JPS649525B2 - - Google Patents

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JPS649525B2
JPS649525B2 JP57158314A JP15831482A JPS649525B2 JP S649525 B2 JPS649525 B2 JP S649525B2 JP 57158314 A JP57158314 A JP 57158314A JP 15831482 A JP15831482 A JP 15831482A JP S649525 B2 JPS649525 B2 JP S649525B2
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JP
Japan
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air
gas
differential pressure
signal
pressure sensor
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JP57158314A
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English (en)
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JPS5946417A (ja
Inventor
Yoshuki Yokoajiro
Hideo Uematsu
Takeshi Natsumeda
Yoshio Yamamoto
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57158314A priority Critical patent/JPS5946417A/ja
Publication of JPS5946417A publication Critical patent/JPS5946417A/ja
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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
    • F23N1/10Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water and with air supply or draught
    • 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
    • F23N5/188Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using mechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/02Measuring filling height in burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2225/04Measuring pressure
    • 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
    • F23N2900/00Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05181Controlling air to fuel ratio by using a single differential pressure detector

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

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(以下単に空気量とい
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燃
焼制御装置に関する。
従来例の構成とその問題点 従来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方
式)がよく知られている。すなわち送風機1によ
り送られた空気は空気絞り2を経て混合部3へ、
ガスは均圧弁4、ガス絞り5を経て混合部3へ入
り空気とガスが混合され、バーナ6へ導かれて燃
焼する。
均圧弁4の背圧空7には空気絞り2の上流の圧
力が導かれており、均圧弁4は均圧弁出口の圧力
を背圧室7の圧力と等しくなる様に自動調節す
る。ここで空気絞りの上流の圧力をPA、空気量
をQGガス絞りの上流の圧力をPG、ガス量をQG
混合部の圧力をPMとすると、空燃比QA/QG (K1,K2はそれぞれ空気絞り、ガス絞りによ
つて決まる定数。) の関係がある。
均圧弁が理想的にPG=PAに調節できれば となり、QAを変化させても空燃比は常に一定と
なるはずである。しかし均圧弁はダイアフラム8
でPAとPGとの差圧を受けて弁9を機械的に動か
すものであるから、ダイアフラムの剛性、変位に
伴うダイアフラムの有効面積の変化、弁9が受け
る均圧弁入口圧力の影響等により、必ず圧力調節
誤差△PGを生じる。すなわちPG=PA+△PGであ
るので、 となり、圧力調節誤差による空燃比の変動はPA
−PMの値が小さくなるほど大きくなる。図2は
圧力調節誤差△PGを一定にして空気量を可変し
た時の空燃比の変化を示したものである。QA
QMの大きさはQAの2乗の関係にあるため、空気
量の少ない領域で空燃比が急激に変化するのであ
る。
したがつて、空燃比誤差を一定の範囲内に保ち
ながら燃焼量調節比を大きくとろうとすれば、
PA−PMの値を大きくするか、△PGを小さくしな
ければならない。
一方、家庭用のガス燃焼器として給湯用あるい
は暖房用の用途では燃焼量調節比が1/5ないし1/1
0程度必要である。そのためにPA−PGを大きくす
ると送風機がきわめて大きくなるだけでなく、供
給圧の低い都市ガス等ではPAがガス供給圧より
高くなり実現不可能である。また、△PGを小さ
くするにも均圧弁の大きさから限度があり、経時
変化の影響、調整の困難であるなど、家庭用燃焼
機器への適用は難しかつた。
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、燃焼量調
節比が大きく、かつ空燃比安定性の良いガス燃焼
制御装置を提供することを目的とする。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、混合部上
流の空気絞り及びガス絞りのそれぞれの上流側の
間の圧力差を検出する差圧センサーとガス比例制
御弁と空気量調節手段と機器運転停止時の差圧セ
ンサー信号を記憶する零差圧信号メモリーを設け
たものである。この構成によつて、機器運転時に
は差圧センサーの出力信号と前記零差圧メモリー
の値とを比較してガス比例制御弁または空気量調
節手段のいずれかを制御し、差圧センサーの誤差
に左右されずに高精度にPAとPGを等圧化できる
という作用を有する。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第2図、第3図を用
いて説明する。尚、図中において第1図と同一部
品については同一番号を付している。
第2図は本発明の一実施例の構成図である。図
において、1は送風機でここでは回転数制御によ
り空気量調節機構を構成している。送風機からの
空気通路に空気絞り2が設けられ、その下流に混
合部3が接続されている。ガス通路にはガス比例
制御弁11とその下流にガス絞り5が設けられ、
ガス絞りの下流に前記混合部3が接続される。混
合部3から混合気はバーナ6へ供給され、熱交換
器12で水を加熱する。熱交換器の出口に設けら
れた温度センサ13の信号と温度設定器14の信
号とが比較され比例弁コントローラ15で増幅・
演算処理され比例弁電流開閉接点16を経てガス
比例制御弁11に接続される。差圧センサ17に
は、空気絞り2の上流の圧力PAとガス絞り5の
上流の圧力PGとが導かれ、その信号は切替接点
18を経て、スイツチ18の常閉側に零差圧信号
メモリー19が接続され、スイツチ18の常開接
点を経た差圧信号と零差圧信号メモリー20の出
力信号とが送風機コントローラ21で増幅・演算
処理され送風機開閉接点を経て送風機1に接続さ
れる。熱交換器12に至る水回路には流量スイツ
チ22が設けられその信号によつて前記差圧信号
切替スイツチ18と比例弁電流開閉接点16と送
風機開閉接点19とが駆動される。
上記構成において、熱交換器12への水の供給
が停止している時は差圧センサ17の信号は零差
圧信号メモリ20に導かれている。この時接点1
6及び接点19が開いており、送風機1は停止し
ガス比例制御弁は閉じられており空気及びガスの
供給が停止されるので差圧センサー17に導かれ
た圧力PAとPGは混合部3で連通され等圧になつ
ている。
水が供給され流量スイツチ22がオンすると、
それに連動した切替スイツチ18がオンし零差圧
信号メモリーはスイツチ18がオンする直前の差
圧センサーの出力信号を記憶する。同時に接点1
6、接点19が閉じられ機器の運転が開始され
る。温度センサ13の信号が温度設定器14の信
号と一致する様にガス比例制御弁11がコントロ
ールされ負荷に応じて燃焼量が自動調節され出湯
温度が一定に保たれる。同時に差圧センサー17
の出力信号と零差圧信号メモリー20の出力信号
とが比較され一致する様に送風機コントローラ2
1により演算処理されて送風機1の回転数が調節
される。送風機コントローラ21には積分演算要
素が含まれており、差圧センサーの出力信号と零
差圧信号メモリーの出力信号とを定常偏差なく完
全に一致されることができる。第3図に差圧セン
サ17の印加差圧対出力電圧特性の一例のグラフ
を示す。横軸が差圧PA−PG、縦軸が出力電圧を
示す。差圧が零で出力電圧が零となるAが理想特
性であるが、温度の影響、センサー部の電源電圧
変効の影響、経時変化等があり例えばBの特性と
なり差圧零の時Vbの出力電圧が残る。本実施例
においては運転開始直前の差圧センサ出力Vbを
記憶し運転時の差圧センサー出力をVbに一致さ
せるため、差圧センサーの特性がBとなつても
PA−PGの誤差は発生しない。また差圧センサー
のバラツキについても同様な効果がある。また本
実施例では水の供給の発停の毎に補正動作が行な
われるため、短時間の給湯を繰り返す家庭用とし
て特に有効である。
これにより、高精度な差圧センサーを用いずに
高精度なPAとPGの均圧化が達成でき、高精度の
空燃比制御ができ、従来例の欠点を解消した燃焼
量調節比の大きいコンパクトな燃焼制御装置を容
易に実現できるという効果がある。
次に本発明の他の実施例を第4図を用いて説明
する。第4図において前記実施例と異なる点は、
流量スイツチの代りに、機器の電源スイツチ31
と電源スイツチ31の投入より一定時間遅れてオ
ンになる遅延回路32の出力で、差圧信号切替ス
イツチ18と比例弁電流開閉接点16と送風機開
閉接点19とを駆動する様構成したことである。
この構成によれば、機器の電源スイツチ31を投
入後、空気及びガスを供給を始める前に差圧零時
の差圧センサ17の出力信号を零差圧信号メモリ
ー20に記憶することにより前記実施例と同様に
差圧センサーの誤差に影響されないPAとPGの均
圧化ができる。本実施例によれば、暖房機器の様
に長時間連続使用される用途に対して有効であ
る。
以上の実施例は、負荷に応じてガス供給量を増
減し、そのガス量に応じて差圧を零とするよう空
気量を増減するガス量先導型の構成になつている
が、負荷に応じて空気量を増減し、その空気量に
応じて差圧を零とするようガス量を増減するガス
先導型の構成にしても全く同様の効果を得られる
ものである。また、零差圧信号メモリーは、電圧
信号のまま保持するアナログメモリーでも、差圧
信号をA/D変換してデジタルメモリーに記憶す
るものでも良い。特に後者は、マイクロコンピユ
ータを利用して簡単に制御でき、長時間の記憶に
適している。
発明の効果 以上のように本発明の燃焼制御装置によれば、
次の効果が得られる。
送風機と空気量調節手段と空気通路の空気絞り
と、ガス通路にガス量調節手段とガス絞りとを有
し空気絞りの下流とガス絞りの下流を混合部にて
合流させ、空気絞りの上流の圧力とガス絞りの上
流の圧力との圧力差に応じた電気信号を出力する
差圧センサーと、空気及びガスの供給を発停する
手段と、それに連動して空気、ガス停止時の差圧
センサーの出力信号を記憶する信号記憶回路とを
有し、空気・ガス供給時には差圧センサーの出力
信号が信号記憶回路の記憶値と一致する様に空気
量調節手段又はガス量調節手段のいずれかを制御
するよう構成したので、差圧センサーのバラツ
キ・変動による誤差の影響をキヤンセルして空気
絞りの上流とガス絞りの上流との差圧を高精度に
等圧化する作用を有する。したがつて空気絞りの
前後の発生差圧を小さくできるので送風機を小型
にできる。差圧センサーは精度、安定度を要求さ
れないので低コストにでき、また零点調節も不要
になる。よつて燃焼量調節範囲が大きく、空燃比
安定性が良く、コンパクトな燃焼制御装置を安価
に提供できる。
【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
は本発明の一実施例を示す構成図、第3図は本発
明の一実施例の差圧センサの特性を示すグラフ、
第4図は本発明の第2の実施例を示す構成図であ
る。 1……送風機、2……空気絞り、3……混合
部、5……ガス絞り、6……バーナ、11……ガ
ス比例制御弁、16……比例弁電流開閉接点、1
9……送風機開閉接点、20……零差圧信号メモ
リー、22……流量スイツチ、31……電源スイ
ツチ、32……遅延回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 燃焼用空気を供給する送風機と、空気量調節
    手段と空気通路の空気絞りと、ガス通路にガス量
    調節手段とガス絞りと、空気絞りとガス絞りの下
    流を合流し空気とガスを混合する混合部と、空気
    絞りの上流と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センサと、空気及びガス
    の供給を発停する手段と、停止手段に連動して空
    気・ガス停止時の差圧センサー出力を記憶する信
    号記憶回路とを有し、空気・ガス供給時には差圧
    センサーの信号と信号記憶回路の記憶値とを比較
    して空気量調節手段又はガス量調節手段のいずれ
    かを制御する構成とした燃焼制御装置。 2 被加熱体の供給を検知する手段を有し、検知
    信号により空気及びガス供給発停手段を駆動し、
    かつ信号記憶回路を連動させた特許請求の範囲第
    1項記載の燃焼制御装置。 3 機器の運転を発停する電源スイツチと電源ス
    イツチのオンから一定時間遅れてオンする遅延回
    路とを有し、遅延回路の出力信号により空気及び
    ガス供給発停手段を駆動し、かつ信号記憶回路を
    連動させた特許請求の範囲第1項記載の燃焼制御
    装置。
JP57158314A 1982-09-10 1982-09-10 燃焼制御装置 Granted JPS5946417A (ja)

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JPS5946417A JPS5946417A (ja) 1984-03-15
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FR2875289B1 (fr) * 2004-09-14 2006-11-10 Theobald Sa Sa A Procede pour la regulation du rapport air/gaz d'un bruleur et bruleur mettant en oeuvre ce procede
KR100599170B1 (ko) 2005-04-29 2006-07-12 주식회사 경동네트웍 풍압센서를 이용한 공연비 제어 보일러 및 그것의 공연비제어방법

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JPS5946417A (ja) 1984-03-15

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