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発明の名称 燃焼装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−173949(P2001−173949A)
公開日 平成13年6月29日(2001.6.29)
出願番号 特願平11−357083
出願日 平成11年12月16日(1999.12.16)
代理人 【識別番号】100107308
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
【テーマコード(参考)】
3K003
【Fターム(参考)】
3K003 AA01 AB02 AB06 AC02 CA03 CA05 CB03 CB05 CC01 DA03 
発明者 谷村 愛隆 / 薬師寺 新吾 / 石川 善克 / 横山 敬仁
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 全一次予混合型のバーナと、燃焼用空気を通風路を通して前記バーナに通風し、かつ、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供給する通風ファンと、前記通風ファンの通風作用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維持するゼロガバナと、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた通風量になるように前記通風ファンの回転数を調整するように構成されている燃焼装置であって、前記通風路に燃焼用空気を吸引する吸引部に設けられて、燃焼用空気の通過抵抗を変更することによって、前記通風路への燃焼用空気供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、前記燃料供給路における前記ゼロガバナの下流側箇所に設けられて、燃料の通過抵抗を変更することによって、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とが設けられ、前記制御手段が、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量が小さい領域の方が大きい領域よりも燃料の通過抵抗が大きくなるように前記燃料供給量調整手段を調整し、かつ、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量が小さい領域の方が大きい領域よりも燃焼用空気の通過抵抗が大きくなるように前記燃焼用空気供給量調整手段を調整するとともに、前記燃焼用空気供給量調整手段の調整にかかわらず、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた適正通風量になるように前記通風ファンの回転数を制御するように構成されている燃焼装置。
【請求項2】 前記燃焼用空気供給量調整手段が、前記吸引部の通路面積を調整するように構成されている請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項3】 前記燃料供給量調整手段が、前記燃料供給路の通路面積を調整するように構成されている請求項1または2に記載の燃焼装置。
【請求項4】 前記燃料供給路が複数の燃料供給路部分に分岐されて前記通風路に接続され、前記燃料供給量調整手段が、前記複数の燃料供給路部分の全て又は一部に対応して設置させて、その設置させた燃料供給路部分を開閉する電磁開閉弁を設けて、その電磁開閉弁の開閉により前記燃料供給路の通路面積を調整するように構成されている請求項3記載の燃焼装置。
【請求項5】 前記燃焼用空気供給量調整手段と前記燃料供給量調整手段とが一体形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃焼装置。
【請求項6】 前記制御手段が、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じて、前記通風路における燃料と燃焼用空気の目標混合比を異ならせるように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃焼装置。
【請求項7】 前記通風ファンよりも燃料供給方向の上流側において、燃料と燃焼用空気とを混合するように構成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃焼装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、全一次予混合型のバーナと、燃焼用空気を通風路を通して前記バーナに通風し、かつ、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供給する通風ファンと、前記通風ファンの通風作用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維持するゼロガバナと、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた通風量になるように前記通風ファンの回転数を調整するように構成されている燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような燃焼装置は、ゼロガバナによりその設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大気圧に維持し、この大気圧と通風ファンの作動により通風路に生じる負圧との圧力差によって通風路に燃料が供給され、通風ファンの回転数を調整することによって、通風路への燃料供給量および燃焼用空気供給量が調整されるものである(例えば、特開平5−312315号公報)。そして、このような燃焼装置では、図12に示すように、バーナの燃焼において要求される燃焼量、すなわちバーナのインプットを求めて、定常ファンコントロールラインLt上になるように、通風ファンの回転数が制御されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のものでは、バーナに要求される最大インプットが決定されると、これに見合った能力のファンが選定され、システムが構成されるが、インプット制御については、定常ファンコントロールラインLt上でファン回転数を変えることしか出来なかったために、次のような不利があった。つまり、インプットの調整範囲はファン回転数の調整範囲に限定されてしまうことである。換言すると、バーナに要求される最大インプットと最小インプットの比率が大きなもの、例えば15:1程度のものになると、ファン回転数の調整範囲も15:1にせざるを得ないが、このように回転数の調整範囲を広くすることは技術的に困難である。したがって、ファン回転数制御の制約で、インプットの調整範囲が狭くなってしまうという実使用上の問題があった。また、仮に回転数制御の問題を解決したとしても、定常ファンコントロールラインLt上でファン回転数を変えることしかできないため、最大インプットから最小インプットへの制御や、逆に、最小インプットから最大インプットへの制御を行う際には、ファン回転数制御の応答性の制約があり、すばやい変更はできないという問題があった。
【0004】また、従来の燃焼装置において、通常、通風路への燃料供給量を安定させるために、燃料供給路におけるゼロガバナの下流側箇所に固定オリフィスが設けられている。この固定オリフィスは、バーナの燃焼において要求されるインプットが最大の時に必要な流量が出せるように設定されている。このとき、要求される最大インプットと最小インプットの比率が小さいときは問題なく制御できるのであるが、この比率が大きくなると次のような不具合が生じる。つまり、要求されるインプットが小さい時の燃料流量がゼロガバナの最小漏れ量よりも小さくなると燃料流量の制御が行えない状態となる。すなわち、要求される燃料供給量に合わせられないばかりか、バーナの要求する空気比(実際空気量の理論空気量に対する比)にも調整できなくなり燃焼不良を招くといった不都合が生じた。
【0005】本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、ゼロガバナの機能を有効活用しながら、バーナの燃焼において要求される燃焼量の全域にて、バーナの燃焼状態を安定した状態に維持することができる燃焼装置を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために請求項1に記載の発明によれば、通風路に燃焼用空気を吸引する吸引部に設けられて、燃焼用空気の通過抵抗を変更することによって、通風路への燃焼用空気供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、燃料供給路におけるゼロガバナの下流側箇所に設けられて、燃料の通過抵抗を変更することによって、通風路への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段とが設けられ、前記制御手段が、バーナの燃焼において要求される燃焼量が小さい領域の方が大きい領域よりも燃料の通過抵抗が大きくなるように燃料供給量調整手段を調整し、かつ、バーナの燃焼において要求される燃焼量が小さい領域の方が大きい領域よりも燃焼用空気の通過抵抗が大きくなるように燃焼用空気供給量を調整するとともに、燃焼用空気供給量調整手段の調整にかかわらず、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた適正通風量になるように通風ファンの回転数を制御するように構成されている。
【0007】したがって、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じて、燃料供給量調整手段による通風路への燃料供給量、および、燃焼用空気供給量調整手段による通風路への燃焼用空気供給量のそれぞれを複数の調整状態にすることができ、その複数の調整状態のそれぞれにおいて、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じた適正通風量になるように通風ファンの回転数を制御することができる。つまり、例えば同じ回転数にて通風ファンを作動させた状態において、燃料供給量調整手段および燃焼用空気供給量調整手段の調整状態を変更させることによって、バーナの燃焼における燃焼量、すなわちバーナのインプットを変更させることができるので、要求される最大インプットと最小インプットの比率が大きい場合でも、通風ファンの回転数を大きな範囲にて調整することなく、また迅速に必要燃焼量に合わせることができるようになった。
【0008】また、燃料供給量調整手段が、バーナの燃焼において要求される燃焼量が小さい領域の方が大きい領域よりも燃料の通過抵抗を大きくすることによって、燃料供給路における燃料流量が要求される燃焼量に対応した流量となるので、ゼロガバナに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維持して、バーナの燃焼において要求される燃焼量に対応する回転数に通風ファンを制御することによって、バーナの燃焼において要求される燃焼量に対応する燃料供給量を得ることができ、ゼロガバナの機能を有効活用することができる。したがって、ゼロガバナの機能を有効活用しながら、バーナの燃焼において要求される燃焼量の全域で、通風ファンの回転数を調整する範囲を大きくすることなく、バーナの燃焼状態を安定した状態に維持することができる。
【0009】請求項2に記載の発明によれば、燃焼用空気供給量調整手段が、吸引部の通路面積を調整するように構成されている。すなわち、吸引部の通路面積を調整することにより、燃焼用空気の通過抵抗を変更させるようにするものであり、そして、吸引部の通路面積の調整は可動ダンパーなどを用いて簡素な構成にて行えるものであるから、このように吸引部の通路面積を調整する形態を採用することによって燃焼用空気供給量調整手段を簡素な構成にすることができる。
【0010】請求項3に記載の発明によれば、燃料供給量調整手段が、燃料供給路の通路面積を調整するように構成されている。すなわち、燃料供給路の通路面積を調整することにより、燃料の通過抵抗を変更させるようにするものであり、そして、燃料供給路の通路面積の調整は比例弁などを用いて簡素な構成で行えるものであるから、このように燃料供給路の通路面積を調整する形態を採用することによって、燃料供給量調整手段を簡素な構成にすることができる。
【0011】請求項4に記載の発明によれば、前記燃料供給路が複数の燃料供給路部分に分岐されて前記通風路に接続され、前記燃料供給量調整手段が、前記複数の燃料供給路部分の全て又は一部に対応して設置させて、その設置させた燃料供給路部分を開閉する電磁開閉弁を設けて、その電磁開閉弁の開閉により前記燃料供給路の通路面積を調整するように構成されている。すなわち、請求項3に記載の如く、燃料供給路の通路面積を調整するに、複数の燃料供給路部分の全て又は一部を電磁開閉弁にて開閉する形態を採用するものであり、そして、電磁開閉弁は比例弁に比べて安価であるから、このように電磁開閉弁を用いて燃料供給路の通路面積を調整する形態を採用することによって、燃料供給量調整手段を簡素で安価な構成にすることができる。
【0012】請求項5に記載の発明によれば、燃焼用空気供給量調整手段と燃料供給量調整手段とが一体形成されている。したがって、通風路への燃料供給量と通風路への燃焼用空気供給量を別々に調整するのではなく、その両方を一度に調整することができ、その調整制御を容易に行うことができる。
【0013】請求項6に記載の発明によれば、制御手段が、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じて、通風路における燃料と燃焼用空気の目標混合比を異ならせるように構成されている。つまり、バーナの燃焼において要求される燃焼量に応じて目標混合比を設定することができるので、例えば、燃焼量が小さい領域においてはバーナの表面温度が上昇する傾向にあるが、このような燃焼量が小さい領域では、目標空気比(目標とする実際空気量の理論空気量に対する比)を高く設定するなどのように、バーナの燃焼特性をも考慮した状態で、バーナの燃焼状態を安定な状態にさせることができる。
【0014】請求項7に記載の発明によれば、通風ファンよりも燃料供給方向の上流側において、燃料と燃焼用空気とを混合するように構成されているので、通風ファンよりも燃料供給方向の下流側において燃料と燃焼用空気とを混合するものに比べて、燃料と燃焼用空気とを確実に混合した状態で、通風ファンによってバーナに供給することができ、バーナの燃焼状態をより一層確実に安定な状態に維持させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明にかかる燃焼装置を給湯装置に適応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置は、図1に示すように、供給される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手段としての制御部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。
【0016】前記給湯部K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などから構成され、このバーナ3の上流側から燃焼用空気を通風路7を通して通風し、かつ、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供給する通風ファン4も設けられている。そして、バーナ3の燃焼面は金属製のプレート3aで構成され、熱交換器2には、例えば家庭用の水道などから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、前記入水路5には、その上流側から順に、熱交換器2への通水量を検出する通水量センサ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。
【0017】通風路7に対して燃料を供給する燃料供給路11は、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、通風路7に接続され、通風ファン4よりも燃料供給方向の上流側において、燃料と燃焼用空気が混合されるようにしている。つまり、通風ファン4の回転数が大きくなるほど、通風路7に供給される燃料ガス供給量が大きくなるようになっている。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維持するゼロガバナ14、燃料の通過抵抗を変更することによって通風路7への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段Nとしての燃料調整弁15のそれぞれが設けられている。つまり、燃料調整弁15は、ゼロガバナ14よりも燃料供給方向の下流側で、かつ、ゼロガバナ14と直列になるように、燃料供給路11に設けられている。
【0018】通風路7に燃焼用空気を吸引する吸引部25には、燃焼用空気の通過抵抗を変更することによって、通風路7への燃焼用空気供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段Mとしての可動ダンパー24が設けられている。そして、この可動ダンパー24が吸引部25の開口部の通路面積を大小の2段階に調整して、通風路7への燃焼用空気供給量を調整するようにしている。
【0019】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。前記フレームロッド17は、燃焼炎及び金属製プレート3aを通して流れる電流値を検出するもので、バーナ3の燃焼状態に応じてその検出する電流値が変化するように構成されている。
【0020】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。
【0021】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、及び、ステッピングモータ15aにて回転操作されて、ガス通路の開度つまり通路面積を調整する弁体15bを備えて構成され、燃料供給路11の通路面積を大小の2段階に調整して、通風路7への燃料供給量を調整するように構成されている。
【0022】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。
【0023】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、出湯中にリモコン操作部Rの操作指令に基づいて出湯温度が目標給湯温度になるように燃焼制御を実行する。具体的に説明すると、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通水量センサ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14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。
【0024】そして、入水温サーミスタ9、出湯温サーミスタ10、通水量センサ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燃焼量になるように通風ファン4の通風量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の通風量を微調整するフィードバック制御を実行する燃焼量制御処理を実行する。このようにして、入水路5からの水は、熱交換器2によって加熱されて、図外の出湯栓から出湯用目標温度の湯水が出湯されることになる。
【0025】前記燃焼量制御処理について説明を加えると、入水温サーミスタ9、出湯温サーミスタ10、通水量センサ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燃焼量、すなわち、バーナ3のインプットを演算する。そして、求められたインプットが小さい領域の方が大きい領域よりも燃料の通過抵抗が大きくなるように燃料調整弁15を調整し、かつ、求められたインプットが小さい領域の方が大きい領域よりも燃焼用空気の通過抵抗が大きくなるように可動ダンパー24を調整するとともに、この可動ダンパー24の調整にかかわらず、第1ファンコントロールラインL1または第2ファンコントロールラインL2上になるように通風ファン4の回転数を制御してフィードフォワード制御を実行する。なお、第1ファンコントロールラインL1および第2ファンコントロールラインL2のそれぞれの段階において、通風路7における燃料と燃焼用空気の目標混合比を一定にしている。
【0026】第1ファンコントロールラインL1と第2ファンコントロールラインL2との間でのファンコントロールラインの切換えについて説明を加えると、図5の点線で示すように、第1ファンコントロールラインL1上にて通風ファン4の回転数を制御しているときには、第1ファンコントロールラインL1の最大インプットよりも大きいインプットになると、第2ファンコントロールラインL2上にて制御するようにファンコントロールラインを切換える。また、第2ファンコントロールラインL2上にて通風ファン4の回転数を制御しているときには、第2ファンコントロールラインL2の最小インプットよりも小さいインプットになると、第1ファンコントロールラインL1上にて制御するようにファンコントロールラインを切換える。
【0027】つまり、図4および図5に示すように、求められたインプットが小さい領域のときには、燃料調整弁15により燃料供給路11の通路面積が小になるように調整するとともに、可動ダンバー24により吸引部25の開口部の通路面積が小になるように調整して、第1ファンコントロールラインL1上になるように通風ファン4の回転数を制御する。また、求められたインプットが大きい領域のときには、燃料調整弁15により燃料供給路11の通路面積が大になるように調整するとともに、可動ダンバー24により吸引部25の開口部の通路面積が大になるように調整して、第2ファンコントロールラインL2上になるように通風ファン4の回転数を制御する。
【0028】このようにして、バーナ3の燃焼において要求される燃焼量に応じて、通風路7への燃料供給量および燃焼用空気供給量を調整するとともに、通風ファン4の回転数を複数段階に制御することによって、バーナ3の燃焼において要求される燃焼量が大きく変動しても、ゼロガバナ14の機能を有効活用しながら、通風ファン4の回転数の調整範囲を大きくすることなく、バーナ3の燃焼状態を安定した状態に維持することができる。
【0029】制御部Hの制御動作について、図6のフローチャートに基づいて説明する。まず、リモコン操作部Rの運転スイッチ18がON操作されて、給湯装置が運転状態に設定された状態において、図外の出湯栓の開操作に伴って通水量センサ8にて検出される通水量が設定水量を超えると、バーナ3の点火処理、燃焼量制御処理を順に行う(ステップ1〜4)。つまり、バーナ3の燃焼が停止していると、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14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。
【0030】その後、入水温サーミスタ9、出湯温サーミスタ10、通水量センサ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燃焼量、すなわち、バーナ3のインプットを演算する。そして、求められたインプットが小さい領域のときには、燃料調整弁15により燃料供給路11の通路面積が小になるように調整するとともに、可動ダンバー24により吸引部25の開口部の通路面積が小になるように調整して、第1ファンコントロールラインL1上になるように通風ファン4の回転数を制御する。また、求められたインプットが大きい領域のときには、燃料調整弁15により燃料供給路11の通路面積が大になるように調整するとともに、可動ダンバー24により吸引部25の開口部の通路面積が大になるように調整して、第2ファンコントロールラインL2上になるように通風ファン4の回転数を制御する。このようにして、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の通風量を微調整するフィードバック制御を実行する。
【0031】このようにして、バーナ3の点火処理、燃焼量制御処理が、熱交換器2への通水量が設定量未満になるか、運転スイッチ18がOFF操作されるまで実行される。つまり、熱交換器2への通水量が設定量未満になるか、運転スイッチ18がOFF操作されると、バーナ3が燃焼中であると、安全弁12とメイン弁13を閉弁して、バーナ3の燃焼を停止させるバーナ燃焼停止処理を行う(ステップ5)。
【0032】〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、燃料供給量調整手段Nとして燃料供給路11の通路面積を調整する燃料調整弁15と、燃焼用空気供給量調整手段Mとして吸引部25の開口部の通路面積を調整する可動ダンパー24とが設けられているが、この燃料供給量調整手段Nおよび燃焼用空気供給量調整手段Mの構成は、これに限られるものではなく、各種の構成のものが適応可能であり、次のように構成してもよい。つまり、図7に示すように、燃料供給路11が、第1燃料供給路部分11aと第2燃料供給路部分11bに分岐されて通風路7に接続され、燃料供給量調整手段Nが、第1燃料供給路11aに対応して設置されて、その第1燃料供給路部分11a を開閉する電磁開閉弁26を設けて、その電磁開閉弁26の開閉により燃料供給路11の通路面積を調整するように構成されている。そして、燃焼量制御処理において、求められたインプットが小さい領域のときには、電磁開閉弁26を閉状態にし、また、求められたインプットが大きい領域のときには、電磁開閉弁26を開状態にして、通風路7への燃料供給量を調整するようにする。なお、燃焼用空気供給量調整手段Mとしての可動ダンパー24については、上記実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0033】上記の如く、燃料供給路11を複数の燃料供給路部分に分岐させて通風路7に接続させながら、電磁開閉弁26を設けて燃料供給量調整手段Nを構成するにあたり、通路面積を変更する段数に応じて燃料供給路部分の分岐数は種々変更できるものであり、そして、電磁開閉弁26としては、一部の燃料供給路部分に設けて実施できるが、全ての燃料供給路部分に設けて、開閉する電磁開閉弁26を選択しながら行う等、電磁開閉弁26の設置形態及び開閉制御形態も種々変更できる。ちなみに、各燃料供給路部分夫々の横断面積は同じでも異ならせてもよく、複数の燃料供給路部分自体も種々変更できる。
【0034】上述の図7に示す構成に代えて、次のように構成してもよい。つまり、図8に示すように、燃料供給路11が第1燃料供給路11cと第2燃料供給路11dに分岐されて通風路7に接続され、そして、第1燃料供給路11cを開閉する電磁開閉弁27が設けられて、燃料供給量調整手段Nが、上記図7と同様に構成されている。さらに、通風路7に燃焼用空気を吸引する吸引部25が第1吸引部25aと第2吸引部25bとから構成され、燃焼用空気供給量調整手段Mとして第2吸引部25bを開閉する可動ダンパー28が設けられている。そして、燃焼量制御処理において、求められたインプットが小さい領域のときには、電磁開閉弁27を閉状態にするとともに、可動ダンパー28を閉状態にし、また、求められたインプットが大きい領域のときには、電磁開閉弁27を開状態にするとともに、可動ダンパー28を開状態にして、通風路7への燃料供給量および燃焼用空気供給量を調整するようにしている。
【0035】上述の図8に示す構成に代えて、次のように構成してもよい。つまり、図9に示すように、燃料供給路11が通風路7に接続され、この燃料供給路11には、燃料の通過抵抗を変更することによって通風路7への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段Nとしての燃料調整弁15aが設けられ、通風路7に燃焼用空気を吸引する吸引部25が第1吸引部25a’と第2吸引部25b’とから構成され、燃焼用空気供給量調整手段Mとして第2吸引部25b’を開閉する可動ダンパー28aを設けるようにしてもよい。なお、燃料調整弁15aの構成については、図1および図3に示される上記実施形態と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。そして、燃焼量制御処理において、求められたインプットが小さい領域のときには、燃料調整弁15aにより燃料供給路11の通路面積が小になるように調整するとともに、可動ダンパー28aを閉状態にし、また、求められたインプットが大きい領域のときには、燃料調整弁15aにより燃料供給路11の通路面積が大になるように調整するとともに、可動ダンパー28aを開状態にして、通風路7への燃料供給量および燃焼用空気供給量を調整するようにしている。
【0036】上述の図9に示す構成に代えて、次のように構成してもよい。つまり、図10に示すように、燃料供給路11の通風路7への開口部の通路面積を調整する燃料供給量調整手段Nとしてのニードル部材29と、吸引部25の開口部の通路面積を調整する燃焼用空気供給量調整手段Mとしての調整部材30とが、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構として一体形成されている。そして、燃焼量制御処理において、求められたインプットが小さい領域のときには、燃料供給路11の通風路7への開口部の通路面積および吸引部25の開口部の通路面積を小さくするように、すなわち、図10においては左方向に移動させるように、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構を調整する。また、求められたインプットが大きい領域のときには、、燃料供給路11の通風路7への開口部の通路面積および吸引部25の開口部の通路面積を大きくするように、すなわち、図10においては右方向に移動させるように、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構を調整する。このようにして、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構を調整するだけで、通風路7への燃料供給量と燃焼用空気供給量を調整することができる。
【0037】上述の図10に示す構成に代えて、次のように構成してもよい。つまり、図11に示すように、燃料供給路11が第1燃料供給路11fと第2燃料供給路11gに分岐されて通風路7に接続され、さらに、通風路7に燃焼用空気を吸引する吸引部25が第1吸引部25cと第2吸引部25dとから構成されている。そして、燃料供給量調整手段Nとして第1燃料供給路の通風路7への開口部を開閉する燃料調整用可動ダンパー31と第1吸引部の開口部を開閉する燃焼用空気調整用可動ダンパー32とが、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構として一体形成されている。つまり、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構は、燃料調整用可動ダンパー31と燃焼用空気可動ダンパー32とが一体的に可動されて、第1燃料供給路11fの通風路7への開口部および第1吸引部25cの開口部の両方を閉じる閉状態と、第1燃料供給路11fの通風路7への開口部および第1吸引部25cの開口部の両方を開く開状態とに調整されて、通風路7への燃料供給量および燃焼用空気供給量を調整するように構成されている。そして、燃焼量制御処理において、求められたインプットが小さい領域のときには、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構を、第1燃料供給路11fの通風路7への開口部および第1吸引部25cの開口部の両方を閉じる閉状態にし、また、求められたインプットが大きい領域のときには、燃料供給量・燃焼用空気供給量調整機構を、第1燃料供給路11fの通風路7への開口部および第1吸引部25cの開口部の両方を開く開状態にするようにしている。
【0038】(2)上記実施形態では、通風路7における燃料と燃焼用空気との混合比が、第1ファンコントロールラインL1または第2ファンコントロールラインL2上になるように通風ファン4の回転数を2段階に制御するようにしているが、通風ファン4の回転数の制御は、2段階に限られるものではなく、3段階以上でもよい。そして、例えば、通風ファン4の回転数を3段階に制御するときには、燃料調整弁15および可動ダンパー24による調整を3段階に調整するなど、通風ファン4による回転数の制御における段階数と燃料調整弁15および可動ダンパー24による調整の段階数を同数とするようにしてもよい。
【0039】(3)上記実施形態では、通風ファン4の回転数を2段階で制御し、各々段階において通風路7における燃料と燃焼用空気の目標混合比を一定に制御するようにしているが、各々の段階において異なる目標混合比にしてもよい。例えば、図5の第1ファンコントロールラインL1において、インプットが小さい域のみ目標空気比を上昇させてもよい。これは、小さいインプット時におけるバーナの温度上昇を回避するのに有効な手段となる。具体的には、上記実施形態で示した燃料調整弁15の通路面積を3段階に調整可能とし、図5の第1ファンコントロールラインL1において、小さいインプット時には燃料調整弁15の開度を3段目の最小絞りに設定し、この小さいインプットよりも大きいインプット時には燃料調整弁15の開度を2段目の開度に設定する。そして、図5の第2ファンコントロールラインL2において、燃料調整弁15の開度を1段目の最大開度に設定する。なお、この場合における可動ダンパー24の開度調整は、上記実施形態と同様に、大小の2段階の調整である。あるいは逆に、可動ダンパー24を吸引部25の開口部の通路面積を3段階に調整可能にし、図5の第1ファンコントロールラインL1において、小さいインプット時には可能ダンパー24の開度を2段目の開度に設定し、この小さいインプットよりも大きいインプット時には可動ダンパー24の開度を3段目の最小絞りに設定する。そして、図5の第2ファンコントロールラインL2において、可動ダンパー24の開度を1段目の最大開度に設定してもよい。なお、この場合における燃料調整弁15の開度調整は、上記実施形態と同様に、大小の2段階の調整である。
【0040】(4)上記実施形態では、本発明にかかる燃焼装置を給湯装置に適応した例を示しているが、暖房装置などのその他各種の装置に適応可能である。




 

 


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