| 【発明の名称】 |
燃焼装置ならびにそれを備える給湯装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】桑原 宏和
【氏名】安福 洋伸
【氏名】田内 康夫
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| 【要約】 |
【課題】燃焼装置において、ダンパの動作不良が万一発生しても、燃焼運転を実行できるようにすること。
【解決手段】燃焼部（バーナ３０）への空気の通風路に配置された弁体（ダンパ６０）の開閉位置に応じた燃焼運転を行う燃焼装置において、通風量を変更するために弁体６０を駆動したとき、弁体６０が動作不良により指定位置に駆動されていないことを検知手段（リミットスイッチ６２）の出力に基づいて認識すると、燃焼能力小側での燃焼運転を実行可能とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】燃焼部に空気を供給する通風路の通風量を制御する弁体と、弁体の位置を検知する検知手段と、燃焼運転を管理する管理手段と備え、前記管理手段が、燃焼運転時において通風量を変更するよう弁体を動作させたときに、弁体の動作制御信号と検知手段の出力とに基づいて弁体の動作不良の有無を認識するとともに、動作不良を認識したときに、燃焼能力小側での燃焼運転を実行可能とするものである、ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】燃焼部に空気を供給する通風路の通風量を制御する弁体と、弁体の位置を検知する検知手段と、燃焼運転を管理する管理手段と備え、前記管理手段が、燃焼運転時において弁体を通風量大側位置に動作させたときに、弁体の動作制御信号と検知手段の出力とに基づいて弁体の動作不良の有無を認識する異常認識処理と、異常認識処理にて異常を認識したときに、燃焼能力小側での燃焼運転を実行可能とする異常対処処理とを管理するものである、ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】燃焼部に空気を供給する通風路の通風量を大小２状態に制御する弁体と、弁体がいずれか一方の位置に存在するときに検知信号を出力する検知手段と、燃焼運転を管理する管理手段と備え、前記管理手段が、燃焼運転時において弁体を通風量大位置に動作させたときに、弁体の動作制御信号と検知手段の出力とに基づいて弁体の動作不良の有無を認識する異常認識処理と、異常認識処理にて異常を認識したとき、燃焼能力小側での燃焼運転を実行可能とする異常対処処理とを管理するものである、ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかの燃焼装置において、前記管理手段が、異常を認識したときに、当該異常を報知するものである、ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかの燃焼装置において、前記管理手段が、異常を認識して燃焼運転を実行するとき、当該燃焼運転を所要時間のみ継続可能とするものである、ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項６】一端側から水が導入され他端側から湯水を吐出する熱交換管路と、この熱交換管路を通過する水を加熱する上記請求項１ないし５のいずれかの燃焼装置とを含む、ことを特徴とする給湯装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼部に空気を供給して燃焼運転を行う燃焼装置ならびにこの燃焼装置を備える給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、燃焼装置として、例えば液体燃料気化式と呼ばれる燃焼装置が知られている。これは、気化器によって液体燃料である灯油を気化器でガス状に気化させた状態とし、これを送風機から供給される空気と混合させたうえバーナで燃焼させるようにしたものである。
【０００３】なお、気化器と送風機とを連通する空気通風路の途中には、ダンパと呼ばれる弁体が設けられ、必要燃焼能力に応じて、ダンパの開閉動作と送風機の送風動作とを制御するようになっている。
【０００４】このような燃焼装置を利用した給湯装置では、給湯要求されたときに、要求給湯流量、要求給湯温度および入水温度などに基づき必要給湯能力つまり必要出力号数を演算し、この出力号数を所要の基準値と比較して、ダンパの開閉動作、空気供給量、燃料供給量などを制御するようになっている。
【０００５】そして、従来では、前述のダンパを通風量大とする開放位置と通風量小とする閉止位置との２つの状態に切り換えるような構成とされており、例えば閉止位置であれば出力号数が例えば１０号以下となり、開放位置であれば出力号数が１２号以上となる。
【０００６】このダンパの位置を検知するために、ダンパの閉止位置側にリミットスイッチを設け、リミットスイッチがオン状態のときはダンパが閉止位置に、オフ状態のときは開放位置にそれぞれ位置しているものと判定するようになっている。
【０００７】ここで、仮に、ダンパの動作不良が発生すると、コントローラによるダンパ位置制御信号とリミットスイッチの出力とが不一致となるので、空燃比（燃料量と空気量との配分比）が崩れ、異状燃焼（煤の発生、逆火など）が発生するなど、燃焼を正常に管理できなくなる。
【０００８】このような事態の発生を考慮して、従来では、ダンパの動作不良によってダンパ位置制御信号とリミットスイッチの出力とが不一致になったとき、燃焼運転を停止させて、異常を報知するとともに燃焼運転不可とするような対策をとるようにしている。この場合、保守点検作業者により補修されるのを待つようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、ダンパの動作不良が発生してしまうと、ダンパを補修するまでの間について給湯装置を全く使用できなくなるので、ユーザーにとっては不便な状況となる。
【００１０】したがって、本発明は、燃焼装置において、ダンパの動作不良が万一発生しても、燃焼運転を実行できるようにすることを目的としている。また、本発明は、給湯装置において、燃焼装置にダンパの動作不良といった異常が発生しても、給湯動作が行えるようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、要するに、通風路を開度を制御する弁体の動作不良を認識できるようにするとともに、弁体の動作不良を認識したときの対処形態を工夫している。つまり、弁体の動作不良を認識したとき、弁体の動作不良を補修するまでの間において、燃焼能力小側での燃焼運転を実行可能としている。
【００１２】特に、本発明の給湯装置では、上述したような燃焼装置の異常が発生したときでも、給湯運転が可能になり、ユーザーに対して不便さを与えずに済む。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の詳細について図面に示す実施形態を参照して説明する。この実施形態では、液体燃料気化式の燃焼装置を例に挙げているが、この方式に限定されるものではなく、要するに、空気を供給して燃焼運転させる燃焼装置であれば、そのすべてに適用されるものである。また、この実施形態では、燃焼装置を給湯装置に利用する形態を例に挙げるが、燃焼装置を利用する対象としては給湯装置だけに限定されるものではない。
【００１４】図１ないし図３は本発明の一実施形態にかかり、図１は、給湯装置を示す構成図、図２は、図１中の燃焼装置の構成図、図３は、動作説明用の制御フロー図である。
【００１５】図中、Ａは燃焼装置の全体を示し、この燃焼装置Ａは、熱交換缶体１０と、気化器２０と、バーナ３０と、燃料供給手段４０と、送風機５０と、ダンパ６０とを備えた構成になっている。この燃焼装置Ａに対して、給湯回路７０と、風呂追い炊き回路８０と、コントローラ９０とが付設されており、これによって給湯装置が構成されている。
【００１６】熱交換缶体１０には、給湯回路７０および風呂追い炊き回路８０の各熱交換管路７２，８２が貫通されており、この熱交換缶体１０の下部に気化器２０とバーナ３０とが配置されている。
【００１７】気化器２０は、燃料供給手段４０から供給される灯油などの液体燃料を気化するもので、拡散羽根２１、気化ヒータ２２、気化器温度センサ２３、気化壁面２４、混合室２５、混合室ヒータ２６、モータ２７、給気温度センサ２８、モータ回転数センサ２９などを備えている。この気化器２０では、供給されてきた液体燃料を拡散羽根２１をモータ２７で回転させることによってその周囲の気化壁面２４に飛散させるとともに、気化ヒータ２２および混合室ヒータ２６での熱によって気化させるようになっている。なお、給気温度センサ２８は、気化器２０やバーナ３０に送るために取り入れた空気の温度を検出するもので、サーミスタ等で構成される。
【００１８】バーナ３０は、気化器２０から供給される気化燃料と送風機５０から供給される空気とを点火燃焼するもので、点火器３１と炎検出器３２とからなる。
【００１９】燃焼供給手段４０は、図示しない灯油タンクからの灯油を気化器２０に供給するもので、汲み上げポンプ４１、サブタンク４２、定流量ポンプ４３などを備えている。
【００２０】送風機５０は、気化器２０およびバーナ３０に対して空気を供給するもので、送風ファン５１、駆動モータ５２、回転数センサ５３などを備えている。
【００２１】ダンパ６０は、気化器２０と送風機５０とを連通する通風路の途中に設けられており、該通風路の開度を制御するものである。このダンパ６０は、図示しない電動モータ等の駆動手段によって、通風路を閉止する位置（図２実線参照）と、通風路を開放する位置（図２破線参照）との２状態に変位させられる。ここでのダンパ６０は、閉止位置において通風路を完全に閉塞せずに所要の通風を可能とする状態になっている。そして、このダンパ６０の開閉位置を検知するために、ダンパ６０の閉止位置側に、検知手段としてリミットスイッチ６２が設けられている。このリミットスイッチ６２は、ダンパ６０が閉止位置に位置するときには接点が閉じてオン状態となり、開放位置に位置するときには接点が開いてオフ状態となる。
【００２２】このような構成要素１０〜６０を有する燃焼装置Ａでは、燃料供給手段４０から供給される灯油などの液体燃料を気化器２０で気化し、この気化燃料を送風機５０から供給される空気と所要比率で混合してバーナ３０に送って燃焼させる。この燃焼熱によって、熱交換缶体１０内の給湯回路７０および風呂追い炊き回路８０の各熱交換管路７２，８２を通る水を加熱する。なお、送風機５０から供給されてダンパ６０を通過した空気は、一次空気として気化器２０側に送られる他、二次空気としてバーナ３０に直接的に供給され、二次空気の一部は無効空気となって熱交換缶体１０内を通過する。
【００２３】給湯回路７０は、例えば水道水などを上記燃焼装置Ａで加熱された湯と水道水の一部とを混合して給湯カラン（破線参照）などから出湯させるバイパスミキシング構造である。この給湯回路７０は、入水管路７１、熱交換管路７２、出湯管路７３、バイパス管路７４、給湯管路７５、入水流量センサ７６、入水温度センサ７７、出湯温度センサ７８、給湯温度センサ７９などを備えている。給湯管路７５は途中で一般給湯管路７５ａと風呂落とし込み給湯管路７５ｂとに分岐されている。
【００２４】風呂追い炊き回路８０は、図示しない浴槽の浴槽水を取り出して上記燃焼装置Ａで所要温度に加熱して浴槽に戻すもので、給湯回路７０から所要温度の湯を混合させることもできるような構造になっている。この風呂追い炊き回路８０は、風呂戻り管路８１、熱交換管路８２、風呂往き管路８３、バイパス管路８４、循環ポンプ８５、水流スイッチ８６などを備えている。
【００２５】コントローラ９０は、少なくとも図３に示す給湯運転を実行する。この給湯運転は、例えば給湯カランが開放されるなどして入水流量センサ７６で最低動作水量ＭＯＱ以上を検出したときに、必要燃焼量に対してＦＦ（フィードフォワード）制御による燃焼熱量にＦＢ（フィードバック）制御による燃焼熱量を加えることで実際の燃焼熱量が必要燃焼熱量に近付くように、ダンパ６０の開閉と、送風機５０の風量（送風ファン５１による回転数）と、定流量ポンプ４３による燃料供給量とを制御する。
【００２６】次に、給湯運転に関する動作について図３の制御フローを用いて説明する。
【００２７】すなわち、図示しない運転スイッチがオンされると、図３の制御フローが起動され、ステップｎ１で給湯要求を受けるのを待つ。この給湯要求とは、給湯カランが開放されるなどして入水流量センサ７６で最低動作水量ＭＯＱ以上を検出したときのことを言う。
【００２８】給湯要求を受けると、ステップｎ２で要求燃焼能力が大であるか否かを判定する。つまり、要求給湯流量Ｑ、要求給湯温度Ｔｓおよび入水温度Ｔｃなどに基づき必要給湯能力つまり必要出力号数Ｔを演算し、この必要出力号数Ｔを所要の基準値と比較して、ダンパ６０の開閉動作、空気供給量、燃料供給量などを制御するようになっている。なお、この実施形態では、演算した必要出力号数Ｔつまり総燃焼熱量（ＦＦ燃焼号数＋ＦＢ燃焼号数）を、予め決定した第１基準値Ａと第２基準値Ｂ（第１基準値Ａ＋所要値α）とに対してそれぞれ比較し、ダンパ６０を開放位置と閉止位置のどちらにするかを決定する。このように２つの基準値を用いる理由は、必要出力号数Ｔが第１基準値Ａ以上となっても第２基準値Ｂ以上とならない場合はダンパ６０を閉止位置に保持することでダンパ６０の切り換えにおけるヒステリシスを実質的に大きくし、ダンパ６０が頻繁に開閉するハンチング現象の発生を防止するためである。
【００２９】ここで、要求燃焼能力が大であると、ステップｎ３〜ｎ６へ、また、要求燃焼能力が小であると、ステップｎ７〜ｎ１０へ移行する。
【００３０】まず、要求燃焼能力が大の場合、ステップｎ３でダンパ６０を開放位置に駆動し、ステップｎ４でダンパ６０が開放位置に位置しているか否かを判定する。この判定は、上記ステップｎ３で出力したダンパ６０の位置制御信号とリミットスイッチ６２からの出力信号とが一致しているか否かを調べる。
【００３１】ここで、ダンパ６０が開放位置に位置していて一致していると判定すれば、ダンパ６０が正常に動作していると認識して、ステップｎ５で燃焼能力大の範囲での通常燃焼運転モードとするが、ダンパ６０が動作せずに閉止位置に位置していて不一致であると判定すれば、ダンパ６０の動作不良が発生したと認識して、ステップｎ６で第１異常対処モードとする。なお、第１異常対処モードでは、図示しない異常報知ランプや表示部などに対してダンパ６０の動作不良が発生したことを報知するとともに、ダンパ６０の現状の閉止位置つまり燃焼能力小の範囲での燃焼運転を行う。
【００３２】一方、要求燃焼能力が小の場合、ステップｎ７でダンパ６０を閉止位置に駆動し、ステップｎ８でダンパ６０が閉止位置に位置しているか否かを判定する。この判定は、上記ステップｎ４と同様に、ダンパ６０の位置制御信号とリミットスイッチ６２からの出力信号とが一致しているか否かを調べる。
【００３３】ここで、ダンパ６０が閉止位置に位置していて一致していると判定すれば、ダンパ６０が正常に動作していると認識して、ステップｎ９で燃焼能力小の範囲での通常燃焼運転モードとなるが、ダンパ６０が開放位置に位置していて不一致であると判定すれば、ダンパ６０の動作不良が発生したと認識して、ステップｎ１０で第２異常対処モードとなる。なお、第２異常対処モードでは、図示しない異常報知ランプや表示部などに対してダンパ６０の動作不良が発生したことを報知するとともに、燃焼運転を停止することにより、すべての処理を終了する。この第２異常対処処理を実行すると、それ以後、燃焼運転の要求があっても燃焼運転を非実行とする。
【００３４】以上説明したように、ダンパ６０の動作不良が発生したときに、異常発生を報知するだけでなく、この異常発生時点でのダンパ６０の位置状況に応じて対処できるようにしている。つまり、ダンパ６０を閉止位置から開放位置へ駆動する状況つまり給湯能力大範囲とする状況において、ダンパ６０が閉止位置で動作しなくなったときには、その閉止位置に対応する燃焼能力小範囲での燃焼運転を実行可能とするように対処して、補修されるまでの間について、要求に対して不十分ではあるものの給湯が行えるようにしている。一方、ダンパ６０を開放位置から閉止位置へ駆動する状況つまり給湯能力小範囲とする状況において、ダンパ６０が開放位置で動作しなくなったときには、燃焼運転を停止して以降の給湯要求を拒否するように対処して、例えば使用者の意に反する高温湯の出湯を阻止できるようにしている。ちなみに、前述したようにダンパ６０が開放位置で動作しなくなった場合、燃焼性を良好に保持しようとすれば、要求号数に対して過大な号数での燃焼となってしまい、使用者の意に反して高温湯が出湯される結果となり、また、この予想される事態を回避するために号数をダンパ閉止側に小さく制御すると空燃比が崩れて異状燃焼する結果となる。
【００３５】このように、ダンパ６０の動作不良が発生したときに、従来のように一様に給湯動作を停止させるのではなく、動作不良発生時点でのダンパ６０の位置が閉止位置であれば給湯を継続可能とすることで、従来のような不便さを解消しながら、ダンパ６０が開放位置で動作不良が発生したときに使用者の意に反する高温湯の出湯を阻止することで、ユーザーに不利益を与えないようにしている。
【００３６】なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３７】（１） 上記実施形態において、第１異常対処モードを所要時間のみ継続するように設定することができる。この場合、動作不良発生直後の不便さを解消できるだけでなく、それ以降の継続使用に伴う装置の２次的故障を誘発しにくくできるようになる。
【００３８】（２） 上記実施形態において、ダンパ６０の動作不良が発生したときに、この動作不良の状況をコントローラ９０に内蔵するメモリに記憶させておくようにしてもよい。この場合、補修を行うときに、メモリから故障履歴を読取ることによって、故障原因が何であるのかを容易に把握できるから、給湯装置の様子から故障原因を調べるという煩わしい手間を省けるようになる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１ないし５の発明にかかる燃焼装置では、弁体の動作不良が発生したときに、それが補修されるまでの間について燃焼能力小側で燃焼運転を実行可能にすることにより、ユーザーの安全性を確保したうえでの燃焼運転要求に応じることができる。
【００４０】請求項６の発明にかかる給湯装置では、上記請求項１ないし５のいずれかの燃焼装置を備えることにより、燃焼異常の発生時点から補修完了するまでの間でもある程度の給湯を可能にできるなど、ユーザーにとって便利なものにできる。
【００４１】特に、請求項２および３の発明では、弁体が閉止位置で動作しなくなった状況に対して、当該弁体の位置に対応する燃焼能力小範囲での燃焼運転を実行可能とするようにしているので、上記請求項１の効果に加えて、弁体故障後の燃焼運転が装置各部に対して無理な負担をかけることを防止できるようになり、装置の２次的故障を誘発しにくくできるなど、装置の保護に貢献できるようになる。
【００４２】また、請求項４の発明では、ダンパの故障を報知するので、上記請求項１ないし３の効果に加えて、ダンパの故障をユーザー自身で判断させずに済むなど、補修のための対応を迅速に行うことができて便利となる。
【００４３】さらに、請求項５の発明では、ダンパの故障してからの燃焼運転を所要時間のみ許容するようにしているから、上記請求項１ないし３の効果に加えて、故障の補修をせずに長期間使用されることが原因で装置の２次的故障を誘発することを回避できるようになるなど、装置の保護に貢献できるようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７０９
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 和秀
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６３２２（Ｐ２０００−４６３２２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１２４５１ |
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