(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機の燃焼状態を燃焼によって発生した排気ガスのＣＯ濃度で検出するようにすると共に、前記ＣＯ濃度が一定の基準値以上に上昇した場合には一定の条件に従って給気ファンの回転数を設定された回転数よりも上昇させるようにした燃焼機における給気ファンの制御方法であって、前記給気ファンの回転数の領域毎に回転数を上昇させた総回数を演算し、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、それ以降の燃焼運転での給気ファンの回転数を燃焼開始から恒常的に設定回転数よりも上昇させて運転し、一方、最初に回転数最上領域以外の領域における回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、その領域におけるファン回転数を次の燃焼運転から恒常的に上昇させるのではなく、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達したときに、その次の燃焼運転から回転数最上領域におけるファン回転数の恒常的上昇と一緒に前記領域での回転数の恒常的上昇を行うようにしたことを特徴とする燃焼機の給気ファンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器や暖房器、その他に用いることができる燃焼機の給気ファンの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば給湯器に用いられる燃焼機においては、ＣＯセンサーによって検出される排気ガスのＣＯ濃度が上昇し、これが一定の基準値を超えると、給気ファンの回転数を上昇させることで給気量を増大させ、これによって不完全燃焼の状況を解消し、燃焼環境を改善するようにした制御方法を採用したものが提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の装置における給気ファンの制御方法においては、着火時においてＣＯ濃度の監視を行わない時間やファン回転数を上昇させるか否かを判定するのに必要な時間等が存在するため、ＣＯ濃度の上昇に伴うファン回転数の上昇操作は、早くとも燃焼運転開始から数十秒以上経過しないと実行に移すことができないという欠点があった。このため、例えば経年使用により燃焼機に排気詰り等の状況が恒常的に生じている場合等には、運転開始当初からＣＯ濃度検出によるファン回転数の上昇操作に至るまでの間に、不完全燃焼による汚染が更に促進される問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来の燃焼機における上記不都合を解消し、燃焼機における不完全燃焼が頻繁に或いは恒常的に発生するような場合に、その不完全燃焼及びそれによる汚染をより抜本的に解消して、良好な燃焼状態を確保することができる燃焼機の給気ファンの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、本発明の燃焼機の給気ファンの制御方法は、燃焼機の燃焼状態を燃焼によって発生した排気ガスのＣＯ濃度で検出するようにすると共に、前記ＣＯ濃度が一定の基準値以上に上昇した場合には一定の条件に従って給気ファンの回転数を設定された回転数よりも上昇させるようにした燃焼機における給気ファンの制御方法であって、前記給気ファンの回転数の領域毎に回転数を上昇させた総回数を演算し、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、それ以降の燃焼運転での給気ファンの回転数を燃焼開始から恒常的に設定回転数よりも上昇させて運転し、一方、最初に回転数最上領域以外の領域における回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、その領域におけるファン回転数を次の燃焼運転から恒常的に上昇させるのではなく、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達したときに、その次の燃焼運転から回転数最上領域におけるファン回転数の恒常的上昇と一緒に前記領域での回転数の恒常的上昇を行うようにしたことを特徴としている。
【０００６】
上記特徴によれば、ＣＯ濃度が基準値以上に上昇することで給気ファンの回転数を上昇させた回数の積算が一定値に達した場合には、それ以降の燃焼運転においては、恒常的に、燃焼運転の最初から、給気ファンの回転数が上昇されて運転される。これによって、燃焼機自体が恒常的な機能低下に至った場合或いは燃焼機に空気を提供する周囲環境の恒常的な条件悪化に対して、燃焼機を使用する場合は常に、燃焼運転の開始初期から十分なる給気を確保して、良好な燃焼を確保、継続させることが可能となる。
【０００７】
またＣＯ濃度が基準値以上に上昇することで給気ファンの回転数を上昇させた場合には、その上昇がなされた回転数の領域毎に、例えばその回転数の上昇が燃焼能力大に対応する高回転領域でなされたか、燃焼能力中に対応する中回転領域でなされたか、燃焼能力小に対応する低回転領域でなされたかによって、その各領域毎に回転数を上昇させた回数が積算演算されて、その総回数が一定値に達したかが監視される。そしてその場合において、総回数が一定値に達することによる給気ファンの回転数の恒常的な上昇は、例え他の領域において総回数が先に達している場合でも、給気ファンの最上領域における総回数が一定値に達したときに、該最上領域におけるファン回転数の上昇から開始される。
前記最上領域から恒常的なファン回転数の上昇を行う理由は、燃焼機における燃焼性の悪化は燃焼機の排気閉塞等が原因で生じるが、その場合における燃焼への影響は燃焼能力が大きい側における燃焼性の悪化から始まる場合が多いこと、及び燃焼能力の小さい側で先に恒常的なファン回転数の上昇がなされる場合は、ファン回転数の連続性から必然的に燃焼能力が大きい側でもファン回転数を上昇させる必要があり、従って燃焼能力が大きい側では不要な回転数上昇となり、好ましくないからである。
給気ファンの回転数の領域毎に回転数を上昇させた総回数を演算し、且つ給気ファンの回転数の恒常的な上昇は給気ファンの最上領域から開始させることで、恒常的なファン回転数の上昇をより実状に即した形で適切に行うことができ、燃焼機によるより良好な燃焼を確保、継続させることが可能となる。
【０００８】
【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燃焼機の実施形態を示す給湯器の概略図、図２は本発明方法においてＣＯ濃度の上昇にもとづいて給気ファンの回転数を上昇させるタイミングを示す図、図３は本発明方法による制御のフローチャート、図４は給気ファンの回転数を上昇させた場合の回数を算入する仕方を説明する図、図５はファン回転数の区分された領域毎に恒常的なファン回転数の上昇を行う場合の例を示す図である。
【０００９】
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。
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演算され、更にその必要燃焼熱量に対応して給気ファン３０の回転数が設定される。燃焼中はＣＯセンサー５０により排気ガスのＣＯ濃度が検出され、その情報がコントローラ６０に入力される。この検出されたＣＯ濃度が予め定められたファン回転数上昇のための一定の基準値Ｓ以上になった場合には、一定の条件に従って前記コントローラ６０は給気ファン３０の回転数を上昇させる。そしてその回転数を上昇させた回数を積算し、総回数が予め定めた一定回数に達した場合には、それ以降の燃焼運転において、恒常的に、燃焼ファン３０の回転数を燃焼開始から設定回転数よりも上昇させて運転を行う。
【００１０】
図２、図３を参照して、本発明の方法の第１の実施形態を説明する。先ず図２に示すように、コントローラ６０は給湯器による燃焼運転を開始するに際しては、必要燃焼熱量に対応して給気ファン３０の回転数を設定し、その設定回転数による給気を行う。そして燃焼運転中はＣＯセンサー５０により排気ガスのＣＯ濃度が監視され、該ＣＯセンサー５０が検出するＣＯ濃度が基準値Ｓ以上になると、その状態が一定時間ｔ１、例えば２０秒継続することを条件に、給気ファン３０の回転数を前記設定回転数から一定の条件で上昇させる。これにより給気作用が増して、ＣＯ濃度の低下によるＣＯ濃度環境の改善が期待される。
前記ＣＯ濃度の基準値Ｓの値は、予め実験により適当な値を決定しておく。また条件としてのＣＯ濃度が基準値Ｓ以上で継続する一定時間ｔ１も、予め実験により適当な値を決定しておく。更に、回転数を上昇させる一定の条件も予め実験により決めておくことができるが、例えば設定回転数に比例した形で回転数の上昇量を決定することができる。
【００１１】
図３を参照して、本発明の方法によって、ＣＯ濃度の上昇に伴ってファン回転数を上昇させた後、恒常的なファン回転数の上昇に至るまでの制御フローを説明する。今、燃焼運転中に前記図２で説明した条件に従って、ファン回転数を設定回転数よりも上昇させた場合には（ステップＳ１でイエス）、コントローラ６０はその１回分を既に記憶させているこれまでの積算回数Ｎに加えて新たな総回数を演算し、記憶する（ステップＳ２）、そして該総回数Ｎが予め定めた一定回数Ｐに達したか否かを判断し（ステップＳ３）、前記一定回数Ｐに達した場合には（ステップＳ３でイエス）、コントローラ６０は以後における燃焼運転においては給気ファン３０の運転を最初から設定回転数よりも上昇させた状態で開始するようにセットする（ステップＳ４）。これによって次回の燃焼運転からは、燃焼運転の開始から給気ファン３０の回転数を設定回転数よりも上昇させた状態にして運転を行うことができる。よって従来の場合に比較して、運転開始初期に見込まれる不完全燃焼及びそれによる排気ガス汚染の追加が解消される。またＣＯ濃度が大きく悪化した場合に安全動作による燃焼運転の停止機構が働く装置においては、その安全動作の発生を抑制することができる。
前記ステップＳ３においてノーの場合には、コントローラ６０は総回数Ｎを記憶したまま、次回の燃焼運転等において新たにＣＯ濃度上昇による回転数の上昇があるまで待機する。
なお上記において、一定回数Ｐは予め実験等により適当な値を定めておく。
【００１２】
次に図４、図５を参照して、上記した第１の実施形態をより実際に即して適応させた第２の実施形態を説明する。即ちこの第２の実施形態では、図３のフローのステップＳ１で燃焼運転中にファン回転数を上昇させた場合において、コントローラは前記ＣＯ濃度が基準値Ｓ以上を継続すべき条件としての一定時間ｔ１におけるファン回転数の平均値を算出し（ステップＳ１１）、得られた回転数の平均値が予め複数に区分して記憶させておいた回転数領域、例えばこの例では、回転数低領域Ｃと回転数中領域Ｂと回転数最上領域Ａのどの領域に入るかを判断した上で、その属する領域で既に記憶させているこれまでに回転数を上昇させた各積算回数ＮＣ、ＮＢ、ＮＡに今回の１回分を加え、新たな総回数ＮＣ、ＮＢ、ＮＡを演算し、記憶する（ステップＳ１２又はＳ１３又はＳ１４）。そして前記今回の１回分を加えた領域（Ａ又はＢ又はＣ）での総回数ＮＡ、ＮＢ、ＮＣが予め定めた一定回数Ｐに達したかを判定する（図３のフローのステップＳ３と同じ）。
【００１３】
図５も参照して、上記各領域別に前記総回数ＮＡ、ＮＢ、ＮＣが積算された結果、前記回転数最上領域Ａにおける総回数ＮＡが最初に一定値Ｐに達した場合には、コントローラ６０は、以後における燃焼運転において前記回転数最上領域Ａに属する回転数が設定された場合に最初からその設定回転数よりも上昇させた回転数で恒常的な運転を行うようにセットする（図５の（Ａ）参照）。
また各領域別に前記総回数ＮＡ、ＮＢ、ＮＣが積算された結果、前記回転数中領域Ｂにおける総回数ＮＢが最初に一定値Ｐに達した場合には、コントローラ６０は、該回転数中領域Ｂにおけるファン回転数を次の燃焼運転から恒常的に上昇させるのではなく、回転数最上領域Ａにおける総回数ＮＡが一定値Ｐに達したときに、その次の燃焼運転から回転数最上領域Ａにおけるファン回転数の恒常的上昇と一緒に回転数中領域Ｂの回転数の恒常的上昇を行うようにセットする（図５の（Ｂ）参照）。
同様に回転数低領域Ｃでの総回数ＮＣが最初に一定値Ｐに達した場合でも、領域Ａ、Ｂで回転数の恒常的上昇がなされるまでは、回転数低領域Ｃでの回転数の恒常的上昇はセットされない（図５の（Ｃ）参照）。
即ちファン回転数の恒常的上昇は、回転数最上領域Ａ、回転数中領域Ｂ、回転数低領域Ｃの優先順位でセットされるようになされている。
なお上記の例においては、回転数の領域を回転数最上領域Ａ、回転数中領域Ｂ、回転数低領域Ｃの３つの領域に区分したが、２つに区分してもよく、また４つ以上に区分してもよい。
【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に記載の燃焼機の給気ファンの制御方法によれば、燃焼機の燃焼状態を燃焼によって発生した排気ガスのＣＯ濃度で検出するようにすると共に、前記ＣＯ濃度が一定の基準値以上に上昇した場合には一定の条件に従って給気ファンの回転数を設定された回転数よりも上昇させるようにした燃焼機における給気ファンの制御方法であって、前記給気ファンの回転数の領域毎に回転数を上昇させた総回数を演算し、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、それ以降の燃焼運転での給気ファンの回転数を燃焼開始から恒常的に設定回転数よりも上昇させて運転し、一方、最初に回転数最上領域以外の領域における回転数上昇の総回数が一定値に達した場合には、その領域におけるファン回転数を次の燃焼運転から恒常的に上昇させるのではなく、回転数最上領域での回転数上昇の総回数が一定値に達したときに、その次の燃焼運転から回転数最上領域におけるファン回転数の恒常的上昇と一緒に前記領域での回転数の恒常的上昇を行うようにしたので、燃焼機自体が恒常的な機能低下に至った場合或いは燃焼機に空気を提供する周囲環境が恒常的に悪化した場合等であっても、燃焼機による燃焼を燃焼運転の開始初期から十分なる給気を確保して、良好に行うことができる。また燃焼を開始する度にその初期において好ましくない高ＣＯ濃度の排気ガスを排出するといった問題、或いは不完全燃焼が進行して安全動作による燃焼停止が容易に行われるといった不都合を解消し、燃焼機の寿命を伸ばすことが可能となる。よって、燃焼機における不完全燃焼が頻繁に或いは恒常的に発生するような場合であっても、その不完全燃焼及びそれによる汚染をより抜本的に解消して、良好な燃焼状態を確保することができる。また給気ファンの回転数の領域毎に回転数を上昇させた総回数を演算し、且つ給気ファンの回転数の恒常的な上昇は給気ファンの最上領域から開始させるようにしたので、恒常的なファン回転数の上昇を回転数の最上領域より領域毎に行うことができ、燃焼機の実状により即した形で良好な燃焼を確保、継続させ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燃焼機の実施形態を示す給湯器の概略図である。
【図２】本発明方法においてＣＯ濃度の上昇にもとづいて給気ファンの回転数を上昇させるタイミングを示す図である。
【図３】本発明方法による制御のフローチャートである。
【図４】給気ファンの回転数を上昇させた場合の回数を算入する仕方を説明する図である。
【図５】ファン回転数の区分された領域毎に恒常的なファン回転数の上昇を行う場合の例を示す図である。
【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
【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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