JPH01169268A - 給湯器のオンオフ燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は給湯器のオンオフ燃焼制御■装置に関する。

〈従来の技術〉 オンオフ燃焼制御をフィードフォワード制御で行う給湯
器として、実開昭５４−１２７２４９号公報記載の装置
が提供されている。この装置は、給湯器への入水温度と
入水流量、及び設定出湯温度とから必要熱量を算出し、
この必要熱量とバーナの燃焼熱量とから、オンオフ燃焼
に必要な１ザイクル時間、燃焼オン時間、及び燃焼オフ
時間を適当に決定する構成とされている。

〈発明が解決しよとする問題点〉 本発明者らによるこれまでの経験によれば、特に瞬間加
熱方式によるオンオフ燃焼側’＜ＩＩＩにおいては、次
の様な問題がある。

（１）、小流量領域では、燃焼オン時間が長いと、オン
オフによるトータルの熱量は適正であっても、各燃焼オ
ン時間内での瞬間的な沸騰が生じる場合がある。

（２）、小流量域と大流量域では、オンオフ時間が同じ
であっても、大流量域の方が出湯温度の変動が大きくな
る。

（３）、燃焼オン時間等をあまり短くすると、点火の問
題やすすの発生等の問題が生じるので、オンオフの各持
続時間には限界がある。

（４）、オンオフの１サイクルは、短い程出湯温度の変
動は小さくなるが、短サイクルにすればそれだけ寿命が
短くなる。

すなわち、給湯器のオンオフ燃焼制御にあっては、中に
必要熱量とバーナの燃焼熱量とが一致するように、燃焼
オン時間や燃焼オフ時間、１サイクル時間を決定するだ
けでは、上記した問題点の何れかに大きな支障をきたす
結果を招く。

上記した実開昭５４−１２７２４９号公幸１の装置にお
いては、オンオフ燃焼のサイクル時間、燃焼オン時間、
燃焼オフ時間の何れかを単に短い一定値に定め、残りの
２つの時間を単純算出するだけであるので、やはり上記
した問題点の何れかに大きな支障をきたす欠点を保有す
るものであった。

く目的〉 そこで本発明は上記従来における問題を解消し、小流量
時にも沸騰現象が生じず、また温度変動も小さく抑える
ことができ、給湯器の寿命を長（することができる給湯
器のオンオフ燃焼制御装置の提供を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、燃料を燃焼させ、発生した熱で熱交換器内を
通る水を瞬間的に加熱し、給湯を行う給湯器のオンオフ
燃焼制御装置であって、入水温度センサー、入水流量セ
ンサー、出湯温度設定器、及びマイクロコンピュータ内
蔵のコンｉ・ローラを有し、且つ前記マイクロコンピュ
ータには単位時間当たりの入水流量と必要熱量をパラメ
ータとした好適な燃焼オン時間を予め記憶させておき、
前記熱交換器への実際の入水温度と入水流量、及び設定
出湯温度とからｉｉ位時間当たりの必要熱量を算出する
と共に該必要熱量と前記実際の入水流１ドとから前記好
適な燃焼オン時間を選出し、且つ該燃焼オン時間と前記
単位時間当たりの必要熱量とバーナの単位時間当たりの
燃焼熱量とから燃焼オフ時間を算出して、フィードフォ
ワード制御によるオンオフ繰り返し燃焼を行うよう構成
したことを特徴としている。

好適な燃焼オン時間は、給湯器のバーナの能力に応じて
、予め得たデータに基づいて定めることができる。そし
て燃焼オン時間は入水流量と必要熱量とをたて軸とよこ
軸として表される領域を、複数の領域に分け、各領域で
好適な燃焼オン時間を定めて行うことができる。例えば
、入水流量が小で必要熱ｈ１も小の領域では、点火やす
すの問題が生じない程度を限度として、瞬間的な沸騰が
生じない程度に燃焼オン時間を短く設定し、入水流量が
小でも必要熱量が大である領域では、沸騰が生じない程
度で燃焼オン時間をもう少し長く設定して寿命延長を図
ることができる。また入水流量が犬で必要熱量が小の領
域では温度変動を小さくするよう、燃焼オン時間を短（
設定する。また入水流量が適当にあり、必要熱量も適当
に大きい領域では、使用頻度が非常に貰い領域でもあり
、また出湯温度変動もそんなに悪化することがないので
、燃焼オン時間を比較的長く設定して、寿命延長を図る
ようにすることができる。

このように本発明は、入水流量と必要熱量をパラメータ
ーとする各領域に適した燃焼オン時間を予め用意してお
くことで、給湯器に発生しうる各問題点をうまくカバー
しつつ、且つ良好な出湯特性を保持した状態で、必要な
オンオフ燃焼を行うものである。

なおここで、瞬間的な沸騰というのは、現に燃焼が行わ
れている時に熱交換される水が、その熱交換により温度
上昇して沸１々するという意味で、燃焼オフ時の水がン
昆合されるような時期を除いた時１」に起こる沸騰をい
う。

〈作用〉 フィードフォワード制御に必要な燃焼オン時間と燃焼オ
フ時間はコン！・ローラ内のマイクロコンピュータでリ
アルタイムで演算され、必要な制御信号がコントローラ
からバーナ側へ出力される。

すなわち適当な短時間毎に入水温度センサーからの温度
情報、入水流量センサーからの入水流量情報、出湯温度
設定器からの設定出湯温度情報がマイクし１コンピユー
タに入力され、必要熱量が算出され、燃焼オン時間が選
択され、燃焼オフ時間が算出される。そしてこの燃焼オ
ン時間と燃焼オフ時間でもってバーナのオンオフ燃焼が
行われる。

〈実施例〉 第１図は本発明の実施装置の全体構成図、第２図はコン
トローラによるオンオフ燃焼制御フローチャー１・、第
３図は入水流量と必要熱量をパラメータとした燃焼オン
時間の例を示す図である。

燃焼包体ｌ内に瞬間加熱式の熱交換器２が設けられ、ま
たバーナ３が設けられている。該バーナ３には空気の送
風と、燃料供給管４を通して燃料の供給がなされる。５
は点火器である。

水は入水管６を通って熱交換器２に入り、熱交換されて
出湯管７に送られる。入水管６には入水流量センサー８
と入水温度センサー９が設けられ、また出湯管７には出
湯カラン１０、途中に小容Ｖのタンク１１が設けられて
いる。また前記燃料供給管４には開閉ブＮ２が設けられ
ている。

１３はマイクロコンピュータ１５内蔵のコントローラで
、出湯温度設定器１４による設定温度情報を人力し、ま
た前記入水流量センサー８からの入水流量情報及び入水
温度センサー９からの入水温度情報を人力して、前記開
閉弁１２の必要な開閉動作信号を出力する。：１ントロ
ーラ１３によるフィードフォワード制御を第２図のフロ
ーヂャート及び第３図に沿って更に詳しく説明する。

出湯カラン１０が開かれて給湯が開始されると、入水流
量センサー８から入力される入水量と、入水温度センサ
ー９から人力される入水温度と、出湯温度設定５１；　
ｔ　、ｉで設定される設定出湯温度とがマイクロコンピ
ュータ１５に読込まれ（イ）、まず必要な単位時間当た
り（例えば１秒当たり）の必要熱量６１が算出される（
口）。そしてこの算出された必要熱ＩＧ、と前記入水流
ｆｆ１ｑ、とから、予め記憶されている燃焼オン時間が
選出される（ハ）。燃焼オン時間をどのように決めるか
についての例を第３図に沿って説明すると、例えば第３
図の全領域をＡ領域とＢ領域とＣ領域に区分し、領域毎
に一定の燃焼オン時間Ｔ。８を与える。

そして、Ａ領域では必要熱Ｎｃ　Ｉが小さいため、短時
間の燃焼オン時間Ｔ。、＝Ｓを付与する。燃焼オン時間
を短時間に設定することにより、瞬間的な沸騰の防止を
図ると共に、出湯温度の変動を抑えて出湯特性を良くす
る。勿論この時間Ｓはすす等の発／Ｌなど点火動作に悪
影習を与える程短くはされない。

次にＢ領域では、必要熱量Ｇ１が大きくなるため、前記
Δ領域の場合に比べて燃焼オン時間を長くしても出湯特
性がそんなに悪化しないので、中時間の燃焼オン時間Ｔ
。Ｎ＝Ｍを付与する。

またＣ領域では、入水量がそんなに多くも少なくもなく
、また必要熱ＩＣ，も比較的大きいことから、出湯特性
がそんなに悪くならず、また沸騰が起こる心配も少ない
ので、給湯の最大使用領域であることを考慮して、寿命
を優先するため、燃焼オン時間を大として、Ｔｏ、＝Ｌ
を付与する。

前記燃焼オン時間Ｓ、Ｍ、Ｌは勿論、それらの領域で瞬
間的な沸騰が生じたり、点火動作に支障をきたすような
極端な値は避けられている。

また前記燃焼オン時間Ｓ、Ｍ、Ｌの実際の値は、給湯器
の入水能力やバーナの能力に応じて、例えば数秒等の短
い時間から数十秒或いは場合によっては数分等の長い時
間までの範囲で定めることができる。

また上記した例では領域をＡ、Ｂ、Ｃの３つに分け、燃
焼オン時間をＳ、Ｍ、Ｌの３つにしたが、区分領域を入
水流量及び必要熱量の増減に従って、より多くの領域に
区分して燃焼オン時間を細く付与してもよいことは勿論
である。

前記により燃焼オン時間Ｔ。Ｎが選出されると、この燃
焼オン時間Ｔ。Ｎと、前記算出された単位時間当たりの
必要熱ＦＩ　Ｇ　ｌと、給湯器のバーナ３の有する単位
時間当たり（例えば１秒当たり）の燃焼熱Ｍｃｏとから
、燃焼オフ時間Ｔ。ＦＦが算出される（二）。この算出
の方法を具体的に説明すると、例えば、Ｇｌ　：　ｃｏ
　＝　１　　：　　２”””−・−・・・（１）Ｇ１：
単位時間当たりの必要熱量 Ｇｏ二単位時間当たりのバーナの燃焼熱量であれば、バ
ーナの燃焼オン時間Ｔ。、４と燃焼オフ時間Ｔ。）Ｆの
比を ＴｏＮ：　ＴＯＦＦ＝　１　：　１　−・−−−−（２
）とすればよい。

よってバーナの燃焼オン時間Ｔ。Ｎが例えば３秒として
選出されておれば、燃焼オフ時間Ｔ。ＦＦも３秒として
算出される。このように燃焼オン時間と燃焼オフ時間が
設定されることにより、■サイクル毎に必要な熱量を与
えることができる。

以上の様にして燃焼オン時間Ｔ。、４と燃焼オフ時間Ｔ
。Ｆ、が決定されると、その条件に従って燃焼が開始さ
れる（ホ）。すなわち、コントローラ１３内で燃焼オン
時間Ｔ。Ｎと燃焼オフ時間Ｔ。ＦＦが設定され、各設定
時間で前記開閉弁１２が開閉され、燃焼オンと燃焼オフ
が繰り返される（へ）、（ト）、（チ）。

そして、設定出湯温度が変更され、或いは入水温度や入
水流量が変化した場合には（す）、新たに燃焼オン時間
、燃焼オフ時間が設定される。

く効果〉 本発明は以上の構成よりなり、給湯器におけるフィード
フォワード制御によるオンオフ燃焼制御装置において、
燃焼オン時間と燃焼オフ時間を定めるに際して、まず必
要熱量と入水流量とから予め記ｊｇされている好適な燃
焼オン時間が選出され、それに基づいて燃焼オフ時間が
算出されるように構成されているので、単に希望の１１
Ｍ度で出湯が行えるだけではなく、給湯器の特性を十分
に配慮した出湯を行うことができる。すなわら、バーナ
の能力や入水流量、必要加熱Ｖに対応して、予め４鯉備
された好適な燃焼オン時間を選択するようにしているの
で、瞬間的な沸ｌｌ仝が起こり得るような領域において
も、そのような沸騰が確実に防止できる。勿論すすの発
生や点火動作が困難となるような極端なオンオフの値は
避けられる。また出湯温度の変動が大きくなりやすい領
域においても、変動を少なくし得る好適な燃焼オン時間
を選択できるので、特に瞬間式給湯器の出湯特性を良好
に保てる。また使用を頻繁に行う領域においては、オン
オフの回数を減少させるような燃焼オン時間を選択でき
るので、給湯器の寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施装置の全体構成図、第２図はコン
トローラによるオンオフ燃焼制御フローチャート、第３
図は入水流量と必要熱量をパラメータとした燃焼オン時
間の例を示す図である。 １：燃焼缶体 ２：熱交換器 ３：バーナ ８：入水流量センサー ９：入水温度センサー １３：コントローラ １４：出湯温度設定器 １５：マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料を燃焼させ、発生した熱で熱交換器内を通る水を
   瞬間的に加熱し、給湯を行う給湯器のオンオフ燃焼制御
   装置であって、入水温度センサー、入水流量センサー、
   出湯温度設定器、及びマイクロコンピュータ内蔵のコン
   トローラを有し、且つ前記マイクロコンピュータには単
   位時間当たりの入水流量と必要熱量をパラメータとした
   好適な燃焼オン時間を予め記憶させておき、前記熱交換
   器への実際の入水温度と入水流量、及び設定出湯温度と
   から単位時間当たりの必要熱量を算出すると共に該必要
   熱量と前記実際の入水流量とから前記好適な燃焼オン時
   間を選出し、且つ該燃焼オン時間と前記単位時間当たり
   の必要熱量とバーナの単位時間当たりの燃焼熱量とから
   燃焼オフ時間を算出して、フィードフォワード制御によ
   るオンオフ繰り返し燃焼を行うよう構成したことを特徴
   とする給湯器のオンオフ燃焼制御装置。