JP3393936B2 - Combustion equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、給湯器や風呂釜等のバ
ーナ燃焼式の燃焼装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner combustion type combustion apparatus such as a water heater and a bath kettle.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6には燃焼装置として一般的な給湯器
の模式構成が示されている。同図において、器具ケース
1内には器具本体2が収容されている。器具本体2の燃
焼室3の下方側にはバーナ4が設置されており、このバ
ーナ4の下方側には給排気用の燃焼ファン5が設置され
ている。バーナ4のガス導入口にはノズル6が対向配置
されており、このノズル6に、ガス供給通路7を介して
燃料ガスが供給されている。このガス供給通路7には通
路の開閉を行う電磁弁8と、バーナ4へのガス供給量を
開弁量によって制御する比例弁10が組み込まれている。
前記燃焼ファン5にはファン回転数を検出するホールI
C等のファン回転検出センサ21が設けられている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a schematic configuration of a general water heater as a combustion device. In the figure, the instrument body 2 is housed in the instrument case 1. A burner 4 is installed below the combustion chamber 3 of the instrument body 2, and a combustion fan 5 for supply and exhaust is installed below the burner 4. A nozzle 6 is arranged opposite to the gas inlet of the burner 4, and fuel gas is supplied to the nozzle 6 via a gas supply passage 7. An electromagnetic valve 8 for opening and closing the passage and a proportional valve 10 for controlling the gas supply amount to the burner 4 by the opening amount are incorporated in the gas supply passage 7.
The combustion fan 5 has a hall I for detecting the fan speed.
A fan rotation detection sensor 21 such as C is provided.
【0003】燃焼室3の上方側には給湯熱交換器11が設
置されており、この給湯熱交換器11の入側には給水管12
が接続され、また、給湯熱交換器11の出側には給湯管13
が接続されている。給水管12には給水温度を検出する入
水温度センサ14と、入水流量を検出する流量センサ15が
設けられており、給湯管13側には給湯温度を検出する出
湯温度センサ16が設けられている。A hot water supply heat exchanger 11 is installed above the combustion chamber 3, and a water supply pipe 12 is provided at the inlet side of the hot water supply heat exchanger 11.
Is connected, and the hot water supply pipe 13 is provided on the outlet side of the hot water heat exchanger 11.
Are connected. The water supply pipe 12 is provided with a water inlet temperature sensor 14 for detecting the water supply temperature and a flow rate sensor 15 for detecting the water inlet flow rate, and a hot water outlet temperature sensor 16 for detecting the hot water supply temperature is provided on the hot water supply pipe 13 side. .
【0004】前記燃焼ファン5から排気通路36を介して
大気に至る流通風路の上流側と下流側間、この図では、
バーナ4の下方側の空気室と、バーナ4の上方側の燃焼
室3との間に連通路24が設けられ、この連通路24に燃焼
ファン5からバーナ4側に供給される風量を直接的又は
間接的に検出する風量検出手段23が介設されている。こ
の風量検出手段としては、例えば、差圧センサ、熱線ヒ
ータ式の風速センサ、カルマ渦方式の風速センサ、プロ
ペラ回転式の風量センサ等、周知の様々なタイプのセン
サが使用可能である。Between the upstream side and the downstream side of the flow passage extending from the combustion fan 5 to the atmosphere through the exhaust passage 36, in this figure,
A communication passage 24 is provided between the air chamber below the burner 4 and the combustion chamber 3 above the burner 4, and the amount of air supplied from the combustion fan 5 to the burner 4 side is directly provided in this communication passage 24. Alternatively, an air volume detecting means 23 for indirectly detecting is provided. Various well-known sensors such as a differential pressure sensor, a heat ray heater type wind speed sensor, a karma vortex type wind speed sensor, and a propeller rotating type air flow sensor can be used as the air flow rate detecting means.
【0005】この種の器具の燃焼運転は制御装置17によ
って行われており、この制御装置17には、通常、給湯温
度の設定や、この設定された温度の表示等を行うリモコ
ン(図示せず)が接続されている。燃焼装置17は図7に
示すように、燃焼制御部30とファン制御部31とを備えて
いる。燃焼制御部30には図8の(a)に示すような燃焼
能力と比例弁電流(燃料ガス供給量)との制御特性デー
タが与えられており、燃焼運転の過程で、時々刻々要求
される燃焼能力を演算し、この要求燃焼能力が得られる
ように比例弁電流を制御し、バーナ4の燃焼熱量を制御
する。The combustion operation of this kind of equipment is carried out by a control device 17, which normally has a remote controller (not shown) for setting the hot water supply temperature and displaying the set temperature. ) Is connected. As shown in FIG. 7, the combustion device 17 includes a combustion control unit 30 and a fan control unit 31. The combustion control unit 30 is provided with control characteristic data of the combustion capacity and the proportional valve current (fuel gas supply amount) as shown in FIG. 8A, and is required every moment during the combustion operation. The combustion capacity is calculated, the proportional valve current is controlled so that the required combustion capacity is obtained, and the combustion heat quantity of the burner 4 is controlled.
【0006】ファン制御部31には図8の(b)に示すよ
うな燃焼能力と風量との関係特性データが与えられてお
り、前記燃焼制御部30で演算される要求燃焼能力に見合
う風量が得られるように、燃焼ファン5のファン回転数
を制御する。ファン回転数と風量とには図8の(c)に
示すような関係があり、ファン回転数を制御することに
より目的とする風量が得られる。The fan controller 31 is provided with characteristic data of the relationship between the combustion capacity and the air volume as shown in FIG. 8B, and the air volume commensurate with the required combustion capacity calculated by the combustion controller 30 is given. The fan rotation speed of the combustion fan 5 is controlled so that it can be obtained. There is a relationship between the fan rotation speed and the air volume as shown in FIG. 8C, and the target air volume can be obtained by controlling the fan rotation speed.
【0007】なお、図6中、18は燃料ガスの点火を行う
イグナイタ電極、20はバーナ4の火炎を検出するフレー
ムロッド電極、22は器具ケース1の壁面に設けられる吸
気口として機能するルーバ、19はバーナ4に向かう風圧
を均圧化するパンチングメタル(必要に応じ設けられ
る)である。In FIG. 6, 18 is an igniter electrode for igniting fuel gas, 20 is a frame rod electrode for detecting the flame of the burner 4, 22 is a louver functioning as an intake port provided on the wall surface of the instrument case 1, Reference numeral 19 is a punching metal (provided as necessary) for equalizing the wind pressure toward the burner 4.
【0008】この種の器具では、給湯管13の先端側に設
けられる出湯栓(図示せず)が開けられると、給水管12
から水が入り込み、図9に示す如く、この水の流れが流
量センサ15により検出されたときに、制御装置17は、燃
焼ファン5を回転する。そして、風量検出手段23が緩点
火風量(緩点火レベルの風量)を検出したときに、電磁
弁(ガス弁)8と比例弁10を開け、緩点火のガス供給動
作状態(火炎の立ち消えを生じない範囲でガス量を絞っ
て供給されている状態)でガス量を供給し、イグナイタ
電極18を駆動して点火を行う。そして、フレームロッド
電極20が炎を検知した着火以降、所定の短時間Δtの間
緩点火動作状態を維持した後、フィードフォワードとフ
ィードバックの併用により、比例弁10の開弁駆動電流を
比例制御し、出湯温度が設定温度になるようにガス供給
量(比例弁10の開弁量)およびこのガス供給量に見合う
空気を供給すべく、燃焼ファン5の回転制御を行う。In this type of equipment, when a hot water tap (not shown) provided at the tip side of the hot water supply pipe 13 is opened, the water supply pipe 12
When water flows in from the inside and the flow of this water is detected by the flow rate sensor 15, as shown in FIG. 9, the control device 17 rotates the combustion fan 5. Then, when the air volume detecting means 23 detects the slow ignition air volume (air volume of the slow ignition level), the solenoid valve (gas valve) 8 and the proportional valve 10 are opened to cause the slow ignition gas supply operation state (the flame extinguishes). The gas amount is supplied in a range in which the gas amount is narrowed and supplied), and the igniter electrode 18 is driven to ignite. After the flame rod electrode 20 detects the flame and after ignition, the slow ignition operation state is maintained for a predetermined short time Δt, and then feedforward and feedback are used in combination to proportionally control the valve opening drive current of the proportional valve 10. The rotation control of the combustion fan 5 is performed so as to supply the gas supply amount (the valve opening amount of the proportional valve 10) and the air corresponding to the gas supply amount so that the hot water outlet temperature becomes the set temperature.
【0009】湯の使用が終わって出湯栓が閉められる
と、給湯熱交換器11への通水が停止し、流量センサ15か
らの信号により水の流れの停止が検出されたときに、電
磁弁8が閉じられ、その後、燃焼室3内の排気ガスの排
出を行うポストパージ期間が経過したときに、燃焼ファ
ン5の回転が停止され、次の出湯に備えられる。When the hot water is used and the hot water tap is closed, the passage of water to the hot water supply heat exchanger 11 is stopped, and when the stop of the flow of water is detected by the signal from the flow rate sensor 15, the solenoid valve is activated. 8 is closed, and thereafter, when the post-purge period for discharging the exhaust gas in the combustion chamber 3 has elapsed, the rotation of the combustion fan 5 is stopped to prepare for the next hot water discharge.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図9の
(b)に示すように、バーナ4の点着火時には、燃焼膨
張による大きな圧力変動が瞬間的に生じ、器具内に流れ
る空気が息付きの状態となり、風量検出手段23の検出風
量がa部において瞬間的に急減する。そうすると、ファ
ン制御部31は緩点火風量を維持しようとして、図9の
(a)に示すように、燃焼ファン5への印加電圧をb部
において瞬間的に増大するために、今度は風量がCの部
分で急激に増大し、燃焼性能が悪化し、極端な場合に
は、この風量増大により、炎が立ち消えてしまうという
問題があった。By the way, as shown in FIG. 9 (b), when the burner 4 is ignited, a large pressure fluctuation is instantaneously generated due to combustion expansion, and the air flowing in the appliance is breathed. Then, the air volume detected by the air volume detection means 23 suddenly and suddenly decreases at the portion a. Then, the fan control unit 31 tries to maintain the slowly ignited air volume, and as shown in FIG. 9A, the voltage applied to the combustion fan 5 is instantaneously increased at the portion b, so that the air volume is C this time. There is a problem that the flame rapidly extinguishes in the area of, and the combustion performance deteriorates, and in an extreme case, the flame disappears due to the increase of the air volume.
【0011】このような点着火時における炎の立ち消え
を防止する手段を講じた燃焼装置として、特開平2−1
61212号公報が開示されている。このものは、図5
に示すように、プリパージ時間T1 の経過後、所定のT
2 時間が経過するまで、検出風量の如何に拘わらず、フ
ァン駆動電圧を一定に固定し、点着火時の検出風量の瞬
間的な低下が図5の(b)のa部に示すように生じて
も、同図の(a)の破線で示すようなファン駆動電圧の
急増をなくし、炎の立ち消えを防止しようとするもので
ある。As a combustion device provided with a means for preventing the extinction of the flame upon such point ignition, Japanese Patent Laid-Open No. 2-1
Japanese Patent No. 61212 is disclosed. This is shown in Figure 5.
As shown in, after a pre-purge time T 1, a predetermined T
Until 2 hours have passed, regardless of the detected air volume, the fan drive voltage is fixed to a constant value, and the instantaneous decrease in the detected air volume during point ignition occurs as shown in part a of FIG. 5 (b). Even so, it is intended to prevent the flame from extinguishing by eliminating a sharp increase in the fan drive voltage as indicated by the broken line in FIG.
【0012】しかしながら、バーナの点着火時には、図
4に示す如く、風量検出手段のセンサ出力が急激に減少
する期間において、実風量も図の破線で示すように低下
しており、このような場合、前記図5に示す従来例のよ
うに、ファン駆動電圧を一定に固定してしまうと、実風
量の低下分を補償する燃焼空気が得られないので、空気
量が不足気味となり、燃焼性能が悪化し、緩点火期間で
炎の立ち消え発生の頻度が多くなる等の不具合が生じ
る。However, at the time of point ignition of the burner, as shown in FIG. 4, the actual air volume also decreases as shown by the broken line in the figure in the period in which the sensor output of the air volume detecting means sharply decreases. As in the conventional example shown in FIG. 5, if the fan drive voltage is fixed to a constant value, combustion air that compensates for the decrease in the actual air volume cannot be obtained, so the air volume tends to be insufficient and combustion performance is It becomes worse, and troubles such as frequent occurrence of flame extinction during the slow ignition period occur.
【0013】また、常に、プリパージ時間T1 が経過す
るまで待ってから点火を行う方式は、点火までの時間が
長くかかり、迅速な給湯使用ができなくなるという不具
合が生じる。一般に、給湯器等においては、燃焼停止
後、引き続き所定の時間燃焼ファンを回転して燃焼室内
の排気ガスを排出するポストパージが広く行われてお
り、このように、燃焼停止後燃焼室内の排気ガスをポス
トパージ期間内に排出しておけば、次の給湯運転時に
は、図5に示す従来例のような長いプリパージ時間T1
を待つことなく点火動作に移ることができることとな
る。また、燃焼停止後、長時間経過してからコールドス
タートする場合にも、プリパージを必要とすることな
く、直ちに点火動作に移ることができる。Further, in the system in which the ignition is always waited until the pre-purge time T 1 elapses, it takes a long time until the ignition, so that the hot water supply cannot be used promptly. Generally, in hot water heaters and the like, post-purge is widely performed in which the combustion fan is continuously rotated for a predetermined period of time after combustion is stopped to discharge exhaust gas in the combustion chamber. If the gas is discharged within the post-purge period, a long pre-purge time T 1 as in the conventional example shown in FIG.
The ignition operation can be started without waiting for. Further, even when a cold start is performed after a long time has passed after the combustion is stopped, the ignition operation can be immediately started without requiring the pre-purge.
【0014】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、その目的は、緩点火期間の風量検出の変動に起因す
るファン駆動電圧の異常増大によって風量が瞬間的に増
大して燃焼性能が悪化したり、炎が立ち消えすることな
く、しかも、プリパージが必要ないときには、点火指令
後、短時間のうちに点着火を行って燃焼運転を迅速に立
ち上げることができる燃焼装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to instantaneously increase the air volume due to an abnormal increase in the fan drive voltage due to fluctuations in the air volume detection during the slow ignition period, thereby deteriorating the combustion performance. To provide a combustion device capable of quickly starting a combustion operation by performing point ignition within a short time after an ignition command when a flame does not extinguish and a pre-purge is not required. .
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、給排気用の燃焼ファンによってバーナに供給さ
れる燃焼用空気の実風量を検出する風量検出手段を設
け、この風量検出手段の風量検出値に基づき燃焼量に適
した燃焼空気量が得られるように燃焼ファンの操作量を
制御するファン制御部を備えた燃焼装置において、バー
ナの点着火時における緩点火燃焼時に、風量検出手段の
風量検出値が予め与えられた緩点火風量範囲に入ってか
ら風量が安定する風量安定点を確定する緩点火風量安定
確定部と、この緩点火風量安定確定部により風量の安定
点が確定された時点の燃焼ファンの操作量を基準操作量
とし、この基準操作量を基準にして前記ファン制御部の
緩点火操作量範囲を制限するリミッターを設ける緩点火
操作量制限部とを有することを特徴として構成されてい
る。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, the present invention is provided with an air volume detection means for detecting the actual air volume of the combustion air supplied to the burner by the supply / exhaust combustion fan, and the combustion air suitable for the combustion volume is based on the air volume detection value of this air volume detection means. In the combustion apparatus including the fan control unit that controls the operation amount of the combustion fan so as to obtain the amount, in the slow ignition combustion at the time of point ignition of the burner, the slow flow amount of the air flow detected by the air flow detection means is given in advance. The slow ignition air volume stability determination unit that determines the air volume stability point at which the air volume stabilizes after entering the range, and the operation amount of the combustion fan at the time when the air volume stability point is determined by this slow ignition air volume stability determination unit is the reference operation amount. And a slow ignition operation amount limiting section provided with a limiter for limiting the slow ignition operation amount range of the fan control section based on the reference operation amount.
【0016】また、上記構成のバーナは燃焼面の切り換
えによって燃焼能力を切り換える能力切り換え式のバー
ナによって構成され、緩点火操作量制限部は燃焼能力の
切り換え毎に、切り換えられた燃焼能力に応じた異なる
リミッターを設ける構成としたことも本発明の特徴とす
るところである。Further, the burner having the above-mentioned configuration is composed of a burner of a capacity switching type for switching the combustion capacity by switching the combustion surface, and the slow ignition manipulated variable limiting section responds to the switched combustion capacity every time the combustion capacity is switched. It is also a feature of the present invention that a different limiter is provided.
【0017】[0017]
【作用】上記構成の本発明において、バーナの緩点火制
御の点着火時には、燃焼ファンが緩点火風量のレベルと
なるように回転駆動され、このときのファン風量が風量
検出手段により検出される。そして、検出風量が緩点火
風量範囲に入ったことが確認されると、緩点火風量安定
確定部は、風量検出手段の風量取り込み情報に基づい
て、緩点火風量範囲内で風量が安定する風量安定点を確
定する。この風量安定点が確定されたとき、その確定時
における燃焼ファンの操作量(例えばファン印加電圧)
を基準操作量とし、この基準操作量を基準として燃焼フ
ァンの緩点火操作量範囲(燃焼ファンの印加電圧制御範
囲)を制限するリミッターが緩点火操作量制限部によっ
てファン制御部に与えられる。ファン制御部はこの与え
られたリミッターの範囲内で燃焼ファンの緩点火操作量
を制御する。In the present invention having the above-described structure, the combustion fan is rotationally driven so as to reach the level of the slow ignition air volume at the time of point ignition of the slow ignition control of the burner, and the air volume detection means detects the fan air volume at this time. Then, when it is confirmed that the detected air volume is within the slow ignition air volume range, the slow ignition air volume stability determination unit, based on the air volume intake information of the air volume detection means, stabilizes the air volume within the slow ignition air volume range. Confirm the point. When this air flow stable point is determined, the operation amount of the combustion fan at that time (for example, fan applied voltage)
Is used as a reference operation amount, and a limiter that limits the slow ignition operation amount range of the combustion fan (combustion fan applied voltage control range) with this reference operation amount as a reference is given to the fan control unit by the slow ignition operation amount limiting unit. The fan control unit controls the slow ignition operation amount of the combustion fan within the range of the given limiter.
【0018】前記リミッターが与えられることで、たと
え、バーナの点着火時の燃焼膨張により風量検出手段の
検出風量が瞬間的に急減しても、燃焼ファンの操作量が
リミッターを越えて加えられることがないので、風量が
瞬間的に増大して炎が立ち消えるという問題がなくな
り、また、燃焼ファンの操作量がリミッターの範囲内で
増減制御できるので、点着火時の息付き現象等により風
量が減少しても、この減少を補う操作量の増加をリミッ
ターの範囲内で行うことができ、これにより、燃焼空気
量の不足を解消し、緩点火燃焼時の燃焼性能を高めるこ
とができる。Since the limiter is provided, even if the detected air volume of the air volume detection means suddenly decreases due to combustion expansion at the time of point ignition of the burner, the operation amount of the combustion fan exceeds the limiter. Since there is no problem, there is no problem that the air volume momentarily increases and the flame disappears, and since the operation amount of the combustion fan can be controlled to increase or decrease within the limiter range, the air volume will change due to the breathing phenomenon during point ignition. Even if it decreases, it is possible to increase the manipulated variable to compensate for this decrease within the range of the limiter, thereby eliminating the shortage of the combustion air amount and improving the combustion performance during slow ignition combustion.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。本実施例の燃焼装置は前記図6に示すものと同様な
構成を持つ給湯器を対象にしている。本実施例が従来例
と異なる特徴的なことは、制御装置17内に、緩点火燃焼
時における燃焼ファン5の風量制御を行う特有な風量制
御手段を設けたことであり、それ以外の構成は前記従来
例と同様である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same names as those in the conventional example are designated by the same reference numerals, and the duplicate description thereof will be omitted. The combustion apparatus of this embodiment is intended for a water heater having the same structure as that shown in FIG. This embodiment is different from the conventional example in that the controller 17 is provided with a unique air volume control means for controlling the air volume of the combustion fan 5 at the time of slow ignition combustion, and other configurations are the same. This is similar to the conventional example.
【0020】図1は本実施例の燃焼装置の制御装置17に
設けられる風量制御の構成を示すもので、従来例と同様
に燃焼制御部30とファン制御部31が設けられる他に、本
実施例の特徴的な緩点火風量安定確定部32と緩点火操作
量制限部33とを設けて構成されている。燃焼制御部30と
ファン制御部31の動作は、従来例と同様であるので、そ
の説明は省略する。緩点火風量安定確定部32は、流量セ
ンサ15により水流が検知されて、燃焼ファン5が緩点火
風量の回転数で回転駆動されたとき、風量検出手段23か
らの風量検出信号を受け、図2の(b)において、検出
風量の値が緩点火レベルを基準として予め与えられてい
る緩点火風量範囲±aVに入ったか否か、つまり、検出
風量の値が緩点火風量範囲の下限レベルのQ点を切った
か否かを判断する。そして、緩点火風量範囲に入ったこ
とが確認された後、検出風量の値が安定する風量安定点
の確定動作を行う。一般に、燃焼ファン5を緩点火風量
に立ち上げたとき、実風量は緩点火レベルを越えてオー
バーシュート状に上側に膨らんだ後、緩点火レベルに収
束して安定化する。FIG. 1 shows the configuration of the air volume control provided in the control device 17 of the combustion apparatus of the present embodiment. In addition to the combustion control unit 30 and the fan control unit 31 being provided as in the conventional example, the present embodiment is also implemented. The example is provided with a characteristic slow ignition air flow rate stability determining unit 32 and a slow ignition operation amount limiting unit 33. The operations of the combustion control unit 30 and the fan control unit 31 are the same as those of the conventional example, and therefore their explanations are omitted. When the flow sensor 15 detects the water flow and the combustion fan 5 is driven to rotate at the rotation speed of the slow ignition air volume, the slow ignition air volume stability determining unit 32 receives the air volume detection signal from the air volume detection means 23, and (B), whether or not the value of the detected air volume falls within a range of a gentle ignition air volume ± aV given on the basis of the slow ignition level, that is, the value of the detected air volume is Q at the lower limit level of the slow ignition air volume range. Judge whether or not the point is broken. Then, after it is confirmed that the air volume has fallen into the gentle ignition air volume range, the air volume stable point at which the detected air volume value stabilizes is determined. In general, when the combustion fan 5 is started up to a slow ignition air volume, the actual air volume exceeds the slow ignition level and bulges upward in an overshoot shape, then converges to the slow ignition level and is stabilized.
【0021】緩点火風量安定確定部32は、その検出風量
の安定点Sを確定する。この風量安定点の確定の手法と
して、様々な構成態様を採り得る。例えば、予め実験等
により、実風量が緩点火風量範囲のQ点に達してから風
量安定点のSに達するまでの時間を求めておき、タイマ
等により、Q点を切ってからその時間が経過するのを待
ち、その時間の経過時に、風量安定点に達したものと確
定するようにしてもよく、又は、図3に示すように、検
出風量が緩点火風量範囲の下限レベルのQ点に達したt
0 の点を起点として、例えば0.1 秒という如く、微小時
間間隔で、t1,t2 ,・・・・・という如く風量検出
手段23の風量検出センサにより検出風量を取り込み、今
回の取り込みデータと前回の取り込みデータとの差が予
め定めた設定範囲に入ったときに風量安定点として確定
してもよいが、この実施例では、図3に示す如く、検出
風量がQ点に達したt0 の位置を起点とし、その後、例
えば0.1 秒という短時間間隔で検出風量を取り込んでい
き、その取り込みデータが連続してN回共に緩点火風量
範囲に入っているときに、その最後のN個めの風量検出
値の取り込み時点を風量安定点Sとして確定し、その風
量確定信号を緩点火操作量制限部33に加えている。The slow ignition air volume stability determining unit 32 determines the stable point S of the detected air volume. As a method for determining the air flow rate stable point, various configuration modes can be adopted. For example, the time from when the actual air flow reaches the Q point in the slow ignition air flow range to when it reaches the S, which is the air flow stable point, is obtained by experiments in advance, and that time elapses after the Q point is cut off by a timer or the like. Alternatively, it may be determined that the air volume stable point has been reached when the time elapses, or, as shown in FIG. 3, the detected air volume reaches the Q point at the lower limit level of the slow ignition air volume range. Reached t
Starting from the point of 0, the detected air volume is taken in by the air volume detection sensor of the air volume detection means 23 at minute time intervals such as 0.1 seconds at t 1 , t 2 , ... Although the air flow rate stable point may be settled when the difference from the previous intake data falls within a predetermined setting range, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the detected air volume reaches the point t 0. After that, the detected air volume is taken in at a short time interval of, for example, 0.1 seconds, and when the captured data is in the slow ignition air volume range for N consecutive times, the last N The time point at which the detected air volume value is captured is determined as the air volume stable point S, and the air volume determination signal is added to the slow ignition operation amount limiting section 33.
【0022】緩点火操作量制限部33は、前記緩点火風量
安定確定部32から風量安定点の確定信号を受けたとき
に、その確定信号を受けたときの燃焼ファン5の操作
量、この実施例ではファン印加電圧を基準操作量(基準
操作電圧)とし、この基準操作電圧を基準として、上限
と下限のリミッターを±bVとして与える。このリミッ
ターの±bVは、予め実験等により、点着火火炎が立ち
消えすることのない安定火炎範囲であって、燃焼性能の
悪化を防止できる風量制御の可能範囲として与えられ
る。When the slow ignition operation amount limiting unit 33 receives a confirmation signal of the air flow stable point from the slow ignition air flow stability determining unit 32, the operation amount of the combustion fan 5 at the time of receiving the confirmation signal. In the example, the fan applied voltage is used as a reference operation amount (reference operation voltage), and the upper and lower limiters are given as ± bV with reference to this reference operation voltage. The limiter ± bV is given in advance by experiments or the like as a stable flame range in which the point ignition flame does not extinguish, and as a possible range of the air flow rate control that can prevent deterioration of combustion performance.
【0023】このリミッターの与え方としては、予めメ
モリ等に±bVの範囲を与えておき、基準操作量が確定
したときにその基準操作量を中心にして±bVのリミッ
ターを設けるようにしてもよく、又は、基準操作量(基
準印加電圧)の大きさに応じたリミッターの範囲を表デ
ータ等により予めメモリしておき、基準操作電圧が確定
されたときにその確定操作量(操作電圧)の大きさに応
じたリミッターの範囲を表データから読み出して与える
ようにしてもよく、さらには、基準操作量の大きさに対
応するリミッターの範囲の大きさを示す演算式を与えて
おき、基準操作量が確定したときに、その演算式に代入
してリミッターを算出して与えるようにしてもよく、適
宜の手法によりリミッターが基準操作量を中心にして与
えられる。そして、このリミッターの情報はファン制御
部31に加えられる。As a method of giving this limiter, a range of ± bV is given to a memory or the like in advance, and when the reference operation amount is fixed, a limiter of ± bV is provided around the reference operation amount. Well, or the limiter range corresponding to the magnitude of the reference operation amount (reference applied voltage) is stored in advance by table data, etc., and when the reference operation voltage is confirmed, the determined operation amount (operation voltage) The limiter range corresponding to the size may be read out from the table data and given, and further, an arithmetic expression indicating the size of the limiter range corresponding to the size of the reference operation amount is given, and the reference operation is performed. When the amount is determined, the limiter may be calculated and given by substituting it in the arithmetic expression, and the limiter is given centering on the reference operation amount by an appropriate method. Then, the limiter information is added to the fan control unit 31.
【0024】ファン制御部31は緩点火操作量制限部33に
より付与されたリミッターの範囲内で燃焼ファン5の緩
点火風量制御を行う。The fan control unit 31 controls the slow ignition air flow rate of the combustion fan 5 within the limiter range provided by the slow ignition operation amount limiting unit 33.
【0025】本実施例では、緩点火操作量制限部33によ
り付与されたリミッターの範囲内で緩点火風量制御が行
われるので、例えば、図2の(b)に示すように点着火
時の風量センサ出力がa部において息付き等により急減
したとしても、この急減を補償しようとして、ファン制
御部31によりファン印加電圧が増加方向に制御されると
きに、図9の(b)のb部に示すように異常増大される
ということはなく、図2の(a)に示す如く、リミッタ
ーの上限レベル、つまり、操作基準印加電圧Wよりも+
bV高い上限リミッターに制限され、この上限リミッタ
ーを越えてファン印加電圧が上昇されることがないの
で、火炎の立ち消え等の不具合を防止することができ
る。In this embodiment, since the slow ignition air flow rate control is performed within the limiter range given by the slow ignition operation amount limiting section 33, for example, as shown in FIG. Even if the sensor output suddenly decreases at the portion a due to breathing or the like, when the fan control voltage is controlled in the increasing direction by the fan control unit 31 in an attempt to compensate for this sudden decrease, the portion b in FIG. As shown in FIG. 2A, there is no abnormal increase, and the upper limit level of the limiter, that is, the operation reference applied voltage W is +
The upper limit limiter is higher by bV, and the fan applied voltage is not increased beyond the upper limit limiter, so that it is possible to prevent a problem such as extinction of flame.
【0026】しかも、緩点火期間の風量制御は、前記図
5に示す公開公報例のように一定に固定されるというこ
とはなく、リミッターの範囲内で自在に風量制御が行い
得るので、図4に示すように、点着火時に風量検出手段
23のセンサ出力が低下したときに実際に低下している実
風量の低下分をリミッターの範囲内でファン印加電圧を
高めることで補うことができ、これにより、バーナ4の
燃焼性能を高め、風量不足による炎の立ち消えを防止
し、COガス等の発生を抑制してよりクリーンな燃焼を
達成することができる。Further, the air volume control during the slow ignition period is not fixed as in the example of the publication shown in FIG. 5, but the air volume control can be freely performed within the limiter range. As shown in, the air volume detection means at the time of point ignition
The decrease in the actual air volume that is actually decreasing when the sensor output of 23 decreases can be compensated for by increasing the fan applied voltage within the limiter range, which improves the combustion performance of the burner 4 and increases the air volume. It is possible to prevent the flame from extinguishing due to a shortage, suppress the generation of CO gas and the like, and achieve cleaner combustion.
【0027】さらに、操作基準電圧は検出風量が安定し
た風量安定点を基準として決定されるので、緩点火風量
の基準印加電圧が最適な値として確定され、この最適な
基準印加電圧に制御範囲のリミッターが付与されるの
で、緩点火風量の制御の信頼性が高められ、これに伴
い、緩点火風量の制御の精度も高められることとなる。Further, since the operation reference voltage is determined on the basis of the air flow rate stable point at which the detected air flow rate is stable, the reference applied voltage of the slow ignition air flow rate is determined as an optimum value, and the control range of this optimum reference applied voltage is set. Since the limiter is provided, the reliability of the control of the slow ignition air volume is enhanced, and along with this, the accuracy of the control of the slow ignition air volume is also enhanced.
【0028】さらに、本実施例ではプリパージが不要の
情況下では、燃焼ファン5が回転された後、風量安定点
が確定された後直ちに点着火動作に移ることが可能であ
り、公開公報の提案例のように常にプリパージ期間T1
を待ってから点着火に移る必要がないので、点着火の動
作をファン回転後、迅速に行うことができるという効果
が得られる。Further, in the present embodiment, in a situation in which the pre-purge is not necessary, it is possible to move to the point ignition operation immediately after the combustion fan 5 is rotated and the air flow stable point is established. As always, the prepurge period T 1
Since it is not necessary to wait for the ignition to proceed to the ignition, the effect of enabling the ignition operation to be performed quickly after the fan has rotated.
【0029】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、緩点火操作量範囲のリミッターを基準操作
電圧に対して、±bVによって与えたが、下限のリミッ
ターを省略し、基準操作電圧に対して+bVの上側のリ
ミッターのみを与えてもよい。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various embodiments can be adopted. For example, in the above embodiment, the limiter in the slow ignition operation amount range is given by ± bV with respect to the reference operation voltage, but the lower limiter is omitted and only the upper limiter + bV with respect to the reference operation voltage is given. May be.
【0030】また、上記実施例では燃焼装置として給湯
器を対象にして説明したが、本発明の燃焼装置は、風呂
釜、暖房機、冷房機、暖冷房機、空調機等のバーナ燃焼
式の各種の燃焼装置に適用されるものである。In the above embodiment, the hot water supply device is used as the combustion device. However, the combustion device of the present invention is of a burner combustion type such as a bath kettle, a heater, a cooler, a heating / cooling machine, and an air conditioner. It is applied to various combustion devices.
【0031】さらに、上記実施例では、燃焼ファン5を
押し込み方式としたが、これを吸い出し方式としてもよ
いことはもちろんのことである。Further, in the above-mentioned embodiment, the combustion fan 5 is of the pushing type, but of course, it may be of the suction type.
【0032】さらに、バーナ4は燃焼能力の切り換え機
能を持たないバーナで構成してもよく、燃焼能力切り換
え式のバーナによって構成してもよい。バーナ4を燃焼
能力切り換え式のもの(燃焼面を一面燃焼、二面燃焼、
三面燃焼という如く、燃焼面数を切り換えることによっ
て燃焼能力を切り換えていく方式のもの)によって構成
する場合には、切り換えられる燃焼能力によってガス供
給量が異なるので、切り換えの燃焼能力毎に緩点火風量
範囲が与えられることとなり、また、緩点火操作量制限
部33によって燃焼能力の切り換え毎に、切り換えられた
燃焼能力に応じた異なるリミッターが上記実施例の場合
と同様に設けられることになる。Further, the burner 4 may be a burner having no combustion capacity switching function or may be a combustion capacity switching type burner. Burner 4 of combustion capacity switching type (combustion surface is one-sided combustion, two-sided combustion,
When the combustion capacity is switched by switching the number of combustion surfaces, such as three-sided combustion), the gas supply amount varies depending on the switching combustion capacity. A range is given, and every time the combustion capacity is switched by the slow ignition operation amount limiting unit 33, a different limiter according to the switched combustion capacity is provided as in the case of the above embodiment.
【0033】さらに、上記実施例では、燃焼ファン5の
操作量をファン印加電圧としたが、燃焼ファン5の駆動
電流や仕事量を操作量とし、これらのファン駆動電流や
仕事量によって燃焼ファン5の風量を制御するようにし
てもよい。この場合にも、本実施例と同様に、風量安定
点の確定時に基準操作量が決定され、このファン駆動電
流や仕事量の基準操作量に対して緩点火風量制御のリミ
ッターが与えられることとなる。Further, in the above embodiment, the operation amount of the combustion fan 5 is the fan applied voltage, but the drive current and the work amount of the combustion fan 5 are the operation amounts, and the combustion fan 5 is controlled by these fan drive current and work amount. The air flow rate may be controlled. Also in this case, similarly to the present embodiment, the reference operation amount is determined when the air flow stable point is determined, and the limiter for the slow ignition air flow control is given to the reference operation amount of the fan drive current and the work amount. Become.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明は、燃焼ファンの緩点火操作量範
囲を制限するリミッターが燃焼ファンの基準操作量を基
準として与えられるものであるから、点着火時に、燃焼
膨張により息付き現象が生じ、この息付きにより、風量
検出手段の風量検出値が瞬間的に急減しても、この急減
を補償するために燃焼ファンの操作量がリミッターを越
えて異常増大されるというこはなく、これにより、ファ
ン駆動操作量の異常増大に起因する風量の異常増大によ
る炎の立ち消えを確実に防止することができる。According to the present invention, since the limiter for limiting the range of the slow ignition operation amount of the combustion fan is given on the basis of the reference operation amount of the combustion fan, a breathing phenomenon occurs due to combustion expansion during point ignition. , Even if the airflow detection value of the airflow detection means suddenly decreases due to this breathing, the operation amount of the combustion fan does not abnormally increase beyond the limiter to compensate for this sudden decrease. It is possible to reliably prevent the flame from extinguishing due to the abnormal increase in the air volume caused by the abnormal increase in the fan drive operation amount.
【0035】また、点着火時の息付きにより実風量も減
少するが、本発明では、リミッターの範囲内で燃焼ファ
ンの操作量を自在に制御することができるので、息付き
による実風量の低下分が補う方向に制御され、これによ
り、燃焼量に見合う緩点火風量制御が効果的に行われ燃
焼性能の悪化を防止し、風量不足による炎の立ち消え発
生をなくし、COガスの発生の少ないクリーンな緩点火
燃焼を達成することができる。Further, although the actual air volume decreases due to the breathing during point ignition, in the present invention, since the operation amount of the combustion fan can be freely controlled within the range of the limiter, the actual air volume decreases due to the breathing. The amount of air is controlled in a direction that compensates for the minute amount, which effectively controls the slow ignition air flow rate commensurate with the combustion amount, prevents deterioration of combustion performance, eliminates the occurrence of flame extinction due to insufficient air flow, and produces less CO gas. Slow ignition combustion can be achieved.
【0036】さらに、前記リミッターを与える燃焼ファ
ンの基準操作量は緩点火風量安定確定部により緩点火風
量の安定確定時点を基準にして与えられるので、最適な
緩点火風量の基準操作量として与えられることとなり、
この最適な緩点火風量の基準操作量を基準にしてリミッ
ターが与えられるので、緩点火風量の制御範囲が適切と
なり、信頼性の高い緩点火風量制御が可能となる。Further, since the reference manipulated variable of the combustion fan that gives the limiter is given by the slow ignition air amount stability determining unit on the basis of the time when the stability of the slow ignition air amount is determined, it is given as the optimum reference amount of the slow ignition air amount. That means
Since the limiter is given on the basis of the reference operation amount of the optimum slow ignition air flow rate, the control range of the slow ignition air flow rate becomes appropriate and the reliable slow ignition air flow rate control becomes possible.
【0037】さらに、本発明では、プリパージが不要の
情況下では緩点火風量安定確定部により緩点火風量が安
定したことが確定された後に、直ちにバーナの点着火動
作に移ることができ、前記公開公報の従来例のように常
にプリパージ期間が経過するまで点着火を待つ必要がな
いので、燃焼ファンの回転の点着火動作を短時間のうち
に行うことができるという優れた効果を奏することがで
きる。Further, according to the present invention, in a situation where pre-purge is not necessary, after the slow ignition air volume stability determining unit determines that the slow ignition air volume is stable, the burner can be immediately ignited. Since it is not necessary to always wait for ignition until the pre-purge period elapses as in the conventional example of the publication, it is possible to achieve an excellent effect that the ignition operation of rotating the combustion fan can be performed in a short time. .
【図1】本発明に係る燃焼装置の要部構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a combustion apparatus according to the present invention.
【図2】同実施例装置の動作を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of the apparatus of the embodiment.
【図3】緩点火風量の立ち上がり時の風量安定点の確定
動作の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of determining an air volume stable point at the time of rising of a slowly ignited air volume.
【図4】緩点火点着火時の息付きによる風量検出手段の
センサ出力の低下と実風量の低下情況を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a situation in which a sensor output of an air volume detection unit is reduced due to breathing at the time of ignition at a slow ignition point and an actual air volume is reduced.
【図5】公開公報の従来例による緩点火風量とファン駆
動電圧との関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a slowly ignited air volume and a fan drive voltage according to the conventional example disclosed in the publication.
【図6】燃焼装置として一般的な給湯器の模式構成説明
図である。FIG. 6 is a schematic configuration explanatory view of a general water heater as a combustion device.
【図7】従来の給湯器の燃焼制御とファン制御のブロッ
ク説明図である。FIG. 7 is a block diagram of combustion control and fan control of a conventional water heater.
【図8】燃焼装置の各種燃焼制御データの説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram of various combustion control data of the combustion device.
【図9】従来の給湯器の動作情況を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operating situation of a conventional water heater.
5 燃焼ファン 23 風量検出手段 30 燃焼制御部 31 ファン制御部 32 緩点火風量安定確定部 33 緩点火操作量制限部 5 combustion fan 23 Air volume detection means 30 Combustion control unit 31 Fan controller 32 Slow ignition air flow stability determination unit 33 Slow ignition operation amount limiter
フロントページの続き (72)発明者 森 清一 神奈川県大和市深見台3丁目4番地 株 式会社ガスター内 (56)参考文献 特開 平2−161212(JP,A) 特開 平2−161210(JP,A) 特開 平4−316912(JP,A)Continued front page (72) Inventor Seiichi Mori 3-4 Fukamidai, Yamato City, Kanagawa Prefecture Stock Inside the company Gaster (56) References JP-A-2-161212 (JP, A) JP-A-2-161210 (JP, A) JP-A-4-316912 (JP, A)
Claims (2)
供給される燃焼用空気の実風量を検出する風量検出手段
を設け、この風量検出手段の風量検出値に基づき燃焼量
に適した燃焼空気量が得られるように燃焼ファンの操作
量を制御するファン制御部を備えた燃焼装置において、
バーナの点着火時における緩点火燃焼時に、風量検出手
段の風量検出値が予め与えられた緩点火風量範囲に入っ
てから風量が安定する風量安定点を確定する緩点火風量
安定確定部と、この緩点火風量安定確定部により風量の
安定点が確定された時点の燃焼ファンの操作量を基準操
作量とし、この基準操作量を基準にして前記ファン制御
部の緩点火操作量範囲を制限するリミッターを設ける緩
点火操作量制限部とを有することを特徴とする燃焼装
置。1. An air volume detecting means for detecting an actual air volume of combustion air supplied to a burner by a supply / exhaust combustion fan, and a combustion air volume suitable for a combustion amount based on an air volume detection value of the air volume detecting means. In a combustion device including a fan control unit that controls the operation amount of the combustion fan so that
During the slow ignition combustion at the time of point ignition of the burner, the slow ignition air volume stability determination unit that determines the air volume stable point at which the air volume is stable after the air volume detection value of the air volume detection means falls within a predetermined slow ignition air volume range, A limiter for limiting the slow ignition operation amount range of the fan control unit on the basis of the operation amount of the combustion fan at the time when the stable point of the air amount is determined by the slow ignition air amount stability determining unit, and using the reference operation amount as a reference. And a slow ignition operation amount limiting section for providing the combustion apparatus.
能力を切り換える能力切り換え式のバーナによって構成
され、緩点火操作量制限部は燃焼能力の切り換え毎に、
切り換えられた燃焼能力に応じた異なるリミッターを設
ける構成とした請求項1記載の燃焼装置。2. The burner is composed of a burner of a capacity switching type that switches a combustion capacity by switching a combustion surface, and the slow ignition manipulated variable limiting unit,
The combustion apparatus according to claim 1, wherein different limiters are provided according to the switched combustion capabilities.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP22573594A JP3393936B2 (en) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | Combustion equipment |
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JPH0861668A JPH0861668A (en) | 1996-03-08 |
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