JP2004333060A - 空気比例制御温水器 - Google Patents
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
【目的】異常気候や条件下でも温水器を最適条件で安全に着火して燃焼できて燃焼性が改善され、効率が高くしかも燃料費も節減できる空気比例制御温水器を得る。
【構成】低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して風量によって電流比例ガスバルブを直接制御することで風量の全範囲に対してガス量を合わせ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給することができる空気比例制御温水器。
【選択図】 図2
【構成】低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して風量によって電流比例ガスバルブを直接制御することで風量の全範囲に対してガス量を合わせ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給することができる空気比例制御温水器。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【技術分野】
本発明は空気比例制御温水器に係り、より詳しくは低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガス量を調節できるようにすることで、低価格の装備 を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できる空気比例制御温水器に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
一般に温水器は用水を短時間内に所定の温度に加熱して供給するためのもので、様々な制御方式によって制御される。特に、流入される空気圧によってガス量が調節される空気比例制御方式は外部から流入される空気の圧力を風圧センサにより測定した後、測定された空気圧力に比例してバ−ナに燃料を供給するために流入される空気圧力に比例して正確な量の燃料を供給することにより、燃焼効率を高めて有害ガスの排出を最大に抑制して環境汚染を防止することができる。
【0003】
すなわち、ガス量を調節する変数が空気圧力のみに依存して変化されるので、ガスバルブの比例制御部分を別途に制御しなくても一定の空気圧力に対する一定量のガスが吐出されて常に一定の空気比を有しているためにオン/オフ式や電流比例制御方式とは違って正確に比例制御できるようになる。
【0004】
図3は一般的な空気比例制御温水器を示す構成図である。給水管2を通して熱交換器10に流入された冷水は空気比例制御バルブ40及び第1電磁バルブ42と第2電磁バルブ44を通して供給されるガスとDC送風機18により吸い込まれた空気を混合して燃焼させるバーナ12により直接加熱される熱交換器10により加熱されて温水管4を通して供給されるよう構成され、洗面やお風呂用などに使用される。
【0005】
また、温水温度調節器16により設定された温水の温度を一定に供給するため、コントローラ14で直水温度センサ20と出口温度センサ24及び流量センサ22を介して流入される冷水の温度と供給される温水の温度と流量を感知して必要熱量を計算した後、DC送風機18のデューティ比を制御して流入空気の圧力を調節することにより供給されるガス量を調節して、一定の温水温度を保持するよう作動される。DC送風機18により吸込まれる空気圧力は空気圧力検出部30によって感知され、空気比例制御バルブ40には空気圧力認識部32が備えられている。
【0006】
また、図4は一般の空気比例制御温水器の構成を示すブロック図である。ここに示した通り、DC送風機18により吸込まれる空気圧力を感知する空気圧力検出部30が設けられ、空気比例制御バルブ40の空気圧力認識部32から圧力を入力すれば、コントローラ14では空気圧力認識部32で感知された空気圧力に基づいて引き出されたガスで温水器を作動させる。
【0007】
そして、コントローラ14では冷水給水管2に設けられ冷水温度を測定する直水温度センサ20と、温水管4に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ24と冷水の流入量を感知するための流量センサ22から入力された信号と温水温度調節器16から入力された信号を土台にして設定温度に到達したかどうかのデータで熱量を計算して、DC送風機18の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させて、空気比例制御バルブ40のガス吐出量を調節してバーナ12に供給されるガス量を調節するようになる。
【0008】
この際、ガスの供給量は空気比例制御バルブ40の作動によって可変されることにより外気の変化に伴う供給量を補償する。このように供給されたガスは、点火トランス13及び点火棒(図示せず)を介して伝達されるスパークにより点火されて燃焼するが、このような一連の燃焼過程は使用者が操作する温水温度調節器16の入力信号を受けるコントローラ14によって制御される。また、コントローラ14はDC送風機18以外も、ガス供給管6を開閉する第1及び第2の電磁バルブ42、44や点火のための点火トランス13などに出力信号を送って温水器の正常的な運転を可能にする。
【0009】
前述したように空気比例制御温水器では熱量を計算してDC送風機18の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させると、空気圧力の変化に伴って空気比例制御バルブ40のガス吐出量を調節してバーナに供給されるガス量を調節する。
【0010】
すなわち、従来通常的に使用されるAC送風機と電流比例制御バルブ及び風圧センサによってバーナを温度に基づいて制御する場合には、燃焼室に供給される風量が把握できないことから逆風が吹いたり煙道が詰まったとき、すなわち異常条件下では風量とガス比が合わないことから着火時は騒音、爆発着火になることもあり不着火が発生することもあって、燃焼中には騒音及び失火が発生するなどの問題点があった。
【0011】
これを解決するため、前記のようにガスバルブに空気比例制御バルブ40を使用し、この空気比例制御バルブ40の特性上高い圧力を必要とするためにDC送風機18を使用した。しかし、前記DC送風機18と空気比例制御バルブ40を使用する場合には製品が高く、空気比例制御バルブ40に設定されているガス量が全ての風量に対して合わず誤差が発生し、部品の価格に比して実用的でなく効率性が落ちる問題点がある。また、高価のDC送風機18などの使用によりボイラーの価格をアップさせる問題点がある。
【0012】
【発明の目的】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブを使用しながら従来の風圧センサのかわりに風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガスの量を調節できるようにすることにより、低価格の装備を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できるようにした空気比例制御温水器を提供することにある。
【0013】
【発明の概要】
前述したような目的を実現するための本発明は、吸込まれる空気と関連して供給される燃料の量を調節する空気比例制御温水器において、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのAC送風機と、吸込チャンバーに設けられ前記AC送風機により吸込まれる空気の量を測定するための風量センサと、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブと、熱量によるAC送風機のRPMを制御し風量センサで測定された風量によって電流比例ガスバルブを調節するコントローラを含めてなることを特徴とする。
前述したようになされた本発明の作動を説明する。
コントローラで熱量を計算した後AC送風機の回転数をRPM制御して必要なだけの回転数で吸気空気量を変化させると、空気量の変化を風量センサにより入力され、現在必要な適正ガス量を換算して電流比例ガスバルブを制御することにより、風量の全範囲に亘ってガス量を調節することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付した図面に基づいて説明する。なお、本実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、ただ例示として提示されたもので、従来の構成と同一な部分は同一符号及び名称を使用する。
【0015】
図1は、本発明による空気比例制御温水器を示す構成図であり、図2は本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。図1、図2では、図3、図4の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【0016】
ここに図示した通り、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのAC送風機50と、吸込チャンバーに設けられ前記AC送風機50により吸込まれる空気量を測定するための風量センサ60と、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブ70と、温水温度の設定など一連の燃焼過程を使用者が操作するための温水温度調節器16と、冷水給水管2に設けられ冷水の温度を測定する直水温度センサ20と、温水管4に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ24と、冷水給水管2に設けられて冷水の流入量を測定する流量センサ22と、供給されたガスにスパークを発生させて点火するための点火トランス13と、供給されるガス量を調節するための第1及び第2の電磁バルブ42、44と、直水温度センサ20と出口温度センサ24と流量センサ22とから入力された信号と温水温度調節器16から入力された信号に基づいて最適の熱量を計算し、熱量によるAC送風機50のRPMを制御し、風量センサ60で測定された風量によって点火トランス13と第1及び第2の電磁バルブ42、44を作動させて電流比例ガスバルブ70を調節するコントローラ80からなる。
【0017】
従って、使用者が温水を使用すれば、コントローラ80ではまずAC送風機50をオンにして風量センサ60で現在燃焼室に供給される風量を検出して着火に必要な風量になるようAC送風機50のRPMを制御することになる。また、適正風量になると、点火トランス13をオンにして着火に必要な風量を一定時間保持させた後、現在風量に必要なだけの第1ないし第2の電磁バルブ42、44を開けて着火されたら点火トランス13をオフにする。
【0018】
前述したようにコントローラ80は温水器を着火させ、直水温度センサ20と出口温度センサ24により感知した温度値と流量センサ22を通して感知した温水量を土台にして設定された温水温度に現在温水温度が比例制御されるよう比例制御公式に基づいて必要熱量を計算し、その熱量をAC送風機50のRPMとして算出し、その値でAC送風機50を制御することになる。
【0019】
また、供給されるガス量は風量センサ60によって検出された風量値を現在バーナ12が必要とする適正ガス量に換算し、その値で電流比例ガスバルブ70を制御してガス量を調節する。
【0020】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明は低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用し、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御するので風量の全範囲に対してガス量を合わせることができ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給でき、異常な気候や条件下でも温水器を最適の条件で安全に着火して燃焼を行えるので、燃焼性が改善されて効率も高く燃料費も節減できるという利点がある。
また、低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブを使用することによりボイラーをさらに低廉な価格で安全かつ便利に使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気比例制御温水器の一実施形態を示す構成図である。
【図2】本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【図3】一般の空気比例制御温水器を示す構成図である。
【図4】一般の空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 : 熱交換器 12 : バーナ
14 : コントローラ 16 : 温水温度調節器
18 : DC送風機 20 : 直水温度センサ
22 : 流量センサ 24 : 出口温度センサ
30 : 空気圧力感知部 32 : 空気圧力認識部
40 : 空気比例制御バルブ 42 : 第1電磁バルブ
44 : 第2電磁バルブ 50 : AC送風機
60 : 風量センサ 70 : 電流比例ガスバルブ
【技術分野】
本発明は空気比例制御温水器に係り、より詳しくは低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガス量を調節できるようにすることで、低価格の装備 を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できる空気比例制御温水器に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
一般に温水器は用水を短時間内に所定の温度に加熱して供給するためのもので、様々な制御方式によって制御される。特に、流入される空気圧によってガス量が調節される空気比例制御方式は外部から流入される空気の圧力を風圧センサにより測定した後、測定された空気圧力に比例してバ−ナに燃料を供給するために流入される空気圧力に比例して正確な量の燃料を供給することにより、燃焼効率を高めて有害ガスの排出を最大に抑制して環境汚染を防止することができる。
【0003】
すなわち、ガス量を調節する変数が空気圧力のみに依存して変化されるので、ガスバルブの比例制御部分を別途に制御しなくても一定の空気圧力に対する一定量のガスが吐出されて常に一定の空気比を有しているためにオン/オフ式や電流比例制御方式とは違って正確に比例制御できるようになる。
【0004】
図3は一般的な空気比例制御温水器を示す構成図である。給水管2を通して熱交換器10に流入された冷水は空気比例制御バルブ40及び第1電磁バルブ42と第2電磁バルブ44を通して供給されるガスとDC送風機18により吸い込まれた空気を混合して燃焼させるバーナ12により直接加熱される熱交換器10により加熱されて温水管4を通して供給されるよう構成され、洗面やお風呂用などに使用される。
【0005】
また、温水温度調節器16により設定された温水の温度を一定に供給するため、コントローラ14で直水温度センサ20と出口温度センサ24及び流量センサ22を介して流入される冷水の温度と供給される温水の温度と流量を感知して必要熱量を計算した後、DC送風機18のデューティ比を制御して流入空気の圧力を調節することにより供給されるガス量を調節して、一定の温水温度を保持するよう作動される。DC送風機18により吸込まれる空気圧力は空気圧力検出部30によって感知され、空気比例制御バルブ40には空気圧力認識部32が備えられている。
【0006】
また、図4は一般の空気比例制御温水器の構成を示すブロック図である。ここに示した通り、DC送風機18により吸込まれる空気圧力を感知する空気圧力検出部30が設けられ、空気比例制御バルブ40の空気圧力認識部32から圧力を入力すれば、コントローラ14では空気圧力認識部32で感知された空気圧力に基づいて引き出されたガスで温水器を作動させる。
【0007】
そして、コントローラ14では冷水給水管2に設けられ冷水温度を測定する直水温度センサ20と、温水管4に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ24と冷水の流入量を感知するための流量センサ22から入力された信号と温水温度調節器16から入力された信号を土台にして設定温度に到達したかどうかのデータで熱量を計算して、DC送風機18の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させて、空気比例制御バルブ40のガス吐出量を調節してバーナ12に供給されるガス量を調節するようになる。
【0008】
この際、ガスの供給量は空気比例制御バルブ40の作動によって可変されることにより外気の変化に伴う供給量を補償する。このように供給されたガスは、点火トランス13及び点火棒(図示せず)を介して伝達されるスパークにより点火されて燃焼するが、このような一連の燃焼過程は使用者が操作する温水温度調節器16の入力信号を受けるコントローラ14によって制御される。また、コントローラ14はDC送風機18以外も、ガス供給管6を開閉する第1及び第2の電磁バルブ42、44や点火のための点火トランス13などに出力信号を送って温水器の正常的な運転を可能にする。
【0009】
前述したように空気比例制御温水器では熱量を計算してDC送風機18の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させると、空気圧力の変化に伴って空気比例制御バルブ40のガス吐出量を調節してバーナに供給されるガス量を調節する。
【0010】
すなわち、従来通常的に使用されるAC送風機と電流比例制御バルブ及び風圧センサによってバーナを温度に基づいて制御する場合には、燃焼室に供給される風量が把握できないことから逆風が吹いたり煙道が詰まったとき、すなわち異常条件下では風量とガス比が合わないことから着火時は騒音、爆発着火になることもあり不着火が発生することもあって、燃焼中には騒音及び失火が発生するなどの問題点があった。
【0011】
これを解決するため、前記のようにガスバルブに空気比例制御バルブ40を使用し、この空気比例制御バルブ40の特性上高い圧力を必要とするためにDC送風機18を使用した。しかし、前記DC送風機18と空気比例制御バルブ40を使用する場合には製品が高く、空気比例制御バルブ40に設定されているガス量が全ての風量に対して合わず誤差が発生し、部品の価格に比して実用的でなく効率性が落ちる問題点がある。また、高価のDC送風機18などの使用によりボイラーの価格をアップさせる問題点がある。
【0012】
【発明の目的】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブを使用しながら従来の風圧センサのかわりに風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガスの量を調節できるようにすることにより、低価格の装備を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できるようにした空気比例制御温水器を提供することにある。
【0013】
【発明の概要】
前述したような目的を実現するための本発明は、吸込まれる空気と関連して供給される燃料の量を調節する空気比例制御温水器において、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのAC送風機と、吸込チャンバーに設けられ前記AC送風機により吸込まれる空気の量を測定するための風量センサと、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブと、熱量によるAC送風機のRPMを制御し風量センサで測定された風量によって電流比例ガスバルブを調節するコントローラを含めてなることを特徴とする。
前述したようになされた本発明の作動を説明する。
コントローラで熱量を計算した後AC送風機の回転数をRPM制御して必要なだけの回転数で吸気空気量を変化させると、空気量の変化を風量センサにより入力され、現在必要な適正ガス量を換算して電流比例ガスバルブを制御することにより、風量の全範囲に亘ってガス量を調節することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付した図面に基づいて説明する。なお、本実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、ただ例示として提示されたもので、従来の構成と同一な部分は同一符号及び名称を使用する。
【0015】
図1は、本発明による空気比例制御温水器を示す構成図であり、図2は本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。図1、図2では、図3、図4の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【0016】
ここに図示した通り、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのAC送風機50と、吸込チャンバーに設けられ前記AC送風機50により吸込まれる空気量を測定するための風量センサ60と、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブ70と、温水温度の設定など一連の燃焼過程を使用者が操作するための温水温度調節器16と、冷水給水管2に設けられ冷水の温度を測定する直水温度センサ20と、温水管4に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ24と、冷水給水管2に設けられて冷水の流入量を測定する流量センサ22と、供給されたガスにスパークを発生させて点火するための点火トランス13と、供給されるガス量を調節するための第1及び第2の電磁バルブ42、44と、直水温度センサ20と出口温度センサ24と流量センサ22とから入力された信号と温水温度調節器16から入力された信号に基づいて最適の熱量を計算し、熱量によるAC送風機50のRPMを制御し、風量センサ60で測定された風量によって点火トランス13と第1及び第2の電磁バルブ42、44を作動させて電流比例ガスバルブ70を調節するコントローラ80からなる。
【0017】
従って、使用者が温水を使用すれば、コントローラ80ではまずAC送風機50をオンにして風量センサ60で現在燃焼室に供給される風量を検出して着火に必要な風量になるようAC送風機50のRPMを制御することになる。また、適正風量になると、点火トランス13をオンにして着火に必要な風量を一定時間保持させた後、現在風量に必要なだけの第1ないし第2の電磁バルブ42、44を開けて着火されたら点火トランス13をオフにする。
【0018】
前述したようにコントローラ80は温水器を着火させ、直水温度センサ20と出口温度センサ24により感知した温度値と流量センサ22を通して感知した温水量を土台にして設定された温水温度に現在温水温度が比例制御されるよう比例制御公式に基づいて必要熱量を計算し、その熱量をAC送風機50のRPMとして算出し、その値でAC送風機50を制御することになる。
【0019】
また、供給されるガス量は風量センサ60によって検出された風量値を現在バーナ12が必要とする適正ガス量に換算し、その値で電流比例ガスバルブ70を制御してガス量を調節する。
【0020】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明は低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用し、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御するので風量の全範囲に対してガス量を合わせることができ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給でき、異常な気候や条件下でも温水器を最適の条件で安全に着火して燃焼を行えるので、燃焼性が改善されて効率も高く燃料費も節減できるという利点がある。
また、低価格のAC送風機と電流比例ガスバルブを使用することによりボイラーをさらに低廉な価格で安全かつ便利に使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気比例制御温水器の一実施形態を示す構成図である。
【図2】本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【図3】一般の空気比例制御温水器を示す構成図である。
【図4】一般の空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 : 熱交換器 12 : バーナ
14 : コントローラ 16 : 温水温度調節器
18 : DC送風機 20 : 直水温度センサ
22 : 流量センサ 24 : 出口温度センサ
30 : 空気圧力感知部 32 : 空気圧力認識部
40 : 空気比例制御バルブ 42 : 第1電磁バルブ
44 : 第2電磁バルブ 50 : AC送風機
60 : 風量センサ 70 : 電流比例ガスバルブ
Claims (1)
- 吸込まれる空気と関連して供給される燃料の量を調節する空気比例制御温水器において、
吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのAC送風機と、
吸込チャンバーに設けられ前記AC送風機によって吸込まれる空気の量を測定するための風量センサと、
供給されるガスの量を調節するための電流比例ガスバルブと、
熱量によるAC送風機のRPMを制御し、風量センサで測定された風量によって電流比例ガスバルブを調節するコントローラと、
を有することを特徴とする空気比例制御温水器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003131695A JP2004333060A (ja) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | 空気比例制御温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003131695A JP2004333060A (ja) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | 空気比例制御温水器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004333060A true JP2004333060A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=33506806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003131695A Pending JP2004333060A (ja) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | 空気比例制御温水器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004333060A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103017346A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-03 | 盘锦禹帝科技实业有限公司 | 带有点火安全监控系统的水套炉及监测方法 |
CN114963560A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-08-30 | 重庆海尔热水器有限公司 | 燃气热水器初始化方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2003
- 2003-05-09 JP JP2003131695A patent/JP2004333060A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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A02 | Decision of refusal |
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