JPH0377421B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は瞬間式給湯装置の水量制御に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 瞬間式給湯装置は出湯温度を検出し加熱量を制
御する方式が知られている。また公知の技術とし
て通水の圧力損失を低減させるなどの目的で熱交
換器をう回するバイパス路を有し、熱交換器で加
熱された湯と混合して給湯するバイパス水回路方
式がある。バイパス水回路方式には総給水量に対
するバイパス水量の比率を一定に保つバイパス比
固定型と、総給水量の増加に伴なつてバイパス水
量の比率を大きくするバイパス比変化型とが考え
られるが、前述の出湯温度制御式の給湯装置に用
いるとそれぞれ次のような問題がある。すなわ
ち、バイパス比固定型ではバイパス比率を大きく
すると、出湯温度の設定が高い場合熱交換器内で
沸騰を生じ、バイパス比率を小さくすると圧力損
失を低下させる効果が小さくなるという欠点があ
つた。またバイパス比変化型では上述の不都合は
生じないが、総給水量が変わるとバイパス比も変
化するので使用者による蛇口の急開閉や給水圧力
の急な変化に伴なう総給水量の急激な変化に対し
過渡的に湯温が大きく変動するという欠点があつ
た。

発明の目的 本発明は給湯装置の熱交換器とそのバイパス路
との通水量を制御し、給水回路の圧力損失を減少
させると共に湯温の安定化を図つたものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の給湯制御装
置は、熱交換器と、熱交換器の加熱装置と、加熱
装置の加熱制御器と、熱交換器を迂回するバイパ
ス路と、バイパス路に設けられたバイパス制御弁
と、バイパス制御弁の開度を調節するバイパス弁
駆動装置と、出湯温度制御器と出湯温度検出器と
の信号を演算し加熱制御器を制御する湯温制御演
算部と出湯温度設定器の信号に応じてバイパス制
御弁を制御するバイパス演算部とからなる給湯制
御器とを備え、設定温度によつてバイパス弁の開
度を調節するものである。

実施例の説明 本発明をガス瞬間式給湯器に適用した実施例に
ついて説明する。

第１図において、１は水量制御器で、水は入水
路２から流入し、水量検出器３を通つて入口弁室
４に入り、主制御弁５と主制御孔６との隙間を通
つて出口弁室７へ流入する。水は出口弁室７から
二方向に分流し、一方は熱交換器８へ流れ、もう
一方はバイパス制御弁９からバイパス路１０へ流
れ、熱交換器８の出湯管１１と合流する。混合部
１２には出湯温度検出器１３がある。水量検出器
３は水流の速度に比例して回転数が変化する羽根
車１４と、その羽根車１４の回転数を検出する回
転検出素子１５から成つている。１６は水量制御
駆動装置で、モータ１７・減速器１８から成り、
リンク機構１９・弁棒２０を介して主制御弁５を
駆動する。２１は復帰用ばねである。バイパス制
御弁９はバイパス制御孔９ａを有し、モータ２２
と減速器２３からなるバイパス弁駆動装置２４に
よつて回転させられバイパス路１０の水量を制御
する。ガスはガス供給路２５から加熱制御器２６
でガス量を調節されて、加熱装置２７で燃焼し、
熱交換器８を加熱する。２８はサーミスタなどの
入水温度検出器であり、２９は可変抵抗器などで
構成される出湯温度設定器である。３０はマイク
ロプロセツサなどからなる給湯制御器で、水量検
出器３・出湯温度検出器１３・入水温度検出器２
８・出湯温度設定器２９からの信号を入力とし、
演算処理を行なつた後、水量制御駆動装置１６・
バイパス弁駆動装置２４・加熱制御器２６へ信号
を出力する。

次に動作について説明する。第１図において電
源が投入されると出湯温度設定器２９の信号が読
み込まれ、出湯温度設定に応じてバイパス弁駆動
装置２４が作動し、バイパス制御弁９を回転させ
る。しかる後使用者によつて蛇口が開かれて通水
が開始されると、水量検出器３の信号が読み込ま
れ、加熱装置２７に燃料が供給されて燃焼が開始
する。熱交換器８で加熱された湯とバイパス制御
弁９を通つた水との混合湯温が出湯温度検出器１
３で検出され、この信号と出湯温度設定器２９の
信号によつて加熱制御器２６が駆動され、加熱装
置２７の加熱量を調節する。また水量検出器３の
信号により水量制御駆動装置１６が駆動され総給
水量が制御される。

次に制御動作について第２図でさらに詳細に説
明する。電源が投入され使用者によつて出湯温度
が設定されると、出湯温度設定器２９の信号が給
湯制御器３０に読み込まれ、給湯制御器３０の内
部のバイパス演算部３０ａで演算され、出湯温度
設定に応じてバイパス弁駆動装置２４が駆動され
バイパス制御弁９が所定角度量だけ回転する。

また給湯制御器３０の水量設定演算部３０ｂ
は、出湯温度設定器２９と入水温度検出器２８と
の信号差と加熱装置２７の加熱能力との演算を行
ない、出湯温度設定器２９で設定された出湯温度
が保証される最大水量を設定する。しかる後通水
が開始されると、水量検出器３が給水量を検出し
給水量が所定量（点火開始水量）以上に達する
と、加熱装置２７へ燃料を供給し点火操作を行な
つて加熱装置２７の燃焼が開始する。点火開始水
量はあらかじめ設定された一定値あるいは出湯温
度設定器２９の信号によつて変化させることがで
きる。給水圧力が高く多大な給水量が供給された
場合には水量検出器３の信号と前述の水量設定演
算部３０ｂの信号との偏差が水量制御演算部３０
ｃで演算され、水量制御駆動装置１６を駆動し水
量制御器１の主制御弁５を変位させて水量を制御
する。加熱装置２７の加熱量は加熱制御器２６に
よつて調節される。加熱制御器２６は、出湯温度
設定器２９の信号と入水温度検出器２８との信号
の差と水量検出器３の信号によつて湯温制御演算
部３０ｄで演算される加熱負荷の値で制御され、
さらに出湯温度設定器２９と出湯温度検出器１３
との偏差信号で補正され、最終的には出湯温度設
定と等しい出湯温度を得る。出湯温度設定器２９
の出湯温度が最高に設定された場合バイパス制御
弁９はほとんど全閉の位置に回転し、出湯温度の
設定値を下げるとバイパス制御弁９はしだいに開
き、最低に設定されるとほぼ全開になる。第３図
ａは出湯温度設定値とバイパス弁全開時を１とし
たときのバイパス制御弁開度との関係を示し、ｂ
は総給水量に対するバイパス水量の割合の関係を
示したものである。第３図ｂに示すように出湯温
度設定値が高い場合にはバイパス水量の割合が小
さく、総給水量のほとんどが熱交換器８を通るた
め熱交換器８の出口付近で沸騰が発生することが
なく、出湯温度設定値が低くなるにしたがいバイ
パス水量の割合が大きくなり圧力損失の高い熱交
換器８をバイパスして給水圧力が低くても多大な
水量を供給できる。湯温制御演算部３０ｄは加熱
装置２７への点火時には爆発音を防止するため前
述の加熱負荷の値より小さな加熱量で点火させた
り、出湯温度の立上りの加熱速度を高めるために
点火後から所定時間前述の加熱負荷の値以上の加
熱量を供給するなどの制御も行なわせることがで
きる。

給湯制御器３０の計時部３０ｅは水量検出器３
の信号が前述の点火水量以下に達してからの時間
を計時する。すなわち給湯が停止されてからの経
過時間を計時し、その値の大小によつてバイパス
制御弁９に所定時間補正を加える。バイパス制御
弁９は、給湯が停止して長時間経過後には通常の
設定値より閉方向に所定量変位させ、給湯停止後
短時間内の再給湯時には設定値より開方向に所定
量変位させる。初期使用開始時も含む給湯停止
後、長時間経過した後の再出湯時には、熱交換器
や熱交換器内の湯温が低下しており、したがつて
バイパス流を混合すると設定温度よりも低い温度
が出湯するので、給湯再開時より所定時間の間バ
イパス制御弁の開度を小さくし、バイパス水量を
少なく補正して出湯温度の低下を防止する。また
熱交換器が完全に冷却された場合には出湯温度の
低下は避けられないものの、バイパス水量を極力
少なくすることで、再び熱交換器で加熱されて温
度上昇した湯にバイパス流を混入することを防止
して湯温の上昇速度を高める。また給湯停止後の
短時間の再給湯時にはバイパス水量を給湯再開時
からの所定時間設定時より大きく供給し、加熱さ
れた熱交換器８の熱容量に起因する出湯温度の過
渡的な上昇を改善する。出湯温度設定値を一定に
した場合の給湯停止後の経過時間とバイパス水量
設定値からの補正割合との関係を第４図に示す。

発明の効果 以上のように本発明の給湯制御装置は、熱交換
器と、熱交換器の加熱装置と、加熱装置の加熱制
御器と、熱交換器を迂回するバイパス路と、バイ
パス路に設けられたバイパス制御弁と、バイパス
制御弁の開度を調節するバイパス弁駆動装置と、
出湯温度制御器と出湯温度検出器との信号を演算
し加熱制御器を制御する湯温制御演算部と出湯温
度設定器の信号に応じてバイパス制御弁を制御す
るバイパス演算部とからなる給湯制御器とを備
え、設定温度によつてバイパス弁の開度を調節し
たものであり、次の効果が得られる。

(1) 出湯温度設定値が高いときには総給水量の多
くが熱交換器に通されるので沸騰する危険がな
く、また出湯温度を設定した時点で直ちにバイ
パス水量制御が行なわれるので、例えば熱交換
器出口の沸騰を温度で検出するものに比べ検出
遅れを発生せず安全性が高い。

(2) 多量の給水が可能な低出湯温度の設定時に
は、バイパス水量のみが増加し熱交換器での圧
力損失が増加しないため、低給水圧力時での大
量出湯ができる。

(3) 使用者による蛇口の急開閉や給水圧力の急激
な変動に対し、熱交換器とバイパス路との給水
量の比率が変化しないため、過渡的な湯温変動
が小さい。

(4) 定常状態においては設定温度が変更されると
き以外はバイパス制御弁は作動しないのでシー
ル路や駆動装置の耐久性が高い。

(5) 湯温制御が加熱制御器のみで行われるのでバ
イパス制御弁との相互干渉がなく制御が簡単で
ある。またバイパス制御弁は定常状態では湯温
制御に直接影響を与えないので、精密な制御が
必要でなく例えば電磁弁のような段階的切り換
えでもよく低価格で構成できる。

【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制御装置
の構成図、第２図は同装置の制御信号を示すブロ
ツク線図、第３図は同装置の出湯温度設定値に対
するバイパス制御弁とバイパス水量の関係を示す
特性図、第４図は同装置の再給湯時までの経過時
間とバイパス水量の補正値を示す特性図である。 ８……熱交換器、９……バイパス制御弁、１０
……バイパス路、１３……出湯温度検出器、２６
……加熱制御器、２７……加熱装置、２９……出
湯温度検出器、３０……給湯制御器、３０ｅ……
計時部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱交換器と、前記熱交換器の加熱装置と、前
   記加熱装置の加熱制御器と、前記熱交換器を迂回
   するバイパス路と、前記バイパス路に設けられた
   バイパス制御弁と、前記バイパス制御弁の開度を
   調節するバイパス弁駆動装置と、出湯温度設定器
   と出湯温度検出器との信号を演算し前記加熱制御
   器を制御する湯温制御演算部と前記出湯温度設定
   器の信号に応じて前記バイパス弁駆動装置を制御
   するバイパス演算部とからなる給湯制御器とを備
   えた給湯制御装置。 ２ 給湯制御器は、給湯使用後から再給湯までの
   時間を計る計時部を有し、前記時間が所定値以上
   の場合には、バイパス制御弁の開度を所定時間小
   さくし、所定値以下の場合にはバイパス制御弁の
   開度を所定時間大きくする特許請求の範囲第１項
   記載の給湯制御装置。