JP2814744B2 - 自動給湯装置 - Google Patents

自動給湯装置

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JP2814744B2 JP2338211A JP33821190A JP2814744B2 JP 2814744 B2 JP2814744 B2 JP 2814744B2 JP 2338211 A JP2338211 A JP 2338211A JP 33821190 A JP33821190 A JP 33821190A JP 2814744 B2 JP2814744 B2 JP 2814744B2
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雅義 ▲高▼光
勝己 平田
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、湯と水を混合して所望する温度と流量の混
合湯を得る自動給湯装置に関する。
従来の技術 近年、湯と水を混合して混合湯を供給する自動給湯装
置は、混合湯の温度、流量が広い範囲にわたって安全に
供給できることが求められている。
従来のこの種の自動給湯装置は、たとえば、実開昭61
−18424号公報に記載されているものがある。以下、そ
の構成について第5図を参照しながら説明する。
第5図に示すように、水道1は二系統に分岐され、給
湯機2を経た給湯管路3と、給水管路4とが定温給湯装
置5に接続されている。定温給湯装置5の内部では給湯
管路3に湯量弁6が接続されており、また給水管路4に
水量弁7が接続されており混合比を調節している。混合
管路8には混合湯温を検出するサーミスタ9が設けられ
ており、このサーミスタ9の信号と混合湯温を任意に調
節するコントローラ10の信号に基づき、制御装置11によ
り湯量弁6と水量弁7が制御される。混合湯は混合管路
8の端末に設けた蛇口12を経て、給湯対象である浴槽13
に供給される。湯量弁6と水量弁7は制御装置11より制
御される湯量弁モータ14と水量弁モータ15によりそれぞ
れ駆動され、サーミスタ9の信号でフィードバック制御
する。
発明が解決しようとする課題 このような従来の自動給湯装置では、給湯機2の沸き
上げ設定温度は使用者が意識的に変更しない限り、ある
設定された一定温度のままであり、特に出湯温度が熱湯
まで必要とされる場合は給湯機2の沸き上げ設定温度は
最高温度に設定されたままであり、出湯量が少ない場合
や出湯温度が低い場合は、湯側の流量が低下して給湯機
2を流れる流量が最低点火流量を下回ると、給湯機2の
燃焼が停止するため、定温給湯装置5への供給湯温が低
下し、所望された出湯温度が得られなくなるという問題
を有していた。また、混合湯温の低下をサーミスタ9が
検出し湯量弁6の弁開度を増加するように制御すると、
再び湯側流量が増加し、給湯機2を流れる流量が最低点
火流量を上回ると給湯機2が点火する。このとき、供給
湯温の立ち上がりが早く、湯量弁6の弁開度がほぼ全開
の状態から、混合湯温が設定温度を越えたのをサーミス
タ9が検出してから弁開度を修正し始めるため、大きな
オーバーシュートが生じて危険であり、その状態が周期
的に発生するため、使い勝手が悪いという問題を有して
いた。
また、低流量設定出湯時や定温設定出湯時は、給湯機
2を流れる水量が減少するため給湯機2の熱交換効率が
低下し、熱ロスが大きくなりエネルギーの無駄になると
いう問題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、出湯設
定状態量と給水温度に応じて給湯機の沸き上げ湯温の設
定を規定された条件の下で自動的に設定変更して給湯機
を流れる水量を最低点火流量以上に保ち給湯機が連続し
て燃焼するようにし、低流量設定や定温設定の出湯時で
も常に安定した温度の混合湯を供給するとともに、操作
性のよい快適な自動給湯装置を提供することを目的とし
ている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、瞬間式給湯機
と、前記瞬間式給湯機に接続した給湯管の湯と給水管の
水とを混合して所望する温度の混合湯を得る混合弁と、
前記混合弁を駆動する混合弁駆動装置と、前記給水管の
途中に設けた水温検出器と、混合湯温度を検出する温度
検出器と、前記混合弁の下流に設け混合湯の出湯、停止
および流量を制御する流量制御弁と、前記流量制御弁を
駆動する流量制御弁駆動装置と、混合湯の流量を検出す
る流量検出器と、所望する湯の状態量を設定する設定器
と、前記設定器から入力さた状態量と前記温度検出器お
よび前記流量検出器の信号とを比較し前記混合弁と前記
流量制御弁の駆動を制御する制御器とを備え、前記制御
器は設定器から入力された状態量と水温検出器の検出温
度から給湯管の流量を算出し、当該流量と予め設定した
瞬間式給湯機の最低点火流量を比較し、前記算出した給
湯管流量が大きいときは瞬間式給湯機の沸き上げ湯温を
予め規定した設定温度とし、算出した給湯管流量が前記
最低点火流量より小さいときは給湯管の流量が最低点火
流量以上になるように瞬間式給湯機の沸き上げ湯温を変
更するような構成としている。
作用 本発明は上記した課題解決手段により、使用者が設定
する混合湯の温度と流量の設定値が瞬間式給湯機の燃料
を停止する条件以外の場合は、瞬間式給湯機の給湯能力
を最大限確保し、高温出湯設定や大流量出湯設定がなさ
れた場合でも素早く、その設定された状態量に対応でき
るようにするとともに、低流量設定時、定温設定時、ま
たは給水温が高い場合の出湯においても瞬間式給湯機の
燃焼を停止させることなく常に瞬間式給湯機から最適湯
温のお湯を供給し、所望される設定状態量の混合湯をす
ばやく安定して出湯することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて説明す
る。
第1図に示すように、能力可変型の瞬間式給湯機16に
給湯管17を接続し、この給湯管17と給水管18を混合ユニ
ット19に接続している。この混合ユニット19内で所望す
る温度に混合された混合湯は混合湯管20を通じて流量制
御ユニット21に流入し、流量制御ユニット12内でバスタ
ブ給湯用吐出口22とシャワー23などの洗い場給湯用吐出
口24への選択的切り替えと吐出量の調節を行う。混合ユ
ニット19は、湯側、水側それぞれに設けた逆止弁25と、
その下流に設けた湯水の圧力を等しくする等圧化弁26
と、水側の逆止弁25と等圧化弁26との間に設けた水温検
出器27と、等圧化弁26の下流の混合弁28と、この混合弁
28により調節された混合湯が流出する混合湯管20と、こ
の場合湯管20に設けた混合湯の温度を検出する温度検出
器29と、混合弁28を電気的に駆動する混合弁駆動装置30
とから成り立っている。流量制御ユニット21は、混合ユ
ニット19で所望する温度に調節された混合湯の流量を検
出する流量検出器31と、混合湯の出先をバスタブ給湯用
吐出口22と洗い場給湯用吐出口24へ選択的に切り替える
と同時に、それぞれの吐出量を制御する流量制御弁32
と、この流量制御弁32を電気的に駆動する流量制御弁駆
動装置33とから構成している。制御器34は浴室内に設け
た設定器35で設定された混合湯の温度、流量などの状態
量に応じて混合弁駆動層30と流量制御弁駆動装置33を制
御するとともに瞬間式給湯機16の沸き上げ設定温度を自
動的に制御する。
つぎに、上記構成において第2図を参照しながら動作
を説明する。
設定器35で所望される混合湯の温度、流量などの状態
量および出湯開始が設定されると、設定器35から制御器
34へ設定信号が伝送され、制御器34によって水温検出器
27の検出温度と設定された状態と規定された供給湯温か
ら、次式により瞬間式給湯機16が供給する流量QHを算出
する。
ただし、QS;混合湯の流量 TS;混合湯の温度 TH;瞬間式給湯機16の沸き上げ湯温 TC;水温 この流量QHが瞬間式給湯機16の最低点火流量以上にな
ると判断した場合は、瞬間式給湯機16の沸き上げ湯温設
定を規定温度(たとえば安全で通常頻繁に使用する最高
温度)とし、沸き上げ湯温を制御する。一方、制御器34
によって湯側を流れる流量が瞬間式給湯機16の最低点火
流量以下になると判断した場合は、瞬間式給湯機16を流
れる流量が最低点火流量以上になるように瞬間式給湯機
16の沸き上げ湯温THを次式により算出し、自動的に設定
するとともに沸き上げ湯温を制御する。
ただし、QH>最低点火流量QL また設定器35から設定されたバスタブ給湯用吐出口2
2、シャワー23または洗い場給湯用吐出口24のいずれか
を開くように流量制御弁駆動装置33へ駆動信号を伝送
し、流量制御弁32を切り換え開弁する。瞬間式給湯機16
から供給された湯は給湯管17を通じ、混合ユニット19へ
流入する。給湯管17からの湯と給水管18を流れてきた水
とは設定器35に設定された設定温度と温度検出器29の検
出温度が等しくなるように偏差量に応じて混合弁駆動装
置30に信号を伝送して混合弁28の湯側、水側の弁開度を
調節することによって混合される。混合ユニット19で混
合された混合湯は、流量制御ユニット21内へ流入し、流
量検出器31で流量を検出される。流量検出器31で検出さ
れた流量は、制御器35によって、設定器35で設定された
流量値と比較し、偏差量に応じて流量制御弁駆動装置33
に信号を伝送して流量制御弁32の弁開度を調整し、吐出
流量を制御する。
このようにして、設定器35における設定が瞬間式給湯
機16の燃焼を停止する条件以外の場合は、沸き上げ温度
を規定温度、例えば高温温度に設定して瞬間式給湯機の
給湯能力を最大限確保し、高温出湯設定や大流量出湯設
定がされた場合でも素早く、その設定された状態量に対
応できるようにして使い勝手を向上し、低温出湯設定や
低流量出湯設定され、瞬間式給湯機16の燃焼を停止する
条件になった場合には、制御器34によって瞬間式給湯機
16の沸き上げ湯温を低く変更することにより湯側流量が
増大し、瞬間式給湯機16を流れる水量を最低点火流量以
上に保てる。よって、常に供給される湯の温度を設定温
度以上に保つことができ、設定器35の設定に関わりなく
常に設定された状態量の混合湯を出湯することができ
る。すなわち、供給湯温を設定状態量に合わせて変更す
ることによって、混合湯温の安定性および安定性を向上
できる。第3図に設定温度と出湯量と最低点火流量との
関係の一例として水温30℃の場合を示している。第3図
において、直線Aより右側が瞬間式給湯機16の沸き上げ
湯温を可変した場合に制御できる領域で、曲線Bより右
側が規定温度(60℃)で制御できる領域で、沸き上げ湯
温を可変することにより制御できる領域を広げることが
できる。
また、通常は瞬間式給湯機16の沸き上げ温度設定を設
定器35の設定温度の最高温度程度の規定温度とし、設定
状態量の必要に応じて熱湯から低温まで出湯できるよう
に瞬間式給湯機16の沸き上げ温度設定が自動的に変更さ
れるため、配管中に死水が存在している場合の出湯で
も、出湯後瞬間式給湯機16が点火して湯が供給され、湯
側の弁開度がほぼ全開状態から制御し始めても、供給湯
温が設定温度に対して、極端に高い温度ではないため、
大きなオーバーシュートを発生することがなく安全性が
向上する。
つぎに、本発明の他の実施を第4図に基づいて説明す
る。
第4図に示すように、瞬間式給湯機16と制御器34以外
の構成要素を複数設けた他の実施例は上記実施例と同じ
である。制御器33は、各設定器35で設定された温度と流
量のうち、温度については高温設定側の温度と各設定器
35の入力を合計した流量と水温検出器27の検出温度と規
定された供給湯温から湯側を流れる流量が瞬間式給湯機
16の最低点火流量以上になるかどうかを判別し、最低点
火流量以上になると判断した場合は、瞬間式給湯機16の
沸き上げ湯温設定を規定温度として沸き上げ湯温制御す
る。一方、最低点火流量以下になると判断した場合は、
湯側を流れる流量が最低点火流量以上になるように、各
設定器35で設定された温度と流量のうち、高温設定側の
温度と各設定器35の入力を合計した流量と水温検出器27
の検出温度とから瞬間式給湯機16の沸き上げ湯温を算出
し、自動設定変更するとともに沸き上げ湯温制御する。
また、一方の設定器35のみによる出湯操作の場合は操作
された設定器35の設定値のみによって判断、および算出
制御する。混合ユニット19および流量制御ユニット21の
動作は上記実施例の動作と同じである。
発明の効果 以上の実施例から明かなように本発明によれば、混合
弁と流量制御弁の駆動を制御する制御器は設定器から入
力された状態量と水温検出器の検出温度から、瞬間式給
湯機の流量を算出し、その算出結果を予め設定した最低
点火流量と比較し、最低点火流量を上回るような設定の
場合は沸き上げ湯温を最高温度に設定して瞬間式給湯機
の給湯能力を最大限確保するようにし、最低点火流量を
下回る場合は前記の瞬間式給湯機流量が最低点火流量以
上になるように瞬間式給湯機の沸き上げ湯温を変更し
て、出湯設定状態量に応じて瞬間式給湯機の燃焼をコン
トロールし、瞬間式給湯機を流れる流量を制御でき、低
流量設定や低温設定における出湯時も瞬間式給湯機の燃
焼の一時停止を防止でき、安定した混合湯温を得ること
ができるとともに使い勝手を向上できる。
また、設定された出湯温度と流量に応じて沸き上げ湯
温を低く制御し、瞬間式給湯機を流れる流量も多くでき
るため、放熱ロスの軽減と熱交換効率の向上を図ること
ができ、経済的である。
さらに、熱湯出湯時以外は供給湯温が常に出湯温度以
上にあり、設定温度が変更されてもすみやかに設定温度
の出湯が可能である。また供給湯温が極端に高温でな
く、設定温度に近い温度であるため、死水が配管中に存
在する場合など急激な温度勾配の立上がりでも、オーバ
ーシュートを発生することがなく安全である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の自動給湯装置の構成図、第
2図は同自動給湯装置の制御フローチャート、第3図は
同自動給湯装置の温度保証領域図、第4図は本発明の他
の実施例の自動給湯装置の構成図、第5図は従来の自動
給湯装置の構成図である。 16……瞬間式給湯機、17……給湯管、18……給水管、27
……水温検出器、28……混合弁、29……温度検出器、30
……混合弁駆動装置、31……流量検出器、32……流量制
御弁、33……流量制御弁駆動装置、34……制御器、35…
…設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−14525(JP,A) 特開 平2−275249(JP,A) 実開 昭61−3329(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24D 17/00 F24H 1/10 302 G05D 23/13 G05D 23/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】瞬間式給湯機と、前記瞬間式給湯機に接続
    した給湯管の湯と給水管の水とを混合して所望する温度
    の混合湯を得る混合弁と、前記混合弁を駆動する混合弁
    駆動装置と、前記給水管の途中に設けた水温検出器と、
    混合湯温度を検出する温度検出器と、前記混合弁の下流
    に設け混合湯の出湯、停止および流量を制御する流量制
    御弁と、前記流量制御弁を駆動する流量制御弁駆動装置
    と、混合湯の流量を検出する流量検出器と、所望する湯
    の状態量を設定する設定器と、前記設定器から入力され
    た状態量と前記温度検出器および前記流量検出器の信号
    とを比較し前記混合弁と前記流量制御弁の駆動を制御す
    る制御器とを備え、前記制御器は前記設定器から入力さ
    れた状態量と水温検出器の検出温度から給湯管の流量を
    算出し、当該流量と予め設定した瞬間式給湯機の最低点
    火流量を比較し、前記算出した給湯流量が大きいときは
    瞬間式給湯機の沸き上げ湯温を予め規定した設定温度と
    し、算出した給湯管流量が前記最低点火流量より小さい
    ときは給湯管の流量が最低点火流量以上になるように瞬
    間式給湯機の沸き上げ湯温を変更するようにした自動給
    湯装置。
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