(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、設定された目標燃焼熱量から実燃焼熱量を引いた差が一定の基準熱量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合にはバーナへの燃料供給量を増加させるように制御することを特徴とする給湯器の燃焼制御方法。
【請求項２】
燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、目標燃焼熱量に対応して設定された目標風量から実風量を引いた差が一定の基準風量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合には一旦給気ファンの回転数を低下させるように制御することを特徴とする給湯器の燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器の燃焼制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、簡易自己診断機能を有する給湯器においては、目標号数と実号数の差を検出して、その差がある一定レベルに達すると安全動作をさせて運転を停止していた。
またＣＯセンサー付きの給湯器においては、検出したＣＯ濃度が一定値に達すると、器具を安全動作させるという制御方法を採っていた。
更に別のＣＯセンサー付き給湯器においては、検出したＣＯ濃度が一定値に達すると、給気ファンの回転数を増加させ、更にＣＯ濃度が上がると器具を安全動作させるという制御方法を採っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記第１番目に示した従来の給湯器においては、目標号数と実号数に差が生じる原因が１種類ではなく、大きく分けて２種類あるにもかかわらず、その原因に応じた対処はなされずに、全て安全動作を行っていた。
また上記第２番目に示した従来の給湯器においては、ＣＯセンサーによる不完全燃焼以外の燃焼異常は検出できないという問題を有していた。
また上記第３番目に示した従来の給湯器においては、ＣＯ濃度が上昇している原因が給排気閉塞による空気不足によるものなのか、空気中の酸素濃度の低下によるものなのか判断できないという問題を有していた。
【０００４】
そこで本発明は上記従来の給湯器における上記不都合を解消し、燃焼運転における不完全燃焼、燃料供給不足、火移り不良、周囲環境の酸素濃度低下等の状態を的確に判断して、速やかに対処し、よって良好な燃焼状態を確保することができる給湯器の燃焼制御方法の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の給湯器の燃焼制御方法は、燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、設定された目標燃焼熱量から実燃焼熱量を引いた差が一定の基準熱量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合にはバーナへの燃料供給量を増加させるように制御することを第１の特徴としている。
また本発明の給湯器の燃焼制御方法は、燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、目標燃焼熱量に対応して設定された目標風量から実風量を引いた差が一定の基準風量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合には一旦給気ファンの回転数を低下させるように制御することを第２の特徴としている。
【０００６】
上記第１の特徴によれば、燃焼運転中において、実燃焼熱量が目標燃焼熱量よりも基準熱量以上低くなった場合には、更に排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かが判定され、基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数が増加される。これは前記実燃焼熱量が低い原因が給排気部の閉塞状態等により生じた燃焼不完全によると判断されることによるものである。一方、実燃焼熱量は低いがＣＯ濃度は基準ＣＯ濃度以上にはなっていない場合は、燃料供給量が増加される。これは実燃焼熱量が低い原因が燃焼仕様の異常、即ちバーナへの燃料供給が不足していると判断されることによる。
即ち上記第１の特徴によれば、目標燃焼熱量に対して実燃焼熱量が不十分となる場合において、排気ガスのＣＯ濃度を判定することで、その原因が不完全燃焼によるものか燃料供給量の不足によるものかを判断することができ、またこれによって実燃焼量の出力が十分に上がらない場合に、その原因に応じた適切な対処、調整を行って適正な燃焼を確保することが可能となった。
【０００７】
また上記第２の特徴によれば、燃焼運転中において、実風量が目標風量よりも基準風量以上低くなった場合には、更に排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かが判定され、基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数が増加される。これは前記実風量が低い原因が、給排気部の閉塞状態等によるもので且つ燃焼が不完全になされていると判断されることによるものである。一方、実風量は低いがＣＯ濃度は基準ＣＯ濃度以上になっていない場合には、一旦給気ファンの回転数が低下される。この場合はＣＯ濃度が低い原因が火移り不良によるもので、これによって燃焼がバーナ全体で十分に行われていないと判断されることに基づいて行われるものである。よって一旦風量を下げることで、バーナでの火移りを促進させる。
即ち上記第２の特徴によれば、目標風量と実風量との差とＣＯ濃度をそれぞれ基準値との関係で判断することで、燃焼不良の原因が不完全燃焼によるものかバーナの火移り不良によるものかを判断することができ、またこれによって、それら原因に応じた適切な対処、調整を行って適正な燃焼を確保することが可能となった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の方法を実現した給湯器の概略図、図２は本発明方法の第１の実施形態を示す制御フローチャート、図３は本発明方法の第２の実施形態を示す制御フローチャート、図４は本発明方法の第３の実施形態を示す制御フローチャートである。
【００１０】
先ず図１において、１０は給湯器の熱交換缶体で、該熱交換缶体１０に対してガスバーナ等のバーナ２０、給気ファン３０が設備され、また入水管路４０が接続されて内部の熱交換器４１で熱交換加熱され、給湯されるようになっている。５０は熱交換缶体１０の排気口近くに設けられるＣＯセンサーで、６０は給湯器のコントローラ、７０はリモコンである。８１は入水温度センサー、８２は入水流量センサー、８３は給湯温度センサーである。
なお図１においては、排気部と給気部とが別々に設けられているが、給気部と排気部とを一緒に構成した強制給排気機構により給排気を行うようにした給湯器であってもよい。
給湯運転が開始されると、コントローラ６０により必要な燃焼熱量が目標燃焼熱量Ｑｍとして演算され、更にその目標燃焼熱量Ｑｍに対応して、対応する目標燃料供給量が設定され、また給気ファン３０による目標風量Ｆｍが設定される。給湯運転中は実燃焼熱量Ｑｊが演算され、またＣＯセンサー５０により排気ガスのＣＯ濃度が検出され、また給気ファン３０による実風量Ｆｊが検出できるようにされている。そしてそれらの情報はコントローラ６０に入力される。
前記目標燃焼熱量Ｑｍは設定給湯温度と入水温度と入水流量とから演算される。また実燃焼熱量Ｑｊは実際の給湯温度と入水温度と入水流量とから演算される。前記目標風量Ｆｍは目標燃焼熱量Ｑｍに対応して設定される。また前記実風量Ｆｊは運転中における供給ファン３０のモータに流れる電流値と回転数を検出することで得ることができる。
【００１１】
図２を参照して、本発明の方法の第１の実施形態を説明する。コントローラ６０は給湯燃焼中において、一定のインターバルで実燃焼熱量Ｑｊを演算し、給湯燃焼開始時に予め演算・記憶させておいた目標燃焼熱量Ｑｍとの差ΔＱ（＝Ｑｍ−Ｑｊ）が予め定めて記憶させている基準熱量差ΔＱｋ以上となっているか否かを監視する（ステップＳ１）。そしてステップＳ１でイエスの場合、即ち目標燃焼熱量Ｑｍと実燃焼熱量Ｑｊとの差ΔＱが基準熱量差ΔＱｋ以上の場合は、更にＣＯセンサー５０によるＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっているか否かを判定する（ステップＳ２）。このステップＳ２でイエスの場合、即ちＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっている場合は、コントローラ６０は給気ファン３０の回転数を上昇させる（ステップＳ３）。このファン回転数の上昇は、ＣＯ濃度が適正値になるまで繰り返される（ステップＳ４）。前記ファン回転数の上昇は予め定めた回転数ずつ上げるようにすることができる。
一方、前記ステップＳ２においてノーの場合、即ちＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度未満の場合には、コントローラ６０は、バーナ２０に対する燃料供給量を増加させる（ステップＳ５）。この燃料供給量の増加は実燃焼熱量Ｑｊが目標燃焼熱量Ｑｍにほぼ一致するまで繰り返して行う（ステップＳ６）。前記燃料供給量の増加は、例えばガス燃料の場合は、ガス圧の調整によりガス圧を増加することによって行うことができる。
【００１２】
図３を参照して、本発明の方法の第２の実施形態を説明する。コントローラ６０は、給湯燃焼中において一定のインターバルで実風量Ｆｊを給気ファン３０のモータの電流値と回転数から得て、目標風量Ｆｍとの差ΔＦ（＝Ｆｍ−Ｆｊ）が予め定めて記憶させている基準風量差ΔＦｋ以上となっているか否かを監視する（ステップＳ１１）。そしてステップＳ１１でイエスの場合、即ち目標風量Ｆｍと実風量Ｆｊとの差ΔＦが基準風量差ΔＦｋ以上の場合は、更にＣＯセンサー５０によるＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２でイエスの場合、即ちＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっている場合は、コントローラ６０は給気ファン３０の回転数を上昇させる（ステップＳ１３）。このファン回転数の上昇は予め定めた一定回転数を上昇させることができ、上昇させた後ステップＳ１に戻る。
一方、前記ステップＳ１２においてノーの場合、即ちＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度未満の場合には、コントローラ６０は、バーナ２０における火移り不良と判断し（ステップＳ１４）、一旦ファン回転数を低下させる（ステップＳ１５）。この回転数の低下は、炎の火移りがし易い回転数にまで低下させることになる。そして一定の時間後に再びファン回転数を元に戻す（ステップＳ１６）。前記一定の時間は、火移りに必要な時間として予め設定しておくことになる。ファン回転数を元に戻した後、コントローラ６０は再度ＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっているかを判断し（ステップＳ１７）、以上となっている場合（ステップＳ１７でイエス）にはステップＳ１３に移行する。またステップＳ１７でノーの場合には、火移り不良のままであると判断されることから、コントローラ６０はリモコン７０においてエラー表示を行わせる（ステップＳ１８）。
【００１３】
次に、図４を参照して、本発明の方法の第３の実施形態を説明する。コントローラ６０は、給湯燃焼中において一定のインターバルでＣＯセンサー５０によるＣＯ濃度が基準ＣＯ濃度Ｇｋ以上となっているか否かを監視する（ステップＳ２１）。そしてステップＳ２１でイエスの場合は、更に実風量Ｆｊを得て、目標風量Ｆｍとの差ΔＦ（＝Ｆｍ−Ｆｊ）が予め定めて記憶させている基準風量差ΔＦｋ以上となっているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
前記ステップＳ２２でイエスの場合、即ち目標風量Ｆｍと実風量Ｆｊとの差ΔＦが基準風量差ΔＦｋ以上となっている場合は、コントローラ６０は給排気閉塞による不完全燃焼と判断し（ステップＳ２３）、給気ファン３０の回転数を上昇させ（ステップＳ２４）、燃焼を継続させる（ステップＳ２５）。
一方、前記ステップＳ２２においてノーの場合、即ち目標風量Ｆｍと実風量Ｆｊとの差ΔＦが基準風量差ΔＦｋ未満の場合には、コントローラ６０は、給湯器の配置される周囲雰囲気が低酸素状態にあると判断し（ステップＳ２６）、リモコン７０において警告を行う（ステップＳ２７）。この警告はブザー等による音による警告が好ましいが、表示でもよい。勿論、前記警告をした後に燃焼の停止に至るように制御してもよい。
なお上記第１形態例及び第２形態例において、それぞれ用いた基準ＣＯ濃度Ｇｋは必ずしも同じ値でなくともよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項１に記載の給湯器の燃焼制御方法によれば、燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、設定された目標燃焼熱量から実燃焼熱量を引いた差が一定の基準熱量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合にはバーナへの燃料供給量を増加させるように制御するので、
目標燃焼熱量に対して実燃焼熱量が不十分となる場合において、排気ガスのＣＯ濃度を判定することで、その原因が不完全燃焼によるものか、燃料供給量の不足によるものかを判断することができ、またこれによって、実燃焼量の出力が十分に上がらない場合にその原因に応じた適切な対処、調整を行って適正な燃焼を確保することが可能となった。
また請求項２に記載の給湯器の燃焼制御方法によれば、燃料ガス等の燃焼を行うバーナ、該バーナの燃焼に空気を供給する給気ファン、給湯用の水を前記燃焼によって発生した熱で加熱して温水にする熱交換器、排気ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯセンサー、機構全体を制御するコントローラ及びリモコンを少なくとも備えた給湯器の燃焼制御方法であって、前記バーナの燃焼中において、目標燃焼熱量に対応して設定された目標風量から実風量を引いた差が一定の基準風量差以上となった場合には、更にそのときの排気ガスのＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっているか否かを判定し、ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度以上になっている場合は給気ファンの回転数を増加させ、前記ＣＯ濃度が一定の基準ＣＯ濃度未満の場合には一旦給気ファンの回転数を低下させるように制御するので、
目標風量と実風量との差とＣＯ濃度をそれぞれ基準値との関係で判断することで、燃焼不良の原因が不完全燃焼によるものか、バーナの火移り不良によるものかを判断することができ、またこれによって、それら原因に応じた適切な対処、調整を行って適正な燃焼を確保することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実現した給湯器の概略図である。
【図２】本発明方法の第１の実施形態を示す制御フローチャートである。
【図３】本発明方法の第２の実施形態を示す制御フローチャートである。
【図４】本発明方法の第３の実施形態を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０  熱交換缶体
２０  バーナ
３０  給気ファン
４０  入水管路
４１  熱交換器
５０  ＣＯセンサー
６０  コントローラ
７０  リモコン
８１  入水温度センサー
８２  入水流量センサー
８３  給湯温度センサー
【図１】
0004078751.tif 000002
【図２】
0004078751.tif 000003
【図３】
0004078751.tif 000004
【図４】
0004078751.tif 000005