図６の破線のライン８４で示す如き関係となる。
【００７６】
なお、燃焼ファン４の負荷が、基準レベルの負荷よりも大きいほど、燃焼ファン４の各回転数でのファン電流の大きさは、基準ライン上でのファン電流から、より大きくなる方向に乖離する。
【００７７】
このように、燃焼ファン４を任意の一定回転数で作動させた場合のファン電流の大きさは、燃焼ファン４の負荷が基準レベルの負荷よりも大きくなるほど、基準ライン上でのファン電流よりも、より大きくなり、燃焼ファン４の負荷が基準レベルの負荷よりも小さくなるほど、基準ライン上でのファン電流よりも、より小さくなる。
【００７８】
そこで、負荷検出部５１は、前記タイマＴｍの計時時間の期間（１秒間）におけるファン電流の検出値の平均値Ｉａを、燃焼ファン４の負荷のレベル（程度）を表す指標値として算出する。
【００７９】
なお、図６に一点鎖線で示すライン８１，８２は、燃焼ファン４の目標回転数を決定するときに、該目標回転数を基準目標回転数に一致させるか否かを規定する境界ラインである。また、図６に示す実線のライン８５は、補正係数Ｒmaの決定の算出のために用いる補助値ライン（あらかじめ実験に基づいて設定されたライン）である。
【００８０】
次に、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０２に続くＳＴＥＰ１０３において、Ｉａがライン８１上の電流値Ｉ10とライン８２上の電流値Ｉ20との間の値であるか否かを判断する。
【００８１】
この場合、境界ライン８１，８２は、マップあるいは演算式により表される参照データとしてあらじめ図示しないメモリに記憶保持されている。そして、制御ユニット５は、現在の目標回転数（又は前記タイマＴmの計時時間の期間での燃焼ファン４の回転数の検出値の平均値）から、当該参照データに基づいて上記電流値Ｉ10，Ｉ20を求める。図６に示すＩ10，Ｉ20は、燃焼ファン４の目標回転数がＮ1である場合の例である。
【００８２】
ＳＴＥＰ１０３で、Ｉ10≦Ｉａ≦Ｉ20である場合には、燃焼ファン４の負荷は、基準レベルの負荷に一致もしくはほぼ一致する。この場合には、燃焼ファン４の回転数を基準目標回転数に制御することで、バーナ２を要求燃焼量で適切に燃焼させ得る量の燃焼用空気をバーナ２に供給できる。
【００８３】
そこで、この場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０５において、補正係数Ｒmaの到達目標値である目標補正係数Ｒma_cmdの値を「１」に決定する。
【００８４】
また、制御ユニット５は、Ｉ10≦Ｉａ≦Ｉ20でない場合には、ＳＴＥＰ１０４において、Ｉａの値から目標補正係数Ｒma_cmdを算出する。
【００８５】
具体的には、Ｉａ＜Ｉ10である場合（燃焼ファン４の負荷が減少した場合）には、次式（１）により目標補正係数Ｒma_cmdの値を決定し、Ｉａ＞Ｉ20である場合（燃焼ファン４の負荷が増加した場合）には、次式（２）により目標補正係数Ｒma_cmdの値を決定する。
【００８６】
Ｉａ＜Ｉ10である場合
Ｒma_cmd＝((ａ1／ｂ1)−１)×α＋１  ……（１）
ただし、ａ1＝Ｉ10−Ｉb、ｂ1＝Ｉa−Ｉb、
Ｉａ＞Ｉ20である場合
Ｒma_cmd＝((ａ2／ｂ2)−１)×β＋１  ……（２）
ただし、ａ2＝Ｉ20−Ｉb、ｂ2＝Ｉa−Ｉb
ここで、式（１）、（２）におけるＩｂは、図６に示す補助値ライン８５上で、現在の目標回転数（図示例ではＮ1）に対応する電流値である。補助値ライン８５は、目標補正係数Ｒma_cmdを算出するためにあらかじめ実験的に設定されたラインである。
【００８７】
また、式（１）におけるαと、式（２）におけるβとは、あらかじめ実験的に設定された１以下の正の定数値である。
【００８８】
なお、図６において、ａ1，ｂ1は、Ｉa＝Ｉ11（＜Ｉ10）である場合の例を示し、ａ2，ｂ2は、Ｉa＝Ｉ21（＞Ｉ20）である場合の例を示している。
【００８９】
以上のＳＴＥＰ１０３〜１０５の処理が、目標補正係数決定部５３の処理である。この処理によって、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞が進行し、あるいは、給気通路３１又は排気通路３２に突風等の外風が作用することに起因して、燃焼ファン４の負荷が基準レベルの負荷から変化した場合に、バーナ２の要求燃焼量に対応する量の燃焼用空気を供給し得るように、基準目標回転数を補正するための目標補正係数Ｒma_cmdが決定される。
【００９０】
次いで、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０６において、補正係数Ｒmaの現在値と、給湯装置Ａの前回の給湯運転の終了時（バーナ２の燃焼運転の終了時）に記憶保持された補正係数Ｒmaの値である前回運転終了時補正係数値Ｒma0の値との乖離度合を示す評価値が所定値以下であるか否かを判断する。
【００９１】
本実施形態では、上記評価値（以降、補正係数評価値という）は、例えばＲmaの現在値と、Ｒma0との比率と「１」との偏差（換言すれば、（Ｒma−Ｒma0）のＲma0に対する割合）の絶対値である。この補正係数評価値は、ＲmaとＲma0との偏差の絶対値が大きいほど（両者の乖離度合が大きいほど）、大きな値となる。
【００９２】
そして、ＳＴＥＰ１０６では、この補正係数評価値が所定値（例えば０．１）以下であるか否かが判断される。
【００９３】
なお、例えばＲmaとＲma0との比率又は偏差の絶対値を補正係数評価値として用いることも可能である。
【００９４】
ＳＴＥＰ１０６で、補正係数評価値≦０．１である場合（ＲmaとＲma0との乖離度合が相対的に小さい場合）には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０７において、比較的高速の時間的変化率Ｓ1でＲmaの値を目標補正係数Ｒma_cmdに近づけていくように、Ｒmaの値（瞬時値）を更新する。上記時間的変化率Ｓ1は、あらかじめ定められた定数値であり、例えば毎秒０．０１の時間的変化率である。
【００９５】
また、ＳＴＥＰ１０６で、補正係数評価値＞０．１である場合（ＲmaとＲma0との乖離度合が相対的に大きい場合）には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１０８において、Ｓ1よりも低速の時間的変化率Ｓ2でＲmaの値を目標補正係数Ｒma_cmdに近づけていくように、Ｒmaの値（瞬時値）を更新する。上記時間的変化率Ｓ2は、あらかじめ定められた定数値であり、例えば毎秒０．００１の時間的変化率である。
【００９６】
上記ＳＴＥＰ１０７，１０８の処理では、より具体的には、補正係数Ｒmaの更新処理周期（前記タイマＴmの計時時間）にＳ1又はＳ2を乗じてなる値だけ、ＲmaがＲma_cmdに近づく方向に更新される。
【００９７】
ただし、ＳＴＥＰ１０７，１０８のいずれの処理においても、当該更新によって、ＲmaがＲma_cmdよりも小さい値からＲma_cmdよりも大きい値に変化する場合、あるいは、ＲmaがＲma_cmdよりも大きい値からＲma_cmdよりも小さい値に変化する場合には、Ｒmaの値は、Ｒma_cmdに一致する値に変更される。そして、ＲmaがＲma_cmdに一致した後は、Ｒma_cmdが一定に維持される限り、ＲmaがＲma_cmdと同じ値に保持される。
【００９８】
以上のＳＴＥＰ１０６〜１０８の処理が、目標回転数決定部５４によって実行される処理である。この処理により、目標回転数を逐次決定するために実際に使用する補正係数Ｒmaの値（瞬時値）は、ＲmaとＲma0との乖離度合が相対的に小さい段階では、比較的高速の時間的変化率Ｓ1でＲmaがＲma_cmdに近づいていくようにＲmaの値が更新され、ＲmaとＲma0との乖離度合が相対的に大きくなると、比較的低速の時間的変化率Ｓ2でＲmaがＲma_cmdに近づいていくようにＲmaの値が更新される。
【００９９】
なお、制御ユニット５は、上記ＳＴＥＰ１０７又は１０８の処理を実行した後、ＳＴＥＰ１０９において、タイマＴmの計時を再スタートさせる。
【０１００】
以上が、図４のＳＴＥＰ１２の処理の詳細である。
【０１０１】
図４の説明に戻って、制御ユニット５は、次に、ＳＴＥＰ１３において、上記の如くＳＴＥＰ１２で算出した補正係数Ｒmaの値に基づいて、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が、第２所定値（例えば６０％）以上であるか否かを判断する。
【０１０２】
具体的には、Ｒmaが例えば１．１未満である場合が、閉塞率＜第２所定値（６０％）である場合に相当する。この場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１７において、前記フラグＦの値をゼロにして、ＳＴＥＰ１８の処理を実行する。
【０１０３】
また、ＳＴＥＰ１３において、Ｒmaが１．１以上である場合が、閉塞率≧第２所定値（６０％）である場合に相当する。この場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１４において、前記フラグＦの値を「１」にする。
【０１０４】
さらに、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１５において、給気通路及３１び排気通路３２の閉塞率に応じて給湯能力（燃焼能力）を制限する。
【０１０５】
例えば、給気通路３１及び排気通路３２の閉塞が生じていない定常状態での給湯器本体Ｋの最大給湯能力が１６号である場合は、以下のように給湯器本体Ｋの能力を制限する。
【０１０６】
給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が６０％以上６５％未満であるときは、給湯器本体Ｋの最大給湯能力を１４号に制限する。給気通路又３１は排気通路３２の閉塞率が６５％以上７０％未満であるときは、給湯器本体Ｋの最大給湯能力を１２号に制限する。給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が７０％以上７５％未満であるときは、給湯器本体Ｋの最大給湯能力を１１号に制限する。給気通路又３１は排気通路３２の閉塞率が７５％以上８０％未満であるときは、給湯器本体Ｋの最大給湯能力を１０号に制限する。給気通路又３１は排気通路３２の閉塞率が８０％以上であるときは、給湯器本体Ｋの最大給湯能力を１０号よりも低い下限値に制限する。
【０１０７】
次いで、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１６で、最大給湯能力が下限値（１０号未満）であるか否かを判断する。このとき、最大給湯能力が下限値でないときは、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１８において、給水管１１の所定流量（例えば２．３リットル／分）以上のの通水が停止したか否かを水量センサ１１２に検出信号に基づいて判断する。
【０１０８】
ＳＴＥＰ１８において所定流量以上の通水が停止されていない場合には、給水管１１から熱交換器管１２及びバイパス管１３への給水が継続されているため、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１８のループ処理を継続して、給湯運転を継続する。
【０１０９】
一方、ＳＴＥＰ１８において所定流量以上の通水が停止された場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１９において、前記補正係数Ｒmaの値（現在値）とフラグＦの値（現在値）とをＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持し、さらにＳＴＥＰ２０において、給湯装置Ａの給湯運転を停止する。この場合、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２０において、元電磁弁６１及び能力切替電磁弁６３，６４を閉弁し、さらに、比例電磁弁６２の作動と燃焼ファン４の作動とを停止する。これにより、バーナ２の燃焼運転が停止される。
【０１１０】
また、ＳＴＥＰ１６で、給湯器本体Ｋの最大給湯能力が下限値に制限されているときは、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２１において、最大給湯能力が下限値に制限された状態が所定時間（例えば９０秒）継続したか否を判断する。そして、最大給湯能力が下限値に制限された状態が所定時間（例えば９０秒）継続した場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２２において、給湯装置Ａの給湯運転を停止する。この処理は、ＳＴＥＰ２０の処理と同じである。さらに、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ２３において、リモコンＬの表示器７２にエラー表示を行わせ、給気通路３１又は排気通路３２の閉塞率が高い（８０％以上）ことによって、給湯運転を強制終了したことを使用者に報知する。
【０１１１】
また、ＳＴＥＰ２１において、最大給湯能力が下限値に制限された状態が所定時間（９０秒）継続せずに、最大給湯能力が下限値よりも高い号数に回復した場合には、制御ユニット５は、ＳＴＥＰ１８の判断処理を実行する。
【０１１２】
以上説明した本実施形態の給湯装置Ａでは、目標回転数を逐次決定するために実際に使用する補正係数Ｒmaの値（瞬時値）は、補正係数Ｒmaの更新直前の値と前回運転終了時補正係数値Ｒma0との乖離度合に応じた時間的変化率Ｓ1又はＳ2でＲmaが到達目標値たる目標補正係数Ｒma_cmdに近づいていくように決定されるため、次のような効果が得られる。
【０１１３】
すなわち、給湯運転中（バーナ２の燃焼運転中）に給気通路３１又は排気通路３２に一時的な突風が作用した場合、燃焼ファン４の負荷が大きく変化することで、目標補正係数Ｒma_cmdが給湯運転の開始初期の閉塞率に対応する前回運転終了時補正係数値Ｒma0から大きく変化することがある。
【０１１４】
この場合、補正係数Ｒmaの瞬時値が目標補正係数Ｒma_cmdに到達する前で、補正係数Ｒmaの更新直前の値と前回運転終了時補正係数値Ｒma0との乖離度合が比較的小さい段階では、高速側の時間的変化率Ｓ1で、補正係数Ｒmaの値が素早くＲma_cmdに向かって変化するので、燃焼用空気の実際の供給量が過不足状態になることが速やかに抑制される。また、補正係数Ｒmaの瞬時値が目標補正係数Ｒma_cmdに近づいていき、補正係数Ｒmaの更新直前の値と前回運転終了時補正係数値Ｒma0との乖離度合が比較的大きなものとなる段階では、低速側の時間的変化率Ｓ2で、補正係数Ｒmaの値が緩やかにＲma_cmdに向かって変化する。
【０１１５】
このため、給気通路３１又は排気通路３２に一時的な突風が作用している状況で、通水が停止されて、給湯運転が停止された場合であっても、実際の閉塞率に対応する補正係数Ｒmaの値から大きく乖離した補正係数Ｒmaの値が、給湯運転の終了時（バーナ２の燃焼運転の終了時）に記憶保持されてしまうのが防止される。また、実際の閉塞率が低いのに、一時的な突風に起因して、フラグＦの値が「１」に設定され、その状態で、給湯運転が停止されてしまうのが防止される。
【０１１６】
この結果、給湯装置Ａの次回の運転初期（バーナ２の次回の燃焼運転初期）において、給気通路３１又は排気通路３２の実際の閉塞率に整合しない燃焼ファン４の回転数でバーナの点火処理が実行されたり、あるいは、バーナ２の燃焼運転の開始直後に、給気通路３１又は排気通路３２の実際の閉塞率に整合しない過不足の大きい燃焼ファン４の回転数でバーナ２の給気が行われることとなるのを防止できる。ひいては、バーナ２の失火等の燃焼不良が生じるのが防止される。
【０１１７】
なお、本実施形態では、本発明の燃焼装置として給湯装置Ａを例示したが、温風暖房機等、給湯装置Ａ以外の燃焼装置についても本発明を適用できる。
【０１１８】
また、バーナ２は、ガスバーナに限らず、灯油等の燃料を燃焼させるバーナであってもよい。
【０１１９】
また、前記実施形態では、補正係数Ｒmaの更新の時間的変化率を２段階に切り替えるようにしたが、３段階以上に切り替えるようにしてもよい。
【０１２０】
また、前記実施形態では、燃焼ファン４の負荷を表す指標値としてファン電流を使用したが、例えば、燃焼ファン４の風量センサを備える場合に、その風量の検出値を燃焼ファン４の負荷を表す指標値として用いることも可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ…給湯装置（燃焼装置）、２…バーナ、３…燃焼室、４…燃焼ファン、３１…給気通路、３２…排気通路、５１…負荷検出部（負荷検出手段）、５２…基準回転数決定部（基準回転数決定手段）、５３…目標補正係数決定部（目標補正係数決定手段）、５４…目標回転数決定部（目標回転数決定手段）、５５…ファン制御部（ファン制御手段）。
【図１】
2016057045.tif 000003
【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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