JPH0271009A - 燃焼制御方法及び燃焼制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は灯油やガスを燃料とする温風暖房機、ファン
ヒータ、給湯機等の燃焼機器に使用される燃焼制御方法
及び燃焼制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、例えば、特公昭６２−３３４９６号公報に開示さ
れているように、灯油を燃料とする温風暖房機では暖房
負荷に応じてバーナモータの回転数を制御し、かつ、バ
ーナモータの回転数に応じて燃料ポンプの送油量を増減
させることにより、空燃比を略一定とし、バーナの燃焼
状態を良好に保ちながら燃焼量を強弱切換えるようにし
ている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、この種の燃焼機器では暖房負荷に対するバー
ナの最大燃焼量及び最小燃焼量が予め設定され、燃焼量
に見合った形状、大きさのバーナが搭載されている。ま
た、これに伴ってバーナモータの最大回転数及び最小回
転数と、燃料ポンプの最大送油量及び最小送油量とが定
められている。しかしながら、近年、着火時において、
バーナモータの回転数と燃料ポンプの送油量とをそれぞ
れ最大設定値より大きくし、着火性を高めるようになっ
てきた。また、通常の燃焼中にノイズ等の影響でバーナ
の燃焼量が最大燃焼量を超えることがあった。このよう
にして、バーナの燃焼量が設定された最大燃焼量を超え
ると、所定の燃焼量に戻るのに時間がかかるため、バー
ナが変形したり、バーナの耐久性が損われる心配があっ
た。もちろん、燃焼量に対して十分に余裕のあるバーナ
を使用すれば、このような問題は解消されるが、コスト
高となる欠点があった。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
燃焼量に対して十分余裕のあるバーナを用いなくてもバ
ーナの耐久性が高められるようにすることを目的とする
。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明では、負荷に応じてバーナモータの回転数とバ
ーナへの燃料供給量とを増減させ、空燃比を略一定に保
ちながらバーナでの燃焼量を制御する燃焼制御方法にお
いて、バーナモータの回転数が設定値より高いとき、バ
ーナモータの回転数の変化率に対する燃料供給量の変化
率を小さくする構成である。

また、この発明の燃焼制御装置は、バーナと、このバー
ナに燃焼用空気を送風するバーナモータと、バーナに燃
料油を送油する燃料ポンプと、バーナモータの回転数を
検出する回転数検知器と、負荷に応じてバーナモータの
回転数制御を行い、かつ、回転数検知器の回転数信号と
略比例するように燃料ポンプの送油量を制御するマイク
ロコンピュータとを備え、このマイクロコンピュータに
はバーナモータの回転数が設定値より高いとき、バーナ
モータの回転数に対する燃料ポンプの送油量の比例定数
を小さくする補正手段が設けられているものである。

さらにまた、この発明は上述した燃焼制御回路において
、マイクロコンピュータの外部にバーナモータの最大回
転数及び最小回転数と、燃料ポンプの最大送油量及び最
小送油量を決める設定回路を設け、バーナモータの回転
数が設定された最大回転数より高いとき、補正手段によ
る比例定数の変更がなされるようにしたものである。

（ホ）作用 この発明の燃焼制御方法によれば、燃焼量が大きくなり
、バーナモータの回転数が設定値より高くなると、燃焼
用空気量の変化率に対する燃料供給量の変化率が小さく
なる。このため、燃焼量の増加が抑制され、バーナの過
熱が防止されるばかりでなく、変化率の適度な調整によ
り炎の吹き消えも防止きれる。

また、この発明の燃焼制御装置によれば、マイクロコン
ピュータを用いて負荷に応じた的確な空燃比制御を行う
ことが可能であり、バーナモータの回転数が設定値より
高いときには燃焼量の増加が抑制され、バーナの過熱が
防止されるばかりでなく、比例定数の適度な補正によっ
て炎の吹き消えも防止される。

さらにまた、マイクロコンピュータの外部にバーナモー
タの最大回転数及び最小回転数と、燃料ポンプの最大回
転数及び最小回転数とを決める設定回路を設け、この設
定回路によって設定されたバーナモータの最大回転数を
基準として比例定数の補正を行うことにより、マイクロ
コンピュータの内部構成を複雑にすることなく、バーナ
の特性に合わせた空燃比制御が可能となる。また、通常
燃焼中は空燃比が補正されることがないので、極力、良
好な燃焼状態が維持される。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図はこの発明を適用した温風暖房機の燃焼制御装置
を示すものである。第１図において、（１）はＡ／Ｄ変
換手段を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコ
ンという）、（２）はマイコン（１）にオン、オフの操
作信号を供給する操作スイッチ、（３）はアップキー（
３Ａ）及びダウンキー（３Ｂ）よりなる温度設定器、（
４）はサーミスタ等の室温検知器、（５）はバーナ、（
６）はバーナファン（図示せず）を有し、このバーナフ
ァンによってバーナ（５）に燃焼用空気を送風する隈取
りモータ等のバーナモータ、（７）はマイコン（１）か
らの回転数制御信号に基いてバーナモータ（６）を位相
制御する位相制御回路、（８）はバーナモータ（６）の
回転数を検出する回転数検知器、（９）はバーナ（５）
に燃料油を送油する電磁ポンプ等の燃料ポンプ、（１０
）はマイコン（１）からの燃料制御信号に基いて燃料ポ
ンプ（９）を所定の周波数で駆動するポンプ駆動回路、
（１１）はバーナ（５）にて温められた空気を室内へ吐
出させる送風モータ、（１２）はデータ設定回路である
。

このデータ設定回路（１２）は抵抗（１３）ないしく２
ｏ）を有し、直流定電圧■ＤＤをそれぞれ抵抗（１３）
（１４）と抵抗（１５）（１６）と抵抗（１７）（１８
）と抵抗（１９）（２０）とで分圧することにより、こ
れらの接続点（２１）ないしく２４）の電圧をマイコン
（１）の入力ボート（Ａ、）ないしくＡ、〉に供給する
ものである。入力ボート（Ａ、）ないしくＡ、）の電圧
はマイコン（１）内部でＡ／Ｄ変換され、それぞれのデ
ジタル信号はバーナモータ（６）の最大回転数Ｆ　ＩＩ
ＭＡ！、バーナモータ（６）の最ノ」＼回転数Ｆ□１８
％燃料ポンプ（９）の最大周波数ＰＰＭ□、及び燃料ポ
ンプ（９）の最小周波数ＰＰＭＩＮのデータとしてマイ
コン（１）に記憶される。

操作スイッチ（２〉によってオン操作が行われると、マ
イコン（１）は気化ヒータ（図示せず）に通電し、バー
ナ（５）の気化部の予熱を開始する。気化部が十分に加
熱されると、バーナモータ（６）及び燃料ポンプ（９）
が順次起動され、バーナ（５）ではブリパージが行われ
てから点火装置（図示せず）によって着火され、燃焼が
開始する。マイコン（１）は温度設定器（３）によって
予め設定された希望温度と室温検知器（４）によって検
出された室温との差温に応じて負荷の大ききを判別し、
負荷に適した燃焼量Ｑを、設定回路（１２）の設定デー
タによって決まるＱ　ＷＡＸとＱ　Ｍ　Ｉ　Ｎとの間で
第２図に示すように多段階に、又は第３図に示すように
連続的に定める。そして、その燃焼に必要な送風量が得
られるようにバーナモータ（６）の回転数制御信号を位
相制御回路（７）に与え、バーナモータ（６）の回転数
制御を行う、また、バーナモータ（６）の回転数を回転
数検知器（８）の信号によって検出し、実際の回転数が
設定回転数と等しくなるようにフィードバック制御を行
う、また、送風量に見合った送油量が得られるように燃
料制御信号をポンプ駆動回路（１０）に与え、燃料ポン
プ（９）の周波数制御を行う。

すなわち、ポンプ周波数をＦＰ％バーナモータ回転数を
Ｆ、とすると、マイコン（１）は設定回路（１２）によ
る設定データによって定数ａ１β。を０．０式で定め、
さらに０式によってポンプ周波数を定める。

β・＝ＦＰＭＡ！　　ａＦｉ＋Ｍ□　　・・・・・・・
・・・・・　■Ｆｐ＝ａＦ、＋β。　　　　・・・・旧
・・・・・　■このため、ポンプ周波数Ｆ、が第４図に
示すようにバーナモータ回転数Ｆ、に対して比例的に変
化し、バーナ（５）では空燃比が一定に保たれながら、
負荷に見合った燃焼量の燃焼が行われる。

燃焼開始当初に着火性を高めるために、マイコン（１）
がＦ□。より大きな回転数信号を発した場合、或いはノ
イズ等の外乱の影響でＦ３がＦ’１ＭＡｌより大きくな
った場合、マイコン（１）は第５図に示すように、回転
数検知器（８）からの信号に基き、比例定数ａをａ／ｋ
（ｋは例えば２又は３等の定数）に変更する（補正手段
が内蔵きれている）、このような場合、マイコン（１）
は０式及び０式に基いてポンプ周波数Ｆｐを制御する。

Ｆ、−一・Ｆ、＋β、　　　　　　　　■に このように、Ｆ　ｙ＋　＞　Ｆ　ＩＭＡＩになると、Ｆ
８≦Ｆ！ＩＭＡＩのときよりも比例定数が小さくなり、
燃焼量の増加が抑制され、バーナ（５）の過熱が防止さ
れる。

もちろん、ｋの値を大きくし、比例定数を０に近づけれ
ば、燃焼量の増加は小さくなるが、炎の吹き消えの心配
がある。そこで、ｋの値を適度に調整することにより、
炎の吹き消えを防止でき、燃焼状態が悪化する心配もな
い。

尚、上述した実施例では最大燃焼量Ｑ　ＭＡＸ及び最小
燃焼量Ｑ、、、を設定するための設定回路（１２）をマ
イコン（１）の外部に設けたが、これはマイコン（１）
の内部構成を簡単にし、バーナ（５）の特性に合わせた
空燃比制御が行えるようにするためであり、空燃比制御
に必要なデータを予めマイコン（１〉に記憶させても良
い。また、空燃比の変更点をＦ　！１ＭＡ！としたが、
これは通常の燃焼中での空燃比の変更を極力避けるため
であり、Ｆ　ＩＩＭＡ！よりも多少ずらしても問題はな
い。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成きれているので、青火時の
ように送風量（燃焼量）を−時的に増加させる場合や送
風量が外乱等の影響で増加した場合、燃焼用空気量の変
化率に対する燃料供給量の変化率を小さくして燃焼量の
増加を抑制でき、バーナの過熱を防止できるものである
。このため、燃焼量に対して十分余裕のあるバーナを用
いることなく、バーナの耐久性を高めることができ、経
済性に優れているばかりでなく、空燃比の適度な調節に
よって炎の吹き消えも防止でき、安全性にも富んでいる
。

また、マイクロコンピュータを用いて燃焼制御装置を構
成することにより、的確な空燃比制御を行いつつ、バー
ナの過熱を防止でき、きらにはマイコンの外部の設定回
路を用いてデータ入力を行うことにより、バーナの特性
に合わせた空燃比制御を行うことができるなど、有用な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した温風暖房機の燃焼制御装置
の概略構成説明図、第２図は負荷と燃焼量の関係を示す
説明図、第３図は負荷と燃焼量の関係の他の１例を示す
説明図、第４図はバーナモータ回転数とポンプ周波数の
関係を示す説明図、第５図はマイクロコンピュータの補
正手段の動作を説明するためのフローチャートである。 （１）・・・マイクロコンピュータ、（５）・・・バー
ナ、（６）・・・バーナモータ、　（８）・・・回転数
検知器、（９）・・・燃料ポンプ、　（１２）・・・設
定回路。 第１２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷に応じてバーナモータの回転数とバーナへの
   燃料供給量とを増減させ、空燃比を略一定に保ちながら
   バーナでの燃焼量を制御する燃焼制御方法において、バ
   ーナモータの回転数が設定値より高いとき、バーナモー
   タの回転数の変化率に対する燃料供給量の変化率を小さ
   くすることを特徴とする燃焼制御方法。
2. （２）バーナと、このバーナに燃焼用空気を送風するバ
   ーナモータと、バーナに燃料油を送油する燃料ポンプと
   、バーナモータの回転数を検出する回転数検知器と、負
   荷に応じてバーナモータの回転数制御を行い、かつ、回
   転数検知器の回転数信号と略比例するように燃料ポンプ
   の送油量を制御するマイクロコンピュータとを備え、こ
   のマイクロコンピュータにはバーナモータの回転数が設
   定値より高いとき、バーナモータの回転数に対する燃料
   ポンプの送油量の比例定数を小さくする補正手段が設け
   られていることを特徴とする燃焼制御装置。
3. （３）マイクロコンピュータの外部にバーナモータの最
   大回転数及び最小回転数と、燃料ポンプの最大送油量及
   び最小送油量とを決める設定回路を設け、バーナモータ
   の回転数が設定された最大回転数以上のとき、補正手段
   による比例定数の変更がなされることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の燃焼制御装置。