JP4194228B2

JP4194228B2 - Combustion control device for all primary combustion burners

Info

Publication number: JP4194228B2
Application number: JP2000206426A
Authority: JP
Inventors: 善克石川
Original assignee: 株式会社ハーマンプロ
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002022156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼用空気を通風路を通して全一次予混合型のバーナに通風すると共に、その通風に伴って供給される燃料を前記燃焼用空気と混合して前記バーナに供給し、且つ、前記バーナの燃焼ガスを加熱対象物を加熱させるように流動させる通風ファンと、前記通風ファンの通風作動により吸引力が作用するように前記通風路に接続されて、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料供給路から前記通風路に供給される燃料の供給圧力を設定圧力に自動調整する圧力調整手段と、前記加熱対象物が目標加熱状態となるように、前記通風ファンの回転速度を制御する燃焼制御処理を実行する制御手段とが設けられている全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置は、通風ファンの回転速度を制御することによりバーナの燃焼量を調整して、加熱対象物の加熱状態を目標加熱状態に制御するようにしたものである。
給湯装置に適用した場合を例に挙げて説明すると、給水される水を加熱して出湯する熱交換器を、全一次予混合型のバーナの燃焼ガスにて加熱することになるが、加熱対象物としての水が目標加熱状態としての目標温度になるように、通風ファンの回転速度を制御して、バーナの燃焼量を調整することになる。
通風ファンの回転速度の変更によりバーナの燃焼量が調整される点について説明を加えると、通風ファンの回転速度が増減調整されると燃料供給路に作用する吸引力も増減変化することになる。そして、その吸引力の変化に拘らず、圧力調整手段が燃料供給路から通風路に供給される燃料の供給圧力を設定圧力に自動調整するため、燃料供給路から通風路に供給される燃料供給量が回転速度の増減に応じて変更されて、バーナの燃焼量が調整されることになる。ちなみに、圧力調整手段がゼロガバナである場合においては、回転速度の増減つまり通風量の増減に比例する形態で燃料供給量が増減するものであるから、燃焼量の変動に拘らず適正な空燃比に維持されることになる。
【０００３】
尚、加熱対象物としての水を目標加熱状態としての目標温度にするために、通風ファンの回転速度を制御する燃料制御処理の具体形態としては、熱交換器から出湯される湯の温度を検出して、その検出した出湯温度が目標温度になるように通風ファンの回転速度を増減制御するフィードバック制御の形態や、熱交換器に給水される水の入水温度と給水量とを検出して、それらの検出情報から熱交換器より出湯される湯の温度を目標温度にするために必要なバーナの燃焼量、換言すれば通風ファンの目標回転速度を演算して、通風ファンの回転速度を検出する回転速度センサの検出値が目標回転速度になるように通風ファンの回転速度を制御するフィードフォワード制御の形態を用いることができ、さらには、このフィードフォワード形態において、熱交換器から出湯される湯の温度を検出して、出湯温度と目標温度との偏差に応じて、通風ファンの目標回転速度をフィードバック補正する形態を用いることもできる。
【０００４】
また、上記全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置では、通風ファンの仕事量の情報に基づいて通風ファンの通風経路において通風異常（例えば閉塞）が発生しているか否かを判別するようにしていた。即ち、通風ファンの回転速度を上げて通風量を多くするほど通風ファンの仕事量が大きくなるので、その通風ファンの回転速度と仕事量との対応関係を予め求めておき、実際の燃焼制御時に求めた通風ファンの回転速度と仕事量との関係が上記対応関係に一致しているか否かによって、通風ファンの通風異常が発生しているか否かを判別していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、通風ファンの仕事量によって通風ファンの通風経路における通風異常として閉塞が検出された場合に、ファン仕事量だけでは、その閉塞が排気閉塞であるのか、給気閉塞であるのかを区別することができなかった。
因みに、上記排気閉塞は、通風ファンそのものに塵埃が付着したり、通風路における通風ファンの設置箇所よりも下流側に閉塞が生じたり、燃焼ガスの排気経路が閉塞したり、熱交換器の伝熱フィンの間が詰まっている等の原因によって、通風量不足になっている状態を指す。
給気閉塞は、通風路の空気吸入口が閉塞したり、通風路における燃料供給路の接続箇所よりも上流側部分が閉塞したりしている等の原因によって、燃料供給路に適正状態よりも過大な吸引力が作用する状態を指す。
【０００６】
ところで、例えば給湯装置において、通風ファンの回転速度を所定の回転速度に制御している状態で、給水する水の入水温度と熱交換器から出湯する湯の温度との温度差及び通水量の各検出情報に基づいて、加熱された水が燃焼ガスから受け取った受熱量を求めることができ、この受熱量と上記ファン回転速度に対応するバーナの燃焼量即ち発熱量とから、燃焼ガスにて水を加熱するときの熱効率を算出することができるが、従来では、必ずしも熱効率が正常であるか否かを的確に判別できないおそれがあった。
【０００７】
即ち、例えば燃焼ガスの排気経路において閉塞が生じた場合には、通風ファンを所定の回転速度に制御しても、通風ファンの通風量が低下してファン回転速度に対応した量よりも少ない量の燃料しかバーナに供給されなくなるので、実際の熱効率は変化していなくても、ファン回転速度に対応するバーナの燃焼量と加熱対象物の受熱量とから求めた熱効率の値は、上記閉塞が生じていないときの値よりも小さくなり、熱効率が低下していると誤って判断されることになる。
又、通風路に対する燃焼用空気の吸入口に閉塞が生じた場合には、燃焼用空気の供給量が減少するのに応じて燃料供給量が増加して、ファン回転速度に対応した量よりも多い量の燃料がバーナに供給されるので、実際の熱効率は変化していなくても、ファン回転速度に対応するバーナの燃焼量と加熱対象物の受熱量とから求めた熱効率の値は、上記吸入口での閉塞が生じていないときの値よりも大きくなり、熱効率が高くなっていると誤って判断されることになる。尚、この場合は、燃焼用空気の減少と燃料供給量の増加により燃焼用空気と燃料との混合比が変化するので、この混合比の変化を検出して、熱効率が変化したのか燃焼用空気量が減少したのかを判別することも可能であるが、混合比検出用の特別の検出手段が必要であり、装置構成が複雑化する不利がある。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、燃焼制御を行うために本来的に備えさせる構成を有効利用した簡素な構成で、通風ファンの通風状態が異常であるのか、熱効率が異常であるのかを的確に判別することが可能となる全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置を提供する点にある。
さらに、第２の目的は、上記通風ファンの通風異常として閉塞状態が検出された場合に、それが排気閉塞であるのか、給気閉塞であるのかを区別して判別することが可能となる全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、前記通風ファンの回転速度とその回転速度に対応する前記バーナの基準燃焼量との関係を、燃焼基準関係として記憶する燃焼基準関係記憶手段と、基準設置状態についての、前記通風ファンの回転速度とその回転速度に対応する基準仕事量との関係を、ファン基準関係として記憶するファン基準関係記憶手段と、前記通風ファンの回転速度を検出するファン回転速度検出手段と、前記通風ファンの実仕事量を検出するファン仕事量検出手段と、前記加熱対象物の燃焼ガスからの受熱量に基づいて前記バーナの実燃焼量を求める燃焼量算出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、前記回転速度検出手段にて検出される回転速度と前記燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準燃焼量である判定燃焼量に対して、前記燃焼量算出手段にて算出される実燃焼量が適正範囲を外れ、且つ、前記回転速度検出手段にて検出される回転速度と前記ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準仕事量である判定仕事量に対して、前記ファン仕事量検出手段にて検出される実仕事量が適正範囲を外れている場合には、前記通風ファンによる通風状態が異常である通風異常であると判別し、
前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である場合には、前記燃焼ガスにて前記加熱対象物を加熱するときの熱効率が異常である熱効率異常であると判別する判別処理を実行するように構成されている。
【００１０】
すなわち、この全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置では、通風ファンの通風状態が正常である即ち上記基準設置状態にあるときに、燃焼ガスにて加熱対象物を加熱するときの熱効率が正常であれば、通風ファンの回転速度の増減変更に応じて、通風ファンの実仕事量が上記ファン基準関係に従って増減変更されるとともに、バーナの実燃焼量も上記燃焼基準関係に従って増減変更されることになり、通風ファンの通風状態が異常であって上記熱効率が正常であるときは、通風ファンの回転速度を増減変更させると、通風ファンの実仕事量が上記ファン基準関係から外れるとともに、バーナの実燃焼量も上記燃焼基準関係から外れることになり、通風ファンの通風状態が正常であって上記熱効率が異常であれば、通風ファンの回転速度の増減変更に応じて、通風ファンの実仕事量が上記ファン基準関係に従って増減変更されるのに、バーナの実燃焼量は上記燃焼基準関係から外れることになるので、これらによって、通風ファンの通風状態の異常か熱効率の異常かを判別できることに基づくものである。
【００１１】
つまり、通風ファンの実仕事量がそのときの通風ファンの回転速度に対応する判定仕事量に対して適正範囲を外れていることは、通風ファンの通風状態が基準設置状態になく異常であることを示すので、通風ファンの実仕事量が上記判定仕事量に対して適正範囲を外れている状態で、加熱対象物の受熱量から求めたバーナの実燃焼量がそのときの通風ファンの回転速度に対応する判定燃焼量の適正範囲を外れているときは、通風ファンの通風状態が異常であるためにこの実燃焼量と判定燃焼量との不一致が生じているものであり、その結果、通風ファンの通風状態が異常であると判別できるのである。一方、通風ファンの実仕事量が上記判定仕事量に対して適正範囲内にあることは、通風ファンの通風状態が基準設置状態にあり正常であることを示すので、通風ファンの実仕事量が上記判定仕事量に対して適正範囲内にある状態で、バーナの実燃焼量が上記判定燃焼量の適正範囲を外れているときは、上記熱効率が異常であるためにこの実燃焼量と判定燃焼量との不一致が生じているものであり、その結果、上記熱効率が異常であると判別できるのである。
【００１２】
したがって、燃焼制御状態において、通風ファンの回転速度、ファン仕事量及びバーナの実燃焼量の各検出情報と、燃焼基準状態及びファン基準状態の各記憶情報とに基づいて、通風ファンの通風状態が異常である通風異常であるのか、熱効率が異常である熱効率異常であるのかを判別することができる。
もって、請求項１に記載の発明によれば、燃焼制御のために本来的に備えた構成を有効利用した簡素な装置構成によって、通風ファンの通風状態が異常であるのか熱効率が異常であるのかを的確に判別することが可能となる全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記燃料供給路が、前記通風路における前記通風ファンの設置箇所よりも上流側部分に接続され、
前記制御手段が、前記判別処理において、前記通風異常として、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を減少側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れている第１異常状態と、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を増加側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れている第２異常状態とを区別して判別するように構成されている。
【００１４】
すなわち、上記第１異常状態は、通風路における通風ファンの設置箇所よりも上流側部分に接続された燃料供給路から供給された燃料が、燃焼用空気と混合されたのち通風ファンを経てバーナに至りさらに燃焼ガスとして排気される排気経路のいずれかの箇所において閉塞が生じ、そのためバーナへの燃料供給量が少なくなってバーナの燃焼量が減少した排気閉塞状態であると判別され、又、上記第２異常状態は、通風路に対する燃焼用空気の供給経路において閉塞が生じ、そのため燃焼用空気の供給量が減少するのに応じて、上記燃料供給路から供給される燃料供給量が増加してバーナへの燃料供給量が多くなり、バーナの燃焼量が増加した給気閉塞状態であると判別される。
【００１５】
したがって、通風ファンの通風異常が生じた場合に、排気閉塞であるのか、給気閉塞であるのかを区別して判別することが可能となり、もって、請求項１に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第１異常状態を判別した場合には、前記燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている。
【００１７】
すなわち、前記第１異常状態を判別した場合には、同一のファン回転速度に対して、実燃焼量が前記燃焼基準関係にて求められる基準燃焼量よりも減少側にずれ、また、同一のファン回転速度に対して、実仕事量が前記ファン基準関係にて求められる基準仕事量よりも減少側にずれているので、上記実燃焼量と基準燃焼量のずれをなくすために、燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正を行い、また、上記実仕事量と基準仕事量のずれをなくすために、ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うのである。
【００１８】
したがって、前記排気閉塞が生じている場合には、例えば前述のフィードフォワード制御によって通風ファンの回転速度を制御する燃焼制御形態を実行する場合において、上記補正された燃焼基準関係を用いることによって、加熱対象物を目標加熱状態にするために必要な燃焼量となる通風ファンの目標回転速度に的確に設定して、良好な燃焼制御を行うことができ、また、バーナの点火に必要な燃焼量となるファン回転速度を的確に設定して、不点火等の不具合を回避させて良好な点火処理を行うこともでき、もって、請求項２に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、前記制御手段が、前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナの燃焼量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が設定速度範囲を外れる場合、又は、前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファンの仕事量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が設定速度範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている。
【００２０】
すなわち、燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正を行ったために、バーナの燃焼量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が通風ファンの設定速度範囲を外れる場合、又は、ファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行ったために、通風ファンの仕事量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が設定速度範囲を外れる場合は、排気閉塞の程度が大きく、通風異常が過大であると判断されるので、安全処理を実行するのである。
この場合の安全処理としては、バーナの燃焼量の設定変動範囲の最大値を下げる燃焼量の変動範囲の制限処理、バーナの燃焼を停止させる燃焼停止処理、ブザーやランプ等による異常報知処理などが実行される。
【００２１】
したがって、排気閉塞の程度が大きいために、例えば燃焼装置の寿命と判断されるような場合には、適切な安全処理を行うことによって、装置損傷などのトラブルを未然に防止することができ、もって、請求項３に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、前記通風路に吸入される前記燃焼用空気の供給量を調整する空気量調整手段が設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記空気量調整手段を空気量増加側に調整するように構成されている。
【００２３】
すなわち、前記第２異常状態を判別した場合は、給気閉塞が生じ、その結果、燃焼用空気の供給量が減少する一方で燃料供給量が増加して、燃焼用空気と燃料の混合比が適正値からずれ、通風ファンの回転速度と基準燃焼量との関係が前記燃焼基準関係からずれ、さらに通風ファンの回転速度と基準仕事量との関係が前記ファン基準関係からずれているので、通風路に吸入される燃焼用空気の供給量を調整する空気量調整手段を空気量増加側に調整することにより、上記燃焼用空気の供給量を増加させるとともに燃料供給量を減少させて、燃焼用空気と燃料の混合比を適正値に戻し、通風ファンの回転速度と基準燃焼量との関係を前記燃焼基準関係に戻し、通風ファンの回転速度と基準仕事量との関係を前記ファン基準関係に戻すようにするのである。
【００２４】
したがって、通風路に対する燃焼用空気の供給経路において閉塞が生じた場合には、空気量調整手段として例えば開度変更自在なダンパー等の調整手段を空気供給箇所に設けて、通風路に吸入される燃焼用空気の供給量を調整するだけの簡素な構成によって、燃焼用空気と燃料の混合比を適正値に維持しながら、適正な燃焼制御を行わせるようにすることができる。例えばフィードフォワード制御により通風ファンの回転速度を制御する燃焼制御形態において、前記燃焼基準関係を用いて加熱対象物を目標加熱状態にするためのファン回転速度に的確に制御して良好な燃焼制御を行うことができ、もって、請求項２に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、前記制御手段が、前記空気量調整手段の調整を行った結果、その調整が設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている。
【００２６】
すなわち、空気量増加側に調整したために、前記空気量調整手段が設定調整範囲を外れる場合は、給気閉塞の程度が大きく、通風異常が過大であると判断されるので、安全処理を実行するのである。この場合の安全処理としては、バーナの燃焼を停止させる燃焼停止処理、ブザーやランプ等による異常報知処理などが実行される。
【００２７】
したがって、給気閉塞の程度が大きいために、例えば燃焼装置の寿命と判断されるような場合には、適切な安全処理を行うことによって、装置損傷などのトラブルを未然に防止することができ、もって、請求項５に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、前記燃料供給路から前記通風路への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段が設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記燃料供給量調整手段を供給量減少側に調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段に記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段に記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている。
【００２９】
すなわち、前記第２異常状態を判別した場合は、給気閉塞が生じ、その結果、燃焼用空気の供給量が減少する一方で燃料供給量が増加して、燃焼用空気と燃料の混合比が適正値からずれ、通風ファンの回転速度と基準燃焼量との関係が前記燃焼基準関係からずれ、さらに通風ファンの回転速度と基準仕事量との関係が前記ファン基準関係からずれているので、燃料供給路から通風路への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段を供給量減少側に調整して、燃焼用空気と燃料の混合比を適正値に戻すように調整するが、この燃料供給量の調整によっては上記通風ファンの回転速度と基準燃焼量との関係が前記燃焼基準関係からずれている状態、及び、通風ファンの回転速度と基準仕事量との関係が前記ファン基準関係からずれている状態は解消しないので、この両ずれをなくすために、燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正を行い、上記実仕事量と基準仕事量のずれをなくすために、ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うのである。
【００３０】
したがって、通風路に対する燃焼用空気の供給経路において閉塞が生じた場合には、燃料供給量調整手段として例えば流量調整弁等の簡素な調整手段を燃料供給箇所に設けて、その弁開度を変更させて燃料供給量を調整するだけの簡素な構成により、燃焼用空気と燃料の混合比を適正値に維持して適正な燃焼を行わせるようにすることができ、さらに、燃焼基準関係とファン基準関係の補正により、例えばフィードフォワード制御により通風ファンの回転速度を制御する燃焼制御形態において、補正された燃焼基準関係を用いて加熱対象物を目標加熱状態にするためのファン回転速度に的確に制御して良好な燃焼制御を行うことができるとともに、補正されたファン基準関係を用いてファン仕事量を的確に判別することができ、もって、請求項２に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明において、前記制御手段が、前記燃料供給量調整手段の調整を行った結果、その調整が設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている。
すなわち、燃料供給量減少側に調整したために、前記燃料供給量調整手段が設定調整範囲を外れる場合は、給気閉塞の程度が大きくて通風異常が過大と判断されるので、安全処理を実行するのである。尚、この場合の安全処理としては、バーナの燃焼を停止させる燃焼停止処理、ブザーやランプ等による異常報知処理などが実行される。
【００３２】
したがって、給気閉塞の程度が大きくて、例えば燃焼装置の寿命と判断されるような場合には、適切な安全処理を行うことによって、装置損傷などのトラブルを未然に防止することができ、もって、請求項７に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記制御手段が、前記判別処理において、前記熱効率異常として、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を減少側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率小側異常と、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を増加側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率大側異常とを区別し、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記熱効率小側及び大側異常を判別した場合には、安全処理を実行するように構成されている。
【００３４】
すなわち、通風ファンの実仕事量が前記判定仕事量の適正範囲内である、つまり通風ファンの通風状態は正常であるのに、バーナの実燃焼量が前記判定燃焼量の適正範囲を減少側に外れているのは、燃焼ガスにて加熱対象物を加熱するときの熱効率が設定値よりも小さくなり、バーナの実燃焼量が低下した熱効率異常のためであると判別され、又、通風ファンの実仕事量が前記判定仕事量の適正範囲内である、つまり通風ファンの通風状態は正常であるのに、バーナの実燃焼量が前記判定燃焼量の適正範囲を増加側に外れているのは、燃焼ガスにて加熱対象物を加熱するときの熱効率が設定値よりも大きくなり、バーナの実燃焼量が増加した熱効率異常のためであると判別され、かかる小側及び大側の熱効率異常が生じている場合には安全処理を実行するのである。この場合の安全処理としては、バーナの燃焼を停止させる燃焼停止処理、ブザーやランプ等による異常報知処理などが実行される。
【００３５】
したがって、熱効率異常として、熱効率が設定値から小側にずれた熱効率小側異常と、大側にずれた熱効率大側異常とを区別して判別することが可能となり、しかも、熱効率が異常である場合には、例えば燃焼装置の寿命と判断されるので、適切な安全処理を行うことによって、装置損傷などのトラブルを未然に防止することができ、もって、請求項１に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記圧力調整手段が、前記燃料供給路に設置されて、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大気圧に調整するゼロガバナにて構成されている。
すなわち、圧力調整手段としてのゼロガバナによって、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を、電気的な制御手段を使用せず、かつ、通風量の多少にかかわらず、大気圧に調整することができる。
したがって、ガバナ付き比例弁などの一般的なガスガバナと比較して、制御構成を簡素化できるようにしながら、燃料供給路から通風路への燃料供給圧力を安定状態に維持することができ、もって、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明に係る全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置の好適な手段が得られる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る燃焼制御装置を給湯装置に適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
給湯装置は、図１に示すように、図外の例えば家庭用の水道などから供給される加熱対象物としての水を加熱して図外の出湯栓に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する制御部Ｈ、この制御部Ｈに動作情報を指令するリモコン操作部Ｒを備えて構成されている。
【００３８】
前記給湯部Ｋには、燃焼室１内に設けられた水加熱用の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス燃焼式の全一次予混合型のバーナ３、通風ファン４などが備えられている。そして、通風ファン４は、燃焼用空気を通風路７を通して上記バーナ３に通風すると共に、その通風に伴って供給される燃料ガスを燃焼用空気と混合して上記バーナ３に供給し、且つ、バーナ３の燃焼ガスを水を加熱させるように前記熱交換器２に流動させている。図中、２５は通風路７に対する燃焼用空気の吸入口であり、４ａは、通風ファン４の回転速度を検出するファン回転速度検出手段としての回転速度センサであり、４ｂは通風ファン４のファン駆動モータである。
【００３９】
そして、熱交換器２には、水が供給される入水路５、加熱後の湯水を出湯する出湯路６がそれぞれ接続され、入水路５には、熱交換器２への通水量を検出する水量センサ８、入水路５を通して供給される水の温度を検出する入水温サーミスタ９が設けられている。
また、出湯路６には、図外の出湯栓から出湯される湯水の温度を検出する出湯温サーミスタ１０が設けられている。
【００４０】
前記通風路７に対して燃料を供給する燃料供給路１１が、通風ファン４の通風作用により吸引力が作用するように、前記通風路７における通風ファン４の設置箇所よりも上流側部分に接続されている。つまり、通風ファン４の回転速度を高くして、燃焼用空気の通風量を大きくするほど、通風路７によってバーナ３に供給される燃料ガス供給量が大きくなるように構成されている。
そして、この燃料供給路１１には、燃料供給方向の上流側から、燃料供給を断続する電磁操作式の安全弁１２およびメイン弁１３、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大気圧に調整するゼロガバナ１４、燃料供給路１１から通風路７への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段としての燃料調整弁１５のそれぞれが設けられている。従って、燃料供給路１１から通風路７に供給される燃料の供給圧力を設定圧力に自動調整する圧力調整手段が、燃料供給路１１に設置されて、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を設定圧力としての大気圧に調整する上記ゼロガバナ１４にて構成されている。
【００４１】
また、バーナ３の近くには、バーナ３に対する点火動作を実行するイグナイタ１６と、バーナ３が着火されているか否かを検出するフレームロッド１７とがそれぞれ備えられている。
【００４２】
前記ゼロガバナ１４について説明を加えると、図２に示すように、ガス通路の開度を調整する弁体１４ａ、大気圧Ｐｔとゼロガバナ出口圧力Ｐ２の圧力差を受けるダイヤフラム１４ｂ、弁体１４ａおよびダイヤフラム１４ｂを支えるスプリング１４ｃ、スプリング１４ｃを調節する調節機構１４ｄなどから構成されている。
そして、例えば、ゼロガバナ入口圧力Ｐ１が上昇側に圧力変動したときには、その圧力変動に伴ってゼロガバナ出口圧力Ｐ２も上昇側に圧力変動するが、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２の圧力変動に伴って、弁体１４ａが下方移動し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２を下降側に圧力変動させて、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐｔになるように調整する。
また、大気圧Ｐｔが上昇側に圧力変動したときには、その圧力変動に伴って弁体１４ａが上方移動し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が上昇側に変動した大気圧Ｐｔになるように調整する。
このようにして、ゼロガバナ１４への一次燃料供給圧力Ｐ１や大気圧Ｐｔが変動した場合においても、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐｔになるように調整される。
【００４３】
前記燃料調整弁１５について説明を加えると、図３に示すように、ステッピングモータ１５ａ、ステッピングモータ１５ａの調整に対応してガス通路を開閉する開閉機構１５ｂから構成されている。
そして、燃料ガスに対して、燃料ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲になるように、ステッピングモータ１５ａの調整により開閉機構１５ｂを回転作動させて、上記混合比を調整するように構成されている。
ちなみに、図３の（ロ）に示すものでは、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との混合比が適正範囲になるように、ガス通路の通路面積を小さい面積になるように調整している。
尚、上記混合比は空気比λともいい、理論空気量に対する実際空気量の比を表わし、混合比の適正範囲として、空気比λ＝１．３程度に調整される。
【００４４】
前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転の開始・停止を指令する運転スイッチ１８、出湯用目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ２０、出湯温度や出湯用目標温度などを表示する表示部２１、運転状態であることを表示する運転ランプ２２、バーナ３が燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ２３などを備えて構成されている。
【００４５】
前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを備えて構成され、この制御部Ｈに、前記回転速度センサ４ａ、水量センサ８、入水温サーミスタ９、出湯温サーミスタ１０、フレームロッド１７、及びリモコン操作部Ｒに備えた各スイッチからの検出情報が入力されている。
一方、制御部Ｈから、前記ファン駆動モータ４ｂ、前記イグナイタ１６、前記安全弁１２、前記メイン弁１３、及び前記燃料調整弁１５に対する各駆動信号が出力されている。
【００４６】
そして、前記制御部Ｈは、リモコン操作部Ｒの操作指令及び各センサの検出情報に基づいて、給湯部Ｋの動作を制御するように構成されている。具体的には、熱交換器２への通水が開始されるに伴ってバーナ３の燃焼を開始し、熱交換器２への通水が停止されるに伴ってバーナ３の燃焼を停止させるとともに、熱交換器２への通水が検出されているときには、出湯温度が出湯用目標温度になるように通風ファン４の回転速度を制御する。
つまり、前記制御部Ｈを利用して、供給される水が目標加熱状態となるように（具体的には、出湯温度が出湯用目標温度になるように）、前記通風ファン４の回転速度を制御する燃焼制御処理を実行する制御手段１００が構成されている。
【００４７】
前述のように、通風ファン４の回転速度の増大に伴って、バーナ３への燃料ガス供給量が増加してバーナ３の燃焼量（発熱量に相当する）が大きくなることから、前記制御部Ｈに、通風ファン４の回転速度とその回転速度に対応するバーナ３の基準燃焼量との関係を、燃焼基準関係として記憶する燃焼基準関係記憶手段Ｍ１が構成されている。この燃焼基準関係は、具体的には、図４に示すように、通風ファン４の回転速度（ｒｐｍ）とバーナ３の燃焼量ＩＰ（ＫＷ）との直線関係を示す基準ファンコントロールラインＬｋにて表わされる。尚、この基準ファンコントロールラインＬｋよりも回転速度大側に３パーセントずれた位置（ラインＬｋ１で示す）と、マイナス側に３パーセントずれた位置（ラインＬｋ２で示す）との間が、基準ファンコントロールラインＬｋに対する適正範囲として設定されている。
【００４８】
また、上記燃焼基準関係において、バーナ３の燃焼量ＩＰの設定変動範囲が、最大燃焼量ＩＰｍａｘと最小燃焼量ＩＰｍｉｎとの間の燃焼量の範囲として設定されている。つまり、適正な燃焼が行えるように、前記燃焼制御処理で変動させるバーナ３の燃焼量ＩＰをこの設定変動範囲内に制限しているのである。
また、上記燃焼基準関係において、通風ファン４の設定速度範囲が最大回転速度Ｖｍａｘと最小回転速度Ｖｍｉｎとの間の回転速度の範囲として設定されている。そして、この通風ファン４の設定速度範囲は、バーナ３の燃焼量ＩＰを上記設定変動範囲内で変化させたときに、前記基準ファンコントロールラインＬｋに沿って変化する速度範囲よりも広い速度範囲となるように設定されている。
【００４９】
上記制御部Ｈによる制御処理について追加説明すると、運転スイッチ１８のＯＮ操作に伴って運転状態に設定された後に、図外の出湯栓の開操作に伴って水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えると、通風ファン４による通風作動を開始し、かつ、安全弁１２およびメイン弁１３を開弁させて点火用ガス量になるように通風ファン４の回転数を調整するとともに、イグナイタ１６によってバーナ３の点火動作を行い、フレームロッド１７によってバーナ３の着火を確認する点火処理を実行する。
その後、前記燃焼制御処理として、入水温サーミスタ９、出湯温サーミスタ１０、水量センサ８のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ２０にて設定されている出湯用目標温度の情報に基づいて、出湯温度を出湯用目標温度にするために必要なガス量になるように通風ファン４の回転速度を調整するフィードフォワード制御を実行するとともに、出湯温サーミスタ１０の検出温度と出湯用目標温度との偏差に応じて通風ファン４の回転速度を微調整するフィードバック制御を実行する。
【００５０】
具体的には、前記制御手段１００は、上記フィードフォワード制御の実行において、水を出湯用目標温度（目標加熱状態）に加熱するのに必要とするバーナ３の燃焼量を水の加熱前の熱状態の検出情報（入水温度）から求め、且つ、その求めたバーナ３の燃焼量と前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１に記憶されている燃焼基準関係（図４に示す基準ファンコントロールラインＬｋ）とに基づいて、水を出湯用目標温度にするための通風ファン４の目標回転速度を求めて、その求めた回転速度に通風ファン４の回転速度を制御するように構成されている。
【００５１】
そして、バーナ３を燃焼作動させているときに、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されたり、図外の出湯栓の閉操作に伴って水量センサ８にて検出される通水量が設定水量未満になると、安全弁１２とメイン弁１３を閉弁して、通風ファン４を設定時間通風作動させたのち停止させて、バーナ３の燃焼を停止させる燃焼停止処理を実行する。
【００５２】
前記制御部Ｈは、前記通風ファン４の回転速度を制御するときに、ファン駆動モータ４ｂを所謂デューティ駆動している。つまり、図５に示すように、所定周期に設定された駆動周期Ｔ毎にファン駆動電圧信号をファン駆動モータ４ｂに対して出力するとともに、その駆動信号のオン時間ｔｆと駆動周期Ｔとの時間比（デューティ比）を変化させることにより、通風ファン４の回転速度を速くするときはデューティ比を大きくし、通風ファン４の回転速度を遅くするときはデューティ比を小さくするように駆動制御している。
【００５３】
上記のように、通風ファン４に対してデューティ駆動制御しているときに、通風ファン４の通風量を増加させるにはデューティ比を大きくし、通風ファン４の通風量を減少させるにはデューティ比を小さくすることになるが、この場合において、上記通風ファン４の通風量が通風ファン４の仕事量に相当するので、上記デューティ比から通風ファン４の仕事量を求めることができる。そこで、前記制御部Ｈを利用して、前記通風ファン４の実仕事量を検出するファン仕事量検出手段１０１が構成されている。
【００５４】
ところで、通風ファン４の仕事量（通風量）は、通風ファン４の回転速度を上げて通風圧力を高くするほど大きくなるが、ファン回転速度の外に、前記通風路７の空気吸入口２５、前記燃料調整弁１５の開度、通風路７の内部、及び燃焼ガスの排出路などでの圧力損失によっても変化する。ただし、これらの圧力損失値が所定値に設定された燃焼装置が正常に設置された状態（以下、基準設置状態という）では、通風ファン４の回転速度を上げるほどファン仕事量が大きくなるとともに、そのファン回転速度の増加とファン仕事量の増加の関係が、定まった関係として得られることになる。
そこで、前記制御部Ｈに、上記基準設置状態についての、前記通風ファン４の回転速度とその回転速度に対応する基準仕事量との関係を、ファン基準関係として記憶するファン基準関係記憶手段Ｍ２が構成されている。このファン基準関係は、具体的には、図６に示すように、通風ファン４の回転速度（ｒｐｍ）と通風ファン４の基準仕事量ｗｋ（前記デューティ比）との直線関係を示す基準ファン仕事量ラインＦｗにて表わされる。尚、この基準ファン仕事量ラインＦｗの仕事量よりもプラス側に３パーセントずれた位置（ラインＦｗ１で示す）と、マイナス側に３パーセントずれた位置（ラインＦｗ２で示す）との間が、基準ファン仕事量ラインＦｗに対する適正範囲として設定されている。
【００５５】
また、上記ファン基準関係において、通風ファン４の仕事量の設定変動範囲が最大仕事量Ｗｍａｘと最小仕事量Ｗｍｉｎとの間の仕事量の範囲として設定されている。つまり、通風ファン４が適正に通風作動するように、前記燃焼制御処理における通風ファン４の仕事量の変動範囲をこの設定変動範囲内に制限しているのである。
また、上記ファン基準関係において、通風ファン４の設定速度範囲が最大回転速度Ｖｍａｘと最小回転速度Ｖｍｉｎとの間の回転速度の範囲として設定されている。そして、この通風ファン４の設定速度範囲は、通風ファン４の仕事量を上記設定変動範囲内で変化させたときに、前記基準ファン仕事量ラインＦｗに沿って変化する速度範囲よりも広い速度範囲となるように設定されている。
【００５６】
また、前記制御部Ｈを利用して、前記供給される水の燃焼ガスからの受熱量に基づいて前記バーナ３の実燃焼量を求める燃焼量算出手段１０２が構成されている。具体的には、下式に示すように、前記入水温サーミスタ９にて検出される入水温度Ｋｗ（℃）、出湯温サーミスタ１０にて検出される出湯温度Ｋｙ（℃）、及び、水量センサ８にて検出される通水量Ｋｔ（リットル／ｓｅｃ）の各情報から、水が燃焼ガスとの熱交換によって得た受熱量ＯＰ（ＫＷ）が求まり、この受熱量ＯＰ（ＫＷ）を、燃焼ガスにて給水される水を加熱するときの熱効率η（％）の値で割ることによって、バーナ３の実燃焼量ＩＰ（ＫＷ）が算出される。尚、熱効率η（％）の値は設置初期においては所定の既知の値である。又、ａは、カロリー単位（ｃａｌ）をジュール（Ｊ）に変換するときの変換係数（約４．２Ｊ／ｃａｌ）である。
【００５７】
【数１】
ＯＰ＝ａ×（Ｋｙ−Ｋｗ）×Ｋｔ
ＩＰ＝ＯＰ×１００／η
【００５８】
前記制御手段１００は、前記燃焼制御処理において、
前記回転速度センサ４ａにて検出される通風ファン４の回転速度と前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている燃焼基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準燃焼量である判定燃焼量に対して、前記燃焼量算出手段１０２にて算出される実燃焼量ＩＰが適正範囲を外れ、且つ、前記回転速度センサ４ａにて検出される通風ファン４の回転速度と前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されているファン基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準仕事量である判定仕事量ｗｋに対して、前記ファン仕事量検出手段１０１にて検出される実仕事量が適正範囲を外れている場合には、前記通風ファン４による通風状態が異常である通風異常であると判別し、
前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量ＩＰが上記適正範囲を外れ、且つ、前記判定仕事量ｗｋに対して前記実仕事量が上記適正範囲内である場合には、前記熱効率が異常である熱効率異常であると判別する判別処理を実行するように構成されている。
【００５９】
因みに、図４に、通風ファン４の回転速度が例えば４５００ｒｐｍのときの判定燃焼量がＩＰｓにて示され、その判定燃焼量ＩＰｓに対する適正範囲が、判定燃焼量ＩＰｓを挟んで左右方向に沿う、ラインＬｋ１とラインＬｋ２の間の燃焼量の範囲として示されている。又、図６に、通風ファン４の回転速度が例えば４５００ｒｐｍのときの判定仕事量がｗｋｓにて示され、その判定仕事量ｗｋｓに対する適正範囲が、判定仕事量ｗｋｓを挟んで上下方向に沿う、ラインＦｗ１とラインＦｗ２の間の仕事量の範囲として示されている。
【００６０】
前記制御手段１００は、前記判別処理において、前記通風異常として、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を減少側に外れ（図４において、その実燃焼量をＩＰ１で示す）、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れ（図６において、その実仕事量をｗｋ１で示す）ている第１異常状態と、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を増加側に外れ（図４において、その実燃焼量をＩＰ２で示す）、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れ（図６において、その実仕事量をｗｋ１で示す）ている第２異常状態と、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を増加側に外れ（図４において、その実燃焼量をＩＰ２で示す）、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲を増加側に外れ（図６において、その実仕事量をｗｋ２で示す）ている第３異常状態と、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を減少側に外れ（図４において、その実燃焼量をＩＰ１で示す）、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲を増加側に外れ（図６において、その実仕事量をｗｋ２で示す）ている第４異常状態とを区別して判別するように構成されている。
【００６１】
つまり、上記第１異常状態は、燃料供給路１１から通風路７に供給された燃料が吸入口２５から吸入された燃焼用空気と混合されたのち、通風ファン４を経てバーナ３に至り燃焼ガスとして排気されるように通風される排気経路のいずれかの箇所において閉塞が生じ、そのためバーナ３への燃料供給量が少なくなって実燃焼量ＩＰが減少した排気閉塞異常であり、一方、第２異常状態は、通風路７に対する燃焼用空気の空気供給経路のいずれかの箇所において閉塞が生じ、そのため燃焼用空気の供給量が減少するとともに、その空気量の減少に応じてバーナ３への燃料供給量が多くなり、実燃焼量ＩＰが増加した給気閉塞異常であると判別される。
又、上記第３異常状態は、上記排気経路のいずれかの箇所における圧力損失が少なくなり、そのためバーナ３への燃料供給量が多くなって実燃焼量ＩＰが増加した排気開放異常であり、一方、第４異常状態は、上記空気供給経路のいずれかの箇所における圧力損失が少なくなり、そのため燃焼用空気の供給量が増加するとともに、その空気量の増加に応じてバーナ３への燃料供給量が少なくなり、実燃焼量ＩＰが減少した給気開放異常であると判別される。
【００６２】
そして、前記制御手段１００が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第１異常状態を判別した場合には、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている。
上記燃焼基準関係及びファン基準関係の補正について、具体的に説明すると、図４に示すように、第１異常状態を判別したときに実燃焼量ＩＰがＩＰ１に減少しているので、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている前記基準ファンコントロールラインＬｋを、その減少した燃焼量ＩＰ１の位置を通る燃焼量小側の補正ファンコントロールラインＬｍ１の位置まで移動させるように補正する。尚、このファンコントロールラインの補正に対応させて、後述の点火処理を行うときの通風ファン４の点火用回転速度も、高くなるように修正する。
また、図６に示すように、第１異常状態を判別したときに実仕事量がｗｋ１に減少しているので、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されている前記基準ファン仕事量ラインＦｗを、その減少した仕事量ｗｋ１の位置を通る仕事量小側のファン仕事量ラインＦｍ１の位置まで移動させるように補正する。
【００６３】
同様に、前記制御手段１００が、前記第３異常状態を判別した場合には、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を大側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を大側に移動させる補正を行うように構成されている。
具体的に説明すると、図４に示すように、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている前記基準ファンコントロールラインＬｋを、増加した燃焼量ＩＰ２の位置を通る燃焼量大側の補正ファンコントロールラインＬｍ２の位置まで移動させるように補正する。尚、このファンコントロールラインの補正に対応させて、後述の点火処理を行うときの通風ファン４の点火用回転速度も、低くなるように修正する。また、図６に示すように、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されている前記基準ファン仕事量ラインＦｗを、増加した仕事量ｗｋ２の位置を通る仕事量大側のファン仕事量ラインＦｍ２の位置まで移動させるように補正する。
【００６４】
さらに、前記制御手段１００は、前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナ３の燃焼量の前記設定変動範囲における最大値（最大燃焼量ＩＰｍａｘ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合、又は、前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファン４の仕事量の前記設定変動範囲における最大値（最大仕事量Ｗｍａｘ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大である（以下、この状態を、排気圧損大側異常という）と判断して、安全処理を実行するように構成されている。
安全処理としては、バーナ３の燃焼作動を停止させるとともに、前記リモコン操作部Ｒに備えたランプ２２，２３を点滅作動させ、さらに、前記表示部２１に異常発生の文字を表示して、異常の発生を知らせるようにする。
【００６５】
上記排気圧損大側異常の判断について具体的に説明すると、図４に示すように、補正後の燃焼基準関係であるファンコントロールラインＬｍ１において、バーナ３の前記設定変動範囲における最大燃焼量ＩＰｍａｘに対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲の最大速度Ｖｍａｘを超えている（図においてαで示す）ので、排気圧損大側異常であると判断する。
また、図６に示すように、補正後のファン基準関係であるファン仕事量ラインＦｍ１において、通風ファン４の前記設定変動範囲における最大仕事量Ｗｍａｘに対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲の最大速度Ｖｍａｘを超えている（図においてβで示す）ので、前記排気圧損大側異常であると判断する。
【００６６】
尚、前記制御手段１００は、前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナ３の燃焼量の前記設定変動範囲における最小値（最小燃焼量ＩＰｍｉｎ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合、又は、前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファン４の仕事量の前記設定変動範囲における最小値（最小仕事量Ｗｍｉｎ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合にも、前記通風異常が過大である（以下、この状態を、排気圧損小側異常という）と判断して、前記安全処理を実行するように構成されている。
【００６７】
一方、前記制御手段１００が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記燃料調整弁１５を供給量減少側に調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１に記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２に記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている。
【００６８】
上記燃料供給量の調整と、燃焼基準関係及びファン基準関係の補正について、具体的に説明すると、図４に示すように、前記第２異常状態では、燃焼用空気の供給量が減少する一方で実燃焼量ＩＰがＩＰ２まで増加し、前記混合比が適正範囲から空気供給量不足側にずれているので、その増加した燃焼量ＩＰ２を減少させて、前記混合比が適正範囲となるように調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている前記基準ファンコントロールラインＬｋを、上記減少させた燃焼量（例えばＩＰ３）の位置を通る補正ファンコントロールラインＬｍ３の位置まで移動させるように補正する。
また、図６に示すように、第２異常状態を判別したときに、実仕事量がｗｋ１に減少しているので、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されている前記基準ファン仕事量ラインＦｗを、その減少した仕事量ｗｋ１の位置を通る補正ファン仕事量ラインＦｍ１の位置まで移動させるように補正する。
【００６９】
又、前記制御手段１００が、前記第４異常状態を判別した場合には、前記燃料調整弁１５を供給量増加側に調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１に記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を大側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２に記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を大側に移動させる補正を行うように構成されている。
具体的には、図４に示すように、減少した燃焼量ＩＰ１を増加させて、前記混合比が適正範囲となるように調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段Ｍ１にて記憶されている前記基準ファンコントロールラインＬｋを、上記増加させた燃焼量（例えばＩＰ４）の位置を通る補正ファンコントロールラインＬｍ４の位置まで移動させるように補正する。
また、図６に示すように、前記ファン基準関係記憶手段Ｍ２にて記憶されている前記基準ファン仕事量ラインＦｗを、増加した仕事量ｗｋ２の位置を通る補正ファン仕事量ラインＦｍ２の位置まで移動させるように補正する。
【００７０】
そして、前記制御手段１００は、前記燃料調整弁１５の調整を行った結果、その調整が前記燃料調整弁１５の設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている。この場合において、燃料調整弁１５の設定調整範囲は、前記開閉機構１５ｂの最大弁開度位置と、前記開閉機構１５ｂの最小弁開度位置との間の調整範囲に設定される。尚、安全処理としては、前記第１異常状態を判別した場合の処理と同様の処理を実行する。
【００７１】
又、前記制御手段１００は、前記第２異常状態の判別に基づいて前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナ３の燃焼量の前記設定変動範囲における最大値（最大燃焼量ＩＰｍａｘ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合、又は、前記第２異常状態の判別に基づいて前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファン４の仕事量の前記設定変動範囲における最大値（最大仕事量Ｗｍａｘ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大である（以下、この状態を、給気圧損大側異常という）と判断して、安全処理を実行するように構成されている。この給気圧損大側異常の判断、及び、安全処理については、前述の第１異常状態の場合と同様に行う。
【００７２】
尚、前記制御手段１００は、前記第２異常状態の判別に基づいて前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナ３の燃焼量の前記設定変動範囲における最小値（最小燃焼量ＩＰｍｉｎ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合、又は、前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファン４の仕事量の前記設定変動範囲における最小値（最小仕事量Ｗｍｉｎ）に対応する通風ファン４の回転速度が前記設定速度範囲を外れる場合にも、前記通風異常が過大である（以下、この状態を、給気圧損小側異常という）と判断して、前記安全処理を実行するように構成されている。
【００７３】
次に、前記熱効率異常の判別について説明すると、前記制御手段１００が、前記判別処理において、前記熱効率異常として、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を減少側に外れ、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率小側異常と、前記判定燃焼量ＩＰｓに対して前記実燃焼量ＩＰが適正範囲を増加側に外れ、且つ、前記判定仕事量ｗｋｓに対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率大側異常とを区別し、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記熱効率小側及び大側異常を判別した場合には、安全処理を実行するように構成されている。尚、安全処理については、前述の通風異常の場合と同様の処理を行う。
【００７４】
つまり、熱効率ηの値は設置初期においては所定の既知の値であり、初期値は設定範囲内に収まっている。しかし、給湯装置の使用に伴って初期値から変化して、上記のように、熱効率ηが設定範囲を大側又小側に外れたときは、熱交換器２などにおいて異常が生じている可能性があるので、熱効率異常と判断して、バーナ３の燃焼作動の停止等の安全処理を実行するのである。
【００７５】
次に、制御部Ｈの制御動作について、図７〜図１０のフローチャートに基づいて説明する。
メインフローでは、リモコン操作部Ｒの運転スイッチ１８のＯＮ操作により電源がオンすると、図外の出湯栓の開操作に伴って水量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超えて、通水報知されるに伴って、バーナ３の点火処理を行う。この点火処理の後、点火したことが確認されない場合には、点火異常と判断してバーナ３の消火処理を行うとともに、前記ランプ２２，２３の点滅作動と前記表示部２１への異常発生の文字表示を行い、リセット操作されるまで待機する。そして、リセット操作されると、上記水量センサ８による通水検知のステップに戻る。尚、リセット操作は、例えば制御部Ｈに備えた図示しないリセットスイッチを押すことによりなされる。
【００７６】
上記点火処理の後、点火が確認された場合には、給水された水が目標出湯温度になるようにバーナ３の燃焼量を調整するために、前記通風ファン４の回転速度を制御する前記燃焼制御処理の実行による湯温制御を行うと共に、前記熱効率η、前記排気経路における排気路圧損ＰＯ、及び、前記空気供給経路における給気路圧損ＰＩを夫々演算により求める判別処理を実行する。
【００７７】
具体的には、熱効率ηについては、前記熱効率大側異常を判別していれば、熱効率ηが設定範囲の最大値ηＨよりも大きいと判断し、前記熱効率小側異常を判別していれば、熱効率ηが設定範囲の最小値ηＬよりも小さいと判断する。
また、排気路圧損ＰＯについては、前記排気圧損大側異常を判別していれば、排気路圧損ＰＯが設定範囲の最大値ＰＯＨよりも大きいと判断し、前記排気圧損小側異常を判別していれば、排気路圧損ＰＯが設定範囲の最小値ＰＯＬよりも小さいと判断する。
給気路圧損ＰＩについては、前記給気圧損大側異常を判別していれば、給気路圧損ＰＩが設定範囲の最大値ＰＩＨよりも大きいと判断し、前記給気圧損小側異常を判別していれば、給気路圧損ＰＩが設定範囲の最小値ＰＩＬよりも小さいと判断する。
【００７８】
そして、前記判別処理の結果に基づいて、先ず、前記熱効率ηの異常判定処理を行い、熱効率異常が判定されると、バーナ１の消火動作と、前記ランプ２２，２３の点滅作動及び前記表示部２１への異常発生の文字表示による警報作動とを行った後、制御を終了する（以下、このバーナ１の消火動作から制御終了までのフローを、安全処理を実行するフローとする）。熱効率異常でない場合には、前記排気路圧損ＰＯの変化に対する調整・補正処理（１）と前記給気路圧損ＰＩの変化に対する調整・補正処理（２）を実行する。尚、この調整・補正処理（１）には、前記排気路圧損ＰＯについての異常判定処理が含まれ、調整・補正処理（２）には、前記給気路圧損ＰＩについての異常判定処理が含まれる。
【００７９】
以下、前記湯温制御からの各処理を、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されるか、図外の出湯栓の閉操作に伴って水量センサ８にて検出される通水量が設定水量未満になり通水検知しなくなるまで実行する。
そして、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されるか、図外の出湯栓の閉操作に伴って水量センサ８にて検出される通水量が設定水量未満になり通水検知しなくなると、消火処理を実行する。
【００８０】
前記調整・補正処理（１）では（図９参照）、前記演算により求めた排気路圧損ＰＯが設定値内であるか否かを判断して、排気路圧損ＰＯが設定値よりも大側に外れている場合は、前記燃焼基準関係を燃焼量小側に補正するとともに、前記ファン基準関係を仕事量小側に補正し、排気路圧損ＰＯが設定値よりも小側に外れている場合は、前記燃焼基準関係を燃焼量大側に補正するとともに、前記ファン基準関係を仕事量大側に補正する。そして、上記補正後の燃焼基準関係とファン基準関係のいずれかにおいて、通風ファン４の回転速度範囲が前記設定速度範囲を外れている場合には、排気経路の圧力損失が異常と判断されるので、前記安全処理を実行するフローに移行する。一方、排気路圧損ＰＯが設定値内である場合、及び、上記補正後の燃焼基準関係とファン基準関係のいずれにおいても、通風ファン４の回転速度範囲が前記設定速度範囲を外れていない場合には、メインフローに戻る。
【００８１】
前記調整・補正処理（２）では（図１０参照）、前記演算により求めた給気路圧損ＰＩが設定値内であるか否かを判断して、給気路圧損ＰＩが設定値よりも大側に外れている場合は、前記燃料調整弁１５の弁開度が最小弁開度でない条件では閉側に操作するとともに、前記燃焼基準関係を燃焼量小側に補正し、一方、給気路圧損ＰＩが設定値よりも小側に外れている場合は、燃料調整弁１５の弁開度が最大弁開度でない条件では開側に操作するとともに、前記燃焼基準関係を燃焼量大側に補正する。上記燃料調整弁１５の弁開度を閉側に操作しようとする場合に、既に燃料調整弁１５の弁開度が最小弁開度に達しているとき、及び、上記燃料調整弁１５の弁開度を開側に操作しようとする場合に、既に燃料調整弁１５の弁開度が最大弁開度に達しているときは、空気供給経路の圧力損失が異常と判断されるので、前記安全処理を実行するフローに移行する。給気路圧損ＰＩが設定値内である場合には、メインフローに戻る。
【００８２】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態においては、燃料供給量調整手段（燃料調整弁１５）によって通風路７に供給する燃料の供給量を調整するように構成したが、この第２実施形態では、上記燃料供給量調整手段の代わりに、前記通風路７に吸入される燃焼用空気の供給量を調整する空気量調整手段を設け、さらに、制御手段１００による調整・補正処理（２）の処理内容が変更されているが、その他の構成および動作については、上記第１実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。
つまり、図１１に示すように、前記通風路７に吸入される燃焼用空気の供給量を調整する空気量調整手段としての可動ダンパー２４が、通風路７への空気吸入口２５を開閉するように開度調節自在な状態に設けられている。つまり、ダンパー開度を大きくすると、上記燃焼用空気の供給量が多くなり、ダンパー開度を小さくすると、空気供給量が少なくなるように作動する。
【００８３】
そして、前記制御手段１００が、前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記可動ダンパー２４を空気量増加側（ダンパー開度を大きくする側）に調整するように構成されている。
上記空気供給量の調整について、具体的に説明すると、前述のように、第２異常状態では、燃焼用空気の供給量が減少するとともに、実燃焼量ＩＰが増加して、前記混合比が適正範囲から空気供給量不足側にずれているので、その不足の空気量を補うように空気供給量を前記混合比が適正範囲となるまで増加させるように調整するのである。
【００８４】
さらに、前記制御手段１００が、上記可動ダンパー２４の調整を行った結果、その調整が可動ダンパー２４の設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、前記安全処理を実行するように構成されている。この場合において、可動ダンパー２４の設定調整範囲は、最大開度位置と最小開度位置との間の調整範囲に設定される。
【００８５】
図１２に、第２実施形態における前記調整・補正処理（２）のフローチャートを示すが、このフローチャートは第１実施形態における図１０に対応するものであり、図１０との相違点は、前記燃料調整弁１５の代わりに可動ダンパー２４の開度調節を行う点と、基準ファンコントロールラインＬｋの補正処理を行わない点である。
具体的には、前記演算により求めた給気路圧損ＰＩが設定値内であるか否かを判断して、給気路圧損ＰＩが設定値よりも大側に外れている場合は、可動ダンパー２４の開度が最大開度でない条件ではダンパー開度を開側に操作し、一方、給気路圧損ＰＩが設定値よりも小側に外れている場合は、可動ダンパー２４の開度が最小開度でない条件ではダンパー開度を閉側に操作する。上記可動ダンパー２４の開度を開側に操作しようとする場合に、既に可動ダンパー２４の開度が最大開度に達しているとき、及び、上記可動ダンパー２４の開度を閉側に操作しようとする場合に、既に可動ダンパー２４の開度が最小開度に達しているときは、空気供給経路の圧力損失が異常と判断されるので、前記安全処理を実行するフローに移行する。給気路圧損ＰＩが設定値内である場合には、メインフローに戻る。
【００８６】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態は、上記第１及び第２実施形態における燃焼用空気と燃料ガスの混合箇所についての別実施形態であり、その他の構成および動作については、上記第１及び第２実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
つまり、上記第１及び第２実施形態においては、前記燃料供給路１１が前記通風路７における通風ファン４の設置箇所よりも通風方向の上流側部分において通風路７に接続されていた（これを、元混合式という）が、この第３実施形態では、図１３に示すように、前記燃料供給路１１が前記通風路７における通風ファン４の設置箇所よりも通風方向の下流側において、通風路７に接続されている（これを、先混合式という）。
尚、図１３には、第１実施形態に対応させて、燃料供給量調整手段（燃料調整弁１５）を設けた場合を示しているが、第２実施形態に対応させて、燃料供給量調整手段（燃料調整弁１５）に代えて、空気量調整手段（可動ダンパー２４）を設ける場合については図示を省略している。
【００８７】
〔別実施形態〕
上記第１〜第３実施形態では、燃料供給量調整手段（燃料調整弁１５）と空気量調整手段（可動ダンパー２４）のいずれか一方を設けるように構成したが、この両調整手段を設けて、前記制御手段１００が、前記第２異常状態を判別したときに、燃料供給量と燃焼用空気の両方を調整するように構成してもよい。
【００８８】
上記第１〜第３実施形態では、圧力調整手段としてゼロガバナを設けるようにしているが、ゼロガバナに限るものではなく、ガバナ付き比例弁などの一般的なガスガバナでもよい。
【００８９】
上記第１及び第３実施形態では、安全弁１２とメイン弁１３の２つの電磁操作式遮断弁を備える構成としたが、これに代えて、燃料調整弁１５に閉止機構を備えさせメイン弁を兼ねさせることでメイン弁が省かれる構成であってもよい。
【００９０】
上記第１〜第３実施形態では、本発明にかかる全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置を給湯装置に適用した場合を例示しているが、暖房用の空調装置などのその他各種の装置に適用可能であり、例えば暖房用の空調装置に適応したときには、加熱対象物が空気となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における給湯装置の全体構成図
【図２】ゼロガバナの構成を示す断面図
【図３】燃料調整弁の構成を示す断面図
【図４】通風ファンの回転速度とバーナの燃焼量との燃焼基準関係を示すグラフ
【図５】通風ファンの駆動信号の波形図
【図６】通風ファンの回転速度と仕事量とのファン基準関係を示すグラフ
【図７】制御作動を示すフローチャート
【図８】制御作動を示すフローチャート
【図９】通風異常に対する調整・補正処理のフローチャート
【図１０】通風異常に対する調整・補正処理のフローチャート
【図１１】第２実施形態における給湯装置の全体構成図
【図１２】第２実施形態における通風異常に対する調整・補正処理のフローチャート
【図１３】第３実施形態における給湯装置の全体構成図
【符号の説明】
３バーナ
４通風ファン
４ａファン回転速度検出手段
７通風路
１１燃料供給路
１４圧力調整手段（ゼロガバナ）
１５燃料供給量調整手段
２４空気量調整手段
１００制御手段
１０１ファン仕事量検出手段
１０２燃焼量算出手段
Ｍ１燃焼基準関係記憶手段
Ｍ２ファン基準関係記憶手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention ventilates combustion air through an air passage to an all-primary premixed burner, mixes fuel supplied along with the ventilation with the combustion air, and supplies the fuel to the burner. A ventilation fan for causing the combustion gas of the burner to flow so as to heat an object to be heated; a fuel supply path connected to the ventilation path so that a suction force is applied by the ventilation operation of the ventilation fan and supplying fuel; Pressure adjusting means for automatically adjusting the supply pressure of the fuel supplied from the fuel supply path to the ventilation path to a set pressure, and the rotation speed of the ventilation fan is controlled so that the heating target is in a target heating state. The present invention relates to a combustion control apparatus for an all-primary combustion burner provided with control means for executing combustion control processing.
[0002]
[Prior art]
The combustion control apparatus for the all-primary combustion burner adjusts the burner combustion amount by controlling the rotational speed of the ventilation fan, and controls the heating state of the object to be heated to the target heating state. .
The case where it is applied to a hot water supply apparatus will be described as an example. A heat exchanger that heats and supplies hot water is heated with the combustion gas of an all-primary premixed burner. The combustion amount of the burner is adjusted by controlling the rotational speed of the ventilation fan so that the water as the object reaches the target temperature as the target heating state.
To explain that the amount of combustion of the burner is adjusted by changing the rotation speed of the ventilation fan, if the rotation speed of the ventilation fan is increased or decreased, the suction force acting on the fuel supply path also increases or decreases. In addition, regardless of the change in the suction force, the pressure adjusting means automatically adjusts the supply pressure of the fuel supplied from the fuel supply path to the ventilation path to the set pressure, so that the fuel supply supplied from the fuel supply path to the ventilation path The amount is changed according to the increase / decrease of the rotational speed, and the burner combustion amount is adjusted. Incidentally, when the pressure adjusting means is a zero governor, the fuel supply amount increases or decreases in a form proportional to the increase or decrease of the rotational speed, that is, the increase or decrease of the ventilation amount. Will be maintained.
[0003]
As a specific form of the fuel control process for controlling the rotation speed of the ventilation fan in order to set the water as the heating target to the target temperature as the target heating state, the temperature of the hot water discharged from the heat exchanger is detected. Then, the form of feedback control for controlling the rotation speed of the ventilation fan to increase or decrease so that the detected hot water temperature becomes the target temperature, and the incoming temperature and amount of water supplied to the heat exchanger are detected, From the detected information, the burner combustion amount necessary to bring the temperature of the hot water discharged from the heat exchanger to the target temperature is calculated, in other words, the target rotation speed of the ventilation fan, and the rotation speed of the ventilation fan is detected. It is possible to use a feed-forward control form in which the rotational speed of the ventilation fan is controlled so that the detected value of the rotational speed sensor to be the target rotational speed. Te, by detecting the temperature of the hot water to be tapped from the heat exchanger, in accordance with the deviation between the hot water temperature and the target temperature, it is also possible to use a form of the target rotational speed to the feedback correction of the ventilation fan.
[0004]
Further, in the combustion control apparatus for the all-primary combustion burner, it is determined whether or not a ventilation abnormality (for example, blockage) has occurred in the ventilation path of the ventilation fan based on the work amount information of the ventilation fan. . That is, as the ventilation fan speed increases and the ventilation volume increases, the work volume of the ventilation fan increases. Therefore, the correspondence between the rotation speed of the ventilation fan and the work volume is obtained in advance, and during actual combustion control. It has been determined whether or not a ventilation fan abnormality has occurred depending on whether or not the relationship between the calculated rotation speed of the ventilation fan and the amount of work matches the above correspondence.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, when the blockage is detected as a ventilation abnormality in the ventilation path of the ventilation fan by the work amount of the ventilation fan, whether the blockage is the exhaust blockage or the supply blockage only by the fan work amount I could not distinguish.
Incidentally, the exhaust blockage is caused by dust adhering to the ventilation fan itself, a blockage downstream of the ventilation fan installation location in the ventilation path, a blockage of the exhaust path of the combustion gas, or transmission of the heat exchanger. This refers to the state where the ventilation rate is insufficient due to the clogging between the heat fins.
The air supply blockage may be caused by the fuel supply path being in an unsatisfactory state due to the air intake port of the ventilation path being blocked or the upstream side of the connection point of the fuel supply path being blocked in the ventilation path. It refers to the state where an excessive suction force is applied.
[0006]
By the way, for example, in the hot water supply apparatus, each of the temperature difference between the incoming temperature of the water to be supplied and the temperature of the hot water to be discharged from the heat exchanger and the amount of water passed while the rotational speed of the ventilation fan is controlled to a predetermined rotational speed. Based on the detection information, the amount of heat received by the heated water from the combustion gas can be obtained. From this amount of heat received and the amount of combustion of the burner corresponding to the fan rotation speed, that is, the amount of heat generated, Although it is possible to calculate the thermal efficiency at the time of heating, it may not be possible to accurately determine whether or not the thermal efficiency is normal.
[0007]
That is, for example, when a blockage occurs in the exhaust path of the combustion gas, even if the ventilation fan is controlled to a predetermined rotation speed, the ventilation volume of the ventilation fan decreases and is smaller than the amount corresponding to the fan rotation speed. Therefore, even if the actual thermal efficiency does not change, the value of the thermal efficiency obtained from the burner combustion amount corresponding to the fan rotation speed and the amount of heat received by the object to be heated is the above blockage. It becomes smaller than the value when it does not occur, and it is erroneously determined that the thermal efficiency is lowered.
In addition, when the combustion air intake port is blocked with respect to the ventilation path, the fuel supply amount increases as the combustion air supply amount decreases, and the amount corresponding to the fan rotation speed is increased. Since a large amount of fuel is supplied to the burner, even if the actual thermal efficiency has not changed, the value of the thermal efficiency calculated from the burner combustion amount corresponding to the fan rotation speed and the heat received by the object to be heated is It becomes larger than the value when the blockage at the suction port does not occur, and it is erroneously determined that the thermal efficiency is high. In this case, since the mixing ratio of the combustion air and the fuel changes due to the decrease in the combustion air and the increase in the fuel supply amount, the change in the mixing ratio is detected to determine whether the thermal efficiency has changed. Although it is possible to determine whether the amount has decreased, a special detection means for detecting the mixture ratio is required, which disadvantageously complicates the apparatus configuration.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is a simple configuration that effectively uses a configuration that is originally provided for performing combustion control, and the ventilation state of the ventilation fan is abnormal. Or a combustion control device for an all-primary combustion burner that can accurately determine whether the thermal efficiency is abnormal or not.
Further, the second object is that when a blocked state is detected as a ventilation abnormality of the ventilation fan, it is possible to distinguish and discriminate whether it is an exhaust blockage or an air supply blockage. It is in the point which provides the combustion control apparatus of a type combustion burner.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the combustion reference relationship storage means for storing the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference combustion amount of the burner corresponding to the rotation speed as a combustion reference relationship; Fan reference relationship storage means for storing the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference work amount corresponding to the rotation speed as a fan reference relationship, and the fan rotation speed for detecting the rotation speed of the ventilation fan. Detection means, fan work amount detection means for detecting the actual work amount of the ventilation fan, and combustion amount calculation means for determining the actual combustion amount of the burner based on the amount of heat received from the combustion gas of the heating object are provided. And
In the combustion control process, the control means obtains the rotational speed obtained based on the rotational speed detected by the rotational speed detection means and the combustion reference relation stored in the combustion reference relation storage means. The actual combustion amount calculated by the combustion amount calculation means is out of an appropriate range with respect to the determination combustion amount that is the reference combustion amount of the engine, and the rotation speed detected by the rotation speed detection means and the fan reference The actual work amount detected by the fan work amount detection means with respect to the determined work amount that is the reference work amount at the rotation speed obtained based on the fan reference relationship stored in the relationship storage means. Is outside the proper range, it is determined that the ventilation state by the ventilation fan is abnormal ventilation,
When the actual combustion amount is outside the appropriate range with respect to the determined combustion amount and the actual work amount is within the appropriate range with respect to the determined work amount, the heating object is moved with the combustion gas. It is configured to execute a determination process for determining that the thermal efficiency is abnormal when heating is abnormal.
[0010]
That is, in this all-primary combustion burner combustion control device, when the ventilation state of the ventilation fan is normal, that is, in the above-mentioned reference installation state, the thermal efficiency when heating the heating object with the combustion gas is normal. For example, according to the increase / decrease change in the rotation speed of the ventilation fan, the actual work amount of the ventilation fan is increased / decreased according to the fan reference relationship, and the actual combustion amount of the burner is also increased / decreased according to the combustion reference relationship. If the ventilation state of the ventilation fan is abnormal and the thermal efficiency is normal, changing the rotation speed of the ventilation fan will cause the actual work of the ventilation fan to deviate from the fan reference relationship and the actual combustion of the burner. If the air flow rate of the ventilation fan is normal and the heat efficiency is abnormal, the amount of rotation of the ventilation fan is increased or decreased. Accordingly, although the actual work amount of the ventilation fan is increased or decreased in accordance with the fan reference relationship, the burner actual combustion amount deviates from the combustion reference relationship. This is based on the fact that it is possible to determine whether the thermal efficiency is abnormal.
[0011]
In other words, if the actual work volume of the ventilation fan is outside the appropriate range for the judgment work volume corresponding to the rotation speed of the ventilation fan at that time, the ventilation condition of the ventilation fan is not in the standard installation state but abnormal. Therefore, the actual combustion amount of the burner calculated from the amount of heat received from the object to be heated is the rotational speed of the ventilation fan at that time when the actual work amount of the ventilation fan is out of the appropriate range with respect to the determined work amount. Is outside the proper range of the determined combustion amount, the actual ventilation amount and the determined combustion amount are inconsistent because the ventilation state of the ventilation fan is abnormal. It can be determined that the ventilation state of the fan is abnormal. On the other hand, if the actual work amount of the ventilation fan is within the appropriate range with respect to the above-described determination work amount, it indicates that the ventilation state of the ventilation fan is in the standard installation state and is normal. When the actual combustion amount of the burner is outside the appropriate range of the determined combustion amount in a state that is within the appropriate range with respect to the determined work amount, the actual combustion amount is determined as the determined combustion because the thermal efficiency is abnormal. As a result, it is possible to determine that the thermal efficiency is abnormal.
[0012]
Therefore, in the combustion control state, the ventilation state of the ventilation fan is determined based on the detection information of the rotational speed of the ventilation fan, the work amount of the fan, and the actual combustion amount of the burner, and the storage information of the combustion reference state and the fan reference state. It is possible to determine whether the air flow is abnormal or the heat efficiency is abnormal.
Therefore, according to the first aspect of the invention, whether the ventilation state of the ventilation fan is abnormal or the thermal efficiency is abnormal due to a simple device configuration that effectively uses the configuration originally provided for combustion control. It is possible to provide a combustion control apparatus for an all-primary combustion burner that can accurately determine the above.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fuel supply path is connected to an upstream portion of the ventilation path where the ventilation fan is installed,
In the determination process, the control means determines that the actual combustion amount deviates from an appropriate range with respect to the determined combustion amount, and that the actual work amount is appropriate with respect to the determined work amount, as the ventilation abnormality. A first abnormal state that is outside the range, and the actual combustion amount is outside the appropriate range with respect to the determined combustion amount, and the actual work amount is within the appropriate range with respect to the determined work amount Is distinguished from the second abnormal state that is off the decreasing side.
[0014]
That is, in the first abnormal state, the fuel supplied from the fuel supply path connected to the upstream portion of the ventilation path in the ventilation path is mixed with the combustion air and then passed through the ventilation fan to the burner. Further, it is determined that the exhaust gas is blocked in any part of the exhaust path that is exhausted as combustion gas, so that the fuel supply amount to the burner is reduced and the combustion amount of the burner is reduced. In the second abnormal state, the fuel supply path supplied from the fuel supply path increases as the combustion air supply path to the ventilation path becomes clogged, and therefore the combustion air supply quantity decreases. It is determined that the fuel supply amount to the burner has increased and the combustion amount of the burner has increased so that the supply air is blocked.
[0015]
Therefore, when a ventilation abnormality of the ventilation fan occurs, it becomes possible to distinguish between exhaust blockage and supply blockage, and therefore, it is possible to distinguish between all primary combustion according to the invention of claim 1. A suitable means of the burner combustion control device is obtained.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the control means determines the first abnormal state by the determination process in the combustion control process, the combustion reference In the combustion reference relationship stored in the relationship storage means, the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side, and the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means The reference work amount corresponding to the same rotation speed is corrected to move to the small side.
[0017]
That is, when the first abnormal state is determined, the actual combustion amount deviates from the reference combustion amount obtained by the combustion reference relationship with respect to the same fan rotation speed, and the same fan Since the actual work amount deviates from the reference work amount obtained by the fan reference relationship with respect to the rotational speed, the combustion reference relationship memory is used to eliminate the deviation between the actual combustion amount and the reference combustion amount. In order to correct the shift of the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side in the combustion reference relationship stored in the means, and to eliminate the deviation between the actual work amount and the reference work amount, In the fan reference relationship stored in the reference relationship storage means, correction is performed to move the reference work amount corresponding to the same rotational speed to the small side.
[0018]
Therefore, when the exhaust blockage occurs, for example, when the combustion control mode for controlling the rotational speed of the ventilation fan by the feedforward control described above is executed, the corrected combustion reference relationship is used to perform heating. It is possible to accurately set the target rotation speed of the ventilation fan, which is the amount of combustion required to bring the object into the target heating state, to perform good combustion control, and to determine the amount of combustion necessary for ignition of the burner. It is also possible to accurately set the fan rotation speed to avoid a malfunction such as a misfire and perform a good ignition process, and therefore, the combustion control device for an all-primary combustion burner according to the invention of claim 2 The following means can be obtained.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, as a result of the control means correcting the combustion reference relationship, the burner combustion amount of the burner is corrected in the corrected combustion reference relationship. When the rotational speed corresponding to the maximum value in the set fluctuation range is out of the set speed range, or as a result of correcting the fan reference relationship, the set fluctuation range of the work amount of the ventilation fan in the corrected fan reference relationship When the rotational speed corresponding to the maximum value in is out of the set speed range, it is determined that the ventilation abnormality is excessive and the safety process is executed.
[0020]
That is, in the combustion reference relationship, since the reference combustion amount corresponding to the same rotation speed is moved to the smaller side, the rotation speed corresponding to the maximum value in the burner combustion amount setting fluctuation range is set to the ventilation fan. Corresponding to the maximum value in the set fluctuation range of the work volume of the ventilation fan because the correction is made to move the reference work volume corresponding to the same rotational speed to the small side when out of the speed range or in the fan reference relationship When the rotational speed is out of the set speed range, the degree of exhaust blockage is large, and it is determined that the ventilation error is excessive, so the safety process is executed.
The safety process in this case includes a process for limiting the combustion amount fluctuation range for reducing the maximum value of the burner combustion amount setting fluctuation range, a combustion stop process for stopping the burner combustion, and an abnormality notification process using a buzzer, a lamp, etc. Executed.
[0021]
Therefore, because the degree of exhaust gas blockage is large, for example, when it is determined that the life of the combustion device is long, troubles such as device damage can be prevented beforehand by performing appropriate safety processing. Thus, the preferred means of the combustion control device for the all-primary combustion burner according to the invention of claim 3 is obtained.
[0022]
According to the invention described in claim 5, in the invention described in claim 2, an air amount adjusting means for adjusting a supply amount of the combustion air sucked into the ventilation path is provided,
In the combustion control process, when the control unit determines the second abnormal state by the determination process, the control unit is configured to adjust the air amount adjusting unit to the air amount increasing side.
[0023]
That is, when the second abnormal state is determined, the supply air blockage occurs, and as a result, the supply amount of combustion air decreases while the fuel supply amount increases, and the mixing ratio of combustion air and fuel is increased. Since the relationship between the rotational speed of the ventilation fan and the reference combustion amount deviates from the combustion reference relationship, and the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference work amount deviates from the fan reference relationship, By adjusting the air amount adjusting means for adjusting the supply amount of the combustion air sucked into the road to the air amount increase side, the supply amount of the combustion air is increased and the fuel supply amount is decreased. Return the mixing ratio of air and fuel to an appropriate value, return the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference combustion amount to the combustion reference relationship, and change the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference work amount to the fan reference relationship. To return It is.
[0024]
Therefore, when a blockage occurs in the combustion air supply path with respect to the ventilation path, adjustment means such as a damper whose opening degree can be freely changed is provided as an air amount adjustment means at the air supply location, and is sucked into the ventilation path. With a simple configuration that only adjusts the supply amount of combustion air, appropriate combustion control can be performed while maintaining the mixing ratio of combustion air and fuel at an appropriate value. For example, in the combustion control mode in which the rotation speed of the ventilation fan is controlled by feedforward control, the combustion reference relationship is used to accurately control the fan rotation speed for bringing the object to be heated into the target heating state, thereby achieving good combustion control. Therefore, the preferable means of the combustion control apparatus for the all-primary combustion burner according to the invention of claim 2 can be obtained.
[0025]
According to the invention described in claim 6, in the invention described in claim 5, when the control means adjusts the air amount adjusting means, the adjustment is out of a set adjustment range. It is configured to determine that the ventilation abnormality is excessive and to execute a safety process.
[0026]
That is, when the air amount adjusting means is outside the set adjustment range because the air amount has been adjusted to the increase side, it is determined that the degree of air supply blockage is large and the air flow abnormality is excessive, so the safety process is executed. It is. As the safety process in this case, a combustion stop process for stopping combustion of the burner, an abnormality notification process using a buzzer, a lamp, or the like is executed.
[0027]
Therefore, since the degree of the supply air blockage is large, for example, when it is determined that the life of the combustion device, it is possible to prevent troubles such as device damage by performing appropriate safety processing, Therefore, the suitable means of the combustion control apparatus for the all-primary combustion burner according to the invention of claim 5 is obtained.
[0028]
According to the invention of claim 7, in the invention of claim 2, a fuel supply amount adjusting means for adjusting a fuel supply amount from the fuel supply passage to the ventilation passage is provided,
When the control means determines the second abnormal state by the determination process in the combustion control process, the control means adjusts the fuel supply amount adjustment means to the supply amount decrease side and stores the fuel reference amount in the combustion reference relation storage means. In the stored combustion reference relation, the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side, and the fan reference relation stored in the fan reference relation storage means, the same rotational speed is obtained. The correction is made to move the corresponding reference work amount to the small side.
[0029]
That is, when the second abnormal state is determined, the supply air blockage occurs, and as a result, the supply amount of combustion air decreases while the fuel supply amount increases, and the mixing ratio of combustion air and fuel is increased. Since the relationship between the rotational speed of the ventilation fan and the reference combustion amount deviates from the combustion reference relationship, and the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference work amount deviates from the fan reference relationship, The fuel supply amount adjustment means for adjusting the fuel supply amount from the supply passage to the ventilation passage is adjusted to the supply amount decrease side so that the mixing ratio of the combustion air and the fuel is returned to an appropriate value. Depending on the adjustment of the amount, the relationship between the rotational speed of the ventilation fan and the reference combustion amount deviates from the combustion reference relationship, and the relationship between the rotation speed of the ventilation fan and the reference work amount deviates from the fan reference relationship. Is the answer Therefore, in order to eliminate this deviation, a correction is made to move the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side in the combustion reference relationship stored in the combustion reference relationship storage means, and the actual work In order to eliminate the difference between the amount and the reference work amount, correction is performed to move the reference work amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side in the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means.
[0030]
Therefore, when the combustion air supply path to the ventilation path is clogged, a simple adjustment means such as a flow rate adjustment valve is provided at the fuel supply location as the fuel supply amount adjustment means, and the valve opening is changed. With a simple configuration that only adjusts the fuel supply amount, the mixing ratio of the combustion air and the fuel can be maintained at an appropriate value so that proper combustion can be performed. In the combustion control mode in which the rotation speed of the ventilation fan is controlled by, for example, feedforward control by correcting the reference relationship, the fan rotation speed for bringing the heating target into the target heating state is accurately determined using the corrected combustion reference relationship. It is possible to perform good combustion control by controlling, and it is possible to accurately discriminate the fan work by using the corrected fan reference relationship, so that 2 Suitable means combustion control device for all primary combustion burner is obtained according to the invention described in.
[0031]
According to the invention described in claim 8, in the invention described in claim 7, when the control means adjusts the fuel supply amount adjusting means, the adjustment is out of the set adjustment range. It is determined that the ventilation abnormality is excessive and safety processing is executed.
That is, when the fuel supply amount adjustment means is outside the set adjustment range because the fuel supply amount is adjusted to be reduced, it is determined that the air supply blockage is large and the ventilation abnormality is excessive, so the safety process is executed. It is. As the safety process in this case, a combustion stop process for stopping combustion of the burner, an abnormality notification process using a buzzer, a lamp, or the like is executed.
[0032]
Therefore, when the degree of air supply blockage is large, for example, when it is determined that the life of the combustion device is long, troubles such as device damage can be prevented beforehand by performing appropriate safety processing. Thus, a suitable means of the combustion control device for the all-primary combustion burner according to the invention of claim 7 is obtained.
[0033]
According to the ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means determines that the actual combustion amount falls within an appropriate range with respect to the determined combustion amount as the thermal efficiency abnormality in the determination process. A deviation from the decrease side, and an abnormality on the small side of the thermal efficiency in which the actual work amount is within an appropriate range with respect to the determined work amount, and the actual combustion amount deviates from an appropriate range with respect to the determined combustion amount, In addition, when the actual work amount is in an appropriate range with respect to the determination work amount, the thermal efficiency large side abnormality is distinguished, and in the combustion control process, the determination unit determines the low thermal efficiency and large side abnormality. Is configured to perform a safety process.
[0034]
That is, the actual work amount of the ventilation fan is within the appropriate range of the determined work amount, that is, the ventilation state of the ventilating fan is normal, but the actual combustion amount of the burner decreases the appropriate range of the determined combustion amount. It is determined that this is because the thermal efficiency when heating the object to be heated with the combustion gas is smaller than the set value and the actual combustion amount of the burner has decreased, and it is determined that this is due to the abnormal thermal efficiency. The actual work amount is within the appropriate range of the judged work amount, that is, the ventilation state of the ventilation fan is normal, but the actual combustion amount of the burner is outside the proper range of the judged combustion amount. The thermal efficiency when heating the object to be heated with the combustion gas is larger than the set value, and it is determined that this is due to the thermal efficiency abnormality that increased the actual combustion amount of the burner. If it does, It is to run. As the safety process in this case, a combustion stop process for stopping combustion of the burner, an abnormality notification process using a buzzer, a lamp, or the like is executed.
[0035]
Therefore, it is possible to distinguish and distinguish between thermal efficiency small side abnormalities where the thermal efficiency has shifted to the small side from the set value and thermal efficiency large side abnormalities that have shifted to the large side as the thermal efficiency abnormality, and when the thermal efficiency is abnormal Therefore, for example, since it is determined that the life of the combustion apparatus is appropriate, troubles such as damage to the apparatus can be prevented in advance by performing an appropriate safety process. A suitable means of the combustion control device of the type combustion burner is obtained.
[0036]
According to the invention described in claim 10, in the invention described in any one of claims 1-9, the pressure adjusting means is installed in the fuel supply path, and is located downstream of the installation location. It consists of a zero governor that adjusts the fuel supply pressure to atmospheric pressure.
That is, the zero governor as the pressure adjusting means can adjust the fuel supply pressure downstream of the installation location to the atmospheric pressure without using the electric control means and regardless of the amount of air flow. it can.
Therefore, compared to a general gas governor such as a proportional valve with a governor, the fuel supply pressure from the fuel supply path to the ventilation path can be maintained in a stable state while being able to simplify the control configuration. The suitable means of the combustion control apparatus of the all-primary-type combustion burner which concerns on invention of any one of Claims 1-9 is obtained.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment when a combustion control device according to the present invention is applied to a hot water supply device will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus includes a hot water supply unit K that heats water as a heating object supplied from, for example, a household water supply outside the figure, and supplies hot water to a hot water tap outside the figure, and this hot water supply part K. And a remote control operation unit R for commanding operation information to the control unit H.
[0038]
The hot water supply section K includes a heat exchanger 2 for heating water provided in the combustion chamber 1, a gas combustion type all-primary premixing burner 3 for heating the heat exchanger 2, a ventilation fan 4, and the like. Is provided. The ventilation fan 4 ventilates the combustion air to the burner 3 through the ventilation path 7, mixes the fuel gas supplied along with the ventilation with the combustion air, supplies the combustion gas to the burner 3, and The combustion gas of the burner 3 is caused to flow through the heat exchanger 2 so as to heat water. In the figure, reference numeral 25 denotes a combustion air inlet for the ventilation path 7, 4 a denotes a rotation speed sensor as fan rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the ventilation fan 4, and 4 b denotes a fan of the ventilation fan 4. It is a drive motor.
[0039]
The heat exchanger 2 is connected with a water inlet 5 through which water is supplied and a hot water outlet 6 through which heated hot water is discharged. The water inlet 5 detects the amount of water flowing into the heat exchanger 2. An incoming water temperature thermistor 9 that detects the temperature of the water supplied through the water amount sensor 8 and the incoming water passage 5 is provided.
In addition, a tap temperature thermistor 10 that detects the temperature of hot water discharged from a tap tap outside the figure is provided in the tap channel 6.
[0040]
A fuel supply path 11 for supplying fuel to the ventilation path 7 is connected to an upstream portion of the ventilation path 7 with respect to the location where the ventilation fan 4 is installed so that a suction force acts by the ventilation action of the ventilation fan 4. Has been. That is, the fuel gas supply amount supplied to the burner 3 by the ventilation path 7 is increased as the rotational speed of the ventilation fan 4 is increased and the ventilation amount of the combustion air is increased.
The fuel supply passage 11 has an electromagnetically operated safety valve 12 and a main valve 13 for intermittently supplying fuel from the upstream side in the fuel supply direction, and the fuel supply pressure downstream of the installation location is adjusted to atmospheric pressure. Each of the zero governor 14 and the fuel adjustment valve 15 as fuel supply amount adjusting means for adjusting the fuel supply amount from the fuel supply passage 11 to the ventilation passage 7 is provided. Accordingly, a pressure adjusting means for automatically adjusting the supply pressure of the fuel supplied from the fuel supply path 11 to the ventilation path 7 to the set pressure is installed in the fuel supply path 11 and the fuel supply pressure downstream of the installation location. Is configured by the zero governor 14 for adjusting the pressure to the atmospheric pressure as the set pressure.
[0041]
Further, near the burner 3, an igniter 16 for performing an ignition operation on the burner 3 and a frame rod 17 for detecting whether or not the burner 3 is ignited are provided.
[0042]
The zero governor 14 will be further described. As shown in FIG. 2, the valve body 14a for adjusting the opening of the gas passage, the diaphragm 14b for receiving the pressure difference between the atmospheric pressure Pt and the zero governor outlet pressure P2, the valve body 14a and the diaphragm 14b. 14c, and an adjusting mechanism 14d for adjusting the spring 14c.
For example, when the zero governor inlet pressure P1 fluctuates in the upward direction, the zero governor outlet pressure P2 fluctuates in the upward direction along with the pressure fluctuation, but the valve body 14a changes in accordance with the pressure fluctuation of the zero governor outlet pressure P2. Moves downward, and the zero governor outlet pressure P2 is changed to the lower side to adjust the zero governor outlet pressure P2 to the atmospheric pressure Pt.
Further, when the atmospheric pressure Pt fluctuates in the upward direction, the valve body 14a moves upward along with the pressure variation, and the zero governor outlet pressure P2 is adjusted to the atmospheric pressure Pt that fluctuates in the upward direction.
Thus, even when the primary fuel supply pressure P1 to the zero governor 14 and the atmospheric pressure Pt change, the zero governor outlet pressure P2 is adjusted to be the atmospheric pressure Pt.
[0043]
The fuel adjustment valve 15 will be further described. As shown in FIG. 3, the fuel adjustment valve 15 includes a stepping motor 15a and an opening / closing mechanism 15b for opening and closing the gas passage corresponding to the adjustment of the stepping motor 15a.
Then, the mixture ratio is adjusted by rotating the opening / closing mechanism 15b by adjusting the stepping motor 15a so that the mixture ratio of the fuel gas and the combustion air is within an appropriate range with respect to the fuel gas. Has been.
Incidentally, in the case shown in (b) of FIG. 3, the area of the gas passage is adjusted to a small area so that the mixing ratio of the fuel gas and the combustion air in the ventilation passage 7 is in an appropriate range. Yes.
The mixing ratio is also referred to as an air ratio λ, which represents the ratio of the actual air amount to the theoretical air amount, and is adjusted to an air ratio λ = 1.3 as an appropriate range of the mixing ratio.
[0044]
The remote control unit R includes an operation switch 18 for instructing start / stop of operation of the hot water supply unit K, a temperature setting switch 20 capable of changing and setting the target temperature for hot water, and a display unit for displaying the hot water temperature and the target temperature for hot water. 21, an operation lamp 22 for indicating that the operation is in progress, a combustion lamp 23 for indicating that the burner 3 is in a combustion state, and the like.
[0045]
The control unit H includes a microcomputer, and the control unit H includes the rotation speed sensor 4a, the water amount sensor 8, the incoming water temperature thermistor 9, the hot water temperature thermistor 10, the frame rod 17, and the remote control operation unit R. Detection information from each provided switch is input.
On the other hand, drive signals for the fan drive motor 4b, the igniter 16, the safety valve 12, the main valve 13, and the fuel adjustment valve 15 are output from the control unit H.
[0046]
And the said control part H is comprised so that the operation | movement of the hot water supply part K may be controlled based on the operation command of the remote control operation part R and the detection information of each sensor. Specifically, combustion of the burner 3 is started as water flow to the heat exchanger 2 is started, and combustion of the burner 3 is stopped as water flow to the heat exchanger 2 is stopped. At the same time, when water flow to the heat exchanger 2 is detected, the rotation speed of the ventilation fan 4 is controlled so that the hot water temperature becomes the hot water target temperature.
That is, by using the control unit H, the rotational speed of the ventilation fan 4 is adjusted so that the supplied water is in the target heating state (specifically, the tapping temperature becomes the tapping target temperature). The control means 100 which performs the combustion control process to control is comprised.
[0047]
As described above, as the rotational speed of the ventilation fan 4 increases, the amount of fuel gas supplied to the burner 3 increases to increase the amount of combustion of the burner 3 (corresponding to the amount of heat generated). A combustion reference relationship storage means M1 for storing the relationship between the rotation speed of the ventilation fan 4 and the reference combustion amount of the burner 3 corresponding to the rotation speed as a combustion reference relationship is configured in H. Specifically, as shown in FIG. 4, this combustion reference relationship is based on a reference fan control line Lk indicating a linear relationship between the rotational speed (rpm) of the ventilation fan 4 and the combustion amount IP (KW) of the burner 3. Represented. Incidentally, the reference fan control is between a position (indicated by the line Lk1) shifted by 3% on the rotational speed side of the reference fan control line Lk and a position shifted by 3% (indicated by the line Lk2) on the minus side. It is set as an appropriate range for the line Lk.
[0048]
Further, in the combustion reference relationship, the set fluctuation range of the combustion amount IP of the burner 3 is set as a combustion amount range between the maximum combustion amount IPmax and the minimum combustion amount IPmin. That is, the combustion amount IP of the burner 3 that is varied in the combustion control process is limited within this set variation range so that proper combustion can be performed.
In the combustion reference relationship, the set speed range of the ventilation fan 4 is set as a rotational speed range between the maximum rotational speed Vmax and the minimum rotational speed Vmin. The set speed range of the ventilation fan 4 is a speed range wider than the speed range that changes along the reference fan control line Lk when the combustion amount IP of the burner 3 is changed within the set fluctuation range. It is set to be.
[0049]
The control process by the control unit H will be described in more detail. After the operation state has been set with the operation switch 18 being turned ON, the water flow rate detected by the water amount sensor 8 with the opening operation of the tap tap not shown in the figure. Exceeds the set amount of water, ventilation operation by the ventilation fan 4 is started, the safety valve 12 and the main valve 13 are opened, and the rotation speed of the ventilation fan 4 is adjusted so that the amount of ignition gas is reached, and the igniter The ignition operation of the burner 3 is performed by 16 and the ignition process for confirming the ignition of the burner 3 by the frame rod 17 is executed.
After that, as the combustion control process, based on the detection information of the incoming water temperature thermistor 9, the outgoing water temperature thermistor 10, the water amount sensor 8, and the information on the target temperature for hot water set by the temperature setting switch 20, While performing feedforward control which adjusts the rotational speed of the ventilation fan 4 so that it may become a gas amount required in order to make temperature into the target temperature for hot water, the deviation of the detected temperature of the hot water temperature thermistor 10 and the target temperature for hot water Accordingly, feedback control for finely adjusting the rotation speed of the ventilation fan 4 is executed.
[0050]
Specifically, the control means 100 determines the amount of combustion of the burner 3 necessary for heating water to the target temperature for hot water (target heating state) in the execution of the feedforward control. It is obtained from the state detection information (inlet water temperature), and the calculated combustion amount of the burner 3 and the combustion reference relationship (reference fan control line Lk shown in FIG. 4) stored in the combustion reference relationship storage means M1. Based on this, the target rotational speed of the ventilation fan 4 for making water the target temperature for hot water is obtained, and the rotational speed of the ventilation fan 4 is controlled to the obtained rotational speed.
[0051]
Then, when the burner 3 is in a combustion operation, when the operation switch 18 is turned OFF, or the water flow amount detected by the water amount sensor 8 with the operation of closing the hot water tap outside the figure is less than the set water amount, The safety valve 12 and the main valve 13 are closed, and after the ventilation fan 4 has been ventilated for a set time, it is stopped and combustion stop processing for stopping combustion of the burner 3 is executed.
[0052]
When the rotational speed of the ventilation fan 4 is controlled, the control unit H drives the fan drive motor 4b by so-called duty. That is, as shown in FIG. 5, a fan drive voltage signal is output to the fan drive motor 4b at each drive cycle T set to a predetermined cycle, and the time between the on-time tf and the drive cycle T of the drive signal is output. By changing the ratio (duty ratio), the duty ratio is increased when the rotational speed of the ventilation fan 4 is increased, and the duty ratio is decreased when the rotational speed of the ventilation fan 4 is decreased. Yes.
[0053]
As described above, when duty drive control is performed on the ventilation fan 4, the duty ratio is increased to increase the ventilation amount of the ventilation fan 4, and the duty ratio is decreased to decrease the ventilation amount of the ventilation fan 4. In this case, since the ventilation amount of the ventilation fan 4 corresponds to the work amount of the ventilation fan 4, the work amount of the ventilation fan 4 can be obtained from the duty ratio. Therefore, fan work amount detecting means 101 for detecting the actual work amount of the ventilation fan 4 is configured using the control unit H.
[0054]
Incidentally, the work amount (ventilation amount) of the ventilation fan 4 increases as the ventilation speed is increased by increasing the rotation speed of the ventilation fan 4, but in addition to the fan rotation speed, the air intake port 25 of the ventilation path 7, It also changes depending on the pressure loss in the opening of the fuel adjustment valve 15, the inside of the ventilation path 7, the discharge path of the combustion gas, and the like. However, in a state in which the combustion device in which these pressure loss values are set to predetermined values is normally installed (hereinafter referred to as a reference installation state), the fan work increases as the rotational speed of the ventilation fan 4 increases, The relationship between the increase in fan rotation speed and the increase in fan work is obtained as a fixed relationship.
Therefore, the fan reference relationship storage means M2 for storing the relationship between the rotation speed of the ventilation fan 4 and the reference work amount corresponding to the rotation speed as the fan reference relationship in the control unit H in the reference installation state. It is configured. Specifically, as shown in FIG. 6, this fan reference relationship is a reference fan work indicating a linear relationship between the rotational speed (rpm) of the ventilation fan 4 and the reference work amount wk (the duty ratio) of the ventilation fan 4. It is represented by a quantity line Fw. The position between the position shifted by 3% to the plus side (indicated by the line Fw1) and the position shifted by 3% to the minus side (indicated by the line Fw2) from the work amount of the reference fan work line Fw is the reference. It is set as an appropriate range for the fan work line Fw.
[0055]
Further, in the fan reference relationship, the setting variation range of the work amount of the ventilation fan 4 is set as a work amount range between the maximum work amount Wmax and the minimum work amount Wmin. That is, the variation range of the work amount of the ventilation fan 4 in the combustion control process is limited to the set variation range so that the ventilation fan 4 operates properly.
In the fan reference relationship, the set speed range of the ventilation fan 4 is set as a rotational speed range between the maximum rotational speed Vmax and the minimum rotational speed Vmin. The set speed range of the ventilation fan 4 is a speed range wider than the speed range changing along the reference fan work line Fw when the work amount of the ventilation fan 4 is changed within the set fluctuation range. It is set to become.
[0056]
In addition, a combustion amount calculation means 102 for determining the actual combustion amount of the burner 3 based on the amount of heat received from the combustion gas of the supplied water is configured using the control unit H. Specifically, as shown in the following equation, the incoming water temperature Kw (° C.) detected by the incoming water temperature thermistor 9, the outgoing hot water temperature Ky (° C.) detected by the outgoing hot water temperature thermistor 10, and the water amount sensor 8. The amount of heat received OP (KW) obtained by heat exchange between the water and the combustion gas is obtained from each information of the water flow amount Kt (liter / sec) detected at, and this heat reception amount OP (KW) is obtained as the combustion gas. The actual combustion amount IP (KW) of the burner 3 is calculated by dividing by the value of the thermal efficiency η (%) when heating the supplied water. Note that the value of the thermal efficiency η (%) is a predetermined known value in the initial stage of installation. Moreover, a is a conversion coefficient (about 4.2 J / cal) when the calorie unit (cal) is converted to joule (J).
[0057]
[Expression 1]
OP = a × (Ky−Kw) × Kt
IP = OP × 100 / η
[0058]
In the combustion control process, the control means 100
This is a reference combustion amount at the rotational speed obtained based on the rotational speed of the ventilation fan 4 detected by the rotational speed sensor 4a and the combustion reference relation stored in the combustion reference relation storage means M1. With respect to the determined combustion amount, the actual combustion amount IP calculated by the combustion amount calculation means 102 is out of an appropriate range, and the rotational speed of the ventilation fan 4 detected by the rotational speed sensor 4a and the fan reference The fan work amount detecting means 101 detects the determined work amount wk, which is the reference work amount at the rotational speed, obtained based on the fan reference relationship stored in the relationship storage means M2. When the actual work amount is out of the appropriate range, it is determined that the ventilation state by the ventilation fan 4 is abnormal ventilation.
The thermal efficiency is abnormal when the actual combustion amount IP is out of the appropriate range with respect to the determined combustion amount and the actual work amount is within the appropriate range with respect to the determined work amount wk. It is configured to execute a discrimination process for discriminating that the thermal efficiency is abnormal.
[0059]
Incidentally, in FIG. 4, the determination combustion amount when the rotational speed of the ventilation fan 4 is, for example, 4500 rpm is indicated by IPs, and an appropriate range for the determination combustion amount IPs is along the left-right direction across the determination combustion amount IPs. It is shown as a combustion amount range between the line Lk1 and the line Lk2. Further, in FIG. 6, the determined work amount when the rotation speed of the ventilation fan 4 is, for example, 4500 rpm is indicated by wks, and an appropriate range for the determined work amount wks is along the vertical direction across the determined work amount wks. It is shown as a work amount range between the line Fw1 and the line Fw2.
[0060]
In the determination process, the control means 100 causes the actual combustion amount IP to deviate from an appropriate range with respect to the determined combustion amount IPs as the ventilation abnormality (in FIG. 4, the actual combustion amount is indicated by IP1). In addition, a first abnormal state in which the actual work amount deviates from an appropriate range with respect to the determined work amount wks (the actual work amount is indicated by wk1 in FIG. 6), and the determined combustion amount IPs. On the other hand, the actual combustion amount IP deviates from the appropriate range to the increase side (in FIG. 4, the actual combustion amount is indicated by IP2), and the actual work amount decreases from the appropriate range to the determination work amount wks. A second abnormal state in which the actual work amount is deviated (in FIG. 6, the actual work amount is indicated by wk1), and the actual combustion amount IP deviates from an appropriate range with respect to the determined combustion amount IPs (in FIG. IP to quantity A third abnormal state in which the actual work amount deviates from an appropriate range with respect to the determined work amount wks (in FIG. 6, the actual work amount is indicated by wk2), and the determined combustion The actual combustion amount IP deviates from the proper range with respect to the amount IPs (the actual combustion amount is indicated by IP1 in FIG. 4), and the actual work amount falls within the proper range with respect to the determined work amount wks. It is configured to distinguish and discriminate from the fourth abnormal state that deviates to the increase side (in FIG. 6, the actual work amount is indicated by wk2).
[0061]
That is, in the first abnormal state, the fuel supplied from the fuel supply passage 11 to the ventilation passage 7 is mixed with the combustion air sucked from the suction port 25, and then reaches the burner 3 through the ventilation fan 4 to reach the combustion gas. As shown in the figure, the exhaust blockage abnormality occurs in which the blockage occurs in any part of the exhaust path that is ventilated so that the amount of fuel supplied to the burner 3 decreases and the actual combustion amount IP decreases. In the abnormal state, a blockage occurs in any part of the air supply path of the combustion air with respect to the ventilation path 7, so that the supply amount of the combustion air is reduced and the fuel to the burner 3 is reduced according to the decrease in the air quantity. It is determined that there is a supply air blockage abnormality in which the supply amount has increased and the actual combustion amount IP has increased.
Further, the third abnormal state is an exhaust opening abnormality in which the pressure loss in any part of the exhaust path is reduced, so that the fuel supply amount to the burner 3 is increased and the actual combustion amount IP is increased. In the fourth abnormal state, the pressure loss in any part of the air supply path is reduced, so that the supply amount of combustion air increases and the fuel supply amount to the burner 3 in accordance with the increase in the air amount. Is reduced, and it is determined that the air supply opening abnormality has occurred and the actual combustion amount IP has decreased.
[0062]
And when the said control means 100 discriminate | determines the said 1st abnormal state by the said discrimination | determination process in the said combustion control process, in the combustion reference relationship memorize | stored in the said combustion reference relationship memory | storage means M1, it is the same. In the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the rotation speed to the small side and the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means M2, the reference work amount corresponding to the same rotation speed is set to the small side. It is configured to perform correction for movement.
Specifically, the correction of the combustion reference relationship and the fan reference relationship will be described. As shown in FIG. 4, since the actual combustion amount IP has decreased to IP1 when the first abnormal state is determined, the combustion reference The reference fan control line Lk stored in the relationship storage means M1 is corrected so as to be moved to the position of the correction fan control line Lm1 on the combustion amount small side passing through the position of the decreased combustion amount IP1. Corresponding to the correction of the fan control line, the rotational speed for ignition of the ventilation fan 4 when the ignition process described later is performed is also corrected to be high.
Further, as shown in FIG. 6, since the actual work amount is reduced to wk1 when the first abnormal state is determined, the reference fan work line Fw stored in the fan reference relationship storage means M2 is used. Is moved to the position of the fan work amount line Fm1 on the smaller work amount side passing through the position of the reduced work amount wk1.
[0063]
Similarly, when the control unit 100 determines the third abnormal state, in the combustion reference relationship stored in the combustion reference relationship storage unit M1, the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed is set. In the correction for moving to the large side and the correction for moving the reference work corresponding to the same rotational speed to the large side in the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means M2. ing.
More specifically, as shown in FIG. 4, the reference fan control line Lk stored in the combustion reference relationship storage means M1 is passed through the position of the increased combustion amount IP2, and the correction fan on the combustion amount side passing through the position of the increased combustion amount IP2. It correct | amends so that it may move to the position of control line Lm2. Corresponding to the correction of the fan control line, the rotational speed for ignition of the ventilation fan 4 when the ignition process described later is performed is also corrected to be low. Further, as shown in FIG. 6, the fan work line Fm2 on the large work side passing through the position of the increased work wk2 is replaced with the reference fan work line Fw stored in the fan reference relation storage means M2. Correct to move to the position of.
[0064]
Further, as a result of correcting the combustion reference relationship, the control means 100 corresponds to the maximum value (maximum combustion amount IPmax) in the set fluctuation range of the combustion amount of the burner 3 in the corrected combustion reference relationship. When the rotational speed of the ventilation fan 4 is out of the set speed range, or as a result of correcting the fan reference relationship, the work amount of the ventilation fan 4 in the set fluctuation range is the maximum in the corrected fan reference relationship. When the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the value (maximum work amount Wmax) is out of the set speed range, it is determined that the ventilation abnormality is excessive (hereinafter, this state is referred to as an exhaust pressure loss large abnormality). Then, it is configured to execute the safety process.
As the safety process, the combustion operation of the burner 3 is stopped, the lamps 22 and 23 provided in the remote control operation portion R are blinked, and the abnormality occurrence character is displayed on the display portion 21 to indicate the abnormality. Announce the occurrence.
[0065]
The determination of the exhaust pressure loss large-side abnormality will be specifically described. As shown in FIG. 4, in the fan control line Lm1, which is the corrected combustion reference relationship, corresponds to the maximum combustion amount IPmax in the set fluctuation range of the burner 3. Since the rotational speed of the ventilation fan 4 to be exceeded exceeds the maximum speed Vmax in the set speed range (indicated by α in the figure), it is determined that the exhaust pressure loss side is abnormal.
Further, as shown in FIG. 6, in the fan work amount line Fm1, which is the corrected fan reference relationship, the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the maximum work amount Wmax in the set fluctuation range of the ventilation fan 4 is the set speed. Since the maximum speed Vmax of the range is exceeded (indicated by β in the figure), it is determined that the exhaust pressure loss side is abnormal.
[0066]
As a result of correcting the combustion reference relationship, the control means 100 corresponds to the minimum value (minimum combustion amount IPmin) in the set fluctuation range of the combustion amount of the burner 3 in the corrected combustion reference relationship. When the rotational speed of the ventilation fan 4 is out of the set speed range, or as a result of correcting the fan reference relationship, the work amount of the ventilation fan 4 in the set fluctuation range is the minimum in the corrected fan reference relationship. Even when the rotation speed of the ventilation fan 4 corresponding to the value (minimum work amount Wmin) is out of the set speed range, it is determined that the ventilation abnormality is excessive (hereinafter, this state is referred to as an exhaust pressure loss small-side abnormality). The safety process is executed.
[0067]
On the other hand, when the control means 100 determines the second abnormal state by the determination process in the combustion control process, the fuel adjustment valve 15 is adjusted to the supply amount decreasing side, and the combustion reference relation storage is performed. In the combustion reference relationship stored in the means M1, the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side and the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means M2 are the same. The reference work amount corresponding to the rotation speed is corrected to move to the small side.
[0068]
The adjustment of the fuel supply amount and the correction of the combustion reference relationship and the fan reference relationship will be described in detail. As shown in FIG. 4, in the second abnormal state, the supply amount of combustion air decreases. Since the actual combustion amount IP increases to IP2 and the mixing ratio deviates from the appropriate range to the air supply shortage side, the increased combustion amount IP2 is decreased and adjusted so that the mixing ratio falls within the appropriate range. At the same time, the reference fan control line Lk stored in the combustion reference relation storage means M1 is moved to the position of the correction fan control line Lm3 passing through the position of the reduced combustion amount (for example, IP3). to correct.
Further, as shown in FIG. 6, when the second abnormal state is determined, the actual work amount is reduced to wk1, so that the reference fan work line stored in the fan reference relationship storage means M2 Fw is corrected so as to be moved to the position of the corrected fan work line Fm1 passing through the position of the reduced work wk1.
[0069]
When the control means 100 determines the fourth abnormal state, the fuel adjustment valve 15 is adjusted to the supply amount increasing side, and the combustion reference relation stored in the combustion reference relation storage means M1. In the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the larger side, and the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means M2, the reference work amount corresponding to the same rotational speed is The correction is made to move to the large side.
Specifically, as shown in FIG. 4, the decreased combustion amount IP1 is increased so as to adjust the mixing ratio to be within an appropriate range, and the combustion reference relation storage means M1 stores the above. The reference fan control line Lk is corrected so as to be moved to the position of the correction fan control line Lm4 that passes through the position of the increased combustion amount (for example, IP4).
Further, as shown in FIG. 6, the reference fan work line Fw stored in the fan reference relationship storage means M2 is moved to the position of the corrected fan work line Fm2 passing through the position of the increased work wk2. Make corrections.
[0070]
Then, as a result of the adjustment of the fuel adjustment valve 15, the control means 100 determines that the abnormal ventilation is excessive if the adjustment is outside the set adjustment range of the fuel adjustment valve 15, It is configured to perform safety processing. In this case, the set adjustment range of the fuel adjustment valve 15 is set to an adjustment range between the maximum valve opening position of the opening / closing mechanism 15b and the minimum valve opening position of the opening / closing mechanism 15b. As the safety process, the same process as that performed when the first abnormal state is determined is executed.
[0071]
Further, as a result of correcting the combustion reference relationship based on the determination of the second abnormal state, the control means 100 determines the maximum combustion amount of the burner 3 in the set fluctuation range in the corrected combustion reference relationship. When the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the value (maximum combustion amount IPmax) is out of the set speed range, or as a result of correcting the fan reference relationship based on the determination of the second abnormal state, the correction When the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the maximum value (maximum work amount Wmax) in the set fluctuation range of the work amount of the ventilation fan 4 in the subsequent fan reference relationship is out of the set speed range, the ventilation abnormality occurs. Is determined to be excessive (hereinafter, this state is referred to as a supply pressure loss large-side abnormality), and safety processing is executed. The determination of the abnormality in the supply pressure loss large side and the safety process are performed in the same manner as in the case of the first abnormality state described above.
[0072]
The control means 100 corrects the combustion reference relationship based on the determination of the second abnormal state. As a result, in the corrected combustion reference relationship, the combustion amount of the burner 3 is the minimum in the set fluctuation range. When the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the value (minimum combustion amount IPmin) is out of the set speed range, or as a result of correcting the fan reference relationship, the ventilation fan 4 in the corrected fan reference relationship. Even when the rotational speed of the ventilation fan 4 corresponding to the minimum value (minimum work amount Wmin) in the set fluctuation range of the work amount is out of the set speed range, the ventilation abnormality is excessive (hereinafter, this state is referred to as " And the safety process is executed.
[0073]
Next, the determination of the thermal efficiency abnormality will be described. In the determination process, the control means 100 causes the actual combustion amount IP to deviate from an appropriate range to the decrease side as the thermal efficiency abnormality with respect to the determination combustion amount IPs. And the thermal efficiency small side abnormality in which the actual work amount is within an appropriate range with respect to the determined work amount wks, the actual combustion amount IP deviates from the appropriate range to the increase side with respect to the determined combustion amount IPs, and When the thermal efficiency large-side abnormality in which the actual work amount is within an appropriate range with respect to the determination work amount wks is distinguished, and in the combustion control process, the low-efficiency side and large-side abnormality are determined by the determination process. Is configured to perform safety processing. In addition, about a safety process, the process similar to the case of the above-mentioned ventilation abnormality is performed.
[0074]
That is, the value of the thermal efficiency η is a predetermined known value in the initial stage of installation, and the initial value is within the set range. However, when the thermal efficiency η deviates from the setting range to the large side or the small side as described above, the abnormality may occur in the heat exchanger 2 or the like, as described above, with the use of the water heater. Therefore, it is determined that the thermal efficiency is abnormal, and safety processing such as stopping the combustion operation of the burner 3 is executed.
[0075]
Next, the control operation of the control unit H will be described based on the flowcharts of FIGS.
In the main flow, when the power is turned on by turning on the operation switch 18 of the remote control operation part R, the water flow detected by the water sensor 8 with the opening operation of the hot water tap outside the figure exceeds the set water flow, As the water is notified, the burner 3 is ignited. If it is not confirmed after the ignition process that the ignition has been performed, it is determined that the ignition is abnormal, the burner 3 is extinguished, the flashing operation of the lamps 22 and 23, and the occurrence of abnormality in the display unit 21 Display and wait until reset operation is performed. When the reset operation is performed, the flow returns to the water flow detection step by the water amount sensor 8. The reset operation is performed by pressing a reset switch (not shown) provided in the control unit H, for example.
[0076]
When ignition is confirmed after the ignition process, the combustion for controlling the rotational speed of the ventilation fan 4 to adjust the combustion amount of the burner 3 so that the supplied water reaches the target hot water temperature. Hot water temperature control is performed by executing a control process, and a determination process for calculating the thermal efficiency η, the exhaust path pressure loss PO in the exhaust path, and the supply path pressure loss PI in the air supply path is performed.
[0077]
Specifically, for the thermal efficiency η, if the thermal efficiency large side abnormality is determined, it is determined that the thermal efficiency η is larger than the maximum value ηH of the setting range, and if the thermal efficiency small side abnormality is determined, It is determined that the thermal efficiency η is smaller than the minimum value ηL of the setting range.
Further, regarding the exhaust passage pressure loss PO, if the exhaust pressure loss large side abnormality is determined, it is determined that the exhaust passage pressure loss PO is larger than the maximum value POH of the set range, and the exhaust pressure loss small side abnormality is determined. Then, it is determined that the exhaust passage pressure loss PO is smaller than the minimum value POL of the setting range.
As for the air supply path pressure loss PI, if it is determined that the supply air pressure loss large-side abnormality is present, it is determined that the supply air path pressure loss PI is larger than the maximum value PIH of the setting range, and the supply air pressure loss small-side abnormality is determined. If so, it is determined that the air supply path pressure loss PI is smaller than the minimum value PIL of the setting range.
[0078]
Then, based on the result of the determination process, first, the abnormality determination process of the thermal efficiency η is performed. When the thermal efficiency abnormality is determined, the fire extinguishing operation of the burner 1, the blinking operation of the lamps 22 and 23, and the display unit After performing an alarm operation based on the character display of the occurrence of abnormality in 21, the control is terminated (hereinafter, the flow from the fire extinguishing operation of the burner 1 to the end of the control is referred to as a flow for executing safety processing). When the thermal efficiency is not abnormal, an adjustment / correction process (1) for a change in the exhaust passage pressure loss PO and an adjustment / correction process (2) for a change in the supply passage pressure loss PI are executed. The adjustment / correction process (1) includes an abnormality determination process for the exhaust passage pressure loss PO, and the adjustment / correction process (2) includes an abnormality determination process for the supply passage pressure loss PI. It is.
[0079]
Hereinafter, each processing from the hot water temperature control is performed when the operation switch 18 is turned OFF or the water flow amount detected by the water amount sensor 8 in accordance with the unshown hot water tap closing operation becomes less than the set water amount. Run until no water is detected.
Then, when the operation switch 18 is turned OFF or the water flow amount detected by the water amount sensor 8 is less than the set water amount due to the closing operation of the hot water tap (not shown), the fire extinguishing process is executed. To do.
[0080]
In the adjustment / correction process (1) (see FIG. 9), it is determined whether or not the exhaust path pressure loss PO obtained by the calculation is within a set value, and the exhaust path pressure loss PO is set to a larger side than the set value. If it is not, correct the combustion reference relationship to the small combustion amount side, correct the fan reference relationship to the small work amount side, and if the exhaust passage pressure loss PO is outside the set value, The combustion reference relationship is corrected to the large combustion amount side, and the fan reference relationship is corrected to the large work amount side. In either of the corrected combustion reference relationship and fan reference relationship, if the rotational speed range of the ventilation fan 4 is out of the set speed range, it is determined that the pressure loss in the exhaust path is abnormal. Then, the process proceeds to a flow for executing the safety process. On the other hand, when the exhaust passage pressure loss PO is within the set value and when the rotational speed range of the ventilation fan 4 is not out of the set speed range in both the corrected combustion reference relationship and the fan reference relationship. Returns to the main flow.
[0081]
In the adjustment / correction process (2) (see FIG. 10), it is determined whether or not the air supply path pressure loss PI obtained by the calculation is within a set value, and the air supply path pressure loss PI is larger than the set value. If the valve opening of the fuel adjustment valve 15 is not the minimum valve opening, the fuel adjustment valve 15 is operated to the closed side, and the combustion reference relationship is corrected to the small combustion amount side. When the pressure loss PI is smaller than the set value, the fuel adjustment valve 15 is operated to open when the valve opening is not the maximum valve opening, and the combustion reference relationship is corrected to the larger combustion amount. To do. When the valve opening of the fuel adjustment valve 15 is to be closed, when the valve opening of the fuel adjustment valve 15 has already reached the minimum valve opening, and when the fuel adjustment valve 15 is opened. When the valve opening degree of the fuel adjustment valve 15 has already reached the maximum valve opening degree when it is going to be operated to the open side, it is determined that the pressure loss in the air supply path is abnormal. Move to the flow that executes. When the air supply path pressure loss PI is within the set value, the process returns to the main flow.
[0082]
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the fuel supply amount adjusting means (fuel adjustment valve 15) is configured to adjust the fuel supply amount supplied to the ventilation path 7. In the second embodiment, the fuel supply amount is adjusted. Instead of the adjusting means, an air amount adjusting means for adjusting the supply amount of the combustion air sucked into the ventilation path 7 is provided, and the processing content of the adjustment / correction process (2) by the control means 100 is changed. However, other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
That is, as shown in FIG. 11, the movable damper 24 as the air amount adjusting means for adjusting the supply amount of the combustion air sucked into the ventilation path 7 opens and closes the air inlet 25 to the ventilation path 7. It is provided in a state in which the opening degree can be adjusted. That is, when the damper opening is increased, the amount of combustion air supplied is increased, and when the damper opening is decreased, the air supply is decreased.
[0083]
And when the said control means 100 discriminate | determines the said 2nd abnormal state by the said discrimination | determination process in the said combustion control process, the said movable damper 24 is adjusted to the air quantity increase side (side which makes a damper opening large). Is configured to do.
The adjustment of the air supply amount will be described in detail. As described above, in the second abnormal state, the supply amount of combustion air decreases, the actual combustion amount IP increases, and the mixing ratio is appropriate. Since the air supply amount is deviated from the range, the air supply amount is adjusted so as to increase until the mixing ratio falls within the appropriate range so as to compensate for the insufficient air amount.
[0084]
Further, if the control means 100 adjusts the movable damper 24 and the adjustment is outside the set adjustment range of the movable damper 24, it is determined that the ventilation abnormality is excessive, and the safety process is performed. Is configured to run. In this case, the set adjustment range of the movable damper 24 is set to an adjustment range between the maximum opening position and the minimum opening position.
[0085]
FIG. 12 shows a flowchart of the adjustment / correction process (2) in the second embodiment. This flowchart corresponds to FIG. 10 in the first embodiment, and the difference from FIG. The point is that the opening degree of the movable damper 24 is adjusted instead of the adjustment valve 15, and the correction process of the reference fan control line Lk is not performed.
Specifically, it is determined whether or not the air supply path pressure loss PI obtained by the above calculation is within a set value. If the air supply path pressure loss PI is out of the set value, the movable damper When the opening degree of 24 is not the maximum opening degree, the damper opening degree is operated to the open side. On the other hand, when the air supply path pressure loss PI is outside the set value, the opening degree of the movable damper 24 is minimum. Under non-opening conditions, the damper opening is operated to the closed side. When the opening degree of the movable damper 24 is to be opened to the open side, the opening degree of the movable damper 24 has already reached the maximum opening degree, and the opening degree of the movable damper 24 is to be closed. In the case where the opening degree of the movable damper 24 has already reached the minimum opening degree, it is determined that the pressure loss in the air supply path is abnormal, and the process proceeds to the flow for executing the safety process. When the air supply path pressure loss PI is within the set value, the process returns to the main flow.
[0086]
[Third Embodiment]
The third embodiment is another embodiment of the mixing location of combustion air and fuel gas in the first and second embodiments, and the other configurations and operations are the same as those of the first and second embodiments. Since it is the same, the detailed description is abbreviate | omitted.
That is, in the first and second embodiments, the fuel supply path 11 is connected to the ventilation path 7 in the upstream portion of the ventilation path 7 in the ventilation direction with respect to the installation location of the ventilation fan 4 (this In this third embodiment, as shown in FIG. 13, the fuel supply passage 11 is located on the downstream side of the ventilation passage 7 in the ventilation direction with respect to the installation location of the ventilation fan 4. 7 (this is called a premixed type).
Although FIG. 13 shows the case where the fuel supply amount adjusting means (fuel adjustment valve 15) is provided corresponding to the first embodiment, the fuel supply amount adjustment corresponding to the second embodiment is shown. In the case where an air amount adjusting means (movable damper 24) is provided instead of the means (fuel adjusting valve 15), the illustration is omitted.
[0087]
[Another embodiment]
In the first to third embodiments, either one of the fuel supply amount adjustment means (fuel adjustment valve 15) and the air amount adjustment means (movable damper 24) is provided. However, both adjustment means are provided. The control unit 100 may be configured to adjust both the fuel supply amount and the combustion air when determining the second abnormal state.
[0088]
In the first to third embodiments, the zero governor is provided as the pressure adjusting means, but the present invention is not limited to the zero governor, and a general gas governor such as a proportional valve with a governor may be used.
[0089]
In the first and third embodiments, the two electromagnetically operated shut-off valves, the safety valve 12 and the main valve 13, are provided. However, instead of this, the fuel adjustment valve 15 is provided with a closing mechanism and also serves as the main valve. By doing so, the main valve may be omitted.
[0090]
In the first to third embodiments, the case where the combustion control device for the all-primary combustion burner according to the present invention is applied to a hot water supply device is illustrated, but it is applied to various other devices such as a heating air conditioner. For example, when applied to a heating air conditioner, the object to be heated becomes air.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hot water supply apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a zero governor.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a fuel adjustment valve
FIG. 4 is a graph showing a combustion reference relationship between the rotational speed of the ventilation fan and the burner combustion amount.
FIG. 5 is a waveform diagram of a driving signal of a ventilation fan
FIG. 6 is a graph showing a fan reference relationship between the rotation speed of a ventilation fan and the work amount.
FIG. 7 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 9 is a flowchart of adjustment / correction processing for abnormal ventilation.
FIG. 10 is a flowchart of adjustment / correction processing for abnormal ventilation.
FIG. 11 is an overall configuration diagram of a hot water supply apparatus according to a second embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of adjustment / correction processing for abnormal ventilation in the second embodiment;
FIG. 13 is an overall configuration diagram of a hot water supply apparatus according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
3 Burner
4 Ventilation fans
4a Fan rotation speed detection means
7 Ventilation path
11 Fuel supply path
14 Pressure adjusting means (zero governor)
15 Fuel supply amount adjusting means
24 Air amount adjusting means
100 Control means
101 Fan work detection means
102 Combustion amount calculation means
M1 combustion standard relation storage means
M2 fan reference relationship storage means

Claims

燃焼用空気を通風路を通して全一次予混合型のバーナに通風すると共に、その通風に伴って供給される燃料を前記燃焼用空気と混合して前記バーナに供給し、且つ、前記バーナの燃焼ガスを加熱対象物を加熱させるように流動させる通風ファンと、
前記通風ファンの通風作動により吸引力が作用するように前記通風路に接続されて、燃料を供給する燃料供給路と、
前記燃料供給路から前記通風路に供給される燃料の供給圧力を設定圧力に自動調整する圧力調整手段と、
前記加熱対象物が目標加熱状態となるように、前記通風ファンの回転速度を制御する燃焼制御処理を実行する制御手段とが設けられている全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置であって、
前記通風ファンの回転速度とその回転速度に対応する前記バーナの基準燃焼量との関係を、燃焼基準関係として記憶する燃焼基準関係記憶手段と、
基準設置状態についての、前記通風ファンの回転速度とその回転速度に対応する基準仕事量との関係を、ファン基準関係として記憶するファン基準関係記憶手段と、
前記通風ファンの回転速度を検出するファン回転速度検出手段と、
前記通風ファンの実仕事量を検出するファン仕事量検出手段と、
前記加熱対象物の燃焼ガスからの受熱量に基づいて前記バーナの実燃焼量を求める燃焼量算出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、
前記回転速度検出手段にて検出される回転速度と前記燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準燃焼量である判定燃焼量に対して、前記燃焼量算出手段にて算出される実燃焼量が適正範囲を外れ、且つ、前記回転速度検出手段にて検出される回転速度と前記ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係とに基づいて求められる、その回転速度での基準仕事量である判定仕事量に対して、前記ファン仕事量検出手段にて検出される実仕事量が適正範囲を外れている場合には、前記通風ファンによる通風状態が異常である通風異常であると判別し、
前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である場合には、前記燃焼ガスにて前記加熱対象物を加熱するときの熱効率が異常である熱効率異常であると判別する判別処理を実行するように構成されている全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。Combustion air is passed through the primary primary mixing burner through the ventilation path, and fuel supplied along with the ventilation is mixed with the combustion air and supplied to the burner, and combustion gas of the burner A ventilation fan that flows to heat the object to be heated,
A fuel supply path that is connected to the ventilation path so that a suction force acts by the ventilation operation of the ventilation fan and supplies fuel;
Pressure adjusting means for automatically adjusting the supply pressure of the fuel supplied from the fuel supply path to the ventilation path to a set pressure;
A combustion control device for an all-primary combustion burner provided with a control means for executing a combustion control process for controlling the rotational speed of the ventilation fan so that the heating object is in a target heating state,
Combustion reference relationship storage means for storing a relationship between a rotational speed of the ventilation fan and a reference combustion amount of the burner corresponding to the rotational speed as a combustion reference relationship;
Fan reference relationship storage means for storing the relationship between the rotational speed of the ventilation fan and the reference work amount corresponding to the rotational speed for the reference installation state as a fan reference relationship;
Fan rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the ventilation fan;
Fan work amount detecting means for detecting the actual work amount of the ventilation fan;
A combustion amount calculating means for obtaining an actual combustion amount of the burner based on the amount of heat received from the combustion gas of the heating object;
In the combustion control process, the control means
With respect to a determination combustion amount that is a reference combustion amount at the rotation speed obtained based on the rotation speed detected by the rotation speed detection means and the combustion reference relationship stored in the combustion reference relationship storage means Thus, the actual combustion amount calculated by the combustion amount calculating means is out of an appropriate range, and the fan reference stored in the fan reference relation storage means and the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. When the actual work amount detected by the fan work amount detecting means is out of the appropriate range with respect to the determined work amount that is the reference work amount at the rotation speed obtained based on the relationship, It is determined that the ventilation state by the ventilation fan is abnormal ventilation,
When the actual combustion amount is outside the appropriate range with respect to the determined combustion amount and the actual work amount is within the appropriate range with respect to the determined work amount, the heating object is moved with the combustion gas. A combustion control apparatus for an all-primary combustion burner configured to execute a discrimination process for discriminating that the thermal efficiency is abnormal when heating is abnormal.

前記燃料供給路が、前記通風路における前記通風ファンの設置箇所よりも上流側部分に接続され、
前記制御手段が、前記判別処理において、前記通風異常として、
前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を減少側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れている第１異常状態と、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を増加側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲を減少側に外れている第２異常状態とを区別して判別するように構成されている請求項１記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。The fuel supply path is connected to a portion upstream of the ventilation fan in the ventilation path,
In the discrimination process, the control means, as the ventilation abnormality,
A first abnormal state in which the actual combustion amount deviates from an appropriate range to the decrease side with respect to the determination combustion amount, and the actual work amount deviates from an appropriate range to the decrease side with respect to the determination work amount; Distinguishing from the second abnormal state in which the actual combustion amount deviates from the appropriate range to the increase side with respect to the determined combustion amount, and the actual work amount deviates from the appropriate range to the decrease side with respect to the determined work amount The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 1, wherein the combustion control apparatus is configured to discriminate.

前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、
前記判別処理によって前記第１異常状態を判別した場合には、前記燃焼基準関係記憶手段にて記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段にて記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている請求項２記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。In the combustion control process, the control means
When the first abnormal state is determined by the determination process, in the combustion reference relationship stored in the combustion reference relationship storage means, a correction for moving the reference combustion amount corresponding to the same rotational speed to the smaller side 3. The fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means is configured to perform correction for moving a reference work amount corresponding to the same rotational speed to a smaller side. Combustion control device for all primary combustion burners.

前記制御手段が、前記燃焼基準関係の補正を行った結果、その補正後の燃焼基準関係において前記バーナの燃焼量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が設定速度範囲を外れる場合、又は、前記ファン基準関係の補正を行った結果、その補正後のファン基準関係において前記通風ファンの仕事量の設定変動範囲における最大値に対応する回転速度が設定速度範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている請求項３記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。As a result of the control means correcting the combustion reference relationship, when the rotational speed corresponding to the maximum value in the set fluctuation range of the burner combustion amount in the corrected combustion reference relationship is out of the set speed range, or As a result of correcting the fan reference relationship, if the rotation speed corresponding to the maximum value in the work variation setting range of the ventilation fan in the fan reference relationship after the correction is out of the set speed range, the ventilation The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 3, wherein the combustion control apparatus is configured to execute safety processing by determining that the abnormality is excessive.

前記通風路に吸入される前記燃焼用空気の供給量を調整する空気量調整手段が設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、
前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記空気量調整手段を空気量増加側に調整するように構成されている請求項２記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。An air amount adjusting means for adjusting a supply amount of the combustion air sucked into the ventilation path is provided;
In the combustion control process, the control means
The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 2, wherein when the second abnormal state is determined by the determination process, the air amount adjusting means is adjusted to the air amount increasing side.

前記制御手段が、前記空気量調整手段の調整を行った結果、その調整が設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている請求項５記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。When the control means adjusts the air amount adjusting means, if the adjustment is outside the set adjustment range, it is determined that the ventilation abnormality is excessive and safety processing is executed. The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 5.

前記燃料供給路から前記通風路への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段が設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼制御処理において、
前記判別処理によって前記第２異常状態を判別した場合には、前記燃料供給量調整手段を供給量減少側に調整するとともに、前記燃焼基準関係記憶手段に記憶されている燃焼基準関係において、同一の回転速度に対応する基準燃焼量を小側に移動させる補正、及び、前記ファン基準関係記憶手段に記憶されているファン基準関係において、同一の回転速度に対応する基準仕事量を小側に移動させる補正を行うように構成されている請求項２記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。A fuel supply amount adjusting means for adjusting a fuel supply amount from the fuel supply passage to the ventilation passage is provided;
In the combustion control process, the control means
When the second abnormal state is determined by the determination process, the fuel supply amount adjusting means is adjusted to the supply amount decreasing side, and the combustion reference relationship stored in the combustion reference relationship storage means is the same. In the correction for moving the reference combustion amount corresponding to the rotation speed to the small side and the fan reference relationship stored in the fan reference relationship storage means, the reference work amount corresponding to the same rotation speed is moved to the small side. The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 2, wherein the combustion control apparatus is configured to perform correction.

前記制御手段が、前記燃料供給量調整手段の調整を行った結果、その調整が設定調整範囲を外れる場合には、前記通風異常が過大であると判断して、安全処理を実行するように構成されている請求項７記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。When the control means adjusts the fuel supply amount adjusting means, if the adjustment is outside the set adjustment range, it is determined that the ventilation abnormality is excessive and safety processing is executed. The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 7, wherein

前記制御手段が、前記判別処理において、
前記熱効率異常として、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を減少側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率小側異常と、前記判定燃焼量に対して前記実燃焼量が適正範囲を増加側に外れ、且つ、前記判定仕事量に対して前記実仕事量が適正範囲内である熱効率大側異常とを判別し、
前記燃焼制御処理において、前記判別処理によって前記熱効率小側及び大側異常を判別した場合には、安全処理を実行するように構成されている請求項１記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。In the discrimination process, the control means
As the thermal efficiency abnormality, the actual combustion amount deviates from the appropriate range with respect to the determined combustion amount, and the actual efficiency is within the appropriate range with respect to the determined work amount, The actual combustion amount deviates from an appropriate range to the increase side with respect to the determined combustion amount, and the thermal efficiency large side abnormality that the actual work amount is within the appropriate range with respect to the determined work amount is determined,
The combustion control apparatus for an all-primary combustion burner according to claim 1, wherein in the combustion control process, a safety process is executed when the thermal efficiency small side and large side abnormality is determined by the determination process. .

前記圧力調整手段が、前記燃料供給路に設置されて、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大気圧に調整するゼロガバナにて構成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の全一次式燃焼バーナの燃焼制御装置。The said pressure adjustment means is comprised in the said fuel supply path, and is comprised with the zero governor which adjusts the fuel supply pressure of the downstream from the installation location to atmospheric pressure. Combustion control device for all primary combustion burners described.