JPH0794887B2 - 燃焼機器の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料種、ケーシングの形状、排気筒長あるい
は燃焼量の変化領域等の燃焼特性が異なる様々な燃焼機
器を制御する制御装置に関する。

［従来の技術］ 給湯器や暖房機等の燃焼機器では、使用する燃料種によ
って発熱量が異なり、ガスを燃料とする場合には、同じ
発熱量を得るためのバーナへの供給量がガス種によって
大きく異なる。また、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では、ケーシングの形状や排気
筒の長さによって空気の通過抵抗が異なる。従って、燃
料の供給量を調節する比例弁や送風機はガス種や燃料機
器に応じて制御されなければならないため、従来では、
例えば燃焼機器毎に制御装置を設計し、使用されるガス
種や排気筒長毎に比例弁や送風機の制御特性を変更する
ようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、最近では、使用者の需要が多様化し、多品種の
燃焼機器の製造が必要になってきたため、従来のよう
に、品種毎に制御装置を設計、製造することは、生産効
率が低下するとともに、品種数に応じて在庫管理の負担
が増加するという問題がある。

本発明は、燃焼仕様の異なる様々な燃焼機器にそれぞれ
対応した燃焼制御を、各燃焼仕様に応じた最適な制御で
行うことができる燃焼機器の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］ 本発明は、少なくとも燃料供給量を調節する燃料量調節
手段を燃焼負荷等によって決定される必要燃焼量に応じ
て制御する燃焼機器の制御装置において、前記必要燃焼
量に対応した前記燃焼量調節手段の制御量がそれぞれ異
なる複数の燃焼機器の各燃焼量調節手段をそれぞれ前記
必要燃焼量に対応して制御するための制御値情報群が、
各燃焼装置毎にそれぞれ前記必要燃焼量に対応して複数
設けられ、前記各制御値情報群が複数の番地群毎にそれ
ぞれ対応して記憶された記憶手段と、前記記憶手段の前
記複数の番地群の中から前記複数の燃焼機器の各々に対
応してされる番地群設定用ディップスイッチと、該番地
群設定用ディップスイッチにより選択設定された前記番
地群に記憶された前記制御値情報群から前記必要燃焼量
に対応した個別の制御値情報を読み出し、該読み出され
た制御値情報に基づいて前記燃焼量調節手段を制御する
計数型計算機とを具備することを技術的手段とする。

［作用］ 本発明では、記憶手段には、複数の燃焼機器の各燃焼量
料調節手段をそれぞれ必要燃焼量に応じて制御するため
の複数の制御値情報群が各燃焼装置毎にそれぞれ必要燃
焼量に対応して複数設けられ、各制御値情報群は複数の
番地群毎にそれぞれ対応して記憶されている。番地群設
定用ディップスイッチにより番地群が設定されると、計
数形計算機は、設定された番地群に記憶された制御値情
報群から、燃焼機器の必要燃焼量に応じて制御値情報を
読み出し、その情報に基づいて燃焼機器の燃焼量を制御
する。

［発明の効果］ 本発明では、記憶手段に記憶された制御値情報群の中か
ら、必要燃焼量に応じて読み出された制御値情報に基づ
いて燃焼機器の燃焼量調節手段が制御されるため、燃焼
機器に合った適正な制御を容易に行うことができる。ま
た、記憶手段には、複数の燃焼機器の燃焼量調節手段を
制御するために複数の制御値情報が番地群毎に記憶され
ているため、番地群が設定されると燃焼機器に合った適
正な制御を容易に行うことができる。さらに、計数形計
算機は、燃焼機器が異なっても、読み出す制御値情報に
応じて燃焼機器の燃焼量調節手段を制御すればよいた
め、制御方法を変更する必要がない。

従って、同一の制御装置によって様々な燃焼機器を適正
に制御することができるため、生産される燃焼機器の種
類が多くなっても、燃焼機器に合わせて個々に制御装置
を生産する必要がない。このため、生産効率が向上し、
在庫管理が簡略化される。

［実施例］ 次に本発明の燃焼機器の制御装置を備えたガス給湯器
を、実施例に基づき説明する。

第２図に概略を示す本実施例のガス給湯器は、燃焼器10
と、燃料管20と、水管30と、制御装置40とから構成され
る。

燃焼器10は、給湯器ケース１内に複数のスリットバーナ
を２列に配して２連式バーナとして設けられたバーナ群
11と、燃焼用空気を供給する送風機12とからなり、バー
ナ群11には、ノズル13から燃料ガスが噴出される。燃焼
ガスは給湯器ケース１の上方に形成された排気口２から
排出される。給湯器ケース１内のバーナ群11の近傍に
は、点火のためのスパーカ14、炎検知のためのフレーム
ロッド15およびサーモカップル16が設けられている。

ノズル13へは燃料管20から燃料ガスが供給され、燃料管
20には、燃料ガスを遮断するための電磁弁21、22と、燃
料供給量を調節する比例弁23とが上流側から順に設けら
れ、燃料管20は比例弁23の下流で分岐しており、分岐し
た一方の燃料管20aには、さらに電磁弁24が設けられて
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32aを介して給湯管31aへ
導かれる。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
れた水と、バイパス管32aによってそのまま導かれる水
の割合を調節する。

一方、供給管31には上流側より水量調節弁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、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。

制御装置40は、第１図に示すとおり、マイクロコンピュ
ータの中心部となり、図示しないシステムプログラムに
よりプログラム制御される中央処理装置（以下「CPU」
と記す）50により、ガス給湯器の作動を制御するもの
で、シーケンス制御、燃焼量制御および水量制御を行
う。

ここで、CPU50は、燃焼量制御のためにプログラム制御
された機能部として、燃焼量決定部51、送風機制御部5
2、回転数検出部53、比例弁制御部54、空燃比補正部55
の各機能部を有しており、その制御のための制御情報が
記憶されたROM60を備えている。

ROM60は、２進コードにより指定されるアドレス毎に制
御情報が記憶されている。本実施例では、ROM60のアド
レス指定は、２つに分離されたアドレス・バスA64とア
ドレス・バスB65とにより、例えば、16ビットある２進
コードのうちの５ビットは一方のアドレス・バスA64を
介してディップスイッチ41により指定され、残りの11ビ
ットはアドレス・バスB65を介してCPU50により指定され
る。

従って、ROM60は、第３図に示すとおり、ディップスイ
ッチ41により指定される番地（例えば上位番地）により
複数のエリア60a、60b、60c、60d、…に区分けされるこ
とになり、CPU50によるアドレス指定は、区分けされた
エリアについて行われることになる。

この結果、CPU50により同じアドレスが指定されても、
制御情報はディップスイッチ41の設定状態に応じて異な
ったエリアから読み出される。

こうして区分けされる各エリアには、制御情報として、
送風機12を制御するための送風機回転数データ群61、比
例弁23を制御するための比例弁電流値データ群62、空燃
比を補正するための電流補正値データ群63が、使用され
るガス種、燃焼器10の形状、排気筒の長さ、最大燃焼量
等に応じて異なる燃焼仕様毎に複数設けられている。

この制御情報としての送風機12の制御電圧は、使用され
る駆動用モータ、羽根車の形状および大きさ等により異
なり、第４図の実線Ａ、Ｂ、Ｃに示すとおり、その電圧
範囲に大きな差があり、また、例えば、必要燃焼量Q1か
らQ2までの変化に対する制御電圧も異なる。

同様に、比例弁23への電流値においても、その範囲は、
第５図の実線Ｄ、Ｅ、Ｆに示すとおり、大きく異なり、
検知される送風器12の回転数N1からN2に対する電流値も
異なる。

以下にCPU60における燃焼量制御を、その機能に基づい
て説明する。

燃焼量決定部51は、図示しないコントローラからの操作
信号、水管に備えられた水量センサ35および各サーミス
タからの検知信号に基づいて、必要燃焼量を決定する。
また、決定された必要燃焼量に対応した送風機回転数デ
ータ群61のアドレスの一部を指定する。

送風機制御部52は、送風機回転数データ群61内の指定さ
れたアドレスに記憶された回転数値をデータ・バス66を
介して読み出し、その値に基づいて送風機駆動回路42を
制御する。

回転数検出部53は、送風機12の回転数信号に基づいて比
例弁電流値データ群62のアドレスの一部を指定する。

比例弁制御部54は、比例弁電流値データ群62内の指定さ
れたアドレスに記憶された電流値をデータ・バス66を介
して読み出し、その値に基づいて比例弁駆動回路43を制
御する。また、後述する電流補正値データ群63から、電
流補正値が読み出される場合には、その電流補正値によ
り比例弁電流値データ群62から読み出された電流値を補
正してその値に基づいて比例弁駆動回路43を制御する。

空燃比補正部55は、サーモカップル16に基づいて炎の温
度を検出する燃焼温度検出回路44からの温度信号に基づ
いて電流補正値データ群63のアドレスの一部を指定す
る。

なお、燃焼量決定部51、回転数検出部53および空燃比補
正部55によるアドレス指定は、同一のアドレス・バスB6
5により、時間差をもって指定され、また、送風機回転
数データ群61、比例弁電流値データ群62および電流補正
値データ群63は、同様に時間差をもって読み出される。

また、ROM60からの読み出し等のタイミングは、コント
ロール・バス67からのコントロール信号により制御され
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。

工場における出荷時に、制御装置40が搭載されるガス給
湯器の種類（給湯容量、ケーシング形状）や、使用され
るガス種に応じてディップスイッチ41が設定され、さら
に、設置業者によるガス給湯器の設置時には、排気筒の
長さに応じてディップスイッチ41が設定される。

使用者がコントローラの図示しない運転スイッチを入
れ、出湯温度を設定し、水栓を操作すると、水管30内に
は水が流入し、供給管31によって供給される水は、水量
調節弁34および水量センサ35を経て、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。

水量センサ35から伝送されるパルス信号が所定数以上検
知されると、点火作動として、スパーカ14で火花放電が
行われる。

スパーカ14での火花放電が検知されると、電磁弁21、22
が開状態にされ、燃料ガスはノズル13から噴出して燃焼
用空気と混合されてバーナ群11へ供給され、すでに作動
しているスパーカ14によって点火される。

着火がフレームロッド15によって検知され、着火後の温
度が安定すると、入水温サーミスタ36、熱交換サーミス
タ37、出湯温サーミスタ38の各サーミスタおよび水量セ
ンサ35からの検知信号およびコントローラからの設定信
号に基づいて必要燃焼量が決定され、その結果に基づい
て送風機12、比例弁23、電磁弁24、バイパス弁33および
水量調節弁34が制御される。また、サーモカップル16か
らの信号に基づいて空燃比の補正制御も行われる。

このとき、送風機12および比例弁23には、ROM60から読
み出された制御情報によって、ガス種等の燃焼仕様に応
じて細かい特性を与えることができ、最適な制御が行わ
れる。

以上のとおり、本発明によれば、ディップスイッチ41を
切り替えることにより、ガス種や燃焼仕様の異なる様々
な燃焼機器の制御装置として使用することができ、それ
ぞれの燃焼機器を適正に制御することができるため、複
数の燃焼機器毎に制御装置を生産する必要がない。従っ
て、生産効率が向上し、在庫管理が簡略化される。

本実施例では、ガス給湯器を実施例として示したが、暖
房機や液体燃料を使用する燃焼装置にも使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のガス給湯器の制御装置を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の実施例を示すガス給湯器の概略
構成図、第３図は本実施例のROMにおけるエリアマッ
プ、第４図は本実施例のROMに記憶された制御情報とし
ての必要燃焼量に対する送風機の制御電圧値を示す制御
特性図、第５図は本実施例のROMに記憶された制御情報
としての送風機の回転数に対する比例弁の電流値を示す
制御特性図である。 図中、10……燃焼器（燃焼機器）、23……比例弁（燃焼
量調節手段）、40……制御装置（燃焼機器の制御装
置）、41……ディップスイッチ（番地群設定用ディップ
スイッチ）、50……中央処理装置（計数形計算機）、60
……ROM（記憶手段）、61……送風機回転数データ群
（複数の制御値情報群）、62……比例弁電流値データ群
（複数の制御値情報群）、63……電流補正値データ群
（複数の制御値情報群）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも燃料供給量を調節する燃料量調
   節手段を燃焼負荷等によって決定される必要燃焼量に応
   じて制御する燃焼機器の制御装置において、 前記必要燃焼量に対応した前記燃焼量調節手段の制御量
   がそれぞれ異なる複数の燃焼機器の各燃焼量調節手段を
   それぞれ前記必要燃焼量に対応して制御するための制御
   値情報群が、各燃焼装置毎にそれぞれ前記必要燃焼量に
   対応して複数設けられ、前記各制御値情報群が複数の番
   地群毎にそれぞれ対応して記憶された記憶手段と、 前記記憶手段の前記複数の番地群の中から前記複数の燃
   焼機器の各々に対応して前記番地群を選択設定するため
   に設けられ、個々の燃焼機器に対応して設定操作される
   番地群設定用ディップスイッチと、 該番地群設定用ディップスイッチにより選択設定された
   前記番地群に記憶された前記制御値情報群から前記必要
   燃焼量に対応した個別の制御値情報を読み出し、該読み
   出された制御値情報に基づいて前記燃焼量調節手段を制
   御する計数型計算機とを具備することを特徴とする燃焼
   機器の制御装置。