JPS59129329A - 燃焼制御装置 - Google Patents

燃焼制御装置

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Publication number
JPS59129329A
JPS59129329A JP58003909A JP390983A JPS59129329A JP S59129329 A JPS59129329 A JP S59129329A JP 58003909 A JP58003909 A JP 58003909A JP 390983 A JP390983 A JP 390983A JP S59129329 A JPS59129329 A JP S59129329A
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JP
Japan
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temperature
slow ignition
signal
circuit
rate
Prior art date
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Pending
Application number
JP58003909A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Shimomura
徹 下村
Takeshi Yamada
武 山田
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP58003909A priority Critical patent/JPS59129329A/ja
Publication of JPS59129329A publication Critical patent/JPS59129329A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/082Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/36PID signal processing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/08Measuring temperature
    • F23N2225/18Measuring temperature feedwater temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ((イ)発明の分野 この発明は、熱交換器の出湯温度と目標温度との偏差か
ら所定の制御量’1PID演算によって求め、バーナで
の燃焼量全出湯量に応じて制御し。
出湯温度を目標温度に保持する燃焼制御装置、特に緩点
火に特徴を有する燃焼制御装置に関する。
(臼発明の背景 第1図はこの発明の前提となり、この発明等が実施され
る燃焼制御装置全備えた湯沸器の基本構成を示す図であ
る。同図において1は熱交換器。
2は熱交換器2の出湯温度を検出するサーミスタ。
6は目標温度を設定する温度設定器、4はバーナ。
5 U バー−1−4に空気を供給するファンモータ、
6はサーミスタ2で検出される湯温信号と温度設定器6
の目標温度設定信号との偏差からファンモータ5の回転
数を制御する制御回路、7はバーナ4ヘノカス供給路に
設けられ、ファンモータ5の送風空気圧に応じて弁開度
が父シ、バーナ4VC供給するガス圧が上記空気圧に比
例するよう作動する比例弁である。
8 irよ熱交換器1に至る水入口に設けられ、熱交換
器1への水流全検出し、検出信号全起動信号として制御
回路乙に入力する流量検出器、9・10は比例弁7に至
るガス供給路に設けられ、ガスの供給を入・切する元バ
ルブおよびガヌガパナ、11はバーナ4に苅し点火火花
を発生する点火器、12は点火動作によって正常に着火
したか否か全検出する炎検出器、16はファンモータ5
の作動確認を行なうための風圧スイッチである。
第2図は、上記第1図の側脚回路6が行う湯温制御の動
作系統を示すブロック図であり、この開山1系はフィー
ドバックループにより棺゛成されている。以下第1図、
第2図を参照して上記湯沸器の基本動作について説明す
る。
まず、流量検出器8によって熱交換器1の水流が検出さ
れると、制御回路6は元パルプ9を開にするとともに2
点火器11を作動させる。同時に入力選択回路は緩点火
回路からの入力信号fを選択し、この入力信号fを出力
信号gとしてファンモータ5に加え1回転駆動する−そ
の結果、バーナ4のガスに着火し、その炎が炎検出2g
12で検出され、所定時間だけ緩点火動作が継続される
ここで緩点火とは出湯温度の制御に入る以前に。
いきなりファンモータ5を全速で回転させ比例弁7も全
開させて点火したのでは、爆発等の危険性があるのでフ
ァンモータ5を所定回転数(全速時の′l/2)で回転
させ、比例弁7も半開としヌムーズな点火処理をなすこ
とをいい、緩点火回路はそのための信号を出力するため
の回路である。
緩点火動作が終了すると、入力選択回路は位相演算回路
からの信号e′f:受けてこれを選択し、ファンモータ
5に加える。その結果ファンモータ5は緩点火信号fか
ら2位相演算回路よシの信号eに切換えられて駆動され
る。そしてその空気圧に比例して比例弁7の弁開度が゛
変化し、ノ包す4でのガス燃焼が所定の状態に向かう。
ガス燃焼度の上昇で熱交換器1の出湯温度が上昇すると
その出湯温度がザーミスタ2によって検出され、制御回
路6はその湯温検出信号a(!:温度設定器3で設定さ
れた目標温度信号すとの偏差Cを求め、この偏バしに7
1してl) r D演′曝をイ1いI9r定の側倒IM
dを作成する。さらにこの制御Jidに基づいてファン
モータ5の回転子を駆動する回転磁界の位相角を演算決
定し、入力選択回路を介して出力する。この出力信号が
トリガ信号gとしてファンモータ5の駆動電流をオン・
オフするスイッチング素子に加えられる。スイッチング
素子はこのトリガ信号gにより定まる導通角でファンモ
ータ5の駆動電流の位相を制御し、ファンモータ5はそ
の位相の回転磁界のもとに所定の回転数となる。その結
果この回転数に応じた所定の空気圧りが比例弁7に伝達
され、比例弁7の開度は所定の開度となり。
バーナ4に供給されるガス量は適宜なものとなる。
このようにして出湯温度は設定温度となるように制御さ
れる。そして以上の動作が繰り返されて出湯温度が設定
温度に保持され、バーナ41d所定のガス量で燃焼を継
続する。また設定温度あるいは出湯量の変更があると、
出湯温度の変化がフィードバックされ、上記制御動作に
よシ出湯温度が修正される。
ところで1周知のように湯沸器の設定温度や流入水量は
ある幅(設定温度=30’c〜80′c、流入水量3:
41〜161)を持つものであシある条件によっては、
第3図に示すように、緩点火時のガス量、緩点火の時間
のみで目標温度を越えてしまう場合がある。第3図にお
いて(a)は燃焼量の変化を示す図を、(b)は出湯温
度の変化を示す図である。・同図において、tlで緩点
火を開始しt2で緩点火を終了するものとし、緩点火に
よる供給ガス量をVl(固定)とし、入水温度をT[]
、目標設定温度をTsとすると、tlからt2までの緩
点火のみで湯温がTQからT2まで上昇しくT、S’ 
<T2)、オーバシュートを生じている。このような現
象は目標温度が低く流入水量も少ない場合に特に生じや
すい。この場合、t2時点以降すなわち緩点火がらPI
D制御に移ることによシ、最終的にはフィードバックに
よって目標とする温度が得られるが、希望の湯温を得る
までにtlがらも3までの時間を要し、希望温度の湯を
早く得たいという使用者にとっては非常に不便で使い勝
手の悪いものであった。
(ハ)発明の目的 」−記に鑑みこの発明の目的は、設定温度、流入水量な
どが如何なる条件であってもオーバシュートが少なく、
早期に目標温度が得られる応答特性の良い燃焼制御装置
を提供するにある。
に)発明の構成と効果 上記目的を達成するだめにこの発明の燃焼制御装置は。
□  熱交換器への流入水量を検出する流量検出器と。
熱交換器の出湯温度を検出する温度検出器と、目標とす
る出湯温度を設定する温度設定器と、前記温度検出器よ
りの出湯温度信号と前記温度設定器よりの設定温度信号
との偏差に基づき所定の演算を行なう第1の演算手段と
、前記流量検出器よシの流入水量信号と前記温度設定器
よυの設定温度信号を受け、これらの信号に応じた緩点
火信号を演算する第2の演算手段を含む緩点火回路と、
当初は前記緩点火回路よりの緩点火信号を出方し。
その後前記第1の演算手段の出方信号を出力し。
これらの出力信号に応じてバーナに燃料を供給する比例
制御弁の開度を制御する制御回路とから構成され、緩点
火時に、第2の演算手段出方すなわち流入水量と設定温
度に応じて算出される緩点火信号により比例弁開度を変
化させるようにしている。
この発明の燃焼制御装置によれば、固定された鎖の緩点
火信号で緩、Q4行なうのではなく、流量検出器と温度
検出器よシの信号に応じて緩点火信号を変化させて緩点
火を行なうものであるから。
流入水量、設定温度がいがなる条件であってもそれに対
応した緩点火がなせ、オーバシュートの少ない応答特性
のよい燃焼制御装置f:得ることが、できる。
(ホ)実施例の説明 以下、実施例によシこの発明をさらに詳細に説明する。
なお以下に説明する実施例燃焼制御装置が適用される湯
沸器は基本構成において第1図に示したものと同様のも
のである。
第4図はこの発明の一実施例を示す制御系統のブlit
ツクjン1である。第4図において20は設定温度回路
、21は流量検出回路でそれぞれ温度設定器3と流量検
出器8に対応する。22は湯温検出回路でザーミヌタ2
に対応する。23は設定温度と検出温度の偏差に基づい
て所定の演算をなすPID演算回路、24は位相演算回
路、25は位相演算回路よりの信号を切換選択してファ
ンモータ駆動回路27に入力する入力選択回路、28は
ガス供給量制御回路であシ、これらの部分については第
2図と同様である。第4図に示す実施例ブロック図の特
徴は緩点火回路26に設定温度回路20よりの設定温度
信号すと流量検出回路21よりの流量検出信号iを受け
て緩点火量を演算する演算、  回路26aと緩点火量
の上限と下限を規制する制限回路26bを含むことであ
る。
続いて、第1図、第4図に従い実施例燃焼制御装置の動
作を説明する。まず流量検出器8によシ熱交換器1の水
流が検出されると、制御回路6は元バルブ9を開にする
とともに2点火器11を作動させる。同時に入力選択回
路?・5は緩点火回路26からの入力信号fを選択し、
その出力信号gヲファンモータ駆m回に27に加え、フ
ァンモータ5を駆動する。なおこの時の入力選択回路2
5への入力信号fは、緩点火量演算回路26aで設定温
度信号すと流量検出信号iに基づいて演算された演算結
果jが制限回路26bを介して緩点火回路26より導出
されるが、制限回路26bに加えられる演算結果jが予
じめ定める緩点ガス量の可変範囲内であればその演算結
果jを、もし演算結果jが緩点火ガス景可変範囲を越え
て大きいか小さい場合には、緩点火ガス量可変範囲の上
限あるいは下限をそれぞれ信号fとして出力する。バー
ナ4に着火され炎検出器12で炎検出されると上記信号
fによシ所定時間の緩点火を行い、その後入力選択回路
25は位相演算回路24からの入力信号eを選択し、や
はシ出力信号gとしてファンモータ駆動回路′27に加
え、ファンモータ5を駆動する。ファンモータ5の空気
圧に比例して比例弁7の弁開度が変化し、バーナ4での
ガス燃焼が所定の状態に向かう。ガス燃焼度の上昇で熱
交換器1の出湯温度が」二列すると、その出湯温度がサ
ーミスタ2により検出され制御回路6は湯温検出信号a
と目標設定温度信号すとの偏差Cを求め。
この偏差Cに対しPID演算回路23でPID演算を行
い、所定の制御量dを作成する。さらにこの制御量dに
基づいて位相演算回路24でファンモータ5の回転子を
駆動する回転磁界の位相角を演算決定し入力選択回路2
5を介して出力する。
この出力信号gがトリガ信号gとしてファンモータ駆動
回路27に加えられ、ファンモータ5の駆動電流をオン
・オフするヌイツチング素子に加えられる。ヌイツチン
グ素子はこのトリガ信号gにより足首る導通角でファン
モータ5の駆動電流の位相を制御し、ファンモータ5は
その位相の回転磁界のもとに所定の回転数となる。その
結果、この回転数に応じた所定の空気圧りが比例弁7に
伝達され、比例弁7の開度は所定の開度となシバーナ4
に供給されるガス量は適宜なものとなる。このようにし
て出湯温度は設定温度となるように制御される。そして
以上の動作が繰り返されて出湯温度が設定1品)’41
 Vc保持され、バーナ4は所定のガス量で燃焼を継続
する。また設定温度あるいは出湯量の便用があると出湯
温度の使用がフィードバックされ、上記制御動作によシ
出湯温度が修正される。
次に第5図を参照して緩点火動作全詳細に説明する。
緩点火のガス供給は一般的には、上述したように最大燃
焼能力の約 4程度(ファンモータ50回転数は全速時
の /2)に選ばれる。これは着火しやすく、かつ着火
音が小さいということで/2に選定されるものである。
しかしながら上記実施例燃焼制御装置では、緩点火から
PID制御(燃焼量(2))に移行した場合できるだけ
早く目標とする出湯温度に到達するように、流入水量と
目標設定温度て応じて緩点火ガス址を変化するようにし
ている。もつとも極端に緩点ガス量を大きい随。
あるいは小さい値にすると緩点火する意味がなくなるの
で、所定範囲内で上記緩点火ガス量の変化が行なわれる
。緩点火ガス量可変範囲の上限は着火音が小さなガメ嬉
の上限++mであり、緩点火ガス駄可変範囲の下限は着
火の容易な下限幀に選定される。
第5図困は、流入水稙、目標設定温度がともに小さく、
必要ガス量Vが小さい場合の燃焼量及び出湯湿度の変(
ヒを示す図であって、緩点火ガス量可変範囲の上限をL
l、下限iL2とすると必要ガス量Vは略下限しベ/L
/L2程度であり、この場会緩点大量演算回路26&で
演算された緩点火ガス1v1は必要ガスレベルVのレベ
ルとなシ、従来の一般的に選定される緩点火ガス量v2
よりも小さくなる。そのため、従来のように必要ガス量
Vに対し緩点火ガス量V2iバーナに供給すると。
緩点火時間(t1〜t2)の燃焼だけで出湯温度は目標
設定温度TSを越え点線で示すようにオーバシュートラ
生じるが、・しかしこの実施例装置のように必要ガス量
Vと略同値の緩点火ガス量v1がバーナに供給されて緩
点火されると、緩点火時間の経i尚で出湯温度は実線で
示すように略目標設定温度TSに近づき、以後短時間で
目標設定温度に達する。
第5図CB)は流入水成、目標設定泥度がともに大きく
、必要ガス量Vが大きい場合の燃焼量及び出湯温度の変
化を示す図であって、必要ガス量Vは緩点ガス量可変範
囲の路上限しベ)vL1程度であり、この場合にも緩点
火ガス量v1は略必要ガス量■のレベルに演算される。
この場合の緩点火ガス量■1は従来の一般的に選定され
る緩点火ガス量v2よシも大きくなる。この場合に、従
来の固定緩点火ガス量v2をバーナに供給すると緩点火
終了時点も2では、出湯温度は点線で示すように目標設
定温度Tsにかなシ足シず時点−t2以降のPID制御
に移行しても、なお目標設定温度に達するのは時間がか
かる。しかしこの実施例装置では必要ガス量Vと略同値
の緩点火ガス量■1が供給されるので、緩点火時間終了
で出湯温度は実線で示すように略目標設定温度値Tsに
来ておシ短時間で目標設定温度に達する。
以上のように上記実施例燃焼制御装置によれば。
熱交換器への流入水量と目標設定温度に基づいて。
Xヅ点大ガス1在全削算決定し緩点火をなすものである
から流入水祈、目標設定1’fiiLJfiの如何なる
条件でもオーバシュート等の少ない応答特性の良い湯温
か得られ、短時間で希望とする出湯温度を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は湯沸器の基本構成を示す図、第2図は同湯沸器
における従来の制御回路の動作系統全示すブロック図、
第3図は従来の燃焼量と出湯温度の変化を示す図、第4
図はこの発明の一実施例を示す燃焼側脚装置の制置回路
の動作系統を示すブロック図、第5図は前記実施例燃焼
制御装置の緩点火動作を説明するための図であって同図
な〕は必要ガス量が少ない場合の燃焼量、出湯を洗炭の
変化を示す図、同図印〕は必要ガス量が大なる場合の燃
焼量、出湯温度の変化を示す図である。 1:熱交換器、  2:サーミスタ、  3:目標温度
設定器、 4:バーナ、 6:制rA1回路。 7:比例弁、 8:流量検出器、 20:設定7品度回
路、  21:流量検出°回路、 22:湯温検田回路
、  23:PID演算回路。 24:位相演算回路、 25:入力選択回路。 26:緩点火回路、  26a:緩点火証演算回路・ 特許出願人     立石電機株式会社代理人  弁理
士  中 村 茂 伯 第3f rB〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱交換器への流入水量を検出する流量検出器と、
    熱交換器の出湯温度を検出する温度検出器と、目標とす
    る出湯温度を設定する温度設定器と、前記温度検出器よ
    シの出湯温度信号と前記温度設定器よりの設定温度信号
    との偏差に基づき所定の演算を行なう第1の演算手段と
    、前記流量検出器よシの流入水量前号と前記温度設定器
    よりの設定温度照号を受け、これらの信号に応じた緩点
    火信号を演算する第2の演算手段を含む緩点火回路と、
    当初は前記緩点火回路よシの緩点火信号を出力し、その
    後前記第1の演算手段の出力信号を出力し、これらの出
    力信号に応じてバーナに燃料を供給する比例制両弁の開
    度を制御する制御回路とを備えてなる燃焼制御装置。
JP58003909A 1983-01-13 1983-01-13 燃焼制御装置 Pending JPS59129329A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58003909A JPS59129329A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 燃焼制御装置

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JP58003909A JPS59129329A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 燃焼制御装置

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JPS59129329A true JPS59129329A (ja) 1984-07-25

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JP58003909A Pending JPS59129329A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 燃焼制御装置

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JP (1) JPS59129329A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186639U (ja) * 1984-11-09 1986-06-06

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186639U (ja) * 1984-11-09 1986-06-06

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