熱源機
【課題】積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を未然に防止可能な熱源機を提供する。
【解決手段】燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有する熱源機において、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知したことを条件として、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施する。
【解決手段】燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有する熱源機において、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知したことを条件として、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼用のバーナを収容した燃焼室と外部とを連通する排気部を有する熱源機に関するものであり、より詳細には、排気部の閉塞による燃焼異常を防止可能な熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼用のバーナを収容した燃焼室を有し、燃焼室内に外部から燃焼用空気を供給しつつバーナの点火及び燃焼を行う熱源機が広く知られている。
【０００３】
このような熱源機においては、一般的に、バーナの燃焼量に応じて燃焼室に燃焼用空気を供給すると共に、バーナの燃焼により生じた燃焼ガスを外部へと排気している。即ち、熱源機には筺体の内外を連通する給気部及び排気部が形成され、給気部から燃焼室を介して排気部に至る空気流路が形成されている。そして、バーナが燃焼している間、給気部側から排気部側へ向かって空気の流れが形成されている。
【０００４】
ところで、この種の熱源機を実際に運用するとき、給気部（給気筒）や排気部（排気筒）の一部又は全部を外部に露出した状態で配置する。また、熱源機の運転を長期間停止させておく場合がある。このような場合、給排気筒の中に鳥や蜘蛛が巣を作ったり、給排気筒が冬季の積雪、塵、埃等によって詰まったりすることによって、空気流路が閉塞してしまうことがある。そして、前記した何らかの原因によって空気流路の流路断面積が所定量以上閉塞されてしまうと、燃焼室を通過する実質的な風量が低下してしまうという問題が発生する。即ち、バーナの燃焼量に見合った燃焼用空気を燃焼室に供給することができず、空燃比が正常値とならないため、不完全燃焼等の燃焼不良が発生してしまうという問題である。
さらにまた、排気部が閉塞された状態で燃焼動作を実施した場合、外部に排気されなかった燃焼ガスが燃焼室内に多量に滞留してしまうことがある。そしてこの状態で燃焼動作を一旦停止し、その後バーナに再び点火動作を実施した場合、爆発着火してしまうおそれがあるといった問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する技術として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された燃焼装置では、燃焼時に稼動させる送風機の回転数を一般的な燃焼装置より低くしている。このことにより、一般的な燃焼装置に比べて燃焼室に供給する空気の量が少なくなっている。そのため、特許文献１に開示された燃焼装置では、給気口（給気部）又は排気口（排気部）で閉塞が発生した場合、一般的な燃焼装置よりさらに燃焼室への空気の供給量が少なくなる。そのことにより、給気口又は排気口の閉塞量（閉塞割合）が少ない場合であっても、バーナの燃焼ができなくなっている。つまり、特許文献１に開示された燃焼装置では、給気口又は排気口で閉塞が発生した場合、一般的な燃焼装置に比べて閉塞量が少ない場合であってもバーナの不着火又は失火（バーナの点火後に炎が立ち消えてしまうこと）が生じるようにしている。
そして、燃焼検知手段によってバーナの失火又は不着火が確認されると、バーナへの燃料供給を遮断してバーナの燃焼運転を停止させている。即ち、特許文献１に開示されている燃焼装置では、給気口又は排気口がわずかに閉塞された場合であってもバーナへの燃料供給を遮断するので、給気口又は排気口が閉塞された状態でバーナが燃焼することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２８２０８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、冬季に頻繁に降雪する豪雪地域においては、他の地域に比べて積雪や凍結による給排気部の閉塞が発生しやすい状況にある。より具体的には、一部又は全部が屋外に配されることの多い排気部が、比較的高い頻度で積雪や凍結によって閉塞してしまうことがある。
【０００８】
ここで、特許文献１に開示されている燃焼装置では、排気部がわずかしか閉塞していなくてもバーナの燃焼を停止してしまう。そして、排気部が閉塞してしまうと、閉塞の原因（例えば雪等）を排気部から除去するまで燃焼装置を運転することができない。したがって、積雪や凍結による排気部の閉塞が頻繁に発生する状況下においては、雪等の除去作業を頻繁に実施する必要があり、燃焼装置を運用する上での負担が大きくなってしまうという問題があった。そのため、積雪や凍結による排気部の閉塞を未然に予防したいという市場の欲求があった。即ち、特許文献１に開示されている燃焼装置を含む従来の熱源機では、排気部が閉塞された状態でのバーナの燃焼運転を防止可能であるものの、排気部の閉塞そのものを予防することはできなかった。
【０００９】
そこで本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を未然に防止可能な熱源機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有し、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知した場合、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施することを特徴とする熱源機である。
【００１１】
本発明の熱源機は、外気の温度が低い状態において、排気部の少なくとも一部が閉塞されて閉塞状態が異常となったときに少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施する。即ち、積雪や凍結等が発生し易い状況下において、排気部の閉塞割合が高くなったとき、外気に比べて比較的温度の高い燃焼室内の空気を排気部へ送風することができる。このことにより、排気部内部の氷雪を融解させることができるので、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記閉塞予防運転は、バーナが燃焼する燃焼運転を伴う運転を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱源機である。
【００１３】
かかる構成によると、バーナを燃焼させる燃焼運転を実施しながら閉塞予防運転を行うため、閉塞予防運転を実施するときの燃焼室内の温度を高くすることができる。したがって、仮に閉塞予防運転が開始されたときに燃焼室内の温度が低い状態であっても、燃焼室内の空気の温度を上昇させて閉塞予防運転を実施することができる。このことにより、より確実に温度の高い空気を排気部へ送風することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記閉塞予防運転は、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施し、その後にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行うことを特徴とする請求項２に記載の熱源機である。
【００１５】
かかる構成によると、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施した後、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施する。このことにより、仮に送風機の運転だけでは排気部内部の氷雪を融解できなかった場合においても、バーナを燃焼させて燃焼室の温度をより高くすることにより、より高い温度の空気を排気部へ送風することができる。そのため、より確実に排気部内部の氷雪を融解できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過した場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合であることを条件に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施し、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過していない場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合であることを条件に、バーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の熱源機である。
【００１７】
かかる構成によると、バーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過し、燃焼室の内部が比較的低温であることが予測される場合や、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施する。これに対して、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過しておらず、燃焼室の内部が比較的高温であることが予測される場合や、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合にバーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施する。
つまり、本発明の閉塞予防運転は、燃焼室の内部温度に応じて、バーナを燃焼させずに送風機の運転を行う閉塞予防運転と、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転を共に行う閉塞予防運転とを切り替えることができる。具体的に説明すると、燃焼室の内部温度が高い場合には、燃焼室内の空気が比較的高温となっているので、バーナを燃焼させずに送風機を運転して燃焼室内の高温の空気を排気部へ送風する。これに対して、燃焼室の内部温度が低い場合には、燃焼室内の空気が比較的低温であるため、送風機を運転するだけでは高温の空気を排気部へ送風することができない。したがって、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行い、燃焼室の内部温度を上昇させて燃焼室内に高温の空気を生成すると共に、生成した高温の空気を排気部へ送風する。このように、燃焼室内の温度が低い場合のみ燃焼運転を実施することにより、常に燃焼運転と送風機の運転とを共に行う場合と比べて、エネルギー効率のよい閉塞予防運転を実施することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記送風機はファンモータを備えており、前記閉塞検知手段は検出されたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機である。
【００１９】
本発明の熱源機は、送風機が備えたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知する構成であってもよい。即ち、ファンモータの駆動電流値の高低により、排気部の閉塞割合を検知する構成であってよい。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記閉塞予防運転の実施中又は実施後において、閉塞検知手段が駆動電流値の上昇を検知した場合、駆動電流値が所定電流値に至るまで閉塞予防運転を継続することを特徴とする請求項５に記載の熱源機である。
【００２１】
かかる構成によると、閉塞予防運転を実施して駆動電流値の上昇を検知した場合、即ち、閉塞予防運転を実施して排気部の閉塞割合が低減した場合に、閉塞予防運転を継続して実施する。そしてこのとき閉塞予防運転は、駆動電流値が所定電流値に至るまで、即ち、排気部の閉塞割合が所定の閉塞割合となるまで継続される。つまり、閉塞予防運転を実施して排気部の閉塞割合が低減した場合、所定の閉塞割合となるまで閉塞予防運転を継続する。
このことにつき、具体的に説明すると、閉塞予防運転を実施することにより排気部の閉塞割合が低減した場合、積雪や凍結により排気部が閉塞された可能性が高い。そのため、このような場合に閉塞予防運転を継続すると、排気部の閉塞割合を高い確率で低減することができる。またこのとき、排気部の閉塞割合が所定の閉塞割合となるまで閉塞予防運転を継続する。そのことにより、排気部内の閉塞物（雪や氷）が過剰に残留してしまうことがない。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施するものであり、当該所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合にバーナの燃焼を停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱源機である。
【００２３】
かかる構成によると、閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、即ち、排気部の閉塞割合が増加した場合に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施する。そして、このとき所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合、バーナの燃焼を停止する。具体的に説明すると、排気部の閉塞割合が増加した場合、排気部内への積雪等が進行している可能性が高く、より高い温度の空気を排気部に送風して雪等を融解する必要がある。そのため、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施する。しかしながら、閉塞予防運転を所定時間実施しても駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合、即ち、閉塞予防運転を所定時間実施しても閉塞割合が所定量低減しなかった場合、積雪や凍結以外の原因による排気部の閉塞が考えられる。したがって、その場合は不完全燃焼等の燃焼不良や爆発着火等を防止するため、バーナの燃焼を停止する。このことにより、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を確実に防止できると共に、仮に積雪や凍結等を原因としない排気部の閉塞が発生しても、排気部が閉塞した状態でバーナを燃焼させることで発生する不都合を防止することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、熱媒体が循環する循環回路を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱源機である。
【００２５】
本発明の熱源機は、熱媒体が循環する循環回路を有する熱源機であってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の熱源機は、積雪や凍結等が発生し易い状況下において、排気部の閉塞割合が高くなったとき、外気に比べて比較的温度の高い燃焼室内の空気を排気部へ送風することができる。このことにより、排気部内部の氷雪を融解させることができるので、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る熱源機を示す作動原理図である。
【図２】図１の熱源機の閉塞予防制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の熱源機において、排気部が完全に開放された状態と、排気部の閉塞率がバーナの燃焼が可能な範囲の限度となるように排気部が閉塞された状態と、排気部が完全に閉塞された状態における送風機の回転数とファンモータの駆動電流値の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の燃焼装置１（熱源機）は、図１に示すように、図示しない給湯栓等に接続され湯水が流れる給湯用回路２と、外部の図示しない暖房機器に接続され湯水又は熱媒体が流れる暖房用回路３（循環回路）とを有し、各回路２，３を流れる湯水又は熱媒体を目標温度まで昇温させることができるものである。即ち、燃焼装置１は、１つの缶体５（燃焼室）の内部に、独立して燃焼制御可能な給湯用燃焼部７及び暖房用燃焼部８を有し、給湯用燃焼部７で発生する燃焼ガスによって給湯用回路２を流れる湯水を加熱でき、暖房用燃焼部８で発生する燃焼ガスによって暖房用回路３を流れる湯水又は熱媒体を加熱できる。
なお、本実施形態の燃焼装置１に接続された給湯用回路２と暖房用回路３の回路構成は、公知であるため説明を省略する。
【００２９】
缶体５は、その内部に給湯側熱交換部１１及び暖房側熱交換部１２が設けられており、２系統の燃焼部７，８に対して、空気を供給する１台の送風機１０が取り付けられた構成である。
【００３０】
また缶体５の内部には、給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８の境目を基準として、気体の流路を分断する仕切板１４が設けられており、空気及び燃焼ガスが流れる給湯側排気流路１６及び暖房側排気流路１７が形成されている。そして、給湯側排気流路１６の中途には給湯側熱交換部１１が配され、暖房側排気流路１７の中途には暖房側熱交換部１２が配されている。加えて、給湯側排気流路１６と暖房側排気流路１７は空気及び燃焼ガスの流れ方向下流側で合流し、いずれも共通排気流路１８（排気部）と連続している。
【００３１】
即ち、本実施形態の燃焼装置１は、送風機１０を運転することにより、缶体５に連続する共通給気流路１５（図１では缶体５との連結部分の図示を省略）から外気を取り込み、缶体５内に供給可能となっている。そして、取り込んだ外気を給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか一方又は両方へと供給し、給湯側排気流路１６と暖房側排気流路１７のいずれか一方又は両方を通過させた後、共通排気流路１８から排気可能となっている。
ここで共通給気流路１５及び共通排気流路１８は、缶体５に一体に取付けられた給排気筒となっている。そして、共通給気流路１５及び共通排気流路１８は、少なくともその一部が屋外に露出するように配されている。また、共通給気流路１５には、外気温度検出手段１９が取付けられている。
【００３２】
外気温度検出手段１９は、公知のサーミスタであり、燃焼装置１が設置された場所（空間）の雰囲気温度を取得可能となっている。
【００３３】
給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８は、いずれも燃料ガスを燃焼する複数のバーナ２１と、点火装置２２とによって構成されており、暖房用燃焼部８のみにバーナセンサ２３が設けられている。なお、バーナセンサ２３は熱電対であり、バーナ２１の炎孔付近に先端が配されて、火炎の内炎の温度を検知可能に配されている。
【００３４】
そして給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８には、それぞれバーナ２１への燃料ガスの供給を制限、遮断可能な電磁弁２５が複数設けられており、その電磁弁２５より燃料ガスの流れ方向上流側には燃料ガスの流量を調整できるガス比例弁２６が設けられている。なお、複数の電磁弁２５及びガス比例弁２６は、燃料ガスが流れる流路に直列的に配されている。
【００３５】
給湯側熱交換部１１と暖房側熱交換部１２は、いずれも主に燃焼ガスの顕熱を回収する一次熱交換器１１ａ、１２ａと、主に燃焼ガスの潜熱を回収する二次熱交換器１１ｂ、１２ｂによって構成されている。なお、一次熱交換器１１ａ、１２ａは、二次熱交換器１１ｂ、１２ｂよりも燃焼ガスの流れ方向上流側に位置し、互いに直列に接続されている。
【００３６】
送風機１０は、ファンモータ（図示せず）と、ファンモータの回転数を検知する回転数検知手段（図示せず）と、モータの電流値を検知する電流検知手段（図示せず）を備えている。なお、本実施形態のファンモータは直流電流で駆動するＤＣモータとなっており、回転数検知手段は、モータに内蔵された回転磁石が発生する磁界を検知するホール素子等であり、電流検知手段は、ホール素子を備えた電流センサ等となっている。
【００３７】
また本実施形態の燃焼装置１は、制御装置３０を備えており、制御装置３０によって各機器の動作が制御されている。
【００３８】
具体的には、制御装置３０は、燃焼装置１が備えた各種温度センサ（外気温度検出手段１９、バーナセンサ２３）、送風機１０の電流検知手段や回転数検知手段等からの信号を取得可能となっている。そのことにより、制御装置３０は、バーナ２１の炎の有無や、複数又は個別のバーナ２１の燃焼量、缶体５の内部温度、燃焼装置１が設置されている場所の雰囲気温度、送風機１０の稼働時におけるファンモータの駆動電流値やファンモータの回転数等の情報を取得可能となっている。そして制御装置３０は、図示しないＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段を備えており、取得した情報を記憶可能となっており、取得した情報に基づいて燃焼装置１の各部の制御が可能となっている。
【００３９】
さらに制御装置３０は、送風機１０のファンモータと接続されており、送風機１０のファンモータの回転速度を可変させることができる。
【００４０】
また制御装置３０は、バーナ２１と、バーナ２１に燃料ガスを供給するガス供給路に設けられた電磁弁２５やガス比例弁２６等の各種制御弁と、点火装置２２とに接続されている。そのことにより、バーナ２１に対して燃焼開始動作、燃焼停止動作、燃焼量を増減させる動作を行うことができる。
【００４１】
続いて、本実施形態の燃焼装置１における動作について説明する。
燃焼装置１は給湯動作のみを行う給湯単独運転と、外部の暖房機器に供給する湯水又は熱媒体の加熱のみを行う暖房単独運転と、給湯動作と暖房動作とを同時に行う給湯・暖房併用運転とからなる３つの運転を実施可能な構成とされている。
【００４２】
給湯単独運転は、図示しない給水源から給湯用回路２に供給された湯水を加熱し、カラン、シャワー等の給湯栓から加熱された湯水を供給する運転となっている。具体的に説明すると、図示しない給水源から給湯用回路２に湯水が供給されると、送風機１０が、一定時間送風するプレパージが行われる。そして、プレパージが終了すると、送風機１０は、燃焼量に基づいた目標回転数に制御される。それと同時に、給湯用燃焼部７に対して、燃料ガスが供給され、給湯用燃焼部７のバーナ２１に対して点火装置２２による点火が実施されることにより給湯用燃焼部７の燃焼運転が実施される。このことにより発生した燃焼ガスによって、給湯側熱交換部１１を流れる湯水が加熱される。そして、給湯側熱交換部１１で加熱された湯水は、下流側で図示しない給水源から供給される湯水と混合されて適温に調整された後、給湯栓より出湯される。
【００４３】
暖房単独運転は、給湯用の湯水を加熱することなく、外部の暖房機器に供給する湯水又は熱媒体（以下湯水とする）を加熱する運転となっている。具体的に説明すると、外部の暖房機器が運転されると、暖房用回路３における暖房用循環ポンプ３２が駆動され、暖房用回路３上に設けられたセンサにより燃焼装置１に導入される湯水の温度が検知される。そして、それらの情報が、制御装置３０に送信され、予め設定された目標温度と現在の湯水の温度に基づいて、暖房用燃焼部８における燃焼運転が開始される。なお、暖房用燃焼部８における燃焼運転と、暖房側熱交換部１２での湯水の加熱方法は、給湯用燃焼部７における燃焼運転と、給湯側熱交換部１１での湯水の加熱方法と同じであるため、重複する説明を省略する。また、暖房機器としては、ファンコンベクタ等の高温（例えば、摂氏８０度）の湯を要するものや、床暖房器具等の比較的低温（例えば、摂氏６０度）の湯を要するものがある。そしてまた、この暖房単独運転では、バーナ２１での燃焼を実施する燃焼運転と、バーナ２１での燃焼を一時的に停止する燃焼停止運転とを断続的に行う場合もある。
【００４４】
給湯・暖房併用運転は、給湯用の湯水を加熱する給湯単独運転の動作と、暖房機器に供給する湯水を加熱する暖房単独運転の際の動作とが、同時に制御される運転となっている。なお、給湯・暖房併用運転における燃焼装置１の各動作は、上記した説明を準用できるので説明を省略する。
【００４５】
ここで、上記したように共通排気流路１８はその一部が屋外に露出した状態となっている。そのため、燃焼装置１を寒冷地で使用する場合、共通排気流路１８の内部に吹き込んだ雪等が積雪、もしくは凍結することにより、共通排気流路１８が閉塞されてしまうことが懸念される。そのため、本実施形態の燃焼装置１では、積雪や凍結を原因とする共通排気流路１８における大きな閉塞を未然に防止するために閉塞予防制御を実施する。本実施形態の特徴的な動作である閉塞予防制御について、以下で詳細に説明する。
【００４６】
本実施形態の閉塞予防制御は、積雪や凍結によって共通排気流路１８が閉塞されることが予測される状況下において、缶体５内部の温度の高い空気（又は燃焼ガス）を共通排気流路１８へと送風することにより、共通排気流路１８が完全に閉塞される前に共通排気流路１８へ吹き込んだ雪等を融解させることができる。このことにつき、図２を参照しつつ、詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度検出手段１９に検知された外気温度Ｔｘが規定温度Ｔｙ以下となった場合（ステップ１でＹｅｓの場合）、ステップ２へと移行する。そして、給湯用燃焼部７及び暖房用燃焼部８におけるバーナ２１の燃焼が終了してから規定時間ｔ１が経過しているか否か、前回の閉塞予防制御における掃気運転の実施から規定時間ｔ１が経過しているか否かを判別する。
【００４８】
そして、給湯用燃焼部７におけるバーナ２１の燃焼運転が終了してから経過した時間、暖房用燃焼部８におけるバーナ２１の燃焼運転が終了してから経過した時間、以前に閉塞予防制御で実施した掃気運転が終了してから経過した時間のいずれもが規定時間ｔ１以上である場合（ステップ２でＹｅｓの場合）、ステップ３へ移行して送風機１０を回転数Ｎｘで運転する掃気運転を実施する。
【００４９】
つまり、本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度が低く（ステップ１でＹｅｓ）、共通排気流路１８が積雪や凍結によって閉塞されていない状態から規定時間ｔ１が経過した（ステップ２でＹｅｓ）ことを条件に掃気運転を実施する（ステップ３）。具体的に説明すると、外気温度が高い場合、積雪や凍結等を原因とする共通排気流路１８の閉塞（以下氷雪閉塞と称す）が発生していない可能性が高い。さらにバーナ２１で燃焼運転が実施された場合、氷雪閉塞が発生していない可能性が高い。そしてまた、閉塞予防制御が実施された場合、氷雪閉塞は解消された状態となる可能性が高い。つまり、本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度が高い場合や、燃焼運転又は閉塞予防制御が実施された場合は氷雪閉塞されていないと判断する。そしてまた、氷雪閉塞されていない状態から規定時間ｔ１の間は、氷雪閉塞が発生しないと判断する。これに対して、外気温度が低く、氷雪閉塞されていない状態から規定時間ｔ１以上経過した場合は氷雪閉塞が発生するおそれがある。この場合、ステップ３へと移行して掃気運転を実施する。
【００５０】
そして掃気運転が終了すると、ステップ４へと移行し、ステップ３の掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１と、以前の燃焼運転時において送風機１０を回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値Ｉｙとを比較する。
【００５１】
このことにつき、具体的に説明すると、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１と比較する駆動電流値Ｉｙは、以前に給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか又は両方で燃焼運転を実施した際、バーナ２１での燃焼運転と共に送風機１０を運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。つまり本実施形態では、燃焼部７，８において燃焼運転を実施するとき、制御装置３０が燃焼運転時のファンモータの回転数及び駆動電流値を記憶可能となっている。そしてこのとき、燃焼部７，８の燃焼量が増減する等の理由により、燃焼運転時の送風機１０の回転数が変化した場合、変化した回転数に対応する駆動電流値を記憶することができる。換言すると、燃焼装置１は、燃焼運転時において、ファンモータの回転数毎にその回転数に対応する駆動電流値を記憶可能となっている。
【００５２】
また、比較対象となる駆動電流値Ｉｙは、送風機１０をステップ３における掃気運転と同じ回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。つまり、駆動電流値Ｉｙは、バーナ２１での燃焼運転中に送風機１０を回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。ここで、上記したように燃焼運転時には氷雪閉塞が発生していない可能性が高い。そしてファンモータの駆動電流値は、同一の回転数である場合、共通排気流路１８の閉塞率（流路抵抗）が低下した場合に上昇し、閉塞率（流路抵抗）が増加した場合に下降する。つまり、本実施形態の燃焼装置１では、現在の駆動電流値Ｉｘ１と、氷雪閉塞が発生していない状態における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙとを比較する（ステップ４）ことにより、現在の共通排気流路１８の閉塞状況（流路抵抗の増減変化度合）を検知している（閉塞検知手段）。
【００５３】
ステップ４で、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、以前の燃焼運転時における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙより所定割合（Ｄ％）以上低下していない場合、即ち、下記式（１）：
Ｉｘ１≦（１−０．０１＊Ｄ）＊Ｉｙ ・・・（１）
の関係を満たしてない場合（ステップ４でＮｏである場合）、共通排気流路１８は十分に開放されている状態であると判断して、閉塞予防運転を実施しない。
【００５４】
対して、ステップ４で、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が以前の燃焼運転時における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙより所定割合（Ｄ％）以上低下していた場合、即ち、上記式（１）の関係を満たしている場合（ステップ４でＹｅｓである場合）、共通排気流路１８で閉塞異常が発生した可能性があると判断して、ステップ５へと移行し、共通排気流路１８の閉塞状況を確認する。
【００５５】
具体的には、ステップ５では、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っているか否かを判別する。ここで、基準となる駆動電流値Ｉｚは、共通排気流路１８の閉塞率が所定の値Ｘ（例えば９０％）である状況下において、回転数Ｎｘで送風機１０を運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。そしてこのときの共通排気流路１８の閉塞率Ｘ（例えば９０％）は、バーナ２１が燃焼可能である閉塞率の上限値となっている。このことにつき、以下で詳細に説明する。
【００５６】
例えば、共通排気流路１８の内部に雪等が吹き込んで積雪されていく等により、共通排気流路１８が少しずつ塞がれていくとする。このとき、共通排気流路１８が完全に開放された状態（閉塞率０％である状態）から、共通排気流路１８が完全に閉塞された状態（閉塞率１００％である状態）に至るまで、閉塞率が少しずつ増加していく。ここで、閉塞率が増加していき、バーナ２１への空気供給量が低減していっても、閉塞率が一定値（例えば９０％）を上回らなければ、バーナ２１での燃焼運転は可能となっている。即ち、空気供給量が減少していっても、バーナ２１への空気供給量が一定量を下回らない限り、空燃比が燃料リッチ側へと変化するもののバーナ２１での燃焼運転は継続可能となっている。これに対して、閉塞率が一定値（例えば９０％）を上回り、バーナ２１への空気供給量が一定量を下回った場合、空気量不足によるバーナ２１での不着火又は失火が発生するため、バーナ２１での燃焼運転が実施不可能となっている。換言すると、共通排気流路１８の閉塞率が所定の範囲内（例えば０％〜９０％）の間であれば、バーナ２１での燃焼運転が可能となっている。
【００５７】
ここで、上記したように、本実施形態で閉塞状況を確認する時に基準となる駆動電流値Ｉｚは、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態において、送風機１０を掃気運転と同一の回転数Ｎｘで運転させるときの駆動電流値Ｉｚとなっている。そして、上記した閉塞率Ｘ（例えば９０％）が、このバーナ２１での燃焼運転が可能な閉塞率の範囲の上限値（例えば９０％）と同一になっている。このことから、この駆動電流値Ｉｚは、送風機１０を回転数Ｎｘで運転させるとき、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な最低量の空気供給量を供給しているときの駆動電流値Ｉｚとなる。換言すると、送風機１０を回転数Ｎｘで運転させるとき、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な送風機１０の駆動電流値の下限の値となっている。
【００５８】
そして、ステップ５では、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っているか否かを判別している。即ち、掃気運転時の送風機１０の駆動電流値Ｉｘ１が、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な駆動電流値であるか否かを判別している。
【００５９】
このとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っている場合（ステップ５でＹｅｓの場合）、ステップ６へと移行して閉塞予防運転を実施する。対して、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が基準となる駆動電流値Ｉｚ以下である場合（ステップ５でＮｏの場合）、すでにバーナ２１での燃焼運転が実施不可能な程度に閉塞されているものと判断し、ステップ９へ移行する。そしてステップ９で閉塞異常であることを報知、記憶、図示しない他の機器へ送信する等をして、閉塞予防制御を終了する。
【００６０】
ここでステップ４とステップ５について、図２，３を参照しつつさらに具体的に説明する。
仮に、上記回転数Ｎｘが３０００ｒｐｍであり、共通排気流路１８が完全に開放された状態において、送風機１０を３０００ｒｐｍで運転したときのファンモータの駆動電流値Ｉｙが６００ｍＡであったとする。また、共通排気流路１８が閉塞率Ｘ（例えば９０％）だけ閉塞された状態において、送風機１０を３０００ｒｐｍで運転したときのファンモータの駆動電流値Ｉｚが４００ｍＡであったとする。また上記した所定割合Ｄが２０％であり、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が４７０ｍＡであったとする。
【００６１】
この場合、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１（４７０ｍＡ）が、完全に開放された状態におけるファンモータの駆動電流値Ｉｙ（６００ｍＡ）より、Ｄ％（２０％）以上低下している（１２０ｍＡ以上低下している）ため、共通排気流路１８において閉塞異常が発生した可能性があると判断される（ステップ４でＹｅｓとなる）。また、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１（４７０ｍＡ）が、共通排気流路１８が閉塞率Ｘ（例えば９０％）だけ閉塞された状態におけるファンモータの駆動電流値Ｉｚ（４００ｍＡ）以上であるため、実施可能な駆動電流値であると判断される（ステップ５でＹｅｓとなる）。
【００６２】
このとき、図３で示されるように、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は、閉塞率０％の状態（共通排気流路１８が完全に開放された状態）のファンモータの駆動電流値Ｉｙと、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態のファンモータの駆動電流値Ｉｚの間の値となっている。即ち、閉塞率０％の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ１と、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ２の間の範囲に位置している。ここで掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は、曲線Ｌ１と、閉塞率１００％の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ３の間の範囲で可変する。そして、曲線Ｌ１と曲線Ｌ２の間の範囲が、バーナ２１が燃焼可能な範囲となっており、曲線Ｌ２と曲線Ｌ３の間の範囲が、バーナ２１が燃焼不可能な範囲となっている。即ち、ステップ５でＹｅｓとなるとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は曲線Ｌ１と曲線Ｌ２の間の範囲に位置しており、ステップ５でＮｏとなるとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は曲線Ｌ２と曲線Ｌ３の間の範囲に位置している。なお、当然のことながら、ファンの回転数が３０００ｒｐｍから変化した場合においても同様である。
【００６３】
つまり、共通排気流路１８が一定量以上閉塞され（ステップ４でＹｅｓの場合）、且つ共通排気流路１８の閉塞率がバーナ２１での燃焼運転が可能な範囲であり、過剰に閉塞されていないこと（ステップ５でＹｅｓの場合）を条件に、ステップ６へ移行して閉塞予防運転を実施する。
【００６４】
本実施形態の閉塞予防運転では、給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか又は両方でバーナ２１の燃焼運転を実施すると共に、送風機１０を運転する。そのことにより、缶体５内の温度の高い空気を共通排気流路１８へと送風し、共通排気流路１８内の雪等を融解する。
【００６５】
そして、閉塞予防運転されている間、一定の時間ごとに（又は常に）駆動電流値Ｉｘ２を取得する動作を実施する。そして、取得した駆動電流値と基準となる駆動電流値（例えば、閉塞予防運転の開始前の駆動電流値Ｉｘ１や、前回ステップ７の動作を実施したときに取得した以前の駆動電流値Ｉｘ２）と比較する。そして、取得した閉塞予防運転を実施した後の駆動電流値Ｉｘ２が、閉塞予防運転の実施前の駆動電流値より上昇したか否かを判別する（ステップ７）。
【００６６】
このとき、閉塞予防運転を実施しても駆動電流値が上昇しなかった場合（ステップ７でＮｏの場合）、即ち、閉塞予防運転を実施しても共通排気流路１８の閉塞異常が改善されなかった場合、共通排気流路１８の閉塞異常は積雪や凍結等を原因としないものであると判断し、ステップ９へ移行する。そしてステップ９で閉塞異常であることを報知、記憶、図示しない他の機器へ送信する等をして、閉塞予防制御を終了する。
【００６７】
対して、閉塞予防運転を実施することにより駆動電流値が上昇した場合（ステップ７でＹｅｓの場合）、即ち、閉塞予防運転を実施することで共通排気流路１８の閉塞異常が改善された場合、積雪や凍結等が融解されて共通排気流路１８の閉塞異常が改善されていると判断し、ステップ８へと移行する。
【００６８】
ステップ８では、閉塞予防運転の実施後に取得した駆動電流値Ｉｘ２が、共通排気流路１８が閉塞されていない状態（閉塞率が０％の状態）で同一の回転数で駆動させたときの駆動電流値Ｉｙに至ったか否かを判別する。そして、閉塞予防運転の実施後に取得した駆動電流値Ｉｘ２が閉塞されていない状態での駆動電流値Ｉｙと同一になった場合（ステップ８でＹｅｓの場合）、即ち、閉塞予防運転の実施後に閉塞異常が検知されなかった場合、積雪や凍結等を原因とする共通排気流路１８の閉塞異常が解消されたと判断して、閉塞予防制御を終了する。
【００６９】
対して、閉塞予防運転の実施後における駆動電流値Ｉｘ２が閉塞されていない状態での駆動電流値Ｉｙと同一とならなかった場合（ステップ８でＮｏの場合）、ステップ６とステップ７の動作を繰り返す。以上で、本実施形態の閉塞予防制御の説明を終了する。
【００７０】
上記した実施形態では、バーナ２１や点火装置２２等からなる燃焼部７，８と、熱交換部１１，１２とが一体となった缶体５（燃焼室）を備えた熱源機１について説明したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。例えば、少なくともバーナを含む燃焼部を収納した筺体（燃焼室）と、熱交換部を収納した筺体とが別途設けられており、各筺体の一部が連続している構成であってもよい
【００７１】
また上記した実施形態では、燃焼部と熱交換部とを２つずつ備えた所謂１缶２水式の燃焼装置について説明したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。例えば、燃焼部と熱交換部を１つずつ備えた給湯装置であってもよい。また、所謂２缶２水式の燃焼装置のように、燃焼部で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を複数備え、且つそれぞれの燃焼ガス流路が別々の缶体に設けられている燃焼装置であってもよい。
【００７２】
そしてまた、本発明の熱源機は、所謂ＦＦ式の温風暖房装置であってもよい。即ち、本発明の熱源機は、熱交換部を有さない熱源機であってもよい。そして、本発明の熱源機は、熱源機本体を室外に配する熱源機であってもよく、熱源機本体を室内に配し、室外から給排気筒等を介して給気又は排気を実施する熱源機であってもよい。したがって、給排気筒は、熱源機本体の筺体内部に設けられる構成であってよく、熱源機本体の筺体と連続し、外方に延びている構成であってもよい。
【００７３】
また、本発明の熱源機の外気温度検出手段は、熱源機本体の筺体内部と筺体外部のどちらに設けてもよい。屋外の雰囲気温度、又はそれに準ずる温度（例えば、熱源機本体を納屋のような家屋とは別途建てられた建屋に設置した場合、その建屋内の雰囲気温度）が検出可能な位置に設ければよい。なお、筺体内部に設けられた場合には、送風機を運転し、外気を筺体内部へ取り込んでから外気温度の検出を実施する。
【００７４】
上記した実施形態では、バーナ２１による燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施したが、本発明の閉塞予防運転はこれに限るものではない。例えば、燃焼室（缶体５）の内部温度をバーナセンサ２３（熱電対）等の所定のセンサで取得し、取得した温度に応じて異なる閉塞予防運転を実施する構成であってよい。具体的には、燃焼室の内部温度が高い場合、バーナを燃焼せずに送風機の運転を行う閉塞予防運転（以下第１の閉塞予防運転と称す）を実施し、燃焼室の内部温度が低い場合、バーナによる燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転（以下第２の閉塞予防運転と称す）を実施する構成であってもよい。
【００７５】
またさらに、閉塞予防運転の開始時に第２の閉塞予防運転を実施し、閉塞予防運転の開始から所定時間経過後に第１の閉塞予防運転を実施してもよい。即ち、燃焼室の内部温度が上昇するまではバーナの燃焼を伴う第２の閉塞予防運転を実施し、バーナの燃焼によって燃焼室の内部温度が十分に上昇したときに第１の閉塞予防運転に切り替える構成であってもよい。
【００７６】
これに対して、閉塞予防運転の開始時に第１の閉塞予防運転を実施し、閉塞予防運転の開始から所定時間経過後に第２の閉塞予防運転を実施してもよい。即ち、バーナを燃焼させない第１の閉塞予防運転を実施しても駆動電流値が上昇せず、閉塞の改善が認められない場合、バーナの燃焼運転を伴う第２の閉塞予防運転に切り替える構成であってもよい。
【００７７】
即ち、本発明の閉塞予防運転は、燃焼室等の内部温度や、給排気筒の閉塞状況、外気温度等の条件に応じて、バーナの燃焼運転を伴う閉塞予防運転と、バーナを燃焼させずに送風機の運転を行う閉塞予防運転とを切り替えることができる。
【００７８】
上記した実施形態では、ファンモータの駆動電流値を比較することで共通排気流路１８の閉塞状況を検知する閉塞検知手段について説明したが、本発明の熱源機に採用される閉塞検知手段はこれに限るものではない。例えば、風圧スイッチや風圧センサ等により共通排気流路１８の閉塞状況を検知する構成であってもよい。即ち、本発明の熱源機に採用される閉塞検知手段は、共通排気流路１８の閉塞状況が検知できればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 燃焼装置（熱源機）
３ 暖房用回路（循環回路）
５ 缶体（燃焼室）
１０ 送風機
１８ 共通排気流路（排気部）
１９ 外気温度検出手段
２１ バーナ
３０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼用のバーナを収容した燃焼室と外部とを連通する排気部を有する熱源機に関するものであり、より詳細には、排気部の閉塞による燃焼異常を防止可能な熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼用のバーナを収容した燃焼室を有し、燃焼室内に外部から燃焼用空気を供給しつつバーナの点火及び燃焼を行う熱源機が広く知られている。
【０００３】
このような熱源機においては、一般的に、バーナの燃焼量に応じて燃焼室に燃焼用空気を供給すると共に、バーナの燃焼により生じた燃焼ガスを外部へと排気している。即ち、熱源機には筺体の内外を連通する給気部及び排気部が形成され、給気部から燃焼室を介して排気部に至る空気流路が形成されている。そして、バーナが燃焼している間、給気部側から排気部側へ向かって空気の流れが形成されている。
【０００４】
ところで、この種の熱源機を実際に運用するとき、給気部（給気筒）や排気部（排気筒）の一部又は全部を外部に露出した状態で配置する。また、熱源機の運転を長期間停止させておく場合がある。このような場合、給排気筒の中に鳥や蜘蛛が巣を作ったり、給排気筒が冬季の積雪、塵、埃等によって詰まったりすることによって、空気流路が閉塞してしまうことがある。そして、前記した何らかの原因によって空気流路の流路断面積が所定量以上閉塞されてしまうと、燃焼室を通過する実質的な風量が低下してしまうという問題が発生する。即ち、バーナの燃焼量に見合った燃焼用空気を燃焼室に供給することができず、空燃比が正常値とならないため、不完全燃焼等の燃焼不良が発生してしまうという問題である。
さらにまた、排気部が閉塞された状態で燃焼動作を実施した場合、外部に排気されなかった燃焼ガスが燃焼室内に多量に滞留してしまうことがある。そしてこの状態で燃焼動作を一旦停止し、その後バーナに再び点火動作を実施した場合、爆発着火してしまうおそれがあるといった問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する技術として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された燃焼装置では、燃焼時に稼動させる送風機の回転数を一般的な燃焼装置より低くしている。このことにより、一般的な燃焼装置に比べて燃焼室に供給する空気の量が少なくなっている。そのため、特許文献１に開示された燃焼装置では、給気口（給気部）又は排気口（排気部）で閉塞が発生した場合、一般的な燃焼装置よりさらに燃焼室への空気の供給量が少なくなる。そのことにより、給気口又は排気口の閉塞量（閉塞割合）が少ない場合であっても、バーナの燃焼ができなくなっている。つまり、特許文献１に開示された燃焼装置では、給気口又は排気口で閉塞が発生した場合、一般的な燃焼装置に比べて閉塞量が少ない場合であってもバーナの不着火又は失火（バーナの点火後に炎が立ち消えてしまうこと）が生じるようにしている。
そして、燃焼検知手段によってバーナの失火又は不着火が確認されると、バーナへの燃料供給を遮断してバーナの燃焼運転を停止させている。即ち、特許文献１に開示されている燃焼装置では、給気口又は排気口がわずかに閉塞された場合であってもバーナへの燃料供給を遮断するので、給気口又は排気口が閉塞された状態でバーナが燃焼することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２８２０８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、冬季に頻繁に降雪する豪雪地域においては、他の地域に比べて積雪や凍結による給排気部の閉塞が発生しやすい状況にある。より具体的には、一部又は全部が屋外に配されることの多い排気部が、比較的高い頻度で積雪や凍結によって閉塞してしまうことがある。
【０００８】
ここで、特許文献１に開示されている燃焼装置では、排気部がわずかしか閉塞していなくてもバーナの燃焼を停止してしまう。そして、排気部が閉塞してしまうと、閉塞の原因（例えば雪等）を排気部から除去するまで燃焼装置を運転することができない。したがって、積雪や凍結による排気部の閉塞が頻繁に発生する状況下においては、雪等の除去作業を頻繁に実施する必要があり、燃焼装置を運用する上での負担が大きくなってしまうという問題があった。そのため、積雪や凍結による排気部の閉塞を未然に予防したいという市場の欲求があった。即ち、特許文献１に開示されている燃焼装置を含む従来の熱源機では、排気部が閉塞された状態でのバーナの燃焼運転を防止可能であるものの、排気部の閉塞そのものを予防することはできなかった。
【０００９】
そこで本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を未然に防止可能な熱源機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有し、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知した場合、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施することを特徴とする熱源機である。
【００１１】
本発明の熱源機は、外気の温度が低い状態において、排気部の少なくとも一部が閉塞されて閉塞状態が異常となったときに少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施する。即ち、積雪や凍結等が発生し易い状況下において、排気部の閉塞割合が高くなったとき、外気に比べて比較的温度の高い燃焼室内の空気を排気部へ送風することができる。このことにより、排気部内部の氷雪を融解させることができるので、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記閉塞予防運転は、バーナが燃焼する燃焼運転を伴う運転を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱源機である。
【００１３】
かかる構成によると、バーナを燃焼させる燃焼運転を実施しながら閉塞予防運転を行うため、閉塞予防運転を実施するときの燃焼室内の温度を高くすることができる。したがって、仮に閉塞予防運転が開始されたときに燃焼室内の温度が低い状態であっても、燃焼室内の空気の温度を上昇させて閉塞予防運転を実施することができる。このことにより、より確実に温度の高い空気を排気部へ送風することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記閉塞予防運転は、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施し、その後にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行うことを特徴とする請求項２に記載の熱源機である。
【００１５】
かかる構成によると、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施した後、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施する。このことにより、仮に送風機の運転だけでは排気部内部の氷雪を融解できなかった場合においても、バーナを燃焼させて燃焼室の温度をより高くすることにより、より高い温度の空気を排気部へ送風することができる。そのため、より確実に排気部内部の氷雪を融解できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過した場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合であることを条件に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施し、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過していない場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合であることを条件に、バーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の熱源機である。
【００１７】
かかる構成によると、バーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過し、燃焼室の内部が比較的低温であることが予測される場合や、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施する。これに対して、前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過しておらず、燃焼室の内部が比較的高温であることが予測される場合や、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合にバーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施する。
つまり、本発明の閉塞予防運転は、燃焼室の内部温度に応じて、バーナを燃焼させずに送風機の運転を行う閉塞予防運転と、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転を共に行う閉塞予防運転とを切り替えることができる。具体的に説明すると、燃焼室の内部温度が高い場合には、燃焼室内の空気が比較的高温となっているので、バーナを燃焼させずに送風機を運転して燃焼室内の高温の空気を排気部へ送風する。これに対して、燃焼室の内部温度が低い場合には、燃焼室内の空気が比較的低温であるため、送風機を運転するだけでは高温の空気を排気部へ送風することができない。したがって、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行い、燃焼室の内部温度を上昇させて燃焼室内に高温の空気を生成すると共に、生成した高温の空気を排気部へ送風する。このように、燃焼室内の温度が低い場合のみ燃焼運転を実施することにより、常に燃焼運転と送風機の運転とを共に行う場合と比べて、エネルギー効率のよい閉塞予防運転を実施することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記送風機はファンモータを備えており、前記閉塞検知手段は検出されたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機である。
【００１９】
本発明の熱源機は、送風機が備えたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知する構成であってもよい。即ち、ファンモータの駆動電流値の高低により、排気部の閉塞割合を検知する構成であってよい。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記閉塞予防運転の実施中又は実施後において、閉塞検知手段が駆動電流値の上昇を検知した場合、駆動電流値が所定電流値に至るまで閉塞予防運転を継続することを特徴とする請求項５に記載の熱源機である。
【００２１】
かかる構成によると、閉塞予防運転を実施して駆動電流値の上昇を検知した場合、即ち、閉塞予防運転を実施して排気部の閉塞割合が低減した場合に、閉塞予防運転を継続して実施する。そしてこのとき閉塞予防運転は、駆動電流値が所定電流値に至るまで、即ち、排気部の閉塞割合が所定の閉塞割合となるまで継続される。つまり、閉塞予防運転を実施して排気部の閉塞割合が低減した場合、所定の閉塞割合となるまで閉塞予防運転を継続する。
このことにつき、具体的に説明すると、閉塞予防運転を実施することにより排気部の閉塞割合が低減した場合、積雪や凍結により排気部が閉塞された可能性が高い。そのため、このような場合に閉塞予防運転を継続すると、排気部の閉塞割合を高い確率で低減することができる。またこのとき、排気部の閉塞割合が所定の閉塞割合となるまで閉塞予防運転を継続する。そのことにより、排気部内の閉塞物（雪や氷）が過剰に残留してしまうことがない。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施するものであり、当該所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合にバーナの燃焼を停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱源機である。
【００２３】
かかる構成によると、閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、即ち、排気部の閉塞割合が増加した場合に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施する。そして、このとき所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合、バーナの燃焼を停止する。具体的に説明すると、排気部の閉塞割合が増加した場合、排気部内への積雪等が進行している可能性が高く、より高い温度の空気を排気部に送風して雪等を融解する必要がある。そのため、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施する。しかしながら、閉塞予防運転を所定時間実施しても駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合、即ち、閉塞予防運転を所定時間実施しても閉塞割合が所定量低減しなかった場合、積雪や凍結以外の原因による排気部の閉塞が考えられる。したがって、その場合は不完全燃焼等の燃焼不良や爆発着火等を防止するため、バーナの燃焼を停止する。このことにより、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を確実に防止できると共に、仮に積雪や凍結等を原因としない排気部の閉塞が発生しても、排気部が閉塞した状態でバーナを燃焼させることで発生する不都合を防止することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、熱媒体が循環する循環回路を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱源機である。
【００２５】
本発明の熱源機は、熱媒体が循環する循環回路を有する熱源機であってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の熱源機は、積雪や凍結等が発生し易い状況下において、排気部の閉塞割合が高くなったとき、外気に比べて比較的温度の高い燃焼室内の空気を排気部へ送風することができる。このことにより、排気部内部の氷雪を融解させることができるので、積雪や凍結等を原因とする排気部の閉塞を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る熱源機を示す作動原理図である。
【図２】図１の熱源機の閉塞予防制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の熱源機において、排気部が完全に開放された状態と、排気部の閉塞率がバーナの燃焼が可能な範囲の限度となるように排気部が閉塞された状態と、排気部が完全に閉塞された状態における送風機の回転数とファンモータの駆動電流値の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の燃焼装置１（熱源機）は、図１に示すように、図示しない給湯栓等に接続され湯水が流れる給湯用回路２と、外部の図示しない暖房機器に接続され湯水又は熱媒体が流れる暖房用回路３（循環回路）とを有し、各回路２，３を流れる湯水又は熱媒体を目標温度まで昇温させることができるものである。即ち、燃焼装置１は、１つの缶体５（燃焼室）の内部に、独立して燃焼制御可能な給湯用燃焼部７及び暖房用燃焼部８を有し、給湯用燃焼部７で発生する燃焼ガスによって給湯用回路２を流れる湯水を加熱でき、暖房用燃焼部８で発生する燃焼ガスによって暖房用回路３を流れる湯水又は熱媒体を加熱できる。
なお、本実施形態の燃焼装置１に接続された給湯用回路２と暖房用回路３の回路構成は、公知であるため説明を省略する。
【００２９】
缶体５は、その内部に給湯側熱交換部１１及び暖房側熱交換部１２が設けられており、２系統の燃焼部７，８に対して、空気を供給する１台の送風機１０が取り付けられた構成である。
【００３０】
また缶体５の内部には、給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８の境目を基準として、気体の流路を分断する仕切板１４が設けられており、空気及び燃焼ガスが流れる給湯側排気流路１６及び暖房側排気流路１７が形成されている。そして、給湯側排気流路１６の中途には給湯側熱交換部１１が配され、暖房側排気流路１７の中途には暖房側熱交換部１２が配されている。加えて、給湯側排気流路１６と暖房側排気流路１７は空気及び燃焼ガスの流れ方向下流側で合流し、いずれも共通排気流路１８（排気部）と連続している。
【００３１】
即ち、本実施形態の燃焼装置１は、送風機１０を運転することにより、缶体５に連続する共通給気流路１５（図１では缶体５との連結部分の図示を省略）から外気を取り込み、缶体５内に供給可能となっている。そして、取り込んだ外気を給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか一方又は両方へと供給し、給湯側排気流路１６と暖房側排気流路１７のいずれか一方又は両方を通過させた後、共通排気流路１８から排気可能となっている。
ここで共通給気流路１５及び共通排気流路１８は、缶体５に一体に取付けられた給排気筒となっている。そして、共通給気流路１５及び共通排気流路１８は、少なくともその一部が屋外に露出するように配されている。また、共通給気流路１５には、外気温度検出手段１９が取付けられている。
【００３２】
外気温度検出手段１９は、公知のサーミスタであり、燃焼装置１が設置された場所（空間）の雰囲気温度を取得可能となっている。
【００３３】
給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８は、いずれも燃料ガスを燃焼する複数のバーナ２１と、点火装置２２とによって構成されており、暖房用燃焼部８のみにバーナセンサ２３が設けられている。なお、バーナセンサ２３は熱電対であり、バーナ２１の炎孔付近に先端が配されて、火炎の内炎の温度を検知可能に配されている。
【００３４】
そして給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８には、それぞれバーナ２１への燃料ガスの供給を制限、遮断可能な電磁弁２５が複数設けられており、その電磁弁２５より燃料ガスの流れ方向上流側には燃料ガスの流量を調整できるガス比例弁２６が設けられている。なお、複数の電磁弁２５及びガス比例弁２６は、燃料ガスが流れる流路に直列的に配されている。
【００３５】
給湯側熱交換部１１と暖房側熱交換部１２は、いずれも主に燃焼ガスの顕熱を回収する一次熱交換器１１ａ、１２ａと、主に燃焼ガスの潜熱を回収する二次熱交換器１１ｂ、１２ｂによって構成されている。なお、一次熱交換器１１ａ、１２ａは、二次熱交換器１１ｂ、１２ｂよりも燃焼ガスの流れ方向上流側に位置し、互いに直列に接続されている。
【００３６】
送風機１０は、ファンモータ（図示せず）と、ファンモータの回転数を検知する回転数検知手段（図示せず）と、モータの電流値を検知する電流検知手段（図示せず）を備えている。なお、本実施形態のファンモータは直流電流で駆動するＤＣモータとなっており、回転数検知手段は、モータに内蔵された回転磁石が発生する磁界を検知するホール素子等であり、電流検知手段は、ホール素子を備えた電流センサ等となっている。
【００３７】
また本実施形態の燃焼装置１は、制御装置３０を備えており、制御装置３０によって各機器の動作が制御されている。
【００３８】
具体的には、制御装置３０は、燃焼装置１が備えた各種温度センサ（外気温度検出手段１９、バーナセンサ２３）、送風機１０の電流検知手段や回転数検知手段等からの信号を取得可能となっている。そのことにより、制御装置３０は、バーナ２１の炎の有無や、複数又は個別のバーナ２１の燃焼量、缶体５の内部温度、燃焼装置１が設置されている場所の雰囲気温度、送風機１０の稼働時におけるファンモータの駆動電流値やファンモータの回転数等の情報を取得可能となっている。そして制御装置３０は、図示しないＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段を備えており、取得した情報を記憶可能となっており、取得した情報に基づいて燃焼装置１の各部の制御が可能となっている。
【００３９】
さらに制御装置３０は、送風機１０のファンモータと接続されており、送風機１０のファンモータの回転速度を可変させることができる。
【００４０】
また制御装置３０は、バーナ２１と、バーナ２１に燃料ガスを供給するガス供給路に設けられた電磁弁２５やガス比例弁２６等の各種制御弁と、点火装置２２とに接続されている。そのことにより、バーナ２１に対して燃焼開始動作、燃焼停止動作、燃焼量を増減させる動作を行うことができる。
【００４１】
続いて、本実施形態の燃焼装置１における動作について説明する。
燃焼装置１は給湯動作のみを行う給湯単独運転と、外部の暖房機器に供給する湯水又は熱媒体の加熱のみを行う暖房単独運転と、給湯動作と暖房動作とを同時に行う給湯・暖房併用運転とからなる３つの運転を実施可能な構成とされている。
【００４２】
給湯単独運転は、図示しない給水源から給湯用回路２に供給された湯水を加熱し、カラン、シャワー等の給湯栓から加熱された湯水を供給する運転となっている。具体的に説明すると、図示しない給水源から給湯用回路２に湯水が供給されると、送風機１０が、一定時間送風するプレパージが行われる。そして、プレパージが終了すると、送風機１０は、燃焼量に基づいた目標回転数に制御される。それと同時に、給湯用燃焼部７に対して、燃料ガスが供給され、給湯用燃焼部７のバーナ２１に対して点火装置２２による点火が実施されることにより給湯用燃焼部７の燃焼運転が実施される。このことにより発生した燃焼ガスによって、給湯側熱交換部１１を流れる湯水が加熱される。そして、給湯側熱交換部１１で加熱された湯水は、下流側で図示しない給水源から供給される湯水と混合されて適温に調整された後、給湯栓より出湯される。
【００４３】
暖房単独運転は、給湯用の湯水を加熱することなく、外部の暖房機器に供給する湯水又は熱媒体（以下湯水とする）を加熱する運転となっている。具体的に説明すると、外部の暖房機器が運転されると、暖房用回路３における暖房用循環ポンプ３２が駆動され、暖房用回路３上に設けられたセンサにより燃焼装置１に導入される湯水の温度が検知される。そして、それらの情報が、制御装置３０に送信され、予め設定された目標温度と現在の湯水の温度に基づいて、暖房用燃焼部８における燃焼運転が開始される。なお、暖房用燃焼部８における燃焼運転と、暖房側熱交換部１２での湯水の加熱方法は、給湯用燃焼部７における燃焼運転と、給湯側熱交換部１１での湯水の加熱方法と同じであるため、重複する説明を省略する。また、暖房機器としては、ファンコンベクタ等の高温（例えば、摂氏８０度）の湯を要するものや、床暖房器具等の比較的低温（例えば、摂氏６０度）の湯を要するものがある。そしてまた、この暖房単独運転では、バーナ２１での燃焼を実施する燃焼運転と、バーナ２１での燃焼を一時的に停止する燃焼停止運転とを断続的に行う場合もある。
【００４４】
給湯・暖房併用運転は、給湯用の湯水を加熱する給湯単独運転の動作と、暖房機器に供給する湯水を加熱する暖房単独運転の際の動作とが、同時に制御される運転となっている。なお、給湯・暖房併用運転における燃焼装置１の各動作は、上記した説明を準用できるので説明を省略する。
【００４５】
ここで、上記したように共通排気流路１８はその一部が屋外に露出した状態となっている。そのため、燃焼装置１を寒冷地で使用する場合、共通排気流路１８の内部に吹き込んだ雪等が積雪、もしくは凍結することにより、共通排気流路１８が閉塞されてしまうことが懸念される。そのため、本実施形態の燃焼装置１では、積雪や凍結を原因とする共通排気流路１８における大きな閉塞を未然に防止するために閉塞予防制御を実施する。本実施形態の特徴的な動作である閉塞予防制御について、以下で詳細に説明する。
【００４６】
本実施形態の閉塞予防制御は、積雪や凍結によって共通排気流路１８が閉塞されることが予測される状況下において、缶体５内部の温度の高い空気（又は燃焼ガス）を共通排気流路１８へと送風することにより、共通排気流路１８が完全に閉塞される前に共通排気流路１８へ吹き込んだ雪等を融解させることができる。このことにつき、図２を参照しつつ、詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度検出手段１９に検知された外気温度Ｔｘが規定温度Ｔｙ以下となった場合（ステップ１でＹｅｓの場合）、ステップ２へと移行する。そして、給湯用燃焼部７及び暖房用燃焼部８におけるバーナ２１の燃焼が終了してから規定時間ｔ１が経過しているか否か、前回の閉塞予防制御における掃気運転の実施から規定時間ｔ１が経過しているか否かを判別する。
【００４８】
そして、給湯用燃焼部７におけるバーナ２１の燃焼運転が終了してから経過した時間、暖房用燃焼部８におけるバーナ２１の燃焼運転が終了してから経過した時間、以前に閉塞予防制御で実施した掃気運転が終了してから経過した時間のいずれもが規定時間ｔ１以上である場合（ステップ２でＹｅｓの場合）、ステップ３へ移行して送風機１０を回転数Ｎｘで運転する掃気運転を実施する。
【００４９】
つまり、本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度が低く（ステップ１でＹｅｓ）、共通排気流路１８が積雪や凍結によって閉塞されていない状態から規定時間ｔ１が経過した（ステップ２でＹｅｓ）ことを条件に掃気運転を実施する（ステップ３）。具体的に説明すると、外気温度が高い場合、積雪や凍結等を原因とする共通排気流路１８の閉塞（以下氷雪閉塞と称す）が発生していない可能性が高い。さらにバーナ２１で燃焼運転が実施された場合、氷雪閉塞が発生していない可能性が高い。そしてまた、閉塞予防制御が実施された場合、氷雪閉塞は解消された状態となる可能性が高い。つまり、本実施形態の閉塞予防制御では、外気温度が高い場合や、燃焼運転又は閉塞予防制御が実施された場合は氷雪閉塞されていないと判断する。そしてまた、氷雪閉塞されていない状態から規定時間ｔ１の間は、氷雪閉塞が発生しないと判断する。これに対して、外気温度が低く、氷雪閉塞されていない状態から規定時間ｔ１以上経過した場合は氷雪閉塞が発生するおそれがある。この場合、ステップ３へと移行して掃気運転を実施する。
【００５０】
そして掃気運転が終了すると、ステップ４へと移行し、ステップ３の掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１と、以前の燃焼運転時において送風機１０を回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値Ｉｙとを比較する。
【００５１】
このことにつき、具体的に説明すると、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１と比較する駆動電流値Ｉｙは、以前に給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか又は両方で燃焼運転を実施した際、バーナ２１での燃焼運転と共に送風機１０を運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。つまり本実施形態では、燃焼部７，８において燃焼運転を実施するとき、制御装置３０が燃焼運転時のファンモータの回転数及び駆動電流値を記憶可能となっている。そしてこのとき、燃焼部７，８の燃焼量が増減する等の理由により、燃焼運転時の送風機１０の回転数が変化した場合、変化した回転数に対応する駆動電流値を記憶することができる。換言すると、燃焼装置１は、燃焼運転時において、ファンモータの回転数毎にその回転数に対応する駆動電流値を記憶可能となっている。
【００５２】
また、比較対象となる駆動電流値Ｉｙは、送風機１０をステップ３における掃気運転と同じ回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。つまり、駆動電流値Ｉｙは、バーナ２１での燃焼運転中に送風機１０を回転数Ｎｘで運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。ここで、上記したように燃焼運転時には氷雪閉塞が発生していない可能性が高い。そしてファンモータの駆動電流値は、同一の回転数である場合、共通排気流路１８の閉塞率（流路抵抗）が低下した場合に上昇し、閉塞率（流路抵抗）が増加した場合に下降する。つまり、本実施形態の燃焼装置１では、現在の駆動電流値Ｉｘ１と、氷雪閉塞が発生していない状態における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙとを比較する（ステップ４）ことにより、現在の共通排気流路１８の閉塞状況（流路抵抗の増減変化度合）を検知している（閉塞検知手段）。
【００５３】
ステップ４で、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、以前の燃焼運転時における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙより所定割合（Ｄ％）以上低下していない場合、即ち、下記式（１）：
Ｉｘ１≦（１−０．０１＊Ｄ）＊Ｉｙ ・・・（１）
の関係を満たしてない場合（ステップ４でＮｏである場合）、共通排気流路１８は十分に開放されている状態であると判断して、閉塞予防運転を実施しない。
【００５４】
対して、ステップ４で、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が以前の燃焼運転時における同一回転数Ｎｘでの駆動電流値Ｉｙより所定割合（Ｄ％）以上低下していた場合、即ち、上記式（１）の関係を満たしている場合（ステップ４でＹｅｓである場合）、共通排気流路１８で閉塞異常が発生した可能性があると判断して、ステップ５へと移行し、共通排気流路１８の閉塞状況を確認する。
【００５５】
具体的には、ステップ５では、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っているか否かを判別する。ここで、基準となる駆動電流値Ｉｚは、共通排気流路１８の閉塞率が所定の値Ｘ（例えば９０％）である状況下において、回転数Ｎｘで送風機１０を運転させたときのファンモータの駆動電流値となっている。そしてこのときの共通排気流路１８の閉塞率Ｘ（例えば９０％）は、バーナ２１が燃焼可能である閉塞率の上限値となっている。このことにつき、以下で詳細に説明する。
【００５６】
例えば、共通排気流路１８の内部に雪等が吹き込んで積雪されていく等により、共通排気流路１８が少しずつ塞がれていくとする。このとき、共通排気流路１８が完全に開放された状態（閉塞率０％である状態）から、共通排気流路１８が完全に閉塞された状態（閉塞率１００％である状態）に至るまで、閉塞率が少しずつ増加していく。ここで、閉塞率が増加していき、バーナ２１への空気供給量が低減していっても、閉塞率が一定値（例えば９０％）を上回らなければ、バーナ２１での燃焼運転は可能となっている。即ち、空気供給量が減少していっても、バーナ２１への空気供給量が一定量を下回らない限り、空燃比が燃料リッチ側へと変化するもののバーナ２１での燃焼運転は継続可能となっている。これに対して、閉塞率が一定値（例えば９０％）を上回り、バーナ２１への空気供給量が一定量を下回った場合、空気量不足によるバーナ２１での不着火又は失火が発生するため、バーナ２１での燃焼運転が実施不可能となっている。換言すると、共通排気流路１８の閉塞率が所定の範囲内（例えば０％〜９０％）の間であれば、バーナ２１での燃焼運転が可能となっている。
【００５７】
ここで、上記したように、本実施形態で閉塞状況を確認する時に基準となる駆動電流値Ｉｚは、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態において、送風機１０を掃気運転と同一の回転数Ｎｘで運転させるときの駆動電流値Ｉｚとなっている。そして、上記した閉塞率Ｘ（例えば９０％）が、このバーナ２１での燃焼運転が可能な閉塞率の範囲の上限値（例えば９０％）と同一になっている。このことから、この駆動電流値Ｉｚは、送風機１０を回転数Ｎｘで運転させるとき、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な最低量の空気供給量を供給しているときの駆動電流値Ｉｚとなる。換言すると、送風機１０を回転数Ｎｘで運転させるとき、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な送風機１０の駆動電流値の下限の値となっている。
【００５８】
そして、ステップ５では、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が、基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っているか否かを判別している。即ち、掃気運転時の送風機１０の駆動電流値Ｉｘ１が、バーナ２１での燃焼運転が実施可能な駆動電流値であるか否かを判別している。
【００５９】
このとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が基準となる駆動電流値Ｉｚを上回っている場合（ステップ５でＹｅｓの場合）、ステップ６へと移行して閉塞予防運転を実施する。対して、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が基準となる駆動電流値Ｉｚ以下である場合（ステップ５でＮｏの場合）、すでにバーナ２１での燃焼運転が実施不可能な程度に閉塞されているものと判断し、ステップ９へ移行する。そしてステップ９で閉塞異常であることを報知、記憶、図示しない他の機器へ送信する等をして、閉塞予防制御を終了する。
【００６０】
ここでステップ４とステップ５について、図２，３を参照しつつさらに具体的に説明する。
仮に、上記回転数Ｎｘが３０００ｒｐｍであり、共通排気流路１８が完全に開放された状態において、送風機１０を３０００ｒｐｍで運転したときのファンモータの駆動電流値Ｉｙが６００ｍＡであったとする。また、共通排気流路１８が閉塞率Ｘ（例えば９０％）だけ閉塞された状態において、送風機１０を３０００ｒｐｍで運転したときのファンモータの駆動電流値Ｉｚが４００ｍＡであったとする。また上記した所定割合Ｄが２０％であり、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１が４７０ｍＡであったとする。
【００６１】
この場合、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１（４７０ｍＡ）が、完全に開放された状態におけるファンモータの駆動電流値Ｉｙ（６００ｍＡ）より、Ｄ％（２０％）以上低下している（１２０ｍＡ以上低下している）ため、共通排気流路１８において閉塞異常が発生した可能性があると判断される（ステップ４でＹｅｓとなる）。また、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１（４７０ｍＡ）が、共通排気流路１８が閉塞率Ｘ（例えば９０％）だけ閉塞された状態におけるファンモータの駆動電流値Ｉｚ（４００ｍＡ）以上であるため、実施可能な駆動電流値であると判断される（ステップ５でＹｅｓとなる）。
【００６２】
このとき、図３で示されるように、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は、閉塞率０％の状態（共通排気流路１８が完全に開放された状態）のファンモータの駆動電流値Ｉｙと、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態のファンモータの駆動電流値Ｉｚの間の値となっている。即ち、閉塞率０％の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ１と、閉塞率Ｘ（例えば９０％）の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ２の間の範囲に位置している。ここで掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は、曲線Ｌ１と、閉塞率１００％の状態におけるファン回転数と駆動電流値との関係を示す曲線Ｌ３の間の範囲で可変する。そして、曲線Ｌ１と曲線Ｌ２の間の範囲が、バーナ２１が燃焼可能な範囲となっており、曲線Ｌ２と曲線Ｌ３の間の範囲が、バーナ２１が燃焼不可能な範囲となっている。即ち、ステップ５でＹｅｓとなるとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は曲線Ｌ１と曲線Ｌ２の間の範囲に位置しており、ステップ５でＮｏとなるとき、掃気運転時の駆動電流値Ｉｘ１は曲線Ｌ２と曲線Ｌ３の間の範囲に位置している。なお、当然のことながら、ファンの回転数が３０００ｒｐｍから変化した場合においても同様である。
【００６３】
つまり、共通排気流路１８が一定量以上閉塞され（ステップ４でＹｅｓの場合）、且つ共通排気流路１８の閉塞率がバーナ２１での燃焼運転が可能な範囲であり、過剰に閉塞されていないこと（ステップ５でＹｅｓの場合）を条件に、ステップ６へ移行して閉塞予防運転を実施する。
【００６４】
本実施形態の閉塞予防運転では、給湯用燃焼部７と暖房用燃焼部８のいずれか又は両方でバーナ２１の燃焼運転を実施すると共に、送風機１０を運転する。そのことにより、缶体５内の温度の高い空気を共通排気流路１８へと送風し、共通排気流路１８内の雪等を融解する。
【００６５】
そして、閉塞予防運転されている間、一定の時間ごとに（又は常に）駆動電流値Ｉｘ２を取得する動作を実施する。そして、取得した駆動電流値と基準となる駆動電流値（例えば、閉塞予防運転の開始前の駆動電流値Ｉｘ１や、前回ステップ７の動作を実施したときに取得した以前の駆動電流値Ｉｘ２）と比較する。そして、取得した閉塞予防運転を実施した後の駆動電流値Ｉｘ２が、閉塞予防運転の実施前の駆動電流値より上昇したか否かを判別する（ステップ７）。
【００６６】
このとき、閉塞予防運転を実施しても駆動電流値が上昇しなかった場合（ステップ７でＮｏの場合）、即ち、閉塞予防運転を実施しても共通排気流路１８の閉塞異常が改善されなかった場合、共通排気流路１８の閉塞異常は積雪や凍結等を原因としないものであると判断し、ステップ９へ移行する。そしてステップ９で閉塞異常であることを報知、記憶、図示しない他の機器へ送信する等をして、閉塞予防制御を終了する。
【００６７】
対して、閉塞予防運転を実施することにより駆動電流値が上昇した場合（ステップ７でＹｅｓの場合）、即ち、閉塞予防運転を実施することで共通排気流路１８の閉塞異常が改善された場合、積雪や凍結等が融解されて共通排気流路１８の閉塞異常が改善されていると判断し、ステップ８へと移行する。
【００６８】
ステップ８では、閉塞予防運転の実施後に取得した駆動電流値Ｉｘ２が、共通排気流路１８が閉塞されていない状態（閉塞率が０％の状態）で同一の回転数で駆動させたときの駆動電流値Ｉｙに至ったか否かを判別する。そして、閉塞予防運転の実施後に取得した駆動電流値Ｉｘ２が閉塞されていない状態での駆動電流値Ｉｙと同一になった場合（ステップ８でＹｅｓの場合）、即ち、閉塞予防運転の実施後に閉塞異常が検知されなかった場合、積雪や凍結等を原因とする共通排気流路１８の閉塞異常が解消されたと判断して、閉塞予防制御を終了する。
【００６９】
対して、閉塞予防運転の実施後における駆動電流値Ｉｘ２が閉塞されていない状態での駆動電流値Ｉｙと同一とならなかった場合（ステップ８でＮｏの場合）、ステップ６とステップ７の動作を繰り返す。以上で、本実施形態の閉塞予防制御の説明を終了する。
【００７０】
上記した実施形態では、バーナ２１や点火装置２２等からなる燃焼部７，８と、熱交換部１１，１２とが一体となった缶体５（燃焼室）を備えた熱源機１について説明したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。例えば、少なくともバーナを含む燃焼部を収納した筺体（燃焼室）と、熱交換部を収納した筺体とが別途設けられており、各筺体の一部が連続している構成であってもよい
【００７１】
また上記した実施形態では、燃焼部と熱交換部とを２つずつ備えた所謂１缶２水式の燃焼装置について説明したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。例えば、燃焼部と熱交換部を１つずつ備えた給湯装置であってもよい。また、所謂２缶２水式の燃焼装置のように、燃焼部で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を複数備え、且つそれぞれの燃焼ガス流路が別々の缶体に設けられている燃焼装置であってもよい。
【００７２】
そしてまた、本発明の熱源機は、所謂ＦＦ式の温風暖房装置であってもよい。即ち、本発明の熱源機は、熱交換部を有さない熱源機であってもよい。そして、本発明の熱源機は、熱源機本体を室外に配する熱源機であってもよく、熱源機本体を室内に配し、室外から給排気筒等を介して給気又は排気を実施する熱源機であってもよい。したがって、給排気筒は、熱源機本体の筺体内部に設けられる構成であってよく、熱源機本体の筺体と連続し、外方に延びている構成であってもよい。
【００７３】
また、本発明の熱源機の外気温度検出手段は、熱源機本体の筺体内部と筺体外部のどちらに設けてもよい。屋外の雰囲気温度、又はそれに準ずる温度（例えば、熱源機本体を納屋のような家屋とは別途建てられた建屋に設置した場合、その建屋内の雰囲気温度）が検出可能な位置に設ければよい。なお、筺体内部に設けられた場合には、送風機を運転し、外気を筺体内部へ取り込んでから外気温度の検出を実施する。
【００７４】
上記した実施形態では、バーナ２１による燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施したが、本発明の閉塞予防運転はこれに限るものではない。例えば、燃焼室（缶体５）の内部温度をバーナセンサ２３（熱電対）等の所定のセンサで取得し、取得した温度に応じて異なる閉塞予防運転を実施する構成であってよい。具体的には、燃焼室の内部温度が高い場合、バーナを燃焼せずに送風機の運転を行う閉塞予防運転（以下第１の閉塞予防運転と称す）を実施し、燃焼室の内部温度が低い場合、バーナによる燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転（以下第２の閉塞予防運転と称す）を実施する構成であってもよい。
【００７５】
またさらに、閉塞予防運転の開始時に第２の閉塞予防運転を実施し、閉塞予防運転の開始から所定時間経過後に第１の閉塞予防運転を実施してもよい。即ち、燃焼室の内部温度が上昇するまではバーナの燃焼を伴う第２の閉塞予防運転を実施し、バーナの燃焼によって燃焼室の内部温度が十分に上昇したときに第１の閉塞予防運転に切り替える構成であってもよい。
【００７６】
これに対して、閉塞予防運転の開始時に第１の閉塞予防運転を実施し、閉塞予防運転の開始から所定時間経過後に第２の閉塞予防運転を実施してもよい。即ち、バーナを燃焼させない第１の閉塞予防運転を実施しても駆動電流値が上昇せず、閉塞の改善が認められない場合、バーナの燃焼運転を伴う第２の閉塞予防運転に切り替える構成であってもよい。
【００７７】
即ち、本発明の閉塞予防運転は、燃焼室等の内部温度や、給排気筒の閉塞状況、外気温度等の条件に応じて、バーナの燃焼運転を伴う閉塞予防運転と、バーナを燃焼させずに送風機の運転を行う閉塞予防運転とを切り替えることができる。
【００７８】
上記した実施形態では、ファンモータの駆動電流値を比較することで共通排気流路１８の閉塞状況を検知する閉塞検知手段について説明したが、本発明の熱源機に採用される閉塞検知手段はこれに限るものではない。例えば、風圧スイッチや風圧センサ等により共通排気流路１８の閉塞状況を検知する構成であってもよい。即ち、本発明の熱源機に採用される閉塞検知手段は、共通排気流路１８の閉塞状況が検知できればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ 燃焼装置（熱源機）
３ 暖房用回路（循環回路）
５ 缶体（燃焼室）
１０ 送風機
１８ 共通排気流路（排気部）
１９ 外気温度検出手段
２１ バーナ
３０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有し、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知した場合、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施することを特徴とする熱源機。
【請求項２】
前記閉塞予防運転は、バーナが燃焼する燃焼運転を伴う運転を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
【請求項３】
前記閉塞予防運転は、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施し、その後にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行うことを特徴とする請求項２に記載の熱源機。
【請求項４】
前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過した場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合であることを条件に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施し、
前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過していない場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合であることを条件に、バーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
【請求項５】
前記送風機はファンモータを備えており、
前記閉塞検知手段は検出されたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機。
【請求項６】
前記閉塞予防運転の実施中又は実施後において、閉塞検知手段が駆動電流値の上昇を検知した場合、駆動電流値が所定電流値に至るまで閉塞予防運転を継続することを特徴とする請求項５に記載の熱源機。
【請求項７】
閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施するものであり、当該所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合にバーナの燃焼を停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱源機。
【請求項８】
熱媒体が循環する循環回路を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱源機。
【請求項１】
燃焼室に収容されたバーナと、外部と燃焼室とを連通する排気部と、送風機と、外気温度検出手段と、前記排気部の閉塞を検知する閉塞検知手段と、制御装置とを有し、前記外気温度手段が所定温度以下を検知し、前記閉塞検知手段が排気部の閉塞異常を検知した場合、少なくとも送風機を運転する閉塞予防運転を実施することを特徴とする熱源機。
【請求項２】
前記閉塞予防運転は、バーナが燃焼する燃焼運転を伴う運転を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
【請求項３】
前記閉塞予防運転は、バーナを燃焼させずに送風機の運転を実施し、その後にバーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行うことを特徴とする請求項２に記載の熱源機。
【請求項４】
前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過した場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度以下となった場合であることを条件に、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を実施し、
前回のバーナの燃焼終了時から所定時間以上が経過していない場合、及び／又は、燃焼室の内部温度が所定温度より大きい場合であることを条件に、バーナを燃焼させず送風機の運転を行う閉塞予防運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
【請求項５】
前記送風機はファンモータを備えており、
前記閉塞検知手段は検出されたファンモータの駆動電流値に基づいて排気部の閉塞状態を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機。
【請求項６】
前記閉塞予防運転の実施中又は実施後において、閉塞検知手段が駆動電流値の上昇を検知した場合、駆動電流値が所定電流値に至るまで閉塞予防運転を継続することを特徴とする請求項５に記載の熱源機。
【請求項７】
閉塞検知手段が駆動電流値の下降を検知した場合、バーナが燃焼する燃焼運転と送風機の運転とを共に行う閉塞予防運転を所定時間実施するものであり、当該所定時間内に駆動電流値が所定量以上上昇しなかった場合にバーナの燃焼を停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱源機。
【請求項８】
熱媒体が循環する循環回路を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱源機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４２００８（Ｐ２０１２−２４２００８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３６４４（Ｐ２０１１−１１３６４４）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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