JPH02133708A - 強制燃焼式燃焼装置の制御装置 - 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、燃焼部に形成される炎の温度により空燃比を
検出上その検出した空燃比が適正な範囲の空燃比を保つ
ように、燃料の供給量または燃焼用空気量の少なくとも
一方を制御する強制燃焼式燃焼装置の制御装置に関する
。

［従来の技術］ 燃焼部に燃料を供給するとともに、燃焼部に供給された
燃料を完全燃焼させるのに必要な燃焼用の空気を強制的
に燃焼部へ供給し、て、燃焼部で燃料の燃焼を行う強制
燃焼式の燃３３゛Ｌ装置がある。

この強制燃焼武力燃焼装置は、燃焼部に強制的に供給さ
れた燃焼用の空気によって、燃焼部にｔ！ｌ：給された
燃料を完全燃焼する必要かある。このため、空燃比が空
気過剰（リーン）のある適止な範囲に保なｉするように
燃料の供給量、あるいは燃焼用の空気量の少なくとも−
・方が制御装置によ−）て制御さｉｌ、ている。

なお、この制御装：６は、空燃化を検出するために空燃
比検出手段を必要とする。この空燃比検出手段とし２て
、燃焼部に形成される炎の温度がら空燃比を検出するも
のがある４、これは、第５図に示すように、はぼ空燃比
０９て炎の燃焼速度が速く、空燃比が０９から遠のくに
つれて燃焼速度が遅くなることを利用したものである。

これは炎の温度を検出した際（理論空燃比よりもリーン
側で燃焼しているど仮定し、て）、温度が上昇するにし
たがって空燃比が小さくなり（す・ソヂ側へ移′Ｉ］シ
）、逆に温度が下降するにしたがって空燃比が大きくな
る（リーン側へ移行する）ものである。つまり、炎の温
度と燃焼量とを比較する４二とにより、空燃比を検出す
ることがてきるものである。

炎の温度を検出する手段として例えばサーモカップル（
熱電ｉＩ）を用いたものがある。このザーモカップ゛ル
は、空燃比が変化し、炎の温度が変化した際、加熱また
は冷却さｈるのに時間を要する。

同様に、燃焼量が変化した際も、サーモカップルか加熱
または冷却されるのに時間を要する。このため、実際の
燃焼状態の変化とサーモカップルが検出した燃焼状態の
変化との間に時間的な誤差が生じてしまう。

このため、空燃比が変化したり、燃焼量が変化したりす
ると、実際の燃焼状態と、サーモカップルの検出する燃
焼状態とは異なっ”ｃしよう。そして、制御装置は、サ
ーモカップルの検出する実際の燃焼状態とは責なった値
によっ゛Ｃ燃料の供給量か、あるいは燃焼用空気の供給
量の少なくとも一方を制御し、空燃比を適正な範囲に保
とうとする。

この結果、第１０図に示すように、目標の空燃比にオー
バーシュー１−を繰り返して収束する。

そして、従来の空燃比をリッチ側へ移行させる速度と、
空燃比をリーン側へ移行させる速度は、同様な速度とし
ていた。つまり、制御装置は、空燃比制御を行うため、
燃料の増減する速度、あるいは送風量の増減する速度を
同じにしていた。この結果、従来の制御装置の制御では
、燃焼状態がオーバーシュートにより目標の空燃比から
リッチ側に存在する時間と、リーン側に存在する時間と
が基本的に同じ長さであった。

第８図に空燃比を変化さぜた場合のサーモカップルの出
力と、炎の状態との関係を表すタイムチャ−１−を示す
。なお、図中実線■は、空燃比を適正な値からリッチ側
へ移行させたもので、実線■は、空燃比を適■！な値か
らリーン側へ移行させたものを示す。また、燃料はプロ
パンガスを使用した例である。

この第８図のタイムチャー１〜から判るように、空燃比
をリーン側へ移行させると、燃焼速度が遅くなって炎が
リフ１−シ、短い時間（、二の例では１５秒）で失火し
てしまう。また逆に、空燃比をリッチ側へ移行させると
、燃焼速度が速くなり、逆火（例えばセラミック製バー
ナの裏面に炎が形成されること）が発生ずるには長い時
間（この例では２００秒）の余裕がある６ つまり、実際の燃焼状態は、目標の空燃比からリッチ側
に存在する時間は長くても良いが、リーン側に存在する
時間が長くなるとり７１へして失火して１２まう可能性
が高くなる、 このため、従来の制御装置では、上述のごとく、実際の
燃焼状態がオーバーシュー１−・により目標の空燃比か
らリッチ側に存在する時間と、リーン側に存在する時間
とが基本的に同し長さであったがゆえ、実際の燃焼状態
がリーン側に存在する時間か長く、失火する可能性が高
かった９ そこで、実際の空燃比がオーバーシュートを繰り返して
目標の空燃比に収束する際に、リッチに存在する時間を
長く、逆にリーンに存在する時間を短くすることが考え
られる。この具体的な手段として、空燃比をリッチに移
行させる際の移行速度を速くし、逆にリッチに移行させ
る際の移行速度を遅く６−ることか考えられる。

そこで本出願人は、制御装置に、空燃比をリッチに移行
させる際の移行速度を速くするリッチ制御手段を設ｃＪ
るとともに、空燃比をり−〉′に移行させる際の移行速
度を遅くするリーン制御手段を設けることを提案する。

［発明か解決しようとする課題］ 第８図に示ずタイムチャー）に使用された燃焼はプロパ
ンガスなどの、燃焼速度の遅いいわゆるＡガスである。

しかるに、都市ガスや天然ガスなとの、燃焼速度力速い
いわゆるＣガスは、第９図の実線■に示すように、逆火
が比較的短い時間（この例”Ｃは９０秒）で発生ずる。

９−のため、リーン制御１段によるり−〉に移行する速
度は、使用さｉる燃料の燃焼状態に応じて変える必要が
ある。

つまり、使用する燃料の燃焼速度など、燃料の燃焼状態
に応した専用の制御装置が必要となる。

この結果、ガス種が異なるなど、燃焼状態か異なった燃
料を使用することかできなくなる問題点を備えていた。

本発明は、上記事情に鑑みＣなされたもので、その目的
は、実際の燃焼状態が「１標の空燃比から」−ン側に存
在する時間を燃料の燃焼状態に応じて変化させ、燃料の
燃焼状態毎に炎のリフＩ〜により失火するのを防ぐ強制
燃焼式燃焼装置の制御装置の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 」二記の目的を達成するために、本発明の強制燃焼式燃
焼装置の制御装置は、第１図の概略ブロック図に示すよ
うに、燃料の燃焼を行う燃焼部１と、該燃焼部１に燃料
を供給する燃料供給手段？と、該燃料供給１段２によっ
て前記燃焼部１に供給される燃料を燃焼させるに必要な
燃焼用の空気を、強制的に前記燃焼部１へ供給する送風
機３と、燃焼部１に形成される炎の温度により空燃比を
検出する空燃比検出手段４を備え、該空燃比検出手段４
の検出する空燃比に応して前記燃料供給手段２による燃
料の供給策、または前記送風機３による送風量の少なく
とも一方をｔ’１ｌｔｌ−制御し、空燃比を適正な範囲
に保つ制御装置５とを具備する強制燃焼式燃焼装置にお
いて、前記制御装置５は、空燃比をリッチ側へ移行させ
る際に、燃料を増加、あるいは送風量を減少させるリッ
チ制御手段６を備えるとともに、空燃比をリーン側へ移
行させる際に、燃料の減少、あるいは送風量を増加させ
るリーン制御手段７を備え、前記リーン制御手段７は、
空燃比をリーン側へ移行させる際の、燃料の減少速度、
あるいは送風量の増加速度を変化させるリーン移行速度
可変手段８を備えたことを技術的手段とする。

［作用］ 上記のように構成された強制燃焼式燃焼装置の制御装置
の作用を説明する。

リーン移行速度可変手段によっ゛Ｃ１空燃比をす−ン側
へ移行させる速度を遅くすると、空燃比がオーバーシュ
ートを繰り返して目標の空燃比に収束する際、実際の空
燃比が目標の空燃比よりリッチ側に移行している時間か
長くなる。

逆に、リーン移行速度可変手段によつ゛Ｃ５空燃比をリ
ーン側へ移行させる速度を速くすると、空燃比かオーバ
ーシュートを繰り返して目標の空燃比に収束する際、実
際の空燃比が目標の空燃比よりリッチ側に移行している
時間が短くなる。

［発明の効果］ 本発明は、以上に説明したように構成されＣいるので、
以丁に記載されたような効果を奏する。

リーン移行速度可変手段によっ“Ｃ２空燃比をリーン側
へ移行させる速度を変化させることにより、空燃比がオ
ーバーシュー１〜を繰り返し”（目標の空燃比に収束す
る際、実際の空燃比が「１標の空燃比よりリッチ側に移
行している時間を変化させることができる。

これにより、燃焼状態の異なる燃料を使用する際、リー
ン移行速度可変手段によって、燃料に応じたリッチ側の
存在時間を設定することができる。

この結果、燃焼状態の異なる燃料を用いる際、制御装置
を交換することなく、炎のリフＩ〜により失火するのを
防ぐことができる。

［実施例］ 次に、本発明の強制燃焼式燃焼装置の制御装置を図に示
ず一実施例に基づき説明する。

第２図に本発明を適用したバイパスミキシンク式のガス
給湯器の概略図を示す。

このカス給湯器は、大別し゛Ｃガスの燃焼を行う燃焼部
１１を備えた燃焼通路１ｏと、ガス供給配管２゜と、水
配管３０と、制御装置４ｏとから構成されている。

燃焼通路１０は、セラミ・・ツク製の表面燃焼式バーナ
１２を内部に配設している。このバーナ１２の一１流に
は、ガス供給配管２０がら供給されるガスを、バー→〜
１２の１−面の燃焼部１１で燃焼させるに必要な燃焼用
の空気を、強制的に燃焼部１１へ供給する送風１代１３
が取り付けらｉｒいる。また、燃焼通路１０の下流には
、燃焼部１１で発生した燃焼カスを排出する排気口（図
示しない）か設（すられＣいる。

ガス供給配管２０は、本発明の燃料供給、Ｏｒ段で、送
風機１３の遠心式ファン１４の内周に開１」するノズル
２１へ、燃料のガスを供給する。なお、ノズル２１より
流出したガスは、送風機１３０発生ずる空気流によって
燃焼用空気と撹拌され、燃焼部１１に供給される。カス
供給配管２０は、上流側より元電磁弁２２．１−電磁弁
２３、比例弁２４が順次設（つられている。

比例弁２４の下流は２つに分岐され、一方には切替用電
磁弁２５、他方にはオリフィス２Ｇが設番・）ちれてい
る。なお、元電磁弁２２、主電磁弁２３および切替用電
磁弁２５は、通電制御によってガス供給配管２０を開閉
するもので、比例弁２４は通電量に応じて開１〕１比か
変化し、ノズル２１に供給されるガス量を調節するもの
である。

水配管３０は、一方が水の供給源に接続され、他方か給
湯口に接続されるもので、ガスの燃焼によって発生する
熱と内部を流れる水とを熱交換し、内部を通過する水を
加熱する熱交換器３１と、ごの熱交換器３１をバイパス
するバイパス水路３２とを備える。

熱交換器３１とベイパス水路３２どの分岐路の上流の水
配管３０には、熱交換器３１とバイパス水路３２とに流
入する水圧が変化しても、流入する水量を一定に保つガ
バナ弁の機能と、水量を調節する水量調節弁の機能とが
組み合わされた電動水量制御装Ｗ３３が設けられている
。また、バイパス水路３２にＩＪ、バイパス水路３２を
通過する水量の調節、およびバイパス水路３２の開閉が
回部な絞り弁３４が設けられている。

なお、電動＋量制御装２ｉ′３３の絞り比は、熱交換器
３１およびバイパス水路３２へ流入する水の総量を規制
するため、絞り弁３４と同じか、絞り弁３４，１：り小
さく設＋−＋られている。また、電動水量制御装置３３
と絞り弁３４は、水量を調節する１段として、水路を開
閏用能な弁体をギアドモータを用いて駆動している。

制御装置４０は、第３図に示すように、マイクロコンピ
ュータ４１、リレー回路４２および駆動回路４３から構
成されるもので、使用者によって操作されるコントロー
ラ４４や各種センサの出力に応じて、バーナ１２に名犬
を行うスパーカ４５、元電磁弁２２、主電磁弁２３、比
例弁２４、切替用電磁弁２５、電動水量制御装置３３、
絞り弁３４を通電制御するものである。

制御装置４０の各種センサは、バーナ１２の炎の温度を
検出するフレームロ・ソド４６、バーナ１２の炎の温度
を検出することにより空燃比を検出する、本発明の空燃
比検出手段であるサーモカップル４７、電動水量制御装
置３３および絞り弁３４の弁体に連動し、弁体の開度を
検出するポテンショメータ４８．４９、送風機１３の回
転速度を検出する回転速度センサ５０、熱交換器３１お
よびバイパス水路３２の上流の水の温度を検出する入水
温度センサ（）１、熱交換器３１を通過した湯温を検出
する温度センサ５２、熱交換器３１およびバイパス水路
３２を通過し、混合された湯温を検出する出湯温度セン
サ５３、熱交換器３１およびバイパス水路３２に流入す
る水量を検出するＡ 水量検出センサ５４を備える。

次に、コンピュータ４１による燃焼制御について簡単に
説明する。

本実施例の燃焼制御は、ファン先行型である。

本実施例のファン先行型は、制御装ｆｆ、４０で決定さ
れた燃焼量に応じて送風量が得られるように送風ｆｉ１
３の回転速度を決定し、送風機１３の回転速度から、送
風量に応じたガスが燃焼部１１で得られるように、比例
弁２４の開度や切替用電磁弁２５の開閉を決定する。そ
して、サーモカップル４７の検出する炎の温度に基づい
て燃焼部１１に供給されるガス量を補正して空燃比を一
定に保つものである。なお、サーモカップル４７の検出
する炎の温度に基づ゛いて、送風機１３の回転速度を補
正して、ガスの供給量が変化しないように設けても良い
９ 具体的には、使用者が給湯Ｉ」に接続されたカランを操
作し、水１１ｉ１″管３０に水流が生じると、水量検出
センサ５４か水の流れを検出し、燃焼が開始される。燃
焼開始後の燃焼量は、コン１ヘローラ４４によって設定
された設定温度が得られるように、各種センサによって
得られた水量、入水温度、熱交換器３１を通過した湯温
、ミキシング湯温く出湯温度）等より決定される。送風
ｎ１３は決定された燃焼量に応じた風量をバーナ１２に
供給するように電圧が制御される。そして、送風機１３
の回転速度やバーナ１２の炎の温度に応じたガス量が得
られるように、比例弁２４および切替用電磁弁２５が通
電制御される。

なお、燃焼量は、熱交換器３１を通過した湯温か、燃焼
によっ゛Ｃ発生した水（トレン水）が熱交換器３１に付
着しない温度（例えば６０°Ｃ）以−１に維持されるよ
うに決定される。

次に、コンピュータ４１による水量制御について簡単に
説明する。

絞り弁３４は、入水温度、設定温度、熱交換器３１を通
過した湯温、出湯温度より算出された適切な開度で固定
される。なおこの固定は、バイパス水路３２を流れる流
量が、熱交換器３１を流れる水量の２倍となるように設
定されている。つまり、バイパス水路３２と熱交換器３
１との流通抵抗の比は、絞り弁３４により約２：１とさ
れる。また、絞り弁３４の開度の固定は、入水量か少な
い場合や、出湯温度を低−ｒさせる場合に解除され、入
水量、出湯温度に応じ゛Ｃ算出された開度となるように
絞り弁３４が通電制御される。

また、電動水量制御装置３３は、出湯温度が得られるの
に必要な最大流量を越えないように通電制御される。

次に、コンピュータ４１内にプログラムされたリッチ制
御手段５５、リーン制御手段５６について説明する。

上述のように、燃焼部１１にお（Ｊる空燃比は、サーモ
カップル４７の出力に応じて、ガスの供給量を変化させ
゛Ｃ制御している。

サーモカップル４７の起電力は、第４図に示すように、
燃焼量に対応している。また、第５図に示すように、空
燃比が変化すると燃焼速度が変化する。そして、目標の
空燃比よりもリッチ側へ移行すると燃焼速度が早くなっ
て炎の温度が高くなり、逆にリーン側へ移行すると燃焼
速度が遅くなっＣ炎の温度が低くなる。このため、燃焼
量に応じた起電力が得られるようにガス量を補正制御す
ることにより、空燃比を適正な値に保つことができる。

そして、本実施例の制御装置４０のマイクロコンピュー
タ４１は、サーモカップル４７で検出した炎の温度、つ
まり起電力が、燃焼量に応じた起電力より低いときに、
燃焼状態が目標の空燃比よりもリーン側に移行している
と判断し、リッチ制御手段５５を作動させ゛るにのリッ
チ制御手段５５は、空燃比をリッチ側へ移行させるもの
で、本実施例では、比例弁２４および切替用電磁弁２５
を制御し、ガスの供給量を増加させる。そしてその増加
速度は上述するリーン制御手段５６による減少速度に比
較して速く、その増加速度は、例えば５００ｋＣａｌ／
Ｓに制限されている。

逆に、マイクロコンピュータ４１は、サーモカップル４
７で検出した炎の温度、つまり起電力が、燃焼量に応じ
た起電力より高いときに、燃焼状態が目標の空燃比より
もリッヂ側に移行していると判断し、リーン制御手段５
６を作動させる。このり一ン制御手段５６は、空燃比を
リーン側へ移行させる１久 もので、本実施例では、比例弁２４および切替用電磁弁
２５を制御し、ガスの供給量を減少させる。そしてその
減少速度は」二連のリッチ制御手段５５にＪ：る増加速
度に比較して芹く、その減少速度は、カス種に応じて変
更できるように、リーン移行速度可変手段５７にＪ：っ
て変央可能に設けられている。

リーン移行速度可変手段５７は、組イ・１者、またはガ
ス給湯器の取り付けを行う設置者によって手動により抵
抗値を可変する可変ボリューム芝Ｉ８を備えている８そ
ｌ、２て、リーン移行速度可変手段５７は、可変ボリュ
ーム５８によっ“Ｃ設定された抵抗値に応じて、リーン
制御手段５６によるガスの減少速度を、リッチ制御手段
５５のガスの供給量を増加させる速度の１７５〜１／２
０の速度に遅くするものである。

そして、本実施例では、燃料にプロパンガスを用いる。

プロパンガスの空燃比を変化さぜた場合のサーモカップ
ル４７の出力と、炎の状態との関係を第８図のタイムチ
ャートに示す。この図の実線■に示すように、空燃比を
リッチ側へ移行させた際、逆火が発生するのに約２００
秒の長い時間を要する。

そこで本実施例では、実際の空燃比がオーバーシュート
を繰り返して目標の空燃比に収束する際のリッチ側に存
在する時間を長くするために、リーン制御手段ｉ）６に
よるガスの減少速度を、リッチ制御手段５５のガスの供
給量を増加させる速度の１７１６の速度に遅くする。つ
まり、給湯器の製造ラインまたは給湯器の組付時に可変
ボリューム５８を操作して、リーン移行速度可変手段５
７による燃料の減少速度をプロパンガス用に設定するも
のである。

具体的には、ガスの減少速度を、約３０ｋｃａｌ／ｓに
制限する。

次に、空燃比補正の作動を簡単に説明する。

α）水量検出センサ５４の検出する水量か増加した直後
や、コン１−ローラ４４の設定温度が高温側へ設定され
た直後など、燃焼量が増加した直後は、第６図の時間ａ
−すに示すように、サーモカップル４７の検出する温度
が、実際の炎の温度に追従せず、遅れる。

つまり、サーモカップル４７の検出速度の遅れに１つ より、サーモカップル４７は実際の炎の温度より低い温
度に相当する起電力を出力する。このため、マイクロコ
ンピュータ４１は、燃焼状態が目標の空燃比よりもリー
ン側へ移行していると誤判定し、リッチ制御手段；）５
を作動させる。このリッチ制御手段５５の働きにより、
急速にガスの供給量を増加させる。このガスの供給量が
急速に増えることにより、空燃比が素早くリッチ側へ移
行して燃焼速度が短い時間で速くなるとともに、実際の
燃焼量も短い時間で増加する。この結果、実際の炎の温
度が急速に上昇する。

実際の炎の温度の１−昇に伴って、サーモカップル４７
の起電力が、送風機１３の回転速度に応じて設定された
起電力を越して１−まう（時間ｂ）。

時間ａ〜・ｂの間、実際の空燃比はリッチの状態とされ
ていたため、サーモカップル４７は、オーバーシュー１
〜し、送風機１３の回転速度に応じて設定された起電力
より、高い起電力を出力する（時間ｂ＝ｃ）。このため
、マイクロコンピュータ４１は、燃焼状態が目標の空燃
比よりもリッチ側へ移行していると判定し、リーン制御
手段５６を作動させる。

このリーン制御手段５６の働きにより、ゆっくりとガス
の供給量を減少させる。ガスの供給量が減少することに
より、空燃比がリーン側へゆっくり移行し、燃焼速度が
ゆっくりと遅くなるとともに、実際の燃焼量もゆっくり
と減少する。この結果、実際の炎の温度が長い時間をか
け゛Ｃ下降する。

実際の炎の温度の下降に伴って、サーモカップル４７の
起電力が、送風機１３の回転速度に応じて設定された起
電力を下回ってしまう（時間Ｃ）。

時間１〕〜Ｃの後半は、実際の空燃比はリーンの状態と
されていたなめ、サーモカップル４７は、再びオーバー
シュー１〜し、送風機１３の回転速度に応じて設定され
た起電力より、低い起電力を出力するく時間Ｃ〜ｄ）。

このため、マイクロコンピュータ４１は、燃焼状態が目
標の空燃比よりもリーン側へ移行していると判定し、リ
ッチ制御手段５５を作動させる。

上記リッチ制御手段５５とリーン制御手段５６が交互に
働き、実際の空燃比かオーバーシュートを繰り返し、目
標の空燃比に収束する。

β）水量検出センサ５４の検出する水量が減少した直後
や、コントローラ４４の設定温度が低温側へ設定された
直後など、上記の例とは逆に、燃焼量が減少した直後は
、第７図の時間Ｃ〜ｆに示すように、サーモカップル４
７の検出する温度が、実際の炎の温度に追従せず、遅れ
る。

つまり、サーモカップル４７の検出速度の遅れにより、
サーモカップル４７は実際の炎の温度より高い温度に相
当する起電力を出力する。このため、マイクロコンピュ
ータ４１は、燃焼状態が目標の空燃比よりもリッヂ側へ
移行していると誤判定し、リーン制御手段５６を作動さ
せる。このリーン制御手段５６の働きにより、ガスの供
給量をゆっくり減少させる。このガスの供給量がゆっく
り減少することにより、空燃比が目標の空燃比よりゆっ
くりリーン側へ移行し、燃焼速度がゆっくりと遅くなる
とともに、実際の燃焼量もゆっくりと減少する。

この結果、実際の炎の温度もゆっくりと下降する。

実際の炎の温度の下降に伴って、サーモカップル４７の
起電力が、送風Ｍ＆１３の回転速度に応じて設定された
起電力より低下してしまう（時間ｆ）。

時間Ｃ・〜ｆの間、実際の空燃比はリーンの状態とされ
ていたため、サーモカップル４７は、リーン側へオーバ
ーシュートし、送風機１３の回転速度に応じて設定され
た起電力より、低い起電力を出力するく時間ｆ〜ｇ）。

このため、マイクロコンピュータ４１は、燃焼状態が目
標の空燃比よりもり−ン側へ移行していると判定し、リ
ッチ制御手段５５を作動させる。このリッヂ制御手段５
５の働きにより、ガスの供給量が素早く増加される。ガ
スの供給量が増加することにより、空燃比がリッチ側へ
素早く移行し、燃焼速度が短い時間で速くなるとともに
、実際の燃焼量も素早く増加する。この結果、実際の炎
の温度も素早く上昇する。

実際の炎の温度の十昇に伴って、サーモカップル４７の
起電力が、送風機１３の回転速度に応じて設定された起
電力を上回ってしまう（時間ｇ）。つまり、時間ｆ〜ｇ
の後半は、実際の空燃比はリッチの状態とされていたた
め、サーモカップル４７は、再びオーバーシュ・−トシ
、送風機１３の回転速度に応じて設定された起電力より
、高い起電力を出力する（時間ｇ〜ｈ）。このため、マ
イクロコンピュータ４１は、燃焼状態が目標の空燃比よ
りもリッチ側へ移行していると判定し、リーン制御手段
５６を作動させる。

つまり、上記リーン制御手段５６とリッチ制御手段５５
が交互に働き、実際の空燃比がオーバーシュー１−を繰
り返１−１目標の空燃比に収束する。

上記に示したように、燃焼量が変化した際、実際の空燃
比が目標の空燃比のオーパージニー１〜を繰り返し、目
標の空燃比に収束する。このオーバーシュー１〜を繰り
返す際、実際の空燃比は、目標の空燃比よりリッチ側に
移行する時間が長くなり、逆に、リーン側に移行する時
間が短くなる。

つまり、実際の空燃比が目標の空燃比からり−ン側に存
在する時間を短くすることができる。このため、炎のリ
フトにより失火するのを防ぐことができる。

なお、逆にリッチ側に存在する時間は長いが、リッチ側
に存在することによる逆火が発生ずるには、長い時間（
第８図より約２００秒）の余裕があるなめ、リッチ側に
存在する時間が長くても逆火は生じない。

なお、オーバーシュートにより空燃比が変化するが、そ
の変化する範囲は適正な空燃比の範囲内とされ、燃焼に
不都合は生じない。

また、」１記の実施例では、燃焼量が変化した際を例に
示したが、ガスの供給量が変化したり、あるいは燃焼用
空気量が変化した場合も、」１記と同様な作動により、
実際の空燃比がオーバーシュートを繰り返し、目標の空
燃比に収束する。そして、オーバーシュートを繰り返す
際、実際の空燃比は、目標の空燃比よりリッチ側に移行
する時間が長くなり、逆に、リーン側に移行する時間が
短くなる。

このため、目標の空燃比からリーン側に存在する時間を
短くすることができ、炎のリフトにより失火するのを防
ぐことができる。

なお、燃焼中にガスの供給量が変化する要因としては、
同一のガス供給配管に接続された他のガス機器のガスの
使用量の変化や、ガスの供給圧の変動などが考えられる
。また、送風機の回転速度が一定でも燃焼中に燃焼用空
気の供給量が変化する要因としては、セラミック製バー
ナ１２が着火初期の低温状態から高温にモ温）に移行す
る際に生じる送風量の変化や、燃焼用の空気を燃焼通路
１０内へ取り入れる開口部に空気の抵抗物が置かれた場
合などが害えられる。

次に、使用するカスが、プロパンガスから天然ガスや都
市ガスに変更される場合について説明する。　天然ガス
や都市ガス等のガスは第９図に示すように、燃焼速度が
速く、空燃比がリッチ側へ移行して逆火が起こるまでの
時間が、プロパンガスの約２００秒に比較して約９０秒
と短い。

そこで、ガス種を変更する際、可変ボリューム５８を操
作して、リーン移行速度可変手段５７による燃料の減少
速度を天然ガスや都市ガスなどのいわゆるＣガス用に設
定するものである。つまり、リーン制御手段５６による
ガスの減少速度を、リッチ制御手段５５のガスの供給量
を増加させる速度の１／８の速度に遅くする。具体的に
は、ガスの減少速度を、約６０ｋｃａｌ／ｓに制限ずも
のである。

本実施例によれば、リーン移行速度可変手段５７によっ
て、空燃比をリーン側へ移行さぜ“る速度を変化させる
ことにより、実際の空燃比がオーバーシュートを繰り返
して目標の空燃比に収束する際、実際の空燃比が「１標
の空燃比よりリッチ側に移行している時間を変化させる
ことができる。

これにより、使用ｌ〜でいるガスを燃焼状態の異なるガ
スに変更する際、リーン移行速度可変手段によって、変
更されるガス種に応じたリッチ側の存在時間を設定する
ことができる。

この結果、燃焼状態の異なるガスに変更する際、制御袋
７４０を交換することなく、炎のリフトにより失火する
のを防ぐことができる。

（変形例） リーン側へ移行する速度を可変ボリュームの抵抗値によ
って変化さぜな例を示したが、マイクロコンピュータに
ガス種に応じたデータをインブッ１〜、そのデータを選
択させる手段を設けても良い。

リーン移行速度可変手段同様に、リッチ側へ移行する速
度を変化させるリッチ移行速度可変手段を設けても良い
。

空燃比検出手段にサーモカップルを用いた例を示したが
、炎の温度を検出できるものであれば、他の温度検出手
段を用いても良い。

マイクロコンピュータにプログラミングして実施した例
を示したが、オペアンプやトランジスタ等を組み合わせ
て構成したディスクリ−Ｉ・の回路によって制御装置を
構成しても良い。

燃焼制御方式をファン先行型としたが、燃料の供給量の
先行型（例えば、比例弁先行型）や、送風量と燃料の供
給量とを独立１．て制御する独立型等、他の燃焼制御方
式に本発明を適用しても良い。

燃料の供給量の増減のみによってリーン側へ移行する速
度と、リッチ側へ移行する速度とを制御したが、燃焼用
空気の供給量の増減を組み合わせたり、あるいは燃焼用
空気の供給量の増減のみによってリーン側へ移行する速
度と、リッチ側へ移行する速度とを制御しても良い。

バイパス水路を備えた給湯器を例に示したが、バイパス
水路を有しない給湯器はもちろん、燃焼式の暖房装置な
ど、他の強制燃焼式燃焼装置に本発明を適用しても良い
。

燃料にガスを用いた例を示したが、灯油や重油など他の
燃料を用いた燃焼装置に本発明を適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図はバイ
パスミキシング式のガス給湯器の概略構成図、 第３図は制御装置の概略ブロック図、 第４図は燃焼量とサーモカップルの目標出力との関係を
表すグラフ、 第５図は空燃比と燃焼速度とを表したグラフ、第６図は
燃焼量を増加さぜな際の空燃比の変化を説明するための
タイムヂＡ・−ト、 第７図は燃焼量を現象させた際の空燃比の変化を説明す
るためのタイムヂＡ・−ト、 第８図は燃料にプロパンガスを用いた空燃比と失火およ
び逆火との関係を表すタイムチャ−１〜、第９図は燃料
に天然ガスや都市ガスを用いた空燃比と失火および逆火
との関係を表すタイムチャー１へ、 第１０図はザーモカツブルの出力により空燃比の浦■・
を行った際の実際の空燃比の変化を示すタイムチャート
である。 図中　１・・・燃焼部　　　２・・燃料供給手段３・・
・送風機　　　４・・・空燃比検出手段５・・・制御装
置 ６・・・リッチ制御手段 ７・・・リーン制御手段 ８・・リーン移行速度可変手段 代 埋入 石黒健二 第８図 第９図 （秒） 第１ｏ図 ■−−−−−− 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料の燃焼を行う燃焼部と、 該燃焼部に燃料を供給する燃料供給手段と、該燃料供給
   手段によって前記燃焼部に供給される燃料を燃焼させる
   に必要な燃焼用の空気を、強制的に前記燃焼部へ供給す
   る送風機と、 燃焼部に形成される炎の温度により空燃比を検出する空
   燃比検出手段を備え、該空燃比検出手段の検出する空燃
   比に応じて前記燃料供給手段による燃料の供給量、また
   は前記送風機による送風量の少なくとも一方を補正制御
   し、空燃比を適正な範囲に保つ制御装置と を具備する強制燃焼式燃焼装置において、 前記制御装置は、 空燃比をリッチ側へ移行させる際に、燃料を増加、ある
   いは送風量を減少させるリッチ制御手段を備えるととも
   に、空燃比をリーン側へ移行させる際に、燃料の減少、
   あるいは送風量を増加させるリーン制御手段を備え、 前記リーン制御手段は、空燃比をリーン側へ移行させる
   際の、燃料の減少速度、あるいは送風量の増加速度を変
   化させるリーン移行速度可変手段を備えた ことを特徴とする強制燃焼式燃焼装置の制御装置。