JPH033848B2 - - Google Patents
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- JPH033848B2 JPH033848B2 JP57107228A JP10722882A JPH033848B2 JP H033848 B2 JPH033848 B2 JP H033848B2 JP 57107228 A JP57107228 A JP 57107228A JP 10722882 A JP10722882 A JP 10722882A JP H033848 B2 JPH033848 B2 JP H033848B2
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method 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
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/02—Measuring filling height in burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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。
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を径
て混合部３へ、ガスは均圧弁４を通りガス側絞り
５を径て混合部３へ入り空気とガスが混合されバ
ーナ６で燃焼する。
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を径
て混合部３へ、ガスは均圧弁４を通りガス側絞り
５を径て混合部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とすると空気比QA／QG は の関係がある。
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とすると空気比QA／QG は 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アフラム８でPAとPG
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。
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アフラム８でPAとPG
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
調節範囲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
いなど、家庭用燃焼装置への適用は難しかつた。
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
調節範囲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。
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、必要燃焼
量により、空気量可変機構を制御し燃焼用空気量
を調節すると共に、混合部の上流に設けられた空
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て、その圧力差が零と
なる様ガス比例弁を制御するものである。
量により、空気量可変機構を制御し燃焼用空気量
を調節すると共に、混合部の上流に設けられた空
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て、その圧力差が零と
なる様ガス比例弁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。
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。
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。
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図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図である。
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が混合されバー
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
増幅し回転数制御回路１９により送風機１の回転
数を制御する。１６は空気側絞り２の上流とガス
側絞り５の上流との差圧に応じた電気信号を出力
する差圧検出器である。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
（PG＞PA）になればガス比例弁１３の電流を減少
させ、差圧が負（PG＜PA）になればガス比例弁
の電流を増大させる様に働く。さらに空燃比制御
回路１７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。
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が混合されバー
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
増幅し回転数制御回路１９により送風機１の回転
数を制御する。１６は空気側絞り２の上流とガス
側絞り５の上流との差圧に応じた電気信号を出力
する差圧検出器である。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
（PG＞PA）になればガス比例弁１３の電流を減少
させ、差圧が負（PG＜PA）になればガス比例弁
の電流を増大させる様に働く。さらに空燃比制御
回路１７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、送風機により供給された空気量に比例した
ガス量が供給される。ここでは空燃比制御回路１
７の積分要素１８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。
立ち、送風機により供給された空気量に比例した
ガス量が供給される。ここでは空燃比制御回路１
７の積分要素１８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。
混合し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
構造を示す縦断面図である。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２２
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。
構造を示す縦断面図である。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２２
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
変化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。
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
変化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、自動的に空気量を調
節し、空気量に応じたガス量が供給されるので、
その結果空燃比一定で、自動的に燃焼量を調節し
て、出湯温度を安定に保つことができる。
量や入口水温が変動しても、自動的に空気量を調
節し、空気量に応じたガス量が供給されるので、
その結果空燃比一定で、自動的に燃焼量を調節し
て、出湯温度を安定に保つことができる。
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
にガス比例弁を制御しているため、空気量すなわ
ち燃焼量調節比を大きくとつ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
供給圧力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、差圧零時のみを安定に検
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等の効果が得ら
れる。
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
にガス比例弁を制御しているため、空気量すなわ
ち燃焼量調節比を大きくとつ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
供給圧力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、差圧零時のみを安定に検
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等の効果が得ら
れる。
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縦断面図であ
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。
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縦断面図であ
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)
- 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
絞りとガス側絞りと、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、空気側絞りの上流とガス側絞りの
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ガス比例弁を制御する
燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57107228A JPS58224228A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57107228A JPS58224228A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58224228A JPS58224228A (ja) | 1983-12-26 |
| JPH033848B2 true JPH033848B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=14453730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57107228A Granted JPS58224228A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58224228A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4317981A1 (de) * | 1993-05-28 | 1994-12-01 | Ranco Inc | Gas-Luft-Verhältnisregelvorrichtung für einen Temperaturregelkreis für Gasverbrauchseinrichtungen |
| AT509212B1 (de) * | 2010-03-01 | 2011-07-15 | Vaillant Group Austria Gmbh | Vorrichtung und ein verfahren zur regelung des brenngas-luft-verhältnisses eines brenngasbetriebenen brenners |
| DE102011117736A1 (de) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | Honeywell Technologies Sarl | Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners |
| US9528712B2 (en) * | 2012-11-05 | 2016-12-27 | Pat Caruso | Modulating burner system |
| CN109442405B (zh) * | 2018-12-26 | 2023-12-05 | 广州威茨热能技术有限公司 | 一种空燃比例混合器 |
-
1982
- 1982-06-21 JP JP57107228A patent/JPS58224228A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58224228A (ja) | 1983-12-26 |
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