JPS6044564B2 - ガス湯沸器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は強制給排気用ファンモータの回転数に応じてガ
ス流量を制御し、出湯温度を制御するガス湯沸器に関す
る。

従来の技術 従来、この種ガス湯沸器では、混合管内のノズルに発生
する給気量に応じた圧力差をとりだしてゼロガバナを動
作し、ガス流量を制御するようにしていた。

上記手段によれば給気量とガス流量、いわゆる空気過剰
率が適正な値に保たれるもので強制給排気式でかつ全一
次空気式ガスバーナを用いた湯沸器の燃焼量制御及び空
気過剰率制御用として非常に有用であつた。このような
湯沸器で、広い負荷範囲にわたつて出湯温度制御をする
ためには、広い範囲の燃焼量制御が不可欠となり、その
ためには比較的大きな圧力差を混合管内に発生する必要
がある。このことはファンモータの大型化とか重量化を
まねき、さらにはファン騒音の上昇を意味し、これらに
より非現実的な湯沸器になつてしまう。発明が解決しよ
うとする問題点 本発明は、上述したように従来技術では不可能であつた
点すなわちファンモータの大型化重量化を招くことなく
、広範囲の燃焼量制御を実現するものである。

問題点を解決するための手段 本発明はこの問題点を解決するために、ガスバーナを２
つに分け、各々のバーナに混合管を設け、片側への混合
管へのガスの流入をオンオフする電磁弁を設け、負荷が
大なるときは、この電磁弁をオンし、両方の混合管・バ
ーナを使用し、負・荷の大小に応じてこの電磁弁をオン
オフする構成である。

なお負荷の大小は、出湯温度検出器の出力の大小で検出
する。作用 負荷の大なる時は、出湯温度検出器て検出する・温度は
設定温度よりも低くなるので、出湯温度が設定温度より
低い所定温度以下のときには電磁弁をオンして両バーナ
を燃焼させる。

また負荷の小なるときは、出湯温度が設定温度よりも高
くなるので、出湯温度が設定温度よりも高い第２の所定
温度よりも高いときは電磁弁をオフし、片側のバーナの
みを動作させる。ここで、電磁弁のオンオフにより燃焼
量は以下の如くに変えられる。ファンモータの回転数が
或る回転数Ｎｒｐｍになつているとする。この回転数に
応じた圧力ＰａＮが混合管に発生する。この混合管での
空気側の圧ＰａＮに相応したガス圧ＰｇＮが混合管のガ
スに発生するようにゼロガバナが作用する。電磁弁が接
続されない方の混合管の圧力差によりゼロガバナを制御
すれば、この混合管の空気圧すなわちファンモータの回
転数に応じて混合管のガス圧が定まる。ファンモータの
回転数が一定であれば電磁弁が接続されない側のガス圧
は回転数に見合つた圧力となり、ガス流量は一定である
。他方電磁弁が接続された側のガス流量は、電磁弁がオ
ン状態では、回転数に見合つたガス流量となるが、電磁
弁オフ時には当然ゼロとなる。すなわち、電磁弁を接続
されない方の混合管を流れるガス流量は、電磁弁のオン
オフに関係なく一定である。従つて電磁弁のオンオフに
よりトータルのガス流量は変化することとなる。実施例 以下その実施例を添付図面とともに説明する。

第１図において、本体１内にゼロガバナ２、電磁弁３、
二つの混合管４，６、二つの全一次空気式バーナ５，７
、熱交換器１１が含まれている。ガスＧはゼロガバナ２
を経た後二つに分離され、一方は電磁弁３を経て第１の
混合管４に至り、この後第１の、給気路８を通して供給
される空気Ａ１と混合して第１のガスバーナ５に達する
。また−分離後の他方のガスは第２の混合管６に至り、
第２の給気路９を通して供給される空気Ａ２と混合し、
第２のバーナ７に達する。水Ｗは給水路１０を通して熱
交換器１１に導入され、熱交換後出湯路１２を介してＨ
として出湯される。排気は本体．１から排気路１４及び
強制給排気用ファンモータ１３を介して排出される。出
湯温度は出湯路に設けた温度検出器１５により検出し、
その信号を制御器１６に入力する。制御器１６は温度検
出器１５の出力に応じてファンモータ１３の速度を制御
・する速度制御回路と、電磁弁３をオンオフ制御する制
御回路とから成つている。第２図は制御器１６の一実施
例である。

Ｌｌ，しには商用電源が接続され、Ｄ１は商用電源から
直流電源を得るための回路で、トランスで降圧し、ダイ
オードブリッジＤ２で全波整流して得られる電圧■。１
、ダイオードＤ５及びコンデンサＤ６のフィルタを通し
て得られる電圧ＶＤ２、上記■Ｄ１を抵抗Ｄ３、ゼナー
ダイオードＤ４でクリップした電圧■２の三出力をもつ
。

１６Ａはブリッジ回路で、抵抗Ａｌ，Ａ２，Ａ４及び温
度検出器１５としてのサーミスタ１５″、それに並列接
続した抵抗Ａ３で各々一辺を形成している。

並列抵抗ＪＡ３はサーミスタ１５″の非直線性をを補正
する目的のものである。ブリッジ出力はトランジスタＢ
ｌ，Ｂ２抵抗Ｂ３，Ｂ４で構成される差動増巾器１６Ｂ
で反転増巾され、その出力は位相制御回路１６Ｃ及び比
較回路１６Ｅに入力される。位相・制御回路１６Ｃは抵
抗Ｃｌ，Ｃ４、トランジスタＣ２、ダイオードＣ３のエ
ミッタフォロワと、抵抗Ｃ６，Ｃ８，Ｃ９、コンデンサ
Ｃ５、ＰＵＴＣ７、パルストランスＣｌＯ、トライアツ
クＣｌｌ及びリレーＥ６の第２のＡ接点Ｅ６Ｂと抵抗Ｅ
８゛とからなる空気量増減手段とで構成する。もし入力
が大きければ、エミッタフォロワの出力電圧は高く、Ｃ
５の初期充電値Ｖｃ，は高く、しかる後抵抗Ｃ６〜Ｅ８
でＶＤｌにより充電され、抵抗Ｃ８とＣ９のＶｚの分割
電圧Ｖｃに速く達し、速い位相でＰＵＴＣ７はオンし、
これがパルストランスＣｌＯを介してトライアツクＣｌ
ｌをオンさせ、その導通角を大とし、ファンモータ１３
の回転速度を速くする。入力電圧が小とすれば、この逆
でファンモータ１３の回転速度は遅くなる。出湯温度が
設定温度より高くなれば、サーミスタ１５の抵抗値が小
となり、これよりブリッジ１６Ａの出力が増大して差動
増巾器１６Ｂの出力は小となり、位相制御回路１６との
入力電圧が低下する。したがつて、ファンモータ１５の
回転速度が下がつてモータ回転速度小となり、給気量が
絞られ、またガス流量も絞られて燃焼量が小となり、よ
つて出湯温度は低下し、設定温度になる。差動増巾器１
６Ｂの出力■ＢＯは抵抗Ｅ１を介して電圧比較器Ｅ４の
負入力端に入力され、正入力端に入力されている抵抗Ｅ
３を介しての基準電圧Ｅ２と電圧ＶＥ２と比較される。
■ＢＯが■Ｅ２より小の間、電圧比較器Ｅ４の出力はハ
イとなり、トランジスタＥ７、リレーＥ６をオンし、そ
の接点Ｅ６Ａにより電磁弁３はオフしている。すなわち
、負荷が大なる場合は、出湯温度が設定温度よりも低く
なつおり、ブリッジ１６Ａの出力は小となつていて、■
ＢＯは大となつているので、電圧比較器Ｅ４の出力はロ
ーとなりトランジスタＥ７、リレーＥ６はオフし電磁弁
３はオンし、二つのバーナ５，７が燃焼している。同時
にＥ６Ｂはオフしているので、位相制御回路のゲインは
低い。もしも負荷が小さくなると出湯温度は設定温度よ
りも高くなり、燃焼量は小となり、ゼロガバナ２に必要
な最低圧力差給気量以下となると、そのゼロガバナ２の
空気過剰率制御がきかなくなつて、燃焼特性の悪化をま
ねく、このような場合、片側のガス回路を遮断してやれ
ば、同一給気量に対し燃焼量は約１／２にできるはずで
ある。

そそこでブリッジ１６Ａの出力大となつて、小さな燃焼
量が必要になると、ブリッジ１６Ａの出力大で差動増巾
器１６Ｂの出力■ＢＯが小となると、■８。は■Ｅ２よ
り小となり、電圧比較器Ｅ４の出力はハイとなり、トラ
ンジスタＥ７がオンし、リレーＥ６がオンしその第１Ｂ
接点Ｅ６Ａがオフし、電磁弁３がオフする。同時に、第
１Ａ接点Ｅ６Ｂがオンし、位相制御回路１６Ｃのゲイン
は高くなり、給気量は増す。ここで、給気量を増す必要
は、以下の通りである。給気量をそのままにして電磁弁
３をオフしてしまうと、ガス流量は飛躍的に小となつて
しまう。つまり同一燃焼量のバーナで各バーナの最低燃
焼量をＱＢ。ｌ、とすると、電磁弁３をオフする前には
２ＱＢｎ．ｉｎとなつていたものが、ＱＢｍｉｎと半減
してしまうこととなる。ここでの切換えは、電磁弁３の
オフが燃焼量にさほど影響を及ぼさないようにしてスム
ーズな燃焼量の変化をさせるには、バーナ２本での２Ｑ
Ｂｍｉｎから電磁弁３のオフによつてバーナ１本での２
ＱＢ．．ｉｎ移行させることであるため、バーナ１本で
２ＱＢ．．ｉｎとするためには、回転数を増し、混合管
６ての空気圧を増すことが必要である。そこで切換え時
点で、ゲインを上げ、同一人力電圧でも電磁弁３のオフ
時には、オン時に比し高い回転数が得られるようにしな
ければならない。しかるに、電磁弁３がオフしているた
め、燃焼量は最大の１／２となる。よつて、例えば電磁
弁３のオンオフの切換を２個のバーナの最大燃焼量の１
／２に選べば、スムーズに切換えが行われる。電圧比較
器Ｅ４の出力がローとなると、抵抗Ｅ５が入りはじめて
、その正入力端電圧は抵抗Ｅ３，Ｅ５の抵抗値をＲ３，
Ｒ５とすると、１・■Ｅ２と低下する。すなわ
Ｒ３＋Ｒ５ち、電磁弁３がオンする電圧とオフする電圧
が異なるというヒステリシスを抵抗Ｅ３とＥ５によつて
つくつている。

こうすると、負荷が上述の例で約１／２近辺の場合、電
磁弁３が激しくオンオフするという現象が防げる。上述
の例により本発明を要約すれば、混合管４及び６で発生
する圧力差はＴＤＲを１／４までとる場合、１／２のガ
ス流量に相当する圧力差を発生せしめるのみでよいので
ある。何故なら、１／２以下では電磁弁３がオフするか
ら、同一給気量では燃焼量が１／２となるからである。
またゼロガバナ２も１／２のガス流量に相当する圧力差
まで応答すればよいのであつて、１／４まで応答する必
要がないのである。発明の効果 このように、本発明によれば、混合管で発生させる圧力
はＴＤＲｌｌｎの場合、２１ｎでよいから、ファン，モ
ータを小さくでき、しかも電磁弁を負荷の大小、すなわ
ち、温度検出器の出力でオンオフするので、非常に正確
にその切換えができるし、そのオンオフにヒステリシス
をつけているため、ｌ余分のオンオフを発生させず、良
好な出湯温度制御性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す、ガス湯沸器の概略構成
図、第２図はその制御回路図てある。 １・・・・・・本体、２・・・・・・ゼロガバナ、３・
・・・・・電磁弁、４，６・・・・・・混合管、５，７
・・・・・・全一次空気式ガスバーナ、１１・・・・・
・熱交換器、１３・・・・ファンモータ、１５・・・・
・・温度検出器、Ｅ６Ｂ，Ｅ８・・・・空気量増減手段
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体内に少くとも二個の全一次空気式ガスバーナと
   一個の熱交換器とを有し、前記バーナの各々に空気とガ
   スとを混合する二個の混合管と、前記混合管の空気量に
   応してガス流量を制御するゼロガバナと、給排気を強制
   的に行うファンモータと、出湯温度を検出する温度検出
   器と、前記温度検出器の出力に応じてファンモータ速度
   を制御する速度制御回路と、前記温度検出器により検出
   する出湯温度が設定温度より高い所定温度以上のときに
   オフ信号を出力し、出湯温度が設定温度より低い第２の
   所定温度以下のときオン信号を出力する制御回路と、前
   記制御回路からのオンオオフ信号に応動し前記混合管の
   一方へのガスの流入をオンオフする電磁弁と、前記オン
   オフ信号に応じて空気量を減増する手段とを備えたガス
   湯沸器。