JPH03291411A - 燃焼装置 - 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 本発明はガスまたは気化した石油などを空気と混合して
燃焼させる燃焼装置に関する。

従来の技術 近年、ガスまたは気化した石油などを空気と混合して燃
焼させる燃焼装置は、空気を供給する送風機の回転数を
制御して最適量の燃料と空気を供給するものが主流とな
っている。

従来のこの種の燃焼装置は第５図に示すような構成が一
般的であった。以下、その構成について説明する。

回に示すように、燃焼制御部（１）は加熱対象によって
決まる目標燃焼量から最適燃焼をさせるための燃料供給
量、送風量を算出し、算出された燃料供給量に従って燃
料供給部（２）はバーナー（３）に燃料を供給し、送風
制御部（４）は回転数検出部（５）で検出した送風機（
６）の回転数が燃焼制御部（１）で算出された送風量に
ｌ対ｌで対応した回転数になるように送風機（６）の直
流モータ（７）への給電を制御するという構成になって
いた。また燃焼状態が異常になった場合、火災検出部（
８）により失火を検出して燃料供給部（２）の駆動を停
止していた。

この構成により送風機（６）の回転数が制御され、バー
ナー（３）に目標燃焼を達成するために最適量の燃料と
空気が供給されるようになっていた。異常燃焼状態にな
り失火したら燃料供給部（２）の駆動を停止するように
なっていた。

発明が解決しようとする課題 このような従来の燃焼装置では、吸気系、排気系の構成
によって圧力負荷条件が変化し、たとえば給湯機で強制
給排気タイプのものと強制排気タイプのものでは送風量
から回転数への換算係数をその都度変える必要があり設
計効率が悪いという課題があった。また屋内設置の燃焼
装置においては最適燃焼を崩さない範囲で燃焼装置と屋
外の間の給排気系の配管長を制約する必要があり、設置
工事での自由度が低いという課題があった。さらに、給
排気口が強風にさらされた場合、最適燃焼条件が崩れ失
火までは至らないものの排気ガス中のＣＯが著しく増加
したり、すすが発生した状態で燃焼が継続するという課
題があった。またこの課題を実用的に満足できる範囲に
抑えるため燃焼装置内の風路の圧力損失を大きく設定し
、送風機も能力の大きなものを使用して強風の影響を低
く抑える方法がとられ、送風機の容量アップ、送風機を
駆動しているモータの容量アップ、モータ電源の容量ア
ップなどでコスト、機器のコンパクト化の面で課題があ
った。

本発明は上記課題を解決するもので、吸気、排気系の形
式が異なった場合でも共通にして設計を容易にし、しか
も、設置工事の際、吸気、排気配管への自由度を向上し
、簡単な構成で広い最適燃焼範囲を持ち、最適燃焼範囲
を外れたとき、すすなどの発生を伴うことなく燃焼を停
止させるクリーンな燃焼装置を提供することを目的とし
ている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、燃料と空気を混合
して燃焼させるバーナーと、前記バーナーに燃料を供給
する燃料供給部と、前記バーナーに空気を供給する送風
機と、前記送風機の吸気側と送風例の差圧を検出する圧
力検出部と、前記送風機の回転数を検出する回転数検出
部と、設定された目標燃焼量から燃料供給部と送風量を
算出して前記燃料供給部を制御する燃焼制御部と、前記
回転数検出部で検出した回転数を基に前記燃焼制御部よ
り算出された目標送風量になるよう前記送風機の回転数
を制御する送風制御部とを備え、前記送風制？１部は前
記圧力検出部で検出した圧力を基に送風機の目標回転数
を補正するようにしたことを第１の課題解決手段として
いる。また、燃焼制御部は燃焼中に圧力検出部で一定以
上の圧力または一定以下の圧力を検出すると燃焼を停止
する異常停止部を備えたことを第２の課題解決手段とし
ている。

作用 本発明は上記した第１の課題解決手段により、設置状態
による吸気系、排気系の圧力損失の違いによる送風量へ
の影響を補正することができ、吸気系、排気系の形式の
相違毎に装置の換算係数を変更する必要がなく、また設
置工事においても吸気管、排気管の設定自由度を向上さ
せることができる。

さらに燃焼装置が強風にさらされても最適の空燃比を維
持することが可能となり広い条件でＣＯなどの発生を低
く抑えることができる。また第２の課題解決手段により
、失火までに至らない限界状態においても燃焼を停止し
、すすの発生した状態で燃焼を継続することがなくクリ
ーン燃焼装置を実現できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明す
る。なお、従来例と同し構成のものは同一符号を付して
説明を省略する。

図に示すように、送風制御部（９）は起動後１秒間は圧
力を５ｍｍＡｑで、ｌ抄後からは圧力検出部００）で検
出した圧力データで目標送風量に対応する目標回転数を
求め、回転数検出部（５）で検出した送風ＩＩ　ｆ６）
の回転数が目標回転数になるよう送風４１！（６］のフ
ァンを駆動している直流モータ（７）への給電を制？Ｉ
する。圧力検出部００１は送風機（６）の吸気口と送風
口の差圧を圧力として検出する。また燃焼制御部θ０は
圧力検出部００）で点火シーケンス開始１秒以降にＯｍ
ｍＡｑ以下、または２５ｍｍＡｑを越える圧力値を検出
したとき、燃料供給部（２）の駆動を停止し、送風制御
部（４）に目標送風量１．０ボ／ｍｉｎを設定し送風機
（６）の駆動を継続し、圧力検出部０ωで０〜２５ｍｍ
Ａｑの圧力を検出したとき、再び点火シーケンスより再
開する異常停止部Ｇりを内蔵している。点火部０３）は
燃焼開始時にバーナーに点火する。

上記構成において動作を説明する。第２図は送風制御部
（９）で目標回転数を求めるための補正特性図である。

送風制御部（９）では点火シーケンスに入ると１秒間起
動モードとして圧力５ｍｍＡｑ以下の変換式を用いて回
転数を求める。目標送風量が１．０ｒｒｆ／ｍｉｎのと
き、Ａ点で目標回転数は２６００　ｒ　ｐ　ｍとなる。

１秒後から圧力検出部００）からの圧力値を基に変換式
を選び目標送風量に対応した目標回転数を求める。例え
ば１秒後の圧力が１）ｍｍＡｑであった場合Ｂ点になり
目標回転数は３３０Ｏｒ　ｐ　ｍに補正される。この変
換処理は送風中はダイナミックに常時行う、またＢ点の
条件で送風中に目標送風量が０．５ｒｒｆ／ｍ　ｔ　ｎ
に変化した場合、０点の条件で目標回転数は２５０Ｏｒ
　ｐ　ｍとなる。その後圧力が７ｍｍＡｑに低下した場
合はＤ点の条件となり目標回転数は２１０Ｏｒ　ｐ　ｍ
に補正される。

第３図は送風制御部（９）をマイクロコンピュータ（以
下マイコンと記述）を用いてソフトで実現した場合の処
理の概略を示したフローチャートである。３１〜Ｓ３で
圧力によって区分し、３４〜Ｓ７で変換パラメータであ
るスケール係数Ａとオフセット値Ｂを圧力区分に応じて
設定する。ここでの圧力区分は第２図の補正特性図と対
応している。

ただし′１４３図では図を見やすくするために変換パラ
メータ（１０〜１５ｍｍＡｑ相当）が省略している。

Ｓ８で燃焼制御部（１）より得た目標送風量Ｑから変換
パラメータで目標回転数Ｒに変換する。Ｓ９では回転数
検出部（５）からの回転数データと目標回転数ＲからＰ
ＩＤ演算を行い、送風機（６）の直流モタ（７）を駆動
する出力レベルを算出し、ＳｌＯで送風機（６）の直流
モータ（７）に印加するレベル信号としてディジタル／
アナログ変換（以下Ｄ／Ａ変換と記述）データ出力をす
る。直流モータ（７）にはＤ／Ａ変換されたアナログ信
号を増幅して印加する。

第４図は燃焼制御部０１）をマイコンを用いてソフトで
実現した場合の処理の概略を示したフローチャートであ
る。まずＳｌｌで燃焼開始を待つ。燃焼開始信号が装置
外部から入力されると、Ｓ１２で圧力５．０ｍ　ｍ　Ａ
　ｑとして目標送風量１．０ｍ　／　ｍ　ｉ　ｎで送風
制御部（９）を介して送風機（６）を駆動する。Ｓ１３
でこの状態を１秒間保持し、Ｓ１４で点火処理を行なう
。点火処理は点火部０３）を駆動した状態で燃料供給部
（２）、送風制御部（９）を介して送風部（６）を点火
に適したレベルで駆動する。火災検出部（８）で火災を
検出すると、点火部側の駆動を停止する。以上一連の点
火処理が終了すると、３１５〜Ｓ２０で定常燃焼時の処
理を行なう。Ｓ１５で外部より設定された目標燃焼量を
基に目標燃料供給量と目標送風量を算出する。５１６で
燃料供給部（２）を目標燃料供給量になるよう制？■し
、５１７で送風制御部（９）を介して送風機（６）を駆
動する。５１８、Ｓ１９で圧力検出部００）で検出した
圧力がＯ〜２５ｍｍＡｑであることをチエツクし、消化
信号が外部から与えられるまで定常燃焼を継続する。Ｓ
１８、Ｓ１９．５２１−Ｓ２５は異常停止部側を構成し
ている。まず５１８で圧力が２５ｍｍＡｑを越えた場合
、Ｓ１９で圧力がＯｍｍＡｐ以下になった場合Ｓ２１で
燃料供給部（２）の駆動を停止し、Ｓ２２．５２３で送
風制御部（９）を介して送風Ｎ（６）を１．Ｏｍ／ｍｉ
ｎで駆動する。Ｓ２４、Ｓ２５で圧力がＯ〜２５ｍｍＡ
ｑになるのを待って、Ｓ１４の点火処理に戻るようにな
っている。Ｓ２０で外部から消化信号が人力されたこと
を検出すると、Ｓ２６で燃料供給部（２）の駆動を停止
し、送風制御部（９）を介して送風機（６）を１．ｏ＋
ｒｆ／ｍ　ｉ　ｎで１０秒間駆動後、送風機（６）の駆
動も停止してＳｌｌの処理に戻る。

このように送風機の圧力／送風量特性を補正するように
、圧力検出部００）で検出した圧力を基に目積面転数を
補正して送風機（６）の回転数を制御するので燃焼装置
の回りの圧力条件が変化しても送風機（６）によってバ
ーナー（３）に送られる空気量が一定に保たれバーナー
（３）での燃焼を常に最適に保つことができる。また送
風機（６）の能力を越えた環境に置かれた場合も異常燃
焼状態を継続することなく燃焼を停止させることができ
る。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば次の効
果が得られる。圧力検出部で検出した圧力を基に送風機
の目標回転数を補正するようにしたから、吸気、排気系
の形式がことなった場合でも共通の燃焼装置で対応でき
設計効率の向上を図ることができ、設計工事の際に吸気
、排気配管の自由度を向上でき、燃焼装置が強風環境下
にさらされても燃焼を最適に保つことができ、また、燃
焼中に圧力検出部で一定以上の圧力または一定以下の圧
力を検知すると、燃焼を停止する異常停止部を備えたか
ら、燃焼装置の能力を越える強風にさらされた場合も異
常燃焼状態を継続することなく燃焼を停止させることが
でき、クリーンな燃焼装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の燃焼装置のブロック図、第２
図は同燃焼装置の目標回転数を求めるための補正特性図
、第３図は同燃焼装置の送風制御部の処理の概略を示し
たフローチャート、第４図は同燃焼装置の燃焼制御部の
処理の概略を示したフローチャート、第５図は従来の燃
焼装置のブロック図である。 （２）・・・・・・燃料供給部、（３）・・・・・・バ
ーナー、（５）・・・・・・回転数検出部、（６）・・
・・・・送風機、（９）・・・・・・送風制御部、００
）・・・・・・圧力検出部、（ＩＩ）・・・・・・燃焼
制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料と空気を混合して燃焼させるバーナーと、前
   記バーナーに燃料を供給する燃料供給部と、前記バーナ
   ーに空気を供給する送風機を前記送風機の吸気側と送風
   側の差圧を検出する圧力検出部と、前記送風機の回転数
   を検出する回転数検出部と、設定された目標燃焼量から
   燃焼供給量と送風量を算出して前記燃料供給部を制御す
   る燃焼制御部と、前記回転数検出部で検出した回転数を
   基に前記燃焼制御部で算出された目標送風量になるよう
   前記送風機の回転数を制御する送風制御部とを備え、前
   記送風制御部は前記圧力検出部で検出した圧力を基に送
   風機の目標回転数を補正するようにしてなる燃焼装置。
2. （２）燃焼制御部は燃焼中に圧力検出部で一定以上の圧
   力または一定以下の圧力を検出すると燃焼を停止する異
   常停止部を備えた請求項１記載の燃焼装置。