CN100504172C - 燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种燃烧装置，设置有鼓风机控制机构，其对将燃烧用空气供给燃烧器的鼓风机进行控制。鼓风机控制机构具有：第1运算机构，其以对应于表示鼓风机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性而预先确定的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性为基准，根据检测电流值和基准电流值之差，来计算出鼓风机电流改正值；第2运算机构，其计算出作为检测电流值和鼓风机电流改正值之差的鼓风机电流值识别值；第3运算机构，其依据鼓风机电流识别值来计算出鼓风机补正值；存储机构，其分别对基准电流值、鼓风机电流改正值、鼓风机电流识别值、以及鼓风机补正值进行存储；以及补正机构，其依据鼓风机补正值对鼓风机的风量进行补正。

Description

燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种为使得鼓风机的转速和与燃烧器的燃烧量相对应的目标转速相一致而对该鼓风机电流进行控制的燃烧装置，其中该鼓风机设置在含有上述燃烧器的通气系统中，并对该燃烧器供给燃烧用空气。

背景技术

在这种燃烧装置中，为使得向燃烧器供给燃烧用空气的鼓风机的转速与使燃烧器能良好地燃烧的目标转速相一致，而对鼓风机电机的电流进行控制。然而，当设置有鼓风机的通气系统发生了堵塞时，即使是为了使得鼓风机的转速与目标转速相一致地而来控制鼓风机电流，但供给燃烧器的燃烧用空气还是不足，从而导致燃烧器的燃烧呈现不良。由此，根据表示通气系统堵塞度的增大的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的变动，来增大地补正鼓风机的目标转速，用以补偿伴随通气系统的堵塞而减少的供向燃烧器的燃烧用空气。具体而言，通气系统的堵塞度若增大，鼓风机的负荷则减少，鼓风机转速被维持于一定，但鼓风机电流却降低，利用这一性质，根据鼓风机电流的降低，来增大地补正鼓风机的目标转速。

然而，由于鼓风机存在有个体差异，故而，当在通气系统未发生堵塞的状态时，鼓风机转速即使相同，鼓风机电机的鼓风机电流也呈现不同，也即是说，在表示鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的线中会产生有散乱。而且，鼓风机的个体差异也会影响用于补正鼓风机电流的补正值，而根据补正值即使是控制成了目标转速，由此得到的燃烧用空气的量也不是与通气系统的堵塞度相对应的量，从而更有可能导致燃烧器的燃烧出现不良。

因此，众所周知，在以往有这样一种构成，即对应于鼓风机的个体差异，预先存储针对鼓风机电流的多个补正数据，从其所存储的补正数据之中选择性地采用与所使用的鼓风机的特性相对应的补正数据(例如参照专利文献1：特开2003-207127号公报)。但是，由于补正数据的选择作业是通过作业者的手动作业来进行的，因此，作业不仅繁琐而且有可能发生人为性的选择错误。此外，为了提高鼓风机电流的补正精度，又必须将更多的补正数据存储到存储器等的存储机构中，以至产生为了确保较大存储容量而增加成本的问题。

而且，除此之外，众所周知，还有这样一种构成，即在每一定时间内检测鼓风机电流，并以其一定时间内的特定的值或者最大值为基准电流值，来比较所检测出的电流值和基准电流值，当电流值超过一定的比例而呈减少时，则使鼓风机的转速增加(例如参照专利文献2：特开平6-300246号公报)。但是，若根据这种构成，由于在使用中基准电流值被确定为特定的值，因此，又会产生以下的问题，例如，因逐年劣化(尘埃堆积)，通气系统渐渐变窄，以至风量渐渐降低下去，在这种状况下，基准电流值也降低，从而无法准确地得到所希望的风量。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明的目的在于，提供一种能够减轻作业者的调整作业并能进行与鼓风机电机的个体差异相对应的高精度的风量补正的燃烧装置。

为达到上述的目的，本发明的燃烧装置具有：通气系统，该通气系统中包含有燃烧器；鼓风机，该鼓风机设置在通气系统上并能将燃烧用空气供给燃烧器；鼓风机电机，该鼓风机电机驱动该鼓风机转动；电流测定机构，该电流测定机构检测该鼓风机电机的电流；转速检测机构，该转速检测机构检测所述鼓风机的转速；以及鼓风机控制机构，该鼓风机控制机构控制鼓风机电机的鼓风机电流，以使得所述鼓风机的转速和与该燃烧器的燃烧量相对应的目标转速相一致；其特征在于，所述鼓风机控制机构具有：第1运算机构，该第1运算机构对应于表示鼓风机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性，而预先确定作为基准的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性，并根据由所述电流测定机构所检测出的检测电流值和基准电流值之间的差，来计算出鼓风机电流改正值，其中该基准电流值是依据作为基准的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性而得到；第2运算机构，该第2运算机构计算出鼓风机电流识别值，而该鼓风机电流识别值是由所述电流测定机构所检测出的检测电流值与由该第1运算机构计算出的鼓风机电流改正值之差；第3运算机构，该第3运算机构依据由该第2运算机构计算出的鼓风机电流识别值，计算出鼓风机补正值；存储机构，该存储机构分别对所述基准电流值、所述鼓风机电流改正值、所述鼓风机电流识别值、以及所述鼓风机补正值进行存储；以及补正机构，该补正机构依据该存储机构中的鼓风机补正值，对鼓风机的风量进行补正。

根据本发明，在通过所述鼓风机控制机构来控制鼓风机电机的鼓风机电流时，首先，将由第1运算机构计算出的所述鼓风机电流改正值存储于所述存储机构中。接着，将由第2运算机构计算出的所述鼓风机电流识别值存储于所述存储机构。然后，将由第3运算机构计算出的所述鼓风机补正值存储于所述存储机构。而且，通过所述补正机构，进行依据所述鼓风机补正值的鼓风机的风量补正。这样，由于是依据由各运算机构计算出的值来补正鼓风机的风量，因此，即使是在鼓风机的特性中存在有因个体差异产生的散乱，也会自动地进行对应于其鼓风机的特性的风量补正，从而可以减轻作业者的调整作业并能进行高精度的风量补正。此外，由于在计算所述鼓风机电流改正值及所述鼓风机补正值时所使用的所述基准电流值是，对应于表示鼓风机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性而确定的值，因此，在鼓风机为下限制品(处于鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的散乱的下限时的制品)时，即使只有少许的风量降低，也可以确实进行风量的补正。另外，即使是在鼓风机为上限制品(处于鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的散乱的上限时的制品)时，通过所述鼓风机电流改正值而将该鼓风机识别为下限制品，这样即使只有少许的风量降低，也可以确实进行风量的补正。

在本发明中，进一步具体而言，可以例举出：所述鼓风机控制机构是以表示鼓风机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性为基准。据此，可以检测出少许的风量的变化，从而可以确实进行鼓风机的风量补正。

另外，除此之外，还可以例举出：所述鼓风机控制机构是以处于表示鼓风机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的下侧且按规定的误差而确定的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性为基准。据此，可以排除例如除鼓风机以外的通气系统所产生的误差，从而可以进行更高精度的风量补正。

另外，在本发明中，其特征在于，所述鼓风机控制机构判断相对于所述基准电流值的所述鼓风机电流识别值的大小，当判断出所述鼓风机电流识别值比所述基准电流值大时，借助于第1运算机构求解鼓风机电流改正值，而且对所述存储机构中的鼓风机电流改正值进行更新。

当鼓风机电流识别值比所述基准电流值大时，可认为是因为什么的原因而导致变成了极其不正确的鼓风机电流改正值。因此，通过重新求解鼓风机电流改正值，并更新所述存储机构的鼓风机电流改正值，可以订正不正确的鼓风机电流改正值，从而可以保证风量补正的精度。

此外，最好是所述鼓风机控制机构在判断出所述鼓风机电流识别值比所述基准电流值大时，并在所述鼓风机电流识别值未超过规定的上限值的场合，对所述存储机构中的鼓风机电流改正值进行更新。例如，在供热水器等上采用本发明的燃烧装置时，当在供热水器的检查作业中，并在取下供热水器的外壳的前板的状态下进行运转时，通气系统被开放，鼓风机电流识别值有时会变得极其的大。因此，设定伴随在检查作业等时的通气系统的开放而变化的鼓风机电流识别值的上限值，在未超过该上限值的场合，通过更新所述存储机构中的鼓风机电流改正值，可以排除检查作业等带来的影响。

另外，在本发明中，最好是所述鼓风机控制机构在规定时间燃烧运转之后，计算出所述存储机构的所述鼓风机电流改正值、所述鼓风机电流识别值、以及所述鼓风机补正值。据此，可以在鼓风机电机的电流稳定之后检测出该电流，可以准确地计算出所述鼓风机电流改正值、所述鼓风机电流识别值、以及所述鼓风机补正值，从而可以提高风量补正的精度。

附图说明

图1表示本发明的实施方式的燃烧装置的概略构成的示意图。

图2表示本发明的实施方式的燃烧装置的功能曲线图。

图3表示本发明的实施方式的燃烧装置中的鼓风机控制机构的动作的流程图。

图4表示本发明的实施方式的燃烧装置中的鼓风机控制机构的动作的另一例的流程图。

具体实施方式

依据附图，说明本发明的一实施方式。

图1所示的燃烧装置1为供热水器，其具有：燃烧器2，通气系统3，该通气系统3中包含有燃烧器2；鼓风机4，该鼓风机4设置在通气系统3上并能强制性地将燃烧用空气供给到燃烧器2；通水路5；以及控制单元7，该控制单元7根据遥控器6等的供热水温度的设定等而对供热水运转进行控制。

燃烧器2是通过这样被点火燃烧的，即经点火电极9并通过点火器10而对经由燃气通路8供给来的燃气进行点火；其燃烧火焰的状态通过火焰探测棒11被检测。在燃气通路8上，从上游至下游依次设置有主电磁阀12和调速电磁比例阀13。调速比例电磁阀13通过控制单元7被进行通电控制，而呈现出对应于通电量的开度，用以连续地调节流经燃气通路8中的燃气量。

在收装有燃烧器2的燃烧室14的下部设置有将燃烧用空气供给于燃烧器2的吸气口15，在燃烧室4的上部设置有将来自燃烧器2的燃烧排气排出去的排气口16。而且，由从吸气口15到排气口16的空气通路构成通气系统3。

另外，鼓风机4设有鼓风机电机17，通过控制单元7所具有的转速检测机构18及电流测定机构19来测定鼓风机4的转速及电流。

通水路15是由在上游连接于上水道(图示略)的供水路20、在上游连接于供水路20的热交换通水路5a、在上游连接于热交换通水路5a而在下游连接于水龙头21的供热水路22、以及从供水路20分支出而合流于供热水路22的辅路23构成。在供水路20和辅路23的分支位置上游设置有电动水量控制装置24。电动水量控制装置24通过控制单元7被进行通电控制，用以控制热交换通水路5a的流水量和辅路23的流水量。

在供水路20上，从上游至下游依次设置有水量传感器25和供水热敏电阻26。水量传感器25输出与流水量对应的信号，供水热敏电阻26输出与供水温度对应的信号。在热交换通水路5a中，并在燃烧室1内，经设置于燃烧器2上方的热交换器27的散热片28，通过燃烧器2的燃烧排气而对水予以加热，变成热水。在热交换通水路5a上，并在热交换器27的下游设置有输出与出热水温度对应的信号的出热水温热敏电阻29。在供热水路22上，并在与辅路23的合流位置的下游设置有输出与供热水温度对应的信号的供热水温热敏电阻30。

控制单元7具有对燃烧器2的燃烧量进行控制的燃烧控制机构31和、对从鼓风机4朝向燃烧器2的燃烧用空气的供给进行控制的鼓风机控制机构32。

燃烧控制机构31依据在遥控器6上设定的供热水温度来设定燃烧器2的目标燃烧量，并与该目标燃烧量相一致地来控制燃烧器2的燃烧量。

鼓风机控制机构32对应于目标燃烧量来设定鼓风机4的目标转速，使得通过转速检测机构18测得的鼓风机4的转速与目标转速相一致地控制鼓风机电机17的鼓风机电流。若更加具体说明的话，鼓风机控制机构32具有运算处理部33(第1运算机构、第2运算机构、第3运算机构)、存储部34(存储机构)、以及补正部35(补正机构)。运算处理部33具有将在后边说明的计算鼓风机电流改正常数(鼓风机电流改正值)、鼓风机电流识别值、以及鼓风机补正系数(鼓风机补正值)的功能。

存储部34存储鼓风机电流改正常数、鼓风机电流识别值、以及鼓风机补正系数。此外，如图2所示，在存储部34中还预先存储有鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性的基准线L(实线)。基准线L是对应于表示鼓风机的散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性而被预先设定。在本实施方式中，是沿着表示鼓风机的散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性Ls(点划线)的下侧附近来设定基准线L的，据此，基准线L排除了鼓风机电流以外的散乱(例如通气系统3等的散乱)所导致的误差。另外，如果在通气系统3等方面能得到足够的精度的话，其误差所带来的影响则将变得极小，因此，也可以使得基准线L与表示鼓风机的散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性Ls相一致。补正部35依据存储在存储部34中的电流补正常数，对鼓风机4的目标转速进行补正。

下面，对上述构成的燃烧装置的功能进行说明。首先，打开水龙头21，使水流于通水路5中，当由水量传感器25测得的流水量达到规定量以上时，使燃烧器2开始燃烧。此时，由于要供给遥控器6上所设定的供热水温度的热水，因此，通过燃烧控制机构31来设定燃烧器2的目标燃烧量。另外，鼓风机控制机构32在对应于燃烧器2的目标燃烧量而设定鼓风机4的目标转速的基础之上，控制鼓风机转速以使其与目标转速相一致。此外，燃烧控制机构31对应于由鼓风机控制机构32所控制的鼓风机转速，通过控制调速比例电磁阀13的通电量来控制从燃气通路8送向燃烧器2的燃气供给量。这样，首先通过鼓风机4供给燃烧用空气，接着，通过点火器10使点火电极9动作，燃气被供给燃烧器2，燃烧器2开始燃烧。而且，通过燃烧器2的燃烧排气，流经热交换通水路5a的水经热交换器27而被加热变成热水，并经供热水路22被供给到外部。此时，燃烧控制机构31对燃烧器2的目标燃烧量进行适当地改变，以使得由供热水温热敏电阻30所测得的供热水温度与设定值相一致。

在此，依据图3的流程图详细说明鼓风机控制机构32的动作。如图3所示，首先，在STEP1鼓风机电流改正常数被清除时，如在STEP2所示设定鼓风机电流改正常数为0。鼓风机电流改正常数的清除是通过操作者操作未图示的清除开关来进行的，当在进行鼓风机电机17的修理或更换、或者热交换器27的清扫等时，对鼓风机电流改正常数进行清除。接着，在STEP3，接通点火信号，经点火电极9并通过点火器10而对燃烧器2进行点火。另一方面，在STEP1鼓风机电流改正常数未被清除时，在STEP4采用存储在存储部34中的鼓风机电流改正常数。

然后，在STEP5通过补正部35，使用预先存储在存储部34中的鼓风机补正系数，对鼓风机转速进行补正，以进行燃烧器2的燃烧运转。另外，此时的补正转速是根据设定转速和鼓风机补正系数来计算的(设定转速×鼓风机补正系数)。而且，在STEP5进行的燃烧器2的燃烧运转在STEP6继续进行10分钟，一旦经过10分钟，则进入STEP7。这样，通过经过燃烧器2的燃烧开始后的规定时间(在本实施方式中为10分钟)，鼓风机电机17的热呈现上升，鼓风机电流也相对比较稳定。

在STEP7，通过所述运算处理部33，重新计算出鼓风机补正系数(更新鼓风机补正系数)，通过补正部35，使用更新鼓风机补正系数，对鼓风机转速进行补正，以进行燃烧器2的燃烧运转。另外，运算处理部33首先是根据由所述电流测定机构19测得的鼓风机电流实测值和鼓风机电流改正值之间的差，计算出鼓风机电流识别值(鼓风机电流实测值-鼓风机电流改正值)，接着根据图2所示的基准电流值和鼓风机电流识别值，计算出更新鼓风机补正系数(基准电流值/鼓风机电流识别值)。而且，在此计算出的鼓风机电流识别值也被存储于所述存储部34中。在STEP7中，由于在STEP6从燃烧器2的燃烧开始经过10分钟之后进行更新鼓风机补正系数的计算，故而鼓风机电机17的电流相对比较稳定，从而可以高精度地计算出更新鼓风机补正系数。此外，由于在更新鼓风机补正系数的计算中所采用的基准电流值如图2所示是通过基准线L(实线)来设定的，而该基准线L又是沿着表示鼓风机4的散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电流间的关系特性Ls(点划线)的下侧附近，因此，当所使用的鼓风机4的电流为下限制品的电流时，即使是灰尘附着在通气系统3上而导致风量只有少许的降低，也可以确实进行风量的补正，当所使用的鼓风机4的电流为上限制品的电流时，通过鼓风机电流识别值而识别为下限制品，即使是只有少许的风量降低，也可以确实进行风量的补正。

而后，在STEP8，燃烧器2的燃烧停止信号变成接通(燃烧运转的结束时)时，进入STEP9。在STEP9，当所述存储部34的鼓风机电流识别值比规定的上限值小时，进入STEP10，而当鼓风机电流识别值比规定的上限值大时，进入STEP11。当鼓风机电流识别值比规定的上限值大时，可以认为是这种情况，例如，虽未图示，但在供热水器的检查作业中取下供热水器的外壳的前板的状态下而进行运转之时。因此，进入STEP11，在存储部34中存储前一次的鼓风机补正系数，并又进入STEP14，停止燃烧。

在STEP10，当所述存储部34的鼓风机电流识别值比基准电流值大时，进入STEP12，而当鼓风机电流识别值比基准电流值小时，进入STEP13。即，在STEP10，当鼓风机电流识别值比基准电流值小时，可认为是因为什么的原因而计算出了极其不正确的鼓风机电流识别值。因此，进入STEP13，不进行存储部34中的鼓风机电流改正系数的更新，同时通过在STEP7中计算出的更新鼓风机补正系数，来更新存储机构34的鼓风机补正系数。在STEP10，当所述存储部34的鼓风机电流识别值比基准电流值大时，可认为是例如鼓风机电流改正常数为异常的数值。由此，在STEP12，运算处理部33根据鼓风机电流实测值和基准电流值，计算出新的鼓风机电流改正常数(鼓风机电流实测值-基准电流值)，并更新存储机构34中的鼓风机电流改正常数，将鼓风机补正系数复位(使鼓风机补正系数为1)。据此，则将鼓风机电流改正常数改成正常的数值，从而可以保证补正的精度。而且，在经过STEP12或STEP13之后，在STEP14，停止燃烧器2的燃烧。

下面，依据图4的流程图，以另一例子来说明鼓风机控制机构32的动作。图4中的STEP1□STEP6与图3中的STEP1□STEP6相同，故省略其说明。在图4中，经STEP6后，在STEP7燃烧器2的燃烧停止信号变成接通(燃烧运转的结束时)时，进入STEP8，停止燃烧器2的燃烧。接着，在STEP9开始后净化。

在该后净化中，首先，进入STEP10，当所述存储部34的鼓风机电流识别值比规定的上限值小时，进入STEP11，而当鼓风机电流识别值比规定的上限值大时，进入STEP12。在STEP12，存储前一次的鼓风机补正系数，并进入STEP14，结束后净化。

在STEP11，当所述存储部34的鼓风机电流识别值比基准电流值大时，进入STEP13，而当鼓风机电流识别值比基准电流值小时，进入STEP14。在STEP14，通过运算部处理33计算出鼓风机电流识别值和新的鼓风机补正系数(更新鼓风机补正系数)，该更新鼓风机补正系数被存储于存储机构34。通过在后净化中计算出鼓风机补正系数，而与如在燃烧中之时鼓风机转速过于低的场合相比，减少了误差带来的影响，从而可以准确地计算出鼓风机补正系数。另外，在STEP13，运算处理部33根据鼓风机电流实测值和基准电流值，计算出新的鼓风机电流改正常数(鼓风机电流实测值-基准电流值)，并更新存储机构34的鼓风机电流改正常数，将鼓风机补正系数复位(使鼓风机补正系数为1)。而且，在经过STEP13或STEP14之后，在STEP15结束后净化。

Claims (6)

1.一种燃烧装置，其具有：通气系统，该通气系统中包含有燃烧器；鼓风机，该鼓风机设置在上述通气系统上并能强制性地将燃烧用空气供给燃烧器；鼓风机电机，该鼓风机电机驱动该鼓风机转动；电流测定机构，该电流测定机构检测该鼓风机电机电流；转速检测机构，该转速检测机构检测所述鼓风机的转速；以及鼓风机控制机构，该鼓风机控制机构控制鼓风机电机电流，以使得所述鼓风机的转速和与该燃烧器的燃烧量相对应的目标转速相一致；其特征在于，

所述鼓风机控制机构具有：第1运算机构，该第1运算机构对应于表示鼓风机电机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性，而预先确定作为基准的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性，并根据由所述电流测定机构所检测出的检测电流值和基准电流值之间的差，来计算出鼓风机电机电流改正值，其中该基准电流值是依据作为基准的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性而得到；第2运算机构，该第2运算机构计算出鼓风机电机电流识别值，而该鼓风机电机电流识别值是由所述电流测定机构所检测出的检测电流值、和由该第1运算机构计算出的鼓风机电机电流改正值之间的差；第3运算机构，该第3运算机构依据由该第2运算机构计算出的鼓风机电机电流识别值计算出鼓风机补正值；存储机构，该存储机构分别对所述基准电流值、所述鼓风机电机电流改正值、所述鼓风机电机电流识别值、以及所述鼓风机补正值进行存储；以及补正机构，该补正机构依据该存储机构中的鼓风机补正值对鼓风机的风量进行补正。

2.根据权利要求第1项所述的燃烧装置，其特征在于，所述鼓风机控制机构是以表示鼓风机电机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性为基准。

3.根据权利要求第1项所述的燃烧装置，其特征在于，所述鼓风机控制机构是以处于表示鼓风机电机电流散乱的下限的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性的下侧且按规定的误差而确定的鼓风机转速和鼓风机电机电流间的关系特性为基准。

4.根据权利要求第1项所述的燃烧装置，其特征在于，所述鼓风机控制机构判断所述鼓风机电机电流识别值相对于所述基准电流值的大小，当判断出所述鼓风机电机电流识别值比所述基准电流值大时，借助于第1运算机构求解鼓风机电机电流改正值，而且对所述存储机构中的鼓风机电机电流改正值进行更新。

5.根据权利要求第4项所述的燃烧装置，其特征在于，所述鼓风机控制机构在判断出所述鼓风机电机电流识别值比所述基准电流值大时，并在所述鼓风机电机电流识别值未超过规定的上限值的场合，对所述存储机构中的鼓风机电机电流改正值进行更新。

6.根据权利要求第1项所述的燃烧装置，其特征在于，所述鼓风机控制机构在规定时间燃烧运转之后，计算出所述存储机构中的所述鼓风机电机电流改正值、所述鼓风机电机电流识别值、以及所述鼓风机补正值。

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