JP3364506B2 - Combustion equipment - Google Patents

Combustion equipment

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JP3364506B2
JP3364506B2 JP04848893A JP4848893A JP3364506B2 JP 3364506 B2 JP3364506 B2 JP 3364506B2 JP 04848893 A JP04848893 A JP 04848893A JP 4848893 A JP4848893 A JP 4848893A JP 3364506 B2 JP3364506 B2 JP 3364506B2
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combustion
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burner
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バーナを備える燃焼部
に燃焼用空気を供給する通風手段と、その通風手段によ
る前記燃焼部への空気供給量を検出する加熱式センサ
と、前記加熱式センサの検出値が前記バーナに供給され
る燃料供給量に応じて決められる目標値に維持されるよ
う前記通風手段を制御する制御手段とを備える燃焼装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ventilation unit for supplying combustion air to a combustion unit equipped with a burner, a heating type sensor for detecting the amount of air supplied to the combustion unit by the ventilation unit, and the heating type. And a control unit that controls the ventilation unit so that the detection value of the sensor is maintained at a target value determined according to the amount of fuel supplied to the burner.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる燃焼装置に使用される加熱式セン
サとして、例えば、セラミック酸素センサがある。この
酸素センサは、燃焼排気中の酸素濃度を検出することに
より燃焼部への空気供給量を間接的に検出するものであ
る。一般に、上記加熱式センサは、その作動原理上、セ
ンサ素子を活性温度と呼ばれる所定温度(500〜80
0℃程度)に加熱して使用され、通常そのためのヒータ
を一定電力で加熱作動させる状態で備えている。
2. Description of the Related Art As a heating type sensor used in such a combustion apparatus, there is, for example, a ceramic oxygen sensor. This oxygen sensor indirectly detects the amount of air supplied to the combustion section by detecting the oxygen concentration in the combustion exhaust gas. Generally, in the above-mentioned heating type sensor, a sensor element has a predetermined temperature (500 to 80) called an activation temperature in view of its operating principle.
It is used after being heated to about 0 ° C.), and a heater therefor is usually provided in a state of being heated by a constant power.

【0003】そして、制御手段は、上記の如き加熱式セ
ンサの検出値をそのまま用いて、通風手段を制御するよ
うに構成されていた。
The control means is constructed so as to control the ventilation means by using the detected value of the heating type sensor as it is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
熱式センサは、センサ素子温度が変化すると、その出力
値が変化するものであるため、例えば家庭用ガス給湯器
のように、被験者の使用状態により排ガス温度が変化す
る場合には、その温度変化により上記加熱式センサのセ
ンサ素子に温度変化が生じてしまう。その結果、図8の
61,62に示すように、排ガス中の酸素濃度が同じで
あっても、センサ素子の温度変化に対応して加熱式セン
サの検出値が変化してしまって、適正な空燃比制御を行
うことができない、という問題があった。尚、図8は、
雰囲気温度がT1からT1’(T1>T1’)に変化し
たときの加熱式センサの検出値の変化を示している。つ
まり、酸素濃度が15%において、雰囲気温度がT1か
らT1’に変化すると、加熱式センサの検出値はIa か
らIa'に変化する。図中Vk は加熱式センサの監視電圧
である。本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、排ガス温度が変化する燃焼装置にお
いて、適正な空燃比制御を行うことにある。
However, since the above-mentioned heating type sensor changes its output value when the sensor element temperature changes, it depends on the usage condition of the subject, such as a household gas water heater. When the exhaust gas temperature changes, the temperature change causes a temperature change in the sensor element of the heating sensor. As a result, as shown by 61 and 62 in FIG. 8, even if the oxygen concentration in the exhaust gas is the same, the detection value of the heating type sensor changes in accordance with the temperature change of the sensor element, and it is appropriate. There is a problem that the air-fuel ratio control cannot be performed. In addition, FIG.
The change in the detection value of the heating sensor when the ambient temperature changes from T1 to T1 ′ (T1> T1 ′) is shown. That is, when the oxygen concentration is 15% and the ambient temperature changes from T1 to T1 ', the detection value of the heating sensor changes from Ia to Ia'. In the figure, Vk is a monitoring voltage of the heating type sensor. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform appropriate air-fuel ratio control in a combustion device in which exhaust gas temperature changes.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、バ
ーナを備える燃焼部に燃焼用空気を供給する通風手段
と、その通風手段による前記燃焼部への空気供給量を検
出する加熱式センサと、前記加熱式センサの検出値が前
記バーナに供給される燃料供給量に応じて決められる目
標値に維持されるよう前記通風手段を制御する制御手段
とを備えるものであって、その第1特徴構成は、前記制
御手段が、前記加熱式センサの雰囲気温度に基づいて、
前記加熱式センサの検出値を補正するように構成されて
いる点にある。第2特徴構成は、前記制御手段が、前記
バーナに供給される燃料供給量に基づいて、前記加熱式
センサの雰囲気温度を推定し、その推定された雰囲気温
度に基づいて、前記加熱式センサの検出値を補正するよ
うに構成されている点にある。第3特徴構成は、前記加
熱式センサが、限界電流型酸素センサである点にある。
第4特徴構成は、前記制御手段が、前記限界電流型酸素
センサにて構成される加熱式センサの雰囲気温度が低く
なるほど前記限界電流型酸素センサにて構成される加熱
式センサの監視電圧を高く変更設定するように構成され
ている点にある。
A combustion apparatus according to the present invention comprises a ventilation means for supplying combustion air to a combustion section equipped with a burner, and a heating type sensor for detecting the amount of air supplied to the combustion section by the ventilation means. And a control means for controlling the ventilation means so that the detection value of the heating sensor is maintained at a target value determined according to the fuel supply amount supplied to the burner, the first of which is provided. Characteristic configuration, the control means, based on the ambient temperature of the heating sensor,
It is configured to correct the detection value of the heating sensor. In a second characteristic configuration, the control means estimates the ambient temperature of the heating sensor based on the fuel supply amount supplied to the burner, and the heating sensor of the heating sensor is estimated based on the estimated ambient temperature. It is configured to correct the detection value. A third characteristic configuration is that the heating type sensor is a limiting current type oxygen sensor.
In a fourth characteristic configuration, the control unit increases the monitoring voltage of the heating type sensor including the limiting current type oxygen sensor as the ambient temperature of the heating type sensor including the limiting current type oxygen sensor decreases. It is configured to be changed and set.

【0006】[0006]

【作用】第1特徴構成によれば、加熱式センサの雰囲気
温度に基づいて加熱式センサにて検出される空気供給量
の値を実際の空気供給量に近づけるように補正し、その
補正した空気供給量がバーナに供給される燃料供給量に
応じて決められる目標値になるように、通風手段を制御
する。第2特徴構成によれば、加熱式センサの雰囲気温
度(排気ガス温度)は、図7に示すように、バーナに供
給される燃料供給量の変化(即ちガス比例弁開度の変
化)に対応して変化するので、バーナに供給される燃料
供給量に基づいて加熱式センサの雰囲気温度を推定し、
この推定された雰囲気温度に基づいて加熱式センサにて
検出される空気供給量の値を補正する。そして、その補
正された空気供給量がバーナに供給される燃料供給量に
応じて決められる目標値になるように、通風手段を制御
する。第3特徴構成によれば、限界電流型酸素センサに
て、燃焼排気中の酸素濃度を検出することにより、燃焼
部への空気供給量を間接的に検出することができる。つ
まり、燃焼部への空気供給量が過剰気味であれば、排気
中の酸素濃度(残存量)は大きく、逆に空気供給量が不
足気味であれば、排気中の酸素濃度(残存量)は小さく
なる。第4特徴構成によれば、限界電流型酸素センサを
用いて構成される加熱式センサの雰囲気温度が低くなる
ほど加熱式センサの監視電圧を高く変更設定する。つま
り、図8に示すように、雰囲気温度がT1からT1’
(T1>T1’)に変化すると、加熱式センサの監視電
圧をVk からVk'に変更し、雰囲気温度がT1’からT
1に変化すると、加熱式センサの監視電圧をVk'からV
k に変更する。
According to the first characteristic configuration, the value of the air supply amount detected by the heating type sensor is corrected based on the ambient temperature of the heating type sensor so as to be closer to the actual air supply amount, and the corrected air is corrected. The ventilation means is controlled so that the supply amount becomes a target value determined according to the fuel supply amount supplied to the burner. According to the second characteristic configuration, the ambient temperature (exhaust gas temperature) of the heating type sensor corresponds to the change in the fuel supply amount supplied to the burner (that is, the change in the gas proportional valve opening degree) as shown in FIG. 7. Therefore, the ambient temperature of the heating sensor is estimated based on the amount of fuel supplied to the burner,
The value of the air supply amount detected by the heating sensor is corrected based on the estimated ambient temperature. Then, the ventilation means is controlled so that the corrected air supply amount becomes a target value determined according to the fuel supply amount supplied to the burner. According to the third characteristic configuration, it is possible to indirectly detect the air supply amount to the combustion section by detecting the oxygen concentration in the combustion exhaust gas with the limiting current type oxygen sensor. That is, if the amount of air supplied to the combustion section is excessive, the oxygen concentration in the exhaust (remaining amount) is large, and conversely, if the amount of air supplied is insufficient, the oxygen concentration in the exhaust (remaining amount) is Get smaller. According to the fourth characteristic configuration, the monitoring voltage of the heating type sensor is changed and set to be higher as the ambient temperature of the heating type sensor configured using the limiting current type oxygen sensor becomes lower. That is, as shown in FIG. 8, the ambient temperature changes from T1 to T1 ′.
When (T1> T1 ') is changed, the monitoring voltage of the heating type sensor is changed from Vk to Vk', and the ambient temperature is changed from T1 'to Tk.
When it changes to 1, the monitoring voltage of the heating sensor is changed from Vk 'to V
Change to k.

【0007】[0007]

【発明の効果】第1特徴構成によれば、加熱式センサの
雰囲気温度に基づいて加熱式センサにて検出される空気
供給量の値を実際の空気供給量に近づけることができる
ので、例え排ガス温度が変化しても、実際の空気供給量
に近づけた値を検出することができ、よって、従来に比
べより適正な空燃比制御を行うことができるに至った。
第2特徴構成によれば、温度センサ等を設置して加熱式
センサの雰囲気温度を測定しなくても加熱式センサの雰
囲気温度を推定することができるので、よって、設備の
簡素化を計りながらも、適正な空燃比制御を行うことが
できるに至った。第3特徴構成によれば、排気中の酸素
濃度を限界電流型酸素センサにて検出して燃焼部への空
気供給流を検出するものであるから、空燃比が適性であ
るか否かを正確に判断し易い。第4特徴構成によれば、
雰囲気温度の変化に伴い限界電流型センサにて構成され
る加熱式センサの監視電圧を変更するので、検出温度範
囲を広げることができる。つまり、加熱式センサの監視
電圧として加熱式センサに加える電圧Vk は、図8に示
すように、加熱式センサの検出値Iの変化がない安定領
域に設定されているが、温度がT1’以下になってもV
k のままに固定させておくと、酸素濃度15%におい
て、電圧Vk は上記安定領域を外れてしまうこととな
る。従って、加熱式センサの監視電圧を更に変更するこ
とにより、検出温度範囲を更に広げることができるので
ある。又、雰囲気温度の変化に伴い加熱式センサの監視
電圧を変更するので、加熱式センサの寿命を延ばすこと
ができる。つまり、加熱式センサの劣化が進むと、図8
に示すように電流値が変化する。図中、61は、雰囲気
温度がT1のときの加熱式センサの特性(劣化進行前)
を示しており、62は、雰囲気温度がT1’のときの加
熱式センサの特性(劣化進行前)を示している。又、6
3及び64は、雰囲気温度がT1及びT1’夫々におい
て、劣化が進行したときの加熱式センサの特性を示して
いる。従って、雰囲気温度がT1’のときの劣化進行後
の加熱式センサの特性では、監視電圧をVk のままに固
定させておくと、酸素濃度15%において、電圧Vkは
上記安定領域を外れてしまうこととなり、加熱式センサ
の寿命を短くする原因となる。よって、加熱式センサの
監視電圧をVk よりVk'に変更することにより、加熱式
センサの寿命を延ばすことができるのである。
According to the first characteristic configuration, the value of the air supply amount detected by the heating type sensor can be brought close to the actual air supply amount based on the ambient temperature of the heating type sensor. Even if the temperature changes, it is possible to detect a value that is close to the actual air supply amount, so that it is possible to perform more appropriate air-fuel ratio control than in the conventional case.
According to the second characteristic configuration, the atmosphere temperature of the heating sensor can be estimated without installing a temperature sensor or the like and measuring the atmosphere temperature of the heating sensor. Therefore, while simplifying the equipment, Even now, it has become possible to perform proper air-fuel ratio control. According to the third characteristic configuration, since the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by the limiting current type oxygen sensor to detect the air supply flow to the combustion section, it is possible to accurately determine whether the air-fuel ratio is appropriate. Easy to judge. According to the fourth characteristic configuration,
Since the monitoring voltage of the heating type sensor composed of the limiting current type sensor is changed according to the change of the ambient temperature, the detection temperature range can be expanded. That is, the voltage Vk applied to the heating sensor as the monitoring voltage of the heating sensor is set in a stable region where the detection value I of the heating sensor does not change, as shown in FIG. Even if it becomes V
If it is fixed at k, the voltage Vk will be out of the stable region at an oxygen concentration of 15%. Therefore, the detection temperature range can be further expanded by further changing the monitoring voltage of the heating sensor. Further, since the monitoring voltage of the heating type sensor is changed according to the change of the ambient temperature, the life of the heating type sensor can be extended. In other words, as the deterioration of the heating type sensor progresses, as shown in FIG.
The current value changes as shown in. In the figure, 61 is the characteristic of the heating sensor when the ambient temperature is T1 (before deterioration progresses).
62 indicates the characteristics of the heating type sensor when the ambient temperature is T1 ′ (before deterioration progresses). Also, 6
3 and 64 show the characteristics of the heating type sensor when the deterioration progresses at the atmospheric temperatures T1 and T1 ′, respectively. Therefore, in the characteristics of the heating sensor after the deterioration progresses when the ambient temperature is T1 ', if the monitoring voltage is fixed at Vk as it is, the voltage Vk deviates from the above stable region at the oxygen concentration of 15%. This shortens the life of the heating sensor. Therefore, the life of the heating sensor can be extended by changing the monitoring voltage of the heating sensor from Vk to Vk '.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明を給湯器に適用した実施例を図
面に基づいて説明する。本実施例の給湯器は図1に示す
ように、筒状ケース1内にバーナ2を備える燃焼部3と
その高温排気により水を加熱するフィンチューブ型の熱
交換器4が設けられている。筒状ケース1の下端には燃
焼部3に燃焼用空気を供給する通風手段としてのファン
5の吐出側が接続され、筒状ケース1の上端には排気路
6が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a water heater will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the water heater according to the present embodiment includes, in a cylindrical case 1, a combustion section 3 having a burner 2 and a fin tube type heat exchanger 4 for heating water by its high temperature exhaust. A discharge side of a fan 5 as a ventilation means for supplying combustion air to the combustion section 3 is connected to the lower end of the cylindrical case 1, and an exhaust passage 6 is connected to the upper end of the cylindrical case 1.

【0009】バーナ2への燃料供給路7には燃料供給量
を調節するための電磁比例弁8が設けられている。制御
手段としての燃焼コントローラ9は、比例弁駆動回路9
aにて電磁比例弁8の励磁電流を変化させることにより
電磁比例弁8の開度を制御し、もって燃料供給量を調節
する。更に、燃焼コントローラ9は、設定手段Rによっ
て設定された設定湯温と、湯温検出手段Sによって検出
される出湯温との偏差に基づいて上記のようにして燃料
供給量を調節し、湯温を制御する。
The fuel supply path 7 to the burner 2 is provided with an electromagnetic proportional valve 8 for adjusting the fuel supply amount. The combustion controller 9 as a control means is a proportional valve drive circuit 9
By changing the exciting current of the solenoid proportional valve 8 at a, the opening of the solenoid proportional valve 8 is controlled, and the fuel supply amount is adjusted accordingly. Further, the combustion controller 9 adjusts the fuel supply amount as described above based on the deviation between the set hot water temperature set by the setting means R and the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means S, and the hot water temperature is adjusted. To control.

【0010】湯温を制御するには、バーナ2への燃料供
給量のみならず、燃焼部3への燃焼用空気の供給量をも
適切に制御する必要がある。従って、燃焼コントローラ
9は、ファン駆動回路9bにてファン5の送風状態、即
ち回転数を制御する。そして、燃焼部3への空気供給量
を検出するセンサとして、排気中の酸素濃度を検出する
セラミック酸素センサ10が排気路6に設けられてい
る。
In order to control the hot water temperature, it is necessary to appropriately control not only the fuel supply amount to the burner 2 but also the combustion air supply amount to the combustion section 3. Therefore, the combustion controller 9 controls the blowing state of the fan 5, that is, the rotation speed, by the fan drive circuit 9b. A ceramic oxygen sensor 10 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas is provided in the exhaust passage 6 as a sensor that detects the amount of air supplied to the combustion unit 3.

【0011】セラミック酸素センサ(以下、単に酸素セ
ンサという)10は、燃焼排気中の酸素濃度を検出する
ことにより燃焼部への空気供給量を間接的に検出してい
ることになる。つまり、燃焼部への空気供給量が過剰気
味であれば、排気中の酸素濃度(残存量)は大きく、逆
に空気供給量が不足気味であれば、排気中の酸素濃度
(残存量)は小さくなる。尚、酸素センサ10は、限界
電流型酸素センサであり、以下に述べるように加熱式の
センサである。
The ceramic oxygen sensor (hereinafter, simply referred to as oxygen sensor) 10 indirectly detects the air supply amount to the combustion section by detecting the oxygen concentration in the combustion exhaust gas. That is, if the amount of air supplied to the combustion section is excessive, the oxygen concentration in the exhaust (remaining amount) is large, and conversely, if the amount of air supplied is insufficient, the oxygen concentration in the exhaust (remaining amount) is Get smaller. The oxygen sensor 10 is a limiting current type oxygen sensor, and is a heating type sensor as described below.

【0012】酸素センサ10は、図2に示すように、セ
ンサエレメント11、端子12、端子台13、メッシュ
カバー14からなる。センサエレメント11は、図3に
示すように、ディスク状の安定化ジルコニア11aの両
側に白金電極11bを形成し、その片側に小孔11cが
設けられたキャップ11dを接合して構成されている。
両電極11b間に電圧を印加すると、ポンピング作用に
より酸素イオンをキャリアとする電流が流れる。
As shown in FIG. 2, the oxygen sensor 10 comprises a sensor element 11, a terminal 12, a terminal block 13 and a mesh cover 14. As shown in FIG. 3, the sensor element 11 is constructed by forming platinum electrodes 11b on both sides of a disk-shaped stabilized zirconia 11a and joining a cap 11d having a small hole 11c on one side thereof.
When a voltage is applied between both electrodes 11b, a current using oxygen ions as carriers flows due to the pumping action.

【0013】キャップ11d内への空気の流入が小孔1
1cによって制限されることから電圧の所定領域で電流
がほぼ一定(限界電流)になる。そして、この限界電流
は空気中の酸素濃度に比例して変化するので、一定電圧
を両電極11b間に印加しておき(監視電圧)、そのと
きの電流値から酸素濃度を検出することができる。又、
上記ポンピング作用は、高温(500℃程度)において
発生するするので、キャップ11d上部にヒータ11e
を一体に形成し、ヒータ11eへの通電によりセンサエ
レメント11を加熱するように構成している。
The inflow of air into the cap 11d is caused by the small hole 1
Since it is limited by 1c, the current becomes almost constant (limit current) in a predetermined voltage range. Since this limiting current changes in proportion to the oxygen concentration in the air, a constant voltage is applied between both electrodes 11b (monitoring voltage), and the oxygen concentration can be detected from the current value at that time. . or,
Since the pumping action occurs at a high temperature (about 500 ° C.), the heater 11e is provided above the cap 11d.
Is integrally formed, and the sensor element 11 is heated by energizing the heater 11e.

【0014】上記ヒータ11eへの通電は、燃焼コント
ローラ9内のヒータ制御回路9cによって制御される。
又、酸素センサ10の雰囲気温度を温度センサ16にて
検出し、その検出値は燃焼コントローラ9に入力され
る。更に、酸素センサ10の検出値は、燃焼コントロー
ラ9に入力される。従って、燃焼コントローラ9内の空
燃比演算回路9dにおいて、温度センサ16の検出値に
基づいて、酸素センサ10の検出値を補正して、実際の
酸素濃度を算出する。つまり、図8に示すように、雰囲
気温度がT1で酸素センサがIaであれば酸素濃度は1
5%であり、又、雰囲気温度がT1’で酸素センサがI
a’であれば酸素濃度は15%である、というように、
雰囲気温度と酸素センサ出力とに対応した酸素濃度値を
算出する。その算出された酸素濃度が、バーナ2への燃
料供給量に応じて決められる目標値に維持されるように
ファン5の回転数を制御し、燃焼部3への空気供給量を
調節している。尚、上記酸素濃度の目標値は、実験によ
り求められた適正値であって、図4に示すように燃料供
給量に応じて変化する。
The energization of the heater 11e is controlled by the heater control circuit 9c in the combustion controller 9.
Further, the ambient temperature of the oxygen sensor 10 is detected by the temperature sensor 16, and the detected value is input to the combustion controller 9. Furthermore, the detection value of the oxygen sensor 10 is input to the combustion controller 9. Therefore, in the air-fuel ratio calculation circuit 9d in the combustion controller 9, the detection value of the oxygen sensor 10 is corrected based on the detection value of the temperature sensor 16 to calculate the actual oxygen concentration. That is, as shown in FIG. 8, if the atmospheric temperature is T1 and the oxygen sensor is Ia, the oxygen concentration is 1
5%, the ambient temperature is T1 ', and the oxygen sensor is I
If it is a ', the oxygen concentration is 15%.
An oxygen concentration value corresponding to the ambient temperature and the oxygen sensor output is calculated. The rotation speed of the fan 5 is controlled so that the calculated oxygen concentration is maintained at a target value determined according to the fuel supply amount to the burner 2, and the air supply amount to the combustion unit 3 is adjusted. . The target value of the oxygen concentration is a proper value obtained by an experiment, and changes according to the fuel supply amount as shown in FIG.

【0015】次に、燃焼開始が指令されてからの燃焼コ
ントローラ9による制御を図6の流れ図に基づいて説明
する。燃焼開始が指令されるに伴って、即ち給湯栓(図
示せず)が開かれ、水流スイッチ15がオンになるに伴
って、酸素センサ10への通電(ヒータ11eへの通電
及び監視電圧の印加)及びファン5の作動が開始される
(処理(イ))。主電磁弁、電磁比例弁8等のガス弁の
開成、バーナ2への点火も行われる。但し、実際にはガ
ス弁の開成、バーナ2への点火は、ファン5の作動より
約1秒遅れて行われる。
Next, the control by the combustion controller 9 after the start of combustion is instructed will be described based on the flowchart of FIG. As the start of combustion is commanded, that is, when the hot water tap (not shown) is opened and the water flow switch 15 is turned on, the oxygen sensor 10 is energized (the heater 11e is energized and the monitoring voltage is applied). ) And the operation of the fan 5 are started (process (a)). The main solenoid valve, the solenoid proportional valve 8 and other gas valves are opened, and the burner 2 is ignited. However, in actuality, the opening of the gas valve and the ignition of the burner 2 are performed about 1 second later than the operation of the fan 5.

【0016】ヒータ11eにより酸素センサ10(セン
サエレメント11)が適正状態に加熱されるまで、即ち
安定温度(例えば500℃)に達するまでに約1分程度
の時間を要する。そこで、この間は、ファン5の回転数
がバーナ2への燃料供給量に応じて決められる目標回転
数となるように制御される(処理(ロ))。つまり、酸
素センサ10の検出値が有効になるまでの、いわば仮制
御である。燃料供給量と目標回転数との関係は実験によ
って適正な関係が決められており、図5に示すように比
例関係となる。尚、ファン5には実回転数を検出するた
めのホール素子(図示せず)が備えられており、その検
出信号が燃焼コントローラ9に入力されている。
It takes about 1 minute until the heater 11e heats the oxygen sensor 10 (sensor element 11) to an appropriate state, that is, until it reaches a stable temperature (for example, 500 ° C.). Therefore, during this period, the rotation speed of the fan 5 is controlled so as to reach the target rotation speed that is determined according to the fuel supply amount to the burner 2 (process (B)). That is, it is, so to speak, temporary control until the detection value of the oxygen sensor 10 becomes effective. An appropriate relationship between the fuel supply amount and the target rotation speed is determined by an experiment, and has a proportional relationship as shown in FIG. The fan 5 is provided with a hall element (not shown) for detecting the actual rotation number, and the detection signal is input to the combustion controller 9.

【0017】燃焼コントローラ9は、その内部タイマ9
eによって上記仮制御を行う時間を管理している。内部
タイマ9eは、燃焼開始に伴ってリセットされカウント
が開始される。そして、内部タイマ9eが所定時間(t
1 )に達すると、ファン5の制御が上記仮制御から酸素
センサ10の検出値及び温度センサ16の検出値に基づ
く前述の制御に移される。又、前述したように電磁比例
弁8の開度調節による燃料供給量の制御も行われる(処
理(ハ))。ここで、所定時間(t1 )は、予め実験に
より決められた、酸素センサ10が適正状態に加熱され
るまでの時間(例えば1分間)である。
The combustion controller 9 has its internal timer 9
The time during which the temporary control is performed is managed by e. The internal timer 9e is reset and starts counting when combustion starts. Then, the internal timer 9e causes the predetermined time (t
When it reaches 1 ), the control of the fan 5 is transferred from the above-mentioned temporary control to the above-mentioned control based on the detected value of the oxygen sensor 10 and the detected value of the temperature sensor 16. Further, as described above, the fuel supply amount is controlled by adjusting the opening of the solenoid proportional valve 8 (process (c)). Here, the predetermined time (t 1 ) is a time (for example, one minute) until the oxygen sensor 10 is heated to a proper state, which is determined in advance by an experiment.

【0018】給湯栓が閉じられ、水流スイッチ15がオ
フになると、ガス弁が閉じられ燃焼は停止する(処理
(ニ))。ファン5は作動を継続し、ポストパージつま
り燃焼停止後の排気動作を行う。また、燃焼部3や排気
路6が冷却される。ポストパージは、内部タイマ9eが
所定時間(t2 )に達するまで継続される。この間に再
び給湯栓が開けられて水流スイッチ15がオンになる
と、燃焼が再開される。即ちガス弁が開かれバーナ2が
点火された後(処理(ホ))、前述の処理(ハ)に移
る。所定時間(t2 )が経過すると、ファン5を停止し
(処理(ヘ))、酸素センサ10への通電を停止して、
作動を終了する。
When the hot water tap is closed and the water flow switch 15 is turned off, the gas valve is closed and combustion is stopped (process (d)). The fan 5 continues to operate, and performs the post-purge, that is, the exhaust operation after the combustion is stopped. Further, the combustion section 3 and the exhaust path 6 are cooled. The post-purge is continued until the internal timer 9e reaches the predetermined time (t 2 ). During this time, when the hot water tap is opened again and the water flow switch 15 is turned on, combustion is restarted. That is, after the gas valve is opened and the burner 2 is ignited (process (e)), the process moves to the above-mentioned process (c). When a predetermined time (t 2 ) has elapsed, the fan 5 is stopped (processing (f)), the energization of the oxygen sensor 10 is stopped,
Stop the operation.

【0019】以下別実施例について列記する。 通風手段は送風ファンに限らず、例えば排気側に設
けた吸引ファンであってもよい。 上記実施例では、温度センサ16の検出値に基づい
て、酸素センサ10の検出値を補正しているが、バーナ
2に供給される燃料供給量に基づいて、酸素センサ10
の雰囲気温度を推定し、その推定された雰囲気温度に基
づいて、酸素センサ10の検出値を補正するようにして
も良い。つまり、バーナ2に供給される燃料供給量を示
す電磁比例弁8の開度と加熱式センサ10の雰囲気温度
との関係は、実験により図7の如く変化するので、図7
に基づいて、電磁比例弁8の開度より酸素センサ10の
雰囲気温度を推定することができる。 上記で述べた如く、雰囲気温度を推定するに、次
のようにしても良い。熱交換器4に供給される水量と水
温を検出する検出手段を設け、検出された水量と水温及
び湯温検出手段Sによって検出される出湯温とに基づい
て、熱交換器4に加えられた熱量を算出し、その算出さ
れた熱量より酸素センサ10の雰囲気温度を推定するよ
うにしても良い。 上記実施例では、酸素センサ10の監視電圧はVK
に固定されているが、酸素センサ10の雰囲気温度が低
くなるほど酸素センサ10の監視電圧を高く変更設定す
るようにしても良い。つまり、図8に示すように、雰囲
気温度がT1からT1’(T1>T1’)に変化する
と、酸素センサ10の監視電圧をVk からVk'に変更
し、雰囲気温度がT1’からT1に変化すると、酸素セ
ンサ10の監視電圧をVk'からVk に変更する。これに
より、酸素センサ10の検出温度範囲を広げることがで
きる、或いは、酸素センサ10の寿命を延ばすことがで
きる。尚、図中、61は、雰囲気温度がT1のときの酸
素センサ10の特性(劣化進行前)を示しており、62
は、雰囲気温度がT1’のときの酸素センサ10の特性
(劣化進行前)を示している。又、63及び64は、雰
囲気温度がT1及びT1’夫々において、劣化が進行し
たときの酸素センサ10の特性を示している。 加熱式センサとしては、上述実施例で述べた酸素セ
ンサ10の他、熱線風速センサ等の各種形式のものが適
用できる。
Other examples will be listed below. The ventilation means is not limited to the blower fan, but may be, for example, a suction fan provided on the exhaust side. In the above embodiment, the detection value of the oxygen sensor 10 is corrected based on the detection value of the temperature sensor 16, but the oxygen sensor 10 is corrected based on the fuel supply amount supplied to the burner 2.
It is also possible to estimate the ambient temperature and to correct the detection value of the oxygen sensor 10 based on the estimated ambient temperature. That is, the relationship between the opening of the solenoid proportional valve 8 indicating the amount of fuel supplied to the burner 2 and the ambient temperature of the heating sensor 10 changes as shown in FIG.
Based on the above, the ambient temperature of the oxygen sensor 10 can be estimated from the opening of the solenoid proportional valve 8. As described above, the ambient temperature may be estimated as follows. Detection means for detecting the amount of water supplied to the heat exchanger 4 and the water temperature is provided, and the amount of water supplied to the heat exchanger 4 is added based on the detected amount of water, the water temperature, and the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means S. The calorific value may be calculated, and the ambient temperature of the oxygen sensor 10 may be estimated from the calculated calorific value. In the above embodiment, the monitoring voltage of the oxygen sensor 10 is VK.
However, the monitoring voltage of the oxygen sensor 10 may be set to be higher as the ambient temperature of the oxygen sensor 10 is lower. That is, as shown in FIG. 8, when the atmospheric temperature changes from T1 to T1 ′ (T1> T1 ′), the monitoring voltage of the oxygen sensor 10 is changed from Vk to Vk ′, and the atmospheric temperature changes from T1 ′ to T1. Then, the monitoring voltage of the oxygen sensor 10 is changed from Vk 'to Vk. Thereby, the detection temperature range of the oxygen sensor 10 can be expanded, or the life of the oxygen sensor 10 can be extended. In the figure, 61 indicates the characteristics of the oxygen sensor 10 when the ambient temperature is T1 (before deterioration progresses), and 62
Shows the characteristics of the oxygen sensor 10 when the ambient temperature is T1 ′ (before the deterioration progresses). Reference numerals 63 and 64 show the characteristics of the oxygen sensor 10 when the deterioration progresses at the atmospheric temperatures T1 and T1 ′, respectively. As the heating type sensor, various types such as a hot wire wind velocity sensor can be applied in addition to the oxygen sensor 10 described in the above embodiment.

【0020】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。
It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る湯沸器の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a water heater according to an embodiment of the present invention.

【図2】セラミック酸素センサ(加熱式センサ)の断面
FIG. 2 is a sectional view of a ceramic oxygen sensor (heating type sensor).

【図3】センサユニットの断面図FIG. 3 is a sectional view of a sensor unit.

【図4】燃料供給量と酸素濃度目標値との関係を示すグ
ラフ
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a fuel supply amount and an oxygen concentration target value.

【図5】燃料供給量とファン目標回転数との関係を示す
グラフ
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a fuel supply amount and a fan target rotation speed.

【図6】制御手段(燃焼コントローラ)の処理を示す流
れ図
FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the control means (combustion controller).

【図7】別実施例に係るガス比例弁開度と排ガス温度と
の関係を示すグラフ
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the gas proportional valve opening and the exhaust gas temperature according to another embodiment.

【図8】別実施例に係るセラミック酸素センサの特性図FIG. 8 is a characteristic diagram of a ceramic oxygen sensor according to another embodiment.

【符号の説明】 2 バーナ 3 燃焼部 5 通風手段 9 制御手段 10 加熱式センサ[Explanation of symbols] 2 burners 3 Combustion section 5 ventilation means 9 Control means 10 Heating type sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 和幸 大阪府大阪市港区南市岡1丁目1番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 神谷 宏 大阪府大阪市港区南市岡1丁目1番52号 株式会社ハーマン内 (56)参考文献 特開 平5−256442(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 1/02 103 F23N 5/24 113 G01N 27/26 361 G01N 27/41 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Kazuyuki Morimoto 1-52, Minami-shi Oka, Minato-ku, Osaka, Osaka 1-52 Harman Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kamiya 1-1-52 Oka, Minami-shi, Minato-ku, Osaka, Osaka Issue Harman Co., Ltd. (56) Reference JP-A-5-256442 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F23N 1/02 103 F23N 5/24 113 G01N 27 / 26 361 G01N 27/41

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バーナ(2)を備える燃焼部(3)に燃
焼用空気を供給する通風手段(5)と、その通風手段
(5)による前記燃焼部(3)への空気供給量を検出す
る加熱式センサ(10)と、前記加熱式センサ(10)
の検出値が前記バーナ(2)に供給される燃料供給量に
応じて決められる目標値に維持されるよう前記通風手段
(5)を制御する制御手段(9)とを備える燃焼装置で
あって、 前記制御手段(9)は、 前記加熱式センサ(10)の雰囲気温度に基づいて、前
記加熱式センサ(10)の検出値を補正するように構成
されている燃焼装置。
1. A ventilation means (5) for supplying combustion air to a combustion part (3) provided with a burner (2), and an air supply amount to the combustion part (3) by the ventilation means (5) is detected. Heating sensor (10), and the heating sensor (10)
And a control means (9) for controlling the ventilation means (5) so that the detected value of (1) is maintained at a target value determined according to the amount of fuel supplied to the burner (2). The combustion device configured to correct the detection value of the heating sensor (10) based on the ambient temperature of the heating sensor (10).
【請求項2】 前記制御手段(9)は、 前記バーナ(2)に供給される燃料供給量に基づいて、
前記加熱式センサ(10)の雰囲気温度を推定し、その
推定された雰囲気温度に基づいて、前記加熱式センサ
(10)の検出値を補正するように構成されている請求
項1記載の燃焼装置。
2. The control means (9), based on the amount of fuel supplied to the burner (2),
The combustion apparatus according to claim 1, which is configured to estimate an ambient temperature of the heating sensor (10) and correct a detection value of the heating sensor (10) based on the estimated ambient temperature. .
【請求項3】 前記加熱式センサ(10)が、限界電流
型酸素センサである請求項1又は2記載の燃焼装置。
3. The combustion apparatus according to claim 1, wherein the heating type sensor (10) is a limiting current type oxygen sensor.
【請求項4】 前記制御手段(9)は、 前記加熱式センサ(10)の雰囲気温度が低くなるほど
前記加熱式センサ(10)の監視電圧を高く変更設定す
るように構成されている請求項3記載の燃焼装置。
4. The control means (9) is configured to change and set the monitoring voltage of the heating type sensor (10) to be higher as the ambient temperature of the heating type sensor (10) becomes lower. Combustion device as described.
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