JPH031748Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH031748Y2 JPH031748Y2 JP1982058672U JP5867282U JPH031748Y2 JP H031748 Y2 JPH031748 Y2 JP H031748Y2 JP 1982058672 U JP1982058672 U JP 1982058672U JP 5867282 U JP5867282 U JP 5867282U JP H031748 Y2 JPH031748 Y2 JP H031748Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bypass passage
- water
- fin
- heat exchanger
- temperature sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 3
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は給湯量に応じて燃焼量を調節し湯温の
制御が可能な瞬間型給湯機等の熱交換器に関す
る。
制御が可能な瞬間型給湯機等の熱交換器に関す
る。
従来、瞬間型給湯機及びその熱交換器は第１図
乃至第３図に示すように、燃焼筒１内に下位から
順にバーナ２と熱交換器３が設けられ、バーナ２
にはその開口にノズル４が臨みこのノズル４から
のガス噴射は後述するフロースイツチ１３と温度
センサ１１の信号に基づいて制御回路５により制
御される電磁弁６とガス量調節弁７、更にガス圧
力調整ガバナ８により調節される。一方、熱交換
器３は蛇行状パイプ９とこれが貫通するフイン１
０とからなり、フイン１０から突出する蛇行状パ
イプ９の吐出口に温度センサ１１が設けられこの
箇所を介して蛇口１２が接続される。また、フイ
ン１０から突出する蛇行状パイプ９の吸入口には
フロースイツチ１３を介して水道給水管（図示せ
ず）が接続される。
乃至第３図に示すように、燃焼筒１内に下位から
順にバーナ２と熱交換器３が設けられ、バーナ２
にはその開口にノズル４が臨みこのノズル４から
のガス噴射は後述するフロースイツチ１３と温度
センサ１１の信号に基づいて制御回路５により制
御される電磁弁６とガス量調節弁７、更にガス圧
力調整ガバナ８により調節される。一方、熱交換
器３は蛇行状パイプ９とこれが貫通するフイン１
０とからなり、フイン１０から突出する蛇行状パ
イプ９の吐出口に温度センサ１１が設けられこの
箇所を介して蛇口１２が接続される。また、フイ
ン１０から突出する蛇行状パイプ９の吸入口には
フロースイツチ１３を介して水道給水管（図示せ
ず）が接続される。
次に作用を簡単に説明すると、蛇口１２を開く
と設定流量以上でフロースイツチ１３がオンとな
り制御回路５にこの信号を入力する制御回路５に
より電磁弁６が開く。そしてガス燃料が流れると
ガス圧力調整ガバナ８により圧力を一定値に調整
され制御回路５により開度を決められたガス量調
節弁７により流量を調節されノズル４からバーナ
２内に供給される。またこの供給によるエジエク
タ効果により燃焼用空気もバーナ２内に吸入され
バーナ２上に安定な火炎が形成される。そしてこ
の火炎によりフイン１０を介して蛇行状パイプ９
内を流れる水が加熱され蛇口１２から湯が噴出す
る。この湯は制御回路５が熱交換器３を介して加
熱された水の湯温を温度センサ１１により入力さ
れて湯温に応じた開度にガス量調節弁７を制御す
るので、燃料量が調節され湯温が設定温度に維持
される。一方、蛇口１２を閉めると水の流れが止
まるので、フロースイツチ１３がオフとなり制御
回路５を介して電磁弁６が閉じガス燃料供給が停
止する。
と設定流量以上でフロースイツチ１３がオンとな
り制御回路５にこの信号を入力する制御回路５に
より電磁弁６が開く。そしてガス燃料が流れると
ガス圧力調整ガバナ８により圧力を一定値に調整
され制御回路５により開度を決められたガス量調
節弁７により流量を調節されノズル４からバーナ
２内に供給される。またこの供給によるエジエク
タ効果により燃焼用空気もバーナ２内に吸入され
バーナ２上に安定な火炎が形成される。そしてこ
の火炎によりフイン１０を介して蛇行状パイプ９
内を流れる水が加熱され蛇口１２から湯が噴出す
る。この湯は制御回路５が熱交換器３を介して加
熱された水の湯温を温度センサ１１により入力さ
れて湯温に応じた開度にガス量調節弁７を制御す
るので、燃料量が調節され湯温が設定温度に維持
される。一方、蛇口１２を閉めると水の流れが止
まるので、フロースイツチ１３がオフとなり制御
回路５を介して電磁弁６が閉じガス燃料供給が停
止する。
しかしながら、従来の瞬間型給湯機の熱交換器
３はパイプ９が蛇行状で全長の比較的長い構成で
あるため水の通過時間Tdo（第３図参照）に比例
した湯温検知遅れによる無駄時間要素が大きく、
蛇口１２の開度を変えたり或いは水の供給圧力が
変化して水量が急変した場合では第３図の如くオ
ーバーシユート量（行過ぎ量）が大きくなり、シ
ヤワー等での使用中に変化すると火傷の危険を生
ずる恐れがあつた。
３はパイプ９が蛇行状で全長の比較的長い構成で
あるため水の通過時間Tdo（第３図参照）に比例
した湯温検知遅れによる無駄時間要素が大きく、
蛇口１２の開度を変えたり或いは水の供給圧力が
変化して水量が急変した場合では第３図の如くオ
ーバーシユート量（行過ぎ量）が大きくなり、シ
ヤワー等での使用中に変化すると火傷の危険を生
ずる恐れがあつた。
本考案は上記の点に鑑みて為されたもので、熱
交換器の吸入口と吐出口との間に可及的に短くし
かも熱交換可能なバイパス通路を設け、このバイ
パス通路の前記吐出口近傍に温度センサを設ける
ことにより、上記従来の不都合を解消するもので
ある。
交換器の吸入口と吐出口との間に可及的に短くし
かも熱交換可能なバイパス通路を設け、このバイ
パス通路の前記吐出口近傍に温度センサを設ける
ことにより、上記従来の不都合を解消するもので
ある。
以下本考案の１実施例を第４図Ａ，Ｂに基づい
て説明する。尚、従来例と同一要素には同一符号
を付して説明を略す。図において、２１はフイン
１０から外部へ突出する蛇行状パイプ９の対角線
上に配された吸入口と吐出口との間を接続するバ
イパス通路で、前記対角線に沿つて真直ぐ延びて
設けられ、このバイパス通路２１はフイン１０と
は別体のフイン２３に貫通されている。２２はバ
イパス通路２１の吐出口側即ちフイン２３から突
出する箇所に設けられた温度センサである。
て説明する。尚、従来例と同一要素には同一符号
を付して説明を略す。図において、２１はフイン
１０から外部へ突出する蛇行状パイプ９の対角線
上に配された吸入口と吐出口との間を接続するバ
イパス通路で、前記対角線に沿つて真直ぐ延びて
設けられ、このバイパス通路２１はフイン１０と
は別体のフイン２３に貫通されている。２２はバ
イパス通路２１の吐出口側即ちフイン２３から突
出する箇所に設けられた温度センサである。
かかる構成の作用を説明する前に蛇行状パイプ
９とバイパス通路２１を流れる夫々の水の温度上
昇を求める。
９とバイパス通路２１を流れる夫々の水の温度上
昇を求める。
バイパス通路２１と蛇行状パイプ９の水の流量
の比を１：ｎ、燃焼ガスからの受熱量の比を１：
ｍとし、更に全水量をQ0、全交換熱量をq0、水
の比重量をγ、水の比熱をＣとすると、蛇行状パ
イプ９内の水の温度上昇ΔT2は、 ΔT2＝１／γCｍ（ｎ＋１）／ｎ（ｍ＋１）q0／Q0 バイパス通路２１内の水の温度上昇ΔT1は ΔT1＝１／γCｎ＋１／ｍ＋１q0／Q0となる。
の比を１：ｎ、燃焼ガスからの受熱量の比を１：
ｍとし、更に全水量をQ0、全交換熱量をq0、水
の比重量をγ、水の比熱をＣとすると、蛇行状パ
イプ９内の水の温度上昇ΔT2は、 ΔT2＝１／γCｍ（ｎ＋１）／ｎ（ｍ＋１）q0／Q0 バイパス通路２１内の水の温度上昇ΔT1は ΔT1＝１／γCｎ＋１／ｍ＋１q0／Q0となる。
これによりバイパス通路２１内の水と蛇行状パイ
プ９内の水とが合流して混合した時での温度上昇
ΔTはΔT＝ｍ＋１／ｎ＋１ΔT1となり、バイパス通路２ １側の温度上昇ΔT1に比例することがわかる。
プ９内の水とが合流して混合した時での温度上昇
ΔTはΔT＝ｍ＋１／ｎ＋１ΔT1となり、バイパス通路２ １側の温度上昇ΔT1に比例することがわかる。
次に作用を説明すると、蛇口１２を開くと水は
蛇行状パイプ９とバイパス通路２１とに分流する
が夫々を流れる水の流速は等しいので、バイパス
通路２１を通過するに要する時間は蛇行状パイプ
９より大幅に短時間となる。即ち、バイパス通路
２１の長さをＬとし、流速をＶとすると、通過に
要する時間はTd＝Ｌ／Ｖとなる。一方、蛇行状
パイプ９のフイン１０を貫通する回数をＮとする
と、蛇行状パイプ９の全長はおよそNLとなり通
過に要する時間はTd0＝NL／Ｖとなる。従つて、
バイパス通路２１を通過するに要する時間と蛇行
状パイプ９に要する時間との比はTd／Td0≒
１／Ｎとなり、バイパス通路２１に設けられた温
度センサ２２の湯温検知の無駄時間が大幅に小さ
くなり、水量の急激な変化による湯温のオーバー
シユート量（行過ぎ量）を大幅に低減でき、湯温
の制御が良好となる。更に熱交換器の形状をｎ＝
ｍとなるように設計すればΔT1＝ΔT2となり一層
制御の信頼性が向上することは勿論である。尚、
湯温の制御方法としては比例制御でも良く或いは
比列・積分・微分制御（PID制御）でも良く、も
しPID制御を用いて微分動作を適当に働かせると
極めて良い温度特性が得られる。
蛇行状パイプ９とバイパス通路２１とに分流する
が夫々を流れる水の流速は等しいので、バイパス
通路２１を通過するに要する時間は蛇行状パイプ
９より大幅に短時間となる。即ち、バイパス通路
２１の長さをＬとし、流速をＶとすると、通過に
要する時間はTd＝Ｌ／Ｖとなる。一方、蛇行状
パイプ９のフイン１０を貫通する回数をＮとする
と、蛇行状パイプ９の全長はおよそNLとなり通
過に要する時間はTd0＝NL／Ｖとなる。従つて、
バイパス通路２１を通過するに要する時間と蛇行
状パイプ９に要する時間との比はTd／Td0≒
１／Ｎとなり、バイパス通路２１に設けられた温
度センサ２２の湯温検知の無駄時間が大幅に小さ
くなり、水量の急激な変化による湯温のオーバー
シユート量（行過ぎ量）を大幅に低減でき、湯温
の制御が良好となる。更に熱交換器の形状をｎ＝
ｍとなるように設計すればΔT1＝ΔT2となり一層
制御の信頼性が向上することは勿論である。尚、
湯温の制御方法としては比例制御でも良く或いは
比列・積分・微分制御（PID制御）でも良く、も
しPID制御を用いて微分動作を適当に働かせると
極めて良い温度特性が得られる。
又、かかる構成によると、熱交換器３の吸入口
と吐出口とを対角線に沿つて真直ぐ延びるバイパ
ス通路２１で接続したので、バイパス通路２１を
一層短長とすることができ、湯温のオーバーシユ
ート量を一層低減できるという効果がある。
と吐出口とを対角線に沿つて真直ぐ延びるバイパ
ス通路２１で接続したので、バイパス通路２１を
一層短長とすることができ、湯温のオーバーシユ
ート量を一層低減できるという効果がある。
更に、本実施例によると、フイン２３付のバイ
パス通路２１を別個に製造しておけば良いので、
バイパス通路２１の取付性が向上する。
パス通路２１を別個に製造しておけば良いので、
バイパス通路２１の取付性が向上する。
尚、給湯管（図示せず）が下方に出て行くよう
な場合には、バイパス通路の吸入口と吐出口を略
同一水平面上に配設することができるので、その
長さを一層短くすることができる。
な場合には、バイパス通路の吸入口と吐出口を略
同一水平面上に配設することができるので、その
長さを一層短くすることができる。
以上説明したように本考案によれば、フインに
蛇行状のパイプが取付けられて構成された熱交換
器の吸入口と吐出口との間に可及的に短くしかも
熱交換可能なバイパス通路を接続し、このバイパ
ス通路の前記吐出口近傍に温度センサを設ける構
成としたので、前記パイプを流れる液体の流量が
急激に変化してもバイパス通路を通過するに要す
る時間を蛇行状パイプのそれよりも大幅に小さく
することができ、温度センサの湯温検知の無駄時
間を小さくし、以つて制御系全体の過渡特性を大
幅に改善することができる。これにより、湯温の
オーバーシユート量（行過ぎ量）が微小となり、
例えばシヤワー等に用いても火傷の危険のない安
全な給湯装置を可能とすることができる。
蛇行状のパイプが取付けられて構成された熱交換
器の吸入口と吐出口との間に可及的に短くしかも
熱交換可能なバイパス通路を接続し、このバイパ
ス通路の前記吐出口近傍に温度センサを設ける構
成としたので、前記パイプを流れる液体の流量が
急激に変化してもバイパス通路を通過するに要す
る時間を蛇行状パイプのそれよりも大幅に小さく
することができ、温度センサの湯温検知の無駄時
間を小さくし、以つて制御系全体の過渡特性を大
幅に改善することができる。これにより、湯温の
オーバーシユート量（行過ぎ量）が微小となり、
例えばシヤワー等に用いても火傷の危険のない安
全な給湯装置を可能とすることができる。
第１図は瞬間型給湯機の概略構成図、第２図は
上記給湯機に使用された従来の熱交換器の断面
図、第３図は同上熱交換器での水の流量変化に対
する湯温の変化を示す図、第４図Ａ，Ｂは本考案
の１実施例である熱交換器を示す図で、Ａは断面
図、Ｂは正面図である。 ３……熱交換器、９……蛇行状パイプ、１０…
…フイン、２２……温度センサ、２１……バイパ
ス通路、２３……フイン。
上記給湯機に使用された従来の熱交換器の断面
図、第３図は同上熱交換器での水の流量変化に対
する湯温の変化を示す図、第４図Ａ，Ｂは本考案
の１実施例である熱交換器を示す図で、Ａは断面
図、Ｂは正面図である。 ３……熱交換器、９……蛇行状パイプ、１０…
…フイン、２２……温度センサ、２１……バイパ
ス通路、２３……フイン。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 フイン１０と、フイン１０に取付けられかつフ
イン１０を介して燃焼ガスから受熱可能な蛇行部
分を有する蛇行状パイプ９と、蛇行状パイプ９よ
りも遥かに短くしかも直接ないし別個のフイン２
３を介して燃焼ガスから受熱可能な直線部分を有
するバイパス通路２１と、温度センサ２２とから
なり、 バイパス通路２１は、フイン１０の外部に位置
する蛇行状パイプ９の吸入口と吐出口との間を可
及的最短距離も以つてバイパスするように結合さ
れ、 温度センサ２２はバイパス通路２１の吐出口近
傍に配設されている 温度センサ付熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5867282U JPS58162443U (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 温度センサ付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5867282U JPS58162443U (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 温度センサ付熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58162443U JPS58162443U (ja) | 1983-10-28 |
| JPH031748Y2 true JPH031748Y2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=30069041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5867282U Granted JPS58162443U (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 温度センサ付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58162443U (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844274Y2 (ja) * | 1977-11-25 | 1983-10-07 | 株式会社ノーリツ | 瞬間湯沸器 |
-
1982
- 1982-04-22 JP JP5867282U patent/JPS58162443U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58162443U (ja) | 1983-10-28 |
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