JP5902126B2 - Combustion equipment - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させる燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion apparatus that burns a mixed gas of fuel gas and combustion air.
給湯装置や暖房装置には、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスをバーナーで燃焼させる燃焼装置が搭載されている。この燃焼装置で混合ガスを適切に燃焼させるには、燃料ガスと燃焼用空気とを適切な比率(空燃比)で混合させなければならないことから、給湯や暖房に必要な熱量に応じて燃料ガスの供給量を制御すると共に、燃焼用空気の供給量を制御することが行われる。 A hot water supply device and a heating device are equipped with a combustion device that burns a mixed gas of fuel gas and combustion air with a burner. In order to properly burn the mixed gas with this combustion device, the fuel gas and the combustion air must be mixed at an appropriate ratio (air-fuel ratio), so that the fuel gas depends on the amount of heat required for hot water supply and heating. The supply amount of the combustion air and the supply amount of the combustion air are controlled.
こうした燃焼装置で燃焼を開始(点火)した直後は、バーナーを収容する燃焼室内が暖まっていない(冷えた状態である)ため、暖まった状態に比べてバーナーでの混合ガスの供給速度に対する燃焼速度が遅く、炎がバーナーから浮き上がり(いわゆるリフト)気味になって燃焼が不安定となる傾向にある。そこで、燃焼を開始してから一定の期間は、通常の空燃比よりも燃料ガスの比率を高くすることによって燃焼速度を速めて、燃焼を安定させることが提案されている(特許文献1)。 Immediately after starting (igniting) combustion with such a combustion device, the combustion chamber containing the burner is not warm (it is in a cold state), so the combustion speed relative to the supply speed of the mixed gas in the burner compared to the warm state However, the flame tends to float from the burner (so-called lift) and the combustion tends to become unstable. Therefore, it has been proposed to stabilize combustion by increasing the combustion rate by increasing the fuel gas ratio higher than the normal air-fuel ratio for a certain period after the start of combustion (Patent Document 1).
しかし、提案されている技術では、燃焼室内が暖まっている状態で燃焼を開始する場合(燃焼の再開時)にも、燃料ガスの比率が高くなり、燃焼速度が速まることで逆火を起こし易いばかりか、燃料ガスを無駄に消費するという問題があった。もちろん、燃焼室内に温度センサーを設けて温度を検出することは可能である。ただし、複数の単位バーナーを収容する燃焼室では、燃焼箇所をいろいろと切り換えたり、必要な熱量によって燃焼範囲を変化させたりするのに対して、温度センサーが検出するのは設置箇所の温度であるので、検出した温度が必ずしも燃焼室全体を代表しているとは言えず、燃焼室内の温度状態(暖まり具合)に応じて空燃比を適切に制御できるとは限らない。 However, in the proposed technology, even when combustion is started in a state where the combustion chamber is warm (when combustion is restarted), the ratio of the fuel gas becomes high, and the combustion speed increases, so that backfire is likely to occur. In addition, there was a problem of wasteful consumption of fuel gas. Of course, it is possible to detect the temperature by providing a temperature sensor in the combustion chamber. However, in a combustion chamber that houses multiple unit burners, the temperature sensor detects the temperature of the installation location, while the combustion location is switched variously and the combustion range is changed depending on the amount of heat required. Therefore, it cannot be said that the detected temperature is representative of the entire combustion chamber, and the air-fuel ratio cannot be appropriately controlled according to the temperature state (warming condition) in the combustion chamber.
この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、燃焼室内の温度状態に応じて空燃比を適切に制御し、燃焼を安定させることが可能な技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in response to the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide a technique capable of appropriately controlling the air-fuel ratio according to the temperature state in the combustion chamber and stabilizing the combustion. To do.
上述した課題を解決するために本発明の燃焼装置は次の構成を採用した。すなわち、
バーナーを収容する燃焼室と、前記バーナーに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記バーナーに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、前記燃料ガスおよび前記燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を制御する制御手段と、前記燃焼室に向けて前記燃焼用空気を導く給気通路と、前記燃焼室から排出された燃焼排気を導く排気通路とを備える燃焼装置において、
前記給気通路内の圧力と、前記排気通路内の圧力との差である差圧を取得する差圧取得手段を備え、
前記燃焼用空気供給手段は、前記バーナーでの点火に先立って前記燃焼用空気を供給する事前供給を実行し、
前記制御手段は、前記事前供給中の前記差圧に基づいて、前記バーナーでの点火時における前記燃料ガスおよび前記燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正する
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the combustion apparatus of the present invention employs the following configuration. That is,
At least one of a combustion chamber for storing a burner, a fuel gas supply means for supplying fuel gas to the burner, a combustion air supply means for supplying combustion air to the burner, and the fuel gas and the combustion air In a combustion apparatus comprising: control means for controlling a supply amount; an intake passage for guiding the combustion air toward the combustion chamber; and an exhaust passage for guiding combustion exhaust discharged from the combustion chamber;
Differential pressure acquisition means for acquiring a differential pressure that is a difference between the pressure in the air supply passage and the pressure in the exhaust passage;
The combustion air supply means executes pre-supply for supplying the combustion air prior to ignition by the burner,
The control means corrects the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air at the time of ignition by the burner based on the differential pressure during the preliminary supply.
燃焼室内のバーナーで点火直後に安定して燃焼させるのに適切な空燃比(燃料ガスおよび燃焼用空気の供給量の比率)は、燃焼室内の温度状態(暖まり具合)によって異なる。本発明の燃焼装置では、燃焼室内の温度状態を判断するのに、温度センサーで直接的に温度を検出するのではなく、給気通路内の圧力(給気圧)と排気通路内の圧力(排気圧)との差圧を用いている。一般に気体(燃焼用空気や燃焼排気)が燃焼室を通過する際には通過抵抗が発生することによって給気圧よりも排気圧が小さくなる。また、燃焼室内が冷えた状態に比べて暖まった状態では、通過する間に気体が暖められることで膨張しようとするので、排気圧が大きくなって給気圧に近くなる(差圧が小さくなる)。このように給気圧と排気圧との差圧は、温度センサーで局在的な温度を検出するのとは異なり、燃焼室の全体としての温度状態を代表して変化するので、点火前の事前供給中に差圧を取得して、その差圧に基づいて点火時における燃料ガスおよび燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正すれば、燃焼室内の温度状態に応じた適切な空燃比に制御して点火時から燃焼を安定させることができる。 The air-fuel ratio (ratio of the supply amount of fuel gas and combustion air) appropriate for stable combustion immediately after ignition by the burner in the combustion chamber varies depending on the temperature state (warming condition) in the combustion chamber. In the combustion apparatus of the present invention, in order to determine the temperature state in the combustion chamber, the temperature in the supply passage (supply pressure) and the pressure in the exhaust passage (exhaust pressure) are not directly detected by a temperature sensor. Pressure difference). In general, when a gas (combustion air or combustion exhaust gas) passes through a combustion chamber, an exhaust pressure is lower than a supply air pressure due to a passage resistance. Further, in a state where the combustion chamber is warm as compared with a state where the combustion chamber is cold, the gas is warmed while passing through and tends to expand, so that the exhaust pressure increases and becomes close to the supply pressure (the differential pressure decreases). . In this way, the differential pressure between the supply pressure and the exhaust pressure is different from detecting the local temperature with the temperature sensor, and changes on behalf of the overall temperature state of the combustion chamber. By acquiring the differential pressure during supply and correcting the supply amount of at least one of fuel gas and combustion air at the time of ignition based on the differential pressure, the air / fuel ratio is controlled to an appropriate air / fuel ratio according to the temperature state in the combustion chamber. Thus, combustion can be stabilized from the time of ignition.
上述した本発明の燃焼装置では、バーナーでの点火から差圧が安定するまでの間における燃料ガスおよび燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を、差圧に基づいて補正することとしてもよい。 In the combustion apparatus of the present invention described above, the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air during the period from the ignition by the burner to the stabilization of the differential pressure may be corrected based on the differential pressure.
バーナーで燃焼を開始(点火)してからも、燃焼室内が暖まる(差圧が安定する)までの間の燃焼状態は、燃焼室内の温度状態(暖まり具合)による影響を受け易い傾向にある。そこで、この間も燃料ガスおよび燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を差圧に基づいて補正すれば、適切な空燃比に制御して燃焼を安定させることができる。 Even after the combustion is started (ignited) by the burner, the combustion state until the combustion chamber is warmed (differential pressure is stabilized) tends to be easily affected by the temperature state (warming condition) in the combustion chamber. Therefore, during this time, if the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air is corrected based on the differential pressure, the combustion can be stabilized by controlling to an appropriate air-fuel ratio.
こうした本発明の燃焼装置では、差圧が基準値未満である場合には基準値以上である場合よりも、燃焼用空気の供給量に対する燃料ガスの供給量の比率を低くすることとしてもよい。 In such a combustion apparatus of the present invention, when the differential pressure is less than the reference value, the ratio of the fuel gas supply amount to the combustion air supply amount may be made lower than when the differential pressure is greater than the reference value.
差圧が大きい(基準値以上である)場合は、燃焼室内が暖まっていない(冷えた状態である)と判断でき、暖まった状態よりも炎がリフト気味になって燃焼が不安定になる傾向にある。この場合は、燃料ガスの比率を高く(燃焼用空気の比率を低く)設定することにより、リフトを抑制して燃焼を安定させることができる。一方、差圧が小さい(基準値未満である)場合は、燃焼室内が暖まっていると判断でき、燃料ガスの比率を高く設定すると、逆火を起こし易くなって燃焼状態がかえって悪化する可能性がある。そこで、差圧が大きい場合に比べて燃料ガスの比率を低く設定すれば、無駄な燃料ガスの消費を抑制すると共に、適切な空燃比で安定して燃焼させることができる。 If the differential pressure is large (over the reference value), it can be judged that the combustion chamber is not warm (it is in a cold state), and the flame tends to be lifted and combustion tends to be more unstable than in the warm state. It is in. In this case, by setting the fuel gas ratio high (combustion air ratio low), the lift can be suppressed and combustion can be stabilized. On the other hand, when the differential pressure is small (below the reference value), it can be determined that the combustion chamber is warm, and if the fuel gas ratio is set high, backfire is likely to occur and the combustion state may be worsened. There is. Therefore, if the ratio of the fuel gas is set lower than when the differential pressure is large, it is possible to suppress wasteful consumption of the fuel gas and to stably burn at an appropriate air-fuel ratio.
また、こうした本発明の燃焼装置では、給気通路内の燃焼用空気の温度(給気温)を検出することとして、差圧と給気温とに基づいて、燃料ガスおよび燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正することとしてもよい。 In the combustion apparatus of the present invention, the temperature of the combustion air (supply temperature) in the supply passage is detected, and at least one of the fuel gas and the combustion air is determined based on the differential pressure and the supply temperature. The supply amount may be corrected.
給気温が変わると、バーナーに供給される燃焼用空気の密度が変化する。例えば、給気温が低くなると、燃焼用空気の密度が高くなるので、燃焼用空気の供給量を体積流量で制御している場合は、同じ供給量に設定しても質量流量が多くなり、結果として、燃焼用空気が過多となってしまう。そこで、差圧だけでなく給気温に基づいて燃料ガスおよび燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正すれば、供給される燃焼用空気の密度の変化を加味して空燃比を一層適切に制御することができる。 When the supply air temperature changes, the density of the combustion air supplied to the burner changes. For example, if the supply air temperature decreases, the density of combustion air increases, so if the supply amount of combustion air is controlled by volume flow rate, the mass flow rate increases even if the same supply amount is set. As a result, the combustion air becomes excessive. Therefore, if the supply amount of at least one of fuel gas and combustion air is corrected based on not only the differential pressure but also the supply air temperature, the air-fuel ratio can be controlled more appropriately by taking into account changes in the density of the supplied combustion air. can do.
図1は、本実施例の燃焼装置100を搭載した温風暖房機1の内部構造を示す説明図である。温風暖房機1は、全体を覆うハウジング10と、燃焼装置100と、ハウジング10内に気流を発生させる送風ファン140などを備えている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the internal structure of a hot air heater 1 equipped with a
燃焼装置100は、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させるバーナー102と、バーナー102を収容する燃焼室104と、混合ガスに点火する点火プラグ106と、バーナー102に燃料ガスを供給するガス通路108と、屋外から燃焼用空気を取り入れて燃焼室104のバーナー102へと導く給気通路110と、燃焼室104からの燃焼排気を導いてハウジング10内を蛇行する熱交換部112と、熱交換部112を通過した燃焼排気を屋外に導く排気通路114などを備えている。尚、給気通路110および排気通路114は、屋内から屋外に突出する部分が一体となっており、給気通路110の内側に排気通路114が形成された二重管構造となっている。
The
バーナー102は、燃料ガスと燃焼用空気とを混合させて混合ガスを噴出する複数の単位バーナー103を備えている。また、ガス通路108には、ガス通路108を開閉する電磁弁116と、ガス通路108を通過する燃料ガスの流量を制御する比例弁118とが設けられている。また、給気通路110には、給気通路110内の圧力(以下、給気圧)を検出する給気圧センサー120や、給気通路110を通過する燃焼用空気の温度(以下、給気温)を検出する給気温センサー122が設けられている。さらに、排気通路114には、負圧を発生させて燃焼室104から燃焼排気を吸い出すと共に給気通路110の燃焼用空気を燃焼室104に吸い込むための燃焼ファン124や、燃焼ファン124を回転駆動する燃焼ファンモーター126や、燃焼ファン124よりも燃焼室104に近い側で排気通路114内の圧力(以下、排気圧)を検出する排気圧センサー128が設けられている。
The
また、燃焼装置100は、点火プラグ106や電磁弁116や比例弁118や燃焼ファンモーター126の動作を制御するコントローラー150を備えており、このコントローラー150には、給気圧センサー120や給気温センサー122や排気圧センサー128の検出信号が入力される。
The
尚、本実施例では、バーナー102に燃料ガスを供給するための電磁弁116および比例弁118が本発明の「燃料ガス供給手段」に相当し、燃焼用空気を供給するための燃焼ファン124が本発明の「燃焼用空気供給手段」に相当し、電磁弁116や比例弁118や燃焼ファン124の動作を制御するコントローラー150が本発明の「制御手段」に相当している。また、給気温を検出する給気温センサー122が本発明の「給気温検出手段」に相当している。
In this embodiment, the
送風ファン140には、いわゆるクロスフローファンが採用されており、これを回転駆動するための送風ファンモーター142が設けられている。この送風ファンモーター142の動作もコントローラー150によって制御される。送風ファン140を回転させると、ハウジング10の上部に設けられた吸引口144から吸い込まれた室内空気が、ハウジング10内を通過する間に熱交換部112で加熱されることにより、ハウジング10の下部に設けられた吹出口146から温風が吹き出す。
The
このような温風暖房機1では、使用者による設定温度などに基づいて必要な熱量を決定し、決定した熱量に応じてバーナー102で混合ガスを適切に燃焼させるために、比例弁118の開度を調整して燃料ガスの供給量を制御すると共に、燃焼ファン124の回転速度を調整して燃焼用空気の供給量を制御している。以下では、バーナー102で安定して燃焼させるためにコントローラー150が実行する処理(燃焼制御処理)について説明する。尚、本実施例では、燃料ガスおよび燃焼用空気の供給量の比率を空燃比と呼ぶ。
In such a warm air heater 1, a necessary amount of heat is determined based on a temperature set by the user, and the
図2は、本実施例の燃焼制御処理のフローチャートである。この処理は、温風暖房機1の使用者により運転スイッチ(図示省略)がONにされると実行される。燃焼制御処理では、まず初めに、燃焼ファン124の回転を開始して所定の初期回転速度に設定する(STEP100)。尚、この時点では、燃料ガスの供給や点火は行われない。このように点火前に燃焼ファン124を回転させる動作はプリパージと呼ばれ、本発明の「事前供給」に相当している。
FIG. 2 is a flowchart of the combustion control process of the present embodiment. This process is executed when an operation switch (not shown) is turned on by the user of the hot air heater 1. In the combustion control process, first, the rotation of the
そして、燃焼ファン124が初期回転速度になると、給気圧から排気圧を引いた圧力(以下、差圧)を取得する(STEP102)。給気圧センサー120および排気圧センサー128には、圧力に応じて抵抗値が変化する半導体圧力センサーを用いており、その出力に基づいて差圧を検出する。仮に給気圧センサー120と排気圧センサー128との間の何処かで閉塞している場合は、差圧が異常に大きくなるので、閉塞を検出することができる。また、本実施例の燃焼装置100では、この差圧に基づいて、燃焼室104内の温度状態(暖まり具合)を判断する。尚、本実施例のコントローラー150は、給気圧センサー120および排気圧センサー128の出力に基づいて差圧を取得することから、本発明の「差圧取得手段」に相当している。
When the
図3には、燃焼室104内が冷えた状態と暖まった状態とで差圧が変化する様子が示されている。尚、冷えた状態とは、バーナー102での燃焼を終了してから時間が経過して室温に戻った状態であり、暖まった状態とは、バーナー102での燃焼が一定の時間行われて十分に加熱された状態であるものとする。本実施例の燃焼装置100では、排気通路114に設けられた燃焼ファン124で負圧を発生させて燃焼室104から燃焼排気を吸い出すと共に、給気通路110から燃焼用空気を燃焼室104に吸い込む負圧式を採用しており、燃焼用空気が燃焼室104を通過する際には通過抵抗が発生することから排気圧は給気圧よりも小さく(負圧に)なっている。そして、燃焼室104内が冷えた状態では、給気通路110から吸い込まれた燃焼用空気が燃焼室104を通過する間に燃焼用空気の温度が大きく変化する(暖められる)ことはなく、図示した例では250Paの差圧が生じる。
FIG. 3 shows how the differential pressure changes between a state in which the
一方、燃焼室104内が暖まった状態では、燃焼室104内が冷えた状態に比べて、燃焼室104を通過する間に燃焼用空気が暖められることで膨張しようとするので、排気圧が大きく(給気圧に近く)なり、その結果、差圧が小さくなって185Paとなっている。このように差圧は、燃焼室104の全体としての温度状態を代表して変化するので、本実施例の燃焼装置100では、温度センサーなどで局在的な温度を検出するのではなく、差圧に基づいて燃焼室104内の温度状態を判断しながら比例弁118の開度を調整して燃料ガスの供給量(以下、ガス量)を制御する。
On the other hand, in the state in which the
図2の燃焼制御処理では、STEP102で差圧を取得すると、差圧が初期基準値よりも大きいか否かを判断する(STEP104)。ここで初期基準値は、燃焼開始前(プリパージ中)の差圧に基づいて燃焼室104内の温度状態(暖まり具合)を判断するための基準となる値であり、本実施例では220Paに設定されている。
In the combustion control process of FIG. 2, when the differential pressure is acquired in
差圧が初期基準値よりも大きい場合は(STEP104:yes)、燃焼室104が暖まっていないと判断し、ガス量を点火時標準ガス量に対し10%増加させる補正を行う(STEP106)。この点火時標準ガス量は、燃焼室104内が暖まった状態のときに安定して点火することができるガス量である。燃焼室104が暖まっていない状態では、暖まった状態に比べてバーナー102から炎がリフトし易く燃焼が不安定になる傾向にある。そこで、ガス量を増加させて混合ガス中の燃料ガスの比率を高くすることにより、リフトを抑制して燃焼を安定させることができる。その結果、点火時から適切な空燃比で燃焼させることが可能となる。
When the differential pressure is larger than the initial reference value (STEP 104: yes), it is determined that the
こうしてガス量を設定したら、点火時標準ガス量に対応する回転速度で燃焼ファン124を回転させてバーナー102に燃焼用空気を送ると共に、電磁弁116および比例弁118を開いて設定されたガス量の燃料ガスを供給し、続いて点火プラグ106を用いて点火を行い、バーナー102で混合ガスの燃焼を開始する(STEP108)。
When the gas amount is set in this manner, the
その後、差圧を改めて取得し(STEP110)、取得した差圧が基準値よりも大きいか否かを判断する(STEP112)。この基準値は、燃焼中における差圧に基づいて燃焼室104内の温度状態を判断する基準となる値であり、燃焼ファン124の回転速度に応じて定められる。差圧が基準値よりも大きい場合は(STEP112:yes)、燃焼室104内が未だ暖まっていないと判断し、STEP110に戻って差圧を確認しながら待機状態となる。
Thereafter, the differential pressure is acquired again (STEP 110), and it is determined whether or not the acquired differential pressure is larger than the reference value (STEP 112). This reference value is a value that serves as a reference for determining the temperature state in the
そして、差圧が基準値以下になった場合は(STEP112:no)、燃焼室104内が暖まったと判断し、混合ガス中の燃料ガスの比率を高くしておく必要はないことから、ガス量を標準ガス量に変更する(STEP114)。この標準ガス量は、使用者による設定温度(必要な熱量)に応じて定められる通常運転中のガス量である。尚、ガス量の変更に伴って燃焼ファン124の回転速度は、標準ガス量に対応する回転速度に設定される。このようにバーナー102で燃焼を開始してからも、差圧に基づいて燃焼室104内の温度状態を判断しながらガス量を変更するので、必要ないのに燃料ガスの比率が高く維持されるようなことはなく、空燃比を適切に制御することができる。
When the differential pressure becomes equal to or lower than the reference value (STEP 112: no), it is determined that the
ガス量を標準ガス量に設定したら、燃焼を終了するか否かを判断する(STEP120)。STEP120では、温風暖房機1の使用者により運転スイッチがOFFにされたか否かに基づいて燃焼の終了を判断する。燃焼を終了しない場合は(STEP120:no)、STEP114に戻って、使用者による設定温度に応じて定められる標準ガス量に変更しながら待機状態となる。そして、燃焼を終了する場合は(STEP120:yes)、電磁弁116および比例弁118を閉じて燃料ガスの供給を停止すると共に、燃焼ファン124の回転を停止して(STEP122)、燃焼制御処理を終了する。
When the gas amount is set to the standard gas amount, it is determined whether or not to end the combustion (STEP 120). In
以上では、STEP104の判断にて差圧が初期基準値よりも大きかった場合について説明したが、差圧が初期基準値以下である場合は(STEP104:no)、燃焼室104内が暖まっていると判断し、ガス量を点火時標準ガス量に設定する(STEP116)。そして、点火時標準ガス量に対応する回転速度で燃焼ファン124を回転させてバーナー102に燃焼用空気を送りながら、設定されたガス量の燃料ガスを供給して点火プラグ106で点火を行い、バーナー102で混合ガスの燃焼を開始する(STEP118)。燃焼を再開する場合などには、燃焼の開始時でも既に燃焼室104内が暖まっていることがあり、この場合は、混合ガス中の燃料ガスの比率を高くすると、逆火を起こし易くなるなどバーナー102での燃焼状態がかえって悪化する可能性がある。そこで、ガス量を補正することなく点火時標準ガス量に設定することとすれば、無駄な燃料ガスの消費を抑制すると共に、燃焼室104内の温度状態に応じた適切な空燃比で安定して燃焼させることができる。
The case where the differential pressure is larger than the initial reference value in the determination of
上述した本実施例の燃焼装置100には、次のような変形例も存在する。以下では、上述した実施例とは異なる点を中心に変形例について説明する。
The
上述の実施例では、差圧が初期基準値よりも大きければ、ガス量を10%増加させる補正を行い、差圧が初期基準値以下であれば、補正を行わないこととしていた。しかし、初期基準値を設けるのではなく、取得した差圧に応じてガス量の補正量(補正係数)を設定することとしてもよい。第1変形例の燃焼装置100では、差圧とガス量の補正係数との対応関係が予めコントローラー150のメモリー(図示省略)に記憶されている。
In the above-described embodiment, if the differential pressure is larger than the initial reference value, correction is performed to increase the gas amount by 10%, and if the differential pressure is equal to or less than the initial reference value, correction is not performed. However, instead of providing the initial reference value, a gas amount correction amount (correction coefficient) may be set according to the acquired differential pressure. In the
図4には、第1変形例における差圧とガス量の補正係数との対応関係が示されている。図示した例では、差圧が185Paのときにガス量が点火時標準ガス量となるように補正係数が1.0(補正なし)に設定されている。また、差圧が250Paのときにガス量が点火時標準ガス量に対して10%増加となるように補正係数が1.1に設定されている。取得した差圧が185Paから250Paの間である場合は、この2点の補正係数から補間演算によって、差圧に対応する補正係数を求めることができる。 FIG. 4 shows the correspondence between the differential pressure and the gas amount correction coefficient in the first modification. In the illustrated example, the correction coefficient is set to 1.0 (no correction) so that the gas amount becomes the ignition standard gas amount when the differential pressure is 185 Pa. Further, the correction coefficient is set to 1.1 so that when the differential pressure is 250 Pa, the gas amount increases by 10% with respect to the ignition standard gas amount. When the acquired differential pressure is between 185 Pa and 250 Pa, a correction coefficient corresponding to the differential pressure can be obtained by interpolation calculation from these two correction coefficients.
第1変形例の燃焼装置100では、こうして求めた補正係数(>1.0)を点火時標準ガス量に乗じたガス量に補正する。このように差圧に応じてガス量を細かく補正すれば、燃焼室104内の温度状態(暖まり具合)の相違を空燃比に適宜に反映させることができるので、空燃比を一層適切に制御することが可能となる。また、無駄な燃料ガスの消費をより低減することができる。
In the
また、上述の実施例では、差圧に基づいてガス量を制御していた。しかし、差圧だけでなく、給気温(燃焼室104に供給される燃焼用空気の温度)に基づいてガス量を制御してもよい。第2変形例の燃焼装置100では、燃焼制御処理の中で給気温を参照するために、以下のような給気温参照処理を実行する。
In the above-described embodiment, the gas amount is controlled based on the differential pressure. However, the gas amount may be controlled based not only on the differential pressure but also on the air supply temperature (the temperature of the combustion air supplied to the combustion chamber 104). In the
図5は、第2変形例の給気温参照処理のフローチャートである。この処理は、燃焼制御処理(図2)のSTEP106およびSTEP116の後に挿入される。図示されるように給気温参照処理では、先ず給気温を検出する(STEP130)。給気通路110に設けられた給気温センサー122は、温度変化によって抵抗値が変わるサーミスター(図示省略)を備えており、その出力に基づいて給気温を検出する。続いて、検出した給気温が規定温度よりも低いか否かを判断する(STEP132)。第2変形例では規定温度が10℃に設定されており、給気温が規定温度以上である場合は(STEP132:no)、ガス量を補正することなく、設定されたガス量を維持したまま(STEP134)、燃焼制御処理に復帰する。
FIG. 5 is a flowchart of the air temperature reference process of the second modification. This process is inserted after
これに対して、給気温が規定温度よりも低い場合は(STEP132:yes)、設定されたガス量に対して5%増加させる補正を行う(STEP136)。給気温が低くなると、燃焼室104のバーナー102に供給される燃焼用空気の密度が高くなるので、燃焼ファン124の回転速度の設定が同じであっても、燃焼用空気の質量流量が多くなり、結果として、燃焼用空気が過多となってしまう。そこで、給気温が低い(規定温度未満である)場合は、給気温が高い(規定温度以上である)場合よりもガス量を増加させる補正を行えば、燃焼用空気の密度の変化を加味して空燃比をより一層適切に制御することができる。
On the other hand, when the supply air temperature is lower than the specified temperature (STEP 132: yes), correction is performed to increase the set gas amount by 5% (STEP 136). When the air supply temperature is lowered, the density of the combustion air supplied to the
尚、上述の第2変形例では、給気温が規定温度よりも低いか否かによって、ガス量を増加させる補正を行う場合と行わない場合とに分けていた。しかし、規定温度を設定するのではなく、検出される給気温が低くなるに従って、ガス量を増加させるように補正量(補正係数)を決定してもよい。例えば、給気温が20℃のときの補正係数を1.0(補正なし)とし、給気温が−10℃のときの補正係数を1.05として、この2点の補正係数から補間演算によって、検出した給気温に対応する補正係数を求め、求めた補正係数で補正したガス量に設定してもよい。これにより、給気温の変化に応じてガス量を細かく補正することができるので、より高い精度で空燃比を制御することが可能となる。 In the second modification described above, the case where the correction for increasing the gas amount is performed and the case where the correction is not performed are made depending on whether the supply air temperature is lower than the specified temperature. However, instead of setting the specified temperature, the correction amount (correction coefficient) may be determined so as to increase the gas amount as the detected air supply temperature decreases. For example, the correction coefficient when the supply air temperature is 20 ° C. is set to 1.0 (no correction), the correction coefficient when the supply air temperature is −10 ° C. is set to 1.05, and interpolation calculation is performed from these two correction coefficients. A correction coefficient corresponding to the detected air supply temperature may be obtained and set to the gas amount corrected with the obtained correction coefficient. As a result, the gas amount can be finely corrected according to the change in the supply air temperature, so that the air-fuel ratio can be controlled with higher accuracy.
以上、本実施例および変形例の燃焼装置100について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
Although the
例えば、前述した実施例および変形例では、適切な空燃比とするために、ガス量(比例弁118の開度)を補正することとしたが、ガス量に代えて、あるいはガス量と共に、燃焼ファン124の回転速度(燃焼用空気の供給量)を補正することとしてもよい。 For example, in the above-described embodiments and modifications, the gas amount (the opening degree of the proportional valve 118) is corrected in order to obtain an appropriate air-fuel ratio. However, instead of the gas amount or together with the gas amount, combustion is performed. The rotational speed of the fan 124 (combustion air supply amount) may be corrected.
また、前述した実施例では、バーナー102で燃焼を開始する際(点火時)におけるガス量を、差圧に基づいて制御していたが、点火時に限られるわけではない。例えば、複数の単位バーナー103を備える燃焼装置100では、燃焼中に必要な熱量の変更に伴って燃焼を行う単位バーナー103の数を切り替えることがある。新たに燃焼を開始する単位バーナー103が冷えた状態と暖まった状態とでは必要とされるガス量(適切な空燃比)が異なるので、燃焼を行う単位バーナー103を切り替える(増加させる)際にも、差圧に基づいてガス量を制御することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the gas amount at the time of starting combustion (at the time of ignition) by the
また、前述した実施例では、排気通路114に設けた燃焼ファン124で負圧を発生させて燃焼室104から燃焼排気を吸い出すと共に、給気通路110から燃焼用空気を燃焼室104に吸い込む負圧式を採用していたが、給気通路110に燃焼ファン124を設けることとして、給気通路110から燃焼用空気を燃焼室104に押し込むと共に、燃焼室104から燃焼排気を押し出す正圧式を採用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, a negative pressure is generated by generating a negative pressure by the
また、給気圧および排気圧は必ずしも個別に検出しなくてもよく、例えば差圧計を介して給気通路110と排気通路114とを接続しておくこととして、給気圧と排気圧との差圧を直接的に検出してもよい。この場合は、差圧計が本発明の「差圧取得手段」に相当する。
Further, the supply air pressure and the exhaust pressure do not necessarily need to be detected individually. For example, if the
また、前述した実施例では、燃焼装置100を温風暖房機1に搭載した例について説明したが、燃焼装置100の適用場面は、温風暖房機1に限られず、給湯装置などにも好適に適用することができる。
Moreover, although the Example mentioned above demonstrated the example which mounted the
1…温風暖房機、 10…ハウジング、 100…燃焼装置、
102…バーナー、 103…単位バーナー、 104…燃焼室、
106…点火プラグ、 108…ガス通路、 110…給気通路、
112…熱交換部、 114…排気通路、 116…電磁弁、
118…比例弁、 120…給気圧センサー、 122…給気温センサー、
124…燃焼ファン、 126…燃焼ファンモーター、 128…排気圧センサー、
140…送風ファン、 142…送風ファンモーター、 144…吸引口、
146…吹出口、 150…コントローラー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hot air heater, 10 ... Housing, 100 ... Combustion apparatus,
102 ... Burner, 103 ... Unit burner, 104 ... Combustion chamber,
106 ... Spark plug, 108 ... Gas passage, 110 ... Air supply passage,
112 ... Heat exchange part, 114 ... Exhaust passage, 116 ... Solenoid valve,
118 ... Proportional valve, 120 ... Air pressure sensor, 122 ... Air temperature sensor,
124 ... combustion fan, 126 ... combustion fan motor, 128 ... exhaust pressure sensor,
140 ... Blower fan, 142 ... Blower fan motor, 144 ... Suction port,
146 ... outlet, 150 ... controller.
Claims (4)
前記給気通路内の圧力と、前記排気通路内の圧力との差である差圧を取得する差圧取得手段を備え、
前記燃焼用空気供給手段は、前記バーナーでの点火に先立って前記燃焼用空気を供給する事前供給を実行し、
前記制御手段は、前記事前供給中の前記差圧に基づいて、前記バーナーでの点火時における前記燃料ガスおよび前記燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正する
ことを特徴とする燃焼装置。 At least one of a combustion chamber for storing a burner, a fuel gas supply means for supplying fuel gas to the burner, a combustion air supply means for supplying combustion air to the burner, and the fuel gas and the combustion air In a combustion apparatus comprising: control means for controlling a supply amount; an intake passage for guiding the combustion air toward the combustion chamber; and an exhaust passage for guiding combustion exhaust discharged from the combustion chamber;
Differential pressure acquisition means for acquiring a differential pressure that is a difference between the pressure in the air supply passage and the pressure in the exhaust passage;
The combustion air supply means executes pre-supply for supplying the combustion air prior to ignition by the burner,
The control unit corrects the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air at the time of ignition by the burner based on the differential pressure during the preliminary supply.
前記制御手段は、前記バーナーでの点火から前記差圧が安定するまでの間における前記燃料ガスおよび前記燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を、前記差圧に基づいて補正する
ことを特徴とする燃焼装置。 The combustion apparatus according to claim 1, wherein
The control means corrects the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air from the ignition by the burner until the differential pressure becomes stable based on the differential pressure. Combustion device.
前記制御手段は、前記差圧が基準値未満である場合には該基準値以上である場合よりも、前記燃焼用空気の供給量に対する前記燃料ガスの供給量の比率を低くする
ことを特徴とする燃焼装置。 The combustion apparatus according to claim 1 or 2,
When the differential pressure is less than a reference value, the control means lowers the ratio of the supply amount of the fuel gas to the supply amount of the combustion air than when the differential pressure is not less than the reference value. Combustion device.
前記給気通路内の前記燃焼用空気の温度である給気温を検出する給気温検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記差圧と、前記給気温検出手段で検出した給気温とに基づいて、前記燃料ガスおよび前記燃焼用空気の少なくとも一方の供給量を補正する
ことを特徴とする燃焼装置。 The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a supply air temperature detecting means for detecting a supply air temperature that is the temperature of the combustion air in the supply air passage;
The control unit corrects the supply amount of at least one of the fuel gas and the combustion air based on the differential pressure and the supply air temperature detected by the supply air temperature detection unit.
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