JP2002089965A - 貯湯式給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な構成で安定した湯温を得る貯湯式給湯
器を提供すること。 【解決手段】 制御手段５は貯湯手段１の貯留水を循環
手段２により循環、加熱手段３で加熱し、温度検出手段
４の温度検出信号が加熱目標値と一致するように循環手
段２へ出力する循環手段制御信号を間欠的に変化させて
循環流量を調節することにより所望の湯温の湯を貯湯す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貯湯式の給湯器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の貯湯式給湯器を図４を用いて説明
する。図４に示す貯湯式給湯器は貯湯タンク１と、貯湯
タンク１内の水を下部より取り出し上部へ戻す循環ポン
プ２と、循環ポンプ２により循環される水の流量を調節
する流量調節弁６と、循環ポンプ２により循環される水
を加熱するヒータ３と、ヒータ３で加熱された水の温度
を検出する温度検出器４と、制御器５からなる。循環ポ
ンプ２は動作中は一定の能力で回転し能力変化は行わな
い。制御器５は流量調節弁６に制御信号を出力し、制御
信号を変化させることで流量調節弁６の弁開度を変化さ
せて循環流量を調節する。貯湯タンク１内の水は循環ポ
ンプ２によりヒータ３へ送られた後、ヒータ３で加熱さ
れ貯湯タンク１に戻る。ヒータ３の発熱量は一定である
ので加熱された水の温度は流量調節弁６で調節される循
環水量で決定される。制御器５は予め設定された温度と
温度検出器４で検出される温度が一致するように流量調
節弁６に出力する制御信号を変化させる。以上の動作に
より、所望の温度の湯を貯湯することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の貯湯式給湯
器では、水を循環させるために循環ポンプ２及び流量調
節弁６の二つを有し機器の構成部品点数が多いことと、
循環ポンプ２及び流量調節弁６の駆動電流を供給するた
めの電源回路の電源容量が大きいことから機器のコスト
が高くなるという課題を有していた。

【０００４】そこで本発明は、流量調節弁を用いずに循
環ポンプの能力制御のみで循環流量を調節することで簡
易な構成の貯湯式給湯器を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の貯湯式給湯器は、貯湯手段と、貯湯手段の貯
留水を下部より取り出し上部に戻すように循環する循環
手段と、循環手段により循環される水を加熱する加熱手
段と、加熱手段により加熱された水の温度を検出する湯
温検出手段と、湯温検出手段から出力される湯温検出信
号と加熱手段による加熱目標値とを比較し湯温検出信号
を加熱目標値に一致するよう加熱手段の動作信号及び循
環手段の能力を変更する循環手段制御信号とを出力する
制御手段からなり、制御手段は循環手段制御信号を出力
している期間と停止している期間の比を変化させて循環
流量を調節する構成としたものである。

【０００６】本発明は上記の構成によって、制御手段は
循環手段制御信号を出力している期間と停止している期
間の比を変化させて循環流量を調節するようにしている
ため、流量制御弁を用いずに簡易な構成で所望の湯温の
湯を貯湯することができる。また、循環手段制御信号の
出力期間と停止期間の比を変化させる方式は、循環流量
が少ない範囲においてもポンプのトルクの影響で循環流
量が不安定となることがなく、安定した循環流量の調節
が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の貯湯式給湯器の一実施例を図
１、２、３に基づいて説明する。図１に本発明の一実施
例としての貯湯式給湯器のブロック図を示す。１は貯湯
手段で、貯湯手段１の下部に貯留している水は循環手段
２が動作することにより貯湯手段１の下部より上部へ送
られる。循環手段２はポンプを有し、制御手段５から出
力される制御信号の変化によりポンプ回転数を変化させ
るよう構成されている。

【０００８】制御手段５から循環手段２へ入力される制
御信号の変化は、直流電圧信号の直流電圧値の増減によ
り行う方法が一般的であり、図２にその方法における制
御信号と循環流量の関係を示す。図２によると循環手段
２は制御手段５から入力される制御信号の直流電圧値が
高いほどポンプの回転数を増やし、水の循環量が多くな
っている。加熱手段３は循環手段２によって送られる水
を加熱するもので、制御手段５により加熱または非加熱
の状態が切り換えられる。加熱手段３の発熱量は一定で
あるので、加熱手段３で加熱された後の水の温度は循環
手段２による循環水量によって決まる。即ち、循環水量
が多くなると加熱後の水温は下がる方向、反対に循環水
量が少なくなると水温は上がる方向に変化する。加熱手
段３で加熱された後の水温は温度検出手段４で検出され
る。制御手段５は予め設定された、または使用者が設定
した加熱目標値と、温度検出手段４から入力される温度
検出信号が一致するように循環手段２へ出力する制御信
号の値を調節する。加熱手段３で加熱された水は貯湯手
段１の上部へ送られるので、貯湯手段１に所望の温度の
湯を貯湯することができる。

【０００９】このように、直流電圧値を変化することに
より循環手段２のポンプ回転数を変更する方式において
は、制御手段５及び循環手段２の構成が複雑になる。す
なわち、制御手段５にはデジタルアナログ変換回路よう
な直流電圧を変化して出力する回路が必要であり、循環
手段２には直流電圧として入力される循環手段制御信号
の値に応じてポンプの駆動量を変更する変換回路が必要
となる。

【００１０】そこで、本発明は、循環手段２を間欠的に
動作させて制御する方式を採用したものである。図３に
間欠的に循環手段２を制御する際の循環手段制御信号と
循環流量の関係の一例を示す。図３のａの波形は制御手
段５から循環手段２へ出力される循環手段制御信号を示
し、図３のｂの波形は循環手段２の動作により循環する
水の循環流量を示す。

【００１１】図３によれば、区間ｃでは循環手段２は１
０秒間のうち５秒間動作、５秒間停止を繰り返してい
る。循環手段２が動作しているときの循環流量は毎分４
リットル、停止しているときの循環流量は０リットルと
すると、１０秒間の平均循環流量は毎分２リットルに相
当する。また、図３の区間ｄでは、循環手段２は１０秒
間のうち２秒間動作、８秒間停止を繰り返している。循
環手段２が動作しているときの循環流量は毎分４リット
ル、停止しているときの循環流量は０リットルなので、
１０秒間の平均循環流量は毎分０．８リットルに相当す
る。このように、循環手段制御信号を出力している期間
と停止している期間の比を変化させることで循環流量を
調節するようにしている。

【００１２】前述の直流電圧の電圧値を変化させて制御
する方式では毎分４リットル、０．８リットルの循環流
量を得るためには、図２のグラフより制御信号を２．５
Ｖ、１Ｖと出力しなければならない。これに対し、循環
手段制御信号を出力している期間と停止している期間の
比を変化させ、循環手段２を間欠的に動作させる方式で
は循環手段制御信号を５秒、２秒と出力すればよい。制
御手段５は循環手段制御信号の出力、停止だけを行えば
よいので、スイッチング素子等で簡易に構成できる。ま
た、循環手段２も信号の有無により動作、停止を行えば
よいので循環手段２に含まれるポンプ制御回路もスイッ
チング素子あるいはリレー等で簡易に構成できる。ポン
プ制御回路が簡易な構成のため、循環手段２に使用する
ポンプは交流ポンプ、直流ポンプのどちらでも選択は容
易となる。

【００１３】循環手段２を制御する方法として、循環手
段制御信号の電圧値を変化させて制御する方式と、循環
手段制御信号を間欠的に出力する方式について述べた
が、各々以下のような問題を有する。

【００１４】循環手段制御信号の電圧値を変化させて制
御する方式では、循環手段制御信号の電圧値が低い部
分、すなわち循環流量が少ない範囲ではポンプのトルク
が小さいため特性が不安定になる。ポンプ特性が安定せ
ず循環流量が不安定になると加熱手段３で加熱される水
の温度が安定しなくなる。そのため、この方式ではポン
プの特性が安定する流量以上でしか用いることができな
い。循環流量の最低値が高すぎると、貯湯手段１に給水
する水温が低い場合には所望の温度まで沸上げることが
できなくなる。

【００１５】また、本発明の循環手段制御信号の出力期
間と停止期間の比を変化させて間欠的に出力する方式で
は、循環手段制御信号を間欠的に出力してもポンプの動
作は完全な間欠動作とはならない。循環手段制御信号を
出力から停止に切り換えたとき、ポンプは回転状態から
停止状態へ変化しようとするが、ポンプの慣性があるた
めにすぐには停止できず、循環手段制御信号が停止とな
った後もポンプはしばらく回転し続ける。循環流量があ
る流量以上では慣性によりポンプが停止する期間が全く
なくなる。ポンプが動作する期間と停止する期間の比に
よって循環流量を決定しているので、ポンプ停止期間が
なくなった時点で循環流量の調節はできなくなる。その
ため、循環流量が多い範囲での循環流量の制御分解能が
低下するという傾向はあるが、換言すると、循環流量が
少ない範囲においては、ポンプのトルクの影響で循環流
量が不安定となることがなく、安定した循環流量の調節
が可能となる長所を有するものである。

【００１６】そこで、上記二つの方式の不具合を解消す
るためには、これら二つの方式を組み合わせることが望
ましく、循環手段２は循環手段制御信号の電圧値の変化
に応じて動作する構成を基本とし、動作が不安定となる
循環流量より上の範囲でのみ制御手段５は循環手段制御
信号の電圧値を変化させて制御を行う。循環流量が少な
い範囲では循環手段制御信号を間欠的に出力する方式に
切り換える。これにより二つの方式の短所をカバーし、
循環流量の制御範囲を広くとることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の貯湯式給湯器によ
れば、流量制御弁を用いず循環手段のみで循環流量の調
節ができるので、流量制御弁の削除、電源回路の小容量
化により機器のコストダウンが図れる。特に、循環流量
が少ない範囲においては、ポンプのトルクの影響で循環
流量が不安定となることがなく、安定した循環流量の調
節が可能となる長所を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の貯湯式給湯器のブロック図

【図２】同実施例の制御信号と循環流量の関係を示す図

【図３】他の実施例の制御信号と循環流量の関係を示す
図

【図４】従来の貯湯式給湯器のブロック図

【符号の説明】

１ 貯湯手段 ２ 循環手段 ３ 加熱手段 ４ 温度検出手段 ５ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯手段と、前記貯湯手段の貯留水を下
   部より取り出し上部に戻すように循環する循環手段と、
   前記循環手段により循環される水を加熱する加熱手段
   と、前記加熱手段により加熱された水の温度を検出する
   湯温検出手段と、前記湯温検出手段から出力される湯温
   検出信号と前記加熱手段による加熱目標値とを比較し前
   記湯温検出信号を前記加熱目標値に一致するよう前記加
   熱手段の動作信号及び前記循環手段の能力を変更する循
   環手段制御信号とを出力する制御手段からなり、前記制
   御手段は循環手段制御信号を出力している期間と停止し
   ている期間の比を変化させて循環流量を調節する構成と
   した貯湯式給湯器。