JP2877498B2 - 燃焼装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機の発生器などに設けられる燃焼装
置に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特公昭62−40616号公報には、ボイラに燃焼用
空気を供給するファン又はボイラから空気を誘引するフ
ァンが可変周波数電源から電力を供給されるモータで駆
動され、且つ可変周波数電源が故障したとき、可変周波
数電源から商用電源に切換えてモータに電力を供給する
ボイラ風量制御装置が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、ファンのモータが可変周波
数電源から電力を供給され、モータの回転数を変えて風
量制御しいてるときには、燃焼量が大きい領域、即ち燃
焼量が定格値の100％付近で、モータの消費電力が商用
電源からの電力の供給によるモータの消費電力より大き
くなるという問題が発生する。

又、ファンとボイラとの間の風路に設けられた風路抵
抗制御機構のダンパを可変周波数電源からモータが電力
を供給されているときに全開に固定した場合には、ボイ
ラの燃焼量が小さい領域、即ち低燃焼領域で、ファンの
回転数が低下してボイラへの風量が小さいときには、フ
ァンの圧力が低いため、ボイラに異常燃焼が発生するお
それがあった。

さらに、ボイラの着火時にファンのモータが可変周波
数電源から電力を供給されており、ボイラへの風量が小
さい場合には、ファンの圧力が低いため、着火時の圧力
の変動によって、失火するおそれがあった。

本発明は燃焼量が大きい領域、即ち定格燃焼付近での
モータの消費電力を低減することを目的とする。

又、低燃焼領域でのボイラの異常燃焼、着火時の失火
を回避して燃焼を安定することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、バーナと、この
バーナに設けられたパイロットバーナと、このパイロッ
トバーナ及びバーナに燃焼用空気を供給する送風機と、
この送風機に設けられた送風機モータとを備えた燃焼装
置において、電源からの電力を所定の周波数の電力に変
換して送風機モータに出力するインバータ装置と、この
インバータ装置を側路して電源から送風機モータに電力
を供給する電源ラインと、送風機モータへの電力の供給
をインバータ装置と電源ラインとで切換える切換装置
と、バーナの着火から所定時間上記切換装置を電源ライ
ン側に切換える制御装置とを備えたことを特徴とする。

また、上記制御装置は、バーナの着火から所定時間上
記切換装置を電源ライン側に切換えた後、メイン燃焼が
安定する所定時間経過後に上記切換装置をインバータ装
置側に切換えることを特徴とする。

（ホ）作 用 燃焼装置の運転中、バーナ（１）の燃焼量が定格値付
近の場合には、送風機モータ（３）へ電源ライン（Ｌ）
を介して電力が供給され、送風機モータ（３）は商用運
転し、インバータ運転と比較して消費電力を低減するこ
とが可能になる。

さらに、バーナ（１）の着火から所定時間、電源ライ
ン（Ｌ）を介して送風機モータ（３）に電力を供給し、
送風機モータ（３）は商用運転する。この結果、送風機
（２）の風圧が高くなり、着火時の失火を回避すること
が可能になる。

（ヘ）実 施 例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は例えば吸収冷凍機の高温発生器などに設けら
れた燃焼装置の概略構成図であり、（１）は燃料のガス
が供給されるメインバーナ、（２）はメインバーナ
（１）に燃焼用空気を供給する送風機、（３）は送風機
のファン（図示せず）を駆動する送風機モータである。
（４）は送風機（２）からメインバーナ（１）に至る燃
焼用空気通路であり、（５）は燃焼用空気流路（以下第
１空気流路という）（４）に設けられたエアダンパ（以
下ダンパという）、（5M）はダンパ駆動用のモータ（以
下ダンパモータという）である。（６）はパイロットバ
ーナであり、（７）はダンパ（５）の上流側の第１空気
流路（４）からパイロットバーナ（６）に至るパイロッ
トバーナ用の燃焼用空気流路（以下第２空気流路とい
う）、（８）は燃料ガス流路（以下第１ガス流路とい
う）であり、（９）は第１ガス流路（８）からパイロッ
トバーナ（６）に至る第２ガス流路である。（10）は上
記燃焼装置の制御装置であり、この制御装置（10）は吸
収冷凍機の負荷に応じてメインバーナ（１）に供給され
る燃料ガスの量を例えば比較制御する燃焼量制御装置
（11）と、送風機モータ（３）の運転を制御する送風機
制御装置（12）と、ダンパ（５）の開度を制御する開度
制御装置（13）とから構成されている。以下、第２図に
基づいて制御装置（10）に設けられた送風機制御装置
（12）について説明する。

（12A）は送風機モータ（３）に供給する電力の周波数
を調整するインバータ装置、（12B）は商用電源、
（Ｌ）はインバータ装置（12A）を側路する電源ライ
ン、（14），（15）及び（16）は接点である。（17）は
燃焼量制御装置（11）から燃焼量に応じた信号を入力し
て、周波数信号に変換して出力する変換器である。又、
（18）は変換器（17）と同様に燃焼量制御装置（11）か
ら信号を入力して、接点（14），（15）及び（16）に開
閉信号を出力する切換制御装置である。ここで、切換制
御装置（18）は燃焼量が94％以下のときには接点（14）
及び（15）に閉信号を出力し、接点（16）に開信号を出
力し、燃焼量が94％より高いときには接点（14）及び
（15）に開信号を出力し、接点（16）に閉信号を出力す
る。以下、第３図に基づいて開度制御装置（13）を説明
する。（20）は燃焼量に応じたダンパ（５）の開度を予
め記憶した記憶装置、（21）はダンパ制御器である。ダ
ンパ制御器（21）は燃焼量制御装置（11）から信号を入
力し、燃焼量に応じた開度を記憶装置（20）から入力し
て開閉信号をダンパモータ（5M）に出力する。ここで、
第４図は記憶装置（20）に記憶された燃焼量とダンパ
（５）との関係図であり、ダンパ（５）の開度は燃焼量
が40％以下になると次第に小さくなり、94％を越えると
例えば95％まで低下した後次第に大きくなる。又、第５
図は燃焼量に対する送風機モータ（３）の消費電力特性
図である。そして、燃焼量が25％以上94％以下の範囲で
は送風機モータ（３）はインバータ装置（12A）を介し
て電力が供給されてインバータ運転し、燃焼量が94％よ
り高い場合には送風機モータ（３）は電源ライン（Ｌ）
を介して電力が供給されて商用運転する。ここで、第５
図の破線はインバータ運転時の消費電力である。

以下、上記燃焼装置の動作を第１図、第２図、第３
図、第４図、第５図及び第６図に基づいて説明する。

第６図に示したように燃焼装置（１）の起動は汚れた
空気を外部に排出するプリパージから始まる。そして、
ダンパ（５）の開度は時刻（T₁）から時刻（T₂）まで10
0％に保たれる。その後、低燃焼着火のため、ダンパ制
御器（21）から閉信号が出力され、ダンパ（５）の開度
は次第に小さくなり、時刻（T₃）で25％になる。その
後、パイロットバーナ（６）に着火し、時刻（T₄）でメ
インバーナ（１）に着火して低燃焼を維持し、時刻
（T₅）で切換制御装置（18）は接点（14）及び（15）に
閉信号を出力し、接点（16）に開信号を出力する。この
ため、接点（14）及び（15）はONし、接点（16）はOFF
し、インバータ装置（12）から送風機モータ（３）に燃
焼量に応じた周波数の電力が供給される。そして、移行
運転を経てメイン燃焼が安定した後、インバータ運転が
始まる。

インバータ運転が始まり、燃焼量が次第に増加する
と、それに伴い、ダンパ制御器（21）は開信号をダンパ
モータ（5M）へ出力し、ダンパ（５）の開度は次第に大
きくなり、時刻（T₆）で燃焼量が40％になると、ダンパ
開度は100％になる。その後負荷の増加に伴い燃焼量が
増加する。又、ダンパ（５）の開度は100％に維持され
る。

そして、時刻（T₇）で燃焼量が94％より大きくなる
と、切換制御装置（18）は接点（14）及び（15）へ開信
号を出力し、接点（16）へ閉信号を出力し、電力が商用
電源（12A）から電源ライン（Ｌ）を介して送風機モー
タ（３）に直接供給される。そして、第６図に示したよ
うに燃焼量が変化してダンパ（５）の開度が変化した場
合には、送風機モータ（３）の消費電力も第５図に示し
たように94％〜100％の範囲で変化する。

その後、負荷が減少して燃焼量が減少し、時刻（T₈）
で燃焼量が94％以下になった場合には、切換制御装置
（18）は動作し、接点（14）及び（15）は閉じ、接点
（16）は開き、送風機モータ（３）はインバータ運転を
始める。時間が経過して時刻（T₉）で燃焼量が40％以下
になると、ダンパ制御器（21）は燃焼量の低下に伴い閉
信号をダンパモータ（5M）へ出力し、ダンパ（５）の開
度は次第に小さくなる。時間が経過して時刻（T₁₀）で
燃焼装置を停止するためにメインバーナ（１）が燃焼を
停止してポストパージが始まる。このパストパージが始
まると、切換制御装置（18）は動作し、接点（16）及び
（15）は開き、接点（16）は閉じ、送風機モータ（３）
は商用運転を始める。又、ダンパ制御器（21）は開信号
をダンパモータ（5M）へ出力し、ダンパ（５）の開度は
100％になる。

その後、燃焼装置が運転を始める場合には上記の動作
と同様にプリパージが始まり送風機モータ（３）は商用
運転を始める。又、メインバーナ（１）が燃焼を始める
と、商用運転からインバータ運転に切換わり、低燃焼の
領域では燃焼量に応じてダンパ（５）の開度は変化す
る。さらに、燃焼量が定格値付近では送風機モータ
（３）はインバータ運転から商用運転に切換わる。

上記実施例によれば燃焼量が定格燃焼の付近（燃焼量
が94％より高い）の場合には、インバータ運転から商用
運転に切換わり、第５図に示したように送風機モータ
（３）の消費電力をインバータ運転の場合より低減する
ことができ、この結果、燃焼装置の消費電力を低減する
ことができる。又、メインバーナ（１）が低燃焼で、送
風機モータ（３）がインバータ制御されている場合に
は、燃焼量に応じてダンパ（５）の開度が調節され、燃
焼量の低下に伴いダンパ（３）の開度が小さくなり、送
風機モータ（３）の回転数が低下しているときの送風機
（２）の風圧を高くすることができ、この結果メインバ
ーナ（１）の燃焼を安定することができる。

さらに、燃焼装置のパイロットバーナ（６）へ着火の
ときには、送風機モータ（３）は商用運転し、送風機
（２）の風圧を上げて、パイロットバーナ（６）へ送ら
れる燃焼用空気の量を確保でき、パイロットバーナ
（６）を確実に着火することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
燃焼量と送風機モータ（３）の消費電力との関係及び燃
焼量とダンパ（５）の開度との関係は第４図及び第５図
に限定されるものではなく、送風機モータ（３）の能力
などによって変えられる。

又、上記のようにメインバーナ（１）の燃焼量が小さ
いとき、例えば40％以下のときには、第７図に示したよ
うに、インバータ装置（12A）の制御量を高く設定す
る。これによって、上記第４図に示したように燃焼量が
小さいときダンパ（５）の開度を制御したときと同様
に、低燃焼領域でのメインバーナ（１）の燃焼を安定す
ることができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された燃焼装置の制御装置
であり、燃焼量が定格値付近の場合には、送風機モータ
への電力の供給がインバータ装置からこのインバータ装
置を側路する電源ラインに切換わるので、送風機モータ
の電力の消費量を低減することができる。

さらに、燃焼装置の着火のときのパイロットバーナに
着火する場合には、送風機モータに電源ラインを介して
電力を供給し、送風機モータを商用運転するので、送風
機の風圧を上げてパイロットバーナに必要量の燃焼用空
気を送ることができ、確実に着火することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す送風機の概略構成図、
第２図は同じく送風機制御装置のブロック回路図、第３
図は同じくダンパの開度制御装置のブロック回路図、第
４図は燃焼量とダンパ開度との関係図、第５図は送風機
モータの消費電力の特性図、第６図は燃焼装置の運転時
のダンパ開度と燃焼量との変化の説明図、第７図は燃焼
量とインバータ装置の制御量との関係図である。 （１）……バーナ、（２）……送風機、（３）……送風
機モータ、（５）……ダンパ、（６）……パイロットバ
ーナ、（12）……送風機制御装置、（12A）……インバ
ータ装置、（Ｌ）……電源ライン、（13）……開度制御
装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナと、このバーナに設けられたパイロ
   ットバーナと、このパイロットバーナ及びバーナに燃焼
   用空気を供給する送風機と、この送風機に設けられた送
   風機モータとを備えた燃焼装置において、電源からの電
   力を所定の周波数の電力に変換して送風機モータに出力
   するインバータ装置と、このインバータ装置を側路して
   電源から送風機モータに電力を供給する電源ラインと、
   送風機モータへの電力の供給をインバータ装置と電源ラ
   インとで切換える切換装置と、バーナの着火から所定時
   間上記切換装置を電源ライン側に切換える制御装置とを
   備えたことを特徴とする燃焼装置の制御装置。
2. 【請求項２】上記制御装置は、バーナの着火から所定時
   間上記切換装置を電源ライン側に切換えた後、メイン燃
   焼が安定する所定時間経過後に上記切換装置をインバー
   タ装置側に切換えることを特徴とする請求項１に記載の
   燃焼装置の制御装置。