JPH058330B2 - - Google Patents
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- JPH058330B2 JPH058330B2 JP59092211A JP9221184A JPH058330B2 JP H058330 B2 JPH058330 B2 JP H058330B2 JP 59092211 A JP59092211 A JP 59092211A JP 9221184 A JP9221184 A JP 9221184A JP H058330 B2 JPH058330 B2 JP H058330B2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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
- F23N2223/36—PID signal processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23N2235/12—Fuel valves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は被加熱体の流量に応じて燃焼量を自動
的に調節し一定の出口温度を得る、例えばガス瞬
間給湯器に用いられる燃焼制御装置に関するもの
である。
的に調節し一定の出口温度を得る、例えばガス瞬
間給湯器に用いられる燃焼制御装置に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点
ガス瞬間給湯器において、熱交換器に入る水量
を検出し、設定温度と水温と水量により必要熱量
を演算して燃焼量を調節する方法は公知である。
第１図においてバーナ１と熱交換器２と水量検出
器３と熱交換器入口の入水温度検出器４と熱交換
器出口の出湯温度検出器５と、ガス通路の比例制
御弁６と温度設定器７とを有し、温度設定器７と
入水温検出器４とにより温度上昇演算回路８で必
要温度上昇を求め、水量検出回路９の出力とを熱
量演算回路１０で乗算して必要熱量を求め、一方
出湯温検出器５と温度設定器７とにより温度誤差
検出回路１１で出湯温誤差を求め、PID演算回路
１２を経て熱量演算回路１０の出力と加算され、
比例弁駆動回路１３により比例制御弁６を駆動す
る様構成される。この構成において、熱量演算回
路１０により必要熱量が求められ、比例制御弁６
を調節して比加熱体に必要な熱量を与え、設定温
度の湯が得られる訳であるが、水量検出器３、入
水温検出器４、比例制御弁６等の誤差、バラツキ
あるいは回路の設定誤差等により出湯温の誤差を
生じるため、出湯温度検出器５の信号をPID演算
回路１２を経てフイードバツクし特にその積分要
素により出湯温度の定常的な誤差を無くする様に
作用する。
を検出し、設定温度と水温と水量により必要熱量
を演算して燃焼量を調節する方法は公知である。
第１図においてバーナ１と熱交換器２と水量検出
器３と熱交換器入口の入水温度検出器４と熱交換
器出口の出湯温度検出器５と、ガス通路の比例制
御弁６と温度設定器７とを有し、温度設定器７と
入水温検出器４とにより温度上昇演算回路８で必
要温度上昇を求め、水量検出回路９の出力とを熱
量演算回路１０で乗算して必要熱量を求め、一方
出湯温検出器５と温度設定器７とにより温度誤差
検出回路１１で出湯温誤差を求め、PID演算回路
１２を経て熱量演算回路１０の出力と加算され、
比例弁駆動回路１３により比例制御弁６を駆動す
る様構成される。この構成において、熱量演算回
路１０により必要熱量が求められ、比例制御弁６
を調節して比加熱体に必要な熱量を与え、設定温
度の湯が得られる訳であるが、水量検出器３、入
水温検出器４、比例制御弁６等の誤差、バラツキ
あるいは回路の設定誤差等により出湯温の誤差を
生じるため、出湯温度検出器５の信号をPID演算
回路１２を経てフイードバツクし特にその積分要
素により出湯温度の定常的な誤差を無くする様に
作用する。
この方式は、水量変更時あるいは設定温度変更
時の出湯温度の過渡的な変動を抑えることを目的
とするものであるが、前述の様に出湯温の安定化
はPID演算回路によるフイードバツク制御により
決定されるため、その性能には限界があつた。こ
の性能を向上させるためには、各検出器の検出精
度を高めることが必要であるが、経済性・生産性
の面で問題となり、特に家庭用給湯器に適用する
には限界があつた。
時の出湯温度の過渡的な変動を抑えることを目的
とするものであるが、前述の様に出湯温の安定化
はPID演算回路によるフイードバツク制御により
決定されるため、その性能には限界があつた。こ
の性能を向上させるためには、各検出器の検出精
度を高めることが必要であるが、経済性・生産性
の面で問題となり、特に家庭用給湯器に適用する
には限界があつた。
発明の目的
本発明は上記従来例の問題点の解消をはかるも
ので、過渡時の湯温の安定性を向上し、かつそれ
を経済的に実現しようとするものである。
ので、過渡時の湯温の安定性を向上し、かつそれ
を経済的に実現しようとするものである。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明は定常的な
出湯温度の設定温度に対する一致を検出する温度
一致検出回路と、水量検出器、入水温検出器およ
び温度設定器との３信号より熱量演算回路で求め
た必要熱量信号と、出湯温検出器よりPID演算回
路を経たフイードバツク信号と前記必要熱量信号
とを加算した比例弁駆動信号との比を求め前記温
度一致検出回路の出力タイミングに同期して記憶
する補正係数記憶回路とを設け、前記熱量演算回
路は前記補正係数記憶回路の信号によりその乗算
係数を補正する様に構成したものである。
出湯温度の設定温度に対する一致を検出する温度
一致検出回路と、水量検出器、入水温検出器およ
び温度設定器との３信号より熱量演算回路で求め
た必要熱量信号と、出湯温検出器よりPID演算回
路を経たフイードバツク信号と前記必要熱量信号
とを加算した比例弁駆動信号との比を求め前記温
度一致検出回路の出力タイミングに同期して記憶
する補正係数記憶回路とを設け、前記熱量演算回
路は前記補正係数記憶回路の信号によりその乗算
係数を補正する様に構成したものである。
この構成により、機器の実運転状態における水
量検出器、入水温検出器、温度設定器らの信号に
対する必要な燃焼量の関係が記憶され、以後熱量
演算回路で求められる信号のみで正確な出湯温度
が得られるように作用する。
量検出器、入水温検出器、温度設定器らの信号に
対する必要な燃焼量の関係が記憶され、以後熱量
演算回路で求められる信号のみで正確な出湯温度
が得られるように作用する。
実施例の説明
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図中第１図と同一部品は同一番号を付した。
る。図中第１図と同一部品は同一番号を付した。
第２図において、バーナ１により加熱される熱
交換器２の入口には水量検出器３及び入水温検出
器４が、また出口には出湯温検出器５が設けられ
る。バーナ１に至るガス通路には比例制御弁６が
設けられる。水量検出器３の信号は水量検出回路
９に導かれ、一方入水温検出器４の信号は温度設
定器７の信号と温度上昇演算回路８でその温度差
信号が求められ、さらに熱量演算回路１０で水量
検出回路９の出力信号と乗算演算される。出湯温
検出器５の信号は温度設定器７の信号と温度誤差
検出回路１１に導かれさらにPID演算回路を経て
熱量演算回路１０の出力信号と加算され比例弁駆
動回路１３に導かれ、その出力で比例制御弁６が
駆動される。温度一致検出回路１４には熱量演算
回路１０の出力信号及び温度誤差検出回路１１の
出力信号が入力される。温度補正係数記憶回路１
５には熱量演算回路１０の出力信号と、比例弁駆
動回路１３の入力端子の信号と温度一致検出回路
の出力信号が接続され、その出力信号は熱量演算
回路及びPID演算回路１２の積分リセツト部に接
続される。
交換器２の入口には水量検出器３及び入水温検出
器４が、また出口には出湯温検出器５が設けられ
る。バーナ１に至るガス通路には比例制御弁６が
設けられる。水量検出器３の信号は水量検出回路
９に導かれ、一方入水温検出器４の信号は温度設
定器７の信号と温度上昇演算回路８でその温度差
信号が求められ、さらに熱量演算回路１０で水量
検出回路９の出力信号と乗算演算される。出湯温
検出器５の信号は温度設定器７の信号と温度誤差
検出回路１１に導かれさらにPID演算回路を経て
熱量演算回路１０の出力信号と加算され比例弁駆
動回路１３に導かれ、その出力で比例制御弁６が
駆動される。温度一致検出回路１４には熱量演算
回路１０の出力信号及び温度誤差検出回路１１の
出力信号が入力される。温度補正係数記憶回路１
５には熱量演算回路１０の出力信号と、比例弁駆
動回路１３の入力端子の信号と温度一致検出回路
の出力信号が接続され、その出力信号は熱量演算
回路及びPID演算回路１２の積分リセツト部に接
続される。
上記構成において、熱量演算回路の特性は第３
図ａに設定される。これは標準的な流量検出器
３、入水温検出器４及び比例制御弁６の特性をも
とに設定される。しかしこれらには各部品のばら
つきあるいは経時変化等があり、（水量信号×温
度上昇信号）の値に対する実際に必要な熱量の関
係は同図ｂとなつている。いま、ある設定温度、
水量で機器が運転されると熱量演算回路１０は、
予め設定された係数k1により必要熱量Ｈを計算
し比例弁駆動回路に与える。
図ａに設定される。これは標準的な流量検出器
３、入水温検出器４及び比例制御弁６の特性をも
とに設定される。しかしこれらには各部品のばら
つきあるいは経時変化等があり、（水量信号×温
度上昇信号）の値に対する実際に必要な熱量の関
係は同図ｂとなつている。いま、ある設定温度、
水量で機器が運転されると熱量演算回路１０は、
予め設定された係数k1により必要熱量Ｈを計算
し比例弁駆動回路に与える。
Ｈ＝k1×Ｑ×△Ｔ−(1) Ｑ：水量信号
△Ｔ：温度上昇信号
第３図ｃ点の出力により燃焼量が調節されるが実
際に必要な熱量に致らないため、温度誤差検出回
路１１が温度誤差信号を発生しPID演算回路の積
分値が加算され第３図ｄ点まで比例弁駆動回路１
３の入力信号は変化して温度は安定する。温度一
致回路１４は熱量演算回路１０の出力信号が一定
幅以上変化したのち、温度誤差検出回路１１の出
力信号が零となつて一定時間継続したことで温度
の一致を検出することができる。補正係数検出回
路１５は温度一致信号のタイミングで k2＝（比例弁駆動回路１３の入力信号÷熱量
演算回路１０の出力信号） なる補正係数k2を算出し記憶する。補正係数k2
は熱量演算回路１０に導かれ H′＝（k1×k2）×Ｑ×△Ｔ −(2) H′：補正後の必要熱量 の演算式に基いて以後の演算を行なう。すなわち
第３図ｄ点を通る直線となり同図ｂ特性に一致す
ることになる。補正係数記憶回路の記憶動作にあ
わせてPID演算回路１２の積分リセツト回路によ
り積分値をリセツトして、熱量演算回路１０の出
力のみで第３図ｄ点の出力を得る。以後、水量あ
るいは設定温度を変更すると式(2)で熱量演算が行
なわれ第３図ｅ点の出力信号が得られ、温度誤差
検出器１１、PID演算回路１２を使用することな
く出湯温度は安定する。これにより水量変更ある
いは設定温度変更時の過渡温度変動の値が小さく
かつ安定時間も短くなるという効果がある。
際に必要な熱量に致らないため、温度誤差検出回
路１１が温度誤差信号を発生しPID演算回路の積
分値が加算され第３図ｄ点まで比例弁駆動回路１
３の入力信号は変化して温度は安定する。温度一
致回路１４は熱量演算回路１０の出力信号が一定
幅以上変化したのち、温度誤差検出回路１１の出
力信号が零となつて一定時間継続したことで温度
の一致を検出することができる。補正係数検出回
路１５は温度一致信号のタイミングで k2＝（比例弁駆動回路１３の入力信号÷熱量
演算回路１０の出力信号） なる補正係数k2を算出し記憶する。補正係数k2
は熱量演算回路１０に導かれ H′＝（k1×k2）×Ｑ×△Ｔ −(2) H′：補正後の必要熱量 の演算式に基いて以後の演算を行なう。すなわち
第３図ｄ点を通る直線となり同図ｂ特性に一致す
ることになる。補正係数記憶回路の記憶動作にあ
わせてPID演算回路１２の積分リセツト回路によ
り積分値をリセツトして、熱量演算回路１０の出
力のみで第３図ｄ点の出力を得る。以後、水量あ
るいは設定温度を変更すると式(2)で熱量演算が行
なわれ第３図ｅ点の出力信号が得られ、温度誤差
検出器１１、PID演算回路１２を使用することな
く出湯温度は安定する。これにより水量変更ある
いは設定温度変更時の過渡温度変動の値が小さく
かつ安定時間も短くなるという効果がある。
発明の効果
以上のように本発明によれば、熱交換器出口温
度と設定温度の一致を検出する温度一致検出回路
と、水量検出器と入口温度検出器と温度設定器と
の信号により必要熱量を演算する熱量演算回路の
出力信号と出口温度と設定温度の差をPID演算し
たフイードバツク信号の加算された比例弁駆動回
路の入力信号の比を求め前記温度一致検出回路の
出力信号のタイミングで記憶する補正係数記憶回
路とを設け、前記補正係数記憶回路の出力信号に
より前記熱量演算回路の乗算係数を補正するよう
構成したことにより、 (1) 熱量演算回路は実際の各検出器、比例制御弁
さらにバーナ、熱交を含めた特性に基いて演算
を行なう様に作用するため出口温度からのフイ
ードバツク信号を用いずに正確な燃焼量を制御
でき、過渡的な出口温度の変動を効果的に抑
え、瞬間給湯器に応用した場合使い勝手、安全
性のすぐれた機器を提供できるものである。
度と設定温度の一致を検出する温度一致検出回路
と、水量検出器と入口温度検出器と温度設定器と
の信号により必要熱量を演算する熱量演算回路の
出力信号と出口温度と設定温度の差をPID演算し
たフイードバツク信号の加算された比例弁駆動回
路の入力信号の比を求め前記温度一致検出回路の
出力信号のタイミングで記憶する補正係数記憶回
路とを設け、前記補正係数記憶回路の出力信号に
より前記熱量演算回路の乗算係数を補正するよう
構成したことにより、 (1) 熱量演算回路は実際の各検出器、比例制御弁
さらにバーナ、熱交を含めた特性に基いて演算
を行なう様に作用するため出口温度からのフイ
ードバツク信号を用いずに正確な燃焼量を制御
でき、過渡的な出口温度の変動を効果的に抑
え、瞬間給湯器に応用した場合使い勝手、安全
性のすぐれた機器を提供できるものである。
(2) 上記の動作により各検出器、比例制御弁等の
特性のばらつき、経時変化を吸収するよう作用
するため、高い精度を要求されない安価な部品
が使え、また調整個所を無くすることができる
ため、経済性・生産性に勝れた機器を提供でき
る。
特性のばらつき、経時変化を吸収するよう作用
するため、高い精度を要求されない安価な部品
が使え、また調整個所を無くすることができる
ため、経済性・生産性に勝れた機器を提供でき
る。
等の効果大である。
第１図は従来例の燃焼制御装置の構成図、第２
図は本発明の一実施例の燃焼制御装置の構成図、
第３図は本発明の実施例の熱量演算回路の特性図
である。 １……バーナ、２……熱交換器、３……水量検
出器、４……入水温検出器、５……出湯温検出
器、６……比例制御弁、７……温度設定器、８…
…温度上昇演算回路、１０……熱量演算回路、１
１……温度誤差検出回路、１２……PID演算回
路、１３……比例弁駆動回路、１４……温度一致
検出回路、１５……補正係数記憶回路。
図は本発明の一実施例の燃焼制御装置の構成図、
第３図は本発明の実施例の熱量演算回路の特性図
である。 １……バーナ、２……熱交換器、３……水量検
出器、４……入水温検出器、５……出湯温検出
器、６……比例制御弁、７……温度設定器、８…
…温度上昇演算回路、１０……熱量演算回路、１
１……温度誤差検出回路、１２……PID演算回
路、１３……比例弁駆動回路、１４……温度一致
検出回路、１５……補正係数記憶回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バーナと被加熱体を加熱する熱交換器と、被
加熱体の流量を検出する流量検出器と、熱交換器
入口の被加熱体の温度を検出する入口温度検出器
と、熱交換器出口の被加熱体温度を検出する出口
温度検出器と、前記バーナの燃焼量を連続的に調
節する比例制御弁と、被加熱体の出口温度を設定
する温度設定器と、前記温度設定器の信号と前記
入口温度検出器の信号との差を求める温度上昇演
算回路と、前記水量検出器の信号と前記温度上昇
演算回路の信号とを乗算する熱量演算回路と、前
記温度設定器の信号と前記出口温度検出器の差を
求める温度誤差増幅回路と、前記温度誤差増幅器
の出力信号を少なくとも積分要素を持つて演算す
るフイードバツク演算回路と、前記熱量演算回路
の出力信号と前記フイードバツク演算回路の出力
信号とを加算・増幅し前記比例制御弁を駆動する
比例弁駆動回路と、出口温度と設定温度の一致を
検出する温度一致検出回路と、前記温度一致検出
回路の出力信号に同期して前記熱量演算回路の出
力信号と比例弁駆動信号との比を記憶する補正係
数記憶回路とを有し、前記熱量演算回路は前記補
正係数記憶回路の出力信号によりその乗算係数を
補正する燃焼制御装置。 ２ 補正係数記憶回路の記憶動作に合わせて、フ
イードバツク演算回路の積分成分をリセツトする
特許請求の範囲第１項記載の燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092211A JPS60235913A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092211A JPS60235913A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235913A JPS60235913A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH058330B2 true JPH058330B2 (ja) | 1993-02-01 |
Family
ID=14048106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59092211A Granted JPS60235913A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235913A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07111268B2 (ja) * | 1987-12-09 | 1995-11-29 | 松下電器産業株式会社 | 給湯機の制御装置 |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59092211A patent/JPS60235913A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235913A (ja) | 1985-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |