JPH10311533A - ガス燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炎電流特性の不安定が一時的な場合に、誤っ
て燃焼異常としないガス燃焼制御方法を提供する。 【解決手段】 炎電流検出手段の炎電流を読み込むステ
ップと、この読み込まれた炎電流と炎電流基準値とを比
較するステップと、この比較結果により燃焼異常を判別
するステップと、この異常状態である時間が所定時間経
過したか否かを判別するステップと、異常状態が所定時
間継続すると、燃焼を停止するステップとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス器具の燃焼を制御
するガス燃焼制御方法に関し、特に、各種のガスに対応
が可能でかつ火力の調節すなわち燃焼量の変化に対して
も高い精度で燃焼の異常に対処することができるガス燃
焼制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナの火炎によるイオン電流を炎電流
検出値として出力する炎電流検出手段と、この炎電流検
出手段による炎電流に基づいて上記バーナの燃焼異常を
判別して信号を出力する異常判別手段と、この異常判別
手段による異常信号に基づいて燃焼を制御する燃焼制御
手段とを備えてなるガス燃焼制御装置にあっては、熱量
の異なるガス種の切換えおよび火力調節に係る要求燃焼
量の変化に対応して燃焼異常を判別するために、従来、
主バーナと副バーナとにそれぞれ炎電流検出用のフレー
ムロッドを設けたものがある（例えば、特開昭５９−１
８９２１７号公報等）。

【０００３】このガス燃焼制御装置は、火力調節可能な
主バーナとその他に対比用に燃焼量固定の副バーナを設
けてそれぞれに炎電流検出用のフレームロッドを設け、
これら両者の電流差が燃焼ガスの空燃比に対応するよう
に回路定数を調整設定することにより、ガス種に応じ
て、また、要求燃焼量の変化に拘わらずに、バーナの燃
焼異常について判別を行うことを可能としたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ガ
ス燃焼制御装置は、主バーナと副バーナとそれぞれに炎
電流検出用のフレームロッドを要するので、燃焼機の構
造が複雑となる上に、燃焼機毎の組立誤差等に起因する
各フレームロッドの炎電流特性のばらつきに対処するた
めに、その炎電流特性に合わせて回路定数を調整設定す
る必要が有る。さらに、燃焼機の使用中に炎電流特性が
変化することが有るので、バーナの燃焼異常について高
精度の判別を行うことが困難である。従って、本発明の
目的は、炎電流特性の不安定が一時的な場合に、誤って
燃焼異常としないガス燃焼制御方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、正常燃焼とされる最適空燃比時における火炎による
炎電流である炎電流基準値を出力する基準値演算手段
と、この基準値演算手段による炎電流基準値について正
常燃焼とすべき所定比率の許容幅で上記炎電流基準値の
上下に許容範囲を設定する許容範囲演算手段と、この許
容範囲演算手段による炎電流基準値の許容範囲と上記炎
電流検出値とを比較して上記許容範囲を外れた時に燃焼
異常として信号を出力する比較手段とからなる異常判別
手段によってガス燃焼制御装置を構成した。また、炎電
流検出手段の炎電流を読み込むステップと、この読み込
まれた炎電流と炎電流基準値とを比較するステップと、
この比較結果により燃焼異常を判別するステップと、こ
の異常状態である時間が所定時間経過したか否かを判別
するステップと、異常状態が所定時間継続すると、燃焼
を停止するステップとからなることを特徴とするガス燃
焼制御方法を構成した。

【０００６】

【作用】本発明のガス燃焼制御装置によれば、基準値演
算手段が正常燃焼とされる所定空燃比時の火炎による炎
電流である炎電流基準値を出力し、この電流基準値につ
いて許容範囲演算手段が正常燃焼とすべき所定比率の許
容幅で上記炎電流基準値の上下に許容範囲を設定し、こ
の許容範囲と炎電流検出手段による炎電流検出値とを比
較手段が比較して上記許容範囲を外れた時に燃焼異常と
して信号を出力することにより、異常判別手段はバーナ
の燃焼異常を判別し、この異常判別手段による異常信号
に基づいて燃焼制御手段が燃焼を制御する。また、本発
明のガス燃焼制御方法によれば、読み込まれた炎電流と
炎電流基準値との比較結果によって、燃焼の異常状態が
判定されても、この異常状態が所定時間継続しないとき
には、燃焼を停止させない。このため、この所定時間内
に炎電流特性が一時的に不安定となっても、誤って燃焼
停止を判断させないようにできる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図１は本発明に係るガス燃焼制御装置の機能
ブロック図、図２は炎電流基準値特性図、図３は空気過
剰率に対する炎電流特性図、図４は燃焼制御処理手順図
である。

【０００８】図１において、ガス燃焼制御装置Ａは、ガ
ス種切替え手段１、要求燃焼量演算手段２の他に、図示
せぬバーナの火炎によるイオン電流を炎電流検出値とし
て出力する炎電流検出手段３と、この炎電流検出手段３
による炎電流に基づいてその燃焼異常を判別する異常判
別手段４と、この異常判別手段４による異常信号に基づ
いて燃焼を制御する燃焼制御手段５、計時手段６等を備
える。

【０００９】ガス種切替え手段１は、供給ガスの種別を
特定するために、１３Ａ、４Ｃ−２等の複数のガス種か
ら入力操作によって選択されたガス種に対応するガス種
特定情報を出力する。このガス種特定情報は、要求燃焼
量演算手段２および異常判別手段４が供給ガスの熱量に
応じた制御処理を行うことを可能にする。

【００１０】要求燃焼量演算手段２は、図示せぬセンサ
や操作パネルから、入水温度２ａ、設定温度２ｂ、流量
２ｃ、出湯温度２ｄを受け、ガス種切替え手段１のガス
種特定情報と合わせ、出湯等の要求に対応する燃焼量を
算出し、異常判別手段４と燃焼制御手段５に燃焼目標情
報を送る。

【００１１】異常判別手段４は、正常燃焼とされる最適
空燃比時の所定空気過剰率における火炎による炎電流で
ある炎電流基準値を出力する基準値演算手段４ａと、こ
の基準値演算手段４ａによる炎電流基準値について正常
燃焼とすべき所定比率の許容幅で上記炎電流基準値の上
下に許容範囲を設定する許容範囲演算手段４ｂと、この
許容範囲演算手段４ｂによる炎電流基準値の許容範囲と
上記炎電流検出値とを比較して上記許容範囲を外れた時
に燃焼異常として信号を出力する比較手段４ｃとからな
る。

【００１２】また、異常判別手段４は、炎電流検出手段
３の短絡監視のための短絡基準値出力手段４ｄを備え、
この短絡基準値出力手段４ｄは、上記比較手段４ｃに短
絡基準値を出力する。短絡基準値は、給湯機の能力によ
り決定される炎電流基準値の最大値より大きく設定され
ている。

【００１３】基準値演算手段４ａの炎電流基準値は、最
適空燃比時における炎電流特性として、図２の横軸の燃
焼量Ｑに対応する縦軸の炎電流基準値Ｉに示すように、
ガス種毎に異なる特性となる。ｌ１は４ｃ−２、ｌ２は
１３Ａのそれぞれのガス種に関する特性を示す。この炎
電流基準値は、基準値演算手段４ａによってガス種と要
求燃焼量に対応して算出される。

【００１４】次に、空燃比に対する炎電流特性を空気過
剰率に対する炎電流特性を例にとって示す。

【００１５】許容範囲演算手段４ｂによる炎電流基準値
の許容範囲は、図３の横軸に空気過剰率、縦軸に炎電流
基準値を１００％とした比電流を採ると、空気の供給不
足による不完全燃焼領域と空気の供給過大による炎のリ
フトを除いた正常燃焼領域とすべき範囲に対応して、例
えば、比電流が９０％以上の範囲すなわち、炎電流基準
値からの許容幅１０％以下の範囲として決定される。

【００１６】燃焼制御手段５は、要求燃焼量演算手段
２、異常判別手段４および計時手段６からの情報に基づ
いて、着火器５ａ、送風機５ｂ、ガス調節弁５ｃの駆動
を統制する。

【００１７】上記構成によるガス燃焼制御装置Ａの作用
を以下に説明する。

【００１８】図４において、図示せぬ給湯機の給湯栓の
操作等によって、燃焼制御処理ステップＳ１が開始さ
れ、燃焼指令処理ステップＳ２において、図１の着火器
５ａ、送風機５ｂ、ガス調節弁５ｃが駆動される。

【００１９】この燃焼指令処理ステップＳ２では、図１
の入水温度２ａ、設定温度２ｂ、流量２ｃ、出湯温度２
ｄと予め設定されているガス種切替え手段１の情報等を
基にして、燃焼制御手段５が、要求燃焼量演算手段２か
ら送られる要求燃焼量に沿って、上記着火器５ａ、送風
機５ｂ、ガス調節弁５ｃを制御する。

【００２０】着火開始時にあっては、燃焼制御手段５
が、送風機５ｂによって残留ガスを排出し、これに続け
て着火器５ａとガス調節弁５ｃを駆動し、次の計時開始
ステップＳ３で計時手段６を起動し、炎電流入力ステッ
プＳ４で炎電流検出手段３の炎電流を読み込む。

【００２１】異常判別ステップＳ５は、異常判別手段４
において、炎電流検出手段３の炎電流について、基準値
演算手段４ａと許容範囲演算手段４ｂによる要求燃焼量
に対応する炎電流許容範囲チェックと短絡基準値出力手
段４ｄによる短絡チェックのための比較が比較手段４ｃ
によって行われる。

【００２２】着火されて燃焼が正常であれば、炎電流に
ついての比電流は９０％〜１００％の範囲内にあるので
異常判別手段４は正常信号を発し、燃焼制御手段５に送
られて燃焼指令処理ステップＳ２から繰り返される。こ
の時、燃焼制御手段５は要求燃焼量演算手段２から送ら
れる次の要求燃焼量に対応する。

【００２３】着火されなかった時、または、着火されて
も燃焼が異常の時は、異常判別手段４が異常信号を燃焼
制御手段５に送り、時間経過判別ステップＳ６におい
て、計時手段６から得た経過時間が、回復できない異常
と確認するに足る所定の時間に満たない場合は、炎電流
入力ステップＳ４から繰り返される。

【００２４】異常状態が上記所定時間継続すると、燃焼
停止指令出力ステップＳ７において、燃焼制御手段５は
着火器５ａ、送風機５ｂ、ガス調節弁５ｃを停止させて
ＥＮＤステップＳ８に至り、ガスの燃焼はガス燃焼制御
装置Ａによって安全に停止される。

【００２５】なお、上記異常判別手段４に失火時の判別
の基準となる失火基準値出力手段を比較手段４ｃに接続
して設けることにより、失火時の対応を迅速に行うこと
ができる。失火基準値は、炎電流基準値のとりうる最小
値より小さく設定されている。その具体的な制御手順
は、図４の異常判別ステップＳ５と時間経過判別ステッ
プＳ６の間で失火判別を行い、失火時は燃焼停止指令出
力ステップＳ７に制御を移す手順によって可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明によれ
ば、正常燃焼とされる炎電流基準値を出力する基準値演
算手段と炎電流基準値について正常燃焼とすべき所定比
率の許容範囲を設定する許容範囲演算手段と比較手段等
からなる異常判別手段を燃焼制御手段に接続してガス燃
焼制御装置を構成したので、基準値演算手段と許容範囲
演算手段により、正常燃焼に対応した炎電流許容範囲が
設定され、この許容範囲を基に炎電流検出値が比較判別
されて燃焼が制御される。

【００２７】したがって、本発明に係るガス燃焼制御装
置は、ガス種に特定されずかつ燃焼量の変化に拘わらず
に、高い精度で燃焼の異常に対処することができ、燃焼
の安全を確保することができる。また、本発明のガス燃
焼制御方法では、炎電流特性が一時的に不安定となって
も、燃焼の異常状態が所定時間継続しないときには、誤
って燃焼停止の判断を行うことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス燃焼制御装置の機能ブロック
図

【図２】炎電流基準値特性図

【図３】空気過剰率に対する炎電流特性図

【図４】燃焼制御処理手順図

【符号の説明】

１ …ガス種切替え手段 ２ …要求燃焼量演算手段 ３ …炎電流検出手段 ４ …異常判別手段 ４ａ…基準値演算手段 ４ｂ…許容範囲演算手段 ４ｃ…比較手段 ５ …燃焼制御手段 Ａ …ガス燃焼制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナの火炎によるイオン電流を炎電流
   検出値として出力する炎電流検出手段と、この炎電流検
   出手段による炎電流に基づいて上記バーナの燃焼異常を
   判別して信号を出力する異常判別手段と、この異常判別
   手段による異常信号に基づいて燃焼を制御する燃焼制御
   手段とを備えてなるガス燃焼制御方法において、 前記炎電流検出手段の炎電流を読み込むステップと、 この読み込まれた炎電流と炎電流基準値とを比較するス
   テップと、 この比較結果により燃焼異常を判別するステップと、 この異常状態である時間が所定時間経過したか否かを判
   別するステップと、 異常状態が所定時間継続すると、燃焼を停止するステッ
   プとからなることを特徴とするガス燃焼制御方法。