JP2003042444A

JP2003042444A - 給湯器

Info

Publication number: JP2003042444A
Application number: JP2001226537A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 彰伊藤; Shigeo Numazawa; 成男沼澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】バーナ１を常時、最適な燃焼状態に維持する
ことができる給湯器Ａの提供。【解決手段】給湯器Ａは、流量調整バルブ１３を介設
したガス管１４を介してガス１５が供給されて燃焼する
バーナ１と、バーナ１に燃焼用空気を供給する送風機１
１と、水１２１が通過する熱交換器１２と、ガス管１４
を通過するガス１５の流量を検出する質量流量センサ２
１と、出湯温度を検出する出湯温度センサ２２と、給水
量センサ２３と、入水温度センサ２４と、出湯温度設定
器２６と、目標燃焼量で燃焼するのに必要な目標ガス供
給量を決定し、質量流量センサ２１により検出されるガ
ス供給量が目標ガス供給量となる様に流量調整バルブ１
３の開度を制御する燃焼制御器３と、燃焼排ガスの空燃
比を検出する空燃比センサ２５とを備え、空燃比センサ
２５によって検出される空燃比が、バーナ１が安定燃焼
する所定空燃比になる様に、送風機１１の通電量（＝送
風量）を燃焼制御器３がフィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用給湯器や給
湯暖房機等の給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１２に示す如く、燃焼胴１
０１の下部に配され、流量調整バルブ１０２を介設した
ガス管１０３を介してガス１０４が供給されて燃焼する
バーナ１０５と、バーナ１０５に燃焼用空気を供給する
送風機１０６と、排気口１０７が接続される燃焼胴１０
１の上部に配され、水１０８が通過する熱交換器１０９
と、熱交換器１０９の出口側の出湯温度を検出する出湯
温度センサ１１０と、バーナ１０５の火炎温度を検出す
る火炎温度センサ１１１と、出湯温度センサ１１０およ
び火炎温度センサ１１１のセンサ出力に基づいて燃焼制
御器１１２が燃焼状態を判定し、出湯温度が目標出湯温
度に維持され、且つ火炎温度が所定温度になる様に、燃
焼制御器１１２が流量調整バルブ１０２の開度と送風機
１０６の回転数とを制御する給湯器１００が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の給湯器１０
０は、下記の課題を有する。・バーナ１０５に供給する燃焼用空気を増減した結果の
判断に時間がかかる。例えば、一旦、送風機１０６の回
転数を初期値から所定値だけ上げて燃焼用空気量を増加
させた場合、各センサ出力に基づいて燃焼制御器１１２
が燃焼状態が改善されているか否かを判定（時間がかか
る）し、燃焼状態が改善されていなければ、送風機１０
６の回転数を初期値から所定値だけ下げて燃焼用空気量
を減少させるという制御を行う。このため、燃焼状態が
改善される迄の間、排気口１０７からＣＯ等が放出され
続けることになる。

【０００４】・経年変化や外乱（風や酸素濃度の低下
等）により空燃比がずれると、燃焼状態が悪化する。・失火判定や着火判定が精度良く行えない。

【０００５】・給湯器を施工する際、排気ダクトの長さ
は異なるので、通風抵抗の違いを無くすために、取り付
ける排気管の規格を厳しく決める必要がある。

【０００６】本発明の目的は、バーナを常時、最適な燃
焼状態に維持することができる給湯器の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】［請求項１について］給
湯器は、燃焼胴に配され、流量調整バルブを介設した気
体燃料供給路を介して気体燃料が供給されて燃焼するバ
ーナと、バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気
口が接続される燃焼胴の上部に配され、水が通過する熱
交換器と、この熱交換器の出口側の出湯温度を検出する
出湯温度センサと、燃焼胴内の火炎温度を検出する火炎
温度センサと、燃焼排ガス流路内に設置され、燃焼排ガ
スの空燃比を検出する空燃比センサと、燃焼制御器とを
備える。

【０００８】燃焼制御器は、出湯温度センサおよび火炎
温度センサの各センサ出力に基づいてバーナの燃焼状態
を判定し、出湯温度が目標出湯温度に維持され、且つ火
炎温度が所定温度になる様に、流量調整バルブの開度お
よび送風機の送風量を制御する。そして、空燃比センサ
によって検出される空燃比が、バーナが安定燃焼する所
定空燃比から外れていることを燃焼制御器が検知する
と、その時の流量調整バルブの開度を維持した状態で、
空燃比が所定空燃比になる様に送風機の送風量を制御す
る。

【０００９】これにより、給湯器は、バーナが常時、最
適な燃焼状態に維持される。また、排気ダクトの長さの
違いに起因して、排気ダクトの通風抵抗が異なっていて
も、燃焼制御器が送風機の送風量を制御して、空燃比が
所定空燃比になる様に自律制御するので、給湯器の施工
の際に、取り付ける排気管の規格を厳しく決める必要が
ない。

【００１０】［請求項２について］給湯器は、燃焼胴に
配され、流量調整バルブを介設した気体燃料供給路を介
して気体燃料が供給されて燃焼するバーナと、このバー
ナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続され
る燃焼胴の上部に配され、水が通過する熱交換器と、気
体燃料供給路を通過する気体燃料の流量を検出する気体
燃料流量センサと、熱交換器の出口側の出湯温度を検出
する出湯温度センサと、熱交換器内を流れる水の量を検
出する給水量センサと、熱交換器入口の入水温度を検出
する入水温度センサと、出湯温度を設定するための出湯
温度設定器と、燃焼排ガス流路内に設置され、燃焼排ガ
スの空燃比を検出する空燃比センサと、燃焼制御器とを
備える。

【００１１】燃焼制御器は、各センサが検出する給水
量、出湯温度、および入水温度に基づいて、出湯温度が
目標出湯温度になる目標燃焼量を算出し、この目標燃焼
量で燃焼するのに必要な目標気体燃料供給量を決定す
る。そして、気体燃料流量センサにより検出される気体
燃料供給量が、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼
量で燃焼するのに必要な目標気体燃料供給量となる様に
燃焼制御器が流量調整バルブの開度を制御する。更に、
空燃比センサによって検出される空燃比が、バーナが安
定燃焼する所定空燃比になる様に、送風機の送風量を前
記燃焼制御器がフィードバック制御する。

【００１２】これにより、給湯器は、出湯温度が目標出
湯温度になる目標燃焼量で燃焼させた状態で、バーナを
常時、最適な燃焼状態に維持することができる。

【００１３】［請求項３について］給湯器は、燃焼胴に
配され、流量調整バルブを介設した気体燃料供給路を介
して気体燃料が供給されて燃焼するバーナと、このバー
ナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続され
る燃焼胴の上部に配され、水が通過する熱交換器と、バ
ーナに供給する燃焼用空気の流量を検出する空気流量セ
ンサと、熱交換器の出口側の出湯温度を検出する出湯温
度センサと、熱交換器内を流れる水の量を検出する給水
量センサと、熱交換器入口の入水温度を検出する入水温
度センサと、出湯温度を設定するための出湯温度設定器
と、燃焼排ガス流路内に設置され、燃焼排ガスの空燃比
を検出する空燃比センサと、燃焼制御器とを備える。

【００１４】燃焼制御器は、各センサが検出する給水
量、出湯温度、および入水温度に基づいて、出湯温度が
目標出湯温度になる目標燃焼量を算出し、この目標燃焼
量で安定燃焼する際に必要な必要空気量を算出する。

【００１５】そして、空気流量センサにより検出される
燃焼用空気供給量が、出湯温度が目標出湯温度になる目
標燃焼量で安定燃焼する際に必要な必要空気量となる様
に燃焼制御器が送風機の送風量を制御する。更に、空燃
比センサによって検出される空燃比が、バーナが安定燃
焼する所定空燃比になる様に、流量調整バルブの開度を
燃焼制御器がフィードバック制御する。

【００１６】給湯器は、バーナが安定燃焼する所定空燃
比になる様に、流量調整バルブの開度をフィードバック
制御して気体燃料の流量を制御する構成であるので、応
答性に優れ、バーナを常時、最適な燃焼状態に維持する
ことができる。

【００１７】［請求項４について］給湯器は、燃焼胴に
配され、流量調整バルブを介設した気体燃料供給路を介
して気体燃料が供給されて燃焼するバーナと、このバー
ナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続され
る燃焼胴の上部に配され、水が通過する熱交換器と、気
体燃料供給路を通過する気体燃料の流量を検出する気体
燃料流量センサと、バーナに供給する燃焼用空気流量を
検出する空気流量センサと、熱交換器の出口側の出湯温
度を検出する出湯温度センサと、熱交換器内を流れる水
の量を検出する給水量センサと、熱交換器入口の入水温
度を検出する入水温度センサと、出湯温度を設定するた
めの出湯温度設定器と、燃焼排ガス流路内に設置され、
燃焼排ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、燃焼制
御器とを備える。

【００１８】燃焼制御器は、各センサが検出する給水
量、出湯温度、および入水温度に基づいて、出湯温度が
目標出湯温度になる目標燃焼量を算出し、この目標燃焼
量で燃焼するのに必要な目標気体燃料供給量を決定し、
この目標燃焼量で安定燃焼する際に必要な必要空気量を
算出する。

【００１９】そして、前記気体燃料流量センサにより検
出される気体燃料供給量が目標気体燃料供給量となる様
に前記流量調整バルブの開度を制御するとともに、前記
空気流量センサにより検出される燃焼用空気供給量が必
要空気量となる様に送風機の送風量を制御する。更に、
空燃比センサによって検出される空燃比が、バーナが安
定燃焼する所定空燃比になる様に、流量調整バルブの開
度と送風機の送風量とを燃焼制御器がフィードバック制
御する。このため、給湯器は、出湯温度を目標出湯温度
に維持した状態で、応答性良く、バーナを常時、最適な
燃焼状態に維持することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例に係る給湯器
Ａ（請求項２に対応）を、図１に基づいて説明する。給
湯器Ａは、バーナ１と、送風機１１と、水１２１が通過
する熱交換器１２と、質量流量センサ２１（気体燃料流
量センサ）、出湯温度センサ２２、給水量センサ２３、
入水温度センサ２４、および空燃比センサ２５と、出湯
温度設定器２６と、燃焼制御器３とを備える。

【００２１】バーナ１は、燃焼胴１０の下部に配され、
流量調整バルブ１３を介設したガス管１４（気体燃料供
給路）を介してガス１５が供給され燃焼する。そして、
点火プラグ１７がバーナ１の上方に臨む様に配設されて
いる。また、火炎温度を検出して失火判定補助に用いる
ための火炎温度センサ１８がバーナ１に臨む様に配設さ
れている。

【００２２】送風機１１は、燃焼胴１０の下端に設けら
れ、バーナ１に燃焼用空気を供給する。熱交換器１２
は、排気口１６が接続される燃焼胴１０の上部に設けら
れ、燃焼炎の熱で通過する水１２１を昇温させている。

【００２３】質量流量センサ２１（気体燃料流量セン
サ）は、ガス管１４に介設され、ガス管１４を通過する
ガス１５の流量を検出する。

【００２４】出湯温度センサ２２は、熱交換器１２の出
口側の給湯配管１２２中に介設され、熱交換器１２の出
口側を流れる湯の温度を検出する。給水量センサ２３
は、給水配管１２３中に介設され、熱交換器１２内に流
入する水の量を検出する。

【００２５】入水温度センサ２４は、給水配管１２３中
に介設され、熱交換器１２内に流入する水の温度を検出
する。空燃比センサ２５は、排気口１６内に設置され、
燃焼排ガスの空燃比を検出する。出湯温度設定器２６
は、出湯温度を設定するためのものである。

【００２６】給湯器Ａの燃焼制御器３は、以下の様に作
動する。燃焼制御器３は、先ず、給水量センサ２３が検
出する給水量、出湯温度センサ２２が検出する出湯温
度、および入水温度センサ２４が検出する入水温度に基
づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼量を算
出する。

【００２７】つぎに、この目標燃焼量で燃焼するのに必
要な目標ガス供給量を決定する。そして、燃焼制御器３
は、質量流量センサ２１により検出される、ガス管１４
を通過するガス１５の流量が目標ガス供給量となる様に
流量調整バルブ１３の開度を制御する。

【００２８】更に、空燃比センサ２５が検出する空燃比
が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比（例えば１．
２）になる（図９参照）様に、送風機１１の回転数（＝
送風量）を燃焼制御器３がフィードバック制御する。

【００２９】本実施例の給湯器Ａは、以下の利点を有す
る。給湯器Ａは、質量流量センサ２１により検出され
る、ガス管１４を通過するガス１５の流量が目標ガス供
給量となる様に流量調整バルブ１３の開度を制御すると
ともに、空燃比センサ２５が検出する空燃比が、バーナ
１が安定燃焼する所定空燃比（例えば１．２）になる様
に、送風機１１の回転数（＝送風量）を燃焼制御器３が
フィードバック制御する構成である。

【００３０】このため、出湯温度が目標出湯温度になる
目標燃焼量で燃焼させた状態で、バーナ１を常時、最適
な燃焼状態に維持することができ、ＣＯ等の未燃焼ガス
の排気口１６からの放出が防止できる。更に、出湯温度
を正確に目標出湯温度に維持することができる。また、
経年変化や外乱（風や酸素濃度の低下等）により最適な
燃焼状態から外れても、直ちに最適な燃焼状態に戻すこ
とができる。

【００３１】更に、排気ダクトの長さの違いに起因し
て、排気ダクトの通風抵抗が異なっていても、燃焼制御
器３が送風機１１の回転数（＝送風量）を制御して、空
燃比が所定空燃比（例えば１．２）になる様に自律制御
するので、給湯器Ａの施工の際に、取り付ける排気管の
規格を厳しく決める必要がない。

【００３２】つぎに、本発明の第２実施例に係る給湯器
Ｂ（請求項３に対応）を、図２に基づいて説明する。本
実施例の給湯器Ｂは、以下の点が給湯器Ａと異なる。

【００３３】本実施例の給湯器Ｂでは、質量流量センサ
２１を設けず、替わりに、バーナ１に供給する燃焼用空
気の流量を検出する質量流量センサ１９（空気流量セン
サ）を燃焼用空気通路内に配設している。

【００３４】給湯器Ｂの燃焼制御器３は、以下の様に作
動する。燃焼制御器３は、先ず、給水量センサ２３が検
出する給水量、出湯温度センサ２２が検出する出湯温
度、および入水温度センサ２４が検出する入水温度に基
づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼量を算
出する。

【００３５】つぎに、燃焼制御器３は、この目標燃焼量
で安定燃焼する際に必要な必要空気量を算出する。そし
て、質量流量センサ１９により検出される空気供給量が
必要空気量となる様に、送風機１１の回転数（＝送風
量）を燃焼制御器３が制御する。

【００３６】更に、空燃比センサ２５が検出する空燃比
が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比（例えば１．
２）になる（図９参照）様に、流量調整バルブ１３の開
度を燃焼制御器３がフィードバック制御する。

【００３７】本実施例の給湯器Ｂは、以下の利点を有す
る。給湯器Ｂは、質量流量センサ１９（空気流量セン
サ）により検出される、燃焼用空気通路内の空気流量が
必要空気量となる様に送風機１１の回転数（＝送風量）
を燃焼制御器３が制御するとともに、空燃比センサ２５
が検出する空燃比が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃
比（例えば１．２）になる様に、流量調整バルブ１３の
開度を燃焼制御器３がフィードバック制御する構成であ
る。

【００３８】このため、出湯温度が目標出湯温度になる
目標燃焼量で燃焼させた状態で、バーナ１を常時、最適
な燃焼状態に維持することができ、ＣＯ等の未燃焼ガス
の排気口１６からの放出が防止できる。

【００３９】また、経年変化や外乱（風や酸素濃度の低
下等）により最適な燃焼状態から外れても、直ちに最適
な燃焼状態に戻すことができる。なお、給湯器Ｂは、空
燃比センサ２５が検出する空燃比が所定空燃比になる様
に、流量調整バルブ１３の開度を燃焼制御器３がフィー
ドバック制御する構成であるので、送風機１１の回転数
（＝送風量）を燃焼制御器３がフィードバック制御して
所定空燃比に制御する給湯器Ａに比べて応答性が良く、
最適な燃焼状態から外れても、直ちに最適な燃焼状態に
戻すことができる。

【００４０】更に、排気ダクトの長さの違いに起因し
て、排気ダクトの通風抵抗が異なっていても、燃焼制御
器３が流量調整バルブ１３の開度を制御して、空燃比が
所定空燃比（例えば１．２）になる様に自律制御するの
で、給湯器Ｂの施工の際に、取り付ける排気管の規格を
厳しく決める必要がない。

【００４１】つぎに、本発明の第３実施例に係る給湯器
Ｃ（請求項４に対応）を、図３に基づいて説明する。本
実施例の給湯器Ｃは、以下の点が給湯器Ａと異なる。

【００４２】本実施例の給湯器Ｃでは、ガス管１４を通
過するガス１５の流量を検出する質量流量センサ２１を
設け、且つバーナ１に供給する燃焼用空気の流量を検出
する質量流量センサ１９（空気流量センサ）を燃焼用空
気通路内に配設している。質量流量センサ２１（気体燃
料流量センサ）は、ガス管１４に介設され、ガス管１４
を通過するガス１５の流量を検出する。

【００４３】給湯器Ｃの燃焼制御器３は、以下の様に作
動する。燃焼制御器３は、先ず、給水量センサ２３が検
出する給水量、出湯温度センサ２２が検出する出湯温
度、および入水温度センサ２４が検出する入水温度に基
づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼量を算
出する。つぎに、燃焼制御器３は、この目標燃焼量で燃
焼するのに必要な目標ガス供給量を決定し、この目標燃
焼量で安定燃焼する際に必要な必要空気量を算出する。

【００４４】燃焼制御器３は、質量流量センサ２１（気
体燃料流量センサ）が検出するガス供給量が目標ガス供
給量となる様に流量調整バルブ１３の開度を制御すると
ともに、質量流量センサ１９（空気流量センサ）により
検出される空気流量が必要空気量となる様に送風機１１
の回転数（＝送風量）を制御する。

【００４５】更に、空燃比センサ２５が検出する空燃比
が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比（例えば１．
２）になる（図９参照）様に、流量調整バルブ１３の開
度と、送風機１１の回転数（＝送風量）とを燃焼制御器
３がフィードバック制御する。

【００４６】本実施例の給湯器Ｃは、以下の利点を有す
る。給湯器Ｃは、ガス管１４を通過するガス１５の流量
が目標ガス供給量となり、且つバーナ１への空気供給量
が必要空気量となる様に、流量調整バルブ１３の開度と
送風機１１の回転数（＝送風量）とを燃焼制御器３が制
御するとともに、空燃比センサ２５が検出する空燃比
が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比（例えば１．
２）になる様に、流量調整バルブ１３の開度と、送風機
１１の回転数（＝送風量）とを燃焼制御器３がフィード
バック制御する構成である。

【００４７】このため、出湯温度が目標出湯温度になる
目標燃焼量で燃焼させた状態で、バーナ１を常時、最適
な燃焼状態に維持することができ、ＣＯ等の未燃焼ガス
の排気口１６からの放出が防止できる。

【００４８】また、経年変化や外乱（風や酸素濃度の低
下等）により最適な燃焼状態から外れても、直ちに最適
な燃焼状態に戻すことができる。なお、給湯器Ｃは、空
燃比センサ２５が検出する空燃比が所定空燃比（例えば
１．２）になる（図９参照）様に、流量調整バルブ１３
の開度と、送風機１１の回転数（＝送風量）とを燃焼制
御器３がフィードバック制御する構成であるので、最適
な燃焼状態から外れても、出湯温度を正確に目標出湯温
度に維持した状態で、直ちに最適な燃焼状態に戻すこと
ができる。

【００４９】更に、排気ダクトの長さの違いに起因し
て、排気ダクトの通風抵抗が異なっていても、流量調整
バルブ１３の開度と送風機１１の回転数（＝送風量）と
を燃焼制御器３が制御して、空燃比が所定空燃比（例え
ば１．２）になる様に自律制御するので、給湯器Ｃの施
工の際に、取り付ける排気管の規格を厳しく決める必要
がない。

【００５０】また、空燃比センサ２５による空燃比制御
中に、流量調整バルブ１３の設定開度範囲を外れる場合
や、送風機１１の回転数（＝送風量）の設定範囲を外れ
る場合には、『修理に出して下さい！』の旨を示す警告
表示を出す様にしても良い。なお、運転を継続しても良
く、故障停止にしても良い。

【００５１】つぎに、本発明の第４、第５、第６実施例
に係る給湯器Ｄ、Ｅ、Ｆ（請求項１に対応）を、図４、
図５、図６に基づいて説明する。本実施例の給湯器Ｄ、
Ｅ、Ｆは、以下の点が給湯器Ａと異なる。

【００５２】本実施例の給湯器Ｄ、Ｅ、Ｆでは、質量流
量センサ２１を配設していない。給湯器Ｄでは、排気口
１６内に空燃比センサ２５を設置し、この空燃比センサ
２５で燃焼排ガスの空燃比を検出している。

【００５３】給湯器Ｅでは、熱交換器１２の下流側の燃
焼胴１０内に空燃比センサ２５を設置し、この空燃比セ
ンサ２５で燃焼排ガスの空燃比を検出している。給湯器
Ｆでは、熱交換器１２の上流側の燃焼胴１０内に空燃比
センサ２５を設置し、この空燃比センサ２５で燃焼排ガ
スの空燃比を検出している。

【００５４】燃焼制御器３は、出湯温度センサ２２およ
び火炎温度センサ１８の各センサ出力に基づいてバーナ
１の燃焼状態を判定し、出湯温度設定器２６で設定した
目標出湯温度に出湯温度が維持され、且つ火炎温度が所
定温度になる様に、流量調整バルブ１３の開度および送
風機１１への通電量（＝送風量）を制御する。

【００５５】そして、空燃比センサ２５によって検出さ
れる空燃比が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比の上
限・下限（例えば、１．２±０．０５）から外れている
ことを燃焼制御器３が検知すると、現在の流量調整バル
ブ１３の開度を固定した状態で、空燃比が所定空燃比
（例えば、１．２）になる（図９参照）様に送風機１１
への通電量（＝送風量）をフィードバック制御する。

【００５６】本実施例の給湯器Ｄ、Ｅ、Ｆは、以下の利
点を有する。給湯器Ｄ、Ｅ、Ｆは、出湯温度設定器２６
で設定した目標出湯温度に出湯温度が維持され、且つ火
炎温度が所定温度になる様に、流量調整バルブ１３の開
度および送風機１１への通電量（＝送風量）を燃焼制御
器３が制御するとともに、空燃比センサ２５が検出する
空燃比が、バーナ１が安定燃焼する所定空燃比の上限・
下限（例えば、１．２±０．０５）から外れていること
を検知すると、現在の流量調整バルブ１３の開度を固定
した状態で、空燃比が所定空燃比（例えば、１．２）に
なる様に送風機１１への通電量（＝送風量）をフィード
バック制御する構成である。

【００５７】このため、出湯温度が目標出湯温度になる
目標燃焼量で燃焼させた状態で、バーナ１を常時、最適
な燃焼状態に維持することができ、ＣＯ等の未燃焼ガス
の排気口１６からの放出が防止できる。

【００５８】また、経年変化や外乱（風や酸素濃度の低
下等）により最適な燃焼状態から外れても、直ちに最適
な燃焼状態に戻すことができる。なお、給湯器Ｄ、Ｅ、
Ｆは、現在の流量調整バルブ１３の開度を固定した状態
で、空燃比が所定空燃比（例えば、１．２）になる様に
送風機１１への通電量（＝送風量）をフィードバック制
御する構成である。このため、出湯温度を正確に目標出
湯温度に維持することができる。

【００５９】更に、排気ダクトの長さの違いに起因し
て、排気ダクトの通風抵抗が異なっていても、燃焼制御
器３が送風機１１への通電量（＝送風量）をフィードバ
ック制御して、空燃比が所定空燃比（例えば１．２）に
なる様に自律制御するので、給湯器Ｄ、Ｅ、Ｆの施工の
際に、取り付ける排気管の規格を厳しく決める必要がな
い。

【００６０】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．給湯器Ａ〜Ｆにおいて、予め調べておいた、給湯運
転の立ち上がり時における空燃比の不着火判定領域（燃
料リッチ）から安定燃焼領域に至る特性カーブ（図１０
参照）に基づいて着火判定を行っても良い。また、予め
調べておいた、安定燃焼から不完全燃焼・失火状態（燃
料リッチ）へ至る空燃比の特性カーブ（図１１参照）に
基づき、空燃比制御を行っても燃料リッチ領域に移行し
てしまう場合には、失火や不完全燃焼状態であると判定
を行っても良い。空燃比センサ２５が検出する空燃比の
特性カーブに基づいて判定を行う様にすれば、着火セン
サ（火炎温度センサ１８等）やＣＯセンサが不要にな
る。

【００６１】ｂ．給湯器Ａ〜Ｆにおいて、空燃比センサ
２５に、ヒータ２５１によりセンサ部を一定温度に加熱
する構造の高価な空燃比センサ（図７に示す）を用いて
も良いが、給湯器では高精度の空燃比の検出が要求され
ないので、温度センサ２５２を搭載し、温度によるセン
サ出力のマップ適合を行う構造の安価な空燃比センサ
（図８に示す）を用いることもできる。

【００６２】ｃ．気体燃料流量センサや空気流量センサ
は、質量流量計以外に、体積流量計を用いても良い。

【００６３】ｄ．給湯器Ａ〜Ｆにおいて、空燃比センサ
による空燃比制御は、点火から所定時間経過後か、また
は他のセンサによって一旦、安定燃焼になったのを確認
した後に行うのが好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図３】本発明の第３実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図４】本発明の第４実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図５】本発明の第５実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図６】本発明の第６実施例に係る給湯器の説明図であ
る。

【図７】（イ）、（ロ）はヒータによりセンサ部を一定
温度に加熱する構造の空燃比センサの説明図である。

【図８】（イ）、（ロ）は温度センサを搭載し、温度に
よるセンサ出力のマップ適合を行う構造の空燃比センサ
の説明図である。

【図９】経年変化や外乱による燃焼状態の悪化が補正さ
れる様子を示す説明図である。

【図１０】空燃比の推移に基づいて着火判定を行う方法
を説明するためのグラフである。

【図１１】空燃比の推移に基づいて不完全燃焼・失火判
定を行う方法を説明するためのグラフである。

【図１２】従来技術に係る給湯器の説明図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ給湯器１バーナ３燃焼制御器１０燃焼胴１１送風機１２熱交換器１３流量調整バルブ１４ガス管（気体燃料供給路）１５ガス（気体燃料）１６排気口１８火炎温度センサ１９質量流量センサ（空気流量センサ）２１質量流量センサ（気体燃料流量センサ）２２出湯温度センサ２３給水量センサ２４入水温度センサ２５空燃比センサ２６出湯温度設定器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼胴に配され、流量調整バルブを介設
した気体燃料供給路を介して気体燃料が供給されて燃焼
するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続される燃焼胴の上部に配され、水が通過す
る熱交換器と、該熱交換器の出口側の出湯温度を検出する出湯温度セン
サと、燃焼胴内の火炎温度を検出する火炎温度センサと、出湯温度センサおよび火炎温度センサの各センサ出力に
基づいて前記バーナの燃焼状態を判定し、出湯温度が目
標出湯温度に維持され、且つ火炎温度が所定温度になる
様に、前記流量調整バルブの開度および前記送風機の送
風量を制御する燃焼制御器とを備える給湯器において、燃焼排ガスの空燃比を検出する空燃比センサを燃焼排ガ
ス流路内に設置し、該空燃比センサによって検出される空燃比が、前記バー
ナが安定燃焼する所定空燃比から外れていることを前記
燃焼制御器が検知すると、その時の流量調整バルブの開
度を維持した状態で、空燃比が所定空燃比になる様に前
記送風機の送風量を制御することを特徴とする給湯器。
【請求項２】燃焼胴に配され、流量調整バルブを介設
した気体燃料供給路を介して気体燃料が供給されて燃焼
するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続される燃焼胴の上部に配され、水が通過す
る熱交換器と、前記気体燃料供給路を通過する前記気体燃料の流量を検
出する気体燃料流量センサと、前記熱交換器の出口側の出湯温度を検出する出湯温度セ
ンサと、熱交換器内を流れる水の量を検出する給水量センサと、熱交換器入口の入水温度を検出する入水温度センサと、出湯温度を設定するための出湯温度設定器と、各センサが検出する、給水量、出湯温度、および入水温
度に基づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼
量を算出し、この目標燃焼量で燃焼するのに必要な目標
気体燃料供給量を決定し、前記気体燃料流量センサによ
り検出される気体燃料供給量が目標気体燃料供給量とな
る様に前記流量調整バルブの開度を制御する燃焼制御器
とを備える給湯器において、燃焼排ガスの空燃比を検出する空燃比センサを燃焼排ガ
ス流路内に設置し、該空燃比センサによって検出される空燃比が、前記バー
ナが安定燃焼する所定空燃比になる様に、前記送風機の
送風量を前記燃焼制御器がフィードバック制御すること
を特徴とする給湯器。
【請求項３】燃焼胴に配され、流量調整バルブを介設
した気体燃料供給路を介して気体燃料が供給されて燃焼
するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続される燃焼胴の上部に配され、水が通過す
る熱交換器と、前記バーナに供給する燃焼用空気の流量を検出する空気
流量センサと、前記熱交換器の出口側の出湯温度を検出する出湯温度セ
ンサと、熱交換器内を流れる水の量を検出する給水量センサと、熱交換器入口の入水温度を検出する入水温度センサと、出湯温度を設定するための出湯温度設定器と、各センサが検出する給水量、出湯温度、および入水温度
に基づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼量
を算出し、この目標燃焼量で安定燃焼する際に必要な必
要空気量を算出し、前記空気流量センサにより検出される燃焼用空気供給量
が必要空気量となる様に前記送風機の送風量を制御する
燃焼制御器とを備える給湯器において、燃焼排ガスの空燃比を検出する空燃比センサを燃焼排ガ
ス流路内に設置し、該空燃比センサによって検出される空燃比が、前記バー
ナが安定燃焼する所定空燃比になる様に、前記流量調整
バルブの開度を前記燃焼制御器がフィードバック制御す
ることを特徴とする給湯器。
【請求項４】燃焼胴に配され、流量調整バルブを介設
した気体燃料供給路を介して気体燃料が供給されて燃焼
するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、排気口が接続される燃焼胴の上部に配され、水が通過す
る熱交換器と、前記気体燃料供給路を通過する前記気体燃料の流量を検
出する気体燃料流量センサと、前記バーナに供給する燃焼用空気流量を検出する空気流
量センサと、前記熱交換器の出口側の出湯温度を検出する出湯温度セ
ンサと、熱交換器内を流れる水の量を検出する給水量センサと、熱交換器入口の入水温度を検出する入水温度センサと、出湯温度を設定するための出湯温度設定器と、各センサが検出する給水量、出湯温度、および入水温度
に基づいて、出湯温度が目標出湯温度になる目標燃焼量
を算出し、この目標燃焼量で燃焼するのに必要な目標気
体燃料供給量を決定し、この目標燃焼量で安定燃焼する
際に必要な必要空気量を算出し、前記気体燃料流量センサにより検出される気体燃料供給
量が目標気体燃料供給量となる様に前記流量調整バルブ
の開度を制御するとともに、前記空気流量センサにより
検出される燃焼用空気供給量が必要空気量となる様に前
記送風機の送風量を制御する燃焼制御器とを備える給湯
器において、燃焼排ガスの空燃比を検出する空燃比センサを燃焼排ガ
ス流路内に設置し、該空燃比センサによって検出される空燃比が、前記バー
ナが安定燃焼する所定空燃比になる様に、前記流量調整
バルブの開度と前記送風機の送風量とを前記燃焼制御器
がフィードバック制御することを特徴とする給湯器。