JPS5862453A - 瞬間湯沸器の制御装置 - Google Patents
瞬間湯沸器の制御装置Info
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- JPS5862453A JPS5862453A JP56161687A JP16168781A JPS5862453A JP S5862453 A JPS5862453 A JP S5862453A JP 56161687 A JP56161687 A JP 56161687A JP 16168781 A JP16168781 A JP 16168781A JP S5862453 A JPS5862453 A JP S5862453A
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- JP
- Japan
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- temperature
- circuit
- hot water
- flow rate
- sensor
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- Pending
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- 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
-
- 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
-
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、瞬間湯沸器の出？Ｊｈ温度を所望の設定値
に正確に一致させるような制御を行う制御装置に関する
。
に正確に一致させるような制御を行う制御装置に関する
。
瞬間湯沸器の出湯温度の制御は、一般に出湯温度の検出
値を設定値と比較し、その差が最小になるようにバーナ
の発熱量をＩＭ整するフィードバック制御である。した
がって出湯温度と設定温度との偏差を検出してから、出
湯温度が設定温度に向けて変化してくるまでの時間的な
遅れが伴ない、良好な制御性は得られない。
値を設定値と比較し、その差が最小になるようにバーナ
の発熱量をＩＭ整するフィードバック制御である。した
がって出湯温度と設定温度との偏差を検出してから、出
湯温度が設定温度に向けて変化してくるまでの時間的な
遅れが伴ない、良好な制御性は得られない。
この発明は、入水温度、流量および設定温度にもとづい
て必要な熱量を演算し、この演算結果をさらに出湯温度
で補正した信号に応じてバーナの発熱量を刺部するとい
うフィードフォワード制御を行うとともに、給ｉ盪の変
化による温度変化を少なくして、安定した出湯温度制御
を行うことができるようにした瞬間湯沸器の制御装置を
提供することを目的としている。
て必要な熱量を演算し、この演算結果をさらに出湯温度
で補正した信号に応じてバーナの発熱量を刺部するとい
うフィードフォワード制御を行うとともに、給ｉ盪の変
化による温度変化を少なくして、安定した出湯温度制御
を行うことができるようにした瞬間湯沸器の制御装置を
提供することを目的としている。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図において符号１はガス瞬間湯沸器のバーナ
、２は熱交換器をそれぞれ示す。
する。第１図において符号１はガス瞬間湯沸器のバーナ
、２は熱交換器をそれぞれ示す。
熱交換器２の出口側に設けられた給湯栓６が開かれると
、パイプ４から熱交換器２を通して水が流れ、入口側の
流量および温度がそれぞれフローセ／すＦＳおよび入口
側温度センサＴＨＩによって、また出口側の温度が出口
側温度センサＴＨ２によって検出される。またコントロ
ーラ５は、フローセンサＦＳが水の流れを検出したとき
に、バーナ１に連なる燃料供給用バイブロに設けた制御
弁ＣＶを開き、同時に点火器７を動作させてバーナ１を
点火するのに必要な信号を発生し、正常に点火したこと
を火炎検出器８によって確認する。これらの動作は通常
の瞬間湯沸器の場合と同様であるので、その詳細な説明
は省略する。
、パイプ４から熱交換器２を通して水が流れ、入口側の
流量および温度がそれぞれフローセ／すＦＳおよび入口
側温度センサＴＨＩによって、また出口側の温度が出口
側温度センサＴＨ２によって検出される。またコントロ
ーラ５は、フローセンサＦＳが水の流れを検出したとき
に、バーナ１に連なる燃料供給用バイブロに設けた制御
弁ＣＶを開き、同時に点火器７を動作させてバーナ１を
点火するのに必要な信号を発生し、正常に点火したこと
を火炎検出器８によって確認する。これらの動作は通常
の瞬間湯沸器の場合と同様であるので、その詳細な説明
は省略する。
さらにコントローラ５は、給湯栓からの出湯温度を所望
の設定温度に一致させるようにノ（−す１の発熱量、す
なわち制御弁Ｃ■の開度を調節するために、第２図に示
すような構成の制御回路を有する。この制御回路におい
て、）ｌ−Ｊ−センサＦＳは、パイプ４および熱交換器
２を通って給湯栓６から流出する水の流量に比例した周
波数のパルス出力を発生する。このパルス出力は、つぎ
の変換回路ａにおいて、その周波数に対応した直流電圧
信号に変換されたのち、比例回路すおよび微分回路Ｃに
同時に供給される。
の設定温度に一致させるようにノ（−す１の発熱量、す
なわち制御弁Ｃ■の開度を調節するために、第２図に示
すような構成の制御回路を有する。この制御回路におい
て、）ｌ−Ｊ−センサＦＳは、パイプ４および熱交換器
２を通って給湯栓６から流出する水の流量に比例した周
波数のパルス出力を発生する。このパルス出力は、つぎ
の変換回路ａにおいて、その周波数に対応した直流電圧
信号に変換されたのち、比例回路すおよび微分回路Ｃに
同時に供給される。
また入口側温度センサＴＨ１は、たとえばパイプ４内を
流れる水の温度に応じて抵抗値を変えるサーミスタから
なり、温度検出回路ｄは、この抵抗値に比例した直流電
圧信号を発生する。そしてこの直流電圧信号は、比例回
路すおよび微分回路Ｃの出力信号とともに、掛算回路ｅ
に供給されて相互に掛算される。すなわち掛算回路ｅは
、入口側での水の流量と温度との積分演算することで、
熱交換器２に流入する水の単位時間当シの熱量を演算す
る。
流れる水の温度に応じて抵抗値を変えるサーミスタから
なり、温度検出回路ｄは、この抵抗値に比例した直流電
圧信号を発生する。そしてこの直流電圧信号は、比例回
路すおよび微分回路Ｃの出力信号とともに、掛算回路ｅ
に供給されて相互に掛算される。すなわち掛算回路ｅは
、入口側での水の流量と温度との積分演算することで、
熱交換器２に流入する水の単位時間当シの熱量を演算す
る。
一方、出口側温度センサＴＨ２によって検出された出湯
温度は、温度検出回路ｆから直流電圧信号として取出さ
れ、温度設定回路ｇで設定された出湯温度の設定値を示
す直流電圧信号と加算回路りで加算され、その偏差を示
す偏差信号が修正回路］および比例回路ｊに同時に供給
される。なお修正回路１は、熱交換器２の加熱特性など
に応じて偏差信号に修正を加えたものである。そして修
正回路１および比例回路ｊの出力信号は、加算回路にで
相互に加算される。
温度は、温度検出回路ｆから直流電圧信号として取出さ
れ、温度設定回路ｇで設定された出湯温度の設定値を示
す直流電圧信号と加算回路りで加算され、その偏差を示
す偏差信号が修正回路］および比例回路ｊに同時に供給
される。なお修正回路１は、熱交換器２の加熱特性など
に応じて偏差信号に修正を加えたものである。そして修
正回路１および比例回路ｊの出力信号は、加算回路にで
相互に加算される。
つぎに加算回路１において、掛算回路ｅの出力信号に、
加算回路にの出力信号が加算される。そして加算回路１
の出力信号に、加算回路ｍにおいて、バーナ１へのガス
の最小流量を確信するのに必要な最小流量信号電圧Ｖｏ
が加算され、パルス変調回路ｎに供給される。このパル
ス変調回路ｎは、パルス発生器ｐから供給された一定周
波数のパルス信号のピーク値を、加算回路ｍの出力信号
レベルに応じて変化させる機能を有し、このパルス信号
が制御弁Ｃｖの比例バルブｑの開度を比例 □制御する
ために使用される。
加算回路にの出力信号が加算される。そして加算回路１
の出力信号に、加算回路ｍにおいて、バーナ１へのガス
の最小流量を確信するのに必要な最小流量信号電圧Ｖｏ
が加算され、パルス変調回路ｎに供給される。このパル
ス変調回路ｎは、パルス発生器ｐから供給された一定周
波数のパルス信号のピーク値を、加算回路ｍの出力信号
レベルに応じて変化させる機能を有し、このパルス信号
が制御弁Ｃｖの比例バルブｑの開度を比例 □制御する
ために使用される。
第３図は、第２図に示し九制御回路の具体的な回路構成
の一例を示すもので、第２図のものと対応する部分は同
一の符号で表わす。
の一例を示すもので、第２図のものと対応する部分は同
一の符号で表わす。
第２図および第３図に示した制御装置の動作を第４図に
もとづいて説明する。ここでは、入口側における水の温
度が２０℃であυ、これを熱交換器２で２５℃だけ上昇
させて出湯温度を４５℃にするものとする。第４図にお
いて、横軸にとったＴｏｕｔは出湯温度、ΔＴは出湯温
度と入水温度との差を表わす。また縦軸は、バーナに供
給されるガスの流量を相対値で表わし、曲線ＡはＩＯＪ
の流量の場合の、そして曲線Ｂは４ノの流量の場合の理
想曲線を示している。
もとづいて説明する。ここでは、入口側における水の温
度が２０℃であυ、これを熱交換器２で２５℃だけ上昇
させて出湯温度を４５℃にするものとする。第４図にお
いて、横軸にとったＴｏｕｔは出湯温度、ΔＴは出湯温
度と入水温度との差を表わす。また縦軸は、バーナに供
給されるガスの流量を相対値で表わし、曲線ＡはＩＯＪ
の流量の場合の、そして曲線Ｂは４ノの流量の場合の理
想曲線を示している。
いま、比例帯１０℃の曲線Ｐで１０１の水を制御する場
合を考えると、出＃温度が設定温度である４５℃と一致
すれば、０点のガス流量となるが、これは理想曲線Ａ上
のａ点より低いので、偏差出力はプラスとな９、曲線Ｐ
上を移動し、結局ａ′点でつり合う。このａ′点は、設
定点よｐΔＴ１／だけ低い。したがって△Ｔ１′マイナ
スのオフセットが生じることになるが、これは実用上は
問題とならない小さい値である。（問題となるのは、水
の流量が急激に減少し、出湯温度が高くなって不快な、
あるいは危険な状態となる場合である。）ここで流量が
ｉｏｚから４１に急変したとすると、負荷が軽くなって
出湯温度が上昇し、偏差出力が小さくなって０点に達す
るが、ここでは理想値すよシも高いのでさらにマイナス
偏差によって下げられ、ｂ′点でつシ合う。すなわち出
湯温度は設定点４５℃よりも△Ｔ２′だけ高い値となシ
、この値は、流量１０ノのときの湯温４５℃−△Ｔ１／
に比して△Ｔ２′＋△１−１７だけ高い流量オフセット
を生じる。第４図の例では約４．５℃だけ出湯温度が高
くなり、不快感會与える。ところがこの発明では、水の
流量によるフィードフォワードを、たとえば入水温度２
０℃の場合、１０１でＡ′０．４１でＢ’ｏだけ与えて
いる。したがって曲線ｐは、Ａ′０に重畳して曲線ｐ１
となり、４５℃の設定点ではΔＴ１１だけ高いところで
つり会う。同様に４１の場合には曲線Ｐ２で制御される
ので、１０１から４１に流量が急変して本、ｂ′点、す
なわち設定点４５℃よシ△Ｔ２１だけ高い点でつり合う
。このためＩＯＡの場合に比してΔＴ２１−ΔＴ１１だ
け高い流量オフセットとなるが、これは前記のΔＴ２′
＋Δ丁１′のオフセットと比べて著るしく小さい。第４
図の例では、６丁２〃−△−「１′の値は１℃であ仄前
記の４．５℃のオフセットに比して著るしい改善がなさ
れている。
合を考えると、出＃温度が設定温度である４５℃と一致
すれば、０点のガス流量となるが、これは理想曲線Ａ上
のａ点より低いので、偏差出力はプラスとな９、曲線Ｐ
上を移動し、結局ａ′点でつり合う。このａ′点は、設
定点よｐΔＴ１／だけ低い。したがって△Ｔ１′マイナ
スのオフセットが生じることになるが、これは実用上は
問題とならない小さい値である。（問題となるのは、水
の流量が急激に減少し、出湯温度が高くなって不快な、
あるいは危険な状態となる場合である。）ここで流量が
ｉｏｚから４１に急変したとすると、負荷が軽くなって
出湯温度が上昇し、偏差出力が小さくなって０点に達す
るが、ここでは理想値すよシも高いのでさらにマイナス
偏差によって下げられ、ｂ′点でつシ合う。すなわち出
湯温度は設定点４５℃よりも△Ｔ２′だけ高い値となシ
、この値は、流量１０ノのときの湯温４５℃−△Ｔ１／
に比して△Ｔ２′＋△１−１７だけ高い流量オフセット
を生じる。第４図の例では約４．５℃だけ出湯温度が高
くなり、不快感會与える。ところがこの発明では、水の
流量によるフィードフォワードを、たとえば入水温度２
０℃の場合、１０１でＡ′０．４１でＢ’ｏだけ与えて
いる。したがって曲線ｐは、Ａ′０に重畳して曲線ｐ１
となり、４５℃の設定点ではΔＴ１１だけ高いところで
つり会う。同様に４１の場合には曲線Ｐ２で制御される
ので、１０１から４１に流量が急変して本、ｂ′点、す
なわち設定点４５℃よシ△Ｔ２１だけ高い点でつり合う
。このためＩＯＡの場合に比してΔＴ２１−ΔＴ１１だ
け高い流量オフセットとなるが、これは前記のΔＴ２′
＋Δ丁１′のオフセットと比べて著るしく小さい。第４
図の例では、６丁２〃−△−「１′の値は１℃であ仄前
記の４．５℃のオフセットに比して著るしい改善がなさ
れている。
この発明では、第３図の回路図に示すように、入水温度
の検知抵抗Ｒｓｆｉ−流量フイードフォワード出力の分
割回路に挿入し、入水温度が高め（たとえば３０℃）で
はＡＩ’ （１０１）、Ｂｔ’ （４１）に、また低め
（たとえば１０℃）でｔ−ｊ、 Ａ２’ （１０７）、
Ｂ２′（４１）となるようにしている。したがって流量
オフセットの改善効来は、入水温度の変化の影響盆受け
ずに発揮される。
の検知抵抗Ｒｓｆｉ−流量フイードフォワード出力の分
割回路に挿入し、入水温度が高め（たとえば３０℃）で
はＡＩ’ （１０１）、Ｂｔ’ （４１）に、また低め
（たとえば１０℃）でｔ−ｊ、 Ａ２’ （１０７）、
Ｂ２′（４１）となるようにしている。したがって流量
オフセットの改善効来は、入水温度の変化の影響盆受け
ずに発揮される。
また流量の急激な増減によるオーバーシュート、アンダ
ーシュートの整定は、流量出力を微分処理−シ、その値
を比例量に加えて増減しているために、きわめて短時間
の整定で制御が安定となり、比例帯を狭くすることなく
流量オフセットが抑えらへ負荷の急変に対しても振動の
ない安定した制御が可能である。
ーシュートの整定は、流量出力を微分処理−シ、その値
を比例量に加えて増減しているために、きわめて短時間
の整定で制御が安定となり、比例帯を狭くすることなく
流量オフセットが抑えらへ負荷の急変に対しても振動の
ない安定した制御が可能である。
第１図はこの発明の一実施例による制御装置を備えた瞬
間湯沸器のフローシート、第２図は同制御装置の要部の
ブロック図、第３図はその具体的な回路構成を示す回路
図、第４図はその制御動作を説明するためのグラフであ
る。 １・・・バーナ、２・・・熱交換器、６・・・給湯栓、
４・・・バーナ、５・・・コントローラ、Ｃｖ・・・制
御弁、ＦＳ・・・フローセンサ、ＴＨｌ、ＴＨ２・・・
温度センサ、ａ・・・変換回路、ｂ・・・比例回路、Ｃ
・・・微分回路、ｄ・・・温度検出回路、ｅ・・・掛算
回路、ｆ・・・温度検出回路、ｇ・・・温度設定回路、
ｈ・・・加算回路、ｉ・・・修正回路、ｊ・・・比例回
路、ｋ、Ｉ、’ｍ・・・加算回路、ｎ・・・パルス変調
回路、ｐ・・・パルス発生器、ｑ・・・比例バルブ。 ｓ ｌ 図
間湯沸器のフローシート、第２図は同制御装置の要部の
ブロック図、第３図はその具体的な回路構成を示す回路
図、第４図はその制御動作を説明するためのグラフであ
る。 １・・・バーナ、２・・・熱交換器、６・・・給湯栓、
４・・・バーナ、５・・・コントローラ、Ｃｖ・・・制
御弁、ＦＳ・・・フローセンサ、ＴＨｌ、ＴＨ２・・・
温度センサ、ａ・・・変換回路、ｂ・・・比例回路、Ｃ
・・・微分回路、ｄ・・・温度検出回路、ｅ・・・掛算
回路、ｆ・・・温度検出回路、ｇ・・・温度設定回路、
ｈ・・・加算回路、ｉ・・・修正回路、ｊ・・・比例回
路、ｋ、Ｉ、’ｍ・・・加算回路、ｎ・・・パルス変調
回路、ｐ・・・パルス発生器、ｑ・・・比例バルブ。 ｓ ｌ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 瞬間湯沸器の熱交換器の入口側でこの熱交換器に供給さ
れる水の流量および温度をそれぞれ検出する７０−セン
サおよび入口側温度センサと、上記熱交換器の出口側で
出湯温度を検出する出口側温度センサと、出湯温度を設
定する出湯温度設定回路と、上記熱交換器を加熱するた
めのバーナに供給される燃料ガスの流量を制御するバル
ブを操作するためのパルプ操作信号を発生する回路と、
上記入口側温度センサおよび上記フローセンサによって
検出された水の温度および流量に応じて上記パルプ操作
信号を補正するためのフィードフォワード回路と、この
フィードフォワード回路による補正量を、上記出口側温
度センサによって検出した出湯温度と上記出湯温度設定
回路によって設定した設定温度との偏差に応じて修正す
る修正回部−５とを備えた瞬間湯沸器の制御装置。 （２）上記フローセンサによって検出された流量の検出
値を比例および微分処理するための比例回路および微分
回路を有する特許請求の範囲第１項記載の瞬間湯沸器の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56161687A JPS5862453A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 瞬間湯沸器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56161687A JPS5862453A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 瞬間湯沸器の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5862453A true JPS5862453A (ja) | 1983-04-13 |
Family
ID=15739938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56161687A Pending JPS5862453A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 瞬間湯沸器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5862453A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050333A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 瞬間ガス湯沸器の湯温制御装置 |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP56161687A patent/JPS5862453A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050333A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 瞬間ガス湯沸器の湯温制御装置 |
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