JPH03217710A - 給湯器の送風ファン制御装置 - 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、給漏器の燃焼器（バーナ）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だめの装置に関す
る。

（背景技術） 従来の給湯器にあっては、ガス路に比例弁を設け、比例
弁の電流佃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置を制裸している。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伊１してファン回転数
を制裸されている。すなわち、ファン回転数をＮ１比例
弁電流を１、比例定数を戸とするとき、Ｎ＝β×　１ の関係によってファン回転数を決めてｌｘる。

しかしながら、ガス路に供給されるガスのカロリーの違
いや、ガス圧の変動等の諸理由Ｇこより比例弁の全開時
における燃焼器の燃焼能力Ｇこもバラツキが生じること
があり、このため比４Ｆ＋弁の全開時において燃焼器が
出力オーノく−となることがある。

したがって、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Ｗ！４＆こおいては、ファ
ン回転数を第４図のＯＡ線に従って制御すればよい場合
でも、比例弁の全開時における出力オーバーを考虜して
余裕のある風量となるように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
よりも大きなＢ点に設定し、通常の運転状態においても
ファン回転数をＯＢ線に従って制画している。

こうして従来にあっては、比例弁が全開になっていない
場合には、ＯＡ線でボすようなファン回転数であればよ
いにも拘らず、それよりも回転数の大きなＯＢ線で制画
しているので、送風ファンの運転エネルギーを無駄に消
費していて効率が低く、また騒音が大きいという問題が
あった。

そこで、本願出願人は先に、実願平１〜１５１４０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、この実出力を指定比力と比較し、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
よりも大きければ送風ファンのファン回転数を増大させ
るものを提案した。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ファンの回転数を一気に実出力に相当す
るところまで増大させると、熱交換器の効率が変わり、
実出力が低下して指定出力以下となってしまうことがあ
った。そしてファンの回転数は減少してＯＡ線に戻り、
戻ると再び効率が上がって実出力が指定圧力を上まわり
、又回転数を増大させるということになってしまい、送
風ファンの回転数がハンチングを起こしてしまっていた
。

〔課題を解決するための手段） このため本発明の給湯器の送風ファン制裸装置は、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及び出湯温度を検知する
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、前記二度検矧手段及び水
量検知１４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、前記実出力が指
定出力よりも大きければ送風ファンのファン回転数を段
階的に増大させ送風ファンのファン回転数を備えている
。

（作用） 本発明にあっては、実出力が指定比力よりも大きければ
、ファン回転数を段階的に増大させる方向ヘシフトさせ
ているので、熱交換器の効率が変わってもその変化量は
小さく、実出力が指定出力以下となることがなくなる。

（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。

第１図に示すように、水路２には熱交換器ｌ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
入水サーミスタ４と水流量を検知するための水量センサ
ー３が設けられており、水路２の出湯個１には漏の塩度
を檜゛知するだめの出湯サーミスタ５と水量サーボバル
ブ１７が設けられている。

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ー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。

この給湯器は、マイクロコンピュータを用いたコントロ
ーラ１０によって制夕されており、コントローラ１０は
例えば第２図に示すような構成となっている。演算制衡
部１３（マイクロコンピュータ）には、水量センサー３
、入水サーミスタ４及び出湯サーミスタ５からの検知信
号が入力されており、ここでは水賂２の流員Ｗ及び熱交
換器１の前後の出湯温度一と入水温度Ｔｃの温度差ｔが
検出されている。そして、演算制価部１３は、燃焼器６
の実出力 Ｗｘｔ （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。パルブ駆動部１９は、水量サーボパルプ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
算制褌部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の開閉を制飢
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ｌ８へ制ｄ信号ボ出力される。比例弁
８の開度を制御している比例弁償流ぱ比例弁電流検知部
１１で検知されており、ファン回転数制裸部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１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＝〆Ｘｉ：ｔは比例定数）。また
、ファン回転数制画部１２は演算制御部１３からの信号
によって出力オーバー時の運転状態に移行することもで
き、この運転状態の定常時では比例弁電流が最大の時の
ファン回転数グ×１０のκｏ　（＞　１）倍のファン回
転数Ｋｏ（ｏＬＸ　ｉｏ）となり、大きなファン回転数
で送風ファン９を運転することができる。そして呂カオ
バー時の運転状態への移行時には、定数Ｋを段階的に大
きくしていくようになっている。即ち、初回の定数Ｋ１
はＫ１＝＝　（Ｋｏ＋　１　）　／　２とし、次回の定
数Ｋ２はＫ２＝　．（Ｋｌ＋　１　＞　／　２とし、ｎ
回目の定数ＫｎはＫｎ＝（κｎ−＋＋１）／２とするよ
うになっている。さらに、回転数センサー加からの信号
は演算制＃　Ｍ１３へ入力されており、ファン回転数は
コントローラ１０によってフィー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ｌＯに達して予め設定
されている一定時間が経過すると、ファン回転数制御部
１２に回転数変更指令を圧力する。

タイマー１４は演算制御部１３がファン回転数制裸部１
２に回転数変焚指令を出力した時にセットされるもので
、計時時間は回転数変化から効率に影響が出るまでの遅
れを考虜した時間であり、このタイマー１４の計時中は
、演算制裸部１３は新たに回転数変更指令を出力しない
ようになっている。

タイマー２１は演算制裸部１３で演算された実呂力が指
定出力を上まわるとセットされるものである。

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　−〆　× に従い、第４図のＯＡ線に従って制御されている。

一方、コントローラ１０は、第３図とようなフローチャ
ートに従って、燃焼器６の出力がオーバーしていないか
検知しており、オーバー出力であればファン回転数を増
大させるように制御モードを変更する。すなわち、比例
弁電流が最大値ｌＯに達しているか杏か判断し、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（第４図のＡ点）、演算制翻部
１３は実出力を指定呂力とを比較し、比例弁８の全開時
に燃焼器６が出力オーバー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ａｔＸｆｏのままで通常運転駄態を継続する。実出力
信号が指定出力よりも大きければ、タイマー２１にセッ
ト信号が出力される。セットされたタイマー２１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
でに実出力信号が指定出力信号以下になれば演算制裸部
１３からのリセット信号によってリセットされる。この
タイマーはみかけの出力オーバー状態とほんとうの出力
オーバー状態とを判別するために設けたものである。そ
して、一定時間を経過してタイマー２１から演算制裸部
へカウントアップ信号が入力されると、ほんとうの出力
オーバー状態であると判断され、ファン回転数ＮはＫ倍
にシフトして　　　　　　　　ｌＪ＝　　　ＫｔＸ　　
Ｘ　　　ｉｏとなり、送風量が増大する。このとき、回
転数の変更回数が１回目であれば，　Ｋ　＝　（Ｋｏ＋
１）／２である。回転数が変えられると同時にタイマー
１４がセットされる。回転数が変わり送風量が増大する
と、熱交換器ｌの効率が下がり、呂湯湛度が低下し、実
出力が下がる。しかし、送風量が変わってから出湯温度
を出湯サーミスタ５が検出するまで遅れがあり、又状態
が安定するまで時間がかかるために、タイマー１４のｒ
時中は新たに回転数を変更しない。１回目の回転数アッ
プでは、その増加量が定常時の半分であるので、効率の
低下も大きくはなく、実出力が下がっても指定出力以下
になることはない。１回目の増加後状態が安定すると、
再びファン回転数をＫ倍に上げる。このとき２回目であ
るので當数ＫはＫ　：　（Ｋ１＋１）／２となり、１回
目の回転数と定常時の回転数との間の中間の回転数とな
る。そして１回目と同様にタイマー１４のタイムアップ
後次の回転数に増加させていくのである。そしてこの動
作を複数回くり返し、ＫｎがＫＯに十分近くなった時に
Ｋ＝Ｋｏとし、出力オバー駄態での安定時の回転数とす
るのである。

この結果、給湯器は第４図のＢ点の駄態ヘシフトシ、安
定した定常状態となり、燃焼に余裕が生じる。

尚、この後実出力が下がってくると、ＫＯをＫｎ，ある
いはＫｎをＫｎ−１とし、ファン回転数を下げればよい
。

また、この後に比例弁電流が量大値！０から下がった場
合には、再びＯＡ線に沿ってファン回転数を制裡しても
よく、あるいは一旦ファン回転数がＢ点ヘシフトした後
はＯＢ線に沿ってファン回転数を制裸してもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、比例弁が全開になって出力オーバーし
た場合にはファン回転数を段階的にシフトさせて大きく
しているので、過渡期に実出力が指定出力を下まわるこ
とがなくなり、ファンのハンチングがなくなり、回転数
を出力オーバー時の実出力に相当する回転数まで早く到
達させることができるようになった。そして出カオーバ
ー時は、通常の運転状態よりも大きな風量を燃焼器へ送
ることができる。一方、比例弁が最大開度に達していな
い場合や最大開度になっていても実際には出力オーバー
になっていない場合には低いファン回転数で送風ファン
を運転することができ、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】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
同上のコントローラの一例を示すブロック図、第３図は
同上の制御方法を示すフローチャート、第４図は同上の
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。第５図は同上の呂カオーパ−時の移行状
態を示すタイムチャートである。第６図は従来のａカオ
ーバー時の移行状態のタイムチャートである。 １・・・ａＩｌｌ亨漁器 ２・・・水路 ３・・・水量センサー ４・・・入水サーミスタ ５・・・出湯サーミスタ ６・・・燃焼器 ７・・・ガス路 ８・・・比例弁 ９・・・送風ファン １０・・・コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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及び出湯温度を検知
   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、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、前記実出力
   が指定出力よりも大きければ送風ファンのファン回転数
   を段階的に増大させるコントロー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。