JP2597792Y2 - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
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- JP2597792Y2 JP2597792Y2 JP1993014707U JP1470793U JP2597792Y2 JP 2597792 Y2 JP2597792 Y2 JP 2597792Y2 JP 1993014707 U JP1993014707 U JP 1993014707U JP 1470793 U JP1470793 U JP 1470793U JP 2597792 Y2 JP2597792 Y2 JP 2597792Y2
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、燃料のガス流量を検出
して燃焼量を制御する給湯器や風呂釜等の燃焼装置に関
するものである。
して燃焼量を制御する給湯器や風呂釜等の燃焼装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７には燃焼装置として一般的に知られ
ている給湯器の模式構成が示されている。同図におい
て、バーナ１の下部側には給排気用のファン２が配置さ
れており、バーナ１の上方には熱交換器３が配設されて
いる。バーナ１にはガス通路４が接続されており、この
ガス通路４内にガス量を開弁量によって制御するガス量
調整弁としての比例弁５が設けられている。
ている給湯器の模式構成が示されている。同図におい
て、バーナ１の下部側には給排気用のファン２が配置さ
れており、バーナ１の上方には熱交換器３が配設されて
いる。バーナ１にはガス通路４が接続されており、この
ガス通路４内にガス量を開弁量によって制御するガス量
調整弁としての比例弁５が設けられている。
【０００３】前記熱交換器３の入側には給水管６が接続
されており、この給水管６には入水温度を検出する入水
温度センサ７と熱交換器３の通水流量を検出する流水量
センサ８とが設けられている。また、熱交換器３の出側
には給湯管10が接続されており、この給湯管10には出湯
温度を検出する出湯温度センサ11が設けられている。
されており、この給水管６には入水温度を検出する入水
温度センサ７と熱交換器３の通水流量を検出する流水量
センサ８とが設けられている。また、熱交換器３の出側
には給湯管10が接続されており、この給湯管10には出湯
温度を検出する出湯温度センサ11が設けられている。
【０００４】この種の給湯器では、最大と最小の燃焼能
力が設計段階で与えられており、したがって、給湯器の
出荷調整段階で、最大燃焼能力に対応する比例弁５の開
弁駆動電流と最小燃焼能力に対応する比例弁５の開弁駆
動電流とが設定され、制御装置12は、この最大燃焼能力
に対応する開弁駆動電流を上限とし、最小燃焼能力に対
応する開弁駆動電流を下限とした制御範囲内で比例弁５
の開弁量を可変制御し、バーナ１の燃焼制御を行ってい
る。
力が設計段階で与えられており、したがって、給湯器の
出荷調整段階で、最大燃焼能力に対応する比例弁５の開
弁駆動電流と最小燃焼能力に対応する比例弁５の開弁駆
動電流とが設定され、制御装置12は、この最大燃焼能力
に対応する開弁駆動電流を上限とし、最小燃焼能力に対
応する開弁駆動電流を下限とした制御範囲内で比例弁５
の開弁量を可変制御し、バーナ１の燃焼制御を行ってい
る。
【０００５】周知のように、ガスの燃焼時の発熱量は、
ガス種によって異なっており、このため、従来において
は、ガス種切り換えスイッチが設けられ、使用するガス
種に応じて、つまり、ガス種切り換えスイッチによって
設定されたガス種に応じて前記給湯器の燃焼能力の設定
が行われ、この燃焼能力の制御範囲に合った比例弁が給
湯器の燃焼能力やガス種に応じて装備されていた。
ガス種によって異なっており、このため、従来において
は、ガス種切り換えスイッチが設けられ、使用するガス
種に応じて、つまり、ガス種切り換えスイッチによって
設定されたガス種に応じて前記給湯器の燃焼能力の設定
が行われ、この燃焼能力の制御範囲に合った比例弁が給
湯器の燃焼能力やガス種に応じて装備されていた。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、給湯器
の燃焼能力やガス種に応じて専用の比例弁５を装備する
方式は、指定のガス種でしか使用することができず、他
のガス種を使用するときにはそのガス種に合った比例弁
に取り替え、能力設定、つまり、比例弁５の制御範囲を
新たに設定し直さなければならないという面倒があっ
た。
の燃焼能力やガス種に応じて専用の比例弁５を装備する
方式は、指定のガス種でしか使用することができず、他
のガス種を使用するときにはそのガス種に合った比例弁
に取り替え、能力設定、つまり、比例弁５の制御範囲を
新たに設定し直さなければならないという面倒があっ
た。
【０００７】また、ガス種切り換えスイッチを用いてガ
ス種を切り換える操作は面倒であり、ガス種の切り換え
の誤りも発生する虞があり、ガス種設定の信頼性の上で
も問題があった。
ス種を切り換える操作は面倒であり、ガス種の切り換え
の誤りも発生する虞があり、ガス種設定の信頼性の上で
も問題があった。
【０００８】本考案は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、複数のガス種を共通
の比例弁で燃焼制御でき、しかも、面倒なガス種の切り
換え設定が不要な燃焼装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、複数のガス種を共通
の比例弁で燃焼制御でき、しかも、面倒なガス種の切り
換え設定が不要な燃焼装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
考案の燃焼装置は、熱交換器への入水温度を検出する入
水温度センサと、熱交換器からの出湯温度を検出する出
湯温度センサと、熱交換器の通水流量を検出する流水量
センサと、バーナに供給されるガス量を開弁量によって
制御するガス量調整弁とを含む燃焼装置において、バー
ナに供給されるガス流量を検出するガス流量検出手段
と、前記入水温度センサと出湯温度センサと流水量セン
サの各検出値および設定温度とを含む情報から要求熱量
を算出する熱量算出部と、バーナの初期燃焼時に前記熱
量算出部で算出された要求熱量に対応するガス流量検出
手段の出力値と、ガス流量が零のときのガス流量検出手
段の出力値とからガス流量検出手段の出力とガス流量と
の関係を示す出力特性曲線を予め与えられた演算式によ
って求める出力特性作成部と、前記熱量算出部で算出さ
れる要求熱量に応じて前記出力特性作成部で作成された
出力特性曲線に従いガス量調整弁の開弁量を制御する開
弁量制御部とを有することを特徴として構成されてい
る。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
考案の燃焼装置は、熱交換器への入水温度を検出する入
水温度センサと、熱交換器からの出湯温度を検出する出
湯温度センサと、熱交換器の通水流量を検出する流水量
センサと、バーナに供給されるガス量を開弁量によって
制御するガス量調整弁とを含む燃焼装置において、バー
ナに供給されるガス流量を検出するガス流量検出手段
と、前記入水温度センサと出湯温度センサと流水量セン
サの各検出値および設定温度とを含む情報から要求熱量
を算出する熱量算出部と、バーナの初期燃焼時に前記熱
量算出部で算出された要求熱量に対応するガス流量検出
手段の出力値と、ガス流量が零のときのガス流量検出手
段の出力値とからガス流量検出手段の出力とガス流量と
の関係を示す出力特性曲線を予め与えられた演算式によ
って求める出力特性作成部と、前記熱量算出部で算出さ
れる要求熱量に応じて前記出力特性作成部で作成された
出力特性曲線に従いガス量調整弁の開弁量を制御する開
弁量制御部とを有することを特徴として構成されてい
る。
【００１０】
【作用】上記構成の本考案において、例えば、燃焼装置
を設置施工し、最初に点着火を行って初期燃焼させたと
き、熱量算出部は、入水温度センサと、出湯温度センサ
と、流水量センサと、設定温度等の情報に基づいて、熱
交換器に入る水を設定温度に高めるのに必要な要求熱量
を算出する。出力特性作成部は、ガス流量が零のときの
ガス流量検出手段の出力値と、前記初期燃焼時におい
て、入水温度が設定温度になったときの要求熱量とから
予め与えられた演算式に従ってガス流量検出手段の出力
特性曲線を求める。この出力特性曲線が求められた後、
開弁量制御部は前記熱量算出部で時々刻々算出される要
求熱量に応じてガス量調整弁の開弁量を前記出力特性曲
線に従って制御し、燃焼装置の燃焼運転が制御される。
を設置施工し、最初に点着火を行って初期燃焼させたと
き、熱量算出部は、入水温度センサと、出湯温度センサ
と、流水量センサと、設定温度等の情報に基づいて、熱
交換器に入る水を設定温度に高めるのに必要な要求熱量
を算出する。出力特性作成部は、ガス流量が零のときの
ガス流量検出手段の出力値と、前記初期燃焼時におい
て、入水温度が設定温度になったときの要求熱量とから
予め与えられた演算式に従ってガス流量検出手段の出力
特性曲線を求める。この出力特性曲線が求められた後、
開弁量制御部は前記熱量算出部で時々刻々算出される要
求熱量に応じてガス量調整弁の開弁量を前記出力特性曲
線に従って制御し、燃焼装置の燃焼運転が制御される。
【００１１】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図
１には本考案に係る燃焼装置の一実施例のシステム構成
が示されている。この実施例の燃焼装置も、前記従来例
と同様に給湯器を対象に示してある。この実施例では、
ガス通路４内にガス流量検出手段としての熱線風速計
（熱線風速センサ）13を設け、さらに、制御装置12に、
ガス種設定を行うことなく、使用するガス種に合った制
御範囲を自動設定して良好な燃焼制御を行う特有な燃焼
制御部18を設けてある。それ以外の構成は前記従来例と
ほぼ同様である。なお、図１中、９はファン２の回転を
検出するファン回転センサである。
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図
１には本考案に係る燃焼装置の一実施例のシステム構成
が示されている。この実施例の燃焼装置も、前記従来例
と同様に給湯器を対象に示してある。この実施例では、
ガス通路４内にガス流量検出手段としての熱線風速計
（熱線風速センサ）13を設け、さらに、制御装置12に、
ガス種設定を行うことなく、使用するガス種に合った制
御範囲を自動設定して良好な燃焼制御を行う特有な燃焼
制御部18を設けてある。それ以外の構成は前記従来例と
ほぼ同様である。なお、図１中、９はファン２の回転を
検出するファン回転センサである。
【００１２】前記熱線風速計13は、図２に示すように、
合成樹脂製の中空状のケース14内にガス流量を検出する
風速センサ素子15と、温度補償用センサ素子16とを配設
し、風速センサ素子15を加熱した状態にしておくことに
より、ケース14内を通るガスの流速に応じて風速センサ
15からの放熱量が変化し、この放熱量の変化を電気信号
に変換し、温度補償用センサ素子16によって温度補償さ
れたガス流量の検出信号が制御装置12に加えられる。
合成樹脂製の中空状のケース14内にガス流量を検出する
風速センサ素子15と、温度補償用センサ素子16とを配設
し、風速センサ素子15を加熱した状態にしておくことに
より、ケース14内を通るガスの流速に応じて風速センサ
15からの放熱量が変化し、この放熱量の変化を電気信号
に変換し、温度補償用センサ素子16によって温度補償さ
れたガス流量の検出信号が制御装置12に加えられる。
【００１３】前記本実施例の特徴的な燃焼制御部18は、
図３に示すように、熱量算出部20と、要求ガス量設定部
21と、メモリ19，22と、出力特性作成部23と、制御範囲
設定部24と、開弁量制御部25とを有して構成されてい
る。熱量算出部20は、入水温度センサ７から加えられる
入水温度と、出湯温度センサ11から加えられる出湯温度
と、流水量センサ８から加えられる熱交換器３の通水流
量と、図示されていないリモコン等から加えられる給湯
の設定温度との情報に基づき、給水温度が設定温度に高
められるのに要する要求熱量をＰＩＤ、ＰＩＤとフィー
ドフォワードとの併用、フィードフォワード等の所望の
制御演算により算出し、その算出結果を要求ガス量設定
部21に加える。
図３に示すように、熱量算出部20と、要求ガス量設定部
21と、メモリ19，22と、出力特性作成部23と、制御範囲
設定部24と、開弁量制御部25とを有して構成されてい
る。熱量算出部20は、入水温度センサ７から加えられる
入水温度と、出湯温度センサ11から加えられる出湯温度
と、流水量センサ８から加えられる熱交換器３の通水流
量と、図示されていないリモコン等から加えられる給湯
の設定温度との情報に基づき、給水温度が設定温度に高
められるのに要する要求熱量をＰＩＤ、ＰＩＤとフィー
ドフォワードとの併用、フィードフォワード等の所望の
制御演算により算出し、その算出結果を要求ガス量設定
部21に加える。
【００１４】メモリ19はガス流量が零のときの熱線風速
計13の出力値を記憶する。出力特性作成部23は熱量算出
部20から給湯器の初期燃焼時における要求熱量、すなわ
ち、入水温度が設定温度に至るのに要する要求熱量の値
を受け、出湯温度が設定温度になったときの熱線風速計
13の出力値と、前記メモリ19に記憶されているガス流量
零のときの熱線風速計13の出力値とから、熱線風速計13
の出力特性を作成する。
計13の出力値を記憶する。出力特性作成部23は熱量算出
部20から給湯器の初期燃焼時における要求熱量、すなわ
ち、入水温度が設定温度に至るのに要する要求熱量の値
を受け、出湯温度が設定温度になったときの熱線風速計
13の出力値と、前記メモリ19に記憶されているガス流量
零のときの熱線風速計13の出力値とから、熱線風速計13
の出力特性を作成する。
【００１５】すなわち、出力特性作成部23には予め出力
特性曲線を求める演算式が与えられている。熱線風速計
13の出力は、風速、つまりガス流量に対して１／４乗の
関係があることが知られており、本実施例では、熱線風
速計13の出力をＶout とし、ガス流量をＩs としたと
き、Ｖout ＝Ａ（Ｉs ）1/4 ＋Ｂの関係式として予め与
えている。ここでＡおよびＢは係数である。この演算式
から明らかなように、Ｂはガス流量Ｉs が零のときの熱
線風速計13の出力値を示しており、係数Ａは予め分かっ
ているので、給湯器を初期燃焼させたときの熱線風速計
13の出力値から、そのときの要求ガス量Ｉs1が前記演算
式の逆算によって求められる。したがって、図４に示す
如く、ガス流量零のときの熱線風速計13の出力Ｖ0 と、
ガス流量がＩs1のときの熱線風速計13の出力値Ｖ1 の２
点を通る１／４乗の曲線を描くことにより、ガス流量と
熱線風速計の出力との関係、つまり、熱線風速計13の出
力特性曲線が求められる。つまり、この実施例では、使
用するガス種の如何に拘わらず、そのガス種に合った熱
線風速計13の出力特性曲線が自動的に求められるのであ
る。そして、この作成された出力特性曲線はメモリ22に
記憶される。
特性曲線を求める演算式が与えられている。熱線風速計
13の出力は、風速、つまりガス流量に対して１／４乗の
関係があることが知られており、本実施例では、熱線風
速計13の出力をＶout とし、ガス流量をＩs としたと
き、Ｖout ＝Ａ（Ｉs ）1/4 ＋Ｂの関係式として予め与
えている。ここでＡおよびＢは係数である。この演算式
から明らかなように、Ｂはガス流量Ｉs が零のときの熱
線風速計13の出力値を示しており、係数Ａは予め分かっ
ているので、給湯器を初期燃焼させたときの熱線風速計
13の出力値から、そのときの要求ガス量Ｉs1が前記演算
式の逆算によって求められる。したがって、図４に示す
如く、ガス流量零のときの熱線風速計13の出力Ｖ0 と、
ガス流量がＩs1のときの熱線風速計13の出力値Ｖ1 の２
点を通る１／４乗の曲線を描くことにより、ガス流量と
熱線風速計の出力との関係、つまり、熱線風速計13の出
力特性曲線が求められる。つまり、この実施例では、使
用するガス種の如何に拘わらず、そのガス種に合った熱
線風速計13の出力特性曲線が自動的に求められるのであ
る。そして、この作成された出力特性曲線はメモリ22に
記憶される。
【００１６】制御範囲設定部24は前記出力特性曲線に基
づいてガス流量の制御範囲を設定する。この制御範囲設
定部24には前記出力特性作成部23で出力特性曲線を求め
るときに算出したガス流量Ｉs1とそのときの要求熱量と
の情報が与えられており、これらの情報から使用するガ
スの単位体積あたりの熱量が分かっており、これらの情
報に基づき、ガス流量の制御範囲を熱線風速計13の出力
の値で設定する。この設定に際しては様々な態様が考え
られ、例えば、給湯器の最小燃焼量のガス流量ＦGLをセ
ンサ出力ＶL の値として設定し、最大燃焼能力に対応す
るガス流量ＦGHをＶH として設定してもよく、あるいは
制御範囲の下限と上限をこれよりも所定量、例えば制御
範囲に対して10〜20％広めにしてセンサ出力のレベルで
ＶL ′〜ＶH ′の範囲で与えることができる。そしてこ
の設定された制御範囲は要求ガス量設定部21と開弁量制
御部25に加えられる。
づいてガス流量の制御範囲を設定する。この制御範囲設
定部24には前記出力特性作成部23で出力特性曲線を求め
るときに算出したガス流量Ｉs1とそのときの要求熱量と
の情報が与えられており、これらの情報から使用するガ
スの単位体積あたりの熱量が分かっており、これらの情
報に基づき、ガス流量の制御範囲を熱線風速計13の出力
の値で設定する。この設定に際しては様々な態様が考え
られ、例えば、給湯器の最小燃焼量のガス流量ＦGLをセ
ンサ出力ＶL の値として設定し、最大燃焼能力に対応す
るガス流量ＦGHをＶH として設定してもよく、あるいは
制御範囲の下限と上限をこれよりも所定量、例えば制御
範囲に対して10〜20％広めにしてセンサ出力のレベルで
ＶL ′〜ＶH ′の範囲で与えることができる。そしてこ
の設定された制御範囲は要求ガス量設定部21と開弁量制
御部25に加えられる。
【００１７】前記要求ガス量設定部21は前記熱量算出部
20の要求熱量を発生させるのに必要なガス量ＦG を時々
刻々算出し、このＦG が給湯器の制御範囲の下限のガス
流量ＦGLと上限のガス流量ＦGHの範囲内に入っているか
否かを判断し、ＦGLとＦGHの範囲に入っているときには
その算出値ＦG をそのまま要求ガス量ＦGSP と設定し、
ＦG がＦGLよりも小さいときには下限のＦGLの値を要求
ガス量ＦGSP の値として（ＦGSP ＝ＦGL）、また、ＦG
がＦGHを越えているときには上限のＦGHを要求ガス量Ｆ
GSP の値として（ＦGSP ＝ＦGH）設定する。そして、そ
の要求ガス量設定値ＦGSP を開弁量制御部25に加える。
20の要求熱量を発生させるのに必要なガス量ＦG を時々
刻々算出し、このＦG が給湯器の制御範囲の下限のガス
流量ＦGLと上限のガス流量ＦGHの範囲内に入っているか
否かを判断し、ＦGLとＦGHの範囲に入っているときには
その算出値ＦG をそのまま要求ガス量ＦGSP と設定し、
ＦG がＦGLよりも小さいときには下限のＦGLの値を要求
ガス量ＦGSP の値として（ＦGSP ＝ＦGL）、また、ＦG
がＦGHを越えているときには上限のＦGHを要求ガス量Ｆ
GSP の値として（ＦGSP ＝ＦGH）設定する。そして、そ
の要求ガス量設定値ＦGSP を開弁量制御部25に加える。
【００１８】開弁量制御部25は演算部を有し、前記要求
ガス量設定部21から加えられる要求ガス量ＦGSP と、熱
線風速計13から加えられるガスの検出流量とを比較し、
バーナ１に加えられるガス流量が要求ガス量ＦGSP にな
るように比例弁５の開弁量、つまり、比例弁５に加える
開弁駆動電流の大きさを例えばＰＩ演算により算出し、
その算出した開弁駆動電流を比例弁５に加え、比例弁５
の開弁量を前記制御範囲設定部24で設定された制御範囲
内で制御してバーナ１の燃焼運転を行う。
ガス量設定部21から加えられる要求ガス量ＦGSP と、熱
線風速計13から加えられるガスの検出流量とを比較し、
バーナ１に加えられるガス流量が要求ガス量ＦGSP にな
るように比例弁５の開弁量、つまり、比例弁５に加える
開弁駆動電流の大きさを例えばＰＩ演算により算出し、
その算出した開弁駆動電流を比例弁５に加え、比例弁５
の開弁量を前記制御範囲設定部24で設定された制御範囲
内で制御してバーナ１の燃焼運転を行う。
【００１９】この実施例では前記ガス供給量の制御と並
行させて、ファン２の回転を燃焼量に適したように制御
しており、このファン制御部29は、図３に示す如く、要
求回転数設定部26と、ファン回転制御部28とを有して構
成される。要求回転数設定部26は前記熱量算出部20から
加えられる要求熱量の算出値を受けて、その要求熱量の
燃焼に必要なファン回転数ＮSPを設定する。この要求回
転数の設定に際しては、まず、要求熱量ＦGSP の燃焼に
最適なファン２の理論回転数ＮS を算出し、この理論回
転数ＮS がファン２の仕様回転数の上限ＮH と下限ＮL
との間に入っているか否かを判断し、入っているときに
は理論算出値ＮS をそのまま要求回転数ＮSPとして設定
する。算出値ＮS がファン２の回転数の上限ＮH を越え
ているときにはその上限値ＮH を要求回転数ＮSPに設定
し（ＮSP＝ＮH ）、算出値ＮS が下限ＮL よりも小さい
ときにはその下限の値ＮL を要求回転数ＮSPとして決定
する（ＮSP＝ＮL ）。ファン回転制御部28は要求回転数
設定部26で設定された要求回転数ＮSPとファン回転セン
サ９により検出されるファン２の回転数Ｎi とを比較
し、ファン２の回転数が要求回転数ＮSPになるようにＰ
Ｉ演算等によりファン２の駆動信号を作り出し、この駆
動信号をファン２に加えることにより、ファン２の回転
数をバーナ１の燃焼に適した風量となるように制御す
る。
行させて、ファン２の回転を燃焼量に適したように制御
しており、このファン制御部29は、図３に示す如く、要
求回転数設定部26と、ファン回転制御部28とを有して構
成される。要求回転数設定部26は前記熱量算出部20から
加えられる要求熱量の算出値を受けて、その要求熱量の
燃焼に必要なファン回転数ＮSPを設定する。この要求回
転数の設定に際しては、まず、要求熱量ＦGSP の燃焼に
最適なファン２の理論回転数ＮS を算出し、この理論回
転数ＮS がファン２の仕様回転数の上限ＮH と下限ＮL
との間に入っているか否かを判断し、入っているときに
は理論算出値ＮS をそのまま要求回転数ＮSPとして設定
する。算出値ＮS がファン２の回転数の上限ＮH を越え
ているときにはその上限値ＮH を要求回転数ＮSPに設定
し（ＮSP＝ＮH ）、算出値ＮS が下限ＮL よりも小さい
ときにはその下限の値ＮL を要求回転数ＮSPとして決定
する（ＮSP＝ＮL ）。ファン回転制御部28は要求回転数
設定部26で設定された要求回転数ＮSPとファン回転セン
サ９により検出されるファン２の回転数Ｎi とを比較
し、ファン２の回転数が要求回転数ＮSPになるようにＰ
Ｉ演算等によりファン２の駆動信号を作り出し、この駆
動信号をファン２に加えることにより、ファン２の回転
数をバーナ１の燃焼に適した風量となるように制御す
る。
【００２０】この実施例は上記のように構成されてお
り、次に、その動作を図５および図６に示すフローチャ
ートに基づき簡単に説明する。まず、給湯器の電源がオ
ンされて燃焼運転の前の状態でのステップ101 におい
て、ガス流量が零のときの熱線風速計13のセンサ出力値
が検出される。次に、このガス流量が零のときの熱線風
速計13の検出値のデータがメモリ19に既に記憶されてい
るか否かの判断を行い、そのデータが記憶されていない
ときには、メモリ19にその値を記憶する。既に、その値
が得られているときには、前のデータと今回の値とを比
較し、前のデータと今回のデータが同じであるか否かの
判断を行い、データの値が異なるときには、今回の新た
なデータをメモリ19に記憶する。
り、次に、その動作を図５および図６に示すフローチャ
ートに基づき簡単に説明する。まず、給湯器の電源がオ
ンされて燃焼運転の前の状態でのステップ101 におい
て、ガス流量が零のときの熱線風速計13のセンサ出力値
が検出される。次に、このガス流量が零のときの熱線風
速計13の検出値のデータがメモリ19に既に記憶されてい
るか否かの判断を行い、そのデータが記憶されていない
ときには、メモリ19にその値を記憶する。既に、その値
が得られているときには、前のデータと今回の値とを比
較し、前のデータと今回のデータが同じであるか否かの
判断を行い、データの値が異なるときには、今回の新た
なデータをメモリ19に記憶する。
【００２１】このデータの記憶後、又は今回のデータと
前回のデータとが同じときには、ステップ105 で給湯燃
焼のスタート状態となる。このスタート直後に、リモコ
ン等からの設定温度の検出と、熱交換器３に入る入水温
度の検出と、熱交換器３から出る湯の出湯温度の検出
と、熱交換器３の通水流量検出とを行い、ステップ110
で熱量算出部20により要求熱量の算出を行う。次に、ス
テップ111 で出湯湯温が設定温度になったときの熱線風
速計13のガス流量の検出を行い、出力特性作成部23にお
いて、前記予め与えられた演算式に従い、そのときの前
記ガス流量ＩS1を逆算によって求める。そして、前記し
た如く、熱線風速計13の出力特性曲線を求め、このデー
タをメモリ22に記憶する。次に、ステップ113 で、前記
作成された出力特性曲線に基づいて給湯器の能力に応じ
たガス流量の制御範囲が設定される。
前回のデータとが同じときには、ステップ105 で給湯燃
焼のスタート状態となる。このスタート直後に、リモコ
ン等からの設定温度の検出と、熱交換器３に入る入水温
度の検出と、熱交換器３から出る湯の出湯温度の検出
と、熱交換器３の通水流量検出とを行い、ステップ110
で熱量算出部20により要求熱量の算出を行う。次に、ス
テップ111 で出湯湯温が設定温度になったときの熱線風
速計13のガス流量の検出を行い、出力特性作成部23にお
いて、前記予め与えられた演算式に従い、そのときの前
記ガス流量ＩS1を逆算によって求める。そして、前記し
た如く、熱線風速計13の出力特性曲線を求め、このデー
タをメモリ22に記憶する。次に、ステップ113 で、前記
作成された出力特性曲線に基づいて給湯器の能力に応じ
たガス流量の制御範囲が設定される。
【００２２】次に、ステップ114 において、熱量算出部
20で算出した要求熱量を得るのに必要なガス量ＦG を算
出する。ステップ115 ではこの算出ガス量ＦG が制御範
囲の上限のガス量ＦGHよりも大きいか否かの判断を行
う。ＦG がＦGHよりも大きいときは要求ガス量ＦGSP を
ＦGHの値として設定する。
20で算出した要求熱量を得るのに必要なガス量ＦG を算
出する。ステップ115 ではこの算出ガス量ＦG が制御範
囲の上限のガス量ＦGHよりも大きいか否かの判断を行
う。ＦG がＦGHよりも大きいときは要求ガス量ＦGSP を
ＦGHの値として設定する。
【００２３】これに対し、ＦGHよりもＦG が小さいとき
にはＦG が制御範囲の下限のガス量ＦGLよりも小さいか
否かの判断を行い、ＦG がＦGLよりも小さいときにはＦ
GLを要求ガス量ＦGSP の値として設定する。ＦG がＦGL
よりも大きくＦGHよりも小さいときにはステップ114 で
算出したガス量ＦG を要求ガス量ＦGSP として設定す
る。次に、ステップ120 で熱線風速計13からの検出信号
により現在のガス量ＦGIを検出し、ステップ121 で、こ
の検出ガス量ＦGIと前記設定された要求ガス量ＦGSP と
の値からＰＩ演算によってバーナ１に供給するガス流量
が要求ガス量になるように比例弁５の開弁駆動電流を求
め、これを比例弁５に加えて比例弁５の開弁量を制御す
る。
にはＦG が制御範囲の下限のガス量ＦGLよりも小さいか
否かの判断を行い、ＦG がＦGLよりも小さいときにはＦ
GLを要求ガス量ＦGSP の値として設定する。ＦG がＦGL
よりも大きくＦGHよりも小さいときにはステップ114 で
算出したガス量ＦG を要求ガス量ＦGSP として設定す
る。次に、ステップ120 で熱線風速計13からの検出信号
により現在のガス量ＦGIを検出し、ステップ121 で、こ
の検出ガス量ＦGIと前記設定された要求ガス量ＦGSP と
の値からＰＩ演算によってバーナ１に供給するガス流量
が要求ガス量になるように比例弁５の開弁駆動電流を求
め、これを比例弁５に加えて比例弁５の開弁量を制御す
る。
【００２４】一方、ステップ123 では、前記ステップ11
0 で算出された要求熱量を基に、この要求熱量の燃焼に
最適なファン２の理論回転数Ｎを算出する。次に、ステ
ップ124 でこの算出回転数Ｎがファン２の仕様で決まる
最大回転数ＮH よりも大きいか否かの判断を行い、Ｎが
ＮH よりも大きいときにはファン２の要求回転数ＮSPを
ＮH に設定する。ＮがＮH よりも小さいときには、Ｎが
ＮL よりも小さいか否かの判断を行い、ＮがＮL よりも
小さいときにはファン２の要求回転数ＮSPをＮL に設定
する。ＮがＮH よりも小さく、かつ、ＮL よりも大きい
ときにはステップ123 で算出された値Ｎをファン２の要
求回転数ＮSPの値として設定する。
0 で算出された要求熱量を基に、この要求熱量の燃焼に
最適なファン２の理論回転数Ｎを算出する。次に、ステ
ップ124 でこの算出回転数Ｎがファン２の仕様で決まる
最大回転数ＮH よりも大きいか否かの判断を行い、Ｎが
ＮH よりも大きいときにはファン２の要求回転数ＮSPを
ＮH に設定する。ＮがＮH よりも小さいときには、Ｎが
ＮL よりも小さいか否かの判断を行い、ＮがＮL よりも
小さいときにはファン２の要求回転数ＮSPをＮL に設定
する。ＮがＮH よりも小さく、かつ、ＮL よりも大きい
ときにはステップ123 で算出された値Ｎをファン２の要
求回転数ＮSPの値として設定する。
【００２５】この要求回転数ＮSPが設定された後、ファ
ン回転センサ９の検出信号により現在のファン２の回転
数Ｎi を検出し、ステップ130 で、ＮSPとＮi との値に
よりファン２の回転数が要求回転数ＮSPになるようにＰ
Ｉ演算を行ってファン２の駆動制御信号を算出する。そ
して、この算出した駆動信号によりファン２の回転を制
御することで、バーナ１の燃焼に適切な空気が供給され
て給湯器の好適な燃焼運転が行われる。
ン回転センサ９の検出信号により現在のファン２の回転
数Ｎi を検出し、ステップ130 で、ＮSPとＮi との値に
よりファン２の回転数が要求回転数ＮSPになるようにＰ
Ｉ演算を行ってファン２の駆動制御信号を算出する。そ
して、この算出した駆動信号によりファン２の回転を制
御することで、バーナ１の燃焼に適切な空気が供給され
て給湯器の好適な燃焼運転が行われる。
【００２６】なお、この実施例では給湯器を設置施工後
に最初に燃焼運転するときには、使用するガス種が分か
らず、したがって、熱線風速計13の出力特性曲線も与え
られていないので、盲の状態で燃焼させることとなる
が、この初期燃焼時に、給湯器の最大出湯能力を越えた
熱量で燃焼されるのは好ましくないので、これを避ける
ために、初期燃焼開始時に限っては、ほぼ最小燃焼能力
と最大燃焼能力の中間位置で燃焼するようなガス流量を
供給するようにすることが望ましい。
に最初に燃焼運転するときには、使用するガス種が分か
らず、したがって、熱線風速計13の出力特性曲線も与え
られていないので、盲の状態で燃焼させることとなる
が、この初期燃焼時に、給湯器の最大出湯能力を越えた
熱量で燃焼されるのは好ましくないので、これを避ける
ために、初期燃焼開始時に限っては、ほぼ最小燃焼能力
と最大燃焼能力の中間位置で燃焼するようなガス流量を
供給するようにすることが望ましい。
【００２７】本実施例は、給湯器を初期燃焼させるとき
に、使用するガス種の如何に拘わらず、最初に盲状態で
燃焼させ、この燃焼時に、その使用するガスに応じた熱
線風速計13の出力特性曲線を作成し、この出力特性曲線
に基づいて給湯器の最大燃焼能力と最小燃焼能力に対応
するガス供給量の制御範囲を自ら設定して燃焼運転を行
うので、従来例のように、使用するガス種を設定した
り、そのガス種に合った能力設定をいちいち行う面倒な
作業から解放されることができる。
に、使用するガス種の如何に拘わらず、最初に盲状態で
燃焼させ、この燃焼時に、その使用するガスに応じた熱
線風速計13の出力特性曲線を作成し、この出力特性曲線
に基づいて給湯器の最大燃焼能力と最小燃焼能力に対応
するガス供給量の制御範囲を自ら設定して燃焼運転を行
うので、従来例のように、使用するガス種を設定した
り、そのガス種に合った能力設定をいちいち行う面倒な
作業から解放されることができる。
【００２８】また、制御装置自身が使用するガスに応じ
た出力特性曲線を自ら設定して燃焼運転を行うので、使
用するガス種に合った適切な燃焼制御を行うことがで
き、湯温安定化の制御性能を高めることができる。
た出力特性曲線を自ら設定して燃焼運転を行うので、使
用するガス種に合った適切な燃焼制御を行うことがで
き、湯温安定化の制御性能を高めることができる。
【００２９】本考案は上記実施例に限定されることはな
く、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例
ではガス量調整弁として比例弁を用いたが、ガス量調整
弁は開弁量の制御によってガス流量を制御できるもので
あればよく、例えば、ニードルバルブ，ガバナ等の他の
バルブを使用することができる。
く、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例
ではガス量調整弁として比例弁を用いたが、ガス量調整
弁は開弁量の制御によってガス流量を制御できるもので
あればよく、例えば、ニードルバルブ，ガバナ等の他の
バルブを使用することができる。
【００３０】また、上記実施例ではガス量検出手段を熱
線風速計13の場合で説明したが、このガス量検出手段は
ガス流量と検出値との間に一定の関係式が成り立つもの
であればよく、熱線風速計以外の手段を用いることがで
きる。
線風速計13の場合で説明したが、このガス量検出手段は
ガス流量と検出値との間に一定の関係式が成り立つもの
であればよく、熱線風速計以外の手段を用いることがで
きる。
【００３１】さらに、上記実施例では燃焼装置として給
湯器を例にして説明したが、本考案は風呂釜やガス暖房
器等の各種の燃焼装置にも適用されるものである。
湯器を例にして説明したが、本考案は風呂釜やガス暖房
器等の各種の燃焼装置にも適用されるものである。
【００３２】さらに、上記実施例では、ガス種の切り換
えを行うガス種切り換えスイッチは基本的に必要ないの
で設けていないが、もちろん、このガス種切り換えスイ
ッチを設けておいてもよい。
えを行うガス種切り換えスイッチは基本的に必要ないの
で設けていないが、もちろん、このガス種切り換えスイ
ッチを設けておいてもよい。
【００３３】さらに、熱線風速計13の出力特性曲線の作
成は、給湯器を設置施工した後の最初の燃焼運転時に行
っているが、この出力特性曲線の作成は、長時間給湯器
を停止した後に燃焼運転を行うときには、その最初の燃
焼運転の際に行うようにしてもよく、あるいは、燃焼停
止時間の長短に拘わらず、燃焼運転をする度に行っても
よい。
成は、給湯器を設置施工した後の最初の燃焼運転時に行
っているが、この出力特性曲線の作成は、長時間給湯器
を停止した後に燃焼運転を行うときには、その最初の燃
焼運転の際に行うようにしてもよく、あるいは、燃焼停
止時間の長短に拘わらず、燃焼運転をする度に行っても
よい。
【００３４】
【考案の効果】本考案は、給湯器等の燃焼装置の初期燃
焼時に、ガス流量検出手段の出力特性曲線を作成し、こ
の作成した出力特性曲線に基づいてガス量調整弁の開弁
量を制御するように構成したものであるから、使用する
ガスに応じた出力特性曲線が得られ、これに基づいて、
燃焼能力に応じた制御範囲を自ら設定して燃焼運転を制
御することができるので、従来の装置では必要であった
ガス種切り換えスイッチを操作してのガス種の設定と、
設定されたガス種に応じた比例弁等の最大と最小の開弁
量の設定等の面倒な作業が不要となり、これらの労力か
ら解放されることができる。
焼時に、ガス流量検出手段の出力特性曲線を作成し、こ
の作成した出力特性曲線に基づいてガス量調整弁の開弁
量を制御するように構成したものであるから、使用する
ガスに応じた出力特性曲線が得られ、これに基づいて、
燃焼能力に応じた制御範囲を自ら設定して燃焼運転を制
御することができるので、従来の装置では必要であった
ガス種切り換えスイッチを操作してのガス種の設定と、
設定されたガス種に応じた比例弁等の最大と最小の開弁
量の設定等の面倒な作業が不要となり、これらの労力か
ら解放されることができる。
【００３５】また、比例弁等によって構成されるガス量
調整弁も、全てのガス種に対応することができ、従来例
のように使用するガス種に合わせて取り替える必要がな
いので、製造やメンテナンスの上でも非常に好都合であ
る。
調整弁も、全てのガス種に対応することができ、従来例
のように使用するガス種に合わせて取り替える必要がな
いので、製造やメンテナンスの上でも非常に好都合であ
る。
【図１】本考案に係る燃焼装置の一実施例を示すシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図２】同実施例に使用される熱線風速計の説明図であ
る。
る。
【図３】同実施例の制御装置の要部を示すブロック構成
図である。
図である。
【図４】同実施例における熱線風速計の出力特性曲線の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
【図５】同実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５の続きのフローチャートである。
【図７】燃焼装置として一般的な従来の給湯器のシステ
ム説明図である。
ム説明図である。
１ バーナ ５ 比例弁 ７ 入水温度センサ ８ 流水量センサ 11 出湯温度センサ 13 熱線風速計 18 燃焼制御部 20 熱量算出部 21 要求ガス量設定部 23 出力特性作成部 24 制御範囲設定部 25 開弁量制御部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23N 1/00 103 F23N 5/00 F23N 5/18
Claims (1)
- 【請求項１】 熱交換器への入水温度を検出する入水温
度センサと、熱交換器からの出湯温度を検出する出湯温
度センサと、熱交換器の通水流量を検出する流水量セン
サと、バーナに供給されるガス量を開弁量によって制御
するガス量調整弁とを含む燃焼装置において、バーナに
供給されるガス流量を検出するガス流量検出手段と、前
記入水温度センサと出湯温度センサと流水量センサの各
検出値および設定温度とを含む情報から要求熱量を算出
する熱量算出部と、バーナの初期燃焼時に前記熱量算出
部で算出された要求熱量に対応するガス流量検出手段の
出力値と、ガス流量が零のときのガス流量検出手段の出
力値とからガス流量検出手段の出力とガス流量との関係
を示す出力特性曲線を予め与えられた演算式によって求
める出力特性作成部と、前記熱量算出部で算出される要
求熱量に応じて前記出力特性作成部で作成された出力特
性曲線に従いガス量調整弁の開弁量を制御する開弁量制
御部とを有する燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993014707U JP2597792Y2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993014707U JP2597792Y2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674838U JPH0674838U (ja) | 1994-10-21 |
| JP2597792Y2 true JP2597792Y2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=11868645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993014707U Expired - Fee Related JP2597792Y2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597792Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5521602B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2014-06-18 | 株式会社Ｉｈｉ | 副生ガス焚き燃焼装置の燃料制御装置 |
| CN110017610B (zh) * | 2018-01-09 | 2024-03-29 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 燃气热水器的安全控制方法及燃气热水器 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP1993014707U patent/JP2597792Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674838U (ja) | 1994-10-21 |
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