JPH01230919A - 燃焼機器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バーナへの燃料供給量を通電電流に応じて制
御する比例制御弁の制置装置に関する。

［従来の技術］ 給湯器や暖房機等の燃焼機器では、使用する燃料によっ
て発熱量が異なり、特にガスを燃料とする場合には、同
じ発熱量を得るためにバーナへ供給される燃料の流量が
ガス種によって大きく異なるため、その供給量を制御す
る比例制御弁ではそれぞれのガス種に応じた制御を行わ
なければならない、そのために、同一回路を利用してガ
ス種毎に比例制御弁の制御特性を変更できるようにした
らのく特公昭５７−３８４４号公報）や、比例制御弁の
通電回路の抵抗値を切替えるものく特公昭６０−２９８
５２号公報）などが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の各発明では、いずれも比例制御弁への通
電回路による電流値を直接変更するため、切替えによっ
て得られる特性では、それぞれのガス種に十分に適した
特性が得られにくく、最適の特性を切替えによって得る
ことは困難であるという問題がある。

本発明は、それぞれの燃料に応じた最適の通電電流特性
を切替えによって得ることができる比例弁制御装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、燃焼機器の必要燃焼量に応じて制御される比
例制御弁を通電する比例弁制御装置において、該比例弁
制御装置は、燃料の種類毎に前記必要燃焼量に対応して
予め設定された電流値を記憶する複数の記憶手段、該複
数の記憶手段のいずれかを選択する選択手段、該選択手
段によって選択された前記記憶手段に記憶された電流値
に基づいて前記比例制御弁の通電を制御する制御手段を
備えることを技術的手段とする。

［作用］ 本発明は、燃料の種類毎に燃焼機器の必要燃焼量に対応
して予め比例制御弁への電流値が記憶されていて、必要
燃焼量が与えられると、比例制御弁は、複数の記憶手段
のうち選択手段によって選択された記憶手段に記憶され
た電流値に基づいて、制御手段によって制御される。

［発明の効果］ 本発明では、比例制御弁は必要燃焼量に対応して記憶さ
れた電流値で通電されるため、必要燃焼量に応じてｉａ
の燃料供給を行うことができる。

また、その電流値は複数の記憶手段に燃料の種類毎に記
憶され、選択手段によって記憶手段の一つを選択するこ
とができるため、異なった燃料を使用する場合において
も、切替えによつζそれぞれの燃料に＆適の燃料供給を
行うことができる。

［実施例］ 次に本発明の比例弁制御装置を備えたガス給湯器を実施
例に基づき説明する。

第２図に概略を示す本実施例のガス給湯器は、燃焼器１
０と、燃料管２０と、水管３０と、制御装置４０とから
構成される。

燃Ｍ３１０は、給湯器ケース１内に設けられたバーナ群
１１と燃焼用空気を供給する燃焼用ファン１２とからな
り、ノズル１３から供給される燃料ガスを燃焼用ファン
１２によって供給される一次空気のみで燃焼する全−法
学気燃焼を行い、燃焼ガスは排気口２から排出される。

バーナ群１１は複数のりボンバーナを２列に配した２連
式バーナとなっており、バーナ群１１近傍の上方には、
点火装置のスパーカ１４、炎検知のためのフレームロッ
ド１５およびサーモカップル１６がそれぞれ設けられて
いる。

燃料管２０は、燃料ガスをノズル１３へ供給するガス管
で、その上流側から順に元電磁弁２１、主電磁弁２２が
、さらにバーナ群１１への燃料供給量を調節する比例弁
２３がそれぞれ設けられ、燃料管２０は比例弁２３の下
流では２連式バーナの各連にそれぞれ燃料ガスを供給す
るために分岐しており、分岐した一方の燃料管２０には
、バーナ群１１のうち１連のみを燃焼させるために、切
替弁２４を備えている。

木管３０は、図示しない水供給源および給湯口とそれぞ
れ接続された供給管３１および給湯管３１ａと、これら
を連通して設けられた熱交換器３２およびバイパス管３
２ａとからなり、供給管３１から供給される水の一部は
熱交換器３２を介して、残る部分はバイパス管３２ａを
介して給湯管３１ａへ導かれ、熱交換器３２およびバイ
パス管３２ａの下流側の合流部にはバイパス弁３３が設
けられ、熱交換器３２によって加熱される水と、バイパ
ス管３２ａによってそのまま導かれる水の割合を適切に
調節して混合する。

一方、供給管３１には上流側より水量制御弁３４、水流
センサ３５および入水温サーミスタ３６が、また熱交換
器３２の下流には熱交換サーミスタ３７が、給湯管３１
ａには出湯温サーミスタ３８がそれぞれ備えられ、さら
に給湯管３１ａには図示しない凍結予防し−タが備えら
れ°Ｃいる。

なお、バイパス弁３３および水量制御弁３４は、それぞ
れ備えられたギヤドモータにより駆動され、また水流セ
ンサ３５は、供給管３１内を通過する水流により回転す
る図示しない羽根車の回転数に応じた数のパルスを出力
する。

制御装置４０は、第１図に示すとおり、ガス給湯器に備
えられた上記の各部分との信号交換のためのインターフ
ェース４１となる各回路と、制御装置４０の中心となる
マイクロコンピュータ４２と、安全確保のための安全回
路４３および電磁弁通電リレー回路４４と、これらすべ
てに電力を供給する電源部４５とからなり、さらにガス
給湯器の作動を操作するためのコントローラ４６と、マ
イクロコンピュータ４２の作動モードを予め設定するた
めのモード設定回路４７を備えている。

インターフェース４１には、スパーカ１４に火花放電を
行うための高電圧を発生する高電圧発生部と、スパーカ
１４での火花放電を検知するための放電検知部とからな
るスパーカ回路５１、燃焼時の空燃比の制御のために炎
の温度に応じたサーモカップル１６の出力電圧を増幅す
る炎温度検出回路５２、木管３０に配された各サーミス
タの抵抗値からそれぞれの温度信号を得る水温検出回路
５３、水量制御弁３４とバイパス弁３３とをそれぞれ答
弁の開度を検出するためにｆＪｍえられた図示しないポ
テンショメータの抵抗値に基づいて駆動するためのギヤ
ドモータ駆動回路５４、マイクロコンピュータ４２から
伝送されるパルス信号に基づいて燃焼用ファン１２を駆
動するファン回路５５、燃料ガスを調節する比例弁２３
への通電を行う比例弁回路５６、通信回路５７、フレー
ムロッド１５によって炎検知信号を得る炎検知回路５８
、水管３０内を通過する水量に応じて発生される水流セ
ンサ３５からのパルス信号に基づいて、パルス信号をマ
イクロコンピュータ４２へ伝送するとともに、木管３０
内を通過する水量が一定−Ｖ以上になったとき、スイッ
ヂング信号を電源部４５のリレー回路用電源４５ｂへ送
出し、水流信号を安全回路４３へ伝送する水流回路５つ
が備えられている。

マイクロコンピュータ４２は、本実施例のガス給湯器だ
けでなく、給湯量や大きさが異なる他の給湯器にも兼用
できるように設計され、その作動に必要なプログラムお
よび各データを収容した記憶装置を内蔵したカスタム［
、ＳＩで、所定のシーゲンス制御と、燃焼鎗制御および
水量制御を行う９燃焼呈制御および水量制御では、入水
温サーミスタ３６、熱交換サーミスタ３７、コントロー
ラ４６、水流センサ３５からの各信号によってｆ・め燃
焼量および水屋を制御するフィードフＡワード制御と、
所定の条件になったときに、さらに出湯温サーミスタ３
８からの信号によって燃焼量および水量の補正するフィ
ードバック制御を行っている。

燃焼旦制御では、各サーミスタ等の信号から決定された
燃焼量に基づいて燃焼用ファン１２を制御し、さらにそ
の回転数に応じて比例弁２３の通電電流を制御している
。本実施例では、異なるガス種にも兼用できる機器とし
て設計するために、燃焼用ファン１２の回転数に対応さ
せてガス種毎に予め設定した比例弁２３への電流値を示
す複数のデータ群を、マイクロコンピュータ４２内のＲ
ＯＭ４２ａに設け、ガス種に応じて後述するモード設定
回路４７によって選択されるデータ群に基づいて比例弁
２３への電流値を制御している。

ここで、ＲＯＭ４２ａには、例えば第３図の実線Ａ、Ｂ
、Ｃにそれぞれ示すような電流値特性を示すデータ群が
ガス種毎に備えられ、マイクロコンピュータ４２の制御
状態に応じて逐次読み出され、比例弁２３への制御出力
となっている。

この結果、制御装置４０は、異なるガス種の給湯器とし
ても使用することができ、それぞれのガス種に合った細
かい特性を与えることができる。

なおこのＲＯＭ４２ａからのデータの読み出しの選択、
設定は、後述するモード設定回路４７によって必要とさ
れるガス種に応じて行われ、その設定は工場出荷時、あ
るいはガス給湯器の設置業者による設置時に行われ、通
常は一旦設定されれば設置後に変更の必要はない。

電磁弁通電リレー回路４４は、元電磁弁２１、主電磁弁
２２および切替弁２４をマイクロコンピュータ４２から
の制御信号によってそれぞれ通電するためのリレーから
なる回路である。

電源部４５は、図示しないプラグをコンセントにＩ込む
と制御装置４０の」−記各回路を作動させるための電力
を、それぞれの回路に必要な電圧に変換して常時供給す
るもので、特に本実施例では、マイクロコンピュータ４
２へ電力を供給するマイコン用電源４５ａと、電磁弁３
Ｉｒ！電リレ一回路４４へ電力を供給するリレー回路用
電源４５　ｂには、安全回路４３からの通電停■・信号
によって電力供給を停止するスイッチング機能があり、
マイクロコンピュータ４２の作動を停止させるとともに
各電磁弁への通電を停止して、燃料の供給を停止する。

また、電磁弁通電リレー回路４４へ電力を供給するリレ
ー回路用電源４５ｂでは、水流回路５９からのスイッチ
ング信号が伝送される場合にのみ各電磁弁への通電が可
能になっていて、水流が検知されない場合にはバーナ群
１１へ燃料ガスが供給されないため、空焚きの心配がな
い。

なお、電源部４５は商用電源と接続する電路中に、図示
しない温度ヒユーズ、オーバーヒートスイッチを備えて
いて、さらに安全を確保している。

コントローラ４６は、ガス給湯器の作動状態を設定操作
するためのもので、マイクロコンピュータ４２と信号交
換をするために、通信回路５７がらの電力によって作動
する小容量のマイクロコンピュータと通信回路とを備え
、設定信号を変調してマイクロコンピュータ４２へ送出
する。またコントローラ４６には表示機能があり、設定
した出湯温を液晶等のディジタル数字によって表示する
とともに、燃焼器１ｏでの燃焼中をランプによって表示
する。

モード設定回路４７は、マイクロコンピュータ４２の作
動モードを、使用されるガス種、リモコンの有無、給湯
能力、排気設備等に応じて、工場からの出荷時やガス給
湯器の設置時に、予め設定しておくための回路であり、
マイクロコンピュータ４２をなすカスタムＬＳＩの各端
子に接続されたデイツプスイッチによって設定される。

以上の構成からなる本実施例のガス給湯器は次のとおり
作動する。

使用者がコントローラ４６の図示しない運転スイッチを
入れ、出湯温度を設定すると、燃焼用ファン１２が回転
を開始する。また、図示しない水栓を操作すると、水管
３ｏ内には水が流入し、供給管３１によって供給される
水は、水量制御弁３４、水流センサ３５を通過して、熱
交換器３２およびバイパス管３２ａへ流入し、バイパス
弁３３でそれぞれの流出量が調節されて、給湯管３１ａ
を介して図示しない給湯口がら流出する。

水流センサ３５からのパルス信号が所定数以上検知され
ると、マイクロコンピュータ４２は燃焼３１０の点火作
動として、スパーカ回路５１の高電圧発生部を通電して
スパーカ１４に火花放電を行い、それが検知されると、
元電磁弁２１と主電磁弁２２は、電磁弁通電リレー回路
４４によって通電され、燃料ガスはノズル１３から噴出
して燃焼用空気と混合されてバーナ群１１へ供給され、
すでに作動しているスパーカ１４によって点火される。

着火がフレームロッド１５によって検知されると、入水
温サーミスタ３６、熱交換サーミスタ３７、出湯温サー
ミスタ３８の各サーミスタおよび水流センサ３５のから
の検知信号およびコントローラ４６からの設定信号に基
づいて必要な燃焼量が計算され、その計算結果に基づい
て燃焼用ファン１２、比例弁２３、切替弁２４、バイパ
ス弁３３および水量制御弁３４が制御される。また、着
火後には、サーモカップル１６からの信号に基づいて空
燃比の補正制御も行われるが、この制御はサーモカップ
ル１６の温度が安定するまでの一定時間には行われない
。

その後、出湯量や設定温度の変更があると、その変更に
応じて水量制御や燃焼量制御が行われる。

水量制御では、バイパス弁３３による熱交換器３２とバ
イパス管３２ａとの通過流量の割合が変更される。また
燃焼量の変更では、計算された燃焼量に応じて燃焼用フ
ァン１２が制御され、さらにモード設定回路４７によっ
て選択、設定されたＲＯＭ４２ａのデータ群からその回
転数に応じた電流値データが読み出され、その電流値に
基づいて比例弁２３が通電される。

以上のとおり、本発明の比例弁制御装置によれば、使用
される燃料の種類が異なっても、燃焼用ファンによる燃
焼用空気の供給量に応じて適正な量の燃料が供給される
。

本実施例では、ガス給湯器を実施例として示したが、暖
房機や液体燃料を使用する燃焼装置にも使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のガス給湯器の制御装置を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の実施例を示すガス給湯器の概略
構成図、第３図は比例弁の電流値特性を示す特性図であ
る。 図中、２３・・・比例弁（比例制御弁）、４０・・・制
御装置（比例弁制御装置）、４２・・・マイクロコンピ
ュータ（制御手段）、４２ａ・・・ＲＯＭ（複数の記憶
手段）、４７・・・モード設定回路（選択手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）燃焼機器の必要燃焼量に応じて制御される比例制御
   弁を通電する比例弁制御装置において、該比例弁制御装
   置は、燃料の種類毎に前記必要燃焼量に対応して予め設
   定された電流値を記憶する複数の記憶手段、該複数の記
   憶手段のいずれかを選択する選択手段、該選択手段によ
   って選択された前記記憶手段に記憶された電流値に基づ
   いて前記比例制御弁の通電を制御する制御手段を備える
   ことを特徴とする比例弁制御装置。