JPH02130311A - 給湯器の燃焼制御装置 - 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、複数のバーナを備えた給湯器に関し、特に必
要給湯量に応じて使用するバーナ数の変更および燃料供
給量の調節をする燃焼制御装置に関する。

［従来の技術］ 給湯器では、大給湯量に対応し、かつ、小給湯量にも対
応できるようにするために、例えば燃料供給量の調節を
する制御弁の下流で燃料管を分岐させて２器のバーナを
設けるとともに、一方のバーナへの燃料管中には電磁弁
を設けて、使用状態に応じて電磁弁を開閉させてバーナ
の使用数を変更している。こうした給湯器では、バーナ
数の切り替え時には制御弁の下流側の負荷が変わるため
、例えば実公昭６３−３００３１号公報に記載された考
案のように、切り替え時には制御弁の開度も同時に変更
するようにしている。

この考案では、第６図に示すように、バーナ数の切り替
え時に、燃料ガスの供給量が変化しないように、制御弁
の開度が変更され、燃焼量が変化しないようにしている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、ガス給湯器全体では、各バーナによる熱交換器
への加熱状態および燃焼室内の負荷状態は、使用される
バーナ数によって変化するため、バーナの使用数によっ
て熱効率が変化する。従って、上記の考案のとおりバー
ナ数の切り替え時に燃焼量が変化しないように制御弁の
開度を変更しても、熱効率の変化に伴って出湯温度はバ
ーナ数に応じて変化してしまい、切り替え後の出湯温度
が安定しないという問題がある。

本発明は、複数バーナを使用した給湯器において、使用
されるバーナ数が切り替えられても出湯温度が不安定に
ならないように燃焼量を制御する燃焼制御装置を提供す
ることを目的とする。

［，２題を解決するための手段］ 本発明は、熱交換器を通過する水を加熱するための複数
のバーナを備え、燃料供給量を調節するための制御弁の
下流で燃料管を分岐させて前記複数のバーナへ燃料をそ
れぞれ供給するとともに、分岐した燃料管に燃料供給を
停止するための電磁弁を設け、該電磁弁を必要給湯量に
応じて開閉して前記複数のバーナの使用数を切り替える
とともに、前記電磁弁の開閉時に前記制御弁の開度を変
更する給湯器の燃焼制御装置において、前記制御弁は、
前記複数のバーナの使用数に応じて３亥使用数における
熱効率に基づいて制御されるとともに、前記電磁弁の開
閉時には前記熱効率に基づく関係で開度が変更されるこ
とを技術的手段とする。

［作用および発明の効果〕 本発明では、燃料供給量を調節するための制御弁は、複
数のバーナの使用数に応じてその使用数における熱効率
に基づいて制御されるとともに、電磁弁の開閉時による
バーナ数の切り替え時には、熱効率に基づく関係で開度
が変更される。

従って、バーナ数の切り替え後も水に対して同じ加熱量
を与えることができ、バーナ数の切り替えに伴う熱効率
の変化によって号数が変化することがない、（１号は１
分間に１９の水を２５℃温度士、昇する能力をいう。）
この結果、切り替えによって出湯温度が不安定になるこ
とがなく、安定した出湯温度を得ることができる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第２図に示すガス給湯器は、燃焼器１０、ガス管２０、
水管３０、制御装置４０、コントローラ５０からなる。

燃焼器１０は、給湯器ケース１内に複数のバーナを２列
に配した２連のバーナ群１１を備え、燃焼用空気は給湯
器ケース１の下方に設けられた送風機１２によって供給
される。

バーナ群１１の下方には、燃料ガスを各バーナ群１１へ
それぞれ供給するために２本のノズル管１３が設けられ
、噴出口からバーナ群１１の各連に対応して燃料ガスを
噴出する。

バーナ群１１の上方には、点火用のスパーカ１４、着火
検知のためのフレームロッド１５、炎温度検知のための
サーモカップル１６が備えられている。

２本のノズル管１３には、燃料供給源から供給される燃
料ガスがガス管２０によって供給され、ガス管２０には
、上流側から元電磁弁２１、主電磁弁２２、ガバナ比例
弁２３が設けられ、ガス管２０はガバナ比例弁２３の下
流で分岐して、各ノズル管１３へそれぞれ燃料ガスを導
く。

分岐した一方のガス管２０ａには、バーナ群１１うちの
１連の燃焼を停止するために、バーナ数切替用の電磁弁
２４が設けられている。

木管３０は、水源と接続された供給管３１と給湯口へ水
を導く給湯管３１ａとの間に、熱交換器３２とバイパス
管３２ａとが並列に設けられ、熱交換器３２は給湯器ケ
ース１内の」・、方に配置され、熱交換器３２内を通過
する水はバーナ群１１により加熱され、バイパス管３２
ａは給湯器ケース１外に配されて、加熱されない水をそ
のまま給湯管３１ａへ導く。

熱交換器３２とバイパス管３２ａとの合流部には、熱交
換器３２とバイパス管３２ａとの混合水量の割合を調節
するバイパス弁３３が設けられている。

供給管３１には、流入水量を調節する水量制御弁３４、
流入水量を検知する水量センサ３５、流入水の温度を検
知する入水温サーミスタ３６が上流側より順に設けられ
、熱交換器３２の下流には加熱された水の温度を検知す
る熱交換サーミスタ３７が、さらに給湯管３１ａには出
湯温サーミスタ３８がそれぞれ設けられいる。

以上の構成からなるガス給湯器は、制御部Ｗ４０によっ
て燃焼量および水量が制御され、燃焼ガスは排気口２か
ら外部へ排出される。

制御装置４０は、マイクロコンピュータを中心とするも
ので、第１図に示すとおり、点火制御部４１、温調制御
部４２、燃焼制御部４３、水量制御部４４の各機能部か
らなる。

点火制御部４１は、水量センサ３５により通水が検知さ
れると、スパーカ１４を作動さぜるとともに、各電磁弁
２１．２２を開状態にして点火を行い、フレームロッド
１５によって着火検知を行う。

温調制御部４２は、熱交換器３２が水を加熱するために
必要加熱量（号数）を、コントローラ５０による設定温
度、水量センサ３５および各サーミスタからの検知信号
に基づいて決定する。

燃焼制御部４３は、温調制御部４２で決定された必要加
熱量（号数）に応じて使用するバーナ群１１の数を決定
して電磁弁２４を開閉制御し、電磁弁２４の制御状態に
応じて燃焼器１０の燃焼量を決定して、送風機１２およ
びガバナ比例弁２３を制御する。

ここでは、燃焼が行われるバーナ群１１の数が変化する
ことに伴って給湯器全体の熱効率が変化することから、
使用されるバーナ群１１の数にそれぞれ対応してあらか
じめ求められた熱効率に基づいて、燃焼器１０の燃焼量
が決定され、バーナ群１１の１連のみで加熱する場合（
以下「第１燃焼」とする）と、２連で加熱する場合（以
下「第２燃焼」とする）とでは、同じ必要加熱量（号数
）に対する燃焼器１０の燃焼量が異なって決定される。

送風機１２は、決定された燃焼量に応じてガバナ比例弁
２３の制御に先行して印加電圧が制御され、ガバナ比例
弁２３は検出される送風機１２の回転数に基づいて、第
１燃焼および第２燃焼におけるそれぞれ所定の電流値特
性で通電され、通電電流に応じた開度を呈する。

この実施例では、第２燃焼は第１燃焼より熱効率が低下
し、第１燃焼および第２燃焼における必要加熱量（号数
）に対する各燃焼量特性は、第３図の実線Ａおよび実線
Ｂにそれぞれ示すとおり、同じ必要加熱量（号数）に対
する燃焼量は、第２燃焼の方が多くなる。

従って、第１燃焼および第２燃焼における決定燃焼量に
対するガバナ比例弁２３の開度特性を、第４図の実線Ｃ
および実線りにそれぞれ示すと、必要加熱１ｔＱａのと
き第１燃焼から第２燃焼へ切り替えられる場合には、必
要加熱量Ｑａに対して第１燃焼におけるガバナ比例弁２
３の開度θ１１ａＸは、第２燃焼では開度θ２ｍに変更
され、このときの燃焼量は、燃焼量ａ１から燃焼量ａ２
へ変化する（ａｔ　＜ａ２）。

逆に必要加熱ＪｉＱｂのとき第２燃焼から第１燃焼へ切
り替えられる場合には、必要加熱ｔＱｂに対して第２燃
焼におけるガバナ比例弁２３の開度θ２１ｎは、第１燃
焼では開度θ、ｎに変更され、このときの燃焼量は、燃
焼量ｂ２から燃焼量す。

へ変化する（ｂｚ　＞ｂｓ　）− この結果、ガバナ比例弁２３はバーナ群１１の各使用数
における熱効率に基づいた関係で変更されることになる
ため、第１燃焼および第２燃焼における必要加熱量（号
数）に対するガバナ比例弁２３の開度特性は、第５図の
実線Ｅおよび実線Ｆにそれぞれ示すとおり、バーナ群１
１の使用数が変更されても、各切り替え時には使用数に
関係なく同じ号数Ｍ、号数Ｎをそれぞれ示す。

水量制御部４４は、入水温度に基づいてバイパス弁３３
および水量制御弁３４の開度を調節し、加熱能力以上の
水量が熱交換器３２内へ流入するのを制限する。

以上の構成からなる本実施例のガス給湯器は、次のとお
り作動する。

使用者がコントローラ５０を繰作して、出湯温度を設定
し、図示しない給湯栓を繰作すると、供給管３１から゛
供給される水は、水量制御弁３４、水量センサ３５を通
過して、熱交換器３２およびバイパス管３２ａへ流入し
、バイパス弁３３でそれぞれの流出量が調節されて、給
湯管３１ａを介して図示しない給湯口から流出する。

供給管３１内の水の通過が水量センサ３５で検知される
と、送風８１１２に所定の緩点火電圧が印加され、緩点
火回転数で回転を開始する。

また、水量センサ３５からの信号に基づいて点火制御部
４１によって点火制御が開始され、スパーカ１４に火花
放電が行われる。さらに元電磁弁２１と主電磁弁２２が
開状態にされ、ガバナ比例弁２３が所定の緩点火電流で
通電されると、燃料ガスは各ノズル管１３から噴出して
燃焼用空気と混合され、スパーカ１４によって点火され
る。

着火がフレームロッド１５によって検知され、一定時間
が経過すると、温調制御部４２において必要加熱量が決
定され、それに基づいて燃焼制御部４３が制御される。

燃焼制御部４３では、温調制御部４２の必要加熱量に応
じて電磁弁２４を開閉制御するとともに、燃焼器１０の
燃焼量を決定して、送風機１２およびガバナ比例弁２３
を制御する。

使用中に給湯量の増大等によって必要加熱量が変化して
、バーナ群１１の使用数が変更される場合には、電磁弁
２４が切り替えられるとともに、ガバナ比例弁２３の開
度も同時に変更される。

このとき、ガバナ比例弁２３の開度は、バーナ群１１数
の切り替え後の熱効率に応じた関係で切り替えられるた
め、熱交換器３２を通過する水への実質的な加熱温度は
変化しないため、切り替え後に出湯温度が変化すること
がなく、安定した給湯を行うことができる。

以上のとおり、本発明によれば、複数のバーナを備え、
使用されるバーナ数が切り替えられる給湯器において、
バーナ数の切り替え前と切り替え後の加熱量が変化しな
いため、出湯温度が不安定になることがなく、安定した
給湯を行うことができる。

本実施例では、バーナ数が増えるときに熱効率が低下す
る場合について示したが、熱効率が」−昇する場合にも
、同様に出湯温度を安定させることができる３ 本実施例では、ガス燃焼式の給湯器について述べたが、
石油等の他の燃料の場合にも同様に安定した給湯を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス給湯器の制御装置の
機能的構成を示すブロック図、第２図は本実施例のガス
給湯器の概略を示す構成図、第３図は本実施例の第１燃
焼および第２燃焼における必要加熱量に対する各燃焼量
特性を示す特性図、第４図は本実施例の第１燃焼と第２
燃焼との切り替え時における燃焼量変化に対するガバナ
比例弁の開度特性を示す特性図、第５図は本実施例の第
１燃焼および第２燃焼における必要加熱量に対するガバ
ナ比例弁の開度特性を示す特性図、第６図は従来例にお
ける燃焼量に対する制御弁の開度特性を示す特性図であ
る９ 図中、２３・・・ガバナ比例弁（制御弁）、２４・・・
電磁弁、４０・・・制御装置（燃焼制御装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱交換器を通過する水を加熱するための複数のバー
   ナを備え、燃料供給量を調節するための制御弁の下流で
   燃料管を分岐させて前記複数のバーナへ燃料をそれぞれ
   供給するとともに、分岐した燃料管に燃料供給を停止す
   るための電磁弁を設け、該電磁弁を必要給湯量に応じて
   開閉して前記複数のバーナの使用数を切り替えるととも
   に、前記電磁弁の開閉時に前記制御弁の開度を変更する
   給湯器の燃焼制御装置において、 前記制御弁は、前記複数のバーナの使用数に応じて該使
   用数における熱効率に基づいて制御されるとともに、前
   記電磁弁の開閉時には前記熱効率に基づく関係で開度が
   変更されることを特徴とする給湯器の燃焼制御装置。