JPH0351613A - 瞬間式給湯装置 - 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、燃料の噴霧量を連続的に制御して給湯する瞬
間式給湯装置に関する。

（従来の技術〉 従来、石油等の燃料を燃焼させて給湯を行う場合におい
ては、噴射ノズルに燃料を圧送する電磁ボンブへの駆動
信号をＯＮ−　ＯＦＦすることにより燃焼・消火を繰り
返す間欠燃焼によって所望の出湯温度に調整すると共に
出湯温度が過度に変動するのを緩和するため出湯路に貯
湯部を設け、温水を混合して設定温度に近づけてから出
湯することが知られている。

また、噴射ノズルに設けられた二一ドル弁を駆動手段で
進退勅させ、噴霧量を連続的に変化させて出湯量及び設
定温度に応じた燃焼量を所定範囲で連続的に供給して出
湯温度を設定温度に制御することも考えられる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術で述べたものにおいては、出湯路に貯渇部を
設けて温水を混合して適温とした上で出渇しているもの
の出湯温度の変動を完全に防止できないという問題点を
有していた。

また、ニ一ドル弁を進退勤させる場合でも微妙な二一ド
ル弁の位置決めを必要とし、しかも噴射ノズルの機差に
よるわずかな寸法公差によっても噴霧量と二一ドル弁位
置との関係は一定に定まらず迅速な温度制御が困難であ
るという問題点を有していた。

一方、フィードバック制御を適用することにより、噴射
ノズルの機差等による製品寸法のバラツキ要素をクロー
ズドループ内に入れ、出湯温度と設定温度との偏差に対
応する操作量を二一ドル弁の駆動手段に入力し、訂正動
作を繰り返して温度制御することも可能であるが、出湯
温度が設定温度に安定するまでに時間がかかるという問
題点を有していた。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、噴射
ノズルの寸法公差等のバラッキを考慮して適切な噴霧量
を連続的に変化させて出湯量及び設定温度に応じた燃焼
量を所定範囲で連続的に供給して出湯温度を設定温度に
迅速に一致させ維持することが出来るよう噴霧量の自動
補正手段を備えた石油瞬間式給湯装置を提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく請求項１に係る本発明は、出湯温
度を燃料の噴霧量によって制御する瞬間式給湯装置にお
いて、設定温度に応じて演算した噴霧量に対応する駆動
信号で燃料噴射ノズルに備えた噴霧量調整弁を駆動し、
前記設定温度に出湯温度が制御されている時の前記弁位
置を位置センサで検出し、前記噴霧量と前記弁位置との
関係を求め、この関係に基づいて温度制御を行う制御手
段を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、設定温度に応じて演算した噴霧
量に対応する駆動信号で燃料リターン流路に備えたリタ
ーン流量調節弁を駆動し、設定温度に出湯温度が制御さ
れている時の弁位置を位置センサで検出し、噴霧量と弁
位置との関係を求め、この関係に基づいて温度制御を行
う制御手段を設けたことを特徴とする． （作用） 上記のように構成された本発明は、出湯温度が設定温度
Ｃ制御されている時の噴霧量と噴霧量調整弁位置との関
係を求め、この噴霧量と弁位置との関係から必要噴霧量
に対応する弁位置を求め、この弁位置に弁を位置決めし
て出湯温度を設定温度に迅速に一致させかつ維持するよ
うＣ働く。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る噴霧量の自動補正手段を備えた石
油瞬間式給湯装置の概念的構成説明図である。

石油瞬間式給湯装置１において、石油は燃料タンク２か
ら石油供給管３と燃料噴射千段４を介して燃焼室５に送
られここで燃焼し、水は給水管６を介して燃焼室５内に
配設された熱交換器７へ送られ、ここで加熱されて給湯
管８を通って不図示の水栓へ供給される。

前記給水管６＆：は給水量、給水温度の検出手段である
水量センサ１１、給水温度センサ１２が設けられ、給湯
管８（は出湯温度の検出手段である出湯温度センサ１３
と出湯量を調整する水量バルブ１４が夫々設けられてい
る． そして、水量センサ１１、給水温度センサｌ２、出湯温
度センサ１３及び水量バルブ１４は制御手段１５の入出
力インターフェース１６に夫々電気的に接続している。

前記制御手段１５は、人出力インターフェース１６のほ
か、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１７と、ＲＯＭとＦ
ＬＡＭとからなるメモリ１８とから構成されている。

また、噴霧量を連続的に変化させる燃料噴射千段４は、
燃料噴射ノズル２１−と、このノズル２１（燃料タンク
２から石泊を供給する電磁ポンプ２２と、ノズル２１か
らのリターン回路２３とから構成されている。

ノズル２１は、ニ一ドル弁２５の駆動をマイクロアクチ
ュエータ２６で行ってリターン回路２３の開口面積を制
御してリターン流量を制御するものである。

そして、電磁ボンプ２２、マイクロアクチュ工一夕２６
、二一ドル弁２５の位置を検出する位置センサ２７は夫
々入出力インターフェース１６に接続されている。

更にノズル２１は、石油の燃焼には必要な空気を燃焼室
３０に供給するためのファンモータ３１とこのファンモ
ータ３１を被包するファンカバー３２に連結してノズル
２１先端部を囲むように形成されたバーナ筒３３とから
バーナ３４を構成している。そして、ノズル２１とバー
ナ筒３３に挟まれてノズル２１先端に臨むように点火用
の電極棒３５が設けられ、この電極棒３５は点火トラン
ス３６を介して人出力インターフェース１６に接続され
ている。また、燃焼感知センサ３７がノズル２１近傍に
設けられ、ファンモータ３１と同様に人出力インターフ
ェース１６に接続されている。

また、制御手段１５と接続されるリモートコントローラ
４０には、運転スイッチ４１、運転表示ランプ４２、温
度設定スイッチ４３等が具備されている。

以上のように構成した噴霧量の自動補正手段を備えた石
油瞬間式給湯装置の作用について以下に説明する。

制御手段１５を構成するメモリ１８には、水量センサ１
１、給水温度センサ１２、出湯温度センサ１３、位置セ
ンサ２７等からの出力信号や、リモートコントローラ４
０の温度設定スイッチ４３によって入力される設定温度
に基づいて、水量バルブ１４、電磁ポンブ２２、マイク
ロアクチュエータ２６を駆動するための温度制御プログ
ラムが記憶されている。

従って運転スイッチ４１をオンすると運転表示ランプ４
２が点灯すると共に各センサ１１，１２，１３．２７か
らの出力信号が入出力インターフェース１６を介してＭ
ＰＵ１７に入力される。そして、メモリ１８に記憶され
ている温度制御プログラムがＭＰＵ１７に読み出され実
行されることになる． まず、入出力インターフェース１６を介して電磁ボンブ
２２、ファンモータ３１，電極棒３５に駆動信号がＭＰ
Ｕ１７から出力され、電磁ボンプ２２によって燃料タン
ク２から供給された石油が石油供給管３を通って燃料噴
射ノズル２１から噴霧される。するとファンモータ３１
の回転によって供給される空気と混合して噴霧状態の石
油が点火トランス３６を介して給電される電極棒３５に
よるスパークによって点火され燃焼を開始する．点火さ
れると燃焼感知センサ３７の出力信号により電極棒３５
のスパークを終了する。尚、水量センサ１１が給水量を
検出しない場合には、燃焼を行わない。

そして、本発明に係る石油瞬間式給湯装置１は主な処理
を示す第２図のフローチャートに従って一連の処理を実
行して出湯温度の制御を行う。

まず、ステップＳ１において、噴霧量と二一ドル弁位置
の関係がパターン化されているか否かを判断し、パター
ン化されていると判断すればステップＳＩＯへ進み、パ
ターン化されていないと判断すればステップＳ２へ進む
。

ステップＳ２では、給水量Ｑ．給水温度ＴＶ及び設定温
度ＴＳで必要噴霧量を算出する。

そして、ステップＳ３では、算出された噴霧量に対応す
る駆動信号を従前の算出方式によりマイクロアクチュエ
ータ２６へ出力し、ニ一ドル弁２５を駆動することによ
り噴ｎ量を制御して燃焼させ熱交換器７を介して出湯温
度ＴＭを設定温度ＴＳに近づける。

ステップＳ４では、給水温度ＴＷ，給水量Ｑを考慮しつ
つ、設定温度ＴＳと出湯温度ＴＶとの偏差の大きさ及び
変化の仕方に応じて制御動作を選定し、この制御動作に
従い噴霧量が算出される。

そしてステップＳ５で算出された噴霧量に対応する駆動
信号を従前の算出方式によりマイクロアクチュエータ２
６へ出力し、ニ一ドル弁２５を駆動することにより噴霧
量を制御して燃焼させ熱交換器７を介して出湯温度１１
を設定温度ＴＳに近づける。

次に、ステップＳ６で設定温度ＴＳと出湯温度ＴＭとの
偏差が所定温度Ｂ℃以内であるか否かを判断し、所定温
度Ｂ’Ｃ以内ではないと判断すれば、ステップＳ４へ進
み、所定温度Ｂｔ以内と判断すればステップＳ７へ進む
。

ステップＳ７では、位置センサ２７の出力値とこれに対
応するステップＳ５で算出された噴ｎＨｘとをメモリ１
８に記憶する。

そしてステップＳ８で、噴ｎ量と二一ドル弁位置との関
係がパターン化出来る程度のデータを記憶したか否かを
判断し、パターン化出来ないと判断すればステップＳｔ
へ進み、パターン化出来ると判断すればステップＳ９へ
進む。

ステップＳ９では、噴ｎ量と二一ドル弁位置との関係を
パターン化して設定する。

次のステップＳＩＯにおいては、パターン化された噴霧
量と二一ドル弁位置の関係を参照する所定の温度制御を
行う。即ち、給水温度ＴＶ，給水量Ｑを考慮しつつ、設
定温度ＴＳと出湯温度ＴＭとの偏差の大きさ及び変化の
仕方に応じて制御動作を選定し、この制御動作に従い噴
霧量が算出できる。そして、パターン化された噴霧量と
二一ドル弁位置の関係から算出された噴霧量に対応する
ニ一ドル弁位置を求め、この位置に二一ドル弁２５が位
置決めされるよう駆動信号をマイクロアクチュエータ２
６に入力する。そうすると噴射ノズル２１の機差等を考
慮した適切な噴霧量が燃焼室３０に供給されて燃焼し、
熱交換器７を介して出湯温度ＴＭが設定温度ＴＳに迅速
に一致するよう制御されている． 第３図は、第１図における燃料の噴射手段４とは別構成
の燃料噴射手段１０４を示したものである。

燃料噴射手段！０４は、燃料噴射ノズル１２１と、この
ノズル１２１に燃料タンク２から石油を供給する′［磁
ボンブ１２２と、ノズル１２１からのリターン回路１２
３とから構成されている。

また、噴霧量を連続的に変化させる燃料噴射手段１０４
は、燃料噴射ノズル１２１と、このノズル１２に燃料タ
ンク２から石油を供給する電磁ポンブ１２２と、ノズル
１２１からのリターン回路１２３に設けられたリターン
流量調整弁１２４とから構成されている。

リターン流量調整弁１２４は、第４図（示すように二一
ドル弁１２５の駆動をマイクロアクチュエータ１２６で
行ってリターン回路１２３の開口面積を比例的に制御し
てリターン流量を制御するものである。尚、１２８はリ
ターン回路１２３に接続される人口であり、１２９はタ
ンク２に接続される出口である。

そして、電磁ボンブ１２２、マイクロアクチュエータ１
２６、ニ一ドル弁１２５の位置を検出する位置センサ１
２７は夫々制御手段ｌ５の入出力インターフェース１６
に接糸売されてレ）る。

従って、各センサ１１，１２，１３，１２７からの出力
信号が人出力インターフェースｌ６を介してＭＰＵ１７
に入力され、メモリ１８に記憶されている第２図のフロ
ーチャートに示す温度制御プログラムに従って出湯温度
を設定温度に制御するのは第１図に示す燃料噴射千段４
を使用する場合と同様である。

（発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、燃料噴射手段を構
成する燃料噴射ノズル、電磁ボンブ等の機差による性能
のバラッキや寸法公差によるバラツキを考慮した適切な
噴霧量を噴射するようにしたので、設定温度等の変化に
対して迅速な訂正動作が可能となるため出湯温度を設定
温度に迅速に一致させかつ維持することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る石油瞬間式給湯装置の概念的構成
説明図、第２図は主な処理を示すフローチャート、第３
図は第１図における燃料の噴射手段とは別構成の燃料噴
射手段の構成説明図、第４図は燃料のリターン流量調整
弁の断面図である。 尚、図面中、１は石油瞬間式給湯装置、４．１０４は燃
料の噴射手段、１５は制御手段、２１．１２１は燃料噴
射ノズル、２５，１２５はニ一ドル弁、２７，１２７は
位置センサである。 特 代 出 人 願人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）出湯温度を燃料の噴霧量によつて制御する瞬間式
   給湯装置において、設定温度に応じて演算した噴霧量に
   対応する駆動信号で燃料噴射ノズルに備えた噴霧量調整
   弁を駆動し、前記設定温度に出湯温度が制御されている
   時の前記弁位置を位置センサで検出し、前記噴霧量と前
   記弁位置との関係を求め、この関係に基づいて温度制御
   を行う制御手段を設けたことを特徴とする瞬間式給湯装
   置。
2. （２）出湯温度を燃料の噴霧量によって制御する瞬間式
   給湯装置において、設定温度に応じて演算した噴霧量に
   対応する駆動信号で燃料リターン流路に備えたリターン
   流量調節弁を駆動し、前記設定温度に出湯温度が制御さ
   れている時の前記弁位置を位置センサで検出し、前記噴
   霧量と前記弁位置との関係を求め、この関係に基づいて
   温度制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする瞬間
   式給湯装置。