JPH0522817B2 - - Google Patents

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JPH0522817B2
JPH0522817B2 JP5659982A JP5659982A JPH0522817B2 JP H0522817 B2 JPH0522817 B2 JP H0522817B2 JP 5659982 A JP5659982 A JP 5659982A JP 5659982 A JP5659982 A JP 5659982A JP H0522817 B2 JPH0522817 B2 JP H0522817B2
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JP
Japan
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fuel
amount
combustion
air
value
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JP5659982A
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JPS58175718A (en
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Michiaki Matsumoto
Sadao Mimori
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0522817B2 publication Critical patent/JPH0522817B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、主として家庭用の温水器や温風機等
の燃焼器用の燃料方法に係り、特に、広範囲に燃
焼容量を変化するのに好適な比例燃焼方法に関す
る。 本発明において、「比例燃焼」とは、燃焼容量
を変化できる燃焼を言う。 また、「空燃比」は、一般に、「空気重量」/
「燃料重量」で表わされているが、本明細書では、
説明の都合上、(その時供給している空気量)/
(その時燃焼している燃料量に必要な理論空気量)
で定義している。これは、後述の全1次空気燃焼
方式(第6図)においては、般に使われている空
気過剰率に相当する。また、後述の1次、2次空
気を供給する燃焼方式(第1図)の場合は、(そ
の時供給している空気量)/(その時燃焼してい
る燃料量に必要な理論空気量)で定義される1次
空気率を意味している。このように、「空燃比」
は、1次空気率又は空気過剰率を含み、燃焼方式
等によつて使いわける。 省エネルギや使い勝手の観点から、負荷の大き
さに応じて燃焼容量を広範囲に変化できる燃焼器
が望まれている。この場合、各燃焼容量において
良好に燃焼することが必要である。このために
は、燃焼容量において空燃比がその燃焼器によつ
て定まる良好に燃焼する空燃比になるように空気
量及び燃料量を制御することが必要である。 このために、従来より種々の燃焼方式が提案さ
れている。 たとえば、燃料量先導方式と言われているもの
である。この方式は、負荷の大きさに応じて先ず
燃料量を定め、その燃料量を検出して燃料量に対
応した空気量を供給するものである。その構成
は、燃料のガス量を制御する比例電磁弁と、ブン
ゼンバーナとを備え、負荷の大きさに応じて比例
電磁弁に有する電磁コイルへの通電量を制御して
弁の開度を定め、燃料量を変えて燃料をベンチユ
リに噴射し、燃料量に応じた空気量を吸入して比
例燃焼させるものである。また、燃焼用送風機を
用いるものでは、比例電磁弁の制御と共に負荷の
大きさに応じて空気量を段階的に制御するように
なつている。 また、たとえば空気量先導方式と言われている
ものである。この方式は、前記方式と逆であつ
て、負荷の大きに応じて送風機の回転数を制御し
て空気量を定め、その空気量を検出して空気量に
対応した燃料量を供給するものである。その構成
は、空気量を検出して燃料量を定める手段として
ゼロガバナを用いている。ゼロガバナは、燃料通
路に設けた弁と、該弁を固定したダイヤフラムと
を備え、かつ、ダイヤフラムに空気通路の空気圧
を導くようにした、空気量の2乗に比例した空気
圧によつて弁の開度を制御し、燃料量を対応させ
るものである。また、上記空気量を電気的手段に
よつて検出し燃料量を定めるものである。 上記のように、従来より空燃比を一定に制御す
るようにしたものが用いられている。 しかるに、空燃比は、製作誤差等によつて設定
値から外れることがある。 そこで、上記空燃比を補正する手段として、フ
レームロツドや、O2センサで燃焼状態を検出し、
該検出結果に基づいて空燃比を補正することが考
えられる。たとえば、従来よりフレームロツドで
火炎に電圧を印加することによつて得られる電流
値は、空燃比に関係することが知られている。そ
こで、電流値を常時検出し、該検出結果に基づい
て燃料の灯油を調節し、これにより、空燃比を補
正するものである。なお、このものは、ON−
OFF燃焼である。 また、燃焼容量の大小や、燃料の種類によつて
炎電流値は変化するので、いずれの場合も1次空
気率N1(その時供給している空気量/その時燃焼
している燃料量に必要な理論空気量)は約0.9で、
炎電流値は、ピークを示すことが知られている。
そこで、N1≒0.9で良好燃焼する燃焼器を用い、
炎電流値がピーク値を示すように空気量又は燃料
量を補正し、空燃比を0.9に合せ、広範囲に比例
燃焼するようにしている。この場合は、実質的に
N1≒0.9で常時燃焼させている。 また、前記の補正手段として、ゼロガバナとの
組合せが提案されている。ゼロガバナの弁を駆動
可能な電磁コイルを設け、炎電流値に応じて電磁
コイルへの通電量を制御し、燃料量を補正するも
のである。燃料量は電磁コイルの通電量とゼロガ
バナのダイヤフラムに与えられる空気通路の空気
圧とによつて定まる。 また、ピーク値を検出して空燃比を補正するも
のとしては火炎の放射強度を測定して行うものが
ある。これは最大効率の燃焼を行うことを目的と
したものである。 以上の如く、空燃比を補正する手段としてピー
ク値を検出して行うものでは次の2つの条件が必
要である。1つは、そのピークを示す空燃比(炎
電流値を用いるものではN1≒0.9)で良好燃焼す
る燃焼器を用いることが必要である。 しかるに、燃焼容量を大小に変化して、負荷に
対応する比例燃焼の場合には、全燃焼容量の範囲
で、前記空燃比で良好に燃焼する燃焼器を得るこ
とは、実際問題として困難であり、必然的に燃焼
器が高価になるという問題があつた。 他の1つは、常時、ピーク値を検出しているの
で、燃焼容量の変化範囲(大−小)の全範囲の炎
電流値を正確に検出する手段が必要である。すな
わち、炎電流のピーク値は、燃焼容量の大小によ
り異なるので、燃焼容量に応じた全範囲の炎電流
を測定し、ピーク値を求める必要があり、そのた
め、高速で制御しなければならず、制御器が高価
になるという問題があつた。 また、単に炎電流値を検出して補正する場合
は、前記後者の条件に加え、各燃焼容量毎に良好
燃焼する場合の炎電流値を記憶しておく必要があ
る。このため、制御器の記憶素子容量が大きくな
り、高価になるという問題があつた。 本発明の目的は、従来のように燃焼容量の全範
囲で炎電流を測定し、ピーク値を求めるという高
度な制御を行うことなく、安価な手段で燃焼容量
を可変することを可能とする燃焼方法を提供する
ことにある。 上記目的を達成するために、本発明の燃焼方法
は、少なくとも燃料量を変化させて燃焼容量を変
化させる比例燃焼方法において、低燃焼容量時に
燃焼させ、このときの燃焼状態を検出手段にて検
出するとともに燃料量補正手段にて検出手段によ
る検出結果が設定値に達するまで燃料量を補正し
て空燃比を補正し、上記検出手段による検出結果
が設定値に達したとき、空気量及び燃料量を記憶
し、つぎに必要とする燃焼容量に対応する空気量
及び燃料量を供給する場合には、前記検出した燃
料容量のさいに記憶された空気量及び燃料量を基
準として供給するものである。 すなわち、製作誤差等による燃料の量の誤差分
は、たとえば、ゼロガバナを使用した燃焼器で
は、ゼロガバナのゼロ圧調整誤差の影響が大き
い。このゼロ圧調整誤差圧力は、燃焼量が大き
く、したがつて、燃料計量オリフイスへの供給圧
力が大きくても、また燃焼量が小さく、したがつ
て、燃料計量オリフイスへの供給圧力が小さくて
も、その絶対値はほぼ同じである。燃料供給量は
上記供給圧力の平方根に比例して供給されるの
で、燃料量の設定値に対する誤差の割合は、燃料
容量が小さい時に大きくなる。そこで、本発明で
は、ゼロガバナのゼロ圧調整を、良好燃焼の指標
となる炎電流を基に電気的に補正するように構成
したゼロガバナを設置し、低燃焼容量の部分で燃
焼させて、良好燃焼になるようにゼロガバナ圧を
補正し、該補正値を燃焼容量にかかわらず保持
し、他の燃焼容量の部分では、炎電流による補正
作業を行わなくてもよいようにしたものである。 以下、ゼロガバナを用いた場合の本発明の一実
施例を示す第1図、第2図について説明する。 同図において、1は比例燃焼バーナであり、奥
行方向に直線状に形成されている。またバーナ1
は中央部に2次空気通路2を有し、その頂部にス
リツト状の2次空気口3を前記奥行方向に多数並
設している。その両側にはスリツト状の炎口4を
前記奥行方向に多数並設している。バーナ1の外
側と壁5の間には予混合気通路6を設けている。
燃焼ガスは熱交換器8で熱を奪われて、排気口9
から排出される。熱交換器8は貫流式の水通路8
aと吸熱フイン8bからなる。 給水口11から熱交換器8に入つた水は温水と
なつて出湯口12から流出する。温水温度は温度
センサ13で検出され、制御装置14の回転数制
御手段14aで燃焼用送風機15の回転数を制御
する。即ち、所定温度よりも温水温度が高い場合
は回転数を減少させる。燃焼用空気は送風機15
から空気供給通路16に送風され、一部の空気は
2次空気通路17からバーナ1の2次空気通路2
に供給される。残りの空気はベンチユリ18に供
給される。ベンチユリ18の絞り部には燃料供給
ノズル20が開口している。 21はゼロガバナで、燃料入口22を通つて供
給された燃料を燃焼空気量に対応した燃料量に制
御するものであり、吐出口25からオリフイス2
6を介して燃料ノズル20に接続されている。燃
料量を空気量に対応させるため、ゼロガバナ21
には、圧力伝送管23で空気供給通路16の圧力
が与えられている。14bは燃料量補正手段で、
フレームロツド28で火炎の電気抵抗のミニマム
値(すなわち、炎電流値で言えばピーク値であ
る。以下、ピーク又はピーク値と言う。)を検出
し、該検出結果をマイクロコンピユータで演算
し、後述のムービングコイル45に与える電流値
を調整してゼロガバナ21の弁の開度を制御す
る。フレームロツド28は1次火炎の電気抵抗の
ミニマム値(即ち、炎電流値で言えばピーク値で
ある。以下、ピーク又はピーク値を称することも
ある。)を検出し、ゼロガバナ21の弁の開度を
制御する。フレームロツド28は1次火炎の後流
に位置している。火炎の電気抵抗値はフレームロ
ツド28とバーナ1間に電圧を印加して検出す
る。燃料量補正手段14bと回転数制御手段14
aとは後述の第3図に示すように相互に関連して
いる。また、燃料量補正手段14bと回転数制御
手段14bを有する制御装置14は、演算処理を
行うマイクロコンピユータと、フレームロツド8
よりの入力およびゼロガバナ21、燃料用送風機
15への電流出力を行う周辺機器とから構成して
いる。 第2図はゼロガバナ21の詳細を示すものであ
る。可撓性のダイヤフラム33の外周部を本体3
1,32間に気密的に固定し、ダイヤフラム33
の一面側に制御圧力室34を形成し、他面側に1
次圧室36を形成している。ダイヤフラム33に
は弁35が設けられ、燃料通路を1次圧室36と
被制御圧力室37とに区切つている。弁35はバ
ネ38とピン39で固定されている。40は当て
板である。本体31,32は非磁性体で設けてい
る。42は気密的に固定した蓋である。43は圧
力伝送管23の接続口である。 45はムービングコイルであり、当て板40に
固定した円筒状のボビン46に絶縁処理をした細
い銅線を巻いている。ムービングコイル45の両
端は本体32の側面に設けた端子板47を介し燃
料量補正手段14bに接続される。端子板47は
本体32に気密的に固定してある。ボビン46は
紙やアルミニウムなどの非磁性体で構成してい
る。ピン39で弁に固定した後、ボビン46を当
て板40に接着等で固定している。48は上下方
向に着磁した円環状の永久磁石、49は永久磁石
48の下面に位置する磁性体のヨークで、中央に
ボビン46内に入る磁性体のセンタポール50を
設けている。51は永久磁石48の上面に位置す
る磁性体で円環状に構成されたヨークプレートで
ある。センタポール50とボビン46の間、ムー
ビングコイル45とヨークプレート51の間には
所定の〓間を設け、センタポール50とヨークプ
レート51の間に磁界を設けている。55は気密
的に固定する蓋で、非磁性体で設けている。蓋5
5、ヨーク49、永久磁石48、ヨークプレート
51は順次接着材で固定されている。ムービング
コイル45に直流の電流を流すと、電流量に比例
した上方向の力が発生する。この力は従来一般の
ゼロガバナの圧力設定用の調圧バネによる押上げ
力に相当する。 かかる構成の動作を説明する。送風機15が運
転されるとその燃焼空気の圧力により制御圧力室
34の圧力が上昇し、この圧力とムービングコイ
ル45による押上げ力とによつてダイヤフラム3
3が押上げられる。弁35が開き、燃料入口22
から燃料(ガス)が被制御圧力室37に流入す
る。被制御圧力室37の圧力が上昇すると、弁3
5が押下げられ、被制御圧力室37に流入する燃
料の量が少なくなり、被制御圧力室37の圧力が
低くなる。このとき、ダイヤフラム33の有効直
径と弁35の有効直径は等しくなるよう構成して
いるので、入口の圧力により生じる力は互いに打
ち消し合う。したがつて、制御圧力室34側から
ダイヤフラム33が受ける力と、被制御圧力室3
7側から弁35を通してダイヤフラム33が受け
る力がつり合うよう被制御室37の圧力が保たれ
る。この圧力で燃料が供給され、オリフイス26
で流出する流量が調節され、燃料ノズル20から
ベンチユリ18に供給される。 ベンチユリ18に供給された燃料と空気は予混
合気となり、予混合気通路6を通つて炎口4から
流出し、1次燃焼する。2次空気は2次空気通路
17−2を通り、2次空気口3から流出して2次
燃焼させる。 回転数制御手段14aは、熱交換器8の出湯口
12の温水温度を温度センサ13で検出し、設定
温度との差に基いて必要とする燃焼容量に対応す
る回転数の電流を送風機15に出力する。一方、
燃料量補正手段14bは第3図に示すように着火
時にのみフレームロツド28で燃焼状態を検出
し、ムービングコイル35への電流値を制御し、
押上げ力を変化し、空燃比を補正する。その後は
前記電流値を保持し、必要とする燃焼容量が変化
しても変化させない。すなわち、上記保持された
電流値によつて空燃比が補償される。 従つて、通常時は回転数制御手段14aの出力
に基づいて送風量が大きく又は小さくなり、制御
圧力室34の圧力が変り、それによつて弁35の
開度が変り、送風量に応じた燃料量が供給され、
比例燃焼する。 次に、制御装置14の動作について詳細に説明
する。 第4図に示す如く、火炎の電気抵抗値は、1次
空気率が一定でも燃料の種類や燃焼容量によつて
異なる。しかしその増加および減少の傾向は類似
しており、しかも火炎の抵抗値が最少値となる1
次空気率N1は一定で、約0.9である。 燃焼指令が与えられると、プリパージの後、第
3図に示す如く、制御装置14は、回転数制御手
段14aに最小燃焼容量の空気量を供給するよう
に指令し、また点火器及び燃料弁(いずれも図示
せず)をONすると共に、1次空気率N1が0.9以
下となるよう、あらかじめ設定した大きな電圧
V0を燃料量補正手段14bをムービングコイル
45に供給する。この時の燃料量はF0で、燃料
が濃い。 フレームロツド28で着火を検出すると、点火
器をOFFし、この時の火炎抵抗値R0を燃料量補
正手段14bで検出し、記憶する。第4図、第5
図にこのときの火炎抵抗を番号0で示している。
この場合、N1が小さい状態で着火を行うので、
着火が良好である。 次に、ムービングコイル45への印加電圧を
(V0−V1)とし、少し下げる。下げ代V1は予じ
め定めてある。これによつてムービングコイル4
5の押上げ力が下がり、弁35の開度が小さくな
り、燃料量は少し下がつた(F0−F1)となる。
従つて1次空気率が少し増加し、第4図、第5図
の番号1の状態となる。次にこの燃料量による燃
焼の火炎抵抗値R1を測定し、記憶し、先に記憶
した火炎抵抗値R0と比較する。 R0>R1であれば、次のステツプに進み、(V0
V2)の電圧を設定し、さらに印加電圧を小さく
し、(F0−F2)のさらに少量の燃料量を供給し、
火炎抵抗値R2を測定し、記憶する。 R1とR2を比較し、R1<R2でなければ、リター
ンして、さらに低い印加電圧(V0−V3)を設定
し、前記動作を繰返す。ここで、Rnは最新の火
炎抵抗値とし、Rn-1は前回の火炎抵抗値とする。 Rn-1<Rnであれば、1次空気率が約0.9付近で
あると云える。第4図、第5図では番号3で示す
如く3回目に火炎抵抗が大きくなり、Rn-1<Rn
となつたことを示している。 そこで、このときの印加電圧(V0−Vn)を基
準として、あらかじめ設定しておいた電圧Vkを
さらに減じた電圧(J0−Vn−Vk)を印加電圧を
ムービングコイル45に印加する(番号4の状
態)。従つて燃料量は更に小さい(F0−Fn−Fk)
となり、1次空気率N1は更に大きくなる。この
状態の1次空気率N1は最良の燃焼を行うN1とす
る。そして前記印加電圧(V0−Vn−Vk)を以
後保持する。 上記制御装置14は、さらに詳述すると、フレ
ームロツド28よりの入力部分が、電圧を印加し
たフレームロツド28を含む回路に直列に挿入し
た抵抗の両端に表われる電圧をアナログ/デジタ
ル変換器により測定することにより、オームの法
則にて炎を流れる電流を計算し、該計算された電
流値と印加電圧からオームの法則により抵抗Rを
求める。制御装置14のゼロガバナ21および燃
焼用送風器15への出力部分は、デジタル/アナ
ログ変換器及び電流増幅器によりマイクロコンピ
ユータの演算結果を電流値に変換して出力する。
なお、これらの演算部分は、マイクロコンピユー
タにプログラムされたソフトウエアで動作する。
また、電圧Vkは、火炎抵抗がピーク値となるゼ
ロガバナへの印加電圧を基準とした良好燃焼とな
るようあらかじめ求めておいた印加電圧補正量で
ある。 次に、負荷の大きさに応じた燃焼容量の空気量
を供給するように回転数制御手段14aに出力に
する。 以後は空気量に基づく空気圧に比例して燃料量が
供給されることになる。 一例を具体的に説明する。用いるバーナ1の仕
様は次の通りである。最大燃焼容量:
26000kcal/hから最小燃焼容量:4200kcal/h
まで比例燃焼できる。即ち1/1〜1/6.2まで変化で
きる。良好燃焼域(CO/CO2の数値等によつて
評価する)は、一次空気率N1及び空気過剰率n
(空気供給量/理論空気量)でそれぞれ表示する
と、最小燃焼容量においてN1=0.85〜1.5、n=
1.8〜3.3、最大燃焼容量においてN1=0.62〜1.35、
n=1.3〜2.8である。中間燃焼容量の良好燃焼域
はその中間にある。また最小燃焼容量においてピ
ーク値を示すN1≒0.9は空気過剰率nによれば約
1.9である。 そこで、最小燃焼容量で着火するように設ける
と共に、その時(燃料量がF0の時)はN10≒0.7、
n≒1.5、ピークを検出して保持する時(燃料量
が(F0−Fn−Fk)の時)はN1set≒1.2、nset≒
2.6とする。M1set及びn setの値は、最小燃焼
容量の良好燃焼域内に位置させることはもちろん
であるが、この燃焼容量より上方及び最大燃焼容
量における燃焼において良好燃焼するように、こ
れらを総合して定める。即ち、N1set及びn set
の値は、この値を基準として燃焼させなければな
らない燃焼容量の範囲内の燃焼が良好燃焼するよ
うに定める。このバーナは予混合式であるので、
空気過剰率nよりも1次空気率N1を主体に定め
る。 また燃料量の変更−火炎抵抗の検出−比較の1
ステツプを0.8秒とする。 また1ステツプによる燃料の低減率はN1
0.035である。 これによれば、平均6ステツプ程度でN1set、
n setにセツトでき、最大燃焼容量においてN1
を約0.8nを約1.6にでき、また最小燃焼容量にお
いても種々条件を変化させてもN1を1.18〜1.33、
nを2.5〜2.8にでき、各燃焼容量において良好燃
焼させることができた。また燃料のガスの種類は
13A−O、C3H8、6B−Oそれぞれ行い良好であ
つた。 尚、(F0−Fn−Fk)の電圧を設定するまで不
良燃焼するとしても短時間であるので可である。 燃焼容量を低減すると炎電流も低下するので、
最大燃焼容量から最小燃焼容量まで全範囲を検出
すると検出手段は高価となるが、本発明では一部
の燃焼容量のみ検出して空燃比を補正し、他の燃
焼容量はこれを基準としているので、安価にでき
るものである。 また、ピーク値を検出し、これを基準としてそ
のバーナが良好燃焼する空燃比に設定しているの
で、バーナに適した空燃比で燃焼させることがで
きるものである。前記実施例では、N1setを0.9よ
り大きくなるよう印加電圧補正量Vkを定めてい
るが、良好燃焼がN1set=0.9より小さい燃焼器の
場合は、Nsetが最適な燃焼状態になるようにVk
を負の値に設定しても良い。 また、ゼロガバナを用いるもの(従来のゼロガ
バナはムービングコイル45等の代りに調圧バネ
を用いている。)では一般に低燃焼容量側の空燃
比の誤差が大きくなり燃焼不良を生じやすい。そ
こで本発明では空燃比の誤差の大きい最小燃焼容
量でチエツクして補正している。 前記の実施例では着火初期にゼロガバナの設定
動作を行なつたが、暖房機、温水暖房用温水機な
ど、長時間連続運転するものでは、ある時間間隔
で該設定動作を行なつても良い。こうすることに
より、長時間の間に生じる何らかの外乱の影響を
なくすることができる。 また、瞬間式給湯機に用いるものでは、設定温
度に達することによつて燃焼を停止しても(V0
−V2−Vk)の印加電圧を記憶させておき、所定
時間内やフロースイツチがONしている時間内の
再着火の場合は直ちに(V0−Vn−Vk)を出力
して、設定動作の時間を短縮し、応答性を改善す
ることも考えられる。 また、前記説明ではN1setの値は、0.9よりも大
きく又は小さくしているが、N1≒0.9で良好燃焼
するバーナにもN1set=0.9することにより利用で
きるものである。 また、定常燃焼中、負荷の大きさ等の信号をも
とに着火時に設定したムービングコイルへの印加
電圧を補正することもできる。 また、前記実施例では、空気を1次空気と2次
空気に分割して供給しているが、全一次式にも応
用できるものである。着火時に不完全燃焼するこ
とになる。 また、上記実施例ではピークを示す特性を用い
て検出点(N1≒0.9)を定めているが、N1≒0.9
の左側又は右側の斜線部において検出値を定め、
これを検出点としてもよい。 なお、上記はVkが約0となる特殊の場合であ
る。 また、前記実施例では補正を最小燃焼容量で行
つているが、炎電流値等との関係からそれよりも
大きい燃焼容量で補正を行つてもよい。 また、検出手段として火炎の放射強度等を用い
ることもできる。 第6図〜第8図により他の手段を説明する。本
実施例は燃焼状態の検出手段としてO2センサを
用いたものである。第6図において、バーナ60
は全一次式を用いている。61はO2センサで、
火炎の後流に位置している。O2センサ61はジ
ルコニア等で製作されている。O2センサ61の
出力特性は第8図に示す通りで、燃料の種類によ
りほとんど変化せず、空気率N(空気量/理論空
気量)が決まれば出力は決まる。しかし、出力の
増加及び減少の傾向は空気率N=1.0付近で急変
し、これよりNが小さい場合、出力はあるしきい
値Vsより高く、Nが大きい場合、Vsより小さく
なる。第7図は制御装置14のプログラムを示
す。その他の構成は第1図、第2図の実施例と同
様である。 かかる構成の補正動作を説明する。着火時、最
小燃焼容量付近の空気量を供給し、空気率Nが
1.0よりも小さくなるようあらかじめ設定した電
圧V0をムービングコイル45に印加する。この
状態のO2センサ61の出力の状態を第8図に番
号0で示している。着火するとO2センサの出力
をあらかじめ設定したしきい値Vsと比較し、O2
センサ出力の大きいときはムービングコイル45
への印加電圧を下げる。このようにしてO2セン
サ出力がしきい値Vsよりも小さくなる(番号3
の状態)と、次にあらかじめ定めた電圧Vkを減
じ、保持する。以下は前記実施例と同様である。
測定はO2センサの立上り時間を経過した後に行
う。 本O2センサを用いる手段によれば、前記実施
例と同様の効果が得られるものである。また、し
きい値を有するので、設定したN(N≒1.0)を正
確にかつ容易に検出できるものである。 O2センサ出力が燃焼容量によつて変化しても
ある燃焼容量のみのしきい値を設定しておけば良
いので、簡単にできるものである。 以上述べたように、本発明は、一部の燃焼容量
のみを検出しているので、安価な構成にすること
ができる
The present invention mainly relates to a fuel method for combustors such as domestic water heaters and hot air blowers, and particularly to a proportional combustion method suitable for varying combustion capacity over a wide range. In the present invention, "proportional combustion" refers to combustion in which the combustion capacity can be changed. In addition, "air fuel ratio" is generally expressed as "air weight"/
Although expressed as "fuel weight", in this specification,
For convenience of explanation, (amount of air being supplied at that time) /
(Theoretical air amount required for the amount of fuel being burned at that time)
It is defined in This corresponds to the excess air ratio generally used in the all primary air combustion system (FIG. 6), which will be described later. In addition, in the case of the combustion method that supplies primary and secondary air (Fig. 1), which will be described later, (the amount of air being supplied at that time)/(theoretical amount of air required for the amount of fuel being combusted at that time). It means the defined primary air fraction. In this way, the "air fuel ratio"
includes the primary air ratio or excess air ratio, and is used depending on the combustion method, etc. From the viewpoint of energy saving and usability, there is a desire for a combustor that can vary its combustion capacity over a wide range depending on the size of the load. In this case, it is necessary to achieve good combustion in each combustion capacity. For this purpose, it is necessary to control the amount of air and fuel so that the air-fuel ratio in the combustion capacity becomes an air-fuel ratio that is determined by the combustor and achieves good combustion. For this purpose, various combustion methods have been proposed in the past. For example, it is called the fuel amount leading method. This method first determines the amount of fuel depending on the size of the load, detects the amount of fuel, and supplies the amount of air corresponding to the amount of fuel. Its configuration includes a proportional solenoid valve that controls the amount of fuel gas and a Bunsen burner, and determines the opening degree of the valve by controlling the amount of electricity applied to the solenoid coil of the proportional solenoid valve according to the size of the load. , the amount of fuel is varied and injected into the bench lily, and the amount of air corresponding to the amount of fuel is sucked in for proportional combustion. In addition, in the case of using a combustion blower, the amount of air is controlled in stages according to the magnitude of the load as well as the control of a proportional solenoid valve. Another example is what is called an air amount leading system. This method is the opposite of the above method, in that it controls the rotation speed of the blower according to the size of the load to determine the amount of air, detects the amount of air, and supplies the amount of fuel corresponding to the amount of air. be. Its configuration uses a zero governor as a means to detect the amount of air and determine the amount of fuel. A zero governor is equipped with a valve installed in a fuel passage and a diaphragm to which the valve is fixed, and the air pressure in the air passage is guided to the diaphragm.The valve is opened by air pressure proportional to the square of the amount of air. The system controls the fuel consumption and adjusts the amount of fuel accordingly. Further, the amount of air is detected by electrical means to determine the amount of fuel. As mentioned above, conventional systems have been used in which the air-fuel ratio is controlled to be constant. However, the air-fuel ratio may deviate from the set value due to manufacturing errors or the like. Therefore, as a means of correcting the above air-fuel ratio, the combustion state is detected using a flame rod or an O2 sensor.
It is conceivable to correct the air-fuel ratio based on the detection result. For example, it has been known that the current value obtained by applying a voltage to a flame in a flame rod is related to the air-fuel ratio. Therefore, the current value is constantly detected, the kerosene fuel is adjusted based on the detection result, and the air-fuel ratio is thereby corrected. In addition, this item is ON-
This is OFF combustion. In addition, the flame current value changes depending on the size of the combustion capacity and the type of fuel, so in any case, the primary air ratio N 1 (amount of air being supplied at that time/amount of fuel that is being combusted at that time) The theoretical air volume) is approximately 0.9,
It is known that the flame current value shows a peak.
Therefore, using a combustor that burns well at N 1 ≒ 0.9,
The amount of air or fuel is corrected so that the flame current value shows the peak value, and the air-fuel ratio is adjusted to 0.9 to achieve proportional combustion over a wide range. In this case, essentially
It is constantly burned at N 1 ≒ 0.9. Further, as the above-mentioned correction means, a combination with a zero governor has been proposed. An electromagnetic coil capable of driving a zero governor valve is provided, and the amount of electricity applied to the electromagnetic coil is controlled according to the flame current value to correct the amount of fuel. The amount of fuel is determined by the amount of current applied to the electromagnetic coil and the air pressure in the air passage applied to the diaphragm of the zero governor. Furthermore, there is a method for correcting the air-fuel ratio by detecting the peak value by measuring the radiation intensity of the flame. This is intended to achieve maximum efficiency in combustion. As described above, the following two conditions are required when the air-fuel ratio is corrected by detecting a peak value. First, it is necessary to use a combustor that achieves good combustion at the air-fuel ratio that shows its peak (N 1 ≈0.9 for those using flame current values). However, in the case of proportional combustion depending on the load by varying the combustion capacity, it is actually difficult to obtain a combustor that burns well at the air-fuel ratio within the entire combustion capacity range. However, there was a problem that the combustor inevitably became expensive. The other one is that since the peak value is always detected, a means for accurately detecting the flame current value over the entire range of combustion capacity change (large to small) is required. That is, since the peak value of the flame current varies depending on the size of the combustion capacity, it is necessary to measure the flame current over the entire range according to the combustion capacity and find the peak value. Therefore, it is necessary to control at high speed. There was a problem that the controller was expensive. Further, when simply detecting and correcting the flame current value, in addition to the latter condition, it is necessary to store the flame current value for good combustion for each combustion capacity. For this reason, there was a problem that the memory element capacity of the controller became large, making it expensive. An object of the present invention is to provide a combustion system that makes it possible to vary the combustion capacity at low cost, without having to carry out sophisticated control such as measuring the flame current over the entire combustion capacity range and determining the peak value as in the past. The purpose is to provide a method. In order to achieve the above object, the combustion method of the present invention is a proportional combustion method in which the combustion capacity is changed by changing at least the amount of fuel, in which combustion is performed when the combustion capacity is low, and the combustion state at this time is detected by a detection means. At the same time, the fuel amount correction means corrects the fuel amount and the air-fuel ratio until the detection result by the detection means reaches the set value, and when the detection result by the detection means reaches the set value, the air amount and the fuel amount are adjusted. When supplying the amount of air and fuel corresponding to the combustion capacity required next, the amount of air and fuel stored at the time of the detected fuel capacity are used as a reference. . That is, for example, in a combustor using a zero governor, the error in the amount of fuel due to manufacturing errors is largely influenced by the zero pressure adjustment error of the zero governor. This zero pressure adjustment error pressure is determined even if the combustion amount is large and therefore the supply pressure to the fuel metering orifice is large, and even if the combustion amount is small and therefore the supply pressure to the fuel metering orifice is small. , their absolute values are almost the same. Since the amount of fuel supplied is proportional to the square root of the supply pressure, the ratio of error to the set value of the fuel amount increases when the fuel capacity is small. Therefore, in the present invention, a zero governor configured to electrically correct the zero pressure adjustment of the zero governor based on the flame current, which is an index of good combustion, is installed, and combustion is performed in the area with low combustion capacity, resulting in good combustion. The zero governor pressure is corrected so that the correction value is maintained regardless of the combustion capacity, and there is no need to perform correction work using flame current for other combustion capacities. Hereinafter, a description will be given of FIGS. 1 and 2 showing an embodiment of the present invention in which a zero governor is used. In the figure, 1 is a proportional combustion burner, which is formed linearly in the depth direction. Also burner 1
has a secondary air passage 2 in the center, and a large number of slit-shaped secondary air ports 3 are arranged in parallel in the depth direction at the top thereof. On both sides thereof, a large number of slit-shaped flame ports 4 are arranged in parallel in the depth direction. A premix passage 6 is provided between the outside of the burner 1 and the wall 5.
Heat is removed from the combustion gas by the heat exchanger 8, and the exhaust port 9
is discharged from. The heat exchanger 8 is a once-through type water passage 8
a and an endothermic fin 8b. Water entering the heat exchanger 8 from the water inlet 11 becomes hot water and flows out from the outlet 12. The hot water temperature is detected by the temperature sensor 13, and the rotation speed control means 14a of the control device 14 controls the rotation speed of the combustion blower 15. That is, when the hot water temperature is higher than the predetermined temperature, the rotation speed is decreased. Air for combustion is provided by blower 15
Some of the air is blown from the secondary air passage 17 to the secondary air passage 2 of the burner 1.
is supplied to The remaining air is supplied to the bench lily 18. A fuel supply nozzle 20 is opened in the constricted portion of the bench lily 18. Reference numeral 21 denotes a zero governor, which controls the amount of fuel supplied through the fuel inlet 22 to a fuel amount corresponding to the amount of combustion air.
6 to the fuel nozzle 20. Zero governor 21 is used to match the amount of fuel to the amount of air.
The pressure of the air supply passage 16 is applied to the air supply passage 16 through a pressure transmission pipe 23. 14b is a fuel amount correction means;
The flame rod 28 detects the minimum value of the electrical resistance of the flame (that is, the peak value in terms of flame current value. Hereinafter referred to as the peak value), the detection result is calculated by a microcomputer, and the The opening degree of the valve of the zero governor 21 is controlled by adjusting the current value given to the moving coil 45. The flame rod 28 detects the minimum value of the electrical resistance of the primary flame (that is, the peak value in terms of flame current value. Hereinafter, also referred to as the peak or peak value), and detects the opening of the valve of the zero governor 21. control. Flame rod 28 is located in the wake of the primary flame. The electrical resistance value of the flame is detected by applying a voltage between the flame rod 28 and the burner 1. Fuel amount correction means 14b and rotation speed control means 14
and a are mutually related as shown in FIG. 3, which will be described later. Further, the control device 14 having the fuel amount correction means 14b and the rotation speed control means 14b includes a microcomputer that performs arithmetic processing, and a frame rod 8.
It consists of peripheral equipment that performs current input to the zero governor 21 and fuel blower 15. FIG. 2 shows details of the zero governor 21. The outer periphery of the flexible diaphragm 33 is attached to the main body 3.
The diaphragm 33 is airtightly fixed between 1 and 32.
A control pressure chamber 34 is formed on one side, and a control pressure chamber 34 is formed on the other side.
A secondary pressure chamber 36 is formed. A valve 35 is provided on the diaphragm 33 and divides the fuel passage into a primary pressure chamber 36 and a controlled pressure chamber 37. The valve 35 is fixed with a spring 38 and a pin 39. 40 is a backing plate. The main bodies 31 and 32 are made of non-magnetic material. 42 is a lid fixed airtightly. 43 is a connection port of the pressure transmission pipe 23. Reference numeral 45 denotes a moving coil, in which a thin insulated copper wire is wound around a cylindrical bobbin 46 fixed to the backing plate 40. Both ends of the moving coil 45 are connected to the fuel amount correction means 14b via a terminal plate 47 provided on the side surface of the main body 32. The terminal plate 47 is airtightly fixed to the main body 32. The bobbin 46 is made of a non-magnetic material such as paper or aluminum. After being fixed to the valve with the pin 39, the bobbin 46 is fixed to the backing plate 40 by adhesive or the like. 48 is an annular permanent magnet magnetized in the vertical direction, 49 is a magnetic yoke located on the lower surface of the permanent magnet 48, and a magnetic center pole 50 that fits into the bobbin 46 is provided at the center. Reference numeral 51 denotes a yoke plate made of a magnetic material and configured in an annular shape, located on the upper surface of the permanent magnet 48. A predetermined distance is provided between the center pole 50 and the bobbin 46 and between the moving coil 45 and the yoke plate 51, and a magnetic field is provided between the center pole 50 and the yoke plate 51. Reference numeral 55 denotes a lid that is fixed airtight and is made of a non-magnetic material. Lid 5
5. The yoke 49, the permanent magnet 48, and the yoke plate 51 are sequentially fixed with adhesive. When a direct current is passed through the moving coil 45, an upward force proportional to the amount of current is generated. This force corresponds to the push-up force of a pressure regulating spring for setting the pressure of a conventional general zero governor. The operation of such a configuration will be explained. When the blower 15 is operated, the pressure of the combustion air increases the pressure in the control pressure chamber 34, and this pressure and the pushing force of the moving coil 45 cause the diaphragm 3 to rise.
3 is pushed up. Valve 35 opens and fuel inlet 22
Fuel (gas) flows into the controlled pressure chamber 37 from below. When the pressure in the controlled pressure chamber 37 increases, the valve 3
5 is pushed down, the amount of fuel flowing into the controlled pressure chamber 37 decreases, and the pressure in the controlled pressure chamber 37 becomes low. At this time, since the effective diameter of the diaphragm 33 and the effective diameter of the valve 35 are configured to be equal, the forces generated by the inlet pressure cancel each other out. Therefore, the force that the diaphragm 33 receives from the control pressure chamber 34 side and the force that the diaphragm 33 receives from the controlled pressure chamber 3 side
The pressure in the controlled chamber 37 is maintained so that the forces applied to the diaphragm 33 from the 7 side through the valve 35 are balanced. Fuel is supplied at this pressure, and the orifice 26
The flow rate of the fuel flowing out is adjusted and the fuel is supplied from the fuel nozzle 20 to the vent lily 18. The fuel and air supplied to the bench lily 18 become a premixture, flow out from the flame port 4 through the premixture passage 6, and undergo primary combustion. The secondary air passes through the secondary air passage 17-2, flows out from the secondary air port 3, and is subjected to secondary combustion. The rotation speed control means 14a detects the hot water temperature at the outlet 12 of the heat exchanger 8 with a temperature sensor 13, and applies a current to the blower 15 at a rotation speed corresponding to the required combustion capacity based on the difference from the set temperature. Output. on the other hand,
As shown in FIG. 3, the fuel amount correction means 14b detects the combustion state at the flame rod 28 only at the time of ignition, controls the current value to the moving coil 35,
Change the push-up force and correct the air-fuel ratio. Thereafter, the current value is maintained and does not change even if the required combustion capacity changes. That is, the air-fuel ratio is compensated by the above-mentioned held current value. Therefore, under normal conditions, the amount of air blown increases or decreases based on the output of the rotational speed control means 14a, and the pressure in the control pressure chamber 34 changes, thereby changing the opening degree of the valve 35, and the amount of fuel corresponding to the amount of air blown changes. quantity is supplied,
Proportional combustion. Next, the operation of the control device 14 will be explained in detail. As shown in FIG. 4, the electrical resistance value of the flame varies depending on the type of fuel and combustion capacity even if the primary air ratio is constant. However, the tendency of increase and decrease is similar, and moreover, the flame resistance value is the minimum value 1
The sub-air ratio N 1 is constant and approximately 0.9. When a combustion command is given, after pre-purging, as shown in FIG. (both not shown) is turned on, and a large voltage is set in advance so that the primary air ratio N1 is 0.9 or less.
V 0 is supplied to the moving coil 45 by the fuel amount correction means 14b. The amount of fuel at this time is F 0 , and the fuel is rich. When the flame rod 28 detects ignition, the igniter is turned off, and the flame resistance value R 0 at this time is detected and stored by the fuel amount correction means 14b. Figures 4 and 5
The flame resistance at this time is indicated by the number 0 in the figure.
In this case, since ignition is performed with N 1 small,
Good ignition. Next, the voltage applied to the moving coil 45 is set to (V 0 -V 1 ) and lowered slightly. The lowering amount V1 is determined in advance. By this, moving coil 4
The pushing force of the valve 35 decreases, the opening degree of the valve 35 decreases, and the fuel amount decreases a little (F 0 −F 1 ).
Therefore, the primary air ratio increases a little, resulting in the state numbered 1 in FIGS. 4 and 5. Next, the flame resistance value R 1 of combustion based on this amount of fuel is measured, stored, and compared with the previously stored flame resistance value R 0 . If R 0 > R 1 , proceed to the next step and (V 0
V 2 ) is set, the applied voltage is further reduced, and a smaller amount of fuel (F 0 −F 2 ) is supplied.
Measure and store the flame resistance value R2 . Compare R 1 and R 2 , and if R 1 <R 2 , return, set an even lower applied voltage (V 0 −V 3 ), and repeat the above operation. Here, Rn is the latest flame resistance value, and Rn -1 is the previous flame resistance value. If Rn -1 <Rn, it can be said that the primary air ratio is around 0.9. In Figures 4 and 5, as shown by number 3, the flame resistance increases at the third time, and Rn -1 < Rn
It shows that it has become. Therefore, using the applied voltage (V 0 −Vn) at this time as a reference, a voltage (J 0 −Vn−Vk) that is obtained by further subtracting the preset voltage Vk is applied to the moving coil 45 (number 4). Therefore, the fuel amount is even smaller (F 0 −Fn−Fk)
Therefore, the primary air ratio N 1 becomes even larger. The primary air ratio N 1 in this state is set to N 1 that provides the best combustion. Then, the applied voltage (V 0 −Vn−Vk) is held thereafter. To be more specific, the control device 14 measures, by an analog/digital converter, the voltage appearing across a resistor inserted in series in a circuit including the flame rod 28 to which the voltage is applied. The current flowing through the flame is calculated using Ohm's law, and the resistance R is determined from the calculated current value and applied voltage using Ohm's law. The output portion of the control device 14 to the zero governor 21 and the combustion blower 15 converts the calculation result of the microcomputer into a current value using a digital/analog converter and a current amplifier and outputs the result.
Note that these calculation parts are operated by software programmed into a microcomputer.
Further, the voltage Vk is an applied voltage correction amount determined in advance to achieve good combustion based on the voltage applied to the zero governor at which the flame resistance reaches its peak value. Next, an output is made to the rotational speed control means 14a so as to supply an amount of air with a combustion capacity corresponding to the magnitude of the load. Thereafter, the amount of fuel will be supplied in proportion to the air pressure based on the amount of air. An example will be explained in detail. The specifications of the burner 1 used are as follows. Maximum combustion capacity:
Minimum combustion capacity: 4200kcal/h from 26000kcal/h
Proportional combustion is possible. That is, it can vary from 1/1 to 1/6.2. The good combustion range (evaluated by CO/CO 2 values, etc.) is determined by the primary air ratio N 1 and excess air ratio n
When expressed as (air supply amount/theoretical air amount), N 1 = 0.85 to 1.5 at the minimum combustion capacity, n =
1.8-3.3, N 1 = 0.62-1.35 at maximum combustion capacity,
n=1.3 to 2.8. The good combustion range of intermediate combustion capacity lies in between. Also, N 1 ≒ 0.9, which shows the peak value at the minimum combustion capacity, is approximately
It is 1.9. Therefore, it is designed to ignite with the minimum combustion capacity, and at that time (when the fuel amount is F 0 ), N 10 ≒ 0.7,
n≒1.5, when detecting and holding the peak (when the fuel amount is (F 0 −Fn−Fk)), N 1 set≒1.2, nset≒
Set it to 2.6. Of course, the values of M 1 set and n set should be set within the good combustion range of the minimum combustion capacity, but they should also be taken together to ensure good combustion in combustion above this combustion capacity and at the maximum combustion capacity. stipulate. That is, N 1 set and n set
The value of is determined based on this value so that combustion within the range of the combustion capacity that must be carried out is good. This burner is premixed, so
The primary air ratio N1 is determined more than the excess air ratio n. Also, change in fuel amount - Detection of flame resistance - Comparison 1
Set the step to 0.8 seconds. Also, the fuel reduction rate by one step is N 1
It is 0.035. According to this, N 1 set, with about 6 steps on average,
n set, and at maximum combustion capacity N 1
can be reduced from approximately 0.8n to approximately 1.6, and even at the minimum combustion capacity, N 1 can be reduced to 1.18 to 1.33 even under various conditions.
n could be set to 2.5 to 2.8, and good combustion could be achieved at each combustion capacity. Also, the type of fuel gas
13A-O, C 3 H 8 and 6B-O were all tested successfully. Incidentally, even if poor combustion occurs until the voltage of (F 0 -Fn-Fk) is set, it is acceptable because it will only last for a short time. Reducing the combustion capacity also reduces the flame current, so
Detecting the entire range from the maximum combustion capacity to the minimum combustion capacity would require expensive detection means, but in the present invention, the air-fuel ratio is corrected by detecting only a part of the combustion capacity, and other combustion capacities are based on this. , which can be done at low cost. Furthermore, since the peak value is detected and the air-fuel ratio is set based on this peak value to ensure good combustion in the burner, combustion can be performed at an air-fuel ratio suitable for the burner. In the above embodiment, the applied voltage correction amount Vk is determined so that N 1 set is larger than 0.9, but in the case of a combustor with good combustion smaller than N 1 set = 0.9, N set is set so that N 1 set is larger than 0.9. Vk to
may be set to a negative value. Further, in those using a zero governor (conventional zero governors use a pressure regulating spring instead of the moving coil 45, etc.), the error in the air-fuel ratio on the low combustion capacity side is generally large, which tends to cause poor combustion. Therefore, in the present invention, the minimum combustion capacity with a large air-fuel ratio error is checked and corrected. In the embodiments described above, the zero governor setting operation was performed at the initial stage of ignition, but in devices that operate continuously for a long time, such as a space heater or a water heater for hot water heating, the setting operation may be performed at certain time intervals. By doing so, it is possible to eliminate the influence of some kind of disturbance that occurs over a long period of time. In addition, for instant water heaters, even if combustion stops when the set temperature is reached (V 0
-V 2 -Vk) is memorized, and in the case of re-ignition within a predetermined time or while the flow switch is ON, it immediately outputs (V 0 -Vn-Vk) and performs the setting operation. It is also possible to shorten the time and improve responsiveness. Further, in the above description, the value of N 1 set is set to be larger or smaller than 0.9, but it can also be used for a burner that burns well when N 1 ≈0.9 by setting N 1 set = 0.9. Furthermore, during steady combustion, the voltage applied to the moving coil set at the time of ignition can be corrected based on signals such as the magnitude of the load. Further, in the above embodiment, the air is supplied after being divided into primary air and secondary air, but it can also be applied to an all-primary system. This will result in incomplete combustion when ignited. In addition, in the above embodiment, the detection point (N 1 ≒0.9) is determined using the characteristic indicating a peak, but N 1 ≒0.9
Determine the detection value in the shaded area on the left or right side of
This may be used as a detection point. Note that the above is a special case where Vk is approximately 0. Further, in the embodiment described above, the correction is made using the minimum combustion capacity, but the correction may be made using a combustion capacity larger than that in relation to the flame current value, etc. Furthermore, flame radiation intensity or the like can also be used as the detection means. Other means will be explained with reference to FIGS. 6 to 8. In this embodiment, an O 2 sensor is used as a means for detecting the combustion state. In FIG. 6, burner 60
uses a fully linear equation. 61 is the O2 sensor,
Located in the wake of the flame. The O 2 sensor 61 is made of zirconia or the like. The output characteristics of the O 2 sensor 61 are as shown in FIG. 8, and hardly change depending on the type of fuel, and the output is determined when the air ratio N (air amount/theoretical air amount) is determined. However, the tendency of increase and decrease in the output suddenly changes around the air ratio N=1.0, and when N is smaller than this, the output is higher than a certain threshold Vs, and when N is larger, the output becomes smaller than Vs. FIG. 7 shows the program of the control device 14. The rest of the structure is the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The correction operation of such a configuration will be explained. At the time of ignition, the amount of air near the minimum combustion capacity is supplied, and the air rate N is
A voltage V 0 preset to be smaller than 1.0 is applied to the moving coil 45. The output state of the O 2 sensor 61 in this state is indicated by the number 0 in FIG. When ignited, the output of the O 2 sensor is compared with a preset threshold value Vs, and the O 2
Moving coil 45 when the sensor output is large
Reduce the voltage applied to. In this way the O2 sensor output becomes smaller than the threshold Vs (number 3
state), then reduce and hold the predetermined voltage Vk. The following is the same as the above example.
Measurements are taken after the rise time of the O2 sensor has elapsed. According to the means using the present O 2 sensor, the same effects as in the above embodiment can be obtained. Further, since it has a threshold value, the set N (N≈1.0) can be detected accurately and easily. Even if the O 2 sensor output changes depending on the combustion capacity, it is only necessary to set the threshold value for a certain combustion capacity, so this can be done easily. As described above, since the present invention detects only a part of the combustion capacity, it can be configured at low cost.

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2
図は本発明の一実施例のゼロガバナの縦断面図、
第3図は本発明の一実施例の制御装置のフローチ
ヤート、第4図は火炎抵抗の特性を示す図、第5
図は本発明の一実施例の制御の説明図、第6図は
本発明の他の実施例のバーナの要部の縦断面図、
第8図はO2センサの出力の特性を示す図、第7
図は本発明の他の実施例の制御装置のフローチヤ
ートである。 1…バーナ、3…炎口、4…2次空気口、8…
熱交換器、12…出湯口、13…温度センサ、1
4…制御装置、14a…回転数制御手段、14b
…燃料量補正手段、15…送風機、18…ベンチ
ユリ、20…燃料ノズル、21…ゼロガバナ、2
2…燃料入口、25…燃料出口、28…フレーム
ロツド、33…ダイヤフラム、45…ムービング
コイル、46…ボビン、48…永久磁石、49…
ヨーク、51…ヨークプレート、60…バーナ、
61…O2センサ。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2
The figure is a longitudinal sectional view of a zero governor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing characteristics of flame resistance, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of control according to one embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a vertical sectional view of the main part of a burner according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the output characteristics of the O 2 sensor, Figure 7
The figure is a flowchart of a control device according to another embodiment of the present invention. 1...burner, 3...flame port, 4...secondary air port, 8...
Heat exchanger, 12... Outlet, 13... Temperature sensor, 1
4...control device, 14a...rotation speed control means, 14b
...Fuel amount correction means, 15...Blower, 18...Bench lily, 20...Fuel nozzle, 21...Zero governor, 2
2...Fuel inlet, 25...Fuel outlet, 28...Frame rod, 33...Diaphragm, 45...Moving coil, 46...Bobbin, 48...Permanent magnet, 49...
Yoke, 51... Yoke plate, 60... Burner,
61... O2 sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも燃料量を変化させて燃料容量を変
化させる比例燃焼方法において、低燃焼容量時に
燃焼させ、このときの燃焼状態を検出手段にて検
出するとともに、燃料量補正手段にて検出手段に
よる検出結果が設定値に達するまで燃料量を補正
して空燃比を補正し、上記検出手段による検出結
果が設定値に達したとき、空気量及び燃料量を記
憶し、つぎに必要とする燃焼容量に対応する空気
量及び燃料量を供給する場合には、前記検出した
燃料容量のさいに記憶された空気量及び燃料量を
基準として供給することを特徴とする比例燃焼方
法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記検出手
段は、燃焼範囲の所定の空燃比において検出値が
ピーク値又はミニマム値を示すものであり、前記
設定値を前記ピーク値又はミニマム値に設定した
ことを特徴とする比例燃焼方法。 3 特許請求の範囲第1項において、前記検出手
段は、燃焼範囲の所定の空燃比において検出値が
しきい値を示すものであり、前記設定値を前記し
きい値に設定したことを特徴とする比例燃焼方
法。 4 特許請求の範囲第1項において、前記低燃焼
容量時として着火時に設定したことを特徴とする
比例燃焼方法。 5 特許請求の範囲第1項において、前記記憶せ
しめる値として前記検出値が前記設定値を示す空
気量及び燃料量に所定量すなわち空燃比が大きく
なるように設定した燃焼器の燃焼性能で決定され
る量を加算又は減算した量としたことを特徴とす
る比例燃焼方法。
[Scope of Claims] 1. In a proportional combustion method in which the fuel capacity is changed by changing at least the amount of fuel, combustion is performed when the combustion capacity is low, the combustion state at this time is detected by the detection means, and the combustion state is detected by the detection means, and the fuel amount correction means is used. The air-fuel ratio is corrected by correcting the fuel amount until the detection result by the detection means reaches the set value, and when the detection result by the detection means reaches the set value, the air amount and fuel amount are memorized and the air-fuel ratio is A proportional combustion method, characterized in that when supplying an air amount and a fuel amount corresponding to a combustion capacity, the air amount and fuel amount are supplied based on the air amount and fuel amount stored at the time of the detected fuel capacity. 2. In claim 1, the detection means is such that a detected value indicates a peak value or a minimum value at a predetermined air-fuel ratio in a combustion range, and the set value is set to the peak value or minimum value. A proportional combustion method characterized by: 3. In claim 1, the detection means is characterized in that a detected value indicates a threshold value at a predetermined air-fuel ratio in a combustion range, and the set value is set to the threshold value. Proportional combustion method. 4. The proportional combustion method according to claim 1, wherein the low combustion capacity time is set at the time of ignition. 5. In claim 1, the detected value is determined by the combustion performance of a combustor set so that the air amount and fuel amount indicating the set value are increased by a predetermined amount, that is, the air-fuel ratio is increased. A proportional combustion method characterized in that the amount is added or subtracted from the amount.
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JPS62252826A (en) * 1986-04-23 1987-11-04 Rinnai Corp Burner
JPS63169424A (en) * 1986-12-29 1988-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Combustion controller
JPS63210519A (en) * 1987-02-25 1988-09-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Controller for hot-water supplier
EP0316454B1 (en) * 1987-05-28 1994-08-03 Eiken Kougyo Kabushiki Kaisha Gas-air ratio control valve for gas burners
JPH0221123A (en) * 1988-07-11 1990-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Control device for hot water supply equipment
JPH0257819A (en) * 1988-08-19 1990-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Control device for hot water feeder
JP2550688B2 (en) * 1988-12-29 1996-11-06 トヨタ自動車株式会社 Burner combustion controller

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