JP3289515B2 - 給湯器の燃焼状態判定方法 - Google Patents
給湯器の燃焼状態判定方法Info
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- Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は給湯器の燃焼状態判定方
法に関する。具体的にいうと、給湯器に用いられている
熱交換器のフィン詰り等による燃焼状態の悪化を判定す
るための方法に関する。
法に関する。具体的にいうと、給湯器に用いられている
熱交換器のフィン詰り等による燃焼状態の悪化を判定す
るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】給湯器においては、ガスバーナで燃焼さ
せたガスと水とを熱交換器で熱交換させることによりガ
スの燃焼熱で水を加熱する。しかし、ガスには水分が含
まれているため、低温出湯で給湯器を長期間使用する
と、熱交換器のフィンに結露し、結露によってフィンが
腐食する。このため熱交換器にフィン詰りが発生し、ガ
スバーナ側から熱交換器へ向けて強制的に供給されてい
るエアの排気が悪くなり、缶体の排気閉塞のためにガス
バーナの燃焼状態が悪化するという問題がある。
せたガスと水とを熱交換器で熱交換させることによりガ
スの燃焼熱で水を加熱する。しかし、ガスには水分が含
まれているため、低温出湯で給湯器を長期間使用する
と、熱交換器のフィンに結露し、結露によってフィンが
腐食する。このため熱交換器にフィン詰りが発生し、ガ
スバーナ側から熱交換器へ向けて強制的に供給されてい
るエアの排気が悪くなり、缶体の排気閉塞のためにガス
バーナの燃焼状態が悪化するという問題がある。
【０００３】このようなフィン詰りによる燃焼状態の悪
化に対する対策としては、ＣＯ（一酸化炭素）センサ等
により排気ガス中の有害成分を測定することにより、燃
焼状態の悪化を検知し、燃焼状態が一定限度以上に悪化
した場合には、ガスバーナの燃焼を停止させるようにし
たものが提案されている。
化に対する対策としては、ＣＯ（一酸化炭素）センサ等
により排気ガス中の有害成分を測定することにより、燃
焼状態の悪化を検知し、燃焼状態が一定限度以上に悪化
した場合には、ガスバーナの燃焼を停止させるようにし
たものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにしてフィン詰りによる燃焼状態の悪化を検出する方
法では、センサの信頼性に問題があるため、あまり普及
していない。また、センサとその処理回路等を必要とす
るので、製品コストが上昇するという欠点もあった。
うにしてフィン詰りによる燃焼状態の悪化を検出する方
法では、センサの信頼性に問題があるため、あまり普及
していない。また、センサとその処理回路等を必要とす
るので、製品コストが上昇するという欠点もあった。
【０００５】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、センサ等を
用いることなく、燃焼量の制御状態の変化からフィン詰
り等による燃焼状態の悪化を検出できるようにすること
にある。
れたものであり、その目的とするところは、センサ等を
用いることなく、燃焼量の制御状態の変化からフィン詰
り等による燃焼状態の悪化を検出できるようにすること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による給湯器の燃
焼状態判定方法は、フィードフォワード制御にフィード
バック制御を併用して燃焼量を制御される給湯器におい
て、フィードバック制御量の制御可能範囲を予め設定し
ておき、フィードバック制御量が当該制御可能範囲の限
界値もしくは限界値近傍に達した場合には給湯器の燃焼
状態が悪化していると判定するようにしたことを特徴と
している。
焼状態判定方法は、フィードフォワード制御にフィード
バック制御を併用して燃焼量を制御される給湯器におい
て、フィードバック制御量の制御可能範囲を予め設定し
ておき、フィードバック制御量が当該制御可能範囲の限
界値もしくは限界値近傍に達した場合には給湯器の燃焼
状態が悪化していると判定するようにしたことを特徴と
している。
【０００７】例えば、前記フィードバック制御量が前記
制御可能範囲の限界値に達した場合には、燃焼停止させ
るようにすることができる。
制御可能範囲の限界値に達した場合には、燃焼停止させ
るようにすることができる。
【０００８】また、前記フィードバック制御量が前記制
御可能範囲の限界値近傍に達した場合には、ファン回転
数補正や燃焼状態悪化の表示の出力を行わせるようにす
ることもできる。
御可能範囲の限界値近傍に達した場合には、ファン回転
数補正や燃焼状態悪化の表示の出力を行わせるようにす
ることもできる。
【０００９】
【作用】給湯器が当初フィードフォワード制御されてい
ても、熱交換器にフィン詰りが発生すると、熱交換効率
の低下により出湯温度が低下してくる。出湯温度が低下
してくると、フィードフォワード制御にフィードバック
制御が加わって出湯温度を設定温度に一致させるように
湯温制御される。さらにフィン詰りが進行すると、設定
温度の湯を出湯するためにフィードバック制御量が大き
くなっていく。
ても、熱交換器にフィン詰りが発生すると、熱交換効率
の低下により出湯温度が低下してくる。出湯温度が低下
してくると、フィードフォワード制御にフィードバック
制御が加わって出湯温度を設定温度に一致させるように
湯温制御される。さらにフィン詰りが進行すると、設定
温度の湯を出湯するためにフィードバック制御量が大き
くなっていく。
【００１０】本発明にあっては、このような給湯器にお
いて、フィードバック制御量の制御可能範囲を予め設定
している。例えば、フィン詰りにより次第に悪化してく
る燃焼状態とフィードバック制御量との関係を実験的に
調べ、許容可能な燃焼状態に対応してフィードバック制
御量の制御可能範囲を定めることができる。従って、こ
の制御可能範囲の限界値もしくは限界値近傍に達した場
合には、給湯器の燃焼状態が悪化していると判定するこ
とができ、その判定結果に応じて給湯器を燃焼停止させ
たり、ファン回転数を補正したり、燃焼状態の悪化を示
す表示を出力させたりすることができる。
いて、フィードバック制御量の制御可能範囲を予め設定
している。例えば、フィン詰りにより次第に悪化してく
る燃焼状態とフィードバック制御量との関係を実験的に
調べ、許容可能な燃焼状態に対応してフィードバック制
御量の制御可能範囲を定めることができる。従って、こ
の制御可能範囲の限界値もしくは限界値近傍に達した場
合には、給湯器の燃焼状態が悪化していると判定するこ
とができ、その判定結果に応じて給湯器を燃焼停止させ
たり、ファン回転数を補正したり、燃焼状態の悪化を示
す表示を出力させたりすることができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る給湯器Ａを示
す概略構成図である。熱交換器１は缶体２内に納められ
ており、缶体２内の熱交換器１の下方にはガスバーナ３
が配設されている。さらに、缶体２の底部には、ガスバ
ーナ３に燃焼用エアを強制給気するためのファン４が設
けられており、缶体２の上面には排気口５が開口されて
いる。しかして、熱交換器１に流れる水は、ガスバーナ
３で燃焼させられた燃焼ガスと熱交換することによって
加熱され、湯となって出湯される。ファン４はガスバー
ナ３が最適な空燃比で燃焼するように所定のファン回転
数で回転し、ファン４から供給された燃焼用エアは、ガ
スバーナ３で加熱されて燃焼ガスと共に熱交換器１のフ
ィン１ａの間を通過し、排気口５から外部へ排気され
る。
す概略構成図である。熱交換器１は缶体２内に納められ
ており、缶体２内の熱交換器１の下方にはガスバーナ３
が配設されている。さらに、缶体２の底部には、ガスバ
ーナ３に燃焼用エアを強制給気するためのファン４が設
けられており、缶体２の上面には排気口５が開口されて
いる。しかして、熱交換器１に流れる水は、ガスバーナ
３で燃焼させられた燃焼ガスと熱交換することによって
加熱され、湯となって出湯される。ファン４はガスバー
ナ３が最適な空燃比で燃焼するように所定のファン回転
数で回転し、ファン４から供給された燃焼用エアは、ガ
スバーナ３で加熱されて燃焼ガスと共に熱交換器１のフ
ィン１ａの間を通過し、排気口５から外部へ排気され
る。
【００１２】熱交換器１の入水側に接続された入水管６
には入水流量Ｑを検出するための水量センサ７と入水温
度ＴCを検出するためのサーミスタ等の入水温度センサ
８が設けられており、熱交換器１の出湯側に接続された
出湯管９には熱交換器１で加熱された湯の出湯温度ＴH
を検出する出湯温度センサ１０が設けられている。
には入水流量Ｑを検出するための水量センサ７と入水温
度ＴCを検出するためのサーミスタ等の入水温度センサ
８が設けられており、熱交換器１の出湯側に接続された
出湯管９には熱交換器１で加熱された湯の出湯温度ＴH
を検出する出湯温度センサ１０が設けられている。
【００１３】ガスバーナ３に接続されたガス供給管１１
には、開閉弁１２とガス比例弁１３とが設けられてお
り、このガス比例弁１３の開度を制御することにより給
湯器Ａの燃焼量、つまりガスバーナ３の燃焼量を制御可
能になっている。
には、開閉弁１２とガス比例弁１３とが設けられてお
り、このガス比例弁１３の開度を制御することにより給
湯器Ａの燃焼量、つまりガスバーナ３の燃焼量を制御可
能になっている。
【００１４】制御装置１４は、図１に示すように水量セ
ンサ７、入水温度センサ８及び出湯温度センサ１０の各
検知信号を入力されており、ファンモータ２６、開閉弁
１２及びガス比例弁１３に制御信号を出力してファン
４、開閉弁１２及びガス比例弁１３を制御している。
ンサ７、入水温度センサ８及び出湯温度センサ１０の各
検知信号を入力されており、ファンモータ２６、開閉弁
１２及びガス比例弁１３に制御信号を出力してファン
４、開閉弁１２及びガス比例弁１３を制御している。
【００１５】図２は上記制御装置１４の構成を詳細に示
すブロック図である。制御装置１４は、ガス比例弁１３
をフィードフォワード（以下、ＦＦと記す）制御するた
めのＦＦ燃焼量ＧFFを演算するＦＦ演算部１５と、ガス
比例弁１３をフィードバック（以下、ＦＢと記す）制御
するためのＦＢ燃焼量ＧFBを演算するＦＢ演算部１６と
を有しており、燃焼量設定部１７はＦＦ演算部１５で演
算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１６で演算された
ＦＢ燃焼量ＧFBに基づいて出力燃焼量Ｇ0を決定する。
ＦＦ演算部１５には、水量センサ７の流量検出回路１８
から水量センサ７で検出された入水流量Ｑと、入水温度
センサ８の入水温検出回路１９から入水温度センサ８で
検出された入水温度ＴCと、リモートコントローラの温
度設定回路２０からリモートコントローラで設定された
設定温度ＴSを示す各信号が入力されており、ＦＦ演算
部１５はこれらのデータＱ、ＴC、ＴSに基づいてＦＦ燃
焼量 ＧFF＝ρ（ＴS−ＴC）Ｑ …… を演算し、燃焼量設定部１７へＦＦ燃焼量ＧFFの値を出
力している。ここで、ρは熱交換器１の熱交換効率であ
って、既定値（一定値）が用いられている。また、ＦＢ
演算部１６には、流量検出回路１８から水量センサ７で
検出された入水流量Ｑと、出湯温度センサ１０の出湯温
検出回路２１から出湯温度センサ１０で検出された出湯
温度ＴHと、温度設定回路２０からリモートコントロー
ラで設定された設定温度ＴSを示す各信号が入力されて
おり、ＦＢ演算部１６はこれらのデータＱ、ＴH、ＴSに
基づいて比例積分演算によりＦＢ燃焼量ＧFBを演算す
る。すなわち、ＦＢ演算部１６は、 ＧFB＝ＫP（ＴS−ＴH）Ｑ＋（１／ＫI）Ｓ（ＴS−ＴH）Ｑ・dt …… によってＦＢ燃焼量ＧFBを演算する。ここで、ＫP、ＫI
はそれぞれ比例積分（ＰＩ）制御の比例定数と積分定数
である。また、Ｓ…・dtは積分記号である。ＦＢ演算部
１６はこうして演算したＦＢ燃焼量ＧFBの値を燃焼量設
定部１７へ出力している。燃焼量設定部１７では、ＦＦ
演算部１５で演算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１
６で演算されたＦＢ燃焼量ＧFBとを加算して出力燃焼量 Ｇ0＝ＧFF＋ＧFB …… を求める。燃焼量設定部１７で設定量が求められると、
その信号は比例弁電流設定部２２とファンモータ回転数
設定部２３へ出力される。比例弁電流設定部２２では、
出力燃焼量Ｇ0の値に応じた比例弁電流の値を設定し、
比例弁駆動回路２４からガス比例弁１３に設定値の比例
弁電流を流してガス比例弁１３を制御し、設定された出
力燃焼量Ｇ0でガスバーナ３を燃焼させて設定温度ＴSの
湯を出湯させる。一方、ファンモータ回転数設定部２３
では、出力燃焼量Ｇ0の値に応じたファンモータ回転数
を設定し、ファンモータ駆動回路２５によりファンモー
タ２６を設定したファン回転数で回転させ、最適な空燃
比となるようにガスバーナ３に燃焼用エアを供給する。
２７は回転数検出回路であって、ファンモータ２６の回
転数を検出しており、ファンモータ駆動回路２５は回転
数検出回路２７からのフィードバック信号によりファン
モータ回転数が設定値と等しくなるようにフィードバッ
ク制御している。
すブロック図である。制御装置１４は、ガス比例弁１３
をフィードフォワード（以下、ＦＦと記す）制御するた
めのＦＦ燃焼量ＧFFを演算するＦＦ演算部１５と、ガス
比例弁１３をフィードバック（以下、ＦＢと記す）制御
するためのＦＢ燃焼量ＧFBを演算するＦＢ演算部１６と
を有しており、燃焼量設定部１７はＦＦ演算部１５で演
算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１６で演算された
ＦＢ燃焼量ＧFBに基づいて出力燃焼量Ｇ0を決定する。
ＦＦ演算部１５には、水量センサ７の流量検出回路１８
から水量センサ７で検出された入水流量Ｑと、入水温度
センサ８の入水温検出回路１９から入水温度センサ８で
検出された入水温度ＴCと、リモートコントローラの温
度設定回路２０からリモートコントローラで設定された
設定温度ＴSを示す各信号が入力されており、ＦＦ演算
部１５はこれらのデータＱ、ＴC、ＴSに基づいてＦＦ燃
焼量 ＧFF＝ρ（ＴS−ＴC）Ｑ …… を演算し、燃焼量設定部１７へＦＦ燃焼量ＧFFの値を出
力している。ここで、ρは熱交換器１の熱交換効率であ
って、既定値（一定値）が用いられている。また、ＦＢ
演算部１６には、流量検出回路１８から水量センサ７で
検出された入水流量Ｑと、出湯温度センサ１０の出湯温
検出回路２１から出湯温度センサ１０で検出された出湯
温度ＴHと、温度設定回路２０からリモートコントロー
ラで設定された設定温度ＴSを示す各信号が入力されて
おり、ＦＢ演算部１６はこれらのデータＱ、ＴH、ＴSに
基づいて比例積分演算によりＦＢ燃焼量ＧFBを演算す
る。すなわち、ＦＢ演算部１６は、 ＧFB＝ＫP（ＴS−ＴH）Ｑ＋（１／ＫI）Ｓ（ＴS−ＴH）Ｑ・dt …… によってＦＢ燃焼量ＧFBを演算する。ここで、ＫP、ＫI
はそれぞれ比例積分（ＰＩ）制御の比例定数と積分定数
である。また、Ｓ…・dtは積分記号である。ＦＢ演算部
１６はこうして演算したＦＢ燃焼量ＧFBの値を燃焼量設
定部１７へ出力している。燃焼量設定部１７では、ＦＦ
演算部１５で演算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１
６で演算されたＦＢ燃焼量ＧFBとを加算して出力燃焼量 Ｇ0＝ＧFF＋ＧFB …… を求める。燃焼量設定部１７で設定量が求められると、
その信号は比例弁電流設定部２２とファンモータ回転数
設定部２３へ出力される。比例弁電流設定部２２では、
出力燃焼量Ｇ0の値に応じた比例弁電流の値を設定し、
比例弁駆動回路２４からガス比例弁１３に設定値の比例
弁電流を流してガス比例弁１３を制御し、設定された出
力燃焼量Ｇ0でガスバーナ３を燃焼させて設定温度ＴSの
湯を出湯させる。一方、ファンモータ回転数設定部２３
では、出力燃焼量Ｇ0の値に応じたファンモータ回転数
を設定し、ファンモータ駆動回路２５によりファンモー
タ２６を設定したファン回転数で回転させ、最適な空燃
比となるようにガスバーナ３に燃焼用エアを供給する。
２７は回転数検出回路であって、ファンモータ２６の回
転数を検出しており、ファンモータ駆動回路２５は回転
数検出回路２７からのフィードバック信号によりファン
モータ回転数が設定値と等しくなるようにフィードバッ
ク制御している。
【００１６】このような制御装置１４を備えた給湯器Ａ
においては、正常な状態（あるいは、理想的な状態）で
は、ＦＦ制御のみによって燃焼量の制御が行なわれ、出
力燃焼量Ｇ0＝ＧFFとなる。すなわち、図３に示すＦＦ
燃焼量ＧFFと出力燃焼量Ｇ0との関係では、直線Ｇ0＝Ｇ
FF上で出力燃焼量Ｇ0が制御される。しかしながら、熱
交換器１にフィン詰りが発生した場合には、熱交換器１
の熱交換効率が上記式で用いられている熱交換効率ρ
の値（既定値）よりも低下し、ＦＦ制御のみでは出湯温
度ＴHが設定温度ＴSよりも低くなってしまう。従って、
このような場合には、ＦＦ制御に加えてＦＢ制御が働く
ようになり、ＦＦ制御とＦＢ制御によって設定温度ＴS
の湯を出湯するようになり、制御状態は図３の直線Ｇ0
＝ＧFF上から外れる。こうして熱交換器１のフィン詰り
が進行して燃焼状態が悪化するにつれて、ＦＢ制御が次
第に強く働くようになり、出力燃焼量Ｇ0に占めるＦＢ
燃焼量ＧFBの割合が大きくなっていき、制御状態は図３
の直線Ｇ0＝ＧFFからどんどん離れていく。
においては、正常な状態（あるいは、理想的な状態）で
は、ＦＦ制御のみによって燃焼量の制御が行なわれ、出
力燃焼量Ｇ0＝ＧFFとなる。すなわち、図３に示すＦＦ
燃焼量ＧFFと出力燃焼量Ｇ0との関係では、直線Ｇ0＝Ｇ
FF上で出力燃焼量Ｇ0が制御される。しかしながら、熱
交換器１にフィン詰りが発生した場合には、熱交換器１
の熱交換効率が上記式で用いられている熱交換効率ρ
の値（既定値）よりも低下し、ＦＦ制御のみでは出湯温
度ＴHが設定温度ＴSよりも低くなってしまう。従って、
このような場合には、ＦＦ制御に加えてＦＢ制御が働く
ようになり、ＦＦ制御とＦＢ制御によって設定温度ＴS
の湯を出湯するようになり、制御状態は図３の直線Ｇ0
＝ＧFF上から外れる。こうして熱交換器１のフィン詰り
が進行して燃焼状態が悪化するにつれて、ＦＢ制御が次
第に強く働くようになり、出力燃焼量Ｇ0に占めるＦＢ
燃焼量ＧFBの割合が大きくなっていき、制御状態は図３
の直線Ｇ0＝ＧFFからどんどん離れていく。
【００１７】このように熱交換器１のフィン詰りによる
燃焼状態の悪化の程度と、出力燃焼量Ｇ0に占めるＦＢ
燃焼量ＧFBの大きさとの間には一定の関係が認められる
ので、安全で許容可能な燃焼状態に対応する制御可能範
囲（正常域）を実験的に定めることができる。例えば、
ＦＢ燃焼量ＧFBがＧFBmax（＞０）よりも大きくなると
危険な状態になり、ＧFBmin（＜０）よりも小さくなっ
ても危険な状態になるとすれば、制御可能範囲として
は、 ＧFBmin＜ＧFB＜ＧFBmax または ＧFF＋ＧFBmin＜Ｇ0＜ＧFF＋ＧFBmax …… と設定することができ、これは図３の斜線領域になる。
この場合には、制御可能範囲の限界値は、上限側と下限
側とで、それぞれ Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmax （又は、ＧFB＝ＧFBmax） …… Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmin （又は、ＧFB＝ＧFBmin） …… となる。さらに、上限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmaxと
下限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBminの近傍には、それぞ
れ予備的処理のための限界近傍値 Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu （又は、ＧFB＝ＧFBu） …… Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBd （又は、ＧFB＝ＧFBd） …… が定められている。但し、 ＧFBmin＜ＧFBd＜０＜ＧFBu＜ＧFBmax である。図３においては、この限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBm
ax及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBminは実線で表わし、限界近傍値
Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdは一点鎖線で表
わしている。なお、次第にＦＢ燃焼量ＧFBが大きくなっ
ていくので、上限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmaxだけを
定めておけばよいのであるが、式又は図３のように
上限側と下限側に限界値を定めておけば、例えば、予定
したより高カロリーの燃料ガスが供給された場合やガス
比例弁の調整ミス等の異常によってＦＦ燃焼量ＧFFが過
大になった場合の燃焼異常も検出可能になる。
燃焼状態の悪化の程度と、出力燃焼量Ｇ0に占めるＦＢ
燃焼量ＧFBの大きさとの間には一定の関係が認められる
ので、安全で許容可能な燃焼状態に対応する制御可能範
囲（正常域）を実験的に定めることができる。例えば、
ＦＢ燃焼量ＧFBがＧFBmax（＞０）よりも大きくなると
危険な状態になり、ＧFBmin（＜０）よりも小さくなっ
ても危険な状態になるとすれば、制御可能範囲として
は、 ＧFBmin＜ＧFB＜ＧFBmax または ＧFF＋ＧFBmin＜Ｇ0＜ＧFF＋ＧFBmax …… と設定することができ、これは図３の斜線領域になる。
この場合には、制御可能範囲の限界値は、上限側と下限
側とで、それぞれ Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmax （又は、ＧFB＝ＧFBmax） …… Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmin （又は、ＧFB＝ＧFBmin） …… となる。さらに、上限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmaxと
下限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBminの近傍には、それぞ
れ予備的処理のための限界近傍値 Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu （又は、ＧFB＝ＧFBu） …… Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBd （又は、ＧFB＝ＧFBd） …… が定められている。但し、 ＧFBmin＜ＧFBd＜０＜ＧFBu＜ＧFBmax である。図３においては、この限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBm
ax及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBminは実線で表わし、限界近傍値
Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdは一点鎖線で表
わしている。なお、次第にＦＢ燃焼量ＧFBが大きくなっ
ていくので、上限側の限界値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBmaxだけを
定めておけばよいのであるが、式又は図３のように
上限側と下限側に限界値を定めておけば、例えば、予定
したより高カロリーの燃料ガスが供給された場合やガス
比例弁の調整ミス等の異常によってＦＦ燃焼量ＧFFが過
大になった場合の燃焼異常も検出可能になる。
【００１８】制御状態が限界近傍値や限界値を超えたか
否かを判定するためには、燃焼量設定部１７から出力さ
れる出力燃焼量Ｇ0を監視し、この出力燃焼量Ｇ0を〜
式で定義される限界値や限界近傍値と比較すればよ
い。しかし、ＦＢ演算部１６から出力されるＦＢ燃焼量
ＧFBを監視し、このＦＢ燃焼量ＧFBが〜のかっこ内
の式で定義される限界値や限界近傍値と比較するほうが
処理が簡単になり、判断処理効率が向上する。このため
図２に示した制御装置１４では、ＦＢ燃焼量ＧFBの限界
値ＧFBmax，ＧFBminや限界近傍値ＧFBu，ＧFBdの値を予
め判定部２８に記憶している。この判定部２８には、Ｆ
Ｂ演算部１６で演算されたＦＢ燃焼量ＧFBの値が入力さ
れており、入力されたＦＢ燃焼量ＧFBを限界値ＧFBma
x，ＧFBminや限界近傍値ＧFBu，ＧFBdと比較している。
そして、ＦＢ燃焼量ＧFBが限界近傍値ＧFBu又はＧFBdに
達すると、リモートコントローラの表示部（図示せず）
等にエラー表示してユーザーに給湯器Ａの補修点検を促
したり、ファンモータ回転数設定部２３のファン回転数
演算式（ファン回転数算出テーブル）を補正し、フィン
詰りによるエア不足を補償する。さらに、ＦＢ燃焼量Ｇ
FBが限界値ＧFBmax又はＧFBminに達すると、安全動作に
移行し、開閉弁１２を閉じて強制的にガスバーナ３の燃
焼を停止させる。
否かを判定するためには、燃焼量設定部１７から出力さ
れる出力燃焼量Ｇ0を監視し、この出力燃焼量Ｇ0を〜
式で定義される限界値や限界近傍値と比較すればよ
い。しかし、ＦＢ演算部１６から出力されるＦＢ燃焼量
ＧFBを監視し、このＦＢ燃焼量ＧFBが〜のかっこ内
の式で定義される限界値や限界近傍値と比較するほうが
処理が簡単になり、判断処理効率が向上する。このため
図２に示した制御装置１４では、ＦＢ燃焼量ＧFBの限界
値ＧFBmax，ＧFBminや限界近傍値ＧFBu，ＧFBdの値を予
め判定部２８に記憶している。この判定部２８には、Ｆ
Ｂ演算部１６で演算されたＦＢ燃焼量ＧFBの値が入力さ
れており、入力されたＦＢ燃焼量ＧFBを限界値ＧFBma
x，ＧFBminや限界近傍値ＧFBu，ＧFBdと比較している。
そして、ＦＢ燃焼量ＧFBが限界近傍値ＧFBu又はＧFBdに
達すると、リモートコントローラの表示部（図示せず）
等にエラー表示してユーザーに給湯器Ａの補修点検を促
したり、ファンモータ回転数設定部２３のファン回転数
演算式（ファン回転数算出テーブル）を補正し、フィン
詰りによるエア不足を補償する。さらに、ＦＢ燃焼量Ｇ
FBが限界値ＧFBmax又はＧFBminに達すると、安全動作に
移行し、開閉弁１２を閉じて強制的にガスバーナ３の燃
焼を停止させる。
【００１９】図４は上記制御装置１４により燃焼状態を
判別し、必要な処理を施すための手順を示すフロー図で
ある。まず、給湯器Ａに水が流れると、最低作動流量
（ＭＯＱ）がオン（つまり、入水流量Ｑ≧ＭＯＱ）かオ
フ（つまり、入水流量Ｑ＜ＭＯＱ）か判定され（Ｓ３
１）、ＭＯＱオフであれば、給湯器Ａは燃焼停止状態に
維持され、あるいは燃焼停止する（Ｓ３２）。ＭＯＱオ
ンであれば、ガスバーナ３が定常燃焼しているか否か調
べられ（Ｓ３３）、定常燃焼していなければ点火シーケ
ンスを実行してガスバーナ３を定常燃焼させる（Ｓ３
４）。定常燃焼中には、燃焼量設定部１７は、ＦＦ演算
部１５で演算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１６で
演算されたＦＢ燃焼量ＧFBとから出力燃焼量Ｇ0＝ＧFF
＋ＧFBを算出し（Ｓ３５）、これに基づいてガス比例弁
１３を制御して燃焼量を制御する。ついで、判定部２８
はＦＢ燃焼量ＧFBが限界近傍値ＧFBu又はＧFBdに達して
いないか判定し（Ｓ３６）、限界近傍値よりも内側の制
御可能範囲（ＧFBd＜ＧFB＜ＧFBu）にある場合には元の
ステップＳ３１からのフローを繰り返す。これに対し、
制御状態が限界近傍値を越えてＧFB≧ＧFBu又はＧFB≦
ＧFBdであると判定した場合には、続けてＦＢ燃焼量Ｇ
FBが限界値ＧFBmax又はＧFBminに達していないか判定し
（Ｓ３７）、限界値よりも内側の制御可能範囲（ＧFBmi
n＜ＧFB＜ＧFBmax）にある場合には、ファン回転数の演
算式を補正したり、エラー表示をしたり（Ｓ３８）した
後、燃焼状態を維持する。これに対し、制御状態が限界
値を越えてＧFB≧ＧFBmax又はＧFB≦ＧFBminと判定した
場合には、開閉弁１２を閉じて強制的に燃焼を停止させ
る（Ｓ３９）。
判別し、必要な処理を施すための手順を示すフロー図で
ある。まず、給湯器Ａに水が流れると、最低作動流量
（ＭＯＱ）がオン（つまり、入水流量Ｑ≧ＭＯＱ）かオ
フ（つまり、入水流量Ｑ＜ＭＯＱ）か判定され（Ｓ３
１）、ＭＯＱオフであれば、給湯器Ａは燃焼停止状態に
維持され、あるいは燃焼停止する（Ｓ３２）。ＭＯＱオ
ンであれば、ガスバーナ３が定常燃焼しているか否か調
べられ（Ｓ３３）、定常燃焼していなければ点火シーケ
ンスを実行してガスバーナ３を定常燃焼させる（Ｓ３
４）。定常燃焼中には、燃焼量設定部１７は、ＦＦ演算
部１５で演算されたＦＦ燃焼量ＧFFとＦＢ演算部１６で
演算されたＦＢ燃焼量ＧFBとから出力燃焼量Ｇ0＝ＧFF
＋ＧFBを算出し（Ｓ３５）、これに基づいてガス比例弁
１３を制御して燃焼量を制御する。ついで、判定部２８
はＦＢ燃焼量ＧFBが限界近傍値ＧFBu又はＧFBdに達して
いないか判定し（Ｓ３６）、限界近傍値よりも内側の制
御可能範囲（ＧFBd＜ＧFB＜ＧFBu）にある場合には元の
ステップＳ３１からのフローを繰り返す。これに対し、
制御状態が限界近傍値を越えてＧFB≧ＧFBu又はＧFB≦
ＧFBdであると判定した場合には、続けてＦＢ燃焼量Ｇ
FBが限界値ＧFBmax又はＧFBminに達していないか判定し
（Ｓ３７）、限界値よりも内側の制御可能範囲（ＧFBmi
n＜ＧFB＜ＧFBmax）にある場合には、ファン回転数の演
算式を補正したり、エラー表示をしたり（Ｓ３８）した
後、燃焼状態を維持する。これに対し、制御状態が限界
値を越えてＧFB≧ＧFBmax又はＧFB≦ＧFBminと判定した
場合には、開閉弁１２を閉じて強制的に燃焼を停止させ
る（Ｓ３９）。
【００２０】図５は本発明の方法による別な限界値と限
界近傍値の設定の仕方を示す図である。図３ではＦＢ燃
焼量の限界値ＧFBmax及びＧFBminや限界近傍値ＧFBu及
びＧFBdの値はＦＦ燃焼量ＧFFに依存しない定数として
いたが、図５ではＧFBmax、ＧFBmin、ＧFBu、ＧFBdはＦ
Ｆ燃焼量ＧFFの関数としており、より精妙な判定を可能
にすることができる。このためには、図２に破線で示す
ようにＦＦ演算部１５からもＦＦ燃焼量ＧFFの演算値を
判定部２８へ伝える必要がある。また、図５に示すよう
に限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdを
複数組設定しておき、異なる各限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋
ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBd毎に順次段階的にファン回
転数を補正するようにしてもよい。あるいは、内側の限
界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdでファ
ン回転数を補正し、外側の限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu
及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdでエラー表示するようにしてもよ
い。
界近傍値の設定の仕方を示す図である。図３ではＦＢ燃
焼量の限界値ＧFBmax及びＧFBminや限界近傍値ＧFBu及
びＧFBdの値はＦＦ燃焼量ＧFFに依存しない定数として
いたが、図５ではＧFBmax、ＧFBmin、ＧFBu、ＧFBdはＦ
Ｆ燃焼量ＧFFの関数としており、より精妙な判定を可能
にすることができる。このためには、図２に破線で示す
ようにＦＦ演算部１５からもＦＦ燃焼量ＧFFの演算値を
判定部２８へ伝える必要がある。また、図５に示すよう
に限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdを
複数組設定しておき、異なる各限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋
ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBd毎に順次段階的にファン回
転数を補正するようにしてもよい。あるいは、内側の限
界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdでファ
ン回転数を補正し、外側の限界近傍値Ｇ0＝ＧFF＋ＧFBu
及びＧ0＝ＧFF＋ＧFBdでエラー表示するようにしてもよ
い。
【００２１】
【発明の効果】本発明にあっては、フィードバック制御
量の制御可能範囲を定めておき、この制御可能範囲の限
界値もしくは限界値近傍に達した場合に給湯器の燃焼状
態が悪化していると判定する。従って、プログラム上で
制御可能範囲を設定してフィードバック制御量がその限
界値または限界値近傍に達しているか否かを監視するだ
けでよく、従来方法のようにＣＯセンサのようなセンサ
やセンサ用の処理回路等が必要なく、安価なコストで給
湯器の燃焼状態を監視することができる。
量の制御可能範囲を定めておき、この制御可能範囲の限
界値もしくは限界値近傍に達した場合に給湯器の燃焼状
態が悪化していると判定する。従って、プログラム上で
制御可能範囲を設定してフィードバック制御量がその限
界値または限界値近傍に達しているか否かを監視するだ
けでよく、従来方法のようにＣＯセンサのようなセンサ
やセンサ用の処理回路等が必要なく、安価なコストで給
湯器の燃焼状態を監視することができる。
【００２２】また、ＣＯセンサ等のセンサの感度や信頼
性にも依存しないので、精度よく燃焼状態の悪化ないし
異常を検出することができ、信頼性を向上させることが
できる。
性にも依存しないので、精度よく燃焼状態の悪化ないし
異常を検出することができ、信頼性を向上させることが
できる。
【００２３】例えば、フィードバック制御量が制御可能
範囲の限界値に達した場合には、燃焼停止させることに
より給湯器の不完全燃焼を防止し、給湯器の安全性を高
めることができる。また、フィードバック制御量が制御
可能範囲の限界値近傍に達した場合には、ファン回転数
補正を行なわせることにより悪化した燃焼効率を向上さ
せることができる。あるいは、燃焼状態悪化を示す表示
を出力することにより、ユーザーに補修点検を促し、燃
焼状態が限界まで悪化するのを予防することができる。
範囲の限界値に達した場合には、燃焼停止させることに
より給湯器の不完全燃焼を防止し、給湯器の安全性を高
めることができる。また、フィードバック制御量が制御
可能範囲の限界値近傍に達した場合には、ファン回転数
補正を行なわせることにより悪化した燃焼効率を向上さ
せることができる。あるいは、燃焼状態悪化を示す表示
を出力することにより、ユーザーに補修点検を促し、燃
焼状態が限界まで悪化するのを予防することができる。
【図１】本発明に係る給湯器の概略構成図である。
【図２】同上の制御装置及びその周囲の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明の方法によりフィン詰りを検出するため
の方法を説明する説明図である。
の方法を説明する説明図である。
【図４】同上の方法によりフィン詰りを検出し、必要な
処理を施すための手順を示すフロー図である。
処理を施すための手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の別な方法を説明する説明図である。
１ 熱交換器 １ａ フィン ３ ガスバーナ ４ ファン １５ フィードフォワード（ＦＦ）演算部 １６ フィードバック（ＦＢ）演算部 １７ 燃焼量設定部 ２８ 判定部 Ｇ0 出力燃焼量 ＧFF ＦＦ燃焼量 ＧFB ＦＢ燃焼量 ＧFBmax，ＧFBmin ＦＢ燃焼量の限界値 ＧFBu，ＧFBd ＦＢ燃焼量の限界近傍値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−200133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24H 1/10 302
Claims (3)
- 【請求項１】 フィードフォワード制御にフィードバッ
ク制御を併用して燃焼量を制御される給湯器において、 フィードバック制御量の制御可能範囲を予め設定してお
き、フィードバック制御量が当該制御可能範囲の限界値
もしくは限界値近傍に達した場合には給湯器の燃焼状態
が悪化していると判定するようにした給湯器の燃焼状態
判定方法。 - 【請求項２】 前記フィードバック制御量が前記制御可
能範囲の限界値に達した場合には、燃焼停止させるよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載の給湯器の燃焼
状態判定方法。 - 【請求項３】 前記フィードバック制御量が前記制御可
能範囲の限界値近傍に達した場合には、ファン回転数補
正や燃焼状態悪化の表示の出力を行なわせるようにした
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器の燃
焼状態判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25432694A JP3289515B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 給湯器の燃焼状態判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25432694A JP3289515B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 給湯器の燃焼状態判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894072A JPH0894072A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3289515B2 true JP3289515B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17263452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25432694A Expired - Fee Related JP3289515B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 給湯器の燃焼状態判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289515B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5334283B2 (ja) * | 2008-03-06 | 2013-11-06 | パナソニック株式会社 | 器具監視装置 |
| JP6252901B2 (ja) * | 2013-12-03 | 2017-12-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 流体加熱制御装置 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP25432694A patent/JP3289515B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894072A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |