JP3237411B2 - 貯湯式給湯器 - Google Patents

貯湯式給湯器

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Panasonic Holdings Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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第一の目的とし
ている。
【0005】第二の目的は流量調節弁を不要とするとと
もに循環ポンプの駆動方法を簡略化することで簡易な構
成とした貯湯式給湯器を提供することにある。
【0006】第三の目的は流量調節弁を不要とするとと
もに循環ポンプの駆動方法を制御する循環流量の範囲に
より変更することで、簡易かつ循環流量制御範囲の広い
構成とした貯湯式給湯器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第一及び第二の目的
を達成するために本発明の貯湯式給湯器は、貯湯手段
と、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
熱目標値に一致するよう前記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、前記制御手段は前記循環手段
制御信号を所定周期内に出力および停止し、出力と停止
の時間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。
【0008】
【0009】また、第三の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の循環流量を所定流量以
上で制御する場合は循環手段制御信号を連続して出力し
信号出力レベルを変化させて循環流量を調節し、所定流
量以下で制御する場合は循環手段制御信号を所定周期内
に出力および停止し出力と停止の時間比を変化させて循
環流量を調節する構成としたものである。
【0010】
【作用】本発明は上記の構成によって、制御手段が循環
手段を制御する際に、循環手段制御信号を所定周期内に
出力および停止し出力と停止の時間比を変化させて循
環流量を調節することにより、制御手段及び循環手段の
構成を簡易にすることができ、流量制御弁を不要とする
上に更に構成を簡易にすることができる。また、循環流
量の範囲により循環手段制御信号を連続して出力し信号
出力レベルを変化させて循環流量を調節する方法と、循
環手段制御信号を所定周期内に出力および停止し出力
と停止の時間比を変化させて循環流量を調節する方法と
を使い分けることにより、循環流量の調節範囲が広が
り、湯温の制御範囲が広い使い勝手のよい貯湯式給湯器
を提供することができる。
【0011】
【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
るように構成されている。制御手段5から循環手段2へ
入力される制御信号の供給方法は色々な方法が考えられ
るが、まず、一般的な直流電圧信号の直流電圧値の増減
により行う方法について説明する。図2に制御信号と循
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。
【0012】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のよ
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。
【0013】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。
【0014】図3によれば区間cでは循環手段2は10
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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】循環手段制御信号を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。
【0019】そこで、二つの方式の不具合を解消するた
めに、これら二つの方式を組み合わせることにする。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。
【0020】
【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。また、循環手段
を間欠的に動作させる方式をとることにより、制御手
段、循環手段の回路構成の簡素化、安価なポンプの使用
が可能になることより更なるコストダウンが実施でき
る。また、循環流量によって循環手段制御方式を切り換
えることにより制御の分解能を低減することなく循環流
量制御範囲を広げることができる。これにより、貯湯手
段に給水する水温が低くても所望の安定した温度の湯を
貯湯することができる。
【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】同実施励の電圧値を変化させて制御する際の制
御信号と循環流量の関係を示す図
【図3】同実施例の信号を間欠的に出力して制御する際
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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−74564(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24H 1/18 302

Claims (2)

    (57)【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
    記制御手段は前記循環手段制御信号を所定周期内に出力
    および停止し、出力と停止の時間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。
  2. 【請求項2】 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
    記制御手段は前記循環手段の循環流量を所定流量以上で
    制御する場合は、前記循環手段制御信号を連続して出力
    し信号出力レベルを変化させて循環流量を調節し、前記
    所定流量以下で制御する場合は前記循環手段制御信号を
    所定周期内に出力および停止し、出力と停止の時間比
    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。
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