JP3534865B2 - Air-fuel ratio control device for combustor - Google Patents

Air-fuel ratio control device for combustor

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JP3534865B2
JP3534865B2 JP32559794A JP32559794A JP3534865B2 JP 3534865 B2 JP3534865 B2 JP 3534865B2 JP 32559794 A JP32559794 A JP 32559794A JP 32559794 A JP32559794 A JP 32559794A JP 3534865 B2 JP3534865 B2 JP 3534865B2
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burner
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正登 近藤
清 福澤
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バーナと、給排気を行
う燃焼ファンとを備え、バーナへ供給される空気量およ
びガス量をそれぞれ調整可能にして、空燃比が所定の数
値になるようにした燃焼器の空燃比制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a burner and a combustion fan for supplying and exhausting air, and makes it possible to adjust the amount of air and gas supplied to the burner so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for a combustor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃焼器の空燃比制御装置として
は、ガス用配管に設けられた比例弁が電流値制御されて
おり、その電流値を検出し、バーナへの空気量を風量セ
ンサで検出し、電流値と風量センサの出力値とに基づ
き、ガス量と空気量とを調整し、ガス量と空気量との比
である空燃比を制御するようにしたものが一般的であ
る。
2. Description of the Related Art As a conventional air-fuel ratio control device for a combustor, a proportional valve provided in a gas pipe is current value controlled, and the current value is detected and the air amount to a burner is detected by an air flow sensor. It is common to detect and adjust the gas amount and the air amount based on the current value and the output value of the air amount sensor to control the air-fuel ratio which is the ratio of the gas amount and the air amount.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃焼器の空燃比制御装置では、比例弁の電流
値とガス量との間に比例関係がなく、線形性が得られな
いめ、電流値に基づいてガス量を調整したのでは、空気
量に対してガス量が不足したり、反対に過剰になったり
して、理想的な空燃比が得られないで、不燃になるとい
う問題点があった。また、これを解決する手法として、
特開昭61−72920号公報で、ガス量および空気量
をガス量センサおよび風量センサの各出力値に基づきそ
れぞれの制御弁が作動して各流量制御するものが示され
ているが、それぞれの制御弁の上流側にガス量センサお
よび風量センサがそれぞれ配されており、燃焼に供され
る直前のガス量および空気量の各状況を正確に各センサ
がとらえることができないため、理想的な空燃比を得る
ことができなかった。本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたもので、バーナへ供給されるガス
量を正確に調整可能にして、理想的な空燃比を得ること
ができるようにした燃焼器の空燃比制御装置を提供する
ことを目的としている。
However, in such a conventional air-fuel ratio control device for a combustor, since there is no proportional relationship between the current value of the proportional valve and the gas amount, linearity cannot be obtained. If the amount of gas is adjusted based on the current value, the amount of gas will be insufficient with respect to the amount of air, or on the contrary, it will be excessive, and the ideal air-fuel ratio cannot be obtained, resulting in non-combustion. There was a point. Also, as a method to solve this,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-72920 discloses that the amount of gas and the amount of air are controlled by operating their respective control valves based on the output values of the gas amount sensor and the air amount sensor. Since the gas amount sensor and the air amount sensor are arranged on the upstream side of the control valve, and each sensor cannot accurately grasp the situation of the gas amount and the air amount immediately before being used for combustion, the ideal air gap The fuel ratio could not be obtained. The present invention has been made in view of such conventional problems, and a combustor capable of accurately adjusting the amount of gas supplied to the burner to obtain an ideal air-fuel ratio. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device of

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、 1 バーナ(13)と、給排気を行う燃焼ファン(1
2)とを備え、バーナ(13)へ供給される空気量およ
びガス量をそれぞれ調整可能にして、空燃比が所定の数
値になるようにした燃焼器の空燃比制御装置において、
ガスをバーナ(13)へ供給するためのガス供給流路
(26)の、ガス流を制御する弁(24,25)の後流
の整流中にガス量センサ(28)を設け、該ガス量セン
サ(28)の出力値に基づきガス量を調整するようにし
た燃焼器の空燃比制御装置。
The gist of the present invention for achieving the above object is to provide a burner (13) and a combustion fan (1) for supplying and exhausting air.
2) and an air-fuel ratio control device for a combustor, in which the amount of air and the amount of gas supplied to the burner (13) are adjustable and the air-fuel ratio becomes a predetermined value,
A gas amount sensor (28) is provided during rectification of the gas flow passage (26) for supplying the gas to the burner (13) in the downstream of the valve (24, 25) for controlling the gas flow. An air-fuel ratio control device for a combustor, which adjusts a gas amount based on an output value of a sensor (28).

【0005】2 バーナ(13)と、給排気を行う燃焼
ファン(12)とを備え、バーナ(13)へ供給される
空気量およびガス量をそれぞれ調整可能にして、空燃比
が所定の数値になるようにした燃焼器の空燃比制御装置
において、ガスをバーナへ供給するためのノズルホルダ
(23)の整流中にガス量センサ(28)を設け、該ガ
ス量センサ(28)の出力値に基づきガス量を調整する
ようにした燃焼器の空燃比制御装置。
A burner (12) for supplying and exhausting two burners (13) is provided, and the amount of air and the amount of gas supplied to the burner (13) can be adjusted respectively, and the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In the air-fuel ratio control device for a combustor, the gas amount sensor (28) is provided during the rectification of the nozzle holder (23) for supplying gas to the burner, and the output value of the gas amount sensor (28) is set. An air-fuel ratio control device for a combustor that adjusts the amount of gas based on the above.

【0006】3 バーナ(13)と、給排気を行う燃焼
ファンとを備え、バーナ(13)へ供給される空気量お
よびガス量をそれぞれ調整可能にして、空燃比が所定の
数値になるようにした燃焼器の空燃比制御装置におい
て、空気をバーナ(13)へ供給するための空気供給流
路に沿って空気用のバイパス通路(17)が形成され、
該空気用のバイパス通路(17)に設けられた空気量セ
ンサ(18)と、ガスをバーナ(13)へ供給するため
のガス用配管(26)の先端部にノズルホルダ(23)
を介してガスノズル(22)が連結され、該ノズルホル
ダ(23)内に設けられたガス量センサ(28)と、空
気量とガス量との理想的な比である理想空燃比が記録さ
れた記憶部(31)と、前記空気量センサ(18)の出
力値と前記ガス量センサ(28)の出力値とが読み出さ
れたときに、前記両方の出力値の一方を基準にし、他方
の出力値に対応する前記理想空燃比における空気量また
はガス量の一方と、前記他方の量とを比較するととも
に、該比較した両者の差を算出する演算部(32)と、
該演算部(32)から前記両者の差信号が出力される
と、該差信号に基づく電気値を、空気量またはガス量の
一方の供給量調整部(27,37)に出力する駆動回路
(33,34)とを備えたことを特徴とする燃焼器の空
燃比制御装置に存する。
A burner (3) and a combustion fan for supplying and exhausting air are provided, and the amount of air and the amount of gas supplied to the burner (13) can be adjusted so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In the air-fuel ratio control device for the combustor, the bypass passage (17) for air is formed along the air supply flow path for supplying air to the burner (13),
An air amount sensor (18) provided in the air bypass passage (17) and a nozzle holder (23) at the tip of a gas pipe (26) for supplying gas to the burner (13).
The gas nozzle (22) is connected through the gas nozzle (22), and the gas amount sensor (28) provided in the nozzle holder (23) and the ideal air-fuel ratio, which is the ideal ratio between the air amount and the gas amount, are recorded. When the storage unit (31) and the output value of the air amount sensor (18) and the output value of the gas amount sensor (28) are read, one of the both output values is used as a reference, and the other An arithmetic unit (32) that compares one of the air amount and the gas amount at the ideal air-fuel ratio corresponding to the output value with the other amount and calculates the difference between the two.
When the difference signal between the two is output from the calculation unit (32), a drive circuit (an electric value based on the difference signal is output to the supply amount adjustment unit (27, 37) for one of the air amount and the gas amount. 33, 34) and an air-fuel ratio control device for a combustor.

【0007】[0007]

【作用】ガスをバーナ(13)へ供給するためのガス供
給流路(26)の整流中にガス量センサ(28)を設け
たので、ガス量センサ(28)の出力値とガス量との間
に比例関係が成立し、該ガス量センサ(28)の出力値
に基づきガス量を正確に調整することができ、それによ
り、理想の空燃比を得ることができる。
Since the gas amount sensor (28) is provided during the rectification of the gas supply passage (26) for supplying the gas to the burner (13), the output value of the gas amount sensor (28) and the gas amount are A proportional relationship is established between them, and the gas amount can be accurately adjusted based on the output value of the gas amount sensor (28), whereby an ideal air-fuel ratio can be obtained.

【0008】ガスをバーナ(13)へ供給するためのガ
ス供給流路(26)に沿ってガス用のバイパス通路(2
9)が形成され、該ガス用のバイパス通路(29)に設
けられたガス量センサ(28)と、空気量とガス量との
理想的な比である理想空燃比が記録された記憶部(3
1)と、前記空気量センサ(18)の出力値と前記ガス
量センサ(28)の出力値とが読み出されたときに、前
記両方の出力値の一方を基準にし、他方の出力値に対応
する前記理想空燃比における空気量またはガス量の一方
と、前記他方の量とを比較するとともに、該比較した両
者の差を算出する演算部(32)と、該演算部(32)
から前記両者の差信号が出力されると、該差信号に基づ
く電気値を、空気量またはガス量の一方の供給量調整部
(27,37)に出力する駆動回路(33,34)とを
備えたものでは、空気用のバイパス通路(17)に設け
られた空気量センサ(18)の出力値およびガス用のバ
イパス通路(29)に設けられたガス量センサ(28)
の出力値が、演算部(32)に読み出される。
A gas bypass passage (2) is provided along a gas supply passage (26) for supplying gas to the burner (13).
9) is formed, the gas amount sensor (28) provided in the bypass passage (29) for the gas, and the storage unit (on which the ideal air-fuel ratio, which is the ideal ratio between the air amount and the gas amount, is recorded. Three
1), and when the output value of the air amount sensor (18) and the output value of the gas amount sensor (28) are read, one of the both output values is used as a reference and the other output value is set as the reference. An arithmetic unit (32) for comparing one of the air amount or the gas amount at the corresponding ideal air-fuel ratio with the other amount, and calculating the difference between the two, and the arithmetic unit (32).
And a drive circuit (33, 34) for outputting an electric value based on the difference signal to the supply amount adjusting unit (27, 37) for one of the air amount and the gas amount when the difference signal between the both is output. As for the equipped one, the output value of the air amount sensor (18) provided in the air bypass passage (17) and the gas amount sensor (28) provided in the gas bypass passage (29).
The output value of is read by the calculation unit (32).

【0009】空気量センサ(18)の出力値と前記ガス
量センサ(28)の出力値とが読み出されると、演算部
(32)は、前記両方の出力値の一方を基準にし、他方
の出力値と、該他方の出力値に対応する前記理想空燃比
における空気量またはガス量の一方とを比較するととも
に、該比較した両者の差を算出する。
When the output value of the air amount sensor (18) and the output value of the gas amount sensor (28) are read, the arithmetic unit (32) uses one of the output values as a reference and outputs the other output. The value is compared with one of the air amount and the gas amount in the ideal air-fuel ratio corresponding to the other output value, and the difference between the two is calculated.

【0010】駆動回路(33,34)は、該演算部(3
2)から前記両者の差信号が出力されると、該差信号に
基づく電気値を、空気量またはガス量の一方の供給量調
整部(27,37)に出力する。空気量センサ(18)
の出力値と空気量との間には比例関係が成立し、同じ
く、ガス量センサ(28)とガス量との間には比例関係
が成立し、空気量センサ(18)により正確に把握され
た空気量およびガス量センサ(28)により同じく正確
に把握されたガス量に基づいて、供給量調整部(27,
37)が制御されるため、空燃比を所定の数値に調整す
ることができる。
The drive circuit (33, 34) is connected to the arithmetic unit (3
When the difference signal between the two is output from 2), the electric value based on the difference signal is output to the supply amount adjusting unit (27, 37) for one of the air amount and the gas amount. Air amount sensor (18)
A proportional relationship is established between the output value and the air amount, and similarly, a proportional relationship is established between the gas amount sensor (28) and the gas amount, which is accurately grasped by the air amount sensor (18). Based on the gas amount also accurately grasped by the air amount and gas amount sensor (28), the supply amount adjusting unit (27,
37) is controlled, the air-fuel ratio can be adjusted to a predetermined value.

【0011】空気をバーナ(13)へ供給するための空
気供給流路に沿って空気用のバイパス通路(17)が形
成され、該空気用のバイパス通路(17)に設けられた
空気量センサ(18)と、ガスをバーナ(13)へ供給
するためのガス用配管(26)の先端部にノズルホルダ
(23)を介してガスノズル(22)が連結され、該ノ
ズルホルダ(23)内に設けられたガス量センサ(2
8)とを備えたものでは、同じく、空気量およびガス量
を正確な数値の下でそれぞれバーナ(13)へ供給する
ことができ、空燃比を所定の数値に調整することができ
る。
An air bypass passage (17) is formed along an air supply passage for supplying air to the burner (13), and an air amount sensor (provided in the air bypass passage (17) is provided. 18) and a gas nozzle (22) is connected to the tip of a gas pipe (26) for supplying gas to the burner (13) via a nozzle holder (23), and is provided in the nozzle holder (23). Gas sensor (2
8) and 8), the air amount and the gas amount can be supplied to the burner (13) under precise numerical values, and the air-fuel ratio can be adjusted to a predetermined numerical value.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。各図は本発明の一実施例を示している。図1に示
すように、燃焼室11の下方側にはバーナ13が設置さ
れ、そのバーナ13の下方には、給排気を行う燃焼ファ
ン12が設けられている。燃焼ファン12には図示省略
した回転検出センサが設けられている。燃焼室11の上
方側には給湯熱交換器14が設けられ、給湯熱交換器1
4の入口側には図示省略した給水管が接続され、給湯熱
交換器の出口側には同じく図示省略した給湯管が接続さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing shows an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a burner 13 is installed on the lower side of the combustion chamber 11, and a combustion fan 12 for supplying and exhausting air is provided below the burner 13. The combustion fan 12 is provided with a rotation detection sensor (not shown). A hot water supply heat exchanger 14 is provided above the combustion chamber 11, and the hot water supply heat exchanger 1
A water supply pipe (not shown) is connected to the inlet side of 4, and a hot water supply pipe (not shown) is also connected to the outlet side of the hot water heat exchanger.

【0013】バーナ13には、ガスノズル22、ノズル
ホルダ23、比例弁24および電磁弁25を介してガス
用配管26が接続されている。バーナ13のガス取込口
にはガスノズル22の先端が向けられ、バーナ13のガ
ス取込口とガスノズル22の先端との間には、燃焼用の
空気を取込み可能な隙間が形成されている。比例弁24
は供給量調整部であるアクチュエータ27によりその弁
開度が調節可能なものである。バーナ13の下方側とバ
ーナ13の上方側とがバイパス通路17により連通して
いる。バイパス通路17の中間部には、空気量センサ1
8が設けられている。空気量センサ18としては、熱線
式の風速センサ、または、ダイアフラム式の差圧センサ
が用いられている。熱線流速計は、流速が電流変化とな
って出力されるもので、通常、白金線などのワイヤから
奪われる熱量により風速を測定するものであり、シリコ
ン基板上にこれを設けたものもある。ダイアフラム式の
差圧センサはバーナ13の燃焼ファン12側の圧力と燃
焼室11側の圧力の差が電流変化となって出力されるも
のである。一般的に、空気量と圧力の差との関係は、空
気量Qa、圧力の差Δpおよび係数Faとすると、Qa
=Fa・√(Δp)で表すことができる。
A gas pipe 26 is connected to the burner 13 via a gas nozzle 22, a nozzle holder 23, a proportional valve 24 and a solenoid valve 25. The tip of the gas nozzle 22 is directed toward the gas inlet of the burner 13, and a gap is formed between the gas inlet of the burner 13 and the tip of the gas nozzle 22 so as to take in combustion air. Proportional valve 24
The valve opening can be adjusted by the actuator 27, which is a supply amount adjusting unit. A lower side of the burner 13 and an upper side of the burner 13 communicate with each other through a bypass passage 17. The air amount sensor 1 is provided in the middle of the bypass passage 17.
8 are provided. As the air amount sensor 18, a hot-wire type wind velocity sensor or a diaphragm type differential pressure sensor is used. The hot-wire anemometer measures the wind speed by the amount of heat taken from a wire such as a platinum wire, which is output as a change in the flow speed of the current, and some of them are provided on a silicon substrate. The diaphragm type differential pressure sensor outputs a difference between the pressure on the combustion fan 12 side of the burner 13 and the pressure on the combustion chamber 11 side as a change in current. Generally, the relationship between the air amount and the pressure difference is Qa when the air amount Qa, the pressure difference Δp and the coefficient Fa are Qa.
= Fa√ (Δp)

【0014】ノズルホルダ23の内部には、ガス量セン
サ28が設けられている。ガス量センサ28と空気量セ
ンサ18とは同じタイプのセンサが採用されており、例
えば、空気量センサ18が熱線式の風速センサであれ
ば、ガス量センサ28も熱線式の風速センサであり、空
気量センサ18がダイアフラム式の差圧センサであれば
ガス量センサ28もダイアフラム式の差圧センサであ
る。空気量の計算式と同じく、一般的に、ガス量と圧力
の差との関係は、ガス量Qg、圧力の差Δpおよび係数
Fgとすると、Qg=Fg・√(Δp)で表すことがで
きる。ガス量センサ28は、これに限らず、例えば、図
2に示すように、ガス用配管26に沿って形成されたバ
イパス通路29の途中に設けてもよい。
Inside the nozzle holder 23, a gas amount sensor 28 is provided. The same type of sensor is used for the gas amount sensor 28 and the air amount sensor 18. For example, if the air amount sensor 18 is a hot-wire wind speed sensor, the gas amount sensor 28 is also a hot-wire wind speed sensor. If the air amount sensor 18 is a diaphragm type differential pressure sensor, the gas amount sensor 28 is also a diaphragm type differential pressure sensor. Similar to the calculation formula of the air amount, generally, the relationship between the gas amount and the pressure difference can be expressed by Qg = Fg · √ (Δp), where the gas amount Qg, the pressure difference Δp and the coefficient Fg. . The gas amount sensor 28 is not limited to this, and may be provided in the middle of a bypass passage 29 formed along the gas pipe 26 as shown in FIG. 2, for example.

【0015】図3は、本制御装置のブロック図を示して
いる。制御装置は、MPUである制御部30を備えてい
る。制御部30には、図示省略した電源回路、並びに、
空気量センサ18の出力信号を取り入れるタイミングを
とるための図示省略したクロックが接続されている。空
気量センサ18の出力信号は、図示省略したサンプルホ
ールド回路、A−D変換回路および制御部30を介し
て、デジタル値として後述のメモリ31に入力される。
同じく、ガス量センサ28の出力信号は、図示省略した
サンプルホールド回路、A−D変換回路および制御部3
0を介して、デジタル値として後述のメモリ31に入力
される。
FIG. 3 shows a block diagram of the present control device. The control device includes a control unit 30 which is an MPU. The control unit 30 includes a power supply circuit (not shown) and
A clock (not shown) for connecting the output signal of the air amount sensor 18 is connected. The output signal of the air amount sensor 18 is input as a digital value to a memory 31 described later via a sample hold circuit, an AD conversion circuit, and a control unit 30 which are not shown.
Similarly, the output signal of the gas amount sensor 28 is output from a sample hold circuit, an A / D conversion circuit, and a control unit 3 which are not shown.
It is inputted as a digital value to the memory 31 described later via 0.

【0016】本制御装置には、内部記憶部としてRAM
または記録書き換え可能なEEPROMから構成される
記憶部メモリ31が設けられている。メモリ31には、
制御プログラム、空気量とガス量との相関係数、ガス量
と比例弁制御用の出力信号との相関係数などが記録され
ている。
The control device includes a RAM as an internal storage unit.
Alternatively, a storage unit memory 31 including a rewritable EEPROM is provided. In the memory 31,
The control program, the correlation coefficient between the air amount and the gas amount, the correlation coefficient between the gas amount and the output signal for proportional valve control, and the like are recorded.

【0017】演算部32は、制御部30の制御信号によ
り、メモリ31に記録された空気量センサ18の出力値
が読み出され、該読み出された空気量センサ18の出力
値からガス量の数値を算出し、該算出されたガス量の数
値と、メモリ31から取り込まれたガス量の出力値とを
比較して、両者の差を算出するものである。該両者の差
信号は駆動回路であるパワーアンプ33に出力され、パ
ワーアンプ33は前記両者の差信号を電流値などの電気
値に変換してアクチュエータ27出力し、アクチュエー
タ27は、該電気値に基づき比例弁24を駆動して、そ
の弁開度を調節するように構成されている。比例弁24
の弁開度調節後において、ガス量センサ28が検出した
ガス量に基づき、前述した同様の方法により、メモリ3
1から取り込まれたガス量の出力値とを比較して、両者
の差を算出し、両者の差が無ければ、比例弁24の弁開
度は調節されず、両者の差があれば、同じように比例弁
24の弁開度は調節される。すなわち、ガス量の供給量
は、ガス量センサ28の検出値に基づき調整され、比例
弁24を駆動するための電気値に基づいては調整されな
いように構成されている。
The arithmetic unit 32 reads the output value of the air amount sensor 18 recorded in the memory 31 according to the control signal of the control unit 30, and calculates the gas amount from the read output value of the air amount sensor 18. A numerical value is calculated, and the calculated numerical value of the gas amount is compared with the output value of the gas amount fetched from the memory 31 to calculate the difference between the two. The difference signal between the two is output to a power amplifier 33, which is a drive circuit. The power amplifier 33 converts the difference signal between the two into an electric value such as a current value and outputs the actuator 27. The actuator 27 outputs the electric value. Based on this, the proportional valve 24 is driven to adjust the valve opening degree. Proportional valve 24
After the adjustment of the valve opening of the memory 3, the memory 3 is operated by the same method as described above based on the gas amount detected by the gas amount sensor 28.
The output value of the gas amount taken in from 1 is compared to calculate the difference between the two. If there is no difference between the two, the valve opening of the proportional valve 24 is not adjusted, and if there is a difference between the two, the same. Thus, the valve opening of the proportional valve 24 is adjusted. That is, the supply amount of the gas amount is adjusted based on the detection value of the gas amount sensor 28, and is not adjusted based on the electric value for driving the proportional valve 24.

【0018】また、制御部30は、空気量センサ18の
出力値に基づいて、ファン制御信号を駆動回路であるパ
ワーアンプ34に出力し、パワーアンプ34はファン制
御信号に対応する電流値を供給量調整部であるアクチュ
エータ37に送出するものであり、アクチュエータ37
は、前記電流値に基づき燃焼ファン12に必要電流を供
給するものである。
The control unit 30 also outputs a fan control signal to the power amplifier 34, which is a drive circuit, based on the output value of the air amount sensor 18, and the power amplifier 34 supplies a current value corresponding to the fan control signal. The actuator 37, which is a quantity adjusting unit, sends the actuator 37.
Supplies the required current to the combustion fan 12 based on the current value.

【0019】次に作用を説明する。制御部30は空気量
センサ18の出力値を取り入れるタイミングを図示省略
した発振回路から得る。制御部30の制御信号により、
図示省略したサンプルホールド回路およびA−D変換回
路を介して、空気量センサ18の出力値がデジタル値と
して制御部30に出力される。空気量センサ18の出力
値はメモリ31に書き込まれる。
Next, the operation will be described. The control unit 30 obtains the timing of receiving the output value of the air amount sensor 18 from an oscillation circuit (not shown). By the control signal of the control unit 30,
The output value of the air amount sensor 18 is output to the control unit 30 as a digital value via a sample hold circuit and an AD conversion circuit, which are not shown. The output value of the air amount sensor 18 is written in the memory 31.

【0020】同じように、ガス量センサ28の出力値が
デジタル値として制御部30に出力され、ガス量センサ
28の出力値がメモリ31に書き込まれる。空気量に基
づいて、ガス量を調整して、所定の空燃比を得るために
は、次のような手法による。
Similarly, the output value of the gas amount sensor 28 is output to the control unit 30 as a digital value, and the output value of the gas amount sensor 28 is written in the memory 31. The following method is used to adjust the gas amount based on the air amount to obtain a predetermined air-fuel ratio.

【0021】すなわち、制御部30の制御信号により、
メモリ31に書き込まれた空気量センサ18の出力値が
演算部32に読み出され、演算部32は、メモリ31に
記録された空気量とガス量との相関係数、並びに、前記
読み出された空気量センサ18の出力値からガス量の数
値を算出する。さらに、演算部32は、前記算出された
ガス量の数値と、メモリ31から読み出されたガス量の
出力値とを比較して、両者の差を算出する。該両者の差
信号は、制御部30の制御信号により、パワーアンプ3
3に出力され、パワーアンプ33は前記両者の差信号を
電流値などの電気値に変換してアクチュエータ27出力
し、アクチュエータ27は、該電気値に基づき比例弁2
4を駆動して、その弁開度を調節する。
That is, by the control signal of the control unit 30,
The output value of the air amount sensor 18 written in the memory 31 is read by the calculation unit 32, and the calculation unit 32 reads the correlation coefficient between the air amount and the gas amount recorded in the memory 31 and the read value. A numerical value of the gas amount is calculated from the output value of the air amount sensor 18. Further, the calculation unit 32 compares the calculated numerical value of the gas amount with the output value of the gas amount read from the memory 31, and calculates the difference between the two. The difference signal between the two is controlled by the control signal from the control unit 30.
3, the power amplifier 33 converts the difference signal between the two into an electric value such as a current value and outputs the electric value to the actuator 27, and the actuator 27 outputs the proportional valve 2 based on the electric value.
4 is driven to adjust the valve opening.

【0022】前記手法は、空気量とガス量との空燃比が
所定の数値に成るまで続行される。これに対して、ガス
量に基づいて、空気量を調整して、所定の空燃比を得る
ためには、次のような手法による。
The above method is continued until the air-fuel ratio of the air amount and the gas amount reaches a predetermined value. On the other hand, in order to adjust the air amount based on the gas amount and obtain a predetermined air-fuel ratio, the following method is used.

【0023】すなわち、制御部30の制御信号により、
メモリ31に書き込まれたガス量センサ28の出力値が
演算部32に読み出され、演算部32は、メモリ31に
記録された空気量とガス量との相関係数、並びに、前記
読み出されたガス量センサ28の出力値から空気量の数
値を算出する。さらに、演算部32は、前記算出された
空気量の数値と、メモリ31から読み出された空気量の
出力値とを比較して、両者の差を算出する。該両者の差
信号は、制御部30の制御信号により、パワーアンプ3
4に出力され、パワーアンプ34は前記両者の差信号を
電流値などの電気値に変換してアクチュエータ37出力
し、アクチュエータ37は、該電気値に基づき燃焼ファ
ン12の、例えば、直流モータを駆動して、その回転数
を調節する。
That is, by the control signal of the control unit 30,
The output value of the gas amount sensor 28 written in the memory 31 is read by the calculation unit 32, and the calculation unit 32 reads the correlation coefficient between the air amount and the gas amount recorded in the memory 31 and the read value. The numerical value of the air amount is calculated from the output value of the gas amount sensor 28. Further, the calculation unit 32 compares the calculated numerical value of the air amount with the output value of the air amount read from the memory 31, and calculates the difference between the two. The difference signal between the two is controlled by the control signal from the control unit 30.
4, the power amplifier 34 converts the difference signal between the two into an electric value such as a current value and outputs the electric value to the actuator 37. Based on the electric value, the actuator 37 drives, for example, a DC motor of the combustion fan 12. Then, adjust the rotation speed.

【0024】この手法についても、空気量とガス量との
空燃比が所定の数値に成るまで続行される。なお、前記
実施例においては、空気量からガス量を制御する方法を
示したが、ガス量から空気量を制御する方法であっても
よい。
This method is also continued until the air-fuel ratio between the air amount and the gas amount reaches a predetermined value. Although the method of controlling the gas amount based on the air amount has been described in the above embodiment, a method of controlling the air amount based on the gas amount may be used.

【0025】すなわち、使用者がお湯を使い始めた際
に、お湯の流量[X(l/min)]を器具内のフロー
センサで測定するとともに、給水温(t1℃)をサーミ
スタで測定し、所望の湯温(t2℃)から必要熱量
[(t2−t1)・60X/0.8(kcal/h)]
を算出する。必要熱量から要求されるガス量を算出し、
そのガス量にガス量センサの測定値がなるように比例弁
の開度を制御し、次にそのガス量に基づいて空気量を調
整する。一方、空気量に基づいてガス量を調整する場合
としては、点火時や能力変化時など、ガス量が大きく変
化するとき、ガス量はその最低値と最大値との間でほぼ
瞬時に変化可能であるが、空気量はファンの回転速度が
最低速度と最高速度との間で比較的緩く変化するため、
瞬時に変化不能であり、ガス量と空気量との調整する速
度に差があり、そのままでは空燃比がくずれてしまう。
空燃比のくずれを防止するために、調整速度の遅い空気
量の変化に対応させ、すなわち、空気量センサの出力値
に応じて、ガス量の数値を算出し、ガス量を調整するも
のがある。
That is, when the user starts to use the hot water, the flow rate [X (l / min)] of the hot water is measured by the flow sensor in the instrument, and the supply water temperature (t1 ° C.) is measured by the thermistor. Required heat amount [(t2-t1) .60X / 0.8 (kcal / h)] from desired hot water temperature (t2 ° C)
To calculate. Calculate the required gas amount from the required heat amount,
The opening of the proportional valve is controlled so that the measured value of the gas amount sensor becomes the gas amount, and then the air amount is adjusted based on the gas amount. On the other hand, when adjusting the amount of gas based on the amount of air, the amount of gas can change almost instantaneously between its minimum and maximum values when the amount of gas changes significantly, such as during ignition or when capacity changes. However, the air volume changes relatively slowly between the minimum rotation speed and the maximum rotation speed of the fan,
It cannot be changed instantaneously, there is a difference in the speed of adjusting the amount of gas and the amount of air, and the air-fuel ratio collapses as it is.
In order to prevent the air-fuel ratio from collapsing, there is one that adjusts the gas amount by corresponding to the change in the air amount whose adjustment speed is slow, that is, calculating the numerical value of the gas amount according to the output value of the air amount sensor. .

【0026】また、前記実施例においては、供給する空
気およびガスの各温度が空気量などを調整する際に補正
データとして取り込まれることについて示していない
が、風量を質量センサ(熱線風速計)の測定値を用いて
制御する場合、その測定される量は、例えば、0℃に換
算した数値として出力される。この数値に対して、ガス
量も同様に、流速ではなく0℃換算した数値にして正確
な空燃比を算出する必要がある。そのために、ガス温に
よる補正をする必要があるが、バーナーの燃焼量によっ
て、燃焼室からの熱(輻射伝熱)でノズルから出るガス
の温度は影響を受けてしまう。そこで、ノズルホルダに
センサを配設することにより、ノズルから出るガスの温
度に近いデータを与えることができ、これによって、質
量流量として非常に近い数値を得ることができる。ダイ
ヤフラム式の差圧センサを用いた場合は、質量流量とな
らないので、別にサーミスタなどを用いて温度補正する
必要がある。また、正確に温度補正するために圧力によ
る補正を行なってもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, although it is not shown that the respective temperatures of the air and gas to be supplied are taken in as correction data when adjusting the air amount and the like, the air amount is measured by the mass sensor (hot wire anemometer). When controlling using a measured value, the measured amount is output as a numerical value converted to 0 ° C., for example. With respect to this numerical value, it is also necessary to calculate the accurate air-fuel ratio by using the numerical value obtained by converting the gas amount into 0 ° C. instead of the flow velocity. Therefore, it is necessary to make a correction based on the gas temperature, but the temperature of the gas discharged from the nozzle is affected by the heat (radiation heat transfer) from the combustion chamber depending on the combustion amount of the burner. Therefore, by disposing a sensor in the nozzle holder, data close to the temperature of the gas discharged from the nozzle can be given, and as a result, a value very close to the mass flow rate can be obtained. When the diaphragm type differential pressure sensor is used, the mass flow rate is not obtained, and therefore it is necessary to correct the temperature by using a thermistor or the like. In addition, pressure correction may be performed to accurately perform temperature correction.

【0027】さらに、具体的に説明する。A点では、そ
の温度が0℃、1リットル/単位時間のガス流量が流れ
ている。ガス流路途中のB点では、その温度が82℃に
なっているため、ガス流量は、1.3リットル/単位時
間のガス流量となり、体積が増える。それによりノズル
先端のC点では、温度82℃で、1.3リットル/単位
時間のガスが流れる。
Further, a concrete description will be given. At the point A, the temperature is 0 ° C., and the gas flow rate is 1 liter / unit time. Since the temperature is 82 ° C. at point B in the middle of the gas flow path, the gas flow rate is 1.3 liters / unit time gas flow rate, and the volume increases. As a result, at point C at the tip of the nozzle, a gas of 1.3 liters / unit time flows at a temperature of 82 ° C.

【0028】このような状況の下、B点で伝熱温度が8
2℃から41℃に低下したとすると、A点において1.
3リットル/単位時間のガスが流出しているため、B点
では、温度41℃で、1.3リットルのガスが移動する
ようになり、A点では、温度0℃で、1.15リットル
/単位時間のガスが移動し、質量流量で15%の差異が
生じるようになる。実際には、C点とB点とは非常に近
くにあり、かつ、伝熱による体積変化により、ガス比重
が変化し、ノズル先端からのガス量が変化するので、前
述した顕著な変化は生じないが、伝熱量の変化時は、C
点とA点との測定値に差異が生じることは、明らかであ
り、正確に空燃比制御を行なうためにはA点でなく、C
点での測定結果に基づいて温度補正をする必要がある。
前記実施例においては、ノズルホルダの整流中にガス量
センサを設けたので、正確に質量流量を測定することが
できる。一方、ガス流路中に、単にガス量センサを設
け、設けた場所が乱流の場合には、正確に流量を測定す
ることができずに、特に、低カロリーガス(6B4Cな
ど)では、発熱量に対して流量が多いため測定場所によ
りその測定値が大きく異なるようになる。また、バイパ
ス流路を設けて、乱流が生じにくい整流路を形成し、整
流路中の比例弁の下流側にガス量センサを設けることに
より、同じく、正確に質量流量を測定することができ
る。
Under these circumstances, the heat transfer temperature at point B is 8
If the temperature drops from 2 ° C to 41 ° C, 1.
Since gas of 3 liters / unit time is flowing out, at point B, 1.3 liters of gas moves at a temperature of 41 ° C., and at point A, 1.15 liters / at a temperature of 0 ° C. The gas per unit time moves, and the difference in mass flow rate becomes 15%. Actually, the point C and the point B are very close to each other, and the specific gravity of the gas changes due to the volume change due to heat transfer, and the amount of gas from the nozzle tip changes. However, when the heat transfer amount changes, C
It is clear that there is a difference in the measured values between the point A and the point A, and in order to perform accurate air-fuel ratio control, it is not point A but C
It is necessary to correct the temperature based on the measurement results at the points.
In the above-mentioned embodiment, since the gas amount sensor is provided during the rectification of the nozzle holder, the mass flow rate can be accurately measured. On the other hand, when a gas amount sensor is simply provided in the gas flow path and the place where it is provided is turbulent, the flow rate cannot be accurately measured, and especially in low calorie gas (6B4C etc.) Since the flow rate is large relative to the quantity, the measured value will vary greatly depending on the measurement location. Further, by providing a bypass flow path to form a rectifying path in which turbulent flow is unlikely to occur, and by providing a gas amount sensor downstream of the proportional valve in the rectifying path, the mass flow rate can also be measured accurately. .

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明にかかる燃焼器の空燃比制御装置
によれば、バーナにガスを供給するためのガス供給流路
の整流中にガス量センサを設けたので、ガス量センサの
出力値とバーナに供給されるガス量との間に成立する比
例関係から、ガス量センサの出力値に基づき、所定量の
ガスをバーナへ供給することが可能になり、不燃防止や
炎の吹き飛び防止やNOXの制御等を行なうのに必要な
理想的な空燃比を得ることができる。
According to the air-fuel ratio control device for a combustor according to the present invention, the gas amount sensor is provided during the rectification of the gas supply passage for supplying the gas to the burner. From the proportional relationship established between the amount of gas supplied to the burner and the amount of gas supplied to the burner, it becomes possible to supply a predetermined amount of gas to the burner based on the output value of the gas amount sensor. It is possible to obtain an ideal air-fuel ratio necessary for controlling NOX and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す燃焼器の概念図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a combustor showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の変形例を示す燃焼器の部分概念図であ
る。
FIG. 2 is a partial conceptual diagram of a combustor showing a modified example of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示す燃焼器の空燃比制御装
置のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an air-fuel ratio control device for a combustor showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…燃焼器 11…燃焼室 12…燃焼ファン 13…バーナ 14…給湯熱交換器 17…空気用のバイパス通路 18…空気量センサ 22…ガスノズル 23…ノズルホルダ 24…比例弁 26…ガス用配管 27…アクチュエータ(供給量調整部) 28…ガス量センサ 29…ガス用のバイパス通路 30…制御部 31…メモリ(記憶部) 32…演算部 33,34…パワーアンプ(駆動回路) 37…アクチュエータ(供給量調整部) 10 ... Combustor 11 ... Combustion chamber 12 ... Combustion fan 13 ... Burner 14 ... Hot water heat exchanger 17 ... Bypass passage for air 18 ... Air amount sensor 22 ... Gas nozzle 23 ... Nozzle holder 24 ... Proportional valve 26 ... Gas piping 27 ... Actuator (supply amount adjusting unit) 28 ... Gas amount sensor 29 ... Bypass passage for gas 30 ... Control unit 31 ... Memory (storage unit) 32 ... Calculation unit 33, 34 ... Power amplifier (driving circuit) 37 ... Actuator (supply amount adjusting unit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 1/02 F23N 1/02 101 F23N 5/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F23N 1/02 F23N 1/02 101 F23N 5/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備
え、バーナへ供給される空気量およびガス量をそれぞれ
調整可能にして、空燃比が所定の数値になるようにした
燃焼器の空燃比制御装置において、 ガスをバーナへ供給するためのガス供給流路の、ガス流
を制御する弁の後流の整流中にガス量センサを設け、該
ガス量センサの出力値に基づきガス量を調整するように
した燃焼器の空燃比制御装置。
1. An air-fuel ratio of a combustor, comprising a burner and a combustion fan for supplying and exhausting air, and adjusting the amount of air and gas supplied to the burner so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In the fuel ratio control device, a gas amount sensor is provided during the rectification of the wake of the valve that controls the gas flow in the gas supply passage for supplying gas to the burner, and the gas amount is adjusted based on the output value of the gas amount sensor. An air-fuel ratio controller for a combustor that is adjusted.
【請求項2】バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備
え、バーナへ供給される空気量およびガス量をそれぞれ
調整可能にして、空燃比が所定の数値になるようにした
燃焼器の空燃比制御装置において、 ガスをバーナへ供給するためのノズルホルダの整流中に
ガス量センサを設け、該ガス量センサの出力値に基づき
ガス量を調整するようにした燃焼器の空燃比制御装置。
2. An air-fuel ratio of a combustor, comprising a burner and a combustion fan for supplying and exhausting air, and adjusting the amount of air and gas supplied to the burner so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In a fuel ratio control device, a gas amount sensor is provided during rectification of a nozzle holder for supplying gas to a burner, and the gas amount is adjusted based on the output value of the gas amount sensor.
【請求項3】バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備
え、バーナへ供給される空気量およびガス量をそれぞれ
調整可能にして、空燃比が所定の数値になるようにした
燃焼器の空燃比制御装置において、 空気をバーナへ供給するための空気供給流路に沿って空
気用のバイパス通路が形成され、該空気用のバイパス通
路に設けられた空気量センサと、 ガスをバーナへ供給するためのガス用配管の先端部にノ
ズルホルダを介してガスノズルが連結され、該ノズルホ
ルダ内に設けられたガス量センサと、 空気量とガス量との理想的な比である理想空燃比が記録
された記憶部と、 前記空気量センサの出力値と前記ガス量センサの出力値
とが読み出されたときに、前記両方の出力値の一方を基
準にし、他方の出力値に対応する前記理想空燃比におけ
る空気量またはガス量の一方と、前記他方の量とを比較
するとともに、該比較した両者の差を算出する演算部
と、 該演算部から前記両者の差信号が出力されると、該差信
号に基づく電気値を、空気量またはガス量の一方の供給
量調整部に出力する駆動回路とを備えたことを特徴とす
る燃焼器の空燃比制御装置。
3. An air of a combustor comprising a burner and a combustion fan for supplying and exhausting air, and adjusting the amount of air and gas supplied to the burner so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In a fuel ratio control device, an air bypass passage is formed along an air supply passage for supplying air to the burner, and an air amount sensor provided in the air bypass passage and gas are supplied to the burner. A gas nozzle is connected to the tip of the gas pipe via a nozzle holder for recording the gas amount sensor installed in the nozzle holder and the ideal air-fuel ratio, which is the ideal ratio of air amount to gas amount. When the output value of the air amount sensor and the output value of the gas amount sensor are read out, one of the both output values is used as a reference, and the ideal value corresponding to the other output value. At air-fuel ratio When one of the air amount or the gas amount is compared with the other amount and the difference between the two is calculated, and the difference signal between the both is output from the calculation unit, the difference signal is output. And a drive circuit that outputs an electric value based on the above to a supply amount adjusting unit for one of an air amount and a gas amount.
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