JP3025186B2

JP3025186B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3025186B2
Application number: JP7340141A
Authority: JP
Inventors: 孝三吉山; 俊也白倉
Original assignee: 株式会社ハーマン
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JPH09178167A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナに点火する
点火手段と、前記点火手段による前記バーナの着火を検
出する着火検出手段と、前記バーナの点火用空燃比を調
節する空燃比調節手段と、前記点火手段が所定の点火用
空燃比で点火作動するように、前記空燃比調節手段の作
動を制御する点火制御手段とが設けられている燃焼装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】冒記燃御装置は、点火用空燃比をその都
度調整することなくバーナに点火できるようにしたもの
であるが、従来の燃焼装置は、予め想定した設置条件に
対応して空燃比調節手段による点火用空燃比の調節状態
を設定し、点火制御手段がその想定した設置条件におい
て空燃比調節手段の作動を制御すると、点火手段が所定
の点火用空燃比で点火作動するように構成するととも
に、排気口のオリフィス径や点火用のファン回転数等を
別に変更調節できるようにして、例えば、排気ダクトの
長さ等の設置条件が想定した設置条件と異なる為に、点
火制御手段が空燃比調節手段の作動を制御しても実際に
は所定の点火用空燃比に調節できておらず、点火不良が
発生するおそれがあるような場合は、その燃焼装置の設
置時に、点火制御手段が空燃比調節手段の作動を制御す
ると所定の点火用空燃比に調節されるように、予めその
排気口のオリフィス径や点火用のファン回転数等を変更
調節して、その変更調節した状態で点火制御手段が空燃
比調節手段の作動を制御すると、点火手段が所定の点火
用空燃比で点火作動するように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気口
のオリフィス径や点火用のファン回転数等を変更調節で
きるようにしてあっても、所定の点火用空燃比が得られ
るようにする為の変更調節作業自体に熟練を要するとと
もに、燃焼装置を設置した後において、排気ダクト内へ
の埃の堆積等に起因してその使用条件が変化し、その結
果、燃焼ガスの排気抵抗や燃焼用空気の供給量等が変化
して所定の点火用空燃比が得られなくなっても点火不良
が発生し易くなるから、その都度、その排気口のオリフ
ィス径や点火用のファン回転数を変更調節しなければな
らず、そのメンテナンスに多大の費用と労力を要する欠
点がある。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、設置条件の違いや使用条件の変化
にかかわらず、点火不良の発生を簡便に防止でき、空燃
比調節手段による点火用空燃比の調節状態を使用条件の
変化に応じて迅速に補正できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の燃焼装置
は、バーナに点火する点火手段と、前記点火手段による
前記バーナの着火を検出する着火検出手段と、前記バー
ナの点火用空燃比を調節する空燃比調節手段と、前記点
火手段が所定の点火用空燃比で点火作動するように、前
記空燃比調節手段の作動を制御する点火制御手段とが設
けられている燃焼装置であって、前記空燃比調節手段に
よる点火用空燃比の調節状態を補正する補正手段が設け
られ、前記点火制御手段は、前記点火手段の点火作動に
かかわらず、前記着火検出手段が設定時間内に着火を検
出しないときには、前記補正手段にて点火用空燃比の調
節状態を補正して、前記点火手段の再点火作動を実行さ
せるように構成されているので、空燃比調節手段による
点火用空燃比の調節状態を、設置条件の違いや使用条件
の変化に応じて、熟練を要することなく、しかも、特別
なメンテナンスを要することなく、所定の点火用空燃比
が得られるように補正できる。従って、設置条件の違い
や使用条件の変化にかかわらず、点火不良の発生を簡便
に防止できる。

【０００６】前記補正手段は、点火用空燃比の調節状態
を点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と低くなる
側に補正する状態とに切換可能に構成され、前記点火制
御手段は、前記点火手段が再点火作動を連続して繰り返
す毎に、前記補正手段を点火用空燃比が高くなる側に補
正する状態と低くなる側に補正する状態とに交互に切り
換えるように構成されているので、例えば点火用空燃比
が高くなる側に補正する状態で点火手段の再点火作動を
実行してもバーナの着火を検出しないときには、次に、
点火用空燃比が低くなる側に補正する状態で点火手段の
再点火作動を実行させることができ、補正前の点火用空
燃比の調節状態から大きく逸脱しない状態で、その調節
状態を能率良く補正することができる。

【０００７】前記補正手段は、点火用空燃比の調節状態
を点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と低くなる
側に補正する状態とに切換可能、かつ、点火用空燃比が
高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正する状態
との各々の状態において、更に、一定範囲内で点火用空
燃比が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正す
る状態とに切換可能に構成され、前記点火制御手段は、
前記点火手段が再点火作動を所定回数連続して繰り返す
毎に、前記補正手段を点火用空燃比が高くなる側に補正
する状態と低くなる側に補正する状態とに交互に切り換
え、かつ、その切り換えた状態の各々において、前記点
火手段が再点火作動を連続して繰り返す毎に、一定範囲
内で点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と低くな
る側に補正する状態とに交互に切り換えるように構成さ
れているので、補正前の点火用空燃比の調節状態から大
きく逸脱しない状態で、その調節状態を広い範囲に亘っ
て補正できる。

【０００８】前記空燃比調節手段が前記バーナへの燃焼
用の空気供給量を調節する空気供給量調節手段を設けて
構成され、前記補正手段は、前記空気供給量調節手段の
調節状態を補正するように構成されているので、燃料供
給量を略一定に維持して所定の緩点火状態で点火し易
い。

【０００９】請求項２記載の燃焼装置は、前記点火制御
手段は、前記点火手段による再点火作動を実行させる前
にプレパージを実行させるように構成されているので、
点火用空燃比の調節状態を補正したにもかかわらず、前
回の点火作動時に供給された燃料が残存している為に、
所定の点火用空燃比を得られず、再点火作動を繰り返す
事態を回避して、点火不良の発生を効率良く防止でき
る。

【００１０】請求項３記載の燃焼装置は、前記バーナの
着火を検出したときの点火用空燃比の調節状態を、次回
の点火作動時における点火用空燃比の調節状態として記
憶する記憶手段が設けられているので、次回の点火作動
時において点火用空燃比の調節状態を補正する必要が生
じた場合に、前回の点火作動時における点火用空燃比の
調節状態を基準にして補正することができ、空燃比調節
手段による点火用空燃比の調節状態を使用条件の変化に
応じて迅速に補正できる。特に、請求項２記載の燃焼装
置のように、点火制御手段が、点火手段の再点火作動を
実行させる前にプレパージを実行させるように構成され
ている場合は、燃料が残存していない状態に対応して点
火用空燃比の調節状態が補正されているので、次回の点
火作動時においても、その記憶手段に記憶されている調
節状態で、所定の点火用空燃比を得やすい。

【００１１】請求項４記載の燃焼装置は、前記点火手段
の再点火作動が連続して実行された回数が所定回数を越
えると、以後の再点火作動の実行を中止するように構成
されているので、点火用空燃比以外の原因による異常事
態の発生に対応し易い。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、給湯器本体Ａと、給湯器
本体Ａに内蔵されている制御部Ｂと、制御部Ｂに接続さ
れているリモコン装置Ｃとを備えた、本発明による燃焼
装置の一例としての給湯装置を示す。

【００１３】前記給湯器本体Ａには、バーナ１が内部に
備えられている燃焼室２と、バーナ１に点火する点火手
段としてのイグナイタ３と、イグナイタ３によるバーナ
１の着火を検出する着火検出手段としての着火センサ
（フレームロッド）４と、燃焼室２の上部に備えられて
いる水加熱用の熱交換器５と、燃焼室２の下部に備えら
れていて、燃焼室２に対して燃焼用空気を送風する送風
ファン６と、熱交換器５に対して加熱用の水を供給する
給水路７と、熱交換器５において加熱された湯を給湯栓
８に対して供給する給湯路９と、バーナ１に対して家庭
用のガス供給管から燃料ガスを供給する燃料供給路１０
とが設けられている。

【００１４】前記送風ファン６は、制御部Ｂからの駆動
電流によってファン回転数Ｑを増減して、燃焼室２に対
する燃焼用空気の通風量を増減できるように構成され、
この送風ファン６が、バーナ１の点火用空燃比を調節す
る空燃比調節手段としての、バーナ１への燃焼用の空気
供給量を調節する空気供給量調節手段に構成されてい
る。

【００１５】前記燃料供給路１０には、セイフティ電磁
弁Ｖ１と、ガスガバナ付き電磁比例弁Ｖ２と、メイン断
続弁Ｖ３と、バーナ１への実際の燃料供給量を検出する
ガス量センサ１１とが備えられ、電磁比例弁Ｖ２は、制
御部Ｂからの駆動電流によってその弁の開度が調節され
るよう構成してある。前記給水路７は水道管に接続さ
れ、熱交換器５への給水温度を検出する給水温センサ１
２と、熱交換器５への給水量を検出する給水量センサ１
３と、水温補正バルブＶ４とが備えられている。前記給
湯路９には、熱交換器５の出口出湯温度を検出する出湯
温センサ１４と、給水路７からの水を給湯路９に混合す
るミキシングバルブＶ５と、給湯栓８に対する給湯温度
を検出する給湯温センサ１５とが設けられ、ミキシング
バルブＶ５は、制御部Ｂからの駆動電流によってその弁
の開度が調節され、給水路７からの水の給湯路９への取
り込み量を調節することによって、給湯栓８における給
湯温度を調節できるように構成されている。

【００１６】前記制御部Ｂは、給湯装置の給湯動作を制
御するための制御プログラムがインストールされたマイ
クロ・コンピュータを主要部として備え、各種センサ
４，１１，１２，１３，１４，１５と各種弁Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ５と送風ファン６、及び、イグナイタ３が
接続されているとともに、送風ファン６の緩点火用のフ
ァン回転数Ｑ１を記憶する記憶手段としてのＥＥＰＲＯ
Ｍ１６が設けられ、この制御部Ｂの制御プログラムに、
イグナイタ３が所定の点火用空燃比で点火作動するよう
に送風ファン６の作動を制御する点火制御手段Ｄが設け
られ、この点火制御手段Ｄに、送風ファン６による点火
用空燃比の調節状態を補正する補正手段Ｅとしての第１
補正手段Ｅ１と第２補正手段Ｅ２とが設けられている。

【００１７】前記リモコン装置Ｃは有線手段によって制
御部Ｂに接続され、その操作パネルには、給湯装置の運
転を指示する運転スイッチＣ１と、給湯装置の運転状態
を示す運転ランプＣ２と、バーナ１の燃焼状態を示す燃
焼ランプＣ３と、給湯栓８に対する目標給湯温度を設定
する温度設定スイッチＣ４とが備えられている。

【００１８】次に、図２，図３のフローチャートを参照
しながら、制御部Ｂによる給湯装置の制御動作を説明す
る。主電源がＯＮ操作されると制御動作が開始され、予
め初期設定されている送風ファン６の緩点火用のファン
回転数Ｑ１がＥＥＰＲＯＭ１６から読み込まれ（ステッ
プ＃１）、後述するエラー回数Ｎが０に初期化される
（ステップ＃２）。そして、リモコン装置Ｃの運転スイ
ッチＣ１がＯＮ操作され（ステップ＃３）、給水量セン
サ１３のＯＮで熱交換器５への給水を検出すると（ステ
ップ＃４）、点火制御手段Ｄによる制御を行う。

【００１９】先ず、第１補正手段Ｅ１において、送風フ
ァン６の緩点火用のファン回転数Ｑ１を補正する為の回
転数偏差αを０に初期化した後（ステップ＃５）、エラ
ー回数Ｎ＝１の場合はファン回転数Ｑ１＝Ｑ１−２００
rpm として点火用空燃比の調節状態を点火用空燃比が低
くなる側に補正し（ステップ＃６，＃７）、エラー回数
Ｎ＝２の場合はファン回転数Ｑ１＝Ｑ１＋２００rpm と
して点火用空燃比の調節状態を点火用空燃比が高くなる
側に補正し（ステップ＃８，＃９）、更に、その補正し
たファン回転数Ｑ１に回転数偏差αを加算して、ファン
回転数Ｑ１＝Ｑ１＋αとする（ステップ＃１０）。

【００２０】次に、ステップ＃１０で演算したファン回
転数Ｑ１で通風ファン６を回転させた後（ステップ＃１
１）、イグナイタ３を点火作動させるとともにガスガバ
ナ付き電磁比例弁Ｖ２を緩点火用の所定のガス供給量に
調節してメイン断続用のガス電磁弁Ｖ３とセイフティ電
磁弁Ｖ１をＯＮし（ステップ＃１２）、着火センサ４が
炎を検知して着火が検出されると、イグナイタ３の点火
作動をＯＦＦする（ステップ＃１３，＃１４）。そし
て、イグナイタ３の点火作動にかかわらず、着火センサ
４が設定時間（例えば約５秒）内に着火を検出しないと
きには（ステップ＃１３，＃１５）、第２補正手段Ｅ２
にてファン回転数Ｑ１を更に補正することにより、点火
用空燃比の調節状態を補正して、イグナイタ３の再点火
作動を実行させる。

【００２１】第２補正手段Ｅ２においては、ファン回転
数Ｑ１を低くして点火用空燃比の調節状態を点火用空燃
比が低くなる側に補正する状態と、ファン回転数Ｑ１を
高くして点火用空燃比の調節状態を点火用空燃比が高く
なる側に補正する状態とに切換可能に構成され、点火制
御手段Ｄは、イグナイタ３が再点火作動を連続して繰り
返す毎に、点火用空燃比が低くなる側に補正する状態と
高くなる側に補正する状態とに交互に切り換えるように
構成されている。

【００２２】つまり、運転スイッチＣ１がＯＮ操作され
てから一回目の不着火の場合は、イグナイタ３の点火作
動をＯＦＦするとともにガスガバナ付き電磁比例弁Ｖ２
とメイン断続用のガス電磁弁Ｖ３とセイフティ電磁弁Ｖ
１をＯＦＦして（ステップ＃１６，＃１７）、通風ファ
ン６の回転による約３秒間のプレパージを実行し（ステ
ップ＃１８）、回転数偏差α＝−１００rpm とした後
（ステップ＃１９）、ステップ＃１０に戻って、ファン
回転数Ｑ１＝Ｑ１−１００rpm で一回目の再点火作動を
実行する。

【００２３】また、一回目の再点火作動では着火せず、
従って、運転スイッチＣ１がＯＮ操作されてから二回目
の不着火の場合は、イグナイタ３の点火作動をＯＦＦす
るとともにガスガバナ付き電磁比例弁Ｖ２とメイン断続
用のガス電磁弁Ｖ３とセイフティ電磁弁Ｖ１をＯＦＦし
て（ステップ＃２０，＃２１）、通風ファン６の回転に
よる約３秒間のプレパージを実行し（ステップ＃２
２）、回転数偏差α＝＋１００rpm とした後（ステップ
＃２３）、ステップ＃１０に戻って、ファン回転数Ｑ１
＝Ｑ１＋１００rpm で二回目の再点火作動を実行する。

【００２４】そして、ステップ＃１３，＃１４で着火を
検出してイグナイタ３の点火作動をＯＦＦすると、その
点火時の点火用空燃比の調節状態、つまり、その時のフ
ァン回転数Ｑ１＝Ｑ１＋αを次回の点火作動時における
点火用空燃比の調節状態としてＥＥＰＲＯＭ１６に記憶
させる（ステップ＃２４）。

【００２５】次に、所定の比例制御運転を実行し（ステ
ップ＃２５）、運転スイッチＣ１がＯＦＦ操作され（ス
テップ＃２６）、或いは、給水量センサ１３が熱交換器
５への給水停止を検出すると（ステップ＃２７）、所定
時間に亘るポストパージの後（ステップ＃２８）、ステ
ップ＃３に戻って、次に運転スイッチＣ１がＯＮ操作さ
れるまで待機する。

【００２６】ステップ＃２０において、運転スイッチＣ
１がＯＮ操作されてから三回目の不着火の場合、つま
り、イグナイタ３の再点火作動が二回連続して実行され
ると、次の再点火作動の実行を停止するエラー停止処理
が行われて（ステップ＃２９）、エラー回数Ｎ＝Ｎ＋１
とし（ステップ＃３０）、エラー回数Ｎが三回を越えて
いない場合、エラー停止処理が解除されてステップ＃３
に戻り（ステップ＃３１，＃３２）、エラー回数Ｎが三
回を越えた場合、つまり、イグナイタ３の再点火作動が
二回連続して実行された回数Ｎが三回を越えると、４時
間のインターロックをかけて以後の再点火作動の実行を
中止した後（ステップ＃３１，＃３３）、ＥＥＰＲＯＭ
１６に記憶されているファン回転数Ｑ１を前述の初期設
定されているファン回転数Ｑ１に初期化する（ステップ
＃３４）。

【００２７】従って、補正手段Ｅは、第１補正手段Ｅ１
により、点火用空燃比の調節状態を点火用空燃比が高く
なる側に補正する状態と低くなる側に補正する状態とに
切換可能、かつ、点火用空燃比の調節状態を点火用空燃
比が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正する
状態との各々の状態において、更に、第２補正手段Ｅ２
により、一定範囲内で点火用空燃比の調節状態を点火用
空燃比が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正
する状態とに切換可能に構成されている。

【００２８】また、点火制御手段Ｄは、イグナイタ３が
再点火作動を二回連続して繰り返す毎に、補正手段Ｅ
を、第１補正手段Ｅ１により、点火用空燃比が高くなる
側に補正する状態と低くなる側に補正する状態とに交互
に切り換え、かつ、その切り換えた状態の各々におい
て、イグナイタ３が再点火作動を連続して繰り返す毎
に、第２補正手段Ｅ２により、一定範囲内で点火用空燃
比が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正する
状態とに交互に切り換えるように構成されている。

【００２９】〔別実施形態〕１．空気供給量調節手段は、通風ファンの回転数の調節
によるものに限らず、例えば、通風路に設けられた開閉
シャッターなどの開閉操作により、空気供給量を調節す
るものであっても良い。尚、特許請求の範囲の項に図面
との対照を便利にするために符号を記すが、該記入によ
り本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃焼装置の全体構成を示す概略図

【図２】給湯装置の制御動作を示すフローチャート

【図３】給湯装置の制御動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１バーナ３点火手段４着火検出手段６空燃比調節手段（空気供給量調節手段）Ｄ点火制御手段Ｅ補正手段１６記憶手段Ｎ回数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/00 F23N 1/02 F23N 5/20 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ（１）に点火する点火手段（３）
と、前記点火手段（３）による前記バーナ（１）の着火を検
出する着火検出手段（４）と、前記バーナ（１）の点火用空燃比を調節する空燃比調節
手段（６）と、前記点火手段（３）が所定の点火用空燃比で点火作動す
るように、前記空燃比調節手段（６）の作動を制御する
点火制御手段（Ｄ）とが設けられている燃焼装置であっ
て、前記空燃比調節手段（６）が前記バーナ（１）への燃焼
用の空気供給量を調節する空気供給量調節手段を設けて
構成され、その空気供給量調節手段（６）の調節状態を補正して、
点火用空燃比の調節状態を補正する補正手段（Ｅ）が設
けられ、その補正手段（Ｅ）が、点火用空燃比の調節状
態を点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と低くな
る側に補正する状態とに切換可能、かつ、点火用空燃比
が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正する状
態との各々の状態において、更に、一定範囲内で点火用
空燃比が高くなる側に補正する状態と低くなる側に補正
する状態とに切換可能に構成され、前記点火制御手段（Ｄ）は、前記点火手段（３）の点火作動にかかわらず、前記着火
検出手段（４）が設定時間内に着火を検出しないときに
は、前記補正手段（Ｅ）にて点火用空燃比の調節状態を
補正して、前記点火手段（３）の再点火作動を実行させ
るように構成されるとともに、前記点火手段（３）が再
点火作動を所定回数連続して繰り返す毎に、前記補正手
段（Ｅ）を点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と
低くなる側に補正する状態とに交互に切り換え、かつ、
その切り換えた状態の各々において、前記点火手段
（３）が再点火作動を連続して繰り返す毎に、一定範囲
内で点火用空燃比が高くなる側に補正する状態と低くな
る側に補正する状態とに交互に切り換えるように構成さ
れている燃焼装置。
【請求項２】前記点火制御手段（Ｄ）は、前記点火手
段（３）による再点火作動を実行させる前にプレパージ
を実行させるように構成されている請求項１記載の燃焼
装置。
【請求項３】前記バーナ（１）の着火を検出したとき
の点火用空燃比の調節状態を、次回の点火作動時におけ
る点火用空燃比の調節状態として記憶する記憶手段（１
６）が設けられている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記点火手段（３）の再点火作動が連続
して実行された回数（Ｎ）が所定回数を越えると、以後
の再点火作動の実行を中止するように構成されている請
求項１，２又は３記載の燃焼装置。