JPH04113157A - ガス給湯器の能力多段切替における制御方法 - 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〕 この発明は、ガス給湯器の能力可変範囲を広げるために
、バーナーの燃焼本数を電磁弁の開閉により２段階以上
に分け、比例弁により湯温調節を行うものの制御方法に
関する。

［従来の技術］ 出湯温度制御において、設定温度と出湯温度の差により
燃焼量を加減し設定温度に出湯温度を漸近せしめるもの
、　また設定温度と結水温度及び出湯量から必要な燃焼
量を算出し出力するもの、いずれかにおいても前記外部
情報により算出される制御値と最終的に燃焼量として出
力される値とは、比例関係にあれば制御が容易である。

この場合制御値における最小〜最大は実際の燃焼量にＳ
＋プる最小〜最大に対応していなくてはならない。

ところで能力可変範囲確保を容易にする為燃焼するバー
ナーの本数を電磁弁の開閉により複数段に使い分ける最
近の給湯器においては各段各々カバーする能力範囲が異
なるにもかかわらず、それを具現すべき出力値（比例弁
電流値）はかなり重複する結果となる。

よって、制衝値に対して比例的に燃焼量を制御するには
、各段ごとに制御値を必要な燃焼量（比例弁電流値）に
換算する手段が必要である。

従来この換算手段としての一例を図１（ａｌに示す。図
１（ａ）は能力切替が２段の場合を示している０図１（
ａ）において、各段における能力範囲はバーナー及びそ
の燃焼部の基本性能により自ずと定まってしまう。

制御値は各段歯めた全能力範囲に比例的に対応するとす
れば、各段最小、最大能力に対応する点は、図１（ａ）
の制御値軸（Ｘ軸）上におのずと決定され、これをＸ座
標とする８　次に各段の最小、最大能力を実際に出力す
るには、出力値（比例電流値）をいかほどにする必要が
あるかについて出力値軸（Ｙ軸）上にその値をプロット
しＹ座標とする。各段の最小値、最大値のＸ、　　Ｙ座
標により、各々最小値、最大値を直線で結んだ一次式を
設定する。この式を換算式としである制御値の時、この
制御値に対応する能力（燃焼量）を得る為に出力値（比
例弁電流値）をいくらにすべきか算出することができる
。

図１（ａ）においで、今第１段にて炉焼し、制御値が次
第に上昇していく様子を仮定すると制御値より第１段換
算式にて出力値を算出しこれを比例弁に出力しながら運
転される。やがて第１段最大値まで到達すると、バーナ
ーを第２段へ切替えると同時に換算式も第２段用に変更
し制御値換算を続行する。第２段から第１段への切替も
逆の手順で行う。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例にあっては出力値たる
比例弁電流値とその比例弁電流により噴出するガス量（
燃焼量）とが比例関係にあることを前提とした制御方法
であるが、　実際には比例弁電流値と噴出ガス量（燃焼
量）は厳富な比例関係となりえない。これは純粋に比例
電磁弁の比例電流値に対する通過ガス量の特性が比例で
ないためである６　図１（ｂ）は図１（ａ）において、
前記比例弁の非比例特性に基づき、制御値に対して実際
に必要な出力値をグラフに表わした一例である。

図１（ｂ）ではグラフは上弦曲線となっているが、比例
弁の構造等により下弦曲線となる場合もある。この際、
各段の最小、最大値は正規値となるように設定さねてい
る為、この近辺となる制＠値にて運転される場合には、
誤差は少ないが最小〜最大の中間域ではもっとも誤差が
大きい状態となる。このことは、ある段の最大値及び最
小値から次段の対応点へ切替わった際にその地声の能力
誤差の為に切替わった瞬間に出湯温度の乱れを生じると
いう問題（その例として図１（ｂ）において今第１段に
て燃焼中とする。

制御値が次第に上昇していき第１段最大値（Ａ声、）に
達すると第２段へと切替わる。従来例ではこの時　Ａ′
声、へ移ることになる。　ところが第２段でＡ点と同燃
焼量となるのは　Ａ″声であり、これでは必要燃焼量よ
り高い出力値（比例弁電流値）を与λてしまう結果とな
り、能力段の切替の際燃焼量の過多によりオーバーシュ
ートを引き起こしてしまう］、　また設定温度、給水温
度、出湯量を検出し、必要熱量を算出し制御値として出
力し、　これを換算式に変換して１得られたガス噴出量
が、前記誤差により正しい値とならず、正確な出湯温度
を得られない、　という問題占があった。

［課題を解決するための手段］ この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので　図１（ａ）の第１段最大値がら第２段に切替え
る際、第２段換算式の同制御値上の点ではなく、を差を
補正した、制御値に対応した正しい燃焼量の得られるポ
イントへ移動することとし、　このポイントから第２段
の最小値　最大値を結ぶ２本の直線を設定する。同じく
第２段最小値から第１段へ切替える際も第１段の正しい
燃焼量となるポイントへ移動し、このポイントがら第１
段最小値、！Ｍ大値を結ぶ２本の直線を設定する。この
ように従来各段１本ずつの直線（−次式）にて換算を行
っていたものを各段２本の直線にて構成することにより
次段へ切替わる時に発生する出湯温度の変動除去、なら
びに必要熱量を算出しそれに応じた燃焼量を得ようとす
る時に生じる誤差の低減という上記問題、屯な解決する
ことを目的としている。

図１（Ｃ）はこの発明における具体例を示したものであ
る。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
２図は、この発明の一実施例を示す図である。

まず構造を説明すると、ガス回路上に元電磁弁■があっ
て、この元電磁弁■の下流側に比例弁■が接続している
。比例弁■の下流は２方向へ分岐し一方は第１段バーナ
ー■へ、他方は切替電磁弁■を経て第２段バーナー■へ
接続する。

水回路上には水流検出器または水量検出器■があって、
その下流に熱交換器■が接続する。

熱交換器■の出入口には温度検出器があり入口側に入水
温検出器■、出口側に出湯温検出器■が取付けられてい
る。

［作用］ 次に作用を説明する。

水回路に水が流れ始めると　水流検出器または水量検出
器がこれを検出し　充電Ｍｉ弁↓が開き比例弁■を駆動
させてガスを流し燃焼を開始する。以後出湯温度が設定
温度に一致するよ′）に　比例弁■に与λる電流値をコ
ントロールする。また必要能力に応じて切替１ｆ磁弁■
を開閉し、能力段の選択を行う。

３図は２図に示されたガス給湯器の湯温制御に関する概
念を示したものである。出湯温検出器■、入水温検出器
■　水量検出器■から得られたデータは制御値演算部に
て処理され制御値の算出を行う。算出された制御値は出
力値換算部に送られ、制御値に対応した能力が得られる
出力値に換算することを行い比例弁電流として出力する
。同時にその時の能力段に応じて切替電磁弁の開閉を行
う。

この制御値を出力値に換算する際に本発明が有効となり
、より正確な換算が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、　この発明によれば制御Ｉ値
を正確に燃焼量に変換できるようにしたため正確かつ変
動の少ない′Ｌａ　ｍ制御ができるという効果が得られ
る。

［他の実施例］ ４図はこの発明の他の実施例を示す図である。

４図では２図において第２段バーナー■にしか付けてい
なかった切替電磁弁■を第１段バーナー■側に設置し、
さらに第２段バーナー■には第２切替電磁弁［相］を設
置しである。第１段バーナー■は第２段バーナー■より
も燃焼量が小さくなるようにセットしておけば、切替電
磁弁■のみ開いて第１段バーナー■のみ燃焼した場合”
能力率”、第２切替電磁弁［相］のみ開いて第２段バー
ナー■のみ燃焼した場合“能力中゛、切替電磁弁■と第
２切替電磁弁［相］どちらも開いて、第１段バーナー■
と第２段バーナー■両方燃焼した場合”能力大”となり
能力３段切替とすることができる。

５図は４図におけるガス給湯器を燃焼させ湯温制御を行
う為の出力値換算式を表したものであ　る６ 能力が３段切替の場合においても　各段の最小、最大値
から次段へ切替わる際の対応沖を前段最小または最大値
と等しい能力が得られる値にとり、その壱を分岐中、と
して２本の直線を設定するという方法は同一である。た
だし、中間段においては、最小側、最大側双方に切替を
持つため、隣設からの対応屯が２つとなる。よって５区
のように３本の直線によって構成されることになるが、
手段は同じである。

また同じ方法で４段、　５段とさらに多段のバーナーを
持つものの換算も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１（ａ）図は、制御値を出力値に換算する従来例を示
したもの、第１１１図は制御値を出力値に換算する理想
的な例、第１（ｃ）図は、本発明による換算を示したも
の、第２図は本発明実施によるガス給湯器の構成例、第
３図は瀾温制街を行う概念を示したもの、第４図は他の
実施例としてのガス給湯器の構成、第５図は第４図に示
したガス給湯器における制御ｌ値−出力値変換の実施例
、第６図は従来例における能力段切暫時の出４温過渡特
性、第７図は第６区間条件下における発明実施後の一例
、第８図は従来例における換算手段不備による燃焼量ズ
レによって生じる出湯温度過渡特性の不具合、第９図は
第８７同条件下における本発明実施後の改善例である。 ■　元電磁弁 ■　比例弁 ■　切替電磁弁 ■　第１段バーナ ■　第２段バーナ ■　熱交換気 ■　水流検出器または水量検出器 ■　入水温検出器 ■　出湯温検出器 ［相］　第２切替電磁弁 第２図 ↓ ガス　　　水 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 切替り 時間 第８図 第９図 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱交換器と同熱交換器を加熱する複数本のバーナーと、
   同バーナーの燃焼を開、又は閉で制御する１個或いは複
   数のガス電磁弁と、同電磁弁の上流側にあって燃料を比
   例的に制御する電磁式ガス比例制御弁等より構成され、
   バーナーの燃焼量を前記ガス電磁弁により複数段に制御
   し、かつ、各段階の制御に前記比例制御弁による比例制
   御を加えた燃焼制御方式のガス給湯器にあって、某段か
   ら次段へ燃焼が移る際の次段対応点を、実燃焼に一致さ
   せるべく設定し、これを分岐点として大燃焼側と小燃焼
   側各々に、別個の換算式を使用したガス給湯器の制御方
   式。