JPS62261821A - 燃焼装置 - 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】 ［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を備
えるとともに、バーナに燃焼用の空気の供給を行なう送
風機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の開度に応じてバーナ
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燃焼量可
変手段（例えば温度設定手段）に応じて比例制御弁の開
度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検知センサー（
例えばザーモカップル）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なっているため、例えば、燃焼
量可変手段を変化させる場合、比例制御弁の開度は燃焼
」可変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検知センサーが検出し、その
燃焼検知センサーの出力変化により送風機の送ｆｆｌ量
を変化させるため、燃焼量可変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。

そこで、燃焼量可変手段により送Ｊｉｌｌｌの送風量を
制御し、その燃焼用空気の供給量により比例制御弁の開
度を制御することにより、燃焼量可変手段の変化に対し
て比例制御弁の開度と送風機による燃焼用空気の供給層
とを素早く対応させることのできる燃焼装置を考案した
。

しかるにこの燃焼装置は、比例制御弁の開度を燃焼用空
気の供給量に応じて制御するため、燃焼量可変手段の設
定した値と送風機による空気の供給量とが異なる可能性
があり、その場合、比例制御弁は、燃焼量可変手段の設
定した値と異なった開度とされる。このため、この燃焼
装置は、燃焼可変手段を最大値または最小値に設定した
場合、最大燃焼量と最小燃焼膠とがあらかじめ設定でき
ない問題点を有している。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、燃焼空気の供給層に応じて比例制御弁の開度を制御
する装置において、最大燃焼値と最小燃焼値とを設定す
る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
ナに供給される燃料の制御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検知センサーと、前記送
風機による燃焼用空気の供給量と前記燃焼検知センサー
の出力とに応じて前記比例制御弁の開度の制御を行なう
比例弁制御回路と、燃焼量可変手段と、該燃焼量可変手
段の設定に応じて前記送風機を制御するとともに、前記
比例制御弁の開度を検出し、前記比例制御弁の開度が設
定範囲内とされるように前記比例弁制御回路を制御する
送風機制御回路とを備えた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、燃焼量可変手段の出力に応
じて送風機制御回路を制御することにより、送風機によ
る燃焼用空気の供給量を燃焼量可変手段の変化に応じて
素早く制御することができる。また、送Ｊ！Ｉｌｌによ
る燃焼用空気の供給量に応じて比例弁制御回路を制御す
ることにより、比例制御弁の開度を送風機による燃焼用
空気の供給量の変化に応じて素早く制御することができ
る。これにより、燃焼量可変手段の変化に応じて比例制
御弁の開度と送風機による燃焼用空気の供給量とを素早
く対応させることができる。

また、燃焼検知センサーの検知したバーナの燃焼状態に
応じて比例制御弁の開度を補正制御することにより、送
風機による燃焼用空気の供給量に関する信号が誤ってい
ても比例制御弁の開度が適切な開度に補正され、炎は適
正な空燃比で燃焼される。

さらに、比例制御弁の開度があらかじめ設定した範囲内
とされるように送風機制御回路が比例弁制御回路を制御
することにより、最大燃焼量と最小燃焼ａとを設定する
ことができる。

またこの場合においても、比例制御弁の開度を送風機制
御回路および比例弁制御回路を介して制御するため、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Ｉ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、
ガス供給路４と、電子制御回路５とからなる。

燃焼部３は、セラミック類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１１１１
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３１で燃焼された燃焼ガスの排気
を行なう排気口３５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ィン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３２内の燃
焼ガスと熱交換してお瀾として流出する。

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４
３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検知センサーであるサーモカッ
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の流出する水温を設
定する燃焼量可変手段である温度調節用ボリューム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、送風機３３による燃焼用空気の供給量の制御と比
例制御弁４５の開口比の制御を第１図に示すブロック図
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！Ｉ節用ボリュ
ーム５４により得られる基＊ｌｉｉとを比較増幅し、送
風１１３３の電力供給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調節を行なう送風機制
御回路（温度調節回路）６１と、送風＄１１３３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
の供給量を検出する回転速度検出回路６２と、該回転速
度検出回路６２の出力とサーモカップル５２の出力とに
応じて比例制御弁４５の開口比を制御する比例弁制御回
路６３とを備える。

そしてこの送風機制御回路６１は、比例弁制御回路６３
より比例制御弁４５へ供給される通電量を検知し、この
通電量があらかじめ設定されたバーナ３１の最大燃焼量
に相当する通電量よりも大きい場合、比例弁制御回路６
３が比例制御弁４５の開度を小さくし、比例制御弁４５
がある所定の開度より大ぎくならないように送風機３３
の通ＩＪｔをフィードバック制御する。また、比例制御
弁４５の通電量がバーナ３１の最小燃焼量に相当する通
ｆｆ１ｌよりも小さい場合、比例弁制御回路６３が比例
制御弁４５の開度を大きくし、比例ｔＡ１１１弁４５が
ある所定の開度より小さくならないように送風機３３の
通電量をフィードバック制御するように設けられている
。

これにより、送風機３３の回転速度と送Ｊｉｌｌｉ３３
による燃焼用空気の供給量との誤差によるサーモカップ
ル５２での比例制御弁のフィードバック制御により、比
例制御弁４５の開度があらかじめ設定された範囲外に設
定される出力が生じても、上記フィードバック制御によ
り、比例制御弁の開度をあらかじめ設定された範囲内に
設定することができる。

またこれにより、燃焼部３の最大燃焼量および最小燃焼
量を決定することができると共に、比例制御弁４５の開
度を通電により比例（ｉｆ［ＩするＩ（Ｉｌｌ内に設定
することができる。さらに、温度センサー５３と温度調
節用ボリューム５４との出力差が大きくても、比例制御
弁４５に供給される通電量が所定値以上となるのを防ぐ
こともできる。

また、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である。この回転速度検出回路６２
は、永久磁石３３ｂ１ホール素子３３Ｃ１コイルＣｏ１
〜ＣＯ４からなる信号発生部６２Ａと、アナログスイッ
チ部６２Ｂと、デコーダ６２Ｃと、電圧変換部６２０と
からなり、電圧変換部６２Ｄの出力電圧■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は、第５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に応じて比例
制御弁４５の通ｆｆ１ｌＡをまず決定し、ついで、サー
モカップル５２の検出する炎のｓ２素供給状態（空燃比
）に応じて比例制御弁４５の通？Ｉｆｆｔを補正し、バ
ーナ３１に供給される燃焼用空気の供給量とバーナ３１
に供給されるガス量との比を適正な値に保つように設け
られている。

以上により、使用者が温度ｗ４ｍ用ボリューム５４を操
作してガスｍｓ器１より供給される湯の温度の変化を希
望する場合は、温度調節用ボリューム５４の変化により
温度調節用ボリューム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ューム５４の操作
に応じて即時に変化して送風機３３の回転速度を変化さ
せる。送風機３３の回転速度が変化すると、回転速度検
出回路６２の出力が変化すると即時に比例弁制御回路６
３が比例制御弁４５の開口比を第５図に応じて変化させ
る。つまり、操作者が温度調節用ボリューム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
とが即時的に変化し、操作者の希望する温度の湯がガス
湯沸器１より素早（供給される。

またこのとき、送風機３３の回転速度と比例制御弁４５
の開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
量の比を適切な値に保たれ、炎は適正な空燃比で燃焼さ
れる。

さらに、例えば、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、バーナ３１への空気の供
給量と送風１１３３の回転速度とが一致せず、炎が適正
な空燃比で燃焼しない場合や、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において
は、リーモカツブル５２の出力に応じて比例弁１Ｉｉ１
１御回路６３が比例制御弁４５の開度を補正制御するた
め、炎は常に適正な空燃比で燃焼される。

（変形例） なお、上記実施例では比例制御弁の開度を比例弁制御回
路より比例制御弁に供給される通電量より検出した例を
示したが、他に比例制御弁の弁体の移動量を検出して比
例制御弁の開度を検出しても良い。

上記実施例では炎が適正な空燃比で燃焼しない場合、燃
焼検知センサーの出力により比例制御弁の開度を補正す
る例を示したが、他に燃焼検知センサーの出力に応じて
炎が適正な空燃比になるように送風機制御回路および比
例弁制御回路の両方を補正制御して、送風殿による燃焼
用空気の供給量と比例制御弁の開度とをフィードバック
制御するように設けても良い。

上記実施例では送風機の回転速度を検出する手段として
ホール素子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、周波数ジェネレータ等により検出して
も良い。

上記実施例では送風機による燃焼用空気の供給量を検出
する手段として送風機の回転速度を検出する例を示した
が、他に送風機の下流で送風機の風圧を圧力センサー等
で検出したり、送風機に供給される通電量により送風機
による燃焼用空気の供給量を検出しても良い。

また、上記実施例では本発明を湯沸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、上記実施例では燃料にガスを用いた例を示した
が、灯油などを燃料とす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ック図、第２図
はガス給湯器の概略図、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′Ｎ量を示すグ
ラフである。 図中　１・・・ガス湯沸器　３１・・・バーナ　３３・
・・送風機　４５・・・比例制御弁　５２・・・サーモ
カップル　５３・・・水温センサー　５４・・・温度Ｗ
Ｉｉｌｉｓ用ボリューム　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、 該バーナに供給される燃料の制御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検知センサーと、 前記送風機による燃焼用空気の供給量と前記燃焼検知セ
   ンサーの出力とに応じて前記比例制御弁の開度の制御を
   行なう比例弁制御回路と、 燃焼量可変手段と、 該燃焼量可変手段の設定に応じて前記送風機を制御する
   とともに、前記比例制御弁の開度を検出し、前記比例制
   御弁の開度が設定範囲内とされるように前記比例弁制御
   回路を制御する送風機制御回路と を備えた燃焼装置。 ２）前記比例制御弁の開度は、前記比例弁制御回路の出
   力より検出す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）前記燃焼検知センサーは、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ップルであることを特
   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、該送風機
   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１項ないし第３項のいずれかに記載の燃焼装置。