JPH02223723A - Controller of forced combustion type burning device - Google Patents
Controller of forced combustion type burning deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、燃焼部に形成される炎の温度により空燃比を
検出し、その検出した空燃比が適正な範囲の空燃比を保
つように、燃料の供給量または燃焼用空気量の少なくと
も一方を制御する強制燃焼式燃焼装置の制御装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention detects an air-fuel ratio based on the temperature of a flame formed in a combustion section, and maintains the detected air-fuel ratio within an appropriate range. The present invention relates to a control device for a forced combustion combustion device that controls at least one of the amount of fuel supplied and the amount of combustion air.
[従来の技術]
燃焼部に燃料を供給するとともに、燃焼部に供給された
燃料を完全燃焼させるのに必要な燃焼用の空気を強制的
に燃焼部へ供給して、燃焼部で燃料の燃焼を行う強制燃
焼式の燃焼装置がある。[Prior art] In addition to supplying fuel to the combustion section, combustion air necessary for complete combustion of the fuel supplied to the combustion section is forcibly supplied to the combustion section, and the fuel is combusted in the combustion section. There is a forced combustion type combustion device that performs this.
この強制燃焼式の燃焼装置は、燃焼部に強制的に供給さ
れた燃焼用の空気によって、燃焼部に供給された燃料を
完全燃焼する必要がある。このため、空燃比が空気過剰
(リーン)のある適正な範囲に保たれるように燃料の供
給量、あるいは燃焼用の空気址の少なくとも一方が制御
装置によって制御されている。In this forced combustion type combustion device, the fuel supplied to the combustion section must be completely combusted by the combustion air forcibly supplied to the combustion section. For this reason, at least one of the fuel supply amount and the combustion air space is controlled by the control device so that the air-fuel ratio is maintained within an appropriate range with excess air (lean).
なお、この制御装置ηは、空燃比を検出するために空燃
比検出手段を必要とする。この空燃比検出手段として、
燃焼部に形成される炎の温度がら空燃比を検出するもの
がある。これは、第5図に示すように、はぼ空燃比0.
9で炎の燃焼速度が速く、空燃比が0.9から遠のくに
つれて燃焼速度が遅くなることを利用したものである。Note that this control device η requires an air-fuel ratio detection means to detect the air-fuel ratio. As this air-fuel ratio detection means,
Some devices detect the air-fuel ratio based on the temperature of the flame formed in the combustion section. As shown in FIG. 5, this means that the air-fuel ratio is 0.
This takes advantage of the fact that the combustion speed of the flame is fast at 0.9, and the combustion speed becomes slower as the air-fuel ratio moves away from 0.9.
これは炎の温度を検出した際(理論空燃比よりもリーン
(!lIIで燃焼していると仮定して)、温度が上昇す
るにしたがって空燃比が小さくなり(リッチ側へ移行し
)、逆に温度が下降するにしたがって空燃比が大きくな
る(リーン側へ移行する)ものである。つまり、炎の温
度と燃焼量とを比較することにより、空燃比を検出する
ことができるものである。This is because when the temperature of the flame is detected (leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (assuming combustion is at !lII)), as the temperature rises, the air-fuel ratio decreases (shifts to the rich side), and vice versa. As the temperature decreases, the air-fuel ratio increases (shifts to the lean side).In other words, the air-fuel ratio can be detected by comparing the flame temperature and the amount of combustion.
炎の温度を検出する手段として例えばサーモカップル(
熱電対)を用いたものがある。このサーモカップルは、
空燃比が変化し、炎の温度が変化した際、加熱または冷
却されるのに時間を要する。For example, a thermocouple (
Some use thermocouples. This thermocouple is
When the air-fuel ratio changes and the flame temperature changes, it takes time to heat up or cool down.
同様に、燃焼量が変化した際も、サーモカップルが加熱
または冷却されるのに時間を要する。このため、実際の
燃焼状態の変化とサーモカップルが検出した燃焼状態の
変化との間に時間的な誤xが生じてしまう。Similarly, when the amount of combustion changes, it takes time for the thermocouple to heat up or cool down. Therefore, a time error x occurs between the actual change in the combustion state and the change in the combustion state detected by the thermocouple.
このため、空燃比が変化しなり、燃焼量が変化したりす
ると、実際の燃焼状態と、サーモカップルの検出する燃
焼状態とは異なってしまう。そして、制御装置は、サー
モカップルの検出する実際の燃焼状態とは異なった値に
よって燃料の供給量か、あるいは燃焼用空気の供給量の
少なくとも一方を制御し、空燃比を適正な範囲に保とう
とする。Therefore, if the air-fuel ratio changes and the combustion amount changes, the actual combustion state and the combustion state detected by the thermocouple will differ. The control device then controls at least one of the fuel supply amount or the combustion air supply amount based on a value different from the actual combustion state detected by the thermocouple, and attempts to maintain the air-fuel ratio within an appropriate range. do.
この結果、第10図に示すように、目標の空燃比にオー
バーシュートを繰り返し゛C収束する。As a result, as shown in FIG. 10, the air-fuel ratio repeatedly overshoots and converges to the target air-fuel ratio.
そして、従来の空燃比をリッチ側へ移行させる速度と、
空燃比をリーン側へ移行させる速度は、同様な速度とし
ていた。つまり、制御装置は、空燃比制御を行うため、
燃料の増減する速度、あるいは送風量の増減する速度を
同じにしていた。この結果、従来の制御装置の制御では
、燃焼状態がオーバーシュートにより目標の空燃比から
リッチ側に存在する時間と、リーン側に存在する時間と
が基本的に同じ長さであった。Then, the speed at which the conventional air-fuel ratio is shifted to the rich side,
The speed at which the air-fuel ratio was shifted to the lean side was set at a similar speed. In other words, in order to perform air-fuel ratio control, the control device
The rate at which fuel increases and decreases, or the rate at which air flow increases and decreases, was kept the same. As a result, in the control of the conventional control device, the time when the combustion state exists on the rich side from the target air-fuel ratio due to overshoot and the time when the combustion state exists on the lean side are basically the same length.
[発明が解決しようとする課題]
第11図に空燃比を変化させた場合のサーモカップルの
出力と、炎の状態との関係とを表すタイムチャー1〜を
示す。なお、図中実線丁は、空燃比を適正な値からリッ
チ側へ移行させたもので、実線■は、空燃比を適正な値
からリーン側へ移行させたものを示す。[Problems to be Solved by the Invention] FIG. 11 shows time charts 1 to 1 showing the relationship between the output of the thermocouple and the state of the flame when the air-fuel ratio is changed. Note that the solid lines in the figure indicate the air-fuel ratio shifted from an appropriate value to the rich side, and the solid line ■ indicate the air-fuel ratio shifted from the appropriate value to the lean side.
この第11図のタイムチャートから判るように、空燃比
をリーン側へ移行させると、燃焼速度が遅くなって炎が
リフトし、短い時間(この例では15秒)で失火してし
まう、また逆に、空燃比をリッチ側へ移行させると、燃
焼速度が速くなり、逆火(例えばセラミック製バーナの
裏面に炎が形成されること)が発生するには長い時間(
この例では200秒)の余裕がある。As can be seen from the time chart in Figure 11, when the air-fuel ratio is shifted to the lean side, the combustion speed slows down, the flame lifts, and misfire occurs in a short time (15 seconds in this example), or vice versa. In contrast, shifting the air-fuel ratio to the rich side increases the combustion rate, and it takes a long time (
In this example, there is a margin of 200 seconds).
つまり、実際の燃焼状態は、目標の空燃比がらリッチ側
に存在する時間は長くても良いが、り一ン側に存在する
時間が長くなるとリフl−して失火してしまう可能性が
高くなる。In other words, in the actual combustion state, the time when the target air-fuel ratio is on the rich side may be long, but the longer the time when the air-fuel ratio is on the rich side, the higher the possibility of reflux and misfire. Become.
このため、従来の制御装置では、」、述のごとく、実際
の燃焼状態がオーバーシュートにより目標の空燃比から
リッチ側に存在する時間と、リーンIIJIIに存在す
る時間とが基本的に同じ長さであったがゆえ、実際の燃
焼状態がリーン側に存在する時間が長く、失火する可能
性が高かった。For this reason, in conventional control devices, as mentioned above, the time when the actual combustion state exists on the rich side from the target air-fuel ratio due to overshoot is basically the same length as the time when the actual combustion state exists on the lean side. Therefore, the actual combustion state remained on the lean side for a long time, and there was a high possibility of misfire.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、実際の燃焼状態が、目標の空燃比からリーン側に存
在する時間を短くし、炎のリフトにより失火するのを防
ぐことのできる強制燃焼式燃焼装置の制御装置の提供に
ある。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to shorten the time during which the actual combustion state exists on the lean side from the target air-fuel ratio, and to prevent misfires due to flame lift. The purpose of the present invention is to provide a control device for a forced combustion type combustion device.
[課題を解決するための手段1
上記の目的を達成するために、本発明の強制燃焼式燃焼
装置の制御装置は、第1図の概略ブロック図に示すよう
に、燃料の燃焼を行う燃焼部1と、該燃焼部1に燃料を
供給する燃料供給手段2と、該燃料供給手段2によって
前記燃焼部1に供給される燃料を燃焼させるに必要な燃
焼用の空気を、強制的に前記燃焼部1へ供給する送風f
i3と、燃焼部1に形成される炎の温度により空燃比を
検出する空燃比検出手段4を備え、該空燃比検出手段4
の検出する空燃比に応じて前記燃料供給手段2による燃
料の供給量、または前記送風機3による送風量の少なく
とも一方を補正制御し、空燃比を適止な範囲に保つ制御
装置5とを具備する強制燃焼式燃焼装置において、前記
制御装置5は、空燃比をリッヂ側へ移行させる際に、燃
料の増加速度を速くする、あるいは送風量の減少速度を
速くするリッチ制御手段6を備え、空燃比をリーン側へ
移行させる際に、燃料の減少速度を遅くする、あるいは
送風量の増加速度を遅くするリーン制御手段7を備えた
ことを技術的手段とする。[Means for Solving the Problems 1] In order to achieve the above object, the control device for the forced combustion type combustion apparatus of the present invention includes a combustion section that burns fuel, as shown in the schematic block diagram of FIG. 1, a fuel supply means 2 for supplying fuel to the combustion section 1, and a combustion air necessary for combusting the fuel supplied to the combustion section 1 by the fuel supply means 2 to be forced into the combustion section 1. Air blower f supplied to section 1
i3, and air-fuel ratio detection means 4 for detecting the air-fuel ratio based on the temperature of the flame formed in the combustion section 1.
and a control device 5 that corrects and controls at least one of the amount of fuel supplied by the fuel supply means 2 or the amount of air blown by the blower 3 according to the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio, and maintains the air-fuel ratio within an appropriate range. In the forced combustion type combustion apparatus, the control device 5 includes a rich control means 6 that increases the rate of increase in fuel or decreases the rate of air flow when shifting the air-fuel ratio to the ridge side, and controls the air-fuel ratio. The technical means is to include lean control means 7 that slows down the rate of decrease in fuel or slows down the rate of increase in air flow when shifting to the lean side.
1作用コ
上記のように構成された強制燃焼式燃焼装置の制御装置
の作用を説明する。1. Operation The operation of the control device for the forced combustion type combustion apparatus configured as described above will be explained.
イ)燃焼部に供給される燃料の供給量が増加しなり、燃
焼用空気の供給量が減少して実際の空燃比がリッチ側へ
移行したり、あるいは燃焼部が増加して、炎の温度が上
昇した場合の空燃比制御について説明する。b) The amount of fuel supplied to the combustion section increases, the amount of combustion air supplied decreases, and the actual air-fuel ratio shifts to the rich side, or the number of combustion sections increases, causing the flame temperature to increase. The air-fuel ratio control when the amount increases will be explained.
実際の炎の温度の上昇にともなって、空燃比検出手段の
検出する炎の温度も」−昇する。しかるに、空燃比検出
手段で検出する炎の温度は、実際の炎の温度の変化に対
し、時間遅れを生じるため、実際の温度より低い温度を
検出する。As the actual flame temperature increases, the flame temperature detected by the air-fuel ratio detection means also increases. However, the flame temperature detected by the air-fuel ratio detection means has a time delay with respect to the actual change in flame temperature, so a temperature lower than the actual temperature is detected.
空燃比検出手段が、実際の温度よりも低い温度を検出す
ると、制御装置は、実際の炎の温度より低い温度に基づ
いて空燃比を適正な範囲に保とうとする。つまり、空燃
比をリッチ側J\移行さぜ°C1空燃比を適正な値に戻
すリッチ制御手段が作動する。When the air-fuel ratio detection means detects a temperature lower than the actual temperature, the control device attempts to maintain the air-fuel ratio within an appropriate range based on the temperature lower than the actual flame temperature. That is, the rich control means operates to return the air-fuel ratio to a proper value after shifting the air-fuel ratio to the rich side.
リッチ制御手段は、燃料の増加速度を速くする、あるい
は送風量の減少速度を速くすることにより、空燃比を重
い時間でリッチ側へ移行させる。この結果、空燃比が目
標の空燃比より、リッチ側に移行している時間が、従来
に比較して長くなる。The rich control means shifts the air-fuel ratio to the rich side over a long period of time by increasing the rate of increase in fuel or increasing the rate of decrease in air flow. As a result, the time period during which the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio becomes longer than in the past.
口)逆に、燃焼部に供給される燃料の供給量が減少した
り、燃焼用空気の供給量が増加して実際の空燃比がリー
ン側へ移行したり、あるいは燃焼部が減少して、炎の温
度が降下した場合の空燃比制御について説明する。Conversely, if the amount of fuel supplied to the combustion section decreases, the amount of combustion air increases and the actual air-fuel ratio shifts to the lean side, or the combustion section decreases, Air-fuel ratio control when the flame temperature drops will be explained.
実際の炎の温度の降下にともなつ゛C1空燃比検出■段
の検出する炎の温度も降下する。しかるに、空燃比検出
手段で検出する炎の温度は、実際の炎の温度の変化に対
し、時間遅れを生じるため、実際の温度より高い温度を
検出する。As the actual flame temperature decreases, the flame temperature detected by the C1 air-fuel ratio detection stage also decreases. However, since the flame temperature detected by the air-fuel ratio detection means has a time delay with respect to the actual change in flame temperature, a temperature higher than the actual temperature is detected.
空燃比検出手段が、実際の炎の温度よりも高い温度を検
出すると、制御装置は、実際の炎の温度より高い温度に
基づいて空燃比を適正な範囲に保とうとする。つまり、
空燃比をリーン側へ移行させて、空燃比を適止な値に戻
すリーン制御手段が作動する。When the air-fuel ratio detection means detects a temperature higher than the actual flame temperature, the control device attempts to maintain the air-fuel ratio within an appropriate range based on the temperature higher than the actual flame temperature. In other words,
Lean control means is activated to shift the air-fuel ratio to the lean side and return the air-fuel ratio to an appropriate value.
リーン制御手段は、燃料の減少速度を遅く、あるいは送
風量の増加速度を遅くすることにより、空燃比をゆっく
りリーン側l\移行させる。この結果、空燃比が目標の
空燃比より、リーン側に移行している時間を従来に比較
して短く抑えることができる。The lean control means slowly shifts the air-fuel ratio to the lean side by slowing down the rate of decrease in fuel or slowing down the rate of increase in air flow. As a result, the time during which the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio can be suppressed to be shorter than in the past.
[発明の効果]
本発明は、以上に説明したように構成されているので、
以下に記載されたような効果を奏する。[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above,
This produces the effects described below.
空燃比検出手段によって、空燃比をリッチ側へ移行さぜ
る際はリッヂ側に移行する時間が長くなり、逆に、空燃
比をリーン側へ移行する際はり−ン側に移行する時間が
短くなる。With the air-fuel ratio detection means, when the air-fuel ratio shifts to the rich side, the time to shift to the ridge side becomes longer, and conversely, when the air-fuel ratio shifts to the lean side, the time to shift to the lean side becomes shorter. Become.
このため、目標の空燃比からリーン側に存在する時間を
短くし、炎のリフトにより失火するのを防ぐことができ
る。なお、逆にリッチ側に存在する時間は従来より長く
なるが、リッチ側に存在することによる不具合(例えば
、失火や逆火)が発生するには、長い時間の余裕がある
ため、リッチ側に存在する時間が従来より少し長くなっ
ても不具合は生じない。Therefore, it is possible to shorten the time that the air-fuel ratio exists on the lean side from the target air-fuel ratio, and prevent misfires due to flame lift. On the other hand, the time it takes to stay on the rich side is longer than before, but there is a long margin of time for problems (for example, misfires and backfires) to occur due to being on the rich side. No problem will occur even if the time it exists is a little longer than before.
[実施例コ
次に、本発明の強制燃焼式燃焼装置の制御装置を図に示
す一実施例に基づき説明する。[Embodiment 2] Next, a control device for a forced combustion type combustion apparatus of the present invention will be explained based on an embodiment shown in the drawings.
(第1実施例)
第2図に本発明を適用するバイパスミキシング式のガス
給湯器の概略図を示す。(First Embodiment) FIG. 2 shows a schematic diagram of a bypass mixing type gas water heater to which the present invention is applied.
このガス給湯器は、大別してガスの燃焼を行う燃焼部1
1を備えた燃焼通路10と、ガス供給配管20と、水配
管30と、制御装置40とから構成されている。This gas water heater is roughly divided into a combustion section 1 that burns gas.
1, a gas supply pipe 20, a water pipe 30, and a control device 40.
燃焼通路10は、セラミック製の表面燃焼式バーナ12
を内部に配設している。このバーナ12の上流には、ガ
ス供給配管20から供給されるガスを、バーナ12の」
・面の燃焼部11で燃焼させるに必要な燃焼用の空気を
、強制的に燃焼部11へ供給する送風機13が取り付け
られている。また、燃焼通路10の下流には、燃焼部1
1で発生した燃焼ガスを排出する排気口(図示しない)
が設けられている。The combustion passage 10 includes a ceramic surface combustion type burner 12.
is placed inside. Upstream of this burner 12, the gas supplied from the gas supply pipe 20 is connected to the burner 12.
- A blower 13 is attached that forcibly supplies the combustion air necessary for combustion in the surface combustion section 11 to the combustion section 11. Further, downstream of the combustion passage 10, a combustion section 1 is provided.
Exhaust port for discharging the combustion gas generated in step 1 (not shown)
is provided.
ガス供給配管20は、本発明の燃料供給手段で、送風機
13の遠心式ファン14の内周に開口するノズル21へ
、燃料のガスを供給する。なお、ノズル21より流出し
たガスは、送風機13の発生する空気流によって燃焼用
空気と撹拌され、燃焼部11に供給される。ガス供給配
管20は、」・、流側より元電磁弁22、主電磁弁23
、比例弁24が順次設けられている。The gas supply pipe 20 is a fuel supply means of the present invention, and supplies fuel gas to a nozzle 21 that opens on the inner periphery of the centrifugal fan 14 of the blower 13. Note that the gas flowing out from the nozzle 21 is mixed with combustion air by the air flow generated by the blower 13 and is supplied to the combustion section 11 . The gas supply piping 20 is connected to the main solenoid valve 22 and the main solenoid valve 23 from the downstream side.
, a proportional valve 24 are sequentially provided.
比例弁24の下流は2つに分岐され、一方には切替用電
磁弁25、他方にはオリフィス26が設けられている。The downstream side of the proportional valve 24 is branched into two parts, one of which is provided with a switching solenoid valve 25 and the other with an orifice 26.
なお、元電磁弁22、主電磁弁23および切替用電磁弁
25は、通電制御によってガス供給配管20を17F!
閉するもので、比例弁24は通電量に応じて開口比が変
化し、ノズル21に供給されるガス1えを調節するもの
である。The main solenoid valve 22, the main solenoid valve 23, and the switching solenoid valve 25 control the gas supply pipe 20 to 17F!
The proportional valve 24 is closed, and its opening ratio changes depending on the amount of electricity supplied to adjust the gas 1 supplied to the nozzle 21.
水配管30は、一方が水の供給源に接続され、他方が給
湯口に接続されるもので、ガスの燃焼によって発生する
熱と内部を流れる水とを熱交換し、内部を通過する水を
加熱する熱交換器31と、この熱交換器31をバイパス
するバイパス水路32とを備える。The water pipe 30 is connected at one end to a water supply source and at the other end to a hot water supply inlet, and exchanges heat generated by combustion of gas with water flowing inside the water pipe 30. It includes a heat exchanger 31 that heats, and a bypass water channel 32 that bypasses this heat exchanger 31.
熱交換器31とバイパス水路32どの分岐路の上流の水
配管30には、熱交換器31とバイパス水路32とに流
入する水圧が変化しても、流入する水量を一定に保つガ
バナ弁の機能と、水量を調節する水量調節弁の機能とが
組み合わされた電動水量制御装置33が設けられている
。また、バイパス水路32には、バイパス水路32を通
過する水量の調節、およびバイパス水路32の開閉が可
能な絞り弁34が設けられCいる。The water pipe 30 upstream of which branch of the heat exchanger 31 and the bypass waterway 32 has a governor valve function that keeps the amount of water flowing into the heat exchanger 31 and the bypass waterway 32 constant even if the water pressure flowing into the heat exchanger 31 and the bypass waterway 32 changes. An electric water flow control device 33 is provided which combines the functions of a water flow control valve and a water flow control valve that adjusts the water flow. The bypass waterway 32 is also provided with a throttle valve 34 that can adjust the amount of water passing through the bypass waterway 32 and open and close the bypass waterway 32 .
なお、電動水量制御装置33の絞り比は、熱交換器31
およびバイパス水路32へ流入する水の総量を規制する
ため、絞り弁34と同じか、絞り弁34より小さく設け
られている。また、電動水量制御装置33と絞り弁34
は、水量を調節する手段として、水路を開閉可能な弁体
をギアドモータを用いて駆動している。Note that the throttle ratio of the electric water flow control device 33 is the same as that of the heat exchanger 31.
In order to regulate the total amount of water flowing into the bypass waterway 32, it is provided to be the same as the throttle valve 34 or smaller than the throttle valve 34. In addition, an electric water flow control device 33 and a throttle valve 34
uses a geared motor to drive a valve body that can open and close the waterway as a means to adjust the amount of water.
制御装置40は、第3図に示すように、マイクロコンピ
ュータ41、リレー回路42および駆動回路43から構
成されるもので、使用者によって操作されるコントロー
ラ44や各種センサの出力に応じて、バーナ12に着火
を行うスパーカ45、元電磁弁22、主電磁弁23、比
例弁24、切替用電磁弁25、電動水量制御装置33、
絞り弁34を通電制御するものである。As shown in FIG. 3, the control device 40 is composed of a microcomputer 41, a relay circuit 42, and a drive circuit 43, and controls the burner 12 according to the outputs of a controller 44 and various sensors operated by the user. a sparker 45 for igniting, a main solenoid valve 22, a main solenoid valve 23, a proportional valve 24, a switching solenoid valve 25, an electric water flow control device 33,
The throttle valve 34 is energized and controlled.
制御装置40の各種センサは、バーナ12の炎の検出す
るフレームロッド46、バーナ12の炎の温度を検出す
ることにより空燃比を検出する、本発明の空燃比検出手
段であるサーモカップル47、電動水量制御装置33お
よび絞り弁34の弁体に連動し、弁体の開度を検出する
ポテンショメータ48.49、送風機130回転速度を
検出する回転速度センサ50、熱交換器31およびバイ
パス水路32の16流の水の温度を検出する入水温度セ
ンサ51、熱交換器31を通過した湯温を検出する温度
センサ52、熱交換器31およびバイパス水路32を通
過し、混合された湯温を検出する出湯温度センサ53、
熱交換器31およびバイパス水路32に流入する水量を
検出する水星検出センサ54を備える。Various sensors of the control device 40 include a flame rod 46 that detects the flame of the burner 12, a thermocouple 47 that detects the air-fuel ratio by detecting the temperature of the flame of the burner 12, and an electric motor. Potentiometers 48 and 49 that are linked to the water flow control device 33 and the valve body of the throttle valve 34 and detect the opening degree of the valve body, a rotation speed sensor 50 that detects the rotation speed of the blower 130, a heat exchanger 31, and 16 of the bypass water channel 32. An inlet water temperature sensor 51 that detects the temperature of flowing water, a temperature sensor 52 that detects the temperature of hot water that has passed through the heat exchanger 31, and an outlet water temperature sensor that detects the temperature of the mixed hot water that has passed through the heat exchanger 31 and the bypass waterway 32. temperature sensor 53,
A Mercury detection sensor 54 is provided to detect the amount of water flowing into the heat exchanger 31 and the bypass waterway 32.
次に、コンピュータ41による燃焼制御について簡単に
説明する。Next, combustion control by the computer 41 will be briefly explained.
本実施例の燃焼制御は、ファン先行型である。The combustion control in this embodiment is a fan-driven type.
本実施例のファン先行型は、制御袋W40で決定された
燃焼量に応じて送風屓が得られるように送風機13の回
転速度を決定し、送風機13の回転速度から、送風量に
応じたガスが燃焼部11で得られるように、比例弁24
の開度や切替用電磁弁25の開閉を決定する。そして、
サーモカップル47の検出する炎の温度に基づいて燃焼
部11に供給されるガス量を補正して空燃比を一定に保
つものである。なお、サーモカップル47の検出する炎
の温度に基づいて、送風fi13の回転速度を補正し”
C、ガスの供給1が変化しないように設けても良い。In the fan preceding type of this embodiment, the rotational speed of the blower 13 is determined so that the amount of air blown is obtained according to the combustion amount determined by the control bag W40, and from the rotational speed of the blower 13, the gas is is obtained in the combustion section 11, the proportional valve 24
and the opening/closing of the switching solenoid valve 25. and,
The amount of gas supplied to the combustion section 11 is corrected based on the temperature of the flame detected by the thermocouple 47 to keep the air-fuel ratio constant. In addition, the rotation speed of the air blower fi 13 is corrected based on the temperature of the flame detected by the thermocouple 47.
C. It may be provided so that the gas supply 1 does not change.
具体的には、使用者が給湯口に接続されたカランを操作
し、水配管30に水流が生じると、水量検出センサ54
が水の流れを検出し、燃焼が開始される。燃焼開始後の
燃焼量は、コントローラ44によって設定された設定温
度が得られるように、各種センサによって得られた水量
、入水温度、熱交換器31を通過した湯温、ミキシング
湯温く出湯温度)等より決定される。送風機13は決定
された燃焼量に応じた風量をバーナ12に供給するよう
に電圧が制御される。そして、送風機13の回転速度や
バーナ12の炎の温度に応じたガス量が得られるように
、比例弁24および切替用電磁弁25が通電制御される
。Specifically, when the user operates a switch connected to the hot water supply inlet and a water flow is generated in the water pipe 30, the water amount detection sensor 54
detects the flow of water and combustion begins. The amount of combustion after the start of combustion is determined by the amount of water obtained by various sensors, the temperature of water entering, the temperature of hot water passing through the heat exchanger 31, the temperature of mixing water, the temperature of hot water exiting, etc., so that the set temperature set by the controller 44 can be obtained. Determined by The voltage of the blower 13 is controlled so as to supply the burner 12 with an air volume corresponding to the determined combustion amount. Then, the proportional valve 24 and the switching solenoid valve 25 are controlled to be energized so that a gas amount corresponding to the rotational speed of the blower 13 and the temperature of the flame of the burner 12 is obtained.
なお、燃焼量は、熱交換器31を通過した湯温が、燃焼
によって発生した水(ドレン水)が熱交換器31に付着
しない温度(例えば60℃)以上に維持されるように決
定される。The amount of combustion is determined so that the temperature of the water passing through the heat exchanger 31 is maintained at a temperature above (for example, 60° C.) at which water generated by combustion (drain water) does not adhere to the heat exchanger 31. .
次に、コンピュータ41による水量制御について簡単に
説明する。Next, water flow control by the computer 41 will be briefly explained.
絞り弁34は、入水温度、設定温度、熱交換器31を通
過した湯温、出湯温度より算出された適切な開度で固定
される。なおこの固定は、バイパス水路32を流れる流
量が、熱交換器31を流れる水量の2倍となるように設
定されている。つまり、バイパス水路32と熱交換器3
1との流通抵抗の比は、絞り弁34により約2:1とさ
れる。また、絞り弁34の開度の固定は、入水量が少な
い場合や、出湯温度を低下させる場合に解除され、入水
量、出湯温度に応じて算出された開度となるように絞り
弁34が通電制御される。The throttle valve 34 is fixed at an appropriate opening calculated from the incoming water temperature, the set temperature, the temperature of the hot water that has passed through the heat exchanger 31, and the outlet temperature. Note that this fixation is set so that the flow rate flowing through the bypass waterway 32 is twice the amount of water flowing through the heat exchanger 31. In other words, the bypass waterway 32 and the heat exchanger 3
The ratio of flow resistance to 1 is approximately 2:1 by the throttle valve 34. Further, the opening degree of the throttle valve 34 is fixed when the amount of water entering is small or when the temperature of hot water coming out is lowered, and the opening degree of the throttle valve 34 is fixed so that the opening degree is calculated according to the amount of water entering and the temperature of hot water coming out. Energization is controlled.
また、電動水量制御装置33は、出湯温度が得られるの
に必要な最大流量を越えないように通電制御される。Further, the electric water flow rate control device 33 is controlled to be energized so as not to exceed the maximum flow rate required to obtain the hot water temperature.
次に、コンピュータ41内にプログラムされたリッチ制
御手段55、リーン制御手段56について説明する。Next, the rich control means 55 and lean control means 56 programmed in the computer 41 will be explained.
上述のように、燃焼部11における空燃比は、サーモカ
ップル47の出力に応じて、ガスの供給量を変化させて
制御している。As described above, the air-fuel ratio in the combustion section 11 is controlled by changing the gas supply amount according to the output of the thermocouple 47.
サーモカップル47の起電力は、第4図に示すように、
燃焼量に対応している。また、第5図に示すように、空
燃比が変化すると燃焼速度が変化する。そして、目標の
空燃比よりもリッチ側へ移行すると燃焼速度が早くなっ
て炎の温度が高くなり、逆にリーン側へ移行すると燃焼
速度が遅くなって炎の温度が低くなる。このため、燃焼
量に応じた起電力が得られるようにガス量を補正制御す
ることにより、空燃比を適正な値に保つことができる。The electromotive force of the thermocouple 47 is as shown in FIG.
It corresponds to the amount of combustion. Further, as shown in FIG. 5, when the air-fuel ratio changes, the combustion rate changes. When the air-fuel ratio shifts to the richer side than the target air-fuel ratio, the combustion speed becomes faster and the flame temperature becomes higher. Conversely, when the air-fuel ratio shifts to the lean side, the combustion speed becomes slower and the flame temperature becomes lower. Therefore, by correcting and controlling the gas amount so that an electromotive force corresponding to the combustion amount is obtained, the air-fuel ratio can be maintained at an appropriate value.
そして、本実施例の制御装置40のマイクロコンピュー
タ41は、サーモカップル47で検出した炎の温度、つ
まり起電力が、燃焼1に応すた起電力より低いときに、
燃焼状態が目標の空燃比よりもリーン側に移行している
と判断し、リッチ制御手段55を作動させる。このリッ
チ制御手段55は、空燃比をリッチ側へ移行させるもの
で、本実施例では、比例弁24および切替用電磁弁25
を制御し、ガスの供給量を増加させる。そしてその増化
速度は上述するリーン制御手段56による減少速度に比
較して早く、その増加速度は、例えば500kcal/
sに制限されている。Then, when the temperature of the flame detected by the thermocouple 47, that is, the electromotive force is lower than the electromotive force corresponding to combustion 1, the microcomputer 41 of the control device 40 of this embodiment
It is determined that the combustion state has shifted to the leaner side than the target air-fuel ratio, and the rich control means 55 is activated. This rich control means 55 shifts the air-fuel ratio to the rich side, and in this embodiment, the proportional valve 24 and the switching solenoid valve 25
control and increase the amount of gas supplied. The rate of increase is faster than the rate of decrease by the lean control means 56 described above, and the rate of increase is, for example, 500 kcal/
limited to s.
逆に、マイクロコンピュータ41は、サーモカップル4
7で検出した炎の温度、つまり起電力が、燃焼量に応じ
た起電力より高いときに、燃焼状態が目標の空燃比より
もリッチ側に移行していると判断し、リーン制御手段5
6を作動させる。このり一ン制御手段56は、空燃比を
リーン側へ移行させるもので、本実施例では、比例弁2
4および切替用電磁弁25を制御し、ガスの供給量を減
少させる。そしてその減少速度は上述のリッチ制御手段
55による増加速度に比較して遅く、その減少速度は、
例えば30kcal/sに制限されている。Conversely, the microcomputer 41 is connected to the thermocouple 4
When the flame temperature, that is, the electromotive force detected in step 7, is higher than the electromotive force corresponding to the combustion amount, it is determined that the combustion state has shifted to the richer side than the target air-fuel ratio, and the lean control means 5
6 is activated. The proportional control means 56 shifts the air-fuel ratio to the lean side, and in this embodiment, the proportional valve 2
4 and the switching solenoid valve 25 to reduce the gas supply amount. The rate of decrease is slower than the rate of increase by the rich control means 55 described above, and the rate of decrease is as follows:
For example, it is limited to 30 kcal/s.
なお、サーモカップル47は、炎の温度の変化により、
加熱あるいは冷却されても、急激に温度が変化しない、
このため、空燃比が変動したり、燃焼量が変化して、実
際の炎の温度が変化すると、サーモカップル47の検出
する炎の温度は、実際の炎の温度との間に時間的な誤差
を生じる。Note that the thermocouple 47 changes due to changes in the temperature of the flame.
The temperature does not change suddenly even when heated or cooled.
Therefore, if the air-fuel ratio fluctuates or the combustion amount changes, and the actual flame temperature changes, the flame temperature detected by the thermocouple 47 will have a temporal error between it and the actual flame temperature. occurs.
次に、空燃比補正の作動を簡単に左明する。Next, the operation of air-fuel ratio correction will be briefly explained.
α)水量検出センサ54の検出する水量が増加した直後
や、コントローラ44の設定温度が高温側へ設定された
直後など、燃焼量が増加した直後は、第6図の時間a〜
bに示すように、サーモカップル47の検出する温度が
、実際の炎の温度に追従せず、遅れる。α) Immediately after the amount of combustion increases, such as immediately after the amount of water detected by the water amount detection sensor 54 increases, or immediately after the set temperature of the controller 44 is set to a high temperature side, the time a to
As shown in b, the temperature detected by the thermocouple 47 does not follow the actual flame temperature and lags behind.
つまり、サーモカップル47の検出速度の遅れにより、
サーモカップル47は実際の炎の温度より低い温度に相
当する起電力を出力する。このため、マイクロコンピュ
ータ41は、燃焼状態が目標の空燃比よりもリーン側へ
移行していると判定し、リッチ制御手段55を作動さぜ
る。このリッチ制御手段55の働きにより、急速にガス
の供給量を増加させる。このガスの供給量が急速に増え
ることにより、空燃比が素早くリッチ側へ移行して燃焼
速度が短い時間で速くなるとともに、実際の燃焼量も短
い時間で増加する。この結果、実際の炎の温度が急速に
上昇する。In other words, due to the delay in the detection speed of the thermocouple 47,
The thermocouple 47 outputs an electromotive force corresponding to a temperature lower than the actual flame temperature. Therefore, the microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to the leaner side than the target air-fuel ratio, and operates the rich control means 55. The rich control means 55 rapidly increases the amount of gas supplied. By rapidly increasing the amount of gas supplied, the air-fuel ratio quickly shifts to the rich side, the combustion speed increases in a short period of time, and the actual combustion amount also increases in a short period of time. As a result, the actual flame temperature increases rapidly.
実際の炎の温度の上昇に伴って、サーモカップル41の
起電力が、送風機13の回転速度に応じて設定された起
電力を越してしまう(時間b)。As the temperature of the actual flame increases, the electromotive force of the thermocouple 41 exceeds the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (time b).
時間a〜bの間、実際の空燃比はリッチの状態とされて
いたため、サーモカップル47は、オーバーシュー1−
L、送風機13の回転速度に応じて設定された起電力よ
り、高い起電力を出力する(時間b〜c)、このため、
マイクロコンピュータ41は、燃焼状態が目標の空燃比
よりもリッチ側l\移行していると判定し、リーン制御
手段56を作動さぜる。Since the actual air-fuel ratio was in a rich state between times a and b, the thermocouple 47
L, outputs a higher electromotive force than the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (times b to c), therefore,
The microcomputer 41 determines that the combustion state is moving toward the richer side l\ than the target air-fuel ratio, and operates the lean control means 56.
このリーン制御手段56の勧きにより、ゆっくりとガス
の供給量が減少させる。ガスの供給量が減少することに
より、空燃比がリーン側へゆっくり移行し、燃焼速度が
ゆっくりと遅くなるとともに、実際の燃焼量もゆっくり
と減少する。この結果、実際の炎の温度が長い時間をか
けて下降する。The lean control means 56 slowly reduces the amount of gas supplied. As the gas supply amount decreases, the air-fuel ratio slowly shifts to the lean side, the combustion speed slowly slows down, and the actual combustion amount also slowly decreases. As a result, the actual flame temperature decreases over a long period of time.
実際の炎の温度の下降に伴って、サーモカップル47の
起電力が、送風機13の回転速度に応じて設定された起
電力を下回ってしまう(時間c)。As the actual temperature of the flame decreases, the electromotive force of the thermocouple 47 falls below the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (time c).
時間b・−〇の後半は、実際の空燃比はリーンの状態と
されていたため、サーモカップル47は、再びオーバー
シュートし、送風t1!13の回転速度に応じて設定さ
れた起電力より、低い起電力を出力する(時間C−′−
d)、このため、マイクロコンピュータ41は、燃焼状
態が目標の空燃比よりもリーン側へ移行しζいると判定
し、リッチ制御手段55を作動させる。In the second half of time b・-〇, the actual air-fuel ratio was in a lean state, so the thermocouple 47 overshooted again, and the electromotive force was lower than the electromotive force set according to the rotational speed of the air blower t1!13. Output electromotive force (time C-'-
d) Therefore, the microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to the leaner side than the target air-fuel ratio, and operates the rich control means 55.
上記リッチ制御手段55とリーン制御手段56が交互に
働き、実際の空燃比が目標の空燃比のオーバーシュート
を繰り返し、実際の空燃比が目標の空燃比に収束する。The rich control means 55 and the lean control means 56 work alternately, and the actual air-fuel ratio repeatedly overshoots the target air-fuel ratio, until the actual air-fuel ratio converges to the target air-fuel ratio.
β)水量検出センサ54の検出する水量が減少した直後
や、コントローラ44の設定温度が低温側へ設定された
直後など、上記の例とは逆に、燃焼量が減少した直後は
、第7図の時間e〜fに示すように、サーモカップル4
7の検出する温度が、実際の炎の温度に追従せず、遅れ
る。β) Immediately after the amount of water detected by the water amount detection sensor 54 decreases, or immediately after the set temperature of the controller 44 is set to a low temperature side, etc., contrary to the above example, immediately after the amount of combustion decreases, as shown in FIG. As shown at times e to f, thermocouple 4
The temperature detected by No. 7 does not follow the actual flame temperature and lags behind it.
つまり、サーモカップル47の検出速度の遅れにより、
サーモカップル41は実際の炎の温度より高い温度に相
当する起電力を出力する。このため、マイクロコンピュ
ータ41は、燃焼状態が目標の空燃比よりもリッチ側へ
移行していると判定し、リーン制御手段56を作動さぜ
る。このリーン制御手段56の働きにより、ガスの供給
量をゆっくり減少させる。このガスの供給量がゆっくり
減少することにより、空燃比が目標の空燃比よりゆっく
りリーン側へ移行し、燃焼速度がゆっくりと遅くなると
ともに、実際の燃焼量もゆっくりと減少する。In other words, due to the delay in the detection speed of the thermocouple 47,
The thermocouple 41 outputs an electromotive force corresponding to a temperature higher than the actual flame temperature. Therefore, the microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to the richer side than the target air-fuel ratio, and activates the lean control means 56. The lean control means 56 slowly reduces the amount of gas supplied. As the amount of gas supplied slowly decreases, the air-fuel ratio slowly shifts to a leaner side than the target air-fuel ratio, the combustion speed gradually slows down, and the actual combustion amount also slowly decreases.
この結果、実際の炎の温度もゆっくりと下降する。As a result, the actual flame temperature also decreases slowly.
実際の炎の温度の下降に伴って、サーモカップル47の
起電力が、送風機13の回転速度に応じて設定された起
電力より低下してしまう(時間f)。As the actual temperature of the flame decreases, the electromotive force of the thermocouple 47 becomes lower than the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (time f).
時間e・〜fの間、実際の空燃比はリーンの状態とされ
ていたため、サーモカップル47は、リーン側ヘオーバ
ーシュートし、送風機13の回転速度に応じて設定され
た起電力より、低い起電力を出力する(時間f〜g)、
このため、マイクロコンビュータ41は、燃焼状態が目
標の空燃比よりもり−ン側へ移行していると判定し、リ
ッチ制御手段55を作動させる。このリッチ制御手段5
5の働きにより、ガスの供給量が素早く増加される。ガ
スの供給量が増加することにより、空燃比がリッチ側へ
素早く移行し、燃焼速度が短い時間で速くなるとともに
、実際の燃焼量も素早く増加する。この結果、実際の炎
の温度も素早く」、昇する。During times e to f, the actual air-fuel ratio was in a lean state, so the thermocouple 47 overshot to the lean side and the electromotive force was lower than the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13. Output power (time f to g),
Therefore, the microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to the richer side than the target air-fuel ratio, and operates the rich control means 55. This rich control means 5
5, the gas supply amount is quickly increased. By increasing the amount of gas supplied, the air-fuel ratio quickly shifts to the rich side, the combustion speed increases in a short period of time, and the actual combustion amount also increases quickly. As a result, the actual flame temperature also rises quickly.
実際の炎の温度の」ユ昇に伴って、サーモカップル47
の起電力が、送風機13の回転速度に応じて設定された
起電力を上回ってしまう(時間g)。つまり、時間f〜
gの後半は、実際の空燃比はリッチの状態とされていた
ため、サーモカップル47は、再びオーバーシュートシ
、送風機13の回転速度に応じて設定された起電力より
、高い起電力を出力する(時間g〜11)、このため、
マイクロコンピュータ41は、燃焼状態が目標の空燃比
よりもリッチ側へ移行していると判定し、リーン制御手
段55を作動させる。As the temperature of the actual flame increases, thermocouple 47
The electromotive force exceeds the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (time g). In other words, time f~
In the latter half of g, the actual air-fuel ratio is in a rich state, so the thermocouple 47 again overshoots and outputs a higher electromotive force than the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 ( time g~11), therefore,
The microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to a richer side than the target air-fuel ratio, and operates the lean control means 55.
つまり、上記リーン制御手段56とリッチ制御手段55
が交互に働き、実際の空燃比がオーバーシュートを繰り
返し、目標の空燃比に収束する。That is, the lean control means 56 and the rich control means 55
act alternately, causing the actual air-fuel ratio to repeatedly overshoot and converge to the target air-fuel ratio.
上記に示したように、燃焼量が変化した際、実際の空燃
比が目標の空燃比のオーバーシュートを繰り返し、目標
の空燃比に収束する。このオーバーシュートを縁り返す
際、実際の空燃比は、目標の空燃比よりリッチ側に移行
する時間が長くなり、逆に、リーン側に移行する時間が
短くなる。As shown above, when the combustion amount changes, the actual air-fuel ratio repeatedly overshoots the target air-fuel ratio and converges to the target air-fuel ratio. When overshooting this overshoot, the actual air-fuel ratio takes a longer time to shift to the richer side than the target air-fuel ratio, and conversely, the time it takes to shift to the leaner side becomes shorter.
つまり、実際の空燃比が目標の空燃比からり−ン側に存
在する時間を短くすることができる。このため、炎のリ
フトにより失火するのを防ぐことができる。In other words, it is possible to shorten the time period during which the actual air-fuel ratio is on the opposite side of the target air-fuel ratio. Therefore, misfires due to flame lift can be prevented.
なお、逆にリッチ側に存在する時間は従来より長くなる
が、リッチ側に存在することによる逆火が発生するには
、長い時間の余裕があるため、リッチ側に存在する時間
が従来より長くなっても逆火は生じない。On the contrary, the time it remains on the rich side is longer than before, but since there is a long margin of time for backfire to occur due to existence on the rich side, the time it remains on the rich side is longer than before. Even if it does, no backfire will occur.
なお、オーバーシュートにより空燃比が変化するが、そ
の変化する範囲は適正な空燃比の範囲内とされ、燃焼に
不都合は生じない。Note that although the air-fuel ratio changes due to overshoot, the range of the change is within a proper air-fuel ratio range, and no inconvenience occurs in combustion.
なお、上記の実施例では、燃焼量が変化した際を例に示
したが、ガスの供給量が変化したり、あるいは燃焼用空
気量が変化した場合も、上記と同様な作動により、実際
の空燃比がオーバーシュートを繰り返し、目標の空燃比
に収束する。そして、オーバーシュートを繰り返す際、
実際の空燃比は、目標の空燃比よりリッチ側に移行する
時間が長くなり、逆に、リーン側に移行する時間が雉く
なる。In addition, in the above embodiment, the case where the combustion amount changes is shown as an example, but when the gas supply amount or the combustion air amount changes, the same operation as above can be used to determine the actual The air-fuel ratio repeatedly overshoots and converges to the target air-fuel ratio. And when repeating overshoot,
The actual air-fuel ratio takes longer to shift to the rich side than the target air-fuel ratio, and conversely, it takes less time to shift to the lean side.
このため、目標の空燃比からリーン側に存在する時間を
短くすることができ、炎のリフトにより失火するのを防
ぐことができる。Therefore, the time that the air-fuel ratio remains on the lean side from the target air-fuel ratio can be shortened, and misfires due to flame lift can be prevented.
なお、燃焼中にガスの供給量が変化する要因としては、
同一のガス供給配管に接続された他のガス機器のガスの
使用量の変化や、ガスの供給圧の変動などが考えられる
。また、送風機の回転速度が一定でも燃焼中に燃焼用空
気の供給量が変化する要因としては、セラミック製バー
ナ12が着火初期の低温状態から高温(常温)に移行す
る際に生じる送風量の変化や、燃焼用の空気を燃焼通路
10内へ取り入れる開口部に空気の抵抗物が置かれた場
合などが考えられる。The factors that cause the gas supply amount to change during combustion include:
Possible causes include changes in the amount of gas used by other gas appliances connected to the same gas supply piping and fluctuations in the gas supply pressure. Furthermore, even if the rotational speed of the blower is constant, the amount of combustion air supplied during combustion changes due to the change in air amount that occurs when the ceramic burner 12 changes from a low temperature state at the initial stage of ignition to a high temperature (room temperature). Alternatively, an air resistance object may be placed at the opening for introducing combustion air into the combustion passage 10.
(第2実施例) 第8図に第2実施例の概略構成図を示す。(Second example) FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of the second embodiment.
本実施例は、リーン制御手段56によって空燃比をリー
ン側へ移行させる際、初めは速くリーン側へ移行させ、
のちにゆっくりとした速度でリーン側へ移行させるもの
である。In this embodiment, when the air-fuel ratio is shifted to the lean side by the lean control means 56, the air-fuel ratio is initially shifted to the lean side quickly,
This will later shift to the lean side at a slow speed.
また、本実施例の強制燃焼式燃焼装置も、」二足実施例
同様、制御装置40によって決定された燃焼量に応じた
回転速度で送風機が駆動され、送風機13の回転速度、
およびサーモカップル47の検出する炎の温度によって
比例弁24の開度が決定されるファン先行型のものであ
る。In addition, in the forced combustion type combustion apparatus of this embodiment, as in the two-legged embodiment, the blower is driven at a rotational speed according to the combustion amount determined by the control device 40, and the rotational speed of the blower 13,
This is a fan-driven type in which the opening degree of the proportional valve 24 is determined by the temperature of the flame detected by the thermocouple 47.
リーン制御手段56は、上述の実施例のごとく、サーモ
カップル47の検出温度が、目標の温度を越えると、空
燃比がリッチであると判断して比例弁24の通電量の減
算を開始するもので、本実施例のリーン制御手段56は
、リーン側への移行速度を変化させるべくリーン移行速
度切替手段57を備える。As in the embodiment described above, the lean control means 56 determines that the air-fuel ratio is rich and starts subtracting the amount of current supplied to the proportional valve 24 when the temperature detected by the thermocouple 47 exceeds the target temperature. The lean control means 56 of this embodiment includes a lean transition speed switching means 57 to change the transition speed to the lean side.
このリーン移動速度切替手段57は、カウント手段58
と、急速移行手段59と、低速移行手段60とからなる
。なお、カランI・手段58、急速移行手段59および
低速移行手段60を含むリーン移動速度切替手段57は
、制御装v40のマイクロコンピュータ41にプログラ
ミングされたものである。This lean moving speed switching means 57 has a counting means 58.
, rapid transition means 59 , and low speed transition means 60 . The lean movement speed switching means 57 including the run I means 58, the rapid transition means 59, and the low speed transition means 60 is programmed into the microcomputer 41 of the control device v40.
カウント手段58は、サーモカップル47の検出温度が
目標の温度を越え、比例弁24の通電量の減算が開始さ
れると、その減算した通電量の総量をカランI・するも
のである。When the temperature detected by the thermocouple 47 exceeds the target temperature and subtraction of the amount of current flowing through the proportional valve 24 is started, the counting means 58 calculates the total amount of current that has been subtracted.
急速移行手段59は、カウント手段58のカウントする
減算量の総量が所定値に達するまでは、比例弁24への
通電量の減算速度を速くするものである。The rapid transition means 59 speeds up the subtraction speed of the amount of current supplied to the proportional valve 24 until the total amount of subtraction counted by the counting means 58 reaches a predetermined value.
この減算速度の勾配は、リッチ制御手段55による比例
弁通電量の加算速度の勾配よりも、例えば2/3はと桜
やかに設定されている。つまり、空燃比がリッチ側へ移
行する速度よりも、リーン側へ移行する速度のほうがや
や遅く設定され“Cいる。The gradient of this subtraction speed is set to be faster, for example, by 2/3, than the gradient of the addition speed of the proportional valve energization amount by the rich control means 55. In other words, the speed at which the air-fuel ratio shifts to the lean side is set to be slightly slower than the speed at which the air-fuel ratio shifts to the rich side.
低速移行手段60は、カウント手段58のカウントした
減算量の総量が所定値に達すると、比例弁通電量の減算
速度を遅くするものである。具体的な一例を」−げると
、急速移行手段59による比例弁通電量の減算速度を1
/10程に低下さぜたものである。The low-speed shifting means 60 slows down the speed at which the proportional valve energization amount is reduced when the total amount of subtraction counted by the counting means 58 reaches a predetermined value. To give a specific example, the speed at which the proportional valve energization amount is subtracted by the rapid transition means 59 is set to 1.
/10.
この結果、カウント手段58のカウント手段た減算量の
総量が所定値に達すると、空燃比がリーン側へ移行する
速度が大変遅くなる。As a result, when the total amount subtracted by the counting means 58 reaches a predetermined value, the speed at which the air-fuel ratio shifts to the lean side becomes very slow.
次に、上記の作動を第9図のタイムチャートを用いて簡
単に説明する。Next, the above operation will be briefly explained using the time chart shown in FIG.
制御装′I1.40の働きにより燃焼量が増加した直後
は、第9図の時間a1〜b1に示すように、サーモカッ
プル47の検出する温度が、実際の炎の温度に追従せず
、遅れる。Immediately after the combustion amount increases due to the action of the control device I1.40, the temperature detected by the thermocouple 47 does not follow the actual flame temperature and lags, as shown at times a1 to b1 in Fig. 9. .
その結果、サーモカップル47は、サーモカップル4γ
の検出速度の遅れにより、実際の炎の温度より低い温度
に相当する起電力を出力する。このため、マイクロコン
ピュータ41は、燃焼状態が目標の空燃比よりもリーン
側へ移行していると判定し、リッチ制御手段55を作動
させる。このリッチ制御手段55は、急速にガスの供給
量を増加させる。このガスの供給量が急速に増えること
により、空燃比が素早くリッチ側へ移行し、実際の炎の
温度が急速に十昇する。As a result, thermocouple 47 becomes thermocouple 4γ
Due to the delay in the detection speed, an electromotive force corresponding to a temperature lower than the actual flame temperature is output. Therefore, the microcomputer 41 determines that the combustion state has shifted to the leaner side than the target air-fuel ratio, and operates the rich control means 55. This rich control means 55 rapidly increases the amount of gas supplied. By rapidly increasing the amount of gas supplied, the air-fuel ratio quickly shifts to the rich side, and the actual flame temperature quickly rises by 10 degrees.
実際の炎の温度の−■−昇に伴って、サーモカップル4
7の起電力が、送風機13の回転速度に応じて設定され
た起電力を越してしまう(時間b1)。As the temperature of the actual flame increases -■-, the thermocouple 4
The electromotive force of No. 7 exceeds the electromotive force set according to the rotational speed of the blower 13 (time b1).
時間a1〜b1の間、実際の空燃比はリッチの状態とさ
れていたため、サーモカップル47は、オーバーシュー
トシ、送風機13の回転速度に応じて設定された起電力
より、高い起電力を出力する(時【1b1〜・dl)。Since the actual air-fuel ratio was in a rich state between times a1 and b1, the thermocouple 47 outputs a higher electromotive force than the electromotive force set according to the overshoot and the rotation speed of the blower 13. (Time [1b1~・dl).
サーモカップル47の起電力が、設定起電力を越えると
く時間b1)、カラン1へ手段58によって比例弁通電
量の減算量の総量のカウントを開始するとともに、急速
移行手段59が作動する。急速移行手段59は、比例弁
24の開度を速い速度で小さくするものであるため、実
際の空燃比が急速にリーン側へ移行する。この結果、素
早く実際の空燃比が目標の空燃比に近付く。When the electromotive force of the thermocouple 47 exceeds the set electromotive force (b1), the means 58 to the counter 1 starts counting the total amount of the proportional valve energization amount subtracted, and the rapid transition means 59 is activated. Since the rapid transition means 59 reduces the opening degree of the proportional valve 24 at a high speed, the actual air-fuel ratio rapidly shifts to the lean side. As a result, the actual air-fuel ratio quickly approaches the target air-fuel ratio.
そして、カウント手段58のカウントした減itの総量
が所定値に達すると(時間C1)、急速移行手段59に
代わり、低速移行手段60が作動する。この低速移行手
段60は、比例弁524の開度をゆっくりとした速度で
小さくするものであるため、実際の空燃比がゆっくりと
リーン側へ移行し、実際の炎がゆっくりとした速度でリ
フトへ向かう。Then, when the total amount of decrement IT counted by the counting means 58 reaches a predetermined value (time C1), the slow shifting means 60 operates instead of the rapid shifting means 59. Since this low speed transition means 60 reduces the opening degree of the proportional valve 524 at a slow speed, the actual air-fuel ratio slowly shifts to the lean side, and the actual flame moves to the lift at a slow speed. Head towards.
実際の炎の温度の下降に伴って、サーモカップル41の
起電力が、時間d1で設定起電力を下回る。As the actual temperature of the flame decreases, the electromotive force of the thermocouple 41 falls below the set electromotive force at time d1.
時間C1〜d1の後半は、実際の空燃比がリーンの状態
とされていたため、サーモカップル47の出力は、リー
ン側へオーバーシュートする。すると、リッチ制御手段
55が作動し、比較的遠い速度で比例弁24を開く。す
ると、実際の空燃比がリッチ側へ移行し、実際の炎が逆
火に向かって小さくなつ°C行く。During the latter half of the period C1 to d1, the actual air-fuel ratio is in a lean state, so the output of the thermocouple 47 overshoots toward the lean side. The rich control means 55 then operates and opens the proportional valve 24 at a relatively far speed. Then, the actual air-fuel ratio shifts to the rich side, and the actual flame decreases toward backfire.
その後、リッチ制御手段55とリーン制御手段56が交
互に働き、実際の空燃比が目標の空燃比のオーバーシュ
ートを繰り返し、実際の空燃比が目標の空燃比に収束す
る。なお、2度目にリッチ側へオーバーシュートする際
は、オーバーシュート時間が短いなめ、急速移行手段5
9から低速移行手段60へ切り替わる前にリッチ制御手
段55が作動する。Thereafter, the rich control means 55 and the lean control means 56 work alternately, and the actual air-fuel ratio repeatedly overshoots the target air-fuel ratio, until the actual air-fuel ratio converges to the target air-fuel ratio. In addition, when overshooting to the rich side for the second time, since the overshoot time is short, the rapid transition means 5 is used.
9 to the low speed transition means 60, the rich control means 55 operates.
なお、本実施例は、リフI・による失火を抑えるととも
に、リッチ側へオーバーシュートしている時間を短くす
ることができる。つまり、実際の空燃比と目標の空燃比
との差を小さくし、実際の燃焼状態を、第1実施例に比
較して理想の燃焼状態に近付けることができる。Note that this embodiment can suppress misfires caused by riff I and shorten the time period during which the engine overshoots toward the rich side. In other words, the difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio can be reduced, and the actual combustion state can be brought closer to the ideal combustion state than in the first embodiment.
なお、本実施例では、減Witの総量をカウントしてリ
ーン側へ移行する速度を切り替えたが、タイマーを用い
て切り替えても良い。In this embodiment, the total amount of Wit reduction is counted to switch the speed of shifting to the lean side, but a timer may be used to switch the speed.
く変形例)
空燃比検出手段にサーモカップルを用いた例を示したが
、炎の温度が検出できるものであれば、他の温度検出手
段を用いても良い。(Modification) Although an example is shown in which a thermocouple is used as the air-fuel ratio detection means, other temperature detection means may be used as long as the temperature of the flame can be detected.
リッチ制御手段やリーン制御手段をマイクロコンピュー
タにプログラミングして実施した例を示したが、マイク
ロコンピュータを用いることなく、例えばオペアンプな
どを組み合わせたディスクリートの回路により、リッチ
制御手段やリーン制御手段を構成しても良い。Although we have shown an example in which the rich control means and lean control means are programmed into a microcomputer, it is also possible to configure the rich control means and lean control means by using discrete circuits that combine operational amplifiers, etc., without using a microcomputer. It's okay.
燃焼制御方式をファン先行型としたが、燃料の供給量の
先行型(例えば、比例弁先行型)や、送風量と燃料の供
給量とを独立して制御する独立型など、池の燃焼制御方
式に本発明を適用しても良い。Although the combustion control method is a fan-driven type, there are also other pond combustion control methods, such as a type that controls the amount of fuel supplied first (for example, a proportional valve-driven type) and an independent type that controls the amount of air flow and the amount of fuel supplied independently. The present invention may be applied to the system.
リッチ側へ移行する速度とリーン側へ移行する速度とを
、燃料の供給量の増減のみによって制御した例を示した
が、燃焼用空気の供給量の増減を組み合わせたり、ある
いは燃焼用空気の供給量の増減のみによってリッチ側へ
移行する速度とり−ン側へ移行する速度とを制御しても
良い。Although we have shown an example in which the speed of transition to the rich side and the speed of transition to the lean side are controlled only by increasing or decreasing the amount of fuel supplied, it is also possible to The speed of transition to the rich side and the speed of transition to the lean side may be controlled only by increasing or decreasing the amount.
また、バイパス水路を備えた給湯器を例に示したが、バ
イパス水路を有しない給湯器はもちろん、燃焼式の暖房
装置等能の強制燃焼式燃焼装置に本発明を適用しても良
い。Further, although a water heater with a bypass waterway is shown as an example, the present invention may be applied to a forced combustion type combustion device such as a combustion type heating device as well as a water heater without a bypass waterway.
さらに、燃料にガスを用いた例を示したが、灯油や重油
など液体燃料を用いた燃焼装置に適用しても良い。Further, although an example using gas as fuel has been shown, the present invention may also be applied to a combustion device using liquid fuel such as kerosene or heavy oil.
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。
第2図ないし第7図は本発明の第1実施例を示すもので
、第2図はバイパスミキシング式のガス給湯器の概略構
成図、第3図は制御装置の概略ブロック図、第4図は燃
焼量とサーモカップルの目標出力との関係を表すグラフ
、第5図は空燃比と燃焼速度とを表したグラフ、第6図
は燃焼量を増加させた際の空燃比の変化を説明するため
のタイムチャート、第7図は燃焼量を減少さぜた際の空
燃比の変化を説明するためのタイムチャー1・である。
第8図および第9図は本発明の第2実施例を示すもので
、第8図は強制燃焼式燃焼装置の概略図、第9図は燃焼
量を増加させた際の空燃比の変化を説明するためのタイ
ムチャートである。
第10図は従来の制御装置により”C空燃比の補正を行
った際の実際の空燃比の変化を示すタイムチャート、第
11図は空燃比と失火、および逆火の関係を表すタイム
チャートである。
図中 1・・・燃焼部 2・・・燃料供給手段3・
・・送風機 4・・・空燃比検出手段5・・・制御
装置 6・・・リッチ制御手段7・・・リーン制御手
段FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention. 2 to 7 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a bypass mixing type gas water heater, FIG. 3 is a schematic block diagram of a control device, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the combustion amount and the target output of the thermocouple, Fig. 5 is a graph showing the air-fuel ratio and combustion speed, and Fig. 6 explains the change in the air-fuel ratio when the combustion amount is increased. FIG. 7 is a time chart 1 for explaining changes in the air-fuel ratio when the combustion amount is reduced. Fig. 8 and Fig. 9 show a second embodiment of the present invention, Fig. 8 is a schematic diagram of a forced combustion type combustion device, and Fig. 9 shows a change in the air-fuel ratio when the combustion amount is increased. It is a time chart for explanation. Fig. 10 is a time chart showing the actual change in the air-fuel ratio when the C air-fuel ratio is corrected by a conventional control device, and Fig. 11 is a time chart showing the relationship between the air-fuel ratio, misfire, and flashback. In the figure: 1... Combustion section 2... Fuel supply means 3.
...Blower 4...Air-fuel ratio detection means 5...Control device 6...Rich control means 7...Lean control means
Claims (1)
手段によって前記燃焼部に供給される燃料を燃焼させる
に必要な燃焼用の空気を、強制的に前記燃焼部へ供給す
る送風機と、 燃焼部に形成される炎の温度により空燃比を検出する空
燃比検出手段を備え、該空燃比検出手段の検出する空燃
比に応じて前記燃料供給手段による燃料の供給量、また
は前記送風機による送風量の少なくとも一方を補正制御
し、空燃比を適正な範囲に保つ制御装置と を具備する強制燃焼式燃焼装置において、 前記制御装置は、 空燃比をリッチ側へ移行させる際に、燃料の増加速度を
速くする、あるいは送風量の減少速度を速くするリッチ
制御手段を備え、 空燃比をリーン側へ移行させる際に、燃料の減少速度を
遅くする、あるいは送風量の増加速度を遅くするリーン
制御手段を備えた ことを特徴とする強制燃焼式燃焼装置の制御装置。[Scope of Claims] 1) A combustion section that burns fuel, a fuel supply means for supplying fuel to the combustion section, and combustion necessary to combust the fuel supplied to the combustion section by the fuel supply means. a blower that forcibly supplies air to the combustion section; and an air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio based on the temperature of a flame formed in the combustion section, A forced combustion type combustion apparatus comprising: a control device that corrects and controls at least one of the amount of fuel supplied by the fuel supply means or the amount of air blown by the blower to keep the air-fuel ratio within an appropriate range; is equipped with a rich control means that increases the rate of increase in fuel or decreases the rate of air flow when the air-fuel ratio shifts to the rich side, and reduces the decrease in fuel when the air-fuel ratio shifts to the lean side. 1. A control device for a forced combustion type combustion device, characterized by comprising lean control means for slowing down the speed or slowing down the rate of increase in the amount of air blown.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061270A JPH02223723A (en) | 1988-11-14 | 1989-03-14 | Controller of forced combustion type burning device |
| KR1019890015211A KR930001173B1 (en) | 1989-03-14 | 1989-10-21 | Control device for forced air blowing type combustion apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28722188 | 1988-11-14 | ||
| JP63-287221 | 1988-11-14 | ||
| JP1061270A JPH02223723A (en) | 1988-11-14 | 1989-03-14 | Controller of forced combustion type burning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223723A true JPH02223723A (en) | 1990-09-06 |
| JPH0532655B2 JPH0532655B2 (en) | 1993-05-17 |
Family
ID=26402314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061270A Granted JPH02223723A (en) | 1988-11-14 | 1989-03-14 | Controller of forced combustion type burning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02223723A (en) |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061270A patent/JPH02223723A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532655B2 (en) | 1993-05-17 |
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