JPS6026219A - ガス燃焼制御装置 - Google Patents

ガス燃焼制御装置

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JPS6026219A
JPS6026219A JP58133440A JP13344083A JPS6026219A JP S6026219 A JPS6026219 A JP S6026219A JP 58133440 A JP58133440 A JP 58133440A JP 13344083 A JP13344083 A JP 13344083A JP S6026219 A JPS6026219 A JP S6026219A
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JP
Japan
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combustion
air
gas
throttle
variable
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Pending
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JP58133440A
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English (en)
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Hideo Uematsu
英夫 植松
Yoshio Yamamoto
山本 芳雄
「なつめ」田 武志
Takeshi Natsumeda
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • 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
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2900/05181Controlling air to fuel ratio by using a single differential pressure detector

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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、燃焼装置の燃焼量を可変制御するガス燃焼制
御装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来の燃焼制御装置を第1図に示す。
ガス絞り1、ガス差圧センサー1a、空気絞り2、空気
差圧センサー2aの上流側には、それぞれガス量制御弁
3、燃焼用空気供給手段4が設けられ、+jfJ記二つ
の絞りの下流側は合流して燃焼室5へ導びかれている。
6は外部負荷あるいけ差圧センサーの出力に応じてガス
R1制御弁3、又は、燃焼用空気供給手段4を制御して
負荷に応じて燃焼量を可変制御する制御部である。
第1図において、Pgはガス量制御弁3の出口側圧力、
すなわちガス絞り1の」1流側圧力である。
paは燃焼用空気供給手段4の出口圧力、すなわち空気
絞り2の上流側圧力である。Pmは燃料ガスと燃焼用空
気の合流点の圧力である。上記構成に於いて、Pg、P
aXPmの圧力を用いて燃料ガス流量Q g %燃焼用
空気流量Qaを表わすと、Qg=K V不7i儒 、Q
a=に2!となる似し、K1に2は比例定数である。
理論空気量Qaoは、・K3を定数としてQaO=に3
Qg−に3・K1V4t−7鼻 で表わせる。
よって、空気比をmで表わすと、 m=Q a /Q a o −(K 2! )/ (K
 3・K 1 m )制預11部6はすでに簡単に説朋
したように外部負荷に対応して燃焼量を変化させると同
時に空気比を制御する機能を有するものてあり、空気比
制御の方法は常にPa=Pgとなるように、すなわち=
 K 4y477丁市−履Σ石石「厚m) =に4 (
一定)となるようにするものである。ところか差圧セン
サには出力のばらつきによる一定1徂差eが存在し、現
実には、Pa”PgとはならすにP a = P g十
〇となるために、空気比mの実際値は すなわち空気比mは(Pg−Pm)の開数となる。
第2図は横軸K (P g −P m )すなわちガス
?ALfiQg縦軸に空気比mをとってこの様子を図示
したものである。燃料ガス流J71、すなわち燃焼t1
)ニmに比例するため、第2図の人力か低 燃焼域を示すことになる。図から明らかの様に、一定誤
差十eに対して低燃焼域で空気比mの18(差が急激に
大きくなる。
第3図は第2数と同じ輔を自するjう1<標面にあらい
ハツチングで示した燃焼良好な範囲(すなわちイの線は
燃焼良好な範囲の上限、口の線はド限である)と+)f
I述の空気比mのばらつき範囲の両方を爪ね合わせて表
示したものである。燃焼良好な範囲の下限値口の線はバ
ーナの燃焼特性にもよるか通常1.2〜1.4程度でほ
ぼ一定である。
図から明らかのように空気比mのL」、らつきの限界値
が低燃焼域で急激に広がるため空気比mを高いところ、
すなわちm=1+AK設定する必要がある。又、逆に空
気比mをできるだけ小さく設定すれば、低燃焼域で、空
気比mの誤差が急増穴することにより、燃焼良好な範囲
の下限値口の線から逸脱してしまうので、それだけ燃焼
量0J′変範囲を狭くする必要がある。
したかって、このような状席に於いては、低燃焼域以外
の領域では、常に余分の燃焼用空気を供給することにな
り、排気ガスによって外部に持ち去られる熱量か増大し
、熱効率の低下を招いていた。また、余11の燃焼用空
気を供給するということで送風機等の燃焼用空気供給手
段か大形化し丈に燃焼騒音の増大にもつながるという不
具合かあった0 発l′J]の目的 本発明は、このような従来の問題点を解消するもので、
その目的とするところは、特に低燃焼域で空気比ばらつ
きの下限曲線口の線が下方に急拡大するこ占を防いで、
広い燃焼範囲にわたって、空気比を低い値に設定すると
共に1制風性能の向上等をはかったものである。
発明の構成 この目的を達成する為に未発りJは、ガスfll調節手
段と可変ガス絞り及び送風機と固定空気絞りの下流側を
混合部で合流してバーナに導ひくと共にOII記=I変
ガス絞り上流圧力と11f1記固定空気絞す」−流圧力
との差を検出する差圧検d−1手段を具備し1、更に前
記ガス用調節手段と前記IJJ′変ガス絞りを制御する
電気制御部を備えて、燃焼毎があらかしめ定められた設
定値以下の領域では、+iij記LIJ”i):ガス絞
りが所定絞りに調節されるように不融戊したものである
この構成によって、燃焼f11かあらかじめ定められた
設定値を越える領域では負荷かりこ化するとノρ圧検田
手段の出力信号により空気−1gA1節手段を!1if
t御して、ガス刊に比例した空気■1をバーナにノ1ン
びくことかできると共に、燃焼R1があらかしめ定めら
れた設定値以下の@域では、電気制御部からの信号で可
変ガス絞りを流路抵抗が増大するような所定絞りに調節
する一方燃焼量か変化しても設定値を越える領域の場合
と同様に差圧検出手段の出力信号により空気量調節手段
を制御することができる。
したがって、燃焼量があらかじめ定められた設定値以下
の領域において、空気比を増大させ空気比ばらつきの下
限曲線か下方に急拡大するのを防ぐこ占ができるため、
空気比を全体的に低く設定しても、空気比か燃焼良好な
範囲の下限曲線よりF方にでることがなくなるという作
用をもたせることができる。
実施例の説明 以F本発明の一実施例を第4図〜第7図を用いて説rJ
1する。
第4図においてガス側通路1に圧力比例弁等のガスhl
調・節手段2(以下2を圧力比例弁として説明する)と
可変ガス絞り3、駆動部3aを設け、空気側通路4には
送風機5と固定空気絞り6が1にけられている。ガスと
燃焼用空気は混合部7で合流して絞、バーナ8に導びか
れて燃焼する。9は可変ガス絞り3と固定空気絞り6の
」1流側の圧力差を検出する差圧センサ等の差圧検出手
段、10は差圧センサ検出回路等から構成される送風機
5の回転数を制御する空気量調節手段である。
そして、11は負荷の温度を検出するザーミスタ等の湿
度検出器からの信号を処理する温度検出回路、12は湿
度設定器、13はガス昂シ11節手段2及びEJ’変ガ
ス絞り3を制御する電気jlri il+ 771(で
ある。
第5図は圧力比例弁2の制御電流11制餌j圧力PG、
及び制御流母QGの関係を示した図であり、N1の曲線
は可変ガス絞り3の絞り開度か大きい場合、N2の曲線
は小さい場合の制御圧力P。と制御流、i′110Gの
特性図、そしてMの曲線Vま制御II″力PGと1ji
lJ御電流lの特性図である。
第6図は可変ガス絞りの絞り開度をパラメータとした場
合の空燃比制御特性図であり、nlの曲線はif変ガス
絞り3の絞り開度か大きい場合、n2は小さい場合であ
る。
第7図は燃焼mQGと空気比mの4.ll性とバーナ燃
焼範囲を示した図である。
aで示された特性は差圧検出手段9等に誤差のない場合
、b及びCは誤差かともなう実1際の場合である。そし
て、A及びBはバーナの燃焼良好な範囲の」1限及び下
限を示している。
−」1記構成において、いま可変ガス絞り3の上流圧力
PGと固定空気絞り6の−L流圧力PAが等しくバーナ
8が最大定格燃焼:?:qMAX で燃焼しているもの
とする。この状態では可変ガス絞り3の絞り開度は大き
い方に設定されている。このような状態にあるとき、例
えば湿度設定器12を調節してバーナ8の負荷か小さく
なるようにすると、電気制徒1部13が圧力比例弁2に
対してその制御部/%[lが減少するように作用するの
でガス昂QGか減少しかつ可変ガス絞り3の」1流圧力
PGも低1・する。
したかって、固定空気絞り6の上流圧力PAとにim3
4生しこの差圧検出手段9で検出すると共に差圧か零に
なるまで空気量調節手段10で、送風機の回転数が減少
するように制御する。そして、燃焼量が最大定格からあ
らかじめ定められた設定値qまでは、可変ガス絞り3の
絞り開度は人き力に設定されて一定であるが、更にバー
ナ8の負荷が小さくなるき、あらかしめ定められた設定
(1(i qに対応する電気制御部13の圧力比例弁2
への制御電流IAで、圧力比例弁2を制御する一力、【
す変ガス絞り3をその絞り開度か小さくなるように駆動
部3aを制御する。
このように設定値qで可変ガス絞り3を切換えると、第
5図から明らかなように圧力比例が2の制御電流かl 
からi 寸だ制御圧力かPAかA B’ らPBに増大する。したかって1.設定値qから最小燃
焼U11qMINの領域では第5図の曲線N2て示した
特性に沿って制御圧力PG か高めに、かつ差圧検出手
段9によりPG=PAになるように制御するので、空気
比mを高めに制御することかできる。
また、逆にバーナ8の負荷が大きくなると圧力比例弁2
の制御電流lBで可変ガス絞り3をその紋り開度を小さ
い方から大きい方へvJ換え、かつI−j丁亥ガス絞り
3の土fllL圧力P。と固定空気絞り6の」〕流圧力
PAをPG−PAになるように、すなわち均圧制御する
ことはo#f述と同様である。
仁のように最大定格燃焼rgIqMAXからあらかじめ
定められた設定値qまでの領域では、可変ガス絞り3の
絞り開度を大きい方に固定した=jtで、ガスJ’、I
: K Jt例して空気h1を可変制御でき、また、設
定1i6j q以下最小燃焼f1.”IIでの領域では
、可変ガス絞り3の絞り開度を小さい方に固定したまま
同様に力スn1と空気mが比例してif変i1+j制御
される構成にしたのでこの領域では差圧検出手段9等の
一定誤差の正負にかかわらず空気Jtmを増大するとと
かてきる。
発明の効果 以−にの説明から明らかのように、本発明のガス燃焼制
預11装置によれば、次の効果がf1ノられる。
(1) ガス用調節手段と可変ガス絞りの間の圧力と燃
焼用空気を供給する送風機と固定空気絞りの間の圧力と
の差を検出する差圧検出手段と前記送風機を制御する空
気■調節手段を具備し、更に、燃焼量があらかじめ定め
られた設定1iQになると絞り開度が大小切換えられる
構成とした+iQ記I−IJ′変ガス絞すさIjfJ記
ガス量調節手段とを制御する電気制御部を備えだことで
、燃焼量可変範囲の全てにわたって、ガス量と空気量は
比例的にi′iJ′変制御され、かつ燃焼量があらかじ
め定められた設定値以下の領域では、前記可変ガス絞り
の絞り開度か小さい方に切換わり、空気比が増大した状
態で制律1される。
したがって、前記差圧検出手段等の’+If’J ff
1ll誤差により特に低燃焼領域で、空気比が急減少す
る状態を改善できる。よって燃焼用・可変範囲を従来と
同一に考えた場合には、空気比を低く設定できるので、
熱動率の高いしかも燃焼騒音の低い燃焼装置の実現を1
1能にするものである。
(2) さらに、低燃焼n1の領域においては、フ1′
圧検出手段の一定誤差の正負に拘らず空気比か増大する
ように制御されるので、燃焼機器の耐風性能を向上でき
るという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の燃焼制御装置の構成図、第2図及び第3
図はその動作説明図第4図は本発明のガス燃焼制御装置
の一実施例を示す構成図、第5図は同装置を構成してい
る圧力比例弁の電流、圧力、流−hlの13!J係を示
した4+性図、第6図VJ同装「′)′のガスh1と空
気h1の関係を示した4、+f性図、第7図は同装置1
゛qのガスmと空気比の関係を示した特性図である。 1・・・ガス側通路、2・・・ガスR1″調節手段、3
・・・可変ガス絞り、4・・・空気側通路、5・・・送
風機、6・・・固定空気絞り、7・・・混合部、8・・
・バーナ、9・・・iρ厘検田手段、1o・・・空気h
11重部手段、13・・・電気器部1部。 代理人の氏名 弁用1士 中 尾 敏 男 ほか1名q
6 第1図 第2図 第3図 (03) 第4図 第5図 c 、1 136図 A 第7図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ガス側通路にはガス量調節手段と可変ガス絞り
    を配設し、空気側通路には燃焼用空気を供給する送風機
    と固定空気絞りを配設して、それぞれの下流側を混合部
    で合流してバーナに導ひくと共に、前記ガス量調節手段
    と前記可変ガス絞りの聞の圧力と、10記送風機と前記
    固定空気絞りの間の圧力との差を検出する差圧検出手段
    を具備し、更に前記送風機を制御する空気量調節手段と
    、燃焼量があらかしめ定められた設定値以下の領域で調
    節されるように構成した前記af変ガス絞りおよび前記
    ガスIJ+’、 11.1j節手段の両方を制御する電
    気制御部を備えたガス燃焼制御装置。
  2. (2)可変ガス絞りを無段階に調節できる構成とした特
    許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。
  3. (3) 可変ガス絞りを段階的に調節できる構成とした
    特許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。
  4. (4)可変ガス絞りを制御する電気制御部に時限機能を
    内蔵させた特許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装
    置。
JP58133440A 1983-07-20 1983-07-20 ガス燃焼制御装置 Pending JPS6026219A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003514212A (ja) * 1999-11-09 2003-04-15 メグテック・システムズ・インコーポレーテッド バーナーの空燃比を調整する方法及び装置
JP2013142478A (ja) * 2012-01-06 2013-07-22 Toho Gas Co Ltd ガスバーナの燃焼制御装置
EP4170235A1 (de) * 2021-10-20 2023-04-26 ebm-papst Landshut GmbH Verfahren zur auswertung einer von einem sensor erfassbaren instationären druckdifferenz an einer gastherme sowie zugehörige gastherme

Cited By (4)

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