JPH0749118A - 自動燃焼制御装置を備えた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動燃焼制御装置を有する装置において、エ
ネルギ需要を最少にし、同時に流量調節に用いられる装
置のコストを減少させるようにする。 【構成】 送風機駆動装置２を有する専用の送風機３と
燃料ポンプ駆動装置４を有する専用の燃料ポンプ５を駆
動する装置が設けられる。自動燃焼制御装置１にはプロ
グラム発生器２０が設けられ、このプログラム発生器は
運転開始プロセスと連続運転を制御し監視する。送風機
駆動装置２と燃料ポンプ駆動装置４は回転数制御可能な
モータであって、その回転数はプログラム発生器２０に
よって個別に制御される。その場合回転数の目標値は目
標値データメモリ２２に格納されている。種々の運転状
態に関して、送風機駆動装置２と燃料ポンプ駆動装置４
の目標回転数に関するデータが格納されており、このデ
ータに従ってそれぞれの送風機と燃料ポンプのモータが
駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動燃焼制御装置を備
えた装置、さらに詳細には、送風機駆動装置を有する送
風機と、同様にこの装置に属する燃料ポンプ駆動装置を
有する燃料ポンプとを駆動する自動燃焼制御装置を備え
た装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は例えば、液体燃料によっ
て駆動される中程度までの小出力（パワー）の熱発生装
置において燃焼を制御するのに適している。

【０００３】この種の装置において使用される自動燃焼
制御装置は、例えばランディス・ウント・ギア（Landis
& Gyr）社出版物「オイルおよびガスバーナ用の自動燃
焼制御装置（Feuerungsautomaten fuer Oelー und Gasbr
enner）」から知られている。この種の自動燃焼制御装
置を用いて空気送風機、燃料ポンプ（例えばオイルポン
プ）、燃料弁、及び点火装置が制御される。それによっ
てバーナ用の運転開始過程並びにこの運転開始に続く運
転も制御および監視することができる。

【０００４】公知の装置においては、空気送風機を用い
てほぼ一定の空気流が発生され、この空気流は前段ある
いは後段に接続された空気フラップを用いて、バーナへ
の所望の空気流が発生するように調節されている。燃料
流は一定の送給出力で駆動される燃料ポンプを用いて発
生され、その場合に実際に送給される燃焼に必要な燃料
量は、例えば逆流絞りによって調節される。

【０００５】この公知の装置の場合には、送給手段を用
いてまずかなり大量の燃料流が発生され、その燃料流が
次に絞り機構によって必要な程度に減少される。それに
よって不当に大きな送給エネルギが必要になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の装置を改良して必要エネルギ量を最少にし、同時に流
量調節に用いられる装置のコストを減少させるようにす
ることであって、その場合に同時に燃料流と空気流を細
かく同調させて制御できることが保証される装置を提供
することである。

【０００７】この課題を解決することは重要である。と
いうのは小出力および中程度の出力（パワー）用の燃焼
装置は著しく普及しており、かつ大量生産されているか
らである。大型の自動燃焼制御装置の場合の解決法はこ
の種の小型装置の手本にはなり得ない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、自動燃焼制御装置を備えた装置であって、この装
置に属する送風機駆動装置を有する送風機と、同様にこ
の装置に属する燃料ポンプ駆動装置を有する燃料ポンプ
とを駆動する自動燃焼制御装置を備えた装置であり、前
記自動燃焼制御装置は作動及び遮断に用いられる制御入
力とプログラム発生器とを有し、プログラム発生器が液
体燃料で駆動される中程度までの小出力の暖房装置のバ
ーナの運転開始過程と連続運転を制御しかつ監視する自
動燃焼制御装置を備えた装置において、送風機駆動装置
が回転数制御可能なモータであって、かつ燃料ポンプ駆
動装置が同様に回転数制御可能なモータであり、かつプ
ログラム発生器が目標値データメモリと接続されてお
り、前記目標値データメモリ内に種々の運転状態に関連
する送風機駆動装置と燃料ポンプ駆動装置の目標回転数
データが格納されている構成を採用した。

【０００９】

【作用】好ましい実施例では、送風機駆動装置と燃料ポ
ンプ駆動装置の回転数制御可能なモータは、検出端子を
介して自動燃焼制御装置へ入力される検出信号を発生す
る装置を有する。また自動燃焼制御装置が前記検出信号
を格納できる実際値データメモリ（２３）を有し、目標
値データメモリと実際値データメモリの値を比較して、
その結果をプログラム発生器へ伝達する比較器を有す
る。その場合、検出信号を発生する装置は、ホールセン
サを有する。

【００１０】目標値データメモリは３つのデータの組み
を少なくとも２つ格納しており、その各々の組みのデー
タがそれぞれバーナ出力（パワー）の値、送風機駆動装
置の回転数および燃料ポンプ駆動装置の回転数からなっ
ている。

【００１１】自動燃焼制御装置の制御入力は、一般的な
作動指令用の第１の入力点と、必要に応じて設けられる
第２のバーナ段の作動指令用の第２の入力点と、変調バ
ーナの場合の出力要求信号用の第３の入力点からなり、
プログラム発生器は、自己テストに従って運転開始前に
自動的に、どの入力点が接続されているかを検出し、そ
れに基づき対応するバーナタイプに自動設定される。

【００１２】本発明の特徴は、従来の技術状況とは異な
り、送風機を全出力まで駆動して、次に実際に供給され
る空気体積を例えば絞り弁を用いて調節するのではな
く、送風機は回転数制御可能なモータによって駆動さ
れ、モータが自動燃焼制御装置によって目標回転数に閉
ループ制御されることである。制御回路には例えばホー
ルセンサを設けることができる。特徴的なことはさら
に、ここでも従来技術とは異なり、燃料ポンプが一定の
送給出力で駆動され、実際に供給される燃料量が例えば
逆流絞りを用いて調節されるのではなく、燃料ポンプも
回転数制御されるモータによって駆動され、モータが自
動燃焼制御装置によって目標回転数に閉ループ制御され
ることである。ここでも制御回路にホールセンサを設け
ることができる。それによって所望の送給流を得るため
のエネルギコストが減少するだけでなく、ユニットのコ
ストも減少される。というのは空気流の絞り弁と燃料流
の逆流絞りが省かれるからである。ユニットを設けない
ことによって、信頼性が増大し、保守コストが減少され
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】唯一の図面には、本発明による自動燃焼制
御装置１を有する装置の概略が図示されている。自動燃
焼制御装置１には送風機３の送風機駆動装置２と燃料ポ
ンプ５の燃料ポンプ駆動装置４が接続されている。その
場合に送風機駆動装置２は第１のインターフェース６を
介して自動燃焼制御装置１に接続されている。このイン
ターフェース６自体は、駆動電圧端子６ｂ、制御端子６
ｓおよび検出端子６ｒから構成される。それと同様に燃
料ポンプ駆動装置４は第２のインターフェース７を介し
て自動燃焼制御装置１に接続されており、インターフェ
ース７は駆動電圧端子７ｂ、制御端子７ｓ、検出端子７
ｒから構成される。

【００１５】送風機駆動装置２は本発明によれば回転数
制御可能なモータ、例えばＤＣモータである。駆動エネ
ルギーは駆動電圧端子６ｂを介してモータに供給され
る。回転数制御は制御端子６ｓを介して行なわれる。好
ましくは回転数制御はパルス幅変調によって行われる。
それに必要な電子制御回路は構成ユニットとみなされる
モータの構成要素である。回転数の検出は検出端子６ｒ
を介して行なわれる。検出信号は好ましくはホールセン
サによって供給され、ホールセンサはその信号評価回路
と共に構成ユニットであるモータの構成要素である。こ
のような構成ユニットは市販されている。重要なこと
は、検出信号がモータの回転数に比例する一定長さおよ
び一定の振幅のパルス列であるので、個々のパルス間の
休止期間の長さが回転数に関係するということである。

【００１６】それによって回転数検出信号の処理は、単
位時間当りのパルスを計数することによってデジタル的
に、あるいはパルスを積分することによってアナログ的
に選択的に行うことができる。特に好ましいのは２つの
信号処理方法を並行して、つまり、デジタルとアナログ
を使用することである。一般的にノイズはデジタルの信
号路にはアナログの信号路とは異なる作用を与えるの
で、この組み合せによって得られる確実性はその他の２
チャネルの信号処理の場合よりもずっと大きい。

【００１７】本発明によれば、燃料ポンプ駆動装置４も
同様に回転数制御可能なモータで、そのモータは送風機
駆動装置２と同様に駆動され、その検出機構も同様に構
成されている。

【００１８】送風機駆動装置２及び燃料ポンプ駆動装置
４として例えばＭ３Ｇ０５５−ＢＤ０３−ＸＡタイプの
ＥＢＭモータ、ＶＤＢ（３２−３８Ｖ）ＤＣがあるが、
それに限定されないのはもちろんである。２つの駆動の
ために同じモータを使用すると、在庫管理、スペア部品
の入手および値段の点で有利である。

【００１９】さらに自動燃焼制御装置１は燃料予熱器
８、燃料弁９、点火装置１０および火炎監視装置１１用
の接続点を有している。その他に、駆動電圧用、通常は
２３０Ｖ／５０Ｈｚおよび／あるいは１１０Ｖ／６０Ｈ
ｚ用の端子１２を有している。

【００２０】この種の自動燃焼制御装置１は通常は加熱
コントローラによって駆動される。そのために自動燃焼
制御装置には制御入力１３が設けられており、この制御
入力は好ましくは個別の３つの入力点、すなわち一般的
な作動指令用の第１の入力点１３．１、必要に応じて設
けられている第２のバーナ段用の第２の入力点１３．２
および変調バーナの場合の出力（熱量）要求信号用の第
３の入力点１３．ｍから形成されている。制御入力１３
がこの３つの入力点から形成されている場合には、自動
燃焼制御装置１は存在するすべての種類のバーナ、「１
段」、「２段」および「変調」タイプのバーナに選択的
に使用することができる。このことは変形例を少なくす
る大量生産に関して好ましいものであって、大量生産に
よって製造コストを低減させることができる。

【００２１】好ましくは、自動燃焼制御装置１は自動テ
ストに従って運転開始前に、どの入力点に導線が接続さ
れているかを自動的に検出する。それにより自動燃焼制
御装置は自動的に初期設定され、あるいは所定設定時に
はどの駆動系統が運転できるかを知ることができる。

【００２２】自動燃焼制御装置１にはさらに安全温度制
限装置１４が接続されており、その接点は自動燃焼制御
装置１の安全系統に接続されており、それにより熱発生
装置が過熱のために遮断されなければならないにもかか
わらず、バーナが作動されてしまうのを防止することが
できる。

【００２３】自動燃焼制御装置１には端子１２と接続さ
れた電源部１５が設けられており、この電源部によりす
べての必要な電圧が発生される。電源部１５は駆動電圧
を駆動電圧端子６ｂと７ｂへ供給し、さらに燃料予熱リ
レー１６を介して燃料予熱器８に、また上述の安全温度
制限装置１４と保護リレー１７を介し燃料弁リレー１８
を経て燃料弁９に、更に点火リレー９を経て点火装置１
０に電圧を供給する。４つのリレー１６、１７、１８お
よび１９はプログラム発生器２０によって駆動され、そ
れが点線で示されている。プログラム発生器２０は例え
ば対応する周辺インターフェースと構成素子を有するマ
イクロプロセッサである。プログラム発生器２０は火炎
増幅器２１と接続される入力も有しており、この火炎増
幅器は火炎監視装置１１の信号を増幅して、プログラム
発生器２０に合った信号に変換する。

【００２４】プログラム発生器２０の出力は２つの制御
端子６ｓおよび７ｓと接続されている。プログラム発生
器２０はさらに本発明によれば目標値データメモリ２２
と接続されており、このメモリに送風機駆動装置２と燃
料ポンプ駆動装置４の回転数の目標値が格納されてい
る。さらに実際値データメモリ２３が設けられており、
この実際値データメモリは検出端子６ｒおよ７ｒと接続
されている。目標値データメモリ２２と実際値データメ
モリ２３は比較器２４と接続されており、比較器自体は
比較演算の結果をプログラム発生器２０に入力し、その
ためにそれに応じた接続線が設けられている。

【００２５】次に、この種の装置の機能を、特に変調バ
ーナ用に構成された装置の例で説明する。

【００２６】初期状態が「オフ」であるものと仮定す
る。上位に配置された不図示の加熱コントローラが熱を
要求しないので、バーナは遮断されている。自動燃焼制
御装置１は「スタンバイ」の状態にあって、この状態に
おいては燃料予熱器８と点火装置１０は遮断されてお
り、送風機駆動装置２と燃料ポンプ駆動装置４は停止状
態にあって、火炎監視装置１１は火炎を検出しない。

【００２７】次に加熱コントローラが熱を要求した場合
には、入力点１３．ｍに、要求熱量を示す信号が印加さ
れる。この信号は例えば０Ｖから１０Ｖの範囲の正規化
された電圧とすることができ、その場合に１０Ｖは１０
０％の出力（パワー）要求を意味し（バーナの定格出力
に関して）、あるいはまた好ましくはデジタルの信号で
あってもよい。この信号はプログラム発生器２０に達
し、プログラム発生器２０がマイクロプロセッサであっ
て、入力信号がアナログである場合には不図示のアナロ
グ／デジタル変換器を介して達する。この信号によって
プログラム発生器２０により自動燃焼制御装置１におい
て通常の運転開始プロセスが開始される。この運転開始
プロセスのためにプログラム発生器２０は目標値メモリ
２２から送風機駆動装置２０の回転数を読み出す。送風
機駆動装置２はプログラム発生器２０によって制御端子
６ｓを介してそれに対応して駆動される。それにより送
風機３が始動し、所定の立上り時間後に目標回転数が得
られる。

【００２８】検出端子６ｒには、まず上昇する回転数信
号が現れ、この信号は立上り時間経過後に所定の値に達
する。この信号は検出端子６ｒから実際値データメモリ
２３へ達して、そこに格納される。比較器２４が目標値
データメモリ２２と実際値データメモリ２３の値を比較
して、その結果をプログラム発生器２０へ報告する。な
お、使用されるプログラム発生器２０の構成に応じて自
動燃焼制御装置１の構成を所定に変更することができ
る。プログラム２０がマイクロプロセッサである場合に
は、比較器２０もマイクロプロセッサで処理されるプロ
グラムシーケンスの一部として構成することができる。

【００２９】最大の安全性を保証するために、さらに空
気圧監視装置を設けることができる。送風機３の回転に
よってより高い空気圧が発生され、それに対して空気圧
監視装置が応答する。空気圧監視装置の応答はプログラ
ム発生器２０へ入力される。空気圧監視装置が応答しな
い場合には、プログラムシーケンスの続行が停止され
る。この手段によって、送風機駆動装置２は正しく回転
しているが、何等かの状況によって必要空気流が送給さ
れない場合には、バーナが駆動されないようにすること
が保証される。

【００３０】プログラム発生器２０が送風機駆動装置２
の正常な回転の検出を得た場合には、プログラム発生器
２０によって点火リレー１９の駆動によって点火装置１
０が作動される。その場合、点火装置１０に実際に電圧
が供給されるには、安全温度制限装置１４と保護リレー
１７を介した電流路が閉成されていることが前提にな
る。プログラム発生器２０はさらに目標値データメモリ
２２から、送風機駆動装置２の回転数の目標値に関連す
る燃料ポンプ駆動装置４の回転数の目標値を読み出す。
燃料ポンプ駆動装置４は送風機駆動装置２と同様に駆動
され、かつ監視される。それに続いてプログラム発生器
２０によって燃料弁リレー１８が駆動され、それによっ
て燃料流が開始されるので、バーナの燃料ー空気混合気
の点火が可能になる。

【００３１】不図示の火炎監視も含めて機能が完全であ
る場合には、プログラム発生器２０によって入力点１
３．ｍに印加されている要求熱量の値が読み出され、目
標値データメモリ２２からこの要求値に対応する送風機
駆動装置２と燃料ポンプ駆動装置４の回転数の目標値が
読み出されて、それに対応してモータが閉ループ制御さ
れる。入力点１３．ｍはプログラム発生器２０によって
周期的に調べられる。要求熱量が変化する度にそれに応
じて送風機駆動装置２と燃料ポンプ駆動装置４の回転数
の目標値も変化される。目標値データメモリ２２は、３
つの組の値、すなわちバーナ出力、送風機駆動装置２の
回転数、燃料ポンプ駆動装置４の回転数の組になった値
を格納している。連続駆動の場合（変調）には、目標値
メモリはそれに応じた数、例えば１２８の組になったデ
ータを格納している。２段バーナの場合には、目標値メ
モリは３つ（始動、第１段、第２段）を格納し、また一
段バーナの場合には２つ（始動、運転）だけになる。

【００３２】図には送風機駆動装置２と燃料ポンプ駆動
装置４の制御信号の発生器は図示されていない。この発
生器は例えばパルス幅変調されたあるいは周波数可変の
制御信号を発生する。マイクロプロセッサで制御される
自動燃焼制御装置１の場合にはこの発生器は別体の素子
ではなく、プログラム発生器２０として機能するマイク
ロプロセッサがそれに対応する信号を直接発生する。

【００３３】

【発明の効果】本発明による装置は公知の従来技術とは
異なり、必要な燃料及び空気流を発生させるためのエネ
ルギおよび素子のコストが少ないという利点を有する。
送風機駆動装置２の回転数と燃料ポンプ駆動装置４の回
転数間の関係は、自由に選択可能なメモリ値によって定
められているので、特別な手段を講じることなく各動作
点で最適な空気過剰が得られる。このことは特に、送風
機３と燃料ポンプ５が共通の軸を介して同一のモータで
駆動される公知の従来技術の場合には、送風機３の送風
ホイールを使用される燃料ポンプ５に正確に調整させな
ければならないので、本発明の利点になる。本発明によ
れば、特に小型の構成が実現される。というのは送風機
３と燃料ポンプ５はそれぞれそれ自体で最適に設計でき
るからである。

【００３４】従来技術において多くの場合に回避できな
かった、空気量を細かく調整させるためにさらに必要と
されるアクチュエータ、例えば空気弁を省くことができ
る。更に利点は、１段、２段および変調バーナ用に対す
る自動燃焼制御装置１の構成の相違は、目標値メモリの
容量のみになることである。それによって大量生産と、
従って低い製造コストが達成される。送風機３と燃料ポ
ンプ５用の駆動装置として閉ループ制御されるＤＣモー
タを使用すれば、じょうぶさと組み立て大きさに関して
利点が得られる。３５Ｖの定格電圧を有するＤＣモータ
を使用すれば、安全性、例えば接触保護に関してさらに
利点が得られる。

【００３５】さらに送風機３と燃料ポンプ５間の固定的
な結合を解消することによって、本発明装置を搭載した
バーナの排ガス特性が改良される。プログラム発生器２
０のプログラムは好ましくは、要求熱量が増加した場合
にまず送風機駆動装置２の回転数を上昇させて、すこし
遅延してから燃料ポンプ駆動装置４の回転数を上昇させ
るように構成することができる。逆に要求熱量が減少す
る場合にはまず燃料ポンプ駆動装置４の回転数を減少さ
せて、遅延してから送風機駆動装置２の回転数を減少さ
せるようにすることができる。それによって負荷が変化
した場合に短期間空気過剰となるので、空気不足とそれ
に続く望ましくない排ガス放出を確実に防止することが
できる。

【００３６】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、自動燃焼制御装置を有する装置において必要エ
ネルギ量を最少にし、同時に流量調節に用いられる装置
のコストを減少させることができ、その場合に同時に燃
料流と空気流を細かく調節させて制御できることが保証
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動燃焼制御装置を有する装置の
概略を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 自動燃焼制御装置 ２ 送風機駆動装置 ３ 送風機 ４ 燃料ポンプ駆動装置 ５ 燃料ポンプ ２０ プログラム発生器 ２２ 目標値データメモリ ２３ 実際値データメモリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動燃焼制御装置を備えた装置であっ
   て、この装置に属する送風機駆動装置（２）を有する送
   風機（３）と、同様にこの装置に属する燃料ポンプ駆動
   装置（４）を有する燃料ポンプ（５）とを駆動する自動
   燃焼制御装置を備えた装置であり、前記自動燃焼制御装
   置は作動及び遮断に用いられる制御入力（１３）とプロ
   グラム発生器（２０）とを有し、プログラム発生器が液
   体燃料で駆動される中程度までの小出力の暖房装置のバ
   ーナの運転開始過程と連続運転を制御しかつ監視する自
   動燃焼制御装置を備えた装置において、 送風機駆動装置（２）が回転数制御可能なモータであっ
   て、かつ燃料ポンプ駆動装置（４）が同様に回転数制御
   可能なモータであり、かつプログラム発生器（２０）が
   目標値データメモリ（２２）と接続されており、 前記目標値データメモリ内に種々の運転状態に関連する
   送風機駆動装置（２）と燃料ポンプ駆動装置（４）の目
   標回転数データが格納されていることを特徴とする自動
   燃焼制御装置を有する装置。
2. 【請求項２】 送風機駆動装置（２）と燃料ポンプ駆動
   装置（４）の回転数制御可能なモータは、検出端子（６
   ｒ、７ｒ）を介して自動燃焼制御装置（１）へ入力され
   る検出信号を発生する装置を有し、 自動燃焼制御装置（１）が前記検出信号を格納できる実
   際値データメモリ（２３）を有し、かつ自動燃焼制御装
   置（１）が目標値データメモリ（２２）と実際値データ
   メモリ（２３）の値を比較して、その結果をプログラム
   発生器（２０）へ伝達する比較器（２４）を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 検出信号を発生する装置がホールセンサ
   を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 目標値データメモリ（２２）は３つのデ
   ータの組みを少なくとも２つ格納しており、その各々の
   組みのデータがそれぞれバーナ出力の値、送風機駆動装
   置（２）の回転数および燃料ポンプ駆動装置（４）の回
   転数からなることを特徴とする請求項１から３までのい
   ずれか１項に記載の装置。
5. 【請求項５】 制御入力（１３）が、 一般的な作動指令用の第１の入力点（１３．１）と、 必要に応じて設けられる第２のバーナ段の作動指令用の
   第２の入力点（１３．２）と、 変調バーナの場合の出力要求信号用の第３の入力点（１
   ３．ｍ）からなることを特徴とする請求項１から４まで
   のいずれか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】 プログラム発生器（２０）が自己テスト
   に従って運転開始前に自動的に、どの入力点（１３．
   １、１３．２、１３．ｍ）が接続されているかを検出
   し、それに基づき対応するバーナタイプに自動設定され
   ることを特徴とする請求項５に記載の装置。