专利名称：供热水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供热水装置，其具有燃烧器、供给于该燃烧器燃烧用空气的风扇、通过热交换器而流过由该燃烧器的燃烧热量而被加热的水的通水路、对该通水路的流水量进行测定的流量测定装置、对该热交换器上游的该通水路上的给水温度进行测定的给水温度测定装置、对该热交换器下游的该通水路上的热水温度进行测定的热水温度测定装置、设定该燃烧器的目标燃烧量并控制该燃烧器的燃烧量与该目标燃烧量相一致的燃烧控制装置、以及将该风扇的转速控制成与该燃烧器的目标燃烧量相对应的目标转速的风扇控制装置。
背景技术：
在供热水装置中，在将液化气瓶作为燃气供给源等、因液化气瓶内燃气余量的减少而一次压力降低时，通过调节等压力控制装置的燃气通路的二次压力也将随之降低，从燃烧器喷出的燃气量也有时减少。在这种情况下，风扇也以与控制热水温度于设定值的燃气量相对应的转速下工作，向燃烧器供给燃烧用空气。由此，燃烧器在燃烧用空气相对燃气量较多的状态下燃烧，将发生燃烧异常音(劈的声音)，同时也有可能引起燃烧不良现象的发生。又因为劈的声音对于燃烧装置周围的使用者们来说是很刺耳的，可能使人产生心情不畅之感觉(相对于燃烧器装置的印象)。
作为测定一次压力的简单方法，在燃气通路上，压力控制装置的上游侧设置一压力传感器的方案已被提出(参照日本特开平6-26637号公报等)。此外，也提出暂时降低燃气通路的开闭度、根据热水温度是否随该开闭度暂时降低而检测一次压力减低的方法。
但是，若按照前者方法那样，若新增压力传感器，就会增加供热水装置的制造成本。而按照后者方法那样暂时减小燃气通路的开闭度，热水温度也会随之暂时降低，对于直接使用热水的使用者们、特别是淋浴的使用者等是不希望的。
因此，作为解决上述问题，提供一种低成本且伴随有意识地且暂时减少燃气通路的开度而热水温度不随之改变的、能对应于供给燃烧器的燃气供给量降低的供热水装置。
发明内容
为解决所述课题的本发明的供热水装置的特征在于，其具有偏差测定装置和修正装置。偏差测定装置是根据由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1、由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2和由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v的三个测定值而对由所述燃烧控制装置设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′与该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定；修正装置是根据由该偏差测定装置所测定的该差值而对该燃烧器的目标燃烧量的最大值进行减小地修正。
采用本发明，当供给于燃烧器的燃气供给量不足时，燃烧器的燃烧量Q将达不到目标燃烧量Q′，根据两者差值的增大，而对供给于燃烧器的燃气供给量是否充足进行判断。而当供给于燃烧器的燃气供给量不足的场合，其目标燃烧量Q′的最大值Qmax′将被减少地修正，燃烧器的燃烧量Q与目标燃烧量 Q′之间的差值被降低、消除。由此，鉴于该目标燃烧量Q′，可以有效地防止随着供给多余的燃烧用空气而产生的异常燃烧音，同时也能防止燃烧器燃烧不良的现象。
而且，采用本发明，根据供热水装置上已有的给水温度测定装置、热水温度测定装置、供水量测定装置的各自测定值，而测定燃烧器的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值。所以，没有必要新增压力传感器，用低成本即可制造。
此外，在测定该差值时，不会有意识地且暂时减少供给于燃烧器的燃气供给量。所以，可以实现伴随有意识地且暂时地减小燃烧器的燃气供给量而热水温度不随之改变的能对应于供给燃烧器的燃气供给量降低的供热水装置。
并且，本发明的特征在于，所述偏差测定装置根据从由所述燃烧控制装置所设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′、由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2和由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v中算出的给水温度的理论值Θ1′(＝Θ2-Q′/cv∶c为水的比热)与由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1之间的差值，而对该燃烧器的目标燃烧量Q′同该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定。
采用本发明，通过测定给水温度的理论值Θ1′与给水温度的测定值Θ1之间的差值，从而可间接地测定燃烧器的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值，可检测出供给燃烧器的燃气供给量的降低。
此外，本发明的特征在于，所述偏差测定装置根据从由所述燃烧控制装置所设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′、由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1和由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v中算出的热水温度的理论值Θ2′(＝Θ1+Q′/cv∶c为水的比热)与由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2之间的差值，而对该燃烧器的目标燃烧量Q′与该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定。
采用本发明，通过测定热水温度的理论值Θ2′与热水温度的测定值Θ2之间的差值，从而可间接地测定燃烧器的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值，可检测出供给燃烧器的燃气供给量的降低。
另外，本发明的特征在于，所述修正装置是，当由所述偏差测定装置所测定的所述差值超过第1临界值的累积时间处于预定时间以上时，对所述燃烧器的目标燃烧量的最大值进行减小地修正。
采用本发明，尽管供给燃烧器的燃气供给量只不过是暂时降低，但所述差值暂时降低，即可判定该燃气供给量为常时地降低，可以避免燃烧器的目标燃烧量的最大值不必要被减小修正的现象。
另外，本发明的特征又在于，具有当由所述偏差测定装置所测定的所述差值超过大于第1临界值的第2临界值的累积时间处于预定时间以上时，对所述燃烧器的燃烧进行强制停止的燃烧停止装置。
采用本发明，通过目标燃烧量的最大值被减小修正，抑制了燃烧器的异常燃烧音(劈的声音)，而且又能够避免以下的现象，即，尽管避免了燃烧器的不充分燃烧，但在燃气量显著降低、仍维持可以使用的热水量的状态而不能维持热水温度于设定值的状态下，这种供热水作业又被继续的现象。
另外，本发明的特征又在于，具有对所述燃烧器的目标燃烧量的最大值通过所述修正装置被减小地修正后进行报知的报知装置。
采用本发明，通过报知装置的报知，可以使燃烧装置的使用者知道燃气通路的一次压力的降低。而且，在燃气供给源是液化气瓶的场合，可以各液化气瓶内的燃气量的减少情况通知给使用者，敦促其再充填燃气或者更换液化气瓶。
附图简单说明
图1是本实施形态的供热水装置的结构说明图。
图2是本实施形态的供热水装置的功能说明图。
具体实施例方式
下面关于本发明的供热水装置的实施形态结合图面进行说明。图1是本实施形态的供热水装置的结构说明图。图2是本实施形态的供热水装置的功能说明图。
如图1所示，供热水装置具有燃烧器1、供给燃烧器1的燃气所通过的燃气通路2、流过由燃烧器1的燃烧热量而被加热的水的通水路3、以及控制供热水运转作业的制御系统4。
在燃烧器1的旁边设置有对从燃气通路2供给的燃气进行点火的点火电极11；向燃烧器1供给燃烧用空气的风扇12；以及对燃烧器1的燃烧状态进行检测的火焰感知器13。
在燃气通路2上，从上游依次设有燃气主电磁阀21、燃气电磁阀22、以及在控制供给燃烧器1的燃气供给量的同时而在下游侧将上游侧的一次压力调节二次压力的调节阀23。
通水路3由给水路31、连接于给水路31的下游侧并对应于热交换器32的热交换路33、和处于热交换路33下游侧的热水路34构成。在给水路31上，从上游依次设有流量传感器(流量测定装置)35和测定给水温度Θ1的给水热变阻器(给水温度测定装置)36。热水路34上设有测定热水温度Θ2的热水传感器(热水温度测定装置)37。
制御系统4具有燃烧控制装置41、偏差测定装置42、和修正装置43、燃烧停止装置44以及报知装置45。其中，燃烧控制装置41是设定燃烧器1的目标燃烧量并控制燃烧器1的燃烧量与该目标燃烧量相一致；偏差测定装置42是如后述那样对由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1和燃烧器1的目标燃烧量Q′与燃烧器1的燃烧量Q之间的差值进行测定；修正装置43是根据由偏差测定装置42所测定的差值而如后述那样对燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′进行减小地修正；燃烧停止装置44是在满足后述条件的情况下对燃烧器1的燃烧予以强制停止；报知装置45是通过LED等对燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′被修正装置43减小修正后的情况进行视觉上报知。
下面关于由所述构成的供热水装置的动作结合图2进行说明。
首先，在水流过通水路3、由流量传感器35测得的流水量达到规定量后，通过燃烧控制装置41使燃烧器1开始燃烧(s1)。详细地说，此时，首先燃烧控制装置41根据由流量测定装置35所测定的流水量测定值v、水的比热c、通过设定按钮(图示略)而设定的热水温度的设定值Θ2′以及前一次供热水运转时所求得的后述的给水温度的理论值Θ1′，而设定燃烧器1的目标燃烧量Q′(＝cv(Θ2′-Θ1′))。并且，为使得对应于目标燃烧量Q′的燃烧用空气供给于燃烧器1，而向风扇2供给与该目标燃烧量Q′对应的目标电流。接着，使点火电极11开始工作，打开燃气主电磁阀21、燃气电磁阀22，对调节阀23的开闭度进行调节，将对应于目标燃烧量Q′的燃气供给于燃烧器1。并且，通过点火电极11点燃供给燃烧器1的燃气，使燃烧器1开始燃烧。此外，根据由热水热变阻器37测定的热水温度Θ2等，给水温度的理论值Θ1′(＝Θ2-Q′/cv)逐渐被更新，在此基础上，目标燃烧量Q′(＝cv(Θ2-Θ1))也被逐渐更新。
供热水运转作业开始之后，由流量传感器35、给水热变阻器36、热水热变阻器37分别对流水量v、给水温度Θ1、热水温度Θ2常时地测定(s2)。而且，通过偏差测定装置42计算参数p(s3)。参数p根据由给水热变阻器36测得的给水温度测定值Θ1、由热水热变阻器37测得的热水温度测定值Θ2以及给水温度的理论值Θ1′，而可从下式(1)求得p＝(Θ2-Θ1′)/(Θ2-Θ1)-1＝(Θ1-Θ1′)/(Θ2-Θ1) (1)在此，所述给水温度的理论值Θ1′根据由流量传感器35测得的流水量的测定值v、热水温度的测定值Θ2以及由燃烧控制装置41所设定的燃烧器1的目标燃烧量Q′，并用c表示水的比热，而可从下式(2)求得Θ1′＝Θ2-Q′/cv(2)即，偏差测定装置42通过无因次化的参数p而间接地测定燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值。其中，参数p又是通过给水温度的理论值Θ1′与测定值Θ1之间的差值、热水与给水温度的测定值的差值Θ2-Θ1而求得。
接着，修正装置43对由偏差测定装置42算出的参数p超过记忆存储于数据存储装置(图示略)的第1临界值α1(＞0)的累积时间t进行测定(s4)。第1临界值α1是在以下的基准上被设定，该基准为直到参数p超过该临界值为止，给水温度的测定值Θ1与给水温度的理论值Θ1′的差值、即燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际燃烧量Q的差值一旦变大，燃烧用空气的量也相对燃烧器1的燃气喷出量增多，随之容易引起燃烧器1的异常燃烧音(劈的声音)或燃烧器1的不充分燃烧。如果燃烧器1的实际的燃烧量Q相对于目标燃烧量Q′不充足，则给水温度理论值Θ1′将相对于给水温度测定值Θ1而降低，从上式(1)明显可见参数p将渐渐增大。所以，累积时间t增大是表示燃气通路2的一次压力在降低、供给燃烧器1的燃气供给量呈减少状态。
并且，修正装置43又对该累积时间t是否处于预定时间τ以上进行判断(s5)。当累积时间t达到预定时间τ(s5的YES)而第1临界值α1又未到达第2临界值α2(＞初期的第1临界值α1)时(s6的NO)，修正装置43对燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′仅减小修正ΔQ(＞0)(s8)。此时，报知装置45对该修正进行报知。随着燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′的减小修正，供给燃烧器1燃烧用空气的风扇12的目标转速的最大值也被减小修正。这是为了防止相对于燃烧器1的目标燃烧量Q′供给过的燃烧用空气，而引起燃烧器1不充分燃烧。而且，修正装置43对第1临界值α1只增大Δα(＞0)地修正(s9)。
而且，若反复进行所述s2-s9的处理，则第1临界值α1渐渐被增大地修正(参照s9)而达到第2临界值α2。第2临界值α2是在以下的基准上被设定，该基准为直到参数p超过该临界值为止，给水温度的测定值Θ1与给水温度的理论值Θ1′的差值、即燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际燃烧量Q的差值一旦变大，供给燃烧器1的燃气量将显著减少，很难维持流水量(＝热水量)v不变，并难以将热水温度Θ2维持在其设定值Θ2′。另外，当第1临界值α1从最初开始数3次仅以预定次数被增大地修正时(参照s9)，使之达到第2临界值α2而适当地设定增大修正的幅度Δα。而且，增大修正的幅度Δα即使不是固定值也可以，可设定不同的幅度，此外，也可以根据给水温度的理论值Θ1′与测定值Θ1的差值(Θ′1-Θ1)而设定。
而后，当参数p超过第2临界值α2的累积时间t在预定时间τ以上时(s5的YES、s6的YES)，燃烧器1的燃烧通过燃烧停止装置44被强制停止(s7)。
采用本实施形态的供热水装置，通过表示给水温度的测定值Θ1与理论值Θ1′的差值的参数p(参照式(1))，间接地计算燃烧器1的燃烧量Q与目标燃烧量Q′的差值以至判定燃气通路2的一次压力的降低。并且，对应于一次压力的降低，燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′被减少地修正。可以避免随着燃气通路2上一次压力的降低所产生的各种弊病。
具体地说，首先，当参数p超过第1临界值α1的累积时间t在预定时间τ以上时(图2中s5的YES)，燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′被减少地修正(图2中s8)。参数p超过第1临界值α1的情况，表示在如上所述的发生异常燃烧音(劈的声音)及易引起燃烧器1不充分燃烧的程度上、燃气通路2上一次压力产生降低的事情。所以，通过燃烧器1的目标燃烧量的最大值Qmax′的减小修正，可以有效地防止随着燃气通路2上一次压力的降低而产生异常燃烧音及不充分燃烧的现象。
由于抑制了燃烧器1的异常燃烧音，即可避免给使用者带来的不快感。而且，由于燃烧器1的不充分燃烧也被抑制，又可以避免污染环境的现象。
并且，当参数p超过第2临界值α2的累积时间t到达预定时间τ时(图2中s5的YES、s6的YES)，燃烧器1的燃烧被强制停止(图2中s7)。参数p超过第2临界值α2的情况表示在如上所述的燃气通路2的一次压力显著降低中、在热水量维持在可使用的量的状态下难以使热水温度Θ2维持在设定值Θ2′。所以，通过燃烧器1的燃烧停止，在保证供热水量中而将热水温度Θ2维持在低于设定值Θ2′的状态下、或者维持热水温度Θ2于设定值Θ2′中而减少供热水量的状态下，使得供热水运转持续作业，从而可以避免给使用者带来不便之现象。
另外，通过报知装置45的报知，可以将燃气通路2的一次压力的降低情况报知于燃烧器的使用者。并且，当燃气供给源是液化气瓶的场合下，可以将液化气瓶内的燃气量的减少情况通知给燃烧装置的使用者，敦促其再填充燃气或者更换液化气瓶。
并且，根据供热水装置已有的流量传感器35、给水热变阻器36、热水热变阻器37的各自测定值，通过测定参数p(参照式(1))而间接地测定燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q的差值。所以，没有必要在燃气通路2上新增压力传感器，可以实现低成本的制造。
此外，在测定该差值时，供给燃烧器1的燃气供给量不会被有意识地暂时减少。所以，也可以实现不会随有意识地暂时减小燃烧器1的燃气供给量而产生热水温度Θ2暂时下降、能对应于供给燃烧器1的燃气供给量降低的供热水装置。
在本实施形态中，虽然是通过给水温度的测定值Θ1与理论值Θ1′之间的差值而间接地测定燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值，但是，作为其他的实施形态，也可通过热水温度的测定值Θ2与理论值Θ2′之间的差值而间接地测定燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值。
在该其他的实施形态中，热水温度的理论值Θ2′与依照式(2)所计算出的给水温度的理论值Θ1′相同，水的比热用c表示，根据由流量传感器35测得的流水量的测定值v、给水温度的测定值Θ1以及由燃烧控制装置41所设定的燃烧器1的目标燃烧量Q′，而可从下式(3)求得Θ2′＝Θ1+Q′/cv (3)并且，作为另外的实施形态，也可直接测定燃烧器1的目标燃烧量Q′与实际的燃烧量Q之间的差值。在该另外的实施形态中，燃烧器1的燃烧量Q是将水的比热用c表示，根据由流量传感器35测得的流水量的测定值v、给水温度的测定值Θ1以及热水温度的测定值Θ2，而可从下式(4)求得。
Q＝cv(Θ2-Θ1)(4)在本实施形态中，通水路3虽然是由给水路31、热交换路33、和热水路32构成，但作为其他的实施形态，除这些以外，也可在流量传感器35的下游设置从给水路31开始分岔、不经由热交换路33而与热水路34合流的旁通路(图示略)及设置调节旁通比(对于全流量的旁通流量的比)r的旁通调节阀。
在该其他的实施形态中，热水热变阻器37无论设置在热水路34与旁通路的合流位置的上游还是下游，只要考虑旁通比，即可以计算出给水温度的理论值Θ1′、热水温度Θ2。
当热水热变阻器37被设置于热水路34与旁通路的合流处的下游位置时，给水温度的理论值Θ1′、热水温度的理论值Θ2′、燃烧量Q可按照上式(2)、(3)、(4)计算出。
另一方面，当热水热变阻器37被设置于热水路34与旁通路的合流处的下游位置时，给水温度的理论值Θ1′、热水温度的理论值Θ2′、燃烧量Q可通过将上式(2)、(3)、(4)中的流水量v改成(1-r)v后按下式(5)、(6)、(7)计算出。
Θ1′＝Θ2-Q′/c(1-r)v(5)Θ2′＝Θ1+Q′/c(1-r)v(6)Q＝c(1-r)v(Θ2-Θ1) (7)即使在该实施形态中，也可以有效地抑制随着燃气通路2的一次压力的降低而产生的燃烧器1的异常燃烧音的发生等弊病。
权利要求
1.一种供热水装置，其具有燃烧器、供给该燃烧器燃烧用空气的风扇、通过热交换器而流过由该燃烧器的燃烧热量而被加热的水的通水路、对该通水路的流水量进行测定的流量测定装置、对该热交换器上游的该通水路上的给水温度进行测定的给水温度测定装置、对该热交换器下游的该通水路上的热水温度进行测定的热水温度测定装置、设定该燃烧器的目标燃烧量并控制该燃烧器的燃烧量与该目标燃烧量相一致的燃烧控制装置、以及将该风扇的转速控制成与该燃烧器的目标燃烧量相对应的目标转速的风扇控制装置，其特征在于，具有偏差测定装置和修正装置，偏差测定装置是根据由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1、由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2和由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v的三个测定值而对由所述燃烧控制装置所设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′与该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定；修正装置是根据由该偏差测定装置所测定的该差值而对该燃烧器的目标燃烧量的最大值进行减小地修正。
2.根据权利要求1所述的供热水装置，其特征在于，所述偏差测定装置是根据从由所述燃烧控制装置所设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′、由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2以及由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v中算出的给水温度的理论值Θ1′(＝Θ2-Q′/cv∶c为水的比热)与由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1之间的差值，而对该燃烧器的目标燃烧量Q′与该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定。
3.根据权利要求1或2所述的供热水装置，其特征在于，所述偏差测定装置是根据从由所述燃烧控制装置所设定的所述燃烧器的目标燃烧量Q′、由所述给水温度测定装置所测定的给水温度的测定值Θ1和由所述流量测定装置所测定的流水量的测定值v中算出的热水温度的理论值Θ2′(＝Θ1+Q′/cv∶c为水的比热)与由所述热水温度测定装置所测定的热水温度的测定值Θ2之间的差值，而对该燃烧器的目标燃烧量Q′与该燃烧器的燃烧量Q之间的差值进行测定。
4.根据权利要求1或2所述的供热水装置，其特征在于，所述修正装置是，当由所述偏差测定装置所测定的所述差值超过第1临界值的累积时间处于预定时间以上时，对所述燃烧器的目标燃烧量的最大值进行减小地修正。
5.根据权利要求4所述的供热水装置，其特征在于，具有当由所述偏差测定装置所测定的所述差值超过大于第1临界值的第2临界值的累积时间处于预定时间以上时，对所述燃烧器的燃烧进行强制停止的燃烧停止装置。
6.根据权利要求1或2所述的供热水装置，其特征在于，具有对所述燃烧器的目标燃烧量的最大值通过所述修正装置被减小地修正后进行报知的报知装置。
全文摘要
一种供热水装置，具有偏差测定装置(42)，该偏差测定装置(42)是根据由给水热变阻器(36)所测定的给水温度的测定值Θ
文档编号F23N1/08GK1427202SQ02156199
公开日2003年7月2日 申请日期2002年12月17日 优先权日2001年12月17日
发明者小木曾茂, 栗木圭一, 北川秀树, 永田秀典 申请人:林内株式会社