JP5553144B2 - Method for driving solenoid valve and combustion apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、流体制御などに用いられる電磁弁を好適に駆動するための方法、および燃焼装置に関する。 The present invention relates to a method for suitably driving an electromagnetic valve used for fluid control and the like, and a combustion apparatus.
電磁弁は、たとえば燃焼装置における燃料供給のオン・オフ切り替えに用いられる。このような電磁弁を駆動する装置の一例として、特許文献1に記載のものがある。同文献に記載された装置は、電磁弁をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)方式で駆動するものであり、前記電磁弁のソレノイドに対する直流電圧印加をオン・オフするためのスイッチング素子を具備し、このスイッチング素子を動作させるための制御信号としてPWM信号が用いられている。前記電磁弁に弁開動作を行なわせるときには、前記スイッチング素子にデューティ比100%の信号が入力される。また、前記電磁弁が開状態となった後には、その状態を保持させるための手段として、前記スイッチング素子には弁開動作時よりもデューティ比が低くされたPWM信号が入力される。このような構成によれば、前記電磁弁の弁開動作時には、前記ソレノイドへの供給電力を大きくし、弁開動作の確実化を図ることができる。一方、その後に開弁状態を保持するときには、前記ソレノイドへの供給電力量を抑制し、省エネを図ることができる。
The electromagnetic valve is used for on / off switching of fuel supply in a combustion apparatus, for example. One example of a device for driving such an electromagnetic valve is disclosed in
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, the prior art still has room for improvement as described below.
すなわち、前記従来技術においては、前記電磁弁の開弁状態保持期間中は、ソレノイドに対して弁開動作時よりもデューティ比の低い電圧印加が行なわれるに過ぎず、ソレノイドへの供給電力が常時抑制されている。このため、開弁状態保持期間中に、瞬時停電(たとえば動作制御用のマイクロコンピュータがリセットしない程度の短時間の停電)が発生し、前記電磁弁が一旦閉状態になると、その後にソレノイドへの電力供給が再開されたとしても、その電力は小さく、前記電磁弁を開状態に適切に復帰させることができない場合が生じる。また、電磁弁が取り付けられている配管経路内に大きな圧力変動を生じたような場合にも、電磁弁が開状態から閉状態に不意に切り替わる場合があるが、前記従来技術においてはそのような場合にも電磁弁を開状態に復帰させることができない場合がある。これでは、電磁弁が本来的には開状態であるべき処が、実際には閉状態にあり、電磁弁を正確に駆動する上で改善することが要望される。 That is, in the prior art, during the period in which the solenoid valve is in the open state, the solenoid is merely applied with a voltage having a duty ratio lower than that during the valve opening operation, and the power supplied to the solenoid is always constant. It is suppressed. For this reason, an instantaneous power failure (for example, a power failure for a short time that does not reset the operation control microcomputer) occurs during the valve open state retention period, and once the solenoid valve is closed, the solenoid Even if the power supply is resumed, the power is small, and the electromagnetic valve cannot be properly returned to the open state. In addition, even when a large pressure fluctuation occurs in the piping path to which the solenoid valve is attached, the solenoid valve may unexpectedly switch from the open state to the closed state. In some cases, the solenoid valve cannot be returned to the open state. In this case, the place where the electromagnetic valve should be open in nature is actually in the closed state, and there is a demand for improvement in accurately driving the electromagnetic valve.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、電磁弁の開弁状態保持期間中の消費電力を抑制しつつ、たとえば瞬時停電などに起因して電磁弁が閉状態となる現象を生じてもこの電磁弁を開状態に復帰させて電磁弁を適正に駆動することが可能な電磁弁の駆動方法、および燃焼装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and the electromagnetic valve is closed due to, for example, an instantaneous power failure while suppressing power consumption during the open state holding period of the electromagnetic valve. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic valve driving method and a combustion apparatus that can return the electromagnetic valve to an open state and drive the electromagnetic valve appropriately even if a phenomenon that causes a state occurs.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される電磁弁の駆動方法は、バーナと、このバーナに対する燃料供給のオン・オフを切り替えるための複数の電磁弁と、これら複数の電磁弁を駆動するための電磁弁駆動装置と、を備えている燃焼装置において、前記複数の電磁弁のう
ち、所定の電磁弁を開状態とした後の開弁状態保持期間中に、前記所定の電磁弁のソレノイドに直流電圧を断続的に印加して電力供給を行なう工程を有している、電磁弁の駆動方法であって、前記開弁状態保持期間中において、前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を所定の時期に一時的に高くして、前記ソレノイドへの供給電力を増大し、前記所定の電磁弁が閉状態となっていた場合にこの電磁弁に開弁動作を再度行なわせることが可能な再弁開用期間を設ける一方、前記複数の電磁弁のうち、一部の電磁弁が前記開弁状態保持期間にあり、かつこの一部の電磁弁について前記再弁開用期間を設定すべき時期に重なるようにして他の一部の電磁弁を閉状態から開状態に弁開動作を行なう旨の動作指令があったときには、この動作指令に対応する弁開動作を優先させて、この弁開動作が終了した後に前記再弁開用期間を設定することを特徴としている。
A driving method of a solenoid valve provided by the first aspect of the present invention includes a burner, a plurality of solenoid valves for switching on / off of fuel supply to the burner, and a drive for driving the plurality of solenoid valves. A combustion apparatus comprising: a solenoid valve driving device;
That is, there is a step of supplying power by intermittently applying a DC voltage to the solenoid of the predetermined electromagnetic valve during the valve opening state holding period after the predetermined electromagnetic valve is opened. In the valve driving method, the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is temporarily increased at a predetermined time to increase the power supplied to the solenoid during the valve open state holding period. When the solenoid valve is in a closed state, a re-opening period is provided in which the solenoid valve can be opened again , while some of the plurality of solenoid valves are The other part of the solenoid valve is opened from the closed state to the open state so as to overlap with the time when the re-opening period should be set for the part of the solenoid valves during the valve open state holding period. If there is an operation command to perform Give priority to the corresponding valve opening operation, is characterized by setting the re-valve period for opening after the valve opening operation is completed.
このような構成によれば、電磁弁の開弁状態保持期間中において、たとえば瞬時停電の発生やその他の事情に起因して電磁弁が閉状態となる事態を生じても、その後の所定の時期に再弁開用期間が設けられて、前記電磁弁のソレノイドには大きな電力が供給される。したがって、前記電磁弁を開状態に復帰させることが確実化され、電磁弁を本来の意図に沿うように適切に駆動することができる。また、前記した再弁開用期間は、一時的に設けられるに過ぎず、開弁状態保持期間の他の期間中においては、低いデューティ比でソレノイドに電圧を印加するために、消費電力が大幅に上昇するといった不具合もない。
さらに、前記構成によれば、電磁弁に弁開動作を行なわせる際に、これとは別の電磁弁が再弁開用期間とされてこの電磁弁に対して大きな電力供給が同時になされることが防止されるために、弁開動作対象の電磁弁に対して所定の大きさの電力を的確に供給し、弁開動作を適切に行なわせることができる。また、複数の電磁弁に同時に大きな電力供給を行なうことが回避されるために、直流電源の容量を小さくするのにより好ましいものとなる。
According to such a configuration, even if a situation occurs in which the solenoid valve is closed due to, for example, the occurrence of an instantaneous power failure or other circumstances during the open state holding period of the solenoid valve, a predetermined time thereafter A re-valve opening period is provided to supply a large electric power to the solenoid of the solenoid valve. Therefore, it is ensured that the electromagnetic valve is returned to the open state, and the electromagnetic valve can be appropriately driven to meet the original intention. In addition, the above-described re-valve opening period is only temporarily provided, and during the other periods of the valve opening state holding period, voltage is applied to the solenoid with a low duty ratio, so that power consumption is greatly reduced. There is no problem of rising.
Furthermore, according to the above configuration, when the solenoid valve is caused to perform the valve opening operation, another solenoid valve is used as a re-opening period, and a large amount of power is simultaneously supplied to the solenoid valve. Therefore, a predetermined amount of electric power can be accurately supplied to the solenoid valve that is the target of the valve opening operation, and the valve opening operation can be appropriately performed. Moreover, since it is avoided to supply a large amount of power to a plurality of solenoid valves at the same time, it is preferable to reduce the capacity of the DC power supply.
本発明の第2の側面により提供される燃焼装置は、バーナと、このバーナに対する燃料供給のオン・オフを切り替えるための複数の電磁弁と、これら複数の電磁弁を駆動するための電磁弁駆動装置と、を備えており、前記電磁弁駆動装置は、前記複数の電磁弁のソレノイドに対する直流電圧印加をオン・オフ制御するためのスイッチング手段と、このスイッチング手段を動作させるための制御信号としてPWM信号を出力可能な信号出力手段と、を備えている、燃焼装置であって、前記信号出力手段は、前記電磁弁が開状態とされた後の開弁状態保持期間中にPWM信号を出力するときには、前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を所定の時期に一時的に高くして、前記ソレノイドへの供給電力を増大し、前記電磁弁が閉状態となっていた場合にこの電磁弁に開弁動作を再度行なわせることが可能な再弁開用期間が設けられるように構成されており、前記複数の電磁弁のうち、一部の電磁弁が前記開弁状態保持期間にあり、かつこの一部の電磁弁について前記再弁開用期間を設定すべき時期に重なるようにして他の一部の電磁弁を閉状態から開状態に弁開動作を行なう旨の動作指令があったときには、この動作指令に対応する弁開動作を優先させて、この弁開動作が終了した後に前記再弁開用期間が設定されるように構成されていることを特徴としている。 A combustion apparatus provided by the second aspect of the present invention includes a burner, a plurality of solenoid valves for switching on / off of fuel supply to the burner, and a solenoid valve drive for driving the plurality of solenoid valves. The electromagnetic valve driving device includes switching means for controlling on / off of DC voltage application to the solenoids of the plurality of electromagnetic valves, and PWM as a control signal for operating the switching means. And a signal output means capable of outputting a signal , wherein the signal output means outputs a PWM signal during a valve open state holding period after the electromagnetic valve is opened. Sometimes, the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is temporarily increased at a predetermined time to increase the power supplied to the solenoid, and the solenoid valve is closed. Re valve duration for opening capable again to perform the opening operation on the solenoid valve are configured to be provided if, among the plurality of solenoid valves, the opening part of the solenoid valve It is in the state holding period, and the valve opening operation is performed from the closed state to the open state for the other part of the solenoid valves so as to overlap with the timing for setting the re-valve opening period. When the operation command is received, the valve opening operation corresponding to the operation command is prioritized, and the re-opening period is set after the valve opening operation is completed. Yes.
このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供される電磁弁の駆動方法を適切に実施することが可能であり、本発明の電磁弁の駆動方法について述べたのと同様な効果を得ることができる。 According to such a configuration, it is possible to appropriately carry out the electromagnetic valve driving method provided by the first aspect of the present invention, which is the same as that described for the electromagnetic valve driving method of the present invention. An effect can be obtained.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記信号出力手段が前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を一時的に高くする所定の時期は、予め定められた時間間隔で周期的に訪れるように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the predetermined time when the signal output means temporarily increases the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is configured to periodically come at predetermined time intervals. ing.
このような構成によれば、開状態にある電磁弁が閉状態となる事態が如何なる時期に生じても、その後に再弁開用期間を略確実に到来させることが可能となる。したがって、電磁弁を開状態に復帰させる動作を確実化するのに、より好ましいものとなる。 According to such a configuration, it is possible to almost certainly cause the re-valve opening period thereafter regardless of the time when the electromagnetic valve in the open state is closed. Therefore, it is more preferable to ensure the operation of returning the electromagnetic valve to the open state.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記開弁状態保持期間中に前記複数の電磁弁が閉状態となる要因の所定の現象を検出するための検出手段をさらに備えており、前記信号出力手段が前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を一時的に高くする所定の時期は、前記検出手段を利用して前記所定の現象が検出されたときである。 In a preferred embodiment of the present invention, the signal output means further comprises detection means for detecting a predetermined phenomenon of a factor that the plurality of electromagnetic valves are closed during the valve open state holding period. However, the predetermined time when the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is temporarily increased is when the predetermined phenomenon is detected using the detecting means.
このような構成によれば、開状態にある電磁弁が閉状態となったときには、再弁開用期間が直ちに設けられることとなり、電磁弁を開状態に復帰させる動作の迅速化を図ることができる。 According to such a configuration, when the open solenoid valve is closed, the re-opening period is immediately provided, and the operation of returning the solenoid valve to the open state can be speeded up. it can.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の電磁弁が前記開弁状態保持期間にあるときには、前記再弁開用期間の設定時期が互いに重ならないように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, when the plurality of electromagnetic valves are in the open state holding period, the set times of the reopening period do not overlap each other.
このような構成によれば、電磁弁に電力供給を行なうための直流電源の容量を小さくするのに好ましいものとなる。すなわち、複数の電磁弁のそれぞれに再弁開用期間が同時に重なって設定されたのでは、直流電源からの出力電力が多大となるため、直流電源容量を大きくする必要があるが、前記構成によれば、そのようなことを解消することができる。また、複数の電磁弁がいずれも閉状態となっていたときには、これら複数の電磁弁の開状態への復帰時期がずれることとなり、複数の電磁弁が一斉に開状態となることが防止される。これは、電磁弁がたとえばガス燃焼装置における燃料供給のオン・オフ用途に用いられている場合において、ガス燃焼装置の各バーナに燃料が一斉に供給されていわゆる爆発着火またはこれに近い状態の着火が生じることを防止するのに有効である。 Such a configuration is preferable for reducing the capacity of the DC power source for supplying power to the solenoid valve. That is, if the re-opening period is set to overlap with each of the plurality of solenoid valves, the output power from the DC power supply becomes enormous, so it is necessary to increase the DC power supply capacity. According to this, such a thing can be solved. Further, when all of the plurality of solenoid valves are in the closed state, the return timing of the plurality of solenoid valves to the open state is deviated, and the plurality of solenoid valves are prevented from being simultaneously opened. . This is because, for example, when the solenoid valve is used for on / off of fuel supply in a gas combustion device, fuel is supplied to the burners of the gas combustion device all at once, so-called explosion ignition or ignition close to this. It is effective in preventing the occurrence of
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1および図2は、本発明が適用された電磁弁駆動装置を備えた燃焼装置の一例を示している。図1に示すように、本実施形態の燃焼装置Cは、ガス燃焼装置であり、複数のガスバーナ1(1a〜1e)、燃料ガス供給路2、複数の電磁弁V0〜V5、電動弁V20、圧力センサ8、および制御部5を用いて構成された電磁弁駆動装置SDを具備している。
1 and 2 show an example of a combustion apparatus provided with an electromagnetic valve driving device to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the combustion apparatus C of the present embodiment is a gas combustion apparatus, and includes a plurality of gas burners 1 (1a to 1e), a fuel
燃焼装置Cは、たとえば一般給湯や風呂給湯などを行なうための温水装置(図示略)の構成要素として用いられ、温水装置の湯水加熱用の熱交換器(図示略)に燃焼ガスを供給するのに利用されるものである。ただし、本発明に係る燃焼装置は、このような用途に用いられるものに限定されないことは言う迄もない。ガスバーナ1a〜1cは、たとえば前記温水装置において一般給湯を行なう際に駆動燃焼させるためのものであるのに対し、ガスバーナ1d,1eは、風呂給湯を行なう際に駆動燃焼させるためのものである。複数のガスバーナ1の上方には、点火プラグ30a,30b、および炎検出用のフレームロッド31a,31bが設けられている。
Combustion device C is used as a component of a hot water device (not shown) for performing, for example, general hot water supply or bath hot water supply, and supplies combustion gas to a heat exchanger (not shown) for hot water heating of the hot water device. Is used. However, it is needless to say that the combustion apparatus according to the present invention is not limited to those used for such applications. The gas burners 1a to 1c are, for example, for driving and burning when performing hot water supply in the hot water device, whereas the
燃料ガス供給路2は、外部に敷設されたガス管(図示略)から燃料ガス供給を受ける元管20と、この元管20から分岐して複数のガスバーナ1のそれぞれに一端が接続された複数の分岐管21とを有している。複数の電磁弁V0〜V5は、開閉弁であり、元管20および複数の分岐管21に取り付けられている。電動弁V20は、燃料ガス流量を無段階に制御可能な比例弁であり、元管20に取り付けられている。この電動弁V20は、電磁弁V0〜V5と同様に制御部5により制御されるが、本発明は電動弁の制御を対象とするものではないため、その説明は省略する。電磁弁V0〜V5は、ともに停電時弁閉タイプであって、これらの構造自体は従来既知の電磁弁と同様である。したがって、その詳細な説明は省略する。電磁弁V0〜V5は、図2で示すソレノイドS0〜S5を具備しており、これらのソレノイドS0〜S5に通電がなされることによって個々に弁開動作を行なわせることが可能である。
The fuel
図2に示すように、電磁弁駆動装置SDは、前記した制御部5に加え、複数のソレノイドS0〜S5への電力供給源となる直流電源回路4(直流電源)、たとえばFETを用いて構成された複数のスイッチング素子SW0〜SW5、および安全回路部6を有している。複数のソレノイドS0〜S5とスイッチング素子SW0〜SW5とは、互いに直列接続されているが、これらは直流電源回路4の接続配線L1とグランド配線L2との間に並列接続されている。複数のスイッチング素子SW0〜SW5のオン・オフ動作により、複数のソレノイドS0〜S5への電圧印加(通電)が制御される。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic valve driving device SD is configured using a DC power supply circuit 4 (DC power supply), for example, an FET, which is a power supply source to the plurality of solenoids S0 to S5, in addition to the
制御部5は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、スイッチング素子SW0〜SW5を動作させるための制御信号としてPWM信号s0〜s5を出力可能である。したがって、この制御部5は、本発明でいう信号出力手段の一例に相当する。ただし、スイッチング素子SW0〜SW5に対するPWM信号の入力は、制御部5と安全回路部6とから信号入力を受けるアンド回路AND0〜AND5を介して行なわれる構成とされている。より具体的には、安全回路部6は、燃焼装置Cについての所定の異常を検出可能であり、燃焼装置Cに所定の異常がないときには、アンド回路AND0〜AND5の入力端子に常時「H」の信号を出力する。このため、制御部5からアンド回路AND0〜AND5の他の入力端子に対してPWM信号s0〜s5が入力されると、これと同一波形のPWM信号がアンド回路AND0〜AND5からスイッチング素子SW0〜SW5に入力される。このことにより、スイッチング素子SW0〜SW5は前記PWM信号に対応してオン・オフし、複数のソレノイドS0〜S5に対する直流電圧印加が断続的になされる。
The
安全回路部6は、燃焼装置Cに所定の異常が生じた場合には、アンド回路AND0〜AND5への入力信号を「L」とする。したがって、この場合には、スイッチング素子SW0〜SW5はいずれもオフ状態となって、ソレノイドS0〜S5への通電は停止される。すると、電磁弁V0〜V5は閉状態となり、ガスバーナ1への燃料ガス供給は遮断される。燃焼装置Cにおける安全対策手段としては、前記以外の手段として、直流電源回路4とソレノイドS0〜S5との間にスイッチング素子70を設け、かつ異常発生時には、安全回路部6および制御部5からナンド回路71への信号出力の切り替えによってスイッチング素子70をオフ状態とする手段も設けられている。また、ソレノイドS0〜S5とスイッチング素子SW0〜SW5との間の電圧信号は、バッファ回路72を備えた複数の監視用配線部L3を介して制御部5に入力されるように構成されている。制御部5は、この制御部5自身が出力するPWM信号に対し、監視用配線部L3を介して入力される信号が適切に対応していない場合には、異常が発生したものと判断するように構成されている。
When a predetermined abnormality occurs in the combustion device C, the safety circuit unit 6 sets the input signal to the AND circuits AND0 to AND5 to “L”. Therefore, in this case, the switching elements SW0 to SW5 are all turned off, and the energization to the solenoids S0 to S5 is stopped. Then, the solenoid valves V0 to V5 are closed, and the fuel gas supply to the
圧力センサ8は、燃料ガス供給路2のうち、たとえば電磁弁VOよりも上流側(電磁弁V0の一次圧側)の所定値以上の圧力変動を検出するためのものであり、本発明でいう検出手段の一例に相当する。電磁弁V0が開状態にある際に電磁弁V0の一次圧が異常上昇した際には電磁弁V0が閉状態となる虞がある。圧力センサ8は、そのような現象を検出するためのものである。圧力センサ8から制御部5に信号入力がなされることにより、制御部5は前記現象の有無を判断可能である。また、制御部5には、直流電源回路部4の電圧を示すデータが配線L4を介して入力可能とされている。配線L4を介して直流電源回路部4の電圧を示すデータを制御部5に入力させる手段は、本発明でいう検出手段の他の例に相当する。電磁弁V0〜V5が開状態にある場合において、直流電源回路部4に瞬時停電を生じると、電磁弁V0〜V5が閉状態となる。制御部5は、前記電圧を示すデータに基づき瞬時停電が生じたか否かを判断可能である。制御部5は、PWM信号s0〜s5を出力して電磁弁V0〜V5の駆動制御を行なうが、その具体的な内容については後述する。
The
次に、前記した燃焼装置Cにおける電磁弁の駆動方法の一例ならびに作用について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。ただし、説明の簡単のため、電磁弁V0〜V5のうち、1つの電磁弁V0のみを駆動させる場合を代表例として説明する。 Next, an example and operation of the electromagnetic valve driving method in the combustion apparatus C described above will be described with reference to the flowchart of FIG. However, for simplicity of explanation, a case where only one solenoid valve V0 is driven among the solenoid valves V0 to V5 will be described as a representative example.
まず、ガスバーナ1を駆動燃焼させるべく、制御部5が弁開指令を受けると(S10:YES)、制御部5は、PWM信号s1を出力し、電磁弁V0の弁開動作を実行させる。この弁開動作用期間としては、図3に示すように、第1期間P1および第2期間P2が設定される。第1期間P1および第2期間P2の長さは、たとえばともに200msであるが、これに限定されない。制御部5は、第1期間P1においては、たとえばデューティ比50%のPWM信号s0を出力する(S11)。図3では概略的に示されているが、PWM信号s0は、断続的な複数のパルス列波形である。スイッチング素子SW0においては、PWM信号s0に対応したオン・オフ動作がなされ、ソレノイドS0には前記デューティ比での断続的な電圧印加がなされる。次いで、制御部5は、第2期間P2においては、デューティ比100%の信号を出力する(S12)。その結果、第2期間P2の全期間にわたってソレノイドS0には連続した電圧印加がなされる。
First, in order to drive and burn the
前記したような電圧印加がなされると、図4に示すように、第1期間P1よりも第2期間P2の方がソレノイドS0に流れる電流が多くなる。したがって、ソレノイドS0への供給電力も、第1期間P1よりも第2期間P2の方が大きくなる。第1期間P1におけるソレノイドS0への供給電力が比較的小さめに抑制されていれば、ソレノイドS0により発生される電磁力も比較的小さくなる。すると、電磁弁V0の弁体およびプランジャがケーシング(いずれも図示略)に勢いよく衝突して大きな音が発生しないようにしつつ、電磁弁V0に弁開動作を行なわせことが可能である。第1期間P1において、ソレノイドS0への供給電力が抑制されていると、たとえばソレノイドS0への印加電圧が本来の電圧よりも低下しているような場合には、第1期間P1において弁開動作が適切に実行されない場合があり得る。これに対し、第2期間P2においては、ソレノイドS0への供給電力が大きくなるために、印加電圧の低下などの現象が生じている場合であっても、比較的強い電磁力を発生させることが可能であり、電磁弁V0に弁開動作を的確に行なわせることかできる。第2期間P2に弁開動作が行なわれるということは、印加電圧が低下するなどの現象を生じている筈であるために、第2期間P2においては、電磁弁V0に過大な電力供給はなされず、電磁弁V0のプランジャがケーシングに勢いよく衝突しないように弁開動作を行なわせることができる。したがって、弁開動作時に大きな音が生じることが適切に抑制される。 When the voltage is applied as described above, as shown in FIG. 4, the current flowing through the solenoid S0 is larger in the second period P2 than in the first period P1. Therefore, the power supplied to the solenoid S0 is also larger in the second period P2 than in the first period P1. If the power supplied to the solenoid S0 in the first period P1 is suppressed to be relatively small, the electromagnetic force generated by the solenoid S0 is also relatively small. Then, it is possible to cause the solenoid valve V0 to perform the valve opening operation while preventing the loudspeaker and the plunger of the solenoid valve V0 from colliding with the casing (both not shown) and generating a loud sound. If the power supplied to the solenoid S0 is suppressed in the first period P1, for example, when the applied voltage to the solenoid S0 is lower than the original voltage, the valve opening operation is performed in the first period P1. May not execute properly. On the other hand, in the second period P2, since the power supplied to the solenoid S0 becomes large, a relatively strong electromagnetic force can be generated even when a phenomenon such as a decrease in the applied voltage occurs. It is possible to make the solenoid valve V0 perform the valve opening operation accurately. The fact that the valve opening operation is performed in the second period P2 should cause a phenomenon such as a decrease in the applied voltage, so that excessive power is supplied to the electromagnetic valve V0 in the second period P2. Therefore, the valve opening operation can be performed so that the plunger of the electromagnetic valve V0 does not collide with the casing vigorously. Therefore, the generation of a loud noise during the valve opening operation is appropriately suppressed.
前記した第2期間P2が経過した後の開弁状態保持期間P3では、制御部5はPWM信号s0のデューティ比を50%に復帰させる(S13)。このことにより、電力消費量を抑制しつつ、電磁弁V0の開弁状態を維持することができる。ただし、制御部5は、開弁状態保持期間P3に入った後には、タイマを利用して時間をカウントし、所定時間が経過すると、タイマをリセットしてから、PWM信号s0のデューティ比を所定時間だけ100%とする(S14,S15:YES,S16,S17)。その後は、PWM信号s0のデューティ比が50%に復帰され、弁閉指令を受けなければ、前記した処理が繰り返される(S18,S19:NO)。弁閉指令を受けた場合には、PWM信号s0の出力が停止され、これによりガスバーナ1の駆動燃焼が終了する(S19:YES,S20)。
In the valve opening state holding period P3 after the second period P2 has elapsed, the
ステップS17のデューティ比100%の信号出力がなされる期間は、再弁開用期間P3’であり、その長さは、たとえば200msである。図3に示すように、再弁開用期間P3’は所定の周期T(たとえば2.4sの周期)で繰り返して設定される。また、図4に示すように、再弁開用期間P3’においては、ソレノイドS0に流れる電流が、第2期間P2の場合と同様に多くなる。再弁開用期間P3’が所定の周期Tで繰り返し設けられれば、電磁弁V0が何らかの事情によって閉状態になっていたとしても、再弁開用期間P3’が到来した時点でソレノイドS0に大きな電力供給がなされ、電磁弁V0を開状態に復帰させることができる。 The period in which the signal output with a duty ratio of 100% in step S17 is the revalve opening period P3 ', and its length is, for example, 200 ms. As shown in FIG. 3, the re-valve opening period P3 'is set repeatedly at a predetermined period T (for example, a period of 2.4 s). Further, as shown in FIG. 4, in the re-valve opening period P3 ', the current flowing through the solenoid S0 increases as in the second period P2. If the re-valve opening period P3 ′ is repeatedly provided at a predetermined period T, even if the electromagnetic valve V0 is closed due to some reason, the solenoid S0 is greatly increased when the re-valve opening period P3 ′ arrives. Electric power is supplied, and the electromagnetic valve V0 can be returned to the open state.
一方、開弁状態保持期間P3中において、制御部5が所定の現象を検出した場合においても、再弁開用期間P3’が設けられ、PWM信号s0が所定時間だけデューティ比100%とされる(S21:YES,S17)。ここで、前記所定の現象とは、直流電源回路部4の瞬時停電や、電磁弁V0の一次圧の異常上昇である。これらの現象は、既述したように、電磁弁V0が閉状態となる要因であって、制御部5によって検出される。前記した所定の現象が生じ、制御部5がその旨を検出した時点で直ちに再弁開用期間P3’が設けられれば、閉状態となっていた電磁弁V0を開状態に復帰させる動作を早期に行なわせることが可能である。瞬時停電や電磁弁V0の一次圧の異常上昇とは異なる要因によって、電磁弁V0が閉状態となった場合には、所定の周期で設定される再弁開用期間P3’において、電磁弁V0を開状態に復帰させることが可能である。なお、電磁弁V0が一時的に閉状態となると、ガスバーナ1の駆動燃焼が停止される虞があるが、これはフレームロッド31a,31bを利用して判断することが可能であり、駆動燃焼が停止している場合には点火動作を実行させることは勿論である。以上においては、電磁弁V0を代表例として説明しているが、これ以外の他の電磁弁V1〜V5についても、前記したのと同様な態様で適切に駆動することが可能である。
On the other hand, even when the
一方、制御部5は、電磁弁V0〜V5の全部またはいずれか複数が開弁状態保持期間P3となった場合には、次に述べるような動作制御を行なう。
On the other hand, when all or any one of the electromagnetic valves V0 to V5 is in the valve open state holding period P3, the
すなわち、制御部5は、図6に示すように、開弁状態保持期間P3中は、デューティ比がたとえば50%のPWM信号s0〜s5を出力することを基本としつつ、一定周期Tあるいは所定の現象(前記したステップS21について述べた現象)が生じたときには、一時的に再弁開用期間P3’を設定する。ただし、PWM信号s0〜s5のそれぞれの再弁開用期間P3’は、互いに時期がずらされ、重ならないように制御される。
That is, as shown in FIG. 6, the
このような制御によれば、直流電源回路部4から電磁弁V0〜V5のそれぞれに対して大きな電力供給が同時になされないために、直流電源回路部4の容量を小さくするのに好ましいものとなる。また、電磁弁V0〜V5がいずれも閉状態となっていたときには、これら電磁弁V0〜V5の開状態への復帰時期がずれることとなる。これとは異なり、電磁弁V0〜V5が一斉に開状態に復帰したのでは、ガスバーナ1a〜1eのそれぞれへの燃料ガス供給が同時に再開されるために、この状態で点火動作がなされると、いわゆる爆発着火またはこれに近い状態の着火がなされる。前記制御によれば、そのようなことを適切に防止する効果も得られる。
Such a control is preferable for reducing the capacity of the DC power
なお、図1に示すガスバーナ1a〜1cでは、中央のガスバーナ1aが駆動燃焼を開始すれば、その後にガスバーナ1b,1cに火移りを生じさせてそれらを駆動燃焼させることができる。同様に、ガスバーナ1d,1eでは、ガスバーナ1dからガスバーナ1eに火移りを生じさせることができる。また、図1に示す構成では、たとえば3つのガスバーナ1a〜1cに対して、1つのフレームロッド31aが用いられているだけであり、しかもこのフレームロッド31aは、2つのガスバーナ1a,1b用に共用されている。このような構成によれば、フレームロッドの総数を少なくして製造コストを廉価にすることができる。また、次に述べるように、ガスバーナ1a〜1cの駆動に際して不具合も生じないようにすることが可能である。すなわち、ガスバーナ1a〜1cの駆動燃焼中に、たとえば電磁弁V1,V3が閉じてしまい、ガスバーナ1a,1cが失火状態となったとしても、ガスバーナ1bが駆動燃焼していれば、フレームロッド31aでは炎検出がなされる。この場合、制御部5では、ガスバーナ1a,1cが失火状態であることを検出することはできず、ガスバーナ1a〜1cは駆動燃焼中であると判断される。これに対し、電磁弁V1が本発明の意図する制御によって開状態に復帰すれば、ガスバーナ1bからガスバーナ1aに火移りを生じさせ、ガスバーナ1aを適切に駆動燃焼させることができる。また、電磁弁V3がその後に開状態に復帰すれば、ガスバーナ1aからガスバーナ1cに火移りを生じ、ガスバーナ1cを駆動燃焼させることができる。このように、電磁弁V1,V3を開状態に復帰させることにより、ガスバーナ1a〜1cの全体を適切に駆動させることができるのであるが、このような電磁弁の開状態への復帰を行なわせるための手段としても、本発明が意図する再弁開用期間を設けることは有意義となる。
In the gas burners 1a to 1c shown in FIG. 1, if the central gas burner 1a starts driving combustion, then the
図7に示すように、たとえば開弁状態保持期間P3中において、PWM信号s0の出力に際して、再弁開用期間P3’を所定の時期t1に行なうことが予定されているのに対し、その時期t1と略同時期に電磁弁V4の弁開指令を受ける場合がある。このような場合、制御部5は、電磁弁V4の開弁動作を優先し、その開弁動作期間として第1期間P1および第2期間P2を設定してPWM信号s4を出力する。PWM信号s0についての再弁開用期間P3’は、前記した第2期間P2が終了した後に設けられる。他のPWM信号s1〜s3についても、前記したのに伴って再弁開用期間P3’の時期がずらされる。図7では、省略しているが、電磁弁V4の開弁動作に引き続いて電磁弁V5の開弁動作が開始される場合にも、この開弁動作時期を避けるようにして、PWM信号s0〜s3における再弁開用期間P3’の時期がずらされる。
As shown in FIG. 7, for example, during the valve-opening state holding period P3, when the PWM signal s0 is output, the re-opening period P3 ′ is scheduled to be performed at a predetermined time t1, whereas that time The valve opening command for the electromagnetic valve V4 may be received substantially at the same time as t1. In such a case, the
前記したような制御によれば、直流電源回路部4から電磁弁V0〜V5に対して大きな電力が一斉に供給されないようにし、直流電源回路部4の小容量化を図るのにより好ましいものとなる。また、電磁弁V0〜V3における再弁開用期間P3’の設定よりも電磁弁V4,V5の開弁動作の方が優先されるために、電磁弁V4,V5への供給電力不足を回避し、電磁弁V4,V5の開弁動作をより確実に行なわせることができることとなる。
According to the control as described above, it is more preferable to prevent a large amount of power from being simultaneously supplied from the DC power
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る電磁弁の駆動方法の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において変更自在である。本発明に係る電磁弁駆動装置、および燃焼装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of the driving method of the solenoid valve according to the present invention can be changed within the intended scope of the present invention. The specific configuration of each part of the solenoid valve driving device and the combustion device according to the present invention can be varied in design in various ways.
本発明でいう開弁状態保持期間におけるPWM信号のデューティ比の具体的な値は、上記したような値(50%と100%)に限定されない。開弁状態保持期間の通常時(再弁開用期間を除く期間)のデューティ比よりも、再弁開用期間のデューティ比の方が高くされていればよい。 The specific value of the duty ratio of the PWM signal in the valve-opening state holding period referred to in the present invention is not limited to the above values (50% and 100%). The duty ratio in the reopening period only needs to be higher than the duty ratio in the normal state (excluding the reopening period) of the valve opening state holding period.
開弁状態保持期間中に電磁弁が閉状態となる要因としては、上述した実施形態で述べた瞬時停電の発生や電磁弁の一次圧の異常上昇の他に、たとえば電磁弁に機械的な負荷が直接作用することによって発生する衝撃なども考えられる。したがって、そのような衝撃が検出された場合に、再弁開用期間を設けるように構成することも可能であり、前記要因の具体的な内容は、適宜選択することができる。さらに、このような構成とは異なり、所定の要因を検出するための検出手段を用いることなく、制御手段が所定の機器(電磁弁が閉状態となる負荷を生じさせる可能性のある機器など)を駆動させるための出力を行なったときに、再弁開用期間を設けるように構成することもできる。 Factors that cause the solenoid valve to be closed during the valve open state retention period include, for example, a mechanical load on the solenoid valve in addition to the occurrence of the instantaneous power failure and the abnormal increase in the primary pressure of the solenoid valve described in the above-described embodiment The impact generated by the direct action of the can also be considered. Therefore, it is possible to provide a revalve opening period when such an impact is detected, and the specific contents of the factors can be selected as appropriate. Further, unlike such a configuration, the control means does not use a detection means for detecting a predetermined factor, and the control means is a predetermined device (such as a device that may cause a load that causes the electromagnetic valve to be closed). It is also possible to provide a re-valve opening period when an output for driving is performed.
スイッチング手段を動作させるためのPWM信号は、必ずしもマイクロコンピュータを用いた制御部から出力される構成でなくてもよい。たとえば、PWM信号を生成するための専用の回路を設けておき、この回路からスイッチング手段に向けてPWM信号が出力される構成とすることもできる。本発明に係る電磁弁の駆動方法は、電磁弁が開弁した後の開弁状態保持工程を対象としており、これ以外の工程の具体的な内容は問わない。したがって、電磁弁が開弁状態保持期間に移行する前の通常の開弁動作については、前記した第1期間P1および第2期間P2を設けることなく、たとえば単にデューティ比100%の信号を出力することのみによって実行させてもかまわない。 The PWM signal for operating the switching means does not necessarily have to be output from the control unit using a microcomputer. For example, a dedicated circuit for generating a PWM signal may be provided, and the PWM signal may be output from this circuit toward the switching means. The electromagnetic valve driving method according to the present invention is intended for a valve-opening state maintaining process after the electromagnetic valve is opened, and the specific contents of the other processes are not limited. Therefore, for the normal valve opening operation before the electromagnetic valve shifts to the valve opening state holding period, for example, a signal with a duty ratio of 100% is simply output without providing the first period P1 and the second period P2. You can make it happen by doing it alone.
本発明に係る燃焼装置は、給湯装置などの温水装置の構成要素として用いられるだけではなく、それ以外の種々の用途(たとえば、ガスファンヒータやガスコンロなど)に用いられる燃焼装置として構成することができる。また、ガス以外の物質(たとえば燃料オイルなど)を燃料とする燃焼装置として構成することもできる。 The combustion apparatus according to the present invention is not only used as a constituent element of a hot water apparatus such as a hot water supply apparatus, but may be configured as a combustion apparatus used for various other applications (for example, a gas fan heater, a gas stove, etc.). it can. Moreover, it can also be comprised as a combustion apparatus which uses substances other than gas (for example, fuel oil etc.) as a fuel.
C 燃焼装置
SD 電磁弁駆動装置
V0〜V5 電磁弁
S0〜S5 ソレノイド(電磁弁の)
SW0〜SW5 スイッチング素子(スイッチング手段)
s0〜s5 PWM信号
L4 配線(検出手段)
P3 開弁状態保持期間
P3’ 再弁開用期間
1 ガスバーナ(バーナ)
5 制御部(信号出力手段)
8 圧力センサ(検出手段)
C Combustion device SD Solenoid valve drive device V0 to V5 Solenoid valve S0 to S5 Solenoid (solenoid valve)
SW0 to SW5 Switching element (switching means)
s0 to s5 PWM signal L4 wiring (detection means)
P3 Valve open state holding period P3 '
5 Control unit (signal output means)
8 Pressure sensor (detection means)
Claims (5)
前記開弁状態保持期間中において、前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を所定の時期に一時的に高くして、前記ソレノイドへの供給電力を増大し、前記所定の電磁弁が閉状態となっていた場合にこの電磁弁に開弁動作を再度行なわせることが可能な再弁開用期間を設ける一方、
前記複数の電磁弁のうち、一部の電磁弁が前記開弁状態保持期間にあり、かつこの一部の電磁弁について前記再弁開用期間を設定すべき時期に重なるようにして他の一部の電磁弁を閉状態から開状態に弁開動作を行なう旨の動作指令があったときには、この動作指令に対応する弁開動作を優先させて、この弁開動作が終了した後に前記再弁開用期間を設定することを特徴とする、電磁弁の駆動方法。 A combustion apparatus comprising: a burner; a plurality of solenoid valves for switching on / off of fuel supply to the burner; and a solenoid valve driving device for driving the plurality of solenoid valves. Among the valves, there is a step of supplying power by intermittently applying a DC voltage to a solenoid of the predetermined electromagnetic valve during a valve open state holding period after the predetermined electromagnetic valve is opened. A method for driving a solenoid valve,
During the valve open state holding period, the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is temporarily increased at a predetermined time to increase the power supplied to the solenoid, and the predetermined electromagnetic valve is closed. In this case, a re-opening period is provided so that this solenoid valve can be opened again .
Among the plurality of solenoid valves, another solenoid valve is in the open state holding period, and another one of the solenoid valves overlaps with the time when the re-valve opening period should be set. When there is an operation command for performing the valve opening operation from the closed state to the open state, the valve opening operation corresponding to the operation command is given priority, and after the valve opening operation is completed, A method for driving an electromagnetic valve, characterized in that an opening period is set .
前記電磁弁駆動装置は、
前記複数の電磁弁のソレノイドに対する直流電圧印加をオン・オフ制御するためのスイッチング手段と、
このスイッチング手段を動作させるための制御信号としてPWM信号を出力可能な信号出力手段と、
を備えている、燃焼装置であって、
前記信号出力手段は、前記電磁弁が開状態とされた後の開弁状態保持期間中にPWM信号を出力するときには、前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を所定の時期に一時的に高くして、前記ソレノイドへの供給電力を増大し、前記電磁弁が閉状態となっていた場合にこの電磁弁に開弁動作を再度行なわせることが可能な再弁開用期間が設けられるように構成されており、
前記複数の電磁弁のうち、一部の電磁弁が前記開弁状態保持期間にあり、かつこの一部の電磁弁について前記再弁開用期間を設定すべき時期に重なるようにして他の一部の電磁
弁を閉状態から開状態に弁開動作を行なう旨の動作指令があったときには、この動作指令に対応する弁開動作を優先させて、この弁開動作が終了した後に前記再弁開用期間が設定されるように構成されていることを特徴とする、燃焼装置。 A burner, a plurality of solenoid valves for switching on and off the fuel supply to the burner, and a solenoid valve drive device for driving the plurality of solenoid valves,
The electromagnetic valve driving device includes:
Switching means for ON / OFF control of DC voltage application to the solenoids of the plurality of solenoid valves;
A signal output means capable of outputting a PWM signal as a control signal for operating the switching means;
A combustion device comprising:
The signal output means temporarily increases the duty ratio of the voltage applied to the solenoid at a predetermined time when outputting the PWM signal during the valve open state holding period after the electromagnetic valve is opened. The power supply to the solenoid is increased, and when the solenoid valve is in a closed state, a re-valve opening period is provided in which the solenoid valve can be opened again. Has been
Among the plurality of solenoid valves, another solenoid valve is in the open state holding period, and another one of the solenoid valves overlaps with the time when the re-valve opening period should be set. Electromagnetic part
When there is an operation command for performing the valve opening operation from the closed state to the open state, the valve opening operation corresponding to the operation command is given priority, and after the valve opening operation is completed, the re-valve opening period Is set so as to be set .
前記信号出力手段が前記ソレノイドへの印加電圧のデューティ比を一時的に高くする所定の時期は、前記検出手段を利用して前記所定の現象が検出されたときである、請求項2または3に記載の燃焼装置。 A detector for detecting a predetermined phenomenon of a factor that the plurality of solenoid valves are closed during the valve open state holding period;
The predetermined timing when the signal output means temporarily increases the duty ratio of the voltage applied to the solenoid is when the predetermined phenomenon is detected using the detection means. The combustion apparatus as described.
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