JPS6080018A - ガス燃焼制御装置 - Google Patents

ガス燃焼制御装置

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JPS6080018A
JPS6080018A JP58187885A JP18788583A JPS6080018A JP S6080018 A JPS6080018 A JP S6080018A JP 58187885 A JP58187885 A JP 58187885A JP 18788583 A JP18788583 A JP 18788583A JP S6080018 A JPS6080018 A JP S6080018A
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、負荷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、特に家庭用機器に用いられ
る高負荷ガスバーナの燃焼制御装置に関する。
従来例の構成とその問題点 従来のとの種の高負荷ガスバーナの燃焼制御装量として
第1図に示す均圧弁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
f)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U合ガスはバーナ6
で燃焼する。ここで均圧弁4の背圧室7には空気絞り2
の上流の圧力PAが導3 ページ かれており、均圧弁4はその出ロガス圧PG企PAとほ
ぼ等しく調節する。
以上の構成において送風機1の回転数を調節して空気量
を増減するとPAの圧力が変化し、均圧弁4はPGをP
Aとほぼ等しく保つ。従って、空気絞り2どガス絞り5
のそれぞれに加わる圧力差が常に等しくなり空気絞り2
とガス絞りのそれぞれの流量係数で決まる一定の空燃比
に保たれる。
しかし均圧弁4はPAとPGの圧力差を受けて機械式弁
を動かす構造のため、操作力を得るためには必ず差圧が
必要であり、PAとPGを完全に一致させることばでき
ない。さらにガス供給圧力の変化、均圧弁構成部品の経
時変化等の影響もあり高精度化は難しい。高精度化のた
めには、均圧弁4を大型化して受圧面積を大きくすれば
良いが、機器の大型化、コノ1−J−昇を招き、家庭用
機器には適用できない。
また燃焼量変更時、空気量の変化が生じて圧力差が生じ
てからガス量を変化させる動作が始まるため急激な変化
に応答できず、過渡的な空燃比の変化か大きい。また前
述の均圧弁大型化による高精度化は、均圧弁可動部の質
量を増すことになりさらに応答を遅くすることになり、
高精度化と高速応答性は相反するものであった。
発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、送風機や
弁装置を大型化することなく空燃比調節精度金高めると
ともに、燃焼量調節、空燃比調節の応答性を高め過渡安
定性のすぐれたガス燃焼制御装置を提供するものである
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、空気通路に送風機
と空気量調節手段と空気絞りとを、ガス通路にガス量調
節手段とガス絞りとをそれぞれ設け、空気絞りの下流と
ガス絞りの下流とを合流する混合部と、空気絞りの上流
どガス絞りの上流との圧力差に応じた電気信号を発生す
る差圧検出器を設け、燃焼量演算回路によりバ〜すの負
荷に応じて算出される燃焼量調節信号により前記ガス量
調節手段を制御し、前記燃焼量調節信号より演算5ペー
ジ した必要空気量信号と前記差圧検出器の差圧信号を演算
した空気量補正信号とを加算した制御信号で空気量調節
手段を制御するよう空燃比制御回路とで構成したもので
ある。
この構成によって、燃焼量調節信号によりガス量調節手
段が駆動され所定のガス量が供給されると同時に、燃焼
量調節信号より得られる必要空気量信号が空気量調節手
段に加えられ、概略の必要空気量が直ちに供給され、そ
の後差圧検出器の出力を演算した空気量補正信号が加算
され、空気絞りとガス絞りの上流の圧力差を無くし、空
燃比を一定に保つよう作用する。
実施例の説明 以下本発明の一実施例を第2図、第3図、第4図を用い
て説明する。
第2図において、空気通路には送風機1とその下流に空
気絞り2が、ガス通路にはガス比例制御弁8とその下流
にはガス絞り5が、空気絞!l12とガス絞p5の下流
に空気とガスを混合する混合部3が設けられ、混合部3
にはバーナ6が接続され6ペーご る。空気絞り2の」1流の圧力PAとガス絞りの上流の
圧力PGはそれぞれ差圧検出器9に導かれる。
被加熱体である水を加熱する熱交換器10の出口には温
度検出器11が設けられ、温度検出器11の温度信号は
温度設定回路12の温度設定信号13と比較され、その
差が燃焼量演算回路14で演算され、その出力すなわち
、燃焼量調節信号15は比例弁駆動回路16を経てガス
比例制御弁8を駆動する。
空燃比制御回路101において、燃焼量調節信号15は
分岐されて空気量演算回路17に導かれ必要空気量信号
18が得られる。一方、差圧検出器9の差圧信号19は
、積分演算回路20、振幅制限回路21を経て、空気量
補正信号22が得られる。必要空気量信号18と空気量
補正信号22とは加算され回転数調節回路23へ導かれ
る。回転数調節回路23はその入力信号に比例して送風
機1のモータの回転数を調節し空気量調節手段を構成し
ている。
上記の構成において、温度検出器11の信号は7 ぺ−
゛ 温度設定信号13と比較されその差が燃焼量演算回路1
4でPID演算され必要燃焼量を与える燃焼量調節信号
15が得られる。燃焼量調節信号15は比例弁駆動回路
16で増振されガス比例制御弁8の電磁コイルに燃焼量
調節信号15に比例した電流が供給される。ガス比例制
御弁8の電流と供給ガス量の関係は概略比例する。燃焼
量調節信号15は空気量演算回路17にも導かれ、ここ
で一定比率で増幅又は分圧され燃焼量調節信号15に比
例した必要空気量信号18を得る。
第3図において、24は燃焼量調節信号と必要空気量信
号の関係図である。必要空気量信号18は回転数調節回
路23に加えられ送風機1は必要空気量信号18に比例
した回転数となる。送風機1の回転数対空気量の特性は
空気通路の抵抗変動がなければ、概略比例関係にあり、
したがって以上の動作で空燃比は概略一定に保たれる。
しかし、ガス比例制御弁8の電流対ガス量特性、送風機
1の回転数対空気量特性双方の非直線性、ドリフトなど
で空燃比は正確には一定とならず、したがって空気絞り
2及びガス絞り5のそれぞれの両端に発生する差圧が異
なるため、PG←PAとなり、差圧検出器9に差圧信号
が発生する。差圧信号19は積分演算回路20で積分演
算をされ、さらに振幅制限回路21でその出力信号の変
化幅が規制されて空気量補正信号22が得られる。空気
量補正信号22は前述の必要空気量信号18と加算され
回転数調節回路23に加えられる。すなわち差圧信号1
9が零になるまでフィードバック制御される。第3図に
おいて、矢印25の範囲が振幅制限された空気量補正信
号の変化幅であり、第3図の斜線で示された範囲が回転
数調節回路23の入力信号となる。
第4図において26は燃焼量調節信号15、nは回転数
調節回路23の入力信号のそれぞれの時間に対する変化
の例である。今、時刻t1からt2で燃焼量調節信号が
点27から点28まで増加すると回転数調節回路の入力
信号は同時に点29から点30まで増加し、ガス量の増
加と同時に空気量の増加が行なわれる。同図において、
31は差9 ページ 圧信号19の時間的変化を示すもので、時刻t2で一定
空燃比は対して空気量不足となっているとすればPG>
PAとなり、差圧信号は第4図の点32のように正の値
が発生する。差圧信号は積分され、回転数調節回路23
の入力を同図の点30から増加させ、送風機1の回転数
を増して時刻t3でPG=PAとなり、所定の空燃比で
安定する。同図の33が時刻t3における空気量補正信
号22の値である。
以上の作用で、燃焼量調節信号15の変化すなわちガス
量の変化と同時に、回転数調節信号を得ることができる
ので、ガス量の急激な変化に対して空気量を高速に対応
させることができる。さらに差圧検出器9と積分演算回
路20により、PGとPAが完全に等しくなるまで送風
機1の回転数を補正できるため、ガス比例制御弁8、送
風機1の非直線性、ドリフト等を吸収して空燃比を高精
度に一定に制御できる。また、ガス比例制御弁の電流対
ガス量特性及び送風機の回転数対空気量特性が概略比例
関係にあり、空気量補正信号22の10 ページ 変化範囲を必要空気量信号18の大きさよりも小さく規
制することにより、過渡的な空燃比の変動を小さくし安
定性を高めるとともに、比例積分演算回路20の積分要
素の積分値を小さく抑えて、燃焼量の変化時に、積分初
期値による遅れを最小限に抑えることができる。
発明の効果 以上のように、本発明のガス燃焼制御装置によれば、次
の効果が得られる。
空気通路に送風機と空気量調節手段と空気絞りと、ガス
通路にガス量調節手段とガス絞りと、前記空気絞りとガ
ス絞りとのそれぞれの上流の間の圧力差を検出する差圧
検出器と、負荷に応じた燃焼量調節信号を発生する燃焼
量演算回路と、燃焼量調節信号によりガス量調節手段を
制御し、前記燃焼量調節信号より演算した必要空気量信
号と前記差圧検出器の差圧信号を演算した空気量補正信
号とを加算した信号で前記空気量調節手段を制御する空
燃比制御回路とで構成したので、(1)燃焼量変更時に
、ガス量調節手段と空気量調1 1 /、、、、−7 節手段が燃焼量調節信号により同時に変化させられるた
め、空燃比制御の応答性が速く過渡的な空燃比変化を小
さく抑える。
?)差圧検出器の信号によるフィードバック制御で、空
気絞り上流とガス絞り上流との圧力差を零に保つことが
でき、定常時の空燃比を高精度に制御することができる
(3)上記2つにより、高速応答性を有しかつ高精度な
空燃比の制御ができ、燃焼の安定性、高効率を確保する
すぐれた燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガス燃焼制御装置の構成図、第2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3
図は第2図の実施例の燃焼量調節信号対必要空気量信号
、空気量補正信号の特性図、第4図は第2図の実施例の
燃焼量調節信号、回転数調節信号、差圧信号の時間的変
化を示す特性図である。 1・・・・・・送風機、2・・・・・・空気絞り、3・
・・・・・混合部、特開”UGD−80018(4) 5・・・・・・ガス絞り、6・・・・・・バーナ、8・
・・・・・ガス比例制御弁、9・・・・・・差圧検出器
、14・・・・・・燃焼量演算回路、15・・・・・・
燃焼量調節信号、17・・・・・・空気量演算回路、1
8・・・・・・必要空気量信号、20・・・・・・積分
演算回路、21・・・・・・振幅制限回路、22・・・
・・・空気量補正信号、23・・・・・・回転数調節回
路、10f・・・空燃比制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 再2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空気通路に設けた送風機と空気量調節手段と空気
    絞りと、ガス通路に設けたガス量調節手段とガス絞りと
    、前記空気絞りと前記ガス絞りとの下流でガスと空気を
    混合する混合部と、前記空気絞りの上流の圧力と前記ガ
    ス絞りの上流の圧力との差圧に応じた電気信号を発生す
    る差圧検出器と、バーナの負荷に応じた燃焼量調節信号
    を算出する燃焼量演算回路と、前記燃焼量調節信号によ
    り前記ガス量調節手段を制御し、前記燃焼量調節信号よ
    シ演算した必要空気量信号と前記差圧検出器の差圧信号
    を演算した空気量補正信号とを加算した信号で前記空気
    量調節手段を制御する空燃比制御回路とで構成したガス
    燃焼制御装置。
  2. (2)差圧検出器の差圧信号を積分要素を含んで演算し
    空気量補正信号を得る積分演算回路と、空気量補正信号
    の変化範囲を、必要空気量信号の太き2ペジ さよりも小さく規制するよう振幅制限回路を有する空燃
    比制御回路で構成した特許請求の範囲第1項記載のガス
    燃焼制御装置。
JP58187885A 1983-10-06 1983-10-06 ガス燃焼制御装置 Granted JPS6080018A (ja)

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JPH0158411B2 JPH0158411B2 (ja) 1989-12-12

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999063273A1 (de) * 1998-06-02 1999-12-09 Honeywell B.V. Regeleinrichtung für gasbrenner
US6537060B2 (en) 2001-03-09 2003-03-25 Honeywell International Inc. Regulating system for gas burners
KR100805040B1 (ko) * 2001-12-26 2008-02-20 주식회사 포스코 가변 비례대를 도입한 보일러의 분산형 중유 공급제어방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5560172A (en) * 1978-10-31 1980-05-07 Daido Steel Co Ltd Apparatus for controlling air*fuel ratio for combustion furnace

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