JP3566758B2 - 燃焼器の空気量制御装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【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、バーナへの空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサの出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファンの回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の燃焼器の空気量制御装置としては、例えば、特開昭63−197948号公報に開示されたものがある。
すなわち、給気管に送風機によって空気が取り込まれ、給気管に風速センサが設けられ、風速センサの出力値に基づき、送風機の回転数を制御するものである。風速センサには、ホットワイヤ式のものや、ダイアフラム等を用いた差圧式のものが用いられている。
【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気量制御装置では、一般的に風速センサは経年変化によりその0点が移動し、該0点移動による出力変化を補正できないため、0点補正がされないまま、その出力変化に基づき空気量を調整すると、不完全燃焼を引き起こす場合があるという問題点があった。
一方、風速センサの0点補正を行なう際には、有効な測定情報を得るために、送風機を停止するとともに、燃焼器周辺が無風状態になっていることが条件となる。
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、燃焼器周辺の風の有無を判断するとともに、無風時における0点補正を行なった上で、空気量を制御し、正常な燃焼を維持することができるようにした燃焼器の空気量制御装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
1 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出する出力判断部(42)と、
前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出する出力変動量判断部(44)と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する風量センサ(18)の0点補正値算出部(46)とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置。
【0005】
2 前記取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域外にある場合、および、前記選定された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の外にある場合に、不適性データ信号がそれぞれ出力され、該不適性データ信号が出力された回数を加算し、該加算された回数が規定された回数以下の場合には、前記送られて来た記録データを除去するとともに、前記選定された最大値と最小値とを除去し、風量センサ(18)に測定再開を指示し、前記加算された回数が規定された回数と一致した場合には、0点補正の実行を終了する0点補正管理部(50)を備えたことを特徴とする1項記載の燃焼器の空気量制御装置。
【0006】
3 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御方法において、
出力判断部(42)は、燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出し、
出力変動量判断部(44)は、前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出し、
0点補正値算出部(46)は、前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力することを特徴とする燃焼器の空気量制御方法。
【0007】
4 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を補正用データとして順次送出する出力判断部(42)と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する風量センサ(18)の0点補正値算出部(46)とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置に存する。
【0008】
【作用】
出力判断部(42)は、燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出する。
出力変動量判断部(44)は、前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出する。
【0009】
0点補正値算出部(46)は、前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する。
0点補正された風速センサの測定値に基づいて空気流通経路内の風量を算出し、算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う。
【0010】
前記取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域外にある場合、および、前記選定された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の外にある場合に、不適性データ信号がそれぞれ出力され、該不適性データ信号が出力された回数を加算し、該加算された回数が規定された回数以下の場合には、前記送られて来た記録データを除去するとともに、前記選定された最大値と最小値とを除去し、風量センサ(18)に測定再開を指示し、前記加算された回数が規定された回数と一致した場合には、0点補正の実行を終了する0点補正管理部(50)を備えたものでは、
不適性データに基づく、0点補正値の出力を防止することができ、また、不適性データ信号の出力が多い場合には、時を改めて、測定を実行することができ、または、風速センサの寿命の判断の目安にもすることができる。
【0011】
【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2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14の入口側には給水管15が接続され、給湯熱交換器14の出口側には給湯管15aが接続されている。
【0012】
バーナ13のガス供給通路16が接続され、バーナ13の下方側と排気通路19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、風量センサ18が設けられている。風量センサ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の燃焼ファン側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。
【0013】
図1は、本制御装置のブロック図を示している。
制御装置は、CPUである制御部20を備えている。制御部20には、図示省略した電源回路、並びに、風量センサ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。風量センサ18の出力信号は、図示省略した増幅回路およびA−D変換回路を介して、デジタル値として後述のメモリ30に入力される。
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から構成されるメモリ30が設けられている。メモリ30には、制御プログラム、風量センサ18の0点出力上限値Vomaxlimit、風量センサ18の0点出力下限値Vominlimit、後述する出力変動幅、ガス量に相応した目標センサ出力vを算出するためのデータなどが記録されている。また、メモリ30には、風量センサ18の出力値vo、後述の記録データvo,i、最大値vomax 、最大値vomin 、補正用データ、0点補正値および0点補正後の数値などが記録される。
【0014】
出力判断部42は、演算装置であって、制御部20の制御信号により、メモリ30に記録された風量センサ18の出力値voを順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以下で、かつ、0点出力下限値Vominlimit以上である場合に、その風量センサ18の出力値voを記録データvo,iとして順次メモリ30に送出するものである。出力判断部42は比較回路であり、取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以上であったり、また、0点出力下限値Vominlimit以下である場合に、メモリ30に不適性データ信号を出力する。メモリ30は不適性データ信号が出力された回数を記録する。
出力変動量判断部44は、最大値設定部、最小値設定部、変動量算出部、および記録データ数計数部から成る。最大値設定部は比較回路であり、初めに送られてきた記録データvo,iを最大値vomax とし、該最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較して、大きい数値の方を最大値vomax としてメモリ30に出力する。次に、この最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較していくもので、すなわち、順次送られて来た記録データvo,iの中から最大値vomax を選出するものである。
【0015】
同じく、最小値設定部は、小さい数値の方を最大値vomin としてメモリ30に出力していき、順次送られて来た記録データvo,iの中から最小値vomin を選出するものである。
変動量算出部は、メモリ30に記録された前記選出された最大値vomax と最小値vomin とから両者の差を逐次算出し、該両者の差とメモリ30に記録された出力変動幅とを比較し、前記両者の差が出力変動幅の外にあると、メモリ30に不適性データ信号を出力する。メモリ30は、同じく、不適性データ信号が出力された回数を記録する。
【0016】
記録データ数計数部は、メモリ30に記録され、メモリ30から送られて来る記録データvo,iのデータ数が所定数tと一致した場合に、前記所定数tの記録データvo,iを補正用データとしてメモリ30に送出するものである。
0点補正値算出部46は、演算装置であり、所定数tの補正用データがメモリ30に送出された場合に、所定数tの補正用データをメモリ30から取り込み、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ18の0点補正値としてメモリ30に出力するものである。
【0017】
0点補正管理部50は、比較回路であり、メモリ30に記録された前記不適性データ信号が出力された回数mと、規定された回数Mとを比較し、m<Mである場合には、リセット信号を出力し、m=Mの場合にはエラー信号を出力し0点補正の実行を終了するようにしたものである。
リセット信号を出力されると、メモリ30に記録された記録データvo,iを除去するとともに、前記選定された最大値vomax と最小値vomin とを除去し、風量センサ18に測定再開を指示する。
【0018】
制御部20は、0点補正された風量センサ18の出力値vおよびメモリ30に記録されたファン回転数を算出するためのデータに基づいて、ファン回転数制御信号を駆動回路60に送出するものであり、駆動回路60は、ファン回転数制御信号および制御外からの電気エネルギーを用いて燃焼ファン12に必要電流を供給するものである。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、回転検出センサはそのセンサ出力が制御部20にフィードバックするものである。
【0019】
次に作用を説明する。
0点補正は、冷起動時に行なわれる。
図3に示すように、風量センサ18の始動時においては、不適性データ信号の出力回数mは0であり、風量センサ18の出力値の最大値vomax および最大値vomin は0である。
【0020】
ステップ1において、制御部20は風量センサ18の出力値vo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20の制御信号により、図示省略した増幅回路およびA−D変換回路を介して、風量センサ18の出力値voがデジタル値として制御部20に出力する。風量センサ18の出力値voはメモリ30に記録される。
ステップ2において、出力判断部42は、メモリ30に記録された風量センサ18の出力値voと同じく記録された0点出力上限値Vomaxlimitとを比較するとともに、風量センサ18の出力値voと同じく記録された0点出力下限値Vominlimitとを比較する。
【0021】
ステップ3〜ステップ4において、風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以下で、かつ、0点出力下限値Vominlimit以上である場合に、その風量センサ18の出力値voを記録データvo,iとして順次メモリ30に送出する。
ステップ2において、出力判断部42は取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以上であったり、また、0点出力下限値Vominlimit以下である場合に、メモリ30に不適性データ信号を出力する。
【0022】
ステップ13において、メモリ30に不適性データ信号を出力された場合には、メモリ30は不適性データ信号が出力された回数を記録する。
ステップ5〜ステップ6において、出力変動量判断部44の最大値設定部が初めに送られてきた記録データvo,iを最大値vomax とし、該最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較して、大きい数値の方を最大値vomax としてメモリ30に出力する。次に、この最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較してくもので、すなわち、順次送られて来た記録データvo,iの中から最大値vomax を選出する。
【0023】
ステップ7〜ステップ8において、同じく、出力変動量判断部44の最小値設定部は、小さい数値の方を最大値vomin としてメモリ30に出力していき、順次送られて来た記録データvo,iの中から最小値vomin を選出する。
ステップ9において、出力変動量判断部44の変動量算出部は、メモリ30に記録された前記選出された最大値vomax と最小値vomin とから両者の差を逐次算出し、該両者の差とメモリ30に記録された出力変動幅とを比較し、前記両者の差が出力変動幅の外にあると、メモリ30に不適性データ信号を出力する。一方、両者の差が出力変動幅の中にあれば、適正なデータとしてメモリ30に記録される。
【0024】
ステップ13において、メモリ30に不適性データ信号を出力されると、メモリ30は、同じく、不適性データ信号が出力された回数を記録する。
ステップ10において、出力変動量判断部44の記録データ数計数部は、メモリ30に記録され、メモリ30から送られて来る記録データvo,iのデータ数が所定数tと一致した場合に、前記所定数tの記録データvo,iを補正用データとしてメモリ30に送出する。
【0025】
ステップ11において、0点補正値算出部46は、所定数tの補正用データがメモリ30に送出された場合に、所定数tの補正用データをメモリ30から取り込み、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ18の0点補正値Voとしてメモリ30に出力する。
ステップ14において、0点補正管理部50は、メモリ30に記録された前記不適性データ信号が出力された回数mと、規定された回数Mとを比較し、m<Mである場合には、リセット信号を出力し、m=Mの場合にはエラー信号を出力する。
【0026】
ステップ15において、エラー信号が出力されると、0点補正の実行を終了する。この場合は、一定時間後に改めて0点補正が行なわれる。また、エラー信号が度重なる場合には、風量センサ18の故障や寿命であることも考えられる。
【0027】
ステップ16において、リセット信号を出力されると、メモリ30に記録された記録データvo,iを除去するとともに、前記選定された最大値vomax と最小値vomin とを除去し、風量センサ18に測定再開を指示する。
制御部20は、0点補正された風量センサ18の出力値vおよびメモリ30に記録されたファン回転数を算出するためのデータに基づいて、ファン回転数制御信号を算出し、ファン回転数制御信号を駆動回路60に送出する。ステップ12において、駆動回路60は、ファン回転数制御信号および制御外からの電気エネルギーを用いて、燃焼ファン12に必要電流を供給し、ポストファン点火シーケンスへ移行する。
【0028】
風量センサ18はそのセンサ出力を制御部20にフィードバックし、点火以後、ファン回転数でフィードバック制御するのではなく、風量センサ18でフィードバック制御を行なう。
なお、前記実施例においては、出力判断部42が記録データを送出し、出力変動量判断部44が補正用データを送出するものを示したが、出力判断部42が、燃焼ファン12が回転停止しているとき、風量センサ18の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ18の測定値が前記風量センサ18の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ18の測定値を補正用データとして順次送出し、所定数の補正用データの平均値を0点補正値算出部が算出するようにしてもよい。
【0029】
また、その際に補正用のデータの所定数tは1以上であればよいことはいうまでもない。
さらに、前記実施例においては、風量センサ18は、バーナ13のファン側と燃焼室11側で測定したが、これに限らず、風量を測定できる場所であれば、どこであってもよい。例えば、図4および図5に示すように、ホットワイヤ式のものでは、17a〜17dおよび17g〜17hのバイパス通路、並びに、ダイアフラム式のものでは、17a〜17jのバイパス通路においてそれぞれ測定可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼器の空気量制御装置およびその方法によれば、風量センサの0点補正を有効に行なうようにしたので、経年変化や外気温の変化により、風量センサの0点が変動しても、適宜空気量を制御して、正常な運転を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す燃焼器の空気量制御装置のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【図3】本発明の一実施例を示す燃焼器の空気量制御のフロー図である。
【図4】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【図5】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【符号の説明】
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…バイパス通路
18…風量センサ
19…排気通路
20…制御部
30…メモリ
42…出力判断部
44…出力変動量判断部
46…0点補正値算出部
50…0点補正管理部
60…駆動回路
【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、バーナへの空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサの出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファンの回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の燃焼器の空気量制御装置としては、例えば、特開昭63−197948号公報に開示されたものがある。
すなわち、給気管に送風機によって空気が取り込まれ、給気管に風速センサが設けられ、風速センサの出力値に基づき、送風機の回転数を制御するものである。風速センサには、ホットワイヤ式のものや、ダイアフラム等を用いた差圧式のものが用いられている。
【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気量制御装置では、一般的に風速センサは経年変化によりその0点が移動し、該0点移動による出力変化を補正できないため、0点補正がされないまま、その出力変化に基づき空気量を調整すると、不完全燃焼を引き起こす場合があるという問題点があった。
一方、風速センサの0点補正を行なう際には、有効な測定情報を得るために、送風機を停止するとともに、燃焼器周辺が無風状態になっていることが条件となる。
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、燃焼器周辺の風の有無を判断するとともに、無風時における0点補正を行なった上で、空気量を制御し、正常な燃焼を維持することができるようにした燃焼器の空気量制御装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
1 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出する出力判断部(42)と、
前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出する出力変動量判断部(44)と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する風量センサ(18)の0点補正値算出部(46)とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置。
【0005】
2 前記取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域外にある場合、および、前記選定された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の外にある場合に、不適性データ信号がそれぞれ出力され、該不適性データ信号が出力された回数を加算し、該加算された回数が規定された回数以下の場合には、前記送られて来た記録データを除去するとともに、前記選定された最大値と最小値とを除去し、風量センサ(18)に測定再開を指示し、前記加算された回数が規定された回数と一致した場合には、0点補正の実行を終了する0点補正管理部(50)を備えたことを特徴とする1項記載の燃焼器の空気量制御装置。
【0006】
3 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御方法において、
出力判断部(42)は、燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出し、
出力変動量判断部(44)は、前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出し、
0点補正値算出部(46)は、前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力することを特徴とする燃焼器の空気量制御方法。
【0007】
4 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)への空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサ(18)の出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を補正用データとして順次送出する出力判断部(42)と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する風量センサ(18)の0点補正値算出部(46)とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置に存する。
【0008】
【作用】
出力判断部(42)は、燃焼ファン(12)が回転停止しているとき、風量センサ(18)の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ(18)の測定値を記録データとして順次送出する。
出力変動量判断部(44)は、前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出する。
【0009】
0点補正値算出部(46)は、前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ(18)の0点補正値として出力する。
0点補正された風速センサの測定値に基づいて空気流通経路内の風量を算出し、算出された風量情報によって燃焼ファン(12)の回転制御を行う。
【0010】
前記取り入れられた風量センサ(18)の測定値が前記風量センサ(18)の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域外にある場合、および、前記選定された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の外にある場合に、不適性データ信号がそれぞれ出力され、該不適性データ信号が出力された回数を加算し、該加算された回数が規定された回数以下の場合には、前記送られて来た記録データを除去するとともに、前記選定された最大値と最小値とを除去し、風量センサ(18)に測定再開を指示し、前記加算された回数が規定された回数と一致した場合には、0点補正の実行を終了する0点補正管理部(50)を備えたものでは、
不適性データに基づく、0点補正値の出力を防止することができ、また、不適性データ信号の出力が多い場合には、時を改めて、測定を実行することができ、または、風速センサの寿命の判断の目安にもすることができる。
【0011】
【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2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14の入口側には給水管15が接続され、給湯熱交換器14の出口側には給湯管15aが接続されている。
【0012】
バーナ13のガス供給通路16が接続され、バーナ13の下方側と排気通路19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、風量センサ18が設けられている。風量センサ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の燃焼ファン側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。
【0013】
図1は、本制御装置のブロック図を示している。
制御装置は、CPUである制御部20を備えている。制御部20には、図示省略した電源回路、並びに、風量センサ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。風量センサ18の出力信号は、図示省略した増幅回路およびA−D変換回路を介して、デジタル値として後述のメモリ30に入力される。
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から構成されるメモリ30が設けられている。メモリ30には、制御プログラム、風量センサ18の0点出力上限値Vomaxlimit、風量センサ18の0点出力下限値Vominlimit、後述する出力変動幅、ガス量に相応した目標センサ出力vを算出するためのデータなどが記録されている。また、メモリ30には、風量センサ18の出力値vo、後述の記録データvo,i、最大値vomax 、最大値vomin 、補正用データ、0点補正値および0点補正後の数値などが記録される。
【0014】
出力判断部42は、演算装置であって、制御部20の制御信号により、メモリ30に記録された風量センサ18の出力値voを順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以下で、かつ、0点出力下限値Vominlimit以上である場合に、その風量センサ18の出力値voを記録データvo,iとして順次メモリ30に送出するものである。出力判断部42は比較回路であり、取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以上であったり、また、0点出力下限値Vominlimit以下である場合に、メモリ30に不適性データ信号を出力する。メモリ30は不適性データ信号が出力された回数を記録する。
出力変動量判断部44は、最大値設定部、最小値設定部、変動量算出部、および記録データ数計数部から成る。最大値設定部は比較回路であり、初めに送られてきた記録データvo,iを最大値vomax とし、該最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較して、大きい数値の方を最大値vomax としてメモリ30に出力する。次に、この最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較していくもので、すなわち、順次送られて来た記録データvo,iの中から最大値vomax を選出するものである。
【0015】
同じく、最小値設定部は、小さい数値の方を最大値vomin としてメモリ30に出力していき、順次送られて来た記録データvo,iの中から最小値vomin を選出するものである。
変動量算出部は、メモリ30に記録された前記選出された最大値vomax と最小値vomin とから両者の差を逐次算出し、該両者の差とメモリ30に記録された出力変動幅とを比較し、前記両者の差が出力変動幅の外にあると、メモリ30に不適性データ信号を出力する。メモリ30は、同じく、不適性データ信号が出力された回数を記録する。
【0016】
記録データ数計数部は、メモリ30に記録され、メモリ30から送られて来る記録データvo,iのデータ数が所定数tと一致した場合に、前記所定数tの記録データvo,iを補正用データとしてメモリ30に送出するものである。
0点補正値算出部46は、演算装置であり、所定数tの補正用データがメモリ30に送出された場合に、所定数tの補正用データをメモリ30から取り込み、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ18の0点補正値としてメモリ30に出力するものである。
【0017】
0点補正管理部50は、比較回路であり、メモリ30に記録された前記不適性データ信号が出力された回数mと、規定された回数Mとを比較し、m<Mである場合には、リセット信号を出力し、m=Mの場合にはエラー信号を出力し0点補正の実行を終了するようにしたものである。
リセット信号を出力されると、メモリ30に記録された記録データvo,iを除去するとともに、前記選定された最大値vomax と最小値vomin とを除去し、風量センサ18に測定再開を指示する。
【0018】
制御部20は、0点補正された風量センサ18の出力値vおよびメモリ30に記録されたファン回転数を算出するためのデータに基づいて、ファン回転数制御信号を駆動回路60に送出するものであり、駆動回路60は、ファン回転数制御信号および制御外からの電気エネルギーを用いて燃焼ファン12に必要電流を供給するものである。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、回転検出センサはそのセンサ出力が制御部20にフィードバックするものである。
【0019】
次に作用を説明する。
0点補正は、冷起動時に行なわれる。
図3に示すように、風量センサ18の始動時においては、不適性データ信号の出力回数mは0であり、風量センサ18の出力値の最大値vomax および最大値vomin は0である。
【0020】
ステップ1において、制御部20は風量センサ18の出力値vo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20の制御信号により、図示省略した増幅回路およびA−D変換回路を介して、風量センサ18の出力値voがデジタル値として制御部20に出力する。風量センサ18の出力値voはメモリ30に記録される。
ステップ2において、出力判断部42は、メモリ30に記録された風量センサ18の出力値voと同じく記録された0点出力上限値Vomaxlimitとを比較するとともに、風量センサ18の出力値voと同じく記録された0点出力下限値Vominlimitとを比較する。
【0021】
ステップ3〜ステップ4において、風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以下で、かつ、0点出力下限値Vominlimit以上である場合に、その風量センサ18の出力値voを記録データvo,iとして順次メモリ30に送出する。
ステップ2において、出力判断部42は取り入れられた風量センサ18の出力値voが前記0点出力上限値Vomaxlimit以上であったり、また、0点出力下限値Vominlimit以下である場合に、メモリ30に不適性データ信号を出力する。
【0022】
ステップ13において、メモリ30に不適性データ信号を出力された場合には、メモリ30は不適性データ信号が出力された回数を記録する。
ステップ5〜ステップ6において、出力変動量判断部44の最大値設定部が初めに送られてきた記録データvo,iを最大値vomax とし、該最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較して、大きい数値の方を最大値vomax としてメモリ30に出力する。次に、この最大値vomax と次に送られて来る記録データvo,iとを比較してくもので、すなわち、順次送られて来た記録データvo,iの中から最大値vomax を選出する。
【0023】
ステップ7〜ステップ8において、同じく、出力変動量判断部44の最小値設定部は、小さい数値の方を最大値vomin としてメモリ30に出力していき、順次送られて来た記録データvo,iの中から最小値vomin を選出する。
ステップ9において、出力変動量判断部44の変動量算出部は、メモリ30に記録された前記選出された最大値vomax と最小値vomin とから両者の差を逐次算出し、該両者の差とメモリ30に記録された出力変動幅とを比較し、前記両者の差が出力変動幅の外にあると、メモリ30に不適性データ信号を出力する。一方、両者の差が出力変動幅の中にあれば、適正なデータとしてメモリ30に記録される。
【0024】
ステップ13において、メモリ30に不適性データ信号を出力されると、メモリ30は、同じく、不適性データ信号が出力された回数を記録する。
ステップ10において、出力変動量判断部44の記録データ数計数部は、メモリ30に記録され、メモリ30から送られて来る記録データvo,iのデータ数が所定数tと一致した場合に、前記所定数tの記録データvo,iを補正用データとしてメモリ30に送出する。
【0025】
ステップ11において、0点補正値算出部46は、所定数tの補正用データがメモリ30に送出された場合に、所定数tの補正用データをメモリ30から取り込み、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサ18の0点補正値Voとしてメモリ30に出力する。
ステップ14において、0点補正管理部50は、メモリ30に記録された前記不適性データ信号が出力された回数mと、規定された回数Mとを比較し、m<Mである場合には、リセット信号を出力し、m=Mの場合にはエラー信号を出力する。
【0026】
ステップ15において、エラー信号が出力されると、0点補正の実行を終了する。この場合は、一定時間後に改めて0点補正が行なわれる。また、エラー信号が度重なる場合には、風量センサ18の故障や寿命であることも考えられる。
【0027】
ステップ16において、リセット信号を出力されると、メモリ30に記録された記録データvo,iを除去するとともに、前記選定された最大値vomax と最小値vomin とを除去し、風量センサ18に測定再開を指示する。
制御部20は、0点補正された風量センサ18の出力値vおよびメモリ30に記録されたファン回転数を算出するためのデータに基づいて、ファン回転数制御信号を算出し、ファン回転数制御信号を駆動回路60に送出する。ステップ12において、駆動回路60は、ファン回転数制御信号および制御外からの電気エネルギーを用いて、燃焼ファン12に必要電流を供給し、ポストファン点火シーケンスへ移行する。
【0028】
風量センサ18はそのセンサ出力を制御部20にフィードバックし、点火以後、ファン回転数でフィードバック制御するのではなく、風量センサ18でフィードバック制御を行なう。
なお、前記実施例においては、出力判断部42が記録データを送出し、出力変動量判断部44が補正用データを送出するものを示したが、出力判断部42が、燃焼ファン12が回転停止しているとき、風量センサ18の測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサ18の測定値が前記風量センサ18の出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサ18の測定値を補正用データとして順次送出し、所定数の補正用データの平均値を0点補正値算出部が算出するようにしてもよい。
【0029】
また、その際に補正用のデータの所定数tは1以上であればよいことはいうまでもない。
さらに、前記実施例においては、風量センサ18は、バーナ13のファン側と燃焼室11側で測定したが、これに限らず、風量を測定できる場所であれば、どこであってもよい。例えば、図4および図5に示すように、ホットワイヤ式のものでは、17a〜17dおよび17g〜17hのバイパス通路、並びに、ダイアフラム式のものでは、17a〜17jのバイパス通路においてそれぞれ測定可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼器の空気量制御装置およびその方法によれば、風量センサの0点補正を有効に行なうようにしたので、経年変化や外気温の変化により、風量センサの0点が変動しても、適宜空気量を制御して、正常な運転を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す燃焼器の空気量制御装置のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【図3】本発明の一実施例を示す燃焼器の空気量制御のフロー図である。
【図4】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【図5】本発明の一実施例を示す燃焼器の正面図である。
【符号の説明】
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…バイパス通路
18…風量センサ
19…排気通路
20…制御部
30…メモリ
42…出力判断部
44…出力変動量判断部
46…0点補正値算出部
50…0点補正管理部
60…駆動回路
Claims (4)
- バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備え、バーナへの空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサの出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファンの回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファンが回転停止しているとき、風量センサの測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサの測定値が前記風量センサの出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサの測定値を記録データとして順次送出する出力判断部と、
前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出する出力変動量判断部と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサの0点補正値として出力する風量センサの0点補正値算出部とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置。 - 前記取り入れられた風量センサの測定値が前記風量センサの出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域外にある場合、および、前記選定された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の外にある場合に、不適性データ信号がそれぞれ出力され、該不適性データ信号が出力された回数を加算し、該加算された回数が規定された回数以下の場合には、前記送られて来た記録データを除去するとともに、前記選定された最大値と最小値とを除去し、風量センサに測定再開を指示し、前記加算された回数が規定された回数と一致した場合には、0点補正の実行を終了する0点補正管理部を備えたことを特徴とする請求項1記載の燃焼器の空気量制御装置。
- バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備え、バーナへの空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサの出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファンの回転制御を行う燃焼器の空気量制御方法において、
出力判断部は、燃焼ファンが回転停止しているとき、風量センサの測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサの測定値が前記風量センサの出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサの測定値を記録データとして順次送出し、
出力変動量判断部は、前記記録データが順次送られて来ると、該順次送られて来た記録データの中から最大値と最小値とをそれぞれ選出し、前記選出された最大値と最小値との差が予め設定された出力変動幅の中にあり、かつ、前記順次送られて来た記録データのデータ数が所定数と一致した場合に、前記所定数の記録データを補正用データとして送出し、
0点補正値算出部は、前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサの0点補正値として出力することを特徴とする燃焼器の空気量制御方法。 - バーナと、給排気を行う燃焼ファンとを備え、バーナへの空気供給部から排気通路に至る空気流通経路内の風量を風量センサの出力の測定値に基づいて算出し、該算出された風量情報によって燃焼ファンの回転制御を行う燃焼器の空気量制御装置において、
燃焼ファンが回転停止しているとき、風量センサの測定値を順次取り入れ、該取り入れられた風量センサの測定値が前記風量センサの出力の予め設定された上限値と下限値との間の領域内にある場合に、前記風量センサの測定値を補正用データとして順次送出する出力判断部と、
前記所定数の補正用データが送られて来ると、前記補正用データの平均値を算出し、該平均値を風量センサの0点補正値として出力する風量センサの0点補正値算出部とを備えたことを特徴とする燃焼器の空気量制御装置。
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