JPH01296010A - 燃焼制御装置 - 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、燃焼用空気を送風機によって供給する強制吸
気式、あるいは強制給排気式の燃焼装置に関し、特に燃
料供給量を制御する比例弁を備えた燃焼制御装置に係る
。

［従来の技術］ 燃焼機器では、点火を円滑に行うために燃料供給量が多
い状態で点火を行うようにしている。また送風機によっ
て燃焼用空気を供給する燃焼機器では、空燃比を低くし
て、供給される燃焼用空気に比較して多い燃料を供給す
るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、送風機によって燃焼用空気を供給する燃焼装置
では、機器の温度が低い初期点火時には、バーナの炎口
面積や供給される空気温度が低いこと等から、予め設定
された所望の空燃比に応じた回転数で燃焼用空気を供給
すると、その供給量が送風機の回転数に対して多くなっ
てしまい、所望の空燃比より高くなり、着火しにくくな
るという問題点がある。

本発明は、燃焼用空気を送風機によって供給する燃焼制
御装置において、初期点火時の点火を円滑に行うことが
できるとともに、再点火時にも安全な点火を行うことが
でき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、バーナへの燃料供給路中に設けられ燃料供給
量を制御する比例弁と、前記バーナへ燃焼用空気を供給
する送風機とを備え、点火手段の作動を検知してから前
記バーナへの燃料供給を開始するとともに、前記比例弁
および前記送風機を制御して前記バーナへ所定量の燃焼
用空気および燃料を供給させる制御手段とからなる燃焼
制御装置において、前記制御手段は、前記バーナの着火
を検知する着火検知手段を備え、前記バーナへの燃料供
給開始後に前記着火検知手段により前記バーナの着火が
検知されないとき、前記比例弁を制御して前記バーナへ
の燃料供給量を増加させることを技術的手段とする。

［作用および発明の効果］ 本発明では、点火手段の作動が検知されるとバーナへ燃
料供給が開始され、バーナへは制御手段によって制御さ
れた送風機および比例弁によって、所定量の燃焼用空気
および燃料がそれぞれ供給される。

燃焼機器が使用されていないために、その温度が低いよ
うな場合には、空気の供給量が燃料に比べて多くなるた
め、空燃比が適切でなく、燃料がバーナへ供給されても
、着火しない場合がある。

このように、点火手段が作動していても着火しないとき
には、制御手段はバーナへの燃料供給量を増加させるよ
うに比例弁を制御する。従って、空燃比がガスリッチに
なるように変更されるため、バーナは着火しやすくなり
、それは着火が検知されるまで続けられ、適切な空燃比
で燃料が供給されると着火する。

従って、空燃比が適切でないために着火しないというこ
とがない。

また、−旦使用した燃焼機器を再使用するときには、燃
焼機器の温度が高くなっており、送風機は制御に応じた
量の燃焼用空気を供給するため、燃料の割合が少なくな
ることは少ない、従って、比較的簡単に着火するため、
必要以十、に燃料がバーナへ供給されることはない、従
って、バーナは安全に着火する。もし空燃比が適切でな
いために着火しない場合でも、燃料が増加されるため円
滑に着火する。

［実施例コ 次に本発明の燃焼制御装置を図面に示す実施例に基づき
説明する。

第１図は本発明の燃焼制御装置を使用したガス給湯器を
示す、。

このガス給湯器は、燃焼器１０と、ガス管２０と、制御
装置３０とから構成される。

燃焼器１０の燃焼器ケース１１内の下部には、セラミッ
クで形成されたバーナプレート１２が設けられており、
このバーナプレート１２は多数の炎口１２ａを備えてい
る。バーナプレー１・１２の上方には、点火手段として
のスパーカ１３と、着火検知手段としてのフレームロッ
ド１４がバーナプレート１２に近接して備えられ、さら
に上方には図示しない水供給管と接続された熱交換器１
５が設けられ、この熱交ｔａ器１５には伝熱面積を増加
させるフィン群１５ａが備えられている。

燃焼器ケース１１の下方には、バーナケース１６が燃焼
器ケース１１を塞ぐようにして設けられ、バーナケース
１６は燃焼器ケース１１およびバーナプレート１２とと
もに本発明のバーナを形成している。バーナケース１６
には燃焼用空気を供給する送風機１７が送風機ケース１
８により接続され、バーナプレート１２とバーナケース
１６との間には、燃焼器ケース１１内への混合気の流入
量を調整するダンパ１９が設けられている。

ガス管２０は図示しない燃料ガス供給源と接続され、燃
料ガスを噴出するノズル２１が送風機ケース１８に設け
られている。

ノズル２１の上流のガス管２０には、ガバナ比例弁２２
が設けられ、ガバナ比例弁２２を通過した燃料ガスの圧
力は、ガバナ比例弁２２に通電された電流値と比例する
ようになっている。

ガス管２０には、さらにこのガバナ比例弁２２の上流に
主電磁弁２３が設けられている。ガバナ比例弁２２はガ
ス圧が加わる前に通電が行われると、ガバナ比例弁２２
の開度が本来制御されるより大きくなり、多量の燃料ガ
スがガバナ比例弁２２を通過してしまうため、着火時に
逆火が発生しやすいが、本実施例では、ガバナ比例弁２
２の上流にこの主電磁弁２３を設け、スパーカ１３の作
動を検知してから、まずこの主電磁弁２３を通電し、そ
の後に微少時間遅れてガバナ比例弁２２を通電すること
により、緩点火を行っている。主電磁弁２３の上流には
元電磁弁２４が設けられ、これは、ガス給湯器の作動中
にのみ開状態にされるもので、異常燃焼時等には閏じら
れる。

制御装置３０は本発明の制御手段で、マイクロコンピュ
ータを中心として必要なインターフェースを備え、さら
に作動に必要なプログラム等を内蔵したカスタムＬＳＩ
を主構成とし、その他各弁の通電回路、送風機１７の駆
動回路、その他安全回路等からなり、第２図に示すとお
り、作動検知部３１、炎検知部３２、シーケンス制御部
３３、送風機制御部３４、比例弁制御部３５等の各機能
部から構成される。

作動検知部３１は、スパーカ１３の火花放電を検知する
ための機能部で、火花放電を確認すると検知信号をシー
ケンス制御部３３へ送出する。

炎検知部３２は、燃焼器１０がスパーカ１３によって着
火したことを検知するためにフレームロッド１４からの
検知電流を得るためのもので、フレームロッド１４が炎
を検知すると検知信号をシーケンス制ｆ２１Ｉ部３３へ
送出する。

シーケンス制御部３３は、元電磁弁２４および主電磁弁
２３の開閉、送風１１１１７およびガバナ比例弁２２の
制御状態を、点火時期と着火後とで変更する等のタイミ
ングを制御するもので、特に点火初期の制御では、後述
するように特別の空燃比制御を行うようにしている。

送風機制御部３４は、使用者によって操作される水温設
定スイッチ３２ａと、熱交換器１５で加熱された水の温
度を検知するためにその下流に設けられたサーミスタ１
５Ｉ）とを備え、点火時期を除いて、これらの信号に基
づいて燃焼器１０の燃焼量を決定し、決定された燃焼量
に応じて送風機１７を制御する。さらに送風機１７の作
動状！ぶを確認するために、送風Ｊａ１７を駆動するモ
ータの回転数を検出し、回転数信号として比例弁側ｖ４
部３５へ送出する。

点火時期には、送風機１７はシーケンス制御部３３から
の制御信号によって制御され、点火のために予め緩点火
用に設定された一定回転数で回転し、それに応じた燃焼
用空気を燃焼器１０へ供給する。

比例弁制御部３５は、送風機制御部３４からの回転数信
号と、燃焼２Ｓ１０の燃焼状態を検知するためにバーナ
プレート１２に近接して設けられた−　　図示しないサ
ーモカップルからの出力に基づいてガバナ比例弁２２の
通電電流を制御する。ここで、ガバナ比例弁２２への電
流値は、点火時期を除いて送風機１７によって燃焼器１
０へ供給される燃焼用空気に対して所望の空燃比となる
ように決定されるが、スパーカ１３が作動してからの所
定時間内には、送風機制御部３４やサーモカップルから
の信号とは関係なくシーケンス制御部３３からの制御信
号に基づいて通電される。この点火時期のシーケンス制
御部３３からの制御信号により、ガバナ比例弁２２には
、緩点火用に予め設定された電流値が通電されるが、燃
焼器１０で着火しない場合には、ガバナ比例弁２２の電
流値は第３１ｉ１１１の実線Ａに示すように、経過時間
に応じて次第に増加され、燃焼器１０への燃料ガスの供
給量はガバナ比例弁２２の制御状態に応じて増加される
。

従って、このとき送風１１１１７による燃焼用空気の供
給量は一定であるため、燃料ガスとの混合気の見掛は上
の空燃比は、ガバナ比例弁２２の電流値の増加に伴って
次第にガスリッチに変化する。

なお、制御装置３０のシーケンス制御部３３には、安全
タイマ部３３ａが備えられており、点火シーケンスによ
って点火が行われるときに、・一定時間内に着火しない
と、送風ｆｉ１７の作動を停止するとともに、各電磁弁
２３．２４を汀１状態にして点火作動を−り停止し、安
全を確保することができ、使用者により再操作が行われ
ない限り点火作動は再び行われない。

そして再操作が行われると、ブリパージ等の一連の点火
作動を行うため、爆発着火等を防止することができる。

以上の構成からなる本実施例のガス給湯器では、燃料ガ
スは次のとおり供給される。

使用者が、水温設定スイッチ３２ａで水温を設定し、図
示しない水栓を開くと、図示しない水流スイッチが作動
して、制御部；η３０がｆ１４動を開始する。

すると、シーケンス制御部３３の制御信号により送風機
１７が作動して燃焼用空気の供給を開始し、その回転数
が所定の回転数として検知されると、スパーカ１３が作
動して火花放電するとともに元電磁弁２４が開状！ぶに
なる。

いま、時間ｔ、で、作動検知部３１でスパーカ１３の火
花放電が検知され、その検知信号はシーケンス制御部３
３へ送出されると、主電磁弁２３が開状態にされるとと
もに、シーケンス制御部３３の制御信号によりガバナ比
例弁２２が通電される。

このときガバナ比例弁２２の通電電流は第３図の実線Ａ
に示すとおり、緩点火用に設定された電流値１．であり
、このとき、燃焼器１０がまだ着火しない場合には、ガ
バナ比例弁２２では、通電電流が増加されるようにシー
ケンス制御部３３から制御され、その電流増加は名犬す
るまで続けられる。この時、送風機１７は一定の回転数
に制御されるため、燃焼器１０へ供給される混合気の見
掛は上の空燃比は、電流値の増加に伴って次第にガスリ
ッチに変化する。従って、供給空気の温度や、燃焼器１
０の温度が低いために空気の供給盪が多すぎて、着火し
にくい場合にも、その空燃比が適切に補正されるために
、燃焼器１０は着火しやすくなる。

時間ｔ２でガバナ比例弁２２が電流値■２のとき、燃焼
器１０が着火して炎検知部３２で検知され、炎検知信号
がシーケンス制御部３３へ送出されると、ガバナ比例弁
２２の電流値は、緩点火用に設定された電流値１１に変
更される。このとき、送風機１７の回転数は継続して緩
点火用に設定された一定回転数である。

作動開始後の所定時間が経過すると、送風機制御部３４
および比例弁制御部３５はシーケンス制御部３３からの
制御信号によってではなく、サーミスタ１５ｂおよび水
温設定スイッチ３２ａ、さらに図示しないサーモカップ
ルからの信号に基づく制御を開始し、決定された燃焼量
に応じて送風機１７の回転数を変更し、またガバナ比例
弁２２の電流値を変更する。このとき、送風機１７とガ
バナ比例弁２２は、燃焼器１０へ供給される混合気の空
燃比が、安定した燃焼が得られる所望の空燃比となるよ
うに制御される。

使用したガス給湯器の運転を一旦停市させて、再び使用
する場合には、燃焼器１０の温度が高くなっているため
、緩点火用に制御される送風Ｒ１７によって供給される
燃焼用空気は、必要以」二に多くなることはない、従っ
て、緩点火用に制御された送風機１７およびガバナ比例
弁２２によって燃焼器１０に供給される混合気は適切な
空燃比となり、運転を開始すれば比較的簡単に着火する
。

またたとえ着火しにくい場合でも、ガバナ比例弁２２の
電流値が増加されて、空燃比が補正されるため、着火し
やすくなる。

以」、のとおり本発明によれば、燃焼器が着火しない場
合には、燃料が増加されるため、着火が容易に行われる
。また、燃料の増加は、着火しない場合だけであるため
、簡単に着火する場合には、燃料の増加がないため安全
に着火させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス給湯器の構成図、第
２図は本実施例の制御装置を示すブロック図、第３図は
本実施例のガバナ比例弁への通電電流値の変化を示す特
性図である。 図中、１２・・・バーナプレート（バーナ）、１３・・
・スパーカ（点火手段）、１４・・・フレームロッド（
着火検知手段）、１７・・・送風機、２０・・・ガス管
（燃料供給路）、２２・・・ガバナ比例弁（比例弁）、
３０・・・制御装置（制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バーナへの燃料供給路中に設けられ燃料供給量を制
   御する比例弁と、前記バーナへ燃焼用空気を供給する送
   風機とを備え、点火手段の作動を検知してから前記バー
   ナへの燃料供給を開始するとともに、前記比例弁および
   前記送風機を制御して前記バーナへ所定量の燃焼用空気
   および燃料を供給させる制御手段とからなる燃焼制御装
   置において、 前記制御手段は、前記バーナの着火を検知する着火検知
   手段を備え、前記バーナへの燃料供給開始後に前記着火
   検知手段により前記バーナの着火が検知されないとき、
   前記比例弁を制御して前記バーナへの燃料供給量を増加
   させることを特徴とする燃焼制御装置。