(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能な給湯バーナ部と該給湯バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する給湯バーナ用排気筒とを有する大能力部と、暖房又は追焚きバーナ部と該暖房又は追焚きバーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する暖房又は追焚きバーナ用排気筒とを有する小能力部とを備え、給湯バーナ用排気筒と暖房又は追焚きバーナ用排気筒とが外部に連通する１個の集合排気筒に連結された燃焼装置において、暖房又は追焚きバーナ燃焼中に給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に暖房又は追焚きバーナ部の点火操作を行った後、所定の時間、暖房又は追焚きバーナ部への燃料ガス流量を所定の流量以下に制限することを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記燃料ガス流量の制限を段階的に解除することを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能な大能力バーナ部と該大能力バーナ部に、燃焼に必要な空気を供給する大能力バーナ用燃焼ファンと該大能力バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する大能力バーナ用排気筒とを有する大能力部と、小能力バーナ部と該小能力バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する小能力バーナ用排気筒とを有する小能力部とを備え、大能力バーナ用排気筒と小能力バーナ用排気筒とが外部に連通する１個の集合排気筒に連結された燃焼装置において、
小能力バーナ燃焼中に大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に小能力バーナ部の点火操作を行った後、所定の時間、大能力バーナ用燃焼ファンの回転数を、大能力バーナ部に供給される一次空気量が理論空気量に近づくように制御して、燃焼速度を速くすることを特徴とする燃焼装置。
【請求項４】
前記大能力バーナ用燃焼ファンの回転数の制御を段階的に解除す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、暖房または追焚きを行う小能力バーナ部と、給湯を行う大能力バーナ部とを備えた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃焼装置では、性能を低下させずに小型化を図るために、大能力バーナ用排気筒と小能力バーナ用排気筒とを外部に連通する１個の集合排気筒に纏めるとともに、バーナ部を構成するバーナ本数を少なくしているが、ガス噴出速度を高めることで、燃焼装置の能力を維持している。また、大能力バーナ部の絞り特性を高めるために、該大能力バーナ部は、燃焼するバーナ本数を変えることで、全面燃焼と部分燃焼との切り替えができるように構成されている。
【０００３】
ところで、バーナを冷えた状態から着火する場合（いわゆるコールドスタート）、バーナから噴出する燃料ガス及び燃焼空気の温度が低いため、燃焼速度は遅くなり、火炎の状態が不安定になってバーナは振動燃焼する。該振動燃焼は、バーナ本数が多くかつガス噴出速度が速い（バーナの燃焼負荷が大きい）大能力バーナ部を小能力バーナ部の燃焼中に全面着火した場合に、大能力バーナ用排気筒と小能力用排気筒とを一個の集合排気筒に纏めた構造により、燃焼を開始した大能力バーナ部からの燃焼排気ガスが、燃焼中の小能力バーナ部の燃焼排気の影響を受けて抑えられることによってさらに助長され、その結果、燃焼装置内で振動燃焼に基づく異常音が発生するという問題があった。
【０００４】
このような問題は、例えば、バーナ本数を増加させ、ガス噴出速度を低下させることで回避できるが、この方法では上述の給湯器の小型化に反することとなる。
【０００５】
また、他の解決策として特開平１１−１０８３５４号明細書から、小能力バーナである暖房バーナが燃焼中に、大能力バーナである給湯バーナの燃焼開始信号が入力された場合に、一律に、暖房バーナの燃焼量を、制御可能な範囲内で最小にしたり、一旦、所定の時間だけ暖房バーナの燃焼を停止したりする点火制御装置を暖房機能付給湯器に設けることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この点火制御装置では、暖房バーナの燃焼中に、給湯バーナの点火信号が入力された場合に、一律に、暖房バーナの燃焼量を最小にしたり、燃焼を停止したりするため、給湯バーナを部分的に点火する場合、即ち、燃焼能力が小さく、ガス噴出速度が遅い場合であって、暖房バーナから影響を受けても振動燃焼に基づく異常音を発生しにくい場合にも、不必要に暖房バーナ部の能力を制限する、という問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、燃焼装置を大型化することなく、不必要な小能力バーナの能力制限を防止しつつ、大能力バーナの振動燃焼に基づく異常音の発生を防止する燃焼装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために請求項１記載の発明は、全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能な給湯バーナ部と該給湯バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する給湯バーナ用排気筒とを有する大能力部と、暖房又は追焚きバーナ部と該暖房又は追焚きバーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する暖房又は追焚きバーナ用排気筒とを有する小能力部とを備え、給湯バーナ用排気筒と暖房又は追焚きバーナ用排気筒とが外部に連通する１個の集合排気筒に連結された燃焼装置において、暖房又は追焚きバーナ燃焼中に給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に暖房又は追焚きバーナ部の点火操作を行った後、所定の時間、暖房又は追焚きバーナ部への燃料ガス流量を所定の流量以下に制限することを特徴とする。
【０００９】
これにより、暖房又は追焚きバーナ燃焼中に給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または給湯バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に暖房又は追焚きバーナ部の点火操作を行った後、給湯バーナ部、即ち、大能力バーナ部の燃焼が安定するまでの所定の時間、暖房又は追焚きバーナ部、即ち、小能力バーナ部への燃料ガス流量が制限され、該小能力バーナ部からの燃焼排気の影響が軽減されるので、大能力バーナ部の着火初期の振動燃焼が助長されず、異常音の発生が防止される。この場合、前記燃料ガス流量の制限は段階的に解除されることが好ましい。これにより、大能力バーナ部の炎は時間の経過とともに次第に安定した燃焼状態になるので、それに応じて小能力バーナ部への燃料ガス流量の制限を段階的に解除することにより、小能力バーナ部の燃焼能力が低下している時間を可能な限り少なくし、燃焼装置の使い勝手を向上することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能な大能力バーナ部と該大能力バーナ部に、燃焼に必要な空気を供給する大能力バーナ用燃焼ファンと該大能力バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する大能力バーナ用排気筒とを有する大能力部と、小能力バーナ部と該小能力バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する小能力バーナ用排気筒とを有する小能力部とを備え、大能力バーナ用排気筒と小能力バーナ用排気筒とが外部に連通する１個の集合排気筒に連結された燃焼装置において、小能力バーナ燃焼中に大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に小能力バーナ部の点火操作を行った後、所定の時間、大能力バーナ用燃焼ファンの回転数を、大能力バーナ部に供給される一次空気量が理論空気量に近づくように制御して、燃焼速度を速くすることを特徴とする。
【００１１】
これにより、小能力バーナ燃焼中に大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後、または大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、所定の時間内に小能力バーナ部の点火操作を行った後、大能力バーナの燃焼が安定するまでの所定の時間、大能力バーナ用燃焼ファンの回転数を、大能力バーナへの一次空気量が理論空気量に近づくように制御して、燃焼速度を速くすることで、大能力バーナを安定燃焼させ、着火初期に生じる大能力バーナ部の振動燃焼を抑止して、燃焼中の小能力バーナ部から燃焼排気の影響を受けても、大能力バーナの燃焼に基づく異常音の発生が防止される。この場合、前記大能力バーナ用燃焼ファンの回転数の制御を段階的に解除することが好ましい。これにより、大能力バーナの炎は着火から時間の経過とともに次第に安定した燃焼状態になるので、それに応じて大能力バーナ用燃焼ファンの回転数の制御を段階的に解除することで、通常の大能力バーナ燃焼時より大きくなるファン騒音が発生している時間を可能な限り少なくでき、燃焼装置の使い勝手を向上することできる。
【００１２】
また、小能力バーナ燃焼中に大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った場合に、または大能力バーナ部を全面燃焼させる着火動作を行った後であって、大能力バーナ部の燃焼が安定するまでの所定の時間内に小能力バーナ部の点火操作を行う場合に、小能力バーナ部への燃料ガス流量の制限と、大能力バーナ用燃焼ファンの回転数の制御とを組合わせることもできる。これにより、上記異常音の発生を防止するとともに、小能力バーナの能力制限を抑え、該小能力バーナの能力をある程度高く保ちつつ、大能力バーナの回転数制御に伴うファン騒音の発生を抑制することができ、さらに使い勝手が向上する。この場合も、小能力バーナ部への燃料ガス流量の制限と、大能力バーナ用燃焼ファンの回転数の制御とを段階的に解除することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の燃焼装置として、暖房機能付給湯器の構成を概略的に示す図である。該暖房機能付給湯器１は、制御ユニット６により点火操作や電磁弁の開閉度が制御される給湯部２と暖房部３とを備えている。給湯部２は、基本的には、全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能な給湯バーナ部２１と、該給湯バーナ部２１の上方に配置された給湯熱交換器２２と、該給湯バーナ部２１の下方に配置されかつ該給湯バーナ部２１に燃焼空気を供給する給湯用燃焼ファン２３であって、上記制御ユニット６からの信号により回転数が制御可能なモータ（図示せず）を備えたものと、給湯バーナ部２１の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する給湯用排気筒２４とからなる。
【００１４】
給湯バーナ部２１は、例えば上面の平坦部に複数の主炎口が列設されかつ該主炎口の両側に副炎口が備えられているとともに、これらの炎口の下側にガス分布室とこのガス分布室に連通する混合管とを備えた複数本のブンゼン式バーナを並設してバーナケースに収容してなるものである。また、各バーナの混合管の端部の各燃料ガス供給部には、開閉度が調整可能なガス比例弁２７を備えた燃料ガス供給管２６が給湯用マニホールド（図示せず）を介して接続され、各バーナに同時に燃料ガスが供給できるように構成されているが、燃料ガス供給管２６は、電磁弁を備えた元ガス管５から分岐されたものをさらに２本に分岐したものであって、燃料ガス供給管２６の経路の途中に、電磁弁２５をそれぞれ備えている。これにより、該給湯バーナ部２１は、前記電磁弁２５を制御することにより給湯バーナ部の全面燃焼と部分燃焼との切り替えが可能になる。
【００１５】
暖房部３は、基本的には上記給湯部２と同様に構成されており、給湯バーナ部２１より少数のブンゼン式バーナの幾つかを並設した暖房バーナ部３１と、該暖房バーナ部３１の上方に配置された暖房熱交換器３２と、モータを備えた暖房用燃焼ファン３３と、該暖房バーナ部の燃焼に伴う燃焼排気ガスを排出する暖房用排気筒３４とを有する。各バーナの混合管の端部の燃料ガス供給部には、元ガス管５から分岐された燃料ガス供給管３６が暖房用マニホールド（図示せず）を介して接続されており、この燃料ガス供給管の経路の途中には、電磁弁３５と開閉度が調整可能なガス比例弁３７とが設けられている。また、給湯部側の給湯用排気筒２４と暖房部側の暖房用排気筒３４とは、外部に連通する１個の集合排気筒４に連結されている。
【００１６】
次に、暖房機能付給湯器の制御ユニット６に付設された、点火制御を図２を用いて説明する。
【００１７】
該点火制御は、上記制御ユニット６から給湯部２の給湯バーナ部２１の全面着火指示（給湯バーナ部を消火状態から全面着火する場合と、既に部分燃焼している状態から全面燃焼に切り替える場合とを含む。）信号を受け取ると、先ず、暖房部３の暖房バーナ部３１が燃焼中であるか否かを確認する。そして、該暖房バーナ部が燃焼中である時、給湯バーナ部の全面着火動作を行うとともに、暖房部３のガス比例弁３７の開度を絞って暖房バーナ部３１に供給される燃料ガス流量を所定時間制限する。この場合、燃料ガス流量は、ガス比例弁３７によって最大燃料ガス流量の２／３までの範囲で制限される。燃料ガス流量の制限を最大燃料ガス流量の２／３までとしたのは、この範囲内で制限すると、暖房バーナ部３１の能力をある程度高く維持しつつ、かつ給湯バーナ部２１に対する暖房バーナ部からの燃焼排気の影響が軽減され、給湯バーナ部２１の着火初期の振動燃焼が助長せず、異常音の発生が防止できるためである。その際、制御ユニット６に設定された室温により定まる設定暖房能力が、最大燃料ガス流量の２／３以上の燃料ガス流量を必要とする時、その設定暖房能力に応じて暖房バーナ部３１への燃料ガス流量を制限するとともに、給湯用燃焼ファン２３のモータの回転数を上げて、給湯バーナ部２１へ供給される一次空気量を増量し、理論空気量に近づける。この場合、モータの回転数は、給湯バーナ部２１の通常燃焼状態におけるモータの回転数の約＋５％の範囲で制御される。この範囲でモータの回転数を制御することとしたのは、上述の異常音の発生を防止しつつ、通常の給湯バーナ部燃焼時より大きくなるファン騒音をできるだけ小さくできるからである。この実施形態では、給湯バーナ部２１がブンゼン式バーナから構成されているため、給湯用燃焼ファン２３の回転数を高めるように制御するが、例えば、該給湯バーナ部２１が、通常には理論空気量以上の一次空気量が供給されるように設定される全一次式バーナで構成されている場合は、給湯用燃焼ファン２３の回転数を低下させて、給湯バーナ部２１へ供給される一次空気量を減量し、理論空気量に近づくように制御する。そして、電磁弁２５を開弁して、給湯バーナ部２１を全面着火させる。尚、該実施の形態では、暖房バーナ部３１への燃料ガス流量の制限と、給湯用燃焼ファン２３の回転数の制御とを組合わせた場合について説明したが、暖房バーナ部３１への燃料ガス流量の制限または給湯用燃焼ファン２３の回転数の制御とをそれぞれ単独で行うこともできる。
【００１８】
図２の下側には、給湯バーナ部２１を全面燃焼させる着火動作を行った後、所定の時間内に暖房バーナ部３１の点火操作を行う場合のフローチャートが示されており、この場合にも、上述の同じ制御が行われる。
【００１９】
また、制御ユニット６にタイマーを付設しておき、時間の経過に伴って暖房バーナ部３１への燃料ガス流量の制限や給湯用燃焼ファンのモータの回転数の制御を段階的に解除することもできる。この場合、タイマーは給湯バーナ部２１の全面着火と同時にスタートし、また、暖房バーナ部３１への燃料ガス流量の制限は、（２ＴＸ＋Ｘｔ）／（３Ｔ）の式に基づいて解除される。ここで、Ｔはタイマーに設定された、暖房バーナ部３１への燃料ガス流量制限時間であり、ｔはタイマースタートからの経過時間を意味し、０≦ｔ≦Ｔの関係が成立する。また、Ｘは最大燃料ガス流量である。給湯用燃焼ファンのモータの回転数の制御は、給湯バーナ部がブンゼン式バーナで構成されていると、（１０５ＢＴ−５Ｂｔ）／１００Ｔの式に基づいてモータの制御は解除される。ここで、Ｔはタイマーに設定された、給湯バーナ部２１への給湯用燃焼ファンのモータの回転数制御時間であり、ｔはタイマースタートからの経過時間を意味し、０≦ｔ≦Ｔの関係が成立する。また、Ｂは、該モータの通常運転状態での回転数である。
【００２０】
尚、上述の実施形態では、小能力バーナとして暖房バーナで説明したが、該小能力バーナは、追焚き機能付給湯器に使用される追焚きバーナでも良い。また、図２に示す制御では、給湯バーナ部の点火指示があると、一旦部分燃焼をした後、要求される給湯能力に応じて全面燃焼に切り替えているが、給湯バーナの点火指示があると、全面点火し、その後の要求給湯能力に応じて部分燃焼に切り替る制御にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の暖房機能付給湯器の構成を概略的に示す図。
【図２】本発明の点火制御を示す簡易フローチャート。
【符号の説明】
１      暖房機能付給湯器
２      給湯部
２１    給湯バーナ部
２２    給湯熱交換器
２３    給湯用燃焼ファン
２４    給湯用排気筒
２５，３５    電磁弁
２７，３７    ガス比例弁
３      暖房部
３１    暖房バーナ部
３２    暖房熱交換器
３３    暖房用燃焼ファン
３４    暖房用排気筒
４      集合排気筒
５      元ガス管
【図１】
0003739611.tif 000002
【図２】
0003739611.tif 000003