JP2669662B2 - 給湯機の制御装置 - Google Patents
給湯機の制御装置Info
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- JP2669662B2 JP2669662B2 JP63204070A JP20407088A JP2669662B2 JP 2669662 B2 JP2669662 B2 JP 2669662B2 JP 63204070 A JP63204070 A JP 63204070A JP 20407088 A JP20407088 A JP 20407088A JP 2669662 B2 JP2669662 B2 JP 2669662B2
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- Japan
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- fan
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- combustion
- output
- control
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
- F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2233/00—Ventilators
- F23N2233/06—Ventilators at the air intake
- F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、給湯機の最小燃焼域付近における空燃比制
御性能の向上を図った制御装置に関するものである。
御性能の向上を図った制御装置に関するものである。
従来の技術 従来のこの種の制御装置は、ガスを燃料とするガス瞬
間式給湯機を例にとる第２図のように構成されている。
第２図において、ガス瞬間式給湯機は、熱交換器１と、
この熱交換器１を加熱するバーナ２と、バーナ２への燃
料を調節する燃焼量調節器３と、燃焼量調節器３からの
燃料に燃焼用空気を送るファン４と、ホール素子などの
ファン回転数を検出する回転数検出信号５と、燃焼後の
排ガスを送出するための排気部６と、出湯温を検出する
出湯温度検出器７と、出湯温度を設定する温度設定器８
と、出湯温度検出器７より検出した出湯温度が温度設定
器８の設定温度に合致するように、燃焼量調節器３とフ
ァン４の出力を制御する燃焼制御手段９と、燃料の供
給、停止を制御する元弁10と、給湯栓11を備えている。
間式給湯機を例にとる第２図のように構成されている。
第２図において、ガス瞬間式給湯機は、熱交換器１と、
この熱交換器１を加熱するバーナ２と、バーナ２への燃
料を調節する燃焼量調節器３と、燃焼量調節器３からの
燃料に燃焼用空気を送るファン４と、ホール素子などの
ファン回転数を検出する回転数検出信号５と、燃焼後の
排ガスを送出するための排気部６と、出湯温を検出する
出湯温度検出器７と、出湯温度を設定する温度設定器８
と、出湯温度検出器７より検出した出湯温度が温度設定
器８の設定温度に合致するように、燃焼量調節器３とフ
ァン４の出力を制御する燃焼制御手段９と、燃料の供
給、停止を制御する元弁10と、給湯栓11を備えている。
第３図はファン制御フィードバック系のブロック図を
示す。第３図において、12は燃焼制御手段９のファン制
御の伝達ゲイン（PI制御方式による演算制御など）、13
はプロセスであるファン４を主体とした伝達ゲイン、14
は回転数検出手段５の応答と伝達ゲインを示し、ファン
回転数偏差NERを入力した燃焼制御手段９がファン制御
出力Vc（電圧または電流）をプロセスに与え、その結果
回転数がNoutとして示されている。ここで回転数偏差NE
Rは次の通りである。
示す。第３図において、12は燃焼制御手段９のファン制
御の伝達ゲイン（PI制御方式による演算制御など）、13
はプロセスであるファン４を主体とした伝達ゲイン、14
は回転数検出手段５の応答と伝達ゲインを示し、ファン
回転数偏差NERを入力した燃焼制御手段９がファン制御
出力Vc（電圧または電流）をプロセスに与え、その結果
回転数がNoutとして示されている。ここで回転数偏差NE
Rは次の通りである。
NER＝Nset−Nout′ ただし Nset:燃焼量調節器３への出力に対応した設定回転数 Nout′：回転数検出手段５からの検出回転数 第４図はファン４の風量Ｑに対する静圧Ｐと回転数Ｎ
の負荷特性を示す。
の負荷特性を示す。
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、ファン４の排気
部６に対して強風などの負荷がかかった場合、第４図の
Ｐ−Ｑ特性において、負荷線がL1よりL2へ移動するのに
保って動作点はK1よりK2に変化する。したがって、風量
がQ1よりQ2へ減少する。この場合、回転数ＮはＮ−Ｑ特
性においてF1よりF2すなわち設定回転数N1よりN2へ増加
する。そこで、ファン回転数偏差NER＝N1−N2を入力し
た燃焼制御手段９がPI演算結果をもとに求められたファ
ン制御出力Vcをファン４に与え、Vc＝V1よりVc＝V2へ変
更した点で第４図のK2,F2よりK3,F3に移動し、負荷と均
衡して、回転数ＮがN1となる。したがって、風量ＱはQ2
よりQ3へさらに減少し、空燃比が適正値（Ｑ＝Q1）に対
して変化し、空気負側となる。したがって、不完全燃焼
によりCOを発生し、特に最小燃焼域においてはこの傾向
が強くなって、極端な場合バーナの火災が吹き消えてし
まうなどの問題を有していた。
部６に対して強風などの負荷がかかった場合、第４図の
Ｐ−Ｑ特性において、負荷線がL1よりL2へ移動するのに
保って動作点はK1よりK2に変化する。したがって、風量
がQ1よりQ2へ減少する。この場合、回転数ＮはＮ−Ｑ特
性においてF1よりF2すなわち設定回転数N1よりN2へ増加
する。そこで、ファン回転数偏差NER＝N1−N2を入力し
た燃焼制御手段９がPI演算結果をもとに求められたファ
ン制御出力Vcをファン４に与え、Vc＝V1よりVc＝V2へ変
更した点で第４図のK2,F2よりK3,F3に移動し、負荷と均
衡して、回転数ＮがN1となる。したがって、風量ＱはQ2
よりQ3へさらに減少し、空燃比が適正値（Ｑ＝Q1）に対
して変化し、空気負側となる。したがって、不完全燃焼
によりCOを発生し、特に最小燃焼域においてはこの傾向
が強くなって、極端な場合バーナの火災が吹き消えてし
まうなどの問題を有していた。
本発明はかかる従来の課題を解決するもので、最小燃
焼域付近において、排気部への強風負荷すなわちファン
の負荷変動による空燃比変動を低減し、送風制御特を改
善し、バーナの火災の安定化、完全燃焼化を図ることの
できる給湯機の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
焼域付近において、排気部への強風負荷すなわちファン
の負荷変動による空燃比変動を低減し、送風制御特を改
善し、バーナの火災の安定化、完全燃焼化を図ることの
できる給湯機の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の給湯機の制御装置
は、バーナへ燃焼用空気を送るファンの回転数を検出す
る回転数検出手段と、温度設定器の信号と出湯温度検出
器の信号の差に依存して燃焼量調節器とファンの出力を
制御する燃焼制御手段を備え、前記燃焼制御手段は、燃
焼量調節器への出力操作量に対応して前記回転数検出手
段からの検出回転数を一定に保つ回転数制御手段と、前
記燃焼量調節器への出力操作量が最小設定値に所定量を
加えた値以上になったとき、前記回転数制御手段による
回転数制御を解除し、解除後は前記出力操作量に対応し
たファン制御出力をファンに出力するファン制御出力切
換手段とを有する構成にしたものである。
は、バーナへ燃焼用空気を送るファンの回転数を検出す
る回転数検出手段と、温度設定器の信号と出湯温度検出
器の信号の差に依存して燃焼量調節器とファンの出力を
制御する燃焼制御手段を備え、前記燃焼制御手段は、燃
焼量調節器への出力操作量に対応して前記回転数検出手
段からの検出回転数を一定に保つ回転数制御手段と、前
記燃焼量調節器への出力操作量が最小設定値に所定量を
加えた値以上になったとき、前記回転数制御手段による
回転数制御を解除し、解除後は前記出力操作量に対応し
たファン制御出力をファンに出力するファン制御出力切
換手段とを有する構成にしたものである。
作用 上記した構成によって、最小燃焼域より所定の燃焼域
の範囲において、ファン制御出力を出力操作量に対応し
たほぼ一定値に維持することができ、強風などによるフ
ァンの負荷変動による空燃比の変動、送風量の減少を低
減し、バーナ火災を安定に保つことができる。
の範囲において、ファン制御出力を出力操作量に対応し
たほぼ一定値に維持することができ、強風などによるフ
ァンの負荷変動による空燃比の変動、送風量の減少を低
減し、バーナ火災を安定に保つことができる。
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す制御装置の制御ブロ
ック図を示し、第２図，第３図と同一部材については同
一符号を付して説明を省略する。第１図において、15は
ファン制御出力切換手段で、燃焼範囲比較判定手段16と
出力切換器17とを備え、燃焼範囲比較判定手段16は燃焼
量調節器３に対する出力操作量PVsetとあらかじめ設定
された基準操作量PVSLとが入力され、出力操作量PVset
が基準操作量PVSL以下であるかどうか、すなわち、最小
燃焼域から所定の燃焼域の範囲内にあるかどうかを比較
し、比較判定信号CpとPVset≦PVSLの場合はPVsetに対応
したファン制御出力（電圧または電流）Vc′とを出力
し、出力切換器17は燃焼範囲比較判定手段16から入力さ
れた比較判定信号Cpにより切換動作を行い、設定回転数
Nsetを常に保つようにファン４を制御する第３図相当の
回転数制御手段18のファン制御出力Vcと燃焼範囲比較判
定手段16のPVsetに対応したファン制御出力Vc′とを切
換えファン４へ出力する。
ック図を示し、第２図，第３図と同一部材については同
一符号を付して説明を省略する。第１図において、15は
ファン制御出力切換手段で、燃焼範囲比較判定手段16と
出力切換器17とを備え、燃焼範囲比較判定手段16は燃焼
量調節器３に対する出力操作量PVsetとあらかじめ設定
された基準操作量PVSLとが入力され、出力操作量PVset
が基準操作量PVSL以下であるかどうか、すなわち、最小
燃焼域から所定の燃焼域の範囲内にあるかどうかを比較
し、比較判定信号CpとPVset≦PVSLの場合はPVsetに対応
したファン制御出力（電圧または電流）Vc′とを出力
し、出力切換器17は燃焼範囲比較判定手段16から入力さ
れた比較判定信号Cpにより切換動作を行い、設定回転数
Nsetを常に保つようにファン４を制御する第３図相当の
回転数制御手段18のファン制御出力Vcと燃焼範囲比較判
定手段16のPVsetに対応したファン制御出力Vc′とを切
換えファン４へ出力する。
上記構成において、燃焼量調節器３への出力操作量PV
setに対応した設定回転数Nsetは、回転数制御手段18に
入力され、下記のように動作する。
setに対応した設定回転数Nsetは、回転数制御手段18に
入力され、下記のように動作する。
PVset＞PVSLの場合 燃焼範囲比較判定手段16は、出力切換器17へ回転数制
御手段18のファン制御出力Vcを選択する比較判定信号Cp
を出力する。したがってファン制御出力Vcがファン４へ
出力する。ファン４からは回転数検出手段５により検出
回転数Nout′が得られ、設定回転数Nsetとの偏差量NER
が回転数制御手段18で求められ、この偏差量NERを補正
すべく、ファン制御出力Vc出力をPI制御によって得てい
る。したがって回転数制御手段18によって設定回転数N
setを常に保つように動作する。
御手段18のファン制御出力Vcを選択する比較判定信号Cp
を出力する。したがってファン制御出力Vcがファン４へ
出力する。ファン４からは回転数検出手段５により検出
回転数Nout′が得られ、設定回転数Nsetとの偏差量NER
が回転数制御手段18で求められ、この偏差量NERを補正
すべく、ファン制御出力Vc出力をPI制御によって得てい
る。したがって回転数制御手段18によって設定回転数N
setを常に保つように動作する。
PVset≦PVSLの場合 燃焼範囲比較判定手段16は、出力切換器17へ出力操作
量PVsetに対応したファン制御出力Vc′を出力するとと
もに、このファン制御出力Vc′をファン４へ選択出力す
る比較判定信号Cpを出力する。この場合、排気部６へ強
風吹込みなどの負荷変動があったとき、第４図の動作点
はK1→K2へ負荷線の変動L1→L2とともに移動する。した
がって、回転数はN1→N2へ増加し、風量はQ1→Q2へ減少
する。しかし出力操作量に対応したファン制御出力Vc′
を出力することにより、V1をほぼ一定値に維持するよう
に動作する。したがって、風量ＱはQ2までは減少する
が、これ以上は減少しないので、バーナ火炎が吹き消え
てしまうこともない。
量PVsetに対応したファン制御出力Vc′を出力するとと
もに、このファン制御出力Vc′をファン４へ選択出力す
る比較判定信号Cpを出力する。この場合、排気部６へ強
風吹込みなどの負荷変動があったとき、第４図の動作点
はK1→K2へ負荷線の変動L1→L2とともに移動する。した
がって、回転数はN1→N2へ増加し、風量はQ1→Q2へ減少
する。しかし出力操作量に対応したファン制御出力Vc′
を出力することにより、V1をほぼ一定値に維持するよう
に動作する。したがって、風量ＱはQ2までは減少する
が、これ以上は減少しないので、バーナ火炎が吹き消え
てしまうこともない。
なお、PVset＞PVSLの場合、すなわち燃焼量が一定レ
ベル以上の場合には、強固などによる排気部への負荷変
動は風量Ｑが大きいため相対的に小さく、回転数調整時
エージングなどの不要な回転数制御を行なう。
ベル以上の場合には、強固などによる排気部への負荷変
動は風量Ｑが大きいため相対的に小さく、回転数調整時
エージングなどの不要な回転数制御を行なう。
発明の効果 以上のように本発明によれば、バーナへ燃焼用空気を
送るファンの回転数を検出する回転数検出手段と、温度
設定器の信号と出湯温度検出器の信号の差に依存して燃
焼量調節器とファンの出力を制御する燃焼制御手段を備
え、前記燃焼制御手段は、燃焼量調節器への出力操作量
に対応して前記回転数検出手段からの検出回転数を一定
に保つ回転数制御手段と、前記燃焼量調節器への出力操
作両が最小設定値に所定量を加えた値になったとき、前
記回転数制御手段による回転数制御を解除し、解除後は
前記出力操作量に対応したファン制御出力をファンに出
力するように切換えるファン制御出力切換手段とを有す
るので、最小燃焼域より所定の燃焼域の範囲において、
ファン制御出力を出力操作量に対応したほぼ一定値に維
持することができ、強風などによるファンの負荷変動に
よる空燃比の変動、送風量の減少を低減し、バーナを火
炎燃焼範囲全域にわたり安定に保つことができる。
送るファンの回転数を検出する回転数検出手段と、温度
設定器の信号と出湯温度検出器の信号の差に依存して燃
焼量調節器とファンの出力を制御する燃焼制御手段を備
え、前記燃焼制御手段は、燃焼量調節器への出力操作量
に対応して前記回転数検出手段からの検出回転数を一定
に保つ回転数制御手段と、前記燃焼量調節器への出力操
作両が最小設定値に所定量を加えた値になったとき、前
記回転数制御手段による回転数制御を解除し、解除後は
前記出力操作量に対応したファン制御出力をファンに出
力するように切換えるファン制御出力切換手段とを有す
るので、最小燃焼域より所定の燃焼域の範囲において、
ファン制御出力を出力操作量に対応したほぼ一定値に維
持することができ、強風などによるファンの負荷変動に
よる空燃比の変動、送風量の減少を低減し、バーナを火
炎燃焼範囲全域にわたり安定に保つことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す制御装置の制御ブロッ
ク図、第２図はガス瞬間式給湯機の構成図、第３図は従
来のファン制御のブロック図、第４図はファンの風量Ｑ
に対する静圧Ｐと回転数Ｎの特性図である。 １……熱交換器、２……バーナ、３……燃焼量調節器、
４……ファン、５……回転数検出手段、７……出湯温度
検出器、８……温度設定器、９……燃焼制御手段、15…
…ファン制御出力切換手段、16……燃焼範囲比較判定手
段、17……出力切換器、18……回転数制御手段、PVset
……出力操作量、PVSL……基準操作量、Nset……設定回
転数、NER……回転数偏差、Vc,Vc′……ファン制御出
力。
ク図、第２図はガス瞬間式給湯機の構成図、第３図は従
来のファン制御のブロック図、第４図はファンの風量Ｑ
に対する静圧Ｐと回転数Ｎの特性図である。 １……熱交換器、２……バーナ、３……燃焼量調節器、
４……ファン、５……回転数検出手段、７……出湯温度
検出器、８……温度設定器、９……燃焼制御手段、15…
…ファン制御出力切換手段、16……燃焼範囲比較判定手
段、17……出力切換器、18……回転数制御手段、PVset
……出力操作量、PVSL……基準操作量、Nset……設定回
転数、NER……回転数偏差、Vc,Vc′……ファン制御出
力。
Claims (1)
- 【請求項１】入水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器
を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼量を調節する燃
焼量調節器と、前記バーナへ燃焼用空気を送るファン
と、前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、
出湯温度を検出する出湯温度検出器と、出湯温度を設定
する温度設定器と、前記温度設定器の信号と前記出湯温
度検出器の信号の差に依存して前記燃焼量調節器と前記
ファンの出力を制御する燃焼制御手段とを備え、前記燃
焼制御手段は、前記燃焼量調節器への出力操作量に対応
して前記回転数検出手段からの検出回転数を一定に保つ
回転数制御手段と、前記燃焼量調節器への出力操作量が
最小設定値に所定量に加えた値以下のとき、前記回転数
制御手段による回転数制御を解除し、解除後は前記出力
操作量に対応したファン制御出力を前記ファンに出力す
るファン制御出力切換手段とを有する給湯機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204070A JP2669662B2 (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 給湯機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204070A JP2669662B2 (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 給湯機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252925A JPH0252925A (ja) | 1990-02-22 |
| JP2669662B2 true JP2669662B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16484268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204070A Expired - Fee Related JP2669662B2 (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 給湯機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669662B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7744366B2 (en) * | 2005-10-17 | 2010-06-29 | Thomas & Betts International, Inc. | System and method for improving the thermal efficiency of a heating system |
-
1988
- 1988-08-17 JP JP63204070A patent/JP2669662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252925A (ja) | 1990-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |