JP3569600B2 - Control unit for gas combustion equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナへのガス供給量に応じた量の燃焼用空気をファンにより供給して空燃比が所定の値に維持されるようにしたガス燃焼機器の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
瞬間湯沸器のようなガス燃焼機器には、燃焼室を形成するケース内に設けたガスバーナに供給するガス量を比例電磁弁により制御し、ケース内に燃焼用空気を供給するファンの回転数を比例電磁弁への弁駆動電流に応じて制御することにより送風量を制御して、空燃比が常に所定の値となるようにしたものがある。このようなガス燃焼機器では、基本的作動状態(例えば排気延長管として標準的な形状寸法のものを設けた設置直後の状態)において、空燃比が所定の値となるように、比例電磁弁への弁駆動電流に対するファンの回転数特性を定めている。
【0003】
しかしながら、ファンとケースと排気通路よりなる通風路の抵抗は、排気延長管の形状寸法及び、燃焼生成物やごみ、ほこりなどによる排気通路、熱交換器、ファンなどの詰まり具合、並びに排気延長管の解放端に加わる外部からの風圧などにより変化するので、ある弁駆動電流に対しファンの回転数が一定となるように制御したのでは、通風路の抵抗が増大すればファンの送風量すなわち燃焼用空気量が減少して燃焼状態を悪化させるおそれがある。これを図7により説明すれば、ファンの回転数がある一定値N1 となるように制御した場合におけるファンの送風量Qに対する静圧Pの特性曲線がFN1であり、ガス燃焼機器の通風路の抵抗特性曲線が基本的作動状態における特性曲線R0 であった場合には、ファンの作動点はこの両曲線FN1,R0 の交点O1 にあり、送風量QはQ1 である。しかしガス燃焼機器の通風路の抵抗が増大してその特性曲線がR1 のようになれば、ファンの作動点は両曲線FN1,R1 の交点O4 に移動し、ファンの静圧Pは多少増加し送風量QはQ4 に減少する。
【0004】
この送風量Qの減少量を少なくする手段として、特開昭62−255723号公報に開示されたように、ある弁駆動電流に対しファンへの駆動電流が一定となるように制御する方法がある。すなわち図7には、ファン駆動電流を弁駆動電流に応じた所定値If1とした場合におけるファンの送風量Qに対する静圧Pの特性曲線がFI1により示されており、基本的作動状態においては回転数一定の場合と同じく、ファンの作動点は両曲線FI1,R0 の交点O1 にあり、送風量QはQ1 である。しかし通風路の抵抗が増大してその特性曲線がR1 のようになれば、ファン25の作動点は両曲線FI1,R1 の交点O2 に移動し、回転数一定の場合に比して、ファンの静圧Pの増加は大きくなり、Q2 となる送風量Qは減少の程度が小さくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ファンへの駆動電流が比例電磁弁への弁駆動電流に対して一定となるように制御する方法によれば、ガス燃焼機器の通風路の抵抗の増大による送風量の減少を少なくすることはできるが、この減少を実質的に0にすることはできない。従って燃焼用空気量の減少による燃焼状態を悪化の程度を少なくすることはできるが、燃焼状態の悪化を防止することはできない。
本発明はこのような問題を解決し、ガス燃焼機器の通風路の抵抗が変化しても燃焼用空気量が実質的に変化しないようにして燃焼状態の悪化を防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によるガス燃焼機器の制御装置は、図1に示すように、比例電磁弁によりガス供給量が制御されるガスバーナを内部に設けたケースと、比例電磁弁への弁駆動電流に応じたファン駆動電流が印加されてガスバーナへのガス供給量に応じた量の燃焼用空気をケース内に供給するファンと、このファンとケースと排気通路よりなる通風路を備えてなるガス燃焼機器の制御装置に関するものであり、
ファンの回転数を検出する回転数センサと、
基本的作動状態におけるファン駆動電流に対するファンの基準回転数特性を記憶する回転数特性記憶手段と、
ファン駆動電流を一定とした場合における通風路の抵抗の変化によるファンの回転数の変化量と、比例電磁弁への弁駆動電流が最小値及び最大値となる2箇所における通風路の抵抗の変化によるファンの送風量の変化を実質的に0とするために必要なファンの回転数の変化量の実測値との比の平均値である補正係数または2箇所における比を結ぶ補正係数演算式を記憶する補正係数記憶手段と、
回転数特性記憶手段に記憶された基準回転数特性と実際のファン駆動電流に基づきファンの基準回転数N 1 を演算するとともに、この基準回転数N 1 と回転数センサにより検出されたファンの回転数N 2 と補正係数記憶手段に記憶された補正係数Kまたは同補正係数記憶手段に記憶された補正係数演算式により演算された補正係数Kに基づき、式 K・(N 2 −N 1 )+N 1 により補正回転数を演算する演算手段と、
ファンの回転数が補正回転数となるように同ファンへの駆動電流の補正を行う制御手段 よりなることを特徴とするものである。
【0007】
演算手段は所定時間毎に補正回転数を演算するようにするのがよい。
【0008】
本発明の制御手段は、演算手段により演算された補正回転数が予め定められた所定の値を越えた場合にはファンの回転数がその所定値以上に増大しないように制御すると共に、通風路の抵抗の増大に伴うファン駆動電流特性の変化に応じて比例電磁弁への弁駆動電流を減少させ、この弁駆動電流が所定限度以下となれば機器の作動を停止するようにすることが好ましい。この場合において、弁駆動電流が所定限度以下となって機器の作動を停止する前に警告を発するようにしてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面に示す実施の形態により、本発明の説明をする。
【0010】
図2に示すように、瞬間湯沸器の燃焼室を形成するケース10内の下部にはガスバーナ20が設けられて、ガス供給源側から直列に配置した元電磁弁23及び比例電磁弁22を有するガス供給路21により燃料ガスが供給され、またケース10の下側に設けた電動ファン25により燃焼用空気が供給されている。比例電磁弁22は印加される弁駆動電流に応じて開度が連続的に変化してガスバーナ20へのガス供給量を変化させるものであり、元電磁弁23は開閉のみを行う電磁弁である。またファン25は印加されるファン駆動電流に応じて回転数が連続的に変化してケース10への燃焼用空気の供給量(以下単に送風量という)を変化させるものである。ファン25には、その回転数を検出する回転数センサ35及びファンモータへのファン駆動電流を検出する電流センサ36が設けられている。
【0011】
ガスバーナ20上方のケース10内に設けたフィンチューブ形の熱交換器15の入口側に接続した給水管16には水流センサ37が設けられ、また出口側に接続した給湯管17には湯温センサ38及び給湯栓18が設けられている。給水管16からの給水は、熱交換器15を通過する際にガスバーナ20により加熱され、所定温度となって給湯栓18から出湯される。熱交換器15よりも上方となるケース10の上部にはフード11を介して、排気筒12とその先に連結された排気延長管(図示省略)よりなる排気通路が設けられ、ガスバーナ20からの燃料ガスの燃焼により生じた燃焼ガスはこの排気通路から外部に排出される。このファン25とケース10と排気通路により燃焼用空気及び燃焼ガスが通る通風路が形成される。
【0012】
瞬間湯沸器の作動を制御する電子制御装置30は中央処理装置(CPU)、読出し専用メモリ(ROM)、書込み可能メモリ(RAM)及びインターフェイスよりなり、駆動装置(何れも図示省略)等を介して図2に示すように、各電磁弁22,23、ファン25、操作器31、回転数センサ35、電流センサ36、水流センサ37及び湯温センサ38に接続されている。電子制御装置30のROMには瞬間湯沸器の作動を制御するために必要な制御プログラム及び次に述べる特性、補正係数等が記憶されており、RAMには後述するように各検出値などの変数並びに通風路の抵抗の増大に応じて更新される各時点におけるファン回転数特性及びファン駆動電流特性などが記憶される。また、操作器31には瞬間湯沸器の作動に必要な各種スイッチ、湯温設定装置、各種の表示ランプ等が設けられている。電子制御装置30のCPUは、制御プログラムに従って、操作器31及び各センサ35〜38等からの信号を入力して所定の演算を行い、各電磁弁22,23、ファン25、操作器31等への出力を行って、瞬間湯沸器の作動を制御するものである。
【0013】
基本的作動状態(例えば排気延長管として標準的な形状寸法のものを設けた設置直後の状態)においては、ファン25の回転数Nに対する送風量Qの特性は図3(a) に示す基準送風量特性UR0のとおりであり、ファン25に印加される駆動電流If に対する回転数Nの特性は図3(b) に示す基準回転数特性VR0のとおりであり、また比例電磁弁22への弁駆動電流Iv に対するファン駆動電流If の特性は図3(c) に示す基準ファン駆動電流特性WR0のとおりである。設置環境に応じてガス燃焼機器の排気延長管を標準的形状寸法のものから変更し、あるいはある程度の使用により排気通路、熱交換器、ファンなどが燃焼生成物やごみ、ほこりなどで詰まって、通風路の抵抗が基本的作動状態における特性R0 から特性R1 (図7参照)に変化すれば、その変化の程度に応じて、図3(a)〜(c)の各特性は特性UR1,VR1,WR1に示すように移動する。これらの特性のうち基本的作動状態における基準回転数特性VR0及びファン基準駆動電流特性WR0は、電子制御装置30のROMに記憶されている。
【0014】
電子制御装置30のCPUは、ファン駆動電流If がある弁駆動電流Iv (換言すればあるガス供給量)に対し、図3(c) の特性に応じたある値となるようにファン25を制御している。基本的作動状態においては、図3(a)〜(c)の各特性はUR0,VR0,WR0であるので、弁駆動電流Iv1に対するファン駆動電流はIf1となり、ファン回転数はN1 (基準回転数)となり、送風量はQ1 となる(図3(a)〜(c)参照)。この状態を作動点O1 で示す。この状態において、上述の場合のように通風路の抵抗特性がR0からR1に変化して、図3(b) のファン回転数特性がVR0からVR1に変化し、図3(a) の送風量特性がUR0からUR1に変化すれば、その状態におけるファン25の作動点は図3(a) ,(b) のO1 からO2 に移動して、ファン回転数はN1 からN2 に上昇し、送風量はQ1 からQ2 に減少する。この送風量Qの減少は、図3(a) においてファン25の作動点を変化後の送風量特性UR1上で元の送風量Q1 となる位置O3 に移動してファン回転数をN2 よりも大きいN3 にすることにより補償することが可能である。このことは、図3(b)及び(c)の作動点O3 に示すように、弁駆動電流Iv1に応じたファン駆動電流をIf1からIf2に増大することにより行えばよい。このファン駆動電流の増大に伴い、ファン25の送風量Qに対する静圧Pの特性曲線(図7参照)はFI1からFI2に移動する。
【0015】
この実施の形態では、各機種毎に予め実験によりこのようなN1 ,N2 ,N3 の組をいくつか測定し、(N3−N1)/(N2−N1)を補正係数Kとして求めておく。この補正係数Kの値は、基準回転数N1 の値及び通風路の抵抗の変化の程度により異なったものとなるが、実測の結果によれば補正係数Kの値は例えば2程度でそれほど大きく変化することはない。そこで通風路の抵抗の増大が実用上の限度内のある値であり、基準回転数N1 が弁駆動電流Iv の最小値及び最大値に対応する最小値Nmin 及び最大値Nmax (ファン駆動電流特性がWR0である場合の値)となる2箇所においてこの補正係数Kmin ,Kmax を実験により求め、この2つの補正係数の平均値(Kmax+Kmin)/2またはこの2つの値K min ,K max を結ぶ補正係数演算式
{(Kmax−Kmin)(N1−Nmin)/(Nmax−Nmin)}+Kmin
で演算される値を補正係数Kとする(図4参照)。電子制御装置30のROMには、このようにして得られた補正係数Kまたはその補正係数演算式が記憶されている。
【0016】
図5及び図6は瞬間湯沸器の作動を制御するための制御プログラムのフローチャートであり、これによりこの実施の形態の作動の説明をする。
図5は全体的作動を行うメインプログラムのフローチャートである。電子制御装置30の電源を入れれば、電子制御装置30のCPUは各変数を0または所定の初期値にリセットしてこのメインプログラムによる制御動作を開始する。先ずステップ100においてCPUは水流センサ37により給水管16を通る水流の有無を検知する。給湯栓18が閉で水流が検知されなければ制御動作は先に進まないが、給湯栓18が開かれて所定の最少量以上の通水を検知すればステップ101に進み、CPUは元電磁弁23を開き、比例電磁弁22を所定の点火時開度とし、ファン25を所定の点火時回転数で作動させ、点火装置(図示省略)を所定時間作動させ、ガスバーナ20から噴出するガスに点火して瞬間湯沸器の作動を開始させる。
【0017】
瞬間湯沸器の作動開始後は、電子制御装置30のCPUは給湯栓18が開かれている限りステップ102および103を繰り返す。ステップ102では後述する図6のファン駆動電流特性の補正を行い、ステップ103の通常燃焼制御では、湯温センサ38により検出された出湯温度を操作器31により設定された湯温と比較し、出湯温度が設定温度となるように比例電磁弁22への弁駆動電流Iv を制御してガスバーナ20へのガス供給量を制御し、ステップ102で補正されたファン駆動電流特性に基づいて弁駆動電流Iv に応じたファン25へのファン駆動電流If の制御を行って所定の空燃比が得られるようにケース10への送風量を制御する。給湯栓18が閉じられて水流センサ37が水流を検知しなくなれば、制御動作はステップ104からステップ105に進み、説明を省略した所定のシーケンスに従って比例電磁弁22及び元電磁弁23を閉じ、ファン25を停止させて瞬間湯沸器の作動を停止させる。
【0018】
ステップ102のファン駆動電流特性の補正においては、所定時間(例えば1分)毎に図6に示す補正ルーチンが実行される。この瞬間湯沸器は設置直後で通風路の各部に詰まりは生じていないが、標準的形状寸法とは異なる排気延長管が設けられて、通風路の抵抗が基本的作動状態における特性R0 よりも大きい特性R1 になっているものとする。従って、送風量特性はUR1、ファン回転数特性はVR1、ファン駆動電流特性はWR1になっている。またRAMには現在のファン回転数特性及びファン駆動電流特性として基準回転数特性VR0及びファン基準駆動電流特性WR0の演算式が記憶されている。
【0019】
電子制御装置30のCPUは、ステップ200において回転数センサ35及び電流センサ36によりファン25の回転数N(=N2 )と駆動電流If (=If1)を検出し、続くステップ201において、このときのファン25の作動点O1 がRAMに記憶された現在のファン回転数特性(=VR0)上にあるか否か(具体的には後述する所定値α以上VR0からずれているか否か)を判断する。前述したような瞬間湯沸器の設置直後で作動開始後第1回目の制御サイクルでは、図3(b) に示すように作動点O1 はRAMに記憶された現在のファン回転数特性(=VR0)から大きくずれているので、CPUはステップ202において基準回転数N1 を演算する。この演算は、ROMに記憶されたファン25の基準回転数特性VR0と電流センサ36により検出したファン駆動電流If1に基づいてなされる。αはファン駆動電流If が一定の場合に生じるファン回転数Nのばらつき幅よりも大きな値であり、このようなばらつきの範囲内で作動点が移動してもファン駆動電流の補正がなされないようにするために設けたものである。
【0020】
ステップ202における基準回転数N1 の演算に続き、ステップ203において補正回転数N3 の演算がなされる。この演算は、ステップ202で演算した基準回転数N1 、回転数センサ35により検出したファン25の実際の回転数N2 及びROMに記憶された補正係数KまたはROMに記憶された補正係数演算式によりより演算された補正係数Kを次式に代入して行う。
N3 =K・(N2−N1)+N1
前述のように通風路の抵抗特性がR0 である基本的作動状態では、弁駆動電流がある値(Iv1)のときのファン25の作動点は図3及び図7のO1 にあるが、通風路の抵抗特性がR0 からR1 に増大すれば、送風量特性はUR0からUR1になり、ファン回転数特性はVR0からVR1になり、ファン駆動電流特性はWR0からWR1になり、ファン25の作動点は抵抗増大後の各特性上のO2 に移動して、送風量はQ1 からQ2 に減少する。しかしファン回転数Nをステップ203で演算した補正回転数N3 にすることにより、ファン25の作動点は抵抗増大後の各特性上のO3 に移動し、送風量は弁駆動電流の値に応じたもとの値Q1 に戻り、これに伴い弁駆動電流Iv1に対応するファン駆動電流はIf1からIf2に増大する。
【0021】
これに対応してCPUは、続くステップ204において、RAMに記憶されるファン回転数特性を、作動点O1を通るそれまでのVR0から作動点O2(図3(b) の(If1,N2)点)を通るVR1に更新し、これに応じてファン駆動電流特性を、作動点O1 ,O2を通るそれまでのWR0から作動点O3(図3(c)の(Iv1,If2)点)を通るWR1に更新する。これ以後はこの更新された各特性を現在の各特性として使用する。
【0022】
続くステップ205において、CPUはステップ203で演算された補正回転数N3 をファン25の実用上の最大回転数Nm と比較する。通常はN3 >Nm ではないので、CPUはステップ206においてフラグFを0として、制御動作を図5のステップ103に戻す。そしてステップ103の通常燃焼制御では、ファン回転数Nがこの補正回転数N3 となるように制御され、ファン25に印加されるファン駆動電流はIf2となる。これにより、ファン25の送風量Qに対する静圧Pの特性曲線はFI2になる(図7参照)。
【0023】
作動開始後第2回目以後の制御サイクルの場合は、通風路の抵抗が詰まりなどにより大きく変化しない限り作動点O1 が現在のファン回転数特性より所定値α以上ずれることはないので、制御動作はステップ201から直ちに図5のステップ103に戻され、ファン駆動電流特性の補正は実行されない。その間に、設定温度や出湯量の変更などにより比例電磁弁22に印加される弁駆動電流が変化すれば、CPUはステップ103の通常燃焼制御においてファン駆動電流及びファン回転数を、更新されたファン駆動電流特性(=WR1)及びファン回転数特性(=VR1)に基づいて制御する。
【0024】
通風路の詰まりが次第に進行して抵抗が増大すれば、ファン回転数Nは増大し、現在のファン回転数特性からのファン25の作動点のずれが次第に増大する。そしてこのずれが所定値α以上になれば、再びステップ202〜206の制御動作がなされ、前述と同様にしてファン回転数特性及びファン駆動電流特性を新しい現在の特性とする更新がなされる。この更新は繰り返され、その度に図3(b) のファン回転数特性VR1は基準回転数特性VR0より左に離れ、図3(c) のファン駆動電流特性WR1はファン基準駆動電流特性WR0より右に離れ、補正回転数N3 は次第に増加する。そしてN3 >Nm となれば、CPUは制御動作をステップ205からステップ207に進めるようになる。
【0025】
そしてCPUはステップ207においてフラグFを1とし、ステップ208においてN3 =Nm とし、ステップ209において比例電磁弁22に印加する弁駆動電流Iv を所定の限度値βと比較し、Iv <βでなければ制御動作を図5のステップ103に戻す。この場合には、ステップ103の通常燃焼制御では、ファン回転数Nがファン25の実用上の最大回転数Nm となるように制御される。通風路の詰まりにより抵抗が増大するにつれてファン回転数Nは増大するが、この回転数がファン25の実用上の最大回転数Nm を越えると騒音が増大し、過熱を生じ、またファン25の寿命を縮めるなどの不都合を生じる。しかしこの実施の形態ではファン25の回転数がこの最大回転数Nm 以上にならないように制限したので、このような不都合は回避される。
【0026】
このようにファン回転数Nがこの実用上の最大回転数Nm となるように制限した場合には、通風路の詰まりにより抵抗が増大するにつれてファン駆動電流If は減少し、空燃比を所定値に保つにはこれに応じて弁駆動電流Iv も減少するように制御しなければならない。そこでこのフラグFが1の場合は、ステップ103の通常燃焼制御では、ファン25には回転数Nがこの最大回転数Nm となるようにファン駆動電流が印加され、また比例電磁弁22にはその時のファン駆動電流特性に応じて減少された弁駆動電流が印加される。
【0027】
通風路の詰まりが進行するにつれてこのように弁駆動電流が減少する。そしてγ<Iv <βとなれば、CPUはステップ210で異常表示ランプなどにより警告を行ってから、ステップ209の場合と同様ステップ103の通常燃焼制御を行う。そしてIv <βとなればCPUはステップ212に制御動作を進めて比例電磁弁22及び元電磁弁23を閉じ、ファン25を停止させて瞬間湯沸器の作動を停止させる。この限度値γは限度値βよりも小さい値であり、弁駆動電流がそれ以下となれば機器の効率が低下して使用に不適となるような値である。なおこの限度値β,γは固定値ではなく、図3(c) に示す基本的作動状態におけるファン駆動電流特性WR0を弁駆動電流軸方向で所定量だけ下側(WR1側)に移動させたものであり、ファン駆動電流If に応じて変化する。
【0028】
瞬間湯沸器等のガス燃焼機器では、通風路の詰まりの程度が低い場合にはファン25の回転数を高めて使用を継続できるようにすることが好ましいが、例えば熱交換器15のフィンの間に燃焼生成物が詰まった場合には、熱伝達が悪くなって熱効率が低下すると共に局部的過熱が生じて機器の耐久性を低下させるので好ましくない。この実施の形態では、通風路の抵抗がある限度を越えるまでは自動的にファン回転数を高めることにより空燃比を所定値に維持して使用を継続することができ、また通風路の抵抗がある限度を越えれば警告を表示してから機器が停止するので、詰まりの程度がひどくなり通風路の掃除が必要になったことを知ることができ、過度の詰まりによる不都合を防止することができる。
【0029】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、演算手段はガス燃焼機器の通風路の抵抗の変化による送風量の変化量が実質的に0付近となるような補正回転数を演算し、制御手段はファンの回転数が補正回転数となるように同ファンへの駆動電流を制御するので、通風路の抵抗が変化しても送風量はファン駆動電流に応じた値となり、このファン駆動電流は比例電磁弁への弁駆動電流に応じた値であるので、燃焼用空気の供給量はガス供給量に応じた所定の値となる。従って通風路の抵抗が変化しても空燃比は所定の値に維持されるので、燃焼状態が悪化することは少なくなる。
【0030】
ファンの回転数が所定の値以上に増大しないようにし、また弁駆動電流が所定限度以下となれば、予め警告を発しあるいは発することなく機器の作動を停止するようにしたものによれば、ファンの能力オーバあるいは通風路の過度の詰まりによる不都合を生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス燃焼機器の制御装置の構成を示す図である。
【図2】本発明によるガス燃焼機器の制御装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図3】図2に示す実施形態の作動を説明する特性図である。
【図4】図2に示す実施形態の補正係数の説明図である。
【図5】図2に示す実施形態に使用するメインプログラムのフローチャートである。
【図6】図5に示すメインプログラムの一部をなすファン駆動電流特性の補正ルーチンのフローチャートである。
【図7】ガス燃焼機器の作動を説明する特性図である。
【符号の説明】
1…回転数特性記憶手段、2…補正係数記憶手段、3…演算手段、4…制御手段、10…ケース、20…ガスバーナ、22…比例電磁弁、25…ファン、35…回転数センサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a gas combustion device in which an amount of combustion air corresponding to an amount of gas supplied to a gas burner is supplied by a fan so that an air-fuel ratio is maintained at a predetermined value.
[0002]
[Prior art]
In a gas combustion device such as an instantaneous water heater, a proportional solenoid valve controls the amount of gas supplied to a gas burner provided in a case forming a combustion chamber, and the number of rotations of a fan that supplies combustion air into the case. Is controlled in accordance with a valve drive current to a proportional solenoid valve to control the amount of air blow so that the air-fuel ratio always becomes a predetermined value. In such a gas combustion device, in a basic operating state (for example, a state immediately after installation having a standard shape and size as an exhaust extension pipe), the proportional solenoid valve is adjusted so that the air-fuel ratio becomes a predetermined value. Of the fan with respect to the valve drive current.
[0003]
However, the resistance of the ventilation path composed of the fan, the case, and the exhaust passage depends on the shape and dimensions of the exhaust extension tube, the degree of clogging of the exhaust passage, heat exchanger, fan, etc. due to combustion products, dust, dust, and the like, and the exhaust extension tube. If the fan speed is controlled to be constant for a certain valve drive current, if the resistance of the ventilation path increases, the amount of air blown by the fan, There is a possibility that the amount of air for use may be reduced to deteriorate the combustion state. This will be described with reference to FIG. 7. The characteristic curve of the static pressure P with respect to the blown air amount Q of the fan when the number of rotations of the fan is controlled to be a certain value N1 is FN1, and the characteristic curve of the ventilation path of the gas combustion device is FN1. If the resistance characteristic curve is the characteristic curve R0 in the basic operation state, the operating point of the fan is located at the intersection O1 of the two curves FN1, R0, and the air flow rate Q is Q1. However, if the resistance of the ventilation path of the gas-fired device increases and its characteristic curve becomes like R1, the operating point of the fan moves to the intersection O4 of both curves FN1 and R1, and the static pressure P of the fan slightly increases. The blowing amount Q decreases to Q4.
[0004]
As a means for reducing the amount of decrease in the blown air amount Q, there is a method of controlling the drive current to the fan to be constant with respect to a certain valve drive current, as disclosed in JP-A-62-255723. . That is, FIG. 7 shows a characteristic curve of the static pressure P with respect to the blown air amount Q of the fan when the fan drive current is set to the predetermined value If1 corresponding to the valve drive current by FI1. As in the case of the fixed number, the operating point of the fan is located at the intersection O1 of the curves FI1 and R0, and the air flow rate Q is Q1. However, if the resistance of the ventilation path increases and its characteristic curve becomes like R1, the operating point of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the method of controlling the drive current to the fan to be constant with respect to the valve drive current to the proportional solenoid valve, the amount of air blown by the increase in the resistance of the ventilation path of the gas combustion device can be reduced. Although it can be reduced, this reduction cannot be made substantially zero. Therefore, the degree of deterioration of the combustion state due to the decrease in the amount of combustion air can be reduced, but the deterioration of the combustion state cannot be prevented.
An object of the present invention is to solve such a problem and to prevent the combustion state from deteriorating by preventing the amount of combustion air from substantially changing even when the resistance of the ventilation path of the gas combustion device changes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, a control device for a gas combustion apparatus according to the present invention includes a case in which a gas burner in which a gas supply amount is controlled by a proportional solenoid valve is provided, and a fan corresponding to a valve drive current to the proportional solenoid valve. A control device for a gas combustion device, comprising: a fan to which a drive current is applied to supply an amount of combustion air according to a gas supply amount to a gas burner into a case; and a ventilation path including the fan, the case, and an exhaust passage. About
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the fan,
Rotation speed characteristic storage means for storing a reference rotation speed characteristic of the fan with respect to the fan drive current in the basic operation state;
The amount of change in the number of revolutions of the fan due to the change in the resistance of the ventilation path when the fan drive current is constant, and the change in the resistance of the ventilation path at two points where the valve drive current to the proportional solenoid valve has a minimum value and a maximum value The correction coefficient which is the average value of the ratio to the actually measured value of the amount of change in the number of rotations of the fan required to make the change in the blower amount of the fan substantially zero due to Correction coefficient storage means for storing;
Thereby calculating the rotational speed characteristics storage reference
It is characterized by comprising control means for correcting the drive current to the fan so that the rotation speed of the fan becomes the correction rotation speed .
[0007]
Computing means good to so calculates the compensation rotational speed at predetermined time intervals.
[0008]
Together with the control means of the present invention, when the correction rotation speed calculated by the calculating means exceeds a predetermined value determined in advance is controlled such that the rotational speed of the fan is not increased to the predetermined value or more, the ventilation passage reduce the valve drive current to the proportional solenoid valve in accordance with a change in the fan drive current characteristic with increasing resistance, that this valve drive current to be stop the operation of the device if below a predetermined limit preferable. In this case, a warning may be issued before the valve drive current falls below the predetermined limit and the operation of the device is stopped.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
[0010]
As shown in FIG. 2, a
[0011]
A
[0012]
The
[0013]
In a basic operating state (for example, a state immediately after installation having a standard shape and size as an exhaust extension pipe), the characteristic of the air flow rate Q with respect to the rotation speed N of the
[0014]
The CPU of the
[0015]
In this embodiment, several such sets of N1, N2, N3 are measured in advance by experiment for each model, and (N3-N1) / (N2-N1) is obtained as a correction coefficient K. The value of the correction coefficient K differs depending on the value of the reference rotation speed N1 and the degree of change in the resistance of the ventilation path. According to the results of actual measurement, the value of the correction coefficient K is, for example, about 2 and changes greatly. I will not. Therefore, the increase in the resistance of the ventilation passage is a certain value within the practical limit, and the reference rotation speed N1 is the minimum value Nmin and the maximum value Nmax (the fan drive current characteristic is smaller) corresponding to the minimum value and the maximum value of the valve drive current Iv. the correction coefficient Kmin at two points as the value) when a WR0, determined experimentally Kmax, average of the two correction factors (Kmax + Kmin) / 2 or the two values K min, correction coefficient connecting the K max arithmetic expression {(Kmax-Kmin) (N1 -Nmin) / (Nmax-Nmin)} + Kmin
Is calculated as the correction coefficient K (see FIG. 4). The ROM of the
[0016]
FIGS. 5 and 6 are flowcharts of a control program for controlling the operation of the instantaneous water heater, and the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart of a main program for performing the entire operation. When the power of the
[0017]
After the operation of the instantaneous water heater is started, the CPU of the
[0018]
In the correction of the fan drive current characteristic in
[0019]
The CPU of the
[0020]
Subsequent to the calculation of the reference rotation speed N1 in
N3 = K · (N2-N1) + N1
As described above, in the basic operating state where the resistance characteristic of the ventilation path is R0, the operating point of the
[0021]
In response to this, in the
[0022]
In the
[0023]
In the case of the second and subsequent control cycles after the start of operation, unless the resistance of the ventilation path changes significantly due to clogging or the like, the operating point O1 does not deviate from the current fan speed characteristic by the predetermined value α or more. The process immediately returns from
[0024]
If the blockage of the ventilation passage progresses gradually and the resistance increases, the fan speed N increases, and the deviation of the operating point of the
[0025]
Then, the CPU sets the flag F to 1 in
[0026]
When the fan speed N is limited to the practical maximum speed Nm as described above, the fan drive current If decreases as the resistance increases due to the blockage of the ventilation passage, and the air-fuel ratio becomes a predetermined value. In order to maintain this, the valve drive current Iv must be controlled to decrease accordingly. Therefore, when the flag F is 1, in the normal combustion control in
[0027]
The valve drive current decreases in this way as the ventilation passage becomes more and more blocked. If γ <Iv <β, the CPU issues a warning by an abnormality display lamp or the like in
[0028]
In a gas combustion device such as an instantaneous water heater, when the degree of clogging of the ventilation passage is low, it is preferable to increase the rotation speed of the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the calculating means calculates the corrected rotation speed such that the amount of change in the blown air amount due to the change in the resistance of the ventilation path of the gas combustion apparatus becomes substantially close to 0, and the control means Since the drive current to the fan is controlled so that the fan rotation speed becomes the corrected rotation speed, even if the resistance of the ventilation path changes, the air flow will be a value corresponding to the fan drive current, and this fan drive current will be proportional Since the value is in accordance with the valve drive current to the solenoid valve, the supply amount of combustion air is a predetermined value in accordance with the gas supply amount. Therefore, even if the resistance of the ventilation passage changes, the air-fuel ratio is maintained at a predetermined value, and the deterioration of the combustion state is reduced.
[0030]
According to the fan rotation speed is prevented from increasing above a predetermined value, and if the valve drive current falls below a predetermined limit, the operation of the device is stopped in advance without issuing a warning or issuing a warning. Inconvenience due to overcapacity of the air conditioner or excessive clogging of the ventilation path does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a control device of a gas combustion device according to the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a control device for a gas combustion device according to the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating the operation of the embodiment shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram of a correction coefficient of the embodiment shown in FIG.
FIG. 5 is a flowchart of a main program used in the embodiment shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart of a fan drive current characteristic correction routine that forms part of the main program shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating the operation of the gas combustion device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ファンの回転数を検出する回転数センサと、
基本的作動状態における前記ファン駆動電流に対する前記ファンの基準回転数特性を記憶する回転数特性記憶手段と、
前記ファン駆動電流を一定とした場合における前記通風路の抵抗の変化による前記ファンの回転数の変化量と、前記比例電磁弁への弁駆動電流が最小値及び最大値となる2箇所における前記通風路の抵抗の変化による前記ファンの送風量の変化を実質的に0とするために必要な前記ファンの回転数の変化量の実測値との比の平均値である補正係数または前記2箇所における前記比を結ぶ補正係数演算式を記憶する補正係数記憶手段と、
前記回転数特性記憶手段に記憶された基準回転数特性と実際の前記ファン駆動電流に基づき前記ファンの基準回転数N 1 を演算するとともに、この基準回転数N 1 と前記回転数センサにより検出された前記ファンの回転数N 2 と前記補正係数記憶手段に記憶された補正係数Kまたは同補正係数記憶手段に記憶された補正係数演算式により演算された補正係数Kに基づき、式 K・(N 2 −N 1 )+N 1 により補正回転数を演算する演算手段と、
前記ファンの回転数が前記補正回転数となるように同ファンへの駆動電流の補正を行う制御手段
よりなることを特徴とするガス燃焼機器の制御装置。A case in which a gas burner in which a gas supply amount is controlled by a proportional solenoid valve is provided, and a fan drive current corresponding to a valve drive current to the proportional solenoid valve is applied so that a gas supply amount to the gas burner is increased. A fan for supplying combustion air into the case, and a control device for a gas combustion device including a ventilation path including the fan, the case, and an exhaust passage.
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the fan,
Rotation speed characteristic storage means for storing a reference rotation speed characteristic of the fan with respect to the fan drive current in a basic operating state;
The amount of change in the number of revolutions of the fan due to a change in the resistance of the ventilation path when the fan drive current is constant, and the ventilation at two locations where the valve drive current to the proportional solenoid valve has a minimum value and a maximum value. the average value of the ratio is the correction coefficient or the two locations between the measured value of the rotational speed of the change amount of the fan required to substantially zero a change in the air volume of the fan due to the change in resistance of the road Correction coefficient storage means for storing a correction coefficient calculation formula that connects the ratios in
Thereby calculating a reference rotational speed N 1 of the fan based on actual the fan driving current to the reference rotational speed characteristics stored in the rotational speed characteristic storage means is detected the reference rotational speed N 1 and by the rotational speed sensor wherein based on the rotation speed N 2 and the correction coefficient storage means stored correction coefficient K or the correction coefficient K calculated by the correction coefficient calculation equations stored in the correction coefficient storage means fans, formula K · (N the 2 -N 1) + N 1 and calculating means for calculating a correction rotational speed,
A control device for a gas combustion device, comprising control means for correcting a drive current to the fan so that the rotation speed of the fan becomes the correction rotation speed.
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