JPH08200660A - Combustion device - Google Patents

Combustion device

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JPH08200660A
JPH08200660A JP2867295A JP2867295A JPH08200660A JP H08200660 A JPH08200660 A JP H08200660A JP 2867295 A JP2867295 A JP 2867295A JP 2867295 A JP2867295 A JP 2867295A JP H08200660 A JPH08200660 A JP H08200660A
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Masato Kondo
正登 近藤
Tatsuo Fujimoto
龍雄 藤本
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Gastar Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To increase an accuracy of an air volume control in a combustion equipment using a mass flow rate sensor. CONSTITUTION: An amount of air supplied from a combustion fan 5 for a combustion equipment to a burner is detected by a mass flow rate sensor. A target valve calculation part 27 calculates a target value Vp of an output of the mass flow rate sensor in reference to a supplied air temperature, a rotating amount of the combustion fan 5 and a predetermined calculation data. An operating amount correcting part 31 compares a detected output value VP' of an actual air volume of the mass flow rate sensor with the target value VP, and obtains a corrected amount of operating volume in such a manner that VP' may be coincided with VP. An air volume control part 26 corrects the operating volume so as to increase or decrease it with a corrected amount and then controls a rotation of the combustion fan 5 under the corrected operating amount.

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、給湯器や風呂釜等のバ
ーナ燃焼式の燃焼機器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner combustion type combustion device such as a water heater and a bath kettle.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6には燃焼機器として一般的な給湯器
の模式構成が示されている。同図において、器具ケース
1内には器具本体2が収容されている。器具本体2の燃
焼室3の下方側にはバーナ4が設置されており、このバ
ーナ4の下方側には給排気用の燃焼ファン5が設置され
ている。バーナ4のガス導入口にはノズル6が対向配置
されており、このノズル6に、ガス供給通路7を介して
燃料ガスが供給されている。このガス供給通路7には通
路の開閉を行う電磁弁8と、バーナ4へのガス供給量を
開弁量によって制御する比例弁10が組み込まれている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a schematic structure of a general water heater as a combustion device. In the figure, the instrument body 2 is housed in the instrument case 1. A burner 4 is installed below the combustion chamber 3 of the instrument body 2, and a combustion fan 5 for supply and exhaust is installed below the burner 4. A nozzle 6 is arranged opposite to the gas inlet of the burner 4, and fuel gas is supplied to the nozzle 6 via a gas supply passage 7. An electromagnetic valve 8 for opening and closing the passage and a proportional valve 10 for controlling the gas supply amount to the burner 4 by the opening amount are incorporated in the gas supply passage 7.

【0003】バーナ4の下方側の空気室9とバーナの上
方側の燃焼室3との間には配管等を施して通路24が形成
されており、この通路24には、燃焼ファン5からバーナ
4に供給される風量を検出する風量検出センサ23が設け
られている。
A passage 24 is formed by piping between the air chamber 9 below the burner 4 and the combustion chamber 3 above the burner. In this passage 24, a passage from the combustion fan 5 to the burner is formed. An air volume detection sensor 23 for detecting the air volume supplied to the air conditioner 4 is provided.

【0004】燃焼室3の上方側には給湯熱交換器11が設
置されており、この給湯熱交換器11の入側には給水管12
が接続され、また、給湯熱交換器11の出側には給湯管13
が接続されている。給水管12には給水温度を検出する入
水温度センサ14と、入水流量を検出する流量センサ15が
設けられており、給湯管13側には給湯温度を検出する出
湯温度センサ16が設けられている。
A hot water supply heat exchanger 11 is installed above the combustion chamber 3, and a water supply pipe 12 is provided at the inlet side of the hot water supply heat exchanger 11.
Is connected, and the hot water supply pipe 13 is provided on the outlet side of the hot water heat exchanger 11.
Is connected. The water supply pipe 12 is provided with a water inlet temperature sensor 14 for detecting the water supply temperature and a flow rate sensor 15 for detecting the water inlet flow rate, and a hot water outlet temperature sensor 16 for detecting the hot water supply temperature is provided on the hot water supply pipe 13 side. .

【0005】この種の器具の燃焼運転は制御装置17によ
って行われており、この制御装置17には、通常、給湯温
度の設定や、この設定された温度の表示等を行うリモコ
ン(図示せず)が接続されている。
The combustion operation of this kind of equipment is carried out by a control device 17, which normally has a remote controller (not shown) for setting the hot water supply temperature and displaying the set temperature. ) Is connected.

【0006】なお、図中、18は燃料ガスの点火を行うイ
グナイタ電極、20はバーナ4の火炎を検出するフレーム
ロッド電極、21は燃焼ファン5の回転検出を行うホール
IC等のファン回転検出センサ、22は器具ケース1の壁
面に設けられる吸気口として機能するルーバ、19はバー
ナ4に向かう風圧を均圧化するパンチングメタル(必要
に応じ設けられる)である。
In the figure, 18 is an igniter electrode for igniting fuel gas, 20 is a frame rod electrode for detecting the flame of the burner 4, and 21 is a fan rotation detection sensor such as a Hall IC for detecting the rotation of the combustion fan 5. Reference numeral 22 is a louver that functions as an intake port provided on the wall surface of the instrument case 1, and 19 is punching metal (provided as necessary) that equalizes the wind pressure toward the burner 4.

【0007】この種の器具では、給湯管13の先端側に設
けられる出湯栓(図示せず)が開けられると、給水管12
から水が入り込み、この水の流れが流量センサ15により
検出されたときに、制御装置17は、燃焼ファン5を回転
し、電磁弁8と比例弁10を開け、イグナイタ電極18を駆
動して点火を行う。そして、フレームロッド電極20が炎
を検知したことを確認して、比例弁10の開弁駆動電流を
制御し、出湯温度が設定温度になるようにガス供給量
(比例弁10の開弁量)を制御し、かつ、このガス供給量
に見合う空気を供給すべく、燃焼ファン5の回転制御を
行う。
In this type of equipment, when a tap (not shown) provided at the tip of the hot water supply pipe 13 is opened, the water supply pipe 12
When the water flows in from the inside and the flow of the water is detected by the flow rate sensor 15, the controller 17 rotates the combustion fan 5, opens the solenoid valve 8 and the proportional valve 10, drives the igniter electrode 18, and ignites. I do. Then, after confirming that the flame rod electrode 20 has detected the flame, the valve opening drive current of the proportional valve 10 is controlled, and the gas supply amount (the opening amount of the proportional valve 10) is controlled so that the tapping temperature becomes the set temperature. Is controlled, and the rotation of the combustion fan 5 is controlled so as to supply the air corresponding to the gas supply amount.

【0008】図7は制御装置17の燃焼制御部25と風量制
御部26との関係を示すもので、燃焼制御部25は、流量セ
ンサ15から加えられる給水流量と、入水温度センサ14で
検出される給水温度と、出湯温度センサ16で検出される
給湯温度と、リモコン等から加えられる設定温度の情報
により、出湯温度が設定温度に一致するように、フィー
ドフォワードとフィードバックの制御により、要求燃焼
熱量(要求ガス供給量)を求め、この要求燃焼熱量が得
られるように比例弁10の開弁駆動電流を制御する。一
方、風量制御部26は、前記燃焼制御部25で求められた要
求燃焼熱量に見合う目標風量を求め、風量検出センサ23
で検出される検出風量が目標風量になるようにファン回
転検出センサ21のファン回転検出信号を利用して燃焼フ
ァン5を回転制御し、この風量制御部26の風量制御と燃
焼制御部25の燃焼制御をマッチングさせて器具の燃焼運
転を行う。
FIG. 7 shows the relationship between the combustion control section 25 and the air flow rate control section 26 of the control device 17. The combustion control section 25 is detected by the feed water flow rate added from the flow rate sensor 15 and the incoming water temperature sensor 14. Based on the information on the hot water supply temperature, the hot water supply temperature detected by the hot water temperature sensor 16, and the set temperature added from the remote control, etc., the required combustion heat quantity is controlled by feedforward and feedback control so that the hot water temperature matches the set temperature. The (required gas supply amount) is obtained, and the valve opening drive current of the proportional valve 10 is controlled so as to obtain this required combustion heat quantity. On the other hand, the air volume control unit 26 obtains a target air volume corresponding to the required combustion heat quantity obtained by the combustion control unit 25, and the air volume detection sensor 23
The combustion fan 5 is rotationally controlled by using the fan rotation detection signal of the fan rotation detection sensor 21 so that the detected air volume detected in step S1 becomes the target air volume, and the air volume control of the air volume controller 26 and the combustion of the combustion controller 25 are performed. Combustion operation of equipment is performed by matching controls.

【0009】湯の使用が終わって出湯栓が閉められる
と、給湯熱交換器11への通水が停止し、流量センサ15か
らの信号を受けて水の流れの停止が検出されたときに、
電磁弁8が閉じられ、その後、燃焼室3内の排気ガスの
排出がほぼ終了するポストパージ期間が経過したとき
に、燃焼ファン5の回転が停止され、次の出湯に備えら
れる。
When the tap is closed after the use of hot water, the flow of water to the hot water supply heat exchanger 11 is stopped, and when the stop of the flow of water is detected by the signal from the flow rate sensor 15,
The electromagnetic valve 8 is closed, and after that, when the post-purge period during which the exhaust gas in the combustion chamber 3 is almost completely discharged has passed, the rotation of the combustion fan 5 is stopped and the next hot water is prepared.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、燃焼制
御部25により、比例弁10の開弁量(開弁駆動電流)が可
変制御されるが、比例弁10の開弁量を制御するというこ
とは、燃料ガスを噴出するノズル6のガス噴出圧力、よ
り詳しくは、比例弁10からノズル6に至る燃料ガスの圧
力と燃焼室3内の圧力との差圧を制御することと等価で
あり、燃焼熱量制御はガス圧制御体系によって行われて
おり、このガス圧制御体系に合わせて、風量検出センサ
23を差圧センサ(通路24の両端間の差圧を検出して風量
を計測するセンサ)とすることにより、周囲環境変化等
の影響が受けにくくなり、燃焼制御と風量制御が効果的
にマッチングし、良好な燃焼制御を行うことができる。
As described above, the combustion control unit 25 variably controls the valve opening amount (valve opening drive current) of the proportional valve 10, but controls the valve opening amount of the proportional valve 10. This is equivalent to controlling the gas ejection pressure of the nozzle 6 that ejects the fuel gas, more specifically, controlling the differential pressure between the pressure of the fuel gas from the proportional valve 10 to the nozzle 6 and the pressure in the combustion chamber 3. Yes, the combustion heat quantity control is performed by the gas pressure control system.
By using 23 as a differential pressure sensor (a sensor that detects the differential pressure between both ends of the passage 24 and measures the air volume), it is less susceptible to changes in the surrounding environment, and combustion control and air volume control are effectively matched. However, good combustion control can be performed.

【0011】しかしながら、差圧センサは、価格が高価
であり、装置コストが高くつくという問題がある。この
ようなコストの高価を抑えるために、最近においては、
風量検出センサ23として、質量流量センサ(具体例とし
ては熱線ヒータ式の風速センサ)が使用されている。質
量流量センサは差圧センサに比べ価格が遥かに安く、質
量流量センサを用いることにより、全体の装置コストを
安価にすることができる。
However, the differential pressure sensor has a problem that the price is high and the device cost is high. In order to suppress such high costs, recently,
As the air volume detection sensor 23, a mass flow sensor (a specific example is a hot wire heater type air velocity sensor) is used. The mass flow rate sensor is much cheaper than the differential pressure sensor, and by using the mass flow rate sensor, the overall device cost can be reduced.

【0012】図5は周囲温度(送風空気の温度)の変化
によって質量流量センサのセンサ出力がどのように変動
するかを発明者が実験により求めたグラフデータであ
る。この実験では、温度を−20℃と、25℃と、70℃とし
たときのセンサ出力を風量との関係で求めており、温度
が低くなる程センサ出力は高くなっている。したがっ
て、ある温度で風量が最適に設定されているときに、温
度が上昇すると、センサ出力が下がるため、風量制御部
26はセンサ出力が設定値となるように風量をアップする
方向に燃焼ファン5を回転制御するため、風量が過剰に
なってしまうという問題があり、逆に、温度が下がる
と、同じ風量になっていてもセンサ出力が高くなるた
め、風量制御部26はセンサ出力が高くなった分だけ減ら
すように燃焼ファン5の回転を減少する方向に制御する
結果、風量が不足気味になってしまうという問題が生
じ、燃焼熱量に見合う風量が得られなくなるために、燃
焼性能が悪くなるという問題が生じる。
FIG. 5 is graph data obtained by the inventor's experiment by how the sensor output of the mass flow rate sensor fluctuates according to the change of the ambient temperature (the temperature of the blown air). In this experiment, the sensor output when the temperature was -20 ° C, 25 ° C, and 70 ° C was obtained in relation to the air volume, and the lower the temperature, the higher the sensor output. Therefore, when the air volume is optimally set at a certain temperature, if the temperature rises, the sensor output decreases, so the air volume control unit
No. 26 controls the combustion fan 5 in the direction of increasing the air volume so that the sensor output becomes the set value, so there is a problem that the air volume becomes excessive. Conversely, when the temperature drops, the air volume becomes the same. However, since the sensor output becomes high, the air volume control unit 26 controls the rotation of the combustion fan 5 so as to reduce the amount by which the sensor output becomes high. As a result, the air volume becomes insufficient. Occurs, and the amount of air commensurate with the amount of heat of combustion cannot be obtained, resulting in a problem that combustion performance deteriorates.

【0013】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、安価な質量流量センサを用
いるにもかかわらず、温度変化の影響を受けることなく
正確な風量制御を行うことができる燃焼機器を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to perform accurate air volume control without being affected by temperature changes, even though an inexpensive mass flow sensor is used. It is to provide a combustion device capable of

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、燃焼を行うバーナと、このバーナに空気を供給
する燃焼ファンと、バーナへの風量を検出する風量検出
センサと、前記風量検出センサの風量検出信号に基づき
燃焼ファンの回転を操作量によって制御する風量制御部
とを備えた燃焼機器において、燃焼ファンによる給気温
度を直接的又は間接的に検出する給気温度センサが設け
られ、前記風量検出センサは質量流量センサによって構
成され、前記燃焼ファン回転の操作量と給気温度センサ
の検出温度と予め与えられる演算データを用いて質量流
量センサの出力目標値を求める目標値演算部と、質量流
量センサのセンサ出力値と前記目標値演算部で求められ
た出力目標値とを比較しセンサ出力値が出力目標値に一
致するようにファン回転の操作量を可変調整する操作量
補正部とが設けられていることを特徴として構成されて
いる。
In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, the present invention, a burner that performs combustion, a combustion fan that supplies air to this burner, an air volume detection sensor that detects the air volume to the burner, and the rotation of the combustion fan based on the air volume detection signal of the air volume detection sensor. In a combustion device including an air volume control unit that controls by an operation amount, a supply air temperature sensor that directly or indirectly detects a supply air temperature by a combustion fan is provided, and the air flow detection sensor includes a mass flow sensor. A target value calculation unit that obtains an output target value of the mass flow rate sensor using the operation amount of the combustion fan rotation, the temperature detected by the supply air temperature sensor, and previously calculated data, and a sensor output value of the mass flow rate sensor and the target Operation amount correction that variably adjusts the fan operation amount so that the sensor output value matches the output target value by comparing it with the output target value calculated by the value calculator Bets are configured as being provided.

【0015】さらに、バーナの火炎によって加熱される
熱交換器と、この熱交換器への給水を行う給水管と、こ
の給水管に設けられて給水温度を検出する入水温度セン
サとを備え、前記入水温度センサは給気温度センサを兼
用し、予め与えられる水温と気温の相関データに基づい
て入水温度センサの給水検出温度を給気温度に変換出力
する温度変換部が設けられていることも本発明の特徴的
な構成である。
Further, a heat exchanger heated by the flame of the burner, a water supply pipe for supplying water to the heat exchanger, and an inlet water temperature sensor provided on the water supply pipe for detecting a water supply temperature are provided. The entry water temperature sensor also serves as the supply air temperature sensor, and may be provided with a temperature conversion unit that converts the supplied water detection temperature of the input water temperature sensor into the supply air temperature based on the correlation data of the water temperature and the air temperature given in advance. It is a characteristic configuration of the present invention.

【0016】[0016]

【作用】上記構成の本発明において、燃焼ファンによっ
てバーナに供給される空気風量は質量流量センサによっ
て検出される。この検出風量は周囲の温度変化によって
変化するが、本発明では、検出温度と燃焼ファン回転の
操作量と予め与えられている演算データによって温度変
化の影響を受けないセンサ出力の目標値が求められ、こ
の出力目標値に一致するように操作量が補正されて風量
が制御されるので、温度変化を受けて風量が過剰になっ
たり不足状態になったりすることがなく、温度変化に影
響を受けない好適な風量制御が達成される。
In the present invention having the above structure, the mass air flow sensor detects the air flow rate supplied to the burner by the combustion fan. Although this detected air volume changes depending on the ambient temperature change, in the present invention, the target value of the sensor output that is not affected by the temperature change is obtained by the detected temperature, the operation amount of the combustion fan rotation, and the previously calculated data. , The operation amount is corrected to match the output target value and the air volume is controlled, so that the air volume does not become excessive or insufficient due to temperature change and is not affected by temperature change. No suitable air flow control is achieved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。本実施例の燃焼機器は前記図6に示すものと同様な
給湯器を対象としており、本実施例において特徴的なこ
とは、図1に示すように、制御装置17の燃焼量と風量の
制御部に目標値演算部27と操作量補正部31を設け、図6
に示す燃焼機器の器具ケース1内に周囲の空気温度(送
風空気温度)を検出するサーミスタ等の給気温度センサ
28を設けたことであり、それ以外の構成は従来例と同様
である。なお、燃焼ファン5からバーナ4に供給される
風量を検出する風量検出センサ23は質量流量センサ(熱
線ヒータ式風速センサ)によって構成してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same names as those in the conventional example are designated by the same reference numerals, and the duplicate description thereof will be omitted. The combustion equipment of the present embodiment is intended for a water heater similar to that shown in FIG. 6, and the characteristic of the present embodiment is that, as shown in FIG. 1, the controller 17 controls the combustion amount and the air flow amount. 6 is provided with a target value calculation unit 27 and a manipulated variable correction unit 31.
Supply temperature sensor such as a thermistor that detects the ambient air temperature (blast air temperature) in the instrument case 1 of the combustion equipment shown in
28 is provided, and the other configuration is the same as the conventional example. The air volume detection sensor 23 for detecting the air volume supplied from the combustion fan 5 to the burner 4 is composed of a mass flow rate sensor (heat wire heater type air velocity sensor).

【0018】目標値演算部27にはメモリが内蔵されてお
り、このメモリには給気温度センサの検出温度と燃焼フ
ァン5の操作量(制御量)に基づいて質量流量センサの
出力目標値を求めるための演算データが与えられてい
る。本実施例では、この演算データは、質量流量センサ
の、温度をパラメータとする風量とセンサ出力の前記図
5に示す実験グラフデータに基づいて作成している。
The target value calculation unit 27 has a built-in memory, which stores the output target value of the mass flow rate sensor based on the detected temperature of the intake air temperature sensor and the operation amount (control amount) of the combustion fan 5. The calculation data for obtaining is given. In the present embodiment, this calculation data is created based on the experimental flow graph data of the mass flow rate sensor with the temperature as a parameter and the air flow and the sensor output shown in FIG.

【0019】この実験グラフデータで、横軸の操作量範
囲の0%は燃焼機器の最小燃焼熱量(最小燃焼能力)時
の風量の値、換言すれば、最小燃焼熱量に対応する燃焼
ファン5の回転数を意味し、操作量範囲の100 %は、燃
焼機器の最大燃焼熱量(最大燃焼能力)に対応する風量
(ファン回転数)を意味している。すなわち、燃焼制御
部25が最大燃焼熱量と最大燃焼熱量の範囲で燃焼量を制
御するに伴い、風量制御部26は操作量0%〜100 %の範
囲内でファン回転数の操作量(制御量)を制御する。
In this experimental graph data, 0% of the operation amount range on the horizontal axis is the value of the air volume when the combustion equipment has the minimum combustion heat quantity (minimum combustion capacity), in other words, the combustion fan 5 corresponding to the minimum combustion heat quantity. It means the rotation speed, and 100% of the manipulated variable range means the air volume (fan rotation speed) corresponding to the maximum combustion heat quantity (maximum combustion capacity) of the combustion equipment. That is, as the combustion control unit 25 controls the combustion amount within the range of the maximum combustion heat amount and the maximum combustion heat amount, the air flow control unit 26 controls the fan rotation speed operation amount (control amount) within the operation amount range of 0% to 100%. ) Control.

【0020】図5の実験グラフでは、25℃のデータを中
心にし、その上下に45℃の温度差がある−20℃と70℃の
データが得られており、操作量量100 %では、25℃のデ
ータを基準にして、−20℃のデータと70℃のデータは共
にΔV1 (具体的には0.1 V)の同じ変動幅を有してお
り、操作量0%の位置では、25℃のデータを基準にして
−20℃と70℃のデータは共にΔV2 (具体的には0.2
V)の同じ変動幅を有しており、これらの変動幅は操作
量100 %から操作量0%に向かうに連れ、25℃のデータ
を基準にして−20℃と70℃のデータは同じ変動幅だけ直
線的に増加している。
In the experimental graph of FIG. 5, data of -20 ° C. and 70 ° C. with a temperature difference of 45 ° C. above and below the data of 25 ° C. are obtained. Based on the ℃ data, both -20 ℃ data and 70 ℃ data have the same fluctuation range of ΔV 1 (specifically, 0.1 V). Based on the data of, both -20 ℃ and 70 ℃ data are both ΔV 2 (specifically 0.2
V) has the same fluctuation range, and these fluctuation ranges change from 100% manipulated variable to 0% manipulated variable, with the same fluctuations at -20 ° C and 70 ° C based on the 25 ° C data. The width increases linearly.

【0021】この実験データにより、センサ出力の25℃
のデータを基準にしてその変動幅の絶対値を縦軸(Y
軸)にとり、横軸(X軸)を操作量で表すと、図3に示
すような操作量に対するセンサ出力の変動量のグラフが
得られ、このグラフから、操作量Xに対するセンサ出力
変動幅Yの関係を求めると、次の(1)式が得られる。
From this experimental data, the sensor output of 25 ° C.
The absolute value of the fluctuation range is based on the data
When the horizontal axis (X axis) is represented by the operation amount, the graph of the variation amount of the sensor output with respect to the operation amount as shown in FIG. 3 is obtained. From this graph, the sensor output variation width Y with respect to the operation amount X is obtained. The following equation (1) can be obtained by obtaining the relationship.

【0022】 Y=f(X)=−(ΔV1 /100 )X+ΔV2 ・・・・・(1)[0022] Y = f (X) = - (ΔV 1/100) X + ΔV 2 ····· (1)

【0023】具体的には、上記(1)式で、ΔV1 は0.
1 であり、ΔV2 は0.2 の値である。このセンサ出力の
変動幅は、25℃の基準温度に対する45℃の温度差のデー
タであることから、25℃のデータを基準にして、単位温
度(1℃)変化したときのセンサ出力の変動幅は(1)
式を温度差の45で割ることにより得られる。したがっ
て、単位温度当たりのセンサ出力の変動幅に、基準の温
度25℃に対する温度差を乗じ、この値を25℃の基準温度
に対応するセンサ出力の目標値に加算すれば、任意の検
出温度におけるセンサ出力の目標値が得られる。これを
式に表すと、(2)式となる。
Specifically, in the above formula (1), ΔV 1 is 0.
1 and ΔV 2 has a value of 0.2. The fluctuation range of this sensor output is the data of the temperature difference of 45 ° C with respect to the reference temperature of 25 ° C. Therefore, the fluctuation range of the sensor output when the unit temperature (1 ° C) changes based on the 25 ° C data. Is (1)
It is obtained by dividing the equation by the temperature difference of 45. Therefore, by multiplying the fluctuation range of the sensor output per unit temperature by the temperature difference with respect to the reference temperature of 25 ° C, and adding this value to the target value of the sensor output corresponding to the reference temperature of 25 ° C, at any detected temperature The target value of the sensor output is obtained. If this is expressed in an equation, it becomes equation (2).

【0024】 VP =V25+{f(X)/45}×(25−T)・・・・・(2)V P = V 25 + {f (X) / 45} × (25−T) (2)

【0025】ただし、VP は−20℃〜70℃の温度範囲で
検出される任意の検出温度でのセンサ出力目標値、V25
は25℃のときのセンサ出力の目標値、Xはファン回転制
御の操作量(%)、Tは検出温度(気温)℃である。こ
れをより具体的に示すと、(3)式となる。
However, V P is the sensor output target value at any detected temperature detected in the temperature range of −20 ° C. to 70 ° C., V 25
Is the target value of the sensor output at 25 ° C., X is the operation amount (%) of fan rotation control, and T is the detected temperature (air temperature) ° C. If this is shown more concretely, equation (3) is obtained.

【0026】 VP =V25+{((−0.1 /100 )X+0.2 )/45}(25−T)・・・・・( 3)V P = V 25 + {((-0.1 / 100) X + 0.2) / 45} (25-T) (3)

【0027】本実施例ではこの(3)式が演算データと
して目標値演算部27のメモリに格納されており、目標値
演算部27は、給気温度センサで検出される検出温度Tと
風量制御部26のファン回転操作量Xを用いて、メモリに
記憶されている前記(3)式に基づき、質量流量センサ
が本来出力すべきセンサ出力の目標値VP を演算により
求め、この演算値VP を操作量補正部31に加える。
In the present embodiment, this equation (3) is stored as calculation data in the memory of the target value calculation unit 27, and the target value calculation unit 27 controls the detected temperature T detected by the supply air temperature sensor and the air volume control. Using the fan rotation operation amount X of the unit 26, the target value V P of the sensor output that should be originally output by the mass flow rate sensor is calculated based on the equation (3) stored in the memory, and this calculated value V P is added to the manipulated variable correction unit 31.

【0028】操作量補正部31は質量流量センサのセンサ
出力値(実測風量値)VP ′と前記目標値演算部27で求
められたセンサ出力目標値VP とを比較し、両者が一致
していないときにはセンサ出力値が目標センサ出力値に
一致する方向に操作量の補正量を求める。つまり、
P ′>VP のときは操作量を小さくする方向に、
P ′<VP のときは操作量を大きくする方向に補正量
の正負の符号を定めるが、補正量の値(絶対値)は
P ′とVP の大小にかかわらず一定の値で設定し、補
正を行う毎に段階的に操作量を可変するようにしてもよ
く、あるいは、VP ′とVPの差に応じた補正量を比例
演算により求めるようにしてもよい。この求められた補
正量は風量制御部26に加えられる。
The manipulated variable correcting unit 31 compares the sensor output value (measured air volume value) V P ′ of the mass flow rate sensor with the sensor output target value V P obtained by the target value calculating unit 27, and the two match. If not, the correction amount of the operation amount is obtained in the direction in which the sensor output value matches the target sensor output value. That is,
When V P ′> V P , the operation amount is reduced.
When V P ′ <V P , the positive and negative signs of the correction amount are set in the direction of increasing the operation amount, but the correction amount value (absolute value) is a constant value regardless of the magnitude of V P ′ and V P. The operation amount may be changed stepwise every time it is set and corrected, or the correction amount corresponding to the difference between V P ′ and V P may be obtained by proportional calculation. The calculated correction amount is added to the air volume control unit 26.

【0029】風量制御部26は操作量補正部31から加えら
れる補正量によって燃焼ファン制御の操作量を増減補正
し、燃焼熱量に見合う最適風量を供給すべく燃焼ファン
5の回転制御を行う。
The air volume control unit 26 increases / decreases and corrects the operation amount of the combustion fan control according to the correction amount added from the operation amount correction unit 31, and controls the rotation of the combustion fan 5 so as to supply the optimum air amount corresponding to the combustion heat amount.

【0030】本実施例によれば、環境温度の変化によっ
て、質量流量センサの風量検出値が変動したとしても、
このセンサ出力変動によるファン回転制御の操作量のず
れは、操作量補正部31によって補正され、温度変化の有
無にかかわらず最適風量がバーナ4に供給されることと
なって、風量制御の精度が飛躍的にアップし、高価な差
圧センサを用いた場合と遜色のない良好な燃焼性能を得
ることができる。
According to the present embodiment, even if the air flow detection value of the mass flow sensor changes due to the change in environmental temperature,
The deviation of the operation amount of the fan rotation control due to the sensor output fluctuation is corrected by the operation amount correction unit 31, and the optimum air amount is supplied to the burner 4 regardless of the temperature change, and the accuracy of the air amount control is improved. It is dramatically improved, and good combustion performance can be obtained, which is comparable to the case where an expensive differential pressure sensor is used.

【0031】図2には本発明の他の実施例の主要構成の
ブロック図が示されている。この実施例は、入水温度セ
ンサ14に給気温度センサとしての役割を兼用させたもの
で、そのために、入水温度センサ14で検出される入水温
度を気温に変換する温度変換部30を設けている。温度変
換部30はメモリを内蔵しており、このメモリに図4に示
すような水温と気温の相関データが記憶されている。図
4のデータは、浄水場等の大きな容積のタンク内の水温
が気温によってどのように変化するかのデータを長期
(このデータの場合は1年間)に渡って求めたデータで
あり、そのグラフから明らかなように、水温と気温は直
線関係にあり、水温を気温に変換する直線の演算式を予
め求めて与えておくことにより、この演算式を用いて、
水温から気温を求めることができる。
FIG. 2 is a block diagram showing the main structure of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the incoming water temperature sensor 14 also serves as a supply air temperature sensor, and for that purpose, a temperature conversion unit 30 for converting the incoming water temperature detected by the incoming water temperature sensor 14 into an air temperature is provided. . The temperature conversion unit 30 has a built-in memory, and the correlation data of water temperature and air temperature as shown in FIG. 4 is stored in this memory. The data in Fig. 4 is the data obtained over a long period (1 year in the case of this data) of how the water temperature in a large-volume tank such as a water purification plant changes with temperature, and its graph As is clear from the above, the water temperature and the air temperature have a linear relationship, and by previously obtaining and giving an arithmetic expression of a straight line for converting the water temperature into the air temperature, by using this arithmetic expression,
The temperature can be calculated from the water temperature.

【0032】本実施例では、図4のデータに基づき、気
温Tと水温TW の関係を(4)式で与えている。
In this embodiment, the relationship between the temperature T and the water temperature T W is given by the equation (4) based on the data shown in FIG.

【0033】T=ATW +B・・・・・(4)T = AT W + B (4)

【0034】この実施例では(4)の演算式を温度変換
部30のメモリに格納している。なお、(4)式で、Aと
Bは定数であり、図4のグラフデータから、A=1.4 、
B=−5.4 としている。
In this embodiment, the arithmetic expression (4) is stored in the memory of the temperature conversion unit 30. In the equation (4), A and B are constants, and from the graph data of FIG. 4, A = 1.4,
B = -5.4.

【0035】温度変換部30は入水温度センサ14から検出
される給水温度を受け、この給水温度TW を用いてメモ
リに格納されている(4)式の演算式を用いて気温Tを
求め、この求めた値を目標値演算部27に加えている。目
標値演算部27はこの給水温度から得られた給気温度に基
づき、前記図1に示した実施例と同様に質量流量センサ
の温度による出力変動に伴う風量変動(操作量変動)を
補正することにより、前記図1に示す実施例と同様に精
度の高い風量制御が可能となり、良好な燃焼運転の制御
が達成される。
The temperature conversion unit 30 receives the feed water temperature detected from the incoming water temperature sensor 14, and uses this feed water temperature T W to obtain the temperature T using the arithmetic expression (4) stored in the memory. The calculated value is added to the target value calculation unit 27. The target value calculation unit 27 corrects the air volume fluctuation (manipulation amount fluctuation) associated with the output fluctuation due to the temperature of the mass flow rate sensor, based on the air supply temperature obtained from the water supply temperature, as in the embodiment shown in FIG. As a result, it becomes possible to control the air flow rate with high accuracy as in the embodiment shown in FIG. 1 and achieve good control of the combustion operation.

【0036】また、この実施例では、給湯器に必須のセ
ンサとして用いられる入水温度センサ14を給水温度セン
サ28として兼用使用しているので、給気温度センサ28を
別途設ける必要がないので、その分、装置構成の簡易化
とコスト低減を図ることが可能となる。図4の試験デー
タによれば、水温を気温に変換したときの誤差は±2℃
という小さい範囲で収まっており、入水温度センサ14に
よって給気温度センサ28の機能を十分に代用することが
できることが実証されている。
Further, in this embodiment, since the incoming water temperature sensor 14 used as an indispensable sensor for the water heater is also used as the incoming water temperature sensor 28, it is not necessary to separately provide the intake air temperature sensor 28. Therefore, it is possible to simplify the device configuration and reduce the cost. According to the test data in FIG. 4, the error when converting the water temperature into the air temperature is ± 2 ° C.
It has been proved that the function of the supply air temperature sensor 28 can be fully substituted by the incoming water temperature sensor 14.

【0037】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ことはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記各実施例では質量流量センサを熱線ヒータ式の風速セ
ンサで構成したが、それ以外の公知の各種の質量流量セ
ンサを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in each of the above-described embodiments, the mass flow rate sensor is constituted by a hot wire heater type wind speed sensor, but various other known mass flow rate sensors may be used.

【0038】また、上記各実施例では、目標値演算部27
に与える演算データを演算式の形で与えたが、これを表
データの形態で与えてもよい。同様に、図2の実施例で
は、温度変換部30に与える温度変換データを演算式の形
態で与えたが、これも水温と気温の表データで与えても
よい。
In each of the above embodiments, the target value calculation unit 27
Although the operation data given to the above is given in the form of the operation formula, this may be given in the form of table data. Similarly, in the embodiment of FIG. 2, the temperature conversion data given to the temperature conversion unit 30 is given in the form of an arithmetic expression, but this may also be given as table data of water temperature and air temperature.

【0039】さらに、上記各実施例では、燃焼機器とし
て、単能給湯器(給湯機能のみの給湯器)を例にして説
明したが、本発明の燃焼機器は、給湯と追い焚きあるい
は給湯と温水暖房等の両機能を備えた複合給湯器や、そ
の他、バーナ燃焼式の、風呂釜、暖房機、冷房機、冷暖
房機、空調機等の様々なタイプの燃焼機器に適用される
ものである。
Furthermore, in each of the above-mentioned embodiments, a single-function water heater (a water heater having only a hot water supply function) has been described as an example of the combustion equipment. The present invention is applied to a combined water heater having both functions such as heating, and other various types of combustion equipment such as a burner combustion type bath heater, heater, air conditioner, air conditioner, air conditioner, and the like.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は質量流量センサの風量検出値の
温度特性に起因して生じる風量(ファン回転操作量)の
ずれを予め与えられる演算データを用いて給気温度セン
サの検出温度に基づき補正するように構成したものであ
るから、温度による風量検出のばらつき変動の影響をな
くして風量制御の精度を高めることができ、高価な差圧
式のセンサを用いたものと遜色のない良好な燃焼性能を
得ることが可能となる。
According to the present invention, based on the detected temperature of the air supply temperature sensor, the deviation of the air flow (fan rotation operation amount) caused by the temperature characteristic of the air flow detection value of the mass flow sensor is given in advance by using the calculated data. Since it is configured to correct, it is possible to improve the accuracy of air volume control by eliminating the influence of variation in air volume detection variation due to temperature, and good combustion comparable to that using an expensive differential pressure type sensor. It is possible to obtain performance.

【0041】さらに、燃焼機器の入水温度センサを給気
温度センサとして兼用させた構成のものにあっては、給
気温度センサを省略できる分、より一層の装置構成の簡
易化と装置コストの低減化を図ることができる。
Further, in the structure in which the inlet water temperature sensor of the combustion equipment is also used as the supply air temperature sensor, the supply air temperature sensor can be omitted, so that the structure of the device is further simplified and the cost of the device is reduced. Can be realized.

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

【図1】本発明の一実施例の要部構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す要部部分のブロック
構成図である。
FIG. 2 is a block configuration diagram of a main part showing another embodiment of the present invention.

【図3】燃焼ファンの操作量と質量流量センサの基準温
度データに対する変動幅の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a manipulated variable of a combustion fan and a fluctuation range with respect to reference temperature data of a mass flow sensor.

【図4】水温と気温の変換データの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of conversion data of water temperature and air temperature.

【図5】質量流量センサの温度によるばらつき変動を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing variation variation of the mass flow rate sensor depending on temperature.

【図6】燃焼機器として一般的な給湯器の模式構成図で
ある。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a general water heater as a combustion device.

【図7】従来の給湯器の燃焼制御部と風量制御部の制御
部分の関係構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a related configuration of a combustion control unit and a control unit of an air volume control unit of a conventional water heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 燃焼ファン 25 燃焼制御部 26 風量制御部 27 目標値演算部 31 操作量補正部 5 Combustion fan 25 Combustion control unit 26 Air volume control unit 27 Target value calculation unit 31 Manipulation amount correction unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼を行うバーナと、このバーナに空気
を供給する燃焼ファンと、バーナへの風量を検出する風
量検出センサと、前記風量検出センサの風量検出信号に
基づき燃焼ファンの回転を操作量によって制御する風量
制御部とを備えた燃焼機器において、燃焼ファンによる
給気温度を直接的又は間接的に検出する給気温度センサ
が設けられ、前記風量検出センサは質量流量センサによ
って構成され、前記燃焼ファン回転の操作量と給気温度
センサの検出温度と予め与えられる演算データを用いて
質量流量センサの出力目標値を求める目標値演算部と、
質量流量センサのセンサ出力値と前記目標値演算部で求
められた出力目標値とを比較しセンサ出力値が出力目標
値に一致するようにファン回転の操作量を可変調整する
操作量補正部とが設けられている燃焼機器。
1. A burner that burns, a combustion fan that supplies air to the burner, an air volume detection sensor that detects the air volume to the burner, and the rotation of the combustion fan is operated based on the air volume detection signal of the air volume detection sensor. In a combustion device having an air volume control unit that controls the air volume, a supply air temperature sensor that directly or indirectly detects a supply air temperature by a combustion fan is provided, and the air volume detection sensor is configured by a mass flow rate sensor, A target value calculation unit that obtains an output target value of the mass flow rate sensor by using the operation amount of the combustion fan rotation, the temperature detected by the supply air temperature sensor, and calculation data that is given in advance;
An operation amount correction unit that variably adjusts the operation amount of the fan rotation so that the sensor output value of the mass flow rate sensor and the output target value obtained by the target value calculation unit are compared and the sensor output value matches the output target value. Combustion equipment equipped with.
【請求項2】 バーナの火炎によって加熱される熱交換
器と、この熱交換器への給水を行う給水管と、この給水
管に設けられて給水温度を検出する入水温度センサとを
備え、前記入水温度センサは給気温度センサを兼用し、
予め与えられる水温と気温の相関データに基づいて入水
温度センサの給水検出温度を給気温度に変換出力する温
度変換部が設けられている請求項1記載の燃焼機器。
2. A heat exchanger heated by the flame of a burner, a water supply pipe for supplying water to the heat exchanger, and an inlet water temperature sensor provided on the water supply pipe for detecting a water supply temperature. The water temperature sensor also serves as the air supply temperature sensor,
The combustion device according to claim 1, further comprising a temperature conversion unit configured to convert the feedwater detection temperature of the water temperature sensor into a supply air temperature and output the temperature based on preliminarily given correlation data between the water temperature and the air temperature.
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