JP3579484B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯器等の燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６には、燃焼装置として一般的な給湯器のシステム構成が示されている。同図において、給湯熱交換器２の入口側には給水通路の給水管３が接続されており、この給水管３には入水温を検出するサーミスタ等の入水温度センサ１０と、入水量（給湯熱交換器の通水量）を検出する流量センサ９とが設けられている。給湯熱交換器２の出口側には給湯通路の給湯管４が接続され、この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられている。さらに、給湯管４には水量制御弁１６と、出湯温を検出するサーミスタ等の出湯温度センサ１１とが設けられている。
【０００３】
給湯熱交換器２の下方にはバーナ装置としてのバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極１８、着火を検知するフレームロッド電極１９、およびバーナ７への燃焼空気の供給や排気を行う燃焼ファン５が配設されており、燃焼ファン５の回転数を検出するファン回転センサ２１が設けられている。バーナ７のガス導入口にはガスノズルをガス導入口に対向させてノズルホルダ６が配置され、このノズルホルダ６に通じるガス管８にはガス供給量を開弁量によって制御する比例制御弁１３と、ガス管路の開閉を行うガス弁としての元電磁弁１２とが介設されている。なお、電磁弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃはバーナ燃焼面を切り換えるためのものである。
【０００４】
この種の給湯器には制御装置１４が備えられており、この制御装置１４にはリモコン１５が接続され、このリモコン１５には、図示されていない運転ボタンや給湯温度を設定するボタンや給湯設定温度の設定温度表示部が設けられている。制御装置１４はシーケンスプログラムを用いて給湯器の給湯動作を制御しており、図８に示されるように、ステップ２０１ で給湯栓１が開けられると、ステップ２０２ で、流量センサ９が入水量を検出して、その入水量がある一定以上（最低作動流量以上）になったなら、このとき、ステップ２０３ で、燃焼ファン５のポストファン回転が行われていないことをファン回転センサ２１により確認し、その後、ステップ２０４ で燃焼ファン５をオンとする。そして、ステップ２０５ で、燃焼ファン５の回転が所定の回転領域に入ったときに、ステップ２０６ で、着火シーケンスに従った動作が行われる。なお、ステップ２０３ で燃焼ファン５のポストファン回転が行われていることが判断されたときには、ステップ２０４ ，２０５ を省略してステップ２０６ に進む。これは、前回の燃焼終了後、一定時間は燃焼ファン５ を一定回転数（例えば１０００ｒｐｍ ）で回しておくことで、次回の着火がすぐに行われるようにしたものである。
【０００５】
ステップ２０６ の着火シーケンスに従った動作とは、まず、元電磁弁１２、電磁弁２０ａ（又は２０ａ，２０ｂ又は２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）および比例制御弁１３を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イグナイタ電極１８により点火する動作を行う。次に、フレームロッド電極１９により、バーナ７の着火を確認して、フィードフォワード制御（出湯温度センサ１０で出湯温度を検出することなく、予め設定したガス量供給パターンに従って燃焼を行わせる制御方式）からＰＩＤ演算等によるフィードバック制御（出湯温度センサ１０により出湯温度を検出し、出湯温度が設定温度に近づくようにＰＩＤ演算によりガス供給量、つまり、比例制御弁１３の開弁量を制御する方式）へ移行する動作を行う。なお、バーナ７の燃焼制御は、図７に示すように、燃焼制御部２４と風量制御部２５の制御動作によって行われる。
【０００６】
燃焼制御部２４には燃焼熱量（燃焼能力）と比例制御弁１３の開弁駆動電流（ガス供給量）との関係データが予め与えられており、燃焼制御部２４は、入水温度センサ１０で検出される入水温度と、出湯温度センサ１１で検出される出湯温度と、流量センサ９で検出される流水流量と、リモコンで設定される設定温度との情報を受けて、入水温度を設定温度に高めるのに要する熱量、つまり、出湯温度を設定温度に一致させる燃焼熱量を演算により求め、その燃焼熱量が得られるように比例制御弁１３に開弁駆動電流を供給して比例制御弁１３の開弁量を可変し、バーナ７へのガス供給量を制御する。
【０００７】
その一方で、風量制御部２５は、前記燃焼制御部２４で求められた燃焼熱量に見合う燃焼空気をバーナ７に供給すべく、ファン駆動部１７に指令を加えて燃焼ファン５の回転制御を行う。この燃焼ファン５の回転制御に必要なデータとして、風量制御部２５には、例えば、図９の（ａ）に示すような、燃焼ファン５のファン回転数とファン風量との関係データが与えられており、風量制御部２５は、この関係データに基づいて、ファン回転センサ２１により検出されるファン回転数からファン風量を推測し、同図の（ｂ）に示すような、前記燃焼熱量に見合った目標風量となるようにファンの回転数を制御し、燃焼空気をバーナ７に供給している。このように、燃焼制御部２４の燃焼制御と風量制御部２５による風量制御とがマッチングして行われ、安定した設定温度の湯が給湯熱交換器２から給湯管４を経て所望の給湯場所に供給される。
【０００８】
湯の使用が終了して、給湯栓１が閉められると、流量センサ９により通水停止が検出され、この通水停止の検出信号を受けて、制御装置１４は元電磁弁１２を遮断してバーナ７の燃焼を停止する。
【０００９】
ところで、近年給湯器等の燃焼装置の小型化に伴い、バーナ７を高負荷燃焼させる傾向があり、バーナ７に供給する燃焼空気の制御がシビアになってきている。ところが、図６に示したような従来の給湯器においては、風量制御部２５は、ファン回転センサ２１により検出される燃焼ファン５の回転数から燃焼ファン５のファン風量を推測して風量制御を行っていたため、例えば、排気口からの逆風等の影響や通風劣化等の諸要因により、ファン回転数とファン風量との関係が図９の（ａ）に示す状態からずれたときには風量制御を正確に行うことができないといった問題があり、前記シビアな空気量制御の要求に応じることができなかった。
【００１０】
そこで、例えば、図４に示すように、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気の風量を直接又は間接的に検出する風量センサ２３を備えた給湯器が提案されている。この給湯器においては、同図に示すように、バーナ７の下方側から上方側にバイパスして風量検出用通路２２が形成されており、この風量検出用通路２２に風量センサ２３が介設されている。この風量センサ２３は、差圧センサや熱線式やカルマンうず式の風速センサ等の適宜のセンサにより構成され、例えば、風量センサ２３を差圧センサにより構成した場合に、バーナ７の下方側の気圧と上方側の気圧との差を検出することにより、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気風量を検出するようになっている。
【００１１】
この風量センサ２３による検出信号は、図５に示すように、風量制御部２５に加えられるようになっており、風量制御部２５は、風量センサ２３により直接又は間接的に検出される燃焼空気風量に基づいて燃焼ファン５の回転制御を行い、バーナ７に供給する燃焼空気風量を制御することにより、非常に正確に燃焼空気風量の制御を行うことができるようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４，５に示したような給湯器においては、風量センサ２３が異常になると、当然のことながら、風量制御部２５による風量制御が的確に行われなくなるにもかかわらず、これまでは、風量センサ２３の異常を的確にチェックできる燃焼装置が開発されていなかった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、風量センサを的確にチェックすることが可能であり、それにより、風量センサに基づく燃焼空気風量制御を正確に行うことができる燃焼装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次のように構成されている。すなわち、第１の発明は、バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力し、無風基準値以上となる連続時間が予め与えた所定時間経過したときにゼロ点異常と判断してゼロ点異常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部を設けたことを特徴として構成されている。
【００１５】
また、第２の発明は、バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部と、が設けられるとともに、前記バーナ装置の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼停止後予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを備え、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測してコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うモード区別判断部を有し、該モード区別判断部によって断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点異常判断部によるゼロ点チェック動作を省略させるゼロ点チェック省略指令部を設けたことを特徴として構成されている。
【００１６】
【作用】
上記構成の本発明において、燃焼運転開始前に、燃焼ファンの停止状態で、オープン異常判断部により、風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であり、風量センサのオープン異常が無いことが判断された後、ゼロ点異常判断部により、風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作が行われ、センサ出力が無風基準値未満と判断されて、ゼロ点が正常と判断されたときには、ショート異常判断部により燃焼ファンが回転させられ、その後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えるか否かが判断され、ショートチェック判断値を越えたときにはショート異常が無いと判断されて、バーナ装置の燃焼運転が開始される。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明において、図４〜７に示した装置と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。本実施例の給湯器のシステム構成は、図４に示す給湯器のシステムとほぼ同様であり、本実施例が図４の装置と異なる特徴的なことは、制御装置１４に風量センサ２３の異常チェックを行う特有な回路を構成したことと、バーナ７の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼後、予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを付加し、これらの何れのモードにより再出湯を行うかにより、給湯燃焼運転制御を区別して行うように構成したことであり、それ以外の構成は図４に示した装置と同様である。
【００１８】
図１は、本実施例における給湯器の制御装置１４のブロック構成を示すものであり、制御装置１４は、燃焼制御部２４、風量制御部２５、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０、モード区別判断部３３、メモリ部３４、ゼロ点チェック省略指令部３５を有して構成されており、制御装置１４にはエラー表示部３１が接続されている。また、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０、モード区別判断部３３、メモリ部３４、ゼロ点チェック省略指令部３５により、前記風量センサ２３の異常チェックを行う特有な回路が構成されている。
【００１９】
燃焼制御部２４と風量制御部２５の制御動作は、図４，５に示した装置とほぼ同様であり、本実施例の燃焼制御部２４が図５の装置の燃焼制御部２４と異なる特徴的なことは、風量センサ２３の異常チェックを行う回路により、風量センサ２３が正常であると判断されたときに、その判断結果を受けてから、風量制御部２５による風量制御を風量センサ２３に基づいて行うようにしたことであり、それ以外は図５の燃焼制御部２４の制御動作と同様であるのでその説明は省略する。
【００２０】
オープン異常判断部２８は、燃焼運転開始前に、燃焼ファン５の停止状態で、風量センサ２３の出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常信号を出力するものであり、燃焼ファン５の停止状態で、風量センサ２３の出力が、例えば３．８ Ｖといったセンサ内部オープン異常判断値未満か否かを判断し、センサ内部オープン異常判断値未満であると判断したときにはオープン異常無信号を出力し、ゼロ点異常判断部２９に加える。また、風量センサ２３の出力が前記センサ内部オープン異常判断値以上であると判断したときには、オープン異常信号をエラー表示部３１に加える。なお、例えば３．８ Ｖといたセンサ内部オープン異常判断値は、風量制御部２５による通常の風量制御の制御範囲の上限に対応する電圧よりもさらに高い電圧の値として与えられているものであり、本実施例では、通常の風量制御の制御範囲の上限に対応する電圧が３．５ Ｖであり、センサ内部オープン異常判断値として３．８ Ｖが与えられている。
【００２１】
ゼロ点異常判断部２９は、オープン異常判断部２８からオープン異常無信号が出力されたときには、風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力するものであり、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号を受けて、風量センサ２３の出力を検出し、この出力が、例えば１．３ Ｖといった予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断し、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力し、ショート異常判断部３０に加える。
【００２２】
また、ゼロ点異常判断部２９には、図示されていないタイマが設けられており、風量センサ２３の出力が無風基準値以上であると判断したときにタイマをオンとし、風量センサ２３の出力が無風基準値以上である時間が、例えば１０秒といった所定の時間を経過したときには、風量センサ２３のゼロ点異常があると判断して、ゼロ点異常信号をエラー表示部３１に加える。なお、無風基準判断値は、無風安定状態を判定する基準となる電圧値であり、風量センサ２３の出力は、外部環境の風の影響等によって僅かに変動するが、前記所定の時間を越えて無風基準値以上の値が風量センサ２３から出力されたときには風量センサ２３のゼロ点異常があるものと判断されることになる。
【００２３】
ショート異常判断部３０は、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点正常信号が出力されたときには、燃焼ファン５を回転させた後、風量センサ２３の出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、バーナ７の燃焼運転を開始させるものであり、ゼロ点異常判断部２９からのゼロ点正常信号を受けて、ファン駆動部１７にファン駆動指令信号を加え、ファン駆動部１７により燃焼ファン５を回転させる。そして、燃焼ファン５を回転させた後、風量センサ２３の出力が、例えば１．３ Ｖといった予め定められたショートチェック判断値を越えるか否かを判断し、ショートチェック判断値を越えたときにはショート異常無信号を出力し、燃焼制御部２４に加え、燃焼制御部２４によりバーナ７の燃焼運転を開始させる。
【００２４】
また、ショート異常判断部３２は、図示されていないタイマが設けられており、燃焼ファン５を回転させた後に、風量センサ２３の出力が前記ショートチェック判断値以下の値であるときには、タイマをオンとし、例えば１０秒といった所定の時間が経過しても風量センサ２３の出力がショートチェック判断値を越えないときには、風量センサ２３のショート異常があると判断して、ファン駆動部１７にファン駆動停止指令信号を加え、ファン駆動部１７により燃焼ファン５を停止させると共に、エラー表示部３１にショート異常判断信号を加える。
【００２５】
エラー表示部３１は、前記オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０からそれぞれ加えられる各異常判断信号を受けて、風量センサ２３のエラー表示を行うものであり、オープン異常判断部２８からオープン異常判断信号が加えられたときには、センサ内オープン異常の表示を行い、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点異常判断信号が加えられたときには、風量センサ２３のゼロ点異常を表示し、ショート異常判断部３０からショート異常判断信号が加えられたときには、風量センサ２３のショート異常を表示する。そして、エラー表示部３１は、これらの風量センサ２３の各異常状態を表示することにより、給湯器の使用者に風量センサ２３の異常状態を報知する。
【００２６】
モード区別判断部３３は、図示されていないタイマを備えており、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測し、この給湯器の前記コールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うものである。具体的には、モード区別判断部３３は、湯の出湯停止時から再出湯までの時間をタイマにより計測し、この計測時間をメモリ部３４に予め定められているモード区別判断時間と比較し、前記計測時間がモード区別判断時間よりも小さいときには断続出湯モードと判断し、計測時間がモード区別判断時間以上のときにはコールドスタートモードと判断する。そして、モード区別判断部３３は、給湯器が断続出湯モードによる再出湯を行ったと判断したときには、判断結果をゼロ点チェック省略指令部３５に加える。
【００２７】
ゼロ点チェック省略指令部３５は、モード区別判断部３３によって断続出湯モードと判断されたときには、前記ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を省略させるものであり、モード区別判断部３３からの判断結果を受けて、断続出湯モードのときにはゼロ点チェック省略指令をオープン異常判断部２８に加える。
【００２８】
オープン異常判断部２８は、ゼロ点チェック省略指令部３５からゼロ点チェック省略指令が加えられたときに、前記のように風量センサ２３の出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であると判断したときには、オープン異常無信号をゼロ点異常判断部２９に加える代わりにショート異常判断部３０に加え、これにより、ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を省略した状態で、ショート異常判断部３０によるショート異常判断動作が行えるようにする。
【００２９】
言い換えれば、本実施例では、モード区別判断部３３により、コールドスタートモードと判断されたときには、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号がゼロ点異常判断部２９に加えられて、ゼロ異常判断部２９によるゼロ点チェック動作が行われた後に、ショート異常判断部３０によるショート異常判断が行われ、一方、モード区別判断部３３により、断続出湯モードと判断されたときには、ゼロ点チェック省略指令部３５からオープン異常判断部２８にゼロ点チェック省略指令が加えられて、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号はショート異常判断部３０に直接加えられ、ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を行わずに、ショート異常判断部３０によるショート異常の判断が行われる。
【００３０】
なお、この時の断続出湯モードは、すぐにお湯が出るようにするため熱交換器２内の前回のお湯を利用するものである。このため燃焼ファン５を停止して前回のお湯がさめないように、例えば０．５秒といった短い時間だけポストファンを行い、ポストファン終了後、燃焼ファン５を停止させる。
【００３１】
本実施例は以上のように構成されており、次に、本実施例の特徴的な風量センサ２３の異常チェック動作について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施例でも、給湯器の給湯動作は、制御装置１４により、シーケンスプログラムを用いて行われており、図８に示したように、給湯栓１が開けられてから、図８のステップ２０２ で、最低作動流量以上の入水が確認されると、本実施例では、図２のステップ１０２ で、オープン異常判断部２８により風量センサ２３の出力がセンサ内部オープン異常判断値としての３．８ Ｖ未満か否かが判断され、風量センサ２３の出力が３．８ Ｖ以上のときには、ステップ１０３ で、センサ内オープン異常があると判定され、オープン異常判断部２８からオープン異常信号がエラー表示部３１に加えられ、エラー表示部３１によりセンサ内のオープン異常が表示される。一方、ステップ１０２ で、風量センサ２３の出力が３．８ Ｖ未満であると判断されたときには、オープン異常判断部２８からオープン異常無信号が出力されてステップ１０４ に進む。
【００３２】
そして、ステップ１０４ で、モード区別判断部３３により、給湯器がコールドスタートモードか断続出湯モードかが判断され、コールドスタートモードと判断されたときには、前記オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号はゼロ点異常判断部２９に加えられ、ステップ１０５ に進む。また、一方、ステップ１０４ で、給湯器が断続出湯モードであると判断されたときには、ステップ１０８ で、ゼロ点チェック省略指令部３５により、ゼロ点チェック動作省略指令がオープン異常判断部２８に加えられ、オープン異常判断部２８から出力されるオープン異常無信号はショート異常判断部３０に加えられ、ステップ１０９ に進む。
【００３３】
ステップ１０５ では、ゼロ点異常判断部２９により、風量センサ２３の出力が、無風基準値としての１．３ Ｖ未満か否かが判断され、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ未満と判断されたときには、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点正常信号がショート異常判断部３０に加えられる。一方、ステップ１０５ で、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以上と判断されたときには、ゼロ点異常判断部２９のタイマ（図示せず）がオンとされ、ステップ１０６ で、風量センサ出力が１．３ Ｖ以上の時間が１０秒経過したと判断されたときには、ステップ１０７ で、風量センサ２３のゼロ点異常が判定される。そして、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点異常判断信号がエラー表示部３１に加えられ、エラー表示部３１により風量センサ２３のゼロ点異常が表示される。
【００３４】
ステップ１０９ では、ショート異常判断部３０によりファン駆動部１７にファン駆動指令が加えられ、燃焼ファン５の回転が行われる。そして、燃焼ファン５を回転させた後で、ステップ１１０ で、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の出力がショートチェック判断値としての１．３ Ｖを越えるか否かが判断され、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖを越えることが判断されたときには、ショート異常判断部３０からショート異常無信号が出力されて燃焼制御部２４に加えられ、燃焼制御部２４により、ステップ１１１ で、着火シーケンスに従い、バーナ７の燃焼運転が開始される。
【００３５】
なお、この着火シーケンスによるバーナ７の燃焼運転開始および燃焼運転制御は、図８のステップ２０６ での着火シーケンスによる動作とほぼ同様に行われるが、本実施例では、ステップ１１３ 〜ステップ１１６ に示すような、風量制御中のファン回転数チェック動作が行われる。本実施例の給湯器においては、燃焼運転中は、正常な状態であれば、最大の風量により最大燃焼が行われているときでも燃焼ファン５の回転数は３３００ｒｐｍ 程度である。しかしながら、例えば、排気口に異物が入ったり、フィンが詰まったりした場合には、風量を一定に保とうとして燃焼ファン５の回転数が３３００ｒｐｍ を大きく上回るようになる。したがって、このような場合は、上記排気口への異物の混入等の異常が考えられるために、本実施例では、ステップ１１６ で、燃焼ファン５の回転数が４５００ｒｐｍ 以上かどうかを判断し、ステップ１１７ で、回転数が４５００ｒｐｍ 以上の時間が１０秒間継続したことが確認されたときには、ステップ１１８ で燃焼運転を停止させた後、ステップ１１９ でエラー判定を行うことにより、異常状態での燃焼運転継続の危険を抑制している。
【００３６】
また、ステップ１１０ で、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以下であると判断されたときには、ショート異常判断部３０のタイマ（図示せず）がオンとされ、ステップ１１２ で、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以下のまま１０秒といった所定の時間が経過するか否かが判断され、１０秒経っても風量センサ２３の出力が１．３ Ｖを越えないときには、ステップ１１３ で、ショート異常判断部３０からファン駆動部１７にファン駆動停止指令信号を加え、燃焼ファン５を停止させ、ステップ１１４ で、ショート異常判断部３０からエラー表示部３１にショート異常信号が加えられ、エラー表示部３１により、風量センサ２３のショート異常が表示される。
【００３７】
なお、前記ステップ１０４ で、給湯器が断続出湯モードであると判断され、ステップ１０８ で、ゼロ点チェック動作省略指令がオープン異常判断部２８に加えられたときには、前記ステップ１０５ から１０７ にかけてのゼロ点チェック動作が省略され、ステップ１０９ で、燃焼ファン５の回転が行われて、ステップ１１０ からステップ１１４ にかけての風量センサ２３のショート異常チェックが行われることになる。
【００３８】
本実施例によれば、上記動作により、バーナ７の給湯燃焼開始前に、風量センサ２３のセンサ内部オープン異常チェックと、ゼロ点チェックと、ショート異常チェックとが行われ、これらの風量センサ２３の異常チェックにより風量センサ２３が正常であることが確認された後にバーナ７の給湯燃焼を開始し、この風量センサ２３の出力に基づいて、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気風量を制御して燃焼運転を行うために、風量センサ２３の異常により風量制御が不的確になることはなく、バーナ７への燃焼空気風量を的確に制御することが可能となり、安全で的確な燃焼運転を行うことができる。
【００３９】
また、図３には、給湯器が断続モードによる給湯燃焼運転を行っているときの風量センサ２３の出力、給湯栓１の開閉、燃焼ファン５のファンモータへの印加電圧が示されているが、同図から明らかなように、給湯栓１が閉められて、バーナ７の給湯燃焼が停止してから（図のＡ）、再出湯（図のＢ）までの時間が短いと、再出湯時に風量センサ出力が無風基準値である１．３ Ｖ未満に下がらない（図のＣ）ことがある。そのため、このように、給湯燃焼停止から再出湯までの時間が短いときに、再出湯時にゼロ点チェック動作を行うと、前記図２のステップ１０５ から１０６ にかけての動作により、図３の（ａ）に示すように、再出湯開始からファンの回転開始までにチェック時間がかかることになり、それにより、バーナ７の給湯燃焼開始が遅れてしまうことになる。
【００４０】
しかしながら、本実施例では、モード区別判断部３３を設けて、給湯器がコールドスタートモードで給湯燃焼を行ったか、断続出湯モードで給湯燃焼を行ったかを区別し、給湯燃焼停止から再出湯までの時間が短い断続出湯モードのときには前記ゼロ点チェック動作を省略することにより、前記給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能となり、図３の（ｂ）に示すように、再出湯直後から燃焼ファン５を回転させてバーナ７の給湯燃焼を開始することができる。
【００４１】
さらに、本実施例によれば、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の異常が判断されたときには、その異常状態をエラー表示部３１により表示するために、給湯器の使用者が風量センサ２３の異常状態を迅速、かつ、正確に知ることが可能となり、風量センサ２３の修理を行う等の的確な対処を促すことができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、センサ内部オープン異常判断値を３．８ Ｖとし、無風基準値を１．３ Ｖとし、ショートチェック判断値を１．３ Ｖとしたが、これらの各判断値はこれらの数値にするとは限らず、適宜設定されるものである。また、これらの各判断値や基準値は必ずしも電圧値により与えるとは限らず、例えば、これらの判断値や基準値を電流値として与え、風量センサ出力を電流値により検出して検出電流値と比較しても構わない。
【００４３】
また、上記実施例では、エラー表示部３１を設け、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０のそれぞれにより、風量センサ２３の異常が判断されたときには、各異常状態を区別表示するようにしたが、エラー表示部３１は、必ずしも風量センサ２３の各異常状態を区別表示するとは限らず、取り敢えず、風量センサ２３の異常があることのみを表示するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、エラー表示部３１を設ける代わりに、ブザー等により、風量センサ２３に異常があることや、その異常状態を報知するエラー報知装置を設けてもよく、また、このようなエラー表示装置やエラー表示部３１は省略することもできる。但し、エラー表示部３１等を設けて風量センサ２３の異常を給湯器の使用者に知らせることにより、風量センサ２３の修理等の対処を迅速に促すことが可能となるために、エラーを表示又は報知する装置を設けることが望ましい。
【００４５】
さらに、上記実施例では、給湯器は、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた燃焼装置とし、制御装置１４内にモード区別判断部３３を設けて構成したが、モード区別判断部３３は省略することもできる。但し、モード区別判断部３３を設けてコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行い、断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点チェック動作を省略させるようにすれば、断続出湯モードでの再出湯時に風量センサ出力が無風基準値未満に下がっていないことによる給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能なるために、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた燃焼装置にはモード区別判断部を設けることが好ましい。
【００４６】
さらに、上記実施例では、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた単機能の給湯器（給湯機能のみの給湯器）について説明したが、本発明は、断続出湯モードとコールドスタートモードとを区別して燃焼運転を行う燃焼装置とは限らないし、また、給湯機能と追い焚き機能を共に備えた複合給湯器や給湯器以外の様々な燃焼装置においても適用されるものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、燃焼運転開始前に、燃焼ファンの停止状態で、風量センサ出力がセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断して風量センサのオープン異常が無いことを確認し、次にゼロ点チェック動作により風量センサ出力が無風基準値未満であることを判断して風量センサのゼロ点異常が無いことを確認し、さらに、この状態で燃焼ファンを回転させた後、風量センサ出力がショートチェック判断値を越えることを判断して風量センサのショート異常が無いことを確認するために、燃焼運転開始前に風量センサの異常チェックを確実に行うことが可能となる。そして、このようにして風量センサの異常チェックを行い、異常が無いことが確認されてからバーナ装置の燃焼運転を開始させるために、風量センサによって検出される燃焼ファンからバーナ装置への供給燃焼空気風量に基づいて燃焼ファンの風量制御を正確に行うことが可能となり、それにより、安全で的確な燃焼運転制御を行うことができる。
【００４８】
また、バーナ装置の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼後予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを備えた燃焼装置であって、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測しコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うモード区別判断部を有し、該モード区別判断部によって断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点異常判断部によるゼロ点チェック動作を省略させるゼロ点チェック省略指令部を設けた本発明によれば、断続出湯モードのときに、たとえ、再出湯時に風量センサ出力が無風基準値未満に下がらなくとも、その状態でゼロ点チェック動作を行うことによる給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能となり、再出湯直後から燃焼ファンを回転させて、給湯燃焼を迅速に開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃焼装置の一実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】給湯器の断続出湯モードでの再出湯の際にゼロ点チェック動作を行う場合と省略する場合の燃焼運転開始タイミングの違いを示す説明図である。
【図４】風量センサを備えた給湯器のシステム構成図である。
【図５】従来の風量センサを備えた給湯器の制御部の要部構成を示す説明図である。
【図６】風量センサが配設されていない給湯器のシステム構成図である。
【図７】従来の風量センサを備えていない給湯器の制御部の要部構成を示す説明図である。
【図８】従来の給湯器の給湯燃焼開始動作を示すフローチャートである。
【図９】燃焼ファンのファン回転数とファン風量との関係（ａ）および燃焼熱量と目標風量との関係（ｂ）を示すグラフである。
【符号の説明】
１４ 制御装置
２３ 風量センサ
２８ オープン異常判断部
２９ ゼロ点異常判断部
３０ ショート異常判断部
３３ モード区別判断部
３５ ゼロ点チェック省略指令部
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯器等の燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６には、燃焼装置として一般的な給湯器のシステム構成が示されている。同図において、給湯熱交換器２の入口側には給水通路の給水管３が接続されており、この給水管３には入水温を検出するサーミスタ等の入水温度センサ１０と、入水量（給湯熱交換器の通水量）を検出する流量センサ９とが設けられている。給湯熱交換器２の出口側には給湯通路の給湯管４が接続され、この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられている。さらに、給湯管４には水量制御弁１６と、出湯温を検出するサーミスタ等の出湯温度センサ１１とが設けられている。
【０００３】
給湯熱交換器２の下方にはバーナ装置としてのバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極１８、着火を検知するフレームロッド電極１９、およびバーナ７への燃焼空気の供給や排気を行う燃焼ファン５が配設されており、燃焼ファン５の回転数を検出するファン回転センサ２１が設けられている。バーナ７のガス導入口にはガスノズルをガス導入口に対向させてノズルホルダ６が配置され、このノズルホルダ６に通じるガス管８にはガス供給量を開弁量によって制御する比例制御弁１３と、ガス管路の開閉を行うガス弁としての元電磁弁１２とが介設されている。なお、電磁弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃはバーナ燃焼面を切り換えるためのものである。
【０００４】
この種の給湯器には制御装置１４が備えられており、この制御装置１４にはリモコン１５が接続され、このリモコン１５には、図示されていない運転ボタンや給湯温度を設定するボタンや給湯設定温度の設定温度表示部が設けられている。制御装置１４はシーケンスプログラムを用いて給湯器の給湯動作を制御しており、図８に示されるように、ステップ２０１ で給湯栓１が開けられると、ステップ２０２ で、流量センサ９が入水量を検出して、その入水量がある一定以上（最低作動流量以上）になったなら、このとき、ステップ２０３ で、燃焼ファン５のポストファン回転が行われていないことをファン回転センサ２１により確認し、その後、ステップ２０４ で燃焼ファン５をオンとする。そして、ステップ２０５ で、燃焼ファン５の回転が所定の回転領域に入ったときに、ステップ２０６ で、着火シーケンスに従った動作が行われる。なお、ステップ２０３ で燃焼ファン５のポストファン回転が行われていることが判断されたときには、ステップ２０４ ，２０５ を省略してステップ２０６ に進む。これは、前回の燃焼終了後、一定時間は燃焼ファン５ を一定回転数（例えば１０００ｒｐｍ ）で回しておくことで、次回の着火がすぐに行われるようにしたものである。
【０００５】
ステップ２０６ の着火シーケンスに従った動作とは、まず、元電磁弁１２、電磁弁２０ａ（又は２０ａ，２０ｂ又は２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）および比例制御弁１３を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イグナイタ電極１８により点火する動作を行う。次に、フレームロッド電極１９により、バーナ７の着火を確認して、フィードフォワード制御（出湯温度センサ１０で出湯温度を検出することなく、予め設定したガス量供給パターンに従って燃焼を行わせる制御方式）からＰＩＤ演算等によるフィードバック制御（出湯温度センサ１０により出湯温度を検出し、出湯温度が設定温度に近づくようにＰＩＤ演算によりガス供給量、つまり、比例制御弁１３の開弁量を制御する方式）へ移行する動作を行う。なお、バーナ７の燃焼制御は、図７に示すように、燃焼制御部２４と風量制御部２５の制御動作によって行われる。
【０００６】
燃焼制御部２４には燃焼熱量（燃焼能力）と比例制御弁１３の開弁駆動電流（ガス供給量）との関係データが予め与えられており、燃焼制御部２４は、入水温度センサ１０で検出される入水温度と、出湯温度センサ１１で検出される出湯温度と、流量センサ９で検出される流水流量と、リモコンで設定される設定温度との情報を受けて、入水温度を設定温度に高めるのに要する熱量、つまり、出湯温度を設定温度に一致させる燃焼熱量を演算により求め、その燃焼熱量が得られるように比例制御弁１３に開弁駆動電流を供給して比例制御弁１３の開弁量を可変し、バーナ７へのガス供給量を制御する。
【０００７】
その一方で、風量制御部２５は、前記燃焼制御部２４で求められた燃焼熱量に見合う燃焼空気をバーナ７に供給すべく、ファン駆動部１７に指令を加えて燃焼ファン５の回転制御を行う。この燃焼ファン５の回転制御に必要なデータとして、風量制御部２５には、例えば、図９の（ａ）に示すような、燃焼ファン５のファン回転数とファン風量との関係データが与えられており、風量制御部２５は、この関係データに基づいて、ファン回転センサ２１により検出されるファン回転数からファン風量を推測し、同図の（ｂ）に示すような、前記燃焼熱量に見合った目標風量となるようにファンの回転数を制御し、燃焼空気をバーナ７に供給している。このように、燃焼制御部２４の燃焼制御と風量制御部２５による風量制御とがマッチングして行われ、安定した設定温度の湯が給湯熱交換器２から給湯管４を経て所望の給湯場所に供給される。
【０００８】
湯の使用が終了して、給湯栓１が閉められると、流量センサ９により通水停止が検出され、この通水停止の検出信号を受けて、制御装置１４は元電磁弁１２を遮断してバーナ７の燃焼を停止する。
【０００９】
ところで、近年給湯器等の燃焼装置の小型化に伴い、バーナ７を高負荷燃焼させる傾向があり、バーナ７に供給する燃焼空気の制御がシビアになってきている。ところが、図６に示したような従来の給湯器においては、風量制御部２５は、ファン回転センサ２１により検出される燃焼ファン５の回転数から燃焼ファン５のファン風量を推測して風量制御を行っていたため、例えば、排気口からの逆風等の影響や通風劣化等の諸要因により、ファン回転数とファン風量との関係が図９の（ａ）に示す状態からずれたときには風量制御を正確に行うことができないといった問題があり、前記シビアな空気量制御の要求に応じることができなかった。
【００１０】
そこで、例えば、図４に示すように、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気の風量を直接又は間接的に検出する風量センサ２３を備えた給湯器が提案されている。この給湯器においては、同図に示すように、バーナ７の下方側から上方側にバイパスして風量検出用通路２２が形成されており、この風量検出用通路２２に風量センサ２３が介設されている。この風量センサ２３は、差圧センサや熱線式やカルマンうず式の風速センサ等の適宜のセンサにより構成され、例えば、風量センサ２３を差圧センサにより構成した場合に、バーナ７の下方側の気圧と上方側の気圧との差を検出することにより、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気風量を検出するようになっている。
【００１１】
この風量センサ２３による検出信号は、図５に示すように、風量制御部２５に加えられるようになっており、風量制御部２５は、風量センサ２３により直接又は間接的に検出される燃焼空気風量に基づいて燃焼ファン５の回転制御を行い、バーナ７に供給する燃焼空気風量を制御することにより、非常に正確に燃焼空気風量の制御を行うことができるようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４，５に示したような給湯器においては、風量センサ２３が異常になると、当然のことながら、風量制御部２５による風量制御が的確に行われなくなるにもかかわらず、これまでは、風量センサ２３の異常を的確にチェックできる燃焼装置が開発されていなかった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、風量センサを的確にチェックすることが可能であり、それにより、風量センサに基づく燃焼空気風量制御を正確に行うことができる燃焼装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次のように構成されている。すなわち、第１の発明は、バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力し、無風基準値以上となる連続時間が予め与えた所定時間経過したときにゼロ点異常と判断してゼロ点異常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部を設けたことを特徴として構成されている。
【００１５】
また、第２の発明は、バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部と、が設けられるとともに、前記バーナ装置の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼停止後予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを備え、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測してコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うモード区別判断部を有し、該モード区別判断部によって断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点異常判断部によるゼロ点チェック動作を省略させるゼロ点チェック省略指令部を設けたことを特徴として構成されている。
【００１６】
【作用】
上記構成の本発明において、燃焼運転開始前に、燃焼ファンの停止状態で、オープン異常判断部により、風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であり、風量センサのオープン異常が無いことが判断された後、ゼロ点異常判断部により、風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作が行われ、センサ出力が無風基準値未満と判断されて、ゼロ点が正常と判断されたときには、ショート異常判断部により燃焼ファンが回転させられ、その後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えるか否かが判断され、ショートチェック判断値を越えたときにはショート異常が無いと判断されて、バーナ装置の燃焼運転が開始される。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明において、図４〜７に示した装置と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。本実施例の給湯器のシステム構成は、図４に示す給湯器のシステムとほぼ同様であり、本実施例が図４の装置と異なる特徴的なことは、制御装置１４に風量センサ２３の異常チェックを行う特有な回路を構成したことと、バーナ７の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼後、予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを付加し、これらの何れのモードにより再出湯を行うかにより、給湯燃焼運転制御を区別して行うように構成したことであり、それ以外の構成は図４に示した装置と同様である。
【００１８】
図１は、本実施例における給湯器の制御装置１４のブロック構成を示すものであり、制御装置１４は、燃焼制御部２４、風量制御部２５、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０、モード区別判断部３３、メモリ部３４、ゼロ点チェック省略指令部３５を有して構成されており、制御装置１４にはエラー表示部３１が接続されている。また、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０、モード区別判断部３３、メモリ部３４、ゼロ点チェック省略指令部３５により、前記風量センサ２３の異常チェックを行う特有な回路が構成されている。
【００１９】
燃焼制御部２４と風量制御部２５の制御動作は、図４，５に示した装置とほぼ同様であり、本実施例の燃焼制御部２４が図５の装置の燃焼制御部２４と異なる特徴的なことは、風量センサ２３の異常チェックを行う回路により、風量センサ２３が正常であると判断されたときに、その判断結果を受けてから、風量制御部２５による風量制御を風量センサ２３に基づいて行うようにしたことであり、それ以外は図５の燃焼制御部２４の制御動作と同様であるのでその説明は省略する。
【００２０】
オープン異常判断部２８は、燃焼運転開始前に、燃焼ファン５の停止状態で、風量センサ２３の出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常信号を出力するものであり、燃焼ファン５の停止状態で、風量センサ２３の出力が、例えば３．８ Ｖといったセンサ内部オープン異常判断値未満か否かを判断し、センサ内部オープン異常判断値未満であると判断したときにはオープン異常無信号を出力し、ゼロ点異常判断部２９に加える。また、風量センサ２３の出力が前記センサ内部オープン異常判断値以上であると判断したときには、オープン異常信号をエラー表示部３１に加える。なお、例えば３．８ Ｖといたセンサ内部オープン異常判断値は、風量制御部２５による通常の風量制御の制御範囲の上限に対応する電圧よりもさらに高い電圧の値として与えられているものであり、本実施例では、通常の風量制御の制御範囲の上限に対応する電圧が３．５ Ｖであり、センサ内部オープン異常判断値として３．８ Ｖが与えられている。
【００２１】
ゼロ点異常判断部２９は、オープン異常判断部２８からオープン異常無信号が出力されたときには、風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力するものであり、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号を受けて、風量センサ２３の出力を検出し、この出力が、例えば１．３ Ｖといった予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断し、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力し、ショート異常判断部３０に加える。
【００２２】
また、ゼロ点異常判断部２９には、図示されていないタイマが設けられており、風量センサ２３の出力が無風基準値以上であると判断したときにタイマをオンとし、風量センサ２３の出力が無風基準値以上である時間が、例えば１０秒といった所定の時間を経過したときには、風量センサ２３のゼロ点異常があると判断して、ゼロ点異常信号をエラー表示部３１に加える。なお、無風基準判断値は、無風安定状態を判定する基準となる電圧値であり、風量センサ２３の出力は、外部環境の風の影響等によって僅かに変動するが、前記所定の時間を越えて無風基準値以上の値が風量センサ２３から出力されたときには風量センサ２３のゼロ点異常があるものと判断されることになる。
【００２３】
ショート異常判断部３０は、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点正常信号が出力されたときには、燃焼ファン５を回転させた後、風量センサ２３の出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、バーナ７の燃焼運転を開始させるものであり、ゼロ点異常判断部２９からのゼロ点正常信号を受けて、ファン駆動部１７にファン駆動指令信号を加え、ファン駆動部１７により燃焼ファン５を回転させる。そして、燃焼ファン５を回転させた後、風量センサ２３の出力が、例えば１．３ Ｖといった予め定められたショートチェック判断値を越えるか否かを判断し、ショートチェック判断値を越えたときにはショート異常無信号を出力し、燃焼制御部２４に加え、燃焼制御部２４によりバーナ７の燃焼運転を開始させる。
【００２４】
また、ショート異常判断部３２は、図示されていないタイマが設けられており、燃焼ファン５を回転させた後に、風量センサ２３の出力が前記ショートチェック判断値以下の値であるときには、タイマをオンとし、例えば１０秒といった所定の時間が経過しても風量センサ２３の出力がショートチェック判断値を越えないときには、風量センサ２３のショート異常があると判断して、ファン駆動部１７にファン駆動停止指令信号を加え、ファン駆動部１７により燃焼ファン５を停止させると共に、エラー表示部３１にショート異常判断信号を加える。
【００２５】
エラー表示部３１は、前記オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０からそれぞれ加えられる各異常判断信号を受けて、風量センサ２３のエラー表示を行うものであり、オープン異常判断部２８からオープン異常判断信号が加えられたときには、センサ内オープン異常の表示を行い、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点異常判断信号が加えられたときには、風量センサ２３のゼロ点異常を表示し、ショート異常判断部３０からショート異常判断信号が加えられたときには、風量センサ２３のショート異常を表示する。そして、エラー表示部３１は、これらの風量センサ２３の各異常状態を表示することにより、給湯器の使用者に風量センサ２３の異常状態を報知する。
【００２６】
モード区別判断部３３は、図示されていないタイマを備えており、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測し、この給湯器の前記コールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うものである。具体的には、モード区別判断部３３は、湯の出湯停止時から再出湯までの時間をタイマにより計測し、この計測時間をメモリ部３４に予め定められているモード区別判断時間と比較し、前記計測時間がモード区別判断時間よりも小さいときには断続出湯モードと判断し、計測時間がモード区別判断時間以上のときにはコールドスタートモードと判断する。そして、モード区別判断部３３は、給湯器が断続出湯モードによる再出湯を行ったと判断したときには、判断結果をゼロ点チェック省略指令部３５に加える。
【００２７】
ゼロ点チェック省略指令部３５は、モード区別判断部３３によって断続出湯モードと判断されたときには、前記ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を省略させるものであり、モード区別判断部３３からの判断結果を受けて、断続出湯モードのときにはゼロ点チェック省略指令をオープン異常判断部２８に加える。
【００２８】
オープン異常判断部２８は、ゼロ点チェック省略指令部３５からゼロ点チェック省略指令が加えられたときに、前記のように風量センサ２３の出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であると判断したときには、オープン異常無信号をゼロ点異常判断部２９に加える代わりにショート異常判断部３０に加え、これにより、ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を省略した状態で、ショート異常判断部３０によるショート異常判断動作が行えるようにする。
【００２９】
言い換えれば、本実施例では、モード区別判断部３３により、コールドスタートモードと判断されたときには、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号がゼロ点異常判断部２９に加えられて、ゼロ異常判断部２９によるゼロ点チェック動作が行われた後に、ショート異常判断部３０によるショート異常判断が行われ、一方、モード区別判断部３３により、断続出湯モードと判断されたときには、ゼロ点チェック省略指令部３５からオープン異常判断部２８にゼロ点チェック省略指令が加えられて、オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号はショート異常判断部３０に直接加えられ、ゼロ点異常判断部２９によるゼロ点チェック動作を行わずに、ショート異常判断部３０によるショート異常の判断が行われる。
【００３０】
なお、この時の断続出湯モードは、すぐにお湯が出るようにするため熱交換器２内の前回のお湯を利用するものである。このため燃焼ファン５を停止して前回のお湯がさめないように、例えば０．５秒といった短い時間だけポストファンを行い、ポストファン終了後、燃焼ファン５を停止させる。
【００３１】
本実施例は以上のように構成されており、次に、本実施例の特徴的な風量センサ２３の異常チェック動作について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施例でも、給湯器の給湯動作は、制御装置１４により、シーケンスプログラムを用いて行われており、図８に示したように、給湯栓１が開けられてから、図８のステップ２０２ で、最低作動流量以上の入水が確認されると、本実施例では、図２のステップ１０２ で、オープン異常判断部２８により風量センサ２３の出力がセンサ内部オープン異常判断値としての３．８ Ｖ未満か否かが判断され、風量センサ２３の出力が３．８ Ｖ以上のときには、ステップ１０３ で、センサ内オープン異常があると判定され、オープン異常判断部２８からオープン異常信号がエラー表示部３１に加えられ、エラー表示部３１によりセンサ内のオープン異常が表示される。一方、ステップ１０２ で、風量センサ２３の出力が３．８ Ｖ未満であると判断されたときには、オープン異常判断部２８からオープン異常無信号が出力されてステップ１０４ に進む。
【００３２】
そして、ステップ１０４ で、モード区別判断部３３により、給湯器がコールドスタートモードか断続出湯モードかが判断され、コールドスタートモードと判断されたときには、前記オープン異常判断部２８からのオープン異常無信号はゼロ点異常判断部２９に加えられ、ステップ１０５ に進む。また、一方、ステップ１０４ で、給湯器が断続出湯モードであると判断されたときには、ステップ１０８ で、ゼロ点チェック省略指令部３５により、ゼロ点チェック動作省略指令がオープン異常判断部２８に加えられ、オープン異常判断部２８から出力されるオープン異常無信号はショート異常判断部３０に加えられ、ステップ１０９ に進む。
【００３３】
ステップ１０５ では、ゼロ点異常判断部２９により、風量センサ２３の出力が、無風基準値としての１．３ Ｖ未満か否かが判断され、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ未満と判断されたときには、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点正常信号がショート異常判断部３０に加えられる。一方、ステップ１０５ で、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以上と判断されたときには、ゼロ点異常判断部２９のタイマ（図示せず）がオンとされ、ステップ１０６ で、風量センサ出力が１．３ Ｖ以上の時間が１０秒経過したと判断されたときには、ステップ１０７ で、風量センサ２３のゼロ点異常が判定される。そして、ゼロ点異常判断部２９からゼロ点異常判断信号がエラー表示部３１に加えられ、エラー表示部３１により風量センサ２３のゼロ点異常が表示される。
【００３４】
ステップ１０９ では、ショート異常判断部３０によりファン駆動部１７にファン駆動指令が加えられ、燃焼ファン５の回転が行われる。そして、燃焼ファン５を回転させた後で、ステップ１１０ で、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の出力がショートチェック判断値としての１．３ Ｖを越えるか否かが判断され、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖを越えることが判断されたときには、ショート異常判断部３０からショート異常無信号が出力されて燃焼制御部２４に加えられ、燃焼制御部２４により、ステップ１１１ で、着火シーケンスに従い、バーナ７の燃焼運転が開始される。
【００３５】
なお、この着火シーケンスによるバーナ７の燃焼運転開始および燃焼運転制御は、図８のステップ２０６ での着火シーケンスによる動作とほぼ同様に行われるが、本実施例では、ステップ１１３ 〜ステップ１１６ に示すような、風量制御中のファン回転数チェック動作が行われる。本実施例の給湯器においては、燃焼運転中は、正常な状態であれば、最大の風量により最大燃焼が行われているときでも燃焼ファン５の回転数は３３００ｒｐｍ 程度である。しかしながら、例えば、排気口に異物が入ったり、フィンが詰まったりした場合には、風量を一定に保とうとして燃焼ファン５の回転数が３３００ｒｐｍ を大きく上回るようになる。したがって、このような場合は、上記排気口への異物の混入等の異常が考えられるために、本実施例では、ステップ１１６ で、燃焼ファン５の回転数が４５００ｒｐｍ 以上かどうかを判断し、ステップ１１７ で、回転数が４５００ｒｐｍ 以上の時間が１０秒間継続したことが確認されたときには、ステップ１１８ で燃焼運転を停止させた後、ステップ１１９ でエラー判定を行うことにより、異常状態での燃焼運転継続の危険を抑制している。
【００３６】
また、ステップ１１０ で、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以下であると判断されたときには、ショート異常判断部３０のタイマ（図示せず）がオンとされ、ステップ１１２ で、風量センサ２３の出力が１．３ Ｖ以下のまま１０秒といった所定の時間が経過するか否かが判断され、１０秒経っても風量センサ２３の出力が１．３ Ｖを越えないときには、ステップ１１３ で、ショート異常判断部３０からファン駆動部１７にファン駆動停止指令信号を加え、燃焼ファン５を停止させ、ステップ１１４ で、ショート異常判断部３０からエラー表示部３１にショート異常信号が加えられ、エラー表示部３１により、風量センサ２３のショート異常が表示される。
【００３７】
なお、前記ステップ１０４ で、給湯器が断続出湯モードであると判断され、ステップ１０８ で、ゼロ点チェック動作省略指令がオープン異常判断部２８に加えられたときには、前記ステップ１０５ から１０７ にかけてのゼロ点チェック動作が省略され、ステップ１０９ で、燃焼ファン５の回転が行われて、ステップ１１０ からステップ１１４ にかけての風量センサ２３のショート異常チェックが行われることになる。
【００３８】
本実施例によれば、上記動作により、バーナ７の給湯燃焼開始前に、風量センサ２３のセンサ内部オープン異常チェックと、ゼロ点チェックと、ショート異常チェックとが行われ、これらの風量センサ２３の異常チェックにより風量センサ２３が正常であることが確認された後にバーナ７の給湯燃焼を開始し、この風量センサ２３の出力に基づいて、燃焼ファン５からバーナ７に供給される燃焼空気風量を制御して燃焼運転を行うために、風量センサ２３の異常により風量制御が不的確になることはなく、バーナ７への燃焼空気風量を的確に制御することが可能となり、安全で的確な燃焼運転を行うことができる。
【００３９】
また、図３には、給湯器が断続モードによる給湯燃焼運転を行っているときの風量センサ２３の出力、給湯栓１の開閉、燃焼ファン５のファンモータへの印加電圧が示されているが、同図から明らかなように、給湯栓１が閉められて、バーナ７の給湯燃焼が停止してから（図のＡ）、再出湯（図のＢ）までの時間が短いと、再出湯時に風量センサ出力が無風基準値である１．３ Ｖ未満に下がらない（図のＣ）ことがある。そのため、このように、給湯燃焼停止から再出湯までの時間が短いときに、再出湯時にゼロ点チェック動作を行うと、前記図２のステップ１０５ から１０６ にかけての動作により、図３の（ａ）に示すように、再出湯開始からファンの回転開始までにチェック時間がかかることになり、それにより、バーナ７の給湯燃焼開始が遅れてしまうことになる。
【００４０】
しかしながら、本実施例では、モード区別判断部３３を設けて、給湯器がコールドスタートモードで給湯燃焼を行ったか、断続出湯モードで給湯燃焼を行ったかを区別し、給湯燃焼停止から再出湯までの時間が短い断続出湯モードのときには前記ゼロ点チェック動作を省略することにより、前記給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能となり、図３の（ｂ）に示すように、再出湯直後から燃焼ファン５を回転させてバーナ７の給湯燃焼を開始することができる。
【００４１】
さらに、本実施例によれば、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０により、風量センサ２３の異常が判断されたときには、その異常状態をエラー表示部３１により表示するために、給湯器の使用者が風量センサ２３の異常状態を迅速、かつ、正確に知ることが可能となり、風量センサ２３の修理を行う等の的確な対処を促すことができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、センサ内部オープン異常判断値を３．８ Ｖとし、無風基準値を１．３ Ｖとし、ショートチェック判断値を１．３ Ｖとしたが、これらの各判断値はこれらの数値にするとは限らず、適宜設定されるものである。また、これらの各判断値や基準値は必ずしも電圧値により与えるとは限らず、例えば、これらの判断値や基準値を電流値として与え、風量センサ出力を電流値により検出して検出電流値と比較しても構わない。
【００４３】
また、上記実施例では、エラー表示部３１を設け、オープン異常判断部２８、ゼロ点異常判断部２９、ショート異常判断部３０のそれぞれにより、風量センサ２３の異常が判断されたときには、各異常状態を区別表示するようにしたが、エラー表示部３１は、必ずしも風量センサ２３の各異常状態を区別表示するとは限らず、取り敢えず、風量センサ２３の異常があることのみを表示するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、エラー表示部３１を設ける代わりに、ブザー等により、風量センサ２３に異常があることや、その異常状態を報知するエラー報知装置を設けてもよく、また、このようなエラー表示装置やエラー表示部３１は省略することもできる。但し、エラー表示部３１等を設けて風量センサ２３の異常を給湯器の使用者に知らせることにより、風量センサ２３の修理等の対処を迅速に促すことが可能となるために、エラーを表示又は報知する装置を設けることが望ましい。
【００４５】
さらに、上記実施例では、給湯器は、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた燃焼装置とし、制御装置１４内にモード区別判断部３３を設けて構成したが、モード区別判断部３３は省略することもできる。但し、モード区別判断部３３を設けてコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行い、断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点チェック動作を省略させるようにすれば、断続出湯モードでの再出湯時に風量センサ出力が無風基準値未満に下がっていないことによる給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能なるために、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた燃焼装置にはモード区別判断部を設けることが好ましい。
【００４６】
さらに、上記実施例では、断続出湯モードとコールドスタートモードを備えた単機能の給湯器（給湯機能のみの給湯器）について説明したが、本発明は、断続出湯モードとコールドスタートモードとを区別して燃焼運転を行う燃焼装置とは限らないし、また、給湯機能と追い焚き機能を共に備えた複合給湯器や給湯器以外の様々な燃焼装置においても適用されるものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、燃焼運転開始前に、燃焼ファンの停止状態で、風量センサ出力がセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断して風量センサのオープン異常が無いことを確認し、次にゼロ点チェック動作により風量センサ出力が無風基準値未満であることを判断して風量センサのゼロ点異常が無いことを確認し、さらに、この状態で燃焼ファンを回転させた後、風量センサ出力がショートチェック判断値を越えることを判断して風量センサのショート異常が無いことを確認するために、燃焼運転開始前に風量センサの異常チェックを確実に行うことが可能となる。そして、このようにして風量センサの異常チェックを行い、異常が無いことが確認されてからバーナ装置の燃焼運転を開始させるために、風量センサによって検出される燃焼ファンからバーナ装置への供給燃焼空気風量に基づいて燃焼ファンの風量制御を正確に行うことが可能となり、それにより、安全で的確な燃焼運転制御を行うことができる。
【００４８】
また、バーナ装置の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼後予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを備えた燃焼装置であって、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測しコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うモード区別判断部を有し、該モード区別判断部によって断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点異常判断部によるゼロ点チェック動作を省略させるゼロ点チェック省略指令部を設けた本発明によれば、断続出湯モードのときに、たとえ、再出湯時に風量センサ出力が無風基準値未満に下がらなくとも、その状態でゼロ点チェック動作を行うことによる給湯燃焼開始の遅れやゼロ点異常の誤判断を防ぐことが可能となり、再出湯直後から燃焼ファンを回転させて、給湯燃焼を迅速に開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃焼装置の一実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】給湯器の断続出湯モードでの再出湯の際にゼロ点チェック動作を行う場合と省略する場合の燃焼運転開始タイミングの違いを示す説明図である。
【図４】風量センサを備えた給湯器のシステム構成図である。
【図５】従来の風量センサを備えた給湯器の制御部の要部構成を示す説明図である。
【図６】風量センサが配設されていない給湯器のシステム構成図である。
【図７】従来の風量センサを備えていない給湯器の制御部の要部構成を示す説明図である。
【図８】従来の給湯器の給湯燃焼開始動作を示すフローチャートである。
【図９】燃焼ファンのファン回転数とファン風量との関係（ａ）および燃焼熱量と目標風量との関係（ｂ）を示すグラフである。
【符号の説明】
１４ 制御装置
２３ 風量センサ
２８ オープン異常判断部
２９ ゼロ点異常判断部
３０ ショート異常判断部
３３ モード区別判断部
３５ ゼロ点チェック省略指令部
Claims (2)
- バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力し、無風基準値以上となる連続時間が予め与えた所定時間経過したときにゼロ点異常と判断してゼロ点異常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部を設けたことを特徴とする燃焼装置。
- バーナ装置と、該バーナ装置に燃焼空気を供給する燃焼ファンと、該燃焼ファンからバーナ装置に供給される燃焼空気風量を検出する風量センサを備えた燃焼装置であって、燃焼運転開始前に燃焼ファンの停止状態で風量センサ出力が予め定めたセンサ内部オープン異常判断値未満であることを判断してオープン異常無信号を出力するオープン異常判断部と、該オープン異常判断部からオープン異常無信号が出力されたときには風量センサ出力が予め定めた無風基準値未満であるか否かを判断するゼロ点チェック動作を行い、無風基準値未満と判断したときにはゼロ点正常信号を出力するゼロ点異常判断部と、該ゼロ点異常判断部からゼロ点正常信号が出力されたときには前記燃焼ファンを回転させた後、風量センサの出力が予め定められたショートチェック判断値を越えることを判断してショート異常無信号を出力し、前記バーナ装置の燃焼運転を開始させるショート異常判断部と、が設けられるとともに、バーナ装置の給湯燃焼が停止してから予め定められた時間が経過する前に再出湯を行う断続出湯モードと、前記給湯燃焼停止後予め定められた時間が経過してから再出湯を行うコールドスタートモードを備え、湯の出湯停止時から再出湯までの時間を計測してコールドスタートモードと断続出湯モードとの区別を行うモード区別判断部を有し、該モード区別判断部によって断続出湯モードと判断されたときにはゼロ点異常判断部によるゼロ点チェック動作を省略させるゼロ点チェック省略指令部を設けたことを特徴とする燃焼装置。
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