JPH0297820A - 強制送風式燃焼装置の制御装置 - 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、バーナへ燃焼用空気を供給する送風機を備え
た強制送風式燃焼装置において、送風機および比例弁を
制御する制御装置に係り、特に異なった燃料種にも対応
して、安全かつ確実な着火が得られるよう改良された制
御装置に関する。

［従来の技＃ｉｌ 給湯器や暖房機等の燃焼機器では、使用する燃料種によ
って発熱量が異なる。そのため、例えばガスを燃料とす
る場合には、同じ発熱量を得るための燃料供給量がガス
種によって異なる。また、供給されるガスの圧力がガス
種によって異なるため、ガス量を調節する比例弁が同じ
制御量に制御されでも、バーナへ供給されるガス量が異
なる。

燃焼機器では、こうした燃料種の差による影響を受けず
に、複数のガス種に対応して使用するために、ガス種に
応してガス通路に、オリフィス等を利用して、制御装置
には同じものを使用する方法と、特公昭５７−３８４４
号公報の発明のように、ガス通路をそのままにして、ガ
ス制御弁の駆動において、ガス種に応じて制御装置のゲ
インを切替える方法とがある。

また、点火時には、安全かつ確実な着火が得られるよう
に、燃焼機器毎の緩点火燃焼量が決められていて、緩点
火燃焼量となるようにガス種に応じて比例弁等のガス制
御弁が制御されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、燃焼用空気を送風機によって供給する強制送風
式燃焼装置、特に全−次空気燃焼等を行い燃焼プレート
を備えた強制送風式燃焼装置では、ガス種に応じてノズ
ル等を変更するとともに、燃焼プレートの炎口径を変更
すると、それに伴って燃焼用空気の通過経路も変更して
しまうことになる。従って、送風機による供給空気を目
的燃焼量に合わせるためには、送風機の制御特性を変更
する必要がある。また、燃料供給量を調節する比例弁が
、検出される送風機の回転数に応じて制御される場合に
は、送風機の制御特性が変更されると、それに伴って比
例弁の制御特性が変化してしまう。

このため、点火時には、緩点火燃焼量に応じた燃料が供
給されないため、安全かつ確実な着火が得られないとい
う問題がある。

本発明は、強制送風式燃焼装置において、異なった燃料
種に対しても安全かつ確実な着火が得られる制御装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、バーナの燃焼量を決定する燃焼量決定手段と
、前記バーナへ燃焼用空気を供給する送風機を燃料種に
対応して制御するための複数の制御特性を有し、前記燃
焼量決定手段の決定燃焼量に応じて前記送風機を制御す
る送風機制御手段と、前記送風機の回転数を検出する回
転数検出手段と、前記バーナへの燃料供給量を調節する
比例弁を前記送風機制御手段の前記複数の制御特性にそ
れぞれ対応して制御するための複数の制御特性を有し、
前記回転数検出手段の検出回転数に応じて前記比例弁を
制御する比例弁制御手段と、前記送風機制御手段の制御
特性と前記比例弁制御手段の制御特性を、燃料種に応じ
てそれぞれ選択する制御特性選択手段とからなり、点火
時に、前記燃焼量決定手段は緩点火燃焼量を決定すると
ともに、選択された各制御特性に基づいて前記送風機お
よ°び前記比例弁をそれぞれ緩点火制御することを技術
的手段とする。

［作用］ 本発明の強制送風式燃焼装置の制御装置では、使用され
る燃料種に対応して送風機の制御特性と比例弁の制御特
性とが選択され、点火時には、送風機は決定された緩点
火燃焼量に応じて制御され、比例弁は検出された送風機
の回転数に応じて、制御される。

ここで、比例弁の制御特性は送風機の制御特性に対応し
ているため、比例弁は決定された緩点火燃焼量に応じて
制御される。

従って、送風機および比例弁は、選択された燃料種にお
いて、緩点火燃焼量に応じた燃焼用空気および燃料をバ
ーナへそれぞれ供給する。この結果、バーナは緩点火制
御された燃焼量で着火する。

［発明の効果］ 本発明では、使用される燃料種が異なっても、燃焼用空
気および燃料が、緩点火燃焼量となるように供給される
ため、安全かつ確実な緩点火が得られる。

［実施例］ 次に本発明の強制送風式燃焼装置の制御装置を、実施例
に基づき説明する。

第２図にその概略を示すガス給湯器では、燃焼″１１０
は、給湯器ケース１とその内部に設けられたバーナプレ
ート１１とからなり、燃焼用空気を供給する送風機１２
とを備え、送風機１２の作動によって燃焼用空気が送風
機ケース１２ａからバーナケースｌｌａへ供給される。

またノズル１３からは燃料ガスが供給され、送風１１１
２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、燃焼ガスは排気口から排出される。バー
ナプレート１１近傍の上方には、点火装置であるスパー
カ１４、炎検知のためのフレームロッド１５、燃焼温度
を検知するサーモカップル１６がそれぞれ設けられてい
る。

燃料ガスをノズル１３へ供給する燃料管２０には、その
」・、流側から順に元電磁弁２１、主電磁弁２２が、さ
らに圧力を調節して燃焼器１０への燃料供給量を調節す
る比例弁２３とがそれぞれ設けられ、燃料管２０は比例
弁２３の下流では分岐しており、分岐した一方の燃料管
２０には燃料を遮断するための切替用の電磁弁２４が備
えられ、他方には燃焼器１０への燃料供給量を制限する
ためのオリフィス２５が備えられている。

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
の間を連通して設けられた熱交換器３２およびバイパス
管３２ａ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３２
ａ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
する。

一方、供給管３１には上流側より水量制御弁３４、水量
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、さらに給湯
管３１ａには出湯温サーミスタ３８がそれぞれ備えられ
ている。

なお水量センサ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、マイクロコンピュータを中心とするも
ので、第１図に示すとおり、温調制御部４１、点火制御
部４２、燃焼制御部４３、水量制御部４４の各機能部か
ら構成され、さらに使用者によって操作されるコントロ
ーラ４５および図示しない安全回路を備え、それぞれ次
のとおり機能する。

温調制御部４１は、木管３０に配された各サーミスタの
抵抗値から得られる温度信号と、木管３０内を通過する
水量に応じて発生される水量センサ３５からのパルス信
号およびコントローラ４５による設定温度に基づいて、
熱交換器３２が水の加熱をするのに必要な目標燃焼量を
決定し、送風機１２に印加するための基礎電圧値を決定
する。

また、点火時には、安全かつ確実な着火が行われるよう
に、燃焼器１０に応じた緩点火燃焼量を目標燃焼量とし
て決定する。

点火制御部４２は、水量センサ３５に基づく通水信号が
伝えられると、予め設定されたシーケンスで点火制御を
行う。

燃焼制御部４３は、送風機制御部５１、回転数検出部５
２、比例弁制御部５３、空燃比補正部５４、ガス種設定
部５５の各機能部を有し、各機能部はそれぞれ次のとお
りｔａ能する。

送風機制御部５１は、温調制御部４１の基礎電圧値に基
づいて送風機１２の印加電圧を制御する。

ここでは、温調制御部４１で決定される基礎電圧値に対
応した送風ＩＦ１１２の制御電圧データが、ガス種毎に
記憶装置にそれぞれ記憶されていて、基礎電圧値が与え
られると、それに対応したデータが使用されるガス種に
応じてマイクロコンピュータの演算処理により読み出さ
れ、それに基づいた電圧が送風ｌ！１２に印加される。

従って、送風機１２には、同じ目標燃焼量Ｑ１〜Ｑ２に
対応して、例えば都市ガス（６Ｃ）　、天然ガス（１３
Ａ）、プロパンガス（Ｌ、　Ｐ　Ｃ）では、第３図の実
線Ａ、Ｂ、Ｃに示すとおり、ガス種に応じて異なった電
圧範囲ｖｌ−■２、■３〜．Ｖ４、■５〜ｖ６で制御電
圧が印加され、それぞれ異なった回転数で駆動される。

また点火時には、緩点火燃焼ｉＱａに対応して、各ガス
種毎にそれぞれ実線Ａ、Ｂ、Ｃ中の点ａ、ｂ、ｃで示さ
れる電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加され、送風機１２は
緩点火制御される。

なお、送風機制御部５１における演算処理の内容は、後
述するガス種設定部５５により設定される。

回転数検出部５２は、送風機１２の回転数を検出して、
その回転数に基づいて比例弁２３への通電電流値を示す
基礎電流値を決定する。

比例弁制御部５３は、回転数検出部５２の基礎電流値に
基づいて比例弁２３への通電電流を制御する。ここでは
、各ガス種毎に、回転数検出部５２の検出回転数に対応
した比例弁２３の通電電流データが、記憶装置にそれぞ
れ記憶されていて、基礎電流値が与えられると、それに
対応したデータが使用されるガス種に応じてマイクロコ
ンピュータの演算処理により読み出され、それに基づい
た電流が比例弁２３に通電される。この演算処理におい
ては、目標燃焼量が同じ場合でも、送風機１２がガス種
に応じて異なった回転数に制御されているため、検出さ
れる回転数は、ガス種に応じて異なっており、また、同
じ目標燃焼量に対するガスの供給量も、ガス種に応じて
異なるため、比例弁２３には、第４図の実線り、Ｅ、Ｆ
にそれぞれ示すとおり、異なった回転数Ｎ１〜Ｎ２、回
転数Ｎ３〜Ｎ４、回転数Ｎ５〜Ｎ６にそれぞれ対応して
、目標燃焼量が得られるように、それぞれ異なった電流
値工１〜Ｉ２、電流値１３〜■４、電流値１５〜Ｉ６が
与えられる。その結果、比例弁２３はそれぞれの電流値
に応じた開度を呈し、燃焼ｌ５１０には、各ガス種にお
いて１．目標燃焼量が得られる量の燃料ガスがそれぞれ
供給されることになる。

また、点火時には、緩点火燃焼ｆｆ１Ｑａに対応するよ
うに、各ガス種毎にそれぞれ実線り、Ｅ、Ｆ中の点ｄ、
ｅ、ｆで示される電流値１ｄ、Ｉｅ、Ｉｆが通電され、
比例弁２３は緩点火制御される。

なお、比例弁制御部５３における演算処理の内容は、後
述するガス種設定部５５により設定される。

空燃比補正部５４は、燃焼温度に応じて出力されるサー
モカップル１６の出力電圧に基づいて空燃比の誤差を求
め、それに基づいて送風機１２の印加電圧を補正し、供
給される燃焼用空気量を補正することにより、適正な空
燃比に維持する。また、補正によって変化した送風機１
２の回転数に相当する比例弁２３への基礎電流値の変化
分を修正する信号を比例弁制御部５３へ出力する。

ガス種設定部５５は、使用されるガス種に応じて送風機
制御部５１および比例弁制御部５３の各目標値を変更さ
せるために、送風機制御部５１および比例弁制御部５３
の各制御特性、すなわち演算式を設定、変更する部分で
ある。

水量制御部４４は、入水温度に基づいてバイパス弁３３
および水量制御弁３４の開度を調節し、加熱能力以上の
水量が熱交換器３２内へ流入するのを制限する。

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。

工場での出荷時、あるいは、ガス給湯器の設置時に、使
用されるガス種に応じて制御装置４０の特性がガス種設
定部５５で、あらかじめ設定される。

使用者がコントローラ４５によって出湯温度を設定し、
図示しない水栓を操作すると、供給管３１によって供給
される水は、水量制御弁３４、水量センサ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。供給管
３１内の水の通過が水量センサ３５で検知されると、送
風機１２がガス種に応じて緩点火制御された回転数で回
転を開始する。

また、水量センサ３５からの信号に基づいて点火制御部
４２によって点火制御が開始され、スパーカ１４に火花
放電が行われる。さらに元電磁弁２１と主電磁弁２２が
開状態にされ、比例弁２３にガス種に応じた所定の緩点
火電流値が通電されると、ノズル１３からは緩点火燃焼
量に応じた燃料ガスが噴出し、燃焼用空気と混合される
。

従って、スパーカ１４によって点火されると、安全かつ
確実に着火にする。

着火がフレームロッド１５によって検知されると、温調
制御部４１において必要な燃焼量が計算され、送風機１
２の基礎電圧値が決定される。

送風機１２には、基礎電圧値をガス種に応じて演算処理
された印加電圧に基づいた電圧が印加され、その電圧に
応じた回転数で回転する。

送風機１２の回転数が検出されると、比例弁２３を制御
するための演算処理が行われ、比例弁２３にはガス種に
応じた通電電流値が決定され、その電流値に基づいて比
例弁２３が通電される。

比例弁２３は、通電電流に応じた開度を呈し、燃焼器１
０には、目標燃焼量に応じた量の燃料ガスが供給される
。

その後、出湯量や設定温度の変更があると、その変更に
応じて燃焼量が変更される。

以上のとおり、本発明では、使用されるガス種に対応し
て、送風機と比例弁の制御特性がそれぞれ変更され、点
火時には緩点火制御されるため、点火時の燃焼量がガス
種によって変化することがなく、緩点火燃焼量が得られ
るなめ、安全かつ確実に着火する。

本実施例では、ガス給湯器を示したが、強制送風式燃焼
装置を備えた暖房機や調理器でもよい。

また、燃料がガスに限定されず、ガス化し°Ｃ使用され
る石油でもよい。

【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制御装置の
機能的構成を示す機能ブロック図、第２図は本実施例の
ガス給湯器の構成を示す概略図、第３図は本実施例の制
御装置の作軌説明のための目標燃焼量と送風機への印加
電圧との関係を示す特性図、第４図は送風機の回転数と
比例弁の電流との関係を示す特性図である。 図中、４１・・・温調制御部（燃焼量決定手段）、５１
・・・送風機制御部（送風機制御手段）、５２・・・回
転数検出部（回転数検出手段）、５３・・・比例弁制御
部（比例弁制御手段）、５５・・・ガス種設定部（制御
特性選択手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バーナの燃焼量を決定する燃焼量決定手段と、 前記バーナへ燃焼用空気を供給する送風機を燃料種に対
   応して制御するための複数の制御特性を有し、前記燃焼
   量決定手段の決定燃焼量に応じて前記送風機を制御する
   送風機制御手段と、 前記送風機の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記バーナへの燃料供給量を調節する比例弁を前記送風
   機制御手段の前記複数の制御特性にそれぞれ対応して制
   御するための複数の制御特性を有し、前記回転数検出手
   段の検出回転数に応じて前記比例弁を制御する比例弁制
   御手段と、 前記送風機制御手段の制御特性と前記比例弁制御手段の
   制御特性を、燃料種に応じてそれぞれ選択する制御特性
   選択手段とからなり、 点火時に、前記燃焼量決定手段は緩点火燃焼量を決定す
   るとともに、選択された各制御特性に基づいて前記送風
   機および前記比例弁をそれぞれ緩点火制御することを特
   徴とする強制送風式燃焼装置の制御装置。