JPH0650176B2 - 給湯器の燃焼制御装置 - Google Patents

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制御装置に関し、詳しくは燃焼オ
ン時間と燃焼オフ時間の比を所定の比に調整して、サイ
クル燃焼運転を行うことにより、所定温度の温水を出湯
することができる給湯器における燃焼制御装置に関す
る。 〈従来の技術〉 設定された給湯温度を得るのに、バーナの燃焼オン時間
と燃焼オフ時間の比を調整することにより、その調整さ
れた比で、オンオフサイクル燃焼運転を行う給湯器は、
例えば実開昭54-127249号公報で提案されている。 またバーナの燃焼を行う場合に、燃焼開始に先立ってプ
リバージを行い、燃焼停止後にポストパージを行う給湯
器において、ポストパージ中に再燃焼スイッチが入る
と、出湯特性を良くするためプリパージをキャンセルし
て、燃焼を再開する給湯器を本出願人は特願昭62-21973
4号で提案した。 ところで、前記オンオフサイクル燃焼運転方式で、しか
も運転停止後のポストパージ中に再運転指令が入るとプ
リパージをキャンセルする方式の給湯器においては、給
湯器の最低作動流量付近での運転に問題があった。 すなわち最低作動流量付近の運転においては、流量が少
ないことから、一般に前記オンオフサイクルのオフ時間
をオン時間に較べて長時間にすることが多い。一方、最
低作動流量付近で流量が変化すると、運転の停止と再開
とが頻繁に行われることが多くなる。そしてその場合、
ポストパージ中に運転が再開されることになると、プリ
パージがキャンセルされる結果、サイクル燃焼のオフ時
間よりも短いポストパージ時間後に燃焼開始されてしま
う問題があった。例えばサイクル燃焼のオフ時間が５秒
であるのに対し、ポストパージ時間が３秒であるような
場合である。このような場合、最低作動流量付近で流量
が頻繁に変化すると、実質的にサイクル燃焼のオフ時間
が短縮される結果となり、出湯温度が徐々に高温域へシ
フトする問題が生じる。 従来の給湯器における最低作動流量付近での燃焼運転の
開始、停止の制御条件例を第４図に沿って説明する。最
低作動流量として２つの基準流量、例えば１分当たり2.
5流れる流量を第１の基準流量とし、１分当たり2.0
流れる流量を第２の基準流量として用いている。また流
量の検出は黒点で示す短時間毎に行う。そして、燃焼運
転を行う条件としては、流量として一旦第１の基準流量
以上を検出し、しかも、その後複数回（第４図に示す場
合は２回）連続して第２の基準流量を越える値を検出し
た場合にはその時点（Ａ点、Ｉ点）で燃焼運転を開始す
るようにしている。また燃焼運転停止の条件としては、
一度第２の基準流量以下の流量を検出し、しかもその後
複数回（第４図に示す場合は２回）連続して第１の基準
流量未満を検出すれば、その時点（Ｆ点）で燃焼を停止
するように構成している。すなわち第４図に示す流量変
化の場合、従来装置では表１のような燃焼運転の開始、
停止状況となる。 表１から明らかなように従来の装置では時刻ＡからＬま
での間にオンオフサイクル燃焼運転の開始と停止が４回
行われることになる。 〈発明が解決しようとする課題〉 以上のように従来の装置では、最低作動流量付近で流量
が不安定となったり、或いは流量検出の検出ノズルが入
ったりする場合に、頻繁にオンオフサイクル燃焼運転の
開始、停止を行う欠点があり、このため最低作動流量付
近での運転において、オンオフサイクル燃焼のオフ時間
が実質上短縮され、出湯温度が高温側へシフトしてゆく
欠点があった。 そこで本発明は上記従来技術の欠点を解消し、最低作動
流量付近で流量の不安定或いはノイズによる検出流量の
不安定があっても、運転の無駄な開始、停止を減じて、
出湯温度が高温側へシフトしてゆくことのない給湯器の
燃焼制御装置の提供を目的とする。 〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る給湯器の燃焼制御装置は、オンオフサイク
ル燃焼運転を行うことにより、前記オンとオフの比によ
って所定の設定出湯温度に調整し、また前記オンオフサ
イクル燃焼運転の停止後のエアーポストパージ中にオン
オフサイクル燃焼運転が再開される場合には、燃焼開始
に先立つエアープリパージをキャンセルするようにした
給湯器における燃焼制御装置であって、前記オンオフサ
イクル燃焼運転を行う場合の最低作動流量条件として、
第１の基準流量と、それより低流量でその間に前記オン
オフサイクル燃焼運転開始停止のヒステリシス領域が構
成された第２の基準流量とを設定し、短時間間隔で検出
した流量が一定の回数連続して前記第１の基準流量以上
となる場合には、前記オンオフサイクル燃焼運転を行
い、前記検出した流量が一定の回数連続して前記第２の
基準流量以下となる場合には、前記オンオフサイクル燃
焼運転を停止し、それ以外の場合は現行の運転状態を維
持するよう構成したことを特徴としている。 流量の検出時間間隔は、第１の基準流量と第２の基準流
量とで構成される給湯器の最低作動流量付近での流量の
変化特性に応じて定められることになるが、例えば数十
マイクロセカントのオーダから数秒のオーダの範囲で適
当な間隔を採用することができる。また前記一定の回数
としては、勿論前記流量の検出時間間隔によっても異な
るが、流量の単なる揺らぎや検出ノイズを除去できる適
当な回数を採用することができる。 〈作用〉 オンオフサイクル燃焼運転が行われている場合に、流量
が原因でその運転が停止されるためには、検出される流
量が一定の回数連続して第２の基準流量以下とならなけ
ればならない。すなわち連続する一定回数の内、１回で
も第２の基準流量を越える流量が検出されると、現行状
態の維持、すなわちオンオフサイクル燃焼運転が継続し
て行われる。 また、流量の原因でオンオフサイクル燃焼運転が停止さ
れている場合に、その運転が再開されるためには、検出
される流量が一定の回数連続して第１の基準流量以上と
ならなければならない。すなわち連続する一定回数の
内、１回でも第１の基準流量を下回る流量が検出される
と現行状態の維持、すなわちオンオフサイクル燃焼運転
の停止が継続される。 〈実施例〉 第１図は本発明装置の全体構成図である。１は燃焼缶
体、２はバーナ、３は燃焼缶体に巻回された熱交換コイ
ルである。入水管４を通して供給された水は、熱交換コ
イル３内で瞬間加熱され、出湯管５を通って出湯され
る。６は給湯器のコントローラで、マイクロコンピュー
タ７を内蔵している。８は遠隔操作部、９は流量検出セ
ンサー、10は入水温度センサーである。 出湯温度の調整は次のようにして行う。すなわち、遠隔
操作部８で出湯温度が設定されると、その設定出湯温度
と、入水温度センサー10による入水温度と、流量検出セ
ンサー９により、必要な単位時間当たりの熱量をマイク
ロコンピュータ７内で演算し、さらにこの演算された必
要熱量と、バーナ２の有する燃焼熱量とから、設定出湯
温度を得るための燃焼オン時間と燃焼オフ時間の比を演
算する。そしてこの比率から実際の燃焼オン時間と燃焼
オフ時間を定め、これを１サイクルとして、サイクル燃
焼の運転を行う。例えば前記燃焼オンと、燃焼オフの比
が１対５である場合、実際の燃焼オン時間を１秒、実際
の燃焼オフ時間を５秒、１サイクルを６秒とするオンオ
フサイクル燃焼運転を行うことができる。 今、遠隔操作部８の図示しない給湯スイッチが押され、
出湯管５の出湯カラン5aが開かれると、入水が開始さ
れ、その流量が給湯器に定められた最低作動流量以上と
なると、前記オンオフサイクル燃焼運転が開始される。
そしてこの運転の開始に先立ってエアープリパージが行
われる。 一方、オンオフサイクル燃焼運転が停止されると、エア
ーポストパージが数秒間、例えば３秒間行われる。 そして本装置は、前記エアーポストパージ中にオンオフ
サイクル燃焼運転が再開されると、エアープリパージが
キャンセルされて燃焼が開始される。このプリパージの
キャンセルは、本来キャンセルすることによって装置の
応答を素早く行わせるための手段であるが、例えばポス
トパージ時間が３秒であるのに対し、オンオフサイクル
燃焼のオフ時間が５秒となるような場合は、プリパージ
のキャンセルにより、燃焼停止後３秒後に再燃焼される
ようなことが生じる。このようなことは特に流量が最低
作動流量付近にある場合に発生しやすい。すなわち、こ
の付近では流量が少ないので、当然燃焼オフ時間が長く
なること、しかも最低作動流量付近では流量の変化や、
流量検出のノイズによっても、オンオフサイクル燃焼運
転の停止、再開の繰り返しがなされやすいからである。 本発明では、最低作動流量付近におけるオンオフサイク
ル燃焼運転の無駄な停止及び再開を減じる手段として、
コントローラ６のマイクロコンピュータ７に次の様な制
御手段を構成させている。これを第２図のフローチャー
ト及び第４図に沿って説明する。 給湯器の運転中、入水管４内を流れる水の流量を、流量
検出センサー９で検出し、例えば50μ秒毎にマイクロコ
ンピュータ７に読み込む（フロー(イ)）。 一方、オンオフサイクル燃焼運転を行うに際しての最低
作動流量条件として、第１の基準流量、例えば2.5／m
in、と第２の基準流量、例えば2.0／minを給湯器の特
性に応じて予め定めておく。第１の基準流量と第２の基
準流量の２つを設けたのは、オンオフサイクル燃焼運転
の開始と停止の間の流量ヒステリシスを考慮したもので
ある。 前記読み込まれた流量は、まず第２の基準流量以下か否
かが判断され（フロー(ロ)）、以下であれば、例えば入
力データ信号として０を付与し（フロー(ハ)）、第２の
基準流量を越える場合は、さらに第１の基準流量以上か
否かが判断され（フロー(ニ)）以上であれば、例えば入
力データ信号として１を付与し（フロー(ホ)）、否の場
合（第１の基準流量と第２の基準流量の間の流量の場
合）には、前回の確定データ（後述する）を付与する
（フロー(ヘ)）。そしてさらに前記入力データ信号が連
続してｎ回、例えば３回連続して１であるか否かを判断
し（フロー(ト)）、連続して１である場合、すなわち例
えば（１１１）となる場合には、確定データとして
〔１〕を付与し（フロー(チ)）、運転を行うべき出力信
号とする。一方、入力データがｎ回連続しては１となら
ない場合には、さらに入力データがｎ回、例えば３回連
続して０であるか否かを判断し（フロー(リ)）、連続し
て０である場合、すなわち例えば（０００）となる場合
には、確定データとして

〔０〕を付与し、運転停止の出
力信号とする（フロー(ヌ)）。 さらに、入力データがｎ回連続してはゼロとならない場
合（結局この場合は連続したｎ回の入力データに０と１
が混合する場合）には、前回の確定データを確定データ
として付与し、その確定データ信号を出力信号とする
（フロー(ル)）。すなわち前回の状態を維持させる。 以上を第４図の場合について具体的に説明する。黒点で
検出時点を示す。Ａ時点では入力データは１、しかも前
２回も入力データが１となっているので、３回連続して
入力データが１となり、その結果、確定データが〔１〕
となり、オンオフ燃焼運転が開始される。Ｂ時点では入
力データとして前回の確定データ〔１〕が付与される。
Ｃ時点も同様に入力データとして前回の確定データ
〔１〕が付与される。Ｄ時点では入力データは０とな
る。しかしこのＤ時点では入力データは過去２回を併せ
て（１１０）となるので、確定データとして前回の確定
データ〔１〕が付与される。Ｅ時点では入力データは
１。Ｆ時間では入力データは１、過去２回の入力データ
を併せると（０１１）となるので、確定データとして前
回の確定データ〔１〕が付与される。以下各時点での入
力データと確定データを表２に示す。 表２で明らかなように、本発明の場合には第４図の如き
流量変動があっても、オンオフサイクル燃焼運転が停止
されることがない。このことは、表１で示す従来例の場
合に比較して、最低作動流量付近での流量の揺らぎによ
っても、不必要に運転の開始停止を繰り返さないことを
物語っている。この様に本発明において、無駄な運転の
開始停止を繰り返さないのは、本発明において一定の回
数連続して前記第１の基準流量以上となるか若しくは第
２の基準流量以下となる場合以外は、現行の運転状態を
維持させるように構成したからである。 第３図は他の例を示す簡略構成図である。20は制御用加
熱器で、21は前記加熱器20で加熱されることができる温
水管である。22はフィンで、無くてもよい。前記温水管
21に温水Ｐと蒸気泡Ｑが混在している場合において、前
記加熱器20による加熱に強弱変化を付与することによ
り、温水管21内の蒸気泡Ｑに動きを生ぜしめ、その結果
停滞状態の温水に一定方向への流れを生ぜしめることが
できる。 〈効果〉 本発明は以上の構成よりなり、検出される流量が一定の
回数連続して第１の基準流量以上となる場合にはオンオ
フサイクル燃焼運転を行い、一定の回数連続して第２の
基準流量以下となる場合にはオンオフサイクル燃焼運転
を停止し、それ以外の場合は現行の運転状態を維持する
よう構成しているので、最低作動流量付近で、流量が頻
繁に揺らいだりしたり、或いは検出流量値がノイズの影
響で頻繁に変化する場合でも、運転の停止、再開が不必
要に多く繰り返されることが防止される。よって、オン
オフサイクル燃焼運転を採用し、しかもエアーポストパ
ージ中に運転が再開される場合にはエアープリパージが
キャンセルされるようにした給湯器であっても、最低作
動流量付近での運転において、出湯温度が設定出湯温度
よりも高温側へシフトしてゆくといった欠点が解消され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施装置の全体構成図、第２図は実施例
におけるマイクロコンピュータによる制御フローチャー
ト。第３図は他の例を示す図、第４図は最低作動流量付
近での流量変化の例を示す図である。 １：燃焼缶体 ２：バーナ ４：入水管 ５：出湯管 ６：コントローラ ７：マイクロコンピュータ ９：流量検出センサー 10：入水温度センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オンオフサイクル燃焼運転を行うことによ
   り、前記オンとオフの比によって所定の設定出湯温度に
   調整し、また前記オンオフサイクル燃焼運転の停止後の
   エアーポストパージ中にオンオフサイクル燃焼運転が再
   開される場合には、燃焼開始に先立つエアープリパージ
   をキャンセルするようにした給湯器における燃焼制御装
   置であって、前記オンオフサイクル燃焼運転を行う場合
   の最低作動流量条件として、第１の基準流量と、それよ
   り低流量でその間に前記オンオフサイクル燃焼運転開始
   停止のヒステリシス領域が構成された第２の基準流量と
   を設定し、短時間間隔で検出した流量が一定の回数連続
   して前記第１の基準流量以上となる場合には、前記オン
   オフサイクル燃焼運転を行い、前記検出した流量が一定
   の回数連続して前記第２の基準流量以下となる場合に
   は、前記オンオフサイクル燃焼運転を停止し、それ以外
   の場合は現行の運転状態を維持するよう構成したことを
   特徴とする給湯器の燃焼制御装置。