JP2003065607A - 給湯装置 - Google Patents
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Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
供する。 【解決手段】 供給湯温tm,toを目標湯温tms,
tosにする演算燃料供給量gsが現行の運転段の上限
燃料供給量よりも大きくなったとき作動バーナ数のより
多い運転段へ移行し、かつ、演算燃料供給量gsが現行
の運転段の下限燃料供給量よりも小さくなったとき作動
バーナ数のより少ない運転段へ移行するバーナ切換制
御、及び、燃料弁14に対する操作量Cをその操作量C
と演算燃料供給量gsとの各運転段ごとの設定相対関係
L1〜L3に応じて調整する燃料弁制御を実行する制御
手段7を設ける構成において、その制御手段7を、作動
バーナ数増加側への運転段の移行時点から設定時間T2
内に供給湯Woの検出温toが目標湯温tosよりも許
容温度差Δt以上に高温になったとき、その運転段の設
定相対関係L2,L3を燃料減少操作側へ補正する構成
にする。
Description
しくは、供給水を水加熱用熱交換器の通過過程で加熱す
る複数のバーナと、それら複数のバーナのうち燃焼作動
状態にある作動バーナの数を切り換える切換手段と、作
動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、給湯運転
状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を供給する
ファンとを設け、作動バーナ数を異ならせた複数の運転
段の設定と前記熱交換器からの供給湯温を目標湯温にす
る燃料供給量の演算とに対し、その演算燃料供給量が現
行の運転段の上限燃料供給量よりも大きくなったとき作
動バーナ数のより多い運転段へ移行し、かつ、演算燃料
供給量が現行の運転段の下限燃料供給量よりも小さくな
ったとき作動バーナ数のより少ない運転段へ移行する形
態で演算燃料供給量に応じて前記切換手段を操作するバ
ーナ切換制御、及び、各運転段において前記燃料弁に対
する操作量をその操作量と演算燃料供給量との各運転段
ごとの設定相対関係に応じて調整する燃料弁制御を実行
する制御手段を設けてある給湯装置に関する。
からの供給湯温を目標湯温にする燃料供給量gsの演算
に対し、図4の(イ)に示す如く各運転段X〜Zごとに
燃料弁に対する操作量Cと演算燃料供給量gsとの相対
関係L1〜L3を設定しておき、上記の燃料弁制御によ
りこの設定相対関係L1〜L3に応じて燃料弁に対する
操作量Cを各時点の演算燃料供給量gs(換言すれば各
時点の目標燃料供給量)に対応する操作量に調整するこ
とで、各時点においてそのときの演算燃料供給量gsに
等しい量の燃料を作動バーナに供給する燃料弁調整状態
を得るようにしている。
燃料弁操作量Cについての設定相対関係L1〜L3とと
もに、全てのバーナに対し燃焼用空気を供給するファン
の出力nと演算燃料供給量gsとの相対関係M1〜M3
を各運転段X〜Zごとに設定しておき、このファン出力
nについての設定相対関係M1〜M3に応じてファンの
出力nを各時点の演算燃料供給量gsに対応する出力に
調整するファン制御を行なうことで、上記の燃料弁制御
により調整される各時点の燃料供給量(=各時点の演算
燃料供給量gs)に適合する量の燃焼用空気を作動バー
ナに供給するようにしている。
らせた複数の運転段X〜Zを設定するのに、それら運転
段X〜Zが演算燃料供給量gsの変化方向(横軸方向)
においてオーバーラップ部分や欠如部分のない状態で並
ぶように、あるいは同図4に示す如く、それら運転段X
〜Zが演算燃料供給量gsの変化方向において隣合う運
転段の境界部にオーバーラップ部分Rを有する状態で並
ぶように各運転段X〜Zを設定し、この設定下におい
て、演算燃料供給量gsが現行の運転段Yの上限燃料供
給量gyaよりも大きくなったときには、前述のバーナ
切換制御により作動バーナ数のより多い運転段Zへ移行
して、図中一点鎖線の矢印で示す如く、その移行先の運
転段Zにおける燃料弁操作量Cについての設定相対関係
L3及びファン出力nについての設定相対関係M3に応
じ燃料弁に対する操作量Cやファン出力nを燃料弁制御
及びファン制御によりその時点の演算燃料供給量gsに
対応する操作量や出力に調整する構成にしていた。
運転段Zの下限燃料供給量gzbよりも小さくなったと
きには、前述のバーナ切換制御により作動バーナ数のよ
り少ない運転段Yへ移行して、図中二点鎖線の矢印で示
す如く、その移行先の運転段Yにおける燃料弁操作量C
についての設定相対関係L2及びファン出力nについて
の設定相対関係M2に応じ燃料弁に対する操作量Cやフ
ァン出力nを燃料弁制御及びファン制御によりその時点
の演算燃料供給量gsに対応する操作量や出力に調整す
る構成にしていた。
例弁を用いることに対しその電磁比例弁の操作電流を燃
料弁に対する操作量C(すなわち、作動バーナに対する
実際の燃料供給量に対応する値)とし、また、ファンの
回転数をファン出力n(すなわち、全てのバーナに対す
る燃焼用空気供給量に対応する値)としている。
の給湯装置では、作動バーナ数の増加側への運転段の移
行があったとき、前記燃料弁制御の継続実行にかかわら
ず、その移行直後において熱交換器からの供給湯温がオ
ーバーシュート的な形態で目標湯温よりも大きく上昇し
てしまう問題があった。
標湯温にする燃料供給量の演算には、その演算を熱交換
器からの供給湯の検出温に基づいて行なうフィードバッ
ク方式が一般に採用されるが、この場合、上記のオーバ
ーシュート的な湯温上昇に対しその解消の為に演算燃料
供給量gsを大きく減少させる演算が行なわれること
で、演算燃料供給量gsが移行先の運転段の下限燃料供
給量よりも小さくなってしまう(特に、作動バーナ数の
増加側への移行の際に移行先の運転段の下限燃料供給量
に近い値となった場合の演算燃料供給量gsがオーバー
シュート的な湯温上昇に対する上記燃料減少側への演算
で容易に下限燃料供給量を下回ってしまう)といったこ
とが生じて、先の作動バーナ数の増加側への運転段の移
行に続きバーナ切換制御により作動バーナ数の減少側へ
の運転段の復帰移行が行なわれてしまい、これが原因
で、運転段の移行が2つの運転段の間で振動的に繰り返
されるハンチング現象が生じる問題もあった。
ーナ数の減少側への運転段の移行があったとき、前記燃
料弁制御の継続実行にかかわらず、その移行直後におい
て熱交換器からの供給湯温がアンダーシュート的な形態
で目標湯温よりも大きく低下してしまう問題もあり、さ
らに、上記フィードバック方式の採用下において上記の
アンダーシュート的な湯温低下に対しその解消の為に演
算燃料供給量gsを大きく増加させる演算が行なわれる
ことで、演算燃料供給量gsが移行先の運転段の上限燃
料供給量よりも大きくなってしまう(特に、作動バーナ
数の減少側への移行の際に移行先の運転段の上限燃料供
給量に近い値となった場合の演算燃料供給量gsがアン
ダーシュート的な湯温低下に対する上記燃料増加側への
演算で容易に上限燃料供給量を上回ってしまう)といっ
たことが生じて、先の作動バーナ数の減少側への運転段
の移行に続きバーナ切換制御により作動バーナ数の増加
側への運転段の復帰移行が行なわれてしまい、これが原
因で、やはり運転段の移行が2つの運転段の間で振動的
に繰り返されるハンチング現象が生じる問題もあった。
のに上記フィードバック方式の演算における係数値の調
整が行なわれるが、この係数値の調整だけでは上記した
オーバーシュート的な湯温上昇やアンダーシュート的な
湯温低下の問題とハンチング現象の問題との両方を効果
的に抑止する(換言すれば、制御の応答性と安定性とい
う相反する課題を効果的に両立する)ことができず、ま
た、上記のハンチング現象を防止するのに、複数の運転
段の設定において燃料弁操作量Cやファン出力nについ
ての各運転段X〜Zごとの設定相対関係L1〜L3,M
1〜M3を演算燃料供給量gsの変化方向に単純に平行
移動した形態で隣合う運転段の境界部における前述のオ
ーバーラップ部分Rを幅広く設定することも行なわれる
が、このような設定形態で幅広のオーバーラップ部分R
を単純に固定設定するのでは、装置全体としてのターン
ダウン比が小さくなってバーナ切換制御方式の利点が損
なわれてしまう。
昇やアンダーシュート的な湯温低下が生じるのは、給湯
運転状態において全てのバーナに供給される燃焼用空気
のうち燃焼作動停止状態の非作動バーナに供給される燃
焼用空気が熱交換器に対して冷却作用を及ぼすことに起
因するものであり、作動バーナ数の増加側への運転段の
移行の場合には、その移行により非作動バーナ数が減少
して上記の冷却作用を及ぼす燃焼用空気の量が減少する
ことで、供給水に対する加熱効率が移行前の運転段に比
べ移行後の運転段の方が高くなり、この加熱効率の上昇
分だけ熱交換器からの供給湯温が上昇することがオーバ
ーシュート的な湯温上昇の発生原因になる。
移行の場合には、その移行により非作動バーナ数が増加
して上記の冷却作用を及ぼす燃焼用空気の量が増加する
ことで、供給水に対する加熱効率が移行前の運転段に比
べ移行後の運転段の方が低くなり、この加熱効率の低下
分だけ熱交換器からの供給湯温が低下することがアンダ
ーシュート的な湯温低下の発生原因になる。
は、合理的な制御形態を採ることで上記の如き問題を効
果的に解消する点にある。
明は給湯装置に係り、その特徴は、供給水を水加熱用熱
交換器の通過過程で加熱する複数のバーナと、それら複
数のバーナのうち燃焼作動状態にある作動バーナの数を
切り換える切換手段と、作動バーナへの燃料供給量を調
整する燃料弁と、給湯運転状態において前記バーナの全
てに燃焼用空気を供給するファンとを設け、作動バーナ
数を異ならせた複数の運転段の設定と前記熱交換器から
の供給湯温を目標湯温にする燃料供給量の演算とに対
し、その演算燃料供給量が現行の運転段の上限燃料供給
量よりも大きくなったとき作動バーナ数のより多い運転
段へ移行し、かつ、演算燃料供給量が現行の運転段の下
限燃料供給量よりも小さくなったとき作動バーナ数のよ
り少ない運転段へ移行する形態で演算燃料供給量に応じ
て前記切換手段を操作するバーナ切換制御、及び、各運
転段において前記燃料弁に対する操作量をその操作量と
演算燃料供給量との各運転段ごとの設定相対関係に応じ
て調整する燃料弁制御を実行する制御手段を設ける構成
において、前記制御手段を、作動バーナ数の増加側への
運転段の移行時点から設定時間内に前記熱交換器からの
供給湯の検出温が目標湯温よりも許容温度差以上に高温
になったとき、その運転段の前記設定相対関係を前記燃
料弁の燃料減少操作側へ補正するバーナ数増加時用の補
正制御を実行する構成にしてある点にある。
の増加側への運転段の移行時点から設定時間内に熱交換
器からの供給湯の検出温が目標湯温よりも許容温度差以
上に高温になったとき上記補正を行なうから、それら設
定時間や許容温度差を適当な値に設定しておけば、前述
のオーバーシュート的な湯温上昇が供給水の温度や燃焼
用空気の温度などの諸条件の変化で不確定に発生するこ
とにかかわらず、そのオーバーシュート的な湯温上昇の
発生を発生初期の段階で確実に検出して、その発生初期
に上記補正を的確に実行させることができる。
バーナ数増加側の運転段における燃料弁操作量について
の設定相対関係(燃料弁に対する操作量と演算燃料供給
量との設定相対関係)を燃料弁の燃料減少操作側へ補正
する補正形態を採ることで、オーバーシュート的な湯温
上昇の発生時には、前述の燃料弁制御において燃料弁
を、その時点の演算燃料供給量に等しい量の燃料を作動
バーナに供給する燃料弁調整状態(すなわち、補正非実
行下の燃料弁制御により得られる燃料弁調整状態)より
も燃料供給量の減少操作側(略言すれば閉弁側)の調整
状態にして、作動バーナへの燃料供給量(実際の燃料供
給量)をその時点の演算燃料供給量よりも少量にし、こ
れにより、オーバーシュート的な湯温上昇をその発生初
期の段階において効果的に抑止することができる。
温上昇を効果的に抑止できることで、熱交換器からの供
給湯温を目標湯温にする燃料供給量の演算を熱交換器か
らの供給湯の検出温に基づいて行なうフィードバック方
式の採用において、オーバーシュート的な湯温上昇に対
しその解消の為に演算燃料供給量を大きく減少させる演
算が行なわれるといったことを回避して、そのようなオ
ーバーシュート的な湯温上昇に原因する燃料減少側への
演算のために作動バーナ数の減少側への運転段の復帰移
行が先の作動バーナ数の増加側への運転段の移行に続い
て生じるのを防止でき、これにより、作動バーナ数の増
加側への運転段の移行を発端とする前述のハンチング現
象も効果的に防止することができる。
従前の如く複数の運転段の設定において燃料弁操作量に
ついての各運転段ごとの設定相対関係を演算燃料供給量
の変化方向に単純に平行移動した形態で幅広のオーバー
ラップ部分を隣合う運転段の境界部に固定的に設定する
といったものではなく、上記の如く移行先の運転段にお
ける燃料弁操作量についての設定相対関係をオーバーシ
ュート的な湯温上昇が生じたときに燃料弁の燃料減少操
作側へ補正することでハンチング現象も併せ防止するも
のであるから、装置全体としてのターンダウン比は大き
く確保することができる。
り、その特徴は、供給水を水加熱用熱交換器の通過過程
で加熱する複数のバーナと、それら複数のバーナのうち
燃焼作動状態にある作動バーナの数を切り換える切換手
段と、作動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、
給湯運転状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を
供給するファンとを設け、作動バーナ数を異ならせた複
数の運転段の設定と前記熱交換器からの供給湯温を目標
湯温にする燃料供給量の演算とに対し、その演算燃料供
給量が現行の運転段の上限燃料供給量よりも大きくなっ
たとき作動バーナ数のより多い運転段へ移行し、かつ、
演算燃料供給量が現行の運転段の下限燃料供給量よりも
小さくなったとき作動バーナ数のより少ない運転段へ移
行する形態で演算燃料供給量に応じて前記切換手段を操
作するバーナ切換制御、及び、各運転段において前記燃
料弁に対する操作量をその操作量と演算燃料供給量との
各運転段ごとの設定相対関係に応じて調整する燃料弁制
御を実行する制御手段を設ける構成において、前記制御
手段を、作動バーナ数の減少側への運転段の移行時点か
ら設定時間内に前記熱交換器からの供給湯の検出温が目
標湯温よりも許容温度差以上に低温になったとき、その
運転段の前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料増加操作
側へ補正するバーナ数減少時用の補正制御を実行する構
成にしてある点にある。
る発明と同様、作動バーナ数の減少側への運転段の移行
時点から設定時間内に熱交換器からの供給湯の検出温が
目標湯温よりも許容温度差以上に低温になったとき上記
補正を行なうから、それら設定時間や許容温度差を適当
な値に設定しておけば、前述のアンダーシュート的な湯
温低下が供給水の温度や燃焼用空気の温度などの諸条件
の変化で不確定に発生することにかかわらず、そのアン
ダーシュート的な湯温低下の発生を発生初期の段階で確
実に検出して、その発生初期に上記補正を的確に実行さ
せることができる。
バーナ数減少側の運転段における燃料弁操作量について
の設定相対関係(燃料弁に対する操作量と演算燃料供給
量との設定相対関係)を燃料弁の燃料増加操作側へ補正
する補正形態を採ることで、アンダーシュート的な湯温
低下の発生時には、前述の燃料弁制御において燃料弁
を、その時点の演算燃料供給量に等しい量の燃料を作動
バーナに供給する燃料弁調整状態(すなわち、補正非実
行下の燃料弁制御により得られる燃料弁調整状態)より
も燃料供給量の増加操作側(略言すれば開弁側)の調整
状態にして、作動バーナへの燃料供給量(実際の燃料供
給量)をその時点の演算燃料供給量よりも大量にし、こ
れにより、アンダーシュート的な湯温低下をその発生初
期の段階において効果的に抑止することができる。
温低下を効果的に抑止できることで、前述のフィードバ
ック方式の採用において、アンダーシュート的な湯温低
下に対しその解消の為に演算燃料供給量を大きく増加さ
せる演算が行なわれるといったことを回避して、そのよ
うなアンダーシュート的な湯温低下に原因する燃料増加
側への演算のために作動バーナ数の増加側への運転段の
復帰移行が先の作動バーナ数の減少側への運転段の移行
に続いて生じるのを防止でき、これにより、作動バーナ
数の減少側への運転段の移行を発端とする前述のハンチ
ング現象も効果的に防止することができる。
チング現象を防止するのに、従前の如く複数の運転段の
設定において燃料弁操作量についての各運転段ごとの設
定相対関係を演算燃料供給量の変化方向に単純に平行移
動した形態で幅広のオーバーラップ部分を隣合う運転段
の境界部に固定的に設定するといったものではなく、上
記の如く移行先の運転段における燃料弁操作量について
の設定相対関係をアンダーシュート的な湯温低下が生じ
たときに燃料弁の燃料増加操作側へ補正することでハン
チング現象も併せ防止するものであるから、装置全体と
してのターンダウン比は大きく確保することができる。
り、その特徴は、供給水を水加熱用熱交換器の通過過程
で加熱する複数のバーナと、それら複数のバーナのうち
燃焼作動状態にある作動バーナの数を切り換える切換手
段と、作動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、
給湯運転状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を
供給するファンとを設け、作動バーナ数を異ならせた複
数の運転段の設定と前記熱交換器からの供給湯温を目標
湯温にする燃料供給量の演算とに対し、その演算燃料供
給量が現行の運転段の上限燃料供給量よりも大きくなっ
たとき作動バーナ数のより多い運転段へ移行し、かつ、
演算燃料供給量が現行の運転段の下限燃料供給量よりも
小さくなったとき作動バーナ数のより少ない運転段へ移
行する形態で演算燃料供給量に応じて前記切換手段を操
作するバーナ切換制御、及び、各運転段において前記燃
料弁に対する操作量をその操作量と演算燃料供給量との
各運転段ごとの設定相対関係に応じて調整する燃料弁制
御を実行する制御手段を設ける構成において、前記制御
手段を、作動バーナ数の増加側への運転段の移行時点か
ら設定時間内に前記熱交換器からの供給湯の検出温が目
標湯温よりも許容温度差以上に高温になったとき、その
運転段の前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料減少操作
側へ補正するバーナ数増加時用の補正制御と、作動バー
ナ数の減少側への運転段の移行時点から設定時間内に前
記熱交換器からの供給湯の検出温が目標湯温よりも許容
温度差以上に低温になったとき、その運転段の前記設定
相対関係を前記燃料弁の燃料増加操作側へ補正するバー
ナ数減少時用の補正制御とを実行する構成にしてある点
にある。
る発明と請求項2に係る発明とを組み合わせ実施する形
態にして、作動バーナ数の増加側への運転段の移行で生
じるオーバーシュート的な湯温上昇と作動バーナ数の減
少側への運転段の移行で生じるアンダーシュート的な湯
温低下との両方を効果的に抑止でき、また併せて、前述
のハンチング現象も作動バーナ数の増加側への運転段の
移行を発端とするものと作動バーナ数の減少側への運転
段の移行を発端とするものとの両方について効果的に防
止でき、これらの点で給湯性能に一層優れた給湯装置に
することができる。
は3に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するもの
であり、その特徴は、前記制御手段を、前記バーナ数増
加時用の補正制御の実行で前記設定相対関係を前記燃料
弁の燃料減少操作側へ補正したとき、その補正状態をそ
のときの運転段からの前記バーナ切換制御による作動バ
ーナ数減少側の運転段への復帰移行の際にも保持してお
く構成にしてある点にある。
バーナ数増加側の運転段において、その運転段の燃料弁
操作量についての設定相対関係(燃料弁に対する操作量
と演算燃料供給量との設定相対関係)がバーナ数増加時
用の補正制御で燃料弁の燃料減少操作側へ補正された場
合には、その後、上記補正状態の保持により、作動バー
ナへの燃料供給量(実際の燃料供給量)がその運転段の
下限燃料供給量よりも設定相対関係の補正分だけ更に小
さい値を下回る状態になったときに、演算燃料供給量が
その運転段の下限燃料供給量を下回る状態になって、作
動バーナ数減少側の運転段への復帰移行が行なわれるこ
とになる。
行先の作動バーナ数増加側の運転段においてあった場合
には、その作動バーナ数増加側の運転段とそれに隣合う
作動バーナ数減少側の運転段との間の境界部における前
述オーバーラップ部分の幅を実質的に拡大することがで
き、これにより、オーバーシュート的な湯温上昇の発生
時点での上記補正によりフィードバック方式の採用下で
の燃料減少側への演算を前述の如く回避することと相俟
って、作動バーナ数の増加側への運転段の移行を発端と
するハンチング現象を一層効果的に防止することができ
る。
は3に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するもの
であり、その特徴は、前記制御手段を、前記バーナ数減
少時用の補正制御の実行で前記設定相対関係を前記燃料
弁の燃料増加操作側へ補正したとき、その補正状態をそ
のときの運転段からの前記バーナ切換制御による作動バ
ーナ数増加側の運転段への復帰移行の際にも保持してお
く構成にしてある点にある。
る発明と同様、移行先の作動バーナ数減少側の運転段に
おいて、その運転段の燃料弁操作量についての設定相対
関係(燃料弁に対する操作量と演算燃料供給量との設定
相対関係)がバーナ数減少時用の補正制御で燃料弁の燃
料増加操作側へ補正された場合には、その後、上記補正
状態の保持により、作動バーナへの燃料供給量(実際の
燃料供給量)がその運転段の上限燃料供給量よりも設定
相対関係の補正分だけ更に大きい値を上回る状態になっ
たときに、演算燃料供給量がその運転段の上限燃料供給
量を上回る状態になって、作動バーナ数増加側の運転段
への復帰移行が行なわれることになる。
行先の作動バーナ数減少側の運転段においてあった場合
には、その作動バーナ数減少側の運転段とそれに隣合う
作動バーナ数増加側の運転段との間の境界部における前
述オーバーラップ部分の幅を実質的に拡大することがで
き、これにより、アンダーシュート的な湯温低下の発生
時点での上記補正によりフィードバック方式の採用下で
の燃料増加側への演算を前述の如く回避することと相俟
って、作動バーナ数の減少側への運転段の移行を発端と
するハンチング現象を一層効果的に防止することができ
る。
発明の実施においては、バーナ数増加時用の補正制御や
バーナ数減少時用の補正制御で燃料弁操作量についての
設定相対関係を補正したとき、その補正に伴い先述のフ
ァン出力についての設定相対関係も併せ補正するように
して、その補正下での実際の燃料供給量に適合する量の
燃焼用空気を作動バーナに供給するようにするのが望ま
しいが、燃料弁操作量についての設定相対関係の補正だ
けでもある程度良好な燃焼状態を維持できるのであれ
ば、ファン出力についての設定相対関係の補正は省略す
るようにしてもよい。
おいては、補正状態の保持において燃料弁操作量につい
ての設定相対関係の補正量を一定に維持する保持形態、
あるいは、燃料弁操作量についての設定相対関係の補正
量をオーバーシュート的な湯温上昇やアンダーシュート
的な湯温低下の発生に対する補正実施時とその後の補正
保持時とで相違させる保持形態のいずれを採用してもよ
い。
装置では、バーナユニット1の燃焼室2に設けた水加熱
用の熱交換器3に対し給水路4を通じて給水すること
で、その供給水Wiを熱交換器3の通過過程でバーナユ
ニット1により加熱し、この加熱による生成湯Wo(す
なわち、熱交換器3からの送出湯)に対しバイパス路5
による給水路4からの分流水Wi′を混合した湯Wmを
給湯路6を通じて必要箇所へ供給する。
との間での通信を可能にしたリモコンであり、このリモ
コン8には、装置のON/OFFを行なう運転スイッチ
8a、装置ON状態において点灯する運転ランプ8b、
バーナユニット1の燃焼作動状態において点灯する燃焼
ランプ8c、バイパス路5による分流水混合後の湯Wm
の目標湯温tms(混合後目標湯温)を設定する湯温設
定スイッチ8d、その混合後目標湯温tmsなどの種々
の情報を表示する表示部8eを設けてある。
備の給湯栓が開栓されて給水路4のバイパス路分岐箇所
よりも上流側における水量センサ9の検出水量qxが設
定水量qsを超えると、給湯開始処理として(図2参
照)、ファン10の起動によりバーナユニット1への燃
焼用空気Aの供給を開始するとともに点火器11を作動
させ、また、燃料路12における元弁13,燃料弁1
4,切換弁15a〜15cの開弁によりバーナユニット
1へのガス燃料Gの供給を開始してバーナユニット1を
点火し、これに続きフレームロッド16によりバーナユ
ニット1の着火が確認されると、点火器11の作動を停
止させた状態でバーナユニット1へのガス燃料Gの供給
及び燃焼用空気Aの供給を継続してバーナユニット1の
燃焼作動を維持する。
7は、給水路4における水量センサ9の検出水量qx及
び給水温センサ17の検出水温tiに基づき、分流水混
合後の湯Wmの湯温tmを混合後目標湯温tmsにする
燃料供給量gs(換言すれば、分流水混合前の湯Woの
湯温toを分流水混合後の湯温tmが混合後目標湯温t
msになるような混合前目標湯温tosにする燃料供給
量gs)を演算して、バーナユニット1への燃料供給量
gがその演算燃料供給量gsになるように燃料弁14に
対する操作量C(本例では燃料弁14としての電磁比例
弁に対する操作電流)を調整するとともに、燃焼用空気
Aの供給量がその演算燃料供給量gsに適合した量にな
るようにファン10の出力n(本例ではファン回転数)
を調整するフィードフォワード(FF)方式の燃焼制御
を所定時間T1(例えば20秒程度の時間)にわたって
実行し、これにより分流水混合後の湯温tmの混合後目
標湯温tmsへ向けての立上げを迅速にする。
経過すると、給湯路6における混合後湯温センサ18に
より検出される分流水混合後の湯温tmに基づき、分流
水混合後の湯温tmを混合後目標湯温tmsにする燃料
供給量gs(分流水混合前の湯温toを前記の混合前目
標湯温tosにする燃料供給量gs)を演算して、先と
同様にバーナユニット1への燃料供給量gがその演算燃
料供給量gsになるように燃料弁14に対する操作量C
(燃料弁14としての電磁比例弁に対する操作電流)を
調整するとともに、燃焼用空気Aの供給量がその演算燃
料供給量gsに適合した量になるようにファン10の出
力n(ファン回転数)を調整するフィードバック(F
B)方式の燃焼制御を実行し、これにより分流水混合後
の湯温tmを混合後目標湯温tmsに精度良く調整す
る。
バーナ1への燃料供給量gを最大量にしても分流水混合
後の湯温tmが混合後目標湯温tmsに至らない場合に
は、制御部7は給湯路6におけるバイパス路接続箇所よ
りも下流の箇所に装備の水比例弁19を絞って給湯量
(換言すれば、バイパス路5への分流前の給水量)を減
少させることで、分流水混合後の湯温tmを混合後目標
湯温tmsに調整する。
量センサ9の検出水量qxが設定水量qsよりも小さく
なると、制御部7は給湯停止処理として、燃料路12に
おける元弁13,燃料弁14,切換弁15a〜15cの
閉弁によりガス燃料Gの供給を停止してバーナユニット
1の燃焼作動を停止させるとともに、その燃焼作動の停
止から一定時間後にファン10を停止して燃焼用空気A
の供給を停止し、その停止状態で給湯栓の次回の開栓を
待つ。
焼用空気Aの混合率を小さくした状態でガス燃料Gを燃
焼させる濃バーナ1aと、燃焼用空気Aの混合率を大き
くした状態でガス燃料Gを燃焼させる淡バーナ1bと
を、濃バーナ1aを両端に位置させる交互配置で夫々複
数並置した構造の濃淡燃焼式にしてあり、そして、この
バーナユニット1には、各濃バーナ1aにガス燃料Gを
吹き込み供給する濃バーナ用のノズル20a,20bを
上段に並置するとともに各淡バーナ1bにガス燃料Gを
吹き込み供給する淡バーナ用のノズル20cを下段に並
置した燃料供給ヘッダ21を装備してある。
一部の濃バーナ用ノズル20aからガス燃料Gを吹き出
させる第1域21aと、残りの濃バーナ用ノズル20b
からガス燃料Gを吹き出させる第2域21bと、全ての
淡バーナ用ノズル20cからガス燃料Gを吹き出させる
第3域21cとに隔壁22a,22bをもって区画し、
これら3域21a〜21cに燃料路12からの3本の分
岐路12a〜12bを各別に接続して、それら分岐路1
2a〜12bに前記切換弁15a〜15cを各別に介装
してある。
ーナ用ノズル20aからガス燃料Gが供給される一部数
の濃バーナ1aのみを作動バーナとして燃焼作動させる
第1運転段Xと、濃バーナ1aについてのみ全て作動バ
ーナとして燃焼作動させる第2運転段Yと、全ての濃バ
ーナ1a及び全ての淡バーナ1bを作動バーナとして燃
焼作動させる第3運転段Zとを切換弁15a〜15cの
操作により選択実施できるようにしてある。
に供給する燃焼用空気Aは、燃焼作動状態にある作動バ
ーナ及び燃焼停止状態にある非作動バーナを問わず常に
全てのバーナ1a,1bに一定比率で分配される。
し、制御手段としての制御部7は(図4参照)、前記し
た各燃焼制御において演算燃料供給量gsが現行の運転
段X又はYの上限燃料供給量gxa又はgyaよりも大
きくなったとき作動バーナ数のより多い運転段へ移行
し、かつ、演算燃料供給量gsが現行の運転段Y又はZ
の下限燃料供給量gyb又はgzbよりも小さくなった
とき作動バーナ数のより少ない運転段へ移行する形態で
演算燃料供給量gsに応じ切換手段としての前記切換弁
15a〜15cを操作するバーナ切換制御を実行する。
て、燃料弁14に対する操作量としての操作電流Cを図
4の(イ)に示す如き操作電流Cと演算燃料供給量gs
との各運転段ごとの設定相対関係L1〜L3に応じて調
整する燃料弁制御を実行するとともに、ファン10の出
力としてのファン回転数nを同図4の(ロ)に示す如き
ファン回転数nと演算燃料供給量gsとの各運転段ごと
の設定相対関係M1〜M3に応じて調整するファン制御
を実行する。
関係L1〜L3及びファン回転数nについての上記相対
関係M1〜M3を運転段X〜Zごとに予め設定してお
き、これに対し、各運転段X〜Zにおいて上記燃料弁制
御により、操作電流Cについての設定相対関係L1〜L
3に応じ燃料弁14としての電磁比例弁に対する操作電
流Cを各時点の演算燃料供給量gs(換言すれば各時点
の目標燃料供給量)に対応する操作電流に調整すること
で、各時点においてそのときの演算燃料供給量gsに等
しい量の燃料Gを作動バーナに供給する燃料弁調整状態
を得る。
制御により、ファン回転数nについての設定相対関係M
1〜M3に応じファン10の回転数Nを各時点の演算燃
料供給量gsに対応する回転数に調整することで、上記
の燃料弁制御により調整される各時点の燃料供給量gs
に適合する量の燃焼用空気を作動バーナに供給する。
段X又はYの上限燃料供給量gxa又はgyaよりも大
きくなったときには、前述のバーナ切換制御により作動
バーナ数のより多い運転段へ移行して、例えば図4中で
一点鎖線の矢印で示す如く、その移行先の運転段Zにお
ける操作電流Cについての設定相対関係L3及びファン
回転数Nについての設定相対関係M3に応じ、燃料弁1
4としての電磁比例弁に対する操作電流Cやファン10
の回転数nを燃料弁制御及びファン制御によりその時点
の演算燃料供給量gsに対応するものに調整し、同様
に、演算燃料供給量gsが現行の運転段Y又はZの下限
燃料供給量gyb又はgzbよりも小さくなったときに
は、前述のバーナ切換制御により作動バーナ数のより少
ない運転段へ移行して、例えば図4中で二点鎖線の矢印
で示す如く、その移行先の運転段Yにおける操作電流C
についての設定相対関係L2及びファン回転数nについ
ての設定相対関係M2に応じ、燃料弁14としての電磁
比例弁に対する操作電流Cやファン10の回転数nを燃
料弁制御及びファン制御によりその時点の演算燃料供給
量gsに対応するものに調整する。
く演算燃料供給量gsの変化方向において隣合う運転段
の境界部にオーバーラップ部分Rを有する状態で並ぶよ
うに設定してある。
ン制御に加え、制御部7は(図2参照)、前述したフィ
ードバック(FB)方式の燃焼制御において、給湯路6
における混合前湯温センサ23により検出される分流水
混合前の湯温toが作動バーナ数の増加側への運転段の
移行時点から設定時間T2内に前記の混合前目標湯温t
os(分流水混合後の湯温tmが混合後目標湯温tms
になるような分流水混合前の湯温tos)よりも許容温
度差Δt以上に高温になったとき、その運転段Y又はZ
の操作電流Cについての設定相対関係L2又はL3を燃
料弁14の燃料減少操作側(すなわち、操作電流Cの減
少側)へ所定補正量ΔCだけ補正するバーナ数増加時用
の補正制御を実行し、例えば、混合前湯温センサ23に
より検出される分流水混合前の湯温toが第2運転段Y
から第3運転段Zへの移行の後の設定時間T2内に混合
前目標湯温tosよりも許容温度差Δt以上に高温にな
ったときには、その第3運転段Zの操作電流Cについて
の設定相対関係L3を図4の(イ)において破線で示す
如く操作電流Cの減少側へ所定補正量ΔCだけ補正した
補正相対関係L3′にする。
ク(FB)方式の燃焼制御において、混合前湯温センサ
23により検出される分流水混合前の湯温toが作動バ
ーナ数の減少側への運転段の移行時点から設定時間T
2′内に前記の混合前目標湯温tosよりも許容温度差
Δt′以上に低温になったとき、その運転段X又はYの
操作電流Cについての設定相対関係L1又はL2を燃料
弁14の燃料増加操作側(すなわち、操作電流Cの増加
側)へ所定補正量ΔC′だけ補正するバーナ数減少時用
の補正制御を実行し、例えば、混合前湯温センサ23に
より検出される分流水混合前の湯温toが第3運転段Z
から第2運転段Yへの移行の後の設定時間T2′内に混
合前目標湯温tosよりも許容温度差Δt′以上に低温
になったときには、その第2運転段Yの操作電流Cにつ
いての設定相対関係L2を同じく図4の(イ)において
破線で示す如く操作電流Cの増加側へ所定補正量ΔC′
だけ補正した補正相対関係L2′にする。
制御やバーナ減少時用の補正制御の実行で操作電流Cに
ついての設定相対関係L1又はL2又はL3を上記の如
く補正したとき、その補正状態を前述した給湯停止処理
の実施時まで保持する構成にしてあり、これにより、作
動バーナ数増加側への運転段の移行で上記補正があった
場合には、その補正状態が移行先の作動バーナ数増加側
の運転段Y又はZから作動バーナ数減少側の運転段X又
はYへの復帰移行の際にも保持されているように、また
同じく、作動バーナ数減少側への運転段の移行で上記補
正があった場合には、その補正状態が移行先の作動バー
ナ数減少側の運転段X又はYから作動バーナ数増加側の
運転段Y又はZへの復帰移行の際にも保持されているよ
うにしてある。
により、作動バーナ数の増加側への運転段の移行の際に
湯温to,tmが目標湯温tom,tmsよりもオーバ
ーシュート的に大きく上昇すること、及び、作動バーナ
数の減少側への運転段の移行の際に湯温to,tmが目
標湯温tom,tmsよりもアンダーシュート的に大き
く低下することを防止するとともに、フィードバック
(FB)方式の燃焼制御下においてそれらオーバーシュ
ート的な湯温上昇やアンダーシュート的な湯温低下が原
因でそれに続いて生じるハンチング現象(運転段の移行
が2つの運転段の間で振動的に繰り返される現象)を併
せ防止する。
如く補正状態を保持することにより、バーナ数増加時用
の補正制御で操作電流Cについての設定相対関係L2又
はL3を操作電流Cの減少側へ補正した場合、その後、
作動バーナへの燃料供給量g(実際の燃料供給量)がそ
の運転段Y又はZの下限燃料供給量gyb又はgzbよ
りも補正量分ΔCだけ更に小さい値を下回る状態になっ
たときに、演算燃料供給量gsがその運転段Y又はZの
下限燃料供給量gyb又はgzbを下回る状態になっ
て、作動バーナ数減少側の運転段への復帰移行が行なわ
れるように、また同じく、バーナ数減少時用の補正制御
で操作電流Cについての設定相対関係L1又はL2を操
作電流Cの増加側へ補正した場合、その後、作動バーナ
への燃料供給量g(実際の燃料供給量)がその運転段X
又はYの上限燃料供給量gxa又はgyaよりも補正量
分ΔC′だけ更に大きい値を上回る状態になったとき
に、演算燃料供給量gsがその運転段X又はYの上限燃
料供給量gxa又はgyaを上回る状態になって、作動
バーナ数増加側の運転段への復帰移行が行なわれるよう
にし、このことで、上記ハンチング現象の発生をより一
層効果的かつ確実に防止する。
M3′は、第3運転段Zの操作電流Cについての設定相
対関係L3をバーナ数増加時用の補正制御により補正し
て図4の(イ)における破線の補正相対関係L3′にし
た場合における第3運転段Zのファン回転数nについて
の設定相対関係M3を、横軸に演算燃料供給量gsに代
えて実際の燃料供給量gを採った状態で示したものであ
り、また、図4の(ロ)において同じく破線で示す相対
関係M2′は、第2運転段Yの操作電流Cについての設
定相対関係L2をバーナ数減少時用の補正制御により補
正して図4の(イ)における破線の補正相対関係L2′
にした場合における第2運転段Yのファン回転数nにつ
いての設定相対関係M2を、横軸に演算燃料供給量gs
に代えて実際の燃料供給量gを採った状態で示したもの
である。
る。
3からの供給湯温とは、バイパス路5による分流水混合
前の湯温toないし分流水混合後の湯温tmのいずれで
あってもよく、前述の実施形態では、熱交換器3からの
供給湯温を目標湯温にする燃料供給量gsの演算につい
ては、分流水混合後の湯温tmを用いて燃料供給量gs
を演算し、一方、バーナ数増加時用やバーナ数減少時用
の補正制御については、混合前湯温センサ23により検
出される分流水混合前の湯温toを用いて補正の要否を
判定する方式を採用したが、これに代え、次のイ〜ハの
方式を採用するようにしてもよい。
分流水混合後の湯温tmを用いて、その分流水混合後の
湯温tmを混合後目標湯温tmsにする燃料供給量gs
を演算し、これに対し、バーナ数増加時用やバーナ数減
少時用の補正制御についても、混合後湯温センサ18に
より検出される分流水混合後の湯温tmを用いて、その
検出温tmが混合後目標湯温tmsよりも許容温度差Δ
t,Δt′以上に高温ないし低温になったとき補正が必
要と判定する方式。
分流水混合前の湯温toを用いて、その分流水混合前の
湯温toを混合前目標湯温tosにする燃料供給量gs
を演算し、これに対し、バーナ数増加時用やバーナ数減
少時用の補正制御についても、混合前湯温センサ23に
より検出される分流水混合前の湯温toを用いて、その
検出温toが混合前目標湯温tosよりも許容温度差Δ
t,Δt′以上に高温ないし低温になったとき補正が必
要と判定する方式。
gsの演算については、分流水混合前の湯温toを用い
て、その分流水混合前の湯温toを混合前目標湯温to
sにする燃料供給量gsを演算し、これに対し、バーナ
数増加時用やバーナ数減少時用の補正制御については、
混合後湯温センサ18により検出される分流水混合後の
湯温tmを用いて、その検出温tmが混合後目標湯温t
msよりも許容温度差Δt,Δt′以上に高温ないし低
温になったとき補正が必要と判定する方式。
記イ〜ハの方式のいずれを採用してもよいが、前述のオ
ーバーシュート的な湯温上昇やアンダーシュート的な湯
温低下に対する応答性を高くしてそれら湯温上昇や湯温
低下をより効果的に抑止するには、バーナ数増加時用や
バーナ数減少時用の補正制御において、混合前湯温セン
サ23により検出される分流水混合前の湯温toを用い
て補正の要否を判定する方式を採る方が望ましい。
に対してバイパス路5による分流水Wi′を混合した湯
Wmを必要箇所へ供給する形式の給湯装置に限らず、バ
イパス路5を装備せずに熱交換器3での生成湯Woを必
要箇所へ直接に供給する形式の給湯装置にも適用でき
る。
操作量Cと演算燃料供給量gsとの設定相対関係L1〜
L3に基づく燃料弁制御を行なうのに、燃料弁14に対
する操作量Cとして弁操作電流を用いる例を示したが、
燃料弁14に対する操作量Cとしては、作動バーナへの
実際の燃料供給量gと相関のあるものであれば弁操作電
流に限らず、弁操作電圧、弁操作電磁力、弁操作部の変
位量など、採用燃料弁の形式に応じて種々のものを採用
できる。
力nと演算燃料供給量gsとの設定相対関係M1〜M3
に基づくファン制御を行なうのに、ファン10の出力n
としてファン回転数を用いる例を示したが、このような
ファン制御を行なう場合、ファン10の出力nとして
は、ファン回転数に限らず、ファン風量、ファンの吐出
圧力や吸込圧力、ファンモータの消費電流など種々のも
のを採用できる。
供給量を調整する燃料弁14を複数のバーナに対する共
通弁にしたが、これに代え、各バーナに対して個別の燃
料弁を装備する装置構成にしてもよく、また、作動バー
ナの数を切り換える切換手段の具体的構成も、前述の実
施形態の如く燃料分岐路12a〜12cの各々に切換弁
15a〜15cを介装する構成に限らず種々の構成変更
が可能である。
く4段以上の複数段ないし2段であってもよく、また本
発明は、複数の運転段の設定において隣合う運転段どう
しの境界部に前述のオーバーラップ部分Rを設けない場
合にも適用できる。
Claims (5)
- 【請求項1】 供給水を水加熱用熱交換器の通過過程で
加熱する複数のバーナと、それら複数のバーナのうち燃
焼作動状態にある作動バーナの数を切り換える切換手段
と、作動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、給
湯運転状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を供
給するファンとを設け、 作動バーナ数を異ならせた複数の運転段の設定と前記熱
交換器からの供給湯温を目標湯温にする燃料供給量の演
算とに対し、その演算燃料供給量が現行の運転段の上限
燃料供給量よりも大きくなったとき作動バーナ数のより
多い運転段へ移行し、かつ、演算燃料供給量が現行の運
転段の下限燃料供給量よりも小さくなったとき作動バー
ナ数のより少ない運転段へ移行する形態で演算燃料供給
量に応じて前記切換手段を操作するバーナ切換制御、 及び、各運転段において前記燃料弁に対する操作量をそ
の操作量と演算燃料供給量との各運転段ごとの設定相対
関係に応じて調整する燃料弁制御を実行する制御手段を
設けてある給湯装置であって、 前記制御手段を、作動バーナ数の増加側への運転段の移
行時点から設定時間内に前記熱交換器からの供給湯の検
出温が目標湯温よりも許容温度差以上に高温になったと
き、その運転段の前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料
減少操作側へ補正するバーナ数増加時用の補正制御を実
行する構成にしてある給湯装置。 - 【請求項2】 供給水を水加熱用熱交換器の通過過程で
加熱する複数のバーナと、それら複数のバーナのうち燃
焼作動状態にある作動バーナの数を切り換える切換手段
と、作動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、給
湯運転状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を供
給するファンとを設け、 作動バーナ数を異ならせた複数の運転段の設定と前記熱
交換器からの供給湯温を目標湯温にする燃料供給量の演
算とに対し、その演算燃料供給量が現行の運転段の上限
燃料供給量よりも大きくなったとき作動バーナ数のより
多い運転段へ移行し、かつ、演算燃料供給量が現行の運
転段の下限燃料供給量よりも小さくなったとき作動バー
ナ数のより少ない運転段へ移行する形態で演算燃料供給
量に応じて前記切換手段を操作するバーナ切換制御、 及び、各運転段において前記燃料弁に対する操作量をそ
の操作量と演算燃料供給量との各運転段ごとの設定相対
関係に応じて調整する燃料弁制御を実行する制御手段を
設けてある給湯装置であって、 前記制御手段を、作動バーナ数の減少側への運転段の移
行時点から設定時間内に前記熱交換器からの供給湯の検
出温が目標湯温よりも許容温度差以上に低温になったと
き、その運転段の前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料
増加操作側へ補正するバーナ数減少時用の補正制御を実
行する構成にしてある給湯装置。 - 【請求項3】 供給水を水加熱用熱交換器の通過過程で
加熱する複数のバーナと、それら複数のバーナのうち燃
焼作動状態にある作動バーナの数を切り換える切換手段
と、作動バーナへの燃料供給量を調整する燃料弁と、給
湯運転状態において前記バーナの全てに燃焼用空気を供
給するファンとを設け、 作動バーナ数を異ならせた複数の運転段の設定と前記熱
交換器からの供給湯温を目標湯温にする燃料供給量の演
算とに対し、その演算燃料供給量が現行の運転段の上限
燃料供給量よりも大きくなったとき作動バーナ数のより
多い運転段へ移行し、かつ、演算燃料供給量が現行の運
転段の下限燃料供給量よりも小さくなったとき作動バー
ナ数のより少ない運転段へ移行する形態で演算燃料供給
量に応じて前記切換手段を操作するバーナ切換制御、 及び、各運転段において前記燃料弁に対する操作量をそ
の操作量と演算燃料供給量との各運転段ごとの設定相対
関係に応じて調整する燃料弁制御を実行する制御手段を
設けてある給湯装置であって、 前記制御手段を、作動バーナ数の増加側への運転段の移
行時点から設定時間内に前記熱交換器からの供給湯の検
出温が目標湯温よりも許容温度差以上に高温になったと
き、その運転段の前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料
減少操作側へ補正するバーナ数増加時用の補正制御と、 作動バーナ数の減少側への運転段の移行時点から設定時
間内に前記熱交換器からの供給湯の検出温が目標湯温よ
りも許容温度差以上に低温になったとき、その運転段の
前記設定相対関係を前記燃料弁の燃料増加操作側へ補正
するバーナ数減少時用の補正制御とを実行する構成にし
てある給湯装置。 - 【請求項4】 前記制御手段を、前記バーナ数増加時用
の補正制御の実行で前記設定相対関係を前記燃料弁の燃
料減少操作側へ補正したとき、その補正状態をそのとき
の運転段からの前記バーナ切換制御による作動バーナ数
減少側の運転段への復帰移行の際にも保持しておく構成
にしてある請求項1又は3記載の給湯装置。 - 【請求項5】 前記制御手段を、前記バーナ数減少時用
の補正制御の実行で前記設定相対関係を前記燃料弁の燃
料増加操作側へ補正したとき、その補正状態をそのとき
の運転段からの前記バーナ切換制御による作動バーナ数
増加側の運転段への復帰移行の際にも保持しておく構成
にしてある請求項2又は3記載の給湯装置。
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