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JPH07117234B2 - 燃焼制御装置 - Google Patents

燃焼制御装置

Info

Publication number
JPH07117234B2
JPH07117234B2 JP63133301A JP13330188A JPH07117234B2 JP H07117234 B2 JPH07117234 B2 JP H07117234B2 JP 63133301 A JP63133301 A JP 63133301A JP 13330188 A JP13330188 A JP 13330188A JP H07117234 B2 JPH07117234 B2 JP H07117234B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
air
combustion
amount
combustion amount
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
JP63133301A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01302023A (ja
Inventor
博久 今井
慶一 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63133301A priority Critical patent/JPH07117234B2/ja
Publication of JPH01302023A publication Critical patent/JPH01302023A/ja
Publication of JPH07117234B2 publication Critical patent/JPH07117234B2/ja
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • 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
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/04Memory
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/06Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガスや石油等を使用した燃焼機器における空燃
比の制御装置に関するものである。
従来の技術 ガスや石油を燃料として燃焼させる時、燃料と空気量を
最適な比率にして供給する事により逆火や失火、あるい
は不完全燃焼の発生を防ぎ安定な燃焼を維持できる。こ
の燃料と空気量の比を空燃比と呼び、従来より燃焼状態
を検知して常に最適な空燃比を保つように燃料、あるい
は空気量を制御する手段が考えられていた。
石油燃焼機器における空燃比制御の方式は、例えば特開
昭61−24917号公報に記載されているものがよく考えら
れる。これは火炎に挿入したフレームロッドにより火炎
の炎イオン電流を検出し、この炎イオン電流が空燃比に
より変化することを利用して空燃比を最適にするように
燃料供給用ポンプの駆動周波数を調節する構成である。
第5図に炎イオン電流値Ifの一例を示す。横軸は一次空
気比μでここでは空燃比を一次空気比μで説明する。代
表的な入力範囲(3000〜1000kcal/h)では、炎イオン電
流値Ifはほぼμ=0.8〜0.9でピークを持つ分布をしてい
る。そこでポンプ駆動周波数を調節して、炎イオン電流
値Ifが最大値になるように灯油供給量を決めることによ
り空燃比制御を行ない安定した燃焼状態を維持するもの
である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、一定の空気量を供
給しながら灯油供給量を変化させることによりμ=0.8
〜0.9を維持するので、ほこりづまり等により著しく供
給空気量が低下するとμ=0.8〜0.9を維持するために灯
油供給量(即ち燃焼量)が低下しバーナの能力を下回っ
て失火やCOの発生を起こす可能性があり、逆に送風系の
異常により著しく供給空気量が増加すると燃焼量が増加
しバーナの能力を越えて逆火やバーナの変形を起こす可
能性があるなど、安全性を十分に保証できないという問
題点を有していた。
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、バーナの
能力範囲を越えることなく安全性を確保して空燃比制御
を行なうことを目的とする。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の燃焼制御装置は、
バーナと、前記バーナへ燃料を供給する燃料供給手段
と、燃焼空気を供給する送風機と、前記バーナの燃焼状
態を検出する検出手段と、前記燃料供給手段および前記
送風機を制御する制御回路を有し、前記制御回路は前記
燃料供給手段を制御して燃焼量を可変する燃焼量可変部
と、前記送風機を制御して空気量を可変する空気量可変
部と、空燃比制御部を有し、前記空燃比制御部は前記検
出手段の出力により燃焼量を演算する燃焼量演算部と、
燃焼量の限界値を記憶する限界値記憶部と、前記燃焼量
演算部と前記限界値記憶部の記憶内容を比較する比較部
と、前記比較部の出力により前記燃焼量演算部の演算結
果が前記限界値記憶内容の範囲内であれば前記燃焼量可
変部への出力信号経路を前記燃焼量演算部にして範囲外
であれば前記限界値記憶部にする切替部と、前記燃焼量
可変部への出力信号経路が前記限界値記憶部である時に
だけ動作し前記検出手段の出力により空気量を演算して
前記空気量可変部に信号を出力する空気量を有する構成
としたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、燃焼量演算部が検出手
段の出力より燃焼量を演算しその演算結果が演算値記憶
部の記憶している限界値の範囲外であれば、燃焼量の限
界値を出力して空気量演算部が供給空気量を変更するこ
とにより能力範囲を越えることなく安全性を確保して空
燃比制御を行なうことが可能になるのである。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。尚、実施例では灯油を燃料とする石油ファンヒータ
を例にして説明していく。
第1図で燃料油は燃料ポンプ1によりヒータ2で予熱さ
れた気化器3に供給され、バーナモータ4で供給された
空気と混合され、バーナ5の表面で燃焼する。燃焼排ガ
スは送風用ファンモータ6からの空気と混合して吹出口
(図示せず)から室内に放出して室内を暖房する。制御
回路7はこれ等バーナの燃焼制御を行なう。室温センサ
8からの室温信号により必要な燃焼量と燃焼量に応じた
空気量を設定し、設定した燃焼量となうように燃焼量可
変部9が燃料ポンプ1を制御し、また同時に設定した空
気量となるように空気量可変部10がバーナモータ4を制
御する。11は燃焼状態を検知するためにバーナ5の内部
に設けた温度センサ(ここではサーモカップルを使用)
であり、空燃比制御部12はサーモカップル11の信号によ
り燃焼量可変部9と空気量可変部10に適切な信号を送信
し、最適な燃焼状態を維持するように制御する。第2図
にサーモカップル11で検知したバーナの温度TBが空燃比
mに対してどの様に変化するかを示す。図から温度TB
空燃比m>1の領域でm増加に対してTB減少の一定の相
関があることがわかる。ここで例えば温度TBがTBaであ
ることを検知すれば空燃比mがmaであることを検出で
き、また温度TBを一定値TBaに制御すれば空燃比を一定
値maに制御できる。これは第1図でサーモカップル11の
温度がTBaになるように燃焼量を補正して燃焼量可変部
9が燃料ポンプ1を制御すればよい。制御回路7は初め
室温センサ8により設定燃焼量QFSと設定空気量QASを決
定し、燃焼量可変部9と空気量可変部10が出力する。こ
こでサーモカップル11がバーナ温度TBを検出し、空燃比
制御部12に信号を送る。燃焼量演算部13は燃焼量を補正
するためにQF=QFS+kF(TB−TBa)(kFは定数)を演算
する。ここで限界値記憶部14はバーナの安全のために燃
焼量の限界値としてQFmaxとQFminを記憶している。比較
部15は燃焼量演算部13の演算結果と限界値記憶部14の記
憶内容を比較し切替部16に信号を送る。燃焼量演算部13
の演算結果QFがQFmin<QF<QFmaxであれば切替部16は燃
焼量演算部13の演算結果QFを燃焼量可変部9に出力し、
燃焼量可変部9が燃焼量QFとなるように燃料ポンプ1を
制御する。燃焼量演算部13の演算結果QFがQF>QFmax
あれば切替部16は限界値記憶部14の記憶内容であるQ
Fmaxを燃焼量可変部9に出力し、燃焼量可変部9が燃焼
量QFmaxとなるように燃料ポンプ1を制御する。燃焼量
演算部13の演算結果QFがQF<QFminであれば切替部16は
限界値記憶部の記憶内容であるQFminを燃焼量可変部9
に出力し、燃焼量可変部9が燃焼量QFminとなるように
燃焼ポンプ1を制御する。ここで切替部16が燃焼量演算
部13の演算結果QFではなく限界値記憶部14の記憶内容Q
Fmax又はQFminを出力している時、即ち燃焼量演算部13
の演算結果QFがQFmin<QF<QFmaxである時、切替部16と
同期して空気量演算部17が空気量を補正するためにQA
QAS+kA(TB−TBa)(kAは定数)を演算し、空気量可変
部10に出力し、空気量可変部10は空気量QAとなるように
バーナモータ4を制御する。
第3図は以上の制御をマイクロコンピュータ等で実現す
る場合の要部流れ図を示し、第1図に対応した番号を示
す。
次に本発明の他の実施例を第4図を用いて説明する。第
4図において第1図と同一機能に同一番号を付す。第4
図において前記実施例と異なる点は燃焼状態を検出する
検出手段としてサーモカップル11ではなくフレームロッ
ド18を取り付け、炎のイオン電流により空燃比制御を行
なうものであり、温度センサよりも検知応答が早いとい
う効果がある。
本実施例では石油ファンヒータを例に説明したが、給湯
機器その他の燃焼機器にも応用可能である。またガス燃
料であっても燃料ポンプにかえてガス比例弁制御等を利
用することにより容易に実現可能である。
発明の効果 以上のように本発明の燃焼制御装置によれば次の効果が
得られる。
(1)燃焼量は設定範囲内で補正するのでバーナの安全
性を保証できる。
(2)燃焼量が設定範囲内であれば空気量を基準にして
燃焼量を補正して空燃比を調整するので素早い制御を可
能にする。
(3)燃焼量が補正により設定範囲外になる時は燃焼量
を基準にして空気量を補正して空燃比を調整するので、
補正可能な領域を広くとることができ容易なバーナ設計
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す燃焼制御装置のブロッ
ク図、第2図はバーナ温度特性図、第3図は第1図を実
現するための流れ図、第4図は同他の実施例を示すブロ
ック図、第5図は従来の空燃比制御方式の特性図であ
る。 1……燃料ポンプ(燃料供給手段)、4……バーナモー
タ(送風機)、7……制御回路、9……燃焼量可変部、
10……空気量可変部、11……サーモカップル(検出手
段)、12……空燃比制御部、13……燃焼量演算部、14…
…限界値記憶部、15……比較部、16……切替部、17……
空気量演算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バーナと、前記バーナへ燃料を供給する燃
    料供給手段と、燃焼空気を供給する送風機と、前記バー
    ナの燃焼状態を検出する検出手段と、前記燃料供給手段
    および前記送風機を制御する制御回路を有し、前記制御
    回路は前記燃料供給手段を制御して燃焼量を可変する燃
    焼量可変部と、前記送風機を制御して空気量を可変する
    空気量可変部と、空燃比制御部を有し、前記空燃比制御
    部は前記検出手段の出力により燃焼量を演算する燃焼量
    演算部と、燃焼量の限界値を記憶する限界値記憶部と、
    前記燃焼量演算部と前記限界値記憶部の記憶内容を比較
    する比較部と、前記比較部の出力により前記燃焼量演算
    部の演算結果が前記限界値記憶内容の範囲内であれば前
    記燃焼量可変部への出力信号経路を前記燃焼量演算部に
    して範囲外であれば前記限界値記憶部にする切替部と、
    前記燃焼量可変部への出力信号経路が前記限界値記憶部
    である時にだけ動作し前記検出手段の出力により空気量
    を演算して前記空気量可変部に信号を出力する空気量演
    算部を有する燃焼制御装置。
JP63133301A 1988-05-31 1988-05-31 燃焼制御装置 Expired - Fee Related JPH07117234B2 (ja)

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