JPH0159495B2 - - Google Patents
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- JPH0159495B2 JPH0159495B2 JP56205857A JP20585781A JPH0159495B2 JP H0159495 B2 JPH0159495 B2 JP H0159495B2 JP 56205857 A JP56205857 A JP 56205857A JP 20585781 A JP20585781 A JP 20585781A JP H0159495 B2 JPH0159495 B2 JP H0159495B2
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- Japan
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/082—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems 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)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は湯沸器等の燃焼機器の燃焼制御装置
の改良に関する。
の改良に関する。
近年、湯沸器として、熱交換器からの出湯温度
を検出するとともに、任意に設定される目標温度
との偏差から所定の制御量をPID演算を行なつて
求め、この制御量に従つて燃料供給路に設けられ
た流量制御弁の弁開度を調整し、バーナでの燃焼
状態を低出湯量では低燃焼に、高出湯量では高燃
焼になるように制御することにより、使用湯温や
水温変化に関係なく湯温を目標温度に保持するよ
う動作する燃焼制御装置を備えたものが出現して
いる。
を検出するとともに、任意に設定される目標温度
との偏差から所定の制御量をPID演算を行なつて
求め、この制御量に従つて燃料供給路に設けられ
た流量制御弁の弁開度を調整し、バーナでの燃焼
状態を低出湯量では低燃焼に、高出湯量では高燃
焼になるように制御することにより、使用湯温や
水温変化に関係なく湯温を目標温度に保持するよ
う動作する燃焼制御装置を備えたものが出現して
いる。
このように、この種の湯沸器は、検出温度が設
定温度と一致するようにフイードバツク制御が行
なわれるから、従来広く用いられている燃焼状態
が一定か段階的にしか切換えられない湯沸器とは
異なり、水温や出湯量の変化に拘わらず常に希望
する温度の湯が得られるという大きな効果があ
り、省エネルギーを指向したものである。
定温度と一致するようにフイードバツク制御が行
なわれるから、従来広く用いられている燃焼状態
が一定か段階的にしか切換えられない湯沸器とは
異なり、水温や出湯量の変化に拘わらず常に希望
する温度の湯が得られるという大きな効果があ
り、省エネルギーを指向したものである。
ところが、従来の燃焼制御装置においては、上
記偏差に基づいて制御しているのはバーナへの燃
料供給量のみであつて、燃焼空気の供給に関して
はバーナでの燃焼状態に拘わらず常に一定量の燃
焼空気をフアンモータによつて供給するようにし
ているから、燃焼空気の供給量に過不足が生じ燃
焼効率を悪くしており、省エネルギーを指向して
PID制御を導入した意義が損われている。
記偏差に基づいて制御しているのはバーナへの燃
料供給量のみであつて、燃焼空気の供給に関して
はバーナでの燃焼状態に拘わらず常に一定量の燃
焼空気をフアンモータによつて供給するようにし
ているから、燃焼空気の供給量に過不足が生じ燃
焼効率を悪くしており、省エネルギーを指向して
PID制御を導入した意義が損われている。
そこで、空燃比の整合を図り燃焼効率を改善す
るにはフアンモータの回転速度をも上記制御量、
つまりPID演算回路の出力信号でもつて制御して
やれば良く、そのためにはフアンモータの回転速
度を段階的に切換える切換手段と、PID演算回路
の出力レベルに応じて切換手段に切換信号を出力
する制御手段とを設けることが考えられる。
るにはフアンモータの回転速度をも上記制御量、
つまりPID演算回路の出力信号でもつて制御して
やれば良く、そのためにはフアンモータの回転速
度を段階的に切換える切換手段と、PID演算回路
の出力レベルに応じて切換手段に切換信号を出力
する制御手段とを設けることが考えられる。
周知のように、PID演算回路は第1図aに示す
偏差信号のステツプ入力に対し、第1図bに示す
ように偏差に比例した信号A、偏差を積分した信
号B及び偏差の変化速度を微分した信号Cを合成
した信号Dを出力する。従つて、このような構成
を採用する場合に問題となるのはPID演算回路の
出力信号に微分信号が含まれていることである。
つまり、上記制御手段はPID演算回路の出力信号
のレベルに応じて切換信号を作成するから、当然
にこの微分信号にも応答して切換信号が出力され
る。ところが、フアンモータには慣性があるか
ら、この微分信号に応答する切換信号は単に切換
手段の接点を開閉させるだけであり、このときの
切換信号は接点寿命を浪費させる結果になる。こ
のことは燃焼制御装置自体の寿命や信頼性に悪影
響を与えることが想定される。
偏差信号のステツプ入力に対し、第1図bに示す
ように偏差に比例した信号A、偏差を積分した信
号B及び偏差の変化速度を微分した信号Cを合成
した信号Dを出力する。従つて、このような構成
を採用する場合に問題となるのはPID演算回路の
出力信号に微分信号が含まれていることである。
つまり、上記制御手段はPID演算回路の出力信号
のレベルに応じて切換信号を作成するから、当然
にこの微分信号にも応答して切換信号が出力され
る。ところが、フアンモータには慣性があるか
ら、この微分信号に応答する切換信号は単に切換
手段の接点を開閉させるだけであり、このときの
切換信号は接点寿命を浪費させる結果になる。こ
のことは燃焼制御装置自体の寿命や信頼性に悪影
響を与えることが想定される。
この発明はこのような問題点に着目されたもの
で、その目的とするところは、燃焼制御装置自体
の寿命や信頼性に悪影響を与えることなくフアン
モータの回転速度を燃焼状態に応じて可変できる
燃焼制御装置を提供することである。
で、その目的とするところは、燃焼制御装置自体
の寿命や信頼性に悪影響を与えることなくフアン
モータの回転速度を燃焼状態に応じて可変できる
燃焼制御装置を提供することである。
この発明は上記目的を達成するため、温度セン
サと目標温度設定器とから偏差信号を発生する偏
差検出回路と、この偏差検出回路の出力に基づき
比例積分演算を行なう比例積分回路と、上記偏差
検出回路の出力に基づき微分演算を行なう微分回
路と、これら比例積分回路と微分回路の出力の和
に応答して作動し、バーナへの燃料供給量を調整
する流量制御弁を駆動する弁駆動回路と、バーナ
に燃焼空気を供給するフアンモータの回転速度を
段階的に切換えるスイツチング素子と、上記比例
積分回路の出力を複数段階にレベル弁別し、この
弁別出力でもつて上記スイツチング素子を動作さ
せ、上記フアンモータの回転速度を段階的に変化
させるフアンモータ速度制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
サと目標温度設定器とから偏差信号を発生する偏
差検出回路と、この偏差検出回路の出力に基づき
比例積分演算を行なう比例積分回路と、上記偏差
検出回路の出力に基づき微分演算を行なう微分回
路と、これら比例積分回路と微分回路の出力の和
に応答して作動し、バーナへの燃料供給量を調整
する流量制御弁を駆動する弁駆動回路と、バーナ
に燃焼空気を供給するフアンモータの回転速度を
段階的に切換えるスイツチング素子と、上記比例
積分回路の出力を複数段階にレベル弁別し、この
弁別出力でもつて上記スイツチング素子を動作さ
せ、上記フアンモータの回転速度を段階的に変化
させるフアンモータ速度制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第2図はこの発明に係る燃焼制御装置を備えた
湯沸器の基本構成を示す図である。
湯沸器の基本構成を示す図である。
同図において、湯沸器の本体1内のバーナ2に
至る燃料供給経路には燃料の供給を入・切する電
磁切換弁3、ガバナ4及び燃料流量を調整する流
量制御弁5が配設され、バーナ2に関連して点火
火花を発生する点火器6と、点火動作によつて正
常に着火したかどうかを検出する炎検出器7が設
けられ、また正常な着火に至らなかつた場合等の
異常時に警報を発する警報器8を備えている。そ
して、熱交換器9に至る水入口には熱交換器9内
を通過する水流を検出するフロースイツチ10
が、また出湯口側には出湯温度を検出するサーミ
スタ等の温度センサ11がそれぞれ設けられてい
る。また、本体1の上部開口部にはフアンモータ
12が設けられ、このフアンモータ12の回転起
動したことが風圧スイツチ13で検出される。
至る燃料供給経路には燃料の供給を入・切する電
磁切換弁3、ガバナ4及び燃料流量を調整する流
量制御弁5が配設され、バーナ2に関連して点火
火花を発生する点火器6と、点火動作によつて正
常に着火したかどうかを検出する炎検出器7が設
けられ、また正常な着火に至らなかつた場合等の
異常時に警報を発する警報器8を備えている。そ
して、熱交換器9に至る水入口には熱交換器9内
を通過する水流を検出するフロースイツチ10
が、また出湯口側には出湯温度を検出するサーミ
スタ等の温度センサ11がそれぞれ設けられてい
る。また、本体1の上部開口部にはフアンモータ
12が設けられ、このフアンモータ12の回転起
動したことが風圧スイツチ13で検出される。
また、この湯沸器の出湯温度が一定となるよう
に制御する燃焼制御装置14は燃焼シーケンス制
御回路15と湯温制御回路16でもつて構成さ
れ、燃焼シーケンス制御回路15には電磁切換弁
3、点火器6、炎検出器7、警報器8、フロース
イツチ10及び風圧スイツチ13等の各要素が接
続されている。また、湯温制御回路16には流量
制御弁5、温度センサ11及び温度設定器17等
の各要素が接続され、そして上記フアンモータ1
2は燃焼シーケンス制御回路15と湯温制御回路
16にそれぞれ接続されている。
に制御する燃焼制御装置14は燃焼シーケンス制
御回路15と湯温制御回路16でもつて構成さ
れ、燃焼シーケンス制御回路15には電磁切換弁
3、点火器6、炎検出器7、警報器8、フロース
イツチ10及び風圧スイツチ13等の各要素が接
続されている。また、湯温制御回路16には流量
制御弁5、温度センサ11及び温度設定器17等
の各要素が接続され、そして上記フアンモータ1
2は燃焼シーケンス制御回路15と湯温制御回路
16にそれぞれ接続されている。
この湯温制御回路16は温度センサ11による
検出温度信号と目標温度設定器17による目標温
度とから偏差信号を発生する偏差検出回路18
と、この偏差信号に基づき比例積分演算を行なう
比例積分回路19と、上記偏差信号に基づき微分
演算を行なう微分回路20と、これら比例積分回
路19と微分回路20の出力の和に応答して作動
し、上記流量制御弁5の弁開度を所定の開度に調
整する弁駆動回路21と、上記比例積分回路19
の出力を複数段階にレベル弁別し、フアンモータ
12の回転速度を切換えるスイツチング素子22
を動作させ、フアンモータ12の回転速度を段階
的に変化させるフアンモータ速度制御回路23と
で構成されている。
検出温度信号と目標温度設定器17による目標温
度とから偏差信号を発生する偏差検出回路18
と、この偏差信号に基づき比例積分演算を行なう
比例積分回路19と、上記偏差信号に基づき微分
演算を行なう微分回路20と、これら比例積分回
路19と微分回路20の出力の和に応答して作動
し、上記流量制御弁5の弁開度を所定の開度に調
整する弁駆動回路21と、上記比例積分回路19
の出力を複数段階にレベル弁別し、フアンモータ
12の回転速度を切換えるスイツチング素子22
を動作させ、フアンモータ12の回転速度を段階
的に変化させるフアンモータ速度制御回路23と
で構成されている。
第3図は上記湯温制御回路の具体的構成を示す
図であり、偏差検出回路18は温度センサ11と
目標温度設定器17とを一辺に含むブリツジ回路
からなり、このブリツジ回路の出力がインピーダ
ンス変換回路24を介して比例積分回路19と微
分回路20に入力されている。そして、比例積分
回路19の出力はフアンモータ速度制御回路23
と加算回路25に入力され、また微分回路20の
出力は加算回路25に入力されている。
図であり、偏差検出回路18は温度センサ11と
目標温度設定器17とを一辺に含むブリツジ回路
からなり、このブリツジ回路の出力がインピーダ
ンス変換回路24を介して比例積分回路19と微
分回路20に入力されている。そして、比例積分
回路19の出力はフアンモータ速度制御回路23
と加算回路25に入力され、また微分回路20の
出力は加算回路25に入力されている。
スイツチング素子22はリレーで構成され、こ
の具体的実施例ではフアンモータ12の回転速度
は低燃焼時の低速回転と高燃焼時における高速回
転との2段階にその接点を切換えることで切換え
るようにしてある。
の具体的実施例ではフアンモータ12の回転速度
は低燃焼時の低速回転と高燃焼時における高速回
転との2段階にその接点を切換えることで切換え
るようにしてある。
次に、このように構成された燃焼制御装置を備
えた湯沸器の動作を説明する。今、蛇口が開かれ
て水流がフロースイツチ10で検出されると、こ
れによつて燃焼シーケンス制御回路15が起動さ
れ、フアンモータ12が回転を始める。このフア
ンモータ12の回転による風圧が風圧スイツチ1
3で検出されると、燃焼シーケンス制御回路15
は電磁切換弁3を開く。同時に温度センサ11で
検出された水温と目標温度設定器17による目標
温度との偏差が偏差検出回路18で求められ、こ
れが比例積分回路19と微分回路20に出力され
る。そして、これら比例積分回路19と微分回路
20の出力の和でもつて弁駆動回路21が動作
し、流量制御弁5の弁開度が適宜な開度に調整さ
れてバーナ2に所定流量の燃料が供給されるか
ら、燃焼シーケンス制御回路15は点火器6を動
作させて点火火花を発生させる。これによりバー
ナ2が正常に着火し、燃焼が開始すると炎検出器
7によつてこれが検出され、着火ミスがあると警
報器8が駆動される。
えた湯沸器の動作を説明する。今、蛇口が開かれ
て水流がフロースイツチ10で検出されると、こ
れによつて燃焼シーケンス制御回路15が起動さ
れ、フアンモータ12が回転を始める。このフア
ンモータ12の回転による風圧が風圧スイツチ1
3で検出されると、燃焼シーケンス制御回路15
は電磁切換弁3を開く。同時に温度センサ11で
検出された水温と目標温度設定器17による目標
温度との偏差が偏差検出回路18で求められ、こ
れが比例積分回路19と微分回路20に出力され
る。そして、これら比例積分回路19と微分回路
20の出力の和でもつて弁駆動回路21が動作
し、流量制御弁5の弁開度が適宜な開度に調整さ
れてバーナ2に所定流量の燃料が供給されるか
ら、燃焼シーケンス制御回路15は点火器6を動
作させて点火火花を発生させる。これによりバー
ナ2が正常に着火し、燃焼が開始すると炎検出器
7によつてこれが検出され、着火ミスがあると警
報器8が駆動される。
一方、フアンモータ速度制御回路23は比例積
分回路19の出力レベルに応じて切換信号をスイ
ツチング素子22に出力するから、フアンモータ
12の回転速度が調節され、バーナ2の上記燃焼
に整合する燃焼空気が供給される。
分回路19の出力レベルに応じて切換信号をスイ
ツチング素子22に出力するから、フアンモータ
12の回転速度が調節され、バーナ2の上記燃焼
に整合する燃焼空気が供給される。
バーナ2が正常に着火し、正常燃焼状態となる
に伴い、熱交換器9における熱交換が進行し、蛇
口から湯が出湯されるが、この湯温は温度センサ
11で検出され、これと目標温度と偏差が再び偏
差検出回路18で求められる。この新しく求めら
れた偏差に基づき比例積分回路19と微分回路2
0は所定の演算を行ない、これらの出力の和でも
つて流量制御弁5は偏差が小さくなるように弁開
度が調整される。
に伴い、熱交換器9における熱交換が進行し、蛇
口から湯が出湯されるが、この湯温は温度センサ
11で検出され、これと目標温度と偏差が再び偏
差検出回路18で求められる。この新しく求めら
れた偏差に基づき比例積分回路19と微分回路2
0は所定の演算を行ない、これらの出力の和でも
つて流量制御弁5は偏差が小さくなるように弁開
度が調整される。
以後、上述した動作が繰り返され、検出湯温が
設定温度に一致するようにフイードバツク制御が
行なわれ、温度が安定した所望の湯が得られると
ともに、燃焼状態に整合した燃焼空気が安定に供
給される。
設定温度に一致するようにフイードバツク制御が
行なわれ、温度が安定した所望の湯が得られると
ともに、燃焼状態に整合した燃焼空気が安定に供
給される。
以上詳細に説明したように、この発明によれ
ば、簡単な構成でもつて燃焼制御装置の寿命や信
頼性を損うことなく燃焼状態に整合する燃焼空気
が供給できるから、燃焼効率を大幅に改善できる
燃焼制御装置を提供することができる。
ば、簡単な構成でもつて燃焼制御装置の寿命や信
頼性を損うことなく燃焼状態に整合する燃焼空気
が供給できるから、燃焼効率を大幅に改善できる
燃焼制御装置を提供することができる。
第1図は偏差信号とPID演算波形を示す概略
図、第2図はこの発明に係る燃焼制御装置を備え
た湯沸器の基本構成図、第3図は燃焼制御装置の
具体的例を示す概略構成図である。 2……バーナ、5……流量制御弁、11……温
度センサ、12……フアンモータ、14……燃焼
制御装置、17……目標温度設定器、18……偏
差検出回路、19……比例積分回路、20……微
分回路、22……スイツチング素子、23……フ
アンモータ速度制御回路。
図、第2図はこの発明に係る燃焼制御装置を備え
た湯沸器の基本構成図、第3図は燃焼制御装置の
具体的例を示す概略構成図である。 2……バーナ、5……流量制御弁、11……温
度センサ、12……フアンモータ、14……燃焼
制御装置、17……目標温度設定器、18……偏
差検出回路、19……比例積分回路、20……微
分回路、22……スイツチング素子、23……フ
アンモータ速度制御回路。
Claims (1)
- 1 温度センサと目標温度設定器とから偏差信号
を発生する偏差検出回路と、この偏差検出回路の
出力に基づき比例積分演算を行なう比例積分回路
と、上記偏差検出回路の出力に基づき微分演算を
行なう微分回路と、これら比例積分回路と微分回
路の出力の和に応答して作動し、バーナへの燃料
供給量を調整する流量制御弁を駆動する弁駆動回
路と、バーナに燃焼空気を供給するフアンモータ
の回転速度を段階的に切換えるスイツチング素子
と、上記比例積分回路の出力を複数段階にレベル
弁別し、この弁別出力でもつて上記スイツチング
素子を動作させ、上記フアンモータの回転速度を
段階的に変化させるフアンモータ速度制御回路と
を備えたことを特徴とする燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205857A JPS58106323A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205857A JPS58106323A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106323A JPS58106323A (ja) | 1983-06-24 |
| JPH0159495B2 true JPH0159495B2 (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=16513856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205857A Granted JPS58106323A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106323A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6076762U (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | 株式会社ノーリツ | 湯沸器の制御装置 |
-
1981
- 1981-12-19 JP JP56205857A patent/JPS58106323A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58106323A (ja) | 1983-06-24 |
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