JPH0533927A - ガンタイプバーナの調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガンタイプバーナのノズル位置−噴霧燃焼量
の特性を容易に且つ精度良く自動調整できる調整方法の
提供を目的とする。 【構成】 現行の演算式により先ずノズルを第１の基準
燃焼量Ｐ₁ に相当する第１のノズル位置Ｌ₁₀に移動し、
次に前記第１の基準燃焼量Ｐ₁ に対して実際の燃焼量が
一定の誤差範囲内に入るようにノズル位置を補正し、次
に現行の演算式によりノズルを第２の基準燃焼量Ｐ₂ に
相当する第２のノズル位置Ｌ₂₀に移動し、さらに前記第
２の基準燃焼量Ｐ₂ に対して実際の燃焼量が一定の誤差
範囲内に入るようにノズル位置を補正し、次に前記第１
の基準燃焼量Ｐ₁ と第２の基準燃焼量Ｐ₂ と補正後の第
１のノズル位置Ｌ₁₁と補正後の第２のノズル位置Ｌ₂₁と
からノズルの単位移動量に対する燃焼量変化Ｋ₁を演算
し、得られた補正後の第１のノズル位置Ｌ₁₁とノズルの
単位移動量に対する燃焼量変化Ｋ₁ とを外部メモリに記
憶するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガンタイプバーナの調整
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、石油燃焼機の燃料比例制御の方法
として、ガンタイプの噴霧ノズルから噴出するオイル量
をコントロールする方法があるが、その方法として、ノ
ズルから燃焼筒に至る噴霧拡散領域に一定面積の開口を
持つ噴霧絞り板を設け、この絞り板とノズル間の距離を
変更させ、燃焼筒に至る噴霧量を制御する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記方法におい
て、ノズルの加工バラツキによる噴霧量、噴霧角度のバ
ラツキ及び絞り板−ノズル間距離を変化させるノズル駆
動機構のバックラッシュ・ガタによるバラツキ並びに燃
料の質のバラツキにより、ノズル位置−噴霧燃焼量特性
が一定範囲内に収まらない問題があった。また、メンテ
ナンスとしてノズル駆動機構等の交換、修理等を行うと
ノズル位置−噴霧燃焼量特性が変わってしまい、再調整
する必要があるが、設置現場では調整設備の準備が困難
な場合が多い。

【０００４】そこで本発明は、上記従来の欠点を解消
し、ノズル位置−噴霧燃焼量の特性の調整、補正を精度
よく、自動で行うことができ、またメンテナンス時にも
調整が容易であるガンタイプバーナの調整方法の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、一定の
開口を有する噴霧絞り板と、燃料を噴霧するノズルと、
このノズルを移動させて前記絞り板との距離を変化させ
る駆動手段と、この駆動手段を制御するマイクロコンピ
ュータ内蔵のコントローラとを備え、前記絞り板と前記
ノズルとの距離を変化させることにより絞り板を通過す
る燃料の量を変化させて燃焼量を制御する構成のガンタ
イプバーナにおける、前記燃焼量とノズル位置との関係
を自動的に調整する方法であって、現行の演算式により
先ずノズルを第１の基準燃焼量Ｐ₁ に相当する第１のノ
ズル位置Ｌ₁₀に移動し、次に前記第１の基準燃焼量Ｐ₁
に対して実際の燃焼量が一定の誤差範囲内に入るように
ノズル位置を補正し、次に現行の演算式によりノズルを
第２の基準燃焼量Ｐ₂ に相当する第２のノズル位置Ｌ₂₀
に移動し、さらに前記第２の基準燃焼量Ｐ₂ に対して実
際の燃焼量が一定の誤差範囲内に入るようにノズル位置
を補正し、次に前記第１の基準燃焼量Ｐ₁ と第２の基準
燃焼量Ｐ₂ と補正後の第１のノズル位置Ｌ₁₁と補正後の
第２のノズル位置Ｌ₂₁とからノズルの単位移動量に対す
る燃焼量変化Ｋ₁ を演算し、得られた補正後の第１のノ
ズル位置Ｌ₁₁とノズルの単位移動量に対する燃焼量変化
Ｋ₁ とを外部メモリに記憶するようにしたことを特徴と
している。

【０００６】

【作用】リモコン或いはコントローラにおける調整スイ
ッチをオンすることにより、一定のプログラムに沿って
自動的に調整が行われる。調整で得られた第１のノズル
位置Ｌ₁₁とノズルの単位移動量に対する燃焼量変化Ｋ₁
は次回の調整がなされるまで有効に、ノズル位置演算に
利用される。即ち必要燃焼量がＰとされると、ノズル位
置Ｌは次式（１）で演算される。 Ｌ＝Ｌ₁₁＋( Ｐ−Ｐ₁)／Ｋ₁ …式（１） 前記第１のノズル位置Ｌ₁₁とノズルの単位移動量に対す
る燃焼量変化Ｋ₁ を調整しておくことにより、ノズルの
バラツキ、駆動系統のバックラッシュ・ガタ、燃料のバ
ラツキ等があっても、精度よくまた効率よくノズル位置
−噴霧燃焼量を制御することができる。またメンテナン
ス等、部品の補修、交換を行った後も精度よく且つ効率
よくノズル位置−噴霧燃焼量を制御できる。勿論、調整
は自動的であるので何時でも何処でも簡単にできる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明方法を実施したガンタイプバー
ナの概略構成図、図２はガンタイプバーナを用いた給湯
器の例を示す概略構成図、図３は本発明を実施するため
のコントローラによる制御ブロック図、図４はノズル位
置−噴霧燃焼量の関係を示す図、図５はコントローラに
よって自動的に行う調整プログラムのフローチャートで
ある。図２において、10は後述する燃料を噴霧するガン
タイプ型のノズルを有するバーナ部で、送風器も兼備し
ている。21は熱交換器で、熱交換用のフィン付きパイプ
22を備えている。前記パイプ22の一端には入水配管23が
接続されており、パイプ22の他端には出湯配管24が接続
されている。入水配管23には流量検出器25とサーミスタ
からなる水温検出器26とが介装されており、出湯配管24
にはサーミスタからなる湯温検出器27と流量調整弁28と
が介装されている。30はマイコンを内蔵した制御部で、
該制御部30の入力端に前記流量検出器25と水温検出器26
と湯温検出器27が接続されており、制御部30の出力端は
バーナ部10と流量調整弁28に接続されている。制御部30
にはリモートコントローラ（以下リモコンとする)40 が
接続されている。

【０００８】前記バーナ部10に設けられる燃料噴射用の
ノズル11は、図１に示すように、駆動ギヤ12とステッピ
ングモータ等の駆動モータ13からなる駆動手段によって
前後に進出自在とされ、その進出位置によって噴霧絞り
板14によりカットされる噴霧量が変化するようになされ
ている。即ちノズル11の進出位置によって、現に燃焼に
供される燃料噴霧供給量が調節され、これにより燃焼熱
量が調節され、リモートコントローラ40で設定される給
湯条件に対応する出力号数とされる。15は燃焼筒で、16
はイグナイタ、17はオイルポンプ、18は定油面器であ
る。なお、給湯器における出湯能力は出力号数で表さ
れ、1 リットルを１分間に25℃上昇させる能力が出力号
数１号である。また本実施例では燃焼熱量を出湯号数で
表現している。

【０００９】図３において、コントローラ30は、流量検
出器25、水温検出器26、湯温検出器27等各センサーの入
力回路と、流量調整弁28、駆動モータ13、イグナイタ1
6、オイルポンプ17等への出力回路と、シーケンス及び
プロセス制御と調整( 補正) 制御を行うための中央処理
装置（以下ＣＰＵとする）31と、調整データを記憶する
ＥＥＰＲＯＭ等の外部メモリー32を有する。前記リモコ
ン40には運転スイッチ、出湯能力設定スイッチ、給湯器
の各状態を示す表示部、自動調整用スイッチ等を設けて
いる。自動調整用スイッチはコントローラ30側に設けて
もよい。

【００１０】通常使用時においては、図示しない出湯カ
ランが開かれ、リモコン40で出湯温度が設定されると、
流量検出器25で検出された入水量と水温検出器26で検出
された水温と設定給湯温度とから必要な出力号数Ｐが前
記制御部30で演算され、さらにその演算された出力号数
Ｐから対応する前記ノズル11の進出位置Ｌが、調整によ
って得た演算式によって演算され、その演算値が駆動手
段12、13に送られ、ノズル11が所定位置まで進出され
る。即ちフィードフォワード制御される。そしてさらに
湯温検出器27で出湯温度を検出し、設定温度との差に比
例した制御量を制御部30から駆動手段12、13を介して燃
料噴霧ノズル11にフィードバックする。前記フィードフ
ォワード制御においては予め、出力号数と燃料噴霧ノズ
ル位置との対応関係がある程度以上正確になっている必
要があるが、給湯器制作時にそれら正確な対応関係を確
実に再現できるかたちで組立がなされることは難しい。
また個々の給湯器でのバラツキが生じることは避けられ
ない。そこで給湯器が製作されたのち出荷されるまで、
或いは給湯器の補修がなされた後、或いは一定の期間
毎、また必要に応じて随時、バーナのノズル位置と噴霧
燃焼量との関係を精度のよいものにするため調整を行
う。次に調整の方法を説明する。

【００１１】調整は、図４、図５を参照して、調整員が
出湯カランを全開し、前記リモコン40の調整スイッチを
オンすることにより開始される（ステップ51) 。調整ス
イッチがオンされると、コントローラ30は先ずリモコン
40に調整中を示す運転ランプの点滅を指令し（ステップ
52) 、そして前記駆動モータ13を原点Ｌ₀ に戻す（ステ
ップ53) 。原点位置はリミットスイッチ等で定めること
ができる。そしてコントローラ30は第１の基準燃焼量
（出力号数）Ｐ₁ 、例えば３号、で所定の出湯温度Ｔ_S
を入水温度Ｔ_C から得るのに必要な水量Ｑ₁ を演算し、
流量調節弁28を水量Ｑ₁ に制御し（ステップ54) 、さら
に現行の調整値に基づいて第１のノズル位置Ｌ₁₀まで移
動させる（ステップ55) 。そして燃焼を開始し（ステッ
プ56) 、湯温検出器27からの湯温Ｔ_H と前記予め決めた
所定の出湯温度Ｔ_S との差ΔＴを監視し（ステップ57)
、その差ΔＴが一定値γ以内にない場合には（ステッ
プ58、60) 、一定値γ以内に入る方向へ一回につきΔＬ
づつノズル11を補正移動し（ステップ59、61) 、ステッ
プ57から59を繰り返す。そして補正回数Ｎが一定ｎ以上
になった時には調整不能表示をリモコン40に出す（ステ
ップ62、63、74) 。前記ステップ58、60で差ΔＴが一定
値γ以内であると、その補正後の第１のノズル位置Ｌ₁₁
の値をとりあえずＣＰＵ31のＲＡＭに記憶させる。

【００１２】前記第１基準燃焼量Ｐ₁ に対するノズル位
置が仮調整できると、次に第２基準燃焼量（出湯号数）
Ｐ₂ 、例えば24号、でのノズル位置を調整する。調整は
ステップ64にしたがって、基準燃焼量がＰ₂ で出湯温度
Ｔ_S を入水温度Ｔ_C から得るのに必要な水量Ｑ₂ を演算
し、流量調節弁28を水量Ｑ₂ に制御し（ステップ64)、
さらに現行の調整値に基づいて第２のノズル位置Ｌ₂₀ま
で移動させる（ステップ65) 。そして湯温検出器27から
の湯温Ｔ_H と前記予め決めた所定の出湯温度Ｔ_S との差
ΔＴを監視し（ステップ66) 、その差ΔＴが一定値δ以
内にない場合には（ステップ67、69) 、一定値δ以内に
入る方向へ一回につきΔＬづつノズル11を補正移動し
（ステップ68、70)、その時の第２のノズル位置Ｌ₂₁と
前記仮記憶させた第１のノズル位置Ｌ₁₁と第１、第２の
基準燃焼量Ｐ₁ 、Ｐ₂ とから次式（２）でノズルの単位
移動量当たりの燃焼量の変化Ｋ₁ を求め（ステップ71)
、ＲＡＭに記憶させる。 Ｋ₁ ＝（Ｐ₂ −Ｐ₁ ）／（Ｌ₂₁−Ｌ₁₁） …式（２）

【００１３】そして補正回数Ｍが一定回数ｍになるまで
は（ステップ72、73) 、ステップ54からステップ73まで
を繰り返し、その間に前記差ΔＴが一定値δ以内にはい
らない場合は調整不能表示をだす（ステップ74) 。

【００１４】一方前記ステップ67、69で差ΔＴが一定値
δ以内に入った時には、その時にＲＡＭに記憶されてい
るＬ₁₁とＫ₁ とを外部メモリー32のＥＥＰＲＯＭに改め
て記憶させる（ステップ75）。これにより調整は終了
し、コントローラ30は終了表示をリモコン40に行う（ス
テップ76) 。調整員がカランを閉めて終了する。調整終
了後次回の調整がなされるまでは、前記電池によりバッ
クアップするか、あるいはＥＥＰＲＯＭ等を用いるのが
好ましい。なお上記初期調整方法終了後は外部メモリー
32に記憶されているＬ₁₁とＫ₁ とにより、燃焼量（出力
号数）Ｐが決定されると式（１）によりノズル位置Ｌが
演算される。

【００１５】なおステップ74により、一定の補正回数ｎ
によっても第１のノズル位置が一定範囲γに入らないと
き、及び一定の補正回数ｍによっても第２のノズル位置
が一定範囲δにはいらないときには、調整不能表示をだ
して、そのまま終了することにしているが、このように
することで、部品間違いや組立不良等を自動的に検出す
ることができる。また調整結果は外部メモリー32に記憶
させているので、出荷前に調整すれば現場調整が不要と
なり、また停電しても再調整不要である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の調整方法によれば、調整スイッチをオンするこ
とにより、ノズル位置と燃焼量の関係を自動的に調整、
制御することができ、出荷時の調整や現場設置時での調
整等が何時でも何処でも簡単にできる。製作時における
ノズルのバラツキ、駆動系統のバックラッシュ・ガタ、
燃料のバラツキ等があっても、問題なく且つ精度よく効
率よくノズル位置−噴霧燃焼量を制御することができ
る。またメンテナンス等、部品の補修、交換を行った後
も精度よく且つ効率よくノズル位置−噴霧燃焼量を制御
できる。勿論、調整は自動的であるので何時でも何処で
も簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施したガンタイプバーナの概略
構成図である。

【図２】ガンタイプバーナを用いた給湯器の例を示す概
略構成図である。

【図３】本発明を実施するためのコントローラによる制
御ブロック図である。

【図４】ノズル位置−噴霧燃焼量の関係を示す図であ
る。

【図５】コントローラによって自動的に行う調整プログ
ラムのフローチャートである。

【符号の説明】

11 ノズル 12、13 駆動手段 14 絞り板 30 コントローラ 31 マイコン 32 外部メモリー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一定の開口を有する噴霧絞り板と、燃料
   を噴霧するノズルと、このノズルを移動させて前記絞り
   板との距離を変化させる駆動手段と、この駆動手段を制
   御するマイクロコンピュータ内蔵のコントローラとを備
   え、前記絞り板と前記ノズルとの距離を変化させること
   により絞り板を通過する燃料の量を変化させて燃焼量を
   制御する構成のガンタイプバーナにおける、前記燃焼量
   とノズル位置との関係を自動的に調整する方法であっ
   て、現行の演算式により先ずノズルを第１の基準燃焼量
   Ｐ₁ に相当する第１のノズル位置Ｌ₁₀に移動し、次に前
   記第１の基準燃焼量Ｐ₁ に対して実際の燃焼量が一定の
   誤差範囲内に入るようにノズル位置を補正し、次に現行
   の演算式によりノズルを第２の基準燃焼量Ｐ₂ に相当す
   る第２のノズル位置Ｌ₂₀に移動し、さらに前記第２の基
   準燃焼量Ｐ₂ に対して実際の燃焼量が一定の誤差範囲内
   に入るようにノズル位置を補正し、次に前記第１の基準
   燃焼量Ｐ₁ と第２の基準燃焼量Ｐ₂ と補正後の第１のノ
   ズル位置Ｌ₁₁と補正後の第２のノズル位置Ｌ₂₁とからノ
   ズルの単位移動量に対する燃焼量変化Ｋ₁ を演算し、得
   られた補正後の第１のノズル位置Ｌ₁₁とノズルの単位移
   動量に対する燃焼量変化Ｋ₁ とを外部メモリに記憶する
   ようにしたことを特徴とするガンタイプバーナの調整方
   法。