JPH0159494B2 - - Google Patents
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- JPH0159494B2 JPH0159494B2 JP58250875A JP25087583A JPH0159494B2 JP H0159494 B2 JPH0159494 B2 JP H0159494B2 JP 58250875 A JP58250875 A JP 58250875A JP 25087583 A JP25087583 A JP 25087583A JP H0159494 B2 JPH0159494 B2 JP H0159494B2
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- Japan
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- temperature
- water
- hot water
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- burner
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/082—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/34—Signal processing; Details thereof with feedforward processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/19—Measuring temperature outlet temperature water heat-exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、瞬間湯沸器等の流通する水を加熱す
る方式の給湯機の湯温制御装置に関する。
る方式の給湯機の湯温制御装置に関する。
従来例の構成とその問題点
近年給湯機の湯温制御はフイードフオアード制
御の物が市場に出始めた。第１図はこの一例でガ
スバーナ１を流通する水を加熱する熱交換器２、
流通する水量を検出する水量センサ３、給水温度
センサ４、ガス流量を制御する燃料制御弁５およ
び温度設定器６により燃料制御弁５を制御する温
度制御器７とからなる。フイードフオアード制御
とは給湯負荷熱量を演算して供給熱量（バーナの
燃焼量）を制御し、給湯栓８から出る湯温を求め
る温度に保つものであり、第１図の場合給湯負荷
熱量をCp、給水量センサ３により検出する給水量
をQw、給水温センサ４からの温度信号をTw、温
度設定器６からの設定湯温をTsとすると温度制
御器７は下の式でCpを求める。
御の物が市場に出始めた。第１図はこの一例でガ
スバーナ１を流通する水を加熱する熱交換器２、
流通する水量を検出する水量センサ３、給水温度
センサ４、ガス流量を制御する燃料制御弁５およ
び温度設定器６により燃料制御弁５を制御する温
度制御器７とからなる。フイードフオアード制御
とは給湯負荷熱量を演算して供給熱量（バーナの
燃焼量）を制御し、給湯栓８から出る湯温を求め
る温度に保つものであり、第１図の場合給湯負荷
熱量をCp、給水量センサ３により検出する給水量
をQw、給水温センサ４からの温度信号をTw、温
度設定器６からの設定湯温をTsとすると温度制
御器７は下の式でCpを求める。
Cp＝（Ts−Tw）・Qw（Kcal／ｈ）
またCpとガスの燃焼量Ciが等しくなるようにガ
ス流量Qgを算出し制御弁５を駆動する。この手
段では熱交換器２の出口の湯温のみを検出してガ
ス流量を制御するフイードバツク制御に比べて設
定温度の変化や給湯量の変化、給水温度の変化が
あると予め負荷を演算して燃焼量を制御するため
に湯温の変動が少なく安定した給湯が得られると
いう利点を有する。しかし現在給湯機に応用可能
な安価で信頼性の高い給水量センサ３は第２図に
示すような構成によるものが多く、水量により回
転する水車９の一部に設けた永久磁石の動きを磁
石センサ１１により電気パルスに変換し、このパ
ルス幅により水量Qwを求める構成であるため、
特に低流量域ではパルス幅が0.5〜１秒となるた
めこの間は温度制御器７は給水量を求められない
という欠点を有する。このことは例えばある給水
量に給湯していて給湯栓を絞り、給水量を減少し
た時に水量センサ３がパルス幅をカウントするま
での時間は水量が確定できなくなり、その間は減
少する前の燃焼量を保つため高温の湯が出て火傷
の危険があるという問題点を有していた。（第３
図参照） 発明の目的 本発明は以上のような従来の問題点を解決して
給水量を減少しても高温の湯の出ないような構成
とし安全で安定な給湯栓を提供することを目的と
する。
ス流量Qgを算出し制御弁５を駆動する。この手
段では熱交換器２の出口の湯温のみを検出してガ
ス流量を制御するフイードバツク制御に比べて設
定温度の変化や給湯量の変化、給水温度の変化が
あると予め負荷を演算して燃焼量を制御するため
に湯温の変動が少なく安定した給湯が得られると
いう利点を有する。しかし現在給湯機に応用可能
な安価で信頼性の高い給水量センサ３は第２図に
示すような構成によるものが多く、水量により回
転する水車９の一部に設けた永久磁石の動きを磁
石センサ１１により電気パルスに変換し、このパ
ルス幅により水量Qwを求める構成であるため、
特に低流量域ではパルス幅が0.5〜１秒となるた
めこの間は温度制御器７は給水量を求められない
という欠点を有する。このことは例えばある給水
量に給湯していて給湯栓を絞り、給水量を減少し
た時に水量センサ３がパルス幅をカウントするま
での時間は水量が確定できなくなり、その間は減
少する前の燃焼量を保つため高温の湯が出て火傷
の危険があるという問題点を有していた。（第３
図参照） 発明の目的 本発明は以上のような従来の問題点を解決して
給水量を減少しても高温の湯の出ないような構成
とし安全で安定な給湯栓を提供することを目的と
する。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、温度制御
器にフイードフオアード制御部とフイードバツク
制御部の両制御方式により燃料制御弁を制御する
と共に湯温センサの湯温信号の変化率が湯温が上
昇方向に予め定められた値以上発生したときにこ
れを検出してバーナを強制的に最少燃焼量とする
信号を出力する湯温安全部を設けた構成としたも
のである。この構成により給水流量の変化や給水
温度が急激に変化して湯温が過渡的に上昇するこ
とを防ぎ火傷の危険をなくする作用を有する。
器にフイードフオアード制御部とフイードバツク
制御部の両制御方式により燃料制御弁を制御する
と共に湯温センサの湯温信号の変化率が湯温が上
昇方向に予め定められた値以上発生したときにこ
れを検出してバーナを強制的に最少燃焼量とする
信号を出力する湯温安全部を設けた構成としたも
のである。この構成により給水流量の変化や給水
温度が急激に変化して湯温が過渡的に上昇するこ
とを防ぎ火傷の危険をなくする作用を有する。
実施例の説明
以下本発明の実施例を第４図から第５図を用い
て説明する。
て説明する。
第４図で第１図と同一部品は同一記号を示す。
温度制御器７はフイードフオアード制御部１２と
フイードバツク制御部１３、湯温安全部１４およ
び弁駆動回路１５とからなる。フイードフオアー
ド制御部１２は第１図で説明したように減算器１
６と乗算器１７とからなり給湯負荷Cpと演算し、
弁駆動回路１５に信号を出力する。フイードバツ
ク制御部１３は給湯出口の湯温センサ１８からの
湯温信号Ｔ。温度設定器６からの設定温度Tsと
を比較し、その差に応じた信号を弁駆動回路１５
へ出力する。また湯温安全部１４では、湯温セン
サ１８の信号を微分検知回路１９で湯温の変化量
を求め、この値が予め定められた値以上上昇した
ことを検出する比較部２０を有し、この信号によ
りフイードフオアード制御部１２およびフイード
バツク制御部１３の出力には関係なくバーナ１を
最少燃焼量とする信号を弁駆動回路１５へ出力す
る。
温度制御器７はフイードフオアード制御部１２と
フイードバツク制御部１３、湯温安全部１４およ
び弁駆動回路１５とからなる。フイードフオアー
ド制御部１２は第１図で説明したように減算器１
６と乗算器１７とからなり給湯負荷Cpと演算し、
弁駆動回路１５に信号を出力する。フイードバツ
ク制御部１３は給湯出口の湯温センサ１８からの
湯温信号Ｔ。温度設定器６からの設定温度Tsと
を比較し、その差に応じた信号を弁駆動回路１５
へ出力する。また湯温安全部１４では、湯温セン
サ１８の信号を微分検知回路１９で湯温の変化量
を求め、この値が予め定められた値以上上昇した
ことを検出する比較部２０を有し、この信号によ
りフイードフオアード制御部１２およびフイード
バツク制御部１３の出力には関係なくバーナ１を
最少燃焼量とする信号を弁駆動回路１５へ出力す
る。
弁駆動回路１４は、フイードフオアード制御部
１２およびフイードバツク制御部の信号を適当な
割合で加算して燃料制御弁５を制御する信号Qg
を出力する。
１２およびフイードバツク制御部の信号を適当な
割合で加算して燃料制御弁５を制御する信号Qg
を出力する。
第５図に湯温安全部１４の動作を説明する。第
５図では給水量Qwが減少した場合の例を示す。
湯温安全部１４の働きにより温度上昇はなくなり
火傷の危険性をなくしている。
５図では給水量Qwが減少した場合の例を示す。
湯温安全部１４の働きにより温度上昇はなくなり
火傷の危険性をなくしている。
本発明明細書では湯温安全部１４に微分検知回
路１９を使用した例で説明しているが、湯温セン
サTpと温度設定器６の差を演算し、これがある
値以上上昇したときに動作させる手段であつても
同等の効果が得られる。また湯温安全部１４の動
作によりバーナ１の最少燃焼量に保つ時間を定め
るタイマ回路を設けてもよい。湯温センサの温度
Tpが低下する方向に動作した時は火傷の危険性
がないため湯温安全部は動作する必要はない。
路１９を使用した例で説明しているが、湯温セン
サTpと温度設定器６の差を演算し、これがある
値以上上昇したときに動作させる手段であつても
同等の効果が得られる。また湯温安全部１４の動
作によりバーナ１の最少燃焼量に保つ時間を定め
るタイマ回路を設けてもよい。湯温センサの温度
Tpが低下する方向に動作した時は火傷の危険性
がないため湯温安全部は動作する必要はない。
温度制御器７は電子回路で構成してもよく、ま
たマイクロコンピユータ等のプログラムで構成し
てもよい。
たマイクロコンピユータ等のプログラムで構成し
てもよい。
発明の効果
以上説明したように本発明の給湯機の温度制御
装置は下のような効果を有する。
装置は下のような効果を有する。
(1) フイードフオアード制御と、フイードバツク
制御を組合せて制御するため、フイードバツク
制御の欠点である外乱等の影響の検知遅れをフ
イードフオアード制御で補い、フイードフオア
ード制御の欠点である演算誤差をフイードバツ
ク制御で補い合うため、給湯特性が非常に良好
となり湯温変動が少なく求める湯温が得られ
る。
制御を組合せて制御するため、フイードバツク
制御の欠点である外乱等の影響の検知遅れをフ
イードフオアード制御で補い、フイードフオア
ード制御の欠点である演算誤差をフイードバツ
ク制御で補い合うため、給湯特性が非常に良好
となり湯温変動が少なく求める湯温が得られ
る。
(2) 特に湯温安全部を設けて、湯温の上昇方向の
外乱が発生した場合には、微分検知回路で一定
以上の温度上昇量を検出すると燃焼量を最少に
する構成としているために、水量センサの遅れ
時間に無関係に瞬時に火力を絞れる。このため
に過度の湯温上昇を防止し、湯を直接浴びるシ
ヤワーにも安心して快適に使用できる。
外乱が発生した場合には、微分検知回路で一定
以上の温度上昇量を検出すると燃焼量を最少に
する構成としているために、水量センサの遅れ
時間に無関係に瞬時に火力を絞れる。このため
に過度の湯温上昇を防止し、湯を直接浴びるシ
ヤワーにも安心して快適に使用できる。
第１図は従来のフイードフオアード制御式給湯
機の動作説明図、第２図は給水量センサの一例を
示す構成図、第３図ａ，ｂ，ｃ、は従来の給湯過
渡特性を示すタイミング図、第４図は本発明の一
実施例を示す給湯機の動作説明ブロツク図、第５
図ａ，ｂ，ｃ、はその給湯過渡特性を示すタイミ
ング図である。 １……バーナ、３……水量センサ、４……給水
温センサ、５……燃料制御弁、６……温度設定
器、７……温度制御器、１２……フイードフオア
ード制御部、１３……フイードバツク制御部、１
４……湯温安全部、１５……弁駆動回路、１８…
…湯温センサ、１９……微分検知回路。
機の動作説明図、第２図は給水量センサの一例を
示す構成図、第３図ａ，ｂ，ｃ、は従来の給湯過
渡特性を示すタイミング図、第４図は本発明の一
実施例を示す給湯機の動作説明ブロツク図、第５
図ａ，ｂ，ｃ、はその給湯過渡特性を示すタイミ
ング図である。 １……バーナ、３……水量センサ、４……給水
温センサ、５……燃料制御弁、６……温度設定
器、７……温度制御器、１２……フイードフオア
ード制御部、１３……フイードバツク制御部、１
４……湯温安全部、１５……弁駆動回路、１８…
…湯温センサ、１９……微分検知回路。
Claims (1)
- １ 流通する水を加熱するバーナと、前記バーナ
への燃料供給量を最大燃焼からバーナが安全に燃
焼する最少燃焼量までの範囲で制御する燃料制御
弁と、前記水の流通量を検出する水量センサと、
前記水温を検出する給水温センサと、加熱された
湯温を検出する湯温センサと、前記水量センサ、
給水温センサ、および湯温センサにより給湯温度
が予め設定された湯温設定器の設定温度となるよ
うに前記燃料制御弁を駆動制御する温度制御器を
有し、前記温度制御器は、設定温度と給水温度の
差に給水量を乗じて供給燃料の量を演算するフイ
ードフオアード制御部と、湯温が設定温度と一致
するように燃料を制御するフイードバツク制御部
と、湯温センサの温度傾斜を検出する微分検知回
路により温度が上昇する方向に予め定められた値
以上変化した時にこれを検出してバーナの最少燃
焼量となる信号を出力する湯温安全部と、これら
の信号により燃料制御弁を駆動する弁駆動回路と
からなる給湯機の湯温制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250875A JPS60142115A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 給湯機の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250875A JPS60142115A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 給湯機の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142115A JPS60142115A (ja) | 1985-07-27 |
| JPH0159494B2 true JPH0159494B2 (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=17214306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58250875A Granted JPS60142115A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 給湯機の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60142115A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5733748A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-23 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Temperature control system for hot water heater |
| JPS58173314A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-12 | Noritsu Co Ltd | 加熱装置 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58250875A patent/JPS60142115A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5733748A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-23 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Temperature control system for hot water heater |
| JPS58173314A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-12 | Noritsu Co Ltd | 加熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60142115A (ja) | 1985-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |