JPS6080023A - 湯沸器の燃焼制御装置 - 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、湯沸器の燃焼制御装置に係り、特に出湯温
度の急激な上昇（オーバーシュート）の効果的な抑制技
術に関する。

（発明の背景） 湯沸器の燃焼制御装置は、出湯温度が目標湿度になるよ
うにするもので、熱交換器の出湯瀉疾と目標温度との偏
差に応じて所定の制御量をめるＰＩＤ演棹手段を有し、
この制御量に基づいてバーナでの燃焼量を調節するよう
に動作する。

ＰＩＤ演算手段では、比例演算動作（Ｐ動作）と積分演
算動作（Ｉ動作）が出湯温度の変化が小さい場合の定常
的な湯温制御の動作を行なうのに対し、微分演算動作（
Ｄ動作）が出湯量の変更や設定温度の変更があった場合
に生ずる出湯温度の過渡的な変化に対する湯温制御の動
作を行なう。

そして、良（知られているように、微分演算動作が充分
であれば、出湯温度に生ずるオーバーシュートは小さく
、また微分動作が不充分であると、オーバーシュートは
大きくなる。

オーバーシュートが大きいということは、熱湯が出湯さ
れることを意味し、はなはだ危険であるので、これは小
さい方が望ましい。

ところで、湯沸器には、いわゆる燃焼能力範囲があり、
この範囲内で燃焼量の調節かり御ができるように、ＰＩ
Ｄ演算の動作では、演算値に有効桁を定めている。つま
り、この有効桁内の演算値でもって、定常的な温湯制御
が行なえるようになっている。

しかし、設定温度の変更や出湯量の変更による出湯温度
の変化があった場合には、微分演算動作の出力データの
桁数が有効桁を越えることが往々にしである。特に、こ
の出力データの桁数が有効桁を大きく越えるような場合
には、有効桁を越えた桁のデータは無視されるので、微
分効果が減殺され、したがってオーバーシュートの抑制
が不充分となり、改善が望まれていた。

（発明の目的） この発明の目的は、微分効果の低減を少なくしてオーバ
ーシュートの抑制を図り、所望湯温の出湯を安定的に給
湯できる湯沸器の燃焼制御装置を提供することにある。

（発明の構成と効果） 上記目的を達成するために、この発明に係る湯沸器の燃
焼量ｍ装置は、ＰＩＤ演算手段の微分演算動作では、微
分演算の結果データの桁数が有効桁を越えるか否かを判
断する手段と、前記結果データの桁数が有効桁を越える
ものであるとき該結果データについて今回データと繰越
データとに振り分ける手段と、前記繰越データを記憶部
に転送する手段と、前記今回データを微分演算値として
出力する手段と、次回微分演算動作起動時に前記記憶部
に格納されている繰越データを読み出して微分演算の対
象データを作成する手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、設定温度の変更や出湯量の・変更な
ど出湯温度に変動を与える要因が発生し、微分演算動作
による演算結果データの桁数が有効桁を越えた場合、繰
越データが次回の微分演算の対象データに加えられる。

したがって湯温の修正動作には遅れが生ずるものの、微
分演算の結果データを有効に利用することができるので
、オーバーシュートを効果的に抑制することができる。

（実施例の説明） 第１図はこの発明に係る燃焼制御］装置を備えた湯沸器
の基本構成図である。同図において、湯沸器の本体１は
縦型円筒状に形成され、底部側にはバーナ２が、またそ
の上部には熱交換器３がそれぞれ配設されている。

熱交換器３の水入口側には給水管路４が設けられ、この
給水管路４には水流スイッチ５が取り付けられている。

また熱交換器３の出潮口側には複数のカラン（この実施
例では３個）に分岐接続される給湯管路６が設けられ、
この給湯管路６の分岐点には温度センサ７が取り付けれ
ている。

バーナ２に至るガス供給筒路８には、バーナ２側からガ
ス流量調整弁９．ガスガバナ１０および電磁切換弁１１
がそれぞれ配設されている。そしてバーナ２に関連して
点火器１２．炎検出器１３がそれぞれ設けられる。

５− 水流スイッチ５は、カランの開閉操作による給水管路４
内の水流の発生・消失に応答してコントローラ１４に水
流あり・水流なしの信号を出力する。コントローラ１４
は水流スイッチ５の水流あり・水流なしの信号を受けて
所定の動作を起動し停止する。　− 電磁切換弁１１は、コントローラ１４により駆動され、
全開と全開の動作を行なう。

ガス流量調整弁９は、コントローラ１４に駆動され、弁
開廉が全開から全開に至り連続的に変化し、バーナ２に
供給されるガス量を調節する。

点火器１２は、コントローラ１４に駆動され、バーナ２
から噴出するガスに点火を試みる。

炎検出器１３は、バーナ２に生ずる火炎を受けて炎電流
を２値信号に変換し、これをコントローラ１４に出力す
る。

温度センサ７は、サーミスタ等からなり、温度設定器１
５とともにコントローラ１４の処理回路に接続される。

コントローラ１４は、燃焼の開始から停止に至６− るシーケンスを制御するシーケンス回路と、出湯温度を
目標湿度に維持する湯温制御回路とで構成され、各回路
動作はマイクロコンピュータにより実施される。

第２図は上記コントローラ１４の構成のうち湯温制御回
路の構成をその湯温制御の動作系統図として示すブロッ
ク図である。湯温制御回路２１は、温度偏差検出部２１
１と、ＰＩＤ演算部２１２と、燃焼制御部２１３とで構
成される。

温度偏差検出部２１１では、上記温度センサ７の検出湯
温ａと上記温度設定器１５の目４１渇度すとから偏差Ｃ
をめる。この出力偏差値Ｃは定時サンプリングによって
検出される。

ＰＩＤ演算部２１２では、定時サンプリングにより検出
した偏差Ｃに基づいて所定の制御量ｄを演算算出する。

ここで行なわれるＰＩＤ演算の演算式は、周知であるの
で省略するが、比例演算の動作（Ｐ動作）を示す比例項
と、積分演算の動作（■動作）を示す積分項と、微分演
算の動作（Ｄ動作）を示す微分項とからなり、各演算動
作の結果データの合成値が制御量ｄとなる。前述したよ
うに、各演算動作の結果データは、湯沸器の燃焼能力と
の兼ね合いから、所定桁数の有効桁が定められている。

なお、このＰＩＤ演算部２１２の演算動作のうちこの発
明に係る微分演算の動作は後述する第３図に示すように
なっている。

燃焼制御部２１３では、制御量ｄに基づいてガス流量調
整弁９の弁開麿を演算決定し、バーナ２での燃焼量を適
宜なものにする。

以上の動作が繰り返されて出湯温度が目標温度に制御保
持される。

次いで、第３図はこの発明に係る微分演算動作を示すフ
ローチャートである。以下同図に従って説明する。

まず最初の微分演算動作ではくステップ３０１）、ステ
ップ３０４において所定の微分演算を行ない、その結果
データについて桁数が有効桁より大きいか否かを判断す
る（ステップ３０５）。そして、結果データの桁数が有
効桁より小さければ、ステップ３０６でそれを微分演算
値として出力する。また、結果データの桁数が有効桁よ
りも大きければ、ステップ３０７で該結果データについ
て今回データと繰越データとの振り分けを行ない、今回
データはステップ３０８を介してステップ３０６で同様
に微分演算値として出力する。そして繰越データは記憶
部の所定エリアに転送する（ステップ３０９）。

次いで、再び微分演算の動作が開始されると（ステップ
３０１）、記憶部の所定エリアに繰越データがあるか否
かが判断される（ステップ３゜２）。そして繰越データ
があればステップ３０３に進み、記憶部の所定エリアか
ら繰越データを読出して演算対象データを作成し、上述
したステップ３０４以降の各ルーチンが実行される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る湯沸器の燃焼制御装置の一実施
例を示す基本構成図、第２図は上記実施例装置の制御動
作のうち湯温制御の動作を示す系統図、第３図は上記実
施例装置が有するＰＩＤ演算手段の演算動作のうちこの
発明に係る微分演算−〇− 動作を示すフローチャートである。 ２・・・バーナ ３・・・熱交換器 ５・・・水流スイッチ ７・・・温度センサ ９・・・ガス流量調整弁 １４・・・コントローラ １５・・・温度設定器 ２１・・・湯温制御回路 ２１１・・・温度偏差検出部 ２１２・・・ＰＩＤ演算部 ２１３・・・燃焼制御部 特許出願人 立石電機株式会社 １０− 第１図 テ （；ｉ；：：；；；１：ｊ１１１５．１．２１．ｔｓ第
２図 ？′ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱交換器の出湯湿度と目標温度との偏差に応じて
   所定の制御量をめるＰ１Ｄ演算手段を有し、この制御量
   に基づいてバーナでの燃焼量を調節する湯沸器の燃焼制
   御装置において、前記Ｐ■Ｄ演算手段の微分演算動作で
   は、微分演算の結果データの桁数が有効桁を越えるか否
   かを判断する手段と、前記結果データの桁数が有効桁を
   越えるものであるとき該結果データについて今回データ
   と繰越データとに振り分ける手段と、前記繰越データを
   記憶部に転送する手段と、前記今回データを微分演算値
   として出力する手段と、次回微分演算動作起動時に前記
   記憶部に格納されている繰越データを読み出して微分演
   算の対象データを作成する手段とを備えることを特徴と
   する湯沸器の燃焼制御装置。