JPH07243640A - Combustion controller - Google Patents
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- JPH07243640A JPH07243640A JP6464294A JP6464294A JPH07243640A JP H07243640 A JPH07243640 A JP H07243640A JP 6464294 A JP6464294 A JP 6464294A JP 6464294 A JP6464294 A JP 6464294A JP H07243640 A JPH07243640 A JP H07243640A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガス給湯機のような燃
焼装置の制御装置に関わり、特に、着火時における空燃
比制御の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a combustion device such as a gas water heater, and more particularly to improvement of air-fuel ratio control during ignition.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガス給湯機において、着火や火移り等の
緩点火時には、確実に点火させるために通常燃焼時より
も空燃比をガスリッチ側に制御することが従来から知ら
れている。例えば、図1に示すように、必要な燃焼出力
(熱量)Fに対するガス量調整用比例弁電流と空気量調
節用ファン回転数の理想レベルが実線グラフA、Bで表
される場合、通常燃焼時には、a点の必要熱量に対し
て、比例弁電流及びファン回転数をそれぞれ理想グラフ
A、B上のb点、c点に制御する。しかし、緩点火時に
は、d点の必要熱量に対して、比例弁電流は理想グラフ
A上のe点とするが、ファン回転数を理想グラフBより
低レベル側のf点にすることにより、ガスリッチな空燃
比として着火や火移りの動作を行う。2. Description of the Related Art In a gas water heater, it has been known to control the air-fuel ratio to a gas-rich side as compared with that during normal combustion in order to ignite reliably during ignition such as ignition or transfer. For example, as shown in FIG. 1, when the ideal levels of the gas amount adjusting proportional valve current and the air amount adjusting fan rotation speed with respect to the required combustion output (heat amount) F are represented by solid line graphs A and B, normal combustion is performed. At times, the proportional valve current and the fan speed are controlled to the points b and c on the ideal graphs A and B, respectively, with respect to the required heat amount at the point a. However, at the time of slow ignition, the proportional valve current is set to the point e on the ideal graph A with respect to the required heat amount at the point d, but the fan rotation speed is set to the f point on the lower level side than the ideal graph B, so that the gas rich Ignition and transfer are performed with a certain air-fuel ratio.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガス給湯機
は、その使用地域によってガス種が異なるため、様々な
種類のガスに対応できる必要がある。例えば、ウォッベ
指数が15%も違うプロパンガスとブタンガスとを同一
機種で燃焼できなくてはならない。By the way, the gas water heater needs to be able to handle various kinds of gas, because the gas type varies depending on the area where it is used. For example, propane gas and butane gas having different Wobbe indices of 15% must be combustible in the same model.
【0004】このように単位質量当たりの発熱量が大き
く違う複数種のガスを使用する可能性がある場合、画一
的な空燃比条件の下で緩点火を行うと、ガス種によって
は不完全燃焼状態になったり着火失敗が生じたりするこ
とがある。例えば、プロパンガスに対して適正な条件設
定となっていたとすると、ウォッベ指数の大幅に高いブ
タンガスを使用した場合には、空気過小となってススや
CO等が発生する可能性があり、一方、ブタンガスに対
し適正な条件設定では、プロパンガス使用の場合に空気
過多となって着火失敗等が生じる可能性がある。When there is a possibility of using a plurality of kinds of gases having greatly different calorific values per unit mass as described above, if the slow ignition is performed under a uniform air-fuel ratio condition, it may be incomplete depending on the kind of gas. Combustion may occur or ignition failure may occur. For example, assuming that proper conditions are set for propane gas, if butane gas having a significantly higher Wobbe index is used, air may become too small and soot and CO may be generated. If proper conditions are set for butane gas, there is a possibility that ignition failure will occur due to excess air when using propane gas.
【0005】同様な問題は、ガス給湯機に限らず、空気
と燃料との混合体を燃焼させる様々な燃焼装置において
存在する。The same problem exists not only in the gas water heater but also in various combustion devices that burn a mixture of air and fuel.
【0006】従って、本発明の目的は、複数の燃料種の
いずれに対しても適正な空燃比条件で着火、火移り等の
緩点火動作が行える燃焼制御装置を提供することにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a combustion control device capable of performing a slow ignition operation such as ignition, transfer of fire, etc., under proper air-fuel ratio conditions for any of a plurality of fuel types.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の第一の側面に従
う燃焼制御装置は、実際の燃焼状態に基づいて使用燃料
の発熱能を反映した指標を演算する手段と、求めた発熱
能に応じて以後の緩点火時の空燃比を加減する手段とを
備えたことを特徴とする。The combustion control device according to the first aspect of the present invention is based on an actual combustion state, means for calculating an index reflecting the exothermic ability of the fuel used, and the calculated exothermic ability. And means for adjusting the air-fuel ratio at the time of subsequent slow ignition.
【0008】本発明の第二の側面に従う燃焼制御装置
は、第一の側面に従う装置において、指標演算手段が、
燃焼を行なう都度、前記指標を演算し、空燃比加減手段
が、前回の燃焼時に演算された指標に基づいて、今回の
燃焼の際の緩点火時の空燃比を加減することを特徴とす
る。A combustion control device according to a second aspect of the present invention is the device according to the first aspect, wherein the index calculating means comprises:
Each time combustion is performed, the index is calculated, and the air-fuel ratio adjusting means adjusts the air-fuel ratio at the time of slow ignition at the time of the current combustion based on the index calculated at the time of the previous combustion.
【0009】本発明の第三の側面に従う燃焼制御装置
は、第一の側面に従う装置において、実際の燃焼時の目
標出力熱量と実出力熱量との熱量比、または目標出力熱
量と要求熱量との熱量比を前記指標として演算すること
を特徴とする。A combustion control apparatus according to a third aspect of the present invention is the apparatus according to the first aspect, wherein the heat quantity ratio between the target output heat quantity and the actual output heat quantity at the time of actual combustion, or the target output heat quantity and the required heat quantity. It is characterized in that a heat quantity ratio is calculated as the index.
【0010】本発明の第四の側面に従う燃焼制御装置
は、第三の側面に従う装置において、空燃比加減手段
が、前記指標としての熱量比に応じて、初期設定された
緩点火時の出力熱量を補正し、この補正した緩点火時の
出力熱量に見合うように燃料供給量を加減する、また
は、前記熱量比に応じて初期設定された緩点火時の空気
供給量を補正し、この補正した空気供給量を供給するよ
うにファン回転数を加減することを特徴とする。A combustion control device according to a fourth aspect of the present invention is the device according to the third aspect, wherein the air-fuel ratio adjusting means has an output heat amount during slow ignition which is initially set in accordance with the heat amount ratio as the index. Is corrected, and the fuel supply amount is adjusted to match the corrected output heat amount at the time of slow ignition, or the air supply amount at the time of slow ignition initially set according to the heat amount ratio is corrected, and this correction is performed. It is characterized in that the fan rotation speed is adjusted so as to supply the air supply amount.
【0011】[0011]
【作用】本発明の第一の側面に従う燃焼制御装置によれ
ば、異なる種類の燃料が使用された場合、その使用燃料
の発熱能を反映した指標が演算され、この指標に応じて
緩点火時の空燃比が加減される。一般に、発熱能の高い
燃料は、発熱能の低い燃料に比較して、エアリッチ側の
空燃比が適正である。従って、発熱能に応じた指標によ
り緩点火時の空燃比を制御することにより、どの種類の
燃料に対しても適当な空燃比(通常燃焼時の空燃比より
やや燃料リッチ)で緩点火が行なえる。With the combustion control device according to the first aspect of the present invention, when different types of fuel are used, an index reflecting the heat generation capacity of the used fuel is calculated, and in the case of slow ignition, the index is calculated. The air-fuel ratio of is adjusted. In general, a fuel having a high heat generating ability has a proper air-fuel ratio on the air rich side as compared with a fuel having a low heat generating ability. Therefore, by controlling the air-fuel ratio at the time of slow ignition with an index according to the heat generation capability, it is possible to perform slow ignition at an appropriate air-fuel ratio (slightly richer than the air-fuel ratio during normal combustion) for any type of fuel. It
【0012】本発明の第二の側面に従う燃焼制御装置に
よれば、燃焼の都度上記指標が学習され、この学習値に
基づいて次回の空燃比調節が行なわれる。従って、使用
燃料の種類が変ったり、装置の置かれた環境や経年変化
によって装置の性能が多少変っても、自動的に使用燃料
に適した空燃比が設定される。According to the combustion control device of the second aspect of the present invention, the index is learned each time combustion occurs, and the next air-fuel ratio adjustment is performed based on the learned value. Therefore, even if the type of fuel used changes, or the performance of the device changes slightly due to the environment in which the device is placed or changes over time, an air-fuel ratio suitable for the used fuel is automatically set.
【0013】本発明の第三の側面に従う燃焼制御装置に
よれば、実際の燃焼時の目標出力熱量と実出力熱量との
熱量比、または目標出力熱量と要求熱量との熱量比が前
記指標として利用される。この熱量比は、装置が初期的
に予定している燃料種と実際に使用されている燃料種と
の発熱能の相違を反映した値である。従って、この熱量
比に基づいて、装置に初期的に設定されている空燃比条
件を調整すれば、実際の使用燃料種に適した空燃比を得
ることができる。According to the combustion control device of the third aspect of the present invention, the heat quantity ratio between the target output heat quantity and the actual output heat quantity during actual combustion or the heat quantity ratio between the target output heat quantity and the required heat quantity is used as the index. Used. This heat quantity ratio is a value that reflects the difference in heat generation capability between the fuel type initially planned for the device and the fuel type actually used. Therefore, if the air-fuel ratio condition initially set in the device is adjusted based on this heat quantity ratio, the air-fuel ratio suitable for the actual fuel type used can be obtained.
【0014】本発明の第四の側面に従う燃焼制御装置に
よれば、前記熱量比に応じて、緩点火時の初期設定条件
に対応した燃料供給量または空気供給量の少なくとも一
方が加減される。従って、熱量比に応じて空燃比が加減
されることになり、結果として、燃料種に応じた適正な
空燃比が得られる。According to the combustion control device of the fourth aspect of the present invention, at least one of the fuel supply amount and the air supply amount corresponding to the initial setting condition at the time of slow ignition is adjusted according to the heat quantity ratio. Therefore, the air-fuel ratio is adjusted according to the heat quantity ratio, and as a result, an appropriate air-fuel ratio according to the fuel type is obtained.
【0015】尚、好適な実施例では、空燃比の加減方法
として、熱量比の一次関数として燃料供給量または空気
供給量を調整する方法や、熱量比が所定の閾値(例えば
1)より大きいか小さいかに応じて燃料供給量または空
気供給量を所定ステップで加減する方法が採用されてい
る。In the preferred embodiment, as a method of adjusting the air-fuel ratio, a method of adjusting the fuel supply amount or the air supply amount as a linear function of the heat quantity ratio, and whether the heat quantity ratio is larger than a predetermined threshold value (for example, 1) are used. A method is adopted in which the fuel supply amount or the air supply amount is adjusted in predetermined steps depending on whether the amount is small.
【0016】後者の方法は、加減量の大きさが熱量比の
値に直接関連しないので、加減ステップを適切に設定す
ることにより、適当な空燃比調節が可能である。しか
し、使用される複数種の燃料の発熱能が大幅に異なる場
合には、画一的な加減ステップで全ての燃料種に対して
適切な空燃比を与えることは難しい。そのような場合
は、何段階かの加減ステップを用意して、熱量比の大小
の程度に応じて選択するようにしてもよい。一方、前者
の方法は、加減量の大きさが熱量比の値に直接関連して
定まるため、両者の関数を適切に設定することにより、
適当な空燃比調節が可能である。In the latter method, since the magnitude of the amount of adjustment is not directly related to the value of the heat quantity ratio, it is possible to properly adjust the air-fuel ratio by properly setting the adjustment step. However, when the heat generating capacities of a plurality of types of fuels used are significantly different, it is difficult to give an appropriate air-fuel ratio to all the fuel types in a uniform adjustment step. In such a case, several stages of adjustment may be prepared and selected according to the magnitude of the heat quantity ratio. On the other hand, in the former method, since the magnitude of the amount of adjustment is directly related to the value of the heat quantity ratio, by appropriately setting both functions,
Appropriate air-fuel ratio adjustment is possible.
【0017】[0017]
【実施例】図2は、本発明を適用したガス給湯機の一実
施例の主要部分の概略構成を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows a schematic structure of a main part of an embodiment of a gas water heater to which the present invention is applied.
【0018】図2に示すように、この給湯機は2段式の
バーナ1、3を備え、この2つのバーナ1、3の各々へ
の分岐した給ガス管5、7にはそれぞれ電磁弁5、7が
設けられ、それら給ガス管5、7の分岐元の元ガス管1
3にはガス量調節用の比例弁15が設けられている。ま
た、これらバーナ1、3に対して必要な空気を送り込む
ため、吸気ファン29が備えられている。As shown in FIG. 2, this water heater is equipped with two-stage burners 1 and 3, and solenoid valves 5 are respectively provided in branched gas supply pipes 5 and 7 to the two burners 1 and 3, respectively. , 7 are provided, and the original gas pipe 1 from which the gas supply pipes 5, 7 are branched
3 is provided with a proportional valve 15 for adjusting the gas amount. Further, an intake fan 29 is provided to send necessary air to the burners 1 and 3.
【0019】バーナ1、3に対向して熱交換器17が配
置されており、給水管19と給湯管23とがこれに接続
されている。給水管19には入水温度TCを測る入水温
度センサ21が取り付けられ、給湯管23には出湯温度
TMを測る出湯温度センサ25と、出湯流量Qを測る流
量センサ27とが取り付けられている。これらセンサ2
1、25、27の出力は制御装置31に送られる。制御
装置31は、後に説明するように、これらセンサからの
情報TC、TM、Q及び図示しない湯温設定器からの設定
湯温TS等に基づき、前述した給ガス制御用の弁9、1
1、13や吸気ファン27や図示しないイグナイタ等の
駆動を制御する。A heat exchanger 17 is arranged opposite to the burners 1 and 3, and a water supply pipe 19 and a hot water supply pipe 23 are connected thereto. A water inlet temperature sensor 21 for measuring the water inlet temperature TC is attached to the water supply pipe 19, and a hot water outlet temperature sensor 25 for measuring the hot water outlet temperature TM and a flow rate sensor 27 for measuring the hot water outlet flow rate Q are attached to the hot water supply pipe 23. These sensors 2
The outputs of 1, 25 and 27 are sent to the control device 31. As will be described later, the control device 31 uses the information TC, TM, Q from these sensors, the set hot water temperature TS from the hot water temperature setter (not shown), and the like to supply gas control valves 9 and 1 described above.
It controls the driving of the intake fans 1, 13, the intake fan 27, an igniter (not shown), and the like.
【0020】図3は、制御装置31の本発明に関連する
部分の機能構成を示す。FIG. 3 shows a functional configuration of a portion of the control device 31 related to the present invention.
【0021】図3において、要求熱量演算部43は、設
定温度TS、入水温度TC及び流量Qに基づいて、入水を
設定温度の湯にするための要求熱量F1=(TS−TC)
Qを演算する。この要求熱量F1は比較部51に送ら
れ、比較部51は要求熱量F1を、最低着火号数記憶部
49に予め記憶されている一段目バーナの着火条件であ
る最低着火号数(例えば2号)及び二段目バーナの着火
条件である火移り必要号数とそれぞれ比較し、それぞれ
の比較結果を出力する。In FIG. 3, the required heat amount calculation unit 43, based on the set temperature TS, the incoming water temperature TC and the flow rate Q, the required heat amount F1 = (TS-TC) for turning the incoming water into the hot water of the set temperature.
Calculate Q. This required heat amount F1 is sent to the comparison unit 51, and the comparison unit 51 outputs the required heat amount F1 to the minimum ignition number (for example, No. 2) which is the ignition condition of the first stage burner stored in advance in the minimum ignition number storage unit 49. ) And the number of required fire transfer, which is the ignition condition of the second stage burner, and output the comparison results.
【0022】比較部55は、流量Qを最低着火流量記憶
部53に予め記憶されている一段目バーナの着火条件で
ある最低着火流量と比較し、その結果を出力する。The comparison unit 55 compares the flow rate Q with the minimum ignition flow rate, which is the ignition condition of the first stage burner stored in advance in the minimum ignition flow rate storage unit 53, and outputs the result.
【0023】比較部51の出力と比較部55の出力とは
組合わされて、一段目電磁弁9、イグナイタ69、二段
目電磁弁11、今回着火空燃比補正部67、及び今回火
移り空燃比補正部65に与えられる。The output of the comparison unit 51 and the output of the comparison unit 55 are combined to form the first-stage solenoid valve 9, the igniter 69, the second-stage solenoid valve 11, the present ignition air-fuel ratio correction unit 67, and the present ignition transfer air-fuel ratio. It is given to the correction unit 65.
【0024】一段目電磁弁9とイグナイタ69は、要求
熱量F1が最低着火号数を超え且つ流量Qが最低着火流
量を超えたときに作動して、一段目バーナ1を着火す
る。この時、今回着火空燃比補正部67が作動して、ガ
ス比例弁15の開度とファン29の回転数とを制御し、
それにより着火に適した空燃比で着火時の号数で緩点火
が行なわれる。The first-stage solenoid valve 9 and the igniter 69 operate when the required heat quantity F1 exceeds the minimum ignition number and the flow rate Q exceeds the minimum ignition flow rate, and ignites the first-stage burner 1. At this time, the current ignition air-fuel ratio correction unit 67 operates to control the opening of the gas proportional valve 15 and the rotation speed of the fan 29,
As a result, slow ignition is performed with an air-fuel ratio suitable for ignition and with the number of the ignition.
【0025】また、二段目電磁弁11は、上記着火後に
要求熱量F1が火移り必要号数を超えたときに作動し
て、一段目バーナ1から二段目バーナ3に火移りさせ
る。この時、今回火移り空燃比補正部67が作動して、
ガス比例弁15の開度とファン29の回転数とを制御
し、それにより火移りに適した空燃比と火移り時の号数
で二段目バーナへの火移りが行なわれる。尚、火移りの
際、これを確実にするためにイグナイタ69を作動させ
てもよい。Further, the second-stage solenoid valve 11 operates when the required heat quantity F1 exceeds the required number of fire transfer after ignition, and causes the first-stage burner 1 to transfer to the second-stage burner 3. At this time, the fire transfer air-fuel ratio correction unit 67 is activated this time,
By controlling the opening degree of the gas proportional valve 15 and the rotation speed of the fan 29, the transfer of the fire to the second stage burner is performed with the air-fuel ratio suitable for the transfer of fire and the number at the time of transfer. It should be noted that the igniter 69 may be operated in order to ensure this during a fire transfer.
【0026】流量安定検出部35及び出湯温度安定検出
部37は、それぞれ、流量Q及び出湯温度TMが安定し
た時、その流量Q及び出湯温度TMを実出力演算部45
に送る。The flow rate stability detecting section 35 and the tapping temperature stability detecting section 37 respectively calculate the flow rate Q and the tapping temperature TM when the flow rate Q and the tapping temperature TM are stable.
Send to.
【0027】実出力演算部45は、入水温度TCと、安
定後の流量Q及び出湯温度TMとに基づき、バーナから
実際に出力されている実出力熱量FR=(TM−TC)Q
を演算する。The actual output calculation unit 45 calculates the actual output heat quantity FR = (TM-TC) Q actually output from the burner based on the incoming water temperature TC, the stabilized flow rate Q and the hot water temperature TM.
Is calculated.
【0028】出力演算部41は、設定温度TS、入水温
度TC及び流量Qと、出力熱量補正部39から与えられ
る出力熱量のフィードフォワード・フィードバック制御
演算の演算結果である出力熱量補正係数Kとに基づい
て、バーナが実際に出力すべき目標出力熱量Fを演算す
る。The output calculation unit 41 sets the set temperature TS, the incoming water temperature TC and the flow rate Q, and the output heat amount correction coefficient K which is the calculation result of the feedforward feedback control calculation of the output heat amount given from the output heat amount correction unit 39. Based on this, the target output heat quantity F that the burner should actually output is calculated.
【0029】比較部47は、実出力熱量FRと目標出力
熱量Fとを入力して、両者の比である熱量比α=FR/
Fを求める。この熱量比αは、使用しているガス種に対
して装置の現在の燃焼条件が適合しているか否かを示す
指標であり、α=1であれば適合していることを意味
し、α<1であれば使用中のガス種よりウォッベ指数の
低いガス種に装置条件が設定されていることを意味し、
α>1であればその逆を意味する。従って、本制御装置
は、以下に述べる構成によって、この熱量比αの値に応
じ着火及び火移りの際の空燃比を使用中のガス種に合う
ように調整するものである。The comparison unit 47 inputs the actual output heat amount FR and the target output heat amount F, and the heat amount ratio α = FR /
Find F. This heat quantity ratio α is an index indicating whether or not the current combustion conditions of the device are suitable for the type of gas used, and if α = 1, it means that it is suitable, and α <1 means that the equipment condition is set to a gas type having a Wobbe index lower than that of the gas type being used,
If α> 1, it means the opposite. Therefore, the present control device adjusts the air-fuel ratio at the time of ignition and transfer in accordance with the value of this heat quantity ratio α so as to match the gas species in use, by the configuration described below.
【0030】次回緩点火出力演算記憶部61は、比較部
47からの熱量比αの逆数1/αを、初期値記憶部63
に初期設定されている一段目バーナの緩点火(着火)時
の熱量である初期設定緩点火熱量FK0(例えば4号)に
乗算することにより、次回の一段目バーナ着火時に用い
るための補正された緩点火熱量FK=FK0/αを演算し
記憶する。The next slow ignition output calculation storage unit 61 stores the reciprocal 1 / α of the heat quantity ratio α from the comparison unit 47 in the initial value storage unit 63.
It is corrected for use at the next ignition of the first-stage burner by multiplying it by the initial setting slow-ignition heat amount FK0 (for example, No. 4) which is the amount of heat at the time of slow ignition (ignition) of the first-stage burner that is initially set The slow ignition heat amount FK = FK0 / α is calculated and stored.
【0031】次回火移り出力演算記憶部59は、比較部
47からの熱量比αの逆数1/αを、初期値記憶部57
に初期設定されている火移り時の出力熱量である初期設
定火移り熱量FU0(例えば10号)に乗算することによ
り、次回の火移り時に用いるための補正された火移り熱
量FU=FU0/αを演算し記憶する。The next ignition transfer output storage unit 59 stores the reciprocal 1 / α of the heat quantity ratio α from the comparison unit 47 into the initial value storage unit 57.
The corrected heat transfer heat quantity FU = FU0 / α for use at the next heat transfer by multiplying the initial heat transfer heat quantity FU0 (for example No. 10) which is the output heat quantity at the time of heat transfer Is calculated and stored.
【0032】今回着火空燃比補正部67は、前述したよ
うに一段目バーナ着火時の空燃比を制御するものである
が、その際、次回緩点火出力演算部61が前回の燃焼時
に演算して記憶している補正緩点火熱量FK(=FKO/
α)を読み出し、このFKに対応したガス流量となるよ
うにガス比例弁15を制御すると共に、ファン回転数に
ついては初期設定緩点火熱量FK0に対応した緩点火時の
回転数(例えば、図1においてd点をFK0としたときの
f点)に制御する。これにより、着火時の空燃比が、装
置の設定条件から熱量比αに応じて加減されることにな
る。つまり、α=1であれば、設定条件と同じ空燃比で
あるが、α<1であれば設定条件より更にガスリッチ側
に空燃比が制御されてウォッベ指数のより低いガス種に
対して適度なガスリッチ状態となり、一方、α>1であ
れば設定条件よりエアリッチ側に空燃比が制御されてウ
ォッベ指数のより高いガス種に対して適度なガスリッチ
状態となる。The current ignition air-fuel ratio correction unit 67 controls the air-fuel ratio at the time of the first stage burner ignition as described above. At that time, the next slow ignition output calculation unit 61 calculates it at the time of the previous combustion. Stored corrected slow ignition heat quantity FK (= FKO /
α) is read out, the gas proportional valve 15 is controlled so that the gas flow rate corresponds to this FK, and the fan rotation speed corresponds to the initial setting slow ignition heat quantity FK0. At point f, when point d is set to FK0, control is performed. As a result, the air-fuel ratio at ignition is adjusted according to the heat quantity ratio α from the set conditions of the device. That is, if α = 1, the air-fuel ratio is the same as the set condition, but if α <1, the air-fuel ratio is controlled to the gas rich side further than the set condition, and it is appropriate for gas types with a lower Wobbe index. On the other hand, when α> 1, on the other hand, when α> 1, the air-fuel ratio is controlled to the air rich side from the set condition, and the gas rich state is appropriate for the gas type having a higher Wobbe index.
【0033】今回火移り空燃比補正部65は、前述した
ように二段目バーナへの火移り時の空燃比を制御するも
のであるが、その際、次回火移り出力演算部59が演算
し記憶している補正火移り熱量FU(=FUO/α)に対
応したガス流量となるようにガス比例弁15を制御する
と共に、ファン回転数については初期設定FU0に対応し
た値(例えば、図1においてd点をFU0としたときのf
点)に制御する。これにより、火移り時の空燃比が、着
火時の場合と同様に、装置の設定条件から熱量比αに応
じて加減され、結果として、使用中のガス種に対して適
度なガスリッチ状態となる。The current transfer heat air-fuel ratio correction unit 65 controls the air-fuel ratio at the time of transfer of heat to the second stage burner, as described above. At that time, the next transfer transfer output calculation unit 59 calculates it. The gas proportional valve 15 is controlled so that the gas flow rate corresponds to the stored corrected transfer heat quantity FU (= FUO / α), and the fan rotation speed is a value corresponding to the initial setting FU0 (for example, FIG. 1). F when d point is FU0 in
Control). As a result, the air-fuel ratio at the time of fire transfer is adjusted according to the heat quantity ratio α from the set condition of the device, as in the case of ignition, and as a result, it is in a proper gas rich state for the gas species in use. .
【0034】図4は、以上の機能構成の下で行なわれる
空燃比の制御動作の流れを示す。FIG. 4 shows the flow of the control operation of the air-fuel ratio performed under the above functional configuration.
【0035】まず、要求熱量F1=(TS−TC)Qが演
算され(ステップ100)、次に、この要求熱量F1が
最低着火号数(例えば2号)を超え且つ流量Qが最低着
火流量(例えば2リットル/分)を超えているかがチェ
ックされる(ステップ101)。First, the required heat quantity F1 = (TS-TC) Q is calculated (step 100), and then the required heat quantity F1 exceeds the minimum number of ignitions (for example, 2) and the flow rate Q is the minimum ignition flow rate ( For example, it is checked whether it exceeds 2 liters / minute (step 101).
【0036】ステップ101のチェック結果がノーから
イエスに変ると、出湯開始を意味するので、ステップ1
02に進んで一段目バーナの着火動作を行なう。即ち、
前回の燃焼時に演算された補正緩点火熱量FK(初回だ
けは初期設定緩点火熱量FK0)に対応する開度にガス比
例弁15を開き、一段目バーナの電磁弁9を開き、ファ
ン回転数を初期設定緩点火熱量FK0に見合った緩点火時
の回転数に制御し、且つイグナイタ69に通電をする。
これにより、一段目バーナ1が着火されるが、その場
合、ガス種に応じた適度なガスリッチ状態で緩点火が行
なわれる。If the check result in step 101 changes from NO to YES, it means that the hot water has started.
Proceed to 02 to perform the ignition operation of the first stage burner. That is,
Open the gas proportional valve 15 to the opening corresponding to the corrected slow ignition heat quantity FK calculated at the previous combustion (initial setting slow ignition heat quantity FK0 only for the first time), open the solenoid valve 9 of the first stage burner, and change the fan speed. The engine speed is controlled to a value corresponding to the initially set slow ignition heat quantity FK0, and the igniter 69 is energized.
As a result, the first-stage burner 1 is ignited, but in this case, slow ignition is performed in an appropriate gas rich state according to the gas type.
【0037】次に要求熱量F1と前記火移り必要熱量と
の比較により、二段目バーナ3の着火を必要としてるか
否かが判断される(ステップ103)。この結果がノー
であれば、ステップ105へ進んで通常の燃焼が開始さ
れ、またイエスであれば、ステップ104に進んで二段
目バーナ3への火移り動作が行なわれた後、ステップ1
05の通常燃焼へ進む。Next, by comparing the required heat quantity F1 with the necessary heat transfer quantity, it is judged whether or not the second stage burner 3 needs to be ignited (step 103). If the result is no, the routine proceeds to step 105, where normal combustion is started, and if the result is yes, the routine proceeds to step 104 where the transfer operation to the second stage burner 3 is performed, and then step 1
Proceed to 05 normal combustion.
【0038】ステップ104の火移り動作では、前回の
燃焼時に演算された補正火移り熱量FU(初回だけは初
期設定火移り熱量FU0)に対応する開度にガス比例弁1
5を開き、二段目バーナの電磁弁11を開き、ファン回
転数を初期設定火移り熱量FU0に見合った火移り時の回
転数に制御する。尚、更にイグナイタ69に通電をして
もよい。これにより、一段目バーナ1からの火移りで二
段目バーナ3が着火されるが、その場合、着火時と同様
にガス種に応じた適度なガスリッチ状態で火移りが行な
われる。In the transfer operation of step 104, the gas proportional valve 1 is opened at the opening corresponding to the corrected transfer heat quantity FU calculated at the previous combustion (initially set transfer heat quantity FU0 only for the first time).
5 is opened, the solenoid valve 11 of the second stage burner is opened, and the fan rotation speed is controlled to the rotation speed at the time of the fire transfer corresponding to the initial setting heat transfer heat FU0. The igniter 69 may be further energized. As a result, the second-stage burner 3 is ignited by the transfer from the first-stage burner 1, but in that case, the transfer is performed in an appropriate gas-rich state according to the gas type as in the case of ignition.
【0039】ステップ105の通常燃焼では、フィード
フォワード・フィードバック制御により目標出力熱量F
が演算されて、これに見合った開度に比例弁15が制御
され、且つこの比例弁開度に対応したファン回転数(例
えば、図1におけるa点をFとした時のc点)に制御さ
れる。In the normal combustion of step 105, the target output heat quantity F is set by the feedforward feedback control.
Is calculated, the proportional valve 15 is controlled to an opening corresponding to this, and the fan rotational speed corresponding to this proportional valve opening (for example, point c when point a in FIG. 1 is set to F) is controlled. To be done.
【0040】この通常燃焼が開始されると、出湯温度T
Mと流量Qが共に安定したかどうかチェックされ(ステ
ップ106)、安定したならば、その時の実出力熱量F
R=(TM−TC)Qが演算され(ステップ107)、そ
してこの実出力熱量FRとその時の目標出力熱量Fとの
熱量比α=FR/Fが演算される(ステップ108)。When this normal combustion is started, the outlet heated water temperature T
It is checked whether both M and the flow rate Q are stable (step 106). If so, the actual output heat amount F at that time is checked.
R = (TM-TC) Q is calculated (step 107), and the heat quantity ratio α = FR / F between the actual output heat quantity FR and the target output heat quantity F at that time is calculated (step 108).
【0041】次に、この熱量比αを初期設定緩点火熱量
FK0及び初期設定火移り熱量FU0に除算することによ
り、補正緩点火熱量FK(=FK0/α)及び補正火移り
熱量FU(=FU0/α)を求める(ステップ109)。
この補正緩点火熱量FK及び補正火移り熱量FUは、次回
の出湯時におけるステップ102、104で用いるため
に記憶される。Next, by dividing this heat quantity ratio α into the initial set slow ignition heat quantity FK0 and the initial set fire transfer heat quantity FU0, the corrected slow ignition heat quantity FK (= FK0 / α) and the corrected fire transfer heat quantity FU (= FU0) are calculated. / Α) is calculated (step 109).
The corrected slow ignition heat quantity FK and the corrected fire transfer heat quantity FU are stored for use in steps 102 and 104 at the next hot water discharge.
【0042】以上のようにして、装置の初期設定条件が
予定しているガス種と実際に使用されるガス種との出力
熱量の相違を燃焼を行なう度に学習し、この学習した内
容に基づき着火時や火移り時の空燃比を設定条件から加
減するようにしているため、異なるガス種が使用されて
も、自動的に適切なガスリッチ状態で着火及び火移り動
作を的確に行なうことができる。As described above, the difference in the output calorific value between the gas type scheduled for the initial setting condition of the apparatus and the gas type actually used is learned each time combustion is performed, and based on the learned contents. Since the air-fuel ratio at the time of ignition or transfer is adjusted from the set condition, even if different gas types are used, it is possible to automatically perform ignition and transfer operation accurately in an appropriate gas rich state. .
【0043】又、図示していないがα>1の状態でF
K、FUでの補正緩点火、火移りで失火した場合はαを1
にリセットし初期状態にて再度トライするようにしても
よい。Further, although not shown, F in the state of α> 1
Corrected slow ignition with K and FU, α is 1 when misfire due to fire transfer
It is also possible to reset to and try again in the initial state.
【0044】図5は、本発明の第二の実施例における制
御装置の機能構成を示す。FIG. 5 shows a functional configuration of the control device according to the second embodiment of the present invention.
【0045】この機能構成の図3に示したそれと異なる
点は、比較部47が熱量比αを求める場合に、目標出力
熱量Fと要求熱量F1とからα=F1/Fの式で演算する
点である。目標出力熱量Fには設定温度TSと出湯温度
TMとの偏差に対するフィードバック演算(通常はPI
演算)結果が含まれているため、この目標出力熱量Fと
要求熱量F1との比も、装置が初期的に予定しているガ
ス種と実際の使用ガス種との出力熱量の相違を反映した
ものとなり、ガス種に応じた空燃比調整に利用できる。The difference of this functional configuration from that shown in FIG. 3 is that when the comparison unit 47 obtains the heat quantity ratio α, it is calculated from the target output heat quantity F and the required heat quantity F1 by the formula α = F1 / F. Is. For the target output heat quantity F, feedback calculation (usually PI
Since the calculation result is included, the ratio between the target output heat amount F and the required heat amount F1 also reflects the difference in the output heat amount between the gas type initially planned by the device and the actual gas type used. It can be used to adjust the air-fuel ratio according to the gas type.
【0046】この実施例の制御動作は、図4のフローチ
ャート内のステップ108の処理を、括弧で図示したよ
うにα=F1/Fとすれば、他のステップは図4のそれ
と全く同じである。The control operation of this embodiment is exactly the same as that of FIG. 4 if the processing of step 108 in the flow chart of FIG. 4 is α = F1 / F as shown in parentheses. .
【0047】図6は、本発明の第三の実施例における制
御装置の機能構成を示す。FIG. 6 shows a functional configuration of the control device according to the third embodiment of the present invention.
【0048】この機能構成の図3に示したそれと異なる
点は、比較部47が演算した熱量比α=FR/Fの利用
の仕方にある。即ち、比較部75が熱量比αを受けて、
閾値記憶部75に記憶されている閾値(=1)と熱量比
αとを比較し、その結果(つまり、α=1かα<1かα
>1)を出力する。そして、次回緩点火出力演算記憶部
61及び次回火移り出力演算記憶部59がそれぞれこの
比較結果を受け、α=1の時は初期設定緩点火及び火移
り熱量FK0、FU0をそのまま補正緩点火及び火移り熱量
FK、FUとして記憶するが、α>1またはα<1の時は
次のように初期設定熱量FK0、FU0を補正する。This functional configuration differs from that shown in FIG. 3 in the way of utilizing the heat quantity ratio α = FR / F calculated by the comparison section 47. That is, the comparison unit 75 receives the heat quantity ratio α,
The threshold value (= 1) stored in the threshold value storage unit 75 is compared with the heat quantity ratio α, and the result (that is, α = 1 or α <1 or α
> 1) is output. Then, the next slow ignition output calculation storage unit 61 and the next ignition transfer output calculation storage unit 59 respectively receive the comparison results, and when α = 1, the initial setting slow ignition and the heat transfer heat amounts FK0 and FU0 are directly corrected and corrected. Although the heat transfer heat amounts FK and FU are stored, when α> 1 or α <1, the initial set heat amounts FK0 and FU0 are corrected as follows.
【0049】(1) α>1の時 FK=FK0−ΔFK FU=FU0−ΔFU (2) α<1の時 FK=FK0+ΔFK FU=FU0+ΔFU ここで、ΔFK、ΔFUはそれぞれ、予め定めたFK、FU
の調整量である。(1) When α> 1 FK = FK0−ΔFK FU = FU0−ΔFU (2) When α <1 FK = FK0 + ΔFK FU = FU0 + ΔFU Here, ΔFK and ΔFU are predetermined FK and FU, respectively.
Is the adjustment amount of.
【0050】このようにして求めた補正熱量FK、FUに
基づいて、次回の着火及び火移りの際の空燃比制御が既
に説明したように行なわれる。On the basis of the correction heat quantities FK and FU thus obtained, the air-fuel ratio control at the time of the next ignition and fire transfer is performed as already described.
【0051】尚、αの閾値については例えば、α≧1.
1、1.1>α≧0.9、α≦0.9のように設定して
いもよい。Regarding the threshold value of α, for example, α ≧ 1.
1, 1.1> α ≧ 0.9, α ≦ 0.9 may be set.
【0052】この実施例の制御動作の流れは、図4に示
したものと同じである。但し、ステップ109の補正演
算は上述したように行なわれる。The flow of the control operation of this embodiment is the same as that shown in FIG. However, the correction calculation in step 109 is performed as described above.
【0053】図7は、本発明の第四の実施例の制御動作
を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart showing the control operation of the fourth embodiment of the present invention.
【0054】この実施例の既に述べた第一から第三の実
施例と異なる点は、熱量比αに応じて比例弁開度でなく
ファン回転数を加減するようにした点である。即ち、一
段目バーナを着火するステップ110では、比例弁15
は初期設定緩点火熱量FKに対応した開度に開き、ファ
ン回転数は補正緩点火風量AKに制御する。また、火移
りを行なうステップ111では、比例弁15は初期設定
火移り熱量FUに対応した開度に開き、ファン回転数は
補正火移り風量AUに制御する。ここで、補正緩点火及
び火移り風量AK、AUは、前回の燃焼の際のステップ1
12において、熱量比αの逆数を初期設定緩点火及び火
移り風量AK0、AU0(例えば図1におけるd点をFK0、
FU0とした時のf点)に乗算することにより、AK=AK
0/α、AU=AU0/αとして演算して記憶したものであ
る。The difference between this embodiment and the first to third embodiments already described is that the fan rotation speed is adjusted instead of the proportional valve opening according to the heat quantity ratio α. That is, in step 110 of igniting the first stage burner, the proportional valve 15
Is opened to an opening degree corresponding to the initially set slow ignition heat amount FK, and the fan speed is controlled to the corrected slow ignition air amount AK. Further, in step 111 where the transfer of heat is performed, the proportional valve 15 is opened to an opening corresponding to the initial set transfer heat quantity FU, and the fan speed is controlled to the corrected transfer heat quantity AU. Here, the corrected slow ignition and the transfer air flow rates AK and AU are the values obtained in step 1 of the previous combustion.
12, the reciprocal of the heat quantity ratio α is set to the initial setting slow ignition and the transfer air volume AK0, AU0 (for example, point d in FIG.
By multiplying f point when FU0 is set, AK = AK
It is calculated and stored as 0 / α and AU = AU0 / α.
【0055】他の処理については、図4と全く同一であ
る。The other processing is exactly the same as in FIG.
【0056】尚、この実施例においても、熱量比αをα
=F1/Fで求めてもよいし、また、ステップ112の
補正演算をαと閾値1との比較結果に基づき、以下のよ
うに行なってもよい。In this embodiment also, the heat quantity ratio α is set to α
= F1 / F, or the correction calculation in step 112 may be performed as follows based on the comparison result between α and the threshold value 1.
【0057】(1) α>1の時 AK=AK0+ΔAK AU=AU0+ΔAU (2) α<1の時 AK=AK0−ΔAK AU=AU0−ΔAU ここで、ΔAK、ΔAUはそれぞれ、予め定めたAK、AU
の調整量である。(1) When α> 1, AK = AK0 + ΔAK AU = AU0 + ΔAU (2) When α <1 AK = AK0−ΔAK AU = AU0−ΔAU Here, ΔAK and ΔAU are predetermined AK and AU, respectively.
Is the adjustment amount of.
【0058】以上、本発明の好適な実施例を説明した
が、本発明はこの実施例にのみ限定されるものではな
く、他の種々の態様でも実施することができる。例え
ば、燃料として液体燃料を噴射するタイプの燃焼装置で
も本発明を適用することができる。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment and can be implemented in various other modes. For example, the present invention can be applied to a combustion device of a type that injects liquid fuel as fuel.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明によれば、使用燃料の発熱能を反
映した指標に基づいて緩点火時の空燃比を制御している
ので、異なる複数種の燃料に対して、適切な緩点火時の
空燃比を設定することができる。According to the present invention, since the air-fuel ratio at the time of slow ignition is controlled on the basis of the index reflecting the exothermic ability of the fuel used, at the time of proper slow ignition for a plurality of different fuels. The air-fuel ratio of can be set.
【図1】着火、火移り時の空燃比をガスリッチに制御す
る従来方法の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional method for controlling an air-fuel ratio at ignition and transfer to be gas rich.
【図2】本発明を適用したガス給湯機の一実施例の主要
部の概略構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of an embodiment of a gas water heater to which the present invention is applied.
【図3】同実施例の制御装置の機能構成を示すブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a control device of the same embodiment.
【図4】同実施例の制御動作を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a control operation of the embodiment.
【図5】本発明の第二の実施例の制御装置の機能構成を
示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a control device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第三の実施例の制御装置の機能構成を
示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of a control device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第四の実施例の制御動作を示すフロー
チャート。FIG. 7 is a flowchart showing the control operation of the fourth embodiment of the present invention.
1 一段目バーナ 3 二段目バーナ 9 一段目電磁弁 11 二段目電磁弁 15 比例弁 21 入水温度センサ 25 出湯温度センサ 27 流量センサ 29 吸気ファン 31 制御装置 1 First Stage Burner 3 Second Stage Burner 9 First Stage Solenoid Valve 11 Second Stage Solenoid Valve 15 Proportional Valve 21 Inlet Water Temperature Sensor 25 Outlet Water Temperature Sensor 27 Flow Rate Sensor 29 Intake Fan 31 Control Device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 保彰 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 宗村 浩 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 鶴田 透 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日 本ユプロ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuaki Baba 43-1, Uozakihama-cho, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo Nihon Yupro Co., Ltd. No. 1 Nihon Yupro Co., Ltd. (72) Inventor Toru Tsuruta 43-1 Uozakihama-cho, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo Nihon Yupro Co., Ltd.
Claims (6)
装置において、 実際の燃焼状態に基づいて使用燃料の発熱能を示す指標
を演算する手段と、 前記求めた発熱能に応じて以後の緩点火時の空燃比を加
減する手段と、を備えた燃焼制御装置。1. A combustion control device for adjusting an air-fuel ratio at the time of slow ignition, a means for calculating an index showing a heat-generating ability of a fuel used based on an actual combustion state, and a means for calculating a heat-generating ability of the fuel used thereafter. And a means for adjusting the air-fuel ratio at the time of slow ignition of the combustion control device.
算し、 前記空燃比加減手段が、前回の燃焼時に演算された前記
指標に基づいて、今回の燃焼の際の緩点火時の空燃比を
加減することを特徴とする燃焼制御装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the index calculating means calculates the index each time combustion is performed, and the air-fuel ratio adjusting means calculates the index based on the index calculated at the previous combustion. A combustion control device characterized by adjusting the air-fuel ratio at the time of slow ignition during the current combustion.
出力熱量との熱量比を前記指標として演算することを特
徴とする燃焼制御装置。3. The combustion control device according to claim 1, wherein the index calculation means calculates a heat quantity ratio between a target output heat quantity and an actual output heat quantity during actual combustion as the index.
求熱量との熱量比を前記指標として演算することを特徴
とする燃焼制御装置。4. The combustion control device according to claim 1, wherein the index calculation means calculates a heat quantity ratio between a target output heat quantity and a required heat quantity during actual combustion as the index.
れた緩点火時の出力熱量を補正し、この補正した緩点火
時の出力熱量に見合うように燃料供給量を加減すること
を特徴とする燃焼制御装置。5. The apparatus according to claim 3, wherein the air-fuel ratio adjusting means corrects the output heat quantity at the time of slow ignition which is initially set according to the heat quantity ratio, and the corrected output at the time of slow ignition. A combustion control device characterized in that the fuel supply amount is adjusted to match the heat amount.
れた緩点火時の空気供給量を補正し、この補正した空気
供給量を供給するようにファン回転数を加減することを
特徴とする燃焼制御装置。6. The apparatus according to claim 3 or 4, wherein the air-fuel ratio adjusting means corrects an air supply amount at the time of slow ignition which is initially set according to the heat amount ratio, and uses the corrected air supply amount. A combustion control device characterized in that the fan speed is adjusted so as to supply it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6464294A JPH07243640A (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Combustion controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6464294A JPH07243640A (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Combustion controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243640A true JPH07243640A (en) | 1995-09-19 |
Family
ID=13264130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6464294A Pending JPH07243640A (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Combustion controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243640A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291288A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Koganei Corp | Controller for proportional solenoid valve |
| JP2008101909A (en) * | 2001-03-23 | 2008-05-01 | Gvp Ges Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh | Blower for combustion air |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6464294A patent/JPH07243640A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101909A (en) * | 2001-03-23 | 2008-05-01 | Gvp Ges Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh | Blower for combustion air |
| JP2005291288A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Koganei Corp | Controller for proportional solenoid valve |
| CN100432511C (en) * | 2004-03-31 | 2008-11-12 | 株式会社小金井 | Proportional solenoid valve control device |
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