(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を収容または流通する液体加熱器と、該液体加熱器内の液体を加熱する加熱手段と、該加熱手段の燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた燃焼装置において、前記液体加熱器内の液体容積値と液体の種類の少なくとも一方から前記液体の温度が予め定められた基準温度になる液温の基準温度達成時間を推測する液温達成時間推測手段を有し、前記加熱手段の燃焼開始からの燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときに該加熱手段の要求燃焼熱量に応じて前記燃焼ファンの回転数を制御する第１のファン回転制御データと、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときに前記加熱手段の要求燃焼熱量に応じて前記燃焼ファンの回転数を風量アップ側に制御する第２のファン回転制御データとが予め与えられており、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときには前記第１のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行ない、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときには前記第２のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行なうことにより前記液体加熱器に結露が付着することを抑制するファン回転数制御手段を有することを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
液体加熱器は、該液体加熱器内の液体を加熱手段によって加熱することにより前記液体に含まれる異なる種類の液体を分離再生する再生器としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
液体加熱器の入口側には給水通路が接続され、前記液体加熱器の出口側には給湯通路が接続されており、液体加熱器は前記給水通路から供給される水を加熱手段によって加熱して給湯通路へ送出する給湯熱交換器としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項４】
各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器に結露が生じない条件を満たすと共に給湯熱交換器の熱効率を予め定められた設定効率にすることができるフィードフォワード定数が予め与えられており、ファン回転数制御部が選択したファン回転制御データに対応するフィードフォワード定数を用いて加熱手段に供給されるフィードフォワード供給熱量を求めるフィードフォワード演算部が設けられていることを特徴とする請求項３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、給湯器や冷暖房装置などの燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６には、燃焼装置である給湯器の一例がモデル図により示されている。この給湯器（器具）は器具ケース４０内にバーナ１を有し、このバーナ１にはバーナ１に燃料を供給する燃料供給通路４２が接続され、この燃料供給通路４２にはバーナ１への燃料供給・停止を制御するための閉閉弁４３と、バーナ１への供給燃料量を弁開度でもって制御することができる比例弁４４とが介設されている。バーナ１の下部側には、バーナ１の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン５が設けられている。
【０００３】
上記バーナ１の上側には、内部に液体である水を流通する液体加熱器としての給湯熱交換器４が設けられ、この給湯熱交換器４の入側には給湯熱交換器４に水供給源から水を導くための給水通路４６が接続され、給湯熱交換器４の出側には給湯通路４７が接続されている。前記バーナ１は、給湯熱交換器４内の水を加熱する加熱手段として機能するものであり、給湯熱交換器４は給水通路４６から供給された水をバーナ燃焼火炎の熱によって加熱して湯を作り出して湯を給湯通路４７へ送出するものである。給湯熱交換器４によって作り出された湯は、給湯通路４７を通して所望の給湯場所に給湯される。
【０００４】
なお、図６は、給湯器のシステム構成を示したものであるため、給湯熱交換器４を直線状に示しているが、給湯熱交換器４は、一般には、図７に示すように、折り返し部７で折り返して複数段に形成された曲線状の管路を有し、この管路が複数のフィン２に通されて形成されている。また、図８に示すように、例えば円柱形状のタンク３７を備えた給湯熱交換器４もある。同図に示す給湯熱交換器４は、タンク３７内に複数の排気通路３８を形成したものであり、タンク３７内の大量の水をバーナ１によって一度に加熱するようになっている。なお、同図の（ａ）は、同図の（ｂ）のＡ−Ａ断面方向の断面図である。
【０００５】
図６に示すように、前記給水通路４６には、給水通路４６から供給されて給湯熱交換器４へ流れ込む水の入水温度を検出する入水温度検出手段としての入水サーミスタ１８と、給湯熱交換器４へ流れ込む水の流量を検出する水量センサ１５とが設けられており、また、給湯通路４７には給湯熱交換器４から流れ出る湯の温度を検出することができる出湯サーミスタ１１が設けられている。
【０００６】
この種の給湯器には、給湯器の運転動作を制御するための制御装置２０が内蔵されており、この制御装置２０にはリモコン５０が信号接続されている。リモコン５０には予め定めた給湯温度範囲内（流体温度範囲内）で湯の利用者が給湯温度を設定するための流体温度設定手段である給湯温度設定手段１４が設けられている。
【０００７】
上記制御装置２０には前記水量センサ１５等の様々なセンサ出力やリモコン５０の情報等を取り込んでバーナ１の燃焼制御を行う燃焼制御部２１が設けられている。例えば、給湯通路４７の先端側に設けられた給湯栓（図示せず）が開栓され、給湯熱交換器４への水の流れが水量センサ１５によって検出されると、燃焼制御部２１は燃焼ファン５を回転駆動し、開閉弁４３を開弁してバーナ１へ燃料の供給を開始させてバーナ燃焼を開始させる。
【０００８】
そして、燃焼制御部２１は、リモコン５０の給湯温度設定手段１４に設定されている給湯設定温度と、入水サーミスタ１８により検出される入水温と、出湯サーミスタ１１によって検出される出湯温と、水量センサ１５によって検出される給湯熱交換器４の通水流量との情報に基づき、上記給湯設定温度の湯を供給することができるように、比例弁４４の弁開度を制御することでバーナ１の燃焼熱量を制御し、給湯設定温度の湯を供給する。
【０００９】
燃焼制御部２１による比例弁４４の制御は、フィードフォワード供給熱量（Ｆ／Ｆ）とフィードバック供給熱量（Ｆ／Ｂ）とを加算することによって求められる総燃焼熱量Ｑ（Ｑ＝Ｆ／Ｆ+Ｆ／Ｂ）に対応させて行われるものである。
【００１０】
前記フィードフォワード供給熱量の演算は、入水サーミスタ１８の検出温度Ｔｉｎと、給湯設定温度Ｔｓｐと、水量センサ１５によって検出される流量Ｆｗにより、次式（１）に基づいて求められる。フィードバック供給熱量は、出湯温度センサ１１で検出される検出温度（出湯温度）Ｔｏｕｔが給湯設定温度Ｔｓｐになるように、ＰＩＤ演算などによって求めた比例定数Ａと、水量センサ（流量検出センサ）１５によって検出される流量Ｆｗとにより、次式（２）によって求められる。なお、式（１）、（２）に示すηは、予め定まる給湯熱交換器４の熱効率を示す。
【００１１】
Ｆ／Ｆ＝（Ｔsp−Ｔin）×Ｆw／η・・・・・（１）
【００１２】
Ｆ／Ｂ＝Ａ（Ｔsp−Ｔout）×Ｆw／η・・・・・（２）
【００１３】
なお、前記総燃焼熱量のうち、フィードバック供給熱量は、フィードフォワード供給熱量を計算により求めてバーナ１への燃料ガスの供給を行なった場合に、出湯温度が給湯設定温度に達しないときの過不足分を補うものであり、零に近いほど望ましい（理想的には零が望ましい）。
【００１４】
また、燃焼制御部２１は、バーナ１の最小燃焼から最大燃焼までの範囲内で、例えば予め与えられた比例式やグラフなどの制御データに応じ、バーナ１の要求燃焼熱量に比例させて燃焼ファン５のファン回転数を制御する。燃焼ファン５からバーナ１に送風された空気は、バーナ１の燃焼により使用され、その排気は、給湯熱交換器４を通り、外部へ排出される。
【００１５】
そして、給湯栓が閉栓され、水量センサ１５によって通水停止が検出されると、燃焼制御部２１は開閉弁４３を閉弁してバーナ１の燃焼を停止させ、然る後に、燃焼ファン５を停止する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バーナ１の燃焼開始直後などは、給湯熱交換器４内の水温が低いため、前記のように排気が給湯熱交換器４を通るときに、排気中に含まれる水蒸気が給湯熱交換器４内の冷たい水に冷やされて液体の水となり、例えば図７，８に示すように、給湯熱交換器４に水分（結露）が付着する。そうすると、この結露によって、排気の通路が閉塞するために、バーナ１の燃焼空気が不足し、一酸化炭素や煤が発生するといった問題が生じた。
【００１７】
そして、このように煤が発生すると、排気の通路がますます閉塞し、それによって、さらに、バーナ１の燃焼空気が不足し、一酸化炭素や煤が発生するといった悪循環により、排気の通路閉塞は加速的に進行し、バーナ１の燃焼そのものができなくなったり、給湯熱交換器４の寿命が短くなるといった問題が生じた。
【００１８】
また、給湯熱交換器４に付着する水分（結露）は、ドレンと呼ばれており、このドレン中には、バーナ１の燃焼によって発生する排気中の硫黄化合物（ＳＯＸ）や窒素化合物（ＮＯｘ）等の腐食性ガスが溶解している。そのため、ドレンは硫酸や硝酸を含み、水素イオン濃度がＰＨで３程度の酸性の水溶液であり、ドレンが付着することによって給湯熱交換器４の腐食が引き起こされ、この腐食によっても給湯熱交換器４の寿命が短くなるといった問題が生じた。
【００１９】
また、上記のような結露による排気の通路閉塞や液体加熱器の腐食の問題は、図９に示すような再生器３を備えた冷暖房装置、冷房装置、暖房装置においても同様に生じた。なお、図９には、冷暖房装置や冷房装置、暖房装置の室外機内に用いられている液体加熱器としての再生器３とその燃焼部が示されており、このような再生器３は、再生器３内の液体（例えば水と臭化リチウムとの混合液）をバーナ１によって加熱することにより、前記液体に含まれる異なる種類の液体（例えば水と臭化リチウム）を分離再生するものである。
【００２０】
また、同図には図示されていないが、再生器３には液体導入用管路を介して吸収器が接続されている。暖房機能を備えた装置において、暖房時には、例えば吸収器から液体導入用管路を通して再生器３に水が導入される。冷房機能を備えた装置においては、上記液体導入用管路の他に、例えば再生器３で分離した臭化リチウム液を吸収器に送出する液体送出管路が設けられており、冷房時には、液体送出管路を通して臭化リチウム液が吸収器に戻され、吸収器で臭化リチウム液に水が吸収され、この混合液が、前記液体導入用管路を通して再生器３に導入されるようになっており、臭化リチウムは、液体導入用管路と液体送出管路とを通り、再生器３と吸収器との間を循環する。なお、このような再生器３を含む冷暖房装置、冷房装置、暖房装置の構成は周知であるため、その詳細説明は省略する。
【００２１】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、たとえバーナの燃焼開始直後などのように、給湯熱交換器や再生器等の液体加熱器内の液体温度が低いときでも、液体加熱器に結露が付着することを抑制でき、結露の付着による液体加熱器の寿命の短縮化や不完全燃焼の発生を抑制することができる燃焼装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、内部に液体を収容または流通する液体加熱器と、該液体加熱器内の液体を加熱する加熱手段と、該加熱手段の燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた燃焼装置において、前記液体加熱器内の液体容積値と液体の種類の少なくとも一方から前記液体の温度が予め定められた基準温度になる液温の基準温度達成時間を推測する液温達成時間推測手段を有し、前記加熱手段の燃焼開始からの燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときに該加熱手段の要求燃焼熱量に応じて前記燃焼ファンの回転数を制御する第１のファン回転制御データと、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときに前記加熱手段の要求燃焼熱量に応じて前記燃焼ファンの回転数を風量アップ側に制御する第２のファン回転制御データとが予め与えられており、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときには前記第１のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行ない、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときには前記第２のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行なうことにより前記液体加熱器に結露が付着することを抑制するファン回転数制御手段を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記液体加熱器は、該液体加熱器内の液体を加熱手段によって加熱することにより前記液体に含まれる異なる種類の液体を分離再生する再生器とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに、第３の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記液体加熱器の入口側には給水通路が接続され、前記液体加熱器の出口側には給湯通路が接続されており、液体加熱器は前記給水通路から供給される水を加熱手段によって加熱して給湯通路へ送出する給湯熱交換器とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
さらに、第４の発明は、上記第３の発明の構成に加え、前記各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器に結露が生じない条件を満たすと共に給湯熱交換器の熱効率を予め定められた設定効率にすることができるフィードフォワード定数が予め与えられており、ファン回転数制御部が選択したファン回転制御データに対応するフィードフォワード定数を用いて加熱手段に供給されるフィードフォワード供給熱量を求めるフィードフォワード演算部が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３０】
上記のように、給湯熱交換器や再生器などの液体加熱器に結露が付着するのは、液体加熱器内の液体温度が低いときである。
【００３３】
第１の発明においては、液体加熱器内の液体容積値および液体の種類から、液温達成時間推測手段が、前記液体の温度が予め定められた基準温度になる液温の基準温度達成時間を推測する。そして、加熱手段の燃焼開始からの燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときには、ファン回転数制御手段により、第１のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御が行なわれ、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときには、前記ファン回転数制御手段により、第２のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御が行われる。
【００３４】
したがって、液体加熱器に結露が生じる前記液体温度を前記基準温度として定めておけば、前記液体加熱器に結露が付着することを抑制することが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る燃焼装置に特有な制御構成の一例が示されている。なお、本実施形態例の燃焼装置は、図６に示したシステム構成を有し、給湯熱交換器４の構造が図７に示したような一般的な給湯器である。
【００３８】
本発明の第１実施形態例について説明する。本第１実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、図１に示すような制御構成を設けることにより、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制できるようにしたことである。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態例の給湯器は、制御装置２０内に燃焼制御部２１とデータ格納部１０とを設け、燃焼制御部２１内に、ファン回転数制御手段８を設けて構成されている。また、図７の破線に示すように、給湯熱交換器４の出側に、給湯熱交換器４内の水（湯）の温度を検出する液体温度検出手段としての給湯熱交換器湯温センサ６を設けている。
【００４０】
次に、データ格納部１０に与えるデータとそのデータを用いて給湯熱交換器４の結露付着を抑制するためのファン回転制御構成に関する本実施形態例を説明する前に、これに関連する参考例を先ず説明する。参考例（第１参考例）として、図３に示すようなグラフデータが第１と第２のファン回転制御データとして格納されている。第１のファン回転制御データは、同図の特性線ａに示すものであり、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される水温が予め定められた基準温度以上のときに、バーナ１の要求燃焼熱量に応じて燃焼ファン５の回転数を制御するファン回転制御データである。このデータは、予め実験などにより、リモコン５０の給湯温度設定手段１４で設定した給湯設定温度の湯が出湯できるような、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５のファン回転数との関係を求めた結果をグラフデータとしたものである。
【００４１】
また、前記基準温度は、第１のファン回転制御データに基づいて燃焼ファン５の回転数を制御したときに、給湯熱交換器４に結露が生じない給湯熱交換器４内の水温を予め実験などにより求めて定めたものであり、例えば８０℃である。この実験に際し、給湯熱交換器４内の水温は、給湯熱交換器４の出側に設けた給湯熱交換器湯温センサ６によって測定した。なお、排気中の水蒸気の露天温度は、６０〜７０℃程度であるため、基準温度は、この露天温度よりも高い温度に設定される。
【００４２】
前記第２のファン回転制御データは、図３の特性線ｂにより与えられており、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される水温が前記基準温度よりも低いときに、バーナ１の要求燃焼熱量に応じて燃焼ファン５の回転数を風量アップ側に制御するファン回転制御データである。このデータは、例えば前記第１のファン回転制御データよりも約１０％ファン風量をアップ側に制御するデータである。
【００４３】
ファン回転数制御手段８は、データ格納部１０に格納した図３に示すようなファン回転制御データを取り込み、一方、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温を時々刻々と取り込み、給湯熱交換器４内の水温が前記基準温度以上のときには前記第１のファン回転制御データに基づいて燃焼ファン５の回転制御を行ない、給湯熱交換器４内の水温が前記基準温度よりも低いときには前記第２のファン回転制御データに基づいて燃焼ファン５の回転制御を行なうことにより、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制するものである。
【００４４】
なお、図６に示したような給湯器において、バーナ１の炎口から遠くなるほど、すなわち、排気の通路の上部側ほど排気の温度が低くなるため、図７に示すようなタイプの給湯熱交換器４においては、給湯熱交換器４の出側の領域に最も結露が付着しやすい。そこで、参考例では、前記の如く、給湯熱交換器湯温センサ６を給湯熱交換器４の出側に設け、この給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温に基づいて、ファン回転数制御手段８によって、燃焼ファン５の回転数を制御するようにした。
【００４５】
参考例は以上のように構成されており、参考例でも、図２のステップ１０１に示すように、給湯器の運転が開始されると、ステップ１０２で、従来例と同様に、燃焼制御部２１によって、前記フィードフォワード供給熱量とフィードバック供給熱量を加算して求められる総燃焼熱量に対応させてバーナ１の燃焼の比例制御（比例弁４４の制御）が開始されるが、参考例では、それと同時に、燃焼制御部２１内のファン回転数制御手段８によって、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温が時々刻々と取り込まれる。
【００４６】
そして、図２のステップ１０３で、給湯熱交換器４内の水温（湯温）が前記基準温度である８０℃以上か否かが判断され、８０℃以上のときには、ステップ１０４で、ファン回転数制御手段８により、図３の特性線ａに基づくファン回転制御が行われ、通常運転が行われる。
【００４７】
一方、図２のステップ１０３で、給湯熱交換器４内の水温（湯温）が８０℃未満であると判断されたときには、ステップ１０５で、ファン回転数制御手段８により、図３の特性線ｂに基づくファン回転制御が行われ、同図の特性線ａに基づくファン回転制御に比べ、燃焼ファン５の回転数を約１０％アップして制御される。そして、前記ステップ１０３で、給湯熱交換器４内の水温が８０℃に達するまで図３の特性線ｂに基づく燃焼ファン５の回転制御が行われ、給湯熱交換器４内の水温が８０℃以上となったら、同図の特性線ａに基づく燃焼ファン５の回転制御が行われる。
【００４８】
参考例によれば、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温が、第１のファン回転制御データに基づいて燃焼ファン５の回転数を制御したときに、給湯熱交換器４に結露が生じない温度である８０℃よりも低いときには、ファン回転制御手段８によって、第２のファン回転制御データに基づき、バーナ１の要求燃焼熱量に応じた燃焼ファン５の回転数を前記第１のファン回転制御データよりも風量アップ側に制御するため、燃焼ファン５の風量アップによって、排気の湿度を低くすることができるために、排気中の水蒸気の露天温度を上昇させて、給湯熱交換器４内の水温が低くても、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制することができる。
【００４９】
なお、参考例において、燃焼ファン５の風量をアップ側にして制御しているにもかかわらず、バーナ１の燃焼開始直後などに一時的に結露が発生したとしても、燃焼ファン５の風量をアップ側にして制御している間に、給湯熱交換器４内の水温が上昇することにより、排気の湿度をより一層低くすることができるために、発生した結露を徐々に蒸発させることができる。そして、参考例によれば、給湯熱交換器４内の水温が前記基準温度に達する頃には結露を蒸発させることができ、その時点で燃焼ファン５の風量を通常の制御に切り換えるために、給湯熱交換器４に結露が付着していない状態で、バーナ１の要求燃焼熱量に対応した比例制御を行なって、バーナ１の燃焼を行なうことができる。
【００５０】
また、参考例によれば、前記のように、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制できるので、従来の給湯器のように、結露によって排気の通路が閉塞され、バーナ１の不完全燃焼により一酸化炭素や煤が発生したり、煤の発生による排気の通路の閉塞とバーナ１の不完全燃焼による煤の発生の悪循環により、バーナ１の燃焼そのものができなくなったり、給湯熱交換器４の寿命が短くなるといったことを抑制できる。
【００５１】
そして、たとえ、バーナ１の給湯燃焼開始直後に一時的に給湯熱交換器４に結露が付着しても、燃焼ファン５の風量をアップ側にして制御することによって、バーナ１の燃焼空気の不足を抑制できるため、バーナ１の不完全燃焼による一酸化炭素や煤の発生の問題も抑制でき、従来の給湯器のような、煤の発生による排気の通路の閉塞とバーナ１の不完全燃焼による煤の発生の悪循環による給湯熱交換器４の寿命の短縮化がおこることはない。
【００５２】
さらに、参考例によれば、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制することができることから、結露（ドレン）による給湯熱交換器４の腐食の問題も抑制することができ、この点でも給湯熱交換器４の寿命が短くなるといった問題を抑制できるために、寿命の長い給湯器とすることができる。
【００５３】
そして、参考例によれば、給湯熱交換器４内の水温が８０℃以上のときには、給湯熱交換器４に結露が生じないために、この状態で、ファン回転制御手段８によって、バーナ１の要求燃焼熱量に応じた燃焼ファン５の回転数を前記第１のファン回転制御データに基づいて制御することにより、リモコン５０の給湯温度設定手段１４で設定した給湯設定温度の湯を出湯することができる。
【００５４】
さらに、参考例によれば、給湯熱交換器湯温センサ６を給湯熱交換器４の出側に設けており、給湯熱交換器４に結露が最も付着しやすい部位に給湯熱交換器湯温センサ６を設けているために、この給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温に基づいて燃焼ファン５のファン回転制御を行なうことにより、給湯熱交換器４に結露が付着することをより一層確実に抑制することができる。
【００５５】
次に、第２参考例について説明する。本第２参考例は上記第１参考例とほぼ同様に構成されており、本第２参考例が上記第１参考例と異なる特徴的なことは、データ格納部１０に与える、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５の回転数との関係データを、例えば図４の特性線ａ，ｂ，ｃ，ｄに示すように、給湯熱交換器４内の水温（湯温）に対応させて複数のファン回転制御データとしたことと、ファン回転数制御手段８がこの制御データの内のいずれかのデータに基づいて燃焼ファン５の回転数を制御する構成としたことである。
【００５６】
なお、図４の特性線ａは、図３に示した特性線ａと同様のファン回転制御データであり、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温が８０℃以上のときのファン回転制御データである。また、例えば、図４の特性線ｂは、給湯熱交換器４内の水温が７５℃以上８０℃未満のときのファン回転制御データ、特性線ｃは、給湯熱交換器４内の水温が７０℃以上７５℃未満のときのファン回転制御データ、特性線ｄは、給湯熱交換器４内の水温が６５℃未満のときのファン回転制御データといったように、本第２参考例で与えたファン回転制御データ（図４に示す特性線ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、給湯熱交換器４内の水温が低くなるにつれて、バーナ１の要求燃焼熱量に応じて制御される燃焼ファン５のファン回転数を高く制御するデータとなっている。
【００５７】
ファン回転数制御手段８は、上記特性線ａ，ｂ，ｃ，ｄに示すデータのうち、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温に対応するファン回転制御データ（特性線）を選択し、選択したファン回転制御データに基づいて燃焼ファン５の回転制御を行なうことにより、給湯熱交換器４内の水温が低くなるにつれて燃焼ファン５の回転数を高くして、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制するようにしている。
【００５８】
ところで、バーナ１の燃焼に際し、上記第１参考例のように、給湯熱交換器４の温度が低いときでも、燃焼ファン５の回転数をアップして風量をアップさせれば、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制できる。しかしながら、図３および図４の特性線ａに示す制御データは、前記の如く、予め実験などにより、リモコン５０の給湯温度設定手段１４で設定した給湯設定温度の湯が出湯できるような、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５のファン回転数との関係を求めた結果をグラフデータとしたものであるため、この制御データよりも燃焼ファン５の回転数をアップすると、燃焼ファン５の回転数をアップしている間は、燃焼ファン５の過剰の風量によって、リモコン５０の給湯温度設定手段１４で設定した給湯設定温度の湯を出湯できるような制御が行なわれないことになる。
【００５９】
そして、燃焼ファン５の風量アップの割合が大きいほど給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制できる割合が大きくなるが、その一方で、給湯熱交換器４の熱効率が低くなり、前記給湯設定温度の湯が出湯し難くなる。そこで、本第２参考例では、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温に対応させて、給湯熱交換器４内の水温が高くなるにつれて、すなわち、給湯熱交換器４に結露が付着しにくくなるにつれて、燃焼ファン５の風量アップ量を小さくすることにより、給湯熱交換器４への結露の付着抑制と共に、できるだけ早く安定的に給湯設定温度の湯が出湯されるように、上記のように複数のファン回転制御データを予め実験などにより求めて与え、このファン回転制御データを選択的に切り換えて燃焼ファン５の回転数を制御するようにした。
【００６０】
本第２参考例は以上のように構成されており、ファン回転数制御手段８によって、上記のようにファン回転制御データを選択的に切り換えて燃焼ファン５の回転数を制御することにより、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制し、上記第１参考例と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
また、本第２参考例によれば、４本のファン回転制御データを選択的に切り換えて燃焼ファン５の回転数を制御することにより、ファン風量アップによる給湯熱交換器４の熱効率の低下をできるだけ抑えて、バーナ１を燃焼開始させてから、早めに給湯設定温度に近い温度の湯を安定的に出湯することができる。
【００６２】
次に、第３参考例について説明する。本第３参考例は、上記第１、第２参考例とほぼ同様に構成されており、本第３参考例が上記各参考例と異なる特徴的なことは、データ格納部１０に与える、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５の回転数との関係データを、例えば図５の特性線ａ，ｂ，ｃに示すように、給水通路４６から供給される水の入水温度に対応させて複数のファン回転制御データとしたことである。
【００６３】
なお、図５の特性線ａは、入水サーミスタ１８により検出される入水温度が２０℃以上のときのファン回転制御データ、特性線ｂは、前記入水温度が１０℃以上２０℃未満のときのファン回転制御データ、特性線ｃは、前記入水温度が１０℃未満のときのファン回転制御データである。すなわち、本第３参考例で与えたファン回転制御データ（図５に示す特性線ａ，ｂ，ｃ）は、入水温度が低くなるにつれて、バーナ１の要求燃焼熱量に応じて制御される燃焼ファン５のファン回転数を高く制御するデータとなっている。
【００６４】
給水通路４６から給湯熱交換器４に供給される水の温度が低いときには、当然のことながら、給湯熱交換器４内の水温も低くなり、給湯熱交換器４に結露が付着し易くなる（給湯熱交換器４に結露が発生し易くなる）。そこで、本第３参考例では、給湯熱交換器４に供給される水の温度、すなわち、入水サーミスタ１８によって検出される入水温度（給水通路４６の水温）が低くなるにつれて、バーナ１の要求燃焼熱量に応じて制御される燃焼ファン５のファン回転数を高く制御することにより、給湯熱交換器４に結露が発生しないように燃焼ファン５の回転数を制御するデータをファン回転制御データとして予め実験などにより求めて、データ格納部１０に格納した。
【００６５】
ファン回転数制御手段８は、上記特性線ａ，ｂ，ｃに示すデータを取り込み、図１の破線に示すように入水サーミスタ１８の検出温度を時々刻々と取り込み、上記特性線ａ，ｂ，ｃに示すデータのうち、入水サーミスタ１８により検出される入水温度に対応するファン回転制御データを選択し、選択したファン回転制御データ基づいて燃焼ファン５の回転制御を行なうことにより、前記入水温度が低くなるにつれて燃焼ファン５の回転数を高くして給湯熱交換器４の結露を抑制するものである。
【００６６】
また、本第３参考例では、各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器４に結露が生じない条件を満たすと共に給湯熱交換器４の熱効率を予め定められた設定効率ηｓにすることができるフィードフォワード定数（ｋ＝１／ηｓ）が予め与えられている。なお、前記設定効率は、各ファン回転制御データごとに異なる値としてもよいし、同じ値としてもよいが、給湯熱交換器４に結露が生じない条件を満たす範囲内で、できるだけ高い熱効率が設定効率ηｓとして設定され、データ格納部１０に格納されている。
【００６７】
図１に示されているフィードフォワード演算部９は、ファン回転数制御部８が選択したファン回転制御データに対応するフィードフォワード定数を用いて、バーナ１に供給されるフィードフォワード供給熱量を求める。
【００６８】
燃焼制御部２１は、ファン回転数制御手段８によって、上記のように、燃焼ファン５のファン回転数を制御すると共に、フィードフォワード演算部９によって求めたフィードフォワード供給熱量と、前記フィードバック供給熱量とを加算した総燃焼熱量Ｑ（Ｑ＝Ｆ／Ｆ+Ｆ／Ｂ）に対応させて比例弁４４を比例制御する。
【００６９】
本第３参考例は以上のように構成されており、本第３参考例も、ファン回転数制御手段８による燃焼ファン５の回転数制御によって、上記各参考例と同様に、給湯熱交換器４に結露が付着することを抑制し、同様の効果を奏することができる。
【００７０】
また、給湯熱交換器４の実際の熱効率は、燃焼ファン５のファン風量によって変動するものであり、本第３参考例のように、複数のファン回転制御データを選択的に切り換えて燃焼ファン５の回転数制御を行なう場合、例えば、給湯熱交換器４の熱効率を８０％といった一定値として前記総燃焼熱量を計算しても、この計算値と実際に要求される要求燃焼熱量とが一致しなくなり、設定温度の湯が得られない。
【００７１】
そこで、実験あるいは実験式を使った理論計算などによって、給湯熱交換器４に結露が生じないという条件のもとで、できるだけ高い熱効率を各ファン回転制御データごとに与えておけば、すなわち、その熱効率に対応するフィードフォワード定数を与えておけば、給湯熱交換器４に結露が生じず、かつ、高効率の燃焼運転が可能となり、設定温度に近い湯をフィードフォワード供給熱量で出せることなる。そうなれば、フィードバック供給熱量は零に近い値となり、理想的な燃焼運転制御となる。
【００７２】
本第３参考例によれば、上記のように、各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器４に結露が生じない条件を満たす範囲内で、できるだけ高い熱効率を設定効率としてあらかじめ設定し、この設定効率に対応させて、各ファン回転制御データごとにフィードフォワード定数を設定し、ファン回転数制御部８が選択したファン回転制御データに対応するフィードフォワード定数を用いて、フィードフォワード演算部９がバーナ１に供給されるフィードフォワード供給熱量を求めるために、上記のように、給湯設定温度に近い湯温の湯をフィードフォワード供給熱量で出すことができ、したがって、出湯の湯温変動を非常に小さくすることができる。
【００７３】
なお、上記第１参考例では、第２のファン回転制御データとして、第１のファン回転制御データよりも燃焼ファン５のファン風量を約１０％アップして制御する制御データを与えたが、第２のファン回転制御データは、第１のファン回転制御データよりも燃焼ファン５のファン風量をアップすることにより、給湯熱交換器４の温度が前記基準温度未満のときにも給湯熱交換器４に結露が付着しないようなファン回転制御データであればよく、風量アップ率等は、燃焼装置に対応させて適宜設定されるものである。
【００７４】
また、上記第１参考例では、上記基準温度を８０℃に設定したが、基準温度は特に限定されるものではなく、例えば、給湯熱交換器４等の液体加熱器内の液体の種類や、液体加熱器の大きさ、形状等に対応させて適宜設定されるものである。
【００７５】
さらに、上記第１参考例では、第１のファン回転制御データは、グラフデータにより示される１本のラインとしたが、例えば、バーナ１の使用年数によっても排気の通路が徐々に閉塞することを考慮して、図３の破線に示すように、バーナ１の使用年数に応じて、使用年数が多いときには燃焼ファン５の回転数をその分だけ少しアップ側にして制御するようなデータを与えてもよい。
【００７６】
次に、本発明の実施形態例を説明する、上記第１参考例では、給湯熱交換器湯温センサ６により検出される給湯熱交換器４内の水温に基づき、この水温が基準温度以上か否かにより、燃焼ファン５の回転数を切り替え制御するようにしたが、本実施形態例においては、給湯熱交換器４や再生器３等の液体加熱器内の液体容積値と液体の種類の少なくとも一方から、液体の温度が予め定められた基準温度になる液温の基準温度達成時間を、例えばテーブルデータやグラフデータ、演算データなどを処理することにより推測する液温達成時間推測手段を設け、バーナ１の燃焼開始からの燃焼時間が液温達成時間推測手段により推測される基準温度達成時間以上か否かにより、燃焼ファン５の回転数を切り替え制御するようにしている。
【００７７】
このように制御する場合は、バーナ１の燃焼開始からの燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときにバーナ１の要求燃焼熱量に応じて燃焼ファン５の回転数を制御する第１のファン回転制御データを、例えば図３の特性線ａに示すようなデータにより与え、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときにバーナ１の要求燃焼熱量に応じて燃焼ファン５の回転数を風量アップ側に制御する第２のファン回転制御データを、例えば同図の特性線ｂに示すようなデータにより与え、ファン回転数制御手段８は、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間以上のときには前記第１のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行ない、前記燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときには前記第２のファン回転制御データに基づいて前記燃焼ファンの回転制御を行なう。
【００７８】
このように、前記基準温度達成時間とバーナ１の前記燃焼時間とを比較して燃焼ファン５の回転制御を行なった場合も、上記第１参考例と同様に、バーナ１の前記燃焼時間が短くて給湯熱交換器４等の液体加熱器内の液温が低いときに、燃焼ファン５のファン風量をアップしてバーナ１を燃焼させることにより、液体加熱器に結露が付着することができ、上記第１参考例と同様の効果を奏することができる。
【００７９】
なお、上記基準温度達成時間を推測する場合に用いる液体加熱器内の液体容積値は、例えば、給湯器の場合は給湯熱交換器４の通路内の容積を用い、再生器３を備えた冷暖房装置、冷房装置、暖房装置の場合は、再生器３内の容積を用いてもよいし、再生器３内の容積と前記液体導入用管路の容積とを合わせた容積を用いてもよいし、冷房時に液温の基準温度達成時間を推測する場合は、再生器３内の容積と前記液体導入用管路および液体送出管路の容積を合わせた容積を用いてもよい。
【００８０】
なお、給湯器などの燃焼装置に与えられるファン回転制御データの数は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【００８１】
さらに、本実施形態例においても、上記第３参考例と同様に、燃焼制御部２１にフィードフォワード演算部９を設け、燃焼装置に与えられる各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器４に結露が生じない条件を満たすと共に給湯熱交換器４の熱効率を予め定められた設定効率にすることができるフィードフォワード定数を与えて、上記第３参考例と同様にフィードフォワード演算部９によるフィードフォワード供給熱量の演算を行なうようにしてもよい。
【００８２】
この場合、各ファン回転制御データごとに特定の固定されたフィードフォワード定数を与えるのではなく、各ファン回転制御データの各範囲（例えば図５のＡとＢとＣとＤ）ごとにフィードフォワード定数を与えるようにしてもよい。
【００８３】
このように、各ファン回転制御データの各範囲ごとにフィードフォワード定数を与えるようにすれば、フィードフォワード供給熱量の演算を各ファン回転制御データのラインごとに固定のフィードフォワード定数を与えるよりもより一層きめ細かく行なうことによって、より一層設定温度に近い湯をフィードフォワード供給熱量で出せるようにすることができる。なお、フィードフォワード定数を与える前記範囲を細かく設定すればするほど、より一層設定温度に近い湯をフィードフォワード供給熱量で出せるようになる。
【００８４】
さらに、上記各参考例および実施形態例では、ファン回転制御データとして、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５の回転数との関係を示したグラフデータを与えたが、与えるデータは必ずしもグラフデータとするとは限らず、テーブルデータや演算式などにより与えてもよい。また、例えば、バーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５のファン風量との関係を示したデータと、燃焼ファン５のファン風量と回転数との関係を示したデータをそれぞれ与え、この両者のデータからバーナ１の要求燃焼熱量と燃焼ファン５の回転数との関係を求めるようにしてもよい。
【００８５】
さらに、上記参考例および実施形態例では、給湯熱交換器湯温センサ６を給湯熱交換器４の出側に設けたが、給湯熱交換器湯温センサ６の配設位置は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【００８６】
さらに、上記各参考例および実施形態例では、燃焼装置としての給湯器に設ける加熱手段として、ガス燃焼式のバーナ１を設けた例を述べたが、給湯器などの燃焼装置に設けられる加熱手段は必ずしもガス燃焼式のバーナとは限らず、例えば石油燃焼式の加熱手段としてもよい。
【００８７】
さらに、上記実施形態例では、燃焼装置として、図７に示したような給湯熱交換器４を備えた給湯器に本発明を適用する例としたが、本発明は、図８に示すような給湯熱交換器４を備えた給湯器や他のシステム構成の給湯器にも適用できるし、図９に示したような再生器３を備えた冷房装置、暖房装置、冷暖房装置等、様々な燃焼装置に適用できるものである。
【００８８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、液体加熱器内の液体容積値と液体の種類の少なくとも一方から、液体の温度が予め定められた基準温度になる液温の基準温度達成時間を推測し、加熱手段の燃焼開始からの燃焼時間が前記基準温度達成時間未満のときに、ファン回転数制御手段により、第２のファン回転制御データに基づいて燃焼ファンの回転制御が風量アップ側にして行うため、燃焼時間が前記基準温度達成時間未満で液体加熱器内の液体温度が低いときに燃焼ファンの風量をアップ側に制御することにより、排気の湿度を低くし、排気中の水蒸気の露天温度を上昇させることができるため、前記液体加熱器に結露が付着することを抑制することができる。
【００８９】
したがって、第１の発明によれば、液体加熱器に結露が付着することによって、排気の通路が閉塞して加熱手段の燃焼空気が不足して不完全燃焼となり、一酸化炭素や煤が発生するといった問題も抑制できるし、煤の発生による排気の通路の閉塞と前記加熱手段の不完全燃焼による煤の発生の悪循環により、加熱手段の燃焼そのものができなくなったり、液体加熱器の寿命が短くなるといった問題を抑制することができる。
【００９０】
さらに、第１の発明によれば、液体加熱器に結露が付着することを抑制することができることから、結露（ドレン）による液体加熱器の腐食の問題も抑制することができ、寿命の長い燃焼装置を実現することができる。
【００９４】
さらに、第２の発明によれば、再生器を備えた、冷房装置や暖房装置や冷暖房装置などの燃焼装置を、上記第１の発明の優れた効果を奏する燃焼装置とすることができる。
【００９５】
さらに、第３の発明によれば、給湯熱交換器を備えた様々な種類の給湯器等の燃焼装置を、上記第１の発明の優れた効果を奏する燃焼装置とすることができる。
【００９９】
さらに、第４の発明によれば、各ファン回転制御データごとにそれぞれ、給湯熱交換器に結露が生じない条件を満たすと共に給湯熱交換器の熱効率を予め定められた設定効率にすることができるフィードフォワード定数を予め、ファン回転数制御部が選択したファン回転制御データに対応するフィードフォワード定数を用いて、フィードフォワード演算部により、加熱手段に供給されるフィードフォワード供給熱量を求めるために、例えば前記設定効率としてできるだけ高い熱効率を予め設定してフィードフォワード供給熱量を求めれば、給湯設定温度に近い湯温の湯をフィードフォワード供給熱量で出すことができ、したがって、出湯の湯温変動を非常に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る燃焼装置の実施形態例の制御構成例をブロック図により示す要部構成図である。
【図２】  第１参考例の動作を示すフローチャートである。
【図３】  第１参考例に設けられるファン回転制御データの一例を示すグラフである。
【図４】  第２参考例に設けられるファン回転制御データの一例を示すグラフである。
【図５】  第３参考例に設けられるファン回転制御データの一例を示すグラフである。
【図６】  燃焼装置としての給湯器のシステム構成例を示すモデル図である。
【図７】  給湯器の給湯熱交換器の形態例とバーナ燃焼部の一例を模式的に示す説明図である。
【図８】  給湯器の給湯熱交換器の他の形態例とバーナ燃焼部を模式的に示す断面説明図（ａ）と、給湯熱交換器内のタンクの形態例（ｂ）を模式的に示す斜視説明図である。
【図９】  冷暖房装置などに用いられる再生器とバーナ燃焼部の一例を模式的に示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  バーナ
２  フィン
３  再生器
４  給湯熱交換器
５  燃焼ファン
６  給湯熱交換器湯温センサ
８  ファン回転数制御手段
９  フィードフォワード演算部
１０  データ格納部
１８  入水サーミスタ
２１  燃焼制御部
【図１】
0004073110.tif 000002
【図２】
0004073110.tif 000003
【図３】
0004073110.tif 000004
【図４】
0004073110.tif 000005
【図５】
0004073110.tif 000006
【図６】
0004073110.tif 000007
【図７】
0004073110.tif 000008
【図８】
0004073110.tif 000009
【図９】
0004073110.tif 000010