JP2643889B2

JP2643889B2 - 高温差し湯運転時の過昇温出湯防止方法

Info

Publication number: JP2643889B2
Application number: JP6337084A
Authority: JP
Inventors: 洋一前田; 豊中村; 一朗大友
Original assignee: NOORITSU KK
Current assignee: NOORITSU KK
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH08178418A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温差し湯機能付給湯
器において、通常の給湯温度よりも高い温度で給湯する
高温差し湯運転を行っている際の過昇温出湯防止方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】給湯器においては通水量または燃焼量を
調整して出湯温度を制御するものであるが、多くは燃焼
量を一定或いは複数段階に保持して水量制御弁で通水量
を調整することにより出湯温度を制御しており、近年、
過大通水を防止する水量制御弁が広く用いられている。
台所等の給湯栓に出湯するときに所定範囲の設定温度
（例えば、38〜75℃）で行う一般給湯運転と、浴槽へ湯
を張るときに所定範囲の設定温度（例えば、38〜48℃）
で行う湯張り運転と、浴槽内の湯が冷却した時に高い設
定温度（例えば、90℃）で湯を浴槽内に供給して浴槽内
の湯を昇温させる高温差し湯運転とを行うことのできる
高温差し湯機能付給湯器においては、高温差し湯運転時
に高温の出湯温度を得るために熱交換器の通水量が相当
に絞られるものであるが、給湯器の出湯能力が大きい場
合に、高温（90℃）の湯が大量に浴槽に供給されること
になり、入浴者に不快感を与える恐れがあるため、高温
差し湯運転時の通水量を特定の低流量（例えば、５l/mi
n.）に制限している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高温差し湯機能付給湯器においては、一般給湯運転
等で比較的低い設定温度（例えば、40℃）の出湯を行っ
ている場合、水量制御弁は全開付近で開度が調節される
ことになるが、この状態で一旦出湯が停止されると水量
制御弁は全開付近の開度で停止される。その後高温差し
湯運転が開始されると、水量制御弁の開度調節は全開付
近から開始して低流量（例えば、５l/min.）の小開度ま
で絞ることにことになり、この時に制御遅れによって水
量制御弁が多少のオーバーシュート（絞り過ぎ）を生じ
ることは避け難いものであり、水量制御弁がオーバーシ
ュートを生じると、通水量が予め設定された低流量を下
回る過少流量にまで低下し（図３参照）、出湯湯温が高
温差し湯運転の設定温度（例えば、90℃）を超えて、給
湯器の熱交換器内で局部的な沸騰を生じるという問題が
あった。

【０００４】このような低流量での高温出湯運転時にお
ける流量変化が出湯温度に与える影響について説明する
と、出湯温度Ｔh （℃），入水温度Ｔc （℃），熱交換
器の通水量Ｑ（l/min.），燃焼量Ｇ（号）において、Ｇ
＝（Ｔh −Ｔc ）・Ｑ／25が成立するから、例えば、出
湯温度Ｔh ＝90℃，入水温度Ｔc ＝10℃，通水量Ｑ＝５
l/min.で高温出湯運転を行っている時は、燃焼量Ｇ＝
（90−10）×５／25＝16号であり、この燃焼量Ｇ＝16号
で出湯運転している時に流量Ｑが瞬間的に減少してＱ＝
4.5 l/min.になった場合の出湯温度Ｘ（℃）は、（Ｘ−
10）×4.5 ／25＝16からＸ≒98.9℃となる、即ち0.5 l/
min.の流量減少で出湯温度が8.9 ℃上昇するもので、流
量誤差が出湯温度に大きな影響を与えるものである。

【０００５】また、通常は、給湯器の運転スイッチをオ
ンにすると水量制御弁の開度を全開にして待機するよう
に制御されているから、運転スイッチをオンにした後、
最初に高温差し湯運転を行う場合も同様の問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、高温差し湯機能付給湯器
において、流量の落ち込みによる出湯温度の上昇を防
ぎ、熱交換器内での沸騰を防止することの出きる高温差
し湯運転時の過昇温出湯防止方法を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高温差し湯運転時の過昇温出湯防止方法
は、高温差し湯機能付給湯器において、高温差し湯運転
を開始する際に、水量制御弁を完全閉止を含む最小開度
にした後、水量制御弁の開度を高温差し湯設定温度に対
応する小開度に増大させるものであり、高温差し湯運転
を開始すると、一旦水量制御弁の開度が最小開度位置に
絞られた後、水量制御弁の開度が通水量を高温差し湯設
定通水量になるように増大されるから、水量制御弁がオ
ーバーランした場合には、水量制御弁の開度が目標開度
より大きくなり、通水量が増加して高温差し湯設定通水
量を超えることになるから、出湯温度が低下することに
なって熱交換器内での沸騰の恐れがないものである。ま
た、水量制御弁の開度が最小開度から、高温差し湯設定
通水量に適した小開度に制御されるものであるから、オ
ーバーランは小さく、速やかに出湯湯温が安定するもの
である。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を、図を参照して説明する。
図４において、本発明を適用する高温差し湯機能付給湯
器を説明すると、給湯器１に設けられた熱交換器２は、
入口側に入水路３が、出口側に出湯路４が接続されてお
り、入水路３からバイパス路５が分岐されて三方切替弁
６に接続され、出湯路４は第１バイパス出湯路41と一般
給湯路７及び浴槽給湯路８に分岐され、一般給湯路７か
ら第２バイパス出湯路71が分岐され、第１バイパス出湯
路41及び第２バイパス出湯路71は三方切替弁６に接続さ
れており、一般給湯路７は台所、洗面所などの給湯場所
（図示せず）に接続され、浴槽給湯路８は浴槽９の下部
に接続されている。

【０００９】出湯路４の第１バイパス出湯路41の分岐位
置と一般給湯路７の分岐位置との間に水量制御弁10と、
一般給湯路７の分岐位置近傍で出湯温度Ｔh を検出する
出湯温度センサ11とが設けられ、浴槽給湯路８に電動弁
12及び逆止弁13が設けられ、一般給湯路７の第２バイパ
ス出湯路71の分岐位置より上流側に逆止弁14が設けら
れ、第２バイパス出湯路71にバイパスセンサである水流
スイッチ15が設けられており、バイパス路５の分岐位置
より下流側の入水路３に、熱交換器２の通水量である入
水量Ｑc を検出する入水量センサ16と、入水温度Ｔc を
検出する入水温度センサ17とが配設されている。なお、
本実施例における水量制御弁10は、最も開度を絞った状
態でも完全に閉止されることがなく、極小流量（殆ど０
l/min.に近い）が流れる最小開度となるものであるが、
完全閉止状態を含んでも良いものである。

【００１０】給湯器１は、上記熱交換器２と、その下方
の能力切替バーナ18と、燃焼空気供給用ファン19と、点
火プラグ20と、フレームロッド21とを有し、ファン19に
設けられた回転数センサ22と、過熱防止装置23と、残火
安全装置24とを備えており、バーナ18に接続されるガス
管路25に、元電磁弁26と、比例制御弁27と、主電磁弁28
と、能力切替弁29とが設けられている。

【００１１】出湯温度センサ11と、水流スイッチ15と、
入水量センサ16と、入水温度センサ17と、フレームロッ
ド21と、回転数センサ22と、過熱防止装置23及び残火安
全装置24からの各種検出信号が入力され、三方切替弁６
と、水量制御弁10と、電動弁12と、ファン19と、点火プ
ラグ20と、元電磁弁26と、比例制御弁27と、主電磁弁28
及び能力切替弁29に制御信号を出力するコントローラ30
が設けられ、風呂リモートコントローラ31或いは主リモ
ートコントローラ32からの操作信号が入力される（配線
は図示せず）。

【００１２】三方切替弁６は切替ギヤードモータで駆動
され、図５（イ）〜（ニ）に示す弁位置が、それぞれの
位置に配設したリミットスイッチにより検出されて切替
制御されるものであり、図５（イ）〜（ニ）を参照して
出湯運転動作について説明する。運転スイッチをオンす
ると、三方切替弁６は図５（ハ）の位置にあり、弁体の
中央開口に連通するバイパス路５（図面に直角方向）と
第１バイパス出湯路41とが弁体の開口60を介して連通し
た待機状態で、この時水量制御弁10は全開位置に保持さ
れている。一般給湯運転において、低設定温度Ｔsl（例
えば、60℃未満、38〜65℃）の場合は、電動弁12が閉止
され、三方切替弁６が上記待機状態と同じ位置である低
温給湯位置〔図５（ハ）参照〕にあり、入水路３からバ
イパス路５に分流された冷水が、三方切替弁６及び第１
バイパス出湯路41を介して出湯路４に流入し、出湯路４
からの高温湯と混合されて出湯するものであり、熱交換
器２への入水量Ｑcは出湯温度Ｔh に基づいて調節され
る水量制御弁10の開度によって変化し、バイパス比は流
路抵抗に基づいて固定されているから、バイパス水量Ｑ
b も変化し、一般給湯路７から低設定温度Ｔslの給湯を
得る。

【００１３】一般給湯運転における高設定温度Ｔsh（例
えば、60℃以上、60，75℃）の場合は、電動弁12が閉止
され、三方切替弁６が高温給湯位置〔図５（ニ）参照〕
にあり、バイパス路５は第１バイパス出湯路41並びに第
２バイパス出湯路71から遮断されており、出湯温度Ｔh
に基づいて水量制御弁10の開度により調節される入水量
Ｑc は全て（バイパス水量Ｑb ＝０）熱交換器２で加熱
され、一般給湯路７から高設定温度Ｔshの給湯を得る。

【００１４】湯張り運転を行う場合即ち低めの設定温度
である風呂設定温度Ｔsf（例えば、38〜50℃）で出湯す
る場合は、電動弁12が開放されて、三方切替弁６が湯張
り給湯位置〔図５（ロ）参照〕にあり、バイパス路５は
第１バイパス出湯路41並びに第２バイパス出湯路71に弁
体の開口60を介して連通され、出湯温度Ｔh に基づいて
調節される水量制御弁10の開度によって入水量Ｑc が調
節され、出湯路４内で高温湯と冷水とが混合されて浴槽
給湯路８から湯張り設定温度Ｔsyの湯が浴槽９内に給湯
される。

【００１５】高温差し湯運転の場合は、三方切替弁６が
高温差し湯給湯位置〔図５（イ）参照〕にあり、バイパ
ス路５は第２バイパス出湯路71にのみ連通され、高温差
し湯設定温度Ｔsh（例えば、90℃）の一定温度で出湯す
るように、水量制御弁10の開度を調整し、定常状態にお
いて入水量Ｑc を、高設定温度Ｔshの一般給湯運転の最
高出湯温度の時よりも少なく、過大な高温湯が浴槽９内
に吐出される危険を抑止することのできる通水量で、予
め定めた高温差し湯設定通水量Ｑsh（例えば、５l/mi
n.）に調節して、出湯温度Ｔh を高温差し湯設定温度Ｔ
sh（90℃）に保持し、浴槽給湯路８から浴槽９内に給湯
する。

【００１６】なお、高温差し湯運転を行っている時に一
般給湯路７の一般給湯栓を開くと、バイパス路５が第２
バイパス出湯路71に連通しているから、水流スイッチ15
がオンして一般給湯使用開始を検出し、電動弁12が閉止
されて高温差し湯給湯が一旦停止され、一般給湯が優先
して行われるもので、一般給湯が終了したのちに高温差
し湯給湯が再開される。以上、第１バイパス出湯路及び
三方切替弁を備えた給湯器についてのみ述べてきたが、
第１バイパス出湯路並びに三方切替弁を備えていない給
湯器であってもよく、その場合は入水路と一般給湯路と
を連通させるバイパス路を設け、該バイパス路に電磁弁
並びにバイパス水流スイッチを設けた給湯器でも良い。

【００１７】次に、高温差し湯運転を開始する際の本発
明の制御動作について図１のフローチャートを参照して
説明する。給湯器１の運転スイッチ・オンの信号に基づ
いて、水量制御弁10が待機状態即ち全開位置であること
を確認し、その後高温差し湯運転スイッチ・オンの信号
に基づき、運転ランプが点灯して、三方切替弁６が高温
差し湯給湯位置に駆動される。予め設定された第１異常
確認時間ｔ₁（例えば、25秒）経過しても三方切替弁６
が高温差し湯給湯位置に達しない時は、異常表示する。

【００１８】第１異常確認時間ｔ₁（25秒）経過前に三
方切替弁６が高温差し湯給湯位置に達していることを確
認した後、水量制御弁10を完全閉止状態を含む最小開度
位置に駆動する。その後、浴槽給湯路８の電動弁12を開
くとともに、水量制御弁10を最小開度位置から開度を増
大して通水量Ｑc を増大させ、水量センサ16の検出する
通水量Ｑc が、給湯器１が確実に出湯動作できる最小の
通水量である最低作動水量ＭＯＱ（例えば、2.5 l/mi
n.）以上となったことを確認するもので、予め設定され
た第２異常確認時間ｔ₂（例えば、４分）経過しても通
水量Ｑc が最低作動水量ＭＯＱ（2.5 l/min.）未満であ
った場合には、異常表示を行うとともに、電動弁12を閉
じて浴槽給湯路８への出湯を停止させる。

【００１９】第２異常確認時間ｔ₂（４分）が経過する
前に、通水量Ｑc が最低作動水量ＭＯＱ（2.5 l/min.）
以上であることを確認すると、高温差し湯給湯量の積算
カウントを開始し、出湯温度Ｔh を高温差し湯設定温度
Ｔsh（90℃）として浴槽給湯路８から給湯する。この
時、上述の如く、通水量Ｑc を高温差し湯設定通水量Ｑ
sh（５l/min.）に水量調整弁10が制御される。

【００２０】高温差し湯給湯量の積算値が予め定めた積
算量Ｑt （例えば、10リットル）に達したことを確認し
た後、出湯温度Ｔh を風呂設定温度Ｔsf（38〜50℃）に
変更し、出湯温度Ｔh が風呂設定温度Ｔsfより予め定め
た温度差α（例えば、10℃）だけ高い温度以下（Ｔh ≦
Ｔsf＋α）に低下し、安全な出湯温度Ｔh になったこと
を確認してから、電動弁12を閉じ、高温差し湯運転を終
了させる。また、出湯温度Ｔh が風呂設定温度Ｔsfより
温度差α（10℃）だけ高い温度を超えている（Ｔh ＞Ｔ
sf＋α）場合には、予め定められた湯温確認時間ｔ
₃（例えば、10秒）が経過すると、熱交換器２から出湯
温度センサ11の近傍までの管路内の高温湯が排出され、
安全な出湯温度Ｔh になるものであるから、その後電動
弁を閉止し、高温差し湯運転を終了させる。

【００２１】上記構成により、高温差し湯運転を開始す
ると、図２に示すように、一旦水量制御弁の開度が最小
開度位置に絞られた後、水量制御弁の開度が通水量Ｑc
を高温差し湯設定通水量Ｑsh（５l/min.）になるように
増大されるから、水量制御弁がオーバーランした場合に
は、水量制御弁の開度が目標開度より大きくなり、通水
量Ｑc が増加して高温差し湯設定通水量Ｑsh（５l/mi
n.）を超えることになるから、出湯温度Ｔh が低下する
ことになって熱交換器内での沸騰の恐れがないものであ
る。また、水量制御弁の開度が最小開度から、高温差し
湯設定通水量Ｑsh（５l/min.）に適した小開度に制御さ
れるものであるから、オーバーランは小さく、速やかに
出湯湯温Ｔh が安定するものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から次に述べる効果を奏する。高温差し湯運転を開始す
ると、一旦水量制御弁の開度が最小開度位置に絞られた
後、水量制御弁の開度が通水量を高温差し湯設定通水量
になるように増大されるから、水量制御弁がオーバーラ
ンした場合には、水量制御弁の開度が目標開度より大き
くなり、通水量が増加して高温差し湯設定通水量を超え
ることになるから、出湯温度が低下することになって熱
交換器内での沸騰の恐れがないものである。また、水量
制御弁の開度が最小開度から、高温差し湯設定通水量に
適した小開度に制御されるものであるから、オーバーラ
ンは小さく、速やかに出湯湯温が安定するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明の制御方法による通水量の変化を示す
タイムチャートである。

【図３】従来の通水量の変化を示すタイムチャートで
ある。

【図４】本発明を適用する高温差し湯機能付給湯器の
概略構成図である。

【図５】三方切替弁の動作説明図である。

【符号の説明】

１給湯器、２熱交換器、３入水路、４出湯路、
５バイパス路６三方切替弁、７一般給湯路、８浴槽給湯路、10
水量制御弁 11 出湯温度センサ、12 電動弁、16 入水量センサ、
17 入水温度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温差し湯機能付給湯器において、高温
差し湯運転を開始する際に、水量制御弁を完全閉止を含
む最小開度にした後、水量制御弁の開度を高温差し湯設
定温度に対応する小開度に増大させることを特徴とする
高温差し湯運転時の過昇温出湯防止方法。