JPS6133398Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、湯沸器等の燃焼装置で、詳しくは、
回転数変更機構を備えていて、この機構による回
転数変更によりバーナへの空気供給量を調整可能
な送風機と、空気供給量の調整に応じてガス供給
量を自動調整するゼロガバナ、及び、空気、ガス
夫々の供給路通過面積の変更より、空気、ガスの
供給量を複数段に切替可能な機構とを設けてある
強制燃焼装置に関する。

かかる強制燃焼装置においては、供給量切替機
構を、小インプツト時には小供給量状態に、か
つ、大インプツト時には大供給量状態に夫々切替
えることによつて、インプツトの調整範囲を広く
とり、かつ、最大インプツトでの圧損を少なくし
て送風機の小型化を図れ乍らも、最小インプツト
付近でのゼロガバナに対するロード圧を十分に確
保してゼロガバナ動作の確実化、安定化を図るこ
とができる利点があるが、従来装置のように、検
出湯温等のインプツト制御信号のみに基づいて送
風機の回転数を制御するときは、湯沸器への適用
に際して次のような不都合があつた。

つまり、第６図イ，ハに示すように、設定温度
Taをt₁からt₂に上げることによつて供給量切替機
構が小供給量状態ａから大供給量状態ｂに切替動
作した場合及び、設定温度Taをt₂からt₁に下げる
ことによつて供給量切替機構が大供給量状態ｂか
ら小供給量状態ａに切替動作した場合のいずれに
おいても、切替直後の送風機の回転数と切替直前
の送風機の回転数とが同じであることにより、第
３図、第４図に示すように、ａからｂへの切替動
作にはインプツトIPがIP₁からIP₁′に不連続的に
増大し、ｂからａへの切替動作時にはインプツト
IPがIP₂からIP₂′に不連続的に減少し、熱交換器
の応答性の悪さにより、第６図ロ中点線で示すよ
うに、前者切替時にはIP₁側への送風機の回転数
制御が遅れて、湯温Ｔが大きくオーバーシユート
し、後者切替時には、IP₂への送風機回転数制御
が遅れて、湯温Ｔが大きくアンダーシユートす
る。特に、オーバーシユートの場合は、危険であ
る。

本考案は、かかる実情に鑑み、供給量切替機構
の切替えに起因したインプツトの不連続的な変動
を抑制しようとする点に目的を有する。

本考案による強制燃焼装置は、前記供給量切替
機構の切替後作に連動して、切替直後の空気供給
量が切替直前の空気供給量と同一又はほぼ同一と
なるように前記送風機回転数変更機構を自動調整
する制御機構を設けてある事と特徴とする。

即ち、供給量切替機構の切替動作に連動して、
インプツト調整のために本来的にその回転数を変
更できるように構成されている送風機の回転数を
変更することにより、供給量切替機構の切替動作
に伴なうインプツトの変動を補正すべく構成し
た。

従つて、このような本考案特徴構成によれば、
後述実施例からも明らかになるように、従来の送
風機回転数制御回路に対する簡単な構造改良によ
つて、供給量切替機構の切替えに起因したインプ
ツトの不連続的な変動巾を非常に小さくできる。
又は、変動をなくすことができ、インプツト調整
範囲の全域においてインプツトを連続的に変化さ
せることができる。これによつて、湯沸器に適用
した場合には、後述実施例で詳述するように、設
定温度の変更に基づく供給量切替機構の切替動作
に伴なう湯温のオーバーシユート及びアンダーシ
ユートを実用ならびに安全上、支障のない範囲内
に抑えて、湯温制御精度を向上できるようになつ
た。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

１は、給湯用熱交換器２を加熱するためのバー
ナ３に空気を強制的に供給可能な送風機であり、
これは、回転数変更機構１Ａを備え、これによる
回転数変更により空気供給量を変更可能なもので
あ。４は、空気オリフイス５とガスオリフイス６
により空気供給に伴なつて空気供給路７内にガス
を吸引混合させる空気ガス混合装置であり、８
は、空気供給量の調整に伴ない変動するロード圧
PLを介して、空気供給量の調整、つまり、イン
プツトIPの調整に応じてガス供給量を空燃比が設
定値となるように自動調整するゼロガバナであ
る。９は湯温検出用のサーミスタ、１０は給湯栓
１１の開動に伴なつて水流が発生したときONす
る水流検知スイツチ、１２はイグナイター、１３
はフレームロツド、１４はガス供給路１５に介在
させたメイン電磁弁、１６は混合オリフイースで
ある。１７は、空気、ガス夫々の供給路通過面積
の変更により空気、ガスの供給量を大小２段の切
替可能な機構であり、１９は、送風機１の回転に
伴なつて発生した圧力を検知する圧力スイツチで
あり、２０は燃焼制御器である。

前記供給量切替機構１７の空気供給量切替部
は、空気供給路７を全開する姿勢を絞る姿勢とに
揺動切替自在なダンパー１７Ａと、通電によりこ
のダンパー１７Ａを可逆的に絞り姿勢に切替える
ソレノイド１７Ｂとから構成され、ガス供給量切
替部は、ガス供給路１５に接続させたオリフイス
１８Ｃ付きバイパス路１８Ａに、通電によりこの
バイパス路１８Ａを可逆的に閉塞可能な電磁弁１
８Ｂを介在させて構成されている。

前記燃焼制御器２０は、第２図に示すように、
シーケンス制御回路Ａと検出湯温に基づいて湯温
が設定温度に維持されるように前記回転数変更機
構１Ａと供給量切替機構１７とを制御する回路Ｂ
及び、前記供給量切替機構１７の切替動作に連動
して、切替直後の空気供給量が切替直前の空気供
給量と同一となるように前記回転数変更機構１Ａ
を自動調整する制御回路Ｃとを備えている。

前記シーケンス制御回路Ａは、運転スイツチS₁
がONし、水流検知スイツチ１０がONしたとき、
リレーXFを励磁させて送風機１を回転させ、こ
の送風機１の回転による一定時間に亘るプレパー
ジ終了後、リレーXPを励磁させてメイン電磁弁
１４を開動させ、かつ、リレーXIを励磁させて
イグナイター１２を動作させる、つまり、点火さ
せるものである。

前記前者制御回路Ｂは、フレームロツド１３に
より点火が確認された状態において、サーミスタ
９、湯温設定用可変抵抗VR、抵抗R₁，R₂から構
成されるブリツジにより検出された偏差に基づい
て演算し、その結果を反転して出力するPID回路
２１と、抵抗R₃，R₄，R₅で構成されるヒステリ
シスを有していて、第４図に示すように、前記供
給量切替機構１７が小供給量状態ａに切替わつて
いる状態においてインプツトIPが第１設定値IP₁
にまで上昇したとき、つまり、前記PID回路２１
の出力（以下、PID出力と称する。）が第１設定
値V₁にまで下降したとき、トランジスタTr₁を介
してリレーＸを励磁させて前記ソレノイド１７Ｂ
及び電磁弁１８Ｂへの通電を断ち、かつ、前記供
給量切替機構１７が大供給量状態６に切替わつて
いる状態においてインプツトIPが第２設定値IP₂
にまで下降したとき、つまり、PID出力が第２設
定値V₂にまで上昇したとき、ソレノイド１７Ｂ
及び電磁弁１８Ｂに通電させるコンパレータOP₁
とを備えてる。

前記回転数変更機構１Ａは、前記PID出力に応
じてパルストランストライアツクを介て回転数を
制御する位相制御回路である。

前記後者制御回路Ｃは、第５図に示すように、
前記PID出力が第２設定値V₂にまで上昇して前記
コンパレータOP₁の出力がロウに切替わつたと
き、その出力をロウに切替えて前記位相制御回路
１Ａに入力させるPID出力を第２設定値V₂から抵
抗R₆で分圧された値V₂′に下降させ、かつ、前記
PID出力が第１設定値V₁にまで下降して前記コン
パレータOP₁の出力がハイに切替わつたとき、そ
の出力をハイに切替えてPID出力を第１設定値V₁
から抵抗R₆で分圧されない値V₁′に上昇させるコ
ンパレータOP₂を設けて、構成されている。前記
抵抗R₆によるPID出力の変化分が、切替直後のイ
ンプツトと切替直前のインプツトとの差に相当す
る。

上記実施例構成によれば、第３図乃至第５図に
示すように、供給量切替機構７が小供給量状態ａ
に切替わつている状態においてインプツトIPが第
１設定値IP₁にまで上昇したときには、供給量切
替機構１７が大供給量状態ｂに切替わる一方、
PID出力が第１設定値V₁から値V₁′に切替わるこ
とにより、位相制御回路１Ａに入力されるPID出
力で決定される送風機１の静圧−風量特性（以
下、Ｐ−Ｑ特性と称する。）がイからロに変わつ
て送風機１の回転数が低下し、これにより、イン
プツトIPが第１設定値IP₁に維持される。かつ、
供給量切替機構１７が大供給量状態ｂに切替わつ
ている状態においてインプツトIPが第２設定値
IP₂にまで下降したときには、供給量切替機構１
７が小供給量状態ａに切替わる一方、PID出力が
第２設定値V₂から値V₂′に切替わることによりＰ
−Ｑ特性がハからニに変わつて送風機１の回転数
が増加し、これにより、インプツトIPが第２設定
値IP₂に維持される。

従つて、第６図イ，ハに示すように、給湯状態
において設定温度Taをt₁からt₂に上げた場合に
は、供給量切替機構１７が、小供給量状態ａから
大供給量状態ｂに切替わり、かつ、t₂からT₁に下
げた場合には、供給量切替機構１７が大供給量状
態ｂから小供給量状態ａに切替わり、この供給量
切替機構１７の切替時、送風機１の回転数制御に
よりインプツトIPが補正されるため、第６図ロに
示すように、点線で示す従来の場合に比較して、
オーバーシユート、アンダーシユートを招来する
ことなく湯温Ｔを早期にt₁からt₂、t₂からt₁にする
ことができる。

本考案は、制御機構、つまり、実施例でいう後
者制御回路Ｃを次のように構成して実施しても良
い。

つまり、抵抗R₆の値を調整すること等によつ
て、供給量切替機構１７の小供給量状態から大供
給量状態への切替動作に連動して、切替直後の空
気供給量（インプツト）が切替直前の空気供給量
よりもやや小なる値IP₃となるように回転数変更
機構１Ａ（位相制御回路）を自動調整するものに
構成する。この場合、送風機１の慣性による追従
性の悪さに起因した供給量変更の遅れを抑制し
て、より一層迅速に湯温を設定温度にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は湯沸器の概念図、第２図は制御回路
図、第３図はＰ−Ｑ特性を示すグラフ、第４図は
インプツトとロード圧との関係を示すグラフ、第
５図はPID出力とOP₁出力との関係を示すグラ
フ、第６図イ，ロ，ハは設定温度変更とそれに対
応する出湯温度の変化及び設定温度変更に伴なう
供給量の変更との相関を示すグラフである。 １Ａ……回転数変更機構、１……送風機、３…
…バーナ、８……ゼロガバナ、１７……供給量切
替機構、Ｃ……制御機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転数変更機構１Ａを備えていて、この機構
   １Ａによる回転数変更によりバーナ３への空気
   供給量を調整可能な送風機１と、空気供給量の
   調整に応じてガス供給量を自動調整するゼロガ
   バナ８、及び、空気、ガス夫々の供給路通過面
   積の変更により空気、ガスの供給量を複数段に
   切替可能な機構１７とを設けてある強制燃焼装
   置において、前記供給量切替機構１７の切替動
   作に連動して、切替直後の空気供給量が切替直
   前の空気供給量と同一又はほぼ同一となるよう
   に前記送風機回転数変更機構１Ａを自動調整す
   る制御機構Ｃを設けてある事を特徴とする強制
   燃焼装置。 前記制御機構Ｃが、前記供給量切替機構１７
   の小供給量状態から大供給量状態への切替動作
   に連動して、切替直後の空気供給量が切替直前
   の空気供給量よりもやや小となるように送風機
   回転数変更機構１Ａを自動調整するものである
   実用新案登録請求の範囲第項に記載の強制燃
   焼装置。