JP2637837B2 - 給湯器 - Google Patents

給湯器

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JP2637837B2
JP2637837B2 JP2206131A JP20613190A JP2637837B2 JP 2637837 B2 JP2637837 B2 JP 2637837B2 JP 2206131 A JP2206131 A JP 2206131A JP 20613190 A JP20613190 A JP 20613190A JP 2637837 B2 JP2637837 B2 JP 2637837B2
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孝徳 山本
浩 市川
雅収 久保田
宣隆 森中
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、給水の流量及び温度、熱交換器の出湯温度
及び設定出湯温度等に基づいて出湯量及び出湯温度等が
制御される給湯器に関するものである。
【従来の技術】
従来、第3図に示すように、給湯器1において、熱交
換器2の温水出口側に出湯される温水と水とを混合して
所望の湯温の温水を得るための温水混合手段3を設けた
ものがある。所望の安定した湯温の温水を得るために
は、熱交換器2の動作を適切に維持して、熱交換器2か
ら出湯される温水の温度を安定化させる必要があり、こ
のために、熱交換器2に供給される水量及び水温を監視
してこれに基づいて、燃焼制御を行なうようにしてい
る。 前記監視手段としては、給湯器1の給水管4に設けら
れた第1の流量検出手段5と、その水の温度を検出する
ための水温検出手段6と、熱交換器2の水導入側に設け
られた第2の流量検出手段7と、さらに、熱交換器2の
温水出口側に設けられた出湯温度検出手段8を挙げるこ
とができ、それらの検出信号に基づいて、フィードフォ
ワード、フィードバックまたはオンオフ制御を行なうよ
うにしている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、給湯器1に供給される水の総流量を検
出するための第1の流量検出手段5の他に、熱交換器2
の水導入側に熱交換器2に供給される水の量を検出する
ための第2の流量検出手段7を設けるため、コストアッ
プは避けられない。また、給湯器1に供給される水は、
熱交換器2と温水混合手段3とに分岐供給されるため、
熱交換器2に供給される水量は、通常の流量検出手段で
は検出不十分な小さなものとなり、正常な制御動作に供
しえないこととなる。従って、第2の流量検出手段7
は、例えば、0.4/min.以上から測定可能とする性能が
要求され、その分高価なものとなる。 そこで、本発明は、流量検出を簡略化するとともに、
安定した出湯量及び出湯温度を実現した給湯器を提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明の給湯器は、第1図及び第2図に例示するよう
に、供給される水を加熱すべき熱交換器(11)と、燃料
ガスを燃焼させて前記熱交換器を加熱する燃焼手段と、
供給される前記水が前記熱交換器より上流側で分岐され
て供給され、設定温度に基づいて、前記水と前記熱交換
器で得られた温水とを混合して温水を取り出すサーモミ
キシングバルブ(12)と、前記熱交換器と前記サーモミ
キシングバルブとに供給される前記水の総流量を検出す
る流量検出手段(15)と、前記熱交換器及び前記サーモ
ミキシングバルブへの給水温度を検出する第1の温度検
出手段(16)と、前記熱交換器の出湯温度を検出する第
2の温度検出手段(17)と、前記設定温度に基づく前記
サーモミキシングバルブから出湯される温度をTS、前記
流量検出手段で検出される前記水の総流量をW、前記第
1の温度検出手段で検出される給水温度をTIN、前記第
2の温度検出手段で検出された前記出湯温度をTHとする
とき、前記熱交換器に給水される水量WHは、 WH={(TS−TIN)/(TH−TIN)}×W から導出し、この水量WHに応じて前記燃焼手段に対する
前記燃料ガスの供給量を制御するとともに、前記サーモ
ミキシングバルブの前記水と前記温水との混合比率を制
御する制御手段(水量導出手段19、前記サーモミキシン
グバルブの制御手段20、燃料供給制御手段22)とを備え
たことを特徴とする。
【作 用】
本発明の給湯器においては、給水管の分岐点の上流部
位に設けられた流量検出手段、第1及び第2の温度検出
手段によって、水の総流量、水温、熱交換器からの出湯
温度を検出し、設定された出湯温度に基づいて以下の演
算を行なうことで、熱交換器に供給される水の量を導出
することができる。 即ち、熱交換器に給水される水量WHは、前記した通
り、 WH={(TS−TIN)/(TH−TIN)}×W ……(1) となる。この式(1)において、温水混合手段を経て出
湯される出湯温度TSの温水の出湯量は、給湯器に供給さ
れる水の総流量Wであり、出湯温度TSを温水の熱量を考
慮すると、 THWH+TINWC=TSW ……(2) なる関係が成り立つ。ここで、TINは供給される水の温
度、THは熱交換器からの出湯温度、WCと給水管から温水
混合手段に流入する水量を示し、WC=W−WHであるか
ら、これを(2)式に代入すると、 THWH+TIN(W−WH)=TSW ……(3) となり、この(3)式を整理して、(1)式が得られ
る。 このように、給水管の分岐点の上流部位に1つの流量
検出手段を設ければ足り、この流量検出手段には、総流
量の水が流れるので、特別に高感度な流量検出手段を適
用する必要がなく、流量検出手段の簡略化が可能になっ
ている。
【実施例】
以下、本発明を図面に示した実施例を参照して説明す
る。 第1図は、本発明の給湯器の一実施例を示している。
第1図においては、10は温水混合手段を内蔵した給湯器
を示し、この給湯器10は、熱交換器11の温水出口側に温
水混合手段であるサーモミキシングバルブ12を接続構成
すると共に、給水管13を熱交換器11の水導入側に接続す
る一方、サーモミキシングバルブ12に分岐接続したもの
である。 給水管13の分岐点14の上流部位には、給湯器10に供給
される水の総流量を検出する流量検出手段15と第1の温
度検出手段16が設けられる。 また、熱交換器11の温水出口側には、熱交換器11から
出湯温度を検出する第2の出湯温度検出手段17が設けら
れる。なお、これら流量検出手段15、第1の温度検出手
段16、熱交換器11及び第2の温度検出手段17は公知のも
のでよい。 サーモミキシングバルブ12は給水管13から水を導入す
ると共に、熱交換器11から出湯される温水を導入して、
これら水と温水を混合し、所望の湯温の温水を得るよう
にしたものである。なお、このサーモミキシングバルブ
12は、後述する出湯温度設定手段に設定された給湯器10
の出湯温度に基づいて、所定の比率で水と温水を混合す
べく弁体の開度調整がなされる。また、サーモミキシン
グバルブ12には、混合された温水の温度により膨張収縮
する部材(例えば、ワックス)が設けられ、温水の温度
に応じて、膨張収縮する部材を作動子として作用させて
弁体の開度調整を行なうことで、水と温水との混合比率
を自動的に補正し、設定湯温の温水を出湯する機能を有
する。 18は制御部を示し、この制御部18は第2図に示すよう
に、流量検出手段15、第1の温度検出手段16及び第2の
温度温度検出手段17から検出信号を取り込んで所定の演
算を行なう水量導出手段19を具備する。 また、制御部18はサーモミキシングバルブの制御手段
20を有し、給湯器10の出湯温度を設定するための出湯温
度設定手段21から出湯温度設定信号を取り込む。出湯温
度設定手段21はこの出湯温度設定信号を水量導出手段19
に出力するようになっている。 ここで、水量導出手段19には、周知の構成のものを適
用することができ、実行される演算について説明する
と、式(1)で記載した通り、 WH={(TS−TIN)/(TH−TIN)}×W ただし、W:給湯器に供給される水の総流量(流量検出
手段15による)、TIN:給湯器に供給される水の水温(第
1の温度検出手段16による)、TS:設定された出湯温度
(出湯温度設定手段21による)、TH:熱交換機11からの
出湯温度、WH:熱交換器11に給水される水量。 そして、水量導出手段19から、水量WHにかかる信号が
適宜な信号処理手段(例えば燃料供給量算出手段)を介
して燃料供給制御手段22に導出され、燃焼手段によって
燃焼がなされるようになっている。 このように給湯器10は構成されており、次にその動作
を説明する。 給水管13を介して供給された水は、熱交換器11に導入
される一方、サーモミキシングバルブ12に供給される。
その際、サーモミキシングバルブ12は、出湯温度設定手
段21に設定入力された出湯温度TSに基づいてサーモミキ
シングバルブの制御手段20を介し、弁体の開度調整、即
ち、熱交換器11側からの温水と水との混合比率の制御が
なされている。 給湯器10に供給される水は、流量検出手段15によって
総流量W、第1の温度検出手段16によって水温TINが検
出され、第2の温度検出手段17により熱交換器11から出
湯される温水の温度THが検出され、それぞれ、制御部18
の水量導出手段19に取り込まれる。 水量導出手段19は、さらに、出湯温度設定手段21から
出湯温度TSにかかる設定信号を取り込んで、式(1)の
演算を行ない、熱交換器11に給水される水量WHを求め
る。 次に、制御部18は、かかる演算によって求められた熱
交換器11に給水される水量WHに基づき、その水量WHにか
かる信号が燃料供給手段22に出力され、この燃料供給制
御手段22によって燃焼手段に対する燃料ガスの供給量が
制御される。 以上のような手順により容易に熱交換器11に給水され
る水量WHを求めることができ、しかも、流量検出手段15
には、総流量の水が流れるので、特別に高感度な流量検
出手段を適用する必要はなく、熱交換器11の水導入側に
流量検出手段を設ける必要がないので、生産コストを抑
制することが可能となる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得
られる。 (a) 熱交換器とサーモミキシングバルブとに供給さ
れる水の総流量を単一の流量検出手段によって検出し、
かつ、その給水温度を第1の温度検出手段、熱交換器か
らの出湯温度を第2の温度検出手段で検出し、設定され
る出湯温度に基づいて、熱交換器に給水される水量を演
算し、その演算結果によって、燃焼手段に対する燃料ガ
スの供給量の制御と、サーモミキシングバルブの水と温
水との混合比率の制御とを行うようにしたので、流量検
出手段を簡略化できるとともに、給水量や給水温度の変
動に拘わらず安定した出湯温度及び出湯量を得ることが
できる。 (b) また、流量検出手段は単一化できる上、給水側
で総流量を検出しているため、従来のように検出すべき
流量の欠乏がないので、特別に高感度の流量検出手段を
適用する必要がなく、部品点数の削減とともに生産コス
トを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の給湯器の一実施例を示す系統図、 第2図は第1図に示す給湯器における制御系統を示すブ
ロック図、 第3図は従来の給湯器の一例を示す系統図である。 10……給湯器 11……熱交換器 12……サーモミキシングバルブ 13……給水管 14……分岐点 15……流量検出手段 16……第1の温度検出手段 17……第2の温度温度検出手段 18……制御部 19……水量導出手段 20……サーモミキシングバルブの制御手段 21……出湯温度設定手段 22……燃料供給制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 雅収 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 森中 宣隆 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−33465(JP,A) 特開 昭63−311042(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給される水を加熱すべき熱交換器と、 燃料ガスを燃焼させて前記熱交換器を加熱する燃焼手段
    と、 供給される前記水が前記熱交換器より上流側で分岐され
    て供給され、設定温度に基づいて、前記水と前記熱交換
    器で得られた温水とを混合して温水を取り出すサーモミ
    キシングバルブと、 前記熱交換器と前記サーモミキシングバルブとに供給さ
    れる前記水の総流量を検出する流量検出手段と、 前記熱交換器及び前記サーモミキシングバルブへの給水
    温度を検出する第1の温度検出手段と、 前記熱交換器の出湯温度を検出する第2の温度検出手段
    と、 前記設定温度に基づく前記サーモミキシングバルブから
    出湯される温度をTS、前記流量検出手段で検出される前
    記水の総流量をW、前記第1の温度検出手段で検出され
    る給水温度をTIN、前記第2の温度検出手段で検出され
    た前記出湯温度をTHとするとき、前記熱交換器に給水さ
    れる水量WHは、 WH={(TS−TIN)/(TH−TIN)}×W から導出し、この水量WHに応じて前記燃焼手段に対する
    前記燃料ガスの供給量を制御するとともに、前記サーモ
    ミキシングバルブの前記水と前記温水との混合比率を制
    御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする給湯器。
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