JPH01116416A - 水流検知式始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、水流を検知することにより機器の作動を開始
する水流検知式始動装置に関し、特に水量を検出しその
検出量に基づき機器の始動を行う水流検知式始動装置に
係る。

［従来の技術］ 給湯器等の給水設備においては、燃焼装置を作動させる
際に水を使用すると自動的に燃焼装置が作動するものが
実用上便利であり、従来では機械式の水流スイッチが用
いられ、一定量以上の水量が流れた場合に回路を閉じて
燃焼装置の作動を開始している。この水流スイッチは機
械式であるため、逆に回路を開くときには、閉じるとき
の一定量よりかなり少ない水量にまで減少しなければな
らないため、燃焼装置の始動のための流量と停止のため
の流量とに差が生じ、その結果燃焼装置の運転状態と運
転停止状態とがそれぞれ安定していた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし近年給湯器においては、熱交換器内に供給される
水量に応じて燃焼装置の燃焼量を制御するようになり、
また水量を制御することにより湯の温度を使用者の目的
に合った温度にする等の制御が行われ、このために水の
供給量を検出するための羽根車の回転による水量センサ
が備えられるようになった。このため、従来の水流スイ
ッチに代えて、水量センサによって検出される水量に基
づいて燃焼装置の作動を開始させることが考えられる。

しかし、水量センサの出力は水量に応じて連続的に変化
するとともに、水量検出のためには水量センサからのパ
ルス信号に基づきＦ／Ｖ変換した電圧から水量を読み取
るため、熱交換器を含む給湯器の水路内の水流の微少変
化による水量センサの回転数の変化や、Ｆ／Ｖ変換に伴
う出力電圧の変動のため、作動の開始が安定しない、い
わゆるチャタリング現汲が発生する。このため、−定出
力の場合に燃焼装置の作動を行うようにしておくと、水
流スイッチの代わりに使用できないという問題点がある
。

本発明は、水量センサを使用し、水量センサによって検
出される水量に応じて機器の作動を制御する制御装置に
おいて、水量センサの出力により機器の作動を開始およ
び停止させることができる水流検知式始動装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、水流路を通過する水量に応じたパルス信号を
発生する水量検知手段と、該水量検出手段による第１の
パルス信号数で機器の作動を開始し、前記第１のパルス
信号数より少ないパルス信号数を示す第２のパルス信号
数で機器の作動を停止するスイッチング手段とからなる
技術的手段を採用する。

［作用］ 本発明の水流検知式始動装置では、水流路を通過する水
量は水量検出手段によって検出され、水量検出手段は検
出した水量に応じたパルス信号を発生する。スイッチン
グ手段は、水量検出手段の発生するパルス信号数が第１
のパルス信号数になると機器の作動を開始する。またス
イッチング手段は、水量検出手段の発生するパルス信号
数が第１のパルス信号数より低い第２のパルス信号数に
なると機器の作動を停止する。

［発明の効果コ 本発明では、スイッチング手段は、水量センサの発生す
るパルス信号数に基づいて第１のパルス信号数で機器の
作動を開始し、第２のパルス信号数で停止させる。この
第２のパルス信号数は第１のパルス信号数より少ないパ
ルス信号数であるため、機器の作動が開始されたあとに
水量センサの発生するパルス信号数が多少少なくなった
としても、第２のパルス信号数にまで減少しない限り機
器の作動は停止されない、従って、スイッチング回路で
は、水量センサの発生するパルス信号数に対し、作動開
始のための第１のパルス信号数と、作動停止のための第
２のパルス信号数との差を十分にとることにより、機器
を安定して作動させることができる。またこの結果、多
少の水流の変動があってもこのパルス信号数の範囲であ
ればスイッチング手段の作動に影響がないため、安定し
た作動をさせることができ、チャタリングを起こすこと
はない。

［実施例］ 次に本発明の水流検知式始動装置を図面に示す実施例に
基づき説明する。

第２図に示すガス燃焼式給湯器１の給湯器ケース２内に
は燃焼器ケース１０が設けられ、さらにその内部にはガ
ス供給管２０により供給される燃料ガスを燃焼させる２
連式のバーナ１１が設けられている。また、燃焼器ケー
ス１０には３相Ｙ結線のブラシレスＤＣモータを使用し
た燃焼用ファン１２が備えられ、バーナ１１はこの燃焼
用ファン１２によって供給される燃焼用空気によって燃
焼する強制送風式燃焼器となっており、燃焼排ガスは排
気口３から外部へ排気される。

燃焼器ケース１０内の上方には水供給管３０と接続され
た熱交換器１３が設けられ、内部を通過する水はバーナ
１１により発生する熱により加熱される。

また燃焼器ケース１０内のバーナ１１の近傍には、点火
装置としてのスパーカ１４と、炎検知手段としてのフレ
ームロッド１５とが設けられている。さらに燃焼器ケー
ス１０の上方外部には、異常燃焼により燃焼器ケース１
０が高温になったとき溶断して、このガス燃焼式給湯器
１の作動を停止するための温度ヒユーズ１６が備えられ
ている。

ガス供給管２０には、上流側より通電時に燃料ガスを通
過させる元電磁弁２１、主電磁弁２２、燃料ガスの供給
量を供給圧力を制御することにより調節するガバナ比例
弁２３．２連式バーナ１１の一方への燃料ガスを使用状
態に応じて遮断する切替用電磁弁２４がそれぞれ設けら
れ、前述のバーナ１１へ燃料ガスを供給する。

水供給管３０の最上流部には水フィルタ３１を備えた水
抜き栓３２が設けられ、その下流には熱交換器１３内へ
の水の流入量を調整するギヤドモータによる水量制御弁
３３が設けられ、この水量制御弁３３は開度検出のため
のポテンショメータ３４を備えている。水量制御弁３３
で流入・量が調整された水は、すぐ下流に設けられた入
水温サーミスタ３５によって温度が検出され、さらにそ
の下流の水量センサ３６により流入量が検出される。こ
の水量センサ、３６は本発明の水量検出手段であり、水
供給管３０内に図示しない羽根車を備えていて、この羽
根車は水供給管３０内を通過する水量に応じた回転数を
示し、羽根車の回転数に応じたパルス信号を発生するも
のである。

水供給管３０を通過した水は熱交換器１３へ送られる。

熱交換器１３には残火安全スイッチ３７が備えられ、バ
ーナ１１の消火と、水供給管３０内の水の制御とのタイ
ミングが悪く、残火によって熱交換器１３内の水温が異
常に上昇したときその作動を停止する。

熱交換器１３の下流側の水供給管３０には、加熱された
水の温度を検出する出湯温サーミスタ３８が設けられ、
さらに下流には沸騰防止スイッチ３９が設けられている
。

また給湯器ケース２内の水供給管３０近傍には数箇所に
凍結予防し−タ４０が備えられ、給湯器ケース２内の低
温感知スイッチ４１により低温が感知されたとき通電さ
れ、寒冷時の凍結による機器の破損を防止している。ま
た、水供給管３０の最下流には水供給管３０内の水圧が
異常に高くなったとき、水を外部へ逃がしてこのガス燃
焼式給湯器１を保護するために、加圧安全弁４２が設け
られている。

以上の構成からなるガス燃焼式給湯器１は、制御装置５
０により制御される。

制御装置５０は、第３図に示すとおり、屋内配線のコン
セントに接続される電源コード５１に低温感知スイッチ
４１を介して接続される凍結予防ヒータ４０からなるヒ
ータ回路５２と、このヒータ回路５２に並列に設けられ
た制御回路６０とから構成され、制御回路６０は、残火
安全スイッチ３７、温度ヒユーズ１６および沸騰防止ス
イッチ３９を介して接続された電源部５３により作動し
、制御装置５０にはガス燃焼式給湯器１を操作するため
にメインコントローラ５４とサブコントローラ５４ａと
が備えられている。

これらのコントローラにはそれぞれ図示しない運転スイ
ッチ、この運転スイッチによる運転中を示す表示ランプ
、水温を設定する水温設定スイッチと、この設定水温を
２桁の数字によって表示する７セグメントが設けられ、
この７セグメントでは、制御回路６０の異常発生時に予
め指定したエラーメツセージを表示することもできるよ
うになっている。

制御回路６０には、マイクロコンピュータ７０（以下Ｃ
ＰＵ７０とする）を中心として、スパーカ回路６１、フ
ァン回路６２．比例弁回路６３、ギヤドモータ回路６４
、位置検出回路６５、水量検出回路６６があり、これら
の回路はＣＰＵ７０により所定の制御が行われる。

スパーカ回路６１は、スパーカ１４の放電ギャップに火
花放電をさせるとともに、この放電ギャップの火花放電
を検知して検知信号をＣＰＵ７０へ送る。

ファン回路６２は、燃焼用ファン１２を設定水温等の燃
焼要求量に応じて回転させるとともに、３相Ｙ結線のブ
ラシレスＤＣモータに備えられたホールＩＣによりその
回転数を検出して検出信号をＣＰＵ７０へ送るものであ
る。

比例弁回路６３は、バーナ１１における燃焼が所望の空
燃比で行われるように燃料ガスの供給量を調整するなめ
にガバナ比例弁２３への通電量を制御する回路で、ガバ
ナ比例弁２３への通ｔｉは点火時を除いて燃焼用ファン
１２の回転数に基づいて制御される。

ギャドモータ回路６４は、熱交換器１３へ流入する水量
を調節するための水量制御弁３３のギヤドモータを駆動
する回路で、水量制御弁３３を制御信号に応じた開度に
するものである。

位置検出回路６５は、水量制御弁３３にその開度を検出
するために備えられたポテンショメータ３４からの信号
を解析するための回路である。

水量検出回路６６は、第１図に示すように水量検出のた
めに水量センサ３６からのパルス信号を端子７１から入
力してＦ／Ｖ変換回路７２によりＦ／Ｖ変換し、水量セ
ンサ３６からのパルス信号数に応じた電圧を発生するも
ので、出力される電圧は端子７３からＣＰＵ７０へ送ら
れ、水量に応じた出力電圧として、各制御におけるデー
タとなる。

この水量検出回路６６には、端子７１から入力したパル
ス信号の立上がりと立下がりとから新たに２つのパルス
信号を得る波形整形回路７４が備えられ、パルス信号数
を増やすことによってＦ／Ｖ変換回路７２の出力を充電
するコンデンサ７５の電圧を安定させている。

また水量検出回路６６は本発明のスイッチング手段であ
り、水量センサ３６からのパルス信号によりこのガス燃
焼式給湯器１の運転を開始および停止するためのスイッ
チング回路７６を備えている。

スイッチング回路７６はコンパレータ７８によるスイッ
チングを行っており、負入力端子１９に入力されるＦ／
Ｖ変換回路１２からの出力電圧が、正入力端子８２に入
力され抵抗８０．８１で分圧された電源電圧Ｖｃによる
基準電圧より高くなると、出力が反転してローレベルの
信号を発生し、この出力信号はスイッチング信号として
出力端子７７からＣＰＵ１０へ伝送される。

コンパレータ７８には、ヒステリシス特性が備えられて
いるなめ、Ｆ／Ｖ変換回路７２からの異なる出力電圧に
よってそれぞれハイレベルの出力とローレベルの出力と
を発生して、スイッチングを行っている。これは、水量
検出回路６６からの出力電圧はＦ／Ｖ変換回路７２によ
るため不安定であるとともに、入水量が安定しない場合
に運転の開始および終了が短時間に繰返されるチャタリ
ングを発生させないようにするなめで、水供給管３０を
通過する水量が２．５１／分をＴ１秒間（例えば０．１
〜１．０秒）継続した場合に相当する出力電圧で開始し
、１．５４＋／分を１２秒間（例えば０１〜０，８秒）
継続した場合に相当する出力電圧で停止するようにして
いる。

ＣＰＵ７０は、メインコントローラ５４およびサブコン
トローラ５４ａのそれぞれの設定状悪に応じて、上記の
各回路を所定の順序およびタイミングで作動するととも
に、入水温、入水量、設定水温および出湯温に基づき最
も効率のよい燃焼方法を計算して燃焼量および入水量を
制御する。

次に、以上の構成からなるガス燃焼式給湯器１における
、本発明の水流検知式始動装置の作動を第４図に基づき
説明する。

使用者が図示しない蛇口を開き、給湯を開始すると、水
量センサ３６が作動してパルス信号を出力し、そのパル
ス信号数に基づいて水量検出回路６６では水量が検出さ
れる。

水量が第４図の実線Ａに示すように増加し、第４図の時
間ｔ８に示すようにスイッチング回路７６がガス燃焼式
給湯器１の運転を開始させるためのハイレベルのスイッ
チング信号を出力するための水量である２、５ｊｌ１分
より増え、その継続時間がｔ、秒間であったとすると、
それに相当する電圧が・Ｆ／Ｖ変換回路７２から出力さ
れ、その出力信号に基づきスイッチング回路７６が作動
してローレベルのスイッチング信号を出力し、ガス燃焼
式給湯器１は所定のシーケンスで運転を開始する。水量
が水供給管３０を通過する際に変動した場合には、その
変動した流量が水量センサ３６で計測され、水量検出回
路６６では変動した流量に応じて出力信号が出力される
。しかし、スイッチング回路７６では、水量が１．５ｊ
ｌ　／分をＴ２秒間継続したことに相当する出力電圧が
水量検出回路６６から発生されない限り出力を反転して
ハイレベルの出力信号を発生しない、従って、水量が変
動して多くなった場合には当然そのまま継続して運転さ
れる。また、水量が変動によって少なくなった場合でも
、１．５１／分以下にならなければ運転は停止されず、
たとえ１．５ｆＪ／分以下になっても、その流量がＴ２
秒間継続されなければ運転は停止されない。

従って、−度運転が開始されると、水量が大きく変動し
ない限り運転は継続されるため、ガス燃焼式給湯器１は
安定した運転を続けることができる。

次に第４図の実線Ｂに示すように水量が減少し、時間ｎ
に示すように１．５ｊｌ／分以下なり、その継続時間が
ｔ９秒間であったとすると、それに相当する電圧がＦ／
Ｖ変換回路７２から出力され、その出力信号に基づきス
イッチング回路７６が作動してハイレベルのスイッチン
グ信号を出力し、ガス燃焼式給湯器１は運転を停止する
。その後水量が多少変動しても、ハイレベルのスイッチ
ング信号を出力するための水量である２、５１７分より
増えない限り運転は停止されたままである。

以上のとおり本発明によれば、水量センサを備え、水量
に応じてその作動状態を制御する制御装置において、水
量センサに水流スイッチ機能を持たせて使用することが
できる。またその際にはチャタリングを発生することな
く安定して機器を作動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の水量検出回路を示す回路図、第２図
は本実施例のガス燃焼式給湯器を示す概略構成図、第３
図は本実施例の制御装置を示すブロック図である。第４
図は本実施例の作動を説明するためのタイムチャートで
ある。 図中、３６・・・水量センサ（水量検知手段）、６６・
・・水量検出回路（スイッチング手段）、７２・・・Ｆ
／Ｖ変換回路（Ｆ／Ｖ変換手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水流路を通過する水量に応じたパルス信号を発生す
   る水量検知手段と、 該水量検出手段による第１のパルス信号数で機器の作動
   を開始し、前記第１のパルス信号数より少ないパルス信
   号数を示す第２のパルス信号数で機器の作動を停止する
   スイッチング手段と からなる水流検知式始動装置。 ２）前記スイッチング手段は、前記水量検知手段の発生
   するパルス信号数に応じた出力電圧を発生するＦ／Ｖ変
   換手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の水流検知式始動装置。