JPH0618023A - 給湯器の送風ファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼器の実出力が指定出力以下であっても燃
焼状態を悪化させず、送風ファンの送風効率向上を可能
とし、不必要な騒音を発生させない給湯器の送風ファン
制御装置の提供を目的とする。 【構成】 熱交換器と、熱交換器に連なる水路の流量を
検知する水量検知手段と、熱交換器の入水温度と出湯温
度との温度差を検知する温度検知手段と、熱交換器を加
熱する燃焼器と、燃焼器に連なるガス路に設けられた比
例弁と、燃焼器に燃焼用エアを供給する送風ファンと、
比例弁が最大開度に達したことを検知し、前記温度検知
手段及び水量検知手段からの検知信号に基づいて燃焼器
の実出力を求め、この実出力を指定出力と比較し、かつ
比例弁が最大開度に達している時に前記実出力が指定出
力以下であれば送風ファンの回転数を実出力に基づいて
制御するコントロ−ラとを備えた給湯器の送風ファン制
御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器の燃焼器（バ−
ナ）に燃焼用エアを供給する送風ファンの回転数を制御
するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の給湯器にあっては、ガス路に比例
弁を設け、比例弁の電流値に応じて比例弁の開度を変化
させ、これによって燃焼器への供給ガス量を制御してい
る。一方、燃焼器へ燃焼用エアを供給する送風ファン
は、上記比例弁電流を検知し、この比例弁電流に比例し
てファン回転数を制御されている。すなわち、ファン回
転数をＮ、比例弁電流をｉ、比例定数をβとするとき、 Ｎ＝β×ｉ の関係によってファン回転数を決めている。

【０００３】しかしながら、ガス路に供給されるガスの
カロリ−の違いや、ガス圧の変動等の諸理由により比例
弁の全開時における燃焼器の燃焼能力にもバラツキが生
じることがあり、このため比例弁の全開時において、燃
焼器の実出力が指定出力以下となることがある。

【０００４】そこで本出願人は先に、特願平２−１４４
９８号で、比例弁が最大開度に達したことを検知し、温
度検知手段及び水量検知手段からの検知信号に基づいて
燃焼器の実出力を求め、この実出力を指定出力と比較
し、かつ比例弁が最大開度に達している時に前記実出力
が指定出力以下であれば、送風ファンのファン回転数を
比例弁電流ｉｏに比例した回転数Ｎ（Ｎ＝α×ｉｏ，α
は比例定数）で送風ファンを運転させていた。

【０００５】かかるファン制御を図４を用いて説明す
る。比例弁電流が最大値（比例弁の最大開度）に達して
いない通常の運転状態においては、ファン回転数をＯＡ
線に従って制御すればよいが、比例弁全開時の実出力不
足を考慮して設計する必要がある。このため、比例弁電
流が最大値の場合のファン回転数をＡ点より小さなＤ点
に設定し、通常の運転状態においてもファン回転数をＯ
Ｄ線に従って制御してもよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来例では、比例弁が最大開度でありかつ実出力が指定出
力以下の場合、送風ファンの回転数は、比例弁電流の最
大値ｉｏ及び比例定数αによって決定される固定された
回転数Ｎ（Ｎ＝α×ｉｏ）により運転されていたが（図
４におけるＯＡ線の相当する）、この回転数は必ずしも
燃焼器の実出力に応じたものでなかった。

【０００７】よって、比例弁が最大開度でありかつ実出
力が指定出力より低い場合に前述した固定回転数Ｎ（Ｎ
＝α×ｉｏ）でファン運転を行うと、供給空気過剰とな
り、燃焼器が異音を発したり燃焼器の火炎が飛び火した
りすることがあり、問題であった。また、前述した固定
回転数Ｎ（Ｎ＝α×ｉｏ）は適正なファン回転数よりも
大のため、送風ファンの運転エネルギ−を無駄に消費し
て送風効率が低く、更に騒音が大きいという問題があっ
た。

【０００８】また、ファン回転数を図４のＯＤ線に従っ
て制御した場合には、前述の供給空気過剰とは異なり供
給空気不足となることがあり、燃焼時の炎が赤黄色にな
って燃え、この炎のまま燃焼を継続すると、赤黄色に輝
いている炭素がそのまま煤となり、煤が燃焼器に付着し
て不完全燃焼の原因となり、問題であった。

【０００９】そこで本発明においては、比例弁が最大開
度でありかつ実出力が指定出力以下の場合にも、適正な
送風量が得られるファン回転数で送風ファンを運転させ
ることができ、不必要な騒音を小さくでき、燃焼状態も
悪化させず、送風ファンの送風効率も良好となる給湯器
の送風ファン制御装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、熱交換器と、熱交換器に連なる水路の流
量を検知する水量検知手段と、熱交換器の入水温度と出
湯温度との温度差を検知する温度検知手段と、熱交換器
を加熱する燃焼器と、燃焼器に連なるガス路に設けられ
た比例弁と、燃焼器に燃焼用エアを供給する送風ファン
と、比例弁が最大開度に達したことを検知し、前記温度
検知手段及び水量検知手段からの検知信号に基づいて燃
焼器の実出力を求め、この実出力を指定出力と比較し、
かつ比例弁が最大開度に達している時に前記実出力が指
定出力以下であれば送風ファンの回転数を実出力に基づ
いて制御するコントロ−ラとを備えたことを特徴として
いる。

【００１１】

【作用】前記給湯器の送風ファン制御装置において、比
例弁が最大開度に達している時に燃焼器の実出力が指定
出力以下であれば、送風ファンの回転数を実出力に基づ
いて制御するコントロ−ラを備えたので、送風ファンの
供給空気量が過剰にも不足にもならずに適正な供給空気
量が得られ、よって燃焼器の異音及び火炎の飛び火及び
炎が赤黄色になるということはなく、燃焼状態は良好と
なり、送風ファンの送風効率が良くなり、不必要な騒音
を小さくできる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳
述する。

【００１３】図１に示すように、水路２には熱交換器１
が設けられており、水路２の入水側には水の温度を検知
するための入水サ−ミスタ４と水流量を検知するための
水量センサ−３が設けられており、水路２の出湯側には
湯の温度を検知するための出湯サ−ミスタ５と水量サ−
ボバルブ１７が設けられている。

【００１４】熱交換器１を加熱する燃焼器６には、燃焼
器６に燃焼用エアを供給するための送風ファン９が付設
されており、送風ファン９には送風ファン９のファン回
転数を検知するための回転数センサ−２０が取り付けら
れている。燃焼器６にガスを供給するためのガス路７に
は、比例弁８と一対の電磁弁１５、１６が設けられてい
る。

【００１５】この給湯器は、マイクロコンピュ−タを用
いたコントロ−ラ１０によって制御されており、コント
ロ−ラ１０は例えば図２に示すような構成となってい
る。演算制御部１３（マイクロコンピュ−タ）には、水
量センサ−３、入水サ−ミスタ４及び出湯サ−ミスタ５
からの検知信号が入力されており、ここでは水路２の流
量ｗ及び熱交換器１の前後の出湯温度Ｔ_H と入水温度Ｔ
_C の温度差ｔが検出されている。そして、演算制御部１
３は、燃焼器６の実出力 ｗ×ｔ／２５ （号数） を求める演算機能と、この実出力を予め演算したあと記
憶させてある指定出力と比較する比較判定機能とを備え
ている。バルブ駆動部１９は、水量サ−ボバルブ１７を
駆動して水路２を流れる水量を制御するものであり、ス
イッチパネル（図示せず）等からの入力信号によって演
算制御部１３からバルブ駆動部１９へ制御信号が出力さ
れる。弁駆動部１８は、電磁弁１５、１６の開閉を制御
すると共に比例弁８の電流値を制御することによって比
例弁８の開度（ガス量）を変化させており、演算制御部
１３から弁駆動部１８へ制御信号が出力される。比例弁
８の開度を制御している比例弁電流は比例弁電流検知部
１１で検知されており、ファン回転数制御部１２は通常
運転状態では演算制御部１３からの信号により比例弁電
流ｉに比例したファン回転数Ｎで送風ファン９を運転し
ている（すなわち、Ｎ＝α×ｉ；αは比例定数）。ま
た、ファン回転数制御部１２は演算制御部１３からの信
号によって出力不足時の運転状態に移行することもで
き、この運転状態では求められた実出力に対応して実験
式により算出された回転数で送風ファン９が運転され
る。従って、実出力が指定出力の９７％の場合でも、９
５％の場合でも出力に見合った小さなファン回転数で送
風ファン９を運転することができる。さらに、回転数セ
ンサ−２０からの信号は演算制御部１３へ入力されてお
り、ファン回転数はコントロ−ラ１０によってフィ−ド
バック制御されている。演算制御部１３は、比例弁電流
検知部１１からの信号によって比例弁電流が最大値ｉｏ
に達したか否かを判定しており、比例弁電流が最大値ｉ
ｏに達するとタイマ−１４にセット信号が出力される。
セットされたタイマ−１４は計時動作を行い、予め設定
されている一定時間が経過するまでに比例弁電流が最大
値でなくなれば演算制御部１３からのリセット信号によ
ってリセットされ、あるいは一定時間が経過すると演算
制御部１３へカウントアップ信号を入力する。

【００１６】しかして、比例弁電流が最大値に達してい
ない通常運転状態においては、送風ファン９は Ｎ＝α×ｉ に従い、図４のＯＡ線に従って制御されている。

【００１７】一方、コントロ−ラ１０は、図３のような
フロ−チャ−トに従って、燃焼器６の出力が不足してい
ないか検知しており、出力不足であればファン回転数を
減少させるように制御モ−ドを変更する。すなわち、ス
テップ１にて、電磁弁１５、１６を開とし、比例弁１１
を駆動させ、送風ファン９をＯＮとして燃焼を開始し、
比例弁電流が最大値ｉｏに達しているか否か判断し（Ｓ
２）、達していなければ、通常運転状態を継続し、再び
比例弁電流が最大値に達しているか否かを判断する。比
例弁電流が最大値ｉｏに達していれば（図４のＡ点）、
タイマ−１４をセットして一定時間が経過したか否かを
判定し（Ｓ３）、一定時間が経過するまでにリセットさ
れた場合には通常運転状態を継続する。

【００１８】一方、一定時間を経過してタイマ−１４か
ら演算制御部１３へカウントアップ信号が入力される
と、演算制御部１３は実出力を指定出力とを比較し（Ｓ
４）、比例弁８の全開時に燃焼器６が出力オ−バ−とな
っていないか判断する。そして、実出力が指定出力以下
であれば、ファン回転数Ｎは図４のＡＣ線に沿って制御
されるのである。

【００１９】つまりステップ５においては、送風ファン
９の回転数を比例弁が最大開度に達したときの実出力Ｇ
ａに対応したファン回転数Ｎａに変更し、変更した送風
ファン回転数Ｎａで送風ファン９の運転を継続する。こ
こで、実出力Ｇａと送風ファン回転数Ｎａとの関係を図
５を用いて説明する。

【００２０】つまり、図５で示す如く、実出力Ｇに対応
したファン回転数Ｎで制御するのであるが、この実出力
Ｇとファン回転数Ｎとの相関関係により燃焼運転時にお
ける供給空気量が過不足なく供給されるのであって、こ
の相関関係は予め実験等により決定され、コントロ−ラ
１０内の演算制御部１３に記憶させている。

【００２１】尚、本実施例では、比例弁が最大開度に達
したことを検知してこの制御を行っているが、指定出力
を水量と入水温度と設定温度とから演算し、比例弁のそ
の出力を出すと同時に実出力と比較し、比例弁が最大開
度になっていなくとも送風ファンを出力不足時の制御に
移行させるようにしてもよい。このようにすれば、応答
の遅い送風ファンを少しでも速く目標回転数に到達させ
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、比例弁が
全開になって出力不足の場合には、ファン回転数を実出
力に基づいて制御しているので、通常の運転状態よりも
小さくしかも適正な風量を燃焼器へ送ることができて燃
焼状態を悪化させず、送風ファンによる騒音を小さくで
きると共に適切なファン回転数で送風ファンを運転する
ことによって送風効率を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】同上のコントロ−ラの一例を示すブロック図で
ある。

【図３】同上の制御方法を示すフロ−チャ−トである。

【図４】同上の送風ファンの回転数と燃焼器の燃焼能力
との関係を示すグラフである。

【図５】燃焼出力不足時のファン回転数Ｎと実出力（号
数）Ｇとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 水路 ３ 水量センサ− ４ 入水サ−ミスタ ５ 出湯サ−ミスタ ６ 燃焼器 ７ ガス路 ８ 比例弁 ９ 送風ファン １０ コントロ−ラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器と、熱交換器に連なる水路の流
   量を検知する水量検知手段と、熱交換器の入水温度と出
   湯温度との温度差を検知する温度検知手段と、熱交換器
   を加熱する燃焼器と、燃焼器に連なるガス路に設けられ
   た比例弁と、燃焼器に燃焼用エアを供給する送風ファン
   と、比例弁が最大開度に達したことを検知し、前記温度
   検知手段及び水量検知手段からの検知信号に基づいて燃
   焼器の実出力を求め、この実出力を指定出力と比較し、
   かつ比例弁が最大開度に達している時に前記実出力が指
   定出力以下であれば送風ファンの回転数を実出力に基づ
   いて制御するコントロ−ラとを備えたことを特徴とする
   給湯器の送風ファン制御装置。