JP3151946B2 - 給湯機 - Google Patents
給湯機Info
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- JP3151946B2 JP3151946B2 JP20473892A JP20473892A JP3151946B2 JP 3151946 B2 JP3151946 B2 JP 3151946B2 JP 20473892 A JP20473892 A JP 20473892A JP 20473892 A JP20473892 A JP 20473892A JP 3151946 B2 JP3151946 B2 JP 3151946B2
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- Japan
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- combustion
- signal
- gas
- noise
- water heater
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- Control Of Combustion (AREA)
- Details Of Fluid Heaters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス等を燃料とする給
湯機の燃焼騒音をもとに、これと逆位相の信号を計算
し、能動的に消音する機能を備えた給湯機に関するもの
である。
湯機の燃焼騒音をもとに、これと逆位相の信号を計算
し、能動的に消音する機能を備えた給湯機に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の能動消音型ガス給湯機は、例え
ば、特開平１−３０２０２６号公報に示す様な構成のも
のが知られている。以下、その構成について図４、図５
を参照しながら説明する。
ば、特開平１−３０２０２６号公報に示す様な構成のも
のが知られている。以下、その構成について図４、図５
を参照しながら説明する。
【０００３】図４、図５に示すように、燃焼用空気を供
給する送風機１と、可燃ガスと空気を混合するバーナ部
２と、ガス量を制御するガス圧制御装置３と、燃焼時の
熱を水に伝える熱交換器４を備えた燃焼室５と、燃焼し
た排ガスを機器外部へ排出する排気口６と、燃焼室２の
壁面７の振動加速度を検出する検出器８と、検出器８の
信号を逆位相とする位相変換器９と、逆位相信号を圧力
に変換する加圧器１０とから構成されている。１１は逆
位相音源である。
給する送風機１と、可燃ガスと空気を混合するバーナ部
２と、ガス量を制御するガス圧制御装置３と、燃焼時の
熱を水に伝える熱交換器４を備えた燃焼室５と、燃焼し
た排ガスを機器外部へ排出する排気口６と、燃焼室２の
壁面７の振動加速度を検出する検出器８と、検出器８の
信号を逆位相とする位相変換器９と、逆位相信号を圧力
に変換する加圧器１０とから構成されている。１１は逆
位相音源である。
【０００４】上記構成において、燃焼によって発生した
騒音を、燃焼室５の壁面７に設けた検出器８により振動
加速度を検出する。検出器８の信号を位相変換器により
逆位相とし、排気口６の上部に設置した逆位相音源１１
によって排気口６の前面に放射することで燃焼騒音を相
殺し、ガス給湯機の騒音を低減するものである。
騒音を、燃焼室５の壁面７に設けた検出器８により振動
加速度を検出する。検出器８の信号を位相変換器により
逆位相とし、排気口６の上部に設置した逆位相音源１１
によって排気口６の前面に放射することで燃焼騒音を相
殺し、ガス給湯機の騒音を低減するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、発生した燃焼騒音をガス給湯機の機器外部
で消音する３次元消音構成であるため、騒音低減が困難
である。さらに、燃焼騒音がガス給湯機内に空間と共鳴
し発生する振動燃焼音のような非常に大きな騒音を十分
抑制できない課題があった。
の構成では、発生した燃焼騒音をガス給湯機の機器外部
で消音する３次元消音構成であるため、騒音低減が困難
である。さらに、燃焼騒音がガス給湯機内に空間と共鳴
し発生する振動燃焼音のような非常に大きな騒音を十分
抑制できない課題があった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、ガス
給湯機を運転する際に発生する燃焼騒音を機器内部で消
音し、大幅な騒音低減効果を得ると共に振動燃焼の様な
異常燃焼を消滅することを第一の目的としている。
給湯機を運転する際に発生する燃焼騒音を機器内部で消
音し、大幅な騒音低減効果を得ると共に振動燃焼の様な
異常燃焼を消滅することを第一の目的としている。
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために本発明の給湯機は、燃焼用空気を供給する送風
装置と、可燃ガス量を電流制御により制御する比例弁
と、可燃ガスと空気を混合し、燃焼するバーナ部と、燃
焼による熱を水に伝える熱交換器と、バーナ部と熱交換
器を連結する燃焼室と、燃焼ガスを機器外部に排出する
排気口と、燃焼室の圧力変動を検出する第一の検出器
と、前記第一の検出器の圧力変動の信号を取り込み逆位
相の信号を適応制御則に基づき計算し電流値として前記
比例弁に出力する信号処理装置を設けたものである。
るために本発明の給湯機は、燃焼用空気を供給する送風
装置と、可燃ガス量を電流制御により制御する比例弁
と、可燃ガスと空気を混合し、燃焼するバーナ部と、燃
焼による熱を水に伝える熱交換器と、バーナ部と熱交換
器を連結する燃焼室と、燃焼ガスを機器外部に排出する
排気口と、燃焼室の圧力変動を検出する第一の検出器
と、前記第一の検出器の圧力変動の信号を取り込み逆位
相の信号を適応制御則に基づき計算し電流値として前記
比例弁に出力する信号処理装置を設けたものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】本発明は上記構成によって、燃焼室内の燃焼音
は第一の検出器により検出され、信号処理装置に入力さ
れる。信号処理装置には、伝達特性が変化したときにも
追従するように適応制御アルゴリズムが組み込まれてお
り、燃焼音の逆特性をリアルタイムに計算する。計算さ
れた逆位相の信号は、燃焼室の上流側であるガス圧制御
装置にフィードバックされる。これにより可燃ガスは、
燃焼音とは位相が１８０度ずれた脈動を生じバーナ部で
空気と混合された後、燃焼室へと供給される。したがっ
て、燃焼により発生する騒音は可燃ガスの逆位相脈動と
相殺される。さらに、振動燃焼のような異常音を発生し
た時においても、上記作用と同様の制御が施され、振動
燃焼を消滅する。
は第一の検出器により検出され、信号処理装置に入力さ
れる。信号処理装置には、伝達特性が変化したときにも
追従するように適応制御アルゴリズムが組み込まれてお
り、燃焼音の逆特性をリアルタイムに計算する。計算さ
れた逆位相の信号は、燃焼室の上流側であるガス圧制御
装置にフィードバックされる。これにより可燃ガスは、
燃焼音とは位相が１８０度ずれた脈動を生じバーナ部で
空気と混合された後、燃焼室へと供給される。したがっ
て、燃焼により発生する騒音は可燃ガスの逆位相脈動と
相殺される。さらに、振動燃焼のような異常音を発生し
た時においても、上記作用と同様の制御が施され、振動
燃焼を消滅する。
【００１１】
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】図１と図２に示すように、燃焼用空気を供
給する送風装置であるシロッコファン１２と、可燃ガス
量を制御するガス圧制御装置である比例弁１３と、可燃
ガスと空気を混合すると共に燃焼させるバーナ部１４
と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器１５と、バーナ
部１４と熱交換器１５を連結する燃焼室１６と、燃焼ガ
スを機器外部に排出する排気口１７とからなる。そし
て、燃焼室１６の圧力変動である音圧を検出する第一の
検出器である第一のマイクロフォン１８と、排気口１７
の圧力変動である音圧を検出する第二の検出器である第
二のマイクロフォン１９と、第一のマイクロフォン１８
の音圧の信号を取り込み逆位相の信号を計算しガス圧制
御装置に出力すると共に前記第二の検出器の信号を取り
込み騒音評価する信号処理装置２０から構成される。こ
こで耐熱性を考慮して圧力変動を検出する二つの検出器
の少なくとも、どちらか一方を振動ピックアップとして
も支障ないものである。
給する送風装置であるシロッコファン１２と、可燃ガス
量を制御するガス圧制御装置である比例弁１３と、可燃
ガスと空気を混合すると共に燃焼させるバーナ部１４
と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器１５と、バーナ
部１４と熱交換器１５を連結する燃焼室１６と、燃焼ガ
スを機器外部に排出する排気口１７とからなる。そし
て、燃焼室１６の圧力変動である音圧を検出する第一の
検出器である第一のマイクロフォン１８と、排気口１７
の圧力変動である音圧を検出する第二の検出器である第
二のマイクロフォン１９と、第一のマイクロフォン１８
の音圧の信号を取り込み逆位相の信号を計算しガス圧制
御装置に出力すると共に前記第二の検出器の信号を取り
込み騒音評価する信号処理装置２０から構成される。こ
こで耐熱性を考慮して圧力変動を検出する二つの検出器
の少なくとも、どちらか一方を振動ピックアップとして
も支障ないものである。
【００１４】上記構成によれば、燃焼室１６で発生する
燃焼騒音は第一のマイクロフォン１８で検出され、信号
処理装置２０に取り込まれる。信号処理装置２０には逆
特性を計算するアルゴリズムと変動する伝達特性に追従
する適応制御アルゴリズムが組み込まれており、燃焼騒
音の逆位相信号をリアルタイムに計算する。この逆位相
信号は比例弁１３の電流に印加され、可燃ガスの圧力に
脈動を生じる。ここで、比例弁１３に印加する電流の強
さを微弱なものとし、周波数の帯域を燃焼音の主帯域で
ある１００から２００Hzとすることで、ガス比例弁１３
本来の役割である燃焼量制御を妨げることなく、可燃ガ
スに圧力変動を加えることが可能である。この様に、可
燃ガスに燃焼音と逆位相の圧力脈動を与えることで、燃
焼時に発生する圧力変動とが相殺され、燃焼音を抑制で
きる。また燃焼音の抑制評価を第二のマイクロフォン１
９の信号により、信号処理装置２０によって判断するも
のである。この様な制御構成をとることで、燃焼騒音が
ガス給湯機内の空間と共鳴を起し発生する振動燃焼騒音
も消滅することができる。またフィードバック制御の構
成であるため、周期性のある騒音に対して特に効果を発
揮するとともに、燃焼部の上流側で制御するため制御部
品の熱による影響を考慮しないでよい。
燃焼騒音は第一のマイクロフォン１８で検出され、信号
処理装置２０に取り込まれる。信号処理装置２０には逆
特性を計算するアルゴリズムと変動する伝達特性に追従
する適応制御アルゴリズムが組み込まれており、燃焼騒
音の逆位相信号をリアルタイムに計算する。この逆位相
信号は比例弁１３の電流に印加され、可燃ガスの圧力に
脈動を生じる。ここで、比例弁１３に印加する電流の強
さを微弱なものとし、周波数の帯域を燃焼音の主帯域で
ある１００から２００Hzとすることで、ガス比例弁１３
本来の役割である燃焼量制御を妨げることなく、可燃ガ
スに圧力変動を加えることが可能である。この様に、可
燃ガスに燃焼音と逆位相の圧力脈動を与えることで、燃
焼時に発生する圧力変動とが相殺され、燃焼音を抑制で
きる。また燃焼音の抑制評価を第二のマイクロフォン１
９の信号により、信号処理装置２０によって判断するも
のである。この様な制御構成をとることで、燃焼騒音が
ガス給湯機内の空間と共鳴を起し発生する振動燃焼騒音
も消滅することができる。またフィードバック制御の構
成であるため、周期性のある騒音に対して特に効果を発
揮するとともに、燃焼部の上流側で制御するため制御部
品の熱による影響を考慮しないでよい。
【００１５】次に他の実施例について図３をもとに説明
する。上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を略し、異なる部分を中心に説明する。図３は燃
焼騒音の逆位相の信号を信号処理装置２０からうけて増
幅器２１により増幅し、圧力制御装置であるスピーカ２
２により、バーナ部１４の空気に逆位相の圧力脈動を与
えるものである。ここで圧力制御装置をスピーカ２２と
したが、耐熱性を考慮した圧電セラミックによる加圧器
としても支障ないものである。
する。上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を略し、異なる部分を中心に説明する。図３は燃
焼騒音の逆位相の信号を信号処理装置２０からうけて増
幅器２１により増幅し、圧力制御装置であるスピーカ２
２により、バーナ部１４の空気に逆位相の圧力脈動を与
えるものである。ここで圧力制御装置をスピーカ２２と
したが、耐熱性を考慮した圧電セラミックによる加圧器
としても支障ないものである。
【００１６】この構成によれば、上記実施例による作用
効果を有することはもちろん、さらに燃焼音の逆位相の
圧力変動を燃焼室１６近傍で広帯域まで強く発生するこ
とができ、制御された空気の圧力脈動はそのまま燃焼用
空気として供給されるため、効率よく燃焼音を抑制し、
振動燃焼も消滅することができる。
効果を有することはもちろん、さらに燃焼音の逆位相の
圧力変動を燃焼室１６近傍で広帯域まで強く発生するこ
とができ、制御された空気の圧力脈動はそのまま燃焼用
空気として供給されるため、効率よく燃焼音を抑制し、
振動燃焼も消滅することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のガス給湯機
は、燃焼音や振動燃焼音を検出し、騒音の逆位相の脈動
を可燃ガスに与えることにより、発生した燃焼騒音を機
器内部で消音でき、振動燃焼も消滅できる。
は、燃焼音や振動燃焼音を検出し、騒音の逆位相の脈動
を可燃ガスに与えることにより、発生した燃焼騒音を機
器内部で消音でき、振動燃焼も消滅できる。
【００１８】また適応制御則を用いたフィードバック制
御の構成であるため、変動量の大きい騒音や周期性のあ
る騒音であってもこれを確実に低減させることができる
とともに、燃焼部の上流側で制御するため制御部品の熱
による影響の考慮を軽減できる。
御の構成であるため、変動量の大きい騒音や周期性のあ
る騒音であってもこれを確実に低減させることができる
とともに、燃焼部の上流側で制御するため制御部品の熱
による影響の考慮を軽減できる。
【００１９】
【図１】本発明の一実施例におけるガス給湯機の側部断
面図
面図
【図２】同ガス給湯機の前部断面図
【図３】本発明の他実施例における圧力制御装置を備え
たガス給湯機の側部断面図
たガス給湯機の側部断面図
【図４】従来の能動消音型ガス給湯機の側部断面図
【図５】同ガス給湯機の前部断面図
１２ 送風装置 １３ ガス圧制御装置 １４ バーナ部 １５ 熱交換器 １６ 燃焼室 １７ 排気口 １８ 第一の検出器 １９ 第二の検出器 ２０ 信号処理装置 ２１ 増幅器 ２２ 圧力制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−85607（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−10022（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−95219（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302026（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23N 5/16 F24H 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼用空気を供給する送風装置と、可燃
ガス量を電流制御により制御する比例弁と、可燃ガスと
空気を混合し燃焼するバーナ部と、燃焼による熱を水に
伝える熱交換器と、前記バーナ部と前記熱交換器を連結
する燃焼室と、燃焼ガスを機器外部に排出する排気口
と、前記燃焼室の圧力変動を検出する第一の検出器と、
前記第一の検出器の信号を取り込み逆位相の信号を適応
制御則に基づき計算し電流値として前記比例弁に出力す
る信号処理装置を備えた給湯機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20473892A JP3151946B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 給湯機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20473892A JP3151946B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 給湯機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650534A JPH0650534A (ja) | 1994-02-22 |
| JP3151946B2 true JP3151946B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16495502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20473892A Expired - Fee Related JP3151946B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 給湯機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151946B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2607521Y2 (ja) * | 1992-10-01 | 2001-11-12 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼振動抑制装置 |
| CN107367068A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-11-21 | 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 | 一种具有加速度传感器的燃气热水器及其控制方法 |
| CN110749106A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-04 | 华帝股份有限公司 | 一种主动降噪的燃气热水装置及方法 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP20473892A patent/JP3151946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650534A (ja) | 1994-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |