JP3312052B2

JP3312052B2 - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JP3312052B2
Application number: JP09904193A
Authority: JP
Inventors: 秀司藤野; 宏神谷; 善克石川
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JPH06307627A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼用空気を供給する
ファンの出力を燃料供給量に応じて調整するファン制御
手段と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検
出手段と、燃料供給量に対応する適正酸素濃度を設定す
る酸素濃度設定手段と、前記酸素濃度検出手段の検出酸
素濃度が前記酸素濃度設定手段にて設定された適正酸素
濃度になるように、前記ファンの出力を補正する補正手
段とが設けられた燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼制御装置では、従来、適切な
空燃比を得るように、予め設定された燃料供給量とファ
ン出力との相関関係に基づいて、燃料供給量の変更に応
じてファン出力を調整する構成とし、そして、燃焼装置
個々の装置特性のバラツキや装置特性の経年変化、或い
は、空気供給路や燃焼排ガス路における通風障害の発生
等によりファン出力と実際の空気供給量との関係に変化
が生じて、それが原因で空燃比が最適値から外れてしま
うことに対処するため、燃焼排ガス中の酸素濃度を酸素
濃度検出手段にて検出し、その検出値に基づいて、ファ
ン出力を補正していた。つまり従来では、例えば本出願
人が既に提案した特願平４−３１９１５０号に示すよう
に、燃料供給量全域において、各燃料供給量に対応して
予め設定されている適正酸素濃度と実測の酸素濃度との
偏差に基づいて、ファン出力を直接補正していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
燃焼装置（例えば、ガス給湯器等）では、燃料供給量が
低い領域では、図９に示すように、熱交換器での結露及
び不完全燃焼を防止するため高空気過剰率で燃焼させる
のが一般的であり、結果的に、燃料供給量が低い領域で
は、燃料供給量が低いほど酸素濃度も高くなる。尚、こ
のときの空気過剰率とは、実際の空気量と完全燃焼に必
要な理論空気量との比を示したものであり、図９の空気
過剰率（適正値）は実験的に求められるものである。と
ころが、酸素濃度と空気過剰率との関係は図８に示すよ
うに変化するため、高空気過剰率では、空気過剰率の変
化に対してその酸素濃度の変化はわずかである。つま
り、高空気過剰率の領域では、ファン出力を上げて供給
空気量を増加させることにより、空気過剰率を増加させ
ても、酸素濃度はわずかにしか変化しないこととなる。

【０００４】従って、従来の如く、燃料供給量に対応し
て予め設定されている適正酸素濃度と実測の酸素濃度と
の偏差に基づいてファン出力を補正して空気過剰率を適
正に補正しようとしても、空気過剰率の高い領域（つま
り燃料供給量の低い領域）では、空気過剰率の低い領域
に比べて、的確に空気過剰率を補正することができな
い、という問題がある。つまり、酸素濃度検出手段及び
その検出回路等の検出誤差及び検出精度を考慮すると、
高空気過剰率の領域では、酸素濃度検出手段の検出酸素
濃度値に基づいて、実際の空気過剰率を検出することが
できないので、ファン出力を適正に補正することができ
ないのである。ちなみに、空気過剰率の高い領域におい
て、検出酸素濃度値に基づいて、正確な空気過剰率を検
出するためには、酸素濃度検出手段及びその検出回路を
非常に精度の高いものにする必要があり、その結果、燃
焼制御装置のコストが高価になってしまうという問題が
ある。本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、適正な空気過剰率を得ることのできる
低コストの燃焼制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼制御装置
は、燃焼用空気を供給するファンの出力を燃料供給量に
応じて調整するファン制御手段と、燃焼排ガス中の酸素
濃度を検出する酸素濃度検出手段と、燃料供給量に対応
する適正酸素濃度を設定する酸素濃度設定手段と、前記
酸素濃度検出手段の検出酸素濃度が前記酸素濃度設定手
段にて設定された適正酸素濃度になるように、前記ファ
ンの出力を補正する補正手段とが設けられたものであっ
て、その第１特徴構成は、前記補正手段が、酸素濃度が
設定値未満になると推定される燃料供給量のときには、
前記酸素濃度検出手段の検出酸素濃度に基づいて、前記
ファンの出力の補正を実行し、酸素濃度が前記設定値以
上になると推定される燃料供給量のときには、酸素濃度
が前記設定値未満になると推定される燃料供給量のとき
の補正情報に基づいて補正値を求めて、前記ファンの出
力の補正を実行するように構成されている点にある。第
２特徴構成は、前記酸素濃度設定手段が、各燃料供給量
に対応する適正酸素濃度の下限値及び上限値を設定する
ように構成されており、前記補正手段が、前記酸素濃度
検出手段にて検出される酸素濃度が、前記下限値を下回
ると、ファン出力を所定の値だけ増加させ、前記上限値
を上回ると、ファン出力を所定の値だけ減少させるよう
に構成されている点にある。第３特徴構成は、前記酸素
濃度検出手段が、限界電流型の酸素センサであり、その
酸素センサの監視電圧の印加を制御する監視電圧制御手
段が、酸素濃度が前記設定値未満になると推定される燃
料供給量のときにのみ、前記限界電流型の酸素センサの
監視電圧の印加を実行するように構成されている点にあ
る。

【０００６】

【作用】本発明の第１特徴構成によれば、酸素濃度が設
定値未満になると推定される燃料供給量のときには、酸
素濃度検出手段の検出酸素濃度に基づいて、ファン出力
が補正され、酸素濃度が前記設定値以上になると推定さ
れる燃料供給量のときには、酸素濃度が前記設定値未満
になると推定される燃料供給量のときの補正情報に基づ
いて補正値が求められて、ファン出力が補正される。つ
まり、前述の如く、空気過剰率の高い領域（酸素濃度が
前記設定値以上になると推定される燃料供給量の領域）
では、ファン出力を適正に補正することができないの
で、ファン出力を適正に補正することのできる空気過剰
率の低い領域（酸素濃度が設定値未満になると推定され
る燃料供給量の領域）のファン出力の補正情報より、空
気過剰率の高い領域でのファン出力の補正量を的確に推
定することができるのである。第２特徴構成によれば、
酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度が、適正酸素
濃度の下限値を下回ると、ファン出力を所定の値だけ増
加させ、適正酸素濃度の上限値を上回ると、ファン出力
を所定の値だけ減少させる。つまり、図１０に示すよう
に、適正酸素濃度値Ｘ₀に対し下限値Ｘ_L及び上限値Ｘ
_Hを設定し、下限値Ｘ_Lを下回ったとき、又は上限値Ｘ
_Hを上回ったとき、すなわち所定以上の偏差が生じたと
きのみ、ファン出力の変更を実行するのである。第３特
徴構成によれば、酸素濃度が前記設定値未満になると推
定される燃料供給量のときにのみ、限界電流型の酸素セ
ンサの監視電圧の印加を実行するので、燃焼中における
監視電圧の印加時間を短縮することができ、よって、酸
素センサの劣化を極力防ぐことができるのである。尚、
限界電流型の酸素センサについて、説明を加えると、か
かる限界電流型の酸素センサ（以下、単に酸素センサと
いう）は、ディスク状の安定化ジルコニアの両面に設け
た電極間に直流電圧を印加したときに、酸素イオンをキ
ャリアとして流れる電流（限界電流）が酸素濃度によっ
て変化することを利用して酸素濃度を検出するものであ
る。このため、酸素センサに常に監視電圧を印加してお
くと、酸素センサには常に限界電流が流れることとな
り、このため、酸素センサの劣化が促進されることとな
るのである。

【０００７】

【発明の効果】上記第１特徴構成によれば、空気過剰率
の高い領域でのファン出力の補正量を的確に推定するこ
とができるので、特別な酸素濃度検出手段及びその検出
回路を設けることなく、低コストの装置で、適正な空気
過剰率を得ることができる燃焼制御装置を提供するに至
った。第２特徴構成によれば、所定の偏差が生じたとき
のみファン出力の変更を実行するので、例えば外乱によ
りわずかに空気量が変動しても、その変動に対して逐一
ファン出力を変更してしまう、というような、不必要な
制御を行うことを回避することができると共に、ファン
出力の変更を逐一実行する必要がないため、制御を一層
簡素化することができるに至った。第３特徴構成によれ
ば、燃焼中における酸素センサの監視電圧印加時間を短
縮して、酸素センサの劣化を極力防ぐことができるの
で、よって、酸素センサの寿命を延ばして、酸素センサ
を交換するメンテナンスを少なくすることができるに至
った。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の燃焼制御装置を、給湯装置に
適用した実施例を、図面に基づいて説明する。図１は給
湯装置を示し、水管式の熱交換器１、その熱交換器１を
加熱するバーナ２、及び、バーナ２に対し燃焼用空気ａ
を供給するとともに熱交換器通過後の燃焼排ガスｅｇを
排気路３を介し外部に排出させるファン４を装備してい
る。

【０００９】熱交換器１への給水路５には、給水温ｔｉ
を検出する水温センサ６と給水量Ｗを検出する水量セン
サ７が設けられ、又、熱交換器１からの給湯路８には、
給湯温ｔｏを検出する湯温センサ９が設けられ、更に、
排気路３には、燃焼排ガスｅｇ中における酸素濃度Ｘを
検出する酸素濃度検出手段としての限界電流型の酸素セ
ンサ（以下単に酸素センサという）１６が設けられてい
る。図中、１０はバーナ２に対し燃料ガスｇを供給する
燃料供給路、１１は燃料ガス供給の断続、及び、燃料ガ
ス供給量Ｉｐの調整を行う電磁比例弁である。

【００１０】又、図中、１２は制御装置であり、この制
御装置１２には、燃焼運転の発停を行う着火消火操作部
１２ａ、燃料ガス供給量Ｉｐの調整（すなわち、燃焼量
の調整）により給湯温ｔｏを調整する湯温調整部１２
ｂ、並びに、ファン４の出力調整（本例では回転数調
整）により燃焼用空気ａの供給量を調整するファン制御
部１２ｃ、燃料ガス供給量Ｉｐに対応する適正酸素濃度
としての調整目標値Ｎを設定する酸素濃度設定部（酸素
濃度設定手段）１２ｄ、その酸素濃度設定部１２ｄの調
整目標値Ｎを設定変更することによりファン４の出力を
補正する補正部（補正手段）１２ｅ、酸素センサ１６の
監視電圧Ｖ_Kの印加を制御する監視電圧制御部（監視電
圧制御手段）１２ｆを装備している。

【００１１】酸素センサ１６は、図３に示すように、セ
ンサエレメント１７、端子１８、端子台１９、メッシュ
カバー２０からなる。センサエレメント１７は、図４に
示すように、ディスク状の安定化ジルコニア１７ａの両
側に白金電極１７ｂを形成し、その片側に小孔１７ｃが
設けられたキャップ１７ｄを接合して構成されている。
両電極１７ｂ間に電圧（監視電圧）Ｖｋを印加すると、
ポンピング作用により酸素イオンをキャリアとする電流
が流れる。

【００１２】キャップ１７ｄ内への空気の流入が小孔１
７ｃによって制限されることから電圧の所定領域で電流
がほぼ一定（限界電流）になる。そして、この限界電流
は空気中の酸素濃度に比例して変化するので、一定監視
電圧Ｖｋを両電極１７ｂ間に印加しておき、そのときの
電流値から酸素濃度を検出することができる。尚、上記
ポンピング作用は、高温（５００℃程度）において発生
するするので、キャップ１７ｄ上部にヒータ１７ｅを一
体に形成し、ヒータ１７ｅへの通電によりセンサエレメ
ント１７を加熱するように構成されている。

【００１３】着火消火操作部１２ａは、給湯栓１３の開
栓に伴う水量センサ７での水量検知により電磁比例弁１
１を開弁するとともに点火機構１４を作動させてバーナ
２の燃焼運転を開始させ、又、給湯栓１３の閉栓に伴う
水量センサ７での水量非検知により電磁比例弁１１を閉
弁してバーナ２の燃焼運転を停止させる。

【００１４】湯温調整部１２ｂは、検出給水温ｔｉ、検
出給水量Ｗ、及び、設定された目標給湯温ｔｓから下記
数１によるフィードホワード演算により、目標給湯温ｔ
ｓを得るに必要な燃料ガス供給量Ｉｐ₀’を算出する。

【数１】Ｉｐ₀’＝ｑ・Ｗ・（ｔｓ−ｔｉ）但し、ｑは、所定の定数である。更に、湯温調整部１２
ｂは、検出給湯温ｔｏと目標給湯温ｔｓとの偏差Δｔｏ
に基づくフィードバック演算により必要補正値ΔＩｐを
算出して、上記のフィードホワード演算による算出燃料
ガス供給量Ｉｐ₀’に対しフィードバック演算による必
要補正値ΔＩｐを加算することで、燃料ガス供給量の調
整目標値Ｉｐ₀（＝Ｉｐ₀’＋ΔＩｐ）を決定する。

【００１５】そして、湯温調整部１２ｂは、燃料ガス供
給量Ｉｐと比例弁電流ｉ（電磁比例弁１１に対する操作
電流値）との設定関数Ｆ１に基づき、電磁比例弁１１に
対する操作電流値ｉを燃料ガス供給量の上記目標値Ｉｐ
₀に対応する値に調整し、これにより、バーナ２に対す
る実際の燃料ガス供給量を目標値Ｉｐ₀に調整して、給
湯温ｔｏを目標給湯温ｔｓに調整・維持する。

【００１６】ファン制御部１２ｃは、酸素濃度設定部１
２ｄにて設定された調整目標値Ｎと回転数センサ１５に
より検出される検出値との偏差ΔＮに基づき、その検出
値が調整目標値Ｎに一致するようにファン出力を調整す
る。

【００１７】酸素濃度設定部１２ｄは、燃料ガス供給量
Ｉｐとファン４の初期設定出力値Ｎ ₀との設定関数Ｆ２
に基づき、各燃料ガス供給量Ｉｐに対応する初期設定出
力値Ｎ₀を設定し、その初期設定出力値Ｎ₀と補正部１
２ｅにて後述の如く設定された補正係数ｋとに基づい
て、下記数２にて調整目標値Ｎを設定する。

【数２】Ｎ＝ｋ・Ｎ₀

【００１８】補正部１２ｅは、酸素濃度が設定値未満に
なると推定される燃料ガス供給量（本実施例では、２２
０００ｋｃａｌ以上）のときには、酸素センサ１６の検
出酸素濃度Ｘに基づいて、ファン４の出力の補正を実行
し、酸素濃度が前記設定値以上になると推定される燃料
ガス供給量（２２０００ｋｃａｌ未満）のときには、酸
素濃度が前記設定値未満になると推定される燃料ガス供
給量のときの補正情報に基づいて補正値を求めて、ファ
ン４の出力の補正を実行するように構成されている。

【００１９】つまり、補正部１２ｅは、装置個々の装置
特性のバラツキや装置特性の経年変化、或いは、空気経
路や排気路３における通風障害の発生等によりファン出
力Ｎと実際の空気供給量Ｑとの関係に変化が生じ、それ
が原因で空燃比が最適値から外れてしまうことを防止す
るため、酸素センサ１６の検出情報に基づいて、前記補
正係数ｋの値を補正することにより、酸素濃度設定部１
２ｄの調整目標値Ｎを変更してファン出力を補正するの
であるが、酸素濃度と空気過剰率との関係は図８に示す
ように変化するため、高空気過剰率（燃料ガス供給量Ｉ
ｐが２２０００ｋｃａｌ未満）では、適正な空気過剰率
になるように、酸素センサ１６の検出情報に基づいてフ
ァン出力を正確に制御することができないこととなる。
従って、燃料ガス供給量Ｉｐが２２０００ｋｃａｌ未満
では、後述する如く、燃料ガス供給量Ｉｐが２２０００
ｋｃａｌ以上のときの補正情報に基づいて補正値を求め
て、つまり、２２０００ｋｃａｌ以上のときの補正係数
ｋを用いて、ファン出力を補正するのである。

【００２０】各燃料ガス供給量Ｉｐに対する最適な空気
過剰率Ｚ₀は、図９に示す燃料ガス供給量Ｉｐと空気過
剰率Ｚとの関数Ｆ４により、実験的に決定されている。
空気過剰率Ｚと酸素濃度Ｘとは、図８に示すような相関
関係にあるので、図９の燃料ガス供給量Ｉｐと空気過剰
率Ｚとの関係を、燃料ガス供給量Ｉｐと酸素濃度Ｘとの
関係に置き換えると、図１０のＦ３に示すようになる。
つまり、Ｆ３は、各燃料ガス供給量Ｉｐに対する適正酸
素濃度値Ｘ₀を示している。

【００２１】酸素濃度設定部１２ｄは、図１０に示すよ
うに、各燃料ガス供給量Ｉｐに対応する適正酸素濃度値
Ｘ₀の下限値Ｘ_L及び上限値Ｘ_Hを設定するように構成
されいる。本実施例においては、下限値Ｘ_L及び上限値
Ｘ_Hを適正酸素濃度値Ｘ₀に対し±５％に設定してい
る。尚、図９中、Ｚ_Lは、最適な空気過剰率Ｚ₀に対
し、−５％にあたる下限値を示しており、Ｚ_Hは、最適
な空気過剰率Ｚ₀に対し、＋５％にあたる上限値を示し
ている。

【００２２】補正部１２ｅは、酸素センサ１６にて検出
される酸素濃度Ｘが、下限値Ｘ_Lを下回ると、補正係数
ｋを１．０５倍してファン出力Ｎを所定の値だけ増加さ
せ、上限値Ｘ_Hを上回ると、補正係数ｋを１／１．０５
倍してファン出力Ｎを所定の値だけ減少させるように構
成されている。

【００２３】監視電圧制御部１２ｆは、酸素濃度Ｘが前
記設定値未満になると推定される燃料ガス供給量（２２
０００ｋｃａｌ以上）のときにのみ、酸素センサの監視
電圧Ｖ_Kの印加を実行するように構成されている。

【００２４】以下、補正部１２ｅが補正係数ｋの値を補
正することにより、酸素濃度設定部１２ｄの調整目標値
Ｎを変更してファン出力を補正する制御（ファン補正制
御）について、図７のフローチャートにて説明する。補
正部１２ｅは、燃料ガス供給量Ｉｐが２２０００ｋｃａ
ｌ以上であるか否を判別し（処理（イ））、２２０００
ｋｃａｌ以上であれば、酸素センサ１６の監視電圧Ｖ_K
を印加して、酸素センサ１６による酸素濃度の測定を実
行し、２２０００ｋｃａｌ未満であれば、監視電圧Ｖ_K
の印加を停止して、酸素センサ１６による酸素濃度の測
定を停止する。尚、本実施例の給湯装置では、燃料ガス
供給量Ｉｐの最大ガス供給量ｍａｘＩｐは、３００００
ｋｃａｌに規定されており、ファン出力Ｎは最大４４０
０ｒｐｍに規定されている。

【００２５】燃料ガス供給量Ｉｐが２２０００ｋｃａｌ
以上であれば、燃料ガス供給量Ｉｐの変更及びファン出
力の目標値Ｎの変更が行われた後は、酸素センサ１６の
雰囲気環境が安定するまで、３０秒の待機時間を設けて
（処理（ロ））、その後に、酸素センサ１６の計測動作
に入る。酸素センサ１６の出力Ｘは、先ず１回／１秒で
１０回測定して平均値Ｘ₁を算出し（１セット目）、そ
の後再度１回／１秒で１０回測定して平均値Ｘ₂を算出
する（２セット目）。そして、前後２セットの測定結果
Ｘ₁，Ｘ₂の誤差ΔＸを下記数３にて求め、その誤差Δ
Ｘが１％以内になるまで、酸素センサ１６による測定を
繰り返し実行する（処理（ハ））。

【数３】 ΔＸ＝（｜Ｘ₁− Ｘ₂｜／Ｘ₂）×１００（％）

【００２６】前後２セットの誤差ΔＸが１％以内になる
と、上記平均値Ｘ₂を下限値Ｘ_L及び上限値Ｘ_Hと比較
し、平均値Ｘ₂が下限値Ｘ_L以上であれば、補正係数ｋ
を１．０５倍することにより、ファン出力を１．０５倍
にし、平均値Ｘ₂が上限値Ｘ _H以下であれば、補正係数
ｋを１／１．０５倍することにより、ファン出力を１／
１．０５倍にする（処理（ニ））。従って、ファン出力
Ｎは、図１１に示すように、ｋ＝１．０より１段階ずつ
変更されることとなる。又、上記の如く補正係数ｋを補
正しながらも、常時燃料ガス供給量Ｉｐの変更がないか
否かをチェックして、燃料ガス供給量Ｉｐが変更されれ
ば、再び前記処理（イ）に戻るように構成されている。
更に、上記補正係数ｋは、装置の電源が停止してもいい
ように、Ｅ²ＰＲＯＭ（不揮発メモリー）に逐次記憶変
更されている。

【００２７】上記の制御中、補正係数ｋの値は常時監視
されており、最大ガス供給量ｍａｘＩｐが制限されてい
ない状態（ｍａｘＩｐ＝３００００ｋｃａｌ）におい
て、ｋ≧１．２２になると、最大ガス供給量ｍａｘＩｐ
を２６０００ｋｃａｌ（最大時の８７％出力）に制限
（ガス量制限）し、更に異常ランプ（図示せず）を点灯
させて、再び上記制御を実行するように構成されている
（（処理（ホ））。これは、ファン能力が限界（４４０
０ｒｐｍ）に達したことにより、装置が風量不足になっ
て、不完全燃焼を生じることを防止すると共に、装置が
突然停止し、使用者の不便を生じないようにするためで
ある。

【００２８】ガス量制限を行ったのち、ｋ≦１．１６に
補正係数が復帰した時点で、上記ガス量制限を解除する
と共に、異常ランプを消灯する（（処理（ヘ））。これ
は、逆風圧等の一時的な風量低下により、上記の如くガ
ス量制限が行われたときに、不必要にガス量の少ないま
まで、制御が継続されるのを回避するためである。

【００２９】上記の如く、ガス量制限を行ったにもかか
わらず、ｋ≧１．２８であれば、燃焼異常であると判断
して、燃焼を停止する（（処理（ト））。尚、上記制御
中において、燃料ガス供給量Ｉｐを常時監視するように
構成されており、燃料ガス供給量Ｉｐが２２０００ｋｃ
ａｌ以上であれば、上記の如く、補正係数ｋの変更を随
時実行するが、２２０００ｋｃａｌ未満になると、補正
係数ｋの変更は中止して（処理（チ））、その前の補正
係数ｋの値に基づいて、ファン出力を制御するのであ
る。

【００３０】又、上述の補正部１２ｅによる補正係数ｋ
の変更は、ヒータ１７ｅへの通電開始時点からの設定立
ち上がり時間Ｔａ（本例ではバーナ２の燃焼運転開始に
伴いヒータ１７ｅへの通電が開始された時点から、酸素
センサ１６の温度が安定温度ｔｈに立ち上がる（図５参
照）までに要する設定時間Ｔａ）の経過後に実行され
る。

【００３１】次に、燃焼開始が指令されてからの制御装
置１２による制御を図６のフローチャートに基づいて説
明する。燃焼開始が指令されるに伴って、即ち給湯栓１
３が開かれ、給水量Ｗを検出する水量センサ７がオン状
態になるに伴って、酸素センサ１６のヒータ１７ｅへの
通電及びファン５の作動が開始され（処理（ヌ））、電
磁比例弁１１のガス弁の開成、バーナ２への点火も行わ
れる。但し、実際にはガス弁の開成、バーナ２への点火
は、ファン５の作動より約１秒遅れて行われる。

【００３２】ヒータ１１ｅにより酸素センサ１６（セン
サエレメント１７）が適正状態に加熱されるまで、即ち
安定温度（例えば５００℃）に達するまでの時間Ｔａ
（約１分程度の時間）を要する。そこで、この間は、ｋ
＝１．０のファン初期値制御を実行する（処理
（ル））。つまり、酸素センサ１０の検出が可能になる
まで（酸素センサ１０の温度が安定温度に達するまで）
の制御である。

【００３３】制御装置１２は、内部タイマ（図示せず）
によって上記ファン初期値制御を行う時間を管理してい
る。内部タイマは、燃焼開始（ヒータ１７ｅへの通電開
始）に伴ってリセットされカウントが開始される。そし
て、内部タイマが設定立ち上がり時間Ｔａ（１分）に達
すると、ファン４の制御が上記ファン初期値制御より前
述のファン補正制御（図７）へと移される（処理
（オ））。尚、前述したように電磁比例弁１１の開度調
節による燃料供給量の制御も同時に行われる。

【００３４】給湯栓１３が閉じられ、水量センサ７がオ
フ状態になると、電磁比例弁１１が閉じられ燃焼は停止
する（処理（ワ））。ファン４は所定の出力にて作動を
継続し、ポストパージつまり燃焼停止後の排気動作を所
定時間行う。所定時間が経過すると、ファン４を停止
し、酸素センサ１６への通電（ヒータ１１ｅへの通電及
び監視電圧の印加）を停止して、作動を終了する（処理
（カ））。

【００３５】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。ファン制御部１２ｃによるファン出力調整は、上記
実施例の如くファン回転数を調整指標とする形態のもの
に代えて、ファン駆動電流や電圧を調整指標とする形態
のものとしてもよい。上記実施例では、ファン４を燃焼用空気ａの供給経
路側に装備して、そのファン４により燃焼用空気ａをバ
ーナ２に対し加圧供給する形態を示したが、ファン４を
排気路３に装備して、ファン４による燃焼排ガスｅｇの
吸引排気に伴いバーナ２に対し燃焼用空気ａを供給する
形態を採用してもよい。上記実施例では、補正係数ｋは、燃焼停止の度に初
期値１にリセットされるが、補正係数ｋを記憶装置に記
憶保存しておき、燃焼が再開されると、その記憶保存さ
れている補正係数ｋを用いて、ファン出力を制御するよ
うにしても良い。上記実施例では、酸素センサ１６にて検出される酸
素濃度Ｘが、下限値Ｘ_Lを下回ると、ファン出力を所定
の値だけ増加させ、上限値Ｘ_Hを上回ると、ファン出力
を所定の値だけ減少させるように構成されているが、酸
素センサ１６にて検出された酸素濃度Ｘと適正酸素濃度
Ｘ₀との偏差に基づいて、ファン出力Ｎを直接補正する
ようにしても良い。上記実施例では、本発明の燃焼制御装置を、給湯装
置に適用した例を述べたが、給湯装置に限定されるもの
ではなく、その他の燃焼装置にも適応することができ
る。又、上記実施例における酸素濃度検出手段は、限界
電流型酸素センサ１６に限定されるものではなく、種々
変更することができる。

【００３６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体構成図

【図２】制御ブロック図

【図３】酸素センサの断面図

【図４】センサユニットの断面図

【図５】酸素センサの立ち上がり特性図

【図６】制御手段の制御を示すフローチャート

【図７】制御手段の制御を示すフローチャート

【図８】空気過剰率と酸素濃度との関係を示すグラフ

【図９】燃料供給量と空気過剰率との関係を示すグラフ

【図１０】燃料供給量と酸素濃度との関係を示すグラフ

【図１１】燃料供給量とファン出力との関係を示すグラ
フ

【符号の説明】

４ファン１２ｃファン制御手段１２ｄ酸素濃度設定手段１２ｅ補正手段１２ｆ監視電圧制御手段１６酸素濃度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神谷宏大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号株式会社ハーマン内 (72)発明者石川善克大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号株式会社ハーマン内 (56)参考文献特開昭60−228819（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 1/02 101 F23N 3/08 F23N 5/24 107 G01N 27/41

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼用空気を供給するファン（４）の出
力を燃料供給量に応じて調整するファン制御手段（１２
ｃ）と、燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検
出手段（１６）と、燃料供給量に対応する適正酸素濃度
を設定する酸素濃度設定手段（１２ｄ）と、前記酸素濃
度検出手段（１６）の検出酸素濃度が前記酸素濃度設定
手段（１２ｄ）にて設定された適正酸素濃度になるよう
に、前記ファン（４）の出力を補正する補正手段（１２
ｅ）とが設けられた燃焼制御装置であって、前記補正手段（１２ｅ）は、酸素濃度が設定値未満になると推定される燃料供給量の
ときには、前記酸素濃度検出手段（１６）の検出酸素濃
度に基づいて、前記ファン（４）の出力の補正を実行
し、酸素濃度が前記設定値以上になると推定される燃料供給
量のときには、酸素濃度が前記設定値未満になると推定
される燃料供給量のときの補正情報に基づいて補正値を
求めて、前記ファン（４）の出力の補正を実行するよう
に構成されている燃焼制御装置。
【請求項２】前記酸素濃度設定手段（１２ｄ）が、各
燃料供給量に対応する適正酸素濃度の下限値及び上限値
を設定するように構成されており、前記補正手段（１２ｅ）は、前記酸素濃度検出手段（１６）にて検出される酸素濃度
が、前記下限値を下回ると、ファン出力を所定の値だけ
増加させ、前記上限値を上回ると、ファン出力を所定の
値だけ減少させるように構成されている請求項１記載の
燃焼制御装置。
【請求項３】前記酸素濃度検出手段（１６）が、限界
電流型の酸素センサであり、その酸素センサの監視電圧の印加を制御する監視電圧制
御手段（１２ｆ）が、酸素濃度が前記設定値未満になる
と推定される燃料供給量のときにのみ、前記限界電流型
の酸素センサの監視電圧の印加を実行するように構成さ
れている請求項１又は２記載の燃焼制御装置。