KR930001773B1 - 급탕기의 수량 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

급탕기의 수량 제어장치

제1도는 본 발명의 실시예의 가스급탕기의 개요구성도.

제2도 내지 제8도는 본 실시예의 제어회로의 작동을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

38 : 수량제어밸브(수량조절수단) 50 : 제어회로(수량제어장치)

본 발명은 급탕기에 있어서 급탕량을 조절하는 물밸브를 제어하는 수량제어장치에 관한 것으로, 특히 출탕온도를 검지하여 가열능력에 맞추어 물밸브의 열림정도를 보정하는 열림도 보정기능을 가진 급탕기의 수량제어장치에 관한 것이다. 급탕기에서는, 그 급탕기에 구비될 열교환기내에 유입하는 물의 입수온도 Tin과, 버너등의 가열수단의 최대가열능력 Qmax로부터 가열가능한 최대급탕량 lmax를 다음식 ①로 구할 수가 있다.

lmax=Qmax/(Tset-Tin)………………………………………………………①

여기에서, Tset는 급탕기에 있어서 미리 정해진 고정의 출탕목적온도, 혹은 사용자에 의하여 설정된 출탕목적온도이다.

이때문에, 식①에 의하여 얻어지는 최대급탕량 lmax로 되도록 물밸브의 열림도가 조절되고 열교환기내로 유입하는 수량이 조절되어 있다.

또 실제의 급탕기에서는, 수량을 조절하는 물밸브에 제조상의 오차가 있기도 하며 최대 가열능력 Qmax를 결정하는 가열수단에서는, 예를들면 가스를 연료로 하는 버너의 경우에는 공급되는 연료가스의 압력이 변동하기도 하고 연료공급량을 조절하는 비례밸브의 제조상의 오차가 있다. 이 때문에 가열수단이 최대가열능력 Qmax를 출력하도록 제어되고 식 ①에서 구하여진 최대급탕량 lmax가 얻어지도록 물밸브가 제어되어도 실제의 출탕온도 Tout가 출탕목적 온도 Tset로 되지 않는 경우가 있다. 그래서, 열교환기에서의 출탕온도 Tout를 검지하여 출탕목적온도 Tset에 부응한 출탕온도 Tout가 얻어지도록 물밸브의 열림도가 보정되어 있다.

그러나, 상수도등에서 급탕기에 공급되는 물은 그 온도가 일정한 일은 적고, 예를들면 급탕기의 개시시에는 주간의 햇빛등에 의하여 가열되어 비교적 높은 온도의 물이 공급되나 급탕을 계속하는 가운데 점점 공급되는 물의 온도가 낮게되는 경우가 있다. 따라서, 출탕목적온도 Tset가 일정하여도 입수온도 Tin의 변화에 따라서 가열능력이 상대적으로 변화한다. 이때문에 종래의 급탕기에서는, 출탕온도 Tout를 출탕목적온도 Tset로 하기 위하여 일단 새로운 입수온도 Tin에 부응하여 최대급탕량 lmax가 계산되고 그것에 의거하여 물밸브가 제어된 후에 다시 출탕온도 Tout가 검지되어 물밸브의 열림도가 다시 보정되는 것으로 된다. 따라서 입수온도 Tin이 변화한 경우에는 출탕온도 Tout가 출탕목적온도 Tset로 될때까지에 시간이 걸리고 출탕온도 Tout가 안정하기 어렵다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 급탕기에 공급되는 물의 온도가 변화한 경우에, 목적출탕온도에 부응한 출탕온도의 탕수(뜨거은 물)가 빠르게 얻어지도록 급탕량이 빠르게 조절되는 급탕기의 수량제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내부를 통과하는 물을 가열하기 위한 열교환기내에의 물의 유입을 검지하여 상기 열교환기를 가열하는 가열수단의 가열을 개시시키는 급탕기의 수량제어 장치에 있어서, 상기 가열수단의 가열능력, 상기 열교환기내에의 유입수량 및 유입수온에 의거하여 상기 열교환기내를 통과하는 수량을 조절하는 수량조절 수단의 최대 열림도를 결정하는 제1의 스텝과, 이 제1스텝에서 결정된 상기 최대 열림도 보다 작은 열림도에서 상기 최대 열림도 보다 큰 열림도까지 상기 수량조절수단의 열림도를 점점 변경하는 제2스텝과, 이 제2스텝에서 출탕온도가 목적온도보다 낮은 소정의 온도이하로 된때의 이 출탕온도, 상기 유입수온, 상기 가열수단의 가열능력에 의거하여 상기 열교환기에서 유출하는 탕수의 출탕량을 구하는 제3스텝과, 이 제3스텝에서 구하여진 상기 출탕량에 의거하여 상기 수량조절수단의 열림도를 구하는 제4스텝 상기 수량조절수단에 대하여 상기 제1스텝에서 결정된 최대열림도와 상기 제3, 4스텝에서 구하여진 열림도와의 열림도 차이를 구하는 제5스텝과, 이 제5스텝에서 구해진 상기 열림도 차이를 상기 수량조절수단의 열림도보정치로 하는 제6스텝을 포함하며, 이후, 상기 열림도 보정치를 수반하여 상기 수량조절수단을 제어하는 것을 기술적 수단으로 한다.

본 발명에서는, 열교환기내에의 물의 유입이 검지되면, 가열 수단이 가열을 개시한다. 한편, 가열수단의 가열능력, 열교환기내에 유입하는 유입수량 및 유입수온에 의거하여 수량조절수단의 열림도가 결정된다. 수량조절수단은, 결정된 열림도보다 작은 열림도로부터 결정된 열림도보다 큰 열림도까지, 그 열림도가 점점 변경된다. 이때, 가열수단의 가열능력은 실제출탕량에 대하여 가열부족으로 되기 때문에 열교환기에서 유출하는 탕수의 온도는 점점 저하하고, 출탕온도는 그 사이에 목적온도 보다 낮은 소정온도 이하로 된다. 따라서, 검지되는 유입수량과는 별도로 그때의 출탕온도, 상기 유입수온, 상기 가열수단의 가열능력에 의거하여, 상기 열교환기에서 유출하는 탕수의 출탕량을 구하는 것이 가능하다.

또 제1스텝에서 결정된 수량조절 수단의 열림도와는 별도로 제3스텝에서 구하여진 출탕량에 의거하여 수량조절수단의 열림도를 구할 수가 있다. 이때, 가열수단의 실제 가열능력이나 수량조절수단의 실제 열림도가, 제어상의 가열능력이나 열림도와 다르게 되어 있으면, 제4스텝에서 구하여지는 수량조절수단의 열림도는 제1스텝에서 결정된 수량조절수단의 열림도와는 다른것으로 된다. 그래서, 이들의 열림도의 차이를 구하고 그 열림도의 차이에서 수량조절수단의 열림도를 보정하는 것에 의하여, 가열능력의 능력오차나 수량조절 수단의 열림도 오차를 보정한 열림도를 얻을 수가 있다.

따라서, 그후 이 열림도의 차이를 수량조절 수단의 열림도 보정치로 하는 것에 의하여 가열수단의 실제가열 능력이나 수량조절수단의 실제 열림도 특성에 부응한 수량제어를 행하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 급탕초기에서 가열수단의 가열능력의 오차나 수량조절수단의 열림도 오차에 부응한 보정치가 구해지고, 이후, 그 열림도 보정장치를 수반하여 수량조절 수단이 제어된다. 따라서, 열교환기내에 유입하는 물의 유입온도가 변화한 경우에는, 새로운 유입온도에 부응하여 수량조절수단의 열림도가 결정되고 수량조절수단은 결정된 열림도에 부응하여 제어된다. 이때, 열림도 보정치를 수반하여 제어되기 때문에, 수량조절수단은 빠르게 목적출탕온도에 부응한 열림도를 나타낸다. 따라서, 유입수온이 변화하여도 빠르게 출탕목적 온도의 급탕이 행해진다.

이어서 본 발명을 도면에 도시한 실시예에 의거하여 설명한다. 제1도에 개략을 나타낸 본 실시예의 가스 급탕기는, 연소기 10과 연료관 20과 수관 30과 제어회로 50으로 구성된다.

연소기 10은 다수개의 화염구멍을 가지는 버너플레이트 11이 내부에 설치된 급탕기케이스 1과, 연소용 공기를 공급하는 송풍기 12를 구비한 송풍기 케이스 2로 된다. 급탕기케이스 1은 버너플레이트 11을 경계로 하여 연소실 1a와 혼합실 1b를 형성한다. 송풍기케이스 2의 흡입구 2a에는 연소기의 소음을 저하하기 위하여 급기덕트 3이 접속되고 급기구 3a의 내측에는 연소가스를 분출하는 노즐 13이 설치되어 있다.

노즐 13에서 분출되는 연료가스는 송풍기 12에 의하여 공급되는 연소용 공기와 혼합실 1b에서 혼합되고, 버너플레이트 11의 상면에서 전(全)일차 공기연소를 행하고 연소가스는 도시지 않는 배기구에서 배출된다.

연소실 1a내의 버너플레이트 11의 상방에는, 점화용의 불꽃 방전을 행하는 스파커 14, 화염검지를 위한 후레임로드 15 및 서모컵플 16이 각각 설치되어 있다.

연료관 20은, 연료가스를 노즐 13에 공급하는 가스관으로 그 상류측에서 순차적으로 원전자밸브(元電磁荊) 21, 주전자밸브 22, 연료가스의 공급량을 조절하는 비례밸브 23이 각각 설치되고 또 비례밸브 23의 하류에는 전자밸브 24가 설치되며 전자밸브 24의 상류와 하류와는 연료관 20을 분리한 바이패스관 20a로 연통되어 분기한 연료관 20 및 바이패스관 20a에는 각각 오리피스 25, 26이 구비되어 있다.

수관 30은, 도시하지 않은 물공급원 및 급탕구와 각각 접속된 공급관 31 및 급탕관32와 이들을 연통하여 설치한 열교환기 33 및 바이패스관 34로 되어 있으며 열교환기 33은 연소실 1a내에 배치되어 있다.

공급관 31의 열교환기 33과 바이패스관 34와의 분기부에는 열교환기 33 및 바이패스관 34에 각각 공급하는 수량의 비율을 조절하기 위한 바이패스 밸브 35가 설치되어 있다. 또 공급관 31의 상류에는 공급수온을 검지하는 입수온 서미스터 36, 공급수량을 검지하기 위한 수량센서 37, 공급수량을 조절하는 수량제어밸브 38이 구비되어 있다. 바이패스밸브 35 및 수량제어밸브 38은 각각 기아드모터에 의하여 구동되고 각 밸브의 열림도를 검지하기 위하여 포텐셔미터(potentiometer)가 각각 구비되어 있다.

열교환기 33의 하류수관 30에는, 열교환기 33에서 유출하는 탕수의 온도를 검지하기 위한 열교환 서미스터 39가 구비되고 또 급탕관 32에는 열교환기 33에서 유출하는 탕수와 바이패스관 34를 통과한 물이 혼합한 탕수의 온도를 검지하기 위한 출탕온 서미스터 40이 구비되어 있다.

제어회로 50은 마이크로콤퓨터를 증심으로 하여 구성되고 사용자가 조작하는 콘트롤러 51의 조작상태에 부응하여 급탕기의 운전상태를 제어하는 것으로 시퀀스제어, 연소제어 및 수량제어를 행한다. 시퀀스제어로서는 콘트롤러 51의 운전스위치를 넣으면 소정의 시퀀스로 연소를 개시함과 동시에 연소상태나 급탕상태가 소정의 조건하로 되면 연소를 정지한다.

연소제어는, 콘트롤러 51에 의한 설정온도, 각 서미스터 36, 39, 40 및 수량센서 37에서의 각 검지신호에 의거하여 송풍기 12가 제어되고 검출되는 송풍기 12의 회전수에 의거하여 비례밸브 23에의 전류치가 제어된다. 또 서모컵플 16에 의하여 검지되는 연소온도에 의거하여 공연비(空撚比)의 보정이 행해지고 연료가스의 공급량과 연소용 공기의 공급량이 이론 공연비로 유지된다.

수량제어에서는, 열교환기 33과 바이패스관 34를 각각 통과하는 물의 비율을, 바이패스 밸브 35에 의하여 조절한다. 여기에서는, 입수온 서미스터 36으로 검지하는 입수온 Tin에 의거하여 바이패스관 34에의 바이패스 수량을 결정하고 그것에 의거하여 바이패스 밸브 35를 제어한다.

또 콘트롤러 51에서 설정되는 출탕목적 온도 Tset에 대하여 연소기 10의 가열능력을 넘는 급탕량으로 되지 않도록 수량제어 밸브 38의 열림도를 적절하게 제어하고 있다. 여기에서는 특히 연소기 10의 가열능력의 오차나 수량제어밸브 38의 열림도 오차에 의한 출탕온도 Tout의 오차를 없게함과 동시에 또 입수온도 Tin이 변화한 경우에도 빠르게 출탕목적온도 Tset의 급탕을 행하기 때문에 물마개가 열리어 급탕제어가 개시된때에만, 이하의 제어를 행하여 수량제어밸브 38의 열림도를 입수온도 Tin의 변화에 대응하여 빠르게 보정할 수 있도록 한다.

이어서, 제2도에서 제8도에 의거하여 수량제어를 설명한다.

사용자가 도시하지 아니한 물마개를 열면(제2도의 스텝 1), 열교환기 33 및 바이패스관 34에는 공급관 31에서 물이 유입하고 그 수량이 검지수량 ι_F로서 수량센서 37에 의하여 검지된다. 검지수량 ι_F가 연료를 개시하기 위하여 결정된 시동기준수량 ι_o이상의 경우(스텝 2에서 Yes)에는 마이크로콤퓨터에 의하여 급탕제어가 개시된다. 검지수량 ι_F가 시동기준수량 ι_o에 보다 작은 경우(스텝 2에서 No)에는 검지수량 ι_F가 시동기준수량 ι_o에 달할때까지 급탕제어는 개시되지 않는다.

급탕제어가 개시되면, 콘트롤러 51에 의하여 설정된 출탕목적온도 Tset, 입수온 서미스터 36에서 검지되는 입수온도 Tin, 연소기 10의 최대가열능력 Qmax에 의거하여 출탕가능한 최대급탕량 lmax가 전술의 식①에 의하여 계산된다(스텝 3). 그러나, 계산된 최대급탕량 lmax가 크고 수량제어밸브 38이 그것에 부응하여 제어되면 바이패스밸브 35의 제어상태에 의해서는 열교환기 33내의 유속이 너무 크게 되는 일이 있고, 이때에는 열교환기 33내에 기포가 발생하여 위험한 경우가 있다. 따라서 그러한 위험이 발생하지 않도록 최대급탕량 lmax가 바이패스밸브 35와의 관계에 의하여 미리 결정된 안전유량 ln보다 큰 경우(스텝 4에서 Yes)에는 계산된 최대급탕량 lmax와는 별도로, 최대급탕량 lmax를 안전유량 ln까지 작게하여 안전유량 ln과 같게한다(스텝 5).

또 최대급탕유량 lmax가 안전유량 ln 이하의 경우(스텝 4에서 No)에는 계산된 수치를 최대급탕량 lmax로 한다.

그후, 최대급탕량 lmax의 계산이 급탕제어에서 처음에 행해졌는가 행해지지 않했는가를 최초의 회수를 나타내는 소정의 플래그(flag)에 의하여 판별한다.(스텝 6).

최초 회수를 나타내는 플래그가 없는 경우(스텝 6에서 No)에는 수량제어밸브 38의 열림도를 변경하기 위한 계수 N을 0.85로 한다(스텝 7). 이것은, 급탕초기에서는 연소기 10내의 열교환기 33등의 온도가 낮고, 통과하는 물을 충분히 가열할 수 없기 때문에 그 부족분을 보충하기 위함이다. 이러한 동작에 따라서 수량제어밸브 38의 열림도는 최대급탕량 lmax를 공급하는 열림도 보다 작은, 최대급탕량 lmax의 85%에 상당하는 유량을 공급하는 열림도에 제어되고 외관상의 가열량이 상승하는 것으로 된다.

최초회수를 나타내는 플래그가 있는 경우(스텝 6에서 Yes)는, 출탕목적온도 Tset의 변경 혹은 입수온도 Tin의 변화에 의하여 최대급탕량 lmax의 계산이 다시 행하여진 경우이고 특히 수량제어밸브 38의 열림도 변경은 행해지지 않기 때문에 계수 N을 1.00으로 한다(스텝 8).

계수 N이 결정되면 계수 N에 부응하여 제어유량 l이

l=lmax*N…………………………………………………………………………②

로 결정되고(스텝 9), 이것에 부응하여 수량제어밸브 38의 밸브위치를 검지하는 포텐셔미터의 수치 P가 계산되고(스텝 10), 계산된 포텐셔미터의 값에 의거하여 수량제어밸브 38의 기아드 모터가 구동된다(스텝 11).

포텐셔미터의 값 P의 계산처리(스텝 10)와 기아드 모터의 구동처리(스텝 11)는 각각 제3도 및 제4도에 나타내는 서브루틴(subroutine)으로 별도로 처리된다.

포텐셔미터의 값 P의 계산처리를 행하는 서브루틴은 그 호출명령이 있으면 처리를 개시하고(스텝 12) 소정의 연산식에 의거하여 계산이 행해지며(스텝 13), 계산종료후에는, 호출된 스텝으로 리턴한다(스텝 14).

또 기아드모터의 구동처리를 행하는 서브루틴은 그 호출명령이 있으면 개시되고(스텝 15)이하의 처리를 행한다.

처음에 스텝 10에서 계산된 포텐셔미터의 값 P에 보정치 Pb₁을 가산하여 보정제어치 Pb를 구한다.(스텝 16). 여기에서 보정치 Pb₁은 후술하는 보정치 계산이 서브루틴에 의하여 구하여지는 것이다. 또 수량제어 밸브 38의 제어가능 열림도는 미리 결정되어 있어 이것에 부응하여 포텐셔미터의 값도 최소치 Pmin과 최대치 Pmax가 결정되어 있다. 그 때문에 보정제어치 Pb가 그 최소치 Pmin보다 큰 경우(스텝 18에서 Yes)에는 보정치 Pb에 의한 보정이 그대로 행해지지 않고, 보정제어치 Pb는 최소치 Pmin과 최대치 Pmax에 각각 변경된다(스텝 19, 20).

그후, 보정제어치 Pb와 포텐셔미터에 의한 검지치 Pbn이 비교되고(스텝 21). 그 결과, 수량제어밸브 38의 열림도가 작은 경우(스텝 21에서 Yes)에는 열림도를 크게하도록 기아드모터가 구동되고(스텝 22) 열림도가 큰 경우(스텝 21에서 No)에는 열림도를 작게하도록 기아드모터가 구동되며(스텝 23), 각 구동에 의해서 검지치 Pbn이 보정제어치 Pb의 소정범위내로 되면(스텝 24) 기아드모터가 정지되며(스텝 25), 그후 호출된 스텝에 리턴한다(스텝 26).

그 사이에 연소기 10에서는 점화작동이 행해지며 연료가스가 공급됨과 동시에 송풍기 12가 연소용 공기를 공급한다.

기아드모터 구동처리에 의하여 수량제어밸브 38의 열림도 제어가 끝나고 후레임로드 15에서의 착화신호가 있으면(스텝 27에서 Yes), 결합자 A에 의하여 제5도의 제어로 이행한다.

연소기 10에서 착화하면 콘트롤러 51에 의하여 설정된 출탕 목적온도 Tset과 입수온 서미스터 36에 의한 입수온도 Tin의 각 데이터의 취입처리(스텝 28)이 제6도에 도시한 서브루틴에 의하여 행해진다.

이하에서 그 설명을 한다.

데이터 취입처리는 그 호출명령이 있으면 개시되고(스텝 60), 출탕목적온도 Tset과 입수온도 Tin의 취입처리는 처리개시에서 1초후에 각 온도데이터를 취입하도록 하고 있다. 그 때문에 스텝 61에서 1초 타이머가 작동하고 있는가 아닌가를 판별하고, 작동하고 있는 경우(스텝 61에서 No)에는 1초 타이머를 시동시켜(스텝 62) 스텝 63에서 호출명령이 있는 스텝으로 리턴한다. 1초 타이머가 작동하고 있는 경우(스텝 61에서 Yes)에는 1초경과할 때까지(스텝 64에서 No) 스텝 63을 거쳐 호출명령이 있던 스텝으로 리턴을 되풀이한다.

1초경과하여 1초타이머가 작동을 종료하면(스텝 64에서 Yes) 출탕목적온도 Tset과 입수온도 Tin의 각데이터를 순차적으로 취입(스텝 65, 66), 취입된 각 데이터 변경이 없는 경우(스텝 67에서 No)에는 스텝 63을 경과하여 호출명령이 있던 스텝으로 리턴한다.

반대로 취입된 각 데이터에 변경이 있는 경우(스텝 67에서 Yes)에는, 결합자 E를 경과하여 스텝 3에 되돌아가고 다시 최대급탕량 lmax를 계산한다.

제5도에서 출탕목적온도 Tset과 입수온도 Tin의 취입처리(스텝 28)가 끝나면 연소기 10의 연소량이 최대가열능력 Qmax로 되어 있는가 아닌가가 판별되고(스텝 29) 최대가열능력 Qmax의 경우(스텝 29에서 Yes)에는 출탕온 서미스터 40에 의하여 검지되는 출탕온도 Tout의 데이터를 취입(스텝 30), 출탕온도 Tout가 출탕목적온도 Tset보다 1도 낮은 온도까지 이르고 있는가 이르고 있지 아니한가를 판별한다(스텝 31). 이 판별은, 10초 경과할 때 마다 행해지는 것으로 그 때문에 출탕온도 Tout가 출탕목적온도 Tset보다 1도 낮은 온도까지 도달하여 있지 않은 경우(스텝 31에서 Yes)에는 10초 타이머가 작동중인가 작동중이 아닌가의 판별이 행해지며(스텝 32), 또 10초 타이머가 작동중의 경우(스텝 32에서 Yes)에는 10초 타이머의 작동이 종료하였는가 종료하지 아니하였는가가 판별(스텝 33), 10초 타이머의 작동이 종료하지 않은 경우(스텝 33에서 No)에는 스텝 28로 되돌아간다.

출탕온도 Tout가 충분히 높은 출탕목적온도 Tset보다 1도 낮은 온도이상으로 가열된 경우(스텝 31에서 No)에는 스텝 28에 되돌아간다.

10초 타이머가 작동하지 않은 경우(스텝 32에서 No)에는 스텝 34에서 30초 타이머가 작동하고 있는가 작동하고 있지 아니한가를 판별한다. 10초 타이머의 작동이 종료하고 있는 경우(스텝 33에서 Yes)에는 최초 회수를 나타내는 플래그를 서입(書입)한다(스텝 35).

한편, 30초 타이머가 작동하고 있지 않은 경우(스텝 34에서 No)에는 30초타이머가 시동된다(스텝 36). 또, 30초 타이머가 작동하고 있는 경우(스텝 34에서 Yes)에는 스텝 37에서 30초 타이머의 작동이 종료하였는가 아니하였는가의 판별이 행해지고 종료하고 있지 않는 경우(스텝 37에서 No)에는 스텝 36의 처리후와 합류하여 결합자 C를 거쳐 스텝 28로 돌아가며 종료한 경우(스텝 37에서 Yes)에는 스텝 35의 처리후와 합류하고 보정치 계산처리(스텝 38)로 이행한다.

연소기 10의 연소량이 최대가열능력 Qmax로 되어 있지 않은 경우(스텝 29에서 No)에는 연소기 10의 연소량을 최대가열능력 Qmax로 하기 때문에 결합자 B를 거쳐 제7도에 도시한 제어를 행한다.

30초 타이머가 이미 작동중인 경우(스텝 42에서 Yes)에는 30초 타이머를 재시동시켜(스텝 43), 최초 회수플래그인가 아닌가를 판별한다(스텝 34). 30초 타이머가 작동하고 있지 않은 경우(스텝 42에서 No)에는 그대로 스텝 44의 판별로 이행한다. 최초 회수플래그가 있는 경우(스텝 44에서 No)에는 스텝 45에서 10초 타이머가 작동중인가 아닌가를 판별하고 10초 타이머가 작동하고 있지 않은 경우(스텝 45에서 No)에는 10초 타이머를 시동시켜(스텝 46) 결합자 C를 거쳐 스텝 28로 돌아간다. 10초 타이머가 작동하고 있는 경우(스텝 45에서 Yes)에는 10초 타이머의 작동이 종료하였는가 종료하지 아니하였는가를 판별하고(스텝 47), 10초 타이머의 작동이 종료하고 있지 않은 경우(스텝 47에서 No)에는 결합자 C를 거쳐 스텝 28로 돌아간다.

10초 타이머의 작동이 종료하여 있는 경우(스텝 47에서 Yes)에는 계수 N에 0.05를 가산한다(스텝 48). 가산후의 계수 N의 값이 1.25이하의 경우(스텝 49에서 Yes)에는 결합자 D를 거쳐 스텝 9로 돌아가고 이후, 계수 N의 값이 1.25로 될때까지 같은 제어를 반복하고 계수 N의 값이 1.25를 넘을때(스텝 49에서 No)에는 계수 N을 1.00으로 하고(스텝 50), 결합자D를 거쳐 스텝 9로 돌아간다.

스텝 38에서는 수량제어밸브 38를 제어할때의 보정치 Pb₁이 계산처리된다. 이것은 제8도에 도시한 서브루틴에 의하여 처리되는 것으로 스텝 38에서 그 호출명령이 있으면 개시된다(스텝 70).

보정치 계산의 서브루틴에서는 우선 출량온 서미스터 40에 의하여 검지되는 출탕온도 Tout의 데이터의 취입이 이루어지고(스텝 71), 출탕온도 Tout와 입수온도 Tin과의 온도차와, 연소기 10의 최대 가열능력 Qmax에 의거하여 상당출탕량 la가 구해진다(스텝 72). 그후, 스텝 73에서는 제3도에서 도시한 포텐셔미터의 값 P의 계산이 서브루틴을 호출하여 값 P가 계산된다. 또 스텝 72에서 구해진 상당출탕량 la와 검지수량 　l_F와의 유량차를 구하고 그 유량차에서 수량제어밸브 38의 열림도를 나타내는 포텐셔미터의 상당열림도 값Pn을 구하여 상당열림도 Pn과 값 P와의 차이에서 포텐셔미터의 보정치 Pb₁을 구한다(스텝 74).

구하여진 보정치 Pb₁에 의하여 수량제어밸브 38이 제어된때, 수량제어밸브 38에 의하여 조절되는 수량이 이미 구하여진 최소수량이하 혹은 최대수량 이상으로 되는 일이 없도록 보정치 Pb₁이 판별되고(스텝 75, 76) 최소수량을 나타내는 값 a보다 작은 경우(스텝 75에서 Yes)에는 보정치 Pb₁이 최소수량을 나타내는 값 a로 수정되고(스텝 77), 최대수량을 나타내는 값 b보다 큰 경우(스텝 75에서 No, 또 스텝 76에서 Yes)에는 보정치 Pb₁은 최대수량을 나타내는 값 b로 수정된다(스텝 78).

보정치 Pb₁이 구하여지거나 혹은 필요에 따라 수정된 후는 호출된 스텝으로 리턴한다(스텝 79).

스텝 38에서, 이상의 서브루틴에 의하여 보정치 Pb₁이 계산되면 계수 N이 1.00으로 되고(스텝 39), 결합자 D에 의하여 스텝 9로 돌아간다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 실시예의 가스급탕기는 다음과 같이 작동한다.

사용자가 콘트롤러 51에 의하여 출탕목적온도 Tset를 설정하고 운전을 개시함과 동시에 도시하지 않은 물마개를 열면, 수량센서 37에 의하여 통수가 검지되고 소정의 시퀀스로 급탕제어가 개시된다.

잠화제어에서는 송풍기 12가 회전을 개시하고 소정의 회전수에 이르면 스파커 14가 작동되고 스파커 14의 작동이 검지되면 원전자밸브 21, 주전자밸브 22가 열림상태로 되어 연소기 10에는 연소용 공기와 연료가스가 공급된다.

수량제어에서는 열교환기 33에 유입하는 입수온도 Tin에 의거하여 바이패스량이 결정되고 바이패스 밸브 35가 제어된다.

한편, 수량제어밸브 38의 제어에서는 최대급탕량 lmax가 결정되고 수량제어밸브 38은 최대급탕량 lmax의 85%를 출탕량을 얻기 위한 열림도로 구동제어한다.

연소기 10에서 착화하고 불꽃이 프레임 로드 15에서 검지되면 스파커 14는 정지되고 입수온도 Tin, 검지수량 l_F, 출탕목적온도 Tset에 의거하여 연소기 10의 연소량이 결정되고 그것에 부응하여 송풍기 12, 비례밸브 23 및 전자밸브 24가 제어된다.

검지수량 l_F가 적고 연소기 10의 최대가열능력 Qmax로 충만하지 않은 경우에는 가열능력부족으로 되지 않기 때문에 특히 보정제어를 행하지 않아도 연소량이 증대하기 때문에 출탕목적온도 Tset의 급탕이 행해진다.

연소기 10이 최대가열능력 Qmax의 경우에는 출탕온도 Tout에 의거하여 10초마다 수량제어밸브 38의 열림도가 5%씩 증대되고 최대급탕량 lmax의 125%의 출탕량을 얻기 위한 열림도까지 구동제어된다.

이 열림도의 증대중에 통상에서는 연소기 10의 가열능력 부족으로 된다. 이때의 출탕온도 Tout에 의거하여 상당출탕량 1a가 계산되고 또 포텐셔미터의 값 P가 계산되며 상당열림도 값 Pn과의 차이에 의하여 보정치 Pb₁이 얻어진다.

여기에서 얻어진 보정치 Pb₁은 이후, 수량제어밸브 38을 구동제어하기 위한 기아드모터 구동서브루틴에 있어서의 스텝 16에서 이용되는 것으로 이 보정치 Pb₁에 의하여 보정제어치 Pb가 결정되고 수량제어밸브 38, 비례밸브 23등의 오차에 의하여 각 제어량에서 생긴 오차의 영향을 보상할 수 있다.

따라서, 그후 입수온도 Tin이 변화하여 수량제어밸브 38의 열림도가 변경될때에는 오차를 보상할 수 있는 보정제어치 Pb에 의하여 구동제어되기 때문에 빠르게 적정한 열림도로 할 수 있어서 출탕온도 Tout를 빠르게 출탕목적온도 Tset으로 할 수가 있고 출탕온도 Tout의 변동을 적게할 수가 있다.

Claims (1)

1. 내부를 통과하는 물을 가열하기 위한 열교환기내에의 물의 유입을 검지하여 상기 열교환기를 가열하는 가열수단의 가열을 개시시키는 급탕기의 수량제어 장치에 있어서, 상기 가열수단의 가열능력, 상기 열교환기내에의 유입수량 및 유입수온에 의거하여 상기 열교환기내를 통과하는 수량을 조절하는 수량조절수단의 최대 열림도를 결정하는 제1스텝과, 이 제1수텝에서 결정된 상기 최대 열림도보다 작은 열림도에서 상기 최대열림도로부터 큰 열림도까지 상기 수량조절수단의 열림도를 장차 변경하는 제2스텝과, 이 제2스텝에서 출탕온도가 목적온도로부터 낮은 소정의 온도이하로 된때의 이 출탕온도, 상기 유입수온, 상기 가열수단의 가열능력에 의거하여 상기 열교환기에서 유출하는 탕수의 출탕량을 구하는 제3스텝과, 이 제3스텝에서 구해진 상기 출탕량에 의거하여 상기 수량조절수단의 열림도를 열림도를 구하는 제4스텝과, 상기 수량조절수단에 대하여 상기 제1스텝에서 결정된 최대열림도와 상기 제4스텝에서 구하여진 열림도와의 열림도 차이를 구하는 제5스텝과 이 제5스텝에서 구하여진 상기 열림도 차이를 상기 수량조절수단의 열림도 보정치로 하는 제6스텝을 포함하며 이후, 상기 열림도 보정치를 수반하여 상기 수량조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 급탕기의 수량제어장치.

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