JP3124135B2 - 給湯装置 - Google Patents

給湯装置

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JP3124135B2
JP3124135B2 JP04309679A JP30967992A JP3124135B2 JP 3124135 B2 JP3124135 B2 JP 3124135B2 JP 04309679 A JP04309679 A JP 04309679A JP 30967992 A JP30967992 A JP 30967992A JP 3124135 B2 JP3124135 B2 JP 3124135B2
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勝久 土屋
雅紀 中村
浩樹 丸山
浩 宗村
透 鶴田
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東陶機器株式会社
日本ユプロ株式会社
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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はガス燃料を供給するガ
ス比例弁の最大開度または最小開度を制御することがで
きる給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガス給湯装置においては、例えば
実用新案出願公告(実公平3―3805号)のように、
制御回路とガス比例弁の開度信号の上限値および下限値
の目標値を記憶する記憶回路を備え、比例弁開度の自動
調整を行うようにした給湯装置は知られている。
【0003】この給湯装置は、ガス比例弁の自動調整モ
ードの燃焼が開始されると、制御回路から初期の比例弁
開度として予め設定されている目標最大号数に対応する
開度より少なめの開度に設定され、燃焼系が安定する
と、給湯温度と給水温度および給湯量から実出湯号数
(実号数)を算出し、この実出湯号数と目標最大出湯号
数の偏差を処理してガス比例弁を制御する信号にフィー
ドバックしてガス比例弁の開度を変化させ次の出湯状態
を監視し、順次フィードバックをかけていって目標最大
出湯号数と実出湯号数との偏差がゼロとなれば、ガス比
例弁の開度は目標最大開度となるというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の給湯装置は標準
的なガスの燃焼量またはガス圧力を想定して、その範囲
内でガス比例弁の最大弁開度または最小弁開度を設定し
ているため、給湯装置に使用されるガス燃料の種類(燃
焼量)や条件(ガス圧力の強弱等)により実際の燃焼量
(実号数)が必要燃焼量(必要号数)と異なり、燃焼量
に対応したガス比例弁開度も変化して予め設定した最大
弁開度または最小弁開度の範囲外が必要になる場合があ
る。
【0005】例えば、実用新案出願公告(実公平3―3
805号)については、規定の最大号数が得られない場
合、通常の使用を中断して最大号数で運転する必要があ
り、使い勝手が良くない場合がある。
【0006】また、実用新案出願公告(実公平3―38
05号)は、一旦ガス比例弁の最大開度を記憶すると通
常燃焼に移行するが、ガスの燃焼量は気温等によって変
化するため、冬場に調整したガス比例弁の最大開度を夏
場も引続き用いると規定の最大号数(燃焼量)が得られ
なくなる場合がある。
【0007】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は使用するガス燃料の種類
(燃焼量)や条件(ガス圧力の強弱等)が標準的なガス
と異なっても実際の燃焼に必要な燃焼量を確保するため
に必要なガス比例弁の開度を制御することができる給湯
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る給湯装置は、設定温度Tsと給水温度T
cおよび給湯量Qに基づいて必要号数を算出する必要号
数演算部と、給湯温度Thに基づいて必要号数を補正し
て補正号数を算出する補正号数演算部と、予め定められ
た最小開度から最大開度の範囲内において補正号数に基
づいて比例弁開度を制御し、燃料供給量を調整する給湯
装置において、補正号数と必要号数の比に基づいて最大
開度または最小開度を補正する限界開度補正部を備えた
ことを特徴とする。
【0009】また、この発明に係る給湯装置は、設定温
度Tsと給水温度Tcおよび給湯量Qに基づいて必要号
数を算出する必要号数演算部と、設定温度Tsと給湯温
度Thの偏差に基づいて必要号数に対するフィードバッ
ク比率を算出するフィードバック比率演算部と、フィー
ドバック比率を必要号数に乗じて補正号数を算出する補
正号数演算部と、予め定められた最小開度から最大開度
の範囲内において補正号数に基づいて比例弁開度を制御
し、燃料供給量を調整する給湯装置において、フィード
バック比率に基づいて最大開度または最小開度を補正す
る限界開度補正部を備えたことを特徴とする。
【0010】
【作用】この発明に係る給湯装置は、ガス比例弁の最大
開度または最小開度を補正する限界開度補正部を備え、
実号数と補正号数の比、あるいは必要号数と補正号数の
比、または必要号数に対するフィードバック比率に基づ
いてガス比例弁の開度を制御することができる。
【0011】
【実施例】以下この発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1はこの発明に係る給湯装置の実号数と補
正号数の比をパラメータとしたブロック構成図である。
図1において、給湯装置は必要号数演算部1と、補正号
数演算部2と、実号数演算部3と、補正係数演算部4
と、タイマ5と、メモリ6と、限界開度補正部7と、比
較部8と、演算式記憶部9と、制御電圧演算部10と、
V―I変換部11と、比例弁駆動部12と、ガス比例弁
13と、ガスバーナ14と、熱交換器15と、燃焼用フ
ァン16と、給水温度(Tc)センサ17、給湯温度
(Th)センサ18および給水量(=給湯量、Q)セン
サ19の3種のセンサから構成される。
【0012】必要号数演算部1は、設定温度Ts、給水
温度Tcおよび給湯量(Q)に基づいて設定温度Tsの
お湯を得るのに必要な必要熱量(必要号数)を演算し、
必要熱量(Fs)情報1aを出力する。
【0013】補正号数演算部2は、PID演算部2Aと
加算器および乗算器から構成され、PID演算部2Aは
設定温度Tsと給湯温度Thの偏差ΔTeを必要号数演
算部1からの必要熱量(Fs)で除算した値に基づいて
PID演算し、その結果の情報2aに定数1を加算器で
加算し、加算結果情報2bを必要熱量(Fs)情報1a
に乗算して、その結果を補正燃焼量(Fo)情報2cを
補正係数演算部4および比較器8に提供する。
【0014】図4は補正号数演算部の他の実施例のブロ
ック構成図である。図4で補正号数演算部2は補正係数
演算部2cおよび乗算器から構成され、必要号数演算部
1からの必要熱量(Fs)と実号演算部3からの実際の
燃焼量(Fr)を補正係数演算部2cに取込み、演算結
果の係数αと必要号数演算部1からの必要熱量(Fs)
を乗算して補正燃焼量(Fo)を得る。
【0015】実号数演算部3は、給湯温度Th、給水温
度Tcおよび給湯量Qに基づいて給湯装置の実際の燃焼
量(実号数)を算出して、実際の燃焼量(Fr)情報3
aを補正係数演算部4に出力する。
【0016】補正係数演算部4は、入力されるパラメー
タ(ここでは補正燃焼量Foと実際の燃焼量Fr)に基
づき補正係数(α)を算出し、限界開度補正部7は記憶
部に記憶されている、例えば標準ガスの燃焼量最大値お
よび燃焼量最小値に補正係数(α)を乗算して、それぞ
れ燃焼量最大値および燃焼量最小値を補正する燃焼量最
大値補正部および燃焼量最小値補正部を備える。
【0017】タイマ5およびメモリ6は、補正係数
(α)の初期値を1としてメモリ予め記憶しておき、給
湯装置が始動する場合にα=1を補正係数(α)情報6
aとして限界開度補正部7に提供する。また、補正係数
α=Fo/Frがタイマ5で設定した所定時間を一定値
で継続する場合は、その値を新しい補正係数αとしてメ
モリ6に記憶するとともに、補正係数(α)情報6aと
して限界開度補正部7に提供する。
【0018】限界開度補正部7は、記憶部に予め記憶さ
れている標準ガスの燃焼量最大値Fmax、燃焼量最大
値Fminに補正係数αを乗算し、Fmax′(αFm
ax)、Fmin′(αFmin)と補正して最大値補
正情報7a、最小値補正情報7bを比較部8に出力す
る。
【0019】比較部8は、補正号数演算部2からの補正
燃焼量(Fo)情報2cを限界開度補正部7からの最大
値補正情報(Fmax′)7aおよび最小値補正情報
(Fmin′)7bと比較し、補正出力燃焼量(Fou
t)信号8aを制御電圧演算部10に提供する。
【0020】補正出力燃焼量(Fout)は補正燃焼量
(Fo)値により以下の値を取る。 Fout=Fo (Fmin′<Fo<Fmax′) =Fmin′ (Fo≦Fmin′) =Fmax′ (Fo≧Fmax′)
【0021】演算式記憶部9は、制御電圧Vの演算式を
記憶し、演算式(V=AFout+B)記憶情報9aを
制御電圧演算部10に提供する。
【0022】制御電圧演算部10は、比較部8からの補
正出力燃焼量(Fout)信号8aと演算式記憶部9か
らの制御電圧Vの演算式(V=AFout+B)記憶情
報9aに基づき、補正出力燃焼量(Fout)に対応し
た制御電圧を算出し、制御電圧(V)情報10aをV―
I変換部11に出力する。
【0023】図5は本発明に係る燃焼量(Fout)と
制御電圧(V)の特性図である。V=A×Fmin+B
およびV=A×Fmax+Bはそれぞれ標準的なガスを
使用する場合に設定した燃焼量最小値Fmin、燃焼量
最大値Fmaxに対するガス比例弁を調整する制御電圧
の値である。一方、V=A×Fmin′+BおよびV=
A×Fmax′+Bはそれぞれ燃焼量が弱いかまたはガ
ス圧力が低い場合に、補正燃焼量(Fo)と実際の燃焼
量(Fr)の比に基づいて補正した燃焼量最小値Fmi
n′、燃焼量最大値Fmax′に対するガス比例弁を調
整する制御電圧の値である。
【0024】図5によると、燃焼量が弱いか、またはガ
ス圧力が低いガスを使用した場合は標準的なガスを使用
した場合に比べて、燃焼量最小値Fmin、燃焼量最大
値Fmaxを補正係数α(Fo/Fr)倍してFmi
n′(=αFmin)、Fmax′(=Fmax)と補
正し、標準ガスと同じ燃焼出力(Fout)に対する制
御電圧Vを高くすることにより、比例制御弁の開度を多
くさせている。
【0025】また、反対に標準ガスより燃焼量が大きい
か、またはガス圧力が高いガスを使用した場合は、標準
ガスと同じ燃焼出力(Fout)に対する制御電圧Vを
低くすることにより、比例制御弁の開度を少なくさせる
ことになる。
【0026】V―I変換部11は、制御電圧演算部10
の制御電圧(V)情報10aを比例弁駆動部12を駆動
する電流(I)に変換して、電流(I)情報11aを出
力する。
【0027】比例弁駆動部12は、電流(I)情報11
aにより制御され、電流値Iに対応してガス比例弁13
の弁開度を調節する。
【0028】図2はこの発明に係る給湯装置の補正号数
と前記必要号数の比をパラメータとしたブロック構成図
である。
【0029】図1との違いは実号数演算部3が削除さ
れ、補正係数演算部の入力が実号数(実際の燃焼量)に
替えて必要号数(必要燃焼量)Fsとなった点である。
【0030】補正係数演算部4からの補正係数がα=F
o/Fsとなることを除き、図1と同じである。
【0031】図3はこの発明に係る給湯装置のフィード
バック比率αfbをパラメータとしたブロック構成図で
ある。図3において、補正号数演算部2はフィードバッ
ク比率演算部2Bと乗算器から構成され、設定温度Ts
と給湯温度Thの偏差ΔTeに基づいて必要号数演算部
1の必要燃焼量Fsに対するフィードバック比率αfb
を算出し、フィードバック比率αfb情報2dと必要燃
焼量Fsを乗算して、補正燃焼量Foを比較部8に出力
するとともに、フィードバック比率αfbを補正係数と
して限界開度補正部7に提供する。
【0032】また、フィードバック比率αfbの初期値
を定数1、所定時間同じ値が継続する場合はαfbとす
ることは図1と同じである。
【0033】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る給湯
装置は、ガス比例弁の最大開度または最小開度を補正す
る限界開度補正部を備え、実号数と補正号数の比、ある
いは必要号数と補正号数の比、または必要号数に対する
フィードバック比率に基づいてガス比例弁の最大開度お
よび最小開度を補正することにより、ガス比例弁を自動
的に制御することができる。よって、実際に使用される
ガス燃料の種類(燃焼量)や条件(ガス圧力)が想定し
た標準的なガスと異なる場合にも燃焼に適したガス比例
弁開度を確保することができ、使い勝手の良い給湯装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る給湯装置の実号数と補正号数の
比をパラメータとしたブロック構成図
【図2】この発明に係る給湯装置の補正号数と前記必要
号数の比をパラメータとしたブロック構成図
【図3】この発明に係る給湯装置のフィードバック比率
αfbをパラメータとしたブロック構成図
【図4】補正号数演算部の他の実施例のブロック構成図
【図5】本発明に係る燃焼量(Fout)と制御電圧
(V)の特性図
【符号の説明】
1 必要号数演算部 2 補正号数演算部 3 実号数演算部 4 補正係数演算部 5 タイマ 6 メモリ 7 限界開度補正部 8 比較部 9 演算式記憶部 10 制御電圧演算部 11 V―I変換部 12 比例弁駆動部 13 ガス比例弁 14 ガスバーナ 15 熱交換器 16 燃焼用ファン 17 給水温度(Tc)センサ 18 給湯温度(Th)センサ 19 給水量(=給湯量Q)センサ
フロントページの続き (72)発明者 丸山 浩樹 神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日本ユ プロ株式会社内 (72)発明者 宗村 浩 神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日本ユ プロ株式会社内 (72)発明者 鶴田 透 神戸市東灘区魚崎浜町43番1号 日本ユ プロ株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−193553(JP,A) 実開 昭61−186958(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 5/14 370 F24H 1/10 302

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 設定温度Tsと給水温度Tcおよび給湯
    量Qに基づいて必要号数を算出する必要号数演算部と、
    給湯温度Thに基づいて前記必要号数を補正して補正号
    数を算出する補正号数演算部と、予め定められた最小開
    度から最大開度の範囲内において前記補正号数に基づい
    て比例弁開度を制御し、燃料供給量を調整する給湯装置
    において、前記補正号数と前記必要号数の比に基づいて
    前記最大開度または前記最小開度を補正する限界開度補
    正部を備えたことを特徴とする給湯装置。
  2. 【請求項2】 設定温度Tsと給水温度Tcおよび給湯
    量Qに基づいて必要号数を算出する必要号数演算部と、
    設定温度Tsと給湯温度Thの偏差に基づいて前記必要
    号数に対するフィードバック比率を算出するフィードバ
    ック比率演算部と、前記フィードバック比率を前記必要
    号数に乗じて補正号数を算出する補正号数演算部と、予
    め定められた最小開度から最大開度の範囲内において前
    記補正号数に基づいて比例弁開度を制御し、燃料供給量
    を調整する給湯装置において、前記フィードバック比率
    に基づいて前記最大開度または前記最小開度を補正する
    限界開度補正部を備えたことを特徴とする給湯装置。
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