JP2594362B2

JP2594362B2 - 燃焼装置用の給気装置

Info

Publication number: JP2594362B2
Application number: JP1255918A
Authority: JP
Inventors: 和幸森本
Original assignee: 株式会社ハーマン
Priority date: 1989-09-30
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH03122417A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、バーナに空気を供給するファンと、そのフ
ァンを駆動するファンモータと、前記バーナの燃焼量に
応じて前記ファンモータの目標回転数を設定する目標回
転数設定部と、前記ファンモータの回転数を検出する回
転数検出部と、その回転数検出部の検出回転数及び前記
目標回転数設定部の設定目標回転数に基づいて、前記フ
ァンモータを前記設定目標回転数で駆動するための目標
位相角を設定する位相角設定部と、その位相角設定部の
設定目標位相角により前記ファンモータを駆動する駆動
部とが設けられた燃焼装置用の給気装置に関する。

〔従来の技術〕

ファンモータの回転数は、基本的には、ファンモータ
に印加する電圧の位相角を制御することにより目標回転
数に一致するようにフィードバック制御される。

しかし、常に目標回転数に一致するようにフィードバ
ック制御すると不具合を生じることがある。つまり、バ
ーナの排気部に逆風が吹き込む場合や、排気通路にゴミ
等が詰まっている場合には、バーナの排気は不良とな
り、ファンの負荷は軽くなる。そのため、ファンモータ
に印加する電圧の位相角は小になる。従って、バーナに
供給される空気量は一層減少することになり、不完全燃
焼を起こす虞れがあった。

そこで、従来、この問題を解決するために目標回転数
に対応した基準位相角を設定して、その目標回転数にお
ける基準位相角と目標位相角との差が所定量以上になっ
た場合には、目標回転数を大なる値に変更することによ
り必要な空気量をバーナに供給しようとするものがあっ
た（特開昭63−54518号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、ファンモータの回転数を適確に制
御することができず、ひいては必要な空気量をバーナに
供給できない虞れがあった。

説明を加えると、ファンモータが標準負荷状態、つま
りバーナの排気が正常な状態においては基準位相角と目
標回転数とが一致することが上記のような制御が有効に
作用するための前提条件である。

しかし、標準負荷状態においても目標位相角は種々の
要因により変動し、基準位相角と一致しなくなる。

特に電源電圧の変動は、目標位相角を大きく変動させ
る要因となる。

例えば、電源電圧が低下した場合、標準負荷状態にお
いても目標位相角は基準位相角より大となる。ここで排
気通路閉塞等によりファンモータの負荷が軽くなると、
目標位相角は低下するが、元々基準位相角より大である
ための基準位相角と目標位相角との差が所定量以上には
ならない可能性が高くなる。

つまり、電源電圧が低下した場合には、排気不良を生
じたときにも目標回転数を大なる値に変更することがで
きず、必要な空気量をバーナに供給できなくなる虞れが
生じるのである。

本発明の目的は、上記従来欠点を解消して電源電圧が
変動したときにも常に適切な空気量をバーナに供給する
ことができる燃焼装置用の給気装置を得る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による燃焼装置用の
給気装置の特徴構成は、前記駆動部に印加される電源電
圧を検出する電圧検出部が設けられ、前記目標回転数に
対応した基準位相角を設定する基準位相角設定部が、前
記電圧検出部の検出情報に基づいて、電源電圧が小なる
ほど大なる基準位相角を設定するように構成され、その
基準位相角と前記設定目標位相角との差が大なるほど前
記目標回転数を大なる値に補正する目標回転数補正部が
設けられたことである。

〔作用〕

電源電圧が小なるほど大なる基準位相角を設定するこ
とにより、標準負荷状態において電源電圧の変動があっ
ても基準位相角と目標位相角を一致させることができ
る。

ここで、排気通路閉塞等によりファンモータの負荷が
軽くなると、目標位相角は低下する。

負荷が軽くなるほど目標位相角は大きく低下して基準
位相角との差が大になるが、その差が大なるほど目標回
転数が大なる値に補正される。つまり、目標位相角が大
なる値に補正されることになり、バーナに供給される空
気量が常に必要量確保されるようにすることができる。

〔発明の効果〕

電源電圧の変動があった場合にも常に必要な空気量を
バーナに供給することができるので、不完全燃焼を、生
ずる虞れを少なくして、安全性が高く、且つ、燃焼効率
を優れたものにすることができる燃焼装置用の給気装置
を得られるに至った。

〔実施例〕

本発明を給湯装置に適用した実施例を図面に基づいて
説明する。

第４図に示すように、給湯栓（３）に給湯路（２）を
介して燃焼装置としての給湯器（１）が接続されて給湯
装置が構成されている。

前記給湯器（１）には、バーナ（４）、バーナ（４）
により加熱される水加熱用熱交換器（５）、バーナ
（４）に対する燃料ガス供給を断続するガス断続弁
（６）、燃料ガス供給量を調整するガス量調整弁
（７）、バーナ（４）に空気を供給するファン（８）、
及びそのファン（８）を駆動するファンモータ（９）の
夫々が備えられている。

又、給湯器（１）中の給湯路（２）には、熱交換器
（５）の通水量を検出する水量センサ（10）、給湯栓
（３）への給湯を断続する給湯断続弁（11）、給湯量を
調整する水量調整弁（12）、熱交換器（５）への給水温
度を検出する入水温センサ（13）、及び熱交換器（５）
の出口湯温を検出する出湯温センサ（14）の夫々が備え
られている。

そして、予め設定された記憶情報や各種センサの検出
情報等に基づいて、給湯器（１）の制御を実行するコン
トローラ（15）が設けられている。

コントローラ（15）の構成について説明を加えると、
第１図に示すように、給湯運転の開始・停止を指示する
運転スイッチ（16）、給湯温度を設定する温度設定器
（17）、運転スイッチ（16）と水量センサ（10）の検出
情報に基づいて、コントローラ（15）の制御開始を指令
する制御指令部（18）、バーナ（４）の燃焼量を演算す
る燃焼量演算部（19）、その燃焼量演算部（19）の演算
結果に基づいて、ガス量調整弁（７）及び水量調整弁
（12）を調整駆動する調整弁駆動部（20）、バーナ
（４）の燃焼量に応じてファンモータ（９）の目標回転
数（Rs）を設定する目標回転数設定部（21）、ファンモ
ータ（９）の回転数を検出する回転数検出部（23）、そ
の回転数検出部（23）の検出回転数及び目標回転数設定
部（21）の設定目標回転数（Rs）に基づいて、ファンモ
ータ（９）を設定目標回転数（Rs）で駆動するための目
標位相角（θ_Ｓ）を設定する位相角設定部（24）、その
位相角設定部（24）の設定目標位相角（θ_Ｓ）によりフ
ァンモータ（９）を駆動する駆動部（26）、駆動部（2
6）に印加される電源電圧を検出する電圧検出部（2
7）、目標回転数（Rs）に対応した基準位相角（θ_Ｔ）
を設定する基準位相角設定部（22）、及びその基準位相
角（θ_Ｔ）と設定目標位相角（θ_Ｓ）との差が大なるほ
ど目標回転数（Rs）を大なる値に補正する目標回転数補
正部（28）の夫々が設けられている。

基準位相角設定部（22）には、不揮発性メモリが備え
られ、例えば、第２図で表わされるようなデータに基づ
いて、回転回転数（Rs）と電源電圧とをパラメータとす
る基準位相角データが予めテーブル化して前記メモリに
設定記憶されている。そして、目標回転数設定部（21）
と電圧検出部（27）の検出情報に基づいて、その時点の
目標回転数（Rs）を前記メモリから読み出すようになっ
ている。

第３図は、特定の目標回転数（Rs₁）において電源電
圧が110V、100V、90V夫々の場合について基準位相角
（θ_T1），（θ_T2），（θ_T3）を例示したものである。

これから分かるように、基準位相角（θ_Ｔ）は電源電
圧が小なるほど大なる値に設定されている。

尚、第３図において電圧波形は、電源電圧が110Vのと
きは点線、100Vのときは実線、90Vのときは、一点鎖線
で夫々示されている。

次に、コントローラ（15）の作動について説明を加え
る。

先ず、運転スイッチ（16）がON状態になると制御指令
部（18）の指令により給湯断続弁（11）が開かれ、給湯
路に通水可能となる。ここで給湯線（３）が開操作され
て水量センサ（10）が、通水量が設定水量以上であるこ
とを検出すると、ガス断続弁（６）を開いてバーナ
（４）に着火すると共にファンモータ（９）を駆動して
バーナ（４）に空気を供給する制御が開始されることに
なる。

バーナ（４）の燃焼量は、温度設定器（17）で設定さ
れた設定給湯温度、入水温センサ（13）の検出給水温
度、及び水量センサ（10）の検出通水量に基づいて演算
される。但し、出湯温センサ（14）の検出湯温と前記設
定給湯温度との偏差に基づき、出湯温センサの検出湯温
を前記設定給湯温度に一致させるようにガス量調整弁
（７）の調整に補正を加えるようになっている。

ガス量調整弁（７）による調節では不十分な場合に
は、水量調整弁（12）による水量調節がなされる。

又、前記燃焼量に基づいて、ファンモータ（９）の目
標回転数（Rs）が設定され、その目標回転数（Rs）と電
源電圧とに対応する基準位相角（θ_Ｔ）が設定される。

ところで、ファンモータ（９）は、その回転数を位相
角設定部（24）にフィードバックすることにより設定目
標回転数（Rs）で駆動するための目標位相角（θ_Ｓ）が
設定され、その位相角（θ_Ｓ）にて位相制御されること
になる。

ここで、基準位相角（θ_Ｔ）と設定目標位相角
（θ_Ｓ）との差が不感帯を越えたことが検出されると下
記式に基づいて目標回転数（Rs）が補正される。

Rs←Rs＋Ｋ（θ_Ｔ−θ_Ｓ）（ｉ）但し、Ｋは係数である。

もって、常に必要な空気量をバーナ（４）に供給でき
るようになっている。

給湯栓（３）が閉操作されるに伴ってバーナ（４）を
消火すると共にファンモータ（９）の駆動を停止する。
そして、運転スイッチ（16）がOFF状態になると、給湯
断続弁（11）が閉じられる。

〔別実施例〕

上記実施例では、目標回転数（Rs）を（ｉ）式にて求
めていたが、例えば下記（ii）式で求めてもよく、 Rs←Rs×Ｋ（θ_Ｔ−θ_Ｓ）（ii）目標回転数設定部（21）の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、基準位相角設定部（22）は基準
位相角（θ_Ｔ）をテーブル化して設定記憶していたが、
目標回転数（Rs）と電源電圧から演算によって求めるよ
うにする等、各部の具体構成は各種変更できる。

又、目標回転数補正部（28）を構成するに、上記実施
例では、（ｉ）式の（Ｋ）を定数として扱ってきたが、
第２図に示すように、基準位相角（θ_Ｔ）と目標回転数
（Rs）との関係は、電源電圧が大になるほど急勾配にな
るものであるから、電源電圧が高いほど小さくするよう
に補正することによって精度の良い制御が行えるものと
なる。さらにこのように（Ｋ）を補正するにあたって、
第２図に示すように、基準位相角（θ_Ｔ）と目標回転数
（Rs）との関係は、目標回転数（Rs）が高回転域になる
と、上記勾配が変化するものであるから、電源電圧と基
準位相角（θ_Ｔ）とに基づいて補正するようにすれば、
一層精度の良い制御が行なえる。

上記実施例では、給湯装置に適用した場合を示したが
暖房装置等にも適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る燃焼装置用の給気装置の実施例を示
し、第１図はコントローラの全体構成図、第２図は電源
電圧と目標回転数と基準位相角との関係を示す説明図、
第３図はファンモータに印加される電圧波形を示す説明
図、第４図は給湯装置の全体構成図である。（４）……バーナ、（８）……ファン、（９）……ファ
ンモータ、（21）……目標回転数設定部、（22）……基
準位相角設定部、（23）……回転数検出部、（24）……
位相角設定部、（26）……駆動部、（27）……電圧検出
部、（28）……目標回転数補正部、（Rs）……目標回転
数、（θ_Ｓ）……目標位相角、（θ_Ｔ）……基準位相
角。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ（４）に空気を供給するファン
（８）と、そのファン（８）を駆動するファンモータ
（９）と、前記バーナ（４）の燃焼量に応じて前記ファ
ンモータ（９）の目標回転数（Rs）を設定する目標回転
数設定部（21）と、前記ファンモータ（９）の回転数を
検出する回転数検出部（23）と、その回転数検出部（2
3）の検出回転数及び前記目標回転数設定部（21）の設
定目標回転数（Rs）に基づいて、前記ファンモータ
（９）を前記設定目標回転数（Rs）で駆動するための目
標位相角（θ_Ｓ）を設定する位相角設定部（24）と、そ
の位相角設定部（24）の設定目標位相角（θ_Ｓ）により
前記ファンモータ（９）を駆動する駆動部（26）とが設
けられた燃焼装置用の給気装置であって、前記駆動部（26）に印加される電源電圧を検出する電圧
検出部（27）が設けられ、前記目標回転数（Rs）に対応
した基準位相角（θ_Ｔ）を設定する基準位相角設定部
（22）が、前記電圧検出部（27）の検出情報に基づい
て、電源電圧が小なるほど大なる基準位相角（θ_Ｔ）を
設定するように構成され、その基準位相角（θ_Ｔ）と前
記設定目標位相角（θ_Ｓ）との差が大なるほど前記目標
回転数（Rs）を大なる値に補正する目標回転数補正部
（28）が設けられた燃焼装置用の給気装置。