JPS60165419A - 燃焼制御装置 - Google Patents

燃焼制御装置

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Publication number
JPS60165419A
JPS60165419A JP59021033A JP2103384A JPS60165419A JP S60165419 A JPS60165419 A JP S60165419A JP 59021033 A JP59021033 A JP 59021033A JP 2103384 A JP2103384 A JP 2103384A JP S60165419 A JPS60165419 A JP S60165419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
air
gas
combustion
coil
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP59021033A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Natsumeda
棗田 武志
Hideo Uematsu
英夫 植松
Yoshio Yamamoto
山本 芳雄
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
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59021033A priority Critical patent/JPS60165419A/ja
Publication of JPS60165419A publication Critical patent/JPS60165419A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • 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
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/06Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And 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】 産業上の利用分野 本発明は、貧Qに応じて燃焼量を連続可変するとともに
、燃焼用空気量(以下、単に空気量と言う)とガス量の
比(以下、空燃比と言う)をほぼ一定に保ち、燃焼の安
定性と高効率を実現するための、特に家庭用機器に昂い
られる高負荷ガス燃焼制御装置に関する。
従来例の構成と社の74 gA− 従来のこの種の高負荷ガス燃焼制御装置として第1図に
示す均圧弁方式(あるいはゼロガバナ一方式)がよく知
られている。
第1図において、送風機1により送られた空気は空気絞
り2を経て混合部3へ導かれ、一方ガスは均圧弁4、ガ
ス絞り5を経て混合部3へ導かれ、混合ガスはバーナ6
へ導かれて燃焼する。
ここで、均圧弁斗の背圧室7には空気絞り2の上流の圧
力PAが導かれており、均圧弁4はその出口圧力PGが
背圧室7の圧力と等しくなるように自動調節する。空気
量をQA、ガス量をQG、混合部の圧力をPMとすると
、空燃比QA/QGは、次の関係がある。
(K1.に2はそれぞれ空気絞り、ガス絞りの定数)均
圧弁により理想的にPG= FAに調節できれば、式1
は となり、空燃比はQA、QGに関係なく常に一定になる
はずである。
しかし均圧弁4はダイアフラム8でPGとPAとの圧力
差を受けて、その圧力差により発生する力で弁9を動か
しC出ロ圧力PGを調節するものであるからPGとFA
の間には必ず定常偏差が生じる上、さらにダイアフラム
の剛性、変位に伴うダイアフラムの有効受圧面積の変化
、弁が受ける均圧弁入口圧力等の影響で圧力調節誤差Δ
PGを生じる。すなわちPG=PA+ΔPGでありで表
わさイ′しる゛。
式3より、燃酔量を小さくするために空気量QAを小さ
くしていくと(PA−PM)はOAの2乗に比例するた
め、一定のΔPGに対して空燃比の誤差は急激に大きく
°なるのである。
したがって空燃比を一定の誤差範囲に保って燃焼の安定
性と高効率を保ちながら燃焼量調節比を大きくしようと
すれば(PA−PM)の値を充分大きくとるか、ΔPG
を小さくする必要がある。
(PA−PG)を大きくすることは、空気絞りのIJP
I l−111ji積を小さくすることであり送風機の
供給圧力の増加を意味し大きな送風機を必要とするばか
りでなく、供給圧力の低い家庭用都市ガス等ではPAが
ガス供給圧より高くなり必要なガス量を得ることができ
ない等の問題が生じる。またΔPGを小さくするために
は、均圧弁のダイアフラムが大きくなり、さらに経時変
化、調整が困難になる等の問題があり現実的ではない。
家庭用のカス燃焼器として給湯あるいは暖房の用途で比
例制御にまり湯温制御等を行なおうとすれば燃焼量調節
比がLLないし1/1o程度必要となり、従来例の方式
の適用は固着であった。
発明の目的 本発明はかかる従来の問題る解消するもので、送風機や
弁装置を大型化することなく、燃焼量調節比が大きく、
空燃比安定性に優れ特に空燃比制御状態を監視する圧力
検出器の機械的な原因で発生する0点ずれを修正して精
度の高い空燃比制御を実現することである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、燃焼装置の燃焼用
空気通路にその上流側より、燃焼用空気供給手段、空気
量調節手段、空気絞り部を設け、一方燃料ガス通路には
その上流側より、ガス量調節手段、ガス絞り部を設け、
空気絞り部とカス絞り部の下流側を合流して混合部を構
成し、混合気をバーナへ導くとともに上記空気絞り部と
ガス絞り部のE流側の圧力を、ダイアフラム受圧膜の両
面側にそれぞれ導圧管を接続した密閉状ケーシング、O
il記グイアフラム受圧膜の動きに応じて動く磁気コア
、1)「記ダイ、アフラム受圧膜の動きから隔離された
1次コイルと2個の2次コイルよりなる差動コイルによ
って構成される圧力検出器に導き、その圧力検出器の出
力を受ζす、その圧力検出器自身の出力を一定値とする
よう空気量調節手段とガス量調節手段を制御する制御部
および1次コイル駆1助部を一方の2次コイル側に一定
時間切換えるコイル切換部を有する構成としている。
この構成において運転開始時送風・燃焼開始角1〕口に
コイル切換部により1次コイル駆動部を一方の2次コイ
ル側に切換接続して励磁し、磁気コアを吸引してその軸
方向に変位させしかる後に1次コイル駆動部を1次コイ
ル側に切換える。以上の動作により磁気コアとそれと動
きをともにするダイアフラム受圧膜は短時間の減衰振動
的な運動を行うがもしこのとき磁気コアがその有する機
械的な摺動摩擦抵抗等の理由によって本来あるべき中立
位置からずれていた場合には前述の短時間の減衰の振動
的な運動によって本来あるべき中立位置に復帰し、圧力
検出器の0点(中立位置)が正確に確保されるものであ
る。しかる後に燃焼を開始し、圧力検出器の出力を受け
た制御部は空気量調節手段とガス量調節手段を制御して
その圧力検出器自身の出力を正確に一定値に制御すなわ
ち空燃比を空気絞り部とガス絞り部の抵抗比で定まる所
定の値に正確に制御するものである。
すなわち本発明の骨子は磁気コアと差動コイルで検出部
を構成した圧力検出器の差動コイルの2次側の一方のコ
イルを、一定時間1次コイル駆動部で駆動して磁気コア
に減衰振動的な運動を行わせて0点を正確に確保し、し
かる後に送風・燃焼を行って前記圧力検出器の出力を用
いて燃焼用空気圧力と燃料ガス圧力の差を0付近に正確
に一定に保って空気絞り部とガス絞り部の抵抗比で定ま
る所定の空燃比を正確に得るものである。
実施例の説明 第2図は本発明の一実施例の構成図、第3図はスイッチ
群の詳細構成図、第4図は圧力検出器の動作説明図であ
る。第2図により構成を説明する。
10は燃焼用空気供給手段として設けられた送風機で1
1は燃焼)1]室空気路12に設けられた空気絞り部、
13は燃料ガス通路14に設けられたガス量調節手段と
しての圧力制御弁、15はガス絞り°部で燃焼用空気通
路12と燃料ガス通路14は混合部16で合流し、給湯
機17のバーナ18に至り熱交換器19を加熱する。給
湯機17の出口20には温度検出器としてのサーミスタ
21が設けられている。22は空気絞り部11とガス絞
り部15の入口部の差圧を検出する圧力検出器であり、
ダイアフラム受圧膜23、L部導圧管24を有する上部
密閉ケーシング25、下部導圧管26を有する下部密閉
ケーシング27、検出可動部としての磁気コア28、検
出固定部としての差動コイル29、変位伝達ロッド30
、ダイアフラム上側支持ばね31、ダイアフラム下側支
持ばねa2および、スイッチ群33等によって構成され
ている。スイッチ群33は第3図に示すようにスイッチ
SW1 (接点AI、B1.CI )、スイッチSW2
 (接点A2.B2.C2)、スイッチ5W3(接点A
3.B3.C3)、スイッチ5W4(接点A4.B4.
C4)の4個のスイッチによって構成されている。それ
ぞれの接続状態は後はど動作の説明とともに行う。34
は1次コイル駆動部、35は出力端子である。
次に制御部の構成を説明する。36は温度設定器、37
は比較器、38はコイル切換部でそれらは圧力制御弁1
3、送風機10、圧力検出器22とともに制御部39と
結合されている。
次に動作を説明する。運転開始時送風・燃焼開始直前に
コイル切換部38によりスイッチ群33を駆動して1次
コイル駆動部34を一方の2次コイル側に切換接続して
励磁し、磁気コア28を吸引してその軸方向に変位させ
しかる後に1次コイル駆動部34を1次コイル側に切換
える。その切換の様子を第3図によって詳しく説明する
。運転開始時燃焼開始直前にコイル切換部38の作用に
よりSWIはA1.SW2はA2.SW3はA3゜F3
’M4はA4片へ切換接続され1次コイル駆動部34は
上方の2次コイルD21のみを励磁する。
このとき下方の2次コイルD21.1次コイルD1は開
放状iとなる。B21が励磁されると磁気コア28は上
方、に駆動される。(漏えい型ソレノイドのa7を理)
その後コイル切換部38の動作によりSWIをB1.S
W2をB2.SW3をB3゜SW4をB4側に切換接続
して2次コイルD21の励磁を停止する。このときの磁
気コア28の動きを第4図によって説明する。第4図は
横軸に1次コイル駆動部34を上方の2次コイルD21
に切換接続した瞬間からの経過時間を、縦軸に磁気コア
28の動きを示している。2次コイルD21の励磁を停
止した瞬間に磁気コア28は下方に移動し、それと動き
を共にするダイアフラム受圧膜23とともに短時間の減
衰振動的な運動を行うがもしこのとき磁気コア2θがそ
の有する機械的な慴動摩擦抵抗等の理由により第4図中
Qで示すように本来あるべき中立位置Rからずれていた
場合には前述の短時間の減衰振動的な運動により本来あ
るべき中立位置R1(Rと同じ位置)に復帰し、圧力検
出器の0点が正確に確保されるものである。
しかる後に燃焼を開始し、次の制御動作にうつる。
サーミスタ21からの出湯温度に対応した信号と温度設
定器36からの設定温度信号は比較器37で比較演算さ
れ−C制御部39へ送られ出湯温度が低いと判断された
場合は圧力制御弁13を駆動して燃料ガス流量を増加す
る。その結果、圧力検出器22は燃料ガス圧力(PG)
が燃焼用空気圧力(FA)よりも高いという極性の信号
を制御部へ送り、それを受けた制御部39は送風機10
の回転数を増加させる動作を行ってPAを上昇させ、圧
力検出器22の出力をOにする。この動作のくり返しに
より出湯温度、空燃比を一定値に保つことができる。以
りは比較器37の信号により先ず圧力制御弁13を制御
し、その結果、圧力検出器22に現れる圧力のアンバラ
ンスを補正すべく送風機10の回転数を制御し、圧力検
出器22の出力を最終的に0にして出湯温度、空燃比を
一定に保つものであるが、逆に比較器37の信号により
−先ず送風機10を制御し、その結果、圧力検出器22
に現れる圧力のアンバランスを補正すべく圧力制御弁1
3を制御し、圧力検出器22の出力を最終的に0にじ°
て出湯温度、空燃比を一定に保つようにしてもよい。以
1の説明は、圧力検出器22の出力を常にOに保って、
すなわち空気絞り蔀11とカス絞り部15の差圧を両者
等しくして空燃比を一定に保つ場合セあるが、圧力検出
器22の出力を常にA(?’O)に保って燃焼量の増減
によって空燃比をある特性で変化させることも可能であ
る。
以上の動作説明でも明らかなように本燃焼制御装置にお
いては0差圧付近の圧力を正確に検出することが最も重
要でありそれを実現する手段とし゛C通常は外部から駆
動することのない2次コイルD21を1次コイル駆動部
34で駆動して磁気コア28に第4図で示すような減衰
振動的な運動を行わせて圧力検出器22の0点を正確に
得るようにし、しかる後に送風・燃焼を開始し、圧力検
出器22の出力を基準にして空燃比を制御するものであ
る。
発明の効果 本発明の効果を要約すると、圧力によっ°C変位するダ
イアフラム受圧膜の動きを磁気コアに伝えて差動コイル
で検出する方式の圧力検出器の上記差動コイルの2次側
の一方のコイルを1次コイル駆動部で一時的に駆動して
磁気コアを吸引し、その後駆動を停止して短時間の減衰
振動的な運動を行わせて0点を正確に確保し、しかる後
に送風燃焼を行って前記圧力検出器の出力を用いて燃焼
用空気圧力と燃料ガス圧力の差をO付近に正確に一定に
保って空気絞り部とガス絞り部の抵抗比で定まる所定の
空燃比を正確に得るものである。本方式は圧力検出器に
必須の構成部品以外の部品は全く使用せず、本来は外部
から駆動することのない2次コイルを一時的に駆動する
ことにより0点を正確に確保するもので簡素な構成で低
コストという特長をも併せもっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の構成図、第2図は本発明の一実施例の
構成図、第3図はスイッチ群の詳細構成図、第4図は圧
力検出器の動作説明図である。 10・・・・・・送風機(燃焼用空気供給手段)、11
・・・、・・・空気絞り部; !、2・・・・・・燃焼
用空気通路、13・・・・・・圧力制御弁(Iス量調節
手段)、14・・・・・・燃ネS1ガス通路、15・・
・・・・ガス絞り部、16・・・・・・混合h≦、18
・・・用バーナ、22・・・・・・圧力検出器、23・
・・・・・ダイアフラム受圧膜、°24・・・・・・L
部導圧管、25・・・・・・L部密閉ケーシング、26
・・・・・・下部導圧管、27・・・・・・下部密閉ケ
ーシング、28・・・・・・磁気コア、29・・・・・
・差動コイル、33・・・・・・スイッチ群、38・・
・・・・コイル切換部、39・・・・・・制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名Mu
3 第 2 図 第31!1 第4111

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃焼用空気通路に燃焼用空気供給手段、ず気量調節手段
    、空気絞り部を設け、燃料ガス通路にガス量調節手段お
    よびガス絞り部を設け、前記空気絞り部とガス絞り部の
    下流側を合流して混合部を構成して混合気をバーナへ導
    くとともに、ダイアフラム受圧膜の両側面にそれぞれ導
    圧管を接続した密閉状のケーシングを設けてそれぞれの
    導圧管を空気絞り部とガス絞り部の上流側に接続し、前
    記タイアフラム受圧膜の動きに応じて動く磁気コアと前
    記ダイアフラム受圧膜の動きから隔離された、1次コイ
    ルと2個の2次コイルよりなる差動コイルによって構成
    される圧力検出器を備え、その圧力検出器の出力を受け
    て空気量調節手段とガス量調節手段を制御する制御部お
    よび1次コイル駆動部を一方の2次コイル側に一定時間
    切換えるコイル切換部とスイッチ群を有する燃焼制御装
    置。
JP59021033A 1984-02-07 1984-02-07 燃焼制御装置 Pending JPS60165419A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59021033A JPS60165419A (ja) 1984-02-07 1984-02-07 燃焼制御装置

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JP59021033A JPS60165419A (ja) 1984-02-07 1984-02-07 燃焼制御装置

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JPS60165419A true JPS60165419A (ja) 1985-08-28

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JP (1) JPS60165419A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163519A (ja) * 1987-12-21 1989-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス比例制御弁のガス圧調整装置
US5520533A (en) * 1993-09-16 1996-05-28 Honeywell Inc. Apparatus for modulating the flow of air and fuel to a gas burner
US5630408A (en) * 1993-05-28 1997-05-20 Ranco Incorporated Of Delaware Gas/air ratio control apparatus for a temperature control loop for gas appliances

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01163519A (ja) * 1987-12-21 1989-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス比例制御弁のガス圧調整装置
US5630408A (en) * 1993-05-28 1997-05-20 Ranco Incorporated Of Delaware Gas/air ratio control apparatus for a temperature control loop for gas appliances
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