JPS5926848B2 - ガス湯沸器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば本体内に混合管、ゼロガバナ、強制給
排気用ファンモータ等により構成するガス量制御手段を
有するガス湯沸器に関する。

従来この種ガス湯沸器は、ゼロガバナにより混合管内の
ノズルに発生する給気量に応じた圧力差をとりだしガス
流量を制（財）するもので、給気量とガス流量とを一定
の関係に保つことができ、空気過剰率を一定に保つこと
ができ、全一次空気式ガスバーナの有効な燃焼量制御法
として採用されてきた。

このようなガスバーナで出湯温度を制御するにあたって
、出湯温度に応じてファンモータの回転数を比例的に制
御し、燃焼量を制御していた。

しかるに単純な比例制御のみでは、広範な負荷量変動に
わたって安定な性能を得ることははなはだ困難であった
。

すなわち、給湯流量に依存してプロセスのむだ時間、遅
れ時間が変゛化するとともに、プロセスゲインまでが変
動してしまうからである。

このようなプロセスを比例制（財）するには、通常コン
トローラのゲインを低くして発振をおさえるものである
が、しかしゲインが低いため、設定温度に対し実際の出
湯温度は大きな残留偏差をもち、さらに流量によりプロ
セスゲインが変化するから、流量によってその残留偏差
が異なる。

またファンモータそのものの慣性のため遅れ時間が長く
、したがって整定時間が比較的長いという過渡応答をも
たらす。

本発明はこのような従来の欠点を除去したもので、以下
その実施例を添付図面とともに説明する。

第１図において、本体１内に全一次空気式ガスバーナ２
、混合管４、この混合管４内に設けたノズルに発生する
給気量に応じた圧力差に応じて弁開度を制御するゼロガ
バナ３、熱交換器７、電磁弁１２を具備している。

ガスＧは電磁弁１２、ゼロガバナ３を経て混合管４に導
入され、空気Ａは給気路５を経て混合管４に導入され、
これら空気とガスは混合されてバーナ２へ導入される。

水Ｗは給水路６を通して熱交換器７へ導入され、熱交換
後場Ｈとして出湯路８を通して導出される。

排気は排気路９からファンモータ１０を介してＥのよう
に強制的に排出される。

出湯温度は感温抵抗体１３により検出され、速度制御器
１１に入力され、ファンモータ１０の回転速度を制御す
ると同時に、電磁弁１２をオンオフ制御して燃焼量制御
を行なう。

すなわちゼロガバナ３、ファンモータ１０、混合管４で
構成するガス量制四」手段と、速度制御器１１によりガ
ス量制御機構を構成する。

第２図に上記速度制御器１１の具体回路を示し、感温抵
抗体１３としてサーミスタを用い、これと抵抗２９を並
列接続し、これに温度設定用可変抵抗２８とコンデンサ
３０の並列接続をブリッジの一辺とし、他の辺を抵抗２
０，２Ｌ２７で構成している。

ブリッジ出力は２個のトランジスタ２５．２６と３個の
抵抗２２，２３，２４で構成した差動増幅器に入力され
、前記差動増幅器の出力はトランジスタ３１、抵抗３２
，３３，３４で構成される増幅器に入力される。

ブリッジ、差動増幅器、増幅器の直流電源は、電源端子
Ｌ１． Ｌ２を介して接続した商用電源をトランス１４
でステップダウンし、これをダイオードブリッジ１５で
全波整流し、さらにタイオード１６、コンデンサ１７で
平滑して得た直流電圧を抵抗１８、ゼナーダイオード１
９の直列回路に印加して得られるゼナー電圧である。

増幅器を構成する抵抗３２．３３は負帰還路を形成し、
全体のゲインを安定化している。

増幅器の出力は抵抗３６，３９，４１，４２、ダイオー
ド３７、コンデンサ３８、トランジスタ３５、ＰＵＴ４
０、パルストランス４９、トライアック５０で構成した
位相側（財）回路に入力される。

電源位相と位相制御回路との同期をとるため、抵抗４３
，４４，４６，４７、トランジスタ４５゜４８で構成す
るゼロボルトスイッチを用いている。

このような構成で、もしも出湯温度が出湯量変動のため
、高くなろうとすると、サーミスタ１３の抵抗値が下が
ろうとする。

その時間微分はコンデンサ３０を介して差動増幅器に入
力され、その出力電圧は実際の温度変動時の出力よりも
増幅される。

すなわち、上述のブリッジ回路は測定微分先行型となっ
ている。

したがって差動増幅器出力は実際のサーミスタ１３の変
化の微分値と抵抗値に応じて小さくなる。

これよりコンデンサ３８に初期充電される電圧は実際の
温度変化時より、より小さくなり、トライアック導通角
もより小となってファンモータ１０の回転速度もより小
となり、燃焼量もより小となり、出湯温度を非常に速く
一定に保つ動作を行なう。

すなわち、本速度制御器１１は、測定微分先行型の制御
器となっていて、応登速度が極めて速く、系全体の応答
速度が速い。

また、微分制御を採用することによって系の安定性が増
すので、制御器ゲインを上げることができ、よって残留
偏差を小さくできる。

すなわちガス量制御機構は、サーミスタ１３により検出
する出湯温度が、温度設定用可変抵抗で設定される設定
温度と等しくなるようにガス流量を制■する。

第３図は電磁弁１２をサーミスタ１３の抵抗値の微分値
の大きさ及び極性に応じてオンオフする制御回路の一実
施例である。

前記差動増幅器の出力をコンデンサ１０６、抵抗１１３
，１１４の微分回路に入力し、これを電圧比較器１０９
の負入力端に印加する。

一方電圧比較器１０９の正入力端にはゼナー電圧を抵抗
１０７，１０８で分割した電圧を印加する。

差動増幅器の出力電圧は出湯温度が高すぎるとサーミス
タ１３の抵抗値が低下し、入力電圧が低下するため上昇
する。

上昇速度はサーミスタ１３で検出している出湯温度の微
分値に応じている。

もしも上昇速度が充分速くその大きさが、抵抗１０７，
１０８で設定される所定の値よりも大きければ、その電
圧変化はコンデンサ１０６を通して電圧比較器１０９に
入力され、比較器１０９出力は低下し、この信号はオフ
信号となってトランジスタ１１１をオフしてリレー１１
２を解磁し、電磁弁１２をオフする。

したがって、出湯温度は急速に予定の温度に近ずく。

予定の温度に近ずけば、出湯温度の変化速度が遅くなり
、その微分値は小となり、比較器１０９負入力も小とな
り、比較器出力は犬となり、これにより抵抗１１０を介
してトランジスタ１１１にベース電流が流れ、トランジ
スタ１１１がオンし、リレー１１２がオンし、電磁弁１
２がオンして正常動作に復帰する。

すなわち、この制御回路はファンモータ１０の遅れ時間
を補うためのものであって、燃焼量を急速に低下しなけ
ればならない場合、ファンモータ１０の遅れ時間が比較
的長いため、このファンモータ１０、上吊ガバナ３系の
みでは急速に低下し得ないため、過度のオーバシュート
や長い整定時間が発生することを防ぐために特に、出湯
温度が予定の温度よりも高いときに有効に動作するよう
になっている。

以上詳述したように、本発明によれば、比較的遅いガス
量制御機構にさらに、出湯得温の微分値に応動する電磁
弁を付加しているので、たとえば、出湯量の急激な変化
によって生ずる出湯温度の大きなオーバシュートや、長
い整定時間を大巾に加養できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス湯沸器の概略構成図
、第２図はファンモータの速度側（財）用回路図、第３
図は電磁弁制御回路図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・全一次空気式ガス
バーナ、３・・・・・・ゼロガバナ、４・・・・・・混
合管、７・・・・・・熱交換器、１０・・・・・・ファ
ンモータ、１１・・・・・・速度制御器、１２・・・・
・・電磁弁、１３・・・・・・感温抵抗素子（サーミス
タ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 供給されるガスを燃焼させるバーナと、熱交換器と
   、出湯側に設けられ出湯温度を検出する感温抵抗体と、
   前記感温抵抗体によって検出される出湯温度が所定の温
   度になるよう前記バーナへのガス供給量を制御すること
   により燃焼量を制御するガス量制御機構とを備え、前記
   ガス量制御機構は、前記感温抵抗体で検出する出湯温度
   が上昇するときの微分値が、所定値よりも太きいときに
   オフ信号を出力する電圧比較器と、ガス回路中に設けら
   れ前記電圧比較器のオフ信号によりオフする電磁弁とを
   具備するガス湯沸器。