JPS63318417A - 強制給排気式暖房機の制御装置 - 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 本発明は室外の空気を給気して燃焼させ排気を室内又は
室外に排出する強制給排気式暖房機の制御装置に関する
ものであり、特に燃焼時の燃料と空気との制御に係るも
のである。

従来の技術 一般に室温に応じて燃焼量を変化させようとすると、空
燃比を崩さないよう燃焼用空気と燃料を同時に変化させ
る必要があり、燃焼用空気を供給するバーナーモータの
回転レベルを切り換えると同時に燃料を供給するための
パルスポンプ（以下ポンプと称す）の周波数をリレー等
によりあらかじめ決められた値に切り換えていた。第７
図にその回路例を示し、５１は電源、５２は電源スィッ
チ、５３は燃焼制御部、５４はバーナーモータ、５５は
ポンプ、５６は室温検知素子５７を介して電源５１に接
続したリレーで、バーナーモータ５４ならびにポンプ５
５を強弱二段階に切り換えるリレー接点５８．５９を有
しており、室温検知素子５７の０Ｎ−ＯＦＦによってバ
ーナーモータ５４とポンプ５５を同時にあらかじめ決め
られた固定レベルに切り換えるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の構成では、燃焼量によって、バ
ーナーモータの回転数と、ポンプにより供給される燃料
の供給量とは、あらかじめ決められた量で固定されてし
まうため、同じ燃焼レベルであっても燃焼用空気温度に
より燃焼用空気の密度が異なるため空燃比か一定になら
ず、燃焼排ガス特注が悪化するという問題か生じていた
。特に強制給排気式暖房機は、着火時は燃焼用空気の温
度は外気温度と等しいが、一度燃焼すれば排気温度との
熱交換の影響で給気温度が急激に上昇し、空気密度の差
が生じるため空燃比が一定にならず大きな問題となって
いた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、燃焼用空
気温度に応じて、燃焼用空気の供給量を変化させること
により、燃焼用空気の温度が変化しても常に空燃比を一
定に保つことができるようにすることを目的とした。も
のである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の強制給排気式暖房機
の制御装置は、燃焼用空気を供給するためのバーナーモ
ータの回転数を制御する制御部に、燃焼用空気温度によ
ってバーナーモータの回転数を補正する温度補正部を設
けた構成としである。

作　　　用 本発明はＬ記構成によって燃焼用空気の温度が変化し、
空気密度が変化しても燃焼用空気供給量をそれに見合っ
た量だけ補正供給するようになり、燃焼用空気と燃料と
のバランスが崩れるようなことはなくなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第６図は強制給排気式石油温風機の概略構成図で、１は
外郭、２は上記外郭内に設けた気化式の燃焼器、３は上
記燃焼器に燃焼用空気を供給するバーナーモータ、４は
液体燃料を上記燃焼器に供給するポンプ、５は上記ポン
プに燃料を供給する燃料タンク、６は上記燃焼器に連設
された熱交換器、７は上記熱交換器の熱を室内に送出す
るように設けた対流送風機、８は燃焼用空気を吸気しま
た、燃焼排ガスを排気するための吸排気筒、９は室内温
度を検知する室内温度検出素子、１０は燃焼用空気温度
を検知する燃焼用空気温度検出素子、１１は上記負荷群
を制御する制碗器である。なお燃焼の０Ｎ１０ＦＦを操
作する運転スイッチや室温設定用ボリウム等は操作部（
図示せず）に設けられている。

第２図はこの暖房機をコントロールする回路を示し、燃
焼コントロール全般の制御を行うマイクロコンピュータ
１２にはアナログ電圧を直接読み込むことのできる入力
端子ＡＮＩ、ＡＮ２．ＡＮ３を有している。上記ＡＮＩ
には直流電源１３を適当な抵抗１４．１５と上記室温設
定ボリウム１４ａとで分割された端子が、上記ＡＮ２に
は直流電源１３を適当な抵抗１６と室温検知素子８とで
分割された端子が上記ＡＮ３には直流電源１３を適当な
抵抗１７と燃焼用空気温度検出素子１７ａとで分割され
た端子がそれぞれ接続されている。

１８はマイクロコンピュータ１２内に内蔵しである不揮
発性メモリ（以下ＲＯＩＶＩと称す）で、端子ＡＮＩ、
ＡＮ２、ＡＮ３、Ｉｏからの信号を受けてあらかじめ記
憶させである定められた手順、すなわちプログラム内容
によってマイクロコンピュータ１２からの出力端子ＲＯ
１Ｒ１に所定の信号を出力するようになっている。この
ＲＯＭ１８はバーナーモータ３の回転数ならびにポンプ
駆動回路１９の発振周波数を変化させる制御部となるも
ので、以下第１図を用いて説明する。比較手段１８ａ、
燃焼量決定手段１８ｂ、バーナーモータ回転数決定手段
１８ｃ、温度補正手段１８ｄ、バーナーモータ制御手段
１８ｅ、ポンプ制御手段ＩＢｆはＲＯＭＩ　ａ内に設け
られている。室温設定ボリウム１４ａ等からなる室温設
定手段１４ｂ温度検知素子等からなる六表Ｍ出手段８ａ
、燃焼用空気温度検出素子１７ａからの信号はアナログ
入力端子ＡＮＩ、ＡＮ２、ＡＮ３から入力される。

上記ＡＮＩ及びＡＮ２からの信号は比較手段１８ａで比
較され、この出力データーに従って燃焼量決定手段１８
ｂでは所望の燃焼量を決定し、燃焼量データをポンプ制
御手段１８ずに送ると共にバーナーモータ回転数制御手
段１８・に送る。ポンプ開削手段１８ｆで１裏上記燃焼
量データに従って所望の燃料供給量になるようマイクロ
コンピュータ１２の０１力蛯子Ｒ１からポンプ駆動用の
信号を出力する。一方バーナーモータ回転数決定手段１
８ｅ内には温度補正手段１８ｄが設けられてあり、燃焼
用空気温度検出手段１７しからのデータか入力されてい
る。バーナーモータ制御手段１８ｅは上記温度補正手段
１８ｄで補正されたバーナーモータ回転数決定手段１８
ｃからのデータに従って所望のバーナーモータ回転数に
なるようマイクロコンピュータ１２の出力端子ＲＱから
バーナーモータ駆動用信号を出力するようになっている
。なお第２図において、マイクロコンピュータ１２内に
内蔵しである読み書き自在な揮発性メモリ（以下ＲＡＭ
と称す）２０は、上記マイクロコンピュータ１２が仕事
を行う途中で一時的に発生するデータを貯えるのに使用
される。２１．２２．２３は直流電源回路と、商用電源
３０を含む高圧回路を電気的に絶縁するための回路であ
る。また、１゜は入力端子で、位相角制御を行なうため
のゼロクロス信号がバーナ駆動回路（位相角制御回路）
２４から入力される。

上記構成において、燃焼か開始されると端子ＡＮＩから
入力される室温設定ボリウムの信号と端子ＡＮ２から入
力される室温検知素子８ムの信号を比較し室温の方が低
いと強撚焼に、逆に高いと弱燃焼に切り換えられる。い
ま、温度補正かかからない燃焼用空気温度を基準空気温
度（例えば２０’Ｃ）とし、燃焼用空気温度が、基準温
度になっているとすると、バーナーモータの回転数は燃
焼量決定手段により決められた燃焼になるよう、あらか
じめ決められた基準温度時の回転になるようにＲＯＭ１
８内に設定された導通角データに基づいてバーナーモー
タ３は位相角制御され、所望の回転数を得る。同時にポ
ンプ４は出力端子Ｒ１に゛Ｈ′信号（回路構成によって
は゛Ｌ′信号）を出力することによりポンプ４をあらか
じめ設定された周波数で駆動するものとする。

以下、燃焼用空気温度が基準温度に対して変化した場合
について第３図のフローチャートを用いて説明していく
。メインルーチンの任意の場所に燃焼量決定ルーチン２
５とバーナーモータ回転数決定ルーチン２６とバーナー
モータ回転数制御ルーチン２７と燃焼制御ルーチン２８
とがあり、燃焼量決定ルーチン２５ではステップ２５ｍ
で入力端子ＡＮＩからの設定温度データと入力端子ＡＮ
２からの室温データとを比較し、室温データく設定デー
タならステップ２５ｂでＲＡＭ２０内に割り当てられた
燃焼レベル格納エリアに強撚焼のデータを格納し、室温
データ≧設定データの場合にはステップ２５ｃで弱燃焼
のデータが上記と同様に格納される。２６のバーナーモ
ータ回転数決定ルーチンではステップ２６ｍで燃焼レベ
ル格納エリアのデータが強撚焼データであるか否かの判
定を行い強撚焼データの場合にはステップ２６ｂでＲＯ
Ｍ１８内にあらかじめ設定しておいた基準温度時のバー
ナーモータ強回転数がＲＡＭ２０内に割り当てられたバ
ーナーモータ基準回転数格納エリアに格納される。一方
、強燃焼データでなければステップ２６ｃで上記ステッ
プ２６ｂと同様にして基準温度時のバーナーモータ弱回
転数がバーナーモータ基準回転数エリアに格納される。

ステ設定しである基準空気温度との差を演算し、ＲＡＭ
２０内にあらかじめ設定しである温度差エリアΔＴａに
格納する。ステップ２６ｅではステップ２６ｂ又はステ
ップ２６ｃで決められたバーナー密度の変化率で決めら
れるバーナーモータ回転数補正率が乗算されさらにこの
補正回転数と基準回転数とが加算されＲＡＭ２０内にあ
らかじめ設は対する温度差と補正率との関係は第５図の
如くなっている。例えば基準温度を２０℃、現在の燃焼
用空気温度が４０°Ｃ，燃焼か弱燃焼であるとすれば、
温度差ΔＴａは２０８Ｃとなり、第５図から燃燃焼空気
密度の変化率は約−Ａ％（Ａ７０）となるから基準室温
時のバーナーモータ弱回転数か上５と変化率−Ａ％だけ
補正され所望の空気量となるように、＋Ａ％の温度浦正
をバーナーモータ回転数に与える。バーナーモータ回転
数制御ルーチン２７では上記回転数になるよう回転数制
御（本実施例では位相角制御）を行う。２８の燃焼制御
ルーチンでは燃焼負荷全般の制御を行う。バーナーモー
タ回転数詞＋１（位相角側＠）の動作を第４図のフロー
チャートを用いてさらに詳述する。位相角制御ルーチン
はマイクロコンピュータ１２の入力端子１ｏに入力され
る商用電源３０のゼロクロス信号かホトカプラ２１を介
して入力される毎に起動されるルーチンである。いま入
力端子ＩＱにゼロクロス信号が入力され位相角制御ルー
チンが起動されたとすると、ステップ２７ａにおいてス
テップ２６ｅで求めたバーナーモータ回転数を実現し得
るだけのあらかじめＲＯＭ１ａ内に設定している導通角
データが、ＲＡＭ２０内にあらかじめ設けられた導通角
カウンタエリアに格納される。

次にステップ２７ｂ、２７ｃ、２７ｄより構成されたタ
イマールーチン２９が起動されると、上記導通角カウン
ターが０となるまでマイクロコンピュータ１２の出力端
子Ｒ□にはＨ′の信号が出力され、カウントダウン後ス
テップ２７ｅで出力ｊ：Ｉｌ’子Ｒ□をＬ′にするよう
な処理を行い位相角制御ルーチンを終了する。なお出力
端子ＲＱの出力は＊ＨＩ、１ｌＬｊ逆になることもある
３Ｒ□の出力はホトカプラ２２を介してバーナーモータ
駆動回路（位相角制御回路）２４内のトリガ信号に利用
される。そしてバーナーモータ３の回転数を位相角制御
により可変する。

なお、本実施例ではバーナーモータの回転数制御に位相
角制御を用いたが、バーナーモータに印　。

加する電源の周波数を可変する構成や、電源の振幅又は
レベルを可変する構成であってもよい。

また、本実施例ではポンプの駆動を単に強と弱の２段階
に可変したが、ポンプの駆動回路に直接マイクロコンピ
ュータ１２より駆動パルスを与えて、燃料をきめこまか
く制御する構成も出来るため、空気量と燃料の両者をき
めこまかく制御することも可能となり、燃焼量を多段階
又は無段階に可変することもできる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、バーナーモータの回転数
を多段階又は無段階に制御するようにし、その各段階毎
に上記バーナーモータの回転数を燃焼用空気温度に応じ
て補正する構成にしたことにより燃焼用空気温度の影響
等により空燃比がくずれることかなく、特に低温環境時
の着火特性の改善及び低温環境から高温環境にわたって
安定した燃焼を行うようになると共に排ガス特性の良好
な強制給排気式暖房機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における強制給排気式暖房機
の制（財）装置を示すブロック構成図、第２図は同回路
図、第３図は動作説明用のフローチャート、第４図は同
要部のフローチャート、第５図はバーナーモータ回転数
の補正率を示したグラフ、第６図は本発明の制御１装置
を用いた暖房機の断面図、第７図は従来の制御装置を示
す回路図である。 ２・・・・・・燃焼器、３・・・・・・燃焼用空気供給
手段（バーナーモータ）、４・・・・・・燃料供給手段
（ポンプ）、８ａ・・・・・・室温検出手段、１４ａ・
・・・・・室温設定手段、１２・・・・・・制御手段（
マイクロコンピュータ）、１８ｄ・・・・・・温度補正
手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名？・
−燃煙益　　　１２−　制仰手段 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 父

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼器と、この燃焼器へ燃料を供給する燃料供給
   手段と、上記燃焼器へ燃焼用空気を無段階又は多段階に
   可変し供給する燃焼用空気供給手段と、上記燃焼用空気
   の温度を検出する燃焼用空気温度検出手段と、暖房され
   た室内の温度を検出する室温検出手段と、暖房機に所望
   の温度を設定する温度設定手段と、上記室温検出手段と
   温検設定手段からの信号により上記燃焼用空気の供給量
   を燃焼用空気温度検出手段からの信号により補正する温
   度補正手段を有する強制給排気式暖房機の制御装置。
2. （２）温度補正手段は、燃焼用空気量を空気密度の温度
   変化によって補正するように構成した特許請求の範囲第
   １項記載の強制給排気式暖房機の制御装置。
3. （３）燃焼用空気供給手段はバーナーモータ制御手段と
   、バーナーモータ駆動手段と、バーナーモータとで構成
   した特許請求の範囲第１項記載の強制給排気式暖房機の
   制御装置。
4. （４）バーナーモータ制御手段と、バーナーモータ駆動
   手段は、バーナーモータに供給する交流電源の導通角を
   位相角制御することにより多段階及び無段階に可変させ
   るように構成した特許請求の範囲第３項記載の強制給排
   気式暖房機の制御装置。
5. （５）バーナーモータ制御手段と、バーナーモータ駆動
   手段は、バーナーモータに供給する電源の周波数を可変
   することにより多段階及び無段階に可変させるように構
   成した特許請求の範囲第３項記載の強制給排気式暖房機
   の制御装置。
6. （６）バーナーモータ制御手段と、バーナーモータ駆動
   手段は、バーナーモータに供給する電源の振幅又はレベ
   ルを可変することにより多段階及び無段階に可変させる
   ように構成した特許請求の範囲第３項記載の強制給排気
   式暖房機の制御装置。