JP3139196B2 - 燃焼器の燃焼制御方法 - Google Patents

燃焼器の燃焼制御方法

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JP3139196B2
JP3139196B2 JP05032785A JP3278593A JP3139196B2 JP 3139196 B2 JP3139196 B2 JP 3139196B2 JP 05032785 A JP05032785 A JP 05032785A JP 3278593 A JP3278593 A JP 3278593A JP 3139196 B2 JP3139196 B2 JP 3139196B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N2005/181Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using detectors sensitive to rate of flow of air
    • F23N2005/182Air flow switch

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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼器の燃焼制御方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば送風ファンの回転数を制御する強
制排気型の石油比例制御給湯器等においては、外部から
の風に対する耐風圧機能が要求されている。このため、
従来は排気口付近に風圧スイッチを設けて、該風圧スイ
ッチが一定以上の風圧を受けてオンすると、給湯号数
(号数としての1号は1リットルの水を1分間に25℃上
昇させる燃焼熱量である)を、燃焼ケース内へ空気を送
る送風ファンの回転数が一定以上の回転数(即ち一定以
上の送風量)となる給湯号数に自動的に上げ、且つ燃焼
制御を、設定号数に応じて燃焼量をリニアに制御する比
例制御燃焼から、オンオフ制御燃焼に変更して、該号数
で所定の設定温度が出湯するようにオンオフ制御燃焼運
転するようにしていた。そして前記風圧スイッチがオフ
になると再びもとの比例制御燃焼に復帰させる方法を採
用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
装置では、外部からの風圧が不安定な場合には、頻繁に
風圧スイッチがオン、オフすることから、その都度、燃
焼運転の号数が変更され、また比例制御燃焼とオンオフ
制御燃焼との変更が行われることから、安定した燃焼熱
量を出力することが難しくなり、その結果、出湯温度が
不安定となり、また正確な設定温度の温水をかえって得
難いという問題があった。前記した問題は、オンオフ制
御燃焼による給湯器の場合でも同様である。即ち、オン
オフ燃焼の号数が通常時の号数と耐風圧運転を行う場合
の号数とで頻繁に変更されることになるので、所定の燃
焼熱量を安定して得ることが困難となり、よって出湯温
度制御も不十分となって、出湯温度が不安定となり、ま
た正確な設定温度の温水を安定して得ることが難しくな
るのである。
【0004】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、外部からの風圧が不安定で、頻繁に風圧スイッチ
がオンオフする場合でも、燃焼熱量を設定された値から
不安定に変動させることなく、良好な耐風圧性能を発揮
させることができる燃焼器の燃焼制御方法の提供を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の燃焼器の燃焼制御方法は、燃焼ケース内に
供給された流体燃料を同じく燃焼ケース内に送風された
燃焼用空気で燃焼させ、発生する排気ガスを排気口から
強制排気することで、所定の燃焼熱量を得るように比例
制御燃焼若しくはオンオフ制御燃焼を通常時において行
う燃焼器であって、排気口付近に風圧スイッチを設け、
該風圧スイッチが一定以上の風圧を検出した場合には、
現行の送風量が予め定めた一定送風量以上の送風量か否
かを判定して、未満の場合には送風量を前記一定送風量
まで増加させると共に燃料供給量を前記一定送風量に対
する適正な燃料供給量に調整して、オンオフ制御燃焼に
よる耐風圧運転を行い、且つ燃焼熱量の設定が前記一定
送風量以上の送風量となる値に設定変更されない限り、
その後の風圧スイッチの如何に係わらず、その運転が終
了するまでは前記耐風圧運転を継続するようにしたこと
を特徴としている。
【0006】
【作用】上記本発明の特徴によれば、燃焼運転中、風圧
スイッチがオンすると、現在行われている送風量が一定
の送風量以上であるか否かが先ず判断される。この場合
一定送風量とは、外部からの一定以上の風圧に対して安
定した燃焼が行える送風量で、予め実験によって決定し
ておく。そして、前記判定された現在の送風量が一定の
送風量未満の場合には、送風量が前記一定の送風量まで
増加せられる。と同時に、前記変更された後の送風量に
対して適正な燃料供給量となるように流体燃料も調整せ
られ、これまでの燃焼制御方法が比例制御燃焼であるか
オンオフ制御燃焼であるか否かにかかわらず、オンオフ
制御燃焼によって所定の燃焼熱量に調整せられる。そし
て一旦、送風量を増加したオンオフ燃焼による耐風圧運
転が開始されると、その後においては例え風圧スイッチ
がオフとなっても、その運転が終了するまでは耐風圧運
転がそのまま継続される。ただし、燃焼熱量の設定が前
記耐風圧性を有する一定送風量以上の送風量に対応する
燃焼熱量へ設定変更された場合には、元の通常の燃焼運
転に復帰せられる。この場合には通常の比例制御運転や
オンオフ制御運転によっても外部からの風圧に対して十
分安定した燃焼が確保され、しかも耐風圧運転の場合よ
りも正確な燃焼熱量を得ることができる。以上のように
作用することで、風圧スイッチが頻繁にオンオフする場
合においても、安定した燃焼による正確で変動の少ない
燃焼熱量を確実に得ることができる。
【0007】
【実施例】図1は本発明方法の実施例を示し、給湯器と
しての燃焼装置の構成図、図2は制御部による燃焼運転
の制御フローチャート、図3は給湯温度制御のタイムチ
ャート、図4は他の実施例による給湯温度制御のタイム
チャートである。
【0008】図1において、燃焼ケース1の下側部に液
体燃料噴霧ノズル2が内部に臨み、またそのノズル2の
周囲から送風ファン3による空気送風口が臨まされてい
る。また前記燃焼ケース1内上部には給湯用熱交換器4
が配置され、入水管5からの水が熱交換器4を通って加
熱され、出湯管6に出湯される。5aは水流スイッチであ
る。また6aは出湯温度センサである。前記燃焼ケース1
の天井部には燃焼排気ガスを強制排気するための排気口
7が設けられ、またその近傍に外部からの風圧を検出す
る風圧スイッチ8が設けられている。
【0009】前記液体燃料噴霧ノズル2は、リターン式
のノズルとして、液体燃料の供給路9とリターン路10と
が接続され、供給路9には2つの電磁ポンプ11、12が設
けられ、またその間に流量調整器13が設けられている。
一方、リターン路10には電磁開閉弁14が設けられてい
る。この様な構成により、ノズルはその噴霧量をリニア
に変更調整することができるものとなっている。前記送
風ファン3には回転数センサ15が設けられており、回転
数を自由に変更することができるようになされている。
16は制御部で、設定された出湯温度に対して必要燃焼量
を演算し、また前記水流スイッチ5a、出湯温度センサ6
a、風圧スイッチ8、送風ファン3の回転数センサ15等
からの情報を入力して、所定の動作命令を前記供給路9
の各ポンプ11、12、送風ファン3、流量調整器13、電磁
開閉弁14等に出力する。
【0010】前記制御部16による燃焼制御は通常時は比
例制御燃焼とし、前記風圧スイッチ8がオンした場合の
一定の場合にはオンオフ制御燃焼として、所定の設定出
湯温度となるよう燃焼量を制御するようになされてい
る。即ち、図2のフローチャートと図3のタイムチャー
トを参照して、制御部16による燃焼制御を説明すると、
今、出湯管6末端の図示しない出湯カランが開放され、
入水管5の水量センサ5aがオンすると、先ず比例制御に
よる燃焼運転が開始される(S1)。この燃焼運転にお
いては、制御部16は設定された出湯温度と入水流量及び
入水温度とから必要な燃焼熱量(出湯号数)を演算し、
その燃焼熱量に対応する量の液体燃料を噴霧するよう
に、各ポンプ11、12、流量調節器13、電磁開閉弁14を調
節し、また液体燃料の噴霧供給量に対応した適切な送風
量となる送風ファン3の回転数調節する。またそして出
湯温度センサ6aからの出湯温度と設定出湯温度とを比較
して、その差に応じた噴霧量を比例制御することで液体
燃料の供給量をリニアに制御して、所定の出湯温度を得
る。同様に回転数センサ15による実際の回転数を入力す
ることで、液体燃料の噴霧供給量に適切に対応した送風
量となるファン回転数を制御する。この比例制御による
燃焼制御の場合には図3に示す比較的平滑な線からなる
出湯温度線を得る。
【0011】そして運転中、制御部16は風圧スイッチ8
からの情報を入力し、風圧スイッチ8がオンか否かを判
定する(S2)。外部からの風圧が大である場合には風
圧スイッチ8がオンするので、オンの場合には更に送風
ファン3の回転数が一定回転数NS 以上あるか否かを判
定する(S3)。ここで一定回転数NS とは外部からの
一定以上の風圧に対して安定した燃焼が行える送風量に
対応するファン3の回転数であって、予め実験によって
決定しておくことができる。風圧スイッチ8がオフの場
合、及び風圧スイッチ8がオンの場合もファン3の回転
数が一定回転数NS 以上の場合には、比例制御による燃
焼運転を継続する。
【0012】一方、ファン3の回転数が一定回転数NS
未満の場合(S3でノーの場合)には、制御部16は燃焼
運転を比例制御運転からオンオフ制御燃焼による耐風圧
運転に変更する(S4)。即ち、風圧スイッチ8がオン
であるのに、ファン3の回転数が一定回転数NS 未満の
ままでは、外部からの風圧によって燃焼ケース1内部で
の燃焼が非常に不安定となり、またそれによって安定し
た所定の燃焼熱量及び設定出湯温度が得られなくなるの
で、外部からの風圧に対して十分安定した燃焼が行える
ように、ファン3の回転数を前記一定回転数NS まで増
加させると共に、その一定回転数NS による送風量に対
して丁度適正な燃料供給量となるように流体燃料の供給
量も調整して、外部風圧に対して安定させた燃焼を行
う。と同時に、燃焼運転のモードも、現行の比例制御運
転では出湯温度を設定出湯温度に調整できなくなるの
で、出湯温度を所定の設定出湯温度にするための手段と
して、オンオフ制御燃焼とする。この耐風圧運転では、
出湯温度が設定出湯温度を中心としてハンチングする特
性となる(図3参照)。
【0013】前記ファン3の回転数を前記一定回転数N
S に増大したオンオフ燃焼の耐風圧運転は、その後、設
定出湯温度が変更されない限り(S5でノー)、その運
転の終了まで、その後の風圧スイッチ8のオン、オフの
有無に係わらず継続される(S6)、また、設定出湯温
度が変更された場合(S5でイエス)でも、その変更に
よって、演算し直される送風ファン3の必要回転数が前
記一定回転数NS 以上とならない限り(S7でノー)、
その後における風圧スイッチ8のオン、オフの有無とは
関係なく、前記オンオフ燃焼の耐風圧運転がその運転の
終了まで継続される(S6)。
【0014】前記S5で、設定出湯温度が変更された場
合には、その設定出湯温度の変更に伴い、制御部16にお
いて必要燃焼熱量が演算され、この必要燃焼熱量に対す
る比例制御燃焼のための必要噴霧供給量と送風ファンの
必要回転数が演算される。そして演算された送風ファン
の必要回転数が前記一定回転数NS 以上となる場合に
は、演算された必要噴霧供給量と送風ファンの必要回転
数でもって比例制御燃焼に再変更される(S7でイエス
でS1へ)。一定回転数NS 未満の場合にはオンオフ燃
焼の耐風圧運転がそのまま継続される(S6)。
【0015】以上の実施例では通常時の燃焼運転を比例
制御運転とし、耐風圧運転をオンオフ制御運転とした
が、通常時の燃焼運転は必ずしも比例制御運転である必
要はなく、オンオフ制御運転であってもよい。この場合
には、燃焼出力として少なくとも2段階以上の異なる出
力を出すことができる燃焼器を用い、例えば通常運転時
におけるオンオフ燃焼を通常時の能力によるオンオフ燃
焼制御とし、耐風圧運転が必要となった場合には燃焼能
力をランクアップして、外部からの風圧に耐えることが
できる一定回転数NS のファン回転数と増大された燃料
噴霧供給量とからなる燃焼能力でもってオンオフ制御燃
焼する。図4に示すように、耐風圧運転時のオンオフ制
御燃焼は、そのハンチングの度合いが、通常運転時の場
合よりも大きくなる。が、外部からの風圧によって燃焼
を乱されることなく、総じて安定した燃焼による安定し
た燃焼熱量と出湯温度を得ることができる。その他、本
実施例では、送風手段として送風ファン3を用いたが、
回転式以外の送風手段を用いてもよく、その場合には、
回転数センサ15の代わりに送風量そのものを検出するセ
ンサを用いることで、同様な制御を行うことができる。
【0016】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項1に記載の燃焼器の燃焼制御方法によれば、風圧ス
イッチが一定以上の風圧を検出した場合には、現行の送
風量が予め定めた一定送風量以上の送風量か否かを判定
して、未満の場合には送風量を前記一定送風量まで増加
させると共に燃料供給量を前記一定送風量に対する適正
な燃料供給量に調整して、オンオフ制御燃焼による耐風
圧運転を行い、且つ燃焼熱量の設定が前記一定送風量以
上の送風量となる値に設定変更されない限り、その後の
風圧スイッチの如何に係わらず、その運転が終了するま
では前記耐風圧運転を継続するようにしたので、外部か
らの風圧が不安定で、頻繁に風圧スイッチがオンオフす
る場合でも、燃焼熱量を設定された値から不安定に変動
させることなく安定させた状態で、しかも良好な耐風圧
性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施例を示し、給湯器としての燃
焼装置の構成図である。
【図2】制御部による燃焼運転の制御フローチャートで
ある。
【図3】給湯温度制御のタイムチャートである。
【図4】他の実施例による給湯温度制御のタイムチャー
トである。
【符号の説明】
1 燃焼ケース 3 送風ファン 4 給湯用熱交換器 7 排気口 8 風圧スイッチ 15 回転数センサ 16 制御部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼ケース内に供給された流体燃料を同
    じく燃焼ケース内に送風された燃焼用空気で燃焼させ、
    発生する排気ガスを排気口から強制排気することで、所
    定の燃焼熱量を得るように比例制御燃焼若しくはオンオ
    フ制御燃焼を通常時において行う燃焼器であって、排気
    口付近に風圧スイッチを設け、該風圧スイッチが一定以
    上の風圧を検出した場合には、現行の送風量が予め定め
    た一定送風量以上の送風量か否かを判定して、未満の場
    合には送風量を前記一定送風量まで増加させると共に燃
    料供給量を前記一定送風量に対する適正な燃料供給量に
    調整して、オンオフ制御燃焼による耐風圧運転を行い、
    且つ燃焼熱量の設定が前記一定送風量以上の送風量とな
    る値に設定変更されない限り、その後の風圧スイッチの
    如何に係わらず、その運転が終了するまでは前記耐風圧
    運転を継続するようにしたことを特徴とする燃焼器の燃
    焼制御方法。
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