JPH02183760A - 瞬間湯沸器の給湯湯温制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は瞬間湯沸器の給湯湯温制御方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 例えば第５図に示すように、従来の瞬間湯沸器では、給
水部ａを経て供給された水は、全て熱交換器すを通り、
そこでバーナＣにより加熱されて出湯部ｄから出湯する
ように給湯機構を構成している。かかる給湯機構に於け
る湯温の調節は、例えば熱交換器すの上、下流側に設け
たサーミスタａ、ｅ’　と、適所に設けた流量センサｆ
等からの信号に基づき、バーナＣへの燃料ガスの供給量
を比例制御弁ｇにより調節して行っている。即ちバーナ
Ｃにはサーミスタｅにより検知した水の温度と、出湯部
ｄから出湯させる所望の設定温度と。

流量センサｆにより検知した水の流量との関係から、ま
ず適正と思われるガス量を比例制御弁ｇにより供給し、
しかる後、サーミスタｅ′により検知した実際の湯温と
、前記設定温度とを比較し、その差がなくなるように比
例制御弁ｇをフィードバック制御してガス量を増減して
いる。尚、符号ｈは設定温度が高温の時に流量過多によ
る湯温低下を防止するための流量調節弁である。

（発明が解決しようとする課題） 以上の構成では、供給ガス量が変化することによる湯温
の変化が、熱交換器すからサーミスタｅに伝わるまでに
、配管内流速に応じた時間遅れが生じるので、制御の応
答性が比較的悪く、出湯温度が設定温度となるまでに比
較的時間がかかる。

この時間遅れは、配管内流速を速くすれば短くすること
ができるが、こうすると今度は配管に腐食の一種である
潰食、または摩耗腐食とよばれる現象が生じ易くなり、
耐久性が悪化する。そして。

これを防止するべく配管内流速を遅くするためには、配
管径を太くしなければならないが、こうすると今度は前
記時間遅れが、より長くなってしまう。

本発明は、以上の二律背反的な課題を解決することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の構成を実施例に対応する第１図〜第４図に基づ
いて説明すると、本発明の給湯湯温制御方法は、湯沸器
１の熱交換器２を通る湯系統Ｈと並列に、該熱交換器２
の上流側で分岐し、下流側で合流させる水系統Ｃを設け
、該水系統Ｃと湯系統Ｈは合計流量を変化させずに流量
比率を調節可能な混合弁３を介して合流させる構成とす
ると共に、該混合弁３の下流側近傍に温度検出手段４を
設け、該温度検出手段４で検出した湯温と設定湯温に基
づいて制御手段５により混合弁３をフィードバック制御
して流量比率を変化させて湯温を制御する構成とした瞬
間湯沸器に於いて、制御手段５は、湯系統Ｈと水系ＭＣ
の流量が等しく、または略等しくなるための湯系統Ｈの
温度を、設定温度と給水温度とから求め、該湯系統Ｈの
温度を設定値として熱交換器２のバーナ６の燃焼量を制
御するものである。

（作用及び実施例） 本発明の作用を図示の実施例について以下に説明する。

即ち、本発明の方法に於いては、給水部７を経て供給さ
れた水は、共通系統８を通って分岐部９に至り、一部は
湯系ＭＨ，１１りは水系ａＣに流れる。湯系統Ｈに流れ
た水は熱交換器２に於いて加熱され、湯となって混合弁
３の湯入力側Ｕに至り、また水系統Ｃに流れた水はその
まま水入力側Ｖに至り、これらが合流、混合して共通出
力側Ｗから共通系統１０を流れて出湯部１１から出湯す
る。かかる際、制御手段５は、温度検出手段４で検出し
た湯温と設定湯温に基づいて混合弁３をフィードバック
制御して、湯系統Ｈと水系統Ｃに流れる湯水の流量比率
を変化させて湯温を制御する。湯温は、混合弁３の下流
側、即ち共通出力側Ｗの近傍に設けた温度検出手段４で
検出して前述したフィードバック制御を行うので、制御
の遅れ時間が小さく、従ってハンチングが発生し難く。

安定した湯温制御を行うことができると共に、混合弁３
は水系統Ｃと湯系統Ｈの合計流量を変化させずに流量比
率を調節可能であるので、制御に際して流量が変化せず
、湯温制御が容易である。

以上の制御動作に於いて、制御手段５は、出湯量と、そ
の設定温度及び給水部７から給水される水の温度とに基
づいて、必要な熱量を水に与えられるように、バーナ６
の燃焼量を比例制御弁１２により適宜フィードフォアー
ド制御するのであるが、もし給水温度や設定温度の変化
に関わらず熱交換器２出力側の湯温を一定とするような
燃焼量の制御を行うと、かかる給水温度や設定温度の変
化の範囲に対応して、前述したフィードバック制御によ
り、混合弁３が広い動作範囲で常時動作することになり
、場合によっては弁の最適制御位置から外れて制御性が
悪化したり、耐久性等に問題が生じる。

しかしながら本発明に於いては、制御手段５は、湯系統
Ｈと水系統Ｃの流量が等しく、または略等しくなるため
の湯系統Ｈの温度を、設定温度と給水温度とから求め、
該湯系統Ｈの温度を設定値として熱交換器２のバーナ６
の燃焼量を制御するので、前述した給水温度や設定温度
の変化に対しては、湯系統Ｈの温度の設定値の変化とし
て対応し。

混合弁３は常に湯系統Ｈと水系統Ｃの流量が等しく、ま
たは略等しく維持され、係る状態に於いて前述したフィ
ードバック制御がなされるので、混合弁３は狭い範囲で
、しかも最も制御性が良好な状態で制御されることにな
る。なお、符号１３が湯系統Ｈの温度を検出する温度検
出手段、また１４が給水の温度を検出する温度検出手段
である。

湯系統Ｈと水系統Ｃの流量を等しくするための湯系統Ｈ
の温度は次の式から求めることができる。

Ｔ　ｈ　＝　２　Ｔ　ｓ　−Ｔ　ｃ （但し、Ｔｈ：湯系統Ｈの温度、ＴＳ：設定温度Ｔｃ：
給水温度（水系統Ｃの温度）） かかる式から得られる湯系統Ｈの温度は、湯系統Ｈと水
系統Ｃの流量が理論上全く等しくなる場合であるから、
実際の制御に於いては、かかる温度の近傍の温度を設定
値として適用することができ、またかかる設定値は連続
的に設定しても良いし、離散的１段階的に設定しても良
い。以上の制御動作の一例は、第４図に示される。即ち
、かかる図に於いて、横軸は給水温度Ｔｃ、縦軸は湯系
統Ｈの温度、実線は設定温度Ｔｓ、破線は湯系統Ｈの温
度の設定値Ｔｈを示すものであり、給水温度Ｔｃと実線
の設定温度Ｔｓとの交点に対応する湯系統Ｈの温度が該
湯系統Ｈの温度の設定値Ｔｈを示すものである。以上の
バーナ６の燃焼量の制御は、設定温度と給水温度に対応
して、適切な一熱量を加えるための制御であり、湯温の
制御は前述したとおり混合弁３の流量比率の制御により
、フィードバック制御として行うことは云うまでもない
。

以上の制御動作に於いては、熱交換器２には。

出湯する湯量の全てに対応する水が流れるのではなく、
その半分は該熱交換器２をバイパスして水系統Ｃ側に流
れるので、全てが熱交換器２に流れる従来のものと比較
して、同じ熱交換器、出湯量であれば熱交換器２を通過
する水の流速を遅くすることができ、潰食が発生しにく
くなる。逆に同じ流速の条件であれば出湯量を増大する
ことができる。

尚、設定温度が高温の場合に於いて湯系統Ｈと水系統Ｃ
の流量を等しくするような制御を行おうとすると、湯系
統Ｈの温度の設定値が高くなりすぎてしまうので、この
ような場合にはかかる制御を停止して、前述した流量比
率を適宜に調節する制御に切り換えるようにすれば不都
合は生じない。

例えば第５図に於いては、湯系統Ｈの温度の設定値の上
限を８０℃としている。

次に、混合弁３の具体例を説明すると、第２図及び第３
図に示した混合弁３は、湯入力側Ｕ及び水入刃側Ｖの流
路と、共通出力側Ｗの流路間に。

モータ１５等で回動する弁体１６を設け、該弁体１６は
湯入力側Ｕ又は水入刃側Ｖの一方側の流路を開とする回
動方向が、他方側の流路を閉とする方向であるように配
置して構成したものである。

かかる構成に於いて、第３図（ａ）は湯量ＭＨと水系統
Ｃ側の流量が等しい状態、第３図（ｂ）。

（ｃ）は夫々水系統Ｃ側、湯系統Ｈ側の流量の方が他系
統側よりも多い状態を表わしている。かかる構成に於い
ては、弁体１６及び湯入力側Ｕ、水入力側Ｖの流路を適
宜に設計することにより、流量比率を変化させても合計
流量が変化しないように容易に構成することができる。

尚、符号１７゜１８は夫々水系統Ｃ側、湯系統Ｈ側に設
けた流量検出手段で、これらの和により出湯量を検出す
ることができる。またかかる出湯量は共通系統８に設け
た流量検出手段１９により検出することもできる。また
２ｏは水カバす、２１は高＠設定時の流量過多による湯
温の低下を防止するための流量制御弁である。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、湯沸器の熱交換器を通る湯系統と
並列に、該熱交換器の上流側で分岐し、下流側で合流さ
せる水系統を設け、該水系統と湯系統は合計流量を変化
させずに流量比率を調節可能な混合弁を介して合流させ
る構成とすると共に、該混合弁の下流側近傍に温度検出
手段を設け、該温度検出手段で検出した湯温と設定湯温
に基づいて制御手段により混合弁をフィードバック制御
して流量比率を変化させて湯温を制御する構成としたの
で、制御の遅れ時間が小さく、従ってハンチングが発生
し難く、安定した湯温制御を行うことができると共に、
かかる制御に際して制御手段は、湯系統と水系統の流量
が等しく、または略等しくなるための湯系統の温度を、
設定温度と給水温度とから求め、該湯系統の温度を設定
値として熱交換器のバーナの燃焼量を制御するので、給
水温度や設定温度の変化に対しては、湯系統の温度の設
定値の変化として対応し、混合弁は常に湯系統と水系統
の流量が等しく、または略等しく維持され、係る状態に
於いて前述したフィードバック制御がなされるので、混
合弁は狭い範囲で、しかも最も制御性が良好な状態で制
御され、かかる混合弁の耐久性を向上し得るという効果
がある。また、本発明は、以上の制御動作に於いて、通
常の設定湯温に於いては、熱交換器には、出湯する湯量
の全てに対応する水が流れるのではなく、その半分は該
熱交換器をバイパスして水系統側に流れるので、全てが
熱交換器に流れる従来のものと比較して。

同じ熱交換器、出湯量であれば熱交換器を通過する水の
流速を遅くすることができ、潰食が発生しにくくなると
共に、同じ流速の条件であれば出湯量を増大することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第４図は本発明の実施例に対応するもので、第
１図は全体構成の系統説明図、第２図は混合弁の一例を
表わした説明的断面図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
は混合弁の動作を表わした第　図のＸ−Ｘ線説明的断面
図、第４図は制御動作を表わしたグラフ、第５図は従来
例の系統説明図である。 符号Ｈ・・・湯系統、Ｃ・・水系統、１・・・湯沸器、
２・・・熱交換器、３・・・混合弁、４，１３．１４・
・・温度検出手段、５・・・制御手段、６・・・バーナ
、７・・・給水部、８・・・共通系統、９・・・分岐部
、１０・・・共通系統、１１・・・出湯部、１２・・・
比例制御弁、１５・・・モータ、１６・・・弁体、１７
．１８．１９・・・流量検出手段、２０・・・水カバナ
、２１・・・流量制御弁。 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湯沸器の熱交換器を通る湯系統と並列に、該熱交換器の
   上流側で分岐し、下流側で合流させる水系統を設け、該
   水系統と湯系統は合計流量を変化させずに流量比率を調
   節可能な混合弁を介して合流させる構成とすると共に、
   該混合弁の下流側近傍に温度検出手段を設け、該温度検
   出手段で検出した湯温と設定湯温に基づいて制御手段に
   より混合弁をフィードバック制御して流量比率を変化さ
   せて湯温を制御する構成とした瞬間湯沸器に於いて、制
   御手段は、湯系統と水系統の流量が等しく、または略等
   しくなるための湯系統の温度を、設定温度と給水温度と
   から求め、該湯系統の温度を設定値として熱交換器のバ
   ーナの燃焼量を制御することを特徴とする瞬間湯沸器の
   給湯湯温制御方法