JPH0147705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は瞬間給湯器などの給湯温度制御に関す
るもので給湯水量を自動的に制御して温度制御を
行なわせるものである。

従来例の構成とその問題点 従来より給湯器において出湯温を検出し、加熱
入力をコントロールして出湯温度を設定温度と等
しく制御することは公知の技術であるが、給湯器
の加熱能力以上の過大水量が供給されると湯温が
低下する問題があつた。この解決手段として、温
度設定手段として関連して水量制御装置の設定を
変化させ、水の流れすぎによる温度低下を防止し
ようとする構成も提案されている。

しかしながら水量設定の為の構成部品が多く、
各々の部品の加工精度によつて設定水量がばらつ
くと共に水量制御装置や駆動装置が大型になると
共に駆動装置の機械的遊びにより高精度な水量制
御ができないという欠点があつた。

発明の目的 本発明はかかる欠点を除去したもので、その目
的は水量制御器の構成部品を少なくすることによ
り水量設定の誤差を少なくすると共に小型化、小
容量化を図ることにある。

発明の構成 本発明は流水を湯にする熱交換器と、この熱交
換器を加熱する加熱装置と、前記熱交換器に連通
し、かつ水流により変形する可撓性環状体とこの
可撓性環状体内に位置し、水流の通路面積を可変
する水量調節体からなる水量制御器と、この水量
制御器の水量調節体を駆動する駆動装置と、前記
熱交換器の出湯口側に設けた出湯温度検出器およ
び前記熱交換器の入水口側に設けた入水温度検出
器と、出湯温度設定部、前記加熱装置の加熱制御
器を制御する加熱制御部、水量制御部からなる給
湯制御器とを有し、前記水量制御部は前記出湯温
度設定部の設定温度と前記出湯温度検出器の出湯
温度との偏差もしくは前記出湯温度設定部の設定
温度と前記入水温度検出器の入水温度との偏差を
演算し、前記駆動装置を制御する給湯加熱制御器
である。

実施例の説明 以下その実施例を添付図面によつて説明する。

第１図において、１は水量制御器で水は流入路
２から弁入口室３に入り、水量調節体（以下歯車
状中心部という）６とハウジング７の隙間を通つ
て弁室４に流入し、熱交換器１１を経て出湯管１
２をより外部へ供給される。この時の水量制御器
の動作を第３図および第４図により説明する。水
が停止状態にある時は、歯車状中心部６は調節軸
１３によつてハウジング７内にあり、一定の間隔
を持つて可撓性環状体（以下弾性リングとい
う）５に囲まれている。水が流れ出すと弾性リ
ング５は弁入口室３と弁室４間の圧力差（P₁−
P₂）によつてハウジング台座面７ａに押し付け
られ、収縮して内側へ移行する。圧力差が増加す
るに従つて弾性リング５は位置Ａから位置Ｂへ
と移行し、歯車状中心部６の大突起部６ａと小突
起部６ｂの頂上近くに接近する。更に圧力差が増
すに従つて弾性リング５は各突起部間に押し付
けられ（位置Ｃ）、流水断面Ｅは連続して定量的
に収縮していく（E₁〜E₂〜E₃）。

ここで流水断面Ｅは各突起部の高さと巾および
弾性リング５の歯切な選択によつて、流量が全
ての圧力範囲で一定となるようそれぞれの圧力差
に対して調整されるものである。従つて歯車状中
心部６の各突起部の高さおよび巾を調整軸１３の
軸線方向に連続して変化せしめることにより、調
整軸１３を移動させて水量を任意に得ることがで
きる。

第２図のブロツク線図において、給湯制御器２
２は出湯温度設定部２３と加熱制御部２４と水量
演算部２６・時限装置２７・駆動方向検出部２
８・水量設定部２９からなる水量制御部２５から
構成され、水量演算部２６には水量初期演算部２
６ａと水量再演算部２６ｂがある。出湯温度制御
は可変抵抗器などで構成される出湯温度設定部２
３と出湯温度検出器２１のそれぞれの信号が加熱
制御部２４で演算され、公知のPID制御によつて
加熱制御器１８を駆動し、加熱装置１９の発熱量
を加減することによつて熱交換器１１の出湯温度
を一定にする。水量制御は出湯温度設定部２３と
入水温度検出器２０のそれぞれの信号が水量初期
演算部２６ａで演算され、駆動方向検出部２８を
介して水量設定部２９で水量が設定されて駆動装
置１４へ駆動信号を送出する。水量初期演算部２
６ａでは加熱装置１９の能力（熱交換器１１の能
力を含む）が設定してあり、駆動装置１４は水量
制御器１の調節軸１３を調節カム１７を介して摺
動させ、調節軸１３に固定される歯車状中心部の
位置を変化させることにより水量を制御する。水
量制御にはもうひとつの制御モードがあり、出湯
温度設定部２３と出湯温度検出器２１の信号を時
限装置２７を介して演算する水量再演算部２６ｂ
より駆動方向検出部２８を介して水量設定部２９
で水量が設定されて駆動装置１４を駆動する。駆
動方向検出部２８は水量初期演算部２６ａもしく
は水量再演算部２６ｂで演算された信号による駆
動方向と、直前に駆動された駆動装置１４の駆動
方向が異なるときのみ、その信号にある設定され
た信号を付加して水量設定部２９へ送出する。付
加される信号の大きさはギヤ１６のバツラツシユ
（遊び隙間）の大きさやギヤ１６と調節カム１７
との連結部に生じる機械的遊びの大きさなどを考
慮して設定される。

次に動作について説明する。電源が投入される
と出湯温度設定部２３と入水温度検出器２０の信
号が取り入れられ、水量初期演算部２６ａで演算
が行なわれる。水量初期演算部２６ａでは加熱装
置１９の加熱能力があらかじめ設定してある。例
えば制御にマイクロプロセツサを使用する場合に
はあらかじめプログラムされて記憶素子に書き込
まれている。水量初期演算部２６ａでは出湯設定
温度と入水温度との温度差に対し、ある基準点か
ら比例した駆動信号を駆動方向検出部２８を介し
て水量設定部２９に送出し、駆動装置１４を駆動
し、調節カム１７が回転し、調節軸１３を摺動さ
せ水量の初期設定を行う。第５図は水量制御器の
水量特性であり、調節軸１３を摺動させることに
よつてＦ点、Ｇ点、Ｈ点のように水量を変更する
ことができる。第６図は駆動装置１４のモータ１
５の出力に対する水量設定値を示すもので、水量
はモータ出力に対し反比例しており、線Ｉ，Ｊは
それぞれモータ出力を増加させた場合と減少させ
た場合の特性であり、前述の機械的遊びによつて
ヒステリシスを生じる。水量制御器１の歯車状中
心部６の位置決定によつてて水量が設定され、し
かる後使用者によつて通水が開始されると加熱装
置１９の燃焼が開始し若干の時間遅れの後湯温が
上昇する。出湯温度設定に対する出湯温度の偏差
は出湯温度設定部２３と出湯温度検出器２１のそ
れぞれの信号が時限装置２７を介して水量再演算
部２６ｂで演算される。時限装置２７は加熱装置
１９と熱交換器１１の加熱時間遅れの長さを設定
してある。水量再演算部２６ｂでは出湯設定温度
と実際の出湯温度との温度差がある設定された範
囲以上であれば、駆動方向検出部２８、水量設定
部２９を介して駆動装置１４を駆動する。駆動方
向検出部２８では直前に駆動装置１４を駆動させ
た駆動方向を記憶しており、水量再演算部２６ｂ
で演算された信号が同一の駆動方向の場合はその
信号を水量設定部２９へ送出し、異なつた駆動方
向の場合はその信号にヒステリシス分の信号を付
加して水量設定部２９へ送出する。水量設定部２
９の信号は駆動装置１４を駆動し水量制御器１に
よつて水量が制御される。このようにして出湯温
度と出湯設定温度とが等しくなるまで水量が制御
される。

使用者による水量の制限に対しては湯温制御の
ため加熱装置１９の能力調節が必要となる。この
場合には出湯温度設定部２３と出湯温度検出器２
１のそれぞれの信号の偏差が加熱制御部２４で演
算され、加熱制御器１８で加熱量が調節されて出
湯温度が設定温度と等しく制御される。

また使用者によつて出湯温度設定がある限度以
上変更された場合には水量制御はリセツトされ、
入水温度検出器２０と出湯温度設定部２３のそれ
ぞれの信号が水量初期演算部２６ａで演算され、
駆動方向検出部２８で駆動方向による付加信号を
加え水量設定部を介して駆動装置１４へ出力す
る。

発明の効果 このように本発明は流水を湯にする熱交換器
と、この熱交換器を加熱する加熱装置と、前記熱
交換器に連通し、かつ水流により変形する可撓性
環状体とこの可撓性環状体内に位置し、水流の通
路面積を可変する水量調節体からなる水量制御器
と、この水量制御器の水量調節体を駆動する駆動
装置と、前記熱交換器の出湯口側に設けた出湯温
度検出器および前記熱交換器の入水口側に設けた
入水温度検出器と、出湯温度設定部、前記加熱装
置の加熱制御器を制御する加熱制御部、水量制御
部からなる給湯制御器とを有し、前記水量制御部
は前記出湯温度設定部の設定温度と前記出湯温度
検出器の出湯温度との偏差もしくは前記出湯温度
設定部の設定温度と前記入水温度検出器の入水温
度との偏差を演算し、前記駆動装置を制御するも
のであるから、最大加熱能力以上の水量を自動的
に規制し設定温度と等しい出湯温度を得ることが
でき、給水圧力に対して安定であり、かつ水量制
御器を小型、小容量化することができる。

なお、水量設定は水量調節体の形状、可撓性環
状体の設定、調節カムのカム形状によつて任意に
選択することが可能であり、例えばマイクロプロ
セツサの記憶素子に書き込まれた加熱能力が一定
で、かつ異なつた加熱入力を有する給湯器に対し
ても同一のマイクロプロセツサを使用できる利点
もある。また、設定温度の変化に対しても出湯温
度を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す給湯加熱制御
器の構成図、第２図は同制御ブロツク図、第３図
は水制御器の部分詳細断面図、第４図は第３図の
Ｄ−Ｄ断面図、第５図は水量制御器の水圧−水量
特性を示すグラフ、第６図は水量制御器の特性を
示すグラフである。 １……水量制御器、５……可撓性環状体、６…
…水量調圧体、１１……熱交換器、１４……駆動
装置、１８……加熱制御器、１９……加熱装置、
２０……入水温度検出器、２１……出湯温度検出
器、２２……給湯制御器、２３……出湯温度設定
部、２５……水量制御部、２６……水量演算部、
２６ａ……水量初期演算部、２６ｂ……水量再演
算部、２７……時限装置、２８……駆動方向検出
部、２９……水量設定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流水を湯にする熱交換器と、この熱交換器を
   加熱する加熱装置と、前記熱交換器に連通し、か
   つ水流により変形する可撓性環状体とこの可撓性
   環状体内に位置し、水流の通路面積を可変する水
   量調節体からなる水量制御器と、この水量制御器
   の水量調節体を駆動する駆動装置と、前記熱交換
   器の出湯口側に設けた出湯温度検出器および前記
   熱交換器の入水口側に設けた入水温度検出器と、
   出湯温度設定部、前記加熱装置の加熱制御器を制
   御する加熱制御部、水量制御部からなる給湯制御
   器とを有し、前記水量制御部は前記出湯温度設定
   部の設定温度と前記出湯温度検出器の出湯温度と
   の偏差もしくは前記出湯温度設定部の設定温度と
   前記入水温度検出器の入水温度との偏差を演算
   し、前記駆動装置を制御する給湯加熱制御装置。 ２ 水量制御部は出湯温度設定部の設定温度と入
   水温度検出器の入水温度との偏差を演算する水量
   初期演算部と、出湯温度設定部の設定温度と出湯
   温度検出器の出湯温度との偏差を時限装置を介し
   て演算する水量再演算部からなる特許請求の範囲
   第１項記載の給湯加熱制御装置。 ３ 駆動装置の駆動方向を検出する駆動方向検出
   部を有し、駆動方向反転時に一定の制御量を付加
   する特許請求の範囲第１項記載の給湯加熱制御装
   置。