JPH03225108A - 燃焼機器の空燃比制御装置 - Google Patents
燃焼機器の空燃比制御装置Info
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- JPH03225108A JPH03225108A JP1968390A JP1968390A JPH03225108A JP H03225108 A JPH03225108 A JP H03225108A JP 1968390 A JP1968390 A JP 1968390A JP 1968390 A JP1968390 A JP 1968390A JP H03225108 A JPH03225108 A JP H03225108A
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- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は燃焼機器の空燃比￥４＠装置に関するものであ
る。
る。
（従来の技術）
従来、燃焼機器、たとえば比例制御式給湯器においては
、燃料であるガス量の制御を比例制御弁で行い、燃焼用
の空気量の制御は送風ファンのファンモータの回転数制
御で行っている。
、燃料であるガス量の制御を比例制御弁で行い、燃焼用
の空気量の制御は送風ファンのファンモータの回転数制
御で行っている。
そして、適正な空燃比を保つため燃料量と空気量とは関
数関係を有している。たとえば、送風ファンの回転数Ｎ
は、比例制御弁の開度を変化させる比例弁電流ｉとの間
に Ｎ＝βｘｌ（βは比例定数） なる関係によって決められている。
数関係を有している。たとえば、送風ファンの回転数Ｎ
は、比例制御弁の開度を変化させる比例弁電流ｉとの間
に Ｎ＝βｘｌ（βは比例定数） なる関係によって決められている。
そしてこの関数のバランスがくずれると、燃焼上の種々
の問題が生じる。一般的に小型ガス給湯器などでは、ガ
ス量信号の変化と空気量信号の変化が同時に生じても比
例制御弁とファンモータの過渡的な特性差、すなわち伝
達関数の相違により過渡状態ではファンモータの応答性
が遅く燃焼上の不都合が生じる。このため、ガス量制御
信号には遅延要素をもたせ、空燃比制御を行わせている
。
の問題が生じる。一般的に小型ガス給湯器などでは、ガ
ス量信号の変化と空気量信号の変化が同時に生じても比
例制御弁とファンモータの過渡的な特性差、すなわち伝
達関数の相違により過渡状態ではファンモータの応答性
が遅く燃焼上の不都合が生じる。このため、ガス量制御
信号には遅延要素をもたせ、空燃比制御を行わせている
。
これを第４Ｉｉ４にて具体的に説明すると、２１は設定
温度信号Ｔ３ ・入水温度信号Ｔｃ ・出湯温度信号Ｔ
１ ・入水流量信号Ｑの各信号に基づき出力すべきガス
量を演算するガス量演算回路であり、Ｐは演算回路２１
から出力されるガス量信号である。２２はガス量信号Ｐ
を遅延出力させるガス量遅延回路、Ｐｏｕｔはガス量遅
延回路を通して得られたガス量遅延出力信号、２３はガ
ス量遅延出力信号Ｐｏｕ ｔを比例制御弁駆動信号に変
換する比例弁制御回路、７は比例制御弁である。２５は
前記ガス量信号Ｐからガス量に対応する目標空気量を算
出する目標空気シ演算回路で、Ｗ、は目標空気量信号、
Ｗはファンモータ９を駆動することにより得られる実際
の空気量の空気量検出手段１０を通して得られた空気量
信号、２６は目標空気量信号Ｗ、と空気量信号Ｗにより
ファンモータ９の駆動信号に変換するファンモータ制御
回路、９はファンモータ、ｌＯは燃焼に要する空気量と
相関関係がある空気９を検出可能な位置に取付けられた
空気量検出手段である。
温度信号Ｔ３ ・入水温度信号Ｔｃ ・出湯温度信号Ｔ
１ ・入水流量信号Ｑの各信号に基づき出力すべきガス
量を演算するガス量演算回路であり、Ｐは演算回路２１
から出力されるガス量信号である。２２はガス量信号Ｐ
を遅延出力させるガス量遅延回路、Ｐｏｕｔはガス量遅
延回路を通して得られたガス量遅延出力信号、２３はガ
ス量遅延出力信号Ｐｏｕ ｔを比例制御弁駆動信号に変
換する比例弁制御回路、７は比例制御弁である。２５は
前記ガス量信号Ｐからガス量に対応する目標空気量を算
出する目標空気シ演算回路で、Ｗ、は目標空気量信号、
Ｗはファンモータ９を駆動することにより得られる実際
の空気量の空気量検出手段１０を通して得られた空気量
信号、２６は目標空気量信号Ｗ、と空気量信号Ｗにより
ファンモータ９の駆動信号に変換するファンモータ制御
回路、９はファンモータ、ｌＯは燃焼に要する空気量と
相関関係がある空気９を検出可能な位置に取付けられた
空気量検出手段である。
次に上記構成における動作を説明する。設定温度Ｔｓ
・入水温度Ｔ、・出湯温度Ｔ１ ・入水流量Ｑの各信
号を受けて、ガス量演算回路２１はフィードフォワード
演算およびフィードバック演算を行ない、出力すべきガ
ス量信号Ｐをガス量遅延回路２２および目標空気量演算
回路２５に供与する。この時、目標空気量演算回路２５
は与えられたガス量信号Ｐから最適燃焼を得られる空気
量を演算し目標空気量信号Ｗ、をファンモータ制御回路
２６に与える。一般的にガス量信号Ｐと目標空気量信号
ＷＳは０式のような関数関係を有している。
・入水温度Ｔ、・出湯温度Ｔ１ ・入水流量Ｑの各信
号を受けて、ガス量演算回路２１はフィードフォワード
演算およびフィードバック演算を行ない、出力すべきガ
ス量信号Ｐをガス量遅延回路２２および目標空気量演算
回路２５に供与する。この時、目標空気量演算回路２５
は与えられたガス量信号Ｐから最適燃焼を得られる空気
量を演算し目標空気量信号Ｗ、をファンモータ制御回路
２６に与える。一般的にガス量信号Ｐと目標空気量信号
ＷＳは０式のような関数関係を有している。
Ｗ、＝ｆ （Ｐ） ・・・■
ファンモータ制御回路２６は前記目標空気量信号Ｗ、と
ファンモータ９が駆動される際に得られる空気９を検出
する空気量検出手段１０により得られた空気量信号Ｗに
より目標空気量信号Ｗ、、と空気！信号Ｗを一致させる
ようにファンモータ９をＶ！御する。
ファンモータ９が駆動される際に得られる空気９を検出
する空気量検出手段１０により得られた空気量信号Ｗに
より目標空気量信号Ｗ、、と空気！信号Ｗを一致させる
ようにファンモータ９をＶ！御する。
すなわちガス量信号Ｐｏｕｔと空気量信号Ｗの関係も（
０式と量線に０式の関係式を有する必要があり、しかも
時間的なズレなく保持される必要がある。
０式と量線に０式の関係式を有する必要があり、しかも
時間的なズレなく保持される必要がある。
Ｗ−ｆ（Ｐｏｕｔ）・・・■
しかるにファンモータ制御回路２６がファンモータ９を
駆動する信号を出力してからファンモータ９が目標空気
量に達するレベルまで駆動されるには、ファンモータ９
の機械的応答遅れを王とした空気量応答遅れが生じる。
駆動する信号を出力してからファンモータ９が目標空気
量に達するレベルまで駆動されるには、ファンモータ９
の機械的応答遅れを王とした空気量応答遅れが生じる。
一方、ガス璧演算回ｖｓ２１から出力されたガス９信号
Ｐは、ガス量遅延回路２２において前記空気量応答遅れ
に対応した所定の遅れを有したガス量遅延出力信号Ｐｏ
ｕ Ｌに変換され、さらに比例弁制御回路２３により比
例制御弁駆動信号ところが、従来構成では空気量の応答
遅れに対応する遅れ時間を、ガス量遅延回路２２により
一ス的に定めていたため、例えばファンモータ９の機械
的応答性のバラツキや経年変化、あるいはファンモータ
９は給排気抵抗の変化により、同一の制御信号が与えら
れても機械的応答性が変化する場合があり、ガス量応答
性と空気量応答性はガス量変化における過渡状態で常時
０式を満足させることが困難であった。
Ｐは、ガス量遅延回路２２において前記空気量応答遅れ
に対応した所定の遅れを有したガス量遅延出力信号Ｐｏ
ｕ Ｌに変換され、さらに比例弁制御回路２３により比
例制御弁駆動信号ところが、従来構成では空気量の応答
遅れに対応する遅れ時間を、ガス量遅延回路２２により
一ス的に定めていたため、例えばファンモータ９の機械
的応答性のバラツキや経年変化、あるいはファンモータ
９は給排気抵抗の変化により、同一の制御信号が与えら
れても機械的応答性が変化する場合があり、ガス量応答
性と空気量応答性はガス量変化における過渡状態で常時
０式を満足させることが困難であった。
これを第５図とともに説明すれば、ガス量がＰＯＵＬＩ
からＰ ｏｔ＋ｔｚ （Ｐ ｏｕｔ＋ ＜ Ｐ ｏｕｔ
ｚ）に変化した時各々のガス量に対応する必要空気量が
Ｗ。
からＰ ｏｔ＋ｔｚ （Ｐ ｏｕｔ＋ ＜ Ｐ ｏｕｔ
ｚ）に変化した時各々のガス量に対応する必要空気量が
Ｗ。
からＷｚ （Ｗｌ ＜Ｗｌ ）に変化するものとすれ
ば、時間りを起点として時間ｔｚの時点でガス量Ｐはｐ
ｏａｔｚに到達しているにもかかわらず、空気量Ｗは時
間ｔｘ （ｔｘ ＞ｔｔ ）になってＰ。。、２に対
応する空気量Ｗ２に到達するために、例えばプロパンガ
スなどの炭化水素を多く含むガスではｔ１〜ｔ、の間に
イエローチップや条件によっては煤煙が生じる。又、ガ
ス量がＰ。１ｔ２からＰ。い、（Ｐｏｖｔｚ＞Ｐｏｏｔ
＋）に変化した時、各々のガス量に対応する必要空気量
がＷｌからＷｒ （Ｗｚ ＞Ｗｌ ）に変化するとす
れば、時間Ｌ４を起点として時間ｔ、の時点でガス量Ｐ
がｐｏｕ□到達しているが空気ＩＷは時間１＊ （１
６＞１．）になって始めてｐｏｕ□１対応する空気量Ｗ
、になるため、過渡騒音（いわゆる鳴笛音）や場合によ
っては炎が吹き消され生ガス放出が生じる。このように
従来構成では、ガス量応答性と空気量応答性が異なるた
めに種々の問題が生じていた。
ば、時間りを起点として時間ｔｚの時点でガス量Ｐはｐ
ｏａｔｚに到達しているにもかかわらず、空気量Ｗは時
間ｔｘ （ｔｘ ＞ｔｔ ）になってＰ。。、２に対
応する空気量Ｗ２に到達するために、例えばプロパンガ
スなどの炭化水素を多く含むガスではｔ１〜ｔ、の間に
イエローチップや条件によっては煤煙が生じる。又、ガ
ス量がＰ。１ｔ２からＰ。い、（Ｐｏｖｔｚ＞Ｐｏｏｔ
＋）に変化した時、各々のガス量に対応する必要空気量
がＷｌからＷｒ （Ｗｚ ＞Ｗｌ ）に変化するとす
れば、時間Ｌ４を起点として時間ｔ、の時点でガス量Ｐ
がｐｏｕ□到達しているが空気ＩＷは時間１＊ （１
６＞１．）になって始めてｐｏｕ□１対応する空気量Ｗ
、になるため、過渡騒音（いわゆる鳴笛音）や場合によ
っては炎が吹き消され生ガス放出が生じる。このように
従来構成では、ガス量応答性と空気量応答性が異なるた
めに種々の問題が生じていた。
本発明は上記問題点を解決するものであり、安定性の高
い空燃比制御装置を提供するものである。
い空燃比制御装置を提供するものである。
（実施例）
第１図はガス比例制御式給湯器の一構成例を示し、■は
入水通路、２は入水温度検出手段、３は入水量検出手段
、４は熱交換器、５は出湯温度検出手段、６はガス通路
、７は比例制御弁、８はバーナ、９はガス吐出量に対応
する空気量を吐出するファンモータ、１０は空気量検出
手段、１１は給湯器の燃焼制御を行なう制御装置、１２
は前記各検出手段から得られる情報群、１３は情報群１
２から得られた情報から比例制御弁７およびファンモー
タ９の制御を行なう制御信号群である。
入水通路、２は入水温度検出手段、３は入水量検出手段
、４は熱交換器、５は出湯温度検出手段、６はガス通路
、７は比例制御弁、８はバーナ、９はガス吐出量に対応
する空気量を吐出するファンモータ、１０は空気量検出
手段、１１は給湯器の燃焼制御を行なう制御装置、１２
は前記各検出手段から得られる情報群、１３は情報群１
２から得られた情報から比例制御弁７およびファンモー
タ９の制御を行なう制御信号群である。
第２図は制御装置のブロック図を示したものである。２
２°はガス量信号Ｐを遅延出力させるガス量遅延回路で
あり、目標空気量Ｗ、と実際の空気９Ｗの情報をガス量
遅延回路２２“にとり込み、次のような演算を施してい
る。
２°はガス量信号Ｐを遅延出力させるガス量遅延回路で
あり、目標空気量Ｗ、と実際の空気９Ｗの情報をガス量
遅延回路２２“にとり込み、次のような演算を施してい
る。
Ｐ６ＬＩＬ −Ｐ ＋ ｇ （Ｗ５ 、 Ｗ） ・・
・００式においてｇ （Ｗｓ、Ｗ）は関数であり一例と
して０式のような関数式が考えられる。
・００式においてｇ （Ｗｓ、Ｗ）は関数であり一例と
して０式のような関数式が考えられる。
ｇ （Ｗｓ、Ｗ） ＝Ｋ （Ｗ−ＷＳ ） ・・・■
但しＫは正の定数 ■、■式より Ｐｏｕｔ ＝ Ｐ ＋ Ｋ （Ｗ Ｗｓ ） ・・
・■尚、従来のものと同一のものは同一番号を付し、説
明は省略する。
但しＫは正の定数 ■、■式より Ｐｏｕｔ ＝ Ｐ ＋ Ｋ （Ｗ Ｗｓ ） ・・
・■尚、従来のものと同一のものは同一番号を付し、説
明は省略する。
次に第２図の構成の制御動作を第３図とともに説明する
。
。
時刻１．において目標空気量ＷＳＩと実際の空気９Ｗ、
が安定して一致しているものとすると０式よりＰ。ｔｔ
＋−Ｐ＋ となり、０．０式共に満足されていること
になる。
が安定して一致しているものとすると０式よりＰ。ｔｔ
＋−Ｐ＋ となり、０．０式共に満足されていること
になる。
この扶植でガス量演算回路２１の入力が変化して、ガス
量信号がＰｌからＰｚ （Ｐ＋ ＜ｐ２）に変化する
と、０式により目標空気量Ｗ、もＷ５、からＷｓｚ （
Ｗｓ＋ ＜ Ｗｓｚ）に変化する。このとき、０式によ
りガス量遅延出力信号は Ｐ ｏｕｔ：＝ Ｐ ｔ ＋ Ｋ （Ｗ Ｗｓｚ）
” ’■となるが、前記のように実際の空気量Ｗは遅
れを有するために、時刻ｔ１においてはＷ。＞Ｗになっ
ているため、ＰｏＬＬ２＜Ｐｚとなり、Ｋを適当な値に
しておけば、はぼ■式を満足させることが可能である。
量信号がＰｌからＰｚ （Ｐ＋ ＜ｐ２）に変化する
と、０式により目標空気量Ｗ、もＷ５、からＷｓｚ （
Ｗｓ＋ ＜ Ｗｓｚ）に変化する。このとき、０式によ
りガス量遅延出力信号は Ｐ ｏｕｔ：＝ Ｐ ｔ ＋ Ｋ （Ｗ Ｗｓｚ）
” ’■となるが、前記のように実際の空気量Ｗは遅
れを有するために、時刻ｔ１においてはＷ。＞Ｗになっ
ているため、ＰｏＬＬ２＜Ｐｚとなり、Ｋを適当な値に
しておけば、はぼ■式を満足させることが可能である。
このｖｉＷ −Ｗ ｓ ｚに近づくに従ってＰ。Ｕｔ７
−Ｐｚに漸近し、時刻ｔ、でＷ−ＷＳ２になればＰ。Ｌ
ｌｔ２＝Ｐ２と一致する。ガス量ＰがＰｉ −Ｐ＋
（Ｐｇ ＞Ｐ＋ ）と減少したときも同様に考えられる
。
−Ｐｚに漸近し、時刻ｔ、でＷ−ＷＳ２になればＰ。Ｌ
ｌｔ２＝Ｐ２と一致する。ガス量ＰがＰｉ −Ｐ＋
（Ｐｇ ＞Ｐ＋ ）と減少したときも同様に考えられる
。
この例ではｇ （Ｗｓ、Ｗ）を簡単のために０式のよう
においたが、過渡的に、完全には■式を満足させなくて
も燃焼上の許容範囲内であればよい。
においたが、過渡的に、完全には■式を満足させなくて
も燃焼上の許容範囲内であればよい。
尚、空燃比制御においては■式の関係式が必要であるが
、■式より次式が成立する。
、■式より次式が成立する。
Ｐ ｏｔ＋ｔ ＝ ｆ−’ （Ｗ） ・・・■“す
なわち、ガス量遅延出力信号Ｐ。Ｕｔ と空気量は対応
しているために■１の演算を施してＰｏｕｔを定めるこ
とも可能である。
なわち、ガス量遅延出力信号Ｐ。Ｕｔ と空気量は対応
しているために■１の演算を施してＰｏｕｔを定めるこ
とも可能である。
（発明の効果）
以上のように本発明は、ガス量制御する信号をファンの
目標空気量Ｗ、と実際の空気量Ｗとの関数に基づき制御
することにより、ファンモータ９の機械的応答性のバラ
ツキや経年変化あるいはファンモータ９の給排気抵抗の
変化による応答性変化などの変動要因による空燃比制御
のミスマツチングを防止することができ、安定性の高い
燃焼器具を得ることができた。
目標空気量Ｗ、と実際の空気量Ｗとの関数に基づき制御
することにより、ファンモータ９の機械的応答性のバラ
ツキや経年変化あるいはファンモータ９の給排気抵抗の
変化による応答性変化などの変動要因による空燃比制御
のミスマツチングを防止することができ、安定性の高い
燃焼器具を得ることができた。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は燃焼機器の一例を示す概略図、第２図は制御装置のブ
ロック図、第３図は動作説明のためのタイムチャートで
ある。第４図、第５閲は従来例に係り、第４図は制御装
置のブロック図、第５図は動作説明のためのタイムチャ
ートである。 ６・・・ガス通路（燃料供給経路） ７・・・比例制御弁 ８・・・バーナ ９・・・送風ファン ＩＯ・・・空気量検出手段 １１・・・制御装置 ２１・・・ガス量演算回路 ２２′・・・ガス量遅延回路 ２３・・・比例弁制御回路 Ｐ・・・ガス９信号 Ｐａい ・・・ガス量遅延出力信号 Ｗ・・・実際の空気量信号 Ｗ％ ・・・目標空気９信号 第１図
は燃焼機器の一例を示す概略図、第２図は制御装置のブ
ロック図、第３図は動作説明のためのタイムチャートで
ある。第４図、第５閲は従来例に係り、第４図は制御装
置のブロック図、第５図は動作説明のためのタイムチャ
ートである。 ６・・・ガス通路（燃料供給経路） ７・・・比例制御弁 ８・・・バーナ ９・・・送風ファン ＩＯ・・・空気量検出手段 １１・・・制御装置 ２１・・・ガス量演算回路 ２２′・・・ガス量遅延回路 ２３・・・比例弁制御回路 Ｐ・・・ガス９信号 Ｐａい ・・・ガス量遅延出力信号 Ｗ・・・実際の空気量信号 Ｗ％ ・・・目標空気９信号 第１図
Claims (1)
- バーナへの燃料供給経路に介装した比例制御弁と、前記
バーナへ燃焼用空気を供給するファンモータと、空気量
検出手段とを有し、空燃比制御を行なう燃焼機器におい
て、ガス量を演算するガス量演算回路から比例制御弁を
駆動する比例弁制御回路に出力されるガス量信号を遅延
するガス量遅延回路を設け、該ガス量遅延回路は、前記
ガス量信号と共に目標空気量信号と実際の空気量信号を
とり込み、比例弁制御回路に出力するガス量遅延出力信
号を、上記各信号の関数として演算することを特徴とす
る燃焼機器の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019683A JPH0648089B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 燃焼機器の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019683A JPH0648089B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 燃焼機器の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225108A true JPH03225108A (ja) | 1991-10-04 |
| JPH0648089B2 JPH0648089B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=12006036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019683A Expired - Lifetime JPH0648089B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 燃焼機器の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648089B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62280516A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-05 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPH01252819A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-09 | Harman Co Ltd | 燃焼装置 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019683A patent/JPH0648089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62280516A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-05 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPH01252819A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-09 | Harman Co Ltd | 燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648089B2 (ja) | 1994-06-22 |
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