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発明の名称 給湯装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−311551(P2001−311551A)
公開日 平成13年11月9日(2001.11.9)
出願番号 特願2000−129302(P2000−129302)
出願日 平成12年4月28日(2000.4.28)
代理人 【識別番号】100107308
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
【テーマコード(参考)】
3L024
【Fターム(参考)】
3L024 CC11 DD03 DD04 DD13 DD22 EE12 FF02 GG03 GG05 GG24 HH02 HH27 HH30 
発明者 青木 健二 / 藤川 英明 / 田中 直己 / 鳥居 江洋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 給水路を通して供給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯装置であって、前記給水路を通して供給される水を前記熱交換器を迂回して前記給湯路に供給するバイパス路と、前記給湯路にて混合される前記熱交換器にて加熱されて供給される湯水と前記バイパス路を通して供給される水との混合比を調整する混合比調整手段と、前記給湯路における前記バイパス路の接続箇所よりも下流側流路部分を通して給湯される湯水の温度を検出する給湯温検出手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ部数の増大側への切り換えにおいて、前記バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも大きくかつその最大目標燃料供給量よりも切換抑制用設定量大きい切換抑制用増大側燃料供給量までの増大側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最大目標燃料供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、前記燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り換えるように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記燃焼バーナ部数の減少側への切り換えにおいて、前記バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも小さくかつその最小燃料供給量よりも切換抑制用設定量小さい切換抑制用減少側燃料供給量までの減少側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最小目標燃料供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記切換抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、前記燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換えるように前記燃料供給状態調節手段を制御する燃焼バーナ部数切換処理を実行するとともに、前記給湯温検出手段の検出情報に基づいて、前記下流側流路部分を通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるように前記混合比調整手段を制御する混合比調整処理を実行するように構成されている給湯装置。
【請求項2】 前記燃焼バーナ部数切換処理における前記増大側切換抑制範囲および前記減少側切換抑制範囲が、前記給水路を通して供給される水量の変動により変動する前記目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設定されている請求項1に記載の給湯装置。
【請求項3】 前記バーナの複数のバーナ部に燃焼用空気を通風する単一のファンが、前記燃焼バーナ部数の切り換えのいずれの段においても、複数のバーナ部の全てに通風するように設けられ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるように、前記ファンの通風量を制御するように構成されている請求項1または2に記載の給湯装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、給水路を通して供給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような給湯装置は、バーナにて加熱される前の水の温度および水量と給湯目標温度とに基づいて、バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするバーナの目標燃料供給量を求めて、燃料供給状態調節手段を制御する、いわゆるフィードフォワード制御や、バーナにて加熱された湯水の温度と給湯目標温度との偏差に基づいて、バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするバーナの目標燃料供給量を求めて、燃料供給状態調節手段を制御する、いわゆるフィードバック制御を実行することによって、バーナの燃焼を制御するものであり、バーナの各バーナ部において適正に燃焼させることが可能な燃料供給量の最大量と最小量とが存在するので、目標燃料供給量が大きいほど燃焼バーナ部数を多くするように燃焼バーナ部の数を複数段に切り換えることによって、ガスバーナのターンダウン比を増加させるものである。
【0003】そして、燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、図3の(a)に示すように、上述のようなオーバーラップ部を設けることにより、目標燃料供給量が小範囲において繰り返し増減変更することがあっても、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、燃焼バーナ部数の切換えに伴って生じる不安定な燃焼を極力回避し、かつ、前記燃料供給状態調節手段の構成要素となる切換弁などの早期劣化を回避したものである。
【0004】前記燃焼バーナ部数の切り換えについて、図3の(a)を用いて説明を加えると、例えば、燃焼バーナ部数が2段目の中インプットラインBにて燃料供給状態調節手段を制御しているときに、求められた目標燃料供給量が中インプットラインB上を維持する最大目標燃料供給量Bmaxよりも大きくなると、図中の矢印に示すように、燃焼バーナ部数が3段目の大インプットラインC上にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃焼バーナ部数を切り換え、かつ、求められた目標燃料供給量が中インプットラインB上を維持する最小目標燃料供給量Bminよりも小さくなると、図中の矢印に示すように、燃焼バーナ部数が1段目の小インプットラインA上にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃料バーナ部数を切り換えるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の給湯装置では、上述の如く、求められる目標燃料供給量がその段を維持する最大目標燃料供給量よりも少しでも大きくなると、燃焼バーナ部数を切り換えるようにしているために、例えば、求められた目標燃料供給量がその段を維持する最大目標燃料供給量または最小燃料供給量の付近にて制御しているときに、水圧の変動などによって熱交換器への通水量が少量変動するだけで、燃焼バーナ部数の切り換えが行われることとなり、水圧の変動などによって燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えが行われる虞があった。
【0006】すなわち、図3の(a)を用いて具体的に説明すると、例えば、燃焼バーナ部数が2段目の中インプットラインBを維持する最大目標燃料供給量Bmax付近のB1点にて燃料供給状態調節手段を制御しているときに、水圧の変動により熱交換器への通水量が増加するに伴って求められる目標燃料供給量が増加するので、その目標燃料供給量が最大目標燃料供給量Bmaxよりも大きくなると、燃焼バーナ部数が3段目の大インプットラインC上のC1点にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃焼バーナ部数を切り換えることとなる。さらに、上述の如く、燃焼バーナ部数が中インプットラインBから大インプットラインCに切り換えられて、大インプットラインC上のC1点にて燃料供給状態調節手段を制御しているときに、水圧の変動により熱交換器への通水量が減少するに伴って求められる目標燃料供給量が減少するので、その目標燃料供給量が大インプットラインC上を維持する最小目標燃料供給量Cminよりも小さくなると、燃焼バーナ部数が中インプットラインBのB2点にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃焼バーナ部数を再度切り換えることとなる。
【0007】このようにして、従来の給湯装置では、水圧の変動などによって熱交換器への通水量が少量変動するだけで燃焼バーナ部数の切り換えが行われるので、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えが行われ、その燃焼バーナ部数の切り換えのたびに給湯される湯水の温度が変動することとなって、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することができない虞があった。
【0008】ちなみに、上述の燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えが行われるという不都合を解消するために、図3の(a)において、例えば、中インプットラインB上を維持する最大目標燃料供給量Bmaxと大インプットラインC上を維持する最小目標燃料供給量Cminとの間の燃料供給量のオーバーラップ部を大きくすることが考えられるが、バーナの性能上、各インプットライン上における最小目標燃料供給量および最大目標燃料供給量の設定に限界があり、十分に大きなオーバーラップ部を設けることができないものとなっている。
【0009】本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能となる給湯装置を提供する点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、請求項1に記載の発明によれば、給水路を通して供給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯装置において、前記給水路を通して供給される水を前記熱交換器を迂回して前記給湯路に供給するバイパス路と、前記給湯路にて混合される前記熱交換器にて加熱されて供給される湯水と前記バイパス路を通して供給される水との混合比を調整する混合比調整手段と、前記給湯路における前記バイパス路の接続箇所よりも下流側流路部分を通して給湯される湯水の温度を検出する給湯温検出手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ部数の増大側への切り換えにおいて、前記バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも大きくかつその最大目標燃料供給量よりも切換抑制用設定量大きい切換抑制用増大側燃料供給量までの増大側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最大目標燃料供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、前記燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り換えるように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記燃焼バーナ部数の減少側への切り換えにおいて、前記バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも小さくかつその最小燃料供給量よりも切換抑制用設定量小さい切換抑制用減少側燃料供給量までの減少側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最小目標燃料供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記切換抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、前記燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換えるように前記燃料供給状態調節手段を制御する燃焼バーナ部数切換処理を実行するとともに、前記給湯温検出手段の検出情報に基づいて、前記下流側流路部分を通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるように前記混合比調整手段を制御する混合比調整処理を実行するように構成されている。
【0011】すなわち、燃焼バーナ部数の増加側への切り換えにおいて、バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも大きくなっても、切換抑制用増大側燃料供給量以下の増大側切換抑制範囲内であると、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段を維持する最大目標燃料供給量に維持し、かつ、バーナの目標燃料供給量が、切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り換えるようにすることができ、また、燃焼バーナ部数の減少側への切り換えにおいても、上述の増加側への切り換えと同様に、バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも小さくなっても、切換抑制用減少側燃料供給量以上の減少側切換抑制範囲内であると、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段を維持する最小目標燃料供給量に維持し、かつ、バーナの目標燃料供給量が、切換抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換えるようにすることができることとなる。
【0012】したがって、バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも少し大きくなったり、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも少し小さくなっても、燃焼バーナ部数の切り換えを行わず、その段を維持する最大目標燃料供給量や最小目標燃料供給量に維持することができることとなって、水圧の変動などによりバーナの目標燃料供給量が多少変動しても、燃焼バーナ部数の切り換えを抑制して、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能となる。
【0013】さらに、上述の如く、バーナの目標燃料供給量が増大側切換抑制範囲内であるときに、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段を維持する最大目標燃料供給量に維持したり、また、バーナの目標燃料供給量が減少側切換抑制範囲内であると、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段を維持する最小目標燃料供給量に維持しているときには、変動した目標燃料供給量にて燃料供給状態調節手段を制御していないために、給湯路を通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度から外れる虞があるが、混合比調整処理を実行することによって、給湯目標温度の湯水が給湯されるように混合比調整手段を制御することができることとなって、給湯路を通して給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となる。
【0014】以上のことをまとめると、請求項1に記載の発明によれば、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能となるとともに、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制することによって、給湯目標温度から外れた湯水を給湯する虞があるときにも、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となって、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能となる給湯装置を提供することができるに到った。
【0015】請求項2に記載の発明によれば、前記燃焼バーナ部数切換処理における前記増大側切換抑制範囲および前記減少側切換抑制範囲が、前記給水路を通して供給される水量の変動により変動する前記目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設定されている。すなわち、水圧の変動などにより給水路を通して供給される水量が変動して目標燃料供給量が変動する変動幅を燃焼バーナ部数切換処理における増大側切換抑制範囲および減少側切換抑制範囲として設定することが可能となって、請求項1との協働作用により、水圧の変動などによって目標燃料供給量が変動しても、その変動幅が増大側切換抑制範囲内または減少側切換抑制範囲内となり、燃焼バーナ部数の切り換えが行われないようにすることができ、水圧の変動などに起因する燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを的確に抑制することが可能となる。
【0016】請求項3に記載の発明によれば、前記バーナの複数のバーナ部に燃焼用空気を通風する単一のファンが、前記燃焼バーナ部数の切り換えのいずれの段においても、複数のバーナ部の全てに通風するように設けられ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるように、前記ファンの通風量を制御するように構成されている。すなわち、燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるようにファンの通風量を制御することによって、燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に見合った量の燃焼用空気を通風することができることとなって、不完全燃料や炎のリフトなどの発生を防止して良好な燃焼が可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の燃焼装置を給湯装置に適応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置は、図1に示すように、供給される水を加熱して図外の給湯栓に給湯する給湯部K、この給湯部Kの動作を制御する制御手段としての制御部H、この制御部Hに動作情報を指令するリモコン操作部Rなどを備えて構成されている。
【0018】前記給湯部Kは、燃焼室1内に、水加熱用の熱交換器2、この熱交換器2を加熱するガス燃焼式のガスバ−ナ3、このガスバ−ナ3に下方から燃焼用空気を通風するとともに、その通風量を変更調整自在なファン4などが備えられ、熱交換器2には、例えば家庭用の水道などから水が供給される給水路5、加熱後の湯を給湯する給湯路6がそれぞれ接続されている。そして、給水路5には、熱交換器2への通水量を検出する通水量センサ7、入水温度を検出する入水温サ−ミスタ8がそれぞれ備えられ、給湯路6には、ガスバーナ3にて加熱された湯水の温度を検出する加熱温サーミスタ9が備えられている。
【0019】また、給水路1を通して供給される水を熱交換器2を迂回して給湯路6に供給するバイパス路23が設けられ、給湯路6におけるバイパス路23の接続箇所よりも下流側流路部分6aに、給湯量を調整する水比例バルブ24、下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度を検出する給湯温検出手段としての給湯温サーミスタ25が設けられている。そして、バイパス路23には、バイパス路23を通流する水量を調整自在なバイパスバルブ26が設けられ、このバイパスバルブ26が、給湯路6にて混合される熱交換器2にて加熱されて供給される湯水とバイパス路23を通して供給される水との混合比を調整する混合比調整手段として構成されている。
【0020】前記ガスバーナ3は、後述するように、複数本のバ−ナ部を備え、燃焼バ−ナ部の本数を複数段に切り換えられるように構成され、燃料供給路10が3つの分岐路10a,10b,10cに分岐され、それぞれの分岐路10a,10b,10cに燃料ガスの供給を断続する電磁操作式の切換弁11a,11b,11cが設けられ、これら切換弁11a,11b,11cの切り換えによって燃焼バ−ナ部の本数が3段に切り換え可能に構成されている。そして、この分岐箇所よりも上流側の燃料供給路10には、ガスバ−ナ3への燃料供給量を変更調節自在な電磁操作式のガス量調節弁12、燃料供給を断続する電磁操作式の断続弁13などが備えられ、切換弁11a,11b,11cとガス量調節弁12とが、燃料供給状態調節手段Nとして構成されている。また、ガスバ−ナ3の近くには、ガスバ−ナ3に対する点火動作を実行するイグナイタ14と、ガスバ−ナ3に着火されたか否かを検出するフレ−ムロッド15とが備えられている。
【0021】前記ガスバーナ3は、図2に示すように、空気混合率の小なる濃混合気を燃焼させる複数本の濃バーナ3aと空気混合率の大なる淡混合気を燃焼させる複数本の淡バーナ3bとからなる濃淡燃焼バーナで、例えば、15本の濃バーナ3aと14本の淡バーナ3bとが、濃バーナ3aを両端に位置させた状態で交互に並設されている。つまり、15本の濃バーナ3aと14本の淡バーナ3bとが、それぞれバーナ部を構成し、このような複数本のバーナ部3a,3bによってバーナ3が構成されている。前記濃バーナ3aに燃料ガスを供給する濃用ガス供給口16aと、淡バーナ3bに燃料ガスを供給する淡用ガス供給口16bとが上下2段に配設され、かつ、これらガス供給口16a,16bに燃料ガスを吹き込む図外のノズルを備えたガスヘッダ17が設けられていて、このガスヘッダ17が隔壁によって3つのブロック、つまり、第一ブロック17a、第二ブロック17b、第三ブロック17cに分割されている。
【0022】この3つに分割された各ブロック17a,17b,17cに対し、上述した3つの分岐路10a,10b,10cが各別に接続され、それぞれの分岐路10a,10b,10cに電磁操作式の切換弁11a,11b,11cが設けられている。そして、前記切換弁11a,11b,11cの切り換えによって、第一ブロック17aにのみ燃料ガスを供給して、合計7本の濃バーナ3aを燃焼させる状態と、第一ブロック17aと第二ブロック17bとに燃料ガスを供給して、合計15本の濃バーナ3aを燃焼させる状態と、全てのブロック17a,17b,17cに燃料ガスを供給して、合計15本の濃バーナ3aと14本の淡バーナ3bとの全てのバーナを燃焼させる濃淡燃焼状態との3段に切り換え可能に構成されている。
【0023】前記リモコン操作部Rは、給湯部Kの運転の開始・停止を指令する運転スイッチ18、給湯目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ19、出湯温度や目標温度などを表示する表示部20、運転状態であることを表示する運転ランプ21、ガスバーナが燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ22などを備えて構成されている。
【0024】前記制御部Hは、マイクロコンピュタ−を備えて構成され、ガスバーナ3にて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするガスバーナ3の目標燃料供給量を求めて、その目標燃料供給量になるように燃料供給状態調節手段Nを制御するとともに、燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるように、ファン4の通風量を制御する通常燃焼制御処理を実行するように構成されている。
【0025】前記通常燃焼制御処理は、給湯部Kが運転状態に設定されている状態で、熱交換器2への通水が開始されるに伴って点火処理を実行してガスバ−ナ3の燃焼を開始して、熱交換器2への通水が停止されるに伴って停止処理を実行してガスバ−ナ3の燃焼を停止させるように制御するように構成されている。そして、熱交換器2への通水が検出されているときには、通水量センサ7、入水温サ−ミスタ8のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ19にて設定されている給湯目標温度の情報に基づいて、給湯路6を通して給湯される湯水の温度を給湯目標温度にするために必要なガスバ−ナ3の目標燃料供給量を演算にて求め、求めた目標燃料供給量になるように燃焼させるバーナ3a,3bの本数と、その燃焼バーナ3a,3bへ供給する燃料供給量を制御し、かつ、目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるようにファン4の通風量を制御する、いわゆるフィードフォワード制御をする燃焼制御処理を実行するとともに、給湯温サーミスタ25の検出情報に基づいて、給湯路6を通して給湯される湯水が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を調整するように構成されている。ちなみに、ガスバーナ3を最大限に燃焼させても、給湯温サーミスタ25による検出温度が給湯目標温度に足りない場合には、水比例バルブ24を絞ることによって給湯目標温度になるように制御するようにしている。
【0026】前記燃焼制御処理におけるガスバーナ3とファン4との制御について説明を加えると、図3の(b)に示すように、目標燃料供給量に対して燃焼させるバーナ3a,3bの本数とファン4の目標回転速度との関係が予め設定されて記憶されており、その記憶された情報に基づいて実行されるようにしている。具体的に説明すると、演算により求めた目標燃料供給量に基づいて、その目標燃料供給量が少ない場合には、小インプットラインAに沿うように、前記分岐路10aの切換弁11aのみを開弁してガス量調節弁12の開度を調節し、かつ、ファン4の回転速度を制御して、7本の濃バーナ3aのみを燃焼させる。そして、目標燃料供給量が多い場合には、大インプットラインCに沿うように、3つの切換弁11a,11b,11cの全てを開弁してガス量調節弁12の開度を調節し、かつ、ファン4の回転速度を制御して、15本の濃バーナ3aと14本の淡バーナ3bとの全てを燃焼させる。また、目標燃料供給量が中間の場合には、中インプットラインBに沿うように、2つの切換弁11a,11bを開弁してガス量調節弁12の開度を調節し、ファン4の回転速度も制御して、15本の濃バーナ3aを燃焼させる。
【0027】そして、前記燃焼制御処理における燃焼バーナ部数の切り換え、すなわち燃焼させるバーナ3a,3bの本数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量と最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている。図3の(b)を用いて具体的に説明すると、中インプットラインBを維持する最大目標燃料供給量Bmaxを、大インプットラインCを維持する最小目標燃料供給量Cminよりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量Bmaxと最小目標燃料供給量Cminとの間に設定量の燃料供給量のオーバーラップ部を設けるようにしている。
【0028】そして、燃焼バーナ部数の増大側への切り換えにおいて、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、増大側切換抑制範囲X1内であると、その段を維持する最大目標燃料供給量を維持するように燃料供給状態調節手段Nを制御し、かつ、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り換えるように燃料供給状態調節手段Nを制御し、燃焼バーナ部数の減少側への切り換えにおいて、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、減少側切換抑制範囲X2内であると、その段を維持する最小目標燃料供給量を維持するように燃料供給状態調節手段Nを制御し、かつ、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、切換抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換えるように燃料供給状態調節手段Nを制御する燃焼バーナ部数切換処理を実行するとともに、給湯温サーミスタ25の検出情報に基づいて、給湯路6における下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26を制御する混合比調整処理を実行するように構成されている。
【0029】前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼バーナ部数の増大側への切り換えについて、図3の(b)を用いて中インプットラインBから大インプットラインCへの切り換えの例を挙げて説明すると、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、中インプットラインBを維持する最大目標燃料供給量Bmaxよりも大きくかつその最大目標燃料供給量Bmaxよりも切換抑制用設定量大きい切換抑制用増大側燃料供給量Baまでの増大側切換抑制範囲X1内であると、中インプットラインBを維持する最大目標燃料供給量Bmaxを維持するように燃料供給状態調節手段Nを制御するとともに、給湯温サーミスタ25の検出情報に基づいて、給湯路6における下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を制御するようにしている。そして、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、切換抑制用増大側燃料供給量Baよりも大きくなると、大インプットラインCに切り換えるようにしている。
【0030】すなわち、中インプットラインBに沿ってガスバーナ3とファン4とを制御しているときに、ガスバーナ3の目標燃料供給量が増大側切換抑制範囲X1内になると、中インプットラインB上の最大点B3にてガスバーナ3とファン4を制御するとともに、給湯路6における下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を制御し、ガスバーナ3の目標燃料供給量が切換抑制用増大側燃料供給量Baよりも大きくなると、図中の矢印に示すように、中インプットラインBから大インプットラインCに切り換えて、大インプットラインCに沿ってガスバーナ3とファン4とを制御するようにしている。
【0031】前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼バーナ部数の減少側への切り換えについて、図3の(b)を用いて大インプットラインCから中インプットラインBへの切り換えの例を挙げて説明すると、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、中インプットラインBを維持する最小目標燃料供給量Cminよりも小さくかつその最小目標燃料供給量Cminよりも切換抑制用設定量小さい切換抑制用減少側燃料供給量Caまでの減少側切換抑制範囲X2内であると、大インプットラインCを維持する最小目標燃料供給量Cminを維持するように燃料供給状態調節手段Nを制御するとともに、給湯温サーミスタ25の検出情報に基づいて、給湯路6における下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を制御するようにしている。そして、ガスバーナ3の目標燃料供給量が、切換抑制用減少側燃料供給量Caよりも小さくなると、中インプットラインBに切り換えるようにしている。
【0032】すなわち、大インプットラインCに沿ってガスバーナ3とファン4とを制御しているときに、ガスバーナ3の目標燃料供給量が減少側切換抑制範囲X2内になると、大インプットラインC上の最小点C2にてガスバーナ3とファン4を制御するとともに、給湯路6における下流側流路部分6aを通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を制御し、ガスバーナ3の目標燃料供給量が切換抑制用減少側燃料供給量Caよりも小さくなると、図中の矢印に示すように、大インプットラインCから中インプットラインBに切り換えて、中インプットラインBに沿ってガスバーナ3とファン4とを制御するようにしている。
【0033】このようにして、バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも少し大きくなったり、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも少し小さくなっても、燃焼バーナ部数の切り換えを行わず、その段を維持する最大目標燃料供給量や最小目標燃料供給量に維持することができることとなって、水圧の変動などによりバーナの目標燃料供給量が多少変動しても、燃焼バーナ部数の切り換えを抑制して、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能となる。さらに、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制することによって、給湯目標温度から外れた湯水を給湯する虞があるときにも、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となる。したがって、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することができることとなる。
【0034】前記燃焼バーナ部数切換処理における増大側切換抑制範囲X1および減少側切換抑制範囲X2が、給水路5を通して供給される水量の変動により変動するガスバーナ3の目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設定されている。具体的には、増大側切換抑制範囲X1および減少側切換抑制範囲X2の燃料供給量の幅が、水圧の変動などにより給水路5を通して供給される水量が変動して目標燃料供給量が変動する変動幅に対応して設定されている。ちなみに、増大側切換抑制範囲X1と減少側切換抑制範囲X2の燃料供給量の幅を同じ大きさにしてもよく、または、異なる大きさにしてもよい。
【0035】前記制御部の制御動作について、図4のフローチャートに基づいて説明する。まず、運転スイッチ18がON操作された後に、図外の給湯栓が開操作されるに伴って通水量センサ7の検出値が設定水量を越えて熱交換器2への通水(水流)が検知されると、通常燃焼制御を実行する(ステップ1,2)。つまり、ファン4による通風作動を開始し、かつ、断続弁13、切換弁11a,11b,11c、ガス量調節弁12のそれぞれを開弁調整するとともに、イグナイタ14によってガスバ−ナ3に点火させる点火処理を実行して、上述の燃焼制御処理を実行する(ステップ3,4)。
【0036】そして、燃焼制御処理が、図外の給湯栓が閉操作されて通水量センサ7がOFFになるか、運転スイッチ18がOFF操作されるまで実行され、通水量センサ7がOFFになるか、運転スイッチ18がOFF操作されると、各切換弁11a,11b,11c、ガス量調節弁12、断続弁13のそれぞれを閉弁させてガスバ−ナ3の燃焼を停止させて、設定時間経過後にファン4の作動を停止させる停止処理を実行する(ステップ5〜7)。
【0037】〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、増大側切換抑制範囲X1および減少側切換抑制範囲X2が、給水路5を通して供給される水量の変動により変動するガスバーナ3の目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設定されている例を示したが、増大側切換抑制範囲X1および減少側切換抑制範囲X2の設定については、給水路5を通して供給される水量の変動を鑑みて設定するだけでなく、燃焼バーナ部数の切り換えを極力抑制したいときには、増大側切換抑制範囲X1および減少側切換抑制範囲X2を大きな範囲に設定して実施することも可能であり、適宜設定することが可能である。
【0038】(2)上記実施形態では、燃焼制御処理におけるガスバーナ3およびファン4の制御において、ガスバーナ3にて加熱される前の水の温度および水量と給湯目標温度とに基づいて、ガスバーナ3にて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするガスバーナ3の目標燃料供給量を求めて、ガスバーナ3の燃焼を制御する、いわゆるフィードフォワード制御の例を示しているが、このフィードフォワード制御に代えて、加熱温サーミスタ9の検出情報および給湯目標温度に基づいて、ガスバーナ3にて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするガスバーナ3の目標燃料供給量を求めて、ガスバーナ3の燃焼を制御する、いわゆるフィードバック制御を実行して実施することも可能である。
【0039】また、上記実施形態では、通常燃焼制御処理として、フィードフォワード制御を実行するとともに、給湯温サーミスタ25の検出情報に基づいて、給湯路6を通して給湯される湯水が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ26の開度を調整するように構成されている例を示したが、この制御に代えて、例えば、給湯中には、バイパスバルブ26の開度を一定の開度に固定するとともに、加熱温サーミスタ9の検出情報に基づいて、ガスバーナ3にて加熱された湯水の温度が給湯目標温度よりも設定温度高い給湯設定温度になるように、ガスバーナ3にて加熱される前の水の温度および水量と給湯目標温度とに基づいて、ガスバーナ3の目標燃料供給量を求めて、ガスバーナ3の燃焼を制御して実施することも可能であり、給湯目標温度の湯水を給湯するためのガスバーナ3およびバイパスバルブ26の制御についても適宜変更が可能である。
【0040】(3)上記実施形態では、複数のバーナ部として濃バーナ3aと淡バーナ3bを備えた濃淡燃焼バーナを適応した例を示したが、バーナの形態については、濃淡燃焼バーナに限られるものではなく、複数の濃バーナを備えたガスバーナでもよく、各種のバーナが適応可能である。また、燃焼バーナ部数の段数も3段に限られるものではなく、2段や4段以上でもよい。
【0041】(4)上記実施形態では、燃料供給路10からの分岐路10a,10b,10cに燃料供給を断続する切換弁11a,11b,11cを設け、燃料供給路10にガス量調節弁12を設けた構成であるが、燃料供給路10のガス量調節弁12をなくし、各分岐路10a,10b,10cに電磁操作式のガス量調節弁を設ける構成としてもよい。
【0042】(5)上記実施形態では、混合比調整手段として、バイパス路23を通流する水量を調整自在なバイパスバルブ26を適応した例を示したが、給湯路6におけるバイパス路23の接続箇所に、熱交換器2にて加熱された湯水とバイパス路23からの水との混合比を調整するミキシングバルブを適応して実施することも可能である。




 

 


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