JPH09257243A - ガス燃焼機の比例弁駆動装置 - Google Patents

ガス燃焼機の比例弁駆動装置

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JPH09257243A
JPH09257243A JP6628996A JP6628996A JPH09257243A JP H09257243 A JPH09257243 A JP H09257243A JP 6628996 A JP6628996 A JP 6628996A JP 6628996 A JP6628996 A JP 6628996A JP H09257243 A JPH09257243 A JP H09257243A
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JP
Japan
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pulse signal
proportional valve
gas
output
current
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JP6628996A
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English (en)
Inventor
Masayuki Morishima
正行 森島
Masafumi Okada
雅文 岡田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の比例弁駆動装置を簡略化し、コストダ
ウンと信頼性の向上を図る。 【解決手段】 電流設定信号PWMの出力手段M1 と、
電流検出回路R7 と、前記電流設定信号PWMの積分回
路Iと、この積分回路Iの出力と前記電流検出回路R7
の検出出力を入力とする差動増幅器OP1 と、トランジ
スタQ1 とでガス比例弁10の駆動装置を構成する。前
記電流設定信号PWMとしてデューティ比を可変とする
一定周期T3 の基準パルス信号P1 に対して、この基準
パルス信号P1 の周期T3 より長い周期T1を有する停
止パルス信号P2 を重畳させた信号とする。本回路構成
によりガス比例弁10は停止パルス信号P2 の周期T1
で断続駆動が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスファンヒー
タ、ガスストーブ等のガス温風暖房機にて代表されるガ
ス燃焼機に関し、特に燃料ガスの供給量を加減するガス
比例弁の駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のガス燃焼機では、一般的に燃料
ガスをメーンバーナに誘導するガス管路に連続させたガ
ス電磁弁とその下流側に1個のガス比例弁が付設されて
いる。上記ガス電磁弁は燃料ガスの供給と停止の制御を
行い、一方ガス比例弁は印加電圧を変えることでその開
度を変えてメーンバーナに供給されるガス量を調整す
る。即ち、ガス比例弁はそのコイル部に流れる電流に比
例した弁開度が得られる構造であって、機器の燃焼量の
一つとなるガス量はこのガス比例弁の開度を調整するこ
とによってコントロールされる(もう一つは送風量であ
る)。
【0003】図5は上記ガス比例弁の開度を制御する駆
動装置の従来例である。図5において、駆動回路は負荷
(ここでは、トランジスタQ1 、Q2 とガス比例弁P
V)の動作を制御する制御装置としてのマイクロコンピ
ュータ(以下単にマイコンという)M1 と、ガス比例弁
PVと、このガス比例弁PVの駆動電流を検出するため
の電流検出手段としての抵抗R7 と、マイコンM1 から
のガス比例弁PVに流れる電流設定用の基準パルス信号
S1 を積分する抵抗R1 、コンデンサC1 の積分回路I
と、この積分回路Iの出力を+入力とし、上記抵抗R7
で検出した電流検出出力を−入力とする差動増幅器OP
1 と、この差動増幅器OP1 の出力に基づいてガス比例
弁PVを定電流駆動するトランジスタQ1 と、マイコン
M1 の出力ポートT1 からの停止パルス信号S2 に応じ
てトランジスタQ1 をオフさせてガス比例弁PVの駆動
を停止させるトランジスタQ2 で構成されている。
【0004】本構成によってガス比例弁PVの開度が下
記のように制御される。即ち、ガス燃焼機の運転が開始
されると、マイコンM1 の出力ポートPVからはデュー
ティ比を可変とする一定周期の基本パルス信号S1 が、
又、同時に出力ポートT1 から上記基準パルス信号S1
の周期に比べて十分長い所定の周期T1 を有する停止パ
ルス信号S2 が出力される。図6に上記基準パルス信号
S1 と停止パルス信号S2 の時間関係を示す。
【0005】マイコンM1 から出力された基準パルス信
号S1 は積分回路Iによってパルス幅に応じた直流電圧
に変換され、ガス比例弁PVの電流を決定する基準電圧
として次段の差動増幅器OP1 の+端子に入力される。
【0006】一方、抵抗器R7 に発生した検出電圧が前
段の差動増幅器OP1 の−端子にフィードッバックされ
て上記基準電圧との差分が増幅され、その出力でトラン
ジスタQ1 のベースが制御されるため、ガス比例弁PV
には基準パルス信号S1 に応じた駆動電流が供給され
る。
【0007】ところで、ガス比例弁PVはこのように一
定電流で駆動し続けていると弁の開度にヒステリシスが
生じて燃焼量の制御がスムーズにいかなくなるいった不
都合が生じる。そこで、従来では本例のように基準パル
ス信号S1 とは別に出力した停止パルス信号S2 でトラ
ンジスタQ2 を駆動し、そのネガパルス期間T2 トラン
ジスタQ1 をオフし、ガス比例弁PVの駆動電流を断続
的に停止させることで弁開閉動作のヒステリシス現象を
改善させていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た駆動回路では、停止パルス信号S2 を出力するための
出力ポートT1 やそのドライブ回路(トランジスタQ2
や抵抗R5 )が必要であることから回路構成も複雑とな
り、マイコンM1 の出力ポートT1 が必要でポート数削
減の妨げとなったり部品点数や回路上の信頼性の面から
不利であった。
【0009】本発明の目的は、ガス比例弁の駆動電流値
を設定する基準パルス信号S1 に断続駆動用の停止パル
ス信号S2 を重畳させて制御信号系を一本化し、回路構
成を簡略化することによってコストダウンと信頼性向上
を図ったガス燃焼機の比例弁駆動装置を提供することで
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、請求項1に記載の
本発明では、ガス比例弁の駆動電流を検出する電流検出
回路と、前記駆動電流値を制御する電流設定信号を出力
する出力手段と、出力された電流設定信号の積分回路
と、この積分回路の出力と前記電流検出回路の出力を入
力する差動増幅器と、この差動増幅器の出力に基づいて
前記ガス比例弁を駆動するトランジスタとで構成され、
前記電流設定信号はデューティ比を可変とする一定周期
の基準パルス信号と、この基準パルス信号に所定の周期
で重畳された駆動電流停止用の停止パルス信号より構成
されていることを特徴とする。
【0011】又、請求項2に記載の本発明では、前記停
止パルス信号の所定の周期が前記基準パルス信号の一定
の周期よりも長く設定されていることを特徴とする。
【0012】又、請求項3に記載の本発明では、前記停
止パルス信号による駆動停止期間がこの停止パルス信号
の周期の略1/10に設定されていることを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明が適用されたガス温
風暖房機の代表としてのガスファンヒータの内部構造を
示す図で、(a) は正面図、(b) は側面図である。又、図
2はそのブロック構成図である。
【0014】先ず、図1に基づいて上記ガスファンヒー
タの構造を説明すれば、1は外装ケースで、背面上部に
エアフィルタ2及び空気清浄機を取り付けた空気吸込口
3が、又正面下部に温風吹出口4が設けられており、更
に上面部には操作盤5が配設されている。上記外装ケー
ス1内部上方には点火装置としての点火プラグ7やバー
ナとしてのメーンバーナ6を備えた燃焼室8が、更に下
方の温風吹出口4の近傍には燃焼用と対流用を兼用する
送風機としてのシロッコファン19が配設されている。
【0015】上記メーンバーナ6の入口近傍に、その先
端部分を臨ませた形でガス噴射ノズル9が配置されてお
り、このノズル9がガス供給量を調整するガス比例弁1
0と燃料ガスの供給と停止を行う2個のガス電磁弁11
(図中、ガス電磁弁12の裏側に配設されている)、1
2が連設されたガス管路(図示せず)によって外装ケー
ス1の背面下部に設けられたガス栓13に接続されてい
る。
【0016】又、ガス燃焼機の過熱を防止するための過
熱防止サーミスタ14、過熱防止温度ヒューズ15、及
び炎の状態や着火・失火を検出するための熱電対16等
が夫々外装ケース1内の所定位置に配設されて、燃焼運
転時の異常過熱や異常燃焼の対策とされ、更に直接温風
の影響を受けずらい箇所に室温検知用の室温サーミスタ
17が取り付けられている。又、右側面には燃焼機の運
転を制御する制御装置等を搭載した電装ユニット18が
実装されている。
【0017】次に、図2に基づいて燃焼制御及び温風発
生の動作概略を説明する。先ず操作盤5を操作して機器
の燃焼運転が開始されると、ガス電磁弁11、12が開
放され、ガス栓13から燃料ガスが供給される。ガス電
磁弁11、12を通過した燃料ガスは、ガス比例弁10
でガス供給量が調整され、ノズル9先端部分よりメーン
バーナ6に噴射される。噴射された燃料ガスは空気吸込
口3から流入する燃焼用空気と混合させられて混合ガス
となって点火プラグ7によって着火され、燃焼ガスとな
って上昇し、ここで暖められた燃焼室8内の空気が温風
となってファン19によって温風吹出口4より機器の外
に吹き出す。
【0018】この際、室温サーミスタ17で検知された
室温と操作盤5で設定された設定温度に基づき、後述す
るマイコンM1 によってガス比例弁10の開度及びファ
ン19の回転数が調整されて室温を設定温度に維持すべ
く燃焼量(即ちガス量と空気量)がコントロールされ
る。尚、燃焼運転中は過熱防止サーミスタ14、過熱防
止温度ヒューズ15、熱電対16等によって異常過熱及
び異常燃焼時のガス電磁弁11、12及びガス比例弁1
0の閉動作が保証され、機器の安全性が確保されてい
る。
【0019】ところで、本発明の特徴とするところは、
上述したガス比例弁10の駆動装置であって、図3にそ
の回路図を示す。尚、本駆動装置は上記電装ユニット1
8に搭載されている。
【0020】本駆動回路は、図5に示した従来回路と略
同じ構成であるが、従来回路で必要とされたガス比例弁
10を断続駆動とするための停止パルス信号S2 と、こ
れを入力とするトランジスタQ2 及び抵抗R5 による駆
動回路とが削除されている点と、図4に示すようにマイ
コンM1 の出力ポートPVから出力される電流設定信号
PWMが従来の基準パルス信号P1 ではなく、デューテ
ィ比を可変とする一定周期T3 の基準パルス信号P1 に
対して、この基準パルス信号P1 より十分長い周期T1
を有する断続駆動用の停止パルス信号P2 を重畳させて
いる点が相違する。
【0021】本実施形態では、上記電流設定信号PWM
はその周期T3 が例えば約256μsecの基準パルス
信号P1 にパルス幅T2 が例えば約1msecのネガの
停止パルス信号P2 が周期T1 が例えば約10msec
間隔で重畳されたものであって、この基準パルス信号P
1 のデューティ比を変化させてガス比例弁10の駆動電
流を変化させることにより、弁の開度を調整している。
【0022】上記構成に基づき、本駆動装置の動作を説
明すれば、マイコンM1 の出力ポートPVより出力され
た電流設定信号PWMは抵抗R1 、コンデンサC1 で構
成される積分回路Iに入力され、図4のようにピーク電
圧に積分定数に応じた周期T1 を有する積分波形が重畳
された直流電圧に変換される。この直流電圧出力が次段
の差動増幅器OP1 の+入力端子に入力されると共にそ
の−入力端子には電流検出回路としての抵抗R7 に発生
した電圧がフィードバックされ、その差分の増幅出力が
次段のトランジスタQ1 のベースに印加されて、ガス比
例弁10は停止パルス信号P2 の周期T1 (ここでは約
10msec)で断続駆動させられることとなる。
【0023】このように、本発明によれば、弁動作のヒ
ステリシスを改善するための断続駆動運転が従来のよう
な駆動回路を必要とせず、マイコンM1 の出力ポートP
Vより出力される電流設定信号PWMの波形制御のみで
容易に実現可能となる。しかも、係る信号発生手段がソ
フトウエアによるポート出力の操作によるものであるこ
とから、信号発生手段による部品追加は発生しいなばか
りか、従来の出力ポートを一つ削除できる。
【0024】又、断続駆動に於いては駆動停止の時間T
2 とその発生周期T1 の比は任意に設定可能であり、そ
の比率によっては弁駆動時に唸りが発生し、動作不安定
となる場合があるが、本実施形態のようにT2 :T1 を
約1:10の比に設定したところ、この唸り音が確実に
防止でき、騒音対策には極めて好適である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
準パルス信号に対して所定の周期で停止パルス信号を重
畳させた電流設定信号を出力することによって、ガス比
例弁を断続駆動させるようにしたので、従来のような断
続駆動のための停止パルス信号出力手段とその駆動回路
とが不要となってガス比例弁駆動装置の回路構成が簡略
化され、コストダウンが可能となると共に回路動作の信
頼性も向上する。又、不要となった停止信号出力部(即
ち、出力ポート)が別の用途に有効活用できる利点も生
ずる。
【0026】又、本発明によれば、駆動停止の時間とそ
の発生周期の比を約1:10に設定すると弁駆動時の唸
りを確実に防止でき、ガス比例弁の開閉動作が安定する
と共に騒音対策ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたガス燃焼機としてのガスフ
ァンヒータの内部構造を示す図で、(a) は正面透視図、
(b) は側面透視図である。
【図2】同、ガス燃焼機としてのガスファンヒータのブ
ロック構成図である。
【図3】本発明に係る比例弁駆動装置の一実施形態を示
す回路図である。
【図4】同、比例弁駆動装置の信号波形を示すタイミン
グチャート図である。
【図5】従来のガスファンヒータの比例弁駆動装置の回
路図である。
【図6】従来の比例弁駆動装置の信号波形を示すタイミ
ングチャート図である。
【符号の説明】
10 ガス比例弁 I 積分回路 OP1 差動増幅器 P1 基準パルス信号 P2 停止パルス信号 PWM 電流設定信号 Q1 トランジスタ R7 電流検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス比例弁の駆動電流を検出する電流検
    出回路と、前記駆動電流値を制御する電流設定信号を出
    力する出力手段と、出力された電流設定信号の積分回路
    と、この積分回路の出力と前記電流検出回路の出力を入
    力する差動増幅器と、この差動増幅器の出力に基づいて
    前記ガス比例弁を駆動するトランジスタとで構成され、
    前記電流設定信号はデューティ比を可変とする一定周期
    の基準パルス信号と、この基準パルス信号に所定の周期
    で重畳された駆動電流停止用の停止パルス信号より構成
    されていることを特徴とするガス燃焼機の比例弁駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 前記停止パルス信号の所定の周期が前記
    基準パルス信号の一定の周期よりも長く設定されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のガス燃焼機の比例弁
    駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記停止パルス信号による駆動停止期間
    がこの停止パルス信号の周期の略1/10に設定されて
    いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガ
    ス燃焼機の比例弁駆動装置。
JP6628996A 1996-03-22 1996-03-22 ガス燃焼機の比例弁駆動装置 Pending JPH09257243A (ja)

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