JPH0627574B2 - 給湯器の送風ファン制御装置 - Google Patents

給湯器の送風ファン制御装置

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JPH0627574B2
JPH0627574B2 JP2014497A JP1449790A JPH0627574B2 JP H0627574 B2 JPH0627574 B2 JP H0627574B2 JP 2014497 A JP2014497 A JP 2014497A JP 1449790 A JP1449790 A JP 1449790A JP H0627574 B2 JPH0627574 B2 JP H0627574B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/06Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N2235/12Fuel valves
    • F23N2235/16Fuel valves variable flow or proportional valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

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ための装置に関す
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。
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が出力オー
バーとなることがある。
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態においては、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慮して余裕の
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線に従って制御している。
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線で示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線で制御
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
(実開平2−106540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出力を上まわ
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御装置は、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、前記温度検知手段及び水
量検知手段からの検知手段に基づいて燃焼器の実出力を
求め、この実出力を予め実出力を演算したあと記憶させ
てある指定出力と比較し、前記実出力が前記指定出力よ
りも大きければ送風ファンのファン回転数をタイマーに
より一定時間ごとに順次段階的に増大させるコントロー
ラとを備えている。
(作用) 本発明にあっては、実出力が予め実出力を演算したあと
記憶させてある指定出力よりも大きければ、ファン回転
数をタイマーにより一定時間ごとに順次段階的に増大さ
せる方向へ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の出湯側には湯の温度を
検知するための出湯サーミスタ5と水量サーボバルブ1
7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によって制御されており、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。演算制御
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、ここでは水路2の流量W及び熱
交換器1の前後の出湯温度Tと入水温度Tの温度差
tが検出されている。そして、演算制御部13は、燃焼
器6の実出力 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、水量サーボバルブ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α×iのK(>1)倍のファン回転
数K(α×i)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。そして出力オーバー
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KはK
=(K+1)/2とし、次回の定数KはK
(K+1)/2とし、n回目の定数KはK=K
n-1 +1)/2とするようになっている。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i
に達したか否かを判定しており、比例弁電流が最大値
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出力す
る。
タイマー14は演算制御部13がファン回転数制御部1
2に回転数変更指令を出力した時にセットされるもの
で、計時時間が回転数変化から効率に影響が出るまでの
遅れを考慮した時間であり、このタイマー14の計時中
は、演算制御部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14は演算制御部13で演算された実出力が指
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=α×i 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図のようなフローチャ
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iに達しているか否か判断し、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iに達していれば(第4図のA点)、演算制御部
13は実出力を指定出力とを比較し、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α×iのままで通常運転状態を継続する。実出力信
号が指定出力よりも大きければ、タイマー14にセット
信号が出力される。セットされたタイマー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
に実出力信号が指定出力信号以下になれば演算制御部1
3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14から演算制御部1
3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 N=Kα×i 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=(K+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1の
効率が下がり、出湯温度が低下し、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の計時中は新たに回転
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回目であるので定数Kは
K=(K+1)/2となり、1回目の回転数と定常時
の回転数と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、K
nがKoに十分近くなった時にk=Koとし、出力オー
バー状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点の状態へシフトし、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K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最大値io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御しても
よく、あるいは一旦ファン回転数がB点へシフトした後
はOB線に沿ってファン回転数を制御してもよい。
(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タイマーにより一定時間ごと
に順次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。そして出力オーバー時は、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図は同上の出力オーバー時の移行状
態を示すタイムチャートである。第6図は従来の出力オ
ーバー時の移行状態のタイムチャートである。 1……熱交換器 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. 【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、この実出力を予め実出力を演
    算したあと記憶させてある指定出力と比較し、前記実出
    力が前記指定出力よりも大きければ送風ファンのファン
    回転数をタイマーにより一定時間ごとに順次段階的に増
    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。
JP2014497A 1990-01-23 1990-01-23 給湯器の送風ファン制御装置 Expired - Fee Related JPH0627574B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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