JP4565302B2

JP4565302B2 - Combustion device

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Publication number: JP4565302B2
Application number: JP2001082790A
Authority: JP
Inventors: 良彦田中; 宏樹長谷川; 紀弘堀; 旭前川; 公明朝野; 浩作城出; 勝廣安
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002276936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に係り、特に、燃焼能力の変動幅を拡大しつつ安定燃焼を確保し、安全性を向上させたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ガスやプロパンガスが普及した現在でも、給湯器や暖房機等には、ランニングコスト低減のために、安価な灯油等の液体燃料を使用する燃焼装置が多用されている。またこの中でも、比較的発熱量が小さい用途に使用される場合は、気化器によって液体燃料を気化し、この気化された燃料ガスを燃焼部に送って燃焼させる形式のものが多用されている（特公平７−２１３３２号）。
【０００３】
このような燃焼装置では、気化器で気化された燃料ガスと空気とを予め混合して炎孔から噴射する。そして燃焼部には直接的に二次空気を供給し、燃料ガスは予め混合された空気と二次空気によって燃焼する。従って燃料に予め混合する一次空気量及び、燃焼部へ供給する二次空気量は、安定燃焼やターンダウン比（ガス量や空気量を大きく変動させた場合の変動比）の大小に応じて大幅に変動する。則ち、燃焼量の増減に応じて空気供給を行う送風機の回転数も大きく変動する。
【０００４】
このため、燃焼量の高い状態で継続して運転すると、送風機を高回転で駆動し続けなければならず、消費電力の増加を招く。
そこで、燃焼能力大における消費電力を極力抑えるために、送風機の回転数を必要最小限まで低減させた設計を行うことが多い。
ところで、燃焼能力の小さい状態においては、空気供給量も低くする必要がある。
【０００５】
特に、燃焼能力の下限値を更に拡げて調整範囲を拡大する燃焼装置の場合、燃焼量の低下に伴って火炎による総合発熱量は低下するが、燃焼量の低下に伴う供給空気量の低減により火炎が一層炎孔に接近し、燃焼量が高い場合に比べて炎孔ベース温度が上昇する。また、燃焼量の低い状態での燃焼ばらつきによって、気化器や炎孔ベースの温度が許容範囲を超えて上昇し易い。
そこで、従来は、炎孔ベースや気化器の近傍にハイリミットスイッチなどを設け、許容温度をこえると強制的に運転を停止させるなどの対策を講じたものが多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハイリミットスイッチなどを設けた構成では、異常高温の発生には有効に対処できるものの、安定燃焼の維持や他の異常状態を検知し得なかった。
特に、火炎を下方へ向けて噴出する下方燃焼型（所謂逆燃焼型）の燃焼装置では、定常燃焼中であるにも拘わらず内部に熱が蓄積され易く、ハイリミットスイッチを設けた構成では、安定燃焼を維持させることができなかった。
則ち、燃焼能力の下限値を拡大するような市場要求に対して、安定燃焼を維持しつつ燃焼異常を検知して安全性を向上させた燃焼装置の開発が望まれていた。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されるもので、燃焼能力幅を拡大しつつ安定燃焼を確保でき、しかも、安全性を向上させた燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される本発明の燃焼装置は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化器を有し、生成された燃料ガスまたは空気と燃料ガスの混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼させる燃焼装置において、前記燃焼部へ供給される燃料ガスおよび空気の供給量を制御する制御手段を有し、前記燃焼部は火炎を噴出する炎孔を平面状に配列した炎孔ベースを有すると共に、当該炎孔ベースには炎孔ベース自体の温度を検知する炎孔ベース温度センサが取り付けられており、炎孔から噴出する火炎によって生じる燃焼熱を炎孔ベースへ吸収させる熱吸収壁を、前記炎孔ベースに配列された炎孔を取り囲むように炎孔ベースの外側縁近傍の部位、または、炎孔ベースに設けられた気化器から炎孔を遮蔽するように気化器の周囲近傍の部位の少なくともいずれかに設けられ、前記制御手段は、炎孔ベース温度センサの検知信号を予め定められた判別基準値と比較して燃焼状態、燃焼異常あるいはセンサ異常を判別し、判別状態に応じた燃焼制御あるいは異常回避制御を行う構成とされている。
【０００８】
この構成によれば、燃焼中に何らかの要因で炎孔ベース温度が上昇して判別基準値を超えると、制御手段によって、供給空気量を増大させて冷却するような燃焼制御を行ったり、あるいは、運転停止させるような異常回避制御が行なわれる。
また、燃焼装置の点火シーケンスあるいは燃焼シーケンスにおいて、炎孔ベース温度センサが取り得ることのない値を検知したときには、制御手段によって炎孔ベース温度センサ自体の異常を判別することも可能である。
【０００９】
炎孔から噴出する火炎の燃焼状態を検知するには、火炎によって生じる燃焼熱の一部を炎孔ベースへ吸収させる必要がある。しかし、炎孔ベースには平面状に炎孔が配列され、火炎は炎孔ベースから離れる方向へ噴出する。このため、火炎による燃焼熱は炎孔ベースに伝導されにくい。特に、炎孔の周辺には、燃焼のための二次空気が供給されるので、火炎に伴う熱は炎孔ベースに一層反映されにくい。
本発明によれば、炎孔ベース上に火炎の燃焼熱の一部を効果的に吸収させる熱吸収壁を設けている。
【００１０】
則ち、炎孔ベースに配列された炎孔群を取り囲むように熱吸収壁が設けられる。これにより、火炎によって生じた燃焼熱の一部を効果的に炎孔ベースに吸収させることができ、火炎の温度状態を炎孔ベースに反映させることができる。
また、熱吸収壁は、気化器の周囲近傍に設けても良い。この構成によれば、火炎によって生じた熱が気化器に輻射される代わりに、火炎による熱を効果的に炎孔ベースに伝導することができる。これにより、炎孔ベース温度センサで炎孔ベースの温度を検知することにより、火炎の燃焼状態を的確に把握することができる。
熱吸収壁は、炎孔ベースの外側縁近傍または気化器の周囲近傍のいずれか一方に設けることもできるが、双方に設けることによって炎孔ベースへの熱吸収効果が一層増大する。
【００１１】
前記本発明において、気化器には、気化器自体の温度を検知する気化器温度センサが取り付けられており、制御手段は、炎孔ベース温度センサまたは気化器温度センサの少なくともいずれかの検知信号を予め定められた判別基準値と比較して燃焼状態、燃焼異常あるいはセンサ異常を判別し、判別状態に応じた燃焼制御あるいは異常回避制御を行う構成とすることができる。
【００１２】
この構成によれば、炎孔ベース温度だけでなく気化器の温度も検出する。
これにより、燃焼中に気化器温度が上昇して判別基準値を超えると、制御手段によって、供給空気量を増大させて冷却するような燃焼制御を行ったり、あるいは、運転停止させるような異常回避制御が行なわれる。
また、炎孔ベース温度センサの場合と同様に、気化器温度センサが取り得ることのない値を検知したときには、制御手段によって気化器センサ自体の異常を判別することも可能である。
また、本発明の構成では、制御手段によって炎孔ベースと気化器の双方の温度を参照することにより、燃焼装置特有の燃焼状態や燃焼異常を検知し、検知した燃焼状態や燃焼異常に対して補正制御や異常回避制御を施すことができる。
【００１３】
前記本発明において、燃焼装置の外気導入部分近傍には、燃焼装置へ供給される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、制御手段は、炎孔ベース温度センサ、気化器温度センサあるいは空気温度センサの少なくともいずれかの検知信号を予め定められた判別基準値と比較して燃焼状態、燃焼異常あるいはセンサ異常を判別し、判別状態に応じた燃焼制御あるいは異常回避制御を行う構成とすることができる。
【００１４】
この構成によれば、炎孔ベース温度あるいは気化器の温度だけでなく、外部から供給される空気温度も検出する。
これにより、例えば、燃焼中において供給空気の温度が変動したときには、制御手段によって燃焼装置内部の空気供給の異常と判別して異常回避制御を行わせる。
また、この構成においても、気化器温度センサが取り得ることのない値を検知したときには、制御手段によって空気温度センサ自体の異常を判別することもできる。
【００１５】
更に、本発明の構成では、制御手段によって炎孔ベース温度と供給空気温度、あるいは、気化器温度と供給空気温度の双方を参照したり、炎孔ベース、気化器および供給空気の全ての温度を参照して、燃焼装置特有の燃焼状態や燃焼異常を検知し、検知した燃焼状態や燃焼異常に対して補正制御や異常回避制御を施すことも可能である。
【００１６】
前記本発明において、炎孔ベース温度センサは、炎孔ベースの外側縁近傍に設けられた熱吸収壁に沿う部位であって、気化器または気化器温度センサから最も離れた部位に設けられる構成とすることができる。
通常、気化器は炎孔ベース上に配されるので、気化器の温度検知を行う気化器温度センサは、必然的に炎孔ベースに近接する。
また、炎孔ベースの温度を検知する場合、火炎によって生じる熱に応じた温度変動を呈する部位の温度検知を行うのが望ましい。
【００１７】
ところで、気化器は炎孔ベース上に配置され、炎孔から噴出する火炎によって生じる熱を気化器へ加えて、液体燃料の気化を促進させる働きを有する。則ち、気化器と炎孔ベースとの間では相互に熱の授受が行われるので、気化器と炎孔ベースの温度を区別して検知することは困難である。
そこで本発明では、炎孔ベース温度センサを、炎孔ベースの外側縁近傍に設けられた熱吸収壁に沿う部位であって、気化器または気化器温度センサから最も離れた部位に設けている。
【００１８】
則ち、炎孔ベース温度センサを、気化器の温度変動から隔離しつつ熱回収壁の近傍に設けることにより、火炎によって生じる熱に応じた温度変動を的確に検知することが可能となる。
【００１９】
前記本発明において、炎孔ベースは略方形状に形成され、当該炎孔ベースの略中央部に前記気化器が配されており、炎孔ベース温度センサは熱吸収壁に沿う部位であって炎孔ベースの外縁角部に設けられ、気化器温度センサは気化器を挟んで炎孔ベース温度センサと対向する気化器の部位に設けられる構成とすることができる。
【００２０】
この構成によれば、気化器温度センサと炎孔ベース温度センサとは、気化器を間に挟んで対向する。則ち、前記本発明における特殊な配置例である。特に、この配置では、炎孔ベース温度センサと気化器温度センサとの物理的な距離が最大となり、気化器の温度変動の影響を最も受けにくい状態で炎孔ベース温度を的確に把握することが可能となる。
このようなセンサ同士の対向配置により、炎孔ベース温度センサは熱回収壁によって火炎に応じた炎孔ベース温度を検知し、気化器温度センサは気化器の温度を的確に検知可能となる。
【００２１】
前記本発明において、炎孔の配列された炎孔ベースの面から、炎孔の最頂部までの高さが２ｍｍ以下である構成とすることができる。
通常、炎孔ベースの面から炎孔の最頂部までの高さは数ｍｍ（５〜６ｍｍ）のものが多い。このため、炎孔から噴出する火炎の熱の一部が炎孔ベースへ伝搬する途中で、炎孔周辺に供給される二次空気によって下流側に散逸し、火炎の熱が炎孔ベースへ充分に伝わらない。
しかし、本発明では、炎孔の最頂部までの高さを２ｍｍ以下に設定することにより、火炎によって生じる燃焼熱の一部を安定して炎孔ベースへ吸収させることができる。これにより、火炎の温度状態を炎孔ベース温度に的確に反映させることができ、燃焼状態を正確に把握することが可能となる。
【００２２】
前記本発明において、制御手段は、検知された炎孔ベースと気化器の温度差が、予め定められた定常燃焼温度差の上限値以内のときは定常燃焼中の判別を行う一方、前記温度差が定常燃焼温度差の上限値を超えるときは燃焼異常と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
燃焼装置が定常燃焼中（正常な燃焼中）は、一時的な燃焼ばらつきはあるものの、燃焼量（燃焼能力）の大小に拘わらず、炎孔ベース温度と気化器温度とは略平衡した状態で上下する。
従って、定常燃焼状態における、炎孔ベースと気化器との温度差の上限値を予め判別基準値として求めておくことにより、当該定常燃焼温度差の上限値を閾値として定常燃焼であるか、燃焼異常であるかを判別可能となる。
【００２３】
前記本発明において、制御手段は、検知された炎孔ベースと気化器の温度差が定常燃焼温度差の上限値以内であり、且つ、炎孔ベースまたは気化器の少なくともいずれか一方の温度が予め定められた高温補正領域内の値を検知したとき、または、前記温度差および温度状態を所定判別時間継続して検知したときは、定常燃焼中における炎孔ベースあるいは気化器の一時的な温度上昇と判別して、燃焼部への供給空気量を増加補正制御する構成とすることができる。
【００２４】
則ち、本発明によれば、定常燃焼中であるか否かの判別は、前記したように、炎孔ベースと気化器の温度差が定常燃焼温度差の上限値以内であることによって行う。そして、定常燃焼中における燃焼ばらつきなどによって、炎孔ベースや気化器の温度が高温補正領域内の値になると、制御手段によって、燃焼部へ供給される空気量が増加補正される。これにより、炎孔ベースあるいは気化器の温度上昇を抑制して定常燃焼を維持させることができる。
【００２５】
この構成では、制御手段は、前記温度状態を検知した時点で、直ちに供給空気量の増加補正を行うこともできるが、例えば、前記温度状態を所定判別時間継続して検知したときに増加補正を行う構成とすることもできる。
則ち、炎孔ベースと気化器の温度差が定常燃焼温度差の上限値以内であり、炎孔ベースや気化器の温度が高温補正領域にある状態を所定判別時間継続して検知した時点で、供給空気量の増加補正制御を施すことが可能となる。
この構成によれば、所定判別時間に比べて短時間の燃焼ばらつきによる温度変動を除外することができ、効率良く補正制御を行うことができる。
【００２６】
前記本発明において、制御手段は、炎孔ベース温度と気化器温度、および、これらの温度差を所定時間毎に検知し、定常燃焼中における炎孔ベースまたは気化器の一時的な温度上昇を連続して判別する毎に、燃焼部への供給空気を所定量ずつ増加制御し、供給空気量の全増加量が所定最大量になるまで、一連の増加制御を繰り返す構成とすることができる。
この構成によれば、供給空気量を一度に大きく増加補正するのではなく、所定量ずつ繰り返して補正する。これにより、空燃比の変動に伴う不安定燃焼や吹き消えの発生を抑えることができる。
また、一度に空気量を増加制御するのではなく、所定量ずつ増加制御するので、燃焼のばらつきに応じた最小の補正制御によって安定燃焼を維持することが可能となる。
【００２７】
前記本発明において、燃焼装置は、気化器あるいは燃焼部へ空気を供給する送風機を備えており、制御手段は、定常燃焼中における炎孔ベースまたは気化器の一時的な温度上昇を判別したときには、送風機の回転数が予め定められた低回転補正領域内の値である場合に限って、送風機の回転数を増加させて供給空気量の増加補正制御を行う構成とすることができる。
【００２８】
通常、燃焼量（燃焼号数）が高い場合は、送風機は高回転に制御され燃焼部への供給空気量は多い。これにより、炎孔から噴出する火炎による熱は下流側に流され易く、炎孔ベースや気化器の温度は燃焼量が高いにも拘わらず上昇しにくい。
しかし、燃焼量が低下すると、送風機の回転数が低下して供給空気量が減少する。このため、火炎によって生じた熱が燃焼装置内部へ滞留し易い。また、燃焼量の低下に伴って火炎が炎孔に接近し、火炎の熱が炎孔ベースへ伝達され易く、炎孔ベースや気化器の温度が上昇し易く、燃焼装置内部が一層高温になり易い。
【００２９】
そこで、燃焼量が低い場合、則ち、送風機の回転数が低回転補正領域内の値の場合だけ、送風機の回転数を増加させる補正制御を行うことができる。
これにより、特に、高温になり易い低燃焼領域において効果的に補正制御を施して安定燃焼を維持させることができる。
この構成でも、送風機の回転数を増加補正制御するのに際して、一度に回転数を増加させても良く、また、所定時間間隔をおいて温度判別を行いつつ所定回転数ずつ増加制御することも可能である。
【００３０】
前記本発明において、制御手段は、検知された炎孔ベースまたは気化器の少なくともいずれかの温度が、予め定められた異常高温領域内または異常低温領域内の値のときは、燃焼異常と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
燃焼装置が定常燃焼中であれば、火炎が炎孔から噴出するように生じ、炎孔ベースや気化器は異常高温には至らない。定常燃焼中であれば、炎孔ベースや気化器の温度は３５０℃程度である。
【００３１】
ところが、空気供給や燃料ガス（混合ガス）供給の異常などが生じると、炎孔ベースや気化器が異常高温に至り、破損するような不具合が生じる虞がある。
また、火炎を検知する火炎センサ（フレームロッド）などに異常を生じると、未燃焼であるにも拘わらず、制御手段は燃焼中の判別を行い、燃焼部へ燃料ガス（混合ガス）を供給し続けてしまう。このようなセンサ異常状態で運転が継続されると、燃焼装置として機能しないばかりか、混合ガスが燃焼装置の内部に充満して安全性が損なわれる。
【００３２】
しかし、本発明によれば、何らかの要因で炎孔ベースまたは気化器の温度が異常高温領域内の値になると、制御手段によって、運転停止などの異常回避制御が行われる。これにより、炎孔ベースや気化器が異常高温になることが防止され、燃焼装置の破損を未然に防止できる。
また、火炎センサの異常により立ち消えが検知されないようなときでも、炎孔ベースまたは気化器の温度が異常低温領域の値になると、制御手段によって、運転停止などの異常回避制御が行われる。これにより、燃焼部に未燃焼の燃料ガスが滞留するような不具合が回避され、安全性が損なわれない。
【００３３】
前記本発明において、制御手段は、予め定められた閉塞判別時間の間継続して炎孔ベース温度が気化器温度よりも高い状態を検知したときは、排気閉塞と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
燃焼装置の排気管は燃焼ガスを外部に排出するものであり、排気管にゴミが詰まったり、鳥の巣などによって閉塞されると、燃焼ガスが排出されずに室内に充満して危険である。
【００３４】
排気閉塞を生じると、燃焼ガスの排出低下に伴って燃焼部へ供給される空気量も減少し、燃焼不良となって火炎が赤火状態となる。赤火の発生により、定常燃焼の場合に比べて火炎が炎孔に近づき、炎孔ベースの温度上昇が顕著になる。
本発明は、排気閉塞に伴って生じるこのような現象を利用したもので、炎孔ベース温度が気化器温度よりも高い状態を所定時間（閉塞判別時間）継続して検知したときは、制御手段で排気閉塞と判別している。
閉塞判別時間は、燃焼装置に応じて適宜定めることができる。特に、定常燃焼中における一時的な炎孔ベースの温度上昇と排気閉塞状態とを明確に区別するために、閉塞判別時間は適宜の長さに設定する必要がある。また、閉塞判別時間が長すぎると、排気閉塞状態が進行して危険である。閉塞判別時間は、これら双方の条件を満たす適宜の時間（例えば３０秒程度）に設定するのが良い。
【００３５】
前記本発明において、制御手段は、炎孔ベースまたは気化器の温度が、燃焼装置の通電直後に予め定められた高温判別値を超えるとき、または、燃焼開始から所定時間経過後に予め定められた低温判別値未満であるとき、または、所定燃焼量で所定時間燃焼後に予め定められた所定温度領域から外れる値であるときは、炎孔ベース温度センサまたは気化器温度センサの異常と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
【００３６】
制御手段は、常に、炎孔ベースセンサ、気化器センサあるいは空気温度センサなどの検知信号を参照しつつ目的の制御状態へ向けてフィードバック制御を行っている。ところが、制御の要であるセンサに異常が生じると、制御手段による制御自体が異常となり、安定燃焼や安全性を維持できない。
しかし、本発明によれば、燃焼装置の制御シーケンス過程において不合理な検知信号を検知した場合は、センサ異常と判別して運転停止などの異常回避制御を行う。
【００３７】
則ち、燃焼装置の通電直後は炎孔ベース温度や気化器温度は低い。このときに、炎孔ベース温度センサや気化器温度センサの検知信号が高温判別値を超えるとセンサ異常と見なす。
また、燃焼開始から所定時間が経過すると、炎孔ベースや気化器は燃焼能力の大小に拘わらず、所定温度（高温判別値）以上に上昇する。このときに炎孔ベース温度センサや気化器温度センサの検知信号が高温判別値未満であればセンサ異常と見なす。
更に、所定燃焼量で所定時間燃焼した後は、炎孔ベースや気化器は所定温度（所定温度領域）に上昇する。このときの炎孔ベース温度センサや気化器温度センサの検知信号が所定温度領域から外れる値であればセンサ異常と見なす。
【００３８】
ここで、温度検知を行うセンサとしては、サーミスタ、ポジスタ、半導体センサなどの種々のものが挙げられる。中でも、サーミスタは温度センサとして広く用いられており、温度上昇に伴って抵抗値が減少し、逆に温度下降に伴って抵抗値が増加する特性を有している。サーミスタ素子では、断線異常、短絡異常、あるいはこれらの間の中途短絡異常を生じる虞がある。
【００３９】
そこで、炎孔ベースや気化器の温度が低い状態でサーミスタの検知信号が高温判別値を超えると、短絡異常と見なすことができる。
また、炎孔ベースや気化器の温度が低温判別値以上の状態でサーミスタの検知信号が低温判別値未満であると、断線異常と見なすことができる。
また、炎孔ベースや気化器の温度が所定温度領域内の状態でサーミスタの検知信号が所定温度領域から外れる場合は、中途短絡（所謂レアショート状態）異常と見なすことができる。
【００４０】
前記本発明において、燃焼装置は、気化器を予熱する気化器ヒータを備えており、前記制御手段は、検知された気化器温度または炎孔ベース温度が、気化器ヒータの予熱時間に応じて予め定められる予熱基準値よりも低いときには、予熱異常と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
気化器は炎孔ベースと一体的に形成されるので、気化器ヒータで生じた熱は、気化器温度センサで検知されるのはもちろんのこと、炎孔ベースへ伝導されて炎孔ベース温度センサで検知可能である。
【００４１】
特に、炎孔ベース温度センサによって気化器ヒータによる温度上昇を検知することにより、気化器ヒータから気化器本体および炎孔ベースを介して炎孔ベース温度センサに至る経路の部材の損傷（亀裂の発生など）を温度上昇に反映させることができる。
則ち、気化器ヒータの通電開始から、制御手段によって炎孔ベース温度を監視し、予熱時間に応じた予熱基準値よりも低い状態が生じると予熱異常として判別する。予熱異常の要因としては、気化器ヒータの断線や前記した部材の亀裂などを挙げることができ、これらの異常を容易に検知して運転停止などの異常回避制御を行うことができる。
【００４２】
前記本発明において、燃焼装置は、排気側から燃焼装置内部へ空気が侵入する逆風状態を検知する逆風検知手段を有しており、当該逆風検知手段によって逆風状態が検知されたときは、制御手段は異常回避制御を行う構成とすることができる。
風によって排気側から燃焼装置内部へ空気が侵入すると、燃焼部から上流側へ空気が逆流する逆風状態が生じる。逆風状態が生じると、着火性が低下する。また、燃焼中に逆風状態が生じると、安定燃焼が損なわれる上に、燃焼部で発生した熱が上流側へ逆流し、上流側に配された部材が加熱されて破損したり耐久性が低下する不具合が生じる。
【００４３】
しかし、本発明によれば、逆風検知手段によって逆風を検知することにより、制御手段によって異常回避制御を行うことができ、着火性、安定燃焼が維持され、耐久性も向上する。
逆風検知手段としては、例えば、空気流をフィンなどで受けた力によって接点を切り換える風圧スイッチなどを用いることができる。
【００４４】
前記本発明において、逆風検知手段は、炎孔ベース温度センサ、空気温度センサおよび制御手段で構成され、制御手段は、検知された炎孔ベース温度を参照しつつ、検知された空気温度が炎孔ベース温度に応じて予め定められた逆風判別温度幅を超えて上昇したときは、逆風状態と判別して異常回避制御を行う構成とすることができる。
【００４５】
燃焼装置へ供給される空気は外部から取り入れられるので、通常は供給される空気温度は外気温度（室内から空気供給を行う場合は室内温度）と略同一である。しかし、逆風状態が生じると、前記したように、燃焼部側から上流側へ向けて空気が逆流するため、燃焼部側の熱が上流側へ移動する。これにより、外気導入部分の近傍に設けられた空気温度センサは燃焼部側の温度に応じて上昇変動する。
【００４６】
本発明は、逆風時に生じるこの現象を利用して逆風状態を検知するもので、逆風状態が生じると、燃焼部の熱が上流側へ移動して空気温度センサの検知温度が上昇する。この温度上昇幅を逆風判別温度幅として予め求めておけば、空気温度センサの温度上昇幅を制御手段で検知することによって、逆風状態を判別することができる。
【００４７】
例えば、火炎が発生していない状態、則ち、気化器の予熱状態では、炎孔ベース温度は低い。そこで、逆風判別温度幅も炎孔ベース温度に応じて狭い温度幅に設定される。また、燃焼中における逆風判別温度幅は炎孔ベース温度に応じて広い温度幅に設定される。
この構成によれば、制御手段は、炎孔ベース温度を参照して気化器の予熱中または燃焼中の区別を行い、予熱中または燃焼中に応じた逆風判別温度幅を適用して空気温度センサの温度上昇幅を監視する。そして、空気温度センサの温度上昇幅が逆風判別温度幅以上に増加すると、逆風状態として判別して必要な異常回避制御を行う。
【００４８】
前記本発明において、逆風検知手段が風圧スイッチで構成されており、制御手段は、風圧スイッチによる検知信号が非逆風検知状態となったことを検知して逆風解除状態を判別する構成とすることができる。
前記したように、風圧スイッチは、空気流をフィンなどで受けた力によって接点を切り換えるものであり、燃焼装置内部の空気流を検知して逆風状態および非逆風状態を瞬時に信号出力することができる。
ところで、前記したように、逆風状態は断続して繰り返し発生することが多い。そこで、風圧スイッチの検知信号と前記した逆風解除状態とを組み合わせて検知を行う構成とすることにより、一層的確な検知を行うことができる。
【００４９】
前記本発明において、逆風検知手段によって逆風状態が検知されたときは、前記制御手段は、供給空気量または燃焼量の少なくともいずれかを逆風検知時の燃焼量に応じた所定値だけ増加補正制御する構成とすることができる。
逆風が発生した場合、則ち、燃焼部側から上流側へ向けて空気が逆流すると、点火ミスが生じ易く、また、火炎が煽られて燃焼状態が不安定となったり吹き消えが生じ易い。
本発明によれば、逆風状態が検知されると、制御手段によって供給空気量を増加させ、逆風によって燃焼部側から上流へ向かおうとする空気流を供給空気流で下流側に押圧して、上流側への空気移動を阻止するようにしている。
【００５０】
また、燃焼部へ供給される燃料ガス（混合ガス）が逆風で煽られて燃焼が不安定になり易いため、燃焼量を増加させることにより安定燃焼を維持させることも可能である。
供給空気量や燃焼量の補正量は、燃焼装置に応じて適宜定めることができるが、例えば、逆風を検知した時点の燃焼量（燃焼号数）に応じて定めることもできる。
【００５１】
前記本発明において、逆風検知手段で一旦逆風状態が検知されたときは、制御手段は、予め定められた逆風解除状態の判別時を除いて、逆風検知以降の検知状態に拘わらず異常回避制御を継続して行う構成とすることができる。
逆風状態は、強風が排気管側から燃焼装置の内部へ侵入することによって生じるもので、断続的に繰り返されることが多い。このため、逆風検知手段の検知信号に応じて制御を行うと、異常回避制御と定常制御とが交互に繰り返されて燃焼が不安定になる。
そこで、逆風検知手段によって逆風が検知された後は、別に予め定められた逆風解除状態が判別されるまで継続して異常回避制御が行われる。これにより、断続的に繰り返されることの多い逆風状態に対して安定した異常回避制御を行うことが可能となる。
【００５２】
前記本発明において、制御手段は、燃焼停止の判別時、運転停止操作の検知時、送風機の回転数または燃焼量のいずれかが所定値を超える場合、または、送風機への供給電流値が所定値以下の場合の少なくともいずれかの状態を検知して逆風解除状態を判別する構成とすることができる。
則ち、制御手段によって何らかの燃焼異常が判別されて燃焼停止の判別を行ったときは、逆風解除状態と判別する。また、使用者によって運転停止操作が行われると逆風解除状態とする。
また、送風機の回転数が所定値を超える場合は、燃焼装置の内部で発生する空気流が逆風を下流側へ向けて押圧し、安定燃焼が維持できるので逆風解除状態と判別する。同様に、燃焼量が所定値を超える場合は、燃焼量に応じた供給空気量も増加するので、逆風解除状態と判別する。
また、逆風が生じて燃焼装置内部に上流側へ向けて空気流が流入すると、送風機の負荷が増して供給電流が増大する。従って、送風機への供給電流値が所定値以下であることを検知して逆風解除状態と判別することができる。
【００５３】
前記本発明において、燃焼装置は、炎孔から噴射する火炎状態を検知する火炎センサを備えており、制御手段は、火炎センサの検知信号が所定変動幅の範囲内に至ったことを検知して逆風解除状態を判別する構成とすることができる。
逆風が発生すると、燃焼装置内部の空気流量が不規則に増減して火炎が煽られる。これにより、火炎センサ（フレームロッドなど）の検知信号が変動する。
本発明は、逆風の発生時におけるこの現象を利用したもので、火炎センサの検知信号の変動幅の低下、則ち、火炎が煽られる状態がおさまったことにより逆風解除状態を判別している。
【００５４】
前記本発明において、制御手段は、炎孔温度センサ、気化器温度センサあるいは空気温度センサの検知信号を参照して燃焼状態あるいは異常状態の判別を行う判別基準値の少なくともいずれかを、判別時刻における燃焼量または、着火から判別時刻までの燃焼時間に応じて変化させる構成とすることができる。
炎孔ベースや気化器の温度は、燃焼装置の点火前や燃焼中によって大きく変動すると共に、燃焼開始直後、長時間燃焼後などの時間経過に応じて徐々に変動する。また、炎孔ベースや気化器の温度は、燃焼量に応じて随時変動する。
【００５５】
このため、燃焼状態や異常状態の判別内容によっては、判別基準値を一義的に定めると、正確な判別が行えないような不具合が生じる。
しかし、本発明によれば、燃焼装置の着火から判別時刻に至るまでの燃焼時間や、判別時刻における燃焼量に応じて判別基準値を変化させるので、正確な判別を行うことが可能となる。
言い換えれば、所定燃焼量で所定時間燃焼させた後における炎孔ベースや気化器の到達温度（到達温度領域）を決定する場合、所定時間燃焼させる以前の燃焼状態や燃焼量の値によって、到達温度領域が影響を受ける。
本発明によれば、制御手段に、判別時刻における燃焼量や判別時刻までの燃焼時間に応じた判別基準値を持たせる。これにより、燃焼量や燃焼履歴に応じた的確な燃焼状態や燃焼異常の判別を行うことが可能となる。
【００５６】
また、前記本発明において、燃焼装置は、気化器で生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気との混合ガスを燃焼部へ供給して下方へ向けて火炎を噴出する下方燃焼型である構成とすることができる。
燃焼装置は、上方へ向けて火炎を噴出する上方燃焼型、または、下方へ向けて火炎を噴出する下方燃焼型として給湯器などの機器へ組み込まれることが多い。
【００５７】
上方燃焼型の燃焼装置では、燃焼部で発生した熱が上方に配された熱交換部側へ自然に排出され、燃焼装置内部に熱が滞留する不具合が生じにくい。しかし、熱交換部へ移動した燃焼ガスが滞留せずにそのまま排気され易く、貯湯式給湯器などに適用した場合に、熱交換率が低下する嫌いがある。
【００５８】
一方、下方燃焼型の燃焼装置では、燃焼部で発生した熱が、上流側から供給される空気流によって下流の熱交換部側へ移動する。そして、熱交換部へ移動した燃焼ガスは空気流に押圧されつつ排気される。これにより、燃焼ガスが熱交換部に滞留する時間が増大して熱交換率が増大する。反面、燃焼部の上流側に熱が滞留し易くなる。
本発明によれば、下方燃焼型を採用して熱交換率を向上させつつ、前記した本発明によって燃焼状態および燃焼異常を的確に検知して、安定燃焼および安全性を確保できる構成が可能である。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明は、液体燃料を気化させて燃焼させる燃焼装置１であり、燃焼装置１の各部に温度センサを設け、安定燃焼および安全性を確保する制御を行わせることに特徴を有したものである。そこで、制御の詳細を説明するのに先立って、燃焼装置１の全体構成を説明する。
尚、以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
【００６０】
（燃焼装置の構成および動作）
図１は本発明の実施形態に係る燃焼装置１を内蔵した給湯器の断面図、図２は燃焼部に用いられる炎孔ベースを示す斜視図、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図、図４は気化器温度センサの取り付け部分の拡大斜視図、図５は炎孔ベースの下面側を示す斜視図、図６は炎孔ベース温度センサの取り付け部分を示す拡大斜視図、図７は空気量調節部を示す斜視図である。
【００６１】
本実施例の燃焼装置１は、炎孔を下に向けて給湯器などに内蔵されるもので、下方燃焼型（下方へ向けて火炎を噴出する所謂逆燃焼型）である。
燃焼装置１は、上から送風機２、駆動機械部３、空気量調節部４、混合部５及び燃焼部６が順次積み重ねられて構成される。また、混合部５及び燃焼部６の近傍には気化部（気化器）７が設けられ、空気量調節部４と気化部７の間には、流路形成部材１３が配されて空気流路が形成されている。
【００６２】
順次説明すると、図１に示すように、送風機２は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング２０の内部にファン２１が回転可能に配されたもので、ハウジング２０の中央部には、開口２２が設けられている。
【００６３】
駆動機械部３は箱体１０を有し、その底板１２の中央にモータ３０が取り付けられている。モータ３０は、両端部から回転軸３０ａ，３０ｂが突出しており、回転軸３０ａ，３０ｂは、燃焼装置１の略全長を上下へ向けて貫通している。そして、モータ３０の上方側の回転軸３０ａは、ファン２１に接続され、下方側の回転軸３０ｂは、気化部７の回転部材８に接続されている。
則ち、モータ３０の回転駆動により、ファン２１が回転駆動されて下方へ向けて送風（空気供給）を行うと共に、回転部材８が同時に回転駆動される。
【００６４】
送風機２のモータ３０は、箱体１０の外壁に固定された制御回路部（制御手段）１００で生成された制御信号によって駆動され、回転数制御が行われて燃焼部６側への供給空気量を制御している。
また、ファン２１の近傍であって、箱体１０の天板１２には、送風機２によって開口２２から吸入される空気の温度を検知する空気温度センサ９０が固定されている。
本実施形態では、空気温度センサ９０にサーミスタを用いており、検知信号を制御回路部１００へ送出している。
【００６５】
空気量調節部４は、図１，図７に示すように、円板状の移動側板状部材４１と方形状の固定側板状部材４２によって構成され、固定側板状部材４２に対して移動側板状部材４１が回転可能に取り付けられたものである。
移動側板状部材４１は円板形であり、中央部に軸挿通孔４１ａが設けられている。この軸挿通孔４１ａの周囲には、放射状に１２個の略３角形状の開口４１ｂが設けられ、更に外側に１２個の略方形状の開口４１ｃが設けられている。また、移動側板状部材４１の周縁部には、周縁部の一部を垂直に切り起こした係合部４１ｄが設けられている。
【００６６】
また、固定側板状部材４２は方形状であり、移動側板状部材４１よりも大きい。固定側板状部材４２の中央部にも軸挿通孔４２ａが設けられている。この軸挿通孔４２ａの周囲には、放射状に１２個の略３角形状の開口４２ｂが設けられ、更に外側に１２個の略方形状の開口４２ｃが設けられている。また、固定側板状部材４２には、駆動片４３を揺動自在に支持する支持部材４２ｄが固定されている。この駆動片４３の一端は、箱体１０の外壁に固定されたステップモータ４０の駆動軸４０ａに接続され、他端は移動側板状部材４１の係合部４１ｄへ係合している。
【００６７】
移動側板状部材４１は、固定側板状部材４２の上にあり、中央の軸挿通孔４１ａ，４２ａを中心として相対的に回転可能である。
そして、ステップモータ４０を駆動すると、駆動軸４０ａに係合した駆動片４３が揺動し、移動側板状部材４１の係合部４１ｄを接線方向へ向けて押圧する。その結果、移動側板状部材４１が、固定側板状部材４２の上で中央の軸挿通孔４１ａを中心として相対的に回転する。
【００６８】
則ち、空気量調節部４は、ステップモータ４０を駆動して移動側板状部材４１を回転させることにより、移動側板状部材４１と固定側板状部材４２の開口４１ｂ，４２ｂ同士および開口４１ｃ，４２ｃ同士の重なり具合を変化させている。則ち、開口同士の重なり具合を変化させることで開口面積を変動させ、これによって、開口を介して上下に移動する空気量を調節するものである。
【００６９】
この空気量調節部４により、送風機２から燃焼部６側に至る空気流路の開口面積を調節して、送風機２で発生した空気流の燃焼部６側への供給量を制御している。
本実施形態では、空気量調節部４において移動側板状部材４１を制御することにより、一次空気（気化部７へ直接供給する空気）および二次空気（後述する炎孔ベース周辺へ供給する空気）の双方の供給量を最適に調節する構成としている。
尚、ステップモータ４０は制御回路部１００で生成された制御信号によって駆動され、燃焼状態に応じた最適な開口面積が得られるように調整制御される。
【００７０】
流路形成部材１３は、図１に示すように、薄板を円錐形に曲げて作られたものであり、内部は空洞で上下に連通している。則ち、流路形成部材１３は、上部と下部に開口を有し、両者は連通しており、上部の開口は、前記した固定側板状部材４２の中心部へ当接し、下部の開口は、後述する一次空気導入筒１５へ連通している。
【００７１】
流路形成部材１３の内側には、燃料パイプ（燃料供給管）１４が固定されている。燃料パイプ１４は、流路形成部材１３の上部の開口から内部に入り、流路形成部材１３および一次空気導入筒１５を貫通して気化部７の回転部材８の内部に至るように取り付けられる。
【００７２】
混合部５、燃焼部６及び気化部７は、図１に示すように炎孔ベース６０を中心として構成され、炎孔ベース６０の中央部に気化部７が設けられている。そしてこれらの構成部品がハウジング１１内に収納されている。
炎孔ベース６０は、図２に示すように、アルミダイカストによって作られたもので、複雑な枠組と開口及び溝が設けられている。尚、図２では、炎孔ベース６０の上部に上面板６５を取り付けた状態で示している。
【００７３】
炎孔ベース６０の上面側は、図３〜図５に示すように、主として燃料ガス及び二次空気の流路形成面として機能し、下面側は炎孔取付け面として機能する。
則ち、炎孔ベース６０の上面側には、多数のループ状の垂直壁６２で仕切られた溝６３が設けられており、隣接する垂直壁６２同士の間には、溝６４が設けられている。
そして、後述する気化部７で生成された燃料ガスは、上面壁６１と垂直壁６２との間を介して溝６４から下方側の炎孔へ噴出して火炎を発生させる。
【００７４】
炎孔ベース６０の下面側は、図５に示すように、多数のループ状の垂直壁６６が設けられており、この垂直壁６６で仕切られた各ループ内には多数の開口６７が配列されている。垂直壁６６は上面側の垂直壁６２と対応した位置に設けられており、垂直壁６６で仕切られた開口６７は、上面側の溝６３と連通して二次空気の供給路を形成している。
また、隣接する垂直壁６６同士の間には、上面側から連通する溝６４が配されている。そして、隣接する垂直壁６６同士の間には、垂直壁６６を跨ぐように炎孔部材６８が被せられて固定されている。
炎孔部材６８は、断面が略コ字状であり、下面側の長手両側縁近傍には多数の炎孔６８ａが千鳥状に配列されている。
そして、溝６４を通じて供給される燃料ガス（混合ガス）が炎孔６８ａから噴出し、この燃料ガスに着火されて火炎を生じる。
【００７５】
本実施形態では、炎孔部材６８の高さｄを２ｍｍに形成している。則ち、炎孔部材６８を炎孔ベース６０へ固定したときに、炎孔ベース６０の面から炎孔部材６８の炎孔６８ａまでの高さが２ｍｍとなる。
従って、炎孔６８から噴出する火炎によって生じる熱を、炎孔部材６８の両側面を通じて効率良く炎孔ベース６０へ伝導させることができる。また、炎孔部材６８の両側面の面積が少ないので、両側面を伝導する熱が開口６７を通じて下流側へ供給される二次空気によって放散しにくい。これにより、火炎の発生する熱の一部を効率良く炎孔ベース６０へ伝導させる構成としている。
炎孔部材６８をこのように構成することにより、火炎の状態に応じた熱を炎孔ベース６０の温度として検知することができ、正確な制御を可能としている。
【００７６】
また、本実施形態の燃焼装置１に採用する炎孔ベース６０には、図２，図３に示すように、熱吸収壁６０ａ，６０ｂ，６０ｃを設けている。
熱吸収壁６０ａは、多数配列された炎孔６８ａ群を取り囲むように炎孔ベース６０の外側縁に沿って下方へ向けて壁状に設けられている。この熱吸収壁６０ａは、炎孔６８ａから下方へ向けて噴出する火炎によって生じる熱を吸収して炎孔ベース６０へ伝達する機能を有している。
【００７７】
また、熱吸収壁６０ｂは、炎孔ベース６０の中央に設けられた気化器７の近傍に、気化器を挟むようにして炎孔ベース６０の長手方向へ向けて設けられる。この熱吸収壁６０ｂは熱吸収壁６０ａの略１／２の高さを有する壁状に形成され、気化器７から炎孔６８ａを遮蔽するように設けられている。
【００７８】
また、熱吸収壁６０ｃは、気化器７の近傍に、気化器７を挟むようにして炎孔ベース６０の短手方向へ向けて設けられる。この熱吸収壁６０ｃは、熱吸収壁６０ａの略１／２の高さを有するサイコロ状の突起を複数配列して形成されている。これらの熱吸収壁６０ｂ，６０ｃは、火炎の輻射熱の一部が気化器７へ伝導されるのを遮蔽しつつ炎孔ベース６０側へ伝達する機能を有している。
熱吸収壁６０ａ，６０ｂ，６０ｃを配することにより、火炎の状態に応じた熱を炎孔ベース６０の温度として検知することができ、正確な制御を可能としている。
これらの熱吸収壁６０ａ，６０ｂ，６０ｃは金型を用いて炎孔ベース６０と一体化してダイキャストとして形成される。
【００７９】
本実施形態では、図２，図３に示すように、炎孔ベース６０にサーミスタを用いた２個の温度センサを取り付けている。一方は、炎孔ベース６０の温度を検知する炎孔ベース温度センサ９１であり、他方は、気化器７の温度を検知する気化器温度センサ９２である。
【００８０】
気化器温度センサ９２は、図２〜図４に示すように、サーミスタＴＨから延伸するリード線９２ｂの端部にコネクタ９２ａを設けて形成され、サーミスタＴＨには固定板９２ｃが取り付けられている。
この気化器温度センサ９２は、炎孔ベース６０の上面側から気化器７の周部７２へ突き刺すようにして固定される。則ち、炎孔ベース６０を貫通して気化器７の周部７２へ向けて嵌入孔６０ｄが設けられており、その近傍にネジ孔６０ｅが設けられている。そして、サーミスタＴＨを嵌入孔６０ｄに挿入し、ネジＮを固定板９２ｃを通してネジ孔６０ｅにねじ込んで締付固定される。
気化器温度センサ９２をこのように固定することにより、気化器７の周部７２の温度を効率良く検知可能である。
【００８１】
一方、炎孔ベース温度センサ９１は、図２，図３，図６に示すように、熱吸収壁６０ａに沿った炎孔ベース６０の外縁角部であって、気化器７を間に挟んで気化器温度センサ９２から最も離れた部位に対向させて取り付けている。
この配置により、炎孔ベース温度センサ９１と気化器温度センサ９２との物理的距離を最大としている。これにより、気化器の温度変動の影響を最も受けにくい状態で、火炎に応じた炎孔ベース温度を的確に把握することが可能となる。
炎孔ベース温度センサ９１は、前記した気化器温度センサ９２と同一の構成を有する。則ち、サーミスタＴＨから延伸するリード線９１ｂの端部にコネクタ９１ａを設けて形成され、サーミスタＴＨには固定板９１ｃが取り付けられている。サーミスタＴＨは気化器温度センサ９２と同一のものである。
【００８２】
この炎孔ベース温度センサ９１は、上面板６５の上面から炎孔ベース６０の熱吸収壁６０ａへ突き刺すように固定される。則ち、上面板６５には開口６５ａが設けられ、炎孔ベース６０の熱吸収壁６０ａの対応した位置にも嵌入孔６０ｆが設けられている。また、上面板６５の開口６５ａの近傍には、ネジ孔６５ｂが設けられている。そして、サーミスタＴＨを開口６５ａを介して嵌入孔６０ｆに嵌入し、ネジＮを固定板９２ｃを通してネジ孔６５ｂにねじ込んで締付固定している。
炎孔ベース温度センサ９１をこのように固定することにより、熱吸収壁６０ａによって吸収された熱に応じた温度を効率良く検知可能である。
【００８３】
本実施形態では、炎孔ベース温度センサ９１には３ピンタイプのコネクタ９１ａを用い、気化器温度センサ９２のコネクタ９２ａの２ピンタイプと区別している。これにより、製造時やメンテナンス時におけるコネクタの差し間違いを防止している。この炎孔ベース温度センサ９１および気化器温度センサ９２のコネクタ９１ａ，９２ａは制御回路部１００に接続されている。
【００８４】
ここで、本実施形態では、炎孔ベース温度センサ９１を、熱吸収壁６０ａに沿う部位であって、気化器温度センサ９２から最も離れた部位に取り付けた構成としているが、本発明はこのような配置に限定されるものではない。
則ち、気化器７が円形である場合、気化器７の周部７２は全周に渡って略同一の温度変動を呈する。
従って、炎孔ベース温度センサ９１の固定位置が気化器温度センサ９２に近接する場合であっても、炎孔ベース温度センサ９１は、熱吸収壁６０ａに沿う部位であって気化器７から最も離れた部位の近傍に設けることが望ましい。
【００８５】
気化部７は、図１，図４に示すように、気化室７０と回転部材８によって構成される。
気化室７０は、底面部７１と周部７２を持つ円筒体であり、底面部７１は閉塞し、上部は開口している。則ち、気化室７０は窪んだ形状であり、底面部７１及び周部７２は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。
気化室７０は、前記した様に底面部７１及び周部７２を持ち、あたかもコップの様な形状であり、炎孔ベース６０の中央部分に取り付けられている。
【００８６】
気化室７０の底面部７１内には、気化器ヒータ７３が内蔵されている。この気化器ヒータ７３に通電することにより底面部７１が発熱し、さらにこの熱が気化室７０の壁を伝導し、気化室７０の内壁が全体的に加熱される機能を有する。これにより、回転部材８によって気化室７０の内部へ飛散された液体燃料を気化し易くする機能を有している。
【００８７】
回転部材８は、前記したモータ３０の回転軸３０ｂに取り付けられて一体的に回転するもので、円板の周縁を切り起こして多数の撹拌羽根８ａを設けた形状である。
この回転部材８は、燃料パイプ１４を介して供給（滴下）される液体燃料を回転による遠心力によって飛散させるもので、飛散した燃料は気化室７０の内部で熱によって気化させて燃料ガスとなる。また、回転部材８は、気化された燃料ガスと送風機２から供給される一次空気とを撹拌して均一な混合ガスを生成する機能を併せ持っている。
則ち、回転部材８は、気化室７０の内部で液体燃料を効率良く気化させるために、燃料パイプ１４から滴下された液体燃料（本実施形態では石油を使用）を微粒子状にして飛散させると共に、気化した燃料ガスと一次空気とを撹拌させて均一に混合する働きを行うものである。
【００８８】
また、制御回路部１００は、燃焼装置１の燃焼に伴う制御を統括するもので、ＣＰＵを用いたデジタル回路で構成される。
本実施形態の制御回路部１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏポート、および、アナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、あるいは、生成されたデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換回路などを備え、センサの検知信号やスイッチの切換信号を参照しつつ、燃焼量に応じた制御信号をプログラム処理によって生成するものである。
制御に用いる各種の判別基準値は、予めＲＯＭに格納されており、ＣＰＵで随時データを参照することによって必要な判別処理を行うようにしている。
【００８９】
本実施形態では、前記したように、炎孔ベース温度センサ９１、気化器温度センサ９２および空気温度センサ９０には、全て同一のサーミスタＴＨを用いている。そして、制御回路部１００では、サーミスタＴＨの検知信号を０〜５ボルトの電圧変動として取り込み、取り込んだアナログ電圧をＡ／Ｄ変換することにより、電圧に対応したデジタル信号を生成して信号処理を行っている。
尚、Ａ／Ｄ変換回路は８ｂｉｔ処理を行っており、０〜５ボルトのアナログ電圧を２５５分割して対応したデジタルデータを変換出力している。
【００９０】
ここで、温度変動に伴うサーミスタＴＨの抵抗値変動を電圧として検出するには、通常、直列接続されたサーミスタＴＨと抵抗の両端に電圧を印加し、接続点の電位を検出する構成が採られる。この場合、サーミスタＴＨをアース側に接続し抵抗側に正電圧を印加する構成や、逆に、抵抗をアース側に接続しサーミスタ側に正電圧を印加する構成を採ることができる。
本発明は、いずれの電圧極性でも実施可能であるが、本実施形態では、サーミスタＴＨをアース側に接続し抵抗側に正電圧を印加する構成としている。そして、接続点電位をセンサ検知信号として制御回路部１００へ送出している。
【００９１】
本実施形態に係る燃焼装置１は、前記したように、炎孔ベース温度センサ９１、気化器温度センサ９２および空気温度センサ９０を設けている。そして、これらのセンサ検知信号を制御回路部（制御手段）１００へ伝送して燃焼状態に応じた最適な燃焼制御や、異常燃焼に対応した異常回避制御を行うものである。
この燃焼装置１では、前記した温度センサを用いることにより、気化器７の予熱異常回避制御、定常燃焼中の一時的な温度上昇に対する燃焼制御、排気閉塞の異常回避制御、逆風発生時の異常回避制御、および、センサの異常回避制御を可能としている。
【００９２】
以下に、各々の制御処理の詳細を順を追って説明する。尚、これらの制御は、制御回路部１００によって一連のプログラム処理を実行する過程で実施されるものであり、制御毎に明確に区分するのが困難である。そこで、説明に際しては、一連の処理プログラムから各制御処理に必要な部分を抜き出して記載する。
【００９３】
（炎孔ベース温度センサおよび気化器温度センサの異常回避制御）
以下に、前記図１，図３および図８のフローチャートを参照して炎孔ベース温度センサ９１、気化器温度センサ９２のセンサ自体の異常を判別して異常回避制御を行う処理を説明する。
（１）燃焼装置１の運転スイッチがオン設定に切り換えられると、制御回路部１００は、炎孔ベース温度センサ９１および気化器温度センサ９２の検知信号によって、炎孔ベース温度および気化器温度を検出する。この状態は、予熱や点火が行われていないので、双方の検出温度は室温程度である（図８ステップ２００，２０１参照）。
【００９４】
（２）制御回路部１００は、ＲＯＭに格納された高温判別値（本実施形態では３９０℃に設定）を参照し、検出した炎孔ベース温度または気化器温度のいずれか一方でも高温判別値を超えているときは、センサ異常と判別して運転を停止する。則ち、低温であるべき状態で高温が検出されたことにより、サーミスタの短絡異常を検知している（図８ステップ２０２，２１８参照）。
【００９５】
（３）ステップ２０２で炎孔ベースおよび気化器が高温判別値未満であれば、制御回路部１００は、気化器７の予熱処理を行い燃焼指令を受けると着火処理を行う。そして、着火と同時に時間計測を開始し、５分経過すると計時をリセットし、再び炎孔ベース温度および気化器温度を検出する。この状態では、燃焼開始から５分が経過しているので、炎孔ベースおよび気化器の温度は上昇している（図８ステップ２０３〜２０９参照）。
【００９６】
（４）制御回路部１００は、ＲＯＭに格納された低温判別値（本実施形態では１５０℃に設定）を参照し、検出した炎孔ベース温度または気化器温度のいずれか一方でも低温判別値未満であるときは、センサ異常と判別して運転を停止する。則ち、少なくとも低温判別値以上であるべき温度状態において、それよりも低い温度が検出されたことにより、サーミスタの断線異常を検知している（図８ステップ２１０，２１８参照）。
【００９７】
（５）続いて、制御回路部１００は燃焼量が９号以上の燃焼状態が６分継続する状態を監視する。則ち、燃焼量が９号以上になれば時間計測を開始し、９号未満になれば計時をリセットしつつ６分間の継続状態を監視する。そして、燃焼量が９号以上の状態が６分継続すれば、再び炎孔ベース温度および気化器温度を検出する。この状態では、炎孔ベースおよび気化器の温度は所定温度領域まで上昇している（図８ステップ２１１〜２１６参照）。
【００９８】
（６）制御回路部１００は、ＲＯＭに格納された所定温度領域（本実施形態では所定温度領域を２００℃以上の領域に設定）を参照し、検出した炎孔ベース温度または気化器温度のいずれか一方でも２００℃未満であるときは、センサ異常と判別して運転を停止する。則ち、少なくとも２００℃以上であるべき温度状態において、それよりも低い温度が検出されたことにより、サーミスタの中途短絡異常を検知している（図８ステップ２１７，２１８参照）。
【００９９】
（７）一方、ステップ２１７において、炎孔ベース温度または気化器温度の双方が２００℃を超えるときは、制御回路部１００は、炎孔ベース温度センサ９１および気化器温度センサ９２を異常なしと判別して定常運転を継続する（図８ステップ２１７，２１９参照）。
このように、燃焼シーケンスにおいてセンサ自体をセルフチェックすることにより、燃焼装置１の信頼性を向上させている。
【０１００】
（気化器７の予熱異常回避制御）
次に、前記図１，図３，図４および図９のフローチャートを参照して、気化器ヒータ７３による予熱異常を判別して異常回避制御を行う処理を説明する。尚、制御回路部１００のＲＯＭには、予熱時間と予熱基準値とを対応させたデータテーブルが予め格納されているものとして説明する。
（１）燃焼装置１の運転スイッチがオン設定に切り換えられると、制御回路部１００は、時間計測を開始すると共に、気化器ヒータ７３へ通電制御を行い気化器７の予熱を開始する。（図９ステップ２２０〜２２２参照）。
【０１０１】
（２）制御回路部１００では、予熱開始からの計時時間を読み込み、ＲＯＭのデータテーブルを参照して計時時間に対応した予熱基準値を読み込む。続いて、制御回路部１００は、炎孔ベース温度センサ９１の検知信号に基づいて炎孔ベース温度を求める。この状態では、気化器ヒータ７３で発生した熱が気化器７および炎孔ベース６０へ伝導されており、時間の経過と共に炎孔ベース温度は上昇する（図９ステップ２２３〜２２５参照）。
【０１０２】
（３）制御回路部１００では、検出した炎孔ベース温度を予熱基準値と比較し、炎孔ベース温度が予熱基準値以上であれば、予熱時間が終了するまでステップ２２３〜２２７の監視を繰り返して行う。そして、予熱時間が終了すれば定常運転を継続して行う（図９ステップ２２３〜２２８参照）。
【０１０３】
（４）一方、ステップ２２６において、炎孔ベース温度が予熱基準値よりも低いときには、制御回路部１００は予熱異常と判別して運転を停止する（図９ステップ２２６，２２９参照）。
【０１０４】
このように、気化器７の予熱異常回避制御を行うことにより、気化器ヒータ７３の断線を検知することが可能となる。また、気化器ヒータ７３で発生する熱が炎孔ベース温度センサ９１へ伝搬される状態を予熱時間経過と共に監視している。これにより、熱伝導経路における気化器７や炎孔ベース６０の亀裂や破損状態を同時に検出することが可能となる。
尚、炎孔ベース温度センサ９１に代えて気化器温度センサ９２によって気化器ヒータ７３の予熱異常を検出する構成としても良い。
【０１０５】
（定常燃焼中の一時的な温度上昇に対する燃焼制御）
次に、前記図１および図１０のフローチャートを参照して、定常燃焼中における気化器７や炎孔ベース６０の一時的な温度上昇に対する燃焼制御処理を説明する。
尚、制御回路部１００のＲＯＭには、予め、定常燃焼温度差の上限値（本実施形態では５０℃に設定）および高温補正領域（本実施形態では３００℃以上の領域）のデータが格納されているものとする。また、図１には示していないが、ファン２１を駆動するモータ３０の近傍には、回転数を検知する回転数検知センサを設けているものとして説明する。
また、一時的な温度上昇が検知されたときは、検知時点における燃焼量および
空気量調節部（ダンパ）４は、通常の制御状態を維持するものとして説明する。
【０１０６】
（１）燃焼装置１の運転スイッチがオン設定に切り換えられると、制御回路部１００は、気化器７の予熱処理を行い、予熱が完了して燃焼指令を受けると着火処理を行う（図１０ステップ２３０〜２３３参照）。
（２）制御回路部１００では、計時時間のリセット、ファン回転数補正値のリセットなどの初期設定を行う。この後、制御回路部１００は、炎孔ベース温度センサ９１および気化器温度センサ９２の検知信号によって、炎孔ベース温度および気化器温度を検出する（図１０ステップ２３４，２３５参照）。
【０１０７】
（３）制御回路部１００では、検出した炎孔ベース温度または気化器温度のいずれかの温度が高温補正領域（３００℃以上）の温度でない場合は、ステップ２３４に戻って炎孔ベースおよび気化器の温度監視を継続する（図１０ステップ２３４〜２３６参照）。
【０１０８】
（４）ステップ２３６において炎孔ベースまたは気化器のいずれかの温度が高温補正領域（３００℃以上）の値であれば、制御回路部１００は、炎孔ベースと気化器の温度差を算出する。この温度差が定常燃焼温度差の上限値（５０℃）以下であれば、続いて送風機２のファン２１の回転数を検出する。そして、ファン２１の回転数が低回転補正領域（２８００ｒｐｍ以下）の値であれば、引き続く補正制御を行う。
則ち、この時点で、制御回路部１００によって、定常燃焼中であり、炎孔ベース６０または気化器７のいずれかが一時的に温度上昇した状態を判別している。
一方、ファン２１の回転数が低回転補正領域から外れる値のときは、回転数の増加補正が不要と判別し、ステップ２３４へ戻って炎孔ベースおよび気化器の温度監視を継続する（図１０ステップ２３６〜２３９参照）
【０１０９】
（５）制御回路部１００は、定常燃焼中（低燃焼量）の一時的な温度上昇を判別すると、炎孔ベース６０および気化器７を冷却するべく、ファン回転数を２％だけ上昇制御し、時間計測を開始する。この後、１分間経過する間に、制御回路部１００は引き続き炎孔ベース６０および気化器７の温度および温度差とファン回転数を継続して監視する。そして、１分経過するまでに、炎孔ベース６０および気化器７の温度および温度差とファン回転数のいずれかの値が条件から外れると、定常燃焼に復帰したことを判別し、ステップ２３４に戻ってファン回転数の補正を解除する。この後、炎孔ベース６０および気化器７の温度監視を継続する（図１０ステップ２４０，２４１，２４３〜２４５参照）。
【０１１０】
（６）ファン回転数を２％増加補正した後、ステップ２４１で１分経過すると、制御回路部１００は、時間計測をリセットし、再度ステップ２３５へ戻って定常燃焼中（低燃焼量）における一時的な温度上昇が継続しているか判別する。判別の結果、温度上昇が依然として継続しているときは、再びファン回転数を２％だけ上積みして増加補正し、再び１分間監視する。
制御回路部１００は、ステップ２３５〜２４５の処理を繰り返し行い、ステップ２４３でファン回転数の全補正値が１０％になったときは、回転数補正による定常燃焼の維持不能と判別して運転を停止する。
【０１１１】
このように、一時的な温度上昇に対して空気供給を増加しつつ補正制御することにより、温度上昇している炎孔ベース６０や気化器７を冷却して安定した定常燃焼を維持させることが可能となる。
尚、前記説明では、ステップ２３８において、炎孔ベース温度と気化器温度との差が定常燃焼温度差の上限値（５０℃）を超えた場合の処理について言及していない。温度差が５０℃を超える状態は、燃焼装置１の点火から安定燃焼に至る過程において一時的に生じることがある。
従って、ステップ２３８において、炎孔ベースと気化器の温度差が定常燃焼温度差の上限値を超えたときは、燃焼開始からの時間を参照しつつ運転停止などの異常回避制御を行うことも可能である。
【０１１２】
また、前記説明では、定常燃焼中における一時的な温度上昇が生じた場合の、燃焼量および空気量調節部４の制御については特に補正制御を施さない構成としている。しかし、温度上昇に迅速に対処するために、ファンの回転数に加えて燃焼量や空気量調節部４の補正制御を加味することも可能である。
【０１１３】
（排気閉塞の異常回避制御）
次に、前記図１，図３および図１１のフローチャートを参照して、燃焼装置１の排気閉塞が生じた場合の異常回避制御を行う処理を説明する。尚、説明では、燃焼装置１が既に燃焼中であるものとして述べる。
（１）制御回路部１００は、燃焼中であれば、炎孔ベース温度センサ９１および気化器温度センサ９２の検知信号によって、炎孔ベース温度および気化器温度を検出する（図１１ステップ２５０〜２５２参照）。
【０１１４】
（２）炎孔ベース温度が気化器温度よりも高い状態を検出したときは、制御回路部１００は時間計測を開始し、閉塞判別時間（本実施形態では３０秒に設定）経過するまで継続して炎孔ベース温度および気化器温度を検出する（図１１ステップ２５１〜２５６参照）。
【０１１５】
（３）制御回路部１００では、閉塞判別時間が経過するまでに、炎孔ベース温度が気化器温度と同一あるいは低下したときは、ステップ２５０に戻って計時をリセットし、再び監視を継続する。しかし、閉塞判別時間（３０秒）の間継続して炎孔ベース温度が気化器温度よりも高いときは、運転を停止する（図１１ステップ２５１〜２５７参照）。
則ち、この制御では、炎孔ベース温度が気化器温度よりも高い状態を検知した時点では、定常燃焼におけるばらつきであるのか、燃焼異常が発生しているのか判別できない。そこで、本実施形態では閉塞判別時間だけ継続して検知することによって、排気閉塞を的確に判別している。
【０１１６】
（逆風発生時の異常回避制御）
次に、前記図１，図３および図１２，図１３，図１４のフローチャート、図１５のグラフを参照して、燃焼装置１における逆風発生時の異常回避制御を説明する。尚、図１２における逆風検知処理（ステップ２６３，２６６）の詳細を図１３（ａ）に示し、図１２における逆風解除状態判別処理（ステップ２６８）の詳細を図１３（ｂ）に示している。また、図１２における異常回避制御処理（ステップ２６７）の詳細を図１４（ａ）に示し、図１２における定常制御処理（ステップ２６９）の詳細を図１４（ｂ）に示している。
【０１１７】
本実施形態では、炎孔ベース温度センサ９１および空気温度センサ９０の検知信号を制御回路部１００で判別することによって逆風状態を検知している。
則ち、制御回路部１００のＲＯＭに、炎孔ベース６０の温度に対応させた逆風判別温度幅データがデータテーブルとして予め格納されている。燃焼装置１が点火前の予熱状態では、炎孔ベース温度は非常に低いため、逆風状態が生じると、空気温度センサ９０は、気化器７や炎孔ベース６０の熱によって僅かな幅だけ温度上昇を検知する。一方、燃焼中に逆風状態が生じると、空気温度センサ９０の温度上昇検知幅は大きな値となる。
このような炎孔ベース温度と逆風判別温度幅とを、予め対応させて制御回路部１００のＲＯＭに格納することにより、炎孔ベース温度を検知することによって逆風状態の判別を行っている。
【０１１８】
また、本実施形態では、定常状態と逆風発生時とで、送風機２と空気量調節部（ダンパ）４の制御形態を変更させている。
則ち、定常状態では、図１５（ａ）に示すように、燃焼量に応じてダンパ４を全閉（燃焼量３号〜１０号）、中開（燃焼量１０号〜１８号）、全開（燃焼量１８号〜２６号）の３段階制御としている。また、送風機２の回転数は、１８００〜５０００ｒｐｍの範囲で制御を行い、ダンパ４の開度切換時には、供給空気量を目的量に調節するために送風機２の回転数を不連続的に制御している。
【０１１９】
一方、逆風発生時には、定常状態に比べて燃焼量を増加させると共に、送風機２の回転数およびダンパの開度を増加させる制御を行っている。則ち、図１５（ｂ）に示すように、燃焼量に応じてダンパ４を位置Ａ（燃焼量８号〜１４号）、位置Ｂ（燃焼量１４号〜２０号）、全開（燃焼量２０号〜２６号）の３段階制御としている。また、送風機２の回転数は、定常状態よりも高い２５００〜５０００ｒｐｍの範囲で制御し、ダンパ４の開度切換時には、供給空気量を目的量に調節するべく送風機２の回転数を不連続的に制御している。
ここで、ダンパ位置Ａ，Ｂは、全閉＜ダンパ位置Ａ＜中開＜ダンパ位置Ｂ＜全開の条件を満たす開度である。
【０１２０】
以下に、逆風発生時の異常回避制御を説明する。
（１）燃焼装置１の運転スイッチがオン設定に切り換えられると、制御回路部１００は、気化器７の予熱処理を行い、予熱が完了すると燃焼指令を待機する（図１２ステップ２６０〜２６２参照）。
【０１２１】
（２）燃焼指令を受けると、制御回路部１００はステップ２６３において逆風状態の検知を行い、逆風検知状態であれば、燃焼量８号、ダンパ位置Ａに制御して点火制御を行う。一方、定常状態であれば、燃焼量６号、ダンパ全閉に制御して点火制御を行う。
則ち、定常状態では、ダンパを全閉にして空気流を抑制して点火性を向上させ、逆風状態では、ダンパを僅かに開いて（位置Ａ）、送風機２による空気流と逆風による空気流とを相殺させつつ燃焼量を増加させて点火性を確保している（図１２ステップ２６３〜２６５、図１３（ａ）参照）。
ここで、ステップ２６３における逆風状態の検知（判別）は、図１３（ａ）のステップ２６３ａ〜２６３ｃに示す手順で行う。則ち、制御回路部１００は、炎孔ベース温度を検出し、ＲＯＭを参照して検知した炎孔ベース温度に対応した逆風判別温度幅を求める。
そして、制御回路部１００は、空気温度センサ９０の検知信号を監視し、空気温度が逆風判別温度幅を超えて上昇したときには、逆風状態と判別する。
【０１２２】
（３）制御回路部１００では、点火後に再度逆風状態の判別を行う。そして、逆風検知状態であれば、燃焼量に応じた異常回避制御を行う。
本実施形態では、逆風検知状態において、燃焼量が８号以下では燃焼および燃焼停止を繰り返すことにより必要な燃焼量を平均的に得るＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
また、逆風検知状態において、燃焼量が８号を超え１４号以下では、ダンパ位置Ａで燃焼量（号数）に応じた送風機制御を行い、燃焼量が１４号を超え２０号以下では、ダンパ位置Ｂで燃焼量（号数）に応じた送風機制御を行う。また、燃焼量が２０号以上になると、ダンパ全開で燃焼量（号数）に応じた送風機制御を行う構成としている。
この逆風検知状態による制御が行われている間は、制御回路部１００は、ステップ２６７，２６８の処理を繰り返して逆風解除状態の監視を行う（図１２ステップ２６６〜２６８、図１４（ａ）参照）。
【０１２３】
（４）一方、点火後にステップ２６６で定常状態が検知されたとき、または、逆風検知状態に伴う制御が行われている途中で、ステップ２６８において逆風解除状態が判別されたときは、ステップ２６６に進む。そして、再度逆風検知を行った後に、定常制御に移行する。
定常状態では、燃焼量が１０号以下では、ダンパ全閉で燃焼量（号数）に応じた送風機制御を行い、燃焼量が１０号を超え１８号未満ではダンパ中開で燃焼量に応じた送風機制御を行う。また、燃焼量が１８号以上になると、ダンパ全開で燃焼量（号数）に応じた送風機制御を行う構成としている
この定常状態による制御が行われている間も、制御回路部１００は、ステップ２６６，２６９の制御処理を繰り返して逆風状態の発生の監視を行い、逆風が検知されたときは直ちにステップ２６７へ移行する（図１２ステップ２６６，２６９、図１４（ｂ）参照）。
【０１２４】
このように、逆風発生時には、定常状態に比べて燃焼量および供給空気量（送風機２の回転数とダンパ４の開度）を増加制御（異常回避制御）することによって安定した燃焼を確保するようにしている。
【０１２５】
ところで、本実施形態では、逆風検知手段を炎孔ベース温度センサ９１，空気温度センサ９０および制御回路部１００で構成した例を挙げて述べたが、本発明はこのような構成に限られるものではない。
例えば、逆風検知手段として、例えば、燃焼装置１の燃焼部６の下流側に設けた風圧スイッチ（不図示）によって逆風状態を検知する構成を採ることも可能である。
【０１２６】
また、本実施形態では、逆風解除状態を運転スイッチ、燃焼停止あるいは送風機２の回転数を参照して判別した。
しかし、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、燃焼量が所定値を超えた場合、あるいは、送風機への供給電流が所定値以下になった場合を検知して逆風解除状態を判別することも可能である。また、風圧スイッチを設けた構成では、風圧スイッチの非逆風状態検知信号に対応して逆風解除を行うこともできる。更に、燃焼部６に火炎状態を検知する火炎センサ（フレームロッドなど）を設けた構成では、火炎センサの検知信号が所定変動幅に入ったことを検知して逆風解除状態を判別することも可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
請求項１〜６に記載の本発明によれば、センサの検知信号を単独または組み合わせて判別処理することにより、燃焼状態や燃焼異常を容易に判別することができ、安定燃焼を維持でき、しかも安全性を向上させた燃焼装置を提供できる。
また、簡単な構成によって炎孔ベースおよび気化器の温度を的確に検知することができ、安定した燃焼制御や異常回避制御を行うことが可能となる。
請求項７に記載の本発明によれば、定常燃焼と燃焼異常とを的確に判別することができ、燃焼制御や異常回避制御を容易に行うことができる。
請求項８〜１０に記載の本発明によれば、簡単な構成によって定常燃焼状態を維持させることができ、安定した燃焼を確保することができる。
請求項１１に記載の本発明によれば、異常高温や未燃焼状態を的確に検知することができ、安全性を向上させることができる。
請求項１２に記載の本発明によれば、排気閉塞を的確に検知することができ、装置の安全性を向上させることができる。
請求項１３に記載の本発明によれば、センサ自体の異常を容易に検知することができ、装置の信頼性を向上させることができる。
請求項１４に記載の本発明によれば、簡単な構成によって予熱異常や部材の破損などを検知することができ、装置の信頼性を一層向上させることができる。
請求項１５〜２１に記載の本発明によれば、逆風状態を的確に検知して異常回避制御を行うことができ、安定した燃焼を確保することができる。
請求項２２に記載の本発明によれば、燃焼履歴に応じた的確な判別を行うことができ、信頼性を向上した燃焼装置を提供できる。
また、請求項２３に記載の本発明によれば、熱効率および信頼性を向上させた優れた燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃焼装置の断面図である。
【図２】図１に示す燃焼装置に採用する炎孔ベースの斜視図である。
【図３】図２に示す炎孔ベースのＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図２に示す炎孔ベースにおける気化器温度センサ取り付け部分の拡大斜視図である。
【図５】図２に示す炎孔ベースの炎孔部分の拡大斜視図である。
【図６】図２に示す炎孔ベースにおける炎孔ベース温度センサ取り付け部分の拡大斜視図である。
【図７】図１に示す燃焼装置に採用する空気量調節部の斜視図である。
【図８】センサの異常回避制御の動作を示すフローチャートである。
【図９】気化器の予熱異常回避制御の動作を示すフローチャートである。
【図１０】定常燃焼中の一時的な温度上昇に対する燃焼制御の動作を示すフローチャートである。
【図１１】排気閉塞の異常回避制御の動作を示すフローチャートである。
【図１２】逆風発生時の異常回避制御の動作を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）は図１２の逆風検知処理の詳細を示すフローチャート、（ｂ）は図１２の逆風解除状態判別処理の書斎を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ）は図１２の異常回避制御処理の詳細を示すフローチャート、（ｂ）は図１２の定常制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は逆風発生時の異常回避制御処理における燃焼量およびダンパ制御動作を示すフローチャート、（ｂ）は定常制御処理における燃焼量およびダンパ制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１燃焼装置
２送風機
６燃焼部
６０炎孔ベース
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ熱吸収壁
６８ａ炎孔
７気化器
７３気化器ヒータ
９０空気温度センサ
９１炎孔ベース温度センサ
９２気化器温度センサ
１００制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a combustion apparatus, and in particular, relates to an apparatus that secures stable combustion while improving the fluctuation range of combustion capacity and improves safety.
[0002]
[Prior art]
  Even now that city gas and propane gas have become widespread, in order to reduce running costs, combustion apparatuses that use liquid fuel such as cheap kerosene are frequently used in water heaters and heaters. Of these, when used for applications with a relatively small calorific value, a type in which liquid fuel is vaporized by a vaporizer and the vaporized fuel gas is sent to a combustion section for combustion is often used ( No. 7-21332).
[0003]
  In such a combustion apparatus, the fuel gas vaporized with the vaporizer and air are mixed beforehand and injected from a flame hole. And secondary air is directly supplied to a combustion part, and fuel gas burns with the air mixed beforehand and secondary air. Therefore, the amount of primary air premixed in the fuel and the amount of secondary air supplied to the combustion section are greatly dependent on the level of stable combustion and turndown ratio (variation ratio when the amount of gas and air is greatly varied). Fluctuates. In other words, the rotational speed of the blower that supplies air varies greatly according to the increase or decrease of the combustion amount.
[0004]
  For this reason, if it is continuously operated in a state where the combustion amount is high, the blower must be continuously driven at a high speed, resulting in an increase in power consumption.
  Therefore, in order to suppress the power consumption in the large combustion capacity as much as possible, the design is often performed in which the number of rotations of the blower is reduced to a necessary minimum.
  By the way, when the combustion capacity is small, it is necessary to reduce the air supply amount.
[0005]
  In particular, in the case of a combustion device that further expands the adjustment range by further expanding the lower limit value of the combustion capacity, the total calorific value due to the flame decreases as the combustion amount decreases, but due to the reduction in the supply air amount accompanying the decrease in combustion amount The flame base temperature rises as compared with the case where the flame gets closer to the flame hole and the amount of combustion is high. In addition, the temperature of the carburetor and the flame hole base is likely to rise beyond the allowable range due to combustion variation in a state where the combustion amount is low.
  Therefore, conventionally, there have been many measures such as providing a high limit switch in the vicinity of the flame hole base or the vaporizer and forcibly stopping the operation when the temperature exceeds the allowable temperature.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the configuration provided with a high limit switch or the like can effectively cope with the occurrence of abnormally high temperatures, but cannot maintain stable combustion or detect other abnormal conditions.
  In particular, in a combustion apparatus of a lower combustion type (so-called reverse combustion type) that ejects a flame downward, heat is easily accumulated inside even though steady combustion is being performed, and in a configuration provided with a high limit switch, Stable combustion could not be maintained.
  In other words, in response to market demands for expanding the lower limit value of combustion capacity, it has been desired to develop a combustion apparatus that improves safety by detecting combustion abnormality while maintaining stable combustion.
  The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a combustion apparatus that can ensure stable combustion while expanding the combustion capacity range and that has improved safety.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The combustion apparatus of the present invention proposed to achieve the above object has a vaporizer that vaporizes liquid fuel to generate fuel gas, and the generated fuel gas or a mixed gas of air and fuel gas is used as a combustion unit. In the combustion apparatus for sending to and burning, a control means for controlling the amount of fuel gas and air supplied to the combustion section is provided, and the combustion section is a flame in which flame holes for jetting flames are arranged in a plane A flame base temperature sensor for detecting the temperature of the flame hole base itself is attached to the flame hole base.A heat absorbing wall that absorbs the combustion heat generated by the flame ejected from the flame hole to the flame hole base, a part near the outer edge of the flame hole base so as to surround the flame holes arranged in the flame hole base, or the flame hole Provided in at least one of the vicinity of the periphery of the vaporizer so as to shield the flame hole from the vaporizer provided in the base,The control means compares the detection signal of the flame hole base temperature sensor with a predetermined determination reference value to determine the combustion state, combustion abnormality or sensor abnormality, and performs combustion control or abnormality avoidance control according to the determination state It is configured.
[0008]
  According to this configuration, if the flame hole base temperature rises for some reason during combustion and exceeds the discrimination reference value, the control means performs combustion control to increase the amount of supplied air and cool, or Abnormality avoidance control that stops the operation is performed.
  Further, in the ignition sequence or combustion sequence of the combustion apparatus, when a value that the flame hole base temperature sensor cannot take is detected, it is possible to determine abnormality of the flame hole base temperature sensor itself by the control means.
[0009]
  In order to detect the combustion state of the flame ejected from the flame hole, it is necessary to absorb a part of the combustion heat generated by the flame into the flame hole base. However, the flame holes are arranged in a plane on the flame hole base, and the flame is ejected in a direction away from the flame hole base. For this reason, the combustion heat by a flame is hard to be conducted to a flame hole base. In particular, since secondary air for combustion is supplied around the flame hole, the heat associated with the flame is less likely to be reflected in the flame hole base.
  According to the present invention, the heat absorption wall that effectively absorbs part of the combustion heat of the flame is provided on the flame hole base.
[0010]
  That is, the heat absorption wall is provided so as to surround the flame hole group arranged on the flame hole base. Thereby, a part of the combustion heat generated by the flame can be effectively absorbed by the flame hole base, and the temperature state of the flame can be reflected on the flame hole base.
  Further, the heat absorption wall may be provided in the vicinity of the periphery of the vaporizer. According to this configuration, the heat generated by the flame can be effectively conducted to the flame hole base instead of being radiated to the vaporizer. Thereby, the combustion state of a flame can be grasped | ascertained correctly by detecting the temperature of a flame hole base with a flame hole base temperature sensor.
  The heat absorption wall can be provided either near the outer edge of the flame hole base or around the vaporizer, but by providing both, the heat absorption effect on the flame hole base is further increased.
[0011]
  In the present invention, a vaporizer temperature sensor that detects the temperature of the vaporizer itself is attached to the vaporizer, and the control means outputs a detection signal of at least one of a flame hole base temperature sensor or a vaporizer temperature sensor. A combustion state, combustion abnormality, or sensor abnormality is discriminated by comparison with a predetermined discrimination reference value, and combustion control or abnormality avoidance control according to the discrimination state can be performed.
[0012]
  According to this configuration, not only the flame hole base temperature but also the temperature of the vaporizer is detected.
  As a result, if the vaporizer temperature rises during combustion and exceeds the discrimination reference value, the control means performs combustion control such as cooling by increasing the amount of supplied air, or avoiding abnormalities such as stopping the operation. Control is performed.
  Further, as in the case of the flame hole base temperature sensor, when a value that cannot be taken by the vaporizer temperature sensor is detected, it is also possible to determine abnormality of the vaporizer sensor itself by the control means.
  In the configuration of the present invention, the control means detects the combustion state and combustion abnormality peculiar to the combustion apparatus by referring to the temperatures of both the flame hole base and the carburetor, and detects the detected combustion state and combustion abnormality. Correction control and abnormality avoidance control can be performed.
[0013]
  In the present invention, an air temperature sensor for detecting the temperature of the air supplied to the combustion device is provided in the vicinity of the outside air introduction portion of the combustion device, and the control means includes a flame hole base temperature sensor and a vaporizer temperature sensor. Alternatively, a configuration in which at least one detection signal of the air temperature sensor is compared with a predetermined determination reference value to determine a combustion state, combustion abnormality or sensor abnormality, and combustion control or abnormality avoidance control according to the determination state is performed. can do.
[0014]
  According to this configuration, not only the flame hole base temperature or the temperature of the vaporizer but also the temperature of the air supplied from the outside is detected.
  Thereby, for example, when the temperature of the supply air fluctuates during combustion, the control means determines that there is an abnormality in the air supply inside the combustion apparatus and performs abnormality avoidance control.
  Also in this configuration, when a value that cannot be taken by the vaporizer temperature sensor is detected, an abnormality of the air temperature sensor itself can be determined by the control means.
[0015]
  Further, in the configuration of the present invention, the control means refers to both the flame hole base temperature and the supply air temperature, or both the vaporizer temperature and the supply air temperature, or all the temperatures of the flame hole base, the vaporizer and the supply air. It is also possible to detect a combustion state or combustion abnormality peculiar to the combustion apparatus, and to perform correction control or abnormality avoidance control on the detected combustion state or combustion abnormality.
[0016]
  In the present invention, the flame hole base temperature sensor is a part along the heat absorption wall provided in the vicinity of the outer edge of the flame hole base, and is provided at a part farthest from the vaporizer or the vaporizer temperature sensor. can do.
  Usually, since the vaporizer is arranged on the flame hole base, the vaporizer temperature sensor for detecting the temperature of the vaporizer is necessarily close to the flame hole base.
  In addition, when detecting the temperature of the flame hole base, it is desirable to detect the temperature of a portion exhibiting a temperature fluctuation according to the heat generated by the flame.
[0017]
  By the way, the vaporizer is disposed on the flame hole base and has a function of promoting the vaporization of the liquid fuel by applying heat generated by the flame ejected from the flame hole to the vaporizer. In other words, since heat is exchanged between the vaporizer and the flame hole base, it is difficult to distinguish and detect the temperatures of the vaporizer and the flame hole base.
  Therefore, in the present invention, the flame hole base temperature sensor is provided at a position along the heat absorption wall provided in the vicinity of the outer edge of the flame hole base and at the position farthest from the vaporizer or the vaporizer temperature sensor.
[0018]
  In other words, by providing the flame hole base temperature sensor in the vicinity of the heat recovery wall while being isolated from the temperature fluctuation of the vaporizer, it becomes possible to accurately detect the temperature fluctuation according to the heat generated by the flame.
[0019]
  In the present invention, the flame hole base is formed in a substantially square shape, and the vaporizer is disposed at a substantially central portion of the flame hole base, and the flame hole base temperature sensor is a portion along the heat absorption wall and The vaporizer temperature sensor may be provided at the outer edge corner of the hole base, and may be provided at a portion of the vaporizer facing the flame hole base temperature sensor with the vaporizer interposed therebetween.
[0020]
  According to this structure, a vaporizer temperature sensor and a flame hole base temperature sensor oppose on both sides of a vaporizer. That is, this is a special arrangement example in the present invention. In particular, this arrangement maximizes the physical distance between the flame hole base temperature sensor and the vaporizer temperature sensor, so that the flame hole base temperature can be accurately grasped in a state that is least susceptible to the temperature fluctuation of the vaporizer. It becomes possible.
  Due to the opposing arrangement of the sensors, the flame hole base temperature sensor detects the flame hole base temperature corresponding to the flame by the heat recovery wall, and the vaporizer temperature sensor can accurately detect the temperature of the vaporizer.
[0021]
  In the present invention, the height from the surface of the flame hole base on which the flame holes are arranged to the top of the flame hole may be 2 mm or less.
  Usually, the height from the surface of the flame hole base to the top of the flame hole is often several mm (5 to 6 mm). For this reason, part of the heat of the flame ejected from the flame hole is dissipated to the downstream side by the secondary air supplied to the flame hole base, while the heat of the flame is sufficiently transferred to the flame hole base. Not communicated to.
  However, in the present invention, by setting the height to the top of the flame hole to 2 mm or less, a part of the combustion heat generated by the flame can be stably absorbed into the flame hole base. Thereby, the temperature state of the flame can be accurately reflected in the flame hole base temperature, and the combustion state can be accurately grasped.
[0022]
  In the present invention, when the detected temperature difference between the flame hole base and the carburetor is within a predetermined upper limit value of the steady combustion temperature difference, the control means performs determination during steady combustion, while the temperature difference When the value exceeds the upper limit value of the steady combustion temperature difference, it is possible to determine that the combustion is abnormal and perform abnormality avoidance control.
  While the combustion device is in steady combustion (during normal combustion), although there is a temporary variation in combustion, the flame hole base temperature and the carburetor temperature are approximately in balance regardless of the amount of combustion (combustion capacity). Go up and down.
  Therefore, by obtaining the upper limit value of the temperature difference between the flame hole base and the vaporizer in the steady combustion state as a discrimination reference value in advance, whether the steady combustion is performed with the upper limit value of the steady combustion temperature difference as a threshold value or combustion Whether it is abnormal can be determined.
[0023]
  In the present invention, the control means is such that the detected temperature difference between the flame hole base and the vaporizer is within the upper limit value of the steady combustion temperature difference, and the temperature of at least one of the flame hole base and the vaporizer is previously set. Temporary temperature rise of the flame hole base or carburetor during steady combustion when a value within a defined high temperature correction region is detected or when the temperature difference and temperature state are continuously detected for a predetermined determination time It can be determined that the amount of air supplied to the combustion section is increased and corrected.
[0024]
  In other words, according to the present invention, whether or not steady combustion is being performed is determined by the fact that the temperature difference between the flame hole base and the vaporizer is within the upper limit value of the steady combustion temperature difference, as described above. When the temperature of the flame hole base or the carburetor becomes a value within the high temperature correction region due to combustion variation during steady combustion, the amount of air supplied to the combustion unit is corrected to be increased by the control means. Thereby, steady combustion can be maintained by suppressing the temperature rise of the flame hole base or the vaporizer.
[0025]
  In this configuration, the control means can perform the increase correction of the supply air amount immediately when the temperature state is detected. For example, the control unit performs the increase correction when the temperature state is continuously detected for a predetermined determination time. It can also be set as the structure to perform.
  In other words, when the temperature difference between the flame hole base and the carburetor is within the upper limit of the steady combustion temperature difference, and when the temperature of the flame hole base and the carburetor is in the high temperature correction region, it is detected continuously for a predetermined determination time. Thus, it becomes possible to perform an increase correction control of the supply air amount.
  According to this configuration, it is possible to exclude temperature fluctuations due to short-term combustion variations compared to the predetermined determination time, and it is possible to perform correction control efficiently.
[0026]
  In the present invention, the control means detects the flame hole base temperature and the vaporizer temperature, and the temperature difference between them at predetermined time intervals, and continuously increases the temperature of the flame hole base or the vaporizer during steady combustion. Each time it is determined, the supply air to the combustion unit is increased by a predetermined amount, and a series of increase control can be repeated until the total increase in the supply air amount reaches a predetermined maximum amount.
  According to this configuration, the supply air amount is not corrected to increase greatly at once, but is corrected repeatedly by a predetermined amount. As a result, it is possible to suppress the occurrence of unstable combustion and blowout due to fluctuations in the air-fuel ratio.
  Further, since the air amount is not increased at a time, but increased by a predetermined amount, stable combustion can be maintained by the minimum correction control corresponding to the variation in combustion.
[0027]
  In the present invention, the combustion device includes a carburetor or a blower for supplying air to the combustion section, and the control means determines a temporary temperature rise of the flame hole base or the carburetor during steady combustion. Only when the rotation speed of the blower is a value within a predetermined low rotation correction region, the increase correction control of the supply air amount can be performed by increasing the rotation speed of the blower.
[0028]
  Usually, when the combustion amount (combustion number) is high, the blower is controlled at a high speed and the amount of air supplied to the combustion section is large. As a result, the heat generated by the flame ejected from the flame holes is likely to flow downstream, and the temperature of the flame hole base and the vaporizer is unlikely to rise despite the high combustion amount.
  However, when the combustion amount decreases, the rotational speed of the blower decreases and the supply air amount decreases. For this reason, the heat generated by the flame tends to stay inside the combustion apparatus. Also, as the amount of combustion decreases, the flame approaches the flame hole, the heat of the flame is easily transferred to the flame hole base, the temperature of the flame hole base and the vaporizer easily rises, and the temperature inside the combustion apparatus becomes even higher. easy.
[0029]
  Therefore, when the combustion amount is low, that is, correction control for increasing the rotation speed of the blower can be performed only when the rotation speed of the blower is a value within the low rotation correction region.
  This makes it possible to effectively perform correction control and maintain stable combustion, particularly in a low combustion region that tends to become high temperature.
  Even in this configuration, when the rotational speed of the blower is controlled to be increased, the rotational speed may be increased at a time, or it is possible to control the increase by a predetermined speed while performing temperature discrimination at predetermined time intervals. It is.
[0030]
  In the present invention, the control means determines that the abnormality is a combustion abnormality when the detected temperature of at least one of the flame hole base and the vaporizer is a value in a predetermined abnormally high temperature region or abnormally low temperature region. Thus, the configuration for performing the abnormality avoidance control can be provided.
  If the combustion apparatus is in steady combustion, a flame is generated so as to be ejected from the flame hole, and the flame hole base and the vaporizer do not reach an abnormally high temperature. During steady combustion, the temperature of the flame hole base and the vaporizer is about 350 ° C.
[0031]
  However, if an abnormality occurs in the air supply or fuel gas (mixed gas) supply, the flame hole base or the vaporizer may reach an abnormally high temperature and may be damaged.
  In addition, if an abnormality occurs in a flame sensor (a flame rod) that detects flame, the control means determines that the fuel is being burned despite being unburned, and supplies fuel gas (mixed gas) to the combustion section. I will continue. If the operation is continued in such a sensor abnormal state, not only does not function as a combustion device, but the mixed gas fills the inside of the combustion device and safety is impaired.
[0032]
  However, according to the present invention, when the temperature of the flame hole base or the vaporizer becomes a value within the abnormally high temperature range due to some factor, the control means performs abnormality avoidance control such as operation stop. Thereby, it is prevented that a flame hole base and a vaporizer become abnormally high temperature, and damage to a combustion apparatus can be prevented beforehand.
  Even when the extinction is not detected due to the abnormality of the flame sensor, when the temperature of the flame hole base or the vaporizer becomes a value in the abnormally low temperature range, the control means performs abnormality avoidance control such as operation stop. Thereby, the malfunction that unburned fuel gas stagnates in a combustion part is avoided, and safety | security is not impaired.
[0033]
  In the present invention, when the control means detects a state where the flame hole base temperature is higher than the vaporizer temperature continuously for a predetermined blockage determination time, it determines that the exhaust is blocked and performs abnormality avoidance control. It can be configured.
  The exhaust pipe of the combustion device discharges the combustion gas to the outside, and if the exhaust pipe is clogged with dust or blocked by a bird's nest, the combustion gas is not discharged and fills the room, which is dangerous. .
[0034]
  When exhaust blockage occurs, the amount of air supplied to the combustion section also decreases as the combustion gas discharge decreases, resulting in poor combustion and the flame becomes red-fired. The occurrence of red fire brings the flame closer to the flame hole than in the case of steady combustion, and the temperature rise at the flame hole base becomes significant.
  The present invention utilizes such a phenomenon that occurs when the exhaust gas is blocked. When the state where the flame hole base temperature is higher than the vaporizer temperature is continuously detected for a predetermined time (blockage determination time), the control means Is identified as exhaust blockage.
  The blockage determination time can be appropriately determined according to the combustion device. In particular, in order to clearly distinguish a temporary flame-hole-based temperature rise during steady combustion from an exhaust blockage state, it is necessary to set the blockage determination time to an appropriate length. Further, if the blockage determination time is too long, the exhaust blockage state proceeds and it is dangerous. The blockage determination time is preferably set to an appropriate time (for example, about 30 seconds) that satisfies both of these conditions.
[0035]
  In the present invention, when the temperature of the flame hole base or the carburetor exceeds a predetermined high temperature discrimination value immediately after energization of the combustion device, or the predetermined low temperature after the lapse of a predetermined time from the start of combustion. If it is less than the discriminant value, or if it is a value that deviates from a predetermined temperature range after a predetermined amount of combustion for a predetermined amount of time, it is determined that there is an abnormality in the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor and abnormality is avoided It can be set as the structure which controls.
[0036]
  The control means always performs feedback control toward a target control state while referring to detection signals such as a flame hole base sensor, a vaporizer sensor, or an air temperature sensor. However, if an abnormality occurs in the sensor that is the key to control, the control itself by the control means becomes abnormal, and stable combustion and safety cannot be maintained.
  However, according to the present invention, when an unreasonable detection signal is detected in the control sequence process of the combustion apparatus, it is determined that the sensor is abnormal, and abnormality avoidance control such as operation stop is performed.
[0037]
  In other words, the flame base temperature and the vaporizer temperature are low immediately after the combustion device is energized. At this time, if the detection signal of the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor exceeds the high temperature discrimination value, the sensor is regarded as abnormal.
  Further, when a predetermined time elapses from the start of combustion, the flame hole base and the carburetor rise to a predetermined temperature (high temperature discrimination value) or higher regardless of the combustion capacity. At this time, if the detection signal of the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor is less than the high temperature discrimination value, the sensor is regarded as abnormal.
  Furthermore, after burning for a predetermined time with a predetermined combustion amount, the flame hole base and the vaporizer rise to a predetermined temperature (predetermined temperature range). If the detection signal of the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor at this time is a value deviating from the predetermined temperature range, it is regarded as a sensor abnormality.
[0038]
  Here, various sensors such as a thermistor, a posistor, and a semiconductor sensor can be used as sensors for temperature detection. In particular, the thermistor is widely used as a temperature sensor, and has a characteristic that the resistance value decreases as the temperature rises, and conversely the resistance value increases as the temperature falls. In the thermistor element, there is a possibility that a disconnection abnormality, a short circuit abnormality, or an intermediate short circuit abnormality therebetween may occur.
[0039]
  Therefore, if the detection signal of the thermistor exceeds the high temperature discrimination value when the temperature of the flame hole base or the vaporizer is low, it can be regarded as a short circuit abnormality.
  Further, if the temperature of the flame hole base or the vaporizer is equal to or higher than the low temperature determination value and the thermistor detection signal is less than the low temperature determination value, it can be regarded as a disconnection abnormality.
  Further, when the temperature of the flame hole base or the vaporizer is in a predetermined temperature range and the detection signal of the thermistor deviates from the predetermined temperature range, it can be regarded as an intermediate short circuit (so-called rare short state) abnormality.
[0040]
  In the present invention, the combustion apparatus includes a carburetor heater that preheats the carburetor, and the control means determines whether the detected carburetor temperature or the flame hole base temperature corresponds to the preheat time of the carburetor heater in advance. When it is lower than the predetermined preheating reference value, it is possible to determine that the preheating is abnormal and perform the abnormality avoidance control.
  Since the carburetor is formed integrally with the flame hole base, the heat generated by the vaporizer heater is not only detected by the vaporizer temperature sensor but also conducted to the flame hole base and the flame hole temperature sensor. Can be detected.
[0041]
  In particular, by detecting the temperature rise due to the vaporizer heater by the flame hole base temperature sensor, damage to the members in the path from the vaporizer heater to the flame hole base temperature sensor through the vaporizer body and flame hole base (occurrence of cracks) Etc.) can be reflected in the temperature rise.
  In other words, from the start of energization of the carburetor heater, the flame hole base temperature is monitored by the control means. Factors of the preheating abnormality include disconnection of the carburetor heater and cracking of the above-described member. These abnormality can be easily detected and abnormality avoidance control such as operation stop can be performed.
[0042]
  In the present invention, the combustion device has a back wind detection means for detecting a back wind state in which air enters the combustion device from the exhaust side, and when the back wind state is detected by the back wind detection means, the control means Can be configured to perform abnormality avoidance control.
  When air enters the combustion apparatus from the exhaust side due to the wind, a reverse wind state occurs in which the air flows backward from the combustion section to the upstream side. When a head wind condition occurs, the ignitability decreases. In addition, if a head wind condition occurs during combustion, stable combustion is impaired, and heat generated in the combustion part flows backward to the upstream side, and the members arranged on the upstream side are heated and damaged or the durability is lowered. A malfunction occurs.
[0043]
  However, according to the present invention, by detecting the reverse wind by the reverse wind detection means, the control means can perform the abnormality avoidance control, and the ignitability and stable combustion are maintained, and the durability is improved.
  As the reverse wind detection means, for example, a wind pressure switch for switching the contact by a force received by an air flow with a fin or the like can be used.
[0044]
  In the present invention, the back wind detection means is composed of a flame hole base temperature sensor, an air temperature sensor, and a control means, and the control means refers to the detected flame hole base temperature, and the detected air temperature is the flame hole. When the temperature rises exceeding a predetermined headwind discrimination temperature range according to the base temperature, it can be determined that the headwind state is detected and abnormality avoidance control is performed.
[0045]
  Since the air supplied to the combustion apparatus is taken in from the outside, the temperature of the supplied air is usually substantially the same as the outside air temperature (in the case of supplying air from the room, the room temperature). However, when a reverse wind condition occurs, as described above, air flows backward from the combustion section side toward the upstream side, so that the heat on the combustion section side moves to the upstream side. As a result, the air temperature sensor provided in the vicinity of the outside air introduction portion rises and varies according to the temperature on the combustion section side.
[0046]
  The present invention uses this phenomenon that occurs during headwind to detect the headwind condition. When the headwind condition occurs, the heat of the combustion section moves upstream and the temperature detected by the air temperature sensor rises. If this temperature rise width is obtained in advance as the head wind discrimination temperature width, the head wind state can be discriminated by detecting the temperature rise width of the air temperature sensor by the control means.
[0047]
  For example, in a state where no flame is generated, that is, in a preheated state of the vaporizer, the flame hole base temperature is low. Therefore, the back wind discrimination temperature range is also set to a narrow temperature range according to the flame hole base temperature. Further, the back wind discrimination temperature range during combustion is set to a wide temperature range according to the flame hole base temperature.
  According to this configuration, the control means distinguishes whether the carburetor is preheating or burning with reference to the flame hole base temperature, and applies the back wind discrimination temperature range according to the preheating or burning to apply the air temperature sensor. Monitor the temperature rise. And if the temperature rise width of an air temperature sensor increases more than a headwind discrimination temperature width, it will discriminate | determine as a headwind state and will perform required abnormality avoidance control.
[0048]
  In the present invention, the back wind detection means is configured by a wind pressure switch, and the control means is configured to detect that the detection signal from the wind pressure switch is in the non-back wind detection state and determine the back wind release state. it can.
  As described above, the wind pressure switch switches the contact point by the force of the air flow received by the fins, etc., and can detect the air flow inside the combustion device and instantaneously output the back wind state and the non-back wind state. it can.
  By the way, as mentioned above, the headwind state often occurs intermittently and repeatedly. Therefore, more accurate detection can be performed by adopting a configuration in which detection is performed by combining the detection signal of the wind pressure switch and the above-described reverse wind release state.
[0049]
  In the present invention, when the back wind state is detected by the back wind detecting means, the control means controls to increase at least one of the supply air amount and the combustion amount by a predetermined value corresponding to the combustion amount at the time of back wind detection. It can be configured.
  When a reverse wind is generated, that is, if the air flows backward from the combustion section side toward the upstream side, an ignition mistake is likely to occur, and the combustion state is likely to be unstable and blown out easily.
  According to the present invention, when a back wind condition is detected, the supply air amount is increased by the control means, and the air flow that is going to go upstream from the combustion unit side by the back wind is pressed downstream by the supply air flow, Air movement to the upstream side is prevented.
[0050]
  Further, since the fuel gas (mixed gas) supplied to the combustion section is burned by the reverse wind and combustion tends to become unstable, it is possible to maintain stable combustion by increasing the combustion amount.
  The supply air amount and the correction amount of the combustion amount can be appropriately determined according to the combustion device, but can also be determined according to, for example, the combustion amount (combustion number) at the time when the back wind is detected.
[0051]
  In the present invention, when the headwind detection means once detects the headwind state, the control means performs the abnormality avoidance control regardless of the detection state after the headwind detection except when the headwind release state is determined in advance. It can be set as the structure performed continuously.
  The reverse wind state is caused by strong wind entering the inside of the combustion apparatus from the exhaust pipe side, and is often repeated intermittently. For this reason, when the control is performed according to the detection signal of the headwind detection means, the abnormality avoidance control and the steady control are alternately repeated, and the combustion becomes unstable.
  Therefore, after the reverse wind is detected by the reverse wind detection means, the abnormality avoidance control is continuously performed until a predetermined reverse wind release state is determined. Thereby, it is possible to perform stable abnormality avoidance control for a headwind state that is frequently repeated intermittently.
[0052]
  In the present invention, the control means is configured to determine whether combustion has stopped, detect a stop operation, if either the rotational speed of the blower or the combustion amount exceeds a predetermined value, or the supply current value to the blower is a predetermined value. It can be set as the structure which detects at least any state of the following cases, and discriminate | determines a back wind cancellation | release state.
  That is, when any combustion abnormality is discriminated by the control means and the combustion stop is discriminated, it is discriminated that the wind is released. Further, when the operation for stopping the operation is performed by the user, the head is released from the reverse wind.
  Further, when the rotational speed of the blower exceeds a predetermined value, the air flow generated inside the combustion device presses the reverse wind toward the downstream side, and stable combustion can be maintained, so that it is determined as the reverse wind release state. Similarly, when the combustion amount exceeds a predetermined value, the supply air amount corresponding to the combustion amount also increases, so that it is determined that the head is released from the reverse wind.
  Further, when a reverse wind is generated and an air flow flows upstream into the combustion apparatus, the load on the blower increases and the supply current increases. Therefore, it is possible to detect that the supply current value to the blower is equal to or less than a predetermined value, and to determine that the state is the reverse wind release state.
[0053]
  In the present invention, the combustion device includes a flame sensor that detects a flame state injected from the flame hole, and the control means detects that the detection signal of the flame sensor has fallen within a predetermined fluctuation range. It can be set as the structure which discriminate | determines a back wind cancellation | release state.
  When a reverse wind is generated, the air flow rate in the combustion apparatus is irregularly increased and decreased, and a flame is burned. Thereby, the detection signal of a flame sensor (frame rod etc.) fluctuates.
  The present invention utilizes this phenomenon at the time of the occurrence of headwind, and the headwind release state is discriminated by the reduction of the fluctuation range of the detection signal of the flame sensor, that is, the state where the flame is blown.
[0054]
  In the present invention, the control means refers to at least one of the determination reference values for determining the combustion state or the abnormal state with reference to the detection signal of the flame hole temperature sensor, the vaporizer temperature sensor, or the air temperature sensor at the determination time. It can be set as the structure changed according to the combustion amount or the combustion time from ignition to discrimination time.
  The temperature of the flame hole base and the carburetor largely fluctuates before and during the ignition of the combustion apparatus, and gradually fluctuates with the passage of time such as immediately after the start of combustion and after a long period of combustion. Further, the temperature of the flame hole base and the vaporizer fluctuates as needed according to the amount of combustion.
[0055]
  For this reason, depending on the determination contents of the combustion state and the abnormal state, if the determination reference value is uniquely determined, there arises a problem that accurate determination cannot be performed.
  However, according to the present invention, since the determination reference value is changed according to the combustion time from the ignition of the combustion device to the determination time and the combustion amount at the determination time, it is possible to perform accurate determination.
  In other words, when determining the ultimate temperature (arrival temperature range) of the flame hole base and the carburetor after burning for a predetermined time with a predetermined combustion amount, the final temperature depends on the combustion state and the value of the combustion amount before burning for a predetermined time. The area is affected.
  According to the present invention, the control means has a determination reference value corresponding to the combustion amount at the determination time and the combustion time up to the determination time. This makes it possible to accurately determine the combustion state and combustion abnormality according to the combustion amount and the combustion history.
[0056]
  Further, in the present invention, the combustion device is a lower combustion type in which the fuel gas generated by the vaporizer or the mixed gas of fuel gas and air is supplied to the combustion section and the flame is jetted downward. can do.
  The combustion apparatus is often incorporated into a device such as a water heater as an upper combustion type that ejects a flame upward or a lower combustion type that ejects a flame downward.
[0057]
  In the combustion apparatus of the upper combustion type, the heat generated in the combustion section is naturally discharged to the heat exchange section disposed above, and the problem that the heat stays in the combustion apparatus is less likely to occur. However, the combustion gas that has moved to the heat exchange section does not stay and is easily exhausted as it is, and when applied to a hot water storage type hot water heater or the like, there is a discomfort that the heat exchange rate decreases.
[0058]
  On the other hand, in the downward combustion type combustion apparatus, the heat generated in the combustion part moves to the downstream heat exchange part side by the air flow supplied from the upstream side. And the combustion gas which moved to the heat exchange part is exhausted, pressing the air flow. As a result, the time during which the combustion gas stays in the heat exchange section is increased, and the heat exchange rate is increased. On the other hand, heat tends to stay on the upstream side of the combustion section.
  According to the present invention, it is possible to adopt a configuration in which stable combustion and safety can be ensured by adopting the above-described present invention while accurately detecting a combustion state and combustion abnormality while adopting a lower combustion type to improve the heat exchange rate. is there.
[0059]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  The present invention is a combustion apparatus 1 that vaporizes and burns liquid fuel, and is characterized in that a temperature sensor is provided in each part of the combustion apparatus 1 to perform control for ensuring stable combustion and safety. . Therefore, prior to describing the details of the control, the overall configuration of the combustion apparatus 1 will be described.
  In the following description, the upper and lower relationships are based on the state where the combustion device is installed in a water heater or the like.
[0060]
  (Combustion device configuration and operation)
  1 is a cross-sectional view of a water heater incorporating a combustion apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a flame hole base used in a combustion section, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 is an enlarged perspective view of a mounting portion of the vaporizer temperature sensor, FIG. 5 is a perspective view showing the lower surface side of the flame hole base, and FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the mounting portion of the flame hole base temperature sensor. FIG. 3 is a perspective view showing an air amount adjusting unit.
[0061]
  The combustion apparatus 1 of this embodiment is built in a water heater or the like with the flame hole facing downward, and is a downward combustion type (a so-called reverse combustion type in which a flame is ejected downward).
  The combustion apparatus 1 is configured by sequentially stacking a blower 2, a drive machine unit 3, an air amount adjustment unit 4, a mixing unit 5 and a combustion unit 6 from above. In addition, a vaporization unit (vaporizer) 7 is provided in the vicinity of the mixing unit 5 and the combustion unit 6, and a flow path forming member 13 is disposed between the air amount adjusting unit 4 and the vaporization unit 7, and the air flow path. Is formed.
[0062]
  To explain sequentially, as shown in FIG. 1, the blower 2 is configured such that a fan 21 is rotatably arranged inside a concave housing 20 made by bending a steel plate. , An opening 22 is provided.
[0063]
  The drive machine unit 3 has a box 10, and a motor 30 is attached to the center of the bottom plate 12. The motor 30 has rotating shafts 30a and 30b protruding from both ends, and the rotating shafts 30a and 30b penetrate substantially the entire length of the combustion apparatus 1 upward and downward. The upper rotating shaft 30 a of the motor 30 is connected to the fan 21, and the lower rotating shaft 30 b is connected to the rotating member 8 of the vaporizing unit 7.
  In other words, the fan 21 is rotationally driven by the rotational drive of the motor 30 and blows air downward (air supply), and the rotational member 8 is rotationally driven simultaneously.
[0064]
  The motor 30 of the blower 2 is driven by a control signal generated by a control circuit unit (control means) 100 fixed to the outer wall of the box body 10, and the rotational speed control is performed so that the amount of air supplied to the combustion unit 6 side Is controlling.
  An air temperature sensor 90 that detects the temperature of the air sucked from the opening 22 by the blower 2 is fixed to the top plate 12 of the box 10 in the vicinity of the fan 21.
  In the present embodiment, a thermistor is used for the air temperature sensor 90 and a detection signal is sent to the control circuit unit 100.
[0065]
  As shown in FIGS. 1 and 7, the air amount adjusting unit 4 is configured by a disc-shaped moving-side plate-like member 41 and a rectangular fixed-side plate-like member 42. The member 41 is rotatably attached.
  The moving side plate-like member 41 has a disk shape, and a shaft insertion hole 41a is provided at the center. Twelve substantially triangular openings 41b are provided radially around the shaft insertion hole 41a, and twelve substantially square openings 41c are further provided on the outer side. In addition, an engaging portion 41 d is provided at the peripheral portion of the moving side plate-like member 41 by vertically cutting and raising a part of the peripheral portion.
[0066]
  Further, the fixed side plate-like member 42 is rectangular and larger than the moving side plate-like member 41. A shaft insertion hole 42 a is also provided in the central portion of the fixed side plate member 42. Twelve substantially triangular openings 42b are provided radially around the shaft insertion hole 42a, and twelve substantially square openings 42c are provided on the outer side. Further, a support member 42 d that supports the drive piece 43 in a swingable manner is fixed to the fixed side plate member 42. One end of the drive piece 43 is connected to the drive shaft 40 a of the step motor 40 fixed to the outer wall of the box body 10, and the other end is engaged with the engaging portion 41 d of the moving side plate member 41.
[0067]
  The moving side plate-like member 41 is on the fixed side plate-like member 42 and is relatively rotatable around the central shaft insertion holes 41a and 42a.
  When the step motor 40 is driven, the drive piece 43 engaged with the drive shaft 40a swings and presses the engaging portion 41d of the moving side plate-like member 41 in the tangential direction. As a result, the moving side plate member 41 relatively rotates on the fixed side plate member 42 around the central shaft insertion hole 41a.
[0068]
  In other words, the air amount adjusting unit 4 drives the step motor 40 to rotate the moving side plate-like member 41, thereby opening the moving side plate-like member 41 and the fixed-side plate-like member 42 between the openings 41b, 42b and the openings 41c, 42c. The degree of overlap between each other is changed. In other words, the opening area is varied by changing the degree of overlap between the openings, thereby adjusting the amount of air that moves up and down through the openings.
[0069]
  The air amount adjusting unit 4 adjusts the opening area of the air flow path from the blower 2 to the combustion unit 6 side to control the supply amount of the air flow generated by the blower 2 to the combustion unit 6 side.
  In this embodiment, by controlling the moving side plate-like member 41 in the air amount adjusting unit 4, primary air (air supplied directly to the vaporizing unit 7) and secondary air (air supplied around the flame hole base described later). It is set as the structure which adjusts the supply amount of both of these optimally.
  The step motor 40 is driven by a control signal generated by the control circuit unit 100, and is adjusted and controlled so as to obtain an optimum opening area according to the combustion state.
[0070]
  As shown in FIG. 1, the flow path forming member 13 is formed by bending a thin plate into a conical shape, and the inside is a hollow and communicates vertically. That is, the flow path forming member 13 has openings in the upper part and the lower part, and both communicate with each other. The upper opening is in contact with the central part of the fixed-side plate member 42 described above, and the lower opening is It communicates with a primary air introduction cylinder 15 to be described later.
[0071]
  A fuel pipe (fuel supply pipe) 14 is fixed inside the flow path forming member 13. The fuel pipe 14 enters from the opening at the top of the flow path forming member 13 and is attached so as to pass through the flow path forming member 13 and the primary air introduction cylinder 15 and reach the inside of the rotating member 8 of the vaporizing section 7.
[0072]
  As shown in FIG. 1, the mixing unit 5, the combustion unit 6, and the vaporization unit 7 are configured around a flame hole base 60, and the vaporization unit 7 is provided at the center of the flame hole base 60. These components are accommodated in the housing 11.
  As shown in FIG. 2, the flame hole base 60 is made of aluminum die casting, and is provided with a complicated frame, an opening, and a groove. In FIG. 2, the upper surface plate 65 is attached to the upper part of the flame hole base 60.
[0073]
  As shown in FIGS. 3 to 5, the upper surface side of the flame hole base 60 mainly functions as a flow path forming surface for fuel gas and secondary air, and the lower surface side functions as a flame hole mounting surface.
  That is, on the upper surface side of the flame hole base 60, grooves 63 partitioned by a large number of loop-shaped vertical walls 62 are provided, and grooves 64 are provided between the adjacent vertical walls 62. Yes.
  Then, the fuel gas generated in the vaporizing unit 7 described later is ejected from the groove 64 to the lower flame hole through the space between the upper surface wall 61 and the vertical wall 62 to generate a flame.
[0074]
  As shown in FIG. 5, a plurality of loop-shaped vertical walls 66 are provided on the lower surface side of the flame hole base 60, and a large number of openings 67 are arranged in each loop partitioned by the vertical walls 66. ing. The vertical wall 66 is provided at a position corresponding to the vertical wall 62 on the upper surface side, and the opening 67 partitioned by the vertical wall 66 communicates with the groove 63 on the upper surface side to form a supply path for secondary air. Yes.
  Further, a groove 64 communicating from the upper surface side is disposed between the adjacent vertical walls 66. And between the adjacent vertical walls 66, the flame hole member 68 is covered and fixed so that the vertical wall 66 may be straddled.
  The flame hole member 68 has a substantially U-shaped cross section, and a large number of flame holes 68a are arranged in a staggered manner in the vicinity of both longitudinal edges on the lower surface side.
  Then, the fuel gas (mixed gas) supplied through the groove 64 is ejected from the flame hole 68a and is ignited by this fuel gas to generate a flame.
[0075]
  In the present embodiment, the height d of the flame hole member 68 is 2 mm. That is, when the flame hole member 68 is fixed to the flame hole base 60, the height from the surface of the flame hole base 60 to the flame hole 68a of the flame hole member 68 is 2 mm.
  Therefore, the heat generated by the flame ejected from the flame hole 68 can be efficiently conducted to the flame hole base 60 through the both side surfaces of the flame hole member 68. Further, since the area of both side surfaces of the flame hole member 68 is small, the heat conducted on both side surfaces is not easily dissipated by the secondary air supplied to the downstream side through the opening 67. Thereby, a part of the heat generated by the flame is efficiently conducted to the flame hole base 60.
  By configuring the flame hole member 68 in this way, heat corresponding to the flame state can be detected as the temperature of the flame hole base 60, and accurate control is possible.
[0076]
  In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the flame hole base 60 employed in the combustion apparatus 1 of the present embodiment is provided with heat absorption walls 60a, 60b, and 60c.
  The heat absorption wall 60a is provided in a wall shape downward along the outer edge of the flame hole base 60 so as to surround a group of flame holes 68a arranged in large numbers. The heat absorbing wall 60a has a function of absorbing heat generated by a flame ejected downward from the flame hole 68a and transmitting it to the flame hole base 60.
[0077]
  Further, the heat absorption wall 60b is provided in the vicinity of the vaporizer 7 provided at the center of the flame hole base 60 so as to face the longitudinal direction of the flame hole base 60 with the vaporizer interposed therebetween. The heat absorption wall 60b is formed in a wall shape having a height approximately half that of the heat absorption wall 60a, and is provided so as to shield the flame hole 68a from the vaporizer 7.
[0078]
  Further, the heat absorption wall 60 c is provided in the vicinity of the vaporizer 7 toward the short direction of the flame hole base 60 so as to sandwich the vaporizer 7. The heat absorption wall 60c is formed by arranging a plurality of dice-shaped protrusions having a height approximately half that of the heat absorption wall 60a. These heat absorption walls 60b and 60c have a function of transmitting a part of the radiant heat of the flame to the flame hole base 60 side while shielding the conduction to the vaporizer 7.
  By arranging the heat absorbing walls 60a, 60b, and 60c, heat corresponding to the flame state can be detected as the temperature of the flame hole base 60, and accurate control is possible.
  These heat absorption walls 60a, 60b and 60c are formed as a die-cast by integrating with the flame hole base 60 using a mold.
[0079]
  In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, two temperature sensors using a thermistor are attached to the flame hole base 60. One is a flame hole base temperature sensor 91 that detects the temperature of the flame hole base 60, and the other is a vaporizer temperature sensor 92 that detects the temperature of the vaporizer 7.
[0080]
  2 to 4, the vaporizer temperature sensor 92 is formed by providing a connector 92a at the end of a lead wire 92b extending from the thermistor TH, and a fixed plate 92c is attached to the thermistor TH.
  The vaporizer temperature sensor 92 is fixed so as to pierce from the upper surface side of the flame hole base 60 to the peripheral portion 72 of the vaporizer 7. That is, an insertion hole 60d is provided through the flame hole base 60 toward the peripheral portion 72 of the vaporizer 7, and a screw hole 60e is provided in the vicinity thereof. Then, the thermistor TH is inserted into the fitting hole 60d, and the screw N is screwed into the screw hole 60e through the fixing plate 92c to be fastened and fixed.
  By fixing the vaporizer temperature sensor 92 in this way, the temperature of the peripheral portion 72 of the vaporizer 7 can be detected efficiently.
[0081]
  On the other hand, the flame hole base temperature sensor 91 is an outer edge corner portion of the flame hole base 60 along the heat absorption wall 60a and sandwiches the vaporizer 7 therebetween, as shown in FIGS. It is attached so as to face the part farthest from the vaporizer temperature sensor 92.
  With this arrangement, the physical distance between the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 is maximized. As a result, it is possible to accurately grasp the flame hole base temperature corresponding to the flame in a state where it is most unlikely to be affected by the temperature fluctuation of the vaporizer.
  The flame hole base temperature sensor 91 has the same configuration as the vaporizer temperature sensor 92 described above. That is, the connector 91a is provided at the end of the lead wire 91b extending from the thermistor TH, and the fixing plate 91c is attached to the thermistor TH. The thermistor TH is the same as the vaporizer temperature sensor 92.
[0082]
  The flame hole base temperature sensor 91 is fixed so as to pierce from the upper surface of the upper surface plate 65 to the heat absorption wall 60 a of the flame hole base 60. In other words, the upper surface plate 65 is provided with an opening 65a, and a fitting hole 60f is also provided at a position corresponding to the heat absorption wall 60a of the flame hole base 60. Further, a screw hole 65 b is provided in the vicinity of the opening 65 a of the upper surface plate 65. Then, the thermistor TH is fitted into the fitting hole 60f through the opening 65a, and the screw N is screwed into the screw hole 65b through the fixing plate 92c to be fastened and fixed.
  By fixing the flame hole base temperature sensor 91 in this way, the temperature according to the heat absorbed by the heat absorption wall 60a can be detected efficiently.
[0083]
  In the present embodiment, a three-pin type connector 91a is used for the flame hole base temperature sensor 91 to distinguish it from the two-pin type of the connector 92a of the vaporizer temperature sensor 92. This prevents erroneous connector insertion during manufacturing and maintenance. Connectors 91 a and 92 a of the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 are connected to the control circuit unit 100.
[0084]
  Here, in the present embodiment, the flame hole base temperature sensor 91 is configured to be attached to a portion along the heat absorption wall 60a and farthest from the vaporizer temperature sensor 92. However, the arrangement is not limited.
  That is, when the vaporizer 7 is circular, the peripheral portion 72 of the vaporizer 7 exhibits substantially the same temperature variation over the entire circumference.
  Therefore, even if the fixing position of the flame hole base temperature sensor 91 is close to the vaporizer temperature sensor 92, the flame hole base temperature sensor 91 is a part along the heat absorption wall 60 a and is farthest from the vaporizer 7. It is desirable to provide in the vicinity of the part.
[0085]
  As shown in FIGS. 1 and 4, the vaporizing unit 7 includes a vaporizing chamber 70 and a rotating member 8.
  The vaporization chamber 70 is a cylindrical body having a bottom surface portion 71 and a peripheral portion 72, the bottom surface portion 71 is closed, and the upper portion is open. That is, the vaporizing chamber 70 has a concave shape, the bottom surface portion 71 and the peripheral portion 72 are closed, have airtightness and watertightness, and the upper portion is open.
  The vaporization chamber 70 has the bottom surface portion 71 and the peripheral portion 72 as described above, has a shape like a cup, and is attached to the center portion of the flame hole base 60.
[0086]
  A vaporizer heater 73 is built in the bottom surface portion 71 of the vaporization chamber 70. When the vaporizer heater 73 is energized, the bottom surface portion 71 generates heat, and further, this heat is conducted through the wall of the vaporization chamber 70, and the inner wall of the vaporization chamber 70 is heated as a whole. Thereby, it has a function which makes it easy to vaporize the liquid fuel splashed into the inside of the vaporization chamber 70 by the rotating member 8.
[0087]
  The rotating member 8 is attached to the rotating shaft 30b of the motor 30 and rotates integrally, and has a shape in which a large number of stirring blades 8a are provided by cutting and raising the periphery of the disk.
  The rotating member 8 scatters liquid fuel supplied (dropped) through the fuel pipe 14 by centrifugal force due to rotation. The scattered fuel is vaporized by heat inside the vaporizing chamber 70 to become fuel gas. . The rotating member 8 also has a function of agitating the vaporized fuel gas and the primary air supplied from the blower 2 to generate a uniform mixed gas.
  That is, the rotating member 8 scatters the liquid fuel dropped from the fuel pipe 14 (uses oil in the present embodiment) in the form of fine particles to efficiently vaporize the liquid fuel inside the vaporizing chamber 70. The vaporized fuel gas and primary air are agitated and mixed uniformly.
[0088]
  The control circuit unit 100 supervises the control associated with the combustion of the combustion apparatus 1 and is constituted by a digital circuit using a CPU.
  The control circuit unit 100 of the present embodiment is a CPU, RAM, ROM, I / O port, and an A / D conversion circuit that converts an analog sensor signal into a digital signal, or analog control of a generated digital control signal. A D / A conversion circuit for converting the signal into a signal is provided, and a control signal corresponding to the combustion amount is generated by a program process while referring to a detection signal from the sensor and a switch switching signal.
  Various discrimination reference values used for control are stored in the ROM in advance, and necessary discrimination processing is performed by referring to the data at any time by the CPU.
[0089]
  In the present embodiment, as described above, the same thermistor TH is used for the flame hole base temperature sensor 91, the vaporizer temperature sensor 92, and the air temperature sensor 90. Then, the control circuit unit 100 captures the detection signal of the thermistor TH as a voltage fluctuation of 0 to 5 volts, A / D converts the captured analog voltage, generates a digital signal corresponding to the voltage, and performs signal processing. Is going.
  The A / D conversion circuit performs 8-bit processing, and converts the analog voltage of 0 to 5 volts into 255 and converts and outputs corresponding digital data.
[0090]
  Here, in order to detect the resistance value variation of the thermistor TH accompanying the temperature variation as a voltage, a configuration is generally adopted in which a voltage is applied to both ends of the thermistor TH and the resistor connected in series to detect the potential at the connection point. . In this case, a configuration in which the thermistor TH is connected to the ground side and a positive voltage is applied to the resistance side, or conversely, a configuration in which a resistor is connected to the ground side and a positive voltage is applied to the thermistor side can be employed.
  The present invention can be implemented with any voltage polarity, but in this embodiment, the thermistor TH is connected to the ground side and a positive voltage is applied to the resistance side. Then, the connection point potential is sent to the control circuit unit 100 as a sensor detection signal.
[0091]
  As described above, the combustion apparatus 1 according to the present embodiment includes the flame hole base temperature sensor 91, the vaporizer temperature sensor 92, and the air temperature sensor 90. And these sensor detection signals are transmitted to the control circuit part (control means) 100, and the optimal combustion control according to a combustion state and the abnormality avoidance control corresponding to abnormal combustion are performed.
  In this combustion apparatus 1, by using the above-described temperature sensor, preheating abnormality avoidance control of the carburetor 7, combustion control for a temporary temperature rise during steady combustion, exhaust obstruction abnormality avoidance control, abnormality avoidance at the time of headwind occurrence Control and sensor abnormality avoidance control are possible.
[0092]
  Hereinafter, details of each control process will be described in order. Note that these controls are performed in the course of executing a series of program processes by the control circuit unit 100, and it is difficult to clearly distinguish each control. Therefore, in the description, portions necessary for each control process are extracted from the series of processing programs and described.
[0093]
  (Abnormal avoidance control of flame hole base temperature sensor and vaporizer temperature sensor)
  In the following, referring to the flowcharts of FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 8, a process for determining abnormality in the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 and performing abnormality avoidance control will be described.
(1)When the operation switch of the combustion apparatus 1 is switched to the ON setting, the control circuit unit 100 detects the flame hole base temperature and the vaporizer temperature based on the detection signals of the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92. In this state, since preheating and ignition are not performed, both detection temperatures are about room temperature (see steps 200 and 201 in FIG. 8).
[0094]
(2)The control circuit unit 100 refers to the high temperature discrimination value (set to 390 ° C. in this embodiment) stored in the ROM, and either the detected flame hole base temperature or vaporizer temperature exceeds the high temperature discrimination value. When it is determined that the sensor is abnormal, the operation is stopped. In other words, when a high temperature is detected in a state that should be low, a short circuit abnormality of the thermistor is detected (see steps 202 and 218 in FIG. 8).
[0095]
(3)If the flame hole base and the carburetor are less than the high temperature discrimination value in step 202, the control circuit unit 100 performs a preheat treatment of the carburetor 7 and performs an ignition process when receiving a combustion command. Then, the time measurement is started simultaneously with the ignition, and when 5 minutes have elapsed, the time measurement is reset, and the flame hole base temperature and the vaporizer temperature are detected again. In this state, since 5 minutes have elapsed since the start of combustion, the temperature of the flame hole base and the vaporizer has increased (see steps 203 to 209 in FIG. 8).
[0096]
(4)The control circuit unit 100 refers to the low temperature discrimination value stored in the ROM (set to 150 ° C. in this embodiment), and when either the detected flame hole base temperature or the vaporizer temperature is less than the low temperature discrimination value Determines that the sensor is abnormal and stops the operation. In other words, an abnormal disconnection of the thermistor is detected by detecting a temperature lower than that in a temperature state that should be at least the low temperature discrimination value (see steps 210 and 218 in FIG. 8).
[0097]
(5)Subsequently, the control circuit unit 100 monitors a state where the combustion state with the combustion amount of 9 or more continues for 6 minutes. In other words, when the combustion amount becomes 9 or more, time measurement is started, and when it becomes less than 9, the continuation state for 6 minutes is monitored while resetting the time measurement. Then, if the combustion amount of No. 9 or more continues for 6 minutes, the flame hole base temperature and the vaporizer temperature are detected again. In this state, the temperature of the flame hole base and the vaporizer has risen to a predetermined temperature range (see steps 211 to 216 in FIG. 8).
[0098]
(6)The control circuit unit 100 refers to a predetermined temperature range stored in the ROM (in this embodiment, the predetermined temperature range is set to a range of 200 ° C. or higher), and detects either the detected flame hole base temperature or the vaporizer temperature. When the temperature is lower than 200 ° C., it is determined that the sensor is abnormal and the operation is stopped. In other words, in the temperature state that should be at least 200 ° C. or higher, a temperature lower than that is detected, so that a short circuit abnormality in the thermistor is detected (see steps 217 and 218 in FIG. 8).
[0099]
(7)On the other hand, when both the flame hole base temperature and the vaporizer temperature exceed 200 ° C. in step 217, the control circuit unit 100 determines that the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 are not abnormal and is in a steady state. The operation is continued (see steps 217 and 219 in FIG. 8).
  Thus, the reliability of the combustion apparatus 1 is improved by self-checking the sensor itself in the combustion sequence.
[0100]
  (Preheating abnormality avoidance control of the vaporizer 7)
  Next, referring to the flowcharts of FIGS. 1, 3, 4, and 9, the process for determining abnormality in preheating by the vaporizer heater 73 and performing abnormality avoidance control will be described. In the following description, it is assumed that the ROM of the control circuit unit 100 stores in advance a data table in which preheating times are associated with preheating reference values.
(1)When the operation switch of the combustion apparatus 1 is switched to the ON setting, the control circuit unit 100 starts time measurement and performs energization control to the carburetor heater 73 to start preheating of the carburetor 7. (See steps 220 to 222 in FIG. 9).
[0101]
(2)The control circuit unit 100 reads the time measured from the start of preheating, and reads the preheating reference value corresponding to the time measured with reference to the data table in the ROM. Subsequently, the control circuit unit 100 obtains the flame hole base temperature based on the detection signal of the flame hole base temperature sensor 91. In this state, the heat generated by the vaporizer heater 73 is conducted to the vaporizer 7 and the flame hole base 60, and the flame hole base temperature rises as time passes (see steps 223 to 225 in FIG. 9).
[0102]
(3)The control circuit unit 100 compares the detected flame hole base temperature with the preheating reference value. If the flame hole base temperature is equal to or higher than the preheating reference value, the monitoring of steps 223 to 227 is repeated until the preheating time is completed. And if preheating time is complete | finished, a steady operation will be continued and performed (refer FIG. 9 step 223-228).
[0103]
(4)On the other hand, when the flame hole base temperature is lower than the preheating reference value in step 226, the control circuit unit 100 determines that the preheating is abnormal and stops the operation (see steps 226 and 229 in FIG. 9).
[0104]
  Thus, by performing the preheating abnormality avoidance control of the vaporizer 7, it becomes possible to detect the disconnection of the vaporizer heater 73. Further, the state in which the heat generated in the vaporizer heater 73 is propagated to the flame hole base temperature sensor 91 is monitored with the preheating time. Thereby, it becomes possible to detect simultaneously the crack and breakage state of the vaporizer 7 and the flame hole base 60 in the heat conduction path.
  In addition, it is good also as a structure which detects the preheating abnormality of the vaporizer heater 73 with the vaporizer temperature sensor 92 instead of the flame hole base temperature sensor 91. FIG.
[0105]
  (Combustion control for temporary temperature rise during steady combustion)
  Next, with reference to the flowcharts of FIG. 1 and FIG. 10, a combustion control process for a temporary temperature rise of the carburetor 7 and the flame hole base 60 during steady combustion will be described.
  The ROM of the control circuit unit 100 stores in advance data on the upper limit value of the steady combustion temperature difference (set to 50 ° C. in this embodiment) and the high temperature correction region (region of 300 ° C. or higher in this embodiment). It shall be. Although not shown in FIG. 1, description will be made assuming that a rotation speed detection sensor for detecting the rotation speed is provided in the vicinity of the motor 30 that drives the fan 21.
  When a temporary temperature rise is detected, the amount of combustion at the time of detection and
The air amount adjusting unit (damper) 4 will be described as maintaining a normal control state.
[0106]
(1)When the operation switch of the combustion apparatus 1 is switched to the ON setting, the control circuit unit 100 performs preheat treatment of the carburetor 7 and performs ignition processing when the preheat is completed and a combustion command is received (steps 230 to 233 in FIG. 10). reference).
(2)The control circuit unit 100 performs initial settings such as resetting the timekeeping time and resetting the fan rotation speed correction value. Thereafter, the control circuit unit 100 detects the flame hole base temperature and the vaporizer temperature based on the detection signals of the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 (see steps 234 and 235 in FIG. 10).
[0107]
(3)In the control circuit unit 100, if either the detected flame hole base temperature or the vaporizer temperature is not in the high temperature correction region (300 ° C. or higher), the control circuit unit 100 returns to step 234 to monitor the temperature of the flame hole base and the vaporizer. (See steps 234 to 236 in FIG. 10).
[0108]
(4)In step 236, if the temperature of either the flame hole base or the vaporizer is a value in the high temperature correction region (300 ° C. or higher), the control circuit unit 100 calculates the temperature difference between the flame hole base and the vaporizer. If this temperature difference is less than or equal to the upper limit (50 ° C.) of the steady combustion temperature difference, the rotational speed of the fan 21 of the blower 2 is subsequently detected. If the rotation speed of the fan 21 is a value in the low rotation correction region (2800 rpm or less), the subsequent correction control is performed.
  In other words, at this time, the control circuit unit 100 determines that the combustion is in steady combustion and either the flame hole base 60 or the vaporizer 7 has temporarily increased in temperature.
  On the other hand, when the rotational speed of the fan 21 is a value that deviates from the low rotational speed correction region, it is determined that the rotational speed increase correction is unnecessary, and the process returns to step 234 to continue monitoring the temperature of the flame hole base and the carburetor (FIG. 10). (Refer to Steps 236 to 239)
[0109]
(5)When the control circuit unit 100 determines a temporary temperature increase during steady combustion (low combustion amount), the control circuit unit 100 controls the fan rotation speed to increase by 2% to cool the flame hole base 60 and the carburetor 7, and measures the time. To start. Thereafter, while 1 minute elapses, the control circuit unit 100 continuously monitors the temperature and temperature difference of the flame hole base 60 and the vaporizer 7, and the fan rotation speed. If one of the temperature and temperature difference of the flame hole base 60 and the carburetor 7 and the fan rotation speed deviate from the conditions before 1 minute elapses, it is determined that the combustion has returned to the steady combustion, and step 234 is performed. Return and cancel the correction of the fan speed. Thereafter, the temperature monitoring of the flame hole base 60 and the vaporizer 7 is continued (see steps 240, 241, 243 to 245 in FIG. 10).
[0110]
(6)After correcting the fan rotation speed to increase by 2%, when 1 minute elapses in step 241, the control circuit unit 100 resets the time measurement, returns to step 235 again, and the temporary temperature during steady combustion (low combustion amount) Determine if the rise continues. If the temperature rise continues as a result of the determination, the fan rotational speed is increased by 2% again to increase the correction, and again monitored for 1 minute.
  The control circuit unit 100 repeatedly performs the processing of steps 235 to 245, and when the total correction value of the fan rotation speed becomes 10% in step 243, it is determined that the steady combustion cannot be maintained by the rotation speed correction and the operation is performed. Stop.
[0111]
  In this way, by performing correction control while increasing the air supply with respect to a temporary temperature increase, the flame hole base 60 and the carburetor 7 whose temperature has been increased can be cooled to maintain stable steady combustion. It becomes possible.
  In the above description, in step 238, the processing when the difference between the flame hole base temperature and the vaporizer temperature exceeds the upper limit (50 ° C.) of the steady combustion temperature difference is not mentioned. The state where the temperature difference exceeds 50 ° C. may occur temporarily in the process from ignition of the combustion apparatus 1 to stable combustion.
  Therefore, in step 238, when the temperature difference between the flame hole base and the vaporizer exceeds the upper limit value of the steady combustion temperature difference, it is possible to perform abnormality avoidance control such as operation stop while referring to the time from the start of combustion. It is.
[0112]
  In the above description, the control of the combustion amount and the air amount adjustment unit 4 when the temperature rises temporarily during steady combustion is not particularly subjected to correction control. However, in order to quickly cope with the temperature rise, it is possible to add correction control of the combustion amount and the air amount adjustment unit 4 in addition to the rotational speed of the fan.
[0113]
  (Exhaust blockage abnormality avoidance control)
  Next, referring to the flowcharts of FIGS. 1, 3, and 11, a process for performing abnormality avoidance control when exhaust blockage of the combustion apparatus 1 occurs will be described. In the description, it is assumed that the combustion apparatus 1 is already burning.
(1)If combustion is in progress, the control circuit unit 100 detects the flame hole base temperature and the vaporizer temperature based on the detection signals of the flame hole base temperature sensor 91 and the vaporizer temperature sensor 92 (see steps 250 to 252 in FIG. 11).
[0114]
(2)When detecting that the flame base temperature is higher than the vaporizer temperature, the control circuit unit 100 starts measuring time and continues until the blockage discrimination time (set to 30 seconds in this embodiment) elapses. The base temperature and the vaporizer temperature are detected (see steps 251 to 256 in FIG. 11).
[0115]
(3)In the control circuit unit 100, when the flame hole base temperature is the same as or lowers than the vaporizer temperature before the blockage determination time elapses, the control circuit unit 100 returns to step 250, resets the time measurement, and continues monitoring again. However, the operation is stopped when the flame hole base temperature is higher than the vaporizer temperature continuously for the blockage determination time (30 seconds) (see steps 251 to 257 in FIG. 11).
  In other words, in this control, when it is detected that the flame hole base temperature is higher than the carburetor temperature, it is not possible to determine whether there is a variation in steady combustion or whether a combustion abnormality has occurred. Therefore, in this embodiment, the exhaust blockage is accurately determined by continuously detecting the blockage determination time.
[0116]
  (Abnormality avoidance control when headwind occurs)
  Next, with reference to the flowcharts of FIGS. 1, 3 and 12, 13, 13, and the graph of FIG. The details of the reverse wind detection process (steps 263 and 266) in FIG. 12 are shown in FIG. 13A, and the details of the reverse wind release state determination process (step 268) in FIG. 12 are shown in FIG. Details of the abnormality avoidance control process (step 267) in FIG. 12 are shown in FIG. 14A, and details of the steady control process (step 269) in FIG. 12 are shown in FIG.
[0117]
  In the present embodiment, the control circuit unit 100 discriminates detection signals from the flame hole base temperature sensor 91 and the air temperature sensor 90 to detect the headwind condition.
  In other words, the back wind discrimination temperature width data corresponding to the temperature of the flame hole base 60 is stored in advance in the ROM of the control circuit unit 100 as a data table. When the combustion apparatus 1 is in the preheated state before ignition, the flame hole base temperature is very low. Therefore, when a head wind condition occurs, the air temperature sensor 90 increases in temperature by a slight width due to the heat of the carburetor 7 and the flame hole base 60. Is detected. On the other hand, when a headwind state occurs during combustion, the temperature rise detection width of the air temperature sensor 90 becomes a large value.
  Such a flame hole base temperature and a head wind discrimination temperature range are stored in the ROM of the control circuit unit 100 in correspondence with each other, so that the head wind state is detected by detecting the flame hole base temperature.
[0118]
  Moreover, in this embodiment, the control form of the air blower 2 and the air quantity adjustment | control part (damper) 4 is changed by the steady state and the time of a back wind generation | occurrence | production.
  That is, in the steady state, as shown in FIG. 15A, the damper 4 is fully closed (combustion amount 3 to 10), opened in the middle (combustion amount 10 to 18), and fully opened according to the combustion amount. Three-stage control (combustion amount No. 18 to No. 26) is adopted. Further, the rotational speed of the blower 2 is controlled in the range of 1800 to 5000 rpm, and when the opening degree of the damper 4 is switched, the rotational speed of the blower 2 is discontinuously controlled in order to adjust the supply air amount to a target amount. ing.
[0119]
  On the other hand, when the reverse wind is generated, the combustion amount is increased as compared with the steady state, and the rotation speed of the blower 2 and the opening degree of the damper are increased. That is, as shown in FIG. 15B, the damper 4 is moved to position A (combustion amount 8-14), position B (combustion amount 14-20), fully open (combustion amount 20) according to the combustion amount. No. 26 to No. 26). Further, the rotational speed of the blower 2 is controlled in a range of 2500 to 5000 rpm higher than the steady state, and when the opening degree of the damper 4 is switched, the rotational speed of the blower 2 is discontinuous to adjust the supply air amount to a target amount. Is controlling.
  Here, the damper positions A and B are opening degrees that satisfy the condition of fully closed <damper position A <intermediate open <damper position B <full open.
[0120]
  Below, the abnormality avoidance control at the time of a headwind generation is demonstrated.
(1)When the operation switch of the combustion apparatus 1 is switched to the ON setting, the control circuit unit 100 performs the preheat treatment of the carburetor 7 and waits for a combustion command when the preheat is completed (see steps 260 to 262 in FIG. 12).
[0121]
(2)When the combustion command is received, the control circuit unit 100 detects the reverse wind state in step 263, and if it is the reverse wind detection state, controls the combustion amount No. 8 and the damper position A to perform the ignition control. On the other hand, in the steady state, the ignition control is performed by controlling the combustion amount 6 and the damper to be fully closed.
  That is, in the steady state, the damper is fully closed to suppress the air flow to improve the ignitability, and in the reverse wind state, the damper is slightly opened (position A), and the air flow by the blower 2 and the air flow by the reverse wind The amount of combustion is increased while offsetting the above to ensure ignition performance (see steps 263 to 265 in FIG. 12 and FIG. 13A).
  Here, the detection (determination) of the headwind state in step 263 is performed according to the procedure shown in steps 263a to 263c in FIG. In other words, the control circuit unit 100 detects the flame hole base temperature, and obtains the back wind discrimination temperature width corresponding to the flame hole base temperature detected with reference to the ROM.
  And the control circuit part 100 monitors the detection signal of the air temperature sensor 90, and when an air temperature rises exceeding a headwind discrimination temperature range, it discriminate | determines from a headwind state.
[0122]
(3)In the control circuit unit 100, the back wind state is determined again after ignition. And if it is a headwind detection state, abnormality avoidance control according to the amount of combustion will be performed.
  In the present embodiment, in the headwind detection state, when the combustion amount is No. 8 or less, ON / OFF control for obtaining a required combustion amount on average is performed by repeating combustion and combustion stop.
  Further, in the headwind detection state, when the combustion amount exceeds 8 and 14 or less, blower control is performed at the damper position A according to the combustion amount (number), and when the combustion amount exceeds 14 and 20 or less, the damper At position B, blower control according to the combustion amount (number) is performed. Further, when the combustion amount is No. 20 or more, the blower control corresponding to the combustion amount (number) is performed by fully opening the damper.
  While the control based on the headwind detection state is being performed, the control circuit unit 100 repeats the processing of steps 267 and 268 to monitor the headwind release state (see steps 266 to 268 in FIG. 12 and FIG. 14A). ).
[0123]
(4)On the other hand, when a steady state is detected in step 266 after ignition, or when a reverse wind release state is determined in step 268 while the control associated with the back wind detection state is being performed, the process proceeds to step 266. And after detecting a back wind again, it transfers to steady control.
  In the steady state, when the combustion amount is 10 or less, the damper is fully closed and the blower control is performed according to the combustion amount (number), and when the combustion amount exceeds 10 and less than 18, the damper is opened and the combustion amount corresponds to the combustion amount. Blower control is performed. In addition, when the combustion amount is 18 or more, the damper is fully opened and the blower control according to the combustion amount (number) is performed.
  While the control in the steady state is being performed, the control circuit unit 100 repeats the control processing in steps 266 and 269 to monitor the occurrence of the headwind state, and immediately proceeds to step 267 when the headwind is detected. (See Steps 266 and 269 and FIG. 14B in FIG. 12).
[0124]
  As described above, when the back wind is generated, stable combustion is ensured by increasing control (abnormality avoidance control) of the combustion amount and the supply air amount (the rotation speed of the blower 2 and the opening degree of the damper 4) compared to the steady state. I have to.
[0125]
  By the way, in this embodiment, although the example which comprised the back wind detection means with the flame hole base temperature sensor 91, the air temperature sensor 90, and the control circuit part 100 was mentioned, this invention is not limited to such a structure. Absent.
  For example, it is possible to adopt a configuration in which the backwind state is detected by a wind pressure switch (not shown) provided on the downstream side of the combustion unit 6 of the combustion device 1 as the backwind detection means, for example.
[0126]
  Moreover, in this embodiment, the back wind cancellation | release state was discriminate | determined with reference to the operation switch, the combustion stop, or the rotation speed of the air blower 2. FIG.
  However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, it is also possible to detect the reverse wind release state by detecting when the combustion amount exceeds a predetermined value or when the current supplied to the blower is equal to or less than a predetermined value. Further, in the configuration in which the wind pressure switch is provided, it is possible to cancel the reverse wind corresponding to the non-reverse wind state detection signal of the wind pressure switch. Further, in the configuration in which the combustion unit 6 is provided with a flame sensor (such as a frame rod) that detects the flame state, it is also possible to determine that the reverse wind release state is detected by detecting that the detection signal of the flame sensor has entered a predetermined fluctuation range. It is.
[0127]
【The invention's effect】
  Claims 1 to6According to the present invention described above, it is possible to easily determine the combustion state and the combustion abnormality by performing the determination processing alone or in combination with the detection signal of the sensor, maintain stable combustion, and improve safety. Combustion apparatus can be provided.
  AlsoThe temperature of the flame hole base and the carburetor can be accurately detected with a simple configuration, and stable combustion control and abnormality avoidance control can be performed.
  Claim7According to the present invention described above, steady combustion and combustion abnormality can be accurately determined, and combustion control and abnormality avoidance control can be easily performed.
  Claim8~10According to the present invention described in the above, a steady combustion state can be maintained with a simple configuration, and stable combustion can be ensured.
  Claim11According to the present invention described in 1), an abnormally high temperature and an unburned state can be accurately detected, and safety can be improved.
  Claim12According to the present invention described in the above, it is possible to accurately detect the exhaust blockage and improve the safety of the apparatus.
  Claim13According to the present invention described in the above, it is possible to easily detect abnormality of the sensor itself, and to improve the reliability of the apparatus.
  Claim14According to the present invention described in 1), it is possible to detect abnormal preheating, damage to members, and the like with a simple configuration, and the reliability of the apparatus can be further improved.
  Claim15~21According to the present invention described above, it is possible to accurately detect the headwind condition and perform the abnormality avoidance control, and to ensure stable combustion.
  Claim22According to the present invention described in (1), it is possible to perform accurate determination according to the combustion history, and it is possible to provide a combustion apparatus with improved reliability.
  Claims23According to the present invention described in 1), it is possible to provide an excellent combustion apparatus with improved thermal efficiency and reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a flame hole base employed in the combustion apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the flame base shown in FIG.
4 is an enlarged perspective view of a carburetor temperature sensor mounting portion in the flame hole base shown in FIG. 2; FIG.
5 is an enlarged perspective view of a flame hole portion of the flame hole base shown in FIG. 2. FIG.
6 is an enlarged perspective view of a flame hole base temperature sensor mounting portion in the flame hole base shown in FIG. 2. FIG.
7 is a perspective view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of sensor abnormality avoidance control.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the preheat abnormality avoidance control of the carburetor.
FIG. 10 is a flowchart showing an operation of combustion control with respect to a temporary temperature rise during steady combustion.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation of exhaust blockage abnormality avoidance control.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation of abnormality avoidance control when a head wind occurs.
13A is a flowchart showing details of the headwind detection process of FIG. 12, and FIG. 13B is a flowchart showing a study of the headwind cancellation state determination process of FIG.
14A is a flowchart showing details of the abnormality avoidance control process of FIG. 12, and FIG. 14B is a flowchart showing details of the steady control process of FIG.
15A is a flowchart showing a combustion amount and a damper control operation in an abnormality avoidance control process when a head wind is generated, and FIG. 15B is a flowchart showing a combustion amount and a damper control operation in a steady control process.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
2 Blower
6 Combustion section
60 flame hole base
60a, 60b, 60c heat absorption wall
68a Flame hole
7 Vaporizer
73 Vaporizer heater
90 Air temperature sensor
91 Flame-hole-based temperature sensor
92 Vaporizer temperature sensor
100 Control means

Claims

In a combustion apparatus that has a vaporizer that vaporizes liquid fuel to generate fuel gas, and sends the generated fuel gas or a mixed gas of air and fuel gas to a combustion unit to burn it,
And a control means for controlling a supply amount of fuel gas and air supplied to the combustion section, and the combustion section has a flame hole base in which flame holes for ejecting a flame are arranged in a plane, and the flame hole base. Is equipped with a flame base temperature sensor that detects the temperature of the flame base itself,
A heat absorbing wall that absorbs the combustion heat generated by the flame ejected from the flame hole to the flame hole base, a part near the outer edge of the flame hole base so as to surround the flame holes arranged in the flame hole base, or the flame hole Provided in at least one of the vicinity of the periphery of the vaporizer so as to shield the flame hole from the vaporizer provided in the base,
The control means compares the detection signal of the flame hole base temperature sensor with a predetermined determination reference value to determine the combustion state, combustion abnormality or sensor abnormality, and performs combustion control or abnormality avoidance control according to the determination state Combustion device characterized by that.

A vaporizer temperature sensor that detects the temperature of the vaporizer itself is attached to the vaporizer,
The control means compares the detection signal of at least one of the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor with a predetermined determination reference value to determine a combustion state, a combustion abnormality, or a sensor abnormality, and enters the determination state. The combustion apparatus according to claim 1, wherein a corresponding combustion control or abnormality avoidance control is performed.

An air temperature sensor that detects the temperature of the air supplied to the combustion device is provided near the outside air introduction portion of the combustion device,
The control means compares the detection signal of at least one of the flame hole base temperature sensor, the vaporizer temperature sensor, and the air temperature sensor with a predetermined determination reference value to determine a combustion state, a combustion abnormality, or a sensor abnormality. The combustion apparatus according to claim 1, wherein combustion control or abnormality avoidance control according to the determination state is performed.

The flame hole base temperature sensor is a part along the heat absorption wall provided in the vicinity of the outer edge of the flame hole base, and is provided at the part farthest from the vaporizer or the vaporizer temperature sensor. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3 .

The flame hole base is formed in a substantially square shape, and the vaporizer is disposed at a substantially central portion of the flame hole base. The flame hole base temperature sensor is a part along the heat absorption wall, and provided on the outer corners of the vaporizer temperature sensor is in any one of claims 1 to 4, characterized in that provided in the region of the vaporizer which faces the burner ports base temperature sensor across the vaporizer The combustion device described.

The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein a height from a surface of the flame hole base on which the flame holes are arranged to a top part of the flame hole is 2 mm or less.

When the detected temperature difference between the flame hole base and the carburetor is within a predetermined upper limit value of the steady combustion temperature difference, the control means determines that the steady combustion is in progress, while the temperature difference is the steady combustion temperature difference. The combustion apparatus according to any one of claims 2 to 6 , wherein when the value exceeds an upper limit value, an abnormality avoidance control is performed by determining that the abnormality is a combustion abnormality.

The control means is such that the detected temperature difference between the flame hole base and the vaporizer is within an upper limit value of the steady combustion temperature difference, and at least one of the flame hole base and the vaporizer has a predetermined high temperature. When a value in the correction region is detected, or when the temperature difference and temperature state are continuously detected for a predetermined determination time, it is determined that the flame hole base or the carburetor temporarily rises during steady combustion. the combustion apparatus according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the increase correction control the amount of air supplied to the combustion section.

The control means detects a flame hole base temperature and a vaporizer temperature, and a temperature difference between them at predetermined time intervals, and continuously determines a temporary temperature rise of the flame hole base or the vaporizer during steady combustion. 9. The control unit according to claim 8 , wherein each time the control is performed, the supply air amount to the combustion unit is controlled to increase by a predetermined amount, and a series of increase control is repeated until the total increase amount of the supply air amount reaches a predetermined maximum amount. Combustion equipment.

The combustion apparatus includes a blower that supplies air to the carburetor and the combustion unit, and the control means determines the temporary rise in temperature of the flame hole base or the carburetor during steady combustion. only when the rotation speed is a value of the low rotational correction region predetermined, according to claim 8 or 9, characterized in that the increase correction control of the supply air quantity by increasing the rotational speed of the blower Combustion equipment.

When the detected temperature of at least one of the flame hole base and the vaporizer is a value in a predetermined abnormally high temperature region or abnormally low temperature region, the control means determines that the combustion is abnormal and performs abnormality avoidance control. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein:

When the control means detects a state in which the flame hole base temperature is higher than the vaporizer temperature continuously for a predetermined blockage determination time, it determines that the exhaust is blocked and performs abnormality avoidance control. combustion device according to any one of claims 2 to 11.

When the temperature of the flame hole base or the carburetor exceeds a predetermined high temperature determination value immediately after energization of the combustion device, or the control means is less than a predetermined low temperature determination value after a predetermined time has elapsed from the start of combustion. Or when it is a value that deviates from a predetermined temperature range after a predetermined combustion time with a predetermined combustion amount, it is determined that there is an abnormality in the flame hole base temperature sensor or the vaporizer temperature sensor and abnormality avoidance control is performed. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 12 , wherein:

The combustion apparatus includes a carburetor heater that preheats the carburetor, and the control means determines a preheat reference value in which the detected carburetor temperature or flame hole base temperature is predetermined according to the preheat time of the carburetor heater. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 13 , wherein when it is lower than that, it is determined that the preheating is abnormal, and abnormality avoidance control is performed.

The combustion device has a back wind detection unit that detects a back wind state in which air enters the combustion device from the exhaust side. When the back wind state is detected by the back wind detection unit, the control unit performs abnormality avoidance control. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 14 , wherein:

The back wind detection means includes the flame hole base temperature sensor, an air temperature sensor, and the control means. The control means refers to the detected flame hole base temperature, and the detected air temperature is the flame hole base temperature. The combustion apparatus according to claim 15 , wherein when the temperature rises exceeding a predetermined backwind discrimination temperature range according to the above, a reverse wind state is determined and abnormality avoidance control is performed.

The back wind detection means is constituted by a wind pressure switch, and the control means detects that the detection signal from the wind pressure switch is in a non-back wind detection state and discriminates the back wind release state. 15. A combustion apparatus according to 15 .

When a headwind state is detected by the headwind detection means, the control means controls to increase at least one of the supply air amount and the combustion amount by a predetermined value corresponding to the combustion amount at the time of headwind detection. The combustion apparatus according to any one of claims 15 to 17.

Once the reverse wind state is detected by the reverse wind detection means, the control means continues the abnormality avoidance control regardless of the detection state after the detection of the reverse wind except when a predetermined reverse wind release state is determined. The combustion apparatus according to any one of claims 15 to 18, wherein the combustion apparatus is performed.

The control means is configured to determine whether to stop combustion, detect an operation to stop, if either the rotation speed or the combustion amount of the blower exceeds a predetermined value, or the supply current value to the blower is less than or equal to a predetermined value. The combustion apparatus according to claim 19, wherein at least one of the states in the case of a decrease is detected to determine the reverse wind release state.

The combustion apparatus includes a flame sensor that detects a flame state that is injected from a flame hole, and the control unit detects that the detection signal of the flame sensor has reached a range of a predetermined fluctuation range and detects the backwind release state. The combustion apparatus according to claim 19 or 20, wherein

The control means refers to at least one of a determination reference value for determining a combustion state or an abnormal state with reference to a detection signal of the flame hole temperature sensor, a vaporizer temperature sensor, or an air temperature sensor, as a combustion amount at a determination time or The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 21 , wherein the combustion apparatus is changed in accordance with a combustion time from ignition to a determination time.

2. The combustion apparatus according to claim 1, wherein the combustion apparatus is of a lower combustion type in which a fuel gas generated by a vaporizer or a mixed gas of fuel gas and air is supplied to a combustion section and a flame is ejected downward. 23. The combustion apparatus according to any one of items 1 to 22 .