燃焼装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バーナに燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路を通じて室外に排出する通風手段と、前記バーナの不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、前記バーナに対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段と、その燃料供給量調節手段を制御して前記バーナへの燃料供給量を調節する制御手段とが備えられ、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると前記バーナへの燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記燃焼装置は、例えば、通風手段による排気路が塵埃等により詰まり、バーナに対する通風量が減少したような場合、燃料供給量に対して燃焼用空気が不足してバーナの燃焼が不完全燃焼状態となるが、このような不完全燃焼が検出されるとバーナへの燃料供給を停止させて、不完全燃焼状態が長く続くのを未然に防止するようにしたものであるが、不完全燃焼が検出された場合に、すぐにバーナの燃焼を停止させると燃焼装置が使用不可能になるので、このような欠点を解消するものとして、例えば特開昭６２−２５２８２１号公報に開示されるように、前記不完全燃焼が検出されると、通風手段としてのファンによる通風量を変更制御させて、装置の継続使用を可能にするようにしたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成によるときは、通風量の変更制御によって不完全燃焼状態を回避する構成であるから、次のような不具合があった。つまり、正常燃焼状態における通風手段による通風量が、例えば、通風量変更調節範囲の最大値に近い通風量であるとき、不完全燃焼が検出された場合には、通風手段の増大変更調節が不可能となり、結果的にバーナの燃焼を停止させねばならない欠点がある。しかも、通風手段による通風量を増大変更させる構成であるから、大きな風量が通風されることにより風切り音等の騒音が大きくなる弊害がある。又、燃焼装置の一例として給湯器である場合を考えると、不完全燃焼状態が一旦検出された後においても、バーナの燃焼状態は変化せず給湯温に変化が生じないから、給湯器使用者はバーナの燃焼が停止して始めて不完全燃焼状態となっていることが判別できることになり、排気路中の塵埃の除去等のメンテンス処理が遅れてしまう等の欠点があった。本発明の第１の目的は、不完全燃焼が検出された場合に騒音の増大を抑制して装置の継続使用を可能にする燃焼装置を提供する点にある。本発明の第２の目的は、不完全燃焼が検出された場合におけるメンテンス処理を迅速に行うことが可能となる燃焼装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１発明の特徴構成は、バーナに燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路を通じて室外に排出する通風手段と、前記バーナの不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、前記バーナに対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段と、その燃料供給量調節手段を制御して前記バーナへの燃料供給量を調節する制御手段とが備えられ、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると前記バーナへの燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置において、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出するに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記バーナへの燃料供給を停止させるよう構成されている点にある。
【０００５】第２発明の特徴構成は、前記制御手段による前記燃料供給量減少変更制御は、前記燃料供給量を所定量減少変更したのち所定時間待機する所定量減少制御が複数回に亘って行われるよう構成されている点にある。
【０００６】第３発明の特徴構成は、前記制御手段は、前記燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成されている点にある。
【０００７】第４発明の特徴構成は、前記制御手段は、前記通風手段を制御して前記燃焼用空気を調節するように構成され、そして、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記通風手段による前記バーナに対する燃焼用空気通風量を正常燃焼用の目標量に制御するよう構成され、且つ、前記燃料供給量が、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記通風手段の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成されている点にある。
【０００８】第５発明の特徴構成は、前記バーナが、給湯用の水に対する熱交換器を加熱するものである点にある。
【０００９】
【作用】第１発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態においては、バーナに対する燃料供給量が正常燃焼用の目標量に制御されることで、常に正常な燃焼状態が維持される。そして、不完全燃焼検出手段により不完全燃焼が検出されると、バーナに対する燃料供給量が上記正常燃焼用の目標量から減少変更される。従って、不完全燃焼が生じるのは燃料供給量に対して燃焼用空気の通風量が少ない状態であるから、燃料供給量を減少変更させることにより、不完全燃焼状態を解消することが可能となる。そして、このような燃料供給量の減少変更制御にもかかわらず、燃料供給量減少に伴うバーナの燃焼状態が安定化するための待機用設定時間が経過した後においてもなお不完全燃焼が検出される場合は、燃料供給を停止してバーナの燃焼を停止させることで、不完全燃焼状態が長く続くことを阻止できる。
【００１０】第２発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、バーナに対する燃料供給量を所定量だけ減少変更したのち、設定時間待機して不完全燃焼検出手段の検出状態を判別する。そして、このような所定量減少制御が、不完全燃焼が検出されない状態になるまで複数回繰り返して実行される。そして、このような所定量減少制御が複数回に亘って行われた後においてもなお、不完全燃焼が検出されるときは、バーナに対する燃料供給が停止されるのである。従って、バーナの燃焼状態が大きく変化しない程度で所定量づつ燃料供給量を減少させることで、不完全燃焼の検出に伴って燃料供給量を大きく減少変更させることによって、バーナの燃焼状態が急激に変化して不安定になり、その変化の途中で炎が通風によって立ち消えになったりするのを未然に防止できる。
【００１１】第３発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段の検出に伴って実行される前記燃料供給量減少変更制御が、燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ行われ、バーナに対する燃料供給量が調節許容範囲における供給量小側にあるときは、供給量大側にある場合に較べて、燃料供給量を減少させるとバーナの燃焼状態が不安定になったり炎が立ち消えになったりするおそれが大であるから、上記したような減少変更制御が実行されないのである。その結果、バーナの燃焼状態が不安定になったり、炎が立ち消えになったりするのを未然に防止できる。
【００１２】第４発明の特徴構成によれば、燃料供給量が調節許容範囲における供給量大側にあるときは、通風手段によるバーナに対する燃焼用空気通風量が正常燃焼用の目標量に制御され、バーナの燃焼状態が安定状態に維持される。そして、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記燃料供給量減少変更制御が実行されるが、バーナに対する燃料供給量が調節許容範囲における供給量小側にあるときは、前記燃料供給量の減少変更制御は行われず、通風手段の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更させて通風量不足を補うことにより不完全燃焼が解消される。従って、バーナの燃焼状態が不安定になり易い燃料供給量小側の範囲においては、燃料供給量を減少させずに通風手段による通風量を前記目標量から増大変更させることで、バーナの燃焼状態が不安定になったり、炎が立ち消えになったりするのを未然に防止しながら、不完全燃焼を解消することができる。
【００１３】第５発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出した場合には、バーナへの燃料供給量が減少変更されるから、熱交換器に対してバーナから与えられる熱量が低下して、給湯温が所望の温度から低下することになり、給湯器の使用者が、不完全燃焼が検出されたことを即座に判断でき、その後のメンテンス処理を迅速に行えることになる。
【００１４】
【発明の効果】第１発明の特徴構成によれば、不完全燃焼が長く続くのを防止して安全性を確保できるものでありながら、不完全燃焼が検出された場合に、通風手段の通風量を増大させる場合のように騒音を増大させることなく、又、通風量が調節範囲の最大値に近い状態で燃焼作動が行われているような場合であっても、不完全燃焼状態を有効に回避して、装置の継続使用が可能となる燃焼装置を提供できるに至った。
【００１５】第２発明の特徴構成によれば、前記第１発明の特徴構成による効果に加えて、燃料供給量の減少作動において、バーナの燃焼状態を安定的な状態に維持させることで、炎の立ち消えによる燃料の流出を未然に防止できる。
【００１６】第３発明の特徴構成によれば、前記第１又は第２発明の特徴構成による効果に加えて、バーナの燃焼が不安定的になり易い燃料供給量小側においては上記燃料供給量減少制御が行われず、バーナの燃焼状態を安定的な状態に維持させることで、炎の立ち消えによる燃料の流出を防止できる。
【００１７】第４発明の特徴構成によれば、上記第３発明の特徴構成による効果に加えて、燃料供給量が少ない状態でバーナの燃焼が行われているとき、不完全燃焼が検出された場合であっても、通風量不足を補って不完全燃焼状態を有効に回避できる。
【００１８】第５発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段により不完全燃焼が検出された場合、湯温が低下することによって、不完全燃焼が検出されたことが即座に判断でき、その後のメンテナンス処理を迅速に実行することが可能となり、不完全燃焼状態であることが判断できないまま長い時間経過する等の弊害を防止できる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。本発明に係る燃焼装置（給湯装置）は、図１に示すように、給湯器Ａと、給湯器Ａの動作を制御する制御手段としての制御部Ｈと、操作部Ｒとから構成されている。給湯器Ａは、燃焼室１と、燃焼室１の内部に備えられているバーナ２と、水加熱用の熱交換器３と、燃焼室１の上部に接続され、バーナ２での燃焼ガスを室外に排出する排気路５と、バーナ２へ燃焼用空気を供給するとともに、バーナ２での燃焼ガスを前記排気路５を介して室外に通風させる通風手段としてのファン４と、熱交換器３に加熱用の水を供給する給水路６と、熱交換器３において加熱された湯を給湯栓（図示せず）に供給する給湯路７と、バーナ２に対して燃料（ガス）を供給する燃料供給路８とから構成されている。尚、図中、３０は点火用のイグナイタであり、図中３１はバーナ２が着火したか否かを検出するフレームロッドである。
【００２０】給水路６には、熱交換器３への給水量Ｑi を検出する給水量センサ９が備えられ、給湯路７には、給湯栓に対する給湯温度Ｔx を検出する給湯温センサ１０が備えられている。燃料供給路８は、一般家庭用のガス供給管に接続され、この燃料供給路８には、バーナ２への燃料供給量Ｉｐを調節する燃料供給量調節手段としての電磁比例弁１１と、燃料の供給を断続する断続弁１２とが備えられている。
【００２１】操作部Ｒは、有線又は無線によって制御部Ｈと接続され、給湯装置の運転の開始及び停止を指示する運転スイッチ１３や、設定目標給湯温度Ｔs を設定する温度設定スイッチ１４や、種々の情報を表示するＬＥＤランプ１５，１６などが備えられている。尚、ＬＥＤランプ１５は、給湯装置が運転されているか否かを表示し、ＬＥＤランプ１６は、不完全燃焼状態が発生したか否かを表示するように構成されている。
【００２２】排気路５には、バーナ２の燃焼ガス中に含まれる未燃成分の濃度値ＣＯを検出する不完全燃焼検出手段の一例であるＣＯセンサＳが備えられている。図２は、このＣＯセンサＳの構成を示したものである。ＣＯセンサＳは、ステンレス製の保護枠２１の内側の台座２２にセンサ素子２３と温度補償用リファレンス素子２４を装備している。このセンサ素子２３、温度補償用リファレンス素子２４は、それぞれ触媒を担持した白金線で構成されており、電流が流れることで、約２００℃に加熱され、その表面に接触する燃焼ガス中の未燃成分が触媒作用によって燃焼する。この時、センサ素子２３に担持された触媒には、ＣＯに対する選択性があるため、それぞれの素子温度に差が生じる。白金線は、温度により抵抗値が変化するので、燃焼ガス中のＣＯ濃度が大となると、センサ素子２３と温度補償用リファレンス素子２４の抵抗値の差が大となる。従って、燃焼ガス中のＣＯ濃度を抵抗値の差（センサ出力Ｖ）として検出できるように構成されている。尚、図中２５は、制御部Ｈと接続しているリード線とのコネクター部である。図３に、燃焼ガス中ＣＯ濃度に対するＣＯセンサＳの出力Ｖを示す。
【００２３】制御部Ｈには、給湯器Ａの燃焼動作を制御する燃焼制御手段１０１と、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯに基づいて不完全燃焼状態を判別する不完全燃焼判別手段１０２と、バーナ２の燃焼開始後設定時間の間、不完全燃焼判別手段１０２の作動を牽制する時限牽制手段１０３と、不完全燃焼判別手段１０２により不完全燃焼状態が判別された後に操作部Ｒによる操作指令を不能にさせる操作ロック手段１０４とが設けられている。
【００２４】燃焼制御手段１０１は、給湯栓によって調節され給水量センサ９により検出される給水量Ｑi が設定水量になると、次に述べる給湯運転を実行し、給水量Ｑｉが設定水量未満になると、給湯運転を停止する。給湯運転は、基本的には、給湯温センサ１０により検出される給湯温度Ｔx が設定目標給湯温度Ｔs になるように電磁比例弁１１を調整してバーナ２の燃料供給量Ｉｐを、バーナ２が正常燃焼を行うための目標量に調節すると共に、ファン４の回転数が燃料供給量Ｉｐに対して、例えば、図８に特性線Ｌ１で示されるような予め設定されている特性に基づいて、定まる目標回転数Ｆとなるように、ファン４の回転数を制御する。尚、以下の説明において、この給湯運転での基本的な制御を比例制御と呼称する。
【００２５】不完全燃焼判別手段１０２は、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上の場合において、単位時間ごとに、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯに応じて、その検出濃度値ＣＯが大きいほど大きな重みづけをした重みづけ係数Ｎを検出濃度値ＣＯに乗算した重みづけ値Ｆを求めて（Ｆ＝Ｎ×ＣＯ）、その重みづけ値Ｆを積算し、その積算値Ｍが予め設定された設定値ＭCHK 以上になるに伴って不完全燃焼と判別するように構成されている。重みづけ係数Ｎは、検出濃度値ＣＯが大きいほど大きな値となるように、検出濃度値ＣＯに対応して予め設定されている。
【００２６】尚、図４には、一般にバーナ２の燃焼を開始させたときにおける、ＣＯセンサＳの出力Ｖの変化が示されている。図中において、バーナ２の燃焼開始時点は、時刻ｔ１で示されている。センサ出力Ｖは、最初、燃焼が停止されている状態（時刻ｔ１以前）においては、センサＳ固有の出力値Ｖ１を示している。燃焼開始直後（時刻ｔ１直後）は、バーナ２の燃焼に過渡的な不完全燃焼状態が生じ、排気ガス中の未燃成分の濃度（ＣＯ）が一時的に非常に高くなるので、出力値Ｖは、一旦、非常に高くなる。そして、バーナ２の燃焼が安定してくると、未燃成分の濃度（ＣＯ）が減少するので、出力値Ｖは低くなって、定常の燃焼状態を示す出力値Ｖ２に収束する。
【００２７】従って、時限牽制手段１０３は、不完全燃焼判別手段１０２が、燃焼開始直後の過渡的な不完全燃焼状態を異常と判別しないように、バーナ２の燃焼開始後設定時間Ｔ（例えば６０秒）経過したのちに、不完全燃焼判別手段１０２を作動させるように構成されている。つまり、不完全燃焼判別手段１０２は、バーナ２の燃焼開始後設定時間Ｔの間、作動を牽制されることになる。
【００２８】燃焼制御手段１０１は、ＣＯセンサＳの検出結果より不完全燃焼が検出されるに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても不完全燃焼が検出されると、前記バーナ２への燃料供給を停止させるよう構成されている。
【００２９】以下、本実施例の給湯装置における制御動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、給湯栓の開栓が給水量センサ９によって検知されると、センサ電源２５がＯＮされ、時限牽制手段１０３による不完全燃焼判別手段１０２の時限牽制のための時限タイマがリセットされ計時が開始される〔ステップ１〜３〕。そして、ファン４の送風（プリパージ）が開始され、バーナ２の燃焼が開始される〔ステップ４、５〕。つまり、イグナイタ３０によるスパークを開始し、電磁比例弁１１及び断続弁１２を開いて燃焼が開始される。バーナ２に対する火移りが完了したか否かはフレームロッド３１により検知するようにしてある。
【００３０】次に、給湯温センサ１０により検出される給湯温度Ｔx と操作部において設定される設定目標給湯温度Ｔs とを読み込み〔ステップ６〕、給湯温度Ｔx が設定目標給湯温度Ｔs になるように燃料供給量Ｉｐの目標量が設定されるとともに、ファン４の回転数が燃料供給量Ｉｐに対して、例えば、図７に特性線Ｌ１で示されるような予め設定されている特性に基づいて、ファンの目標回転数Ｆが設定される〔ステップ７〕。そして、前記目標燃料供給量になるように電磁比例弁１１を作動させ、目標回転数Ｆになるようにファン４を作動させる〔ステップ８〕。時限牽制手段１０３による時限タイマがタイムアップして設定時間（約６０秒）が経過すると〔ステップ９〕、不完全燃焼判別手段１０２の判別結果を読み込み、不完全燃焼が検出されなければ、給湯栓が閉じられたことが給水量センサ９の検出結果より判断されるまで、上記比例制御を実行する〔ステップ６〜９〕。従って、時限牽制手段１０３が作動中は、不完全燃焼判別手段１０２が作動しないようにしている。
【００３１】不完全燃焼が検出されると、バーナ２に対する燃料供給量を前記目標量より所定量ΔＩｐだけ減少変更させ、電磁比例弁１１をその変更された値になるように作動させ〔ステップ１１〜１３〕、バーナ２の燃焼が安定化するための設定時間〔例えば、６０秒〕が経過した後においても不完全燃焼が検出されると〔ステップ１５〕、上述したような燃料供給量の所定量減少制御を複数回（Ｎ１回）繰り返して〔ステップ１４、１７〕、その後もなお不完全燃焼が検出されるときは〔ステップ１８〕、異常表示（ＬＥＤランプ１６を点滅）を行うとともに、操作ロック手段１０４を作動させ、電磁比例弁１１と断続弁１２とを閉じてバーナ２の燃焼を停止して、ポストパージを行い、センサ電源２５をＯＦＦする〔ステップ１９〜２３〕。尚、ステップ６〜９における時限牽制中の燃焼制御作動において、給湯栓の閉栓が給水量センサ９により検出されると、燃焼停止の制御動作に移行して、電磁比例弁１１と断続弁１２とを閉じてバーナ２の燃焼を停止して、ポストパージを行い、センサ電源２５をＯＦＦする〔ステップ１０、ステップ２１〜２３〕。
【００３２】尚、前記ステップ１５において設定時間経過する間は、ステップ１２において所定量ΔＩｐだけ減少変更された後の燃料供給量目標量に基づいて、上記比例制御が実行されるとともに、前記設定時間経過する間に給湯栓が閉じられると、燃焼停止の制御動作に移行する〔ステップ１６、ステップ２１〜２３〕。
【００３３】次に、不完全燃焼判別手段１０２による不完全燃焼の判別制御について説明する。図６に示すように、先ず、積算値Ｍの初期化（Ｍ＝０）が行われ、更に、カウンタＡをリセットしてカウンタＡによるカウントを開始（たとえば３分間）する〔ステップ２４、２５〕。そして、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯの読み込みが行われ、そのときの検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上であるか否かが判別される〔ステップ２６、２７〕。
【００３４】カウンタＡのカウントアップが行われる間〔ステップ２８〕、つまりカウンタＡのカウント開始後３分間、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯの読み込みが行われるが、その間の検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 未満であれば、ステップ２６へ戻る。カウンタＡがカウントアップすると積算値Ｍの初期化（Ｍ＝０）を行って、ステップ２５へ戻る〔ステップ２９〕。
【００３５】検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上になると、予め設定された重みづけ係数Ｎを検出濃度値ＣＯに乗算して重みづけ値Ｆを求め、その重みづけ値Ｆを積算して積算値Ｍを求め、積算値Ｍが設定値ＭCHK を越えると、不完全燃焼状態であると判断して、燃焼制御手段１０１に不完全燃焼判別結果を出力する〔ステップ３０〜３３〕。
【００３６】〔別実施例〕
（１）上記実施例では、前記ステップ１５における設定時間経過する間において、燃料供給量Ｉｐの目標量から所定量ΔＩｐだけ減少変更された後の燃料供給量目標量に基づいて、上記比例制御が実行されるように構成したが、前記設定時間経過する間において設定目標給湯温度Ｔs が変更された場合には、それに伴って前記減少変更目標量を変更するようにしてもよい。
（２）上記実施例では、ＣＯセンサの検出値に重みつけをした値を積算して、その積算値が設定値を越えると、不完全燃焼と判別したが、ＣＯセンサによるＣＯ濃度が設定値を越えると、上記燃料供給量減少変更制御を実行するよう構成してもよい。
（３）不完全燃焼検出手段としては、ＣＯセンサに代えて、酸素センサにより排ガス中の酸素濃度を検出して、その検出情報から不完全燃焼状態を検出してもよく、排気路中の通風量を検出する風量センサや風速センサを用いて、目標通風量に対する実風量や実風速を検出して、その検出情報から不完全燃焼状態を検出してもよい。
（４）上記実施例においては、バーナ２への燃料供給量が変更調節範囲のどの領域であっても、燃料供給量減少変更を行うように構成したが、燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成してもよい。つまり、上記実施例における図５に示される制御フローチャートに図８に示すような制御を追加して、図５の制御フローチャートにおけるステップ１２において不完全燃焼であると判断されると、燃料供給量の設定目標量が、図７に示す中間設定値ＩｐN 以下であれば、図５の制御フローチャートにおけるステップ１９〜２３に示される異常燃焼停止制御を行うよう構成してもよい。
（５）又、バーナ２への燃料供給量が調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ前記燃料供給量減少変更制御を行うとともに、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、不完全燃焼が検出されると、前記ファン４の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成してもよい。つまり、上記実施例における図５に示される制御フローチャートに図９に示すような制御を追加して、ステップ１２において不完全燃焼であると判断されると、燃料供給量の設定目標量が、図７に示す中間設定値ＩｐN 以下であれば、ファン４の目標回転数を、図７に特性線Ｌ２で示すように、現在設定値から所定量ΔＦだけ増大変更させて通風量不足を補うよう構成し、不完全燃焼判別手段１０２による判別処理時間とバーナ２の燃焼が安定化するための設定時間が経過した後においてもなお不完全燃焼が検出されたときは、図５の制御フローチャートにおけるステップ１９〜２３に示される異常燃焼停止制御を行うよう構成してもよい。
（６）上記実施例では、燃料供給量の減少制御を所定量づつ複数回に亘って行ったが、その所定量よりも大きな減少量で１回だけ減少変更させる構成であってもよい。
（７）本発明に係る燃焼装置は、給湯用の水に対する熱交換器を備えた給湯器に適用するものに限らず、コンロやヒータ等各種の燃焼装置に適用できる。
【００３７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼装置の全体構成を示す構成図
【図２】ＣＯセンサの全体構成を示す概略図
【図３】ＣＯセンサの出力値のＣＯ濃度に対する変化を示すグラフ
【図４】ＣＯセンサの出力値の時間変化を示すグラフ
【図５】制御動作のフローチャート
【図６】制御動作のフローチャート
【図７】燃料供給量と目標回転数の変化特性を示すグラフ
【図８】別実施例の制御動作のフローチャートの一部を示す図
【図９】別実施例の制御動作のフローチャートの一部を示す図
【符号の説明】
２ バーナ
３ 熱交換器
４ 通風手段
５ 排気路
１１ 燃料供給量調節手段
Ｈ 制御手段
Ｓ 不完全燃焼検出手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バーナに燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路を通じて室外に排出する通風手段と、前記バーナの不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、前記バーナに対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段と、その燃料供給量調節手段を制御して前記バーナへの燃料供給量を調節する制御手段とが備えられ、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると前記バーナへの燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記燃焼装置は、例えば、通風手段による排気路が塵埃等により詰まり、バーナに対する通風量が減少したような場合、燃料供給量に対して燃焼用空気が不足してバーナの燃焼が不完全燃焼状態となるが、このような不完全燃焼が検出されるとバーナへの燃料供給を停止させて、不完全燃焼状態が長く続くのを未然に防止するようにしたものであるが、不完全燃焼が検出された場合に、すぐにバーナの燃焼を停止させると燃焼装置が使用不可能になるので、このような欠点を解消するものとして、例えば特開昭６２−２５２８２１号公報に開示されるように、前記不完全燃焼が検出されると、通風手段としてのファンによる通風量を変更制御させて、装置の継続使用を可能にするようにしたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成によるときは、通風量の変更制御によって不完全燃焼状態を回避する構成であるから、次のような不具合があった。つまり、正常燃焼状態における通風手段による通風量が、例えば、通風量変更調節範囲の最大値に近い通風量であるとき、不完全燃焼が検出された場合には、通風手段の増大変更調節が不可能となり、結果的にバーナの燃焼を停止させねばならない欠点がある。しかも、通風手段による通風量を増大変更させる構成であるから、大きな風量が通風されることにより風切り音等の騒音が大きくなる弊害がある。又、燃焼装置の一例として給湯器である場合を考えると、不完全燃焼状態が一旦検出された後においても、バーナの燃焼状態は変化せず給湯温に変化が生じないから、給湯器使用者はバーナの燃焼が停止して始めて不完全燃焼状態となっていることが判別できることになり、排気路中の塵埃の除去等のメンテンス処理が遅れてしまう等の欠点があった。本発明の第１の目的は、不完全燃焼が検出された場合に騒音の増大を抑制して装置の継続使用を可能にする燃焼装置を提供する点にある。本発明の第２の目的は、不完全燃焼が検出された場合におけるメンテンス処理を迅速に行うことが可能となる燃焼装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１発明の特徴構成は、バーナに燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路を通じて室外に排出する通風手段と、前記バーナの不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、前記バーナに対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段と、その燃料供給量調節手段を制御して前記バーナへの燃料供給量を調節する制御手段とが備えられ、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると前記バーナへの燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置において、前記制御手段は、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出するに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記バーナへの燃料供給を停止させるよう構成されている点にある。
【０００５】第２発明の特徴構成は、前記制御手段による前記燃料供給量減少変更制御は、前記燃料供給量を所定量減少変更したのち所定時間待機する所定量減少制御が複数回に亘って行われるよう構成されている点にある。
【０００６】第３発明の特徴構成は、前記制御手段は、前記燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成されている点にある。
【０００７】第４発明の特徴構成は、前記制御手段は、前記通風手段を制御して前記燃焼用空気を調節するように構成され、そして、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記通風手段による前記バーナに対する燃焼用空気通風量を正常燃焼用の目標量に制御するよう構成され、且つ、前記燃料供給量が、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、前記不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記通風手段の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成されている点にある。
【０００８】第５発明の特徴構成は、前記バーナが、給湯用の水に対する熱交換器を加熱するものである点にある。
【０００９】
【作用】第１発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態においては、バーナに対する燃料供給量が正常燃焼用の目標量に制御されることで、常に正常な燃焼状態が維持される。そして、不完全燃焼検出手段により不完全燃焼が検出されると、バーナに対する燃料供給量が上記正常燃焼用の目標量から減少変更される。従って、不完全燃焼が生じるのは燃料供給量に対して燃焼用空気の通風量が少ない状態であるから、燃料供給量を減少変更させることにより、不完全燃焼状態を解消することが可能となる。そして、このような燃料供給量の減少変更制御にもかかわらず、燃料供給量減少に伴うバーナの燃焼状態が安定化するための待機用設定時間が経過した後においてもなお不完全燃焼が検出される場合は、燃料供給を停止してバーナの燃焼を停止させることで、不完全燃焼状態が長く続くことを阻止できる。
【００１０】第２発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、バーナに対する燃料供給量を所定量だけ減少変更したのち、設定時間待機して不完全燃焼検出手段の検出状態を判別する。そして、このような所定量減少制御が、不完全燃焼が検出されない状態になるまで複数回繰り返して実行される。そして、このような所定量減少制御が複数回に亘って行われた後においてもなお、不完全燃焼が検出されるときは、バーナに対する燃料供給が停止されるのである。従って、バーナの燃焼状態が大きく変化しない程度で所定量づつ燃料供給量を減少させることで、不完全燃焼の検出に伴って燃料供給量を大きく減少変更させることによって、バーナの燃焼状態が急激に変化して不安定になり、その変化の途中で炎が通風によって立ち消えになったりするのを未然に防止できる。
【００１１】第３発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段の検出に伴って実行される前記燃料供給量減少変更制御が、燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ行われ、バーナに対する燃料供給量が調節許容範囲における供給量小側にあるときは、供給量大側にある場合に較べて、燃料供給量を減少させるとバーナの燃焼状態が不安定になったり炎が立ち消えになったりするおそれが大であるから、上記したような減少変更制御が実行されないのである。その結果、バーナの燃焼状態が不安定になったり、炎が立ち消えになったりするのを未然に防止できる。
【００１２】第４発明の特徴構成によれば、燃料供給量が調節許容範囲における供給量大側にあるときは、通風手段によるバーナに対する燃焼用空気通風量が正常燃焼用の目標量に制御され、バーナの燃焼状態が安定状態に維持される。そして、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出すると、前記燃料供給量減少変更制御が実行されるが、バーナに対する燃料供給量が調節許容範囲における供給量小側にあるときは、前記燃料供給量の減少変更制御は行われず、通風手段の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更させて通風量不足を補うことにより不完全燃焼が解消される。従って、バーナの燃焼状態が不安定になり易い燃料供給量小側の範囲においては、燃料供給量を減少させずに通風手段による通風量を前記目標量から増大変更させることで、バーナの燃焼状態が不安定になったり、炎が立ち消えになったりするのを未然に防止しながら、不完全燃焼を解消することができる。
【００１３】第５発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段が不完全燃焼を検出した場合には、バーナへの燃料供給量が減少変更されるから、熱交換器に対してバーナから与えられる熱量が低下して、給湯温が所望の温度から低下することになり、給湯器の使用者が、不完全燃焼が検出されたことを即座に判断でき、その後のメンテンス処理を迅速に行えることになる。
【００１４】
【発明の効果】第１発明の特徴構成によれば、不完全燃焼が長く続くのを防止して安全性を確保できるものでありながら、不完全燃焼が検出された場合に、通風手段の通風量を増大させる場合のように騒音を増大させることなく、又、通風量が調節範囲の最大値に近い状態で燃焼作動が行われているような場合であっても、不完全燃焼状態を有効に回避して、装置の継続使用が可能となる燃焼装置を提供できるに至った。
【００１５】第２発明の特徴構成によれば、前記第１発明の特徴構成による効果に加えて、燃料供給量の減少作動において、バーナの燃焼状態を安定的な状態に維持させることで、炎の立ち消えによる燃料の流出を未然に防止できる。
【００１６】第３発明の特徴構成によれば、前記第１又は第２発明の特徴構成による効果に加えて、バーナの燃焼が不安定的になり易い燃料供給量小側においては上記燃料供給量減少制御が行われず、バーナの燃焼状態を安定的な状態に維持させることで、炎の立ち消えによる燃料の流出を防止できる。
【００１７】第４発明の特徴構成によれば、上記第３発明の特徴構成による効果に加えて、燃料供給量が少ない状態でバーナの燃焼が行われているとき、不完全燃焼が検出された場合であっても、通風量不足を補って不完全燃焼状態を有効に回避できる。
【００１８】第５発明の特徴構成によれば、不完全燃焼検出手段により不完全燃焼が検出された場合、湯温が低下することによって、不完全燃焼が検出されたことが即座に判断でき、その後のメンテナンス処理を迅速に実行することが可能となり、不完全燃焼状態であることが判断できないまま長い時間経過する等の弊害を防止できる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。本発明に係る燃焼装置（給湯装置）は、図１に示すように、給湯器Ａと、給湯器Ａの動作を制御する制御手段としての制御部Ｈと、操作部Ｒとから構成されている。給湯器Ａは、燃焼室１と、燃焼室１の内部に備えられているバーナ２と、水加熱用の熱交換器３と、燃焼室１の上部に接続され、バーナ２での燃焼ガスを室外に排出する排気路５と、バーナ２へ燃焼用空気を供給するとともに、バーナ２での燃焼ガスを前記排気路５を介して室外に通風させる通風手段としてのファン４と、熱交換器３に加熱用の水を供給する給水路６と、熱交換器３において加熱された湯を給湯栓（図示せず）に供給する給湯路７と、バーナ２に対して燃料（ガス）を供給する燃料供給路８とから構成されている。尚、図中、３０は点火用のイグナイタであり、図中３１はバーナ２が着火したか否かを検出するフレームロッドである。
【００２０】給水路６には、熱交換器３への給水量Ｑi を検出する給水量センサ９が備えられ、給湯路７には、給湯栓に対する給湯温度Ｔx を検出する給湯温センサ１０が備えられている。燃料供給路８は、一般家庭用のガス供給管に接続され、この燃料供給路８には、バーナ２への燃料供給量Ｉｐを調節する燃料供給量調節手段としての電磁比例弁１１と、燃料の供給を断続する断続弁１２とが備えられている。
【００２１】操作部Ｒは、有線又は無線によって制御部Ｈと接続され、給湯装置の運転の開始及び停止を指示する運転スイッチ１３や、設定目標給湯温度Ｔs を設定する温度設定スイッチ１４や、種々の情報を表示するＬＥＤランプ１５，１６などが備えられている。尚、ＬＥＤランプ１５は、給湯装置が運転されているか否かを表示し、ＬＥＤランプ１６は、不完全燃焼状態が発生したか否かを表示するように構成されている。
【００２２】排気路５には、バーナ２の燃焼ガス中に含まれる未燃成分の濃度値ＣＯを検出する不完全燃焼検出手段の一例であるＣＯセンサＳが備えられている。図２は、このＣＯセンサＳの構成を示したものである。ＣＯセンサＳは、ステンレス製の保護枠２１の内側の台座２２にセンサ素子２３と温度補償用リファレンス素子２４を装備している。このセンサ素子２３、温度補償用リファレンス素子２４は、それぞれ触媒を担持した白金線で構成されており、電流が流れることで、約２００℃に加熱され、その表面に接触する燃焼ガス中の未燃成分が触媒作用によって燃焼する。この時、センサ素子２３に担持された触媒には、ＣＯに対する選択性があるため、それぞれの素子温度に差が生じる。白金線は、温度により抵抗値が変化するので、燃焼ガス中のＣＯ濃度が大となると、センサ素子２３と温度補償用リファレンス素子２４の抵抗値の差が大となる。従って、燃焼ガス中のＣＯ濃度を抵抗値の差（センサ出力Ｖ）として検出できるように構成されている。尚、図中２５は、制御部Ｈと接続しているリード線とのコネクター部である。図３に、燃焼ガス中ＣＯ濃度に対するＣＯセンサＳの出力Ｖを示す。
【００２３】制御部Ｈには、給湯器Ａの燃焼動作を制御する燃焼制御手段１０１と、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯに基づいて不完全燃焼状態を判別する不完全燃焼判別手段１０２と、バーナ２の燃焼開始後設定時間の間、不完全燃焼判別手段１０２の作動を牽制する時限牽制手段１０３と、不完全燃焼判別手段１０２により不完全燃焼状態が判別された後に操作部Ｒによる操作指令を不能にさせる操作ロック手段１０４とが設けられている。
【００２４】燃焼制御手段１０１は、給湯栓によって調節され給水量センサ９により検出される給水量Ｑi が設定水量になると、次に述べる給湯運転を実行し、給水量Ｑｉが設定水量未満になると、給湯運転を停止する。給湯運転は、基本的には、給湯温センサ１０により検出される給湯温度Ｔx が設定目標給湯温度Ｔs になるように電磁比例弁１１を調整してバーナ２の燃料供給量Ｉｐを、バーナ２が正常燃焼を行うための目標量に調節すると共に、ファン４の回転数が燃料供給量Ｉｐに対して、例えば、図８に特性線Ｌ１で示されるような予め設定されている特性に基づいて、定まる目標回転数Ｆとなるように、ファン４の回転数を制御する。尚、以下の説明において、この給湯運転での基本的な制御を比例制御と呼称する。
【００２５】不完全燃焼判別手段１０２は、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上の場合において、単位時間ごとに、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯに応じて、その検出濃度値ＣＯが大きいほど大きな重みづけをした重みづけ係数Ｎを検出濃度値ＣＯに乗算した重みづけ値Ｆを求めて（Ｆ＝Ｎ×ＣＯ）、その重みづけ値Ｆを積算し、その積算値Ｍが予め設定された設定値ＭCHK 以上になるに伴って不完全燃焼と判別するように構成されている。重みづけ係数Ｎは、検出濃度値ＣＯが大きいほど大きな値となるように、検出濃度値ＣＯに対応して予め設定されている。
【００２６】尚、図４には、一般にバーナ２の燃焼を開始させたときにおける、ＣＯセンサＳの出力Ｖの変化が示されている。図中において、バーナ２の燃焼開始時点は、時刻ｔ１で示されている。センサ出力Ｖは、最初、燃焼が停止されている状態（時刻ｔ１以前）においては、センサＳ固有の出力値Ｖ１を示している。燃焼開始直後（時刻ｔ１直後）は、バーナ２の燃焼に過渡的な不完全燃焼状態が生じ、排気ガス中の未燃成分の濃度（ＣＯ）が一時的に非常に高くなるので、出力値Ｖは、一旦、非常に高くなる。そして、バーナ２の燃焼が安定してくると、未燃成分の濃度（ＣＯ）が減少するので、出力値Ｖは低くなって、定常の燃焼状態を示す出力値Ｖ２に収束する。
【００２７】従って、時限牽制手段１０３は、不完全燃焼判別手段１０２が、燃焼開始直後の過渡的な不完全燃焼状態を異常と判別しないように、バーナ２の燃焼開始後設定時間Ｔ（例えば６０秒）経過したのちに、不完全燃焼判別手段１０２を作動させるように構成されている。つまり、不完全燃焼判別手段１０２は、バーナ２の燃焼開始後設定時間Ｔの間、作動を牽制されることになる。
【００２８】燃焼制御手段１０１は、ＣＯセンサＳの検出結果より不完全燃焼が検出されるに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても不完全燃焼が検出されると、前記バーナ２への燃料供給を停止させるよう構成されている。
【００２９】以下、本実施例の給湯装置における制御動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、給湯栓の開栓が給水量センサ９によって検知されると、センサ電源２５がＯＮされ、時限牽制手段１０３による不完全燃焼判別手段１０２の時限牽制のための時限タイマがリセットされ計時が開始される〔ステップ１〜３〕。そして、ファン４の送風（プリパージ）が開始され、バーナ２の燃焼が開始される〔ステップ４、５〕。つまり、イグナイタ３０によるスパークを開始し、電磁比例弁１１及び断続弁１２を開いて燃焼が開始される。バーナ２に対する火移りが完了したか否かはフレームロッド３１により検知するようにしてある。
【００３０】次に、給湯温センサ１０により検出される給湯温度Ｔx と操作部において設定される設定目標給湯温度Ｔs とを読み込み〔ステップ６〕、給湯温度Ｔx が設定目標給湯温度Ｔs になるように燃料供給量Ｉｐの目標量が設定されるとともに、ファン４の回転数が燃料供給量Ｉｐに対して、例えば、図７に特性線Ｌ１で示されるような予め設定されている特性に基づいて、ファンの目標回転数Ｆが設定される〔ステップ７〕。そして、前記目標燃料供給量になるように電磁比例弁１１を作動させ、目標回転数Ｆになるようにファン４を作動させる〔ステップ８〕。時限牽制手段１０３による時限タイマがタイムアップして設定時間（約６０秒）が経過すると〔ステップ９〕、不完全燃焼判別手段１０２の判別結果を読み込み、不完全燃焼が検出されなければ、給湯栓が閉じられたことが給水量センサ９の検出結果より判断されるまで、上記比例制御を実行する〔ステップ６〜９〕。従って、時限牽制手段１０３が作動中は、不完全燃焼判別手段１０２が作動しないようにしている。
【００３１】不完全燃焼が検出されると、バーナ２に対する燃料供給量を前記目標量より所定量ΔＩｐだけ減少変更させ、電磁比例弁１１をその変更された値になるように作動させ〔ステップ１１〜１３〕、バーナ２の燃焼が安定化するための設定時間〔例えば、６０秒〕が経過した後においても不完全燃焼が検出されると〔ステップ１５〕、上述したような燃料供給量の所定量減少制御を複数回（Ｎ１回）繰り返して〔ステップ１４、１７〕、その後もなお不完全燃焼が検出されるときは〔ステップ１８〕、異常表示（ＬＥＤランプ１６を点滅）を行うとともに、操作ロック手段１０４を作動させ、電磁比例弁１１と断続弁１２とを閉じてバーナ２の燃焼を停止して、ポストパージを行い、センサ電源２５をＯＦＦする〔ステップ１９〜２３〕。尚、ステップ６〜９における時限牽制中の燃焼制御作動において、給湯栓の閉栓が給水量センサ９により検出されると、燃焼停止の制御動作に移行して、電磁比例弁１１と断続弁１２とを閉じてバーナ２の燃焼を停止して、ポストパージを行い、センサ電源２５をＯＦＦする〔ステップ１０、ステップ２１〜２３〕。
【００３２】尚、前記ステップ１５において設定時間経過する間は、ステップ１２において所定量ΔＩｐだけ減少変更された後の燃料供給量目標量に基づいて、上記比例制御が実行されるとともに、前記設定時間経過する間に給湯栓が閉じられると、燃焼停止の制御動作に移行する〔ステップ１６、ステップ２１〜２３〕。
【００３３】次に、不完全燃焼判別手段１０２による不完全燃焼の判別制御について説明する。図６に示すように、先ず、積算値Ｍの初期化（Ｍ＝０）が行われ、更に、カウンタＡをリセットしてカウンタＡによるカウントを開始（たとえば３分間）する〔ステップ２４、２５〕。そして、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯの読み込みが行われ、そのときの検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上であるか否かが判別される〔ステップ２６、２７〕。
【００３４】カウンタＡのカウントアップが行われる間〔ステップ２８〕、つまりカウンタＡのカウント開始後３分間、ＣＯセンサＳの検出濃度値ＣＯの読み込みが行われるが、その間の検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 未満であれば、ステップ２６へ戻る。カウンタＡがカウントアップすると積算値Ｍの初期化（Ｍ＝０）を行って、ステップ２５へ戻る〔ステップ２９〕。
【００３５】検出濃度値ＣＯが設定濃度値ＣＯCHK 以上になると、予め設定された重みづけ係数Ｎを検出濃度値ＣＯに乗算して重みづけ値Ｆを求め、その重みづけ値Ｆを積算して積算値Ｍを求め、積算値Ｍが設定値ＭCHK を越えると、不完全燃焼状態であると判断して、燃焼制御手段１０１に不完全燃焼判別結果を出力する〔ステップ３０〜３３〕。
【００３６】〔別実施例〕
（１）上記実施例では、前記ステップ１５における設定時間経過する間において、燃料供給量Ｉｐの目標量から所定量ΔＩｐだけ減少変更された後の燃料供給量目標量に基づいて、上記比例制御が実行されるように構成したが、前記設定時間経過する間において設定目標給湯温度Ｔs が変更された場合には、それに伴って前記減少変更目標量を変更するようにしてもよい。
（２）上記実施例では、ＣＯセンサの検出値に重みつけをした値を積算して、その積算値が設定値を越えると、不完全燃焼と判別したが、ＣＯセンサによるＣＯ濃度が設定値を越えると、上記燃料供給量減少変更制御を実行するよう構成してもよい。
（３）不完全燃焼検出手段としては、ＣＯセンサに代えて、酸素センサにより排ガス中の酸素濃度を検出して、その検出情報から不完全燃焼状態を検出してもよく、排気路中の通風量を検出する風量センサや風速センサを用いて、目標通風量に対する実風量や実風速を検出して、その検出情報から不完全燃焼状態を検出してもよい。
（４）上記実施例においては、バーナ２への燃料供給量が変更調節範囲のどの領域であっても、燃料供給量減少変更を行うように構成したが、燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成してもよい。つまり、上記実施例における図５に示される制御フローチャートに図８に示すような制御を追加して、図５の制御フローチャートにおけるステップ１２において不完全燃焼であると判断されると、燃料供給量の設定目標量が、図７に示す中間設定値ＩｐN 以下であれば、図５の制御フローチャートにおけるステップ１９〜２３に示される異常燃焼停止制御を行うよう構成してもよい。
（５）又、バーナ２への燃料供給量が調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ前記燃料供給量減少変更制御を行うとともに、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、不完全燃焼が検出されると、前記ファン４の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成してもよい。つまり、上記実施例における図５に示される制御フローチャートに図９に示すような制御を追加して、ステップ１２において不完全燃焼であると判断されると、燃料供給量の設定目標量が、図７に示す中間設定値ＩｐN 以下であれば、ファン４の目標回転数を、図７に特性線Ｌ２で示すように、現在設定値から所定量ΔＦだけ増大変更させて通風量不足を補うよう構成し、不完全燃焼判別手段１０２による判別処理時間とバーナ２の燃焼が安定化するための設定時間が経過した後においてもなお不完全燃焼が検出されたときは、図５の制御フローチャートにおけるステップ１９〜２３に示される異常燃焼停止制御を行うよう構成してもよい。
（６）上記実施例では、燃料供給量の減少制御を所定量づつ複数回に亘って行ったが、その所定量よりも大きな減少量で１回だけ減少変更させる構成であってもよい。
（７）本発明に係る燃焼装置は、給湯用の水に対する熱交換器を備えた給湯器に適用するものに限らず、コンロやヒータ等各種の燃焼装置に適用できる。
【００３７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼装置の全体構成を示す構成図
【図２】ＣＯセンサの全体構成を示す概略図
【図３】ＣＯセンサの出力値のＣＯ濃度に対する変化を示すグラフ
【図４】ＣＯセンサの出力値の時間変化を示すグラフ
【図５】制御動作のフローチャート
【図６】制御動作のフローチャート
【図７】燃料供給量と目標回転数の変化特性を示すグラフ
【図８】別実施例の制御動作のフローチャートの一部を示す図
【図９】別実施例の制御動作のフローチャートの一部を示す図
【符号の説明】
２ バーナ
３ 熱交換器
４ 通風手段
５ 排気路
１１ 燃料供給量調節手段
Ｈ 制御手段
Ｓ 不完全燃焼検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バーナ（２）に燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路（５）を通じて室外に排出する通風手段（４）と、前記バーナ（２）の不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段（Ｓ）と、前記バーナ（２）に対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段（１１）と、その燃料供給量調節手段（１１）を制御して前記バーナ（２）への燃料供給量を調節する制御手段（Ｈ）とが備えられ、前記制御手段（Ｈ）は、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると前記バーナ（２）への燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置であって、前記制御手段（Ｈ）は、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出するに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると、前記バーナ（２）への燃料供給を停止させるよう構成されている燃焼装置。
【請求項２】 前記制御手段（Ｈ）による前記燃料供給量減少変更制御は、前記燃料供給量を所定量減少変更したのち所定時間待機する所定量減少制御が複数回に亘って行われるよう構成されている請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】 前記制御手段（Ｈ）は、前記燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】 前記制御手段（Ｈ）は、前記通風手段（４）を制御して前記燃焼用空気を調節するように構成され、そして、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記通風手段（４）による前記バーナ（２）に対する燃焼用空気通風量を正常燃焼用の目標量に制御するよう構成され、且つ、前記燃料供給量が、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると、前記通風手段（４）の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成されている請求項３に記載の燃焼装置。
【請求項５】 前記バーナ（２）が、給湯用の水に対する熱交換器（３）を加熱するものである請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項１】 バーナ（２）に燃焼用空気を通風し、且つ、燃焼ガスを排気路（５）を通じて室外に排出する通風手段（４）と、前記バーナ（２）の不完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段（Ｓ）と、前記バーナ（２）に対する燃料供給量を変更調節自在な燃料供給量調節手段（１１）と、その燃料供給量調節手段（１１）を制御して前記バーナ（２）への燃料供給量を調節する制御手段（Ｈ）とが備えられ、前記制御手段（Ｈ）は、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記燃料供給量を正常燃焼用の目標量に制御するとともに、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると前記バーナ（２）への燃料供給を停止させるように構成してある燃焼装置であって、前記制御手段（Ｈ）は、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出するに伴って前記燃料供給量を前記正常燃焼用の目標量から減少変更させるよう制御し、且つ、このような燃料供給量減少変更制御の後、設定時間経過しても前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると、前記バーナ（２）への燃料供給を停止させるよう構成されている燃焼装置。
【請求項２】 前記制御手段（Ｈ）による前記燃料供給量減少変更制御は、前記燃料供給量を所定量減少変更したのち所定時間待機する所定量減少制御が複数回に亘って行われるよう構成されている請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】 前記制御手段（Ｈ）は、前記燃料供給量の調節許容範囲における供給量大側の範囲においてのみ、前記燃料供給量減少変更制御を行うよう構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】 前記制御手段（Ｈ）は、前記通風手段（４）を制御して前記燃焼用空気を調節するように構成され、そして、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出しない正常燃焼状態において、前記通風手段（４）による前記バーナ（２）に対する燃焼用空気通風量を正常燃焼用の目標量に制御するよう構成され、且つ、前記燃料供給量が、前記燃料減少変更制御が行われない小側の範囲にある状態において、前記不完全燃焼検出手段（Ｓ）が不完全燃焼を検出すると、前記通風手段（４）の通風量を前記定常燃焼用の目標量から増大変更するよう構成されている請求項３に記載の燃焼装置。
【請求項５】 前記バーナ（２）が、給湯用の水に対する熱交換器（３）を加熱するものである請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図６】
【図５】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図６】
【図５】
【図８】
【図９】
【特許番号】第２８５１２３５号
【登録日】平成１０年（１９９８）１１月１３日
【発行日】平成１１年（１９９９）１月２７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−１９０４５
【出願日】平成６年（１９９４）２月１６日
【公開番号】特開平７−２２５０２１
【公開日】平成７年（１９９５）８月２２日
【審査請求日】平成８年（１９９６）８月２１日
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１３５４１６）株式会社ハーマン (3)
【登録日】平成１０年（１９９８）１１月１３日
【発行日】平成１１年（１９９９）１月２７日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）２月１６日
【公開番号】特開平７−２２５０２１
【公開日】平成７年（１９９５）８月２２日
【審査請求日】平成８年（１９９６）８月２１日
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１３５４１６）株式会社ハーマン (3)
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