JP2001082738A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 能力切替式の燃焼機器に備えられる複数本の
バーナの燃焼本数を、要求される燃焼能力に応じて複数
段階に切替制御を行う燃焼制御装置において、任意の中
間段階における最大燃焼モード及び最小燃焼モードへの
切替、及び中間段階における燃焼の確認が容易な燃焼制
御装置を提供すること。 【解決手段】 燃焼機器１に備えられる複数本のバーナ
１４ａ〜１４ｂの燃焼本数を複数段階に切替制御を行う
燃焼制御装置４０において、各段階毎に燃焼モードを最
大又は最小に固定するためのモード固定装置５０（段階
別モード固定手段）を設けた。モード固定装置５０に
は、切替スイッチ５６、最大スイッチ５２及び最小スイ
ッチ５４を設け、切替スイッチ５６をＯＮにした状態
で、最大スイッチ５２又は最小スイッチ５４を押すと、
１回押す毎に、各段階における最大燃焼モード又は最小
燃焼モードに周期的に移行させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼制御装置に関
し、さらに詳しくは、複数本のバーナを備えた給湯器、
暖房器、風呂釜等の燃焼機器の燃焼状態を制御するため
に用いられる燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】給湯器、暖房器、風呂釜等の燃焼機器に
は、複数本のバーナを備え、要求される燃焼能力に応じ
て燃焼させるバーナの本数を複数段階に切り替える、い
わゆる能力切替式のものが知られている。能力切替式の
燃焼機器においては、火力の調節は、燃焼させるバーナ
の本数、並びにバーナに供給されるガスの圧力及び送風
ファンによって供給される空気の送風量を燃焼制御装置
を用いて制御することにより行われている。

【０００３】ところで、バーナに供給されるガス圧の制
御は、一般に、ガス比例弁の開度を調節することにより
行われるが、ガス比例弁は、燃焼制御装置から出力され
る電流の大きさに応じて制御されるようになっている。
このガス比例弁は、電流−ガス圧特性にばらつきがある
ので、燃焼制御装置から個々のガス比例弁に対して一定
の電流値を出力しても、通常は、一定のガス圧は得られ
ない。そのため、この種の燃焼機器では、出荷検査時あ
るいは保守点検時において、電流値の最大から最小まで
の可変範囲を設定するためのガス圧設定調整を行う必要
がある。

【０００４】ガス圧設定調整は、具体的には、燃焼制御
装置に設けられたスイッチにより、燃焼状態を通常の比
例制御が行われる通常燃焼モードから、燃焼状態を最大
能力に固定した最大燃焼モード、又は最小能力に固定し
た最小燃焼モードに切り換え、最大燃焼時あるいは最小
燃焼時に所定のガス圧が得られるように、ガス比例弁の
電流値を調節することにより行われるのが一般的であ
る。

【０００５】また、能力切替式の燃焼機器の場合、ガス
圧設定調整は、全域における電流値の最大、最小を設定
するのが一般的である。すなわち、能力切替式の燃焼機
器の場合、すべてのバーナにガスを供給し、すべてのバ
ーナを最大能力に固定して燃焼させた最大燃焼モード、
及び最小火力の１本のバーナにガスを供給し、その１本
のバーナを最小能力に固定して燃焼させた最小燃焼モー
ドに切り替え、電流値の最大及び最小を設定するのが一
般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】能力切替式の燃焼機器
は、複数あるバーナの燃焼本数を切り替えて使用するも
のであるため、燃焼段数が切り替えられた時に、ガス圧
及びその制御範囲が変動する場合がある。ガス圧の変動
は、バーナに供給されるガス量を変動させ、燃焼制御の
精度を低下させる原因となる。従って、能力切替式の燃
焼機器において、燃焼制御の精度を向上させるために
は、全域におけるガス圧設定調整のみならず、複数本あ
るバーナの一部を燃焼させた中間段階におけるガス圧設
定調整を行うことが望ましい。

【０００７】しかしながら、能力切替式の燃焼機器に用
いられる従来の燃焼制御装置は、燃焼状態を、全域にお
ける最大燃焼モード及び最小燃焼モードに固定する機能
のみが備えられ、全域における電流値の最大、最小の設
定しかできないものであった。そのため、中間段階にお
ける最大燃焼モード及び最小燃焼モードへの切替ができ
ず、中間段階における燃焼の確認が難しいという問題が
あった。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、能力切
替式の燃焼機器に備えられる複数本のバーナの燃焼本数
を、要求される燃焼能力に応じて複数段階に切替制御を
行う燃焼制御装置において、任意の中間段階における最
大燃焼モード及び最小燃焼モードへの切替が可能であ
り、中間段階における燃焼の確認が容易な燃焼制御装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、燃焼機器に備えられる複数本のバーナの燃
焼本数を、要求される燃焼能力に応じて複数段階に切替
制御を行う燃焼制御装置において、各段階毎に前記バー
ナの燃焼モードを最大燃焼モード又は最小燃焼モードに
固定するための段階別モード固定手段を備えていること
を要旨とするものである。

【００１０】上記構成を有する本発明に係る燃焼制御装
置によれば、各段階毎に最大燃焼モード又は最小燃焼モ
ードに切り替える段階別モード固定手段を備えているの
で、全域における最大燃焼モード及び最小燃焼モードの
みならず、任意の中間段階における最大燃焼モード又は
最小燃焼モードへの固定が可能になり、中間段階におけ
る燃焼の確認が容易化される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を図面を参照しながら説明する。図２に、複数のバー
ナを備えた能力切替式の燃焼機器の概略構成図を示す。
図２において、燃焼機器１は、燃焼器本体１０と燃焼制
御装置４０とを備えている。

【００１２】本発明が適用される燃焼機器としては、給
湯器、暖房、風呂釜等、ガス或いは石油を燃焼させるこ
とにより所望の熱量を得る各種の機器が該当し、特に限
定されるものではないが、本実施の形態では、燃焼機器
１として、給湯器が用いられている。

【００１３】燃焼機器１（以下、「給湯器１」とい
う。）の燃焼器本体１０（以下、「給湯器本体１０」と
いう。）は、熱交換器１２と、３本のバーナ１４ａ、１
４ｂ、１４ｃとを備えている。熱交換器１２の両端に
は、それぞれ、給水管１６及び出湯管１８が接続され、
給水管１６から供給される水を熱交換器１２に導き、３
本のバーナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃのいずれか１以上に
より加熱した後、出湯管１８から出湯させるようになっ
ている。

【００１４】ここで、各バーナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
の燃焼能力（給湯号数）は、すべて同一のものを用いて
も良く、あるいは、異なる給湯号数のものを用いても良
い。特に、給湯号数の異なるバーナを用いると、燃焼能
力を細かく設定できるという利点がある。本実施の形態
の場合、バーナ１４ａ、１４ｂ、及び１４ｃには、それ
ぞれ、給湯号数が７号、４号、及び６号のものが用いら
れている。

【００１５】各バーナ１４ａ、１４ｂ、及び１４ｃに
は、それぞれ、ガス管２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃが接
続され、各ガス管２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃには、そ
れぞれ、燃焼状態を複数段階に切り替えて使用するため
の能力切替弁２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃが設けられて
いる。また、各ガス管２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、とも
に主ガス管２４に接続され、主ガス管２４から供給され
るガスを、各ガス管２０ａ、２０ｂ、２０ｃに分配する
ようになっている。

【００１６】また、主ガス管２４には、各バーナ１４
ａ、１４ｂ、１４ｃに供給されるガスの圧力を調節する
ためのガス比例弁２６及び、主ガス管２４へのガスの供
給及び停止を行うための元電磁弁２８が設けられてい
る。さらに、バーナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに近接し
て、送風ファン３２が設けられ、各バーナ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃに所定量の空気を送風するようになってい
る。

【００１７】燃焼制御装置４０は、給湯器本体１０に備
えられる各種のセンサ（図示せず）からの信号に基づ
き、能力切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、ガス比例弁２
８、元電磁弁２８、送風ファン３２等を制御するための
ものである。燃焼制御装置４０は、公知のＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ等により構成され、そのＲＯＭには、給湯器
本体１０を制御するための各種のプログラムが格納され
ている。

【００１８】また、本実施の形態の場合、燃焼制御装置
４０には、ガス比例弁２６による比例制御を行う通常燃
焼モード、並びに複数ある各段階毎にバーナ１４ａ、１
４ｂ、１４ｃを最大火力で燃焼させる最大燃焼モード、
及び最小火力で燃焼させる最小燃焼モードに切り替える
ための段階別モード固定手段を備えている。

【００１９】段階別モード固定手段とは、具体的には、
燃焼制御装置４０のＲＯＭに格納された制御プログラム
とモード固定装置５０からなっている。図３に、モード
固定装置５０の拡大図を示す。図３において、モード固
定装置５０は、最大スイッチ５２と、最小スイッチ５４
と、切替スイッチ５６と、表示装置５８とを備えてい
る。本実施の形態の場合、最大スイッチ５２及び最小ス
イッチ５４には、アンロック式の押しボタン式スイッチ
が用いられ、切替スイッチ５６には、ディップスイッチ
が用いられている。

【００２０】最大スイッチ５２及び最小スイッチ５４
は、燃焼制御装置４０のＲＯＭに格納された制御プログ
ラムによって、切替スイッチ５６がＯＦＦの場合には、
燃焼状態を全域における最大燃焼モード及び最小燃焼モ
ードに固定し、切替スイッチ５６がＯＮの場合には、燃
焼状態を任意の中間段階における最大燃焼モード及び最
小燃焼モードに固定するようになっている。

【００２１】また、表示装置５８は、給湯器本体１０の
燃焼状態を表示するためのものである。本実施の形態の
場合、表示装置５８は、通常燃焼時には何も表示され
ず、最大燃焼モード及び最小燃焼モードの時には、それ
ぞれ「ｎＨ」及び「ｎＬ」（但し、ｎは燃焼段数を示
す。）が表示されるようになっている。

【００２２】次に、本実施の形態に係る燃焼制御装置の
作用について、図１を参照しながら説明する。初めに、
通常燃焼モードについて説明する。まず、通常燃焼モー
ドで燃焼を行う場合には、切替スイッチ５６をＯＦＦ側
にスライドさせ、さらに、最大スイッチ５２及び最小ス
イッチ５４をいずれもＯＦＦにする。この時、表示装置
５８には、何も表示されない。

【００２３】この状態で、給湯器１の図示しない水栓を
開くと、燃焼制御装置４０が給水管１６内の水流を検知
するので、元電磁弁２８が開かれ、バーナ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃに点火される。そして、出湯管１８から排出
される湯の温度が予め定められた設定温度になるよう
に、能力切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、ガス比例弁２
６及び送風ファン３２の制御が行われる。

【００２４】ここで、本実施の形態の場合、バーナ１４
ａ、１４ｂ、１４ｃには、上述したように、それぞれ、
給湯号数が７号、４号、及び６号のものを使用している
ので、燃焼させるバーナの本数を切替制御することによ
り、給湯器１の燃焼能力を次の表１に示すように、４段
階に切り替えることができる。

【００２５】

【表１】

【００２６】実際に運転する際には、燃焼制御装置４０
が、給水管１６を流れる水量、水温、設定温度等に基づ
いて必要な熱量を算出し、バーナの燃焼本数を決定す
る。例えば、要求される熱量が給湯号数にして４号以下
と判断された場合には、バーナ１４ｂのみによる第１段
階の燃焼が行われる。また、例えば、要求される熱量が
給湯号数にして４号以上７号以下である場合には、バー
ナ１４ａのみによる第２段階の燃焼に切り替えられる。

【００２７】同様に、要求される熱量が給湯号数にして
７号以上１１号以下である場合には、バーナ１４ａ及び
１４ｂによる第３段階の燃焼に切り替えられ、さらに、
要求される熱量が給湯号数にして１１号以上である場合
には、バーナ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃによる第４段階
の燃焼に切り替えられる。そして、各段階毎に、出湯管
１８から設定温度の湯が出湯されるように、燃焼制御装
置４０により、ガス比例弁２６及び送風ファン３２の比
例制御が行われるものである。

【００２８】次に、全域における最大燃焼モード及び最
小燃焼モードの設定方法について説明する。切替スイッ
チ５６がＯＦＦ側にある場合において、最大スイッチ５
２又は最小スイッチ５４を操作すると、全域における最
大燃焼モード及び最小燃焼モードの設定のみが可能な状
態（以下、このような状態を「全域モード」という。）
となる。

【００２９】例えば、給湯器１が通常燃焼モードにある
場合に、切替スイッチ５６をＯＦＦとしたまま、最大ス
イッチ５２を押す（ＯＮにする）と、図１に示すよう
に、燃焼状態は、最大段階における最大燃焼モードに固
定される。また、この時、表示装置５８には、「４Ｈ」
が表示される。最大スイッチ５２をはなす（ＯＦＦにす
る）と、通常燃焼モードに切り替わり、表示装置５８は
無表示に戻る。以下、切替スイッチ５６がＯＦＦである
場合には、最大スイッチ５２を押す毎に通常燃焼モード
から最大段階における最大燃焼モードに切り替わる。

【００３０】同様に、給湯器１が通常燃焼モードにある
場合に、切替スイッチ５６をＯＦＦとしたまま、最小ス
イッチ５４を押す（ＯＮにする）と、図１に示すよう
に、燃焼状態は、第１段階における最小燃焼モードに固
定される。また、この時、表示装置５８には、「１Ｌ」
が表示される。最小スイッチ５４をはなす（ＯＦＦにす
る）と、通常燃焼モードに切り替わり、表示装置５８は
無表示に戻る。以下、切替スイッチ５６がＯＦＦである
場合には、最小スイッチ５２を押す毎に通常燃焼モード
から第１段階における最小燃焼モードに切り替わる。

【００３１】さらに、最大スイッチ５２及び最小スイッ
チ５４は、一方がＯＮの状態である場合において他方の
スイッチが押されたときには、最小スイッチ５４をＯＮ
にした状態に移行する機能を備えている。すなわち、燃
焼状態が全域における最大燃焼モードに固定されている
場合において、最小スイッチ５４がＯＮされた時は、第
１段階における最小燃焼モードに移行するようになって
いる。

【００３２】このように、本実施の形態に係る燃焼制御
装置４０は、切替スイッチ５６がＯＦＦである場合に
は、従来の燃焼制御装置と同様に、全域における最大燃
焼モード、あるいは最小燃焼モードに固定する機能を備
えており、全域における電流値の最大、最小を設定する
ことができる。そのため、ガス圧設定調整を細かく行う
必要がない場合には、目的とするモードに簡便に移行さ
せることができ、メンテナンスを効率よく行えるという
利点がある。

【００３３】次に、任意の中間段階における最大燃焼モ
ード及び最小燃焼モードの設定方法について説明する。
燃焼状態を任意の中間段階に移行させるためには、切替
スイッチ５６をＯＮ側にスライドさせればよい。これに
より、任意の中間段階における最大燃焼モード及び最小
燃焼モードの設定が可能な状態（以下、このような状態
を「中間段数発生モード」という。）になる。

【００３４】例えば、給湯器１が通常燃焼モードにある
場合において、切替スイッチ５６をＯＮ側にスライドさ
せた時には、図１に示すように、第１段階における最小
燃焼モードに移行し、表示装置５８には、「１Ｌ」が表
示される。また、切替スイッチ５６がＯＦＦであり、か
つ、最小スイッチ５４がＯＮになっている場合におい
て、切替スイッチ５６をＯＮ側にスライドさせた時に
は、図１に示すように、表示装置５８の表示は、「１
Ｌ」のままであるが、切替スイッチ５６をＯＮにしたこ
とよって、全域モードから中間段数発生モードに移行す
る。

【００３５】この状態から最小スイッチ５４を再度押す
と、第２段階における最小燃焼モードに移行し、表示装
置５８には「２Ｌ」が表示される。さらに、最小スイッ
チ５４を押すと、一回押す毎に、第３段階における最小
燃焼モード、及び第４段階における最小燃焼モードへと
順次移行し、表示装置５８には、これに応じて、それぞ
れ「３Ｌ」及び「４Ｌ」が表示される。

【００３６】また、燃焼状態が第４段階における最小燃
焼モードに固定されている場合において、さらに最小ス
イッチ５４が押された時には、第１段階における最小燃
焼モードに戻り、表示装置５８には、「１Ｌ」が表示さ
れる。以下、同様に、最小スイッチ５４を１回押す毎
に、周期的に各段階における最小燃焼モードに移行す
る。

【００３７】一方、切替スイッチ５６がＯＦＦであり、
かつ、最大スイッチ５２がＯＮになっている場合におい
て、切替スイッチ５６をＯＮ側にスライドさせた時に
は、図１に示すように、第１段階における最大燃焼モー
ドに移行し、表示装置５８には、「１Ｈ」が表示され
る。

【００３８】この状態から最大スイッチ５２を再度押す
と、第２段階における最大燃焼モードに移行し、表示装
置５８には「２Ｈ」が表示される。さらに、最大スイッ
チ５２を押すと、一回押す毎に、第３段階における最大
燃焼モード、及び第４段階における最大燃焼モードへと
順次移行し、表示装置５８には、これに応じて、それぞ
れ「３Ｈ」、及び「４Ｈ」が表示される。

【００３９】また、燃焼状態が第４段階における最大燃
焼モードに固定されている場合において、さらに最大ス
イッチ５２が押された時には、第１段階における最大燃
焼モードに戻り、表示装置５８には、「１Ｈ」が表示さ
れる。以下、同様に、最大スイッチ５２を１回押す毎
に、周期的に各段階における最大燃焼モードに移行す
る。

【００４０】さらに、最大スイッチ５２及び最小スイッ
チ５４は、切替スイッチ５６がＯＮであり、かつ、最大
燃焼モード及び最小燃焼モードのいずれかである場合に
おいて、他方のスイッチが押された時には、他方の状態
に移行する機能を備えている。

【００４１】すなわち、第ｎ段階目の最小燃焼モードの
状態にある場合において最大スイッチ５２が押された時
には、第ｎ段階目の最大燃焼モードに移行し、第ｎ段階
目の最大燃焼モードの状態にある場合において最小スイ
ッチ５４が押された時には、第ｎ段階目の最小燃焼モー
ドに移行するようになっている。

【００４２】そして、切替スイッチ５６がＯＮ側にあ
り、燃焼状態がいずれかの中間段階における最大燃焼モ
ード又は最小燃焼モードに固定されている場合におい
て、切替スイッチ５６をＯＦＦ側にスライドさせたとき
には、最大燃焼モード及び最小燃焼モードの双方がキャ
ンセルされ、通常燃焼モードに戻る。

【００４３】以上のように、本発明に係る燃焼制御装置
は、全域における最大燃焼モード及び最小燃焼モードの
設定が可能であることに加え、任意の中間段階における
最大燃焼モード又は最小燃焼モードへの切り替えが可能
であるので、従来、困難であった中間段階における燃焼
の確認が容易となる。また、これによって、機器の開発
段階のみならず、メンテナンス時においても、検査を効
率よく行うことが可能となる。

【００４４】また、本実施の形態に係る燃焼制御装置４
０は、最大スイッチ５２、最小スイッチ５４及び切替ス
イッチ５６の３つのスイッチを用いて、任意の中間段階
における最小燃焼モード及び最大燃焼モードへの周期的
な切り替えを行うようになっているので、部品点数が削
減され、燃焼制御装置４０の低コスト化に寄与するとい
う利点がある。

【００４５】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種
々の改変が可能である。

【００４６】例えば、上記実施の形態では、給湯号数の
異なる３本のバーナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを４段階に
切り替えて使用する給湯器１に適用される燃焼制御装置
４０について説明したが、バーナの給湯号数及び燃焼状
態の段数は、これに限定されるものではない。すなわ
ち、給湯号数の等しい３本のバーナを用いて３段階に切
り替えて使用する給湯器、あるいは、４本以上のバーナ
を用いて４段階以上に切り替えて使用する給湯器に対し
ても、制御プログラムを若干変更するだけで本発明を容
易に適用することができる。

【００４７】また、上記実施の形態では、最大スイッチ
５２及び最小スイッチ５４として、押しボタン式スイッ
チが用いられ、押しボタン式スイッチを１回押す毎に所
定の燃焼状態が周期的に発生するように構成されている
が、所定の燃焼状態を簡便に発生させることができるも
のであれば、スイッチの形態は、これに限定されるもの
ではない。

【００４８】さらに、上記実施の形態では、表示装置５
８は、数字及び記号により燃焼状態を表示するようにな
っているが、表示装置はこれに限定されるものではな
い。例えば、段数を表示するランプ及び燃焼モードを表
示するランプを設け、段数及び燃焼モードに対応するラ
ンプを点灯させ、これによって燃焼状態を表示させるよ
うにしても良く、これにより上記実施の形態と同様の効
果を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、燃焼機器に備えられる複数本
のバーナの燃焼本数を、要求される燃焼能力に応じて複
数段階に切替制御を行う燃焼制御装置において、各段階
毎に前記バーナの燃焼モードを最大燃焼モード又は最小
燃焼モードに固定するための段階別モード固定手段を備
えているので、全域における最大、最小のみならず、任
意の中間段階における最大燃焼モード及び最小燃焼モー
ドで燃焼させることができ、中間段階における燃焼の確
認が容易化されるという効果がある。

【００５０】また、最大スイッチ、最小スイッチ及び切
替スイッチの３つのスイッチを用いて、任意の中間段階
における最小燃焼モード及び最大燃焼モードへの周期的
な切り替えを行うようにした場合には、部品点数が削減
され、燃焼制御装置の低コスト化が図れるという効果が
ある。

【００５１】以上のように、本発明に係る燃焼制御装置
によれば、従来、困難であった任意の中間段階における
燃焼の確認が容易となり、出荷時あるいはメンテナンス
時における燃焼機器の検査の高精度化、効率化に寄与す
るものであり、産業上その効果の極めて大きい発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼制御装置による
燃焼モードの切替状態を説明する図である。

【図２】本発明に係る燃焼制御装置及びこれが適用され
る燃焼機器の概略構成図である。

【図３】図２に示す燃焼制御装置に備えられるモード固
定装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 燃焼機器（給湯器） １０ 燃焼器本体（給湯器本体） １４ａ〜１４ｃ バーナ ４０ 燃焼制御装置 ５０ モード固定装置（段階別モード固定手
段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼機器に備えられる複数本のバーナの
   燃焼本数を、要求される燃焼能力に応じて複数段階に切
   替制御を行う燃焼制御装置において、 各段階毎に前記バーナの燃焼モードを最大燃焼モード又
   は最小燃焼モードに固定するための段階別モード固定手
   段を備えていることを特徴とする燃焼制御装置。