JPH0350413A - 燃焼器の制御装置 - 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、それぞれ独立して燃料供給が制御される複数
のバーナを備えた燃焼器の制御装置に関する． し従来の技術］ 例えば、ガス給湯器では、大きな給湯能力を得るととも
に、給湯量が少ない場合にも対応できるようにするため
に、それぞれ独立して燃焼を行うことができる２つ（２
組）のバーナを設け、また、燃焼用空気を供給するため
の送風機を備えたものがある． 第２図は、その一例を示すもので、大きな加熱量を得る
ために複数の板金バーナ１２を並べて一体化した燃焼器
１０では、これらの板金バーナ１２を第１バーナ群１０
Ａと第２バーナ群１０Ｂとの２つの組に分けてそれぞれ
燃料を噴出する２本の燃料噴出管３１，３２が備えられ
ていて、各燃料噴出管３１，３２の上流には、燃料供給
を一司るための図示しない電磁弁がそれぞれ設けられ、
必要な加熱量に応じて各電磁弁が制御される。

また、燃焼器１０には、各板金バーナ１２に対して図示
しない送風機からの二次空気を供給するための二次空気
供給口１４が、各板金バーナ１２の炎口１２ａの間に設
けられている。

一方、この燃焼器１０では、第１バーナ群１０Ａ側の端
部には、点火用のスパーク電極（放電電極）１５が備え
られ、第２バーナ群１０Ｂ側の端部には炎検知のための
フレームロツド１６が備えられている． そして、燃焼器１０が着火しているか否かを判別するた
めには、板金バーナ１２のうちのフレームロッド１６側
の第２バーナ群１０Ｂで燃焼していることが必要である
ため、スパーク＠極１５によって点火が行われるときに
は、両方の電磁弁がともに開かれて各群の板金バーナ１
２へ燃料ガスが供給される。

このように、点火時にはすべての板金バーナ１２へ燃料
が供給されるが、点火はスパーク電極１５によって一方
の端部のみで行われるため、各板金バーナ１２を同時に
点火することができないため、各板金バーナ１２の火移
りに任せて着火させている． また、着火の検知後には、必要に応じてスパーク電極１
５側の組の板金バーナ１２への燃料供給を司る電磁弁の
開閉のみが制御されてる。

［発明が解決しようとする課題コ 上記のように複数の板金バーナを並べた燃焼器では、各
板金バーナの点火は、燃焼器の一端のみで行われるとと
もに、各板金バーナの隣り合う炎口の間には、二次空気
供給口が設けられ、送風機による燃焼用空気が通過する
ため，火移りにより、すべての板金バーナが着火するま
でに時間が掛かる． 特に、大きな加熱量を必要として、多数の板金バーナが
並べられた燃焼器の場合には、火移りの時間が長くなる
ため、各板金バーナの炎口からは、スパーク電極から遠
い開程多くの量の未燃焼の燃料ガス（燃焼用空気との混
合気〉が噴出する．この結果、最終的に着火が完了する
ときには、かなりの燃料《混合気〉が燃焼室内に噴出し
、着火の際の圧力が高くなる。

特に、再点火の場合には、燃焼室内の温度が高いため、
着火圧力がさらに高くなり、小型の高能率給湯器のよう
に、燃焼器が狭い燃焼室内に配される燃焼器において多
数の板金バーナを設けると、安全性が得られにくくなる
。

本発明は、複数のバーナを並べた燃焼器において、安全
な着火を可能にした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 本発明の第１発明は、燃料を供給するための燃料供給管
から分岐した複数の燃料分岐管によりそれぞれ燃料が供
給されるとともに、前犯各燃料分岐管には燃料供給を肩
る電磁弁がそれぞれ備えられ、互いに近接して並べられ
た炎口を存する複数のバーナからなる燃焼器の制御装置
において、前記燃焼器への燃料の供給開始に関連して作
動する点火手段を備え、該点火手段が作動するとき、前
記電磁弁は、前記点火手段に近いバーナへの燃料供給を
司るものから順に段階的に開かれることを技術的手段と
する。

第２発明では、電磁弁および比例弁が順に備えられた燃
料供給管から分岐した複数の燃料分岐管によりそれぞれ
燃料が供給されるとともに、互いに近接して並べられた
炎口を有する複数のバーナからなる燃焼器の制御装置に
おいて、前記電磁弁による燃料の供給開始に関連して作
動する点火手段を備え、前記比例弁は、前記電磁弁の開
動作の後に開動作を行うことを技術的手段とする．第３
発明では、電磁弁および比例弁が順に備えられた燃料供
給管から分岐した複数の燃料分岐管によりそれぞれ燃料
が供給されるとともに、前記各燃料分岐管には燃料供給
を司る複数の電磁弁がそれぞれ備えられ、互いに近接し
て並べられた炎口を有する複数のバーナからなる燃焼器
の制御装置において、前記燃焼器への燃料の供給開始に
関連して作動する点火手段を備え、該点火手段が作動す
るとき、前記電磁弁、前記複数の電磁弁のうちの前記点
火手段に最も近いバーナへの燃料供給を司るもの、比例
弁の順で開動作を行い、以下、前記複数の電磁弁の残り
の前記点火手段に近い側のバーナへの燃料供給を司るも
のから順それぞれ開動作を行うことを特徴とする燃焼器
の制御装置。

し作用１ 本発明の第１発明では、点火手段により点火が行われる
ときには、点火手段に近い側のバーナへの燃料供給を司
る電磁弁が初めに開かれ、その後、点火手段から離れた
バーナへの燃料供給を司る電磁弁が開かれる． 従って、点火手段が作動するときには、点火手段に近い
バーナヘ初めに燃料が供給されて、点火手段から離れた
側のバーナへは燃料が供給されない．従って、点火手段
に近い側のバーナのみが点火手段の点火により着火し、
その後、点火手段から離れたバーナヘ燃料が供給されて
、すでに着火したバーナからの火移りにより着火する．
第２発明では、点火時には、電磁弁が開いて燃料圧力が
比例弁に加わってから、比例弁が開くため、比例弁の開
度は通電電流に応じた開度になる．従って、バーナには
、比例弁によって調節された量の燃料が供給されて着火
する． 第３発明では、点火動作のとき、電磁弁が開き、複数の
電磁弁の一つが開いてから、比例弁が開くため、比例弁
によって調節された燃料が供給される。

その後は、複数の電磁弁のうち、点火手段に近いものか
ら順に開かれる． ［発明の効果１ 本発明の第ｌ発明では、点火手段に近い側のバーナから
順に段階的に着火するため、各着火時の燃焼量を少なく
することができる．この結果、着火圧力を押さえること
ができ、安全性を確保できる。

特に、着火圧力が高くなりやすい再点火においても、燃
焼量が少ないため、安全な着火を実現することができる
． 第２発明では、比例弁によって燃料の供給産が調節され
るため、着火時の燃焼量が小さくなり、着火圧力が低下
する。従って、バーナ全部が着火するのに多少時間が掛
かっても、安全な着火を行うことができる． 第３発明では、比例弁によって調節された燃料が、点火
手段に最も近いバーナのみに供給されて着火し、その後
、同じく比例弁に調節された燃料が他のバーナヘ供給さ
れてそれぞれ着火するため、各着火圧力が低くなり、安
全な着火を行うことができる． ［実施例１ 次に本発明を実施例に基づいて説明する．第１図に示す
ガス給湯器１は、給湯器ケースｌａ内に燃焼器１０と熱
交換器２０とを設けたもので、燃焼器ｌＯは制御装Ｗ４
０によって制御され、これらは、本体ケースＩＡ内に収
納されている．燃焼器１０は、給湯器ケースｌａ内の下
方に配され、燃料供給管３０から供給される燃料ガスを
、給湯≧ｉケース１ａの下方に備えられた送風機１１に
よって供給される燃焼用空気によって燃焼させるもので
、具体的には、第２図に示すとおり、多数の板金バーナ
１２をバーナケースｌ３内に１列に並べて一体化したも
のである。

バーナケース１３の＋．面には、各板金バーナ１２の多
数のスリットからなる炎口１２ａが露出しており、また
バーナケース１３の」．面には、各板金バーナ１２へ二
次空気を供給するための二次空気供給口ｌ４が、隣り合
う板金バーナ１２の炎口１２ａ間に形成されている。

バーナケース１３の下方には、バーナケース１３内に１
列に並べられた各板金バーナ１２を、バーナケース１３
の中間部で２組に分離して、第１バーナ群１０Ａおよび
第２バーナ群１０Ｂとしてそれぞれ独立して使用するた
めの２本の燃料噴出管３１，３２が、各板金バーナ１２
の吸気口と所定の間隔をおいて配されている。

これらの２本の燃料噴出管３Ｌ　３２は、燃料ガスを各
組の板金バーｆ１２へそれぞれ別々に供給するもので、
それぞれの燃ｒ＋噴出管３Ｌ３２の上流には、第１図に
示すとおり、燃料（！ｌ：給を司る第１電磁弁３３と第
２電磁弁３４がそれぞれ説けられている６ 第ｌ電磁弁３３、第２電磁弁３４は、燃料供給管３０か
ら供給される燃料ガスを分岐する分岐管３５の下流にそ
れぞれ１没（ツられ゛ζいて、制御状態に応じて各燃料
噴出管３１、３２へ燃料ガスを供給する。

燃料供給’ｉｆ３０には、」二流劇から元電磁弁３６、
通電電流に応じて下流側の供給圧力を調節するガバナ比
例弁３７とが順に設けられ゜Ｃいる。

バーナケース１３の第１バーナ群１０Ａ側の端部には、
図示しない点火器の放電電極としてのスパーク電ｉ１５
が備えられ、第２バーナ群１０Ｂ側の端部には、燃焼器
１０の炎を検知するためのフレームロツド１６が備えら
れている．熱交換３２０は、多数のフィンを備えた水管
式のもので、熱交換器２０へ水を導く水供給管２１には
、水の流入温度に応じて通過ｉｔを自動的に制限するた
めの自動水量制御装置２２と水流スイッチ２３とが備え
られ、熱交ＩＡ３２０から流出する湯水を図示しない給
湯口ヘ尋くための給湯管２４には、給湯温度を検出する
サーミスタ２５が備えられている． 以上の構成を有する燃焼器１０は、マイクロコンピュー
タを中心とする制御装置４０によって制御される． 制御装置４０は、第３図に示すとおり、シーケンス制御
部４ｌと温調制御部４２の機能部を有しており、シーケ
ンス制御部４１では、水流スイッチ２３およびフレーム
ロッドｌ６の各検知信号に基づいて点火制御および消火
制御を所定のシーケンスで行う． 特に、本実施例では、点火時の安全性を考慮して、第１
電磁弁３３を開く時期と第２電磁弁３４を開く時期とを
ずらすことによって、着火時の燃焼量を小さくしている
。

その際、第１電磁弁３３は、元電磁弁３６を開いた後に
開かれ、これによってガバナ比例弁３７へ燃料ガスの圧
力をあらかじめ与え“〔おき、ガバナ比例弁３７による
燃料調節を可能にしてからガバナ比例弁３７を開いて、
ガバナ比例弁３７によって調節された供給量で燃料ガス
を供給している。

また、燃焼中には、温調制御部４２により、コントロー
ラ４３による設定温度あるいはコントローラ４３を接続
しない場合には固定の設定温度（例えば６５℃）と、サ
ーミスタ２５による検知温度とに基づいて必要加熱蛋を
計算して、送風機１１、第１電磁弁３３、第２電磁弁３
４およびガバナ比例弁３７を制御する。

ここでは、計算された必要加熱量に基づいて送風機１１
への印加電圧を決定して送風機１１を制御するとともに
、送風機ｌ１の作動状態に応じた燃料ガスを供給するた
めに、送風機１１の回転数を検出して、検出された回転
数に応じてガバナ比例弁３７を制御するとともに、さら
に必要加％　ＩＪ，に応じて第１電磁弁３３を開閉制御
して、燃焼吐を切り替える． この結果、第２バーナ群１０Ｂは、給湯器の（ｊ４動中
には常に燃焼状態にある、いわゆる常火バーナとなる。

なお、燃焼によって生じた燃焼ガスは、給湯器ケース１
ａの士方に設けられた排気口２から排出される。

以下に、制御装置４０による制御を第４図に基づいて説
明する。

使用者が給湯栓を開いて所定流１以上の水が熟交換器３
０内を通過すると、水流スイッチ２３が閉じて通水を検
知して点火制御が行われる。

時間１０に点火の指示があると、送風機１１が駆動され
るとともに、ガスラッシュを防止するために、燃料ガス
の『力が加わる前に、ガバナ比例弁３７は時間ｔ１にあ
らかじめ通電されて一旦開いて、弁体の移動を容易にし
、すぐ閉じられる。

一方、送風機１１は、所定回転数でプレパージを行い、
給湯器ケースｌａ内の未燃焼の燃料ガスおよび燃焼ガス
を排出するとともに、給湯器ケース１ａ内に気流を発生
させる． 峙間ｔ．２に所定時間のプレパージが終わると、送風機
１１への制御電『がプレパージ用の電圧から点火用の電
圧に変更されるとともに、元電磁弁３６が開かれ、続け
て微小時間遅れて時間ｔ３に第１電磁弁３３が開かれる
。

また、スパーク電８ｌ１５では、元電磁弁３６が開かれ
る時間ｔ２に火花放電を開始して点火動作を行う． この間に、燃料ガスは、元電磁弁３６および第１電磁弁
３３を通過し、ガバナ比例弁３７の図示しない弁体に対
して圧力を加える。

送風機ｌ１は羽根車を備えているため、送風機１１への
制御電圧が点火用に変更されても、送風機１■の回転数
はすぐには点火回転数にならないため、送風機■１の回
転数を検出して点火回転数に低十したことが検知される
． 時間ｔ４に送風機■１の回転数が点火回転数になったこ
とが検知されると、点火用電流値でガバナ比例弁３７が
通電される． このとき、ガバナ比例弁３７の弁体には、燃料ガスの圧
力が加わっているため、ガバナ比例弁３７の開度は、′
ＪＩ１電電流に応じた点火用開度を呈する． この結果、ガバナ比例弁３７によって供給量が調節され
た燃料ガスは第１バーナ群１０Ａの各板金バーナｌ２に
のみに供給され、すでに作動しているスパーク電極１５
による火花放電によって点火される。

板金バーナｌ２では、スパーク電極１５に近いものから
る火し、板金バーナ１２の炎口同士による火移りによっ
て、第１バーナ群ｔＯＡとしての板金バーナｌ２が着火
する。

この結果、着火圧力は、燃焼３１０の板金バーナｌ２全
部に対して同時に燃料ガスが供給される場合と比べて低
くなり、衝撃の少ない着火が得られる。

一方、ガバナ比例弁３７が開かれた後の時間ｔ５に、第
２電磁弁３４が開かれ、第２バーナ群１０Ｂにおける板
金バーナ１２への燃料ガスが供給される． この時間ｔ４と時間ｔ５と間は、第１バーナ群１０Ａで
は、すべての板金バーナ１２が着火を完了してしまって
いるか、すべ゛Ｃの板金バーナ１２の着火が終了した直
後か、あるいは板金バーナ１２の大半で着火が終了して
いるときとなるように設定されている． この結果、第２バーナ群１０Ｂにおける板金バーナ１２
へ火移りする際には、第１バーナ群１０Ａにおける着火
と同様に、着火圧力が低くなり、安全な着火を行うこと
ができる． 第２バーナ群１０Ｂの着火がフレームロッド１６によっ
て検知されると、スパーク電極１５による火花放電が停
止され、以後温調制ｔｙ４？ｌ４２により決定された加
熱量が得られるように、送風機１１およびガバナ比例弁
３７と、第１電磁弁３３が制御されて、燃焼量が調節さ
れる． 以上のとおり、本発明によれば、点火時の燃料供給量を
制限することから、着火圧力が低くなり、特に、再点火
の場合に、安全な着火を行うことができる． 上記の実施例では、多数の板金バーナを２ｇ１！に分け
て用いたが、３群あるいはそれ以上．に分けてもよい． また、複数バーナとしてのバーナの形状は、板金バー→
−に限定されず、火移りによって他のバーナが着火する
ものであればよい． 上記実施例では、ガス給湯器を示したが、暖房機、風呂
釜用バーナでもよい。

【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該略図、第
２図は本実施例の燃焼器を示す斜視図、第３図は制御装
置の機能構成を示す機能ブロック図、第４図は本実施例
の作ｇｌＪ説明のためのタイムチャートである。 図中、１０・・・燃焼器、ＩＯＡ・・・第１バーナ群（
バーナ）、１０Ｂ・・・第２バーナ群（バーナ）、１２
ａ・・・炎口、１５・・・スパーク電極（点火手段）、
３０・・・燃料供給管、３３・・・第１電磁弁（複数の
電磁弁）、３４・・・第２電磁弁（複数の電磁弁）、３
５・・・分岐管（燃料分岐管）、３６・・・元電磁弁《
電磁弁）、３７・・・ガバナ比例弁（比例弁）、４０・
・・制御装Ｗ（燃焼≧ｉの制御装Ｗ）．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料を供給するための燃料供給管から分岐した複数
   の燃料分岐管によりそれぞれ燃料が供給されるとともに
   、前記各燃料分岐管には燃料供給を司る複数の電磁弁が
   それぞれ備えられ、互いに近接して並べられた炎口を有
   する複数のバーナからなる燃焼器の制御装置において、 前記燃焼器への燃料の供給開始に関連して作動する点火
   手段を備え、該点火手段が作動するとき、前記複数の電
   磁弁は、前記点火手段に近いバーナへの燃料供給を司る
   ものから順に段階的に開かれることを特徴とする燃焼器
   の制御装置。 ２）電磁弁および比例弁が順に備えられた燃料供給管か
   ら分岐した複数の燃料分岐管によりそれぞれ燃料が供給
   されるとともに、互いに近接して並べられた炎口を有す
   る複数のバーナからなる燃焼器の制御装置において、 前記電磁弁による燃料の供給開始に関連して作動する点
   火手段を備え、前記比例弁は、前記電磁弁の開動作の後
   に開動作を行うことを特徴とする燃焼器の制御装置。 ３）電磁弁および比例弁が順に備えられた燃料供給管か
   ら分岐した複数の燃料分岐管によりそれぞれ燃料が供給
   されるとともに、前記各燃料分岐管には燃料供給を司る
   複数の電磁弁がそれぞれ備えられ、互いに近接して並べ
   られた炎口を有する複数のバーナからなる燃焼器の制御
   装置において、前記燃焼器への燃料の供給開始に関連し
   て作動する点火手段を備え、該点火手段が作動するとき
   、前記電磁弁、前記複数の電磁弁のうちの前記点火手段
   に最も近いバーナへの燃料供給を司るもの、比例弁の順
   で開動作を行い、以下、前記複数の電磁弁の残りの前記
   点火手段に近い側のバーナへの燃料供給を司るものから
   順それぞれ開動作を行うことを特徴とする燃焼器の制御
   装置。