JPH06288539A - Combustion apparatus - Google Patents

Combustion apparatus

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Publication number
JPH06288539A
JPH06288539A JP7549893A JP7549893A JPH06288539A JP H06288539 A JPH06288539 A JP H06288539A JP 7549893 A JP7549893 A JP 7549893A JP 7549893 A JP7549893 A JP 7549893A JP H06288539 A JPH06288539 A JP H06288539A
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JP
Japan
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combustion
signal
combustion chamber
pressure
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP7549893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamitsu Kondo
正満 近藤
Yasuhiro Umekage
康裕 梅景
Kunio Nakamura
邦夫 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7549893A priority Critical patent/JPH06288539A/en
Publication of JPH06288539A publication Critical patent/JPH06288539A/en
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Abstract

PURPOSE:To embody a low noise combustion apparatus capable of reducing internal noise by making use of adaptive active control where pressure variations of an opposite phase to a combustion sound is outputted from a fuel control device. CONSTITUTION:A microphone which is a pressure detector 19 provided in a combustion chamber detects pressure variations of a combustion sound as sound pressure, and a computation device 20 estimates an opposite phase signal of the combustion sound based upon the foregoing detected pressure variations. A combustion control device 10 outputs opposite phase pressure variations to offset pressure variations produced in the combustion chamber with phase interference. Further, an estimation of the amount of sound deadening is also ensured on the basis of the signal from the pressure detector 19 in the combustion chamber. Thus, a varying combustion sound is minimized at all times with the adaptive control, and the combustion sound is reduced and vibratory combustion is previously prevented from being produced.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス等を燃焼する燃焼
装置の燃焼騒音を、燃焼により発生した圧力変動と逆位
相の信号を計算し位相干渉により能動的に消音する機能
を備えた燃焼装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion system which has a function of actively muffing combustion noise of a combustion apparatus for burning gas or the like by calculating a signal having a phase opposite to a pressure fluctuation generated by combustion and phase interference. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の消音装置付き給湯機としては、実
開平4ー95266号公報に示すものがある。図9に示
す様に、バーナ1へ与える燃焼信号を燃焼操作器2から
受けて消音する構成となっている。消音対象音はブロワ
3及びバーナ1の定常燃焼時に発生する騒音であるが、
これらの騒音源を二つのマイク4、5で検出し、二つの
スピーカ6、7で消音するとともに、消音制御器8、マ
イク4、5、スピーカ6、7は給湯機の内部に組み込ま
れている。
2. Description of the Related Art As a conventional water heater with a silencer, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-95266. As shown in FIG. 9, the combustion signal applied to the burner 1 is received from the combustion operation device 2 to mute the sound. The noise to be silenced is the noise generated during steady combustion of the blower 3 and the burner 1,
These noise sources are detected by the two microphones 4 and 5, and the sound is silenced by the two speakers 6 and 7. The mute controller 8, the microphones 4 and 5, and the speakers 6 and 7 are incorporated inside the water heater. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、発生した騒音をスピーカにより消音するも
のであるため、騒音発生源を根本的に対策することが出
来ないという課題があった。また、騒音を抑制するため
のスピーカと、騒音を検出するマイクが二つ設けられて
いるため、スピーカと、マイクの設置スペース及びコス
トが大きくなるという課題がある。さらに、マイクによ
り騒音源の音を検出しこの逆位相の信号をスピーカから
再生する構成であるため音響フィードバックによるハウ
リングが発生しやすい課題もある。
However, in the above-mentioned conventional configuration, since the generated noise is silenced by the speaker, there is a problem that the noise source cannot be fundamentally taken as a countermeasure. Further, since a speaker for suppressing noise and two microphones for detecting noise are provided, there is a problem that the installation space and cost of the speaker and the microphone are increased. Further, since the sound of the noise source is detected by the microphone and the signal of the opposite phase is reproduced from the speaker, there is a problem that howling is likely to occur due to acoustic feedback.

【0004】本発明は上記課題を解決するもので、燃焼
装置を運転する際に発生する燃焼音を適応制御を組み込
んだ能動消音により発生騒音を根本的に抑制するととも
にハウリングの発生も抑制し、燃焼の負荷変動や排気バ
リエーションに関わらず振動燃焼を完全に抑制するとと
もに、従来の燃焼装置をそのまま利用し消音を実現し、
構成が簡単で安価な低騒音の燃焼装置を提供することを
目的としている。
The present invention solves the above-mentioned problems, and fundamentally suppresses the noise generated by active noise reduction that incorporates adaptive control of the combustion noise generated when operating the combustion device, and also suppresses howling. Completely suppresses oscillating combustion regardless of combustion load fluctuations and exhaust variations, and realizes noise reduction by using conventional combustion equipment as it is.
It is an object of the present invention to provide a low-noise combustion device that has a simple structure and is inexpensive.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明燃焼装置は、空気を供給する送風装置と、燃料
を供給する燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバー
ナ部と、バーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼
室と、燃焼室からの排気ガスを排出する排気通路と排気
口と、燃焼室の圧力変動を検出する圧力検出器と、圧力
検出器の信号を基に燃焼室の圧力変動が位相干渉により
抑制される信号を適応制御により計算する演算装置を備
えたものである。
In order to achieve the above object, a combustion apparatus of the present invention comprises an air blower for supplying air, a fuel controller for supplying fuel, a burner section for mixing air and fuel, and a burner. Based on the signals from the combustion chamber that burns the mixed gas mixed in the section, the exhaust passage and the exhaust port that discharges the exhaust gas from the combustion chamber, the pressure detector that detects the pressure fluctuations in the combustion chamber, and the signal from the pressure detector. In addition, an arithmetic unit for calculating a signal in which the pressure fluctuation in the combustion chamber is suppressed by phase interference is provided by adaptive control.

【0006】また本発明燃焼装置は、空気を供給する送
風装置と、燃料を供給する燃料制御装置と、空気と燃料
を混合するバーナ部と、バーナ部で混合された混合気体
を燃焼する燃焼室と、燃焼室で発生した排気ガスの熱を
伝熱する熱交換器と、熱交換器を通過し排気ガスを排出
する排気通路と排気口と、排気通路の圧力変動を検出す
る圧力検出器と、圧力検出器の信号を基に燃焼室の圧力
変動が位相干渉により抑制される信号を適応制御により
計算する演算装置を備えたものである。
Further, the combustion apparatus of the present invention includes a blower for supplying air, a fuel controller for supplying fuel, a burner section for mixing air and fuel, and a combustion chamber for burning the mixed gas mixed in the burner section. A heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas generated in the combustion chamber, an exhaust passage and an exhaust port that discharge the exhaust gas through the heat exchanger, and a pressure detector that detects the pressure fluctuation in the exhaust passage. An arithmetic unit for calculating a signal in which the pressure fluctuation in the combustion chamber is suppressed by phase interference based on the signal of the pressure detector by adaptive control is provided.

【0007】さらに本発明燃焼装置は、空気を供給する
送風装置と、燃料を供給する燃料制御装置と、空気と燃
料を混合するバーナ部と、バーナ部で混合された混合気
体を燃焼する燃焼室と、燃焼室からの排気ガスを排出す
る排気通路と排気口と、燃焼室の圧力変動を検出する圧
力検出器と、圧力検出器の信号を濾波する濾波器と、濾
波器を通過した信号を基に燃焼室の圧力変動が位相干渉
により抑制される信号を適応制御により計算する演算装
置を備えたものである。
Further, the combustion apparatus of the present invention comprises a blower for supplying air, a fuel controller for supplying fuel, a burner section for mixing air and fuel, and a combustion chamber for burning the mixed gas mixed in the burner section. An exhaust passage and an exhaust port that exhaust the exhaust gas from the combustion chamber, a pressure detector that detects pressure fluctuations in the combustion chamber, a filter that filters the signal of the pressure detector, and a signal that has passed through the filter. Based on the above, an arithmetic unit for calculating a signal in which the pressure fluctuation in the combustion chamber is suppressed by phase interference is provided by adaptive control.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記構成によって、まず燃焼によって
燃焼室内に圧力変動を生ずる。この圧力変動はバーナ部
や、排気通路へと伝搬する。燃焼室に取り付けられた圧
力検出器では、この燃焼による圧力変動が検出される。
この信号は演算装置に取り込まれ、演算装置はこの信号
の逆位相の信号を算出し、燃料制御装置に入力する。燃
料制御装置に入力された逆位相信号は、燃料に燃焼音と
は逆位相の圧力変動を発生し燃焼室へ伝搬する。燃焼室
の圧力変動は、燃料に加えられた逆位相の圧力変動によ
り位相干渉がおこり抑制される。これにより、燃焼によ
り発生する火炎の振動が抑制され、燃焼音が低減する。
さらに、演算装置は燃焼音の消音効果をも判断し、消音
量が少ないときは逆位相信号の位相と出力を調整し、消
音量が最大となるようにする。すなわち演算装置におけ
る信号処理は、燃焼音が変化したときにも追従するよう
に適応制御アルゴリズムが組み込まれており、燃焼音の
逆特性をリアルタイムに計算するものである。また、燃
焼時に負荷変動が生じたときに発生する振動燃焼に対し
ても、上記と同様の作用により、燃焼室で検出された圧
力変動を基に演算装置で逆位相信号を算出し、燃料制御
装置に逆位相信号を印加することで燃焼室内で振動燃焼
による圧力変動と位相干渉を起し、振動燃焼を消滅する
ものである。
According to the present invention, due to the above-described structure, first, the combustion causes a pressure fluctuation in the combustion chamber. This pressure fluctuation propagates to the burner section and the exhaust passage. The pressure detector attached to the combustion chamber detects the pressure fluctuation due to the combustion.
This signal is taken into the arithmetic device, which calculates a signal having a phase opposite to this signal and inputs it to the fuel control device. The anti-phase signal input to the fuel control device causes pressure fluctuation in the fuel in a phase opposite to the combustion noise and propagates to the combustion chamber. The pressure fluctuation in the combustion chamber is suppressed by the phase interference caused by the pressure fluctuation in the opposite phase applied to the fuel. Thereby, the vibration of the flame generated by the combustion is suppressed, and the combustion noise is reduced.
Further, the arithmetic unit also determines the muffling effect of the combustion sound, and when the muffling volume is small, adjusts the phase and output of the anti-phase signal so that the muffling volume becomes maximum. That is, the signal processing in the arithmetic unit incorporates an adaptive control algorithm so as to follow up even when the combustion sound changes, and calculates the inverse characteristic of the combustion sound in real time. In addition, for oscillating combustion that occurs when load fluctuations occur during combustion, the same operation as above also allows the computing unit to calculate the anti-phase signal based on the pressure fluctuations detected in the combustion chamber, and to control the fuel control. By applying an anti-phase signal to the device, pressure fluctuation and phase interference due to oscillatory combustion occur in the combustion chamber, and the oscillatory combustion is eliminated.

【0009】また、燃焼室内で燃焼により圧力変動と激
しい流れの乱れが発生するが、これらが熱交換器を通過
して排気通路へ伝搬する過程で整流作用が働き、乱流騒
音は抑制され排気通路に設けた圧力検出器で圧力変動の
みが効率よく検出される。
Further, pressure fluctuations and severe flow turbulence are generated in the combustion chamber due to combustion, but a rectifying action works in the process of propagating these to the exhaust passage through the heat exchanger, and turbulent noise is suppressed and exhaust gas is suppressed. Only the pressure fluctuation is efficiently detected by the pressure detector provided in the passage.

【0010】さらに、圧力検出器の信号に燃焼音の主帯
域のみを通過させる濾波器を設けることで、音響フィー
ドバックにより発生するハウリングを抑制する。
Further, by providing a filter for passing only the main band of the combustion sound to the signal of the pressure detector, howling caused by acoustic feedback is suppressed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図3に示
すガス給湯機を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the gas water heater shown in FIGS.

【0012】図1と図3に示すように、燃焼用空気を供
給するシロッコファンよりなる送風装置9と、燃料であ
るガス量を制御する比例弁10と、この比例弁10を制
御する弁制御器12と、ガスと空気を混合するバーナ部
13と、前記した混合気を燃焼する燃焼室14と、排気
ガスを給湯機の本体15外部に排出する排気通路16と
排気口17と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器18
からなる。そして、燃焼により発生する圧力変動を取り
出すために燃焼室14に設けたマイクロフォンよりなる
圧力検出器19と、圧力検出器19の信号を基に圧力変
動が逆位相の圧力変動の位相干渉により抑制される信号
を計算する演算装置20と、比例弁10のガス量を制御
する直流電圧を印加する弁制御器12の内部のDC制御
器21と、この直流電圧と逆位相信号を混合するDC/
AC混合器22を備えて構成される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, an air blower 9 composed of a sirocco fan for supplying combustion air, a proportional valve 10 for controlling the amount of fuel gas, and a valve control for controlling the proportional valve 10. A burner unit 13, a burner unit 13 for mixing gas and air, a combustion chamber 14 for burning the above-mentioned air-fuel mixture, an exhaust passage 16 for discharging exhaust gas to the outside of the main body 15 of the water heater, an exhaust port 17, and Heat exchanger 18 that transfers heat to water
Consists of. Then, based on a signal from the pressure detector 19 composed of a microphone provided in the combustion chamber 14 in order to take out the pressure fluctuation generated by the combustion, the pressure fluctuation is suppressed by the phase interference of the pressure fluctuation of the opposite phase. A calculation device 20 for calculating a signal, a DC controller 21 inside the valve controller 12 for applying a DC voltage for controlling the gas amount of the proportional valve 10, and a DC / DC for mixing this DC voltage and an antiphase signal.
It is configured to include an AC mixer 22.

【0013】この比例弁10は、駆動部が軽量であり応
答特性に優れたムービングコイル式であり、ガス流入口
23と、流出口24と、弁座25と、弁体26と、弁体
26を押し上げるスプリング27と、弁体26を押し下
げる為の磁石28とコイル29と、コイル29と弁体2
6を連結する軸体30とからなる。さらに上記演算装置
20は、図2に示す如く、マイクロフォンよりなる圧力
検出器19の信号を増幅する第一の増幅器 31と、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器32
と、A/D変換器32からの信号を二つに分配する分配
器33と、分配器33からの信号を基に逆特性を算出す
るデジタルフィルタ装置34と、燃焼音の消音量を評価
する適応フィルタ装置35と、算出されたデジタル逆位
相信号をアナログ信号に変換するD/A変換器36と、
この信号を増幅する第二の増幅器37で構成される。
The proportional valve 10 is of a moving coil type having a light drive portion and excellent response characteristics, and has a gas inlet 23, an outlet 24, a valve seat 25, a valve body 26, and a valve body 26. Spring 27 for pushing up, magnet 28 and coil 29 for pushing down valve body 26, coil 29 and valve body 2
And a shaft body 30 connecting the six. Further, as shown in FIG. 2, the arithmetic unit 20 further includes a first amplifier 31 for amplifying a signal from the pressure detector 19 including a microphone and an A / D converter 32 for converting an analog signal into a digital signal.
And a divider 33 that divides the signal from the A / D converter 32 into two, a digital filter device 34 that calculates an inverse characteristic based on the signal from the divider 33, and evaluates the volume of the combustion noise. An adaptive filter device 35, a D / A converter 36 for converting the calculated digital anti-phase signal into an analog signal,
It is composed of a second amplifier 37 which amplifies this signal.

【0014】上記構成によれば、燃焼により燃焼室14
内で発生する圧力変動は、音圧として直接圧力検出器1
9で検出され、演算装置20に取り込まれる。演算装置
20内では、取り込まれた信号を第一の増幅器31で増
幅し、A/D変換器32でデジタル信号に変換された
後、分配器33で二つに分配され一方の信号がデジタル
フィルタ装置34に取り込まれる。この信号を基に燃焼
音の逆位相信号が算出される。算出された逆位相信号
は、適応フィルタ装置35を通り、D/A変換器36で
アナログ信号に変換され、第二の増幅器37で増幅され
た後、弁制御器12のDC/AC混合器22に印加され
比例弁10から逆位相の圧力変動が可燃ガスに出力され
る。すなわち、比例弁10はDC制御器21による直流
電圧で磁石28とコイル29の電磁力の作用により軸体
30を介しスプリング27に抗して弁体26を下方に押
し下げ、弁座25と弁体26の間隙を一定開度に保ち、
ガスの流量を一定とし燃焼量を制御する。この一定弁開
度の状態で、DC/AC混合器22で混合された逆位相
信号がコイル29に印加されることで、電磁力の作用に
より弁体26が振動し、弁座25と弁体26の間隙が変
動しガスに逆位相の圧力変動が重畳される。この逆位相
圧力変動をともなうガスがバーナ部13で空気と混合さ
れた後、燃焼室14まで伝搬し位相干渉により燃焼音が
消音される。これにより、燃焼により発生する火炎の振
動を抑制することができるため、排気口17から出るガ
ス給湯機の燃焼音を低減できるとともに、振動燃焼の発
生も未然に防止できる。
According to the above construction, the combustion chamber 14 is formed by combustion.
The pressure fluctuations that occur inside are directly detected by the pressure detector 1 as sound pressure.
It is detected at 9 and is taken into the arithmetic unit 20. In the arithmetic unit 20, the captured signal is amplified by the first amplifier 31, converted into a digital signal by the A / D converter 32, and then distributed by the distributor 33 into two signals, one of which is a digital filter. It is captured by the device 34. An anti-phase signal of the combustion sound is calculated based on this signal. The calculated anti-phase signal passes through the adaptive filter device 35, is converted into an analog signal by the D / A converter 36, is amplified by the second amplifier 37, and then is DC / AC mixer 22 of the valve controller 12. The pressure fluctuation of the opposite phase is output from the proportional valve 10 to the combustible gas. That is, the proportional valve 10 pushes the valve body 26 downward against the spring 27 via the shaft body 30 by the action of the electromagnetic force of the magnet 28 and the coil 29 by the DC voltage from the DC controller 21, so that the valve seat 25 and the valve body 25 are pushed down. Keeping the gap of 26 constant,
The amount of combustion is controlled by keeping the gas flow rate constant. When the antiphase signal mixed by the DC / AC mixer 22 is applied to the coil 29 in the state of the constant valve opening, the valve body 26 vibrates by the action of the electromagnetic force, and the valve seat 25 and the valve body 25 are vibrated. The gap of 26 fluctuates, and the pressure fluctuation of the opposite phase is superimposed on the gas. The gas accompanied by the anti-phase pressure fluctuation is mixed with air in the burner section 13, then propagates to the combustion chamber 14, and the combustion noise is silenced by phase interference. Thereby, the vibration of the flame generated by the combustion can be suppressed, so that the combustion noise of the gas water heater discharged from the exhaust port 17 can be reduced and the occurrence of the oscillating combustion can be prevented.

【0015】ここで、通常の能動消音構成では、消音量
を評価する評価マイクロフォンを設けなければ最適な消
音効果を得ることが出来ない。しかし今回新に、ガス給
湯機等の密閉空間内部で燃焼により発生する圧力変動が
周期的な変動であることが分かった。このため圧力検出
器19であるマイクロフォン一つで消音可能であること
が確認された。
Here, in the normal active muffling configuration, the optimum muffling effect cannot be obtained unless an evaluation microphone for evaluating the muffling volume is provided. However, this time, it was newly found that the pressure fluctuation generated by combustion inside the closed space such as a gas water heater is a periodic fluctuation. For this reason, it was confirmed that the microphone, which is the pressure detector 19, can be used to muffle sound.

【0016】すなわち、燃焼室14で検出された圧力変
動は、数周期後の燃焼室14で発生する圧力変動を相殺
することになる。そこで分配器33で分配された圧力変
動信号の他方の信号はデジタルフィルタ装置34を通り
適応フィルタ装置35に取り込まれる。適応フィルタ装
置35では燃焼音が最小になるように逆位相信号を算出
するフィルタ係数を変更し出力信号の位相とゲインを調
整し、変化する燃焼音を常に最小とする適応制御が実行
される。
That is, the pressure fluctuation detected in the combustion chamber 14 cancels the pressure fluctuation generated in the combustion chamber 14 after several cycles. Then, the other signal of the pressure fluctuation signal distributed by the distributor 33 passes through the digital filter device 34 and is captured by the adaptive filter device 35. In the adaptive filter device 35, the filter coefficient for calculating the anti-phase signal is changed so as to minimize the combustion noise, the phase and the gain of the output signal are adjusted, and the adaptive control for constantly minimizing the changing combustion noise is executed.

【0017】従来のガス給湯機の燃焼音の低減手法であ
る遮音や吸音では、燃焼音の主帯域である低周波数騒音
(100から300Hz)を低減するのが困難であり、
排気バリエーション毎に燃焼の負荷が変わるため、振動
燃焼抑制のためのバーナ設計が必要であった。これに対
し、本発明によれば、上記作用により燃焼音を大幅に低
減できるとともに、燃焼の負荷変動や、排気バリエーシ
ョンによって発生する振動燃焼を一つのバーナ設計で完
全に抑制できる。すなわちバーナ設計に要する時間も短
縮できるものである。
It is difficult to reduce low-frequency noise (100 to 300 Hz), which is the main band of combustion noise, by sound insulation and sound absorption, which are conventional methods for reducing combustion noise of gas water heaters.
Since the combustion load changes with each exhaust variation, it was necessary to design the burner to suppress oscillatory combustion. On the other hand, according to the present invention, the combustion noise can be significantly reduced by the above-mentioned operation, and the oscillating combustion caused by the fluctuation of the combustion load and the exhaust variation can be completely suppressed by one burner design. That is, the time required for burner design can be shortened.

【0018】また従来の能動消音構成では、消音するた
めにスピーカと、二つのマイクロフォンを設けねばなら
ないが、逆位相を発生する手段を燃料制御装置である比
例弁10で実現できるため別にスピーカを設ける必要が
なく、周期騒音である燃焼音を検出する圧力検出器19
即ちマイクロフォンをひとつ設けることで消音できるた
め設置スペースが少なくてすみ安価に適応能動消音が実
現できる。
Further, in the conventional active muffling configuration, a speaker and two microphones have to be provided for muffling, but since a means for generating an opposite phase can be realized by the proportional valve 10 which is the fuel control device, another speaker is provided. A pressure detector 19 for detecting combustion noise, which is periodic noise, which is unnecessary.
That is, since the sound can be silenced by providing one microphone, the installation space is small and the adaptive active noise reduction can be realized at a low cost.

【0019】ここで圧力変動を検出する圧力検出器19
であるマイクロフォンのかわりを振動ピックアップとす
ることで、圧力変動を振動として検出し消音することが
可能であり、音響フィードバックによるハウリングも抑
制することができる。
Here, a pressure detector 19 for detecting pressure fluctuations
By using a vibration pickup instead of the microphone, the pressure fluctuation can be detected as vibration and the sound can be suppressed, and howling due to acoustic feedback can be suppressed.

【0020】次に本発明の他の実施例について図4と図
5を基に説明する。上記第一の実施例と同一構造で、か
つ同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明
は略し、異なる部分を中心に説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The parts having the same structure as those of the first embodiment and having the same function are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted, and different parts will be mainly described.

【0021】燃焼用空気を供給する送風装置9と、燃料
であるガス量を制御する比例弁10と、この比例弁10
を制御する弁制御器12と、ガスと空気を混合するバー
ナ部13と、混合気を燃焼する燃焼室14と、排気ガス
を給湯機の本体15外部に排出する排気通路16と排気
口17と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器18と、
からなる。熱交換器18には通水管路38と、多数の吸
熱板39が設けられている。そして、燃焼により発生す
る圧力変動を取り出すために排気通路16に設けた圧力
検出器19と、圧力検出器19の信号を基に圧力変動が
逆位相の圧力変動の位相干渉により抑制される信号を計
算する演算装置20と、弁制御器12の比例弁10によ
るガス量を制御する直流電圧を印加するDC制御器21
と、この直流電圧と逆位相信号を混合するDC/AC混
合器22を備えて構成される。
A blower 9 for supplying combustion air, a proportional valve 10 for controlling the amount of gas as fuel, and the proportional valve 10
A burner unit 13 for mixing gas and air, a combustion chamber 14 for burning the air-fuel mixture, an exhaust passage 16 for discharging exhaust gas to the outside of the body 15 of the water heater, and an exhaust port 17. , A heat exchanger 18 that transfers the heat of combustion to the water,
Consists of. The heat exchanger 18 is provided with a water passage 38 and a large number of heat absorbing plates 39. Then, based on the signal of the pressure detector 19 provided in the exhaust passage 16 in order to take out the pressure variation generated by the combustion, and the signal of the pressure variation suppressed by the phase interference of the pressure variation of the opposite phase, An arithmetic unit 20 for calculating and a DC controller 21 for applying a DC voltage for controlling the gas amount by the proportional valve 10 of the valve controller 12.
And a DC / AC mixer 22 for mixing the DC voltage and the anti-phase signal.

【0022】上記構成により、燃焼室14で発生した圧
力変動は激しい流れの乱れをともなう排気ガスとともに
熱交換器18の吸熱板39の間を通り排気通路16へと
伝搬する。このとき排気ガスの流れの乱れは、吸熱板3
9の整流作用で乱流騒音が抑制され排気通路16に設け
た圧力検出器19で圧力変動のみを忠実に検出すること
ができる。これにより、燃焼により発生する圧力変動を
忠実に逆位相の圧力変動として比例弁10から出力する
ことが可能であり、消音効果が向上する。
With the above-described structure, the pressure fluctuation generated in the combustion chamber 14 propagates to the exhaust passage 16 through the space between the heat absorbing plates 39 of the heat exchanger 18 together with the exhaust gas accompanied by the turbulent flow. At this time, the turbulence of the flow of the exhaust gas is caused by the heat absorption plate 3
Turbulent noise is suppressed by the rectifying action of 9, and the pressure detector 19 provided in the exhaust passage 16 can faithfully detect only the pressure fluctuation. With this, it is possible to faithfully output the pressure fluctuation generated by the combustion as the pressure fluctuation of the opposite phase from the proportional valve 10, and the silencing effect is improved.

【0023】また図6に示すように、バーナ部13に圧
力検出器19を設けた構成としても、同様に消音効果を
発揮できるとともに、燃焼室14の上流側に圧力検出器
19を設けるため、熱による圧力検出器19の性能劣化
を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 6, even if the pressure detector 19 is provided in the burner portion 13, the sound deadening effect can be similarly exerted, and since the pressure detector 19 is provided on the upstream side of the combustion chamber 14, Performance deterioration of the pressure detector 19 due to heat can be suppressed.

【0024】次に本発明の他の実施例について図7を基
に説明する。上記第一の実施例と同一構造で、かつ同一
作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明は略
し、異なる部分を中心に説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The parts having the same structure as those of the first embodiment and having the same function are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted, and different parts will be mainly described.

【0025】圧力検出器19で取り込まれた信号を第一
の増幅器31で増幅し、A/D変換器32でデジタル信
号に変換された後、分配器33で二つに分配され一方の
信号が燃焼音の周波数帯域のみを通過させる濾波器であ
るバンドパスフィルタ 40により濾波され、デジタル
フィルタ装置34に取り込まれる。この信号を基に燃焼
音の逆位相信号が算出される。算出された逆位相信号
は、適応フィルタ装置35を通り、D/A変換器36で
アナログ信号に変換され、第二の増幅器37で増幅され
た後、弁制御器12のDC/AC混合器22に印加され
比例弁10から逆位相の圧力変動が可燃ガスに出力され
る。また分配器33で分配された圧力変動信号の他方の
信号は燃焼音の主帯域以上の周波数を通過する濾波器で
あるハイパスフィルタ41を通りデジタルフィルタ装置
34に取り込まれた後適応フィルタ装置35に取り込ま
れる。適応フィルタ装置35では燃焼音が最小になるよ
うに逆位相信号を算出するフィルタ係数を変更し出力信
号の位相とゲインを調整し、変化する燃焼音を常に最小
とする適応制御が実行される。
The signal taken in by the pressure detector 19 is amplified by the first amplifier 31, converted into a digital signal by the A / D converter 32, and then distributed by the distributor 33 into two signals. It is filtered by a bandpass filter 40, which is a filter that passes only the frequency band of the combustion sound, and is taken into the digital filter device 34. An anti-phase signal of the combustion sound is calculated based on this signal. The calculated anti-phase signal passes through the adaptive filter device 35, is converted into an analog signal by the D / A converter 36, is amplified by the second amplifier 37, and then is DC / AC mixer 22 of the valve controller 12. The pressure fluctuation of the opposite phase is output from the proportional valve 10 to the combustible gas. The other signal of the pressure fluctuation signal distributed by the distributor 33 passes through a high-pass filter 41, which is a filter that passes frequencies higher than the main band of the combustion sound, and is taken into the digital filter device 34 and then to the adaptive filter device 35. It is captured. In the adaptive filter device 35, the filter coefficient for calculating the anti-phase signal is changed so as to minimize the combustion noise, the phase and the gain of the output signal are adjusted, and the adaptive control for constantly minimizing the changing combustion noise is executed.

【0026】上記信号処理の作用により、燃焼音の主帯
域以外の特に低周波数域ではハウリングが発生しない。
すなわち、燃焼作用により低周波数の音圧が増幅すると
いう燃焼固有の問題により能動消音が適用困難であると
いう課題を解決することができる。
Due to the operation of the above signal processing, howling does not occur particularly in a low frequency region other than the main band of the combustion sound.
That is, it is possible to solve the problem that it is difficult to apply active noise suppression due to a problem peculiar to combustion that low-frequency sound pressure is amplified by the combustion action.

【0027】また上記バンドパスフィルタ40を適応フ
ィルタ装置35の後段に設けた構成としても同様の効果
を発揮する。
The same effect can be obtained even if the bandpass filter 40 is provided in the subsequent stage of the adaptive filter device 35.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置
は、燃焼により発生する圧力変動を燃焼室に設けた圧力
検出器で検出し、この信号を基に圧力変動が位相干渉に
より常に最適に抑制される逆位相信号を適応制御により
演算し、この逆位相信号により燃料制御手段から逆位相
の圧力変動を燃料に出力するものであるから、燃焼室内
の変動する燃焼音を位相干渉により低減し、燃焼により
発生する火炎の振動を抑制することができるため、排気
口から出る燃焼装置の燃焼音を低減するとともに、振動
燃焼の発生を未然に防止できる。さらに、燃焼の負荷変
動や、排気バリエーションによって発生する振動燃焼を
一つのバーナ設計で完全に抑制できるため、バーナ設計
に要する時間を大幅に短縮できるものである。さらに、
騒音を抑制するためのスピーカを新たに設ける必要がな
く圧力検出器も一つでよい為、設置スペースが少なくて
よいため従来の燃焼装置にそのまま搭載可能であり、安
価に適応能動消音構成を実現できる。
As described above, in the combustion apparatus of the present invention, the pressure fluctuation generated by combustion is detected by the pressure detector provided in the combustion chamber, and based on this signal, the pressure fluctuation is always optimized by phase interference. The suppressed anti-phase signal is calculated by adaptive control, and the fuel control means outputs the anti-phase pressure fluctuation to the fuel by this anti-phase signal, so that the fluctuating combustion noise in the combustion chamber is reduced by the phase interference. Since the vibration of the flame generated by the combustion can be suppressed, it is possible to reduce the combustion noise of the combustion device that comes out of the exhaust port and prevent the occurrence of the oscillatory combustion. Furthermore, since the fluctuation in combustion load and oscillating combustion caused by exhaust variation can be completely suppressed by one burner design, the time required for burner design can be greatly shortened. further,
Since there is no need to newly install a speaker to suppress noise and only one pressure detector is required, it can be installed in a conventional combustion device as it is because the installation space is small, and an adaptive active muffling configuration is realized at low cost. it can.

【0029】圧力検出器を排気通路に設けた構成では、
熱交換器を排気ガスが通過する際に整流作用を受け排気
ガスの流れにより発生する騒音の影響を抑えることで、
燃焼音ならびに振動燃焼音を忠実に検出することができ
消音効果を向上し振動燃焼を未然に抑制することが可能
となる。
In the structure in which the pressure detector is provided in the exhaust passage,
By suppressing the effect of noise generated by the flow of exhaust gas when it receives a rectifying action when the exhaust gas passes through the heat exchanger,
Combustion sound and vibration combustion sound can be detected faithfully, the silencing effect is improved, and vibration combustion can be suppressed in advance.

【0030】さらに、圧力検出器の信号に濾波器を設け
ることで、燃焼音の主帯域のみを検出することが可能と
なり、音響フィードバックにより発生するハウリングを
抑制することができる。
Further, by providing a filter for the signal of the pressure detector, it becomes possible to detect only the main band of the combustion noise, and howling caused by acoustic feedback can be suppressed.

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

【図1】本発明燃焼装置の一実施例を採用したガス給湯
機の正面図
FIG. 1 is a front view of a gas water heater adopting an embodiment of a combustion apparatus of the present invention.

【図2】同装置の演算装置内部の構成図FIG. 2 is a block diagram of the inside of the arithmetic unit of the same device.

【図3】同装置の燃料制御装置の拡大断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a fuel control device of the same device.

【図4】本発明燃焼装置の他実施例を採用したガス給湯
機の正面図
FIG. 4 is a front view of a gas water heater using another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図5】同装置の熱交換器の拡大断面図FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a heat exchanger of the same device.

【図6】本発明燃焼装置の他実施例を採用したガス給湯
機の正面図
FIG. 6 is a front view of a gas water heater using another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図7】本発明燃焼装置の他実施例を採用の演算装置内
部の構成図
FIG. 7 is a block diagram of the inside of an arithmetic unit adopting another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図8】本発明燃焼装置の他実施例を採用の演算装置内
部の構成図
FIG. 8 is a block diagram of the inside of an arithmetic unit adopting another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

【図9】従来のガス給湯機の側部断面図FIG. 9 is a side sectional view of a conventional gas water heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 送風装置 10 燃料制御装置 13 バーナ部 14 燃焼室 16 排気通路 17 排気口 18 熱交換器 19 圧力検出器 20 演算装置 9 Blower device 10 Fuel control device 13 Burner part 14 Combustion chamber 16 Exhaust passage 17 Exhaust port 18 Heat exchanger 19 Pressure detector 20 Arithmetic device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】空気を供給する送風装置と、燃料を供給す
る燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバーナ部と、
前記バーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼室
と、前記燃焼室からの排気ガスを排出する排気通路と排
気口と、前記燃焼室の圧力変動を検出する圧力検出器
と、前記圧力検出器の信号を基に前記燃焼室の圧力変動
が位相干渉により抑制される信号を適応制御により計算
する演算装置と、前記演算装置の逆位相信号を前記燃料
制御装置によって圧力変動として発生する燃焼装置。
1. A blower device for supplying air, a fuel control device for supplying fuel, and a burner section for mixing air and fuel.
A combustion chamber that burns the mixed gas mixed in the burner section, an exhaust passage and an exhaust port that discharge exhaust gas from the combustion chamber, a pressure detector that detects a pressure fluctuation in the combustion chamber, and the pressure detection. Of a signal in which the pressure fluctuation of the combustion chamber is suppressed by phase interference based on the signal of a fuel cell, and a combustion device in which an anti-phase signal of the calculation device is generated as a pressure fluctuation by the fuel control device .
【請求項2】空気を供給する送風装置と、燃料を供給す
る燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバーナ部と、
前記バーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼室
と、前記燃焼室で発生した排気ガスの熱を伝熱する熱交
換器と、前記熱交換器を通過し、排気ガスを排出する排
気通路と排気口と、前記排気通路の圧力変動を検出する
圧力検出器と、前記圧力検出器の信号を基に前記燃焼室
の圧力変動が位相干渉により抑制される信号を適応制御
により計算する演算装置と、前記演算装置の逆位相信号
を前記燃料制御装置によって圧力変動として発生する燃
焼装置。
2. A blower unit for supplying air, a fuel control unit for supplying fuel, and a burner section for mixing air and fuel.
A combustion chamber that burns the mixed gas mixed in the burner section, a heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas generated in the combustion chamber, and an exhaust passage that passes through the heat exchanger and discharges the exhaust gas. And an exhaust port, a pressure detector for detecting pressure fluctuations in the exhaust passage, and an arithmetic unit for calculating a signal in which pressure fluctuations in the combustion chamber are suppressed by phase interference based on signals from the pressure detector by adaptive control. And a combustion device that generates an anti-phase signal of the arithmetic unit as pressure fluctuations by the fuel control device.
【請求項3】空気を供給する送風装置と、燃料を供給す
る燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバーナ部と、
前記バーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼室
と、前記燃焼室からの排気ガスを排出する排気通路と排
気口と、前記燃焼室の圧力変動を検出する圧力検出器
と、前記圧力検出器の信号を濾波する濾波器と、前記濾
波器を通過した信号を基に前記燃焼室の圧力変動が位相
干渉により抑制される信号を適応制御により計算する演
算装置と、前記演算装置の逆位相信号を前記燃料制御装
置によって圧力変動として発生する燃焼装置。
3. A blower device for supplying air, a fuel control device for supplying fuel, a burner section for mixing air and fuel,
A combustion chamber that burns the mixed gas mixed in the burner section, an exhaust passage and an exhaust port that discharge exhaust gas from the combustion chamber, a pressure detector that detects a pressure fluctuation in the combustion chamber, and the pressure detection. Filter for filtering the signal of the compressor, an arithmetic unit for calculating a signal in which the pressure fluctuation of the combustion chamber is suppressed by phase interference by adaptive control based on the signal that has passed through the filter, and a reverse phase of the arithmetic unit A combustion device that produces a signal as a pressure fluctuation by the fuel control device.
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