(57)【要約】【目的】異常気候や条件下でも温水器を最適条件で安全に着火して燃焼できて燃焼性が改善され、効率が高くしかも燃料費も節減できる空気比例制御温水器を得る。【構成】低価格のＡＣ送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して風量によって電流比例ガスバルブを直接制御することで風量の全範囲に対してガス量を合わせ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給することができる空気比例制御温水器。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込まれる空気と関連して供給される燃料の量を調節する空気比例制御温水器において、
吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのＡＣ送風機と、
吸込チャンバーに設けられ前記ＡＣ送風機によって吸込まれる空気の量を測定するための風量センサと、
供給されるガスの量を調節するための電流比例ガスバルブと、
熱量によるＡＣ送風機のＲＰＭを制御し、風量センサで測定された風量によって電流比例ガスバルブを調節するコントローラと、
を有することを特徴とする空気比例制御温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は空気比例制御温水器に係り、より詳しくは低価格のＡＣ送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガス量を調節できるようにすることで、低価格の装備  を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できる空気比例制御温水器に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
一般に温水器は用水を短時間内に所定の温度に加熱して供給するためのもので、様々な制御方式によって制御される。特に、流入される空気圧によってガス量が調節される空気比例制御方式は外部から流入される空気の圧力を風圧センサにより測定した後、測定された空気圧力に比例してバ−ナに燃料を供給するために流入される空気圧力に比例して正確な量の燃料を供給することにより、燃焼効率を高めて有害ガスの排出を最大に抑制して環境汚染を防止することができる。
【０００３】
すなわち、ガス量を調節する変数が空気圧力のみに依存して変化されるので、ガスバルブの比例制御部分を別途に制御しなくても一定の空気圧力に対する一定量のガスが吐出されて常に一定の空気比を有しているためにオン／オフ式や電流比例制御方式とは違って正確に比例制御できるようになる。
【０００４】
図３は一般的な空気比例制御温水器を示す構成図である。給水管２を通して熱交換器１０に流入された冷水は空気比例制御バルブ４０及び第１電磁バルブ４２と第２電磁バルブ４４を通して供給されるガスとＤＣ送風機１８により吸い込まれた空気を混合して燃焼させるバーナ１２により直接加熱される熱交換器１０により加熱されて温水管４を通して供給されるよう構成され、洗面やお風呂用などに使用される。
【０００５】
また、温水温度調節器１６により設定された温水の温度を一定に供給するため、コントローラ１４で直水温度センサ２０と出口温度センサ２４及び流量センサ２２を介して流入される冷水の温度と供給される温水の温度と流量を感知して必要熱量を計算した後、ＤＣ送風機１８のデューティ比を制御して流入空気の圧力を調節することにより供給されるガス量を調節して、一定の温水温度を保持するよう作動される。ＤＣ送風機１８により吸込まれる空気圧力は空気圧力検出部３０によって感知され、空気比例制御バルブ４０には空気圧力認識部３２が備えられている。
【０００６】
また、図４は一般の空気比例制御温水器の構成を示すブロック図である。ここに示した通り、ＤＣ送風機１８により吸込まれる空気圧力を感知する空気圧力検出部３０が設けられ、空気比例制御バルブ４０の空気圧力認識部３２から圧力を入力すれば、コントローラ１４では空気圧力認識部３２で感知された空気圧力に基づいて引き出されたガスで温水器を作動させる。
【０００７】
そして、コントローラ１４では冷水給水管２に設けられ冷水温度を測定する直水温度センサ２０と、温水管４に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ２４と冷水の流入量を感知するための流量センサ２２から入力された信号と温水温度調節器１６から入力された信号を土台にして設定温度に到達したかどうかのデータで熱量を計算して、ＤＣ送風機１８の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させて、空気比例制御バルブ４０のガス吐出量を調節してバーナ１２に供給されるガス量を調節するようになる。
【０００８】
この際、ガスの供給量は空気比例制御バルブ４０の作動によって可変されることにより外気の変化に伴う供給量を補償する。このように供給されたガスは、点火トランス１３及び点火棒（図示せず）を介して伝達されるスパークにより点火されて燃焼するが、このような一連の燃焼過程は使用者が操作する温水温度調節器１６の入力信号を受けるコントローラ１４によって制御される。また、コントローラ１４はＤＣ送風機１８以外も、ガス供給管６を開閉する第１及び第２の電磁バルブ４２、４４や点火のための点火トランス１３などに出力信号を送って温水器の正常的な運転を可能にする。
【０００９】
前述したように空気比例制御温水器では熱量を計算してＤＣ送風機１８の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させると、空気圧力の変化に伴って空気比例制御バルブ４０のガス吐出量を調節してバーナに供給されるガス量を調節する。
【００１０】
すなわち、従来通常的に使用されるＡＣ送風機と電流比例制御バルブ及び風圧センサによってバーナを温度に基づいて制御する場合には、燃焼室に供給される風量が把握できないことから逆風が吹いたり煙道が詰まったとき、すなわち異常条件下では風量とガス比が合わないことから着火時は騒音、爆発着火になることもあり不着火が発生することもあって、燃焼中には騒音及び失火が発生するなどの問題点があった。
【００１１】
これを解決するため、前記のようにガスバルブに空気比例制御バルブ４０を使用し、この空気比例制御バルブ４０の特性上高い圧力を必要とするためにＤＣ送風機１８を使用した。しかし、前記ＤＣ送風機１８と空気比例制御バルブ４０を使用する場合には製品が高く、空気比例制御バルブ４０に設定されているガス量が全ての風量に対して合わず誤差が発生し、部品の価格に比して実用的でなく効率性が落ちる問題点がある。また、高価のＤＣ送風機１８などの使用によりボイラーの価格をアップさせる問題点がある。
【００１２】
【発明の目的】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、低価格のＡＣ送風機と電流比例ガスバルブを使用しながら従来の風圧センサのかわりに風量センサを使用して、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御して風量の全範囲に亘ってガスの量を調節できるようにすることにより、低価格の装備を使用して風量の全範囲に亘って効率よく制御できるようにした空気比例制御温水器を提供することにある。
【００１３】
【発明の概要】
前述したような目的を実現するための本発明は、吸込まれる空気と関連して供給される燃料の量を調節する空気比例制御温水器において、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのＡＣ送風機と、吸込チャンバーに設けられ前記ＡＣ送風機により吸込まれる空気の量を測定するための風量センサと、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブと、熱量によるＡＣ送風機のＲＰＭを制御し風量センサで測定された風量によって電流比例ガスバルブを調節するコントローラを含めてなることを特徴とする。
前述したようになされた本発明の作動を説明する。
コントローラで熱量を計算した後ＡＣ送風機の回転数をＲＰＭ制御して必要なだけの回転数で吸気空気量を変化させると、空気量の変化を風量センサにより入力され、現在必要な適正ガス量を換算して電流比例ガスバルブを制御することにより、風量の全範囲に亘ってガス量を調節することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付した図面に基づいて説明する。なお、本実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、ただ例示として提示されたもので、従来の構成と同一な部分は同一符号及び名称を使用する。
【００１５】
図１は、本発明による空気比例制御温水器を示す構成図であり、図２は本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。図１、図２では、図３、図４の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００１６】
ここに図示した通り、吸気ダクトを通して空気を吸い込むためのＡＣ送風機５０と、吸込チャンバーに設けられ前記ＡＣ送風機５０により吸込まれる空気量を測定するための風量センサ６０と、供給されるガス量を調節するための電流比例ガスバルブ７０と、温水温度の設定など一連の燃焼過程を使用者が操作するための温水温度調節器１６と、冷水給水管２に設けられ冷水の温度を測定する直水温度センサ２０と、温水管４に設けられ排出される温水の温度を測定する出口温度センサ２４と、冷水給水管２に設けられて冷水の流入量を測定する流量センサ２２と、供給されたガスにスパークを発生させて点火するための点火トランス１３と、供給されるガス量を調節するための第１及び第２の電磁バルブ４２、４４と、直水温度センサ２０と出口温度センサ２４と流量センサ２２とから入力された信号と温水温度調節器１６から入力された信号に基づいて最適の熱量を計算し、熱量によるＡＣ送風機５０のＲＰＭを制御し、風量センサ６０で測定された風量によって点火トランス１３と第１及び第２の電磁バルブ４２、４４を作動させて電流比例ガスバルブ７０を調節するコントローラ８０からなる。
【００１７】
従って、使用者が温水を使用すれば、コントローラ８０ではまずＡＣ送風機５０をオンにして風量センサ６０で現在燃焼室に供給される風量を検出して着火に必要な風量になるようＡＣ送風機５０のＲＰＭを制御することになる。また、適正風量になると、点火トランス１３をオンにして着火に必要な風量を一定時間保持させた後、現在風量に必要なだけの第１ないし第２の電磁バルブ４２、４４を開けて着火されたら点火トランス１３をオフにする。
【００１８】
前述したようにコントローラ８０は温水器を着火させ、直水温度センサ２０と出口温度センサ２４により感知した温度値と流量センサ２２を通して感知した温水量を土台にして設定された温水温度に現在温水温度が比例制御されるよう比例制御公式に基づいて必要熱量を計算し、その熱量をＡＣ送風機５０のＲＰＭとして算出し、その値でＡＣ送風機５０を制御することになる。
【００１９】
また、供給されるガス量は風量センサ６０によって検出された風量値を現在バーナ１２が必要とする適正ガス量に換算し、その値で電流比例ガスバルブ７０を制御してガス量を調節する。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明は低価格のＡＣ送風機と電流比例ガスバルブと風量センサを使用し、風量によって電流比例ガスバルブを直接制御するので風量の全範囲に対してガス量を合わせることができ、現在温水温度が設定温度に比例制御されるための適正必要熱量を供給でき、異常な気候や条件下でも温水器を最適の条件で安全に着火して燃焼を行えるので、燃焼性が改善されて効率も高く燃料費も節減できるという利点がある。
また、低価格のＡＣ送風機と電流比例ガスバルブを使用することによりボイラーをさらに低廉な価格で安全かつ便利に使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気比例制御温水器の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】一般の空気比例制御温水器を示す構成図である。
【図４】一般の空気比例制御温水器の制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  ：  熱交換器                                  １２  ：  バーナ
１４  ：  コントローラ                          １６  ：  温水温度調節器
１８  ：  ＤＣ送風機                              ２０  ：  直水温度センサ
２２  ：  流量センサ                              ２４  ：  出口温度センサ
３０  ：  空気圧力感知部                      ３２  ：  空気圧力認識部
４０  ：  空気比例制御バルブ              ４２  ：  第１電磁バルブ
４４  ：  第２電磁バルブ                      ５０  ：  ＡＣ送風機
６０  ：  風量センサ                              ７０  ：  電流比例ガスバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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