JPH033847B2 - - Google Patents

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JPH033847B2
JPH033847B2 JP57107224A JP10722482A JPH033847B2 JP H033847 B2 JPH033847 B2 JP H033847B2 JP 57107224 A JP57107224 A JP 57107224A JP 10722482 A JP10722482 A JP 10722482A JP H033847 B2 JPH033847 B2 JP H033847B2
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JP
Japan
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gas
pressure
differential pressure
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JP57107224A
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JPS58224225A (ja
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Yoshuki Yokoajiro
Hideo Uematsu
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、負荷に応じて燃焼量を自動的に連続
可変すると共に、燃焼用空気量とガス量の比(以
後空燃比と言う)をほぼ一定に保ち燃焼の安定性
と高効率を保つための、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ものであ
る。
従来のこの種の高負荷燃焼器の燃焼制御装置と
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により送られた燃焼用空気は空気側絞り2を経
て混合部3へ、ガスは均圧弁4を通りガス側絞り
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で燃焼する。
均圧弁の背圧室7には空気側絞り2の上流の圧
力が導かれており、均圧弁4は均圧弁出口のガス
圧力を背圧室の圧力と等しくなる様に自動調節す
る。ここで、空気側絞りの上流の圧力をPA、空
気量をQA、ガス側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は、 …式1 の関係がある。
均圧弁が理想的にPG=PAに調節できれば上式
より となりQAを変化させても空燃比は常に一定とな
るが、しかし均圧弁はダイフラム8でPAとPG
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
ムの有効面積変化などにより必ず圧力設定誤差△
PGが生じる。
すなわち、PG=PA+△PGであるので となる。すなわち誤差△PGによる空燃比の誤差
はPA−PMの絶対値が小さくなるほど大きくなる。
したがつて一定の空燃比誤差の範囲で燃焼量調節
比を大きくするためには、PA−PMを大きくする
か又は、均圧弁のダイアフラムを大きくして△
PGを小さくしなければならない。
このため、燃焼量調節比を1/5ないし1/10
に取ろうとすれば、きわめて大きな送風機や均圧
弁が必要となり、機器が大型になり、また燃焼量
調節比を大きくするために空気側絞りの発生差圧
(PA−PM)を大きくすると、ガス供給圧力の低い
特に都市ガス等の家庭用ガス燃料では使えない。
またガス供給圧力が低下した場合や、強風等によ
り機器の内部静圧が上昇した場合など、均圧弁が
全開になつても必要がガス量が供給できなくな
り、したがつて空燃比が大幅に変動して燃焼が不
安定になるなど家庭用燃焼装置への適用は難しか
つた。
本発明はそのような従来の欠点を除去するもの
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燃焼
制御装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、ガス比例
弁で燃焼量を調節し混合部の上流にそれぞれ設け
られた空気側絞りとガス側絞りのそれぞれの上流
の間の圧力差を差圧検出器で検出し、その圧力差
が零となる様に空気量可変機構を制御するもので
ある。
この構成によつて、差圧検出器は直接ガス弁を
動かす必要もなく電気信号を発生するのみで良
く、さらに制御回路に積分要素をもたせれば定常
的に差圧が零の状態で安定させることも可能にな
る。したがつて差圧検出器は小さなダイアフラム
でその目的を果せ、かつ絞りの両端の発生圧力も
小さくできるので、送風機も小さなもので良い。
また実際に供給されたガス量に応じた空気量が供
給されるので、ガス供給圧力等が低下した時でも
空燃比は一定に保たれる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳しく説
明する。尚、図中、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1実施例の構成を示すブロツ
ク図である。
図において、1は燃焼用空気を供給する送風機
でここでは送風機の回転数を制御することにより
風量可変機構を構成している。2は空気通路に設
けられた空気側絞りでありその両端に空気量に応
じた差圧を発生する。5はガス通路に設けられた
ガス側絞りでありその両端にガス量に応じた差圧
を発生する。3は空気通路とガス通路の合流する
混合部で、ガスと燃焼用空気とか混合されバーナ
6に混合ガスを導く、11は熱交換器でそのパイ
プに通された水を加熱する。12はサーミスタで
熱交換器出口の出湯温度に応じた電気信号を発生
する。13はガス比例弁であり電磁コイルに流す
電流に応じてコイル中に置かれた可動鉄芯がガス
弁の開度を連続的に調節する。14は温度設定器
であり可変抵抗器を手動回動することにより出湯
温度を設定する。15は出湯温制御回路であり、
サーミスタ12と温度設定器14との信号の差を
増幅しガス比例弁13の電磁コイルの電流を加減
して出湯温度が設定温度と等しくなる様にガス量
を自動調節する。16は空気側絞り2の上流とガ
ス側絞り5の上流との圧力差を検出する差圧検出
器であり、差圧に比例した電気信号を発生する。
17は空燃比制御回路であり差圧検出器16の信
号を受けてその差圧が正(PA>PG)になれば回
転数制御回路19により送風機1の回転数を減少
させ、差圧が負(PA<PG)になれば反対に送風
機の回転数を増大させる様に働く。さらに空燃比
制御回路は、積分要素18を有し差圧の定常偏差
を零にする様に働く。
ここで従来例で述べた式3と同様の関係が成り
立ち、ガス比例弁で調節されたガス量に比例した
空気量が供給される。ここでは、空燃比制御回路
の積分要素により、式3に於ける△PGに相当す
る誤差分が限りなく零に近づけられるので定格時
の空気側及びガス側絞りの発生差圧を小さく選ん
でも、燃焼量調節比を大きくできる。
ここでは、ガスと燃焼用空気とを混合部で予め
混合してバーナに供給する全一次方式を例にとつ
ているが、混合部とバーナとが一体となり燃焼用
空気を多段に分けてガスと混合する型式でもほぼ
同様に実施できる。また、空気量可変機構が空気
通路に設けたダンパで構成されるものであつても
かまわない。
第3図は本発明の一実施例の差圧検出器の詳細
構造を示す樅断面図である。上面ケース21と下
面ケース22とダイアフラム23とで圧力室A2
4と圧力室B25とが形成され、圧力導入孔A2
6及び圧力導入孔B27からそれぞれ空気側絞り
上流圧力及びガス側絞り上流圧力が導かれる。ダ
イアフラムは受圧板A28と受圧板B29とでは
さまれ中央部で固定ピン30によつて固定されか
つ圧力室A,B間がシールされている。上面ケー
ス21には同筒状で非磁性体のコアガイド31が
一体で設けられ、固定ピン30に当接したコア3
2をガイドするとともに、差動トランス部の外気
とのシールを果している。コアガイド31の外側
には差動トランスのコイル33が固定される。ダ
イアフラム部及びコアーの重量は、下面ケース2
2とネジ結合された調節ネジ34とスプリング受
け35と受圧板B29との間のスプリング36に
よつて支えられ、圧力差が零のときに、コアが差
動トランスの中点になる様に、すなわち差動トラ
ンスの出力信号が零となる様に調節される。
圧力室A,Bの間に差圧が発生するとダイアフ
ラムが変位し、その変位量に応じた電気信号が差
動トランス33の2次コイルから出力される訳で
あるが、前述の様に空燃比制御回路により、その
圧力差が常に零となる様フイードバツク制御され
るためダイアフラムの変位量は小さくてすむた
め、ダイアフラムの剛性、変位による有効面積の
変位等の影響を受けにくい。さらに、差圧検出器
に要求される性能は、差圧零時の出力のみが安定
しておれば良く差圧に対する出力信号の直線性、
ゲインの変化等は高精度である必要はない。差動
トランスの零点出力位置はコイル33とコア32
との機械的位置関係によりほぼ決まるもので、励
磁電流及び周波数の変動、コイル抵抗の変動等に
よつてほとんど影響を受けない。したがつて、差
圧検出器は、小さなダイアフラムと簡単な構造の
差動トランスとの組み合わせで構成できる。
以上の構成により、バーナの負荷となる水の流
量や入口水温が変動しても、自動的にガス量を調
節して、出湯温度を安定に保つとともに、空燃比
を安定に保つことができる。
さらに、ガス供給圧力が低下した場合、あるい
は強風等の影響で内部の静圧が上昇した場合には
ガス比例弁13の弁が全開になつても必要なだけ
のガス量が供給できない。この時でも送風機は差
圧が零となる様回転数制御され、実際に供給され
たガス量に応じた空気量を供給するため、空燃比
は安定であり、燃焼は安定に保たれる。
以上のように本発明のガス燃焼制御装置によれ
ば、空気ガス混合部の上流にそれぞれ空気側絞り
とガス側絞りとを設け、空気側絞りの上流とガス
側絞りの上流との差圧を差圧検出器で検出し、そ
の信号により積分要素を介して、差圧を零とする
様に風量可変機構を制御しているため、燃焼量調
節比大きくしても高精度に空燃比を安定化でき、
空気側及びガス側絞りの発生圧力を小さくできる
ので送風機も小型になり、またガス供給圧の低い
家庭用ガス燃料でも使用可能となる。また、差圧
検出器は、差圧零時のみ安定に検出できれば良い
ので、小さなダイアフラムと差動トランスとを使
つた簡単な構成で実現でき、機器の小型化、低コ
スト化がはかれる。さらに、燃焼量をガス比例弁
で調節し、前述の差圧検出器の信号に応じて風量
可変機構を制御して、空燃比を一定に保つ様構成
したので、ガス供給圧力が低下した場合や、強風
等の影響で内部の静圧が高くなつた場合でも常に
空燃比は一定に保たれ燃焼が不安定になることは
ない等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガス燃焼制御装置を示す構成
図、第2図は本発明の一実施例のガス燃焼制御装
置の構成を示すブロツク図、第3図は本発明の一
実施例の差圧検出器の構成を示す樅断面図であ
る。 1……送風機、2……空気側絞り、3……混合
部、5……ガス側絞り、13……ガス比例弁、1
9……回転数制御回路、16……差圧検出器、1
1……熱交換器、12……サーミスタ、14……
温度設定器、15……出湯温制御回路、17……
空燃比制御回路、18……積分要素、23……ダ
イアフラム、33……差動トランスコイル、32
……コア。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 燃焼用空気を供給する送風機と、ガスと燃焼
    用空気とを混合する混合部と、バーナと、混合部
    の上流の空気通路及びガス通路にそれぞれ空気側
    りとガス側りと、さらにガス通路に電気信号
    に応じてガス供給量を連続可変するガス比例弁
    と、電気信号に応じて空気量を連続可変する空気
    量可変機構と、空気側りの上流とガス側りの
    上流との圧力差に応じた電気信号を出力する差圧
    検出器とを有し、前記差圧検出器の信号によりそ
    の差圧が零となる様に前記空気量可変機構を制御
    する燃焼制御装置。
JP57107224A 1982-06-21 1982-06-21 燃焼制御装置 Granted JPS58224225A (ja)

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JP57107224A JPS58224225A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 燃焼制御装置

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JP57107224A JPS58224225A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 燃焼制御装置

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JPS58224225A JPS58224225A (ja) 1983-12-26
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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