JP3029838B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通電により加熱した素子の放熱による特性
変化に基づき風速を測定する風速センサを用いて、ファ
ンによりバーナ部へ供給する燃焼用空気の風量を検出す
る風量検出手段を設け、その風量検出手段による検出風
量が、前記バーナ部への燃料供給量に対応する目標風量
になるように、前記ファンのファン能力を自動的に調整
する制御手段を設けた燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

上記の如き燃焼装置においては、素子を使用した風速
センサを用いてバーナ部へ供給する燃焼用空気の実際の
風量を検出し、その検出風量が、バーナ部への燃料供給
量に対応する目標風量になるように、ファンの能力を調
整するものであるから、例えば、ファンの排気路に詰り
が生じたり、外風によって排気路へ逆風圧が作用する
時、風量低下の原因となる外乱が生じても、燃焼用空気
の実風量を目標風量に自動的に調整することができ、上
述の如き外乱による影響を回避して、バーナ部へ供給す
る実際の風量を目標風量に調整することが可能となる。

そして、従来、かかる構成の燃焼装置においては、フ
ァンの起動時点から、実際の検出風量を目標風量に維持
するようにファン能力を自動調整する制御を開始実行さ
せるようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ファンの起動時点から検出風量に基づくファ
ン能力調整制御を開始実行させる従来装置では、バーナ
部への点火に伴って生じる圧力変動に反応して風量を検
出するため、一時的な風量変動にも敏感に対応し、かえ
って風量の安定化を阻害する虞れがあった。

本発明の目的は、ファンの排気路詰り等に起因する風
量低下を回避して、バーナ部へ供給する実際の風量を目
標風量に自動調整することができ、且つ、上述の欠点を
解消する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による燃焼装置の特徴構成は、通電により加熱
した素子の放熱による特性変化に基づき風速を測定する
風速センサを用いて、ファンによりバーナ部へ供給する
燃焼用空気の風量を検出する風量検出手段を設け、その
風量検出手段による検出風量が、前記バーナ部への燃料
供給量に対応する目標風量になるように、前記ファンの
ファン能力を自動的に調整する制御手段を設けたものに
おいて、前記制御手段が、前記ファンの起動後、プリパ
ージ時間経過後に点火装置を作動させて前記バーナ部へ
着火を実行すると共に、前記プリパージ時間及びそれの
経過後に開始される前記バーナ部への着火確認時間を経
過するまでの間、前記素子へ通電した状態にて前記風量
検出手段にて検出される前記検出風量の変動にかかわら
ず、前記ファンのファン能力を予め設定した設定値に保
持するように構成したことにあり、その作用・効果は次
の通りである。

〔作 用〕

つまり、素子を使用した風速センサを用いて燃焼用空
気の実際の風量を検出し、その検出風量が、バーナ部へ
の燃料供給量に対応する目標風量になるように、ファン
の能力を調整するものであるから、上述したようなファ
ンの排気路詰り等の外乱に起因する風量低下を回避し
て、バーナ部へ供給する実際の風量を目標風量に自動調
整することができる。

そして、前記ファンのファン能力を調整する制御手段
が、プリパージ時間及びプリパージ時間経過後に開始さ
れる前記バーナ部への着火確認時間を経過するまでの
間、前記素子へ通電した状態にて風量検出手段にて検出
される前記検出風量の変動にかかわらず、前記ファンの
ファン能力を予め設定した設定値に保持するものである
から、バーナ部への着火による圧力変動に起因する一時
的な風量変動への対応を回避して、風量の安定化を図る
ことができる。

〔発明の効果〕

その結果、バーナ部への着火に起因する一時的な風量
変動への対応を回避することで、風量の安定化を図るこ
とができる。そして、バーナ部への着火に起因する一時
的な風量変動を回避した後においては、その風速センサ
による実際の検出風量が、バーナ部への燃料供給量に対
応する目標風量になるようにファン能力調整制御を実行
でき、従来装置に比して装置信頼性を大巾に向上し得る
に至った。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は燃焼装置の一例としてのガス湯沸器を示し、
バーナ（１）、及び、そのバーナ（１）からの燃焼ガス
により流水を加熱するフィンチューブ型の熱交換器
（２）をケーシング（３）に内装し、ケーシング（３）
の一端には、整風板（４）を介してバーナ部へ燃焼用空
気を強制供給すると共に、熱交換器（２）を通過させた
燃焼ガスをケーシング他端の排気風路（５）を介して強
制排気するファン（６）を接続してある。

（７）はバーナ（１）への燃料供給路であり、燃料供
給量調整用の電磁比例弁（８）を介装してある。

ケーシング（３）内においてバーナ（１）と熱交換器
（２）との間の燃焼室部分（９）と、整風板（４）より
も上流側の空気室部分（10）とは、外部連通管（11）に
より連通させてあり、この外部連通管（11）には、通過
風速検出に基づきファン（６）による供給燃焼用空気の
実風量（Ｑ）を検出するための風速センサ（12）を装備
してある。

そして、この風速センサ（12）には、通電により高温
に加熱した素子（例えばサーミスタ、トランジスタ、Pt
薄膜等々）の放熱による特性変化に基づき風速を測定す
る型式のものを採用してある。

（13）は運転制御を司るコントローラであり、このコ
ントローラ（13）は、基本制御として下記（イ），
（ロ）の制御を実行するように構成してある。

（イ）給湯温度センサ（14）による検出湯温を設定され
た湯温に維持するように、電磁比例弁（８）を自動操作
して燃料供給量（Ｇ）を調整する。

（ロ）検出風量（Ｑ）を所定値に維持するようにファン
（６）を自動能力調整する。

具体的には、予め記憶させた第２図に示す如き、燃料
供給量（Ｇ）と最適風量との設定相関関係（Ｉ）に基づ
き、検出風量（Ｑ）をその時の燃料供給量（Ｇ）の調整
値（Ga）に対応する最適風量（Qa）、つまり、最適な目
標風量（Qa）に維持するように、ファン（６）を自動能
力調整する。

すなわち、上記（イ），（ロ）の運転制御により、排
気路詰りや、外風による排気路への逆風圧印加等、風量
低下の原因となる多少の外乱が生じても空燃比を適切に
保つようにしながら燃料供給量を調整して、設定湯温の
湯を連続的に生成するようにしてある。

更にコントローラ（13）は、上述（イ），（ロ）の基
本運転制御に加え、運転開始制御として下記（ハ）〜
（ホ）の制御を実行するように構成してある（第３図参
照） （ハ）運転開始指令が与えられると、ファン（６）を起
動してプリパージ運転を開始すると共に、風速センサ
（12）における素子への通電を開始する。

（ニ）ファン起動後、風量を設定点火用燃料供給量
（G_b）に対応する点火用最適風量（Q_b）とするようにフ
ァン能力を調整し、そして、その調整状況下において、
設定プリパージ時間（T₁）の経過完了時点で、電磁比例
弁（８）を設定点火用燃料供給量（G_b）に対応する開度
まで開弁すると共に、点火装置である点火プラグ（15）
をスパーク作動させて点火する。

（ホ）点火実行後、設定着火確認時間（T₂）の経過を待
って、前述（イ），（ロ）の制御に移行する。

そして、上述（ハ）〜（ホ）の運転開始制御におい
て、ファン起動後、設定プリパージ時間（T₁）を経て設
定プリパージ時間（T₁）経過後に開始される設定着火確
認時間（T₂）の経過完了時点に至るまでの間（T₁＋
T₂）、風量を点火用最適風量（Q_b）とするようにファン
能力を調整するについては下記の如き制御形態を採るよ
うにコントローラ（13）を構成してある。

すなわち、検出風量（Ｑ）を所定値に維持するように
ファン能力を調整する前述（ロ）の如き制御形態（換言
すれば、検出風量（Ｑ）に基づくファン能力のフィード
バック制御）に代えて、風速センサ（12）における素子
への通電開始を伴うファン起動後、設定プリパージ時間
（T₁）を経て設定プリパージ時間（T₁）軽過後に開始さ
れる設定着火確認時間（T₂）の経過完了時点に至るまで
の間（T₁＋T₂）は、第３図に示す如く検出風量（Ｑ）の
変動にかかわらず、ファン能力（Ｖ）を点火用最適風量
（Q_b）に対応する設定値（V_b）にまで立上げてその設定
値（V_b）に保持する制御形態を採るようにしてある。

つまり、ファン起動に伴う風速センサ（12）の素子へ
の通電開始後、しばらくの間は、第３図におけるａの部
分で示すように、風速センサ（12）の測定機能が不安定
で検出風量（Ｑ）に大きな誤差を生じることから、上述
の如く通電開始後、設定プリパージ時間（T₁）が経過す
るまでの間と、設定プリパージ時間（T₁）経過後におい
ても、第３図におけるｂの部分で示すように、点火に伴
う燃焼室室圧の変動に起因した検出風量（Ｑ）の一時的
変動を示す点火実行時を含む設定着火確認時間（T₂）の
経過完了時点に至るまでの間（T₁＋T₂）は、検出風量
（Ｑ）の変動にかかわらずファン能力を設定値（V_b）に
保持することで、素子への通電開始時における風量の安
定化を図りながら点火に伴う検出風量（Ｑ）の一時的変
動にも対処し、全体として風量の安定化（第３図におい
て破線が実際の風量を示す）を図るようにしてある。

従って、前記コントローラ（13）を利用して、風速セ
ンサ（12）を用いてファン（６）によりバーナ部へ供給
する燃焼用空気の実際の風量を検出する風量検出手段
と、その検出風量（Ｑ）をバーナ部への燃料供給量
（Ｇ）に対応する目標風量になるように前記ファン
（６）のファン能力（Ｖ）を自動的に調整する制御手段
とが構成され、その制御手段を構成するコントローラ
（13）が、設定プリパージ時間（T₁）及び設定プリパー
ジ時間（T₁）経過後に開始される設定着火確認時間
（T₂）を経過するまでの間（T₁＋T₂）、素子へ通電した
状態にて風量検出手段にて検出される検出風量（Ｑ）の
変動にかかわらずファン能力（Ｖ）を予め設定した所定
値（V_b）に保持するように構成してあることになる。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

（ｉ）保持目標とするファン能力設定値は固定値であっ
ても良く、又、それに代えて、前回の燃焼運転における
前述（ロ）の制御の実行情報に基づき点火用最適風量を
得るに必要なファン能力値を判定させ、そして、その判
定値を次回の運転における保持目標ファン能力設定値に
採用させるようにしても良い。

（ii）ファンは、燃焼用空気をバーナ部へ押し込み供給
する型式のものであっても良く、又、燃焼用空気をバー
ナ部へ吸い込み供給する型式のものであっても良い。

（iii）本発明は、湯沸器に限らず、種々の用途の燃焼
装置に適用できる。

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】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
装置構成図、第２図は燃料供給量と検出風量とについて
のグラフ、第３図（イ），（ロ）は夫々、ファン起動時
における制御形態を示すグラフである。 （６）……ファン、（12）……風速センサ、（13）……
制御手段、（15）……点火装置、（Ｇ）……燃料供給
量、（Ｑ）……検出風量、（Ｖ）……ファン能力、
（V_b）……設定値、（T₁）……プリパージ時間、（T₂）
……着火確認時間。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電により加熱した素子の放熱による特性
   変化に基づき風速を測定する風速センサ（12）を用い
   て、ファン（６）によりバーナ部へ供給する燃焼用空気
   の風量を検出する風量検出手段を設け、その風量検出手
   段による検出風量（Ｑ）が、前記バーナ部への燃料供給
   量（Ｇ）に対応する目標風量になるように、前記ファン
   （６）のファン能力（Ｖ）を自動的に調整する制御手段
   （13）を設けた燃焼装置であって、 前記制御手段（13）が、前記ファン（６）の起動後、プ
   リパージ時間（T₁）経過後に点火装置（15）を作動させ
   て前記バーナ部への着火を実行すると共に、前記プリパ
   ージ時間（T₁）及びそれの経過後に開始される前記バー
   ナ部への着火確認時間（T₂）を経過するまでの間、前記
   素子へ通電した状態にて前記風量検出手段にて検出され
   る前記検出風量（Ｑ）の変動にかかわらず、前記ファン
   （６）のファン能力（Ｖ）を予め設定した設定値（V_b）
   に保持するように構成してある燃焼装置。