JPS6069450A - ガス湯沸器の温度制御装置 - 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】 （発明の分野） この発明は、設定温度を２１２にに−Ｉ−ｒｆｉさせた
場合にも、出湯温度か直ちにこれに追従づるＪ：うにし
たガス渇ｄ１：器に関づる。

（従来技術とその問題点） 従来、一般のガス湯沸器にお１ノる湿態制御は、水量調
整弁の開度を固定したＪ菖１の状態で、温度設定器で設
定された設定温度と出湯渇麿検出器ｒ゛検出され！〔出
揚温僚との偏差を補正りへく例えばＰＩＤ演算などを行
ない、この演紳結果でカス流ｍ調整弁の開度を制御して
いる。

しかしながら、このような温度制御方式にあっては、設
定温度を急激に上昇さけたような場合、これに制御系が
迅速に追従づ“ることができず、実際に出湯温度が設定
温１良に達りるまでに間開がかかり、例えば４０℃で食
器洗いなどをしている１ｔ（態から、急に８０℃程度の
熱湯が必要となったような場合に使い勝手が悪いなどの
問題点を有していｌご。

そこで、本出願人はこのような問題を解決し温度追従性
の高いガス調沸器を開発（未公開）しており、このガス
湯沸器にあっては、設定温度に急変が生じた場合、それ
までのガス流量調整による温度制御から、ガス流量を最
大に固定し逆に水流を絞ることにより出湯温度を急上昇
させる先行制御２１１方式が使用されている。

また、温度制御ＩＩ装置としてマイクロコンビコータを
使用している結果、設定温度が急上背したか否かは一定
時間間隔で読取られた設定値を各前回の設定値と比較し
、これらの偏差か基準値を越えたかどうかで判定してい
る。

ところが、このように各前回の読取値と最新の読取値と
を比較して設定調度の急変を判定しＪ、うどすると、た
またま読取りタイミング中に設定温度が変更されたＪ、
うな場合、各前回の；フ、取（１１１を単純に比較づる
と、何れの場合の鍋差し基準値を越えることがなく、こ
のため−実際に設定温度の急変があってもこれを正確に
検出づることができないという問題かあった。

（発明の目的） この発明の目的は、以−１び２明したｌＪｊ　）々ｂ刀
ス渇沸器の温度制御装置において、温度設定器の設定（
ｆＱに急変があった場合、確実にこれを検出して、カス
流量制御による温度制御り日らガス流毎を最大にして水
流を絞る先（う制御へと迅速に切替えさせることにある
。

（発明の構成と効果） この発明は、上記の目的を達成りるために、調度設定器
の設定値を一定１１１間毎に読取るとともに、これら読
取られた設定値の中で最新の複数回分の読取値を記憶さ
せ、記憶された読取値の中で最新の読取値ど各回の読取
値との差をめ、これら差の何れかが基準値を越えれば段
定急変有りと判定するようにしたことを特徴とづ゛るも
のである。

このような構成によれば、何れかの読取り時点で設定値
が急変されたとしても、さらにその前後の読取値の差を
基準値と比較しているため、たまたま何れかの読取り時
点で温度設定器に設定急変があったとしても、その前後
の回の読取値同士が比較されることによって、前述した
検出ミスを未然に防止し、設定急変を確実に検出づるこ
とができる。

（実施例の説明） 第１図はこの発明の一実施例であるガス湯沸器のシステ
ム構成を示す図である。

同図において、炉体１は、縦型円筒状に形成され、その
底部にはバーナ２が配置されるとともに、その上方には
熱交換器３が配置され、さらに炉体１の上部に形成され
た排気口４には、モータＭで駆動される１１ト気フアン
５が取り付けられている。

熱交換器３の入口側には、給水管路６が接続されるとと
もに、出口側には給湯管路７が接続され、この給湯管路
７は先端側にａ５いて３本に分岐され、各分岐管路７ａ
、７ｂ、７ｃには、それぞれノＪラン８ａ　、８１＋、
、８ｃが取りｆす１ｊられている。

熱交換器３の入口側に近い給水管路６土には、水ω調整
弁９．水流スイッチ１０．入水滌麿検出器１１が順に取
りイ」けられている。

水母調整弁９は、全開状態から全開状態まで開度を連続
的に調整可能な例えばモータ駆動式の１１−ボ弁て４１
４成され、Ｊ、たイの！ｌ＋！　’（＋聞度【よ該水墨
調整弁９に備え何重られたポテンショメータなどを介し
てコン１−ローラ１２側へと送られる。

水流スイッチ１０は、カランＦ３ａ　、　８ｃの河れか
が聞かれて、給水管路６内に一定値以」−の水流が生ず
ると、これを検出してオンするスイッチである。

入水温度検出器１１は、例えば！ナーミスタ４Ｔどの感
温素子で構成され、コン１〜ローラ１２内の処理回路に
接続されて、入水温度に対応したアナログ電圧を出力づ
る。

熱交換器３の出口側に近い給湯管路７上には、出ｉ温度
検出器１３が取り付けられている。この検出器１３も、
例えばサーミスタなどの感温素子で構成され、コントロ
ーラ１２内の処１！１１回路に接続されて、出湯温度に
対応したアノ−ログ電圧を出力づる。

バーナ２へと燃料ガスを供給υるガス供給琶路１４上に
は、ガスｉｌＨ］ｉ弁１５．ガスカバナ１６Ｌｉ３よび
ガス流量調整弁１７が順に取りイリりられている。

遮断弁１５は、全開状態と全開状態との２つの状態を取
り４ｑる電磁弁で構成され、コン１ヘローラ１２からの
信号で開閉制御される。

ガスガバナ１６は、燃料ガスと空気とを適当な割合で混
合させる機能を右づるものである。

２に量調整弁１７は全開状態から全開状態まで開度を連
続的に調整可能な例えばモータ駆動式の４ノーボ弁で構
成され、またその現在開度は流量調整弁１７に備え付け
られたポテンショメータなどを介してコント［Ｉ−ラ１
２側へと送られる。

点火器１８は、コントローラ１２′ＩＪ日らの指令で火
花を発し、バーナ２から１ｆｆ出りる燃ｉ１′８１ガス
に着火するものである。

火炎検出器１つは、バーナ２から光りる火花に近接して
、炎電流Ｊ５よびその整流作用を利用して火炎を電気信
号に変操づるとともに、この信号を適宜増幅した後これ
を比較的大きなｌｌ！を定数を有づる平泪回路て平泪し
、ざらに基準レベルをもって２値化づるとともに、その
出力でドライバを介してリレーを駆動し、接点信号を出
力覆る。

コン１−〇−ラ１２は、燃焼開始から燃焼停止に至るシ
ーケンス動作を制御覆るシーケンス動作と、出湯温度を
設定温度に維持する温度制御回路とから構成されており
、これらの回路ＩＪｉ　”フィシ１コ１ンビコー夕で実
施されている。

次に、第２図ＩＪマイクロニ１ンビーＬ−夕で゛実行さ
れる制御手順を示すフローチャー１−であり、このフロ
ーチャートに従って湯沸器の仝イホ的な動作を簡単に説
明する。

まず、ステップ（１）で水流スイッチ１０の状態を読込
み、水流があれば燃焼開始処理へ移行する。

燃焼量Ｗ４処理では、まずステップ（３）でプレパージ
を行ない、プレパージ時間が経過すれば、ステップ（／
ｉ）に続いて緩点火処理べ移行づる。

緩点火処理５ではガス遮断弁１５を全開、ガス流量調整
弁１７を微開とし、バーナ２かう燃料ガスを僅かに噴出
させつつ、点火器１８を駆動して安全スイッチ時間に亘
って点火を試みる。

安全スイッチ時間が経過しても、バーナに着火しない場
合には、ステップ（６）に続いてステップ（７）を実行
し、なんらかのエラー処理を行なう。

安全スイップ時間杼過前に着火が確認されれば、その後
ステップ（１０）およびステップ（１１）で新人および
水流なしがそれぞれ検出されるまでの間、ステップ（９
）で本発明に係わるｉ潟制御処理を繰り返し行なう。

また、湯温制御処理中に新人が検出されると、ステップ
（１０）に続いてステップ（３）に戻り、再びプレパー
ジ処理を行なう。

他方、湯濡制御処Ｊｊｉｌ中に水流なしが検出されると
、ステップ（１１）に続いてステップ（１２）を実行し
、アフターパージ処理を行なう。

また、アフターパージ処理中に、水流有りがｌｒび検出
されると、ステップ（１３）に続いてステップ（５）へ
戻り、緩点火処理からの実行を行ない、アフターパージ
処理が所定時間経過づれぽ、ステップ（１４）に続いて
ステップ（１）の使用持ち処理へ戻る。

次に、ステップ（９）て行なわれる潟！ｌｎｉ制御処理
の詳細を第３図〜第５図に基ついて説明づる。

第３図は本発明に係わる湯温制御処理に対応してマイク
ロ−」ンビュータＣ実行される制御手順を示すフローチ
ャート、第４図は本発明制御にＪ、る出湯温度ど設定温
度との変化を示すグラフ、第５図は本発明に係わる設定
温度急変確認処理の詳細を示すフローチャー１〜、第６
図は読取値記憶回数を最新の３回分とした場合における
急変確認処理を示す説明図、第７図は読取値記憶回数を
６回にした場合における急変確認処理を示す説明図であ
る。

第３図において、まず湯温制御が開始されると、ステッ
プ（１００）で各検出器および設定器の出力を読込み、
次いでステップ（１０１）、（１０２〉で水量補正モー
ド、先行制御モード（後述する）の確認を行なう。

ここで、何れのモードにも該当しない場合、ステップ（
１０３）へ進み、設定温度の急変有無を確認する。

ここで、設定温度に急変がな（プれば、ステップ（１０
４）で水量調整弁９を全開とし、ステップ（１０５）で
所要ガス流量を演算する。

この演算は、出湯温度検出器１３で検出された出湯湿度
ＭＰと温度設定器２０で設定された設定温度ＳＰとに基
づいて行なわれ、これらの偏差を補正するに必要な所要
ガス流量をめる。

次いで、ステップ（１Ｑ６）では請求められたガス流量
に対応して、ガス流量調整弁１７の開度をめ、該開度に
一致するように燃料調整用４ノーボ系を制御する。以上
一連の動作を通常セードの動作と称する。

次に、以上の通常モードの動作中に、設定温度の急変が
ステップ（１０３）で検出されると、ステップ（１０３
）に続いてステラ７　（１０７）が実行され、ガス流ｍ
調整弁１７の開度は全開に固定される。

次いで、ステップ（１０８）では、当該時点の設定調度
ＳＰ、入水渇度ＷＰおＪ：ひガス流量調整弁全開に対応
した最大発熱ｍ　Ｆ　Ｌｌ　ｍａｘどに褪づいて、出湯
温度Ｍ　Ｐを設定温度Ｓ　Ｐに一致させるに必要な流入
水ｉＱａを先行演算にＪ、りめる。

次いで、ステップ（１０９）では、この流入水ｍに対応
し１ζ水量調整弁９の聞麿か出力され、この開度と一致
するようにサーボ系が駆動される。

次いで、ステップ（１１０）で先行制御し一ドフラグを
セットし、以後出湯温ｒｆＭＰが安定づるまでの間ステ
ップ（１１１）を繰り返り。以上一連の動作を先行制御
モードと称する。

次に、以上の先行制御モードにおいて、ステップ（１１
ｊ）で出湯温度の安定が検出されると、ステップ（１１
２＞では出湯温度Ｍ　Ｐと設定温度ＳＰとの偏差を補正
するに必要な補正水量Ｑｌ）をめる。

次いで、ステップ（１１３）では、前記所要水ａ補正演
算により得られた補正水ｆｆ１Ｑｂに対応して、水量調
整弁の所要開度をめる。

このめられた開度に基づいて、サーボ系が駆動され、水
量調整弁９の開度が開閉制御される。

次いで、ステップ（１１４）では、水量補正モードフラ
グをセットし、以後水量補正モードの動作が継続する。

なお、水量補正モードから通常モードに復帰させるため
には、種々の方法が考えられ、例えば水流がなくなった
こと、あるいは設定温度急変後一定時間が経過したこと
などで行なうことができる。

以上の制御によれば、第４図に示す如く例えば時刻［１
まで通常モードの動作で制御中に、図中点線で示す如く
温度設定器に急変かあると、時刻［１から［２までの間
は先行制御Ｉ　Ｔニードの動作が実行され、これにより
最大燃焼状態Ｃ水流が絞られることにより出湯温度は急
上シ？りる。

次いで、出湯温度が安定Ｊ゛ると、時刻ｔ２以降につい
ては水量補正モードの動作が行なわれ、先行制御モード
による出湯湿度安定値と図中点線で示す高揚温度設定値
との偏差が？＋Ｉｉ正されることとなり、温度応答性の
ｔ′）い刀ス渇？ｌ１ｉｊｉｌｔが製作できる。

次に、第５図のフローチャートを参照しながら、ステッ
プ（１０３）で行なわれる本発明に係わる設定温度り変
確認処理についてｄ１明りる。

この処理においては、マイクロコンビノー夕のワーキン
グエリア内において、１１１に過去３回分の読取値を記
憶させるために３つの記憶エリアｓ１〕。

ＳＰ＋、！ＳＰ２が設けられている。

まず、ステップ（２００＞では、所定の初回フラグを参
照する。この初回フラグは、電源（ジム後のイニシャル
処理でセットされている。

従って、初回の場合、ステップ（２０’０　）で初回と
判定され、続くステップ（２０１＞では、湿度設定器の
設定値が読取られ、この読取られた設定値をエリアＳＰ
に記憶するとともに、このエリアＳＰの記憶内容を同時
にエリアＳＰ＋　、ＳＦ３へとそれぞれ転送する。

次いで、ステップ（２０２＞では、初回フラグをリセッ
１−するとともに、読取り時間間隔設定用のタイマをス
タートする。

以後、２回目以降の処理においては、ステップ（２０１
）、＜２０２＞はスキップされ、ステップ（２０３）で
タイマのタイムアツプを待つ。

次いで、タイマがタイムアツプすると、ステップ（２０
４）では、新たな設定値が読込まれエリアＳＰに記憶さ
れるとともに、ステップ（２０５＞で再びタイマを起動
した後、急変判定処理が行なわれる。

まず、ステップ（２０６）では、最新の読取値ＳＰと前
回の読取値ＳＰ＋どの偏差が基準値ＩＩを越えているか
を判定し、ステップ（２０７＞では最新の読取値と前前
回の読取値ＳＰ２どの偏差が基準値りを越えているかの
判定を行なう。

ここで、何れの判定結果もＮｏと判定されれば、急変な
しとしてステップ（２０９）で各エリアの内容をシフト
した後前述したステップ（１０７）以降の処理へと移る
。

これに対して、ステップ（２０６’）　、（２０７）の
何れかで判定結果がＹＥＳとさｒしれば、ステップ（２
０８）へ進み、各エリアＳＰ、ＳＰ＋　、ＳＦ３の内容
を、それぞれ前回、前前回のエリアへとシフトした後、
急変有りとし゛Ｃスデップ（１０４）以下の処理へど移
る。

このように、この実施例では、甲に１は新の読取値を＾
ｆｊＩＯ１の読取値と比較するたけでなく、最新の読取
値を前前回の読取値とも比較しているため、例えば第６
図（ａ）に示づ如く、各読取り時点と読取り時点との間
で設定値が基準値１０°Ｃ以上急変した場合に限らず、
同図（ＩＩ）に承り如く、読取り時点ｔ　ｏにおいて、
たｊ、たよ設定変更がｔｌわれたような場合にも、その
前後の読取り時点ｔ　ｎ十Ｉ＋　ｔ　ｎ−＋にＪ３りる
読取値の偏Ｘを見ることによって、その間に設定値の変
更があったことを確実に検出することが可能となる。

なお、この実施例では、過去３回分の読取値を記憶し、
これらを最新の読取値と比較づることによって急変右無
を判定したが、例えば第７図に示す如く読取値の記憶個
数を増加さけ、最新の読取り時点ｔ　ｎと過去５回の読
取り時点Ｅｎ＋、ｔＴｎ−２，Ｔｎ−３，Ｔｎ　４＋　
Ｔｎ　ｓとの偏着をとるようにづれば、より確実な設定
急変確認処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるガス湯沸器のシステム構成
を示１図、第２図は同ガス渇ｉ！ｊｌｉ器の制御手順の
全体を概略的に示すフローヂト一ト、第３図は湯温制御
処理の詳細を示すフローチャー１・、第４図は本発明に
よる制御結果である設定温度と出湯温度との関係を示す
グラフ、第５図は設定温度態度確認処理の＃Ｔｌｌ１を
示づフローヂト一ト、第６図は設定値と設定急変時点と
の関係を示すグラフ、第７図は記憶回数を異ならせた場
合にお（プる第６図と同様な図である。 ２　・・・　バ　−　ブー ３・・・熱交換器 ６・・・吸水管路 ７・・・給温管路 ９・・・水流調整弁 １１・・・入水温度検出器 １２・・・コントローラ １３・・・出湯温１良検出器 １４・・・ガス供給管路 １７・・・ガス流量調整弁 ２０・・・湿度設定器 特許出願人 立石電１幾株式会君 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水量調整弁の開度を固定したままの状態で、温度
   設定器で設定された設定湿度と出Ｒ温度検出器で検出さ
   れた出湯温度との偏差を補正づべくガス流量調整弁の開
   度を制御する第１の温度制御手段ど； ガス流量調整弁の開度を最大に固定したままの状態で、
   制御開始時点における入水温度、設定出湯温度およびＪ
   ａ人燃焼状態にお１プる発熱量とに基づいて所要大水量
   を先行演算によりめ、該入水量に対応して水量調整弁の
   開度を固定する第２の温度制御手段と： 温度設定器において、設定温度の急変が検出されたこと
   を検出する設定急変検出手段と；前記第１の温度制御手
   段で制御中に、設定温度の急変が検出されたときには、
   第１の温度制御子＃Ｌ　Ｊａｙ　Ｑ　屹θ／ｒＩＫＩｒ
   ＃　ｅａｔ　ｎｉ１手＋？）　八Ｊ−１ｋｌｌ　９１１
   　＊　１：＋１　Ｚｋ　；ス）ＩＩ替副制御手段を備え
   ； 前記設定温度急変検出手段は、温度設定器の設定値を一
   定時間毎に読取る読取り制御手段と；前記読取られた設
   定値の中τ、最新の複数回分の読取値を記憶する記憶手
   段と； 前記記憶された読取値の中で、最新の読取値と各回の読
   取値との差をめ、これら差の何れかが基準値を越えると
   設定急変有りと判定りる判定手段とからなることを特徴
   とするガス湯沸器の温度制御装置。