JP3417157B2 - Combustion device air volume control device - Google Patents

Combustion device air volume control device

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JP3417157B2
JP3417157B2 JP21992595A JP21992595A JP3417157B2 JP 3417157 B2 JP3417157 B2 JP 3417157B2 JP 21992595 A JP21992595 A JP 21992595A JP 21992595 A JP21992595 A JP 21992595A JP 3417157 B2 JP3417157 B2 JP 3417157B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、燃焼用空気を供
給するためのファンモータを制御することにより送風量
を制御する燃焼装置の送風量制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air flow rate control device for a combustion device, which controls an air flow rate by controlling a fan motor for supplying combustion air.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃焼装置の送風量制御装置とし
て、たとえば特開平5−164323号公報に記載され
ているように、ファンモータの電流が所定値に達したと
きに、警報ランプを点滅させたり燃焼を禁止したりする
ように構成されたものがあった。
2. Description of the Related Art As a conventional air flow rate control device for a combustion device, as disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-164323, an alarm lamp is turned on and off when a fan motor current reaches a predetermined value. And some were designed to ban burning.

【0003】このような従来の燃焼装置の送風量制御装
置では、風圧スイッチを設けずに吸排気不良を検出でき
るものの、送風路の流路抵抗に応じた適切な送風量を維
持することができず、最適燃焼を確保できない。すなわ
ち、送風路の流路抵抗は、経年変化、逆風、流路長、吸
排気の差圧、流路の曲がり具合、吸気フィルターの目詰
まりなどの各種の要因により変化し、ファンモータの回
転数を一定に制御しても、送風路の流路抵抗の変化によ
り送風量が変化することから、送風路の流路抵抗に応じ
た適切なモータ回転数を維持できなければ、空燃比が悪
化し、消炎、不完全燃焼、火移り不良などの燃焼不良が
生じる。
In such a conventional air flow rate control device for a combustion apparatus, it is possible to detect an intake / exhaust failure without providing a wind pressure switch, but it is possible to maintain an appropriate air flow rate according to the flow path resistance of the air flow path. Therefore, optimum combustion cannot be secured. That is, the flow path resistance of the air passage changes due to various factors such as secular change, backwind, flow path length, intake / exhaust pressure differential, flow path bending, and intake filter clogging. Even if it is controlled to be constant, the air flow rate changes due to changes in the flow path resistance of the air flow path, so if the appropriate motor speed cannot be maintained according to the air flow path flow path resistance, the air-fuel ratio will deteriorate. Combustion failure such as flame extinction, incomplete combustion, and poor transfer of fire occurs.

【0004】また従来の燃焼装置の送風量制御装置とし
て、たとえば特開平4−36508号公報に記載されて
いるように、送風路に風速センサなどを設置し、この風
速センサなどからの検知信号に応じてファンモータの回
転数を制御するように構成されたものもあった。
Further, as an air flow rate control device for a conventional combustion device, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-36508, a wind speed sensor or the like is installed in the air flow passage, and a detection signal from this wind speed sensor or the like is used. In some cases, the rotation speed of the fan motor is controlled accordingly.

【0005】このような従来の燃焼装置の送風量制御装
置では、所定の送風量を維持できるものの、送風路に風
速センサなどを設置することから、風速センサなどが送
風路の流路抵抗の増大を招くと共に、風速センサなどが
製造コストを増大させる。
In such a conventional air flow rate control device for a combustion apparatus, a predetermined air flow rate can be maintained, but since a wind speed sensor or the like is installed in the air flow path, the wind speed sensor increases the flow path resistance of the air flow path. In addition, the wind speed sensor increases the manufacturing cost.

【0006】これらの問題を解決するため、本願発明の
出願人は、ファンモータの駆動電流と回転数とから送風
路の流路抵抗を演算し、その流路抵抗に基づいて、所要
送風量が得られるモータ回転数を決定し、その回転数を
目標回転数としてファンモータを制御する制御方式を既
に提案している(特願平6−297445号参照)。
In order to solve these problems, the applicant of the present invention calculates the flow path resistance of the air flow path from the drive current and the rotation speed of the fan motor, and based on the flow path resistance, the required air flow rate is determined. A control method has already been proposed in which the obtained motor rotation speed is determined and the rotation speed is used as a target rotation speed to control the fan motor (see Japanese Patent Application No. 6-297445).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方式で
は、ファンモータの駆動電流と回転数と流路抵抗との関
係と、回転数と送風量と流路抵抗との関係とを、メモリ
などに記憶させておく必要があり、メモリなどの記憶媒
体の容量が大きくなるとともに、CPUの負荷が重たく
なるという問題があった。
However, in the above method, the relationship between the drive current of the fan motor, the rotation speed, and the flow path resistance, and the relationship between the rotation speed, the air flow rate, and the flow path resistance are stored in a memory or the like. There is a problem that it is necessary to store the data, the capacity of a storage medium such as a memory becomes large, and the load on the CPU becomes heavy.

【0008】本願発明は上記の点に鑑みて提案されたも
ので、流路抵抗を演算することなく、流路抵抗の変化に
係わらず常に最適送風量を維持できる燃焼装置の送風量
制御装置を提供することを、その目的としている。
The present invention has been proposed in view of the above points, and provides an air flow rate control device for a combustion device capable of always maintaining an optimum air flow rate regardless of changes in the flow path resistance without calculating the flow path resistance. Its purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

【0010】すなわち、本願の請求項1に記載した発明
は、燃焼用空気を供給するためのファンモータを制御す
ることにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装
置であって、基準状態におけるファンモータの駆動電流
と回転数との関係を表す曲線の極小点と基準状態におい
て所要燃焼量に対応する曲線上の点とを結ぶ直線の傾き
に関する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、ファンモ
ータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、ファン
モータの回転数を検出する回転数検出手段と、極小点と
ファンモータの駆動電流と回転数との実測値に対応する
点とを結ぶ直線の傾きに基づいて、実送風量に関する情
報を演算する実送風量情報演算手段と、極小点と傾き情
報記憶手段に記憶されている情報から得られる傾きとに
基づいて、目標送風量に関する情報を演算する目標送風
量情報演算手段と、実送風量情報演算手段により演算さ
れた実送風量に関する情報と目標送風量情報演算手段に
より演算された目標送風量に関する情報とに基づいて、
実送風量と目標送風量との偏差に関する情報を演算する
送風量偏差演算手段と、送風量偏差演算手段により演算
された偏差に関する情報に基づいてフィードバック回転
数を演算し、所要燃焼量に応じて予め決定された基準状
態におけるファンモータの回転数をフィードフォワード
回転数として、これらフィードフォワード回転数とフィ
ードバック回転数とに基づいてファンモータの目標回転
数を決定する目標回転数決定手段と、回転数検出手段に
より検出される回転数が目標回転数決定手段により決定
された目標回転数と一致するように、ファンモータの駆
動電圧を制御する電圧制御手段とを備えたことを特徴と
している。
That is, the invention described in claim 1 of the present application is an air flow rate control device for a combustion device, which controls the air flow rate by controlling a fan motor for supplying combustion air, in a standard state. A tilt information storage unit that stores information about a slope of a straight line connecting a minimum point of a curve representing a relationship between a drive current and a rotation speed of a fan motor and a point on the curve corresponding to a required combustion amount in a reference state, and a fan motor Drive current detection means for detecting the drive current of the fan motor, a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan motor, and a line connecting the minimum point and the point corresponding to the measured value of the drive current and the rotation speed of the fan motor. Based on the inclination, the actual air flow rate information calculation means for calculating information on the actual air flow rate, and the target air flow rate based on the inclination obtained from the minimum point and the information stored in the inclination information storage means. Based on the target blowing rate information calculation means for calculating information about the amount, and the information on the actual air volume information target air volume calculated by the information and the target blowing quantity information calculation means relating to the actual air volume calculated by the calculating means,
An air flow rate deviation calculation means for calculating information on the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate, and a feedback rotation speed is calculated based on the information on the deviation calculated by the air flow rate deviation calculation means, and according to the required combustion amount. A target rotation speed determining unit that determines a target rotation speed of the fan motor based on the feedforward rotation speed and the feedback rotation speed, with the rotation speed of the fan motor in a predetermined reference state as a feedforward rotation speed, and a rotation speed. Voltage control means for controlling the drive voltage of the fan motor is provided so that the rotation speed detected by the detection means matches the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means.

【0011】曲線の極小点は、理想的にはファンモータ
の駆動電流と回転数との関係を表すI−N座標系の原点
であるが、種々の要因により原点からずれる場合が多
い。しかし、極小点が原点に近く、実質的に両者を同一
視できる場合は、原点を極小点とすればよい。この場
合、極小点の座標を傾き情報記憶手段に記憶させておく
必要はない。なお、曲線の極小点は、ファンモータの種
類や共通排気筒の種類が同じであれば、ほぼ同じである
ので、機種毎に極小点の座標を予め特定しておき、それ
を個々の送風量制御装置のメモリなどに記憶させればよ
い。ただし、極小点の座標の正確さや経年変化などを考
慮すれば、個々の送風量制御装置が極小点の座標を適宜
演算し得るように構成するのが好ましい。
The minimum point of the curve is ideally the origin of the IN coordinate system that represents the relationship between the drive current and the rotational speed of the fan motor, but it is often deviated from the origin due to various factors. However, when the minimum point is close to the origin and both can be substantially identified with each other, the origin may be set as the minimum point. In this case, it is not necessary to store the coordinates of the minimum point in the tilt information storage means. The minimum point of the curve is almost the same if the type of fan motor and the type of common exhaust stack are the same.Therefore, the coordinates of the minimum point are specified in advance for each model, and the air flow rate is determined individually. It may be stored in the memory of the control device. However, in consideration of the accuracy of the coordinates of the minimum points and the secular change, it is preferable that each air flow rate control device be capable of appropriately calculating the coordinates of the minimum points.

【0012】実送風量に関する情報は、直線の傾きであ
ってもよいし、実送風量自体であってもよい。さらに
は、直線の傾きあるいはその逆数に所定の定数を乗算し
た値であってもよい。要するに、実送風量を表す情報と
して、送風量制御に利用できるものであればよい。
The information on the actual air flow rate may be the inclination of a straight line or the actual air flow rate itself. Further, it may be a value obtained by multiplying the slope of the straight line or its inverse by a predetermined constant. In short, any information that can be used for controlling the air flow rate may be used as the information indicating the actual air flow rate.

【0013】ファンモータは、安定化された直流電圧を
印加する制御方式で駆動してもよいし、PWM制御方式
により駆動してもよい。PWM制御方式の場合、電圧制
御手段は、ファンモータに印加する駆動電圧のデューテ
ィー比を制御することになる。
The fan motor may be driven by a control system for applying a stabilized DC voltage or may be driven by a PWM control system. In the case of the PWM control method, the voltage control means controls the duty ratio of the drive voltage applied to the fan motor.

【0014】基準となる直線の傾きに関しては、各種所
要燃焼量に対してそれぞれ直線の傾き自体を傾き情報記
憶手段に記憶させておいてもよいし、あるいは、各種所
要燃焼量に対してそれぞれ曲線上の座標を傾き情報記憶
手段に記憶させておき、その座標と極小点の座標とから
直線の傾きを演算してもよい。さらには、曲線を表す式
を傾き情報記憶手段に記憶させておき、その式から各種
所要燃焼量に対してそれぞれ曲線上の座標を演算し、さ
らにその座標と極小点の座標とから直線の傾きを演算し
てもよい。
Regarding the inclination of the reference straight line, the inclination of the straight line itself may be stored in the inclination information storage means for various required combustion amounts, or the curve for each required combustion amount may be stored. The above coordinates may be stored in the tilt information storage means and the tilt of the straight line may be calculated from the coordinates and the coordinates of the minimum point. Further, an equation representing a curve is stored in the inclination information storage means, the coordinates on the curve are calculated for various required combustion amounts from the equation, and the inclination of the straight line is calculated from the coordinates and the coordinates of the minimum point. May be calculated.

【0015】目標送風量に関する情報は、直線の傾きで
あってもよいし、目標送風量自体であってもよい。さら
には、直線の傾きあるいはその逆数に所定の定数を乗算
した値であってもよい。要するに、目標送風量を表す情
報として、送風量制御に利用できるものであればよい。
The information on the target air flow rate may be the inclination of a straight line or the target air flow rate itself. Further, it may be a value obtained by multiplying the slope of the straight line or its inverse by a predetermined constant. In short, the information indicating the target air flow rate may be any information that can be used for controlling the air flow rate.

【0016】偏差に関する情報は、目標送風量と実送風
量との偏差であってもよいし、直線の傾きの偏差であっ
てもよい。
The information regarding the deviation may be a deviation between the target air flow rate and the actual air flow rate, or a deviation of the inclination of a straight line.

【0017】傾き情報記憶手段に記憶される傾きに関す
る情報は、極小点の座標と各種所要燃焼量に対する直線
の傾きとであってもよいし、極小点の座標と各種所要燃
焼量に対する曲線上の座標とであってもよい。また、極
小点の座標と曲線を表す数式とであってもよい。さらに
は、曲線を表す式だけであってもよいが、この場合、極
小点が原点でないときは、直線の傾きを求める度に式か
ら極小点の座標を演算する必要がある。また、極小点が
原点である場合は、極小点の座標を記憶させる必要はな
い。
The information about the inclination stored in the inclination information storage means may be the coordinates of the minimum point and the slope of a straight line for various required combustion amounts, or the coordinates of the minimum point and the curve for various required combustion amounts. It may be coordinates. Moreover, the coordinates of the minimum point and a mathematical expression representing a curve may be used. Further, only the equation representing the curve may be used, but in this case, when the minimum point is not the origin, it is necessary to calculate the coordinates of the minimum point from the equation every time the inclination of the straight line is obtained. Further, when the minimum point is the origin, it is not necessary to store the coordinates of the minimum point.

【0018】また、本願の請求項2に記載した発明は、
燃焼用空気を供給するためのファンモータを制御するこ
とにより送風量を制御する燃焼装置の送風量制御装置で
あって、基準状態におけるファンモータの駆動電流と回
転数との関係を表す曲線の極小点と基準状態において所
要燃焼量に対応する曲線上の点とを結ぶ直線の傾きに関
する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、ファンモータ
の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、ファンモー
タの回転数を検出する回転数検出手段と、極小点とファ
ンモータの駆動電流と回転数との実測値に対応する点と
を結ぶ直線の傾きに基づいて、実送風量に関する情報を
演算する実送風量情報演算手段と、極小点と傾き情報記
憶手段に記憶されている情報から得られる傾きとに基づ
いて、目標送風量に関する情報を演算する目標送風量情
報演算手段と、実送風量情報演算手段により演算された
実送風量に関する情報と目標送風量情報演算手段により
演算された目標送風量に関する情報とに基づいて、実送
風量と目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風
量偏差演算手段と、送風量偏差演算手段により演算され
た偏差に関する情報に基づいてフィードバック回転数を
演算し、所要燃焼量に応じて予め決定された基準状態に
おけるファンモータの回転数をフィードフォワード回転
数として、これらフィードフォワード回転数とフィード
バック回転数とに基づいてファンモータの目標回転数を
決定する目標回転数決定手段と、回転数検出手段により
検出される回転数が目標回転数決定手段により決定され
た目標回転数と一致するように、ファンモータの駆動電
圧を制御する電圧制御手段と、目標回転数決定手段によ
り決定された目標回転数の変化率を演算する目標回転数
変化率演算手段と、目標回転数変化率演算手段により演
算された目標回転数の変化率が一定値以上のときに、目
標回転数決定手段を制御して、一時的にフィードバック
回転数の変化がないものとして目標回転数を決定させる
フィードバック回転数変化禁止手段とを備えたことを特
徴としている。
The invention described in claim 2 of the present application is
An air flow rate control device for a combustion device, which controls an air flow rate by controlling a fan motor for supplying combustion air, wherein a curve showing a relationship between a drive current of the fan motor and a rotational speed in a reference state has a minimum value. Inclination information storage means for storing information about the inclination of a straight line connecting the point and the point on the curve corresponding to the required combustion amount in the reference state, drive current detection means for detecting the drive current of the fan motor, and rotation of the fan motor. The actual air flow rate that calculates information on the actual air flow rate based on the inclination of the straight line connecting the rotational speed detection means for detecting the number of revolutions and the point corresponding to the measured value of the minimum current and the fan motor drive current and rotational speed. An information calculation means, a target air flow rate information calculation means for calculating information on the target air flow rate based on the minimum point and the inclination obtained from the information stored in the inclination information storage means; Based on the information on the actual air flow rate calculated by the air flow rate information calculation means and the information on the target air flow rate calculated by the target air flow rate information calculation means, information about the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate is calculated. A feedback rotation speed is calculated on the basis of the air volume deviation calculation means and the information on the deviation calculated by the air flow deviation calculation means, and the rotation speed of the fan motor in the reference state determined in advance in accordance with the required combustion amount is fed forward rotation. As the number of rotations, the target rotation speed determination means for determining the target rotation speed of the fan motor based on the feedforward rotation speed and the feedback rotation speed, and the rotation speed detected by the rotation speed detection means are determined by the target rotation speed determination means. And a target voltage control means for controlling the drive voltage of the fan motor so as to match the set target speed. When the target rotation speed change rate calculation means for calculating the change rate of the target rotation speed determined by the rotation speed determination means and the change rate of the target rotation speed calculated by the target rotation speed change rate calculation means are equal to or more than a certain value. And a feedback rotation speed change prohibiting means for controlling the target rotation speed determining means to temporarily determine the target rotation speed on the assumption that the feedback rotation speed does not change.

【0019】フィードバック回転数の変化がないものと
して目標回転数を決定させる時間は、一定であってもよ
いし、目標回転数の変化率に応じて可変させてもよい。
The time period for determining the target rotation speed on the assumption that the feedback rotation speed does not change may be constant or may be varied according to the rate of change of the target rotation speed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0021】図1は、本願発明に係る送風量制御装置を
備えた燃焼装置の一例としての給湯装置の概略構成図で
あって、給湯装置のケーシング1の内部には、バーナ2
と熱交換器3とが配置されている。ケーシング1の下側
に連続するファンケース4の内部には、ファンモータ5
により駆動されるシロッコファン6が設置されており、
ケーシング1の上部には、排気口7が形成されている。
バーナ2には、ガスあるいは石油などの燃料を供給する
ための燃料供給管8が接続されており、熱交換器3に
は、水を供給するための給水管10が接続されている。
燃料供給管8および給水管10にはバルブ11,12が
介装されており、これらバルブ11,12は給湯制御部
13により制御される。ケーシング1の内部には、バー
ナ2の上側に、燃焼室14が形成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus as an example of a combustion apparatus having an air flow rate control device according to the present invention. A burner 2 is provided inside a casing 1 of the hot water supply apparatus.
And the heat exchanger 3 are arranged. Inside the fan case 4 continuous to the lower side of the casing 1, the fan motor 5
A sirocco fan 6 driven by
An exhaust port 7 is formed in the upper part of the casing 1.
A fuel supply pipe 8 for supplying a fuel such as gas or oil is connected to the burner 2, and a water supply pipe 10 for supplying water is connected to the heat exchanger 3.
Valves 11 and 12 are provided in the fuel supply pipe 8 and the water supply pipe 10, and these valves 11 and 12 are controlled by a hot water supply control unit 13. A combustion chamber 14 is formed inside the casing 1 above the burner 2.

【0022】送風量制御装置は、たとえば交流100ボ
ルトの商用電源15からの交流電力を整流および平滑し
て直流電力を出力する整流平滑手段16、電力制御手段
17、回転数検出手段18、駆動電流検出手段19、デ
ューティー比制御手段20、フィードフォワード回転数
決定手段21、初期設定用傾き情報演算手段22、実送
風量情報演算手段23、目標回転数決定手段24、目標
回転数変化率演算手段25、フィードバック回転数変化
禁止手段26、および傾き情報記憶手段27を備えてい
る。デューティー比制御手段20、フィードフォワード
回転数決定手段21、初期設定用傾き情報演算手段2
2、実送風量情報演算手段23、目標回転数決定手段2
4、目標回転数変化率演算手段25、およびフィードバ
ック回転数変化禁止手段26は、マイクロコンピュータ
28により実現されており、傾き情報記憶手段27は、
たとえばEEPROMなどの不揮発性のメモリにより実
現されている。
The air flow rate control device includes a rectifying / smoothing means 16 for rectifying and smoothing AC power from a commercial power supply 15 of 100 V AC, and outputting DC power, a power control means 17, a rotation speed detection means 18, and a drive current. Detection means 19, duty ratio control means 20, feedforward rotation speed determination means 21, initial setting inclination information calculation means 22, actual air flow rate information calculation means 23, target rotation speed determination means 24, target rotation speed change rate calculation means 25. A feedback rotation speed change prohibition means 26 and an inclination information storage means 27 are provided. Duty ratio control means 20, feedforward rotation speed determination means 21, initial setting inclination information calculation means 2
2, actual air flow rate information calculation means 23, target rotation speed determination means 2
4, the target rotation speed change rate calculation means 25, and the feedback rotation speed change prohibition means 26 are realized by a microcomputer 28, and the tilt information storage means 27 is
For example, it is realized by a non-volatile memory such as an EEPROM.

【0023】電力制御手段17は、デューティー比制御
手段20からの制御電圧に基づいて、整流平滑手段16
からの直流電力をスイッチングし、ファンモータ5に駆
動電力として供給する。回転数検出手段18は、ファン
モータ5の回転数を検出する。駆動電流検出手段19
は、ファンモータ5の駆動電流を検出する。デューティ
ー比制御手段20は、目標回転数決定手段24により決
定された目標回転数と回転数検出手段18により検出さ
れた回転数とに基づいて、ファンモータ5の回転数が目
標回転数になるように、電力制御手段17に供給する制
御電圧を制御する。フィードフォワード回転数決定手段
21は、バーナ2の所要燃焼量に基づいてフィードフォ
ワード回転数を決定する。初期設定用傾き情報演算手段
22は、駆動電流検出手段19および回転数検出手段1
8により検出された複数組の駆動電流および回転数に基
づいて、基準状態におけるファンモータ5の駆動電流と
回転数との関係を表す曲線の式と、その極小点の座標と
を演算する。実送風量情報演算手段23は、駆動電流検
出手段19により検出された駆動電流と回転数検出手段
18により検出された回転数とに対応する点と、傾き情
報記憶手段27に記憶された極小点とを結ぶ直線の傾き
を演算する。目標回転数決定手段24は、実送風量情報
演算手段23により演算された傾きと傾き情報記憶手段
27に記憶された曲線の式などから得られる傾きとの偏
差に基づいてフィードバック回転数を決定し、そのフィ
ードバック回転数とフィードフォワード回転数決定手段
21により決定されたフィードフォワード回転数とに基
づいて、ファンモータ5の目標回転数を決定する。目標
回転数変化率演算手段25は、目標回転数決定手段24
により決定された目標回転数の変化率を演算する。フィ
ードバック回転数変化禁止手段26は、目標回転数変化
率演算手段25により演算された目標回転数の変化率が
一定値以上のときに、目標回転数決定手段24を制御し
て一時的にフィードバック回転数の変化がないものとし
て目標回転数を決定させる。傾き情報記憶手段27は、
初期設定用傾き情報演算手段22により演算された曲線
の式と極小点の座標とを記憶する。マイクロコンピュー
タ28は、給湯装置の全体を制御しており、給湯制御部
13の一部もマイクロコンピュータ28により実現され
ている。
The power control means 17 is based on the control voltage from the duty ratio control means 20 and rectifies and smoothes means 16.
The DC power from is switched and supplied to the fan motor 5 as drive power. The rotation speed detection means 18 detects the rotation speed of the fan motor 5. Drive current detection means 19
Detects the drive current of the fan motor 5. The duty ratio control means 20 adjusts the rotation speed of the fan motor 5 to the target rotation speed based on the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means 24 and the rotation speed detected by the rotation speed detection means 18. First, the control voltage supplied to the power control means 17 is controlled. The feedforward rotation speed determination means 21 determines the feedforward rotation speed based on the required combustion amount of the burner 2. The inclination information calculation means 22 for initial setting includes the drive current detection means 19 and the rotation speed detection means 1.
Based on the plurality of sets of drive currents and rotation speeds detected by 8, the equation of the curve representing the relationship between the drive current and the rotation speed of the fan motor 5 in the reference state and the coordinates of the minimum point are calculated. The actual air flow rate information calculation means 23 has a point corresponding to the drive current detected by the drive current detection means 19 and the rotation speed detected by the rotation speed detection means 18, and the minimum point stored in the inclination information storage means 27. Calculate the slope of the straight line connecting to and. The target rotation speed determination means 24 determines the feedback rotation speed based on the deviation between the inclination calculated by the actual air flow rate information calculation means 23 and the inclination obtained from the equation of the curve stored in the inclination information storage means 27. The target rotation speed of the fan motor 5 is determined based on the feedback rotation speed and the feedforward rotation speed determined by the feedforward rotation speed determination means 21. The target rotation speed change rate calculation means 25 is a target rotation speed determination means 24.
The change rate of the target rotation speed determined by is calculated. The feedback rotation speed change prohibiting means 26 controls the target rotation speed determining means 24 to temporarily perform feedback rotation when the change rate of the target rotation speed calculated by the target rotation speed change rate calculating means 25 is equal to or higher than a certain value. The target number of revolutions is determined on the assumption that the number does not change. The tilt information storage means 27
The equation of the curve and the coordinates of the minimum point calculated by the inclination information calculating means 22 for initial setting are stored. The microcomputer 28 controls the entire hot water supply device, and part of the hot water supply control unit 13 is also realized by the microcomputer 28.

【0024】図2は、ファンモータ5の駆動部の回路ブ
ロック図であって、この駆動部は、主にモータ駆動IC
31により構成されている。このモータ駆動IC31
は、端子31a〜31eを備えており、また、電力制御
手段17と、回転数検出手段18とを実現している。電
力制御手段17は、ファンモータ5の各コイルに駆動電
力を供給するモータドライバー32と、モータドライバ
ー32によりファンモータ5に供給される駆動電力をス
イッチングするPWM可変速回路33とを備えている。
回転数検出手段18は、ファンモータ5に内蔵された複
数のホール素子を含むホールIC34からの検出信号に
基づいてファンモータ5の回転数を演算する回転ロジッ
ク35と、回転ロジック35により演算された回転数に
応じた回転数パルスを発生する回転数パルス発生回路3
6とを備えている。端子31aには、整流平滑手段16
からの駆動電力が入力され、この駆動電力は電力制御手
段17のモータドライバー32に供給される。端子31
bには、補助電源37からの直流電力が入力され、この
直流電力はモータ駆動IC31の各部に電源として供給
される。端子31cには、デューティー比制御手段20
から制御電圧が入力され、この制御電圧は電力制御手段
17のPWM可変速回路33に供給される。端子31d
からは、回転数検出手段18の回転数パルス発生回路3
6からの回転数パルスが出力され、この回転数パルスは
デューティー比制御手段20に供給される。端子31e
は、接地端子である。
FIG. 2 is a circuit block diagram of the drive section of the fan motor 5, which is mainly a motor drive IC.
It is composed of 31. This motor drive IC31
Has terminals 31a to 31e, and also realizes power control means 17 and rotation speed detection means 18. The power control means 17 includes a motor driver 32 that supplies drive power to each coil of the fan motor 5, and a PWM variable speed circuit 33 that switches the drive power supplied to the fan motor 5 by the motor driver 32.
The rotation speed detection unit 18 calculates the rotation speed of the fan motor 5 based on a detection signal from a Hall IC 34 including a plurality of Hall elements built in the fan motor 5, and a rotation logic 35. Rotation speed pulse generation circuit 3 for generating rotation speed pulses according to the rotation speed
6 and. The rectifying / smoothing means 16 is connected to the terminal 31a.
The drive power from is input, and this drive power is supplied to the motor driver 32 of the power control means 17. Terminal 31
DC power from the auxiliary power supply 37 is input to b, and this DC power is supplied to each part of the motor drive IC 31 as a power supply. The duty ratio control means 20 is connected to the terminal 31c.
A control voltage is input from the control circuit, and the control voltage is supplied to the PWM variable speed circuit 33 of the power control means 17. Terminal 31d
From the rotation speed pulse generation circuit 3 of the rotation speed detection means 18.
The rotation speed pulse from 6 is output, and this rotation speed pulse is supplied to the duty ratio control means 20. Terminal 31e
Is a ground terminal.

【0025】整流平滑手段16は、たとえばダイオード
ブリッジからなる全波整流器と、キャパシタからなる平
滑回路とにより実現されており、たとえば100ボルト
の商用電源15から得られる交流電力を整流および平滑
して直流電力を出力する。電力制御手段17は、デュー
ティー比制御手段20からの制御電圧に応じてデューテ
ィー比を制御される制御パルスに基づいて、整流平滑手
段16からの直流電力をスイッチングして、ファンモー
タ5に駆動電力として供給する。すなわち、ファンモー
タ5に供給される直流駆動電力は、電力制御手段17に
よりPWM制御される。回転数検出手段18は、ファン
モータ5に内蔵された複数のホール素子を含むホールI
C34からなる回転検出センサからの検出信号に基づい
て、ファンモータ5の回転数を検出し、それに応じた回
転数パルスをデューティー比制御手段20に供給すると
共に、ファンモータ5の回転子の回転に応じた回転信号
を電力制御手段17に供給する。デューティー比制御手
段20は、ファンモータ5の回転数が目標回転数になる
ように制御電圧を調整して、その制御電圧を電力制御手
段17に供給する。なお、ファンモータ5は、三相ブラ
シレスモータ、より詳しくは永久磁石型同期モータであ
って、本実施態様では、給湯装置のシロッコファン6を
駆動するために使用している。
The rectifying / smoothing means 16 is realized by a full-wave rectifier composed of, for example, a diode bridge and a smoothing circuit composed of a capacitor, and rectifies and smoothes AC power obtained from a commercial power supply 15 of 100 V, for example. Output power. The power control means 17 switches the DC power from the rectifying / smoothing means 16 on the basis of the control pulse whose duty ratio is controlled according to the control voltage from the duty ratio control means 20 to drive the fan motor 5 as driving power. Supply. That is, the DC drive power supplied to the fan motor 5 is PWM-controlled by the power control means 17. The rotation speed detecting means 18 is a hall I including a plurality of hall elements built in the fan motor 5.
The rotation speed of the fan motor 5 is detected based on the detection signal from the rotation detection sensor made up of C34, and a rotation speed pulse corresponding to the detected rotation speed pulse is supplied to the duty ratio control means 20 and rotation of the rotor of the fan motor 5 is performed. The corresponding rotation signal is supplied to the power control means 17. The duty ratio control means 20 adjusts the control voltage so that the rotation speed of the fan motor 5 becomes the target rotation speed, and supplies the control voltage to the power control means 17. The fan motor 5 is a three-phase brushless motor, more specifically a permanent magnet type synchronous motor, and is used to drive the sirocco fan 6 of the hot water supply device in this embodiment.

【0026】図3は、電力制御手段17および駆動電流
検出手段19の回路ブロック図であって、電力制御手段
17は、三角波発振回路41、コンパレータ42、三相
分配回路43、およびトランジスタTR1〜TR6を備
えており、駆動電流検出手段19は、平滑回路44、電
圧・周波数変換回路45、およびホトカプラ46を備え
ている。なお、トランジスタTR1〜TR6保護用のダ
イオードや、ファンモータ5のコイル5a〜5cに流れ
る過電流を検出しかつ保護するための回路など、本願発
明に直接関係のない構成要素については、図示および説
明を省略する。
FIG. 3 is a circuit block diagram of the power control means 17 and the drive current detection means 19. The power control means 17 includes a triangular wave oscillation circuit 41, a comparator 42, a three-phase distribution circuit 43, and transistors TR1 to TR6. The driving current detecting means 19 includes a smoothing circuit 44, a voltage / frequency conversion circuit 45, and a photocoupler 46. It should be noted that components not directly related to the present invention, such as a diode for protecting the transistors TR1 to TR6 and a circuit for detecting and protecting an overcurrent flowing through the coils 5a to 5c of the fan motor 5, are illustrated and described. Is omitted.

【0027】三角波発振回路41は、たとえば20KH
zの周期の三角波を出力する。コンパレータ42は、演
算増幅器からなり、三角波発振回路41からの三角波の
電圧と、デューティー比制御手段20からの制御電圧V
sとを比較して、制御電圧Vsが三角波の電圧以上であ
るときにオンし、制御電圧Vsが三角波の電圧よりも小
さいときにオフする、周期20KHzの制御パルスを出
力する。すなわち、制御パルスのデューティー比は、デ
ューティー比制御手段20からの制御電圧Vsに応じて
変化する。三相分配回路43は、回転数検出手段18か
らの回転信号に応じて、上段側のトランジスタTR1〜
TR3のうちの1つと、下段側のトランジスタTR4〜
TR6のうちの1つとを、選択的にオンさせる。たとえ
ば、トランジスタTR1,TR5がオンの場合、ファン
モータ5のコイル5aからコイル5bに駆動電流が流れ
る。すなわち、ファンモータ5の回転子の回転位置に応
じて電流を流すコイル5a〜5cや電流の方向を順次切
り替えることにより、ファンモータ5の回転が継続す
る。さらに三相分配回路43は、下段側のトランジスタ
TR4〜TR6のうちオンさせるべきトランジスタを、
コンパレータ42からの制御パルスに応じてオン・オフ
させる。すなわち、三相分配回路43は、ファンモータ
5に供給する駆動電力を、デューティー比制御手段20
からの制御電圧Vsに応じてPWM制御する。
The triangular wave oscillation circuit 41 is, for example, 20 KH.
It outputs a triangular wave with a cycle of z. The comparator 42 is composed of an operational amplifier, and has a triangular wave voltage from the triangular wave oscillation circuit 41 and a control voltage V from the duty ratio control means 20.
By comparing with s, a control pulse with a cycle of 20 KHz is output which is turned on when the control voltage Vs is equal to or higher than the triangular wave voltage and is turned off when the control voltage Vs is lower than the triangular wave voltage. That is, the duty ratio of the control pulse changes according to the control voltage Vs from the duty ratio control means 20. The three-phase distribution circuit 43 is responsive to the rotation signal from the rotation speed detecting means 18 and has transistors TR1 to TR1 on the upper side.
One of TR3 and the lower side transistors TR4 to
One of TR6 is selectively turned on. For example, when the transistors TR1 and TR5 are on, a drive current flows from the coil 5a of the fan motor 5 to the coil 5b. That is, the rotation of the fan motor 5 is continued by sequentially switching the coils 5a to 5c through which the current flows and the direction of the current according to the rotational position of the rotor of the fan motor 5. Further, the three-phase distribution circuit 43 selects the transistor to be turned on among the transistors TR4 to TR6 on the lower side,
It is turned on / off according to the control pulse from the comparator 42. That is, the three-phase distribution circuit 43 supplies the drive power supplied to the fan motor 5 to the duty ratio control means 20.
PWM control is performed according to the control voltage Vs from

【0028】この電力制御手段17および駆動電流検出
手段19の動作について、簡単に述べる。商用電源15
からの交流電力は、整流平滑手段16によって整流さ
れ、かつ平滑されて、電力制御手段17を介してファン
モータ5に駆動電力として供給される。このとき電力制
御手段17により、PWM制御が施され、ファンモータ
5の回転数が指令回転数になるように、ファンモータ5
への駆動電圧が制御される。
The operation of the power control means 17 and the drive current detection means 19 will be briefly described. Commercial power 15
The AC power from is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing means 16, and is supplied to the fan motor 5 as driving power via the power control means 17. At this time, the electric power control means 17 performs PWM control so that the rotation speed of the fan motor 5 becomes the command rotation speed.
The drive voltage to is controlled.

【0029】いま、図4に示すように、三角波発振回路
41からの三角波の最高電圧をVh、最低電圧をVlと
し、デューティー比制御手段20からの制御電圧をVs
とすると、コンパレータ42の出力である制御パルス
は、図5に示すように、制御電圧Vsが三角波の電圧以
上のときにオンし、制御電圧Vsが三角波の電圧よりも
小さいときにオフする、三角波と同じ周期のパルス列と
なる。そして、三相分配回路43が、下段側のトランジ
スタTR4〜TR6のうち、オンさせるべきトランジス
タのベースに、コンパレータ42からの制御パルスを印
加するので、ファンモータ5の駆動電力が制御パルスに
よりスイッチングされ、制御パルスのデューティー比に
応じた駆動電力がファンモータ5に供給される。
Now, as shown in FIG. 4, the maximum voltage of the triangular wave from the triangular wave oscillator circuit 41 is Vh, the minimum voltage is Vl, and the control voltage from the duty ratio control means 20 is Vs.
Then, as shown in FIG. 5, the control pulse output from the comparator 42 turns on when the control voltage Vs is equal to or higher than the triangular wave voltage, and turns off when the control voltage Vs is lower than the triangular wave voltage. The pulse train has the same cycle as. Since the three-phase distribution circuit 43 applies the control pulse from the comparator 42 to the base of the transistor to be turned on among the transistors TR4 to TR6 on the lower side, the drive power of the fan motor 5 is switched by the control pulse. The drive power corresponding to the duty ratio of the control pulse is supplied to the fan motor 5.

【0030】トランジスタTR4〜TR6のエミッタか
ら出力された電流は、駆動電流検出手段19の平滑回路
44により平滑される。これにより電流に応じた電圧に
変換され、電圧・周波数変換回路45により、電圧に応
じた周波数のパルスに変換される。このパルスは、ホト
カプラ46を介してマイクロコンピュータ28に供給さ
れる。すなわち、マイクロコンピュータ28には、ファ
ンモータ5の駆動電流に応じた周波数のパルスが駆動電
流検出手段19から入力される。
The current output from the emitters of the transistors TR4 to TR6 is smoothed by the smoothing circuit 44 of the drive current detecting means 19. As a result, the voltage is converted into a voltage corresponding to the current, and the voltage / frequency conversion circuit 45 converts the voltage into a pulse having a frequency corresponding to the voltage. This pulse is supplied to the microcomputer 28 via the photocoupler 46. That is, a pulse having a frequency according to the drive current of the fan motor 5 is input to the microcomputer 28 from the drive current detection means 19.

【0031】次に、上記給湯装置の動作を説明する。先
ず初期設定動作について述べる。たとえば工場からの出
荷前に、ファンモータ5の回転数が予め決められた複数
種類の回転数となるように、ファンモータ5に複数種類
の駆動電圧を順次印加する。これにより、回転数検出手
段18が、ファンモータ5の回転数を順次検出し、駆動
電流検出手段19が、ファンモータ5の駆動電流を順次
検出する。そして初期設定用傾き情報演算手段22が、
それら回転数と駆動電流との組に基づいて、基準状態に
おけるファンモータ5の回転数と駆動電流との関係を表
す曲線の式を演算し、さらにその式から、その曲線の極
小点の座標を演算し、それらを傾き情報記憶手段27に
記憶させる。
Next, the operation of the water heater will be described. First, the initial setting operation will be described. For example, before shipment from the factory, a plurality of types of drive voltages are sequentially applied to the fan motor 5 so that the number of rotations of the fan motor 5 becomes a predetermined number of types of rotation. As a result, the rotation speed detection means 18 sequentially detects the rotation speed of the fan motor 5, and the drive current detection means 19 sequentially detects the drive current of the fan motor 5. Then, the inclination information calculation means 22 for initial setting
Based on the combination of the rotation speed and the drive current, a curve formula representing the relationship between the rotation speed of the fan motor 5 and the drive current in the reference state is calculated, and the coordinates of the minimum point of the curve are calculated from the formula. The tilt information storage means 27 calculates and stores them.

【0032】すなわち、ファンモータ5の駆動電流Iと
回転数Nとの関係は、シロッコファン6による燃焼用空
気の送風路の流路抵抗Φに応じて、図7に曲線で示すよ
うになり、また、送風量Qと回転数Nとの関係は、流路
抵抗Φに応じて、図7に直線で示すようになる。ここ
で、基準の流路抵抗がΦaであるとし、そのときに所要
燃焼量に応じた送風量Qaを得るための回転数がNaで
あり、そのときの駆動電流がIaであるものとすると、
ΦaにおけるI−N曲線上のA点でファンモータ5を運
転したときに燃焼室14が最適空燃比になる。そして、
ΦaにおけるI−N曲線の極小点PとA点とを通る直線
をLとすると、流路抵抗Φが変化しても、I−Nの関係
が直線L上を移動するようにファンモータ5を制御すれ
ば、送風量Qは変化せずに常にQaである。たとえば、
流路抵抗がΦaからΦbに増加した場合、I−N曲線は
当然図示のように変化するが、Q−N直線も図示のよう
に変化するので、ΦbにおけるI−N曲線と直線Lとの
交点Bでファンモータ5を運転することにより、送風量
Qaが得られる。このとき、回転数はNb、駆動電流は
Ibである。逆に、流路抵抗がΦaからΦcに減少した
場合も、I−N曲線は当然図示のように変化するが、Q
−N直線も図示のように変化するので、ΦcにおけるI
−N曲線と直線Lとの交点Cでファンモータ5を運転す
ることにより、送風量Qaが得られる。このとき、回転
数はNc、駆動電流はIcである。このように直線L上
でファンモータ5を運転することにより、流路抵抗Φの
変化に係わらず送風量Qを一定にできる理由について
は、後述する。したがって、基準曲線であるΦaにおけ
るI−N曲線の式を傾き情報記憶手段27に記憶させて
おけば、各種の所要燃焼量に対応する直線Lの傾きをそ
れぞれ演算することができ、その直線L上でファンモー
タ5を運転するように制御することによって、流路抵抗
Φの変化に係わらず、送風量Qを常に一定にできる。も
ちろん、各種の所要燃焼量に対応する各直線Lの傾きを
直接傾き情報記憶手段27に記憶させておいてもよい。
That is, the relationship between the drive current I and the rotation speed N of the fan motor 5 becomes as shown by the curve in FIG. 7 according to the flow passage resistance Φ of the combustion air blowing passage by the sirocco fan 6, Further, the relationship between the blown air amount Q and the rotation speed N is as shown by a straight line in FIG. 7 according to the flow path resistance Φ. Here, assuming that the reference flow path resistance is Φa, the rotation speed for obtaining the air flow rate Qa according to the required combustion amount is Na, and the drive current at that time is Ia,
When the fan motor 5 is operated at the point A on the IN curve in Φa, the combustion chamber 14 has the optimum air-fuel ratio. And
Letting L be a straight line passing through the minimum point P and the point A of the IN curve in Φa, the fan motor 5 is moved so that the IN relationship moves on the straight line L even if the flow path resistance Φ changes. If controlled, the blown air volume Q does not change and is always Qa. For example,
When the flow path resistance increases from Φa to Φb, the I-N curve naturally changes as shown, but the Q-N straight line also changes as shown, so that the I-N curve and the straight line L at Φb are changed. By operating the fan motor 5 at the intersection B, the air flow rate Qa can be obtained. At this time, the rotation speed is Nb and the drive current is Ib. On the contrary, when the flow path resistance decreases from Φa to Φc, the IN curve naturally changes as shown in the figure, but Q
Since the -N straight line also changes as shown, I at Φc
By operating the fan motor 5 at the intersection C between the −N curve and the straight line L, the air flow rate Qa can be obtained. At this time, the rotation speed is Nc and the drive current is Ic. The reason why the air flow rate Q can be made constant regardless of the change in the flow path resistance Φ by operating the fan motor 5 on the straight line L will be described later. Therefore, if the equation of the I-N curve for the reference curve Φa is stored in the inclination information storage means 27, the inclination of the straight line L corresponding to various required combustion amounts can be calculated, and the straight line L can be calculated. By controlling the fan motor 5 to operate above, the blown air amount Q can always be made constant regardless of the change in the flow path resistance Φ. Of course, the inclination of each straight line L corresponding to various required combustion amounts may be directly stored in the inclination information storage means 27.

【0033】ファンモータ5は永久磁石型同期モータで
あり、周知のように、駆動電流Iと回転数Nとの関係
は、理論的にはI=aN2 である。ただし、aは定数で
ある。したがってI−N曲線は、理想的にはI−N座標
系の原点(0,0)を通るのであるが、実際には、シロ
ッコファン6やファンモータ5や送風路などの特性のば
らつきにより、I−N曲線が原点を通らず、またI−N
曲線自体の形状も多少変形する場合もある。そこで、I
−Nの関係を実測し、I−N曲線の式を特定しておくこ
とで、シロッコファン6やファンモータ5や送風路など
の特性のばらつきに起因する影響を除去するのである。
The fan motor 5 is a permanent magnet type synchronous motor, and as is well known, the relationship between the drive current I and the rotation speed N is theoretically I = aN 2 . However, a is a constant. Therefore, the I-N curve ideally passes through the origin (0, 0) of the I-N coordinate system, but in reality, due to variations in the characteristics of the sirocco fan 6, the fan motor 5, and the air duct, I-N curve does not pass through the origin, and I-N
The shape of the curve itself may be slightly deformed. So I
By actually measuring the relationship of −N and specifying the formula of the IN curve, the influence caused by the variation in the characteristics of the sirocco fan 6, the fan motor 5, the air passage, and the like is removed.

【0034】すなわち、I−N曲線は放物線であり、
a,b,cを定数とすると、一般的に下記数式1のよう
に表すことができる。ここで、流路抵抗がΦaのとき
に、相互に異なるN1 ,N2 ,N3 に対するI1
2 ,I3 を実測したとすると、下記数式2が成立し、
定数a,b,cを下記数式3により演算できる。初期設
定用傾き情報演算手段22は、このようにして定数a,
b,cを演算し、流路抵抗Φaにおける実際のI−N曲
線の式を特定して、傾き情報記憶手段27に記憶させる
のである。もちろん、定数bあるいはcを0と仮定して
もI−N曲線の良好な近似式を得られる場合は、N,I
を2組実測することにより、I−N曲線の式を特定でき
る。また、多数の点(I,N)をサンプリングして、他
の方式により下記数式1を近似するようにしてもよい。
That is, the IN curve is a parabola,
When a, b, and c are constants, they can be generally expressed by the following formula 1. Here, when the flow path resistance is Φa, I 1 for N 1 , N 2 and N 3 which are different from each other,
If I 2 and I 3 are actually measured, the following formula 2 is established,
The constants a, b, and c can be calculated by the following mathematical formula 3. In this way, the inclination information calculating means 22 for initialization sets the constant a,
b and c are calculated, the formula of the actual I-N curve in the flow path resistance Φa is specified, and stored in the inclination information storage means 27. Of course, if a good approximation of the I-N curve can be obtained even if the constant b or c is assumed to be 0, then N, I
The equation of the I-N curve can be specified by actually measuring two sets of Further, a large number of points (I, N) may be sampled and the following formula 1 may be approximated by another method.

【0035】[0035]

【数1】 [Equation 1]

【0036】[0036]

【数2】 [Equation 2]

【0037】[0037]

【数3】 [Equation 3]

【0038】次に、直線L上でファンモータ5を運転す
ることにより、流路抵抗Φの変化に係わらず送風量Qを
一定にできる理由について述べる。周知のように、ファ
ンモータ5の回転数Nと駆動電流Iとの関係は、理論的
にはI=αN2 であり、回転数Nと送風量Qとの関係
は、理論的にはN=βQである。ただし、α,βは定数
である。したがって、N/I=1/(αβQ)となり、
N/IはI−N座標系上の直線の傾きであって一定であ
り、α,βは定数であるから、Qも一定である。すなわ
ち、I−Nの関係が直線L上に位置する限り、Qは常に
一定値Qaとなるのである。
Next, the reason why the air flow rate Q can be made constant regardless of the change in the flow path resistance Φ by operating the fan motor 5 on the straight line L will be described. As is well known, the relationship between the rotation speed N of the fan motor 5 and the drive current I is theoretically I = αN 2 , and the relationship between the rotation speed N and the air flow rate Q is theoretically N =. βQ. However, α and β are constants. Therefore, N / I = 1 / (αβQ),
N / I is a slope of a straight line on the IN coordinate system and is constant, and α and β are constants, so that Q is also constant. That is, as long as the I-N relationship is located on the straight line L, Q always has a constant value Qa.

【0039】次に、給湯装置の運転動作について述べ
る。図6は、本願発明に係る送風量制御装置の制御系統
を説明するブロック線図であって、以下の制御動作の流
れは図6を参照することにより一層容易に理解できる。
Next, the operation of the water heater will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a control system of the air flow rate control device according to the present invention, and the flow of the following control operation can be more easily understood by referring to FIG.

【0040】図外のリモートコントローラからコントロ
ーラに運転指令が入力されると、給湯制御部13が、バ
ルブ11,12や図外のイグナイタなどを制御し、点火
動作を開始すると共に、フィードフォワード回転数決定
手段21にバーナ2の所要燃焼量すなわちバルブ11の
開弁量に応じた信号を出力する。これによりフィードフ
ォワード回転数決定手段21が、給湯制御部13からの
信号に基づいて、バーナ2の所要燃焼量に応じたファン
モータ5のFF回転数N0 を演算する。具体的には、バ
ーナ2に供給されるたとえば都市ガスなどのガス量G0
に応じて予め決められたファンモータ5のFF回転数N
0 を決定し、それを目標回転数決定手段24に出力す
る。このFF回転数N0 は、シロッコファン6による送
風路の流路抵抗が予め決められた基準値である場合に、
所要燃焼量に対して最適な空燃比が得られる送風量に対
応する回転数である。なお、所要燃焼量は、熱交換器3
への入水温度、出湯温度、流量、設定温度などによって
決定される。
When an operation command is input to the controller from a remote controller (not shown), the hot water supply control unit 13 controls the valves 11 and 12 and an igniter (not shown) to start the ignition operation, and at the same time, feedforward rotation speed. A signal corresponding to the required combustion amount of the burner 2, that is, the valve opening amount of the valve 11 is output to the determining means 21. As a result, the feedforward rotation speed determination means 21 calculates the FF rotation speed N 0 of the fan motor 5 according to the required combustion amount of the burner 2 based on the signal from the hot water supply control unit 13. Specifically, the amount G 0 of gas such as city gas supplied to the burner 2 is
FF rotation speed N of the fan motor 5 determined in advance according to
0 is determined and output to the target rotation speed determination means 24. This FF rotation speed N 0 is obtained when the flow path resistance of the sirocco fan 6 has a predetermined reference value.
It is the number of revolutions corresponding to the amount of air blow that can obtain the optimum air-fuel ratio for the required combustion amount. The required amount of combustion depends on the heat exchanger 3
It is determined by the inlet water temperature, outlet water temperature, flow rate, set temperature, etc.

【0041】この時点ではファンモータ5は回転してお
らず、実送風量情報演算手段23による演算結果が目標
回転数決定手段24に供給されないので、目標回転数決
定手段24は、フィードフォワード回転数決定手段21
からのFF回転数N0 に対応した回転数指令信号をデュ
ーティー比制御手段20に出力する
At this time, the fan motor 5 is not rotating and the calculation result by the actual air flow rate information calculating means 23 is not supplied to the target rotation speed determining means 24. Therefore, the target rotation speed determining means 24 uses the feedforward rotation speed. Determining means 21
A rotation speed command signal corresponding to the FF rotation speed N 0 is output to the duty ratio control means 20.

【0042】これによりデューティー比制御手段20
が、ファンモータ5がFF回転数N0で回転するような
制御電圧Vsを電力制御手段17に供給する。この結
果、電力制御手段17がPWM方式により駆動電力を制
御して、ファンモータ5をFF回転数N0 で回転するよ
うに駆動する。
As a result, the duty ratio control means 20
Supplies the power control means 17 with a control voltage Vs such that the fan motor 5 rotates at the FF rotation speed N 0 . As a result, the power control means 17 controls the drive power by the PWM method, and drives the fan motor 5 to rotate at the FF rotation speed N 0 .

【0043】次に、駆動電流検出手段19が、ファンモ
ータ5の駆動電流を検出する。すなわち、モータドライ
バー32のトランジスタTR4〜TR6のエミッタから
の電流は、駆動電流検出手段19の平滑回路44により
平滑され、平滑回路44の出力電圧が電圧・周波数変換
回路45により周波数に変換され、ファンモータ5の駆
動電流に応じた周波数のパルスがホトカプラ46を介し
てマイクロコンピュータ28に供給される。
Next, the drive current detecting means 19 detects the drive current of the fan motor 5. That is, the currents from the emitters of the transistors TR4 to TR6 of the motor driver 32 are smoothed by the smoothing circuit 44 of the drive current detecting means 19, the output voltage of the smoothing circuit 44 is converted into a frequency by the voltage / frequency conversion circuit 45, and the fan A pulse having a frequency corresponding to the drive current of the motor 5 is supplied to the microcomputer 28 via the photocoupler 46.

【0044】一方、回転数検出手段18が、ファンモー
タ5のホールIC34からの検出信号に基づいて、ファ
ンモータ5の回転数を検出する。
On the other hand, the rotation speed detecting means 18 detects the rotation speed of the fan motor 5 based on the detection signal from the Hall IC 34 of the fan motor 5.

【0045】次に、実送風量情報演算手段23が、駆動
電流検出手段19からの駆動電流と、回転数検出手段1
8からの回転数と、傾き情報記憶手段27からの基準と
なるI−N曲線の極小点Pの座標とに基づいて、I−N
座標系上の実際の駆動電流Iおよび回転数Nの点(I,
N)と極小点Pとを結ぶ直線の傾きを演算する。具体的
には、直線の傾きの逆数に所定の係数を乗算して実送風
量Qを求め、目標回転数決定手段24に出力する。極小
点PがI−N座標系の原点(0,0)に位置する場合、
Q=I/(αβN)の演算を行うことにより、実送風量
Qが求められる。
Next, the actual air flow rate information calculating means 23 causes the drive current from the drive current detecting means 19 and the rotation speed detecting means 1 to operate.
8 based on the number of rotations from 8 and the coordinates of the minimum point P of the reference IN curve from the tilt information storage means 27.
A point (I,
The slope of the straight line connecting N) and the minimum point P is calculated. Specifically, the reciprocal of the slope of the straight line is multiplied by a predetermined coefficient to obtain the actual air flow rate Q, which is output to the target rotation speed determination means 24. When the minimum point P is located at the origin (0,0) of the IN coordinate system,
By calculating Q = I / (αβN), the actual air flow rate Q is obtained.

【0046】次に、目標回転数決定手段24が、実送風
量情報演算手段23により演算された傾きと傾き情報記
憶手段27に記憶されている曲線の式から得られる直線
の傾きとから、両者の偏差を求め、その偏差に基づいて
FB回転数NFBを決定し、そのFB回転数NFBとフィー
ドフォワード回転数決定手段21により決定されたFF
回転数N0 とから目標回転数N1 を決定し、その目標回
転数N1 に応じた回転数指令信号をデューティー比制御
手段20に出力する。具体的には、傾き情報記憶手段2
7に記憶されているI−N曲線の式からFF回転数N0
に対応するFF電流I0 を求め、それにより動作点(I
0 ,N0 )と極小点Pとを通る直線Lの傾きを求め、そ
の傾きの逆数に所定の係数を乗算して目標送風量Q1
求める。極小点PがI−N座標系の原点(0,0)に位
置する場合、Q1 =I0 /(αβN0 )の演算を行うこ
とにより、目標送風量Q1 が求められる。そして、目標
送風量Q0 と実送風量Qとの偏差Q1 −Qに基づいてF
B回転数NFBを決定する。このFB回転数は、たとえば
PID制御など、フィードバック系の制御方式に応じて
決定される。そして、FF回転数N0 とFB回転数NFB
との和N0 +NFBを目標回転数N1 と決定して、それに
応じた回転数指令信号をデューティー比制御手段20に
出力する。
Next, the target rotation speed determining means 24 determines from the inclination calculated by the actual air flow rate information calculating means 23 and the inclination of the straight line obtained from the equation of the curve stored in the inclination information storing means 27, both. FB rotation speed N FB is determined based on the deviation, and the FB rotation speed N FB and the FF determined by the feedforward rotation speed determination means 21 are determined.
The target rotation speed N 1 is determined from the rotation speed N 0, and a rotation speed command signal corresponding to the target rotation speed N 1 is output to the duty ratio control means 20. Specifically, the tilt information storage means 2
7 FF rotational speed N 0 from the equation I-N curve stored in
FF current I 0 corresponding to
0 , N 0 ) and the minimum point P, the slope of the straight line L is obtained, and the reciprocal of the slope is multiplied by a predetermined coefficient to obtain the target air flow rate Q 1 . When the minimum point P is located at the origin (0,0) of the IN coordinate system, the target air flow rate Q 1 is obtained by performing the calculation of Q 1 = I 0 / (αβN 0 ). Then, based on the deviation Q 1 -Q between the target air flow rate Q 0 and the actual air flow rate Q, F
Determine the B speed N FB . This FB rotation speed is determined according to a feedback system control method such as PID control. Then, the FF rotation speed N 0 and the FB rotation speed N FB
And the sum N 0 + N FB is determined as the target rotation speed N 1, and a rotation speed command signal corresponding to the target rotation speed N 1 is output to the duty ratio control means 20.

【0047】これにより、デューティー比制御手段20
が、目標回転数決定手段24により決定された目標回転
数N1 に応じた回転数指令信号と回転数検出手段18か
らの実際の回転数Nとに基づいて、ファンモータ5が目
標回転数N1 で回転するような制御電圧Vsを電力制御
手段17に出力する。
As a result, the duty ratio control means 20
However, based on the rotation speed command signal corresponding to the target rotation speed N 1 determined by the target rotation speed determination means 24 and the actual rotation speed N from the rotation speed detection means 18, the fan motor 5 has the target rotation speed N. The control voltage Vs that rotates at 1 is output to the power control means 17.

【0048】これにより、電力制御手段17が、デュー
ティー比制御手段20からの制御電圧Vsに基づいて、
ファンモータ5に供給する直流電力をスイッチングし、
ファンモータ5の回転数が目標回転数N1 となるように
駆動する。
As a result, the power control means 17 determines, based on the control voltage Vs from the duty ratio control means 20,
Switching the DC power supplied to the fan motor 5,
The fan motor 5 is driven so that the rotation speed becomes the target rotation speed N 1 .

【0049】ここで、シロッコファン6による送風路の
流路抵抗がΦaからΦbに増加したとすると、仮に回転
数一定制御方式でファンモータ5を制御した場合、最終
的には図7のA点からD点に運転状態が移行し、送風量
がQaからQdに減少する。しかし本実施態様において
は、流路抵抗Φの増加により実送風量Qが減少すると、
換言すればファンモータ5の実際の動作点(I,N)と
極小点Pとを結ぶ直線の傾きが大きくなると、それに応
じてFB回転数NFBが大きくなり、その結果目標回転数
1 が大きくなって、ファンモータ5の動作点を直線L
上に戻すように制御が働き、最終的にはB点でファンモ
ータ5が動作するようになる。すなわち、ファンモータ
5の動作点が直線L上をA点からB点に移動する。した
がって、流路抵抗Φの変化に係わらず常に一定の最適な
送風量Qaを維持できる。
Here, assuming that the flow path resistance of the sirocco fan 6 in the air flow passage increases from Φa to Φb, if the fan motor 5 is controlled by the constant rotation speed control system, finally A in FIG. The operating state shifts from the point to the point D, and the air flow rate decreases from Qa to Qd. However, in this embodiment, when the actual air flow rate Q decreases due to an increase in the flow path resistance Φ,
In other words, when the inclination of the straight line connecting the actual operating point (I, N) of the fan motor 5 and the minimum point P increases, the FB rotation speed N FB increases accordingly, and the target rotation speed N 1 increases accordingly. It becomes larger and the operating point of the fan motor 5 becomes a straight line L
The control works so as to return it to the upper position, and the fan motor 5 finally operates at point B. That is, the operating point of the fan motor 5 moves on the straight line L from point A to point B. Therefore, it is possible to always maintain a constant optimum air flow rate Qa regardless of the change in the flow path resistance Φ.

【0050】逆に、シロッコファン6による送風路の流
路抵抗がΦaからΦcに減少したとすると、仮に回転数
一定制御方式でファンモータ5を制御した場合、最終的
には図7のA点からE点に運転状態が移行し、送風量が
QaからQeに増加する。しかし本実施態様において
は、流路抵抗Φの減少により実送風量Qが増加すると、
換言すればファンモータ5の実際の動作点(I,N)と
極小点Pとを結ぶ直線の傾きが小さくなると、それに応
じてFB回転数NFBが小さくなり、あるいは負値とな
り、その結果目標回転数N1 が小さくなって、ファンモ
ータ5の動作点を直線L上に戻すように制御が働き、最
終的にはC点でファンモータ5が動作するようになる。
すなわち、ファンモータ5の動作点が直線L上をA点か
らC点に移動する。したがって、流路抵抗Φの変化に係
わらず常に一定の最適な送風量Qaを維持できる。
On the contrary, if the flow path resistance of the sirocco fan 6 decreases from Φa to Φc, if the fan motor 5 is controlled by the constant rotation speed control system, finally, A in FIG. The operating state shifts from the point to the point E, and the air flow rate increases from Qa to Qe. However, in the present embodiment, when the actual air flow rate Q increases due to the decrease in the flow path resistance Φ,
In other words, if the inclination of the straight line connecting the actual operating point (I, N) of the fan motor 5 and the minimum point P becomes smaller, the FB rotation speed N FB becomes smaller or becomes a negative value accordingly, and as a result, the target The rotation speed N 1 becomes smaller, control is performed to return the operating point of the fan motor 5 to the straight line L, and finally the fan motor 5 operates at point C.
That is, the operating point of the fan motor 5 moves on the straight line L from the point A to the point C. Therefore, it is possible to always maintain a constant optimum air flow rate Qa regardless of the change in the flow path resistance Φ.

【0051】一方、目標回転数変化率演算手段25が、
目標回転数決定手段24により決定される目標回転数の
変化率を演算し、その演算結果をフィードバック回転数
変化禁止手段26に出力する。
On the other hand, the target rotational speed change rate calculation means 25
The change rate of the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means 24 is calculated, and the calculation result is output to the feedback rotation speed change prohibition means 26.

【0052】これによりフィードバック回転数変化禁止
手段26が、目標回転数変化率演算手段25により演算
された目標回転数の変化率が所定値以上のときに、その
大きさに応じた時間だけ、目標回転数決定手段24に傾
き偏差変化無視信号を出力する。
Thus, the feedback rotation speed change prohibiting means 26 causes the target rotation speed change rate calculating means 25 to calculate the target rotation speed change rate equal to or more than a predetermined value when the target rotation speed change rate is larger than a predetermined value. An inclination deviation change ignoring signal is output to the rotation speed determining means 24.

【0053】これにより目標回転数決定手段24が、フ
ィードバック回転数変化禁止手段26から傾き偏差変化
無視信号が入力されている期間、FB回転数NFBの変化
がないものとして目標回転数N1 を決定する。
As a result, the target rotational speed determination means 24 determines that the FB rotational speed N FB does not change during the period in which the inclination deviation change neglect signal is input from the feedback rotational speed change prohibiting means 26, and sets the target rotational speed N 1 to the target rotational speed N 1 . decide.

【0054】これは、目標回転数の急激な変化によりフ
ァンモータ5に流れる突入電流が制御系に及ぼす悪影響
を除去するためである。すなわち、図8の(A)に示す
ように、目標回転数が破線のようにステップ状に変化す
ると、実回転数が実線のようにオーバーシュートを伴っ
て変化し、駆動電流も図8の(B)に示すように大きな
オーバーシュートを伴って変化する。さらには、駆動電
圧も図8の(C)に示すように変化する。図8の(B)
に示す駆動電流は、駆動電流検出手段19により検出さ
れ、初期設定用傾き情報演算手段22や実送風量情報演
算手段23に供給されるので、このような大きなオーバ
ーシュートを伴った駆動電流の変化は、制御を不正確か
つ不安定にする。そこで、図8の(D)に示すように、
目標回転数の変化率が所定値以上のときに、その変化率
の大きさに応じた期間、駆動電流の監視をオフさせ、制
御を正確かつ安定にさせている。具体的には、フィード
バック回転数変化禁止手段26から目標回転数決定手段
24に傾き偏差変化無視信号を出力して、直線の傾きの
偏差の変化が零、換言すれば実送風量Qと目標送風量Q
1 との差の変化が零であるものとして、FB回転数NFB
を演算させる。したがって、駆動電流の大きな変化に起
因する実送風量情報演算手段23により演算される実送
風量Qの大きな変化が無視され、制御系に及ぼす悪影響
が除去される。なお、フィードバック回転数変化禁止手
段26から目標回転数決定手段24に傾き偏差変化無視
信号を出力して、実送風量Qと目標送風量Q1 との差の
変化が零であるものとして、FB回転数NFBを演算させ
る時間は、非常に短いので、それが制御系に悪影響を及
ぼすことはない。
This is to eliminate the adverse effect of the inrush current flowing through the fan motor 5 on the control system due to the rapid change in the target rotation speed. That is, as shown in FIG. 8A, when the target rotation speed changes stepwise as shown by the broken line, the actual rotation speed changes with overshoot as shown by the solid line, and the drive current also changes as shown in FIG. It changes with a large overshoot as shown in B). Further, the drive voltage also changes as shown in FIG. FIG. 8B
The drive current indicated by is detected by the drive current detecting means 19 and supplied to the initial setting inclination information calculating means 22 and the actual air flow rate information calculating means 23, so that the change of the drive current accompanied by such a large overshoot. Makes the control inaccurate and unstable. Therefore, as shown in FIG.
When the rate of change of the target rotation speed is equal to or higher than a predetermined value, the monitoring of the drive current is turned off for a period corresponding to the magnitude of the rate of change, and the control is made accurate and stable. Specifically, the feedback rotation speed change prohibiting means 26 outputs a tilt deviation change neglecting signal to the target rotation speed determining means 24 so that the change in the inclination deviation of the straight line is zero, in other words, the actual air flow rate Q and the target air flow. Air volume Q
Assuming that the difference from 1 is zero, the FB speed N FB
Is calculated. Therefore, a large change in the actual air flow rate Q calculated by the actual air flow rate information calculation means 23 due to a large change in the drive current is ignored, and the adverse effect on the control system is eliminated. It is assumed that the feedback rotation speed change prohibiting means 26 outputs a tilt deviation change neglecting signal to the target rotation speed determining means 24 so that the change in the difference between the actual air flow rate Q and the target air flow rate Q 1 is zero. Since the time for calculating the rotation speed N FB is extremely short, it does not adversely affect the control system.

【0055】このように、基準状態におけるファンモー
タ5の駆動電流と回転数との関係を表す曲線の極小点と
基準状態において所要燃焼量に対応する曲線上の点とを
結ぶ直線の傾きに関する情報を記憶する傾き情報記憶手
段27と、ファンモータ5の駆動電流を検出する駆動電
流検出手段19と、ファンモータ5の回転数を検出する
回転数検出手段18と、極小点とファンモータ5の駆動
電流と回転数との実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾
きに基づいて、実送風量に関する情報を演算する実送風
量情報演算手段23と、極小点と傾き情報記憶手段27
に記憶されている情報から得られる傾きとに基づいて、
目標送風量に関する情報を演算し、その情報と実送風量
情報演算手段により演算された実送風量に関する情報と
に基づいて、実送風量と目標送風量との偏差に関する情
報を演算し、その偏差に関する情報に基づいてフィード
バック回転数を演算し、所要燃焼量に応じて予め決定さ
れた基準状態におけるファンモータ5の回転数をフィー
ドフォワード回転数として、これらフィードフォワード
回転数とフィードバック回転数とに基づいてファンモー
タ5の目標回転数を決定し、その目標回転数と回転数検
出手段18により検出される回転数とが一致するよう
に、ファンモータ5の駆動電圧を制御させる目標回転数
決定手段24とを備えたので、送風路の流路抵抗が変化
しても、ファンモータ5の動作点が常に直線L上に位置
するように制御される結果、流路抵抗の変化に係わらず
常に送風量を一定の最適な値に維持できる。また、基準
となる曲線の極小点がI−N曲線の原点からずれていて
も、正確に曲線の式を特定でき、したがって正確な送風
量制御を行える。
As described above, information on the slope of the straight line connecting the minimum point of the curve representing the relationship between the drive current and the rotation speed of the fan motor 5 in the reference state and the point on the curve corresponding to the required combustion amount in the reference state Information, a tilt information storage means 27 for storing, a drive current detection means 19 for detecting a drive current of the fan motor 5, a rotation speed detection means 18 for detecting a rotation speed of the fan motor 5, a minimum point and driving of the fan motor 5. An actual air flow rate information calculating means 23 for calculating information on the actual air flow rate based on the inclination of a straight line connecting the electric current and the point corresponding to the actually measured value of the rotational speed, the minimum point and the inclination information storage means 27.
Based on the slope obtained from the information stored in
Information regarding the target air flow rate is calculated, and based on the information and the information regarding the actual air flow rate calculated by the actual air flow rate information calculating means, the information regarding the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate is calculated, and the deviation is calculated. A feedback rotation speed is calculated on the basis of the information on the above, and the rotation speed of the fan motor 5 in the reference state determined in advance according to the required combustion amount is used as the feedforward rotation speed, and based on these feedforward rotation speed and the feedback rotation speed. Target rotation speed of the fan motor 5 is determined, and the target rotation speed determination means 24 for controlling the drive voltage of the fan motor 5 so that the target rotation speed matches the rotation speed detected by the rotation speed detection means 18. Since it is provided with, the operating point of the fan motor 5 is controlled so that it is always located on the straight line L even if the flow path resistance of the air passage changes. Result is always possible to maintain the air volume at a constant optimum value irrespective of the change in flow resistance. Further, even if the minimum point of the reference curve is deviated from the origin of the I-N curve, the equation of the curve can be accurately specified, and thus the air flow rate can be accurately controlled.

【0056】また、目標回転数決定手段24により決定
された目標回転数の変化率を演算する目標回転数変化率
演算手段25と、目標回転数変化率演算手段25により
演算された目標回転数の変化率が一定値以上のときに、
目標回転数決定手段24を制御して、一時的にフィード
バック回転数の変化がないものとして目標回転数を決定
させるフィードバック回転数変化禁止手段26とを備え
たので、目標回転数の急激な変化による駆動電流の急変
に起因する制御の不正確さおよび不安定さを解消でき
る。
Further, the target rotation speed change rate calculation means 25 for calculating the change rate of the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means 24, and the target rotation speed calculated by the target rotation speed change rate calculation means 25 When the rate of change is above a certain value,
Since the target rotation speed determination means 24 is controlled to include the feedback rotation speed change prohibiting means 26 that determines the target rotation speed on the assumption that the feedback rotation speed does not change temporarily, the target rotation speed change prohibition means 26 is provided. Inaccuracies and instability of control due to sudden changes in drive current can be eliminated.

【0057】なお、上記実施態様では、基準となるI−
N曲線の極小点が、I−N座標系の原点とは異なるもの
としたが、たとえば、極小点が原点に近く、実質的に両
者を同一視できるような場合は、原点を極小点とすれば
よい。この場合、極小点の座標を傾き情報記憶手段27
に記憶させておく必要はなく、初期設定用傾き情報演算
手段22を設ける必要もない。
In the above embodiment, the reference I-
Although the minimum point of the N curve is different from the origin of the IN coordinate system, for example, when the minimum point is close to the origin and both can be substantially identified with each other, the origin may be the minimum point. Good. In this case, the coordinates of the minimum point are used as the tilt information storage means 27.
It is not necessary to store it in the memory, and it is not necessary to provide the inclination information calculating means 22 for initial setting.

【0058】また、上記実施態様では、実送風量に関す
る情報として、実送風量自体を用いたが、これの代わり
に直線の傾きを用いてもよい。さらには、直線の傾きあ
るいはその逆数に所定の定数を乗算した値であってもよ
い。要するに、目標送風量に関する情報との偏差を求め
ることにより、送風量制御に利用できるものであればよ
い。
In the above embodiment, the actual air flow rate itself is used as the information on the actual air flow rate, but a straight line inclination may be used instead. Further, it may be a value obtained by multiplying the slope of the straight line or its inverse by a predetermined constant. In short, what is necessary is that it can be used for controlling the air flow rate by obtaining the deviation from the information on the target air flow rate.

【0059】また、上記実施態様では、目標送風量に関
する情報として、目標送風量自体を用いたが、これの代
わりに直線の傾きを用いてもよい。さらには、直線の傾
きあるいはその逆数に所定の定数を乗算した値を用いて
もよい。要するに、実送風量に関する情報との偏差を求
めることにより、送風量制御に利用できるものであれば
よい。
In the above embodiment, the target air flow rate itself is used as the information on the target air flow rate, but a straight line inclination may be used instead. Further, a value obtained by multiplying the slope of the straight line or its inverse by a predetermined constant may be used. In short, what is necessary is just to obtain the deviation from the information on the actual air flow rate and to use it for controlling the air flow rate.

【0060】また、上記実施態様では、偏差に関する情
報として、目標送風量と実送風量との偏差を用いたが、
直線の傾きの偏差を用いてもよい。
In the above embodiment, the deviation between the target air flow rate and the actual air flow rate is used as the information regarding the deviation.
The deviation of the slope of the straight line may be used.

【0061】また、上記実施態様では、傾き情報記憶手
段27に基準となるI−N曲線を表す式と極小点の座標
とを記憶させたが、傾き情報記憶手段27に各種所要燃
焼量に対応するそれぞれの傾きと極小点の座標とを記憶
させてもよい。あるいは、各種所要燃焼量に対応する曲
線上のそれぞれの座標と極小点の座標とを傾き情報記憶
手段27に記憶させてもよい。さらには、I−N曲線を
表す式だけを傾き情報記憶手段27に記憶させてもよ
い。
In the above embodiment, the inclination information storage means 27 stores the formula representing the reference IN curve and the coordinates of the minimum point, but the inclination information storage means 27 corresponds to various required combustion amounts. The respective inclinations and the coordinates of the minimum points may be stored. Alternatively, the respective coordinates on the curve corresponding to various required combustion amounts and the coordinates of the minimum point may be stored in the tilt information storage means 27. Further, only the equation representing the I-N curve may be stored in the tilt information storage means 27.

【0062】また、上記実施態様では、ファンモータ5
をPWM制御方式で駆動したが、安定化された直流電圧
を印加する制御方式で駆動してもよい。
In the above embodiment, the fan motor 5
Was driven by the PWM control method, but it may be driven by the control method of applying the stabilized DC voltage.

【0063】また、上記実施態様では、フィードバック
回転数変化禁止手段26により実送風量と目標送風量と
の偏差の変化がないものとして目標回転数を決定させる
時間を、実送風量と目標送風量との偏差の変化率に応じ
て可変させたが、一定時間であってもよい。
Further, in the above embodiment, the feedback rotation speed change prohibiting means 26 determines the target rotation speed as if there is no change in the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate. Although it is varied according to the rate of change of the deviation from the above, it may be constant time.

【0064】また、上記実施態様では、目標回転数変化
率演算手段25およびフィードバック回転数変化禁止手
段26を設けたが、目標回転数の急激な変化によるファ
ンモータ5の駆動電流の急変が制御にさほど重大な悪影
響を及ぼさないような場合、目標回転数変化率演算手段
25およびフィードバック回転数変化禁止手段26は必
ずしも設ける必要はない。
In the above embodiment, the target rotation speed change rate calculation means 25 and the feedback rotation speed change prohibition means 26 are provided. However, the sudden change of the drive current of the fan motor 5 due to the rapid change of the target rotation speed is controlled. The target rotation speed change rate calculation means 25 and the feedback rotation speed change prohibition means 26 do not necessarily have to be provided if they do not have a serious adverse effect.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、基準状態におけるファンモータの駆動電流と回
転数との関係を表す曲線の極小点と基準状態において所
要燃焼量に対応する曲線上の点とを結ぶ直線の傾きに関
する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、ファンモータ
の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、ファンモー
タの回転数を検出する回転数検出手段と、極小点とファ
ンモータの駆動電流と回転数との実測値に対応する点と
を結ぶ直線の傾きに基づいて、実送風量に関する情報を
演算する実送風量情報演算手段と、極小点と傾き情報記
憶手段に記憶されている情報から得られる傾きとに基づ
いて、目標送風量に関する情報を演算する目標送風量情
報演算手段と、実送風量情報演算手段により演算された
実送風量に関する情報と目標送風量情報演算手段により
演算された目標送風量に関する情報とに基づいて、実送
風量と目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風
量偏差演算手段と、送風量偏差演算手段により演算され
た偏差に関する情報に基づいてフィードバック回転数を
演算し、所要燃焼量に応じて予め決定された基準状態に
おけるファンモータの回転数をフィードフォワード回転
数として、これらフィードフォワード回転数とフィード
バック回転数とに基づいてファンモータの目標回転数を
決定する目標回転数決定手段と、回転数検出手段により
検出される回転数が目標回転数決定手段により決定され
た目標回転数と一致するように、ファンモータの駆動電
圧を制御する電圧制御手段とを備えたので、流路抵抗を
演算することなく、ファンモータの駆動電流と回転数と
から実送風量を演算でき、その実送風量を用いることに
より、流路抵抗の変化に係わらず送風量を常に一定の最
適値に維持できる。しかも、基準状態におけるファンモ
ータの駆動電流と回転数との関係を表す曲線が、各種の
要因により理論値からずれていても、そのずれを補正し
て正しい曲線を特定できることから、制御を正確に行え
る。
As described above, according to the invention of claim 1, the minimum combustion point of the curve showing the relationship between the drive current and the rotation speed of the fan motor in the reference state corresponds to the required combustion amount in the reference state. Inclination information storage means for storing information on the inclination of a straight line connecting points on the curve, drive current detection means for detecting the drive current of the fan motor, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan motor, and minimum An actual air flow rate information calculating means for calculating information on the actual air flow rate based on the inclination of a straight line connecting the point and the point corresponding to the measured value of the fan motor drive current and the rotational speed, and the minimum point and inclination information storage The target air flow rate information calculating means for calculating information on the target air flow rate based on the inclination obtained from the information stored in the means, and the actual air flow rate calculated by the actual air flow rate information calculating means. Based on the information and the information on the target air flow rate calculated by the target air flow rate information calculation means, the air flow rate deviation calculation means for calculating information on the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate, and the air flow rate deviation calculation means The feedback rotation speed is calculated based on the calculated deviation information, and the rotation speed of the fan motor in the reference state determined in advance according to the required combustion amount is taken as the feedforward rotation speed, and these feedforward rotation speed and feedback rotation speed are set. A target rotation speed determining means for determining a target rotation speed of the fan motor based on the above, and a fan so that the rotation speed detected by the rotation speed detecting means matches the target rotation speed determined by the target rotation speed determining means. Since the voltage control means for controlling the drive voltage of the motor is provided, the fan motor of the fan motor can be operated without calculating the flow path resistance. Can be calculated the actual air volume and a dynamic current and the rotational speed, by using the actual air volume, the air blowing amount regardless of the change in flow path resistance can be always maintained at a constant optimum value. Moreover, even if the curve representing the relationship between the fan motor drive current and the rotation speed in the reference state deviates from the theoretical value due to various factors, the deviation can be corrected and the correct curve can be specified, so that the control can be performed accurately. You can do it.

【0066】また、請求項2の発明によれば、基準状態
におけるファンモータの駆動電流と回転数との関係を表
す曲線の極小点と基準状態において所要燃焼量に対応す
る曲線上の点とを結ぶ直線の傾きに関する情報を記憶す
る傾き情報記憶手段と、ファンモータの駆動電流を検出
する駆動電流検出手段と、ファンモータの回転数を検出
する回転数検出手段と、極小点とファンモータの駆動電
流と回転数との実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾き
に基づいて、実送風量に関する情報を演算する実送風量
情報演算手段と、極小点と傾き情報記憶手段に記憶され
ている情報から得られる傾きとに基づいて、目標送風量
に関する情報を演算する目標送風量情報演算手段と、実
送風量情報演算手段により演算された実送風量に関する
情報と目標送風量情報演算手段により演算された目標送
風量に関する情報とに基づいて、実送風量と目標送風量
との偏差に関する情報を演算する送風量偏差演算手段
と、送風量偏差演算手段により演算された偏差に関する
情報に基づいてフィードバック回転数を演算し、所要燃
焼量に応じて予め決定された基準状態におけるファンモ
ータの回転数をフィードフォワード回転数として、これ
らフィードフォワード回転数とフィードバック回転数と
に基づいてファンモータの目標回転数を決定する目標回
転数決定手段と、回転数検出手段により検出される回転
数が目標回転数決定手段により決定された目標回転数と
一致するように、ファンモータの駆動電圧を制御する電
圧制御手段と、目標回転数決定手段により決定された目
標回転数の変化率を演算する目標回転数変化率演算手段
と、目標回転数変化率演算手段により演算された目標回
転数の変化率が一定値以上のときに、目標回転数決定手
段を制御して、一時的にフィードバック回転数の変化が
ないものとして目標回転数を決定させるフィードバック
回転数変化禁止手段とを備えたので、請求項1の発明の
効果に加えて、実送風量と目標送風量との偏差の急激な
変化による駆動電流の急変に起因する制御の不正確さお
よび不安定さを良好に解消できる。
According to the second aspect of the present invention, the minimum point of the curve representing the relationship between the drive current and the rotational speed of the fan motor in the reference state and the point on the curve corresponding to the required combustion amount in the reference state are defined. Inclination information storage means for storing information about the inclination of the connecting straight line, drive current detection means for detecting the drive current of the fan motor, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan motor, driving of the minimum point and the fan motor It is stored in the actual air flow rate information calculation means for calculating information on the actual air flow rate based on the inclination of the straight line connecting the current and the point corresponding to the measured value of the rotation speed, and the minimum point and the inclination information storage means. Target air flow rate information calculation means for calculating information on the target air flow rate based on the inclination obtained from the information, information on the actual air flow rate calculated by the actual air flow rate information calculation means, and the target air flow rate The air flow rate deviation calculation means for calculating information on the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate based on the information on the target air flow rate calculated by the information calculation means, and the deviation calculated by the air flow rate deviation calculation means The feedback rotation speed is calculated based on the information, and the rotation speed of the fan motor in the reference state predetermined according to the required combustion amount is taken as the feedforward rotation speed, and the fan is calculated based on these feedforward rotation speed and the feedback rotation speed. The drive voltage of the fan motor is set so that the target rotation speed determining means for determining the target rotation speed of the motor and the rotation speed detected by the rotation speed detecting means match the target rotation speed determined by the target rotation speed determining means. The target rotation for controlling the voltage control means for controlling and the rate of change of the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means. When the change rate calculation means and the change rate of the target rotation speed calculated by the target rotation speed change rate calculation means are equal to or higher than a certain value, the target rotation speed determination means is controlled to temporarily change the feedback rotation speed. Since the feedback rotation speed change prohibiting means for determining the target rotation speed is provided as a non-existent one, in addition to the effect of the invention of claim 1, in addition to the effect of the invention of claim 1, the drive current due to the abrupt change of the deviation between the actual air flow rate and the target air flow rate The inaccuracy and instability of the control caused by the sudden change can be solved well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明に係る送風量制御装置を備えた燃焼装
置の一例としての給湯装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus as an example of a combustion apparatus including an air flow rate control device according to the present invention.

【図2】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたモ
ータ駆動部の回路ブロック図である。
FIG. 2 is a circuit block diagram of a motor drive unit provided in the air flow rate control device according to the present invention.

【図3】本願発明に係る送風量制御装置に備えられた電
力制御手段および駆動電流検出手段の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of power control means and drive current detection means provided in the air flow rate control device according to the present invention.

【図4】本願発明に係る送風量制御装置に備えられた三
角波発振回路により得られる三角波の波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram of a triangular wave obtained by the triangular wave oscillation circuit provided in the air flow rate control device according to the present invention.

【図5】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたフ
ァンモータに供給される駆動電圧の波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram of a drive voltage supplied to a fan motor provided in the air flow rate control device according to the present invention.

【図6】本願発明に係る送風量制御装置の制御系のブロ
ック線図である。
FIG. 6 is a block diagram of a control system of the air flow rate control device according to the present invention.

【図7】本願発明に係る送風量制御装置により制御され
るファンモータを流れる電流と回転数と送風量との相互
関係の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a mutual relationship between a current flowing through a fan motor controlled by the air flow rate control device according to the present invention, a rotation speed, and an air flow rate.

【図8】本願発明に係る送風量制御装置に備えられたフ
ァンモータの動作状態の説明図であって、(A)は目標
回転数と実回転数との関係、(B)は駆動電流の波形、
(C)は駆動電圧の波形、(D)はフィードバック回転
数変化禁止手段の動作状態をそれぞれ示している。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operating state of a fan motor provided in the air flow rate control device according to the present invention, in which (A) is a relationship between a target rotation speed and an actual rotation speed, and (B) is a drive current. Waveform,
(C) shows the waveform of the drive voltage, and (D) shows the operating state of the feedback rotation speed change inhibiting means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 ファンモータ 18 回転数検出手段 19 駆動電流検出手段 20 デューティー比制御手段 22 初期設定用傾き情報演算手段 23 実送風量情報演算手段 24 目標回転数決定手段 25 目標回転数変化率演算手段 26 フィードバック回転数変化禁止手段 27 傾き情報記憶手段 5 fan motor 18 Rotation speed detection means 19 Drive current detection means 20 Duty ratio control means 22 Tilt information calculation means for initial setting 23 Actual air flow rate information calculation means 24 Target rotation speed determination means 25 Target rotational speed change rate calculation means 26 Feedback rotation speed change prohibition means 27 inclination information storage means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−190343(JP,A) 特開 平2−52923(JP,A) 実開 昭62−136743(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 3/08 F23N 5/18 101 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-190343 (JP, A) JP-A-2-52923 (JP, A) Actual development Sho 62-136743 (JP, U) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) F23N 3/08 F23N 5/18 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼用空気を供給するためのファンモー
タを制御することにより送風量を制御する燃焼装置の送
風量制御装置であって、 基準状態における前記ファンモータの駆動電流と回転数
との関係を表す曲線の極小点と前記基準状態において所
要燃焼量に対応する前記曲線上の点とを結ぶ直線の傾き
に関する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、 前記ファンモータの駆動電流を検出する駆動電流検出手
段と、 前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段
と、 前記極小点と前記ファンモータの駆動電流と回転数との
実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾きに基づいて、実
送風量に関する情報を演算する実送風量情報演算手段
と、 前記極小点と前記傾き情報記憶手段に記憶されている情
報から得られる傾きとに基づいて、目標送風量に関する
情報を演算する目標送風量情報演算手段と、 前記実送風量情報演算手段により演算された実送風量に
関する情報と前記目標送風量情報演算手段により演算さ
れた目標送風量に関する情報とに基づいて、実送風量と
目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風量偏差
演算手段と、 前記送風量偏差演算手段により演算された偏差に関する
情報に基づいてフィードバック回転数を演算し、所要燃
焼量に応じて予め決定された前記基準状態における前記
ファンモータの回転数をフィードフォワード回転数とし
て、これらフィードフォワード回転数とフィードバック
回転数とに基づいて前記ファンモータの目標回転数を決
定する目標回転数決定手段と、 前記回転数検出手段により検出される回転数が前記目標
回転数決定手段により決定された目標回転数と一致する
ように、前記ファンモータの駆動電圧を制御する電圧制
御手段と、 を備えたことを特徴とする、燃焼装置の送風量制御装
置。
1. An air flow rate control device for a combustion device, which controls an air flow rate by controlling a fan motor for supplying combustion air, comprising: a drive current and a rotational speed of the fan motor in a reference state; Inclination information storage means for storing information about the inclination of a straight line connecting the minimum point of the curve representing the relationship and the point on the curve corresponding to the required combustion amount in the reference state, and drive for detecting the drive current of the fan motor Based on an inclination of a straight line connecting a current detection unit, a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the fan motor, and a point corresponding to the minimum point and the measured value of the drive current and the rotation speed of the fan motor. An actual air flow rate information calculating means for calculating information on an actual air flow rate, and a target air flow rate based on the minimum point and the inclination obtained from the information stored in the inclination information storage means. Based on the information on the actual air flow rate calculated by the actual air flow rate information calculation means and the information on the target air flow rate calculated by the target air flow rate information calculation means An air flow rate deviation calculation means for calculating information on a deviation between the actual air flow rate and a target air flow rate; and a feedback rotation speed calculated based on the information on the deviation calculated by the air flow rate deviation calculation means to obtain a required combustion amount. Based on the feedforward rotation speed that is the rotation speed of the fan motor in the reference state determined in advance, a target rotation speed determination that determines the target rotation speed of the fan motor based on the feedforward rotation speed and the feedback rotation speed. Means, and the rotation speed detected by the rotation speed detection means is determined by the target rotation speed determination means. And to match the target rotational speed is, characterized by comprising a voltage control means for controlling the driving voltage of the fan motor, air volume control device for a combustion apparatus.
【請求項2】 燃焼用空気を供給するためのファンモー
タを制御することにより送風量を制御する燃焼装置の送
風量制御装置であって、 基準状態における前記ファンモータの駆動電流と回転数
との関係を表す曲線の極小点と前記基準状態において所
要燃焼量に対応する前記曲線上の点とを結ぶ直線の傾き
に関する情報を記憶する傾き情報記憶手段と、 前記ファンモータの駆動電流を検出する駆動電流検出手
段と、 前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段
と、 前記極小点と前記ファンモータの駆動電流と回転数との
実測値に対応する点とを結ぶ直線の傾きに基づいて、実
送風量に関する情報を演算する実送風量情報演算手段
と、 前記極小点と前記傾き情報記憶手段に記憶されている情
報から得られる傾きとに基づいて、目標送風量に関する
情報を演算する目標送風量情報演算手段と、 前記実送風量情報演算手段により演算された実送風量に
関する情報と前記目標送風量情報演算手段により演算さ
れた目標送風量に関する情報とに基づいて、実送風量と
目標送風量との偏差に関する情報を演算する送風量偏差
演算手段と、 前記送風量偏差演算手段により演算された偏差に関する
情報に基づいてフィードバック回転数を演算し、所要燃
焼量に応じて予め決定された前記基準状態における前記
ファンモータの回転数をフィードフォワード回転数とし
て、これらフィードフォワード回転数とフィードバック
回転数とに基づいて前記ファンモータの目標回転数を決
定する目標回転数決定手段と、 前記回転数検出手段により検出される回転数が前記目標
回転数決定手段により決定された目標回転数と一致する
ように、前記ファンモータの駆動電圧を制御する電圧制
御手段と、 前記目標回転数決定手段により決定された目標回転数の
変化率を演算する目標回転数変化率演算手段と、 前記目標回転数変化率演算手段により演算された目標回
転数の変化率が一定値以上のときに、前記目標回転数決
定手段を制御して、一時的に前記フィードバック回転数
の変化がないものとして前記目標回転数を決定させるフ
ィードバック回転数変化禁止手段と、 を備えたことを特徴とする、燃焼装置の送風量制御装
置。
2. An air flow rate control device for a combustion device, which controls an air flow rate by controlling a fan motor for supplying combustion air, comprising: a drive current and a rotational speed of the fan motor in a reference state. Inclination information storage means for storing information about the inclination of a straight line connecting the minimum point of the curve representing the relationship and the point on the curve corresponding to the required combustion amount in the reference state, and drive for detecting the drive current of the fan motor Based on an inclination of a straight line connecting a current detection unit, a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the fan motor, and a point corresponding to the minimum point and the measured value of the drive current and the rotation speed of the fan motor. An actual air flow rate information calculating means for calculating information on an actual air flow rate, and a target air flow rate based on the minimum point and the inclination obtained from the information stored in the inclination information storage means. Based on the information on the actual air flow rate calculated by the actual air flow rate information calculation means and the information on the target air flow rate calculated by the target air flow rate information calculation means An air flow rate deviation calculation means for calculating information on a deviation between the actual air flow rate and a target air flow rate; and a feedback rotation speed calculated based on the information on the deviation calculated by the air flow rate deviation calculation means to obtain a required combustion amount. Based on the feedforward rotation speed that is the rotation speed of the fan motor in the reference state determined in advance, a target rotation speed determination that determines the target rotation speed of the fan motor based on the feedforward rotation speed and the feedback rotation speed. Means, and the rotation speed detected by the rotation speed detection means is determined by the target rotation speed determination means. Voltage control means for controlling the drive voltage of the fan motor so as to match the target rotation speed, and a target rotation speed change rate calculation for calculating a change rate of the target rotation speed determined by the target rotation speed determination means. Means, and when the rate of change of the target rotational speed calculated by the target rotational speed change rate calculating means is a certain value or more, the target rotational speed determining means is controlled to temporarily change the feedback rotational speed. An air flow rate control device for a combustion device, comprising: feedback rotation speed change prohibiting means for determining the target rotation speed as absent.
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