JPH04340049A

JPH04340049A - 湯沸器

Info

Publication number: JPH04340049A
Application number: JP3111296A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Morimoto; 和幸森本
Original assignee: Harman Co Ltd
Current assignee: Harman Co Ltd
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1992-11-26
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2562526B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源によって加熱され
る水加熱用熱交換器と、前記水加熱用熱交換器の入口側
における入水温度を検出する入水温検出手段と、前記水
加熱用熱交換器の出口側における目標出湯温度を設定す
る目標出湯温設定手段と、前記水加熱用熱交換器の通水
量を検出する通水量検出手段と、前記通水量を変更する
ために弁開度が変更自在に構成された水比例弁と、前記
入水温検出手段によって検出される入水温度、前記目標
出湯温設定手段によって設定される目標出湯温度及び前
記熱源が発生し得る最大熱量に基づいて、前記水加熱用
熱交換器の出口側における出湯温度が前記目標出湯温度
になるための目標通水量を判別し、且つ、前記通水量検
出手段によって検出される検出通水量が前記目標通水量
に等しくなるように前記水比例弁の弁開度を変更制御す
る制御手段とが設けられた湯沸器に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記湯沸器は、水比例弁によって最大通
水量を出湯温度が目標温度になるための目標通水量に規
制することにより、例えば水加熱用熱交換器の出口側に
接続された給湯栓が大きく開かれても、目標温度に維持
できるようにしたものである。ところで、例えば、前記
給湯栓が小さく開かれることにより、通水量が少なくな
った場合において、制御手段は、単に目標通水量となる
ように、前記水比例弁を弁開度増大側に変更することに
なり、その結果、水比例弁が全開状態になる。そのため
、水加熱用熱交換器への給水圧が高いときに、通水量が
少量から多量に急に変更されると、制御作動遅れに起因
してしばらくの間前記目標通水量よりも過大な水量が流
れ、出湯温度が目標出湯温度よりも大巾に低下する不都
合があった。つまり、水比例弁の弁開度増大側への限度
は、前記給水圧が低いときにも対処できるように決めら
れることになるため、給水圧が高いときには上記不都合
を生じる虞があった。

【０００３】そこで、水加熱用熱交換器への給水圧を検
出する圧力センサを設けて、水比例弁の弁開度増大側へ
の限度値を、水圧検出値が高いほど低くするように自動
的に変更することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧力セ
ンサを設ける場合には、高価な圧力センサのために全体
構成が高価となる不利があった。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、圧力センサを用いることなく、
水比例弁の弁開度増大側の限度値を給水圧に応じて自動
的に変更設定する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の特徴構成
は、前記水比例弁の弁開度を検出する弁開度検出手段が
設けられ、前記制御手段が、前記検出通水量が前記目標
通水量に等しくなったときの弁開度に基づいて前記水比
例弁の弁開度増大側での限度値を設定して、前記水比例
弁の弁開度増大側への弁開度変更を前記限度値を限度と
して実行するように構成されている点にある。

【０００７】また、第二の特徴構成は、前記制御手段が
、前記目標出湯温設定手段によって設定された一つの目
標出湯温度に対応する前記目標通水量と前記検出通水量
とが等しくなったときの弁開度に基づいて、前記一つの
目標出湯温度以外の他の目標出湯温度に対する前記水比
例弁の弁開度増大側での限度値を予測して設定するよう
に構成されている点にある。

【０００８】

【作用】第一の特徴構成によれば、目標通水量と検出通
水量とが等しくなったときの弁開度が水加熱用熱交換器
への給水圧に対応している点を利用して、そのときに検
出された弁開度に基づいて、水比例弁の弁開度増大側で
の限度値を設定して、その限度値を限度として水比例弁
の弁開度増大側への変更が行われることになる。

【０００９】第二の特徴構成によれば、一つの目標出湯
温度に対応する前記目標通水量と検出通水量とが等しく
なったときに検出された弁開度に基づいて、前記一つの
目標出湯温度以外の他の目標出湯温度に対する前記水比
例弁の弁開度増大側での限度値を予測して設定すること
になり、これによりある１つの目標出湯温度での使用状
態から、他の異なる目標出湯温度に変更された場合にお
いても、その異なる目標出湯温度に対する前記限度値が
予め設定されているため、異なる目標出湯温度での出湯
温度の低下が当初から回避される。

【００１０】

【発明の効果】第一の特徴構成によれば、高価な圧力セ
ンサを用いることなしに、本来構成を有効利用した簡単
な改造で、出湯温度が目標出湯温度から大巾に低下する
ことを防止できる湯沸器を得るに至った。

【００１１】また、第二の特徴構成によれば、種々に変
更設定される目標出湯温度の夫々に対する弁開度増大側
での限度値が、１つの目標出湯温度での弁開度に基づい
て設定されて、異なる目標出湯温度に変更された際の出
湯温度の低下が当初から回避されるから、一層良好に使
用できるものとなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、熱源としてのガスバーナ１に
より加熱される水加熱用熱交換器２の出口側に、給湯栓
４が給湯路３を介して接続され、前記水加熱用熱交換器
２の入口側に接続された給水路５には、通水量を変更す
るために弁開度Ｓが変更自在に構成された水比例弁９が
設けられている。また、前記ガスバーナ１に対する燃料
ガス供給路１０には、燃料ガス供給を断続するガス弁１
１、及び燃料ガス供給量を調整する電磁式のガス量調整
弁１２が取り付けられている。

【００１３】前記水比例弁９には、その弁開度Ｓを検出
する弁開度検出手段としての弁開度センサ９Ａが装備さ
れ、前記給水路５には前記水加熱用熱交換器２の通水量
を検出する通水量検出手段としての水量センサ６と前記
水加熱用熱交換器２の入口側における入水温度Ｔｉを検
出する入水温検出手段としての入水温センサ７とが設け
られている。前記水加熱用熱交換器２の出口側には出湯
温度Ｔｊを検出する出湯温センサ８が設けられている。

【００１４】次に、前記水比例弁９について、図２及び
図３に基づいて説明する。筒状の弁ケース１４に、前記
水加熱用熱交換器２の入口側に給水するための流出口１
６と、水道等の給水源からの水を流入させるための流入
口１５とが形成されると共に、筒状の回転弁体１７が内
装されている。この回転弁体１７には、前記流出口１６
に常時連通する第１弁開孔１８が形成されると共に、こ
の第１弁開孔１８と前記流入口１５とを連通させる第２
弁開孔１９が形成されている。尚、前記第２弁開孔１９
は、低水圧時の圧力損失を減少させる為に大径の丸孔と
スリット状の孔とから構成されている。また、前記回転
弁体１７の回転ロッド２４に、ギア機構２３を介して弁
開度変更用の操作モータ２５が連動連結されている。

【００１５】尚、前記回転ロッド２４の回転角θを弁開
度Ｓとして検出するポテンショメータ式の前記弁開度セ
ンサ９Ａが、前記弁ケース１４に取り付けられている。つまり、前記回転角θは前記回転弁体１７の回転角に等
価であり、この回転角θの変更に応じて前記流入口１５
に対する前記第２弁開孔１９の重なり状態が変化し、も
って弁開度Ｓが変更される（図３参照）。そこで、この
弁開度Ｓと回転角θの相関関係を予め求めておいて、後
述の制御装置１３内に関係式あるいは数表形式で記憶保
持させておくことにより、弁開度Ｓを回転角θにより判
別できるようにしているのである。

【００１６】マイクロコンピュータを利用した制御装置
１３が設けられ、この制御装置１３に前記水量センサ６
、前記入水温センサ７、前記出湯温センサ８、並びに前
記弁開度センサ９Ａの検出情報が入力されている。そし
て、前記制御装置１３の指令で、前記ガス弁１１、前記
ガス量調整弁１２、並びに前記操作モータ２５を作動さ
せるように構成されている。

【００１７】前記制御装置１３に運転情報を指令するリ
モートコントローラ２０が設けられており、このリモー
トコントローラ２０には、給湯運転の開始、停止を指令
する運転スイッチ２１と、目標出湯温度Ｔｏを設定する
目標出湯温設定手段としての出湯温設定器２２とが設け
られている。

【００１８】前記制御装置１３を利用して、前記入水温
センサ７によって検出される入水温度Ｔｉ、前記出湯温
設定器２２によって設定される目標出湯温度Ｔｏ及び前
記ガスバーナ１が発生し得る最大熱量Ｇｍに基づいて、
前記水加熱用熱交換器２の出口側における出湯温度が前
記目標出湯温度Ｔｏになるための目標通水量Ｑｓを下記
（１）式の如く判別し、且つ、前記水量センサ６によっ
て検出される検出通水量Ｑｋが前記目標通水量Ｑｓに等
しくなるように前記水比例弁９の弁開度Ｓを変更制御す
る制御手段Ｆが構成されている。Ｑｓ＝Ｇｍ／（Ｔｏ−Ｔｉ）　　…………　　（１）尚
、前記最大熱量Ｇｍは、前記ガス量調整弁１２を調整し
て前記ガスバーナ１の発生熱量が最大になる時の熱量で
あり、予め前記制御手段Ｆ内に保持記憶されている。

【００１９】給湯運転は、前記制御装置１３に電源が投
入されて運転スイッチ２１が入り操作されると開始され
る。そして、前記給湯栓４の開栓に伴い前記水量センサ
６が通水開始を検出すると、その通水開始に基づき前記
ガス弁１１を開いて前記ガスバーナ１を着火し給湯が開
始される。

【００２０】給湯について説明を加えると、水比例弁９
の弁開度Ｓが、上述の如く検出通水量Ｑｋが目標通水量
Ｑｓに等しくなるように変更制御されると共に、それと
併行して、出湯温センサ８の検出温度Ｔｊと目標出湯温
度Ｔｏとが等しくなるように、ガス量調整弁１２の開度
変更制御が実行される。つまり、基本的には、ガス量調
整弁１２の調整により目標出湯温度Ｔｏに維持すること
になり、そして、通水量が目標出湯温度Ｔｏを維持でき
る量を越えるのを回避すべく、水比例弁９の弁開度Ｓが
変更される。又、制御装置１３すなわち制御手段Ｆは、
検出通水量Ｑｋが目標通水量Ｑｓに等しくなつたときの
弁開度Ｓに基づいて水比例弁９弁開度増大側での限度値
ＳＬ　を設定して、水比例弁９の弁開度増大側への弁開
度変更を前記限度値ＳＬ　を限度として実行するように
構成されている。以下、水比例弁９の弁開度制御を含む
給湯制御について、図４のフローチャートに基づいて詳
述する。

【００２１】電源が投入されるに伴って初期設定の処理
が実行される。この処理のうちには、弁開度Ｓの限度値
ＳＬ　を開度１００％（全開状態）で初期化する処理も
含まれる。

【００２２】センサ類の情報が入力されたのち、次に運
転スイッチ２１の情報に基づいて給湯の要否が判別され
、給湯不要の場合には、現在まで給湯中であるか否かが
判別される。現在まで給湯中である場合には、消火処理
を実行する。尚、この消火処理においては、水比例弁９
の操作モータ２５の停止処理も実行する。

【００２３】給湯要が判別された場合には、水量センサ
６の検出値に基づいて水量が設定値以下であるか否かが
判別される。水量が設定値未満である場合には、現在ま
で給湯中であるか否か判別される。現在まで給湯中であ
る場合には、消火処理を実行する。

【００２４】前述の判別で水量が設定値以上であること
が判別されると、点火中であるか否かが判別されること
になり、点火中で無い場合にのみ、ガスバーナ１を着火
する点火処理が実行される。

【００２５】そして、目標出湯温度Ｔｏに維持するよう
に、ガス量調整弁１２を調整するガス量制御が実行され
る。

【００２６】上述の（１）式により目標通水量Ｑｓを算
出すると共に、弁開度Ｓを上述の如く算出する。

【００２７】次に、検出通水量Ｑｋと目標通水量Ｑｓと
が等しいかどうかを判定する。尚、この判定に当たって
は、検出通水量Ｑｋと目標通水量Ｑｓの差が所定値以下
であれば等しいと判断する。検出通水量Ｑｋが目標通水
量Ｑｓに等しくない場合は、水比例用のモータ制御を実
行する。つまり、検出通水量Ｑｋが目標通水量Ｑｓより
大きければ、通水量を少なくするように前記水比例弁９
の操作モータ２５を弁開度減少側に作動させる。検出通
水量Ｑｋが目標通水量Ｑｓより少なければ、弁開度Ｓと
限度値ＳＬ　のの大小比較を行ない、小さければ、上記
のように通水量を多くするように前記水比例弁９の操作
モータ２５を弁開度増大側に作動させる。

【００２８】前記の判定において、検出通水量Ｑｋと目
標通水量Ｑｓとが等しい場合は、その時点の目標出湯温
度Ｔｏと弁開度Ｓに基づいて、前記目標出湯温度Ｔｏに
対する弁開度Ｓの限度値ＳＬ　を、設定すると共に、他
の目標出湯温度Ｔｏｎに対する弁開度Ｓの限度値ＳＬｎ
を予測して設定する。尚、この場合は検出通水量Ｑｋが
目標通水量Ｑｓに等しいので、上記水比例用のモータ制
御において前記操作モータ２５を停止する。

【００２９】〔別実施例〕上記実施例では、前記水加熱
用熱交換器２に水道等の給水源から流入する流入水の入
水温度Ｔｉはあまり変動しないものとして限度値ＳＬ　
を設定したが、実際は多少変動することが予想される。このため、給湯運転後において所定時間（例えば１時間
）ごとに限度値ＳＬ　を初期化するようにしたり、入水
温度Ｔｉの変動を検出して、それに合わせて限度値ＳＬ
　を補正するようにすると、一層良い。

【００３０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】湯沸器の全体構成図

【図２】水比例弁の構造図

【図３】水比例弁の弁開度特性を説明するグラフ

【図４
】給湯制御のフローチャート

【符号の説明】

１　　　　　　熱源２　　　　　　水加熱用熱交換器６　　　　　　通水量検出手段７　　　　　　入水温検出手段９　　　　　　水比例弁９Ａ　　　　弁開度検出手段２２　　　　目標出湯温設定手段Ｆ　　　　　　制御手段Ｇｍ　　　　最大熱量Ｑｋ　　　　検出通水量Ｑｓ　　　　目標通水量Ｓ　　　　　　弁開度ＳＬ　　　　　限度値ＳＬｎ　　　　限度値Ｔｉ　　　　入水温度Ｔｏ　　　　目標出湯温度Ｔｏｎ　　　目標出湯温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱源（１）によって加熱される水加熱
用熱交換器（２）と、前記水加熱用熱交換器（２）の入
口側における入水温度（Ｔｉ）を検出する入水温検出手
段（７）と、前記水加熱用熱交換器（２）の出口側にお
ける目標出湯温度（Ｔｏ）を設定する目標出湯温設定手
段（２２）と、前記水加熱用熱交換器（２）の通水量を
検出する通水量検出手段（６）と、前記通水量を変更す
るために弁開度（Ｓ）が変更自在に構成された水比例弁
（９）と、前記入水温検出手段（７）によって検出され
る入水温度（Ｔｉ）、前記目標出湯温設定手段（２２）
によって設定される目標出湯温度（Ｔｏ）及び前記熱源
（１）が発生し得る最大熱量（Ｇｍ）に基づいて、前記
水加熱用熱交換器（２）の出口側における出湯温度が前
記目標出湯温度（Ｔｏ）になるための目標通水量（Ｑｓ
）を判別し、且つ、前記通水量検出手段（６）によって
検出される検出通水量（Ｑｋ）が前記目標通水量（Ｑｓ
）に等しくなるように前記水比例弁（９）の弁開度（Ｓ
）を変更制御する制御手段（Ｆ）とが設けられた湯沸器
であって、前記水比例弁（９）の弁開度（Ｓ）を検出す
る弁開度検出手段（９Ａ）が設けられ、前記制御手段（
Ｆ）が、前記検出通水量（Ｑｋ）が前記目標通水量（Ｑ
ｓ）に等しくなったときの弁開度（Ｓ）に基づいて前記
水比例弁（９）の弁開度増大側での限度値（ＳＬ　）を
設定して、前記水比例弁（９）の弁開度増大側への弁開
度変更を前記限度値（ＳＬ　）を限度として実行するよ
うに構成されている湯沸器。
【請求項２】　　請求項１記載の湯沸器であって、前記
制御手段（Ｆ）が、前記目標出湯温設定手段（２２）に
よって設定された一つの目標出湯温度（Ｔｏ）に対応す
る前記目標通水量（Ｑｓ）と前記検出通水量（Ｑｋ）と
が等しくなったときの弁開度（Ｓ）に基づいて、前記一
つの目標出湯温度（Ｔｏ）以外の他の目標出湯温度（Ｔ
ｏｎ）に対する前記水比例弁（９）の弁開度増大側での
限度値（ＳＬｎ）を予測して設定するように構成されて
いる湯沸器。