JP2616694B2 - 給湯器の過流出防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は設定給湯温度に達し得な
いような過大な給湯流量が流出するのを防止する給湯器
の過流出防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の瞬間式熱交換器を備えた給湯器に
おいては、特に冬季等において高温の給湯ができなくな
るのを防止するため、過大流量の給湯流量を給湯流量調
節器で絞ることで設定給湯に近い給湯を実現する過流出
防止装置が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが入水管の途中
からバイパス管を設けて出湯管側からの出湯と混水して
給湯管に流すようにすると共にその混水接続点にミキシ
ング調節器を設けるようにした給湯器においては、該ミ
キシング調節器がバイパス管側全閉の状態においても多
少の流量をバイパス管から給湯管へリークさせるように
構成したものである場合、次のような問題が生じた。 Ａ．ミキシング調節器がバイパス管側全閉状態の場合に
おいて、給湯管を流れる給湯水の温度を基準にして、該
給湯温度が設定給湯温度になるために必要な絞り込み量
を決めた場合は、前記ミキシング調節器からのリーク量
があるため、給湯水の絞り過ぎが起こり、その為、出湯
温度の上がり過ぎが生じ、出湯温度を下げるためバーナ
の能力を絞ることになって、バーナの能力がでない器具
になってしまう。 Ｂ．一方、ミキシング調節器がバイパス管側全閉状態の
場合において、出湯管を流れる出湯湯水の温度を基準に
して、該出湯の温度が設定給湯温度になるように必要な
絞り込み量を決めた場合は、リーク量の分だけ給湯温度
が下がってしまう。

【０００４】そこで本発明は、上記従来の装置における
欠点を解消し、給湯流量を絞りすぎることなく目標の給
湯流量を得ることができる給湯器の過流出防止装置の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の給湯器の過流出防止装置は、入水管から入
った水を瞬間式熱交換器を通してバーナで加熱し出湯管
に出湯すると共に、前記入水管からバイパス管を通って
くる水をミキシング調節器により適当に混水することで
所定の給湯温度の温水を給湯管に給湯するようにしてお
り、前記ミキシング調節器はバイパス管側全閉の状態に
おいても多少の流量をバイパス管から給湯管へリークさ
せるように構成しており、また設定給湯温度に達し得な
いような過大な給湯流量が流出するのを防止するための
給湯流量調節器を前記給湯管に設けると共に、該給湯流
量調節器に対して目標流量を演算して指令するコントロ
ーラを設けるようにした給湯器における過流出防止装置
であって、前記コントローラは、設定給湯温度が最大値
に設定され且つバーナが最大出力で燃焼されて、しかも
前記ミキシング調節器がバイパス管側全閉状態にされて
いる条件下において、現在の給湯温度が前記最大値より
も一定温度以上低い温度である場合には、出湯温度と入
水温度と出湯流量とから現在の実出力号数を演算し、更
に前記実出力号数と前回の目標出力号数とからそれらの
中間値まで減じた形で今回の目標出力号数を演算し、該
演算された今回の目標出力号数と設定出湯温度と入水温
度とから今回の目標流量をさらに演算して、該今回の目
標流量を給湯流量調節器に指令する構成としたことを特
徴としている。

【０００６】

【作用】上記本発明の特徴によれば、設定給湯温度が最
大値で、バーナが最大出力で燃焼され、ミキシング調節
器がバイパス管側全閉になっている状態で給湯運転が行
われている場合に、コントローラは給湯温度でもって該
給湯温度が設定給湯温度である最大値よりも一定温度以
上低い温度であるか否かを監視し、給湯温度が一定温度
以下の温度の場合をもって、給湯流量の絞り込み作業を
開始する。コントローラによる作業は、先ず現在の実出
力号数を演算する。実出力号数の演算は出湯温度と入水
温度と出湯流量とから、（出湯温度−入水温度）×出湯
流量で演算される。そして次に今回の目標出力号数を演
算する。この今回の目標出力号数は今回の目標流量を演
算するためのものであり、前記現在の実出力号数と前回
の目標出力号数（前回の目標出力号数＞現在の実出力号
数）とからその中間値として演算される。そして今回の
目標出力号数が演算されると、その今回の目標出力号数
に対応する今回の目標流量を演算する。今回の目標出力
号数を前回の目標出力号数よりも低い、中間値とするこ
とで、それに対応した分だけ今回の目標流量が前回の目
標流量より低い流量となる。今回の目標流量が演算され
ると、コントローラはその今回の目標流量を流すべく給
湯流量調節器に指令する。これにより前回より給湯流量
の絞られた流量が流れる。以上を繰り返すことで流量が
次第に絞られ、次第に給湯温度が上昇し、最大値から一
定温度未満の範囲の温度になると給湯流量の絞り込みが
終了する。

【０００７】給湯流量の絞り込みを行うか否かの臨界温
度条件を給湯温度で行っているので、バイパス管からの
水のリークによる温度低下が折り込み済であり、給湯流
量の絞り込みによって確実に所定温度範囲内への給湯温
度修正を行うことができる。また給湯管に流す今回の目
標流量の演算においては、該今回の目標流量を演算する
ための基礎となる今回の目標出力号数を出湯温度を用い
て演算している点、及び今回の目標出力号数を前回の目
標出力号数と現在の実出力号数の中間値を採用して、安
全率をかけながら徐々に流量を絞って行くようにしてい
る点から、流量の絞り過ぎ、及びそれによってバーナの
燃焼出力も絞らなくてはならなくなるといったことが生
じない。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の装置を備えた給湯器の全体構成図、図２
はコントローラの過流出防止機構を説明するフローチャ
ートである。

【０００９】先ず図１において、給湯器は、瞬間式熱交
換器10と、該熱交換器10に水を送る入水管11と、熱交換
器10で加熱された温水を出湯する出湯管12と、前記入水
管11から出湯管12へ水をバイパスするためのバイパス管
13と、該バイパス管13からの水と前記出湯管12からの温
水とを混合調整するミキシング調節器14と、該ミキシン
グ調節器14の下流に接続される給湯管15とを有する。前
記瞬間式熱交換器10は石油バーナ等のバーナ17によって
加熱される。前記ミキシング調節器14はバイパス管13側
を全閉状態にしても、なお多少の流量がバイパス管13か
ら給湯管15へリークするようにしている。18は給湯流量
調節器で、設定給湯温度に達し得ないような過大な給湯
流量が給湯管15から流出するのを防止するために給湯管
15に設けられ、後述のコントローラによって制御され
る。21は熱交換流量センサ、22は入水温度センサ、23は
出湯温度センサ、24は給湯温度センサである。また30は
コントローラで、このコントローラ30は装置全体の制御
を行うもので、熱交換流量センサ21、入水温度センサ2
2、出湯温度センサ23、給湯温度センサ24、その他のセ
ンサからの情報を入力し、また図示しない遠隔操作器に
よる設定給湯温度情報を入力して、必要な演算を行い、
必要な指令を前記給湯流量調節器18の他、ミキシング調
節器14やバーナ17、その他に送る。

【００１０】上記給湯器において、今、装置の運転スイ
ッチがオンしている状態で、図示しない給湯カランが開
放されることで、熱交換流量センサ21に最低作動水量
（ＭＯＱ）以上の流量が流れると燃焼運転が開始され
る。通常動作としては、入水管11から熱交換器10を通っ
て温水が出湯管12に出湯され、さらに出湯管12からの温
水に対してバイパス管13からの水がミキシング調節器14
によって適当に調節されて、設定給湯温度に調節された
温水が給湯管15に流れる。

【００１１】コントローラ30による過流出防止機構につ
いて、図２も参照して説明する。今、図示しないリモコ
ン等により設定給湯温度が給湯温度として設定可能な最
大値、例えば75℃に設定されている場合に（Ｓ１でイエ
ス）、熱交換流量センサ21が最低作動水量（ＭＯＱ）以
上を検出する（Ｓ２でイエス）と、燃焼が開始され、給
湯が開始される。コントローラ30は、ミキシング調節器
14が正常であること、初期強制増量燃焼時間を経過して
いることを前提として、ミキシング調節器14がバイパス
管側全閉状態にあるか（Ｓ３）、バーナ17が最大出力で
燃焼されているか（Ｓ４）を条件として、それらがイエ
スの場合には、給湯温度センサ24の検出する給湯温度が
設定給湯温度である最大値（75℃）よりも一定温度以上
低いかを監視し（Ｓ５）、一定温度以上低い場合（Ｓ５
でイエス）には過流出防止の動作に入る。前記一定温度
は設定給湯温度に対して許容できる温度範囲で、適当な
温度範囲を設定することができるが、本実施例では前記
一定温度を４℃とし、71℃以下か否かを判定基準とし
て、それ以下の温度で過流出防止のための動作に入る。
実際には71℃以下の温度が１℃以内の変化で30秒継続し
た場合に過流出防止動作に入る。

【００１２】前記過流出防止の動作は、先ず、コントロ
ーラ30は出湯温度センサ23による出湯温度と、入水温度
センサ22による入水温度と、熱交換流量センサ21による
出湯流量とから現在の実出力号数を演算する（Ｓ６）。
演算は次の式で行う。 現在の実出力号数＝（出湯温度−入水温度）×出湯流量÷25 ・・・ そして演算された現在の実出力号数と前回の目標出力号
数とから今回の目標出力号数を演算する（Ｓ７）。今回
が最初の場合には、その最初における前回の目標出力号
数は、設定給湯温度である最大設定値（75℃）に対し
て、燃焼開始時に予め定めた方法により決定される目標
出湯温度、例えば設定給湯温度75℃に対して77℃を用い
て、入水温度と出湯流量とから次の式で演算される。 最初における前回の目標出力号数＝（目標出湯温度−入水温度） ×出湯流量÷25 ・・・ そして今回の目標出力号数は次の式で演算する。 今回の目標出力号数＝（前回の目標出力号数＋現在の実出力号数）÷２ ・・・ 但し、給湯温度が前回よりも低下した場合には、今回の
目標出力号数を前回の目標出力号数とする。前記式の
意味は、給湯温度が設定値（75℃）に対して一定温度以
下（71℃以下）の場合には、演算されるべき今回の目標
の出力号数を前回よりも低減し、現在の実出力号数との
中間値にすることで、その中間値である目標出力号数に
対応して給湯流量調節器18によって流される給湯流量が
減少されるということである。

【００１３】前記今回の目標出力号数が演算されると、
その今回の目標出力号数から今回の目標流量を次の式
で演算する（Ｓ８）。 今回の目標流量＝今回の目標出力号数×25 ÷（目標出湯温度−１−入水温度） ・・・ ここで、目標出湯温度から１℃差し引いたのは演算され
る今回の目標流量に余裕を持たせるものである。が、余
裕は既に今回の目標出力号数の演算において導入してい
るので、この１℃は採用しなくてもよい。以上によって
今回の目標流量が演算されると、コントローラ30は今回
の目標流量となるように給湯流量調節器18に指令を行う
（Ｓ９）。これによって給湯流量調節器18は給湯管15を
流れる流量を絞って、前記今回の目標流量にする。そし
て次回の判定の際、コントローラ30は給湯温度が前記71
℃以下か否かを判定して、71℃以下の場合（Ｓ５でイエ
ス）には再度ステップＳ６〜Ｓ９を繰り返す。前記次回
の判定の際に給湯温度が71℃を越えておれば、ステップ
Ｓ１に戻る。なお実施例の場合、前記演算される今回の
目標出力号数の下限値を22号として制限している。それ
以下になる場合は22号となる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の給湯器の過流出防止装置によれば、給湯流量の
絞り込みを行うか否かの臨界温度条件を給湯温度でもっ
て判断しているので、バイパス管からの水のリークによ
る温度低下が折り込み済であり、給湯流量の絞り込みに
よって確実に所定温度範囲内への給湯温度修正を行うこ
とができる。また給湯管の給湯流量を絞り込んで流す今
回の目標流量の演算においては、該今回の目標流量演算
のための基礎となる今回の目標出力号数を出湯温度を用
いて演算している点、及び今回の目標出力号数を前回の
目標出力号数と現在の実出力号数の中間値として、適当
な安全率をかけながら徐々に流量を絞って行くようにし
ている点から、流量の絞り過ぎ、及びそれによってバー
ナの燃焼の絞り過ぎによる出力低下を起こすことなく確
実に目標とする設定給湯温度に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を備えた給湯器の全体構成図であ
る。

【図２】コントローラの過流出防止機構を説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

10 瞬間式熱交換器 11 入水管 12 出湯管 13 バイパス管 14 ミキシング調節器 15 給湯管 17 バーナ 18 給湯流量調節器 21 熱交換流量センサ 22 入水温度センサ 23 出湯温度センサ 24 給湯温度センサ 30 コントローラ

フロントページの続き (72)発明者 畠 洋二 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 株式 会社ノーリツ内 (72)発明者 坂田 武司 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 株式 会社ノーリツ内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入水管から入った水を瞬間式熱交換器を
   通してバーナで加熱し出湯管に出湯すると共に、前記入
   水管からバイパス管を通ってくる水をミキシング調節器
   により適当に混水することで所定の給湯温度の温水を給
   湯管に給湯するようにしており、前記ミキシング調節器
   はバイパス管側全閉の状態においても多少の流量をバイ
   パス管から給湯管へリークさせるように構成しており、
   また設定給湯温度に達し得ないような過大な給湯流量が
   流出するのを防止するための給湯流量調節器を前記給湯
   管に設けると共に、該給湯流量調節器に対して目標流量
   を演算して指令するコントローラを設けるようにした給
   湯器における過流出防止装置であって、前記コントロー
   ラは、設定給湯温度が最大値に設定され且つバーナが最
   大出力で燃焼されて、しかも前記ミキシング調節器がバ
   イパス管側全閉状態にされている条件下において、現在
   の給湯温度が前記最大値よりも一定温度以上低い温度で
   ある場合には、出湯温度と入水温度と出湯流量とから現
   在の実出力号数を演算し、更に前記実出力号数と前回の
   目標出力号数とからそれらの中間値まで減じた形で今回
   の目標出力号数を演算し、該演算された今回の目標出力
   号数と設定出湯温度と入水温度とから今回の目標流量を
   さらに演算して、該今回の目標流量を給湯流量調節器に
   指令する構成としたことを特徴とする給湯器の過流出防
   止装置。