JPH039380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に開放式の貯湯タンクを備えた
温水器の給水制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の温水器の給水装置を第４図の概
略構造図によつて説明する。

第４図において、１は貯湯タンクであり、その
下部に発熱体２が装着されている。

３は給水を制限する電動弁、４は給水量を検出
する流量計、５は沸き上がつたお湯を取り出す為
の給湯ポンプである。なお、１７は給水管、６４
は給湯管である。

次に動作について説明する。貯湯タンク１への
給水は、電動弁３を開けることにより行われ、そ
の際、流量計４によりその給水量が計測される。

従つて、流量計４の計測値をみて、貯湯タンク
１内への給水量を制御する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の温水器の給水装置は、流量
計４で計測しながら電動弁３により給水量を制御
していたため、給水量を正確に測定するには高精
度の流量計４が必要であり、高価なものとなる。

また、必要とする湯量に応じて給水量を制御す
るのみであるから、貯湯タンク１内に残湯があつ
た場合は、残湯量の分だけ余分に湯を沸き上げる
ことになり、エネルギーの無駄も発生するなどの
問題点があつた。

この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、貯湯タンク内に貯湯があつ
た場合にも、貯湯タンク内には必要とする湯量が
得られるように、給水量を自動的に制御すること
ができ、かつ安価に提供できる温水器の給水制御
装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる温水器の給水制御装置は、貯
湯タンク内の湯温を検出する湯温センサと、貯湯
タンク内の水量を検出する水量センサと、要求湯
量設定手段と、貯湯タンク内の残湯量を演算する
残湯量演算手段と、前記要求湯量設定手段及び残
湯量演算手段の出力に基づいて必要とする給水量
を設定する給水量設定手段と、設定された給水量
から給水時間を設定する給水時間設定手段と、給
水制御手段と、給水制御手段による給水を設定さ
れた給水時間だけ行うように制御するタイマー装
置と、給水開始後、水量センサの出力に基づいて
給水量を補正する給水量補正手段とを設けたもの
である。

〔作用〕

この発明においては、貯湯タンク内に残湯があ
る場合は、湯温センサによつて検出され、残湯量
が要求湯量から差し引かれて給水量が設定され
る。

給水量が設定されると給水時間が設定され、タ
イマー装置によつて給水時間が管理される。

給水開始後、貯湯タンク内の水量の増加に伴
い、貯湯タンク内に給水される水の流速が変化し
て実際の給水量と計算上の給水量とに差が発生す
ると、所定水量毎に水量センサが正確な給水量を
検出して給水量が補正される。

〔実施例〕

以下、この発明による温水器の給水制御装置を
説明する。

第１図はこの発明による一実施例の全体構成図
であり、１，２，３，１７，６４は上記従来装置
と全く同一構成のものである。

６は流量を調整する流量調整弁、７は貯湯タン
ク１内の残湯を検出するための湯温センサ、８
ａ，８ｂ，８ｃはタンク壁面の所定位置に取り付
けた水量センサ、９は水量センサ８ａ，８ｂ，８
ｃの出力信号に基づいて後述する給水量設定手段
で設定される給水量を補正する給水量補正手段、
１０はヒータ２への通電を制御するヒータ制御手
段、１１は電動弁３を開閉して給水を制御する給
水制御手段、１２は発熱体２への通電量と湯温セ
ンサ７の検出信号とを基に残湯量を演算する残湯
量演算手段、１３は要求湯量を設定する要求湯量
設定手段、１４は要求湯量設定手段１３と残湯量
演算手段１２からの出力に基づいて貯湯タンク１
内に給水する給水量を設定する給水量設定手段、
１５は給水量設定手段１４で設定された給水量か
ら給水時間を設定する給水時間設定手段、１６は
タイマー装置であり、前記給水制御手段１１の給
水時間を制御する。

第２図は第１図の実施例の電気接続を示す回路
図である。

図中、１８は制御回路内のマイクロコンピユー
タであり、CPU１９、メモリ２０、計時装置２
１、入力回路２２、出力回路２３、アナログマル
チプレクサ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を有してい
る。

２６は電動弁制御回路で、抵抗２７、トランジ
スタ２８、リレーRL₁及び常開接点rl₁から形成さ
れる。

前記リレーRL₁はトランジスタ２８を介して正
極端子＋ＶとGND端子の間に接続され、前記ト
ランジスタ２８は抵抗２７を介して出力回路２３
に接続されている。

前記常開接点rl₁は前記電動弁３と電源２９に
対して直列に接続されている。

３０はヒータ制御回路で、抵抗３１、トランジ
スタ３２、リレーRL₂、及びその常開接点rl₂から
形成される。

前記リレーRL₂はトランジスタ３２を介して正
極端子＋ＶとGND端子の間に接続され、前記ト
ランジスタ３２は抵抗３１を介して出力回路２３
に接続されている。前記常開接点rl₂は前記ヒー
タ２と電源２に対して直列に接続されている。

３４は温度センサ７と直列に接続された抵抗、
３５は要求湯量設定手段１３と直列に接続された
抵抗、３６，３７，３８は水量センサ８ａ，８
ｂ，８ｃに直列に接続された抵抗であり、これら
の検出信号は前記マイクロコンピユータ１８内の
アナログマルチプレクサ２４に入力される。

次に上記実施例の動作を第３図を参照しながら
説明する。

第３図はマイクロコンピユータ１８のメモリ２
０に記憶された給水制御を示す動作フローチヤー
トである。

まず、スタートと同時に第３図に示すステツプ
３９の有給湯量確認が行われる。ここでの有給湯
量をVI（）とする。

次にステツプ40で温度センサ７による湯温測定
が行われる。この時の測定湯温をTz（℃）とす
る。

次にステツプ41で測定湯温Tzが決められてい
る基準温度（例えば水温は一般に30℃以下であ
り、基準温度を30℃とする）より高いか低いかで
残湯があるかどうかの判定を行う。

測定湯温が基準温度よりも高ければ、ステツプ
42でヒータ２へ通電し、同時に通電タイマーをス
タート（ステツプ43）させる。

次にステツプ44で、貯湯タンク１内の湯温が一
定温度（例えば３℃）上昇したかどうかを判定
し、一定温度上昇したら、ステツプ45で通電タイ
マーを止め、ステツプ46で残湯量の演算を行う。

即ち、次式の演算を行う。

Vz＝860×Ｗ×H₃／３ （） ここで、H₃は測定湯温が一定温度上昇するの
に費やした時間であり、３は一定温度上昇値（す
なわち３℃）を示す。

次にステツプ47で給水量Vqを演算する。残湯
がある場合は、Vq＝VI−Vzであり、残湯がない
場合はVq＝VIである。

前記流量調整弁６は一定に固定するが、給水流
は一次側の圧力や貯湯タンク１内に給水されたこ
とによる位置水頭により多少変化する。

流量調整弁６の一次側圧力を一定にし、（例え
ば減圧弁による）タンク１内に残水がない状態で
の給水流速をve（／min）とすると、給水時間
はｔ＝Vq／ve（min）（ステツプ48）で計算され
る。しかし実際には、給水量が増加するに伴い給
水流速veは減少する。

次に、ステツプ49で電動弁３の操作により給水
を開始すると同時に、給水タイマーをスタート
（ステツプ50）させる。

前記説明のように、貯湯タンク１への給水によ
り給水流速が変化するため、任意給水量におい
て、給水量の補正を行う。

即ち、貯湯タンク１壁面に取り付けられた水量
センサ８ａ，８ｂ，８ｃにより、任意給水量の位
置で補正を行い、給水量の精度を上げる。ここで
は100、200、300の位置で補正する例を説
明する。満水を300とする。

給水量Vqの演算は、給水タイマーの経過時間
をtg（min）とすると、 Vq＝ve×tg （） で表される。

ステツプ51では給水量Vq≧300の判定を水量
センサ８ａの出力に基づいて実行する。Vq≧300
であれば、ステツプ63へ移り、給水を停止し、
Vq＜300であれば、ステツプ52へ移行する。

ステツプ52では、給水量Vqが既に200以上に
到達しているかどうかを水量センサ８ｂの出力に
基づいて判定し、到達していればステツプ62に移
行し、給水量の補正なしで給水を実行する。到達
していなければ、ステツプ53へ移行して給水量
Vq＝200の到達判定を行う。水量センサ８ｂか
ら200検出の出力があると、ステツプ57で現時
点での正確な給水量として給水量Vq＝200が設
定され、次の給水量補正ステツプ58へ移行する。

一方、ステツプ53で200未満のときにはステ
ツプ54で、既に給水量Vqが100に到達している
かどうかの判定が水量センサ８ｃからの出力に基
づいて行われ、到達していれば、ステツプ62へ移
行し、到達していなければ、ステツプ55へ移行し
て給水量100到達時の判定を行う。

そして、ステツプ55で給水量100到達を確認
すると、ステツプ56で現時点での正確な給水量
Vq＝100が設定され、次の給水量補正ステツプ
58へ移行する。

次にステツプ58では、前記ステツプ39で確認さ
れた要求湯量VI（）から、前記ステツプ56又は
57で決定した給水量を引き算し、給水量を再設定
する。即ち、VQ′＝VI−Vqである。

次に、ステツプ59で前記ステツプ48で演算した
給水時間を再設定するため、給水時間を ｔ＝VQ′／ve で演算する。

次にステツプ60で給水タイマーをリセツトする
と同時に、ステツプ61で給水タイマーを再スター
トさせる。

次にステツプ62では、前記給水タイマーが給水
時間に到達したかどうかの判定をし、到達してい
なければ、次にステツプ51を実行し、到達してい
れば、ステツプ63で給水を停止し、制御が終了す
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、給水を電動
弁を介して行い、給水量を時間で管理するととも
に、要求湯量から残湯量を差し引いて必要な湯量
だけの沸き上げができる。また、給水流速の変化
に伴う給水誤差を所定給水量到達毎に水量センサ
で実際に検出して補正するように構成したので、
タンク内への給水量が精度よく制御でき、エネル
ギーの無駄もなくなるとともに、簡単な装置で安
価に提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成
図、第２図はその電気回路図、第３図は動作を示
すフローチヤート、第４図は従来の温水器の給水
装置を示す慨略構成図である。 図中、１は貯湯タンク、２はヒータ、３は電動
弁、６は流量調整弁、７は湯温センサ、８は水量
センサ、９は給水量補正手段、１１は給水制御手
段、１２は残湯量演算手段、１３は要求湯量設定
手段、１４は給水量設定手段、１５は給水時間設
定手段、１６はタイマー装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動弁を介して貯湯タンクの下部から給水し
   た水をヒータにより加熱して貯湯し、貯湯タンク
   の下部から湯を取り出して使用するものにおい
   て、前記貯湯タンク内の湯温を検出する湯温セン
   サと、前記貯湯タンク内の水量を検出する水量セ
   ンサと、要求湯量を設定する要求湯量設定手段
   と、前記湯温センサの検出値が基準温度よりも高
   い場合に、前記ヒータへの通電を行い、湯温を一
   定温度上昇させるに要した時間に基づいて残湯量
   を演算する残湯量演算手段と、前記要求湯量設定
   手段の設定値と残湯量演算手段で求めた残湯量に
   基づいて貯湯タンク内へ給水すべき給水量を設定
   する給水量設定手段と、この給水量設定手段で設
   定された給水量に基づいて給水時間を設定する給
   水時間設定手段と、前記電動弁を開閉制御して貯
   湯タンク内への給水を制御する給水制御手段と、
   この給水制御手段による給水が前記給水時間設定
   手段で設定された時間行われるように制御するタ
   イマー装置と、給水開始後、前記水量センサの出
   力に基づいて前記給水量設定手段で設定された給
   水量を補正する給水量補正手段とを備えてなる温
   水器の給水制御装置。