JPS5886323A - マイクロプロセツサ制御の強制排気気密ガスボイラ - 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】 本発明は、強制排気の気密型ガスボイラに関する。より
詳細には本発明はマイクロプロセッサ制御の新しいタイ
プのボイラに関する。

強制排気型の気密ガスボイラでは燃焼に必要な空気の循
環と燃焼ガスの排気はブロワによって行われる。すなわ
ち、バーナ及び加熱体は気密容器内に配置され導入管及
び排気管によって外部と接続しているにすぎず、ガスの
循環は従来型のボイラのように自然に行うことはない。

このブ１コヮは空気を供給し、ボイラが必要に応してバ
ーリー流量を変化せしめる制御装置を備えている場合に
は空気流量は導入ガス量に従って変化しなＬＪればなら
ない。すなわち空気流量は所望の加熱能力と適合し且つ
バーナのガス流量の変化にも適合しｔ昌」ればならない
。一定回転速度のブロワを使用する場合には、排気フー
ドの水準で設けられたバイパスシステムを用い、このバ
イパスによって吸引された空気の−・部を直接燃焼生成
物の排気側に遠ざりる。この時バーナに導入される空気
の星は所望の能力に対応する燃焼に必要な量と等しい。

一般的にはこのような機械的な手段よりも、各瞬間毎に
バーナに導入された実際の空気量の測定を行いこれによ
り制御を行う電子手段が好ましい。従って、制御のため
には第一に各瞬間毎に実際の空気流「及びブロワの速度
の正確な情報を集中することが必要である。なぜならば
、例えば、排気管の詰まりなどの場合、これら２つのパ
ラメータが正確に対応しているとは限らないからである
。

制御装置は各部分の温度を監視しながら点火時及び作動
時の安全な作動を確実にしなりればならない。このよう
にして、もし必要であるならば装置を常に安全に保ち且
つ過剰な又は不足な温度を修正する。このため制御装置
は各瞬間毎に一定の指示値に対して各センサによって与
えられる測定値の偏差を収集し且つ分析しなげればなら
ない。

こうしたボイラの作動並びに加熱回路又は汲め取り回路
を作動せしめる逆流弁（ｃｌａｐｅｔ　１ｎｖｅｒｓｅ
ｕｒ）の制御を確実にすることはアナログ回路を用いた
制御システムによって行われている。アナじｊグ回路は
各種センサによって集められた信号を電圧又は電流値に
変換し、これらを比較器内で指示値と比較し、次いで増
幅器によって増幅し、例えばバーナのガス導入電磁弁の
如き作動機関と接続する。

公知の制御装置には次のような不都合が存在する。まず
公知の制御装置では多くの構成要素を使用し、特別の組
立を特徴とする特に指示値は抵抗、キャパシティ等の使
用する各種構成要素によって多くの指示値を与えられ、
これらのｔｌ、Ｔ、値を変更しようとするならば構成要
素も変更する必要がある。すなわちアナログ制御の場合
には所定の値で設備に対して制御を設計すると構成要素
を変更することなしに他のパラメータに適合することが
できない。すなわち電７回路を変更しなりればならない
。しかしながら常に使用者の要求と状況に設備を対応さ
−ヒる必要があるので上述の不都合は極めて深刻である
。特にこの種の制御装置に於いては、例えば、全てのサ
ーモメタノ１〜弁を閉止するような特定の条件を８慮す
ることは困難であり、制御ザイクルの一定のシーフェン
スに自動タイマを設＆Ｊることによりこれらの不都合を
回避することも困難である： 本発明は上述の不都合を解決したマイクロプロ七ソサ付
きの制御装置を提供することを目的とし、制御のシュミ
レーションにより装置の制御センサを各瞬間毎に確認す
ることを可能としながら、制御と安全とを同時に行う制
御装置を提供するものである。

本発明のマイクロプロセツサによる制御は、公知の制御
装置とは違って構成要素を変更することなく単に記憶を
変更することによってシステムの適応性を変更すること
が可能である。本発明の制御装置はより正確な比例積分
及び微分作動の制御を行うことができ、同時に小寸法で
あるという利点を有する。

本発明の他の特徴および利点は添イ」の図面を参照して
行う本発明の実施例によって明確となろう。

図示の装置は気密容器（１）を備え、気密容器（１）の
底部は下方に設けられた制御部分から気密部分を隔離し
ている。装置全体は儒絹み（図示せず）上に設けられて
いる。

気密容器（１）の内部では、５字型の燃焼ガスの排気フ
ード（２）がひれ（＝Ｊきブロック（３）、１−：に設
けられている。ブロック（３）は装置の加熱体を構成し
、そのスカー１−（４）はバーナ（５）からのガスを分
岐させている。煙道を形成する排気フードの垂直部分」
−に抽出ブロワ（ｖｅｎＬｉ　ＩａＬｅｕｒ　ｄ’ｅｘ
ｔｒａｃｔｉｏｎ）　　（６）が設けられている。その
駆動モータ（７）はフードと容器の」、刃部との間に画
成された空間を占めている。ブロワ（６）は空気導入管
（９）と共軸な排気管（８）によって燃焼ガスを引き出
す。空気導入管（９）は空気分配箱（１０）と接続する
。空気分配箱（１０）は気密容器の上方部に設置）られ
、オリフィス（１１）を介して内部室と連通している。

気密容器の底部の下方には電磁バルブ（１２）及び遮断
箱（１４）の如き各種部÷、（が設けられている。

電磁バルブ（１２）はガス管（１３）により供給される
ガスをバーナに導入するものである。遮１１１ｉＲｊ　
（１４）は電磁バルブの前方に位置し、ボイラの電気的
付勢を行う。更にｉ！流弁（１５）　　（その閉止手段
は図示せず）は導管（１６）を介して熱交換器から０ の−次加熱水を加熱部門（１７）の方に（この場合導管
（２０）により帰還する）、あるいは短絡回路（１８）
の方に分配する。ポンプ（１９）が熱交換器への帰還の
共通回路（２１）上に設けられている。

導入管（２２）によって供給される衛生水は衛生水供給
管（２３）を介して供給される。次いで点火器（２４）
はバーナの口火（２５）に一連の火花を与える。

マイクロプロセッサ付きの制御システムはセンサによっ
て収集した情報に従って各々のターミナル手段を制御す
るものである。マイクロプロセッサ付きの制御箱（２６
）は、例えば装置の外部に設けた雰囲気サーモスタソＩ
−（２７）及び導管（２１）上に設けた加熱水の帰還路
のセンサ（２８）の如き温度センサの情報を受は取る。

更に分配箱（１０）から気密容器の内部への空気導入オ
リフィス（１１）上に設げた空気流センサ（２９）から
も情報を受ＬＪ取る。雰囲気サーモスタットを除くこれ
らのセンサはアナログ信号（１５１１１定僅の関数とし
ての可変電圧）を与えるものであり、アナログ信号はマ
イク１ ０プロセツサに適合するデジタル値に変換される。

更に抽出ブロワのモータ（７）に設りたセンサ（３０）
によっても１ｈ報が与えられる。このセンＶ　（３０）
はモータのアームの端部に固定した４つの磁石の通過或
いはノツチ付きディスクの通過を検知しこれを光電気的
に読み取り、モータの速度と比例する周波数のデジタル
信号値を発信する。更に衛生水の汲み砲り情報が汲み取
りコンタクト（３１）によって与えられる。汲み取りコ
ンタク１（３１）は逆流弁（１５）の位置に設けられる
。更に点火器（２４）と接続するコンタクトは制御箱（
２６）に点火サイクルの情報を与える。

制御システムによって制御されるターミナル手段は、電
磁バルブ（１２）　、水循環ポンプ（１９）、点火器（
２４）　、及び気密容器内抽出ブロワ（６）である。

装置の作動開始時の第一の段階は、マイク「１プロセツ
サにボイラを制御すべき順序を学習させることである。

この段階は次のようにして行われる。

まずガスの導入と点火は禁止される。抽出ブロワ　９ （６）は最大速度で作動される。次いでマイクロプロセ
ッサはセンサ（２９）によって分配箱のオリフィス（１
１）から装置の内部室へ通過する空気の流量を読みとる
。この値は、その値を超えると装置に欠陥があり、プロ
グラムを停止すべき値として考えるべきである。もしこ
の値が正常である時は、抽出ブロワの全開量に対応する
空気流しの最小値として記憶される。次いでこのブロワ
を最大速度の５０％で作動し、空気流量を新たに調べる
。

この値はブロワ（６）の小量に対する空気流量の最小値
として記憶される。次いでブロワ（６）を停止する。次
ぎに点火器（２４）を作動せしめてバーナの口火（２５
）に点火する。遮断箱（１４）の押しボタンを開放して
この開始段階を終了する。

これら流量の２つの測定は通風器の位置の影響を除去す
るために空気流量のセンサを標準化するために行うもの
である。

ボイラの作動中、マイクロプロセッサは雰囲気サーモス
タット（２７）及び汲み取りコンタクト（３１）の温度
センサの状態を周期的に読み取る。命３ 令がない場合には、循環ポンプ（１９）は停止状態であ
り、抽出ブロワは極めて間欠的（例えば５分間に１５秒
）に且つ低速度（通常速度の５０％）でしか作動されず
口火に空気を供給することを確保する。

雰囲気サーモスタｙ　）　（２７）からの命令を受は取
り次第、すなわち、検出温度が予定の指示値以下であり
、熱量の増加の必要がある場合には、循環ポンプ（１９
）を作動する。電磁弁（１２）によるガスの導入及び抽
出ブロワ（６）の速度をマイクロプロセッサ（２６）に
よって制御して、空気−ガス混合物の割合を一定に保ち
且つ導管（２０）による加熱水の帰還温度を使用者によ
ってｒｆｆＪ整された指定温度と等しくなるようにする
。すなわちボイラの能力は必要に応じて調整可能である
。ボイラ（５）を停止する場合にはボイラは一定の遅延
時間前に再点火することができない（たとえば１分間程
度）。このようにして点火と消火のサイクルが過剰に繰
り返されることを回避する。更に過熱を回避するために
、ガスの停止から一定の時間（例４ えば４５秒）の間ポンプと抽出プロワの作動を維持し、
バーナの点火は低流量の段階を経なければ起らないよう
に調整され、静な点火を確実にする。

空気流量センサ（２９）はオリフィス（１１）を介して
装置内に導入される空気量をマイクロプロセッサ（２６
）に常時与える。もし導入空気量が導入されたガスの燃
焼をＶＣ保するためには不足である時ガスの流量を減少
して正常な燃焼に適合した混自状態に達する。

汲み取りコンタクｌ−（３１）からの命令を受は取ると
、すなわち、使用者が水を使用する場合に熱量を増大す
る必要がある時、この使用命令は通常暖房よりも優先す
べきものであるので、マイクロプロセッサは一次回路（
１６，２１）を調整して逆流弁（Ｉ５）が短絡回路（１
８）から水を分配するようにする。この調整原理は暖房
の場合の作動と類似のものであって、汲み取りの二次回
路上に１−分な温度を与えるような一定の指示値によっ
て行われる。

本発明のマイクロプロセッサ付きの制御Ｂ装ぽば、５ 印加される情報を関数としてターミナル手段に送る制御
命令をシュミレーションしてボイラの制御の作動を確認
することができる。

【図面の簡単な説明】

添イ」の図面ＧＪ本発明の１実施例の概略図である。 （参照番号） １：気密容器、２：排気フード、煙道、３：ひれイ・Ｊ
きブロック、４ニスカー１〜．５：バーナ、６：抽出ブ
ロワ、７：モータ、８：ｔＪＩ出管、９：力入管、１０
：空気分配箱、１】ニオリフイス、１２：電磁弁、１３
：ガス導入管、１４：遮断箱、１５：逆’ｉｔと弁、１
８：短絡路、１９：ポンプ、２４：点火器、２５：（バ
ーナの）口火バイパス、２６：マイクロプロセッサ、２
７：雰囲気ザーモスタノー・、２８：センサ、２９：空
気流センナ、３０；センサ、３１：汲み取りコンタクト ６

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密容器がバーナ、加熱体、燃焼ガスの排気フー
   ド及び抽出ブロワを包囲し、バーナの燃焼に必要な新鮮
   空気は該容器の上部に設りられた空気分配箱から導入さ
   れる強制排気型の単−又は混合ガスボイラの制御装置で
   あって、該ボイラは遮断箱に連結したバーナのガス導入
   電磁バルブと、加熱作動時には星回路に、汲み出し時に
   は短絡路の方に一次水を分配する逆流弁と循環ポンプと
   、点火器とを備え、該ボイラは更に温度、流量又は作動
   の情報を収集する複数のセンν・を備えており、調整、
   安全及びガス流量に対する空気流筒の制御はマイクロプ
   ロセッサ付きの制御箱（２６）によっ−（行い、該マイ
   クロプロセッサは該センサにより収集した情報を集中し
   、これをデジタル信号に変換で、プログラム化且つ記憶
   した制御情報に従って点火器（２４）、循環ポンプ（１
   ９）　、導入ガスの電磁弁（Ｉ２）及び抽出ブロワ（６
   ）を作動せしめることを特徴とする上記制御装置。
2. （２）該マイクロプロセッサ付きの制御箱（２６）は少
   なくとも２つの温度センサと接続し、一方の温度センサ
   は雰囲気サーモスタット（２７）で、他方の温度センサ
   （２８）は加熱水の帰還路（２１）上に設けられ、該制
   御箱は該分配箱（１０）の空気通過オリフィス（ＩＩ）
   　Ｊ二の空気流ｐセンサ（２９）と接続し、さらに抽出
   ブロワ（６）のモータ（７）に取り付けた回転速度セン
   サ（３０）と接続し、更に逆流弁（１５）の水準に設Ｌ
   ｊｋ汲め出しコンタク１　（３１）により衛生水の採取
   の第１情報と該点火’Ｅｌ（２４）上のコンタク１−に
   よる点火ν′イクルの第２情報を与えるスイッチにも接
   続していることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の制御装置。
3. （３）抽出ブロワ（６）を最大速度で作動せしめ、セン
   サ（２９）により記録された全開口に対応する空気流量
   を記憶し、次いで予定の変調段階の最小能力でのバーナ
   の作動に必要な空気流量に対応する低速度に該ブロワを
   作動せしめ、この減少した空気流量の値を記憶した時に
   、該マイクロプロセッサへの制御情報の入力が確実にさ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の制御装置。
4. （４）該マイクロプロセッサは該雰囲気ナーモスタソト
   により与えられる温度情報と該コンタクｌ−（３］）に
   よって与えられる汲み取り情報を０．２乃至０．５秒の
   周期で読み取ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の制御装置。
5. （５）命令が不在の時、該循環ポンプ（１９）は停＋Ｌ
   Ｌ、該抽出ブロワ（６）は、バーナの口火に空気を供給
   するための極めて間欠的且つ低速度でのめ作動すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項に記載の
   制御装置。。
6. （６）該雰囲気サーモスタソｌ−（２７）によりり（シ
   レの増加の必要が検知されると、空気−ガス混合物の一
   定の比率を保ち、加熱水の帰還温度を指示温度に保持す
   るために、該マー「クロブロセソザは該電磁弁（１２）
   の開度および該抽出ブロワ（６）の速度を制御すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項に記載の
   制御装置。
7. （７）衛生水の採取が該汲み取りコンタク１〜（３１）
   により検知されると、マイクロプロセッサは逆流弁（１
   ５）の転勤を命令して一次回路（１６，２１）の水を短
   絡回路に流し、更に汲め取りの二次回路上に−１分な温
   度をり、えるように該衛生水の温度を一定の指示値に制
   御することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
   項に記載の制御装置。
8. （８）バーナ（５）が停止した場合は、マイク１７プロ
   セソ′す′はその再点火を待機して点火と消火がくり返
   されるのを回避することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項又は第７項に記載の制御装置。
9. （９）該バーナが停止した後一定時間の間該循環ポンプ
   （１９）及び抽出ブロワ（６）の作動を維持するようマ
   イクロプロセッサが制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第６項又は第７項に記載の制御装置。
10. （１０）マイクロプロセッサは少流量の段階の後でのみ
    バーナの再点火を命令して静かな点火を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第９項に記載の制御装置。
11. （１１）入力部に与えられた情報に従ってターミナルに
    送られる制御シュミレーションがマイクロプロセッサの
    制御部（２６）に与えられてその良好な作動をテストす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の制御
    装置。