JP3152407B2 - 給湯装置 - Google Patents
給湯装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃焼量演算部を備え、
燃焼量に応じて燃焼用ファンの回転数を制御することが
できる給湯装置に関する。
燃焼量に応じて燃焼用ファンの回転数を制御することが
できる給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の給湯装置において、設定温度、給
水温度および給湯量に基づいて必要とされる熱量を算出
する必要熱量演算部、または設定温度と実際の給湯温度
に基づいて必要熱量を補正する補正熱量演算部を備え、
必要熱量、または補正熱量に対応して燃焼用ファンの回
転数を制御する構成とした給湯装置は知られている。
水温度および給湯量に基づいて必要とされる熱量を算出
する必要熱量演算部、または設定温度と実際の給湯温度
に基づいて必要熱量を補正する補正熱量演算部を備え、
必要熱量、または補正熱量に対応して燃焼用ファンの回
転数を制御する構成とした給湯装置は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の給湯装置は設定
温度を得るための必要熱量や補正熱量に対応して燃焼用
ファンの回転数が制御されているため、給湯装置に使用
されるガス燃料の種類（燃焼量）やガス圧の強弱により
実際の燃焼量が必要燃焼量または補正燃焼量と異なり、
燃焼用ファンの回転数が実際の燃焼量に必要な回転数よ
り少ないために風量不足による不完全燃焼を発生した
り、反対に必要な回転数より多いために風量過多による
ガスバーナの炎消えを発生する恐れがあった。
温度を得るための必要熱量や補正熱量に対応して燃焼用
ファンの回転数が制御されているため、給湯装置に使用
されるガス燃料の種類（燃焼量）やガス圧の強弱により
実際の燃焼量が必要燃焼量または補正燃焼量と異なり、
燃焼用ファンの回転数が実際の燃焼量に必要な回転数よ
り少ないために風量不足による不完全燃焼を発生した
り、反対に必要な回転数より多いために風量過多による
ガスバーナの炎消えを発生する恐れがあった。
【０００４】一例として、図６に燃焼量が少ない場合ま
たはガス圧が弱い場合の従来の給湯装置の号数（燃焼
量）と回転数の特性図を示す。図において、実号数８号
を確保するために補正号数１０号が必要な場合、実際の
燃焼量は８号であるにもかかわらず回転数は補正号数１
０号に対応しているため、図のような実際の回転数と必
要な回転数の差分が回転数過多となる。
たはガス圧が弱い場合の従来の給湯装置の号数（燃焼
量）と回転数の特性図を示す。図において、実号数８号
を確保するために補正号数１０号が必要な場合、実際の
燃焼量は８号であるにもかかわらず回転数は補正号数１
０号に対応しているため、図のような実際の回転数と必
要な回転数の差分が回転数過多となる。
【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は使用燃料の種類（ガス燃
焼量）、条件（圧力の強弱）が異なっても実際の燃焼に
必要な風量を確保するために必要な燃焼用ファンの回転
数を制御することができる給湯装置を提供することにあ
る。
になされたもので、その目的は使用燃料の種類（ガス燃
焼量）、条件（圧力の強弱）が異なっても実際の燃焼に
必要な風量を確保するために必要な燃焼用ファンの回転
数を制御することができる給湯装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る給湯装置は、熱交換器を備えた給湯路
と、前記熱交換器を加熱する燃焼部と、前記熱交換器の
入り口側に設けられた給水温度Ｔｃを測る給水温度セン
サと、前記熱交換器の出口側に設けられた給湯温度Ｔｈ
を測る給湯温度センサと、設定温度Ｔｓを設定する設定
部と、前記給湯路を流れる給湯量Ｑを検出する給湯量検
出部と、燃焼用ファンの回転数を制御するファン回転数
制御部とを備える給湯装置であり、 前記設定温度Ｔｓと
前記給水温度Ｔｃおよび前記給湯量Ｑに基づいて必要号
数を算出する必要号数演算部と、 前記給湯温度Ｔｈに基
づいて前記必要号数を補正して補正号数を算出する補正
号数演算部と、 前記給湯温度Ｔｈと前記給水温度Ｔｃお
よび前記給湯量Ｑに基づき実号数を算出する実号数演算
部を備え、 前記補正号数に基づき比例弁の弁開度を制御
するとともに、 前記実号数と前記補正号数に基づき燃焼
用の前記ファンの回転数を制御することを特徴とする。
この発明に係る給湯装置は、熱交換器を備えた給湯路
と、前記熱交換器を加熱する燃焼部と、前記熱交換器の
入り口側に設けられた給水温度Ｔｃを測る給水温度セン
サと、前記熱交換器の出口側に設けられた給湯温度Ｔｈ
を測る給湯温度センサと、設定温度Ｔｓを設定する設定
部と、前記給湯路を流れる給湯量Ｑを検出する給湯量検
出部と、燃焼用ファンの回転数を制御するファン回転数
制御部とを備える給湯装置であり、 前記設定温度Ｔｓと
前記給水温度Ｔｃおよび前記給湯量Ｑに基づいて必要号
数を算出する必要号数演算部と、 前記給湯温度Ｔｈに基
づいて前記必要号数を補正して補正号数を算出する補正
号数演算部と、 前記給湯温度Ｔｈと前記給水温度Ｔｃお
よび前記給湯量Ｑに基づき実号数を算出する実号数演算
部を備え、 前記補正号数に基づき比例弁の弁開度を制御
するとともに、 前記実号数と前記補正号数に基づき燃焼
用の前記ファンの回転数を制御することを特徴とする。
【０００７】また、この発明に係る給湯装置は、実号数
と補正号数の比に基づき燃焼用のファンの回転数を制御
することを特徴とする。
と補正号数の比に基づき燃焼用のファンの回転数を制御
することを特徴とする。
【０００８】
【作用】この発明に係る給湯装置は、実際の燃焼量に対
応した燃焼用ファンの回転数を得ることができる。
応した燃焼用ファンの回転数を得ることができる。
【０００９】また、この発明に係る給湯装置は、実際の
燃焼量と補正燃焼量に対応した燃焼用ファンの回転数を
得ることができる。
燃焼量と補正燃焼量に対応した燃焼用ファンの回転数を
得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係る給湯装置の一例のブ
ロック構成図である。図１において、給湯装置は必要号
数演算部１と、補正号数演算部２と、実号数演算部３
と、弁開度／燃焼量変換部４と、比例弁制御部５と、回
転数／燃焼量変換部６と、ファン回転数制御部７と、ガ
ス比例弁８と、燃焼用ファン９と、熱交換器１０と、給
水温度（Ｔｃ）センサ１１、給湯温度（Ｔｈ）センサ１
２および給水量（Ｑ）センサ１３の３種のセンサから構
成される。
て説明する。図１はこの発明に係る給湯装置の一例のブ
ロック構成図である。図１において、給湯装置は必要号
数演算部１と、補正号数演算部２と、実号数演算部３
と、弁開度／燃焼量変換部４と、比例弁制御部５と、回
転数／燃焼量変換部６と、ファン回転数制御部７と、ガ
ス比例弁８と、燃焼用ファン９と、熱交換器１０と、給
水温度（Ｔｃ）センサ１１、給湯温度（Ｔｈ）センサ１
２および給水量（Ｑ）センサ１３の３種のセンサから構
成される。
【００１１】必要号数演算部１は燃焼量演算部１Ａを備
え、設定温度（Ｔｓ）、給水温度（Ｔｃ）および給湯量
（Ｑ）に基づいて設定温度のお湯を得るに必要な必要燃
焼量（Ｆｓ）を演算し、必要燃焼量（Ｆｓ）情報１ａを
出力する。
え、設定温度（Ｔｓ）、給水温度（Ｔｃ）および給湯量
（Ｑ）に基づいて設定温度のお湯を得るに必要な必要燃
焼量（Ｆｓ）を演算し、必要燃焼量（Ｆｓ）情報１ａを
出力する。
【００１２】補正号数演算部２はＰＩＤ演算部２Ａおよ
び加算器２Ｂを備え、ＰＩＤ演算部２Ａは設定温度（Ｔ
ｓ）および給湯温度（Ｔｈ）に基づいてＰＩＤ演算を実
行し、そのＰＩＤ演算情報２ａを出力する。加算器２Ｂ
は必要号数演算部１から出力される必要燃焼量（Ｆｓ）
情報１ａとＰＩＤ演算部２ＡからのＰＩＤ演算情報２ａ
を加算して、補正燃焼量（Ｆｏ）を演算して補正燃焼量
（Ｆｏ）情報２ｂを出力する。
び加算器２Ｂを備え、ＰＩＤ演算部２Ａは設定温度（Ｔ
ｓ）および給湯温度（Ｔｈ）に基づいてＰＩＤ演算を実
行し、そのＰＩＤ演算情報２ａを出力する。加算器２Ｂ
は必要号数演算部１から出力される必要燃焼量（Ｆｓ）
情報１ａとＰＩＤ演算部２ＡからのＰＩＤ演算情報２ａ
を加算して、補正燃焼量（Ｆｏ）を演算して補正燃焼量
（Ｆｏ）情報２ｂを出力する。
【００１３】図３はＰＩＤ演算部の詳細ブロック構成図
である。ＰＩＤ演算部２Ａは、比例演算部２１と、積分
演算部２２と、微分演算部２３と、３つの演算部２１、
２２および２３の出力を加算する加算器２４、および加
算器２４の出力の値を制限するリミッタ２５から構成さ
れ、設定温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の偏差温度Δ
Ｔｅを３つの演算部２１、２２、および２３でそれぞれ
比例、積分、微分演算を同時に行い、それぞれの結果を
加算し、積分値が所定の値を超えないようリミッタをか
けて出力する。
である。ＰＩＤ演算部２Ａは、比例演算部２１と、積分
演算部２２と、微分演算部２３と、３つの演算部２１、
２２および２３の出力を加算する加算器２４、および加
算器２４の出力の値を制限するリミッタ２５から構成さ
れ、設定温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の偏差温度Δ
Ｔｅを３つの演算部２１、２２、および２３でそれぞれ
比例、積分、微分演算を同時に行い、それぞれの結果を
加算し、積分値が所定の値を超えないようリミッタをか
けて出力する。
【００１４】図４は補正号数演算部の他の実施例のブロ
ック構成図である。必要号数演算部１から出力される必
要燃焼量（Ｆｓ）情報１ａの逆数、および設定温度（Ｔ
ｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の温度偏差ΔＴｅをＰＩＤ演算
部２Ａで演算し、その結果に１を加えた係数に必要燃焼
量（Ｆｓ）情報１ａを乗算して、補正燃焼量（Ｆｏ）を
得る。
ック構成図である。必要号数演算部１から出力される必
要燃焼量（Ｆｓ）情報１ａの逆数、および設定温度（Ｔ
ｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の温度偏差ΔＴｅをＰＩＤ演算
部２Ａで演算し、その結果に１を加えた係数に必要燃焼
量（Ｆｓ）情報１ａを乗算して、補正燃焼量（Ｆｏ）を
得る。
【００１５】図５は補正号数演算部のさらに他の実施例
のブロック構成図である。係数出力部と乗算器から構成
され、係数出力部に必要燃焼量（Ｆｓ）と実際の燃焼量
（Ｆｒ）を入力し、係数αｒを出力する。係数αｒは初
期値が１で、通常はＦｓ／Ｆｒの値を有する。係数αｒ
と必要燃焼量（Ｆｓ）は乗算器で演算され、補正燃焼量
（Ｆｏ＝αｒ＊Ｆｓ）が得られる。
のブロック構成図である。係数出力部と乗算器から構成
され、係数出力部に必要燃焼量（Ｆｓ）と実際の燃焼量
（Ｆｒ）を入力し、係数αｒを出力する。係数αｒは初
期値が１で、通常はＦｓ／Ｆｒの値を有する。係数αｒ
と必要燃焼量（Ｆｓ）は乗算器で演算され、補正燃焼量
（Ｆｏ＝αｒ＊Ｆｓ）が得られる。
【００１６】次に、弁開度／燃焼量変換部４は、補正号
数演算部２で演算された補正熱量（Ｆｏ）情報２ｂを燃
焼量に対応した弁開度情報４ａに変換し、比例弁制御部
５は弁開度情報４ａに対応した弁制御信号５ａを出力し
てガス比例弁８を制御して燃焼させるガス量を調節す
る。
数演算部２で演算された補正熱量（Ｆｏ）情報２ｂを燃
焼量に対応した弁開度情報４ａに変換し、比例弁制御部
５は弁開度情報４ａに対応した弁制御信号５ａを出力し
てガス比例弁８を制御して燃焼させるガス量を調節す
る。
【００１７】実号数演算部３は燃焼量演算部３Ａを備
え、給湯温度（Ｔｈ）、給水温度（Ｔｃ）および給湯量
（Ｑ）に基づいて、実際の燃焼量（Ｆｒ）を演算し、実
際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａを出力する。
え、給湯温度（Ｔｈ）、給水温度（Ｔｃ）および給湯量
（Ｑ）に基づいて、実際の燃焼量（Ｆｒ）を演算し、実
際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａを出力する。
【００１８】回転数／燃焼量変換部６は、実号数演算部
３からの実際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａから燃焼量に対
応した回転数情報６ａに変換する。回転数／燃焼量変換
部６の変換量は、給湯装置用に想定した標準的なガス燃
焼量、圧力を有するガスに対して設定され、通常は設定
温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）が等しくなるように構
成されている。しかし、使用燃料ガスの燃焼量およびガ
ス圧等が標準的なガスと異なる場合でも回転数情報６ａ
は、給湯温度センサで検出した実際の給湯温度（Ｔｈ）
に基づく実際の燃焼量（Ｆｒ）に対応しているので、実
際の燃焼量（Ｆｒ）に適した回転数を得ることができ
る。
３からの実際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａから燃焼量に対
応した回転数情報６ａに変換する。回転数／燃焼量変換
部６の変換量は、給湯装置用に想定した標準的なガス燃
焼量、圧力を有するガスに対して設定され、通常は設定
温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）が等しくなるように構
成されている。しかし、使用燃料ガスの燃焼量およびガ
ス圧等が標準的なガスと異なる場合でも回転数情報６ａ
は、給湯温度センサで検出した実際の給湯温度（Ｔｈ）
に基づく実際の燃焼量（Ｆｒ）に対応しているので、実
際の燃焼量（Ｆｒ）に適した回転数を得ることができ
る。
【００１９】また、使用燃料ガスの燃焼量、ガス圧が標
準的なガスと異なることによる給湯装置始動直後の設定
温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の差は、補正号数演算
部２により補正演算され、その結果ガス比例弁の制御で
燃焼量が制御されて給湯温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔ
ｓ）に近づくことで解消され、燃焼用ファンの回転数も
標準のガスで設定した場合と同様な回転数が得られる。
準的なガスと異なることによる給湯装置始動直後の設定
温度（Ｔｓ）と給湯温度（Ｔｈ）の差は、補正号数演算
部２により補正演算され、その結果ガス比例弁の制御で
燃焼量が制御されて給湯温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔ
ｓ）に近づくことで解消され、燃焼用ファンの回転数も
標準のガスで設定した場合と同様な回転数が得られる。
【００２０】ファン回転数制御部７は、回転数／燃焼量
変換部６の回転数情報６ａに基づいて回転数制御情報７
ａを出力し、燃焼用ファン９の回転数を制御する。
変換部６の回転数情報６ａに基づいて回転数制御情報７
ａを出力し、燃焼用ファン９の回転数を制御する。
【００２１】図２はこの発明に係る給湯装置の他の例の
ブロック構成図である。図１との違いは補正燃焼量演算
部２からの補正燃焼量（Ｆｏ）情報２ｂと実号数演算部
３からの実際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａに基づいて燃焼
比率（Ｆｒ／Ｆｏ）の値が所定時間一定であった場合こ
の値を記憶し、記憶した値を燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）情
報２１ａとして発生する燃焼比率演算部２１を備えると
ともに、回転数／燃焼量変換部６が補正燃焼量（Ｆｏ）
情報２ｂと燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）情報２１ａに基づい
て回転数に変換される点にある。なお、燃焼比率（Ｆｒ
／Ｆｏ）情報２１ａの初期値は１と設定しておく。
ブロック構成図である。図１との違いは補正燃焼量演算
部２からの補正燃焼量（Ｆｏ）情報２ｂと実号数演算部
３からの実際の燃焼量（Ｆｒ）情報３ａに基づいて燃焼
比率（Ｆｒ／Ｆｏ）の値が所定時間一定であった場合こ
の値を記憶し、記憶した値を燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）情
報２１ａとして発生する燃焼比率演算部２１を備えると
ともに、回転数／燃焼量変換部６が補正燃焼量（Ｆｏ）
情報２ｂと燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）情報２１ａに基づい
て回転数に変換される点にある。なお、燃焼比率（Ｆｒ
／Ｆｏ）情報２１ａの初期値は１と設定しておく。
【００２２】回転数／燃焼量変換部６は補正燃焼量（Ｆ
ｏ）と燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）の乗算に基づいて変換さ
れるように構成することにより、（Ｆｏ）×（Ｆｒ／Ｆ
ｏ）＝Ｆｒ、即ち実際の燃焼量（Ｆｒ）に対応した回転
数が得られる。
ｏ）と燃焼比率（Ｆｒ／Ｆｏ）の乗算に基づいて変換さ
れるように構成することにより、（Ｆｏ）×（Ｆｒ／Ｆ
ｏ）＝Ｆｒ、即ち実際の燃焼量（Ｆｒ）に対応した回転
数が得られる。
【００２３】一方、回転数／燃焼量変換部６も弁開度／
燃焼量変換部と同様に補正燃焼量（Ｆｏ）情報２ｂに基
づいて動作することになり、両変換部の共通化を図るこ
とができる。
燃焼量変換部と同様に補正燃焼量（Ｆｏ）情報２ｂに基
づいて動作することになり、両変換部の共通化を図るこ
とができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る給湯
装置は、実際に使用されるガス燃料の種類（燃焼量）や
条件（ガス圧力）が想定した標準的なガスと異なる場合
にも実際の燃焼量に対応した燃焼用ファンの回転数を得
ることができるため、回転数不足に伴う不完全燃焼、あ
るいは回転数過多に伴うガスバーナの炎消えの心配のな
い安全な給湯装置を提供することができる。
装置は、実際に使用されるガス燃料の種類（燃焼量）や
条件（ガス圧力）が想定した標準的なガスと異なる場合
にも実際の燃焼量に対応した燃焼用ファンの回転数を得
ることができるため、回転数不足に伴う不完全燃焼、あ
るいは回転数過多に伴うガスバーナの炎消えの心配のな
い安全な給湯装置を提供することができる。
【００２５】また、実際の燃焼量と補正燃焼量の比率を
得ることで、弁開度と回転数変換部の構成の共通化を図
ることができる。
得ることで、弁開度と回転数変換部の構成の共通化を図
ることができる。
【図１】この発明に係る給湯装置の一例のブロック構成
図
図
【図２】この発明に係る給湯装置の他の例のブロック構
成図
成図
【図３】ＰＩＤ演算部の詳細ブロック構成図
【図４】補正号数演算部の他の実施例のブロック構成図
【図５】補正号数演算部のさらに他の実施例のブロック
構成図
構成図
【図６】従来の給湯装置の号数（燃焼量）と回転数の特
性図
性図
１ 必要号数演算部 ２ 補正号数演算部 ３ 実号数演算部 ４ 弁解度／燃焼量変換部 ５ 比例弁制御部 ６ 回転数／燃焼量変換部 ７ ファン回転数／燃焼量変換部 ８ ガス比例弁 ９ 燃焼用ファン １０ 熱交換器 １１ 給水温度（Ｔｃ）センサ １２ 給湯温度（Ｔｈ）センサ １３ 給水量（Ｑ）センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴田 透 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日本ユプロ株式会社内 (72)発明者 宗村 浩 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日本ユプロ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−221518（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263456（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23N 1/08 101 F23N 3/08 F23N 5/14 370
Claims (2)
- 【請求項１】 熱交換器を備えた給湯路と、前記熱交換
器を加熱する燃焼部と、前記熱交換器の入り口側に設け
られた給水温度Ｔｃを測る給水温度センサと、前記熱交
換器の出口側に設けられた給湯温度Ｔｈを測る給湯温度
センサと、設定温度Ｔｓを設定する設定部と、前記給湯
路を流れる給湯量Ｑを検出する給湯量検出部と、燃焼用
ファンの回転数を制御するファン回転数制御部とを備え
る給湯装置であり、 前記 設定温度Ｔｓと前記給水温度Ｔｃおよび前記給湯量
Ｑに基づいて必要号数を算出する必要号数演算部と、前記 給湯温度Ｔｈに基づいて前記必要号数を補正して補
正号数を算出する補正号数演算部と、前記 給湯温度Ｔｈと前記給水温度Ｔｃおよび前記給湯量
Ｑに基づき実号数を算出する実号数演算部を備え、 前記補正号数に基づき比例弁の弁開度を制御するととも
に、 前記実号数と前記補正号数に基づき燃焼用の前記ファン
の回転数を制御することを特徴とする給湯装置。 - 【請求項２】 実号数と補正号数の比に基づき燃焼用の
前記ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項
１記載の給湯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30636792A JP3152407B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30636792A JP3152407B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 給湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129634A JPH06129634A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3152407B2 true JP3152407B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17956203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30636792A Expired - Fee Related JP3152407B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152407B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6204204B2 (ja) * | 2014-01-20 | 2017-09-27 | 中国電力株式会社 | ボイラー燃料投入量決定装置 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP30636792A patent/JP3152407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06129634A (ja) | 1994-05-13 |
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