JPH0378529B2 - - Google Patents

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JPH0378529B2
JPH0378529B2 JP61121458A JP12145886A JPH0378529B2 JP H0378529 B2 JPH0378529 B2 JP H0378529B2 JP 61121458 A JP61121458 A JP 61121458A JP 12145886 A JP12145886 A JP 12145886A JP H0378529 B2 JPH0378529 B2 JP H0378529B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バーナに燃料の供給を行なう比例制
御弁とバーナに燃焼用の空気の供給を行なう送風
機とを備えた燃焼装置に関する。
〔従来の技術〕
ガスや石油等の燃料を比例制御弁による燃料の
供給量に応じてバーナに供給するとともに、送風
機により燃焼用の空気をバーナに供給する燃焼式
湯沸器、燃焼式暖房装置等の燃焼装置が用いられ
ている。
従来この種の装置は、使用者により設定される
発熱量設定手段（例えば温度設定手段）に応じて
比例制御弁による燃料の供給量が設定されてバー
ナに燃料が供給されると共に、送風機によりバー
ナに空気が供給され、バーナで燃料の燃焼が行な
われる。この時、送風機による燃焼用空気の供給
量は、バーナの炎の状態を検出する燃焼センサー
（例えばサーモカツプル）の出力に応じて制御さ
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら従来の燃焼装置は、上記のよう
に、比例制御弁を制御する回路と、送風機を制御
する回路とがそれぞれ独立した別の回路とされて
いるため、例えば、発熱量設定手段を変化させた
場合、比例制御弁の開度は発熱量設定手段の変化
に素早く対応して変化するが、送風機による燃焼
用空気の供給量は、まず比例制御弁の開度の変化
による炎の変化を燃焼センサーが検出し、その燃
焼センサーの出力変化により送風機の送風量を変
化させるため、発熱量設定手段の変化に対する送
風機の応答性が非常に悪い問題点を有していた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、発熱量設定手段の変化に適用して比
例制御弁による燃料の供給量と送風機による燃焼
用空気の供給量とを素早く対応させるとともに、
空燃比をあらかじめ設定された値に保つことので
きる燃焼装置の提供にある。
〔問題点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、バーナ
と、該バーナに燃料の供給を行なう比例制御弁
と、前記バーナに燃焼用の空気の供給を行なう送
風機と、前記バーナの燃焼状態を検知する燃焼セ
ンサーと、発熱量設定手段と、該発熱量設定手段
の設定状態に応じて、前記比例制御弁による燃料
の供給量または前記送風機による燃焼用空気の供
給量のうち、一方の制御を行なう第１制御回路
と、前記発熱量設定手段の設定状態、または前記
第１制御回路に制御される前記比例制御弁による
燃料の供給量または前記送風機による燃焼用空気
の供給量のうちの一方の設定状態に応じて、前記
比例制御弁による燃料の供給量または前記送風機
による燃焼用空気の供給量のうちの他方の制御を
行なう第２制御回路とを備え、該第２制御回路
は、前記燃焼センサーの出力が、前記発熱量設定
手段、または、前記第１制御回路に制御される前
記比例制御弁による燃料の供給量または前記送風
機による燃焼用空気の供給量のうちの一方の設定
状態に応じてあらかじめ設定された値となるよう
に、前記第２制御回路に制御される前記比例制御
弁による燃料の供給量または前記送風機による燃
焼用空気の供給量のうちの他方の補正制御を行な
うことを技術的手段とする。
〔作用および発明の効果〕
上記構成よりなる本発明は、第１制御回路が、
発熱量設定手段の設定状態に応じて比例制御弁に
よる燃料の供給量または送風機による燃焼用空気
の供給量のうちの一方を制御することにより、発
熱量設定手段を変化させると素早く一方が発熱量
設定手段の変化に応じて変化する。また、第２制
御回路が、発熱量設定手段または一方の設定状態
に応じて比例制御弁による燃料の供給量または前
記送風機による燃焼用空気の供給量のうちの他方
を制御することにより、発熱量設定手段を変化さ
せると発熱量設定手段または一方の変化に応じて
素早く他方が変化する。これにより、発熱量設定
手段の変化に応じて比例制御弁による燃料の供給
量と送風機による燃焼用空気の供給量とがほぼ同
時に適正な値に設定されるため、発熱量設定手段
の変化に応じて発熱量を即時に変化させるととも
に、炎を常に適正な空燃比で燃焼することができ
る。
また、炎が適正な空燃比で燃焼されない場合、
サーモカツプルの出力があらかじめ一方に応じて
設定された値とは異なつた値とされるが、第２制
御回路が燃焼センサーの出力が一方に応じてあら
かじめ設定された値となるように、他方を補正制
御するため、バーナに供給されるガスの供給量、
あるいはバーナに供給される燃焼用空気の供給量
が常に適切な値に補正され、炎は適正な空燃比で
燃焼される。
〔実施例〕
次に、本発明をガス湯沸器に適用した場合の実
施例を図面に基づいて説明する。
第２図はガス湯沸器の概略図を示す。
このガス湯沸器１は、熱交換部２を備えた燃焼
部３と、ガス供給部４と、電子制御回路５とから
なる。
燃焼部３は、セラミツク製の表面燃焼式バーナ
３１を備えた燃焼室３２と、この燃焼室３２の下
部に取付けられ、バーナ３１に燃焼用の空気の供
給を行なう送風機３３を備えた燃焼用空気供給部
３４と、燃焼室３２の上方に設けられ、バーナ３
１で燃焼された燃焼ガスの排気を行なう排気口３
５とを備える。そして、前記熱交換部２は、熱交
換効率を高くするフイン２１と給水管２２とから
なり、バーナ３１と排気口３５の間に配置されて
給水管２２の上流から送られてくる水を燃焼室３
２内の燃焼ガスと熱交換してお湯として流出す
る。
ガス供給路４は、バーナ３１の上流でガスの吐
出を行なうガス噴出ノズル４１と、ガス噴出ノズ
ル４１にガスを供給するガス供給配管４２の上流
側に設けられ、通電および非通電により開閉する
開閉弁４３と、この開閉弁４３の下流側に設けら
れ、ガスの流量の調節を行なうガバナ弁４４と、
このガバナ弁４４の下流側に設けられ、通電量に
応じて開口比が可変する比例制御弁４５とからな
る。
電子制御回路５は、着火時にバーナ３１の上面
で火花を飛ばすスパーク電極５１、バーナ３１の
上方で炎の酸素供給状態を検知する燃焼センサー
であるサーモカツプル５２、熱交換部２の給水管
２２の流出部に取付けられ水温の検出を行なう水
温センサー５３、使用者により操作され、熱交換
部２の給水管２２より流出する水温の設定を行な
う温度調節用ボリユーム５４、送風機３３、開閉
弁４３、比例制御弁４５などの駆動および制御を
行なう。
次に、比例制御弁４５の開口比の制御と送風機
３３による燃焼用空気の供給量の制御を第１図に
示すブロツク図に基づいて説明する。
水温センサー５３からの出力信号と温度調節用
ボリユーム５４により得られる基準値とを比較増
幅して、送風機３３への通電量の制御を行なうこ
とにより、ガス湯沸器１より得られる湯の温度の
調節を行なう送風機制御回路（温度調節回路）６
１と、送風機３３の回転速度を検出することによ
り送風機３３による燃焼用空気の供給量の検出を
行なう回転速度検出回路６２と、該回転速度検出
回路６２の出力とサーモカツプル５２の出力とに
応じて比例制御弁４５の開口比を制御し、ガスの
供給量を制御する比例弁制御回路６３とを備え
る。
そしてこの比例弁制御回路６３は、回転速度検
出回路６２の出力に応じて比例制御弁４５の開度
を設定する開度設定回路６３ａと、サーモカツプ
ル５２の出力が、回転速度検出回路６２の出力に
応じて設定された値となるように開度設定回路６
３ａの出力の補正を行なう開度補正回路６３ｂと
からなる。
次に、回転速度検出回路６２の一実施例を第３
図を用いて説明する。
本実施例の送風機３３は、駆動軸３３ａに取付
けられた永久磁石３３ｂの回転位置をホール素子
３３ｃで検出するブラシレスモータを用いる。こ
の回転速度検出回路６２は、永久磁石３３ｂ、ホ
ール素子３３ｃ、コイルCO1〜CO4からなる信号
発生部６２ａと、アナログスイツチ部６２ｂと、
デコーダ６２ｃと、電圧変換部６２ｄとからな
る。そして、電圧変換部６２ｄの出力電圧Ｖは、
第４図に示すように、送風機３３の回転速度Ｎに
応じて所定電圧まで比例的に変化する。
また、比例弁制御回路６３の開度設定回路６３
ａは、第５図に示すように、回転速度検出回路６
２の出力する出力電圧Ｖに応じて比例制御弁４５
への通電量Ａをまず決定している。
そして、開度補正回路６３ａは、サーモカツプ
ル５２の出力電圧mVの値が第６図に示すよう
に、回転速度検出回路６２の出力する出力電圧Ｖ
に応じて設定された値となるように比例制御弁４
５への通電量を補正制御する。
本実施例のガス湯沸器１は、上記のような電子
制御装置５を備えることにより、使用者が温度調
節用ボリユーム５４を操作してガス湯沸器１より
供給される湯の温度の変化を希望する場合、温度
調節用ボリユーム５４の変化により温度調節用ボ
リユーム５４の出力する基準電圧が水温センサー
５３の出力に対して素早く変化するため、送風機
制御回路６１の出力が温度調節用ボリユーム５４
の操作に応じて即時的に変化して送風機３３の回
転速度を変化させる。上記により送風機３３の回
転速度が変化すると、回転速度検出回路６２の出
力電圧Ｖが変化するため、開度設定回路６３ａが
比例制御弁４５への通電量Ａを第５図に応じて設
定する。つまり、操作者が温度調節用ボリユーム
５４を操作すると、送風機３３の回転速度と比例
制御弁４５の開度がほぼ同時に変化するため、操
作者の希望する温度の湯がガス湯沸器１より素早
く供給される。またこのとき、比例制御弁４５の
開度と送風機３３の回転速度とがほぼ同時に変化
するため、送風機３３による燃焼用空気の供給量
と比例制御弁４５によるガスの供給量との比が常
に適切な値に保たれ、炎は常に適正な空燃比で燃
焼される。
また、供給されるガスの成分変化により、炎が
適正な空燃比で燃焼しない場合や、燃焼用空気の
吸入口や排出口などの流路の流通抵抗が増大する
など、比例制御弁４５の開度に応じて設定された
燃焼用空気の供給が行なわれず、炎が適正な空燃
比で燃焼しない場合などが発生する可能性があ
る。この場合、例えば第６図において、回転速度
検出回路６２の出力電圧Ｖの値がA1で、サーモ
カツプル５２の出力電圧mVの値がA2の時、ガ
スリツチであるため比例制御弁４５の開度を小さ
くし、サーモカツプル５２の出力電圧mVがあら
かじめ設定された値A3となるように比例制御弁
４５への通電量Ａの値を補正する。また、回転速
度検出回路６２の出力電圧Ｖの値がA1で、サー
モカツプル５２の出力電圧mVの値がA4の時は、
ガスリーンであるため比例制御弁４５の開度を大
きくし、サーモカツプル５２の出力電圧mVがあ
らかじめ設定された値A3となるように比例制御
弁４５への通電量Ａの値を補正する。これによ
り、炎は常に適正な空燃比で燃焼される。
一方、水温センサー５３がガス湯沸器１より供
給される湯の温度を常に監視し、水温センサー５
３の検出した温度と温度調節用ボリユーム５４が
設定した温度とが一致するように送風機制御回路
６１が比例弁制御回路６３を制御することによ
り、比例制御弁４５の開度が水温センサー５３の
温度検出速度にほぼ応じた速度で補正制御され、
ガス湯沸器１より供給される湯は温度調節用ボリ
ユーム５４で設定された温度に補正される。
なお、送風機制御回路６２には、ガス湯沸器１
の点火時、サーモカツプル５２の出力が安定する
までの例えば10秒の間、サーモカツプル５２から
の入力をキヤンセルし、点火時におけるサーモカ
ツプル５２による空燃比制御の誤作動を防ぐよう
に設けられている。
本実施例では送風機３３の回転速度を検出する
手段に、ホール素子３３ｃを用いて検出した例を
示したが、回転エンコーダ、レゾルバ、周波数ジ
エネレータ等により検出しても良い。
また、本実施例では送風機３３による燃焼用空
気の供給量を検出する手段に送風機３３の回転速
度を検出する例を示したが、他に送風機３３の下
流で送風機３３の風圧を圧力センサー等で検出し
たり、送風機３３に供給される通電量により送風
機３３による燃焼用空気の供給量を検出しても良
い。なお送風機３３に供給される通電量により燃
焼用空気の供給量を検出する場合、比例弁制御回
路６３の入力側あるいは出力側に遅延回路を設
け、なだらかに変化する送風機３３の回転速度変
化の途中で比例制御弁４５の開度を変化させても
良い。
第７図に本発明の第２実施例を示す。
本実施例の電子制御回路５は、水温センサー５
３と温度調節用ボリユーム５４の出力により比例
制御弁４５への通電量の制御を行なう比例弁制御
回路（温度調節回路）７１と、該比例弁制御回路
７１より比例制御弁４５に供給される通電量を検
出し、その通電量とサーモカツプル５２の出力と
に応じて送風機３３の通電量の制御を行なう送風
機制御回路７２とを備える。
そしてこの送風機制御回路７２は、比例弁制御
回路７１の出力に応じて送風機３３への通電量を
設定する回転速度設定回路７２ａと、サーモカツ
プル５２の出力電圧mVが、第８図に示すよう
に、比例弁制御回路７１の出力αに応じて設定さ
れた値となるように回転速度設定回路７２ａの出
力の補正を行なう回転速度補正回路７２ｂとから
なる。
なお、本実施例では比例制御弁４５の開度を比
例制御弁４５に供給される通電量より検出する例
を示したが、比例制御弁４５の弁体の変位量を検
出することにより検出しても良い。
第９図に本発明の第３実施例を示す。
上記第２実施例では、温度調節用ボリユーム５
４を操作した場合、送風機３３への通電量と比例
制御弁４５への通電量とがほぼ同時に変化する例
を示したが、通常、送風機３３の応答速度は比例
制御弁４５の応答速度に比較してなだらかに変化
するため、送風機３３と比例制御弁４５への通電
量を同時に変化させた場合、温度調節用ボリユー
ム５４の操作直後は比例制御弁４５の開度変化に
送風機３３の回転速度変化が追従せず、空燃比が
従来ほどでないが変化する場合があつた。そこ
で、本実施例では比例制御弁４５の入力側に、入
力信号の遅延を行なう遅延回路７３を設けたもの
である。これにより、なだらかに変化する送風機
３３の回転速度変化の途中で比例制御弁４５の開
度を変化させることができるため、上記実施例に
比較して、温度調節ボリユーム５４を操作した直
後の空燃比の変化をさらに小さく押さえることが
できる。
第１０図に本発明の第４実施例を示す。
本実施例の電子制御回路５は、水温センサー５
３からの出力信号と温度調節用ボリユーム５４に
より得られる基準値とを比較増幅してガス湯沸器
１より得られる湯の温度調節を行ない、バーナ３
１でのガスの燃焼量（発熱量）の設定を行なう発
熱量設定手段である発熱量設定回路（温度調節回
路）８１と、該発熱量設定回路８１の出力により
比例制御弁４５への通電量の制御を行なう比例弁
制御回路８２と、発熱量設定回路８１の出力およ
びサーモカツプル５２の出力に応じて送風機３３
の通電量の制御を行なう送風機制御回路８３とを
備える。
そしてこの送風機制御回路８３は、発熱量設定
回路８１の出力に応じて送風機３３への通電量を
設定する回転速度設定回路８３ａと、サーモカツ
プル５２の出力電圧mVが、第１１図に示すよう
に、発熱量設定回路７１の出力βに応じて設定さ
れた値となるように回転速度設定回路８３ａの出
力の補正を行なう回転速度補正回路８３ｂとから
なる。
なお、本実施例では送風機制御回路８３を補正
制御することにより空燃比の補正を行なつたが、
比例弁制御回路８２を補正制御することにより空
燃比の制御を行なつても良い。また、比例弁制御
回路８２の入力側あるいは出力側に遅延回路を設
け、なだらかに変化する送風機３３の回転速度変
化の途中で比例制御弁４５の開度を変化させても
良い。
また、上記実施例では本発明を給湯器に適用し
た例を示したが、暖房装置など他の燃焼装置に適
用しても良い。さらに、本発明を灯油など他の燃
料を用いる他の燃焼装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかる制御回路のブロツク
図、第２図はガス湯沸器の概略図、第３図は回転
速度検出回路の電気回路図、第４図は送風機の回
転速度と回転速度検出回路の出力との関係を示す
グラフ、第５図は回転速度検出回路の出力に対し
て設定された比例制御弁の通電量を示すグラフ、
第６図は回転速度検出回路の出力に対して設定さ
れたサーモカツプルの適正出力値を示すグラフ、
第７図は本発明の第２実施例を示す制御回路のブ
ロツク図、第８図は比例弁制御回路の出力に対し
て設定されたサーモカツプルの適正出力値を示す
グラフ、第９図は本発明の第３実施例を示す制御
回路のブロツク図、第１０図は本発明の第４実施
例を示す制御回路のブロツク図、第１１図は発熱
量設定回路の出力に対して設定されたサーモカツ
プルの適正出力値を示すグラフである。 図中 １…ガス湯沸器、３１…バーナ、３３…
送風機、４２…ガス供給配管、４５…比例制御
弁、５２…サーモカツプル、５３…水温センサ
ー、５４…温度調節用ボリユーム、６１…送風機
制御回路、６２…回転速度検出回路、６３…比例
弁制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ バーナと、 該バーナに燃料の供給を行なう比例制御弁と、 前記バーナに燃焼用の空気の供給を行なう送風
    機と、 前記バーナの燃料状態を検知する燃焼センサー
    と、 発熱量設定手段と、 該発熱量設定手段の設定状態に応じて、前記比
    例制御弁による燃料の供給量または前記送風機に
    よる燃焼用空気の供給量のうちの一方の制御を行
    なう第１制御回路と、 前記発熱量設定手段の設定状態、または前記第
    １制御回路に制御される前記比例制御弁による燃
    料の供給量または前記送風機による燃焼用空気の
    供給量のうちの一方の設定状態に応じて、前記比
    例制御弁による燃料の供給量または前記送風機に
    よる燃焼用空気の供給量のうちの他方の制御を行
    なう第２制御回路とを備え、 該第２制御回路は、前記燃焼センサーの出力
    が、前記発熱量設定手段、または、前記第１制御
    回路に制御される前記比例制御弁による燃料の供
    給量または前記送風機による燃焼用空気の供給量
    のうちの一方の設定状態に応じてあらかじめ設定
    された値となるように、前記第２制御回路に制御
    される前記比例制御弁による燃料の供給量または
    前記送風機による燃焼用空気の供給量のうちの他
    方の補正制御を行なうことを特徴とする燃焼装
    置。 ２ 前記燃焼センサーは、炎の温度を検出し、炎
    の空気供給状態を検出するサーモカツプルである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    燃焼装置。 ３ 前記第１制御回路は、前記送風機への通電量
    の制御を行なう送風機制御回路であることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
    の燃焼装置。 ４ 前記送風機による燃焼用空気の供給量は、前
    記送風機の回転速度より検出することを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項に記載の燃焼装置。 ５ 前記第１制御回路は、前記比例制御弁への通
    電量の制御を行なう比例弁制御回路であることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
    記載の燃焼装置。 ６ 前記比例制御弁による燃料の供給量は、前記
    比例弁制御回路より前記比例制御弁へ供給される
    通電量より検出することを特徴とする特許請求の
    範囲第５項に記載の燃焼装置。
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