JPH0413006A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、貯湯槽内の水をバーナで加熱するよ
うにしである温水ボイラにおいて、貯湯温度を設定温度
に保つようにバーナの燃焼量を調整する場合等に用いら
れる燃焼制御装置に関する。

詳しくは、変更すべき燃焼量を指定する燃焼量指定手段
と、バーナへの燃料供給量を前記燃焼量指定手段により
指定された燃焼量に直線的に比例する量に自動調整する
燃料制御手段と、前記バーナに燃焼用空気を供給するフ
ァンの回転数のうち前記燃焼量指定手段により指定され
た燃焼量に見合う回転数を指定する回転数指定手段と、
前記ファンの回転数を前記回転数指定手段により指定さ
れた回転数に自動調整するファン制御手段とを設けてあ
るものに関する。

〔従来の技術〕

従来の燃焼制御装置では、前記回転数指定手段が、前記
ファンの回転数を燃焼量に直線的に比例して変化させる
ように回転数を指定するものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、燃焼量は、燃焼用空気の供給圧（風圧）に直線
的に比例して変化するものであり、前記風圧は回転数の
２乗に比例して変化するものである。その結果、上記従
来の技術によるときは、燃焼量に直線的に比例して燃焼
供給量が変化するのに対し、風圧が燃焼量に直線的に比
例して変化しないので、空燃比を一定に保つことができ
なかった。

本発明の目的は、燃焼量の変更にかかわらず、空燃比の
一定化を図ろうとする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による燃焼制御装置の特徴構成は、前記回転数指
定手段として、前記ファンによる燃焼空気の供給圧が燃
焼量に直線又はほぼ直線的に比例して変化するように回
転数を指定するものを設けてある点にある。

〔作　用〕 上記の特徴構成によれば、燃焼量の変更に伴ない燃焼用
空気の供給圧を燃料供給量と同様に燃焼量に直線又はほ
ぼ直線的に比例させて変化させることができる。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、空燃比を一定又はほぼ一定に
保った状態で燃焼量を変更することができる燃焼制御装
置を提供できるようになった。

〔実施例〕

本発明の実施例を次に示す。

第４図に示すように、貯湯槽（１）を設け、その貯湯槽
り１）内に加熱用の火炉（２）と煙管（３）とを設け、
前記火炉（２）内を燃焼室とする燃焼装置（４）と燃焼
制御装置（５）とを設けて、燃焼により貯）高検（１）
内の水を加熱する温水ボイラを構成しである。

前記貯湯槽（１）は、給水路（６）に接続する給水口（
１ａ）と、使用端末（７）への給湯路（８）に接続する
出湯口（１ｂ）と、前記給湯路＜８）の末端に連らなる
ポンプ（Ｐ）付きの戻り路（９）に接続する戻り口（１
ｃ）とを備えている。かつ、この貯湯槽（１）には、貯
湯温度検出センサ（１０）が設けろれている。

前記燃焼装置（４）は、強制通風型元混合式のものであ
って、バーナ（４Ａ）と、そのバーナ（４Ａ）に燃焼用
空気を供給するシロッコファン利用のファン（４Ｂ）と
を備えている。前記バーナ（４Ａ）は、バーナ本体（４
ａ）と炎孔を形成する燃焼プレート（４ｂ）とから成る
。燃料供給路（１１）は、前記ファン（４Ｂ）内に燃料
を供給すべく接続されており、この燃料供給路（１１）
には、燃料供給量を調整するための電磁比例弁（１２）
が介装されている。かつ、前記ファン（４Ｂ）は、ＤＣ
Ｃブラシレスモーフ駆動モータ（４Ｃ）とするものであ
る。。

前記燃焼制御装置（５）は、貯湯温度が設定温度になり
、かつ、空燃比がほぼ一定に保たれるように、燃料供給
量と、前記駆動モータ（４ｃ）、つまり、ファン（４Ｂ
）の回転数とを制御するものであって、第１図に示すよ
うに、燃焼量指定手段（１３）と、燃料制御手段（１４
）と、回転数指定手段（１５Ａ）　　とから成る。

前記燃焼量指定手段（１３）は、前記貯湯温度検出セン
サ（１０）の検出温度（ｔｉ）に基づいて、温度設定器
（Ｉ６）による設定温度（ｔｓ）を得るに必要な燃焼量
（Ｇ）を遂次算出するものである。

前記燃料制御手段（１４）は、前記燃焼量指定手段（１
３）で算出された燃焼量（Ｇ）に基づいて、燃焼量（Ｇ
）　に燃料供給量を直線又はほぼ直線的に比例させる燃
焼量（Ｇ）　　と燃料供給量との予約設定した相関関係
が維持されるように前記電磁比例弁（１２）の弁開度を
電流にて制御するものであり、電流決定手段（１４Ａ）
　　と弁制御手段（１４Ｂ）　　とかろ成る。

前記電流決定手段（１４Ａ）　　は、算出された燃焼量
（Ｇ）　　に基づいて、前記の相関関係を維持する弁開
度とさせる比例弁操作電流（１）を決定するものである
。

前記弁制御手段（１４Ｂ）　　は、前記電流決定手段（
１４Ａ）で決定された比例弁換作電流（１）で電磁比例
弁（１４Ｂ）の弁開度を自動調整するものである。

前記回転数制御手段（１５）は、前記電流決定手段（１
４Ａ）で決定された比例弁操作電流（ｉ）に基づいて、
空燃比をほぼ一定に保つように燃焼量（Ｇ）　にファン
（４Ｂ）による燃焼用空気の供給圧をほぼ直線的に比例
させる燃焼量（Ｇ）　　と回転数（Ｎ）との予め設定し
た相関関係（第３図（イ）中の相関線（イ）で示すもの
）が維持されるように回転数（Ｎ）を制御するものであ
り、回転数指定手段（１５Ａ）　と補正手段（１５Ｂ）
　とファン制御手段（１５Ｃ）とから成る。前記相関線
（イ）は、第３図（ロ）に示すように、燃焼量（Ｇ）に
供給圧を直線的に比例させる燃焼量（Ｇ）と回転数（Ｎ
）との相関線（ロ）上に設けた複数の変曲点（ａ）を直
線で繋いだ、つまり、相関線（ロ）に近似する折れ線で
ある。

前記変曲点（ａ）の位置及び個数は、燃焼装置（４）の
構造や燃焼運転の仕方等、各種の燃焼条件に応じて適宜
選定する。

前記回転数指定手段（１５Ａ）　は、決定された比例弁
操作電流（ｉ）　に基づいて、前記の相関関係を維持す
る回転数（Ｎ）を算出し、それに見合った駆動信号（Ａ
）を出力するものである。

前記補正手段（１５Ｂ）　　は、バーナ（４Ａ）や煙道
（３）の目詰り、排気条件の変化、室温等の経年変化に
かかわらず、空燃比をほぼ一定にさせるためのものであ
り、具体的には、火炎温度又は燃焼プレート（４ｂ）の
温度を検出する温度センサ（１７）の検出温度に基づい
て、検出温度が設定温度よりも高いときには、算出した
回転数よりも設定回転数（１０〜５Ｑｒｐｍ程度）高い
回転数に見合った駆動信号（Ａ）を出力し、かつ、検出
温度が設定温度よりも低いときには、算出した回転数よ
りも設定回転数（１０〜５Ｑｒｐｍ程度）低い回転数に
見合った駆動信号（Ａ）を出力するように前記回転数指
定手段（１５Ａ）を補正作動させるものである。

前記ファン制御手段（１５Ｃ）　　は、ファン（４Ｂ）
の回転数を回転数指定手段（１５Ａ）　により算出され
た回転数（Ｎ）　にパルス幅変調方式にて自動調整する
手段であって、第２図に示すように、前記駆動モータ（
４Ｃ）を駆動するためのインバータ（１７）、交流を整
流・平滑化してインバータ（１７）に供給する整流・平
滑回路（１８）、前記回転数指定手段（１５Ａ）からロ
ーパスフィルタ（１９）を介して入力された駆動信号（
Ａ）に基づいて前記インバータ（１７）の発振周波数を
可変制御するＰＷＭ発生回路（２０）と、前記駆動モー
タ（４ｃ）に同期して前記ＰＷＭ発生回路（２０）によ
るインバータ（１７）の制御を行なわせる回転ロジック
（２１）とから成る。

なお、回転数制御手段（１５）においては、ファン（４
Ｂ）の回転数（Ｎ＋）を検出する回転数センサ（２２）
を設けて、フィードバック制御を行なうようになってい
る。

上記の構成によれば、空燃比に関与する燃料供給量と供
給圧とがともに燃焼量（Ｇ）　にほぼ直線的に比例して
変化するため、燃焼量（Ｇ）の変更範囲において空燃比
がほぼ一定に保たれる。

〔別実施例〕

本発明の別実施例を以下に示す。

［１コ上記実施例では、ファン（４Ｂ）の駆動モータ（
４Ｃ）として、ＡＣモータに比べて回転数の応答特性に
勝れ、かつ、回転数制御手段（１５）を安価なものにで
き、また、ブラシを備えたＤＣモータに比べて長寿命の
ＤＣＣブラシレスモーフ示したが、駆動モータ（４ｃ）
としては、ＤＣモータ、ＡＣモータであっても良い。

［２コ上記実施例では、相関線（イ）で示される燃焼量
（Ｇ）　　と回転数（Ｎ）　との相関関係を維持するよ
うに回転数（Ｎ）を制御して、回転数（Ｎ）の指定（算
出）の容易化を図ったが、もちろん、回転数制御手段（
１５）としては、相関線（ロ）で示される燃焼量（Ｇ）
　　と回転数（凡）との相関関係を維持するように回転
数（Ｎ）を制御しても良い。

［３］上記実施例では、強制通風型元混合式の燃焼装置
（４）を対象としたが、本発明は、強制通風用のファン
（４Ｂ）を備えた燃焼装置（４）であればどのようなも
のにも適用できる。

［４］尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
する為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面
の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る燃焼制御装置の実施例を示し、第１
図は制御ブロック図、第２図は回路ブロック図、第３図
（イ）、（ロ）は燃焼量と回転数との関係を示すグラフ
、第４図は概略縦断面図である。 （１３）・・・・・・燃焼量指定手段、（４Ａ）・・・
・・・バーナ、（１４）・・・・・・燃料制御手段、（
４Ｂ）・・・・・・ファン、（１５Ａ）・・・・・・回
転数指定手段、（１５Ｃ）・・・・・・ファン制御手段
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変更すべき燃焼量を指定する燃焼量指定手段（１３）と
   、バーナ（４Ａ）への燃料供給量を前記燃焼量指定手段
   （１３）により指定された燃焼量に直線的に比例する量
   に自動調整する燃料制御手段（１４）と、前記バーナ（
   ４）に燃焼用空気を供給するファン（４Ｂ）の回転数の
   うち前記燃焼量指定手段（１３）により指定された燃焼
   量に見合う回転数を指定する回転数指定手段（１５Ａ）
   と、前記ファン（４Ｂ）の回転数を前記回転数指定手段
   （１５Ａ）により指定された回転数に自動調整するファ
   ン制御手段（１５Ｃ）とを設けてある燃焼制御装置であ
   って、前記回転数指定手段（１５Ａ）として、前記ファ
   ン（４Ｂ）による燃焼空気の供給圧が燃焼量に直線又は
   ほぼ直線的に比例して変化するように回転数を指定する
   ものを設けてある燃焼制御装置。