JPH0579240U

JPH0579240U - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0579240U
Application number: JP2235292U
Authority: JP
Inventors: 久恭渡辺; 裕史駒木; 正登近藤; 隆金子; 清一森
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-29
Anticipated expiration: 2007-03-13
Also published as: JP2584346Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】使用するガス種に応じて、そのガス種に合っ
たガス供給量の制御範囲を自動設定する。【構成】バーナ１に燃料ガスを供給するガス通路４に
比例弁５を設け、この比例弁５の開弁量の制御によって
ガス量を制御する。比例弁５の開弁量は制御装置12の燃
焼制御部18により行う。燃焼制御部18は使用するガス種
が設定されたときに、そのガス種に合った制御範囲を自
動設定し、使用するガス種に合った制御範囲で比例弁５
の開弁量を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃料のガス種に応じてガス供給量の制御範囲を可変制御する給湯器や風呂釜等の燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図11には燃焼装置として一般的に知られている給湯器の模式構成が示されている。同図において、バーナ１の下部側には給排気用のファン２が配置されており、バーナ１の上方には熱交換器３が配設されている。バーナ１にはガス通路４が接続されており、このガス通路４内にガス量を開弁量によって制御する比例弁５が設けられている。

【０００３】前記熱交換器３の入側には給水管６が接続されており、この給水管６には入水温度を検出する入水温度センサ７と熱交換器３の通水流量を検出する流水量センサ８とが設けられている。また、熱交換器３の出側には給湯管10が接続されており、この給湯管10には出湯温度を検出する出湯温度センサ11が設けられている。

【０００４】この種の給湯器では、最大と最小の燃焼能力が設計段階で与えられており、したがって、給湯器の出荷調整段階で、最大燃焼能力に対応する比例弁５の開弁駆動電流と最小燃焼能力に対応する比例弁５の開弁駆動電流とが設定され、制御装置12は、この最大燃焼能力に対応する開弁駆動電流を上限とし、最小燃焼能力に対応する開弁駆動電流を下限とした制御範囲内で比例弁５の開弁量を可変制御し、バーナ１の燃焼制御を行っている。

【０００５】周知のように、ガスの燃焼時の発熱量は、ガス種によって異なっており、このため、従来においては、使用するガス種に応じて前記給湯器の燃焼能力の設定が行われ、この燃焼能力の制御範囲に合った比例弁が給湯器の燃焼能力やガス種に応じて装備されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、給湯器の燃焼能力やガス種に応じて専用の比例弁５を装備する方式は、指定のガス種でしか使用することができず、他のガス種を使用するときにはそのガス種に合った比例弁に取り替え、能力設定、つまり、比例弁５の制御範囲を新たに設定し直さなければならないという面倒があった。

【０００７】このような面倒を解消するためには、複数のガス種の使用を予め予測し、各ガス種の制御範囲を全て包含する広幅の制御範囲を予め設定しておくことが考えられる。例えば、使用するガス種が13Ａガスと６Ｂガスの場合には、図12に示すように、13Ａガスの開弁駆動電流の制御範囲と、６Ｂガスの制御範囲とを合わせた制御範囲よりも広めの広幅制御範囲を設定しておくことが考えられる。

【０００８】しかし、このように非常に広い制御範囲を設定すると、例えば、13Ａガスを使用するとき、出湯温度が設定温度よりもかなり低いようなときには、制御装置12 はできるだけ出湯温度を設定温度に近づけるために、本来の13Ａガスでの制御範囲の上限Ａの電流よりもかなり大きいＢの開弁駆動電流で比例弁５を過剰に開けてしまうので、今度は、熱交換器３を通る水が過剰に加熱されて、設定温度よりもかなり温度の高い湯が出てしまい、オーバーシュート（設定温度よりも湯温が高くなる現象）が大きくなってしまうという問題が生じる。また、例えば、６Ｂガスを使用しているとき、設定温度に対して出湯温度が高めのときには、制御装置12は出湯温度を設定温度に短時間のうちに近づけるように制御するため、６Ｂガスの本来の最小駆動電流Ｃに対して、これよりもかなり小さいＤの電流を比例弁５に加えて弁を絞るため、今度は、ガスの燃焼量が少なくなりすぎて、設定温度よりもかなり温度の低いアンダーシュートの湯が出てしまうという問題が生じる。

【０００９】本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のガス種を共通の比例弁で燃焼制御でき、しかも、大きなオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、湯温をすばやく、かつ、安定に制御することができる燃焼装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、本考案は、燃料ガスをバーナに導くガス通路にガス流量調整弁が設けられ、このガス流量調整弁の開弁量を制御することにより供給ガス量を可変制御する燃焼装置において、使用ガス種が設定されたときに、そのガス種設定信号に基づき、そのガス種に合った開弁量制御範囲を自動設定する開弁量設定部が設けられていることを特徴として構成されており、また、前記開弁量設定部は、開弁量制御範囲の上限を器具の能力として設定された最大燃焼能力に相当する開弁量よりも上側に所定量幅を広げ、開弁量制御範囲の下限を器具の能力として設定された最小燃焼能力に相当する開弁量よりも下側に所定量幅を広げて、設定ガス種の固有の開弁量制御範囲よりも広めに設定するように構成されていること、および、前記バーナの点火時にはガス流量調整弁の開弁をゆっくり動作させてバーナに供給するガス量をゆるやかに立ち上げて行く緩点火制御部が設けられていることも本考案の特徴的な構成とされている。

【００１１】

【作用】

上記構成の本考案において、燃焼装置の燃焼運転に際し、ガス種が手動あるいは自動で設定されると、その設定されたガス種に応じて開弁量設定部は、その設定されたガス種に合った開弁量制御範囲を自動的に設定する。そしてこの設定された開弁量制御範囲内で、バーナの燃焼量が制御される。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には本考案に係る燃焼装置の一実施例のシステム構成が示されている。この実施例の燃焼装置も、前記従来例と同様に給湯器を対象に示してある。この実施例では、ガス通路４内にガス流量検出手段としての熱線風速計13を設け、さらに、制御装置12に、ガス種に合った制御範囲を設定して燃焼制御を行うとともに、点火時には緩点火制御を行う特有な燃焼制御部18を設けてある。それ以外の構成は前記従来例とほぼ同様である。なお、図１中、９はファン２の回転を検出するファン回転センサである。

【００１３】前記熱線風速計13は、図２に示すように、合成樹脂製の中空状のケース14内にガス流量を検出する風速センサ素子15と、温度補償用センサ素子16とを配設し、風速センサ素子15を加熱した状態にしておくことにより、ケース14内を通るガスの流速に応じて風速センサ15からの放熱量が変化し、この放熱量の変化を電気信号に変換し、温度補償用センサ素子16によって温度補償されたガス流量の検出信号が制御装置12に加えられる。

【００１４】前記本実施例の特徴的な燃焼制御部18は、図３に示すように、熱量算出部20と、要求ガス量設定部21と、メモリ22と、ガス種判別部23と、開弁量設定部24と、開弁量制御部25と、緩点火制御部26とを有して構成されている。熱量算出部20は、入水温度センサ７から加えられる入水温度と、出湯温度センサ11から加えられる出湯温度と、流水量センサ８から加えられる熱交換器３の通水流量と、図示されていないリモコン等から加えられる給湯の設定温度との情報に基づき、給水温度が設定温度に高められるのに要する要求熱量をＰＩＤ、ＰＩＤとフィードフォワードとの併用、フィードフォワード等の所望の制御演算により算出し、その算出結果を要求ガス量設定部21に加える。

【００１５】メモリ22には使用する各種のガス種ごとに、ガス流量と熱線風速計13のセンサ出力の関係を示すデータが予め与えられている。説明を簡単にするために、使用するガスが都市ガスの13Ａガスと６Ｂガスの場合で説明すると、この場合には一例として図４に示すようなグラフデータが予めメモリ22に与えられている。例えば、2.5 号の給湯器を例にした場合、13Ａガスでは、最小燃焼能力が4500Kcal／ｈの熱量に対応するガス流量Ｆ_ALのセンサ出力Ｖ_ALと、最大燃焼能力の熱量4500 0Kcal ／ｈに対応するガス流量Ｆ_AHのセンサ出力Ｖ_AHの値と、ガス流量が零のときのセンサ出力Ｖ_A0との値が与えられており、同様に、６Ｂガスに対しても、最小燃焼能力のガス流量Ｆ_BLに対応するセンサ出力Ｖ_BLと、最大燃焼能力のガス流量Ｆ_BHに対応するセンサ出力Ｖ_BHと、ガス流量が零のときのセンサ出力Ｖ_B0とがそれぞれ与えられている。

【００１６】一方、ガス種判別部23は熱線風速計13から加えられる信号のレベルと、メモリ 22に記憶されているガス流量とセンサ出力との関係グラフから、使用のガス種を自動判別する。周知のように、ガス種が異なることによって熱の伝導率が異なっており、そのため、ガス種によって風速センサ素子15からの放熱量が異なるために、ガスが流れているときはもちろんのこと、ガス流量が零の状態でも熱線風速計13の出力レベルがガス種ごとに異なることになる。この現象を利用し、この実施例ではガス種判別部23はガス流量が零の状態で熱線風速計13から加えられるセンサ出力と、前記ガス流量とセンサ出力との関係グラフデータとを比較してガス種を判別し（センサ出力がＶ_A0であれば13Ａガス、Ｖ_B0であれば６Ｂガスと判別する）、その判別結果を要求ガス量設定部21と開弁量設定部24に加える。

【００１７】開弁量設定部24は使用するガス種に応じ、ガス流量の制御範囲を設定する。この制御範囲の設定は、前記メモリ22に記憶されているガス種とセンサ出力とのデータに基づいて設定する。この設定の仕方として様々な態様が考えられ、例えば、13Ａガスの場合には、給湯器の最小燃焼量のガス流量をセンサ出力Ｖ_ALの値として設定し、最大燃焼能力に対応するガス流量をＶ_AHとして設定し、同様に、６Ｂガスのときには最小燃焼能力のガス流量をＶ_BL、最大燃焼能力に対応するガス流量をＶ_BHとしてそれぞれ設定してもよいが、この実施例では制御範囲の下限と上限をこれよりも所定量、例えば制御範囲に対して10〜20％広めにして、13Ａガスの場合は制御範囲の上限をＶ_AH′、下限をＶ_AL′で与え、６Ｂガスの場合は制御範囲の上限をＶ_BH′、下限をＶ_BL′で与えている。そしてこの設定された制御範囲は要求ガス量設定部21と開弁量制御部25に加えられる。

【００１８】前記要求ガス量設定部21は前記熱量算出部20の要求熱量を発生させるのに必要なガス量Ｆ_Gを算出し、このＦ_Gが給湯器の制御範囲の下限のガス流量Ｆ_GL（13 ＡガスではＦ_AL′、６ＢガスではＦ_BL′）と上限のガス流量Ｆ_GH（13ＡガスではＦ_AH′、６ＢガスではＦ_BH′）の範囲内に入っているか否かを判断し、Ｆ_GLとＦ _GH の範囲に入っているときにはその算出値Ｆ_Gをそのまま要求ガス量Ｆ_GSPと設定し、Ｆ_GがＦ_GLよりも小さいときには下限のＦ_GLの値を要求ガス量Ｆ_GSPの値として（Ｆ_GSP＝Ｆ_GL）、また、Ｆ_GがＦ_GHを越えているときには上限のＦ_GHを要求ガス量Ｆ_GSPの値として（Ｆ_GSP＝Ｆ_GH）設定する。そして、その要求ガス量設定値Ｆ_GSPを開弁量制御部25に加える。

【００１９】開弁量制御部25は演算部を有し、使用するガス種に合った開弁量の制御範囲の設定とこの設定された制御範囲内で、ガス流量調整弁としての比例弁５に加える開弁駆動電流の算出を行う。給湯器の設置施工段階では、開弁量制御部25に複数のガス種の制御範囲を包含した幅の広い開弁量の制御範囲が与えられている。例えば、使用ガス種として13Ａガスと６Ｂガスが想定されるときには、図４で、この両ガスの制御範囲を包含した上限をＶ_GH、下限をＶ_GLとした制御範囲が与えられており、実際の給湯器の使用時には、開弁量設定部24から加えられる制御範囲に基づいて前記幅広の制御範囲を使用するガス種に合った制御範囲に更新設定する。例えば、ガス種が13Ａガスの場合には、元の制御範囲Ｖ_GL〜Ｖ_GHをＶ_AL′〜Ｖ_AH′に更新設定する。同様に、６Ｂガスのときには、制御範囲をＶ_BL′〜Ｖ_BH ′の範囲に更新設定する。

【００２０】次に、開弁量制御部25は、前記要求ガス量設定部21から加えられる要求ガス量Ｆ_GSPと、熱線風速計13から加えられるガスの検出流量とを比較し、バーナ１に加えられるガス流量が要求ガス量Ｆ_GSPになるように比例弁５の開弁量、つまり、比例弁５に加える開弁駆動電流の大きさを例えばＰＩ演算により算出し、その算出した弁開駆動電流を比例弁５に加え、比例弁５の開弁量を前記制御範囲設定部24で設定された制御範囲内で制御してバーナ１の燃焼運転を行う。

【００２１】前記緩点火制御部26は、給湯器の点火動作状態を検知したときに、開弁量制御部25の開弁駆動電流を求めるときのＰＩ演算式の比例帯を広く、および（又は）積分時間を大きくする。この結果、点火時に比例弁５に加えられる開弁駆動電流はゆっくりと立ち上がるので、開弁動作がゆっくりとなり、目的とする緩点火が達成される。

【００２２】この実施例は上記のように構成されており、次に、その動作を図５に示すフローチャートに基づき簡単に説明する。まず、スタート直後に、緩点火の動作状態か否かの判断がステップ100 で行われる。点火動作以外のときには、給湯の設定温度の検出と、熱交換器３に入る入水温度の検出と、熱交換器３から出る出湯温度の検出と、熱交換器３の通水流量の検出がそれぞれ行われ、ステップ105 で、これらの検出値に基づき、熱交換器３に入る水を設定温度に高めるのに必要な要求熱量が熱量算出部20によってＰＩＤ、ＰＩＤとフィードフォワードの併用、フィードフォワード等の所望の制御演算、この実施例ではＰＩＤとフィードフォワードとを併用した制御演算式により算出される。

【００２３】次に、ステップ106 で、算出した要求熱量を得るのに必要なガス量Ｆ_Gを算出する。ステップ107 ではこの算出ガス量Ｆ_Gが開弁量更新設定部24で設定された制御範囲の上限のガス量Ｆ_GHよりも大きいか否かの判断を行う。Ｆ_GがＦ_GHよりも大きいときは要求ガス量Ｆ_GSPをＦ_GHの値として設定する。

【００２４】これに対し、Ｆ_GHよりもＦ_Gが小さいときにはＦ_Gが制御範囲の下限のガス量Ｆ_GLよりも小さいか否かの判断を行い、Ｆ_GがＦ_GLよりも小さいときにはＦ_GLを要求ガス量Ｆ_GSPの値として設定する。Ｆ_GがＦ_GLよりも大きくＦ_GHよりも小さいときにはステップ106 で算出したガス量Ｆ_Gを要求ガス量Ｆ_GSPとして設定する。次に、ステップ112 で熱線風速計13からの検出信号により現在のガス量Ｆ_GI を検出し、ステップ113 で、この検出ガス量Ｆ_GIと前記設定された要求ガス量Ｆ _GSP との値からＰＩ演算によってバーナ１に供給するガス流量が要求ガス量になるように比例弁５の開弁駆動電流を求め、これを比例弁５に加えて比例弁５の開弁量を制御する。

【００２５】一方、ステップ100 で、緩点火動作を行うものと判断されたときには、ステップ114 で緩点火に要するガス量Ｆ_GSP′が設定される。このガス量Ｆ_GSP′は予め時間の関数として与えておくことも可能であり、また、演算によって算出するようにしてもよい。ステップ115 では熱線風速計13によって現在ガス通路４に流れているガス量Ｆ_GIを検出し、ステップ116 で、前記Ｆ_GSP′とＦ_GIの値により、Ｆ_GIがＦ_GSP′に近づくように比例弁５の開弁駆動電流を開弁量制御部25によるＰＩ演算により算出する。このＰＩ演算に際し、緩点火制御部26によって、ＰＩ演算の比例帯が広い方向に、および（又は）積分時間が大きくなる方向にＰＩ演算の定数が変更される結果、時間に対して緩やかに立ち上がる開弁駆動電流が算出され、この開弁駆動電流が比例弁５に加えられて、供給ガス量がゆっくりと立ち上げられ、目的とする緩点火が行われるのである。

【００２６】なお、この実施例では使用のガス種が変わるごとに要求ガス量設定部21の演算式と、制御範囲の上限Ｆ_GHおよび下限Ｆ_GLの値が変更後のガス種のものに自動的に変わり、前記演算過程を経てバーナ１の燃焼制御が行われることになる。

【００２７】本実施例は、使用するガス種に応じて、比例弁５の開弁の制御範囲をその使用するガス種に合うように更新設定するものであるから、使用するガス種が変わっても、比例弁を取り替えたり制御範囲を手動でいちいち変更することなく、その変更後のガス種に合った燃焼制御を好適に行うことが可能となる。

【００２８】また、本実施例では制御範囲を更新設定する際に、給湯器の仕様で定まる燃焼能力の最小と最大の範囲よりも広めに制御範囲を設定するので、バーナ１に供給するガス量を要求ガス量に迅速に追従させ、給湯器の出湯湯温を設定温度に迅速に集束できるという優れた制御効果が得られる。

【００２９】図６〜図７はこれらの効果を従来例との比較状態で示したグラフである。図６は同図の（ｃ）のように出湯量を可変させたときの出湯温度特性（同図の（ａ））とガス量制御態様（同図の（ｂ））を示したグラフであり、破線は従来例を、実線は本実施例の場合をそれぞれ示している。従来例では、例えば、給湯器の出湯能力に近い大容量の給湯が行われるようなとき、バーナ１へのガス供給量を器具の燃焼能力の上限を越えて上げることができないために、設定温度よりも出湯温度がかなり低くなると、ガス供給量を器具の能力の上限にまで高めても、なかなか出湯湯温を上昇できず、設定温度までに高めるのに長い時間がかかるという問題があったが、この実施例では同図の（ｂ）に示すように、ガス供給量の制御範囲を給湯器の器具の能力の上限よりも大きなオーバーシュートが出ない範囲で上側に広くしているため、その能力を越えたガス量を供給することができるので、大容量の給湯時にあっても、湯温を迅速に設定温度までに高めることができ、出湯温度特性が効果的に改善されている。また、出湯量を急激に絞ったときにも器具の能力の下限を越えてガス量を絞ることができるので、ガス量を要求ガス量に迅速に追従させることができ、これにより、出湯量変化に対するオーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑制し、湯温の安定化を図ることができる。

【００３０】図７は同図の（ｃ）に示すような態様で出湯量を変化させたときの、出湯温度特性（同図（ａ））と、ガス量制御態様（同図（ｂ））とを従来例との比較で示したもので、破線は従来例を、実線は実施例をそれぞれ示している。例えば、給湯が定常的に行われていた状態で、給湯量の急激な増加方向の変更がなされたとき、これに応じて、バーナ１に供給するガス量も増加する必要があるが、従来例では、ガス量の制御範囲は給湯器の能力の下限リミットと上限リミットとに限定されているため、ガス量を増やす方向に制御しても、そのガス量を上限リミットを越えて供給することができないので、どうしても、出湯温の応答を速くできないという問題がある。同様に、定常燃焼状態から、ガス供給量を急激に減少する要求が生じた場合にも、その出湯温の応答性を速くできないという問題が生じる。これに対し、本実施例では、同図の（ｂ）に示すように、ガス供給量の制御範囲を前記従来例の制御範囲よりも上限ではΔＨだけ、下限ではΔＬだけそれぞれ広幅に設定されているので、例えば、定常燃焼時に、ガス供給量を急激に増加する方向に変更があったときには、従来の上限リミットを越えたガス供給量を供給することができるので、ガス供給量の増加方向の応答性も良くなり、同様に、定常燃焼中に、ガス供給量を急激に減少する方向に変更されたときにもそのガス供給量の応答性は素早いものとなり、制御性能を十分に高めることができる。

【００３１】さらに、本実施例では、点火動作を緩やかに点火するように構成したものであるから、点火動作を円滑に行うことができるという効果が得られる。図８はこの効果を従来例との比較の上で示したものである。破線は従来例を、実線は実施例をそれぞれ示したもので、点火時には、通常のＰＩ動作によってガスの供給量を立ち上げるために、点火時における初期のガス流量が不安定になるため、点火が不安定となり、この不安定状態がひどくなると、点火ミスを生じるという問題がある。これに対し、本実施例では緩点火が行われることから、点火初期のガス流量の変化が緩やかとなり、これにより、点火を安定、かつ、円滑に行うことができることになる。また、点着火期間を経過した後、ＰＩＤとフィードフォワードの併用による比例燃焼に移行する際にも、前記の如く、ガス供給量の制御幅が広めに設定されているので、ガスの立ち上げの応答性が速やかとなり、極めて短時間のうちにガス供給量を要求ガス量にまで立ち上げることができる。

【００３２】なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、ガス流量検出手段として熱線風速計13を用いたが、図９の（ａ）に示すような比重フロート式の検出手段を用いることも可能であり、同図の（ｂ）に示すような圧力センサ式の手段を用いてもよい。比重フロート式の検出手段の場合には、フロート30の収容空間部31を設け、この収容空間部31の壁面側にはガスの流れによって浮上するフロート30の位置を磁気変換式やフォトカプラ式やコンデンサ式等によって検出する位置検出手段32を設け、フロート30の浮上位置を位置検出手段30で検出することによりガス流量が検出できる。また、図９の（ｂ）に示す圧力センサ式の場合は、比例弁５とバーナ１との間のガス通路４に圧力センサ35を設け、ガス流量を圧力に変換して検出することができる。

【００３３】また、これらの流量検出手段を用いた場合にも、その流量検出手段の出力レベルにより使用するガス種の自動判別が可能となる。例えば、流量検出手段を比重フロート式のもので構成したときには、ガス種によってガス比重が異なるために、ガス流量を零にしたとき、あるいは所定の一定流量にしたときにフロート30の浮上位置が異なることとなり、これにより、ガス種に応じて出力レベルに変化が生じ、この変化を検出することによりガス種の自動判別が可能となる。また、流量検出手段として圧力センサ式を用いたときにも、ガス種によって圧力が異なることから、同様に、圧力センサの出力レベルを解析することにより、ガス種の自動判別が可能となる。

【００３４】本実施例ではこのガス種の自動判別をガス流量が零のときのセンサ出力に基づいて判別したが、ガスが流れている所定の速度のときのセンサ出力レベルに基づいて判別してもよく、あるいは、ガス流量の複数の位置でセンサ出力の多点検出を行ってガス流量とセンサ出力との関係グラフを作り出し、この作成したグラフの曲線パターンと各ガス種のグラフデータパターンとの比較参照を行って使用ガス種を自動判別するようにしてもよい。

【００３５】さらに、上記実施例ではガス種を自動判別しているが、例えば、制御装置12やリモコン等にガス種の手動切り換えスイッチを設けておき、給湯器を設置するときに、使用するガス種に応じて手動スイッチを切り換えてガス種の設定を行うようにしてもよい。

【００３６】さらに、上記実施例では基幹のガス通路４に流量検出手段（実施例では熱線風速計13）を設けたが、低カロリーのガス種と高カロリーのガス種を使用する場合には、図10に示すように、ガス通路４に対してバイパス通路33を設けることが望ましい。周知のように、ガス種によって比重が異なるために、低カロリーのガスと高カロリーのガスとではガス流量に大きな差が生じる。このガス種による流量の比較データが表１に示されている。

【００３７】

【表１】

【００３８】この表で、例えば、24号の給湯器における最大燃焼時の流量を見てみると、例えばプロパンガス（ＬＰガス）を１としたとき、６Ｂガスでは流量が4.3 倍になり、いちばん低カロリーの４Ｃガスでは7.5 倍の流量となる。また、給湯器が2. 5 号の場合の最小燃焼時のガス流量の場合でも同様の比率となる。一方、給湯器が24号の最大燃焼時に、13Ａガスの流量を基準として１とすると、４Ｃガスではその3.2 倍の流量となる。また、2.5 号の給湯器で最小燃焼時も同様の比率となる。

【００３９】このように、ガス種に応じて流量が大きく異なるため、例えば、プロパンガスや13Ａガスの流量に合わせてガス通路４の通路面積を設定し、そのガス通路４に熱線風速計13等の流量検出手段を設けると、プロパンガスや13Ａガスの場合には支障なくガス流量を検出できるのであるが、比重の軽い低カロリーのガス４Ｃガスを使用したときにはガス流量が大きすぎて、熱線風速計13等の測定範囲から検出値が大きく外れてしまい、ガス流量の検出ができなくなるという問題が生じる。これを避けるために、図10に示すように、バイパス通路33を設け、例えば、このバイパス通路33にはダンパや弁等の流路絞り手段34を設け、４Ｃガス等の低カロリーのガス種を使用するときには流路絞り手段34を開いて両方の通路４，33を通してガスを流し、通路４を通る流れによってガス流量を検出するようにし、高カロリーのガスを用いるときには流路絞り手段34を閉じ、全てのガスを通路４を流すようにしてガス流量を検出するようにすることができる。このようにすることにより、低カロリーのガスから高カロリーのガスに亙ってガス流量を支障なく検出することができることとなる。

【００４０】さらに、上記実施例では開弁量制御部25に複数のガス種の制御範囲を包含した幅の広い開弁量の制御範囲を前もって与えておき、ガス種が設定されたときに、そのガス種に合った制御範囲に更新設定するようにしたが、開弁量制御部25に前もって広幅の制御範囲を与えておかず、給湯器の設置施工後、最初に運転する際に、ガス種が設定されたときに、そのガス種に合った制御範囲を自動設定するようにしてもよい。この場合も、以後、使用するガス種が変更されたときは、その変更されたガス種に合った制御範囲に更新することになる。

【００４１】さらに、上記実施例ではガス流量を検出し、その検出信号によって燃焼制御を行っているが、一般の給湯器のように、ガス流量を検出することなく、通常のフィードフォワード、ＰＩＤ、フィードフォワードとＰＩＤの併用等の制御方式により燃焼制御を行ってもよい。この場合は従来広く行われているように、比例弁５の開弁量の制御範囲を開弁駆動電流によって設定するが、この場合も本考案ではガス種が設定されたときに、そのガス種に合った開弁駆動電流の制御範囲が自動設定されることとなる。そして、この制御範囲の設定に際し、特に要求がある場合は設定されたガス種の固有の制御範囲よりも広めの制御範囲が設定されるように構成することになる。

【００４２】さらに、上記実施例ではガス流量調整弁として比例弁を用いたが、ガス流量調整弁は開弁量の制御によってガス流量を制御できるものであればよく、例えば、ニードルバルブ，ガバナ等の他のバルブを使用することができる。

【００４３】さらに上記実施例で、ガス流量調整弁（比例弁５）の開弁制御範囲を器具固有の制御範囲よりも広めのＦ_GH〜Ｆ_GLの範囲に設定する場合、例えば設定温度をＡ ℃に設定したとき、出湯温度がα℃低い（Ａ−α）℃のときにはガス流量を最大のＦ_GHにして運転を行うこととなるが、このとき、タイマ等により時間を測定し、このガス量Ｆ_GHでの連続運転が所定時間行われても能力不足のために出湯温度がＡ℃に上がらないときは、器具の負担を軽減するために、制御範囲を器具本来の制御範囲に戻すようにし、同様に、Ａ℃の設定温度に対して出湯温度がα℃高い（Ａ＋α）℃のときにはガス流量を最低のＦ_GLにして運転を行うが、所定時間連続運転しても器具の能力過剰のためにＡ℃に出湯温度が下がらないときには、器具の負担を軽減するために、制御範囲を器具本来の制御範囲に戻して燃焼制御を行うようにしてもよい。この場合は出湯流量の制御を併用する等して、出湯温度を設定温度に近づけるように燃焼制御が行われることになる。

【００４４】さらに、上記実施例では燃焼装置として給湯器を例にして説明したが、本考案は風呂釜やガス暖房器等の各種の燃焼装置にも適用されるものである。

【００４５】

【考案の効果】

本考案は、使用するガス種が設定されたときには、そのガス種に合った開弁量制御範囲を自動設定するように構成したものであるから、ガス種が異なっても、そのガス種に合った好適な燃焼制御を行うことができる。

【００４６】また、ガス種が異なっても、従来例のように比例弁をその都度交換調整する必要がなく、また、ガス種が変わるごとに器具の能力設定を手動でいちいち行う手間隙も不用となり、取り扱い上非常に便利である。

【００４７】さらに、大きなオーバーシュートやアンダーシュートが出ない範囲で器具の能力範囲よりも広めに開弁量の制御範囲を設定するように構成したものにあっては、ガス供給量を要求ガス量に迅速に追従させることができ、これにより、ガス供給制御の応答性が改善され、性能の良い、かつ、高精度の燃焼制御が可能となる。

【００４８】さらに、バーナの点火を緩点火によって行うように構成したものにあっては、点火時のガスの立ち上げをゆっくりとさせることができるので、点火動作が円滑となり、点火ミスのない安定した点火を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る燃焼装置の一実施例を示すシステ
ム構成図である。

【図２】同実施例の装置において使用されている熱線風
速計の構成説明図である。

【図３】同実施例の装置を構成する制御部のブロック構
成図である。

【図４】ガス流量とセンサ出力との関係を示すグラフデ
ータの一例である。

【図５】同実施例の動作を示すフローチャートである。

【図６】本実施例の効果を従来例との比較状態で示すグ
ラフである。

【図７】本実施例の効果を従来例との比較状態で示すさ
らに別のグラフである。

【図８】本実施例の緩点火動作を従来例との比較状態で
示す説明図である。

【図９】流量検出手段の他の例を示す説明図である。

【図10】ガス通路にバイパス通路を設けた例の説明図で
ある。

【図11】従来の一般的な燃焼装置のシステム図である。

【図12】複数のガス種に対応するために考えられる開弁
量制御範囲の設定量の説明図である。

【符号の説明】

１バーナ５比例弁 12 制御装置 18 燃焼制御部 23 ガス種判別部 24 開弁量設定部 25 開弁量制御部 26 緩点火制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者金子隆神奈川県大和市深見台３丁目４番地株式会社ガスター内 (72)考案者森清一神奈川県大和市深見台３丁目４番地株式会社ガスター内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスをバーナに導くガス通路にガス
流量調整弁が設けられ、このガス流量調整弁の開弁量を
制御することにより供給ガス量を可変制御する燃焼装置
において、使用ガス種が設定されたときに、そのガス種
設定信号に基づき、そのガス種に合った開弁量制御範囲
を自動設定する開弁量設定部が設けられている燃焼装
置。
【請求項２】開弁量設定部は、開弁量制御範囲の上限
を器具の能力として設定された最大燃焼能力に相当する
開弁量よりも上側に所定量幅を広げ、開弁量制御範囲の
下限を器具の能力として設定された最小燃焼能力に相当
する開弁量よりも下側に所定量幅を広げて、設定ガス種
の固有の開弁量制御範囲よりも広めに設定するように構
成されている請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】バーナの点火時にはガス流量調整弁の開
弁をゆっくり動作させてバーナに供給するガス量をゆる
やかに立ち上げて行く緩点火制御部が設けられている請
求項１又は請求項２記載の燃焼装置。