JPH01273912A - 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、バーナへ供給される燃料の供給量を必要燃焼
量に応じて制御する燃焼機器の制御装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、給湯器や膿房機等の燃焼機器では、使用する燃
焼機器の形状や加熱能力に応じて異なった燃焼量が必要
であり、特に燃焼量を変化させるものにあっては、燃焼
量の範囲をそれぞれの機器に合わせる必要がある。その
ため、各燃焼機器毎に燃料供給を調節するなめに異なる
特性の制御装置を設計し、必要に応じた燃焼量の変更範
囲を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、複数の燃焼機器を生産しようとする場合、従来
の設計方法では、機種数に応じた数の制御装置が必要と
なり、設計に必要な費用、時間が増えるとともに、各機
種毎に生産数を決定しなければならなず、また生産され
た製品の在庫管理の負担が増えるという問題がある。

本発明は、それぞれの燃焼機器に応じて最適の燃焼量可
変特性を得ることができるとともに、商品管理の負担を
軽減することができる燃焼機器の制御装置を捉供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、燃焼機器の燃焼量を制御するために予め設定
された複数の制御値を記憶する記憶手段と、前記燃焼機
器の必要燃焼量に応じて前記記憶手段に記憶された前記
複数の制御値に基づいて前記燃焼機器を制御する制御手
段とを具備する燃焼機器の制御装置において、前記制御
手段は、前記記憶手段に記憶された前記複数の制御値を
前記必要燃焼量に関連づけて選択する選択機能を有する
とともに、該選択機能を作動させる設定手段を備えるこ
とを技術的手段とする。

し作用］ 本発明は、燃焼機器の必要燃焼量に応じてｔめ燃焼８１
器への制御値が記憶されていて、必要燃焼量が与えられ
ると、燃焼機器は、制御手段によって記憶された制御値
に基づいて制御される。また制御手段には選択機能があ
り、設定手段によって選択機能を作動させると、記憶手
段に記憶された複数の制御値から必要燃焼量に関連づけ
て選択された制御値に基づいて制御される。

［発明の効果］ 本発明では、制御手Ｆ党に選択機能があり、選択機能は
、設定手段によって作動するか否かを設定することがで
きる。従って、燃３′ｎ、機器は、選択機能を作動する
場合と作動させない場合とでは、異なった特性を与えら
れることになり、同一装置を複数の機種として便用する
ことができる。従って、２種類の制御装置を管理する必
要がなくなり、商品管理の負担を軽減することができる
。

［実施例］ 次に本発明をガス給湯器の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３１
０と、燃料管２０と、水管３０と、制御装置４０とから
構成される。

燃焼≧ゼ１０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−
次空気燃焼を行い、燃焼ガスは排気口２から排出される
。バーナ群１１は複数のリボンバーナを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」・、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とがぞれぞれ設けられ、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燃
料管２０は分岐しており、分岐した一方の燃料管２０に
は、バーナ群１１のうち１ｉのみを燃焼させるために、
切替弁２４を備えている。

水管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３Ｌａには図示しない凍結予防し−タが備えら
れている。

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２；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検
知する炎の温度に応じたサーモカップル１６の出力電圧
を制御信号として使用するために増幅する炎温度検出回
路５２、水管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ための水温検出回路５３、水
量制御弁３４とバイパス弁３３とをそれぞれ各弁の開度
を検出するために備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
う比例弁口路５６、通信回路５７、フレームロッド１５
によって炎を検知して炎検知信号を得る炎検知回路５８
、木管３０内を通過する水量に応じて発生される水流セ
ンサ３５からのパルス信号をマイクロコンピュータ４２
へ伝送するとともに、パルス信号に基づいて検知される
水量が一定量以十、になったとき、スイッチング信号を
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Ｌ
ＳＩで、所定のシーケンス制御と、燃焼量制御および水
量制御を行う。

燃焼量制御および水量制御では、大水温サーミスタ３６
、熱交換サーミスタ３７、コントローラ４６、水流セン
サ３５からの信号によって予め燃焼量および水量を制御
するフィードフォワード制御と、所定の条件になったと
きには、さらに出湯温サーミスタ３８によって燃焼１お
よび水量を補正するフィードバック制御を行っている。

燃焼量制御では、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
の回転数に応して比例弁２３の通電電流を制御している
０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、後述するモード設定回路４７によっ
てガス種に応じて選択されるデータ群に基づいて比例弁
２３の電流値を制御している。

この結果、制御装置４０は、異なるガス種の給湯器にも
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。

さらに、本実施例では、異なった給湯能力を備えた給湯
器にもこの制御装置４０を搭載するために、燃焼量を決
定する比例弁２３の開度を制限し、所定燃焼量Ｑ１以」
・、の燃焼が行われないようにすることもできるように
している。

本実施例では、上記の比例弁２３の場合と同様に、マイ
クロコンピュータ４２内のＲＯＭ４２　ａには、決定さ
れる燃焼量に対応させて、予め設定した燃焼用ファン１
２への印加電圧を示すデータ群が備えられている。そし
て、燃焼量の制限がない場合には、燃焼量が決定される
と、それに基づいて必要なデータが読み出されるが、燃
焼量の制限がある場合には、燃Ｖｔ量に対応したデータ
の読み出しが行われず、制限された燃焼量に対応しては
、特定のデータが読み出される。

この燃焼量の制限は、後述するモード設定回路４７の設
定状態に応じて行われるもので、例えば第３図の実線Ａ
に示すような回転数特性を示すデータ群が備えられてい
るとすると、制限されるときには、マイクロコンピュー
タ４２により決定される必要燃焼量が所定燃焼ｆｆ１Ｑ
１以」二の燃焼ＩＱ２の場合には、燃焼用ファン１２を
回転数Ｎ２にするのではなく、破ｆｉＢに示すように、
所定回転数Ｎ１に制限するものである。

これにより、燃焼用ファン１２の回転数に応じて通電さ
れる比例弁２３の電流値は、燃焼用ファン１２が所定回
転数Ｎ１に制限されることにより、読み出される電流値
データはそれに応じた電流値になり、それに応じた燃料
ガスが供給される。

従って、マイクロコンピュータ４２によって計算された
必要燃焼量が所定燃焼ＩＱＩより大きい場合でも、所定
燃ｆｆｌ燵Ｑ１より大きくなることはなく、所定燃焼Ｊ
ｔＱ１で燃焼することになる。

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
れるガス種や給湯能力に応じて行われ、その設定は“［
揚出荷時、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差込む
と制御装置４０の上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４２
へ電力を供給するマイコン用電源４５ａと、電磁弁通電
リレー回路４４へ゛上方を供給するリレー回路用電源４
５１）には、安全回路４３からの通電停止信号によって
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／＼電力を供給するリ
レー回路用電源４５ｂでは、水流回路５つからのスイッ
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か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１０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、木管
３０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から流出する。

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は燃焼器１０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Ｃいるスパーカ１４によつ゛Ｃ点火される
。

着火がフレームロッド】５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
応じて水量側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が制御される。

このとき、モード設定回路４７により燃焼Ｊ１が制限さ
れていれば、所定燃焼量以上で燃焼することはない。

以上のとおり、本発明の燃３を機器の制御装置によれば
、バーナには、決定される燃焼量に応じた燃料が供給さ
れるだｃ３でなく、設定状態によっては、ある程度制限
された燃焼量範囲で燃料が供給されるため、複数の燃焼
量範囲を備えた燃焼機器制御装置として扱うことができ
る。

従って、複数の制御装置を生産する必要がなくなり、商
品管理の負担を減らすことができる。

本実施例では、最大燃焼量を制限したが、最少燃焼量を
制限してもよい。また、比例弁の制御を燃焼用ファンを
介して行ったが、直接制御するものでもよく、さらに燃
焼用ファンを備えないものでもよい、さらに、暖房機や
液体燃料を使用する燃焼装置であってもよい。

【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図はマイクロコンピュータの決定燃焼量に
対する燃焼用ファンの回転数特性の一例を示す特性図で
ある。 図中、１０−９．燃焼器（燃焼ｉ器）　、４０−ｆｔ、
ＩＩｆ＆Ｉ！装置（燃焼機器の制御装置）、４２・・・
マイクロコンピュータ（制御手段）、４２ａ・・・ＲＯ
Ｍ　（記憶手段）、４７・・・モード設定回路（選択手
段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃焼機器の燃焼量を制御するために予め設定された
   複数の制御値を記憶する記憶手段と、前記燃焼機器の必
   要燃焼量に応じて前記記憶手段に記憶された前記複数の
   制御値に基づいて前記燃焼機器を制御する制御手段とを
   具備する燃焼機器の制御装置において、 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記複数の
   制御値を前記必要燃焼量に関連づけて選択する選択機能
   を有するとともに、該選択機能を作動させる設定手段を
   備えることを特徴とする燃焼機器の制御装置。