JPH0426840Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、給湯使用終了後の短時間内の再出湯
時には後沸きの影響を少なくするとともに、長時
間経過後の再出湯時には混合出湯温度の立ち上が
りを早くして、使用勝手がよくなるようにした給
湯器等の湯水混合制御装置に関する。

（従来技術） 一般に、給湯器等の湯水混合制御装置は第１図
に示すように入水が高温水路１とバイパス水路２
とに分流され、高温水路１に供給された水は熱交
換器３を介してバーナ４によつて加熱され、湯水
混合弁５でバイパス水路２の水と混合されるよう
になつている。熱交換器３からの出湯温度は、入
水サーミスタ６が検出する入水温度と水量センサ
７が検出する高温水路１の水量とに基づき制御部
８によつてガス比例弁９の開閉度を制御してバー
ナ４の出力を制御し、所定の高温側設定温度（例
えば約80℃）に一致するようにフイードフオワー
ド制御される。また、湯水混合弁５からの混合出
湯温度はミキシングサーミスタ１０が検出する混
合出湯温度に基づいて、制御部８によつて湯水混
合弁５の湯水混合比を調整して操作部１１から与
えられる操作設定温度に一致するようにフイード
バツク制御される。

ところで、この様に構成された給湯器等の湯水
混合制御装置においては給湯使用を終了して水流
が停止された後、燃焼停止するまでの間に若干の
制御遅れ、あるいは、熱交換器の余熱によつて後
沸きが生じ、熱交換器内の残湯が高温側設定温度
よりも高温になる。このために、給湯使用終了後
の短時間内に再使用すると、後沸きにより高温側
設定温度よりも高温になつた熱交換器内の残湯が
一定時間にわたつて供給され、混合出湯温度が使
用中の安定混合出湯温度よりも高くなる恐れがあ
る。このような再使用初期に使用者が予期しない
高温水が出湯することは、使い勝手が悪いばかり
でなく、極端な場合には火傷等の危険性をもたら
すことになりかねない。また逆に、給湯使用後、
長時間経過した後の再出湯時には熱交換器が冷え
ているために、熱交換器内の残湯の温度が低く、
湯水混合弁でバイパス水路側の水と混合されるこ
とによつて混合出湯温度が大きく落ち込み、混合
出湯温度の立ち上がりが遅くなる問題があつた。

そこで従来よりこの問題を解決する技術が研究
され特開昭60−245947号公報には代表的な一つの
手段が提案されている。特開昭60−245947号公報
に記載された技術は、給湯を終了してから再度出
湯を行うまでの時間の長さに比例して湯水混合弁
のバイパス側の開度を絞つて行くものである。

（考案が解決しようとする問題点） 従来技術の湯水混合制御装置によると、給湯を
終了してから再度給湯を行うまでの時間が短い場
合はバイパス側から大量の冷水が混合され、逆に
時間が長い場合はバイパス側は絞られて高温側の
水が大量に混合される。そのため給湯間隔が短い
場合の後沸きと、給湯間隔が長い場合の湯温の立
ち上がりが遅い問題は幾分緩和される。

しかし、従来の技術は単に給湯を終了してから
再度給湯を行うまでの時間のみに着目して、バイ
パス弁の開閉度を補正するものであるから、再使
用時の出湯温度は設定温度とかなり相違する場合
もあつた。

すなわち、熱交換器内に残された水がどの程度
後沸きされて温度が上昇するか、また逆にどの程
度冷却するかは、単に給湯間隔の時間のみの関数
ではなく、むしろ周辺の環境によつて大きく変化
するものである。例えば夏期の気温が極めて高い
時期であれば後沸きによつて残湯の水温は大きく
上昇するが、時間が経過しても余り温度は低下し
ない。逆に冬期の気温が低い時期には、極短い時
間の間に残湯の温度は低下してしまう。

従来の湯水混合制御装置は周辺の環境による残
湯の温度変化を全く考慮していないため、給湯間
隔の違いによる後沸きや、混合出湯温度の立ち上
がりが遅いと言う問題は完全に解消されず、改良
の余地を残すものであつた。

そこで本考案は上記の事情を考慮してなされた
ものであつて、周辺の環境による残湯の温度変化
を監視し、残湯の温度変化に応じて湯水混合弁の
バイパス側の開閉度を補正する事により、給湯使
用終了後の短時間内の再出湯時には後沸きの影響
がなく、一方長時間経過後の再出湯時に湯温の立
ち上がりが遅いと言う問題をより完全に解消し、
常に操作設定温度に近い温度の出湯が可能であ
り、使用勝手がよくなるようにした給湯器等の湯
水混合制御装置を提供する事を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案にかかる給湯器の湯水混合制御装置は、
前記の目的を達成するために、高温水路の高温水
とバイパス水路の冷水とを混合する温水混合弁
と、混合された後の混合出湯の温度を検出する混
合出湯温度検出手段と、操作設定温度を調節する
操作部と、混合出湯温度検出手段が検出した混合
湯湯温度に基づいて出湯温度が操作設定温度と一
致するように湯水混合弁の湯水混合比を制御する
制御部とを備える温水混合制御装置において、上
記制御部は、給湯使用後、湯水混合弁をバイパス
水路側が一旦全開状態になるまで開方向に向かつ
て動作させ、その後操作設定温度と配管内に残留
する混合出湯の温度との差に対応する一定時間の
間、湯水混合弁をバイパス水路側が閉じる方向に
向かつて動作させるように構成されたことを特徴
とする。

（作用） 本考案の湯水混合制御装置によると、給湯が終
了した時は、一旦湯水混合弁のバイパス水路側が
全開状態になり、短い時間間隔で給湯を再開した
場合は、バイパス水路側から多量の冷水が流れ込
み、高温水の比率が小さい状態で湯水混合され
る。そのため短い時間間隔で給湯した時の後沸き
による混合出湯温度の異常な上昇が緩和される。

給湯が終了し、暫く時間を経た後、給湯を再開
する場合は、給湯を停止している間ミキシングサ
ーミスタ等の混合出湯温度検出手段により配管内
に残留する混合出湯の温度変化が監視される。即
ちこの間バイパス水路側は全開状態ではあるが、
給湯は停止しているので、バイパス水路側から湯
水混合弁に向かつての新たな冷水の流入は無い。
従つてミキシングサーミスタは前回の給湯時に、
湯水混合弁によつて高温水と冷水とが混合された
が、排出はされずに配管内に残留している混合出
湯の温度変化を監視することができる。制御部で
は、一定時間ごとに、ミキシングサーミスタによ
つて測定された配管内に残留した混合出湯の温度
と、操作設定温度とが比較される。外部の環境の
影響で配管内に残留した混合出湯の温度が低下
し、両者の間に差が生じると、制御部でその差に
対応する一定の時間が演算される。そして制御部
からの信号によりリレーその他を介して、湯水混
合弁のバイパス側を開閉するアクチエータが、前
記した時間のあいだバイパス水路側を閉塞する方
向に動作され、バイパス水路側が徐々に閉じてい
く。前記した時間が終了すると湯水混合弁のバイ
パス水路側を閉じる動作は停止する。湯水混合弁
は、バイパス水路側が、全開状態から前記時間の
間、閉じる方向に動作した結果、バイパス水路側
が何割か閉塞した状態となつて停止する。結果的
に配管内の混合出湯の温度の低下に対応する量だ
けバイパス水路側が閉じられることになる。

この状態の時に出湯を再開すると、バイパス水
路側は幾らか閉じられた状態であるから、高温水
と冷水の混合比率は高温水の割合が多くなり、従
つて混合出湯温度の落ち込みは小さくなる。湯水
混合弁が閉じる方向に作動する時間は、混合出湯
の温度が低下する程長くなり、従つて混合出湯の
温度が低下するに連れてバイパス水路側は大きく
閉塞される。そのため前回の給湯から、かなりの
時間が経過して熱交換器が冷えていても、再給湯
時に混合出湯温度落ち込みは小さく、立ち上がり
の早い出湯特性が得られる。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づき具体的に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例の構成図であり、第
２図はその制御回路内で実施される出湯温制御の
流れの要部を示すフロー図である。

図において、１は高温水路、２はバイパス水
路、３は高温水路１に設けられる熱交換器、４は
バーナ、５は高温水とバイパス水路２の冷水とを
混合する湯水混合弁、６は入水サーミスタ、７は
水量センサ、８はマイクロコンピユータが内蔵さ
れた制御部、９はガス比例弁、１０は混合出湯温
度を検出するミキシングサーミスタ、１１は操作
設定温度を調節する操作部である。上記制御部８
内ではつぎのような制御プログラムが実施され
る。即ち、給湯中にはガス比例弁９を開弁させて
燃焼を継続させＳ１、給湯が停止されて水量セン
サ７からの出力に基づき給湯量が最低作動水量以
下であることが確認されるとＳ２、ガス比例弁９
を閉弁させて燃焼を停止させるＳ３。そして、サ
ーボ機能を有する湯水混合弁５に信号を送りバイ
パス水路２側を全開するＳ４。次に操作設定温度
T_Sを前回出湯温度T_o-1とおきＳ５ミキシングサ
ーミスタ１０により検出された現在の混合出湯温
度T_Mを現在出湯温度T_oとおくＳ６。そして前回
出湯温度T_o-1と現在出湯温度T_oとの偏差を計算
しこの偏差に比例する長さの湯水混合弁作動時間
t_D＝Ｋ（T_o−T_o-1）を演算するＳ７。

ここで、この湯水混合弁作動時間T_Dを一旦記
憶しておき、この状態で、再出湯により給湯水量
が最低作動水量以上に増加された否かを判別する
Ｓ８。判別の結果、再出湯の場合にはバーナ４を
着火させＳ９、通常の出湯温度の制御に移行す
る。もしここまでの工程が進むまでに再出湯があ
つた場合は、Ｓ４の「サーボ全開動作」のため
に、、バイパス水路側が全開されている状態であ
る。従つて再出湯の瞬間はバイパス水路側は全開
になつており、大量の冷水が湯水混合弁５で混合
され、後沸きによる異常な高温水はこの多量の冷
水によつて冷却される。

工程の説明を元に戻して、再出湯により給湯水
量が最低作動水量以上に増加された否かの判別Ｓ
８が、再出湯が行われず、給湯水量が最低作動水
量を下回る時には、前記湯水混合弁作動時間t_Dの
間、湯水混合弁５のサーボ機構のアクチユエータ
をバイパス水路側を閉じる方向に作動させたのち
Ｓ１０、t_o時間待機するＳ１１。この時アクチユ
エータの作動により、湯水混合弁５は所定の速度
で前記湯水混合弁作動時間t_Dの間バイパス水路側
に閉じる方向に動くから、湯水混合弁５のバイパ
ス水路側は、湯水混合弁作動時間t_Dに対応する量
だけ閉塞され、その状態、即ちバイパス水路側が
所定の量だけ閉塞された状態でt_o時間待機するＳ
１１。

言い換えれば、前記した湯水混合弁作動時間t_D
は前回出湯温度T_o-1と現在出湯温度T_oとの偏差
の関数であるから湯水混合弁５のバイパス水路側
は両者の偏差に対応する量だけ閉塞されて停止す
る。

この後に操作設定温度T_Sの変更の有無が判別
されＳ１２、変更がある場合には前回出湯温度
T_o-1が変更後の操作設定温度に置き換えられＳ
５、また変更が無い場合には最後の現在出湯温度
T_oを前回の出湯温度T_o-1で置き換えてＳ１３、
現在の混合出湯温度T_Mを検出してこれを現在出
湯温度T_oと置く段階Ｓ６以降の手順が繰り返さ
れる。

通常、熱交換器内の残湯は、給湯を終わると熱
交換器の余熱によつて後沸きされ、僅かの時間の
後に残湯の温度は最高点に達し、その後は徐々に
温度が下がつていく。温度の降下は、最初が大き
く、時間の経過とともに緩やかになつていき、相
当の時間が経過すると温度は平衡して一定にな
る。本実施例では、前記したように操作設定温度
に変更がない場合は最後の現在出湯温度T_oを前
回の出湯温度T_o-1で置き換えて、現在出湯温度
T_oと比較するので、繰り返しの回数を重ねる毎
に残湯の温度降下が小さくなり、両者の偏差は小
さくなる。これにともなつて湯水混合弁が動作す
る時間も次第に少なくなつていく。これを湯水混
合弁の動きでみると、湯水混合弁のバイパス水路
側は、時間の経過とともに、徐々に絞り込まれて
いくが、湯水混合弁の動作時間は、時間当たりの
残湯の温度低下に対応するので、バイパス側の閉
塞速度は次第に小さくなる。従つて、常に湯水混
合弁は、湯水混合弁のバイパス側が残湯の冷却に
対応する所定の量だけ閉塞した状態になつてい
る。すなわち、湯水混合弁は常に残湯の温度に対
応して適切な温度の出湯ができる最適の開度で待
機する。

従つて給湯後かなりの時間が経過したのち再出
湯した場合でも、操作設定温度に近い温度の出湯
を得ることができる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、給湯使用終了後
に、一旦湯水混合弁のバイパス水路側を全開状態
にするので一旦給湯使用終了後にすぐ給湯を再開
した場合に後沸きによる異常に高温の湯が出湯さ
れることが防止される。

また混合出湯温度と操作設定温度とを比較し
て、両者の温度差に対応して湯水混合弁のバイパ
ス水路側を徐々に閉じるようにしたので、残湯の
温度低下の割合に応じてバイパス水路側を閉じて
いくことができ、外気温や風の有無に係わりなく
常に適切な湯水混合割合で出湯を開始することが
できる効果がある。

従つて本考案は短時間待機後の再出湯時におい
ても、また長時間待機後の再出湯時においても常
に操作設定温度に近い温度の湯を直ちに出湯する
事ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体概略図、第２
図は制御流れを示すフロー図である。 １……高温水路、２……バイパス水路、５……
湯水混合弁、８……制御部、１０……混合出湯温
度検出手段、１１……操作部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高温水路の高温水とバイパス水路の冷水とを混
   合する温水混合弁と、混合された後の混合出湯の
   温度を検出する混合出湯温度検出手段と、操作設
   定温度を調節する操作部と、混合出湯温度検出手
   段が検出した混合出湯温度に基づいて出湯温度が
   操作設定温度と一致するように湯水混合弁の湯水
   混合比を制御する制御部とを備える温水混合制御
   装置において、上記制御部は、給湯使用後、湯水
   混合弁をバイパス水路側が一旦全開状態になるま
   で開方向に向かつて動作させ、その後操作設定温
   度と配管内に残留する混合出湯の温度との差に対
   応する一定時間の間、湯水混合弁をバイパス水路
   側が閉じる方向に向かつて動作させるように構成
   されたことを特徴とする湯水混合制御装置。