JPH06288640A - 給湯装置 - Google Patents

給湯装置

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JPH06288640A
JPH06288640A JP4141049A JP14104992A JPH06288640A JP H06288640 A JPH06288640 A JP H06288640A JP 4141049 A JP4141049 A JP 4141049A JP 14104992 A JP14104992 A JP 14104992A JP H06288640 A JPH06288640 A JP H06288640A
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hot water
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節夫 山本
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幸弘 神馬
Katsuhiro Fujiwara
克博 藤原
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忠彦 大塩
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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合手段の故障により、設定温度に対応する
ことができない場合に、正常な設定温度で出湯すること
のできる給湯装置を提供することである。 【構成】 混合弁を備えた給湯装置において、混合弁の
駆動用モータ或いはリミッタスイッチの故障等により、
水側弁が全開で湯側弁が全閉である基準位置(缶体流量
H とバイパス流量QB との混合比QH :QB =0:1
0)、並びに水側弁が全閉で湯側弁が全開である湯側全
開位置(混合比QH :QB =10:0)で位置信号(リミ
ッタスイッチ信号)が受信されない場合に、入水温度T
C 、缶体設定温度TSH、設定温度TS とに基づいて算出
した混合比QH :QB に対応する弁位置への駆動制御信
号を出力して弁体を該弁位置に固定(即ち、混合比
H :QBを固定)し、設定温度TS に対応する必要燃
焼量(ガス量)を演算して燃焼制御を行うものであるか
ら、出湯温度を正常に設定温度に調節することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温湯と冷水とを混合
する混合手段を備え、適温の湯を供給する給湯装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、高温湯と冷水とを混合して適温の
湯を出湯する給湯装置においては、混合手段として、1
本の駆動軸(弁軸)に2個の弁部材を設け、両弁部材を
それぞれ異なる弁座に対して流れの下流側に配置して水
用弁と湯用弁を形成し、弁軸をステッピングモータ等で
駆動することによって水用弁と湯用弁の開度を制御して
混合される高温湯と冷水の流量を調節し、流出口から流
出する出湯温度を調整する1軸式混合弁(以下、単に混
合弁という)が多く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給湯装置においては、駆動用のステッピングモータ
が故障する等して、設定温度に対応する弁位置に弁体を
移動させることができない異常状態が生じると、異常発
生信号を出力するとともに、燃焼を停止させるように構
成されており(例えば、特開平1−118036号公報参
照)、出湯を行うことができなくなるという問題があっ
た。
【0004】本発明の目的は、混合手段の故障により設
定温度に対応する混合出湯温度で出湯することができな
い場合に、正常な設定温度で出湯することのできる給湯
装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の給湯装置は、バイパス路等の冷水入口に連通
する水用弁座と、高温湯入口に連通する湯用弁座と、水
用弁座と湯用弁座とに連通する混合室とを有し、水用弁
座と湯用弁座とに対して流れの下流側に水用弁部材と湯
用弁部材とがそれぞれ配置され、両弁部材を駆動する駆
動用モータを有する混合弁(混合手段)を備えた給湯装
置において、混合弁の駆動用モータ或いはリミッタスイ
ッチの故障等により、水側弁が全開で湯側弁が全閉であ
る基準位置(混合比QH :QB =0:10)、並びに水側
弁が全閉で湯側弁が全開である湯側全開位置(混合比Q
H :QB =10:0)で位置信号(リミッタスイッチ信
号)が受信されない場合に、入水温度TC 、缶体設定温
度TSH、設定温度TS とに基づいて算出した混合比
H :QB に対応する弁位置への駆動制御信号を出力し
て弁体を該弁位置に固定(即ち、混合比QH :QB を固
定)し、設定温度TS に対応する必要燃焼量(ガス量)
を演算して燃焼制御を行うものであるから、混合出湯温
度を正常に設定温度に調節することができる。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明すると、
図1において、給湯装置は熱交換器1と、熱交換器1の
入口側に接続された入水路2と、熱交換器1の出口側に
接続された出湯路3と、熱交換器1をバイパスして入水
路2と出湯路3とを連通させるバイパス路4と、出湯路
3とバイパス路4の合流部に設けられた混合弁(混合手
段)5と、入水路2に設けられて熱交換器1への流量で
ある缶体流量QH を検出する缶体流量センサ6と、入水
路2に設けられて入水温度TC を検出する入水温度セン
サ7と、熱交換器1の出口と混合弁5の間の出湯路3に
設けられて熱交換器1から流出する缶体出湯温度TH
検出する缶体出湯温度センサ8と、混合弁5の下流側の
出湯路3に設けられて混合出湯温度TO を検出する混合
出湯温度センサ9とを備えている。また、バーナ10は比
例弁11を備えており、上記各センサにより検出された缶
体流量QH 、入水温度TC 、缶体出湯温度TH 、混合出
湯温度TO の各信号がコントローラ12に入力され、コン
トローラ12からの制御信号が混合弁5及び比例弁11に出
力される。
【0007】図2において、混合弁5のケーシング50
は、冷水流路51と、高温湯流路52と、混合室(又は弁
室)53と、混合湯流出路54とを備えており、冷水流路51
は、冷水供給路(バイパス路4)に接続される冷水入口
511 と、混合室53に向かって開口する水用弁座512 と、
水用弁座512 に対向して混合室53と反対側の側壁から突
出する有底筒状のガイド513 とを備えている。高温湯流
路52は、高温湯供給路(出湯路3)に接続される高温湯
入口521 と、混合室53に向かって開口する湯用弁座522
とを備えている。
【0008】冷水流路51と高温湯流路52と混合室53とを
貫通して弁軸55が配置されており、弁軸55の弁体取付部
551 に水用弁部材561 と湯用弁部材562 とを両端に備え
た弁体56を嵌装して水用弁座512 と湯用弁座522 の流れ
に対して下流側に位置させ、バネ部材により弁体取付部
551 後端に形成された拡径部の段部に弁体56を押圧固定
している。
【0009】弁軸55の弁体取付部551 の先端に弁体取付
部551 より小径で冷水流路51内のガイド513 の孔に摺動
自在に嵌合する水側ガイド体552 が突設され、ガイド51
3 内に摺動自在に挿入されており、拡径部の後端に続い
てさらに大径のガイド部553と、ガイド部553 より小径
で外周にネジ溝が形成されたネジ部554 と、後端の駆動
ギヤ(図示せず)と噛み合うギヤ部555 が形成され、ガ
イド部553 には複数の環状溝が設けられてOリングがそ
れぞれ嵌装されている。
【0010】高温湯流路52の混合室53と反対側開口に支
持中間筒57が嵌合固定されており、支持中間筒57の内孔
は弁軸55のガイド部553 が摺動自在に嵌合される中間ガ
イド部と、内面にネジ溝が形成されて弁軸55のネジ部55
4 が螺合する中間ネジ部とを備え、支持中間筒57の外周
に環状溝が形成されてOリングが嵌装されている。支持
中間筒57の外端側のケーシング50の一端にモータボック
ス58がボルトにより固定されており、モータボックス58
内にステッピングモータ及び駆動ギヤ(ギヤ部555 と噛
み合う)が配設されている。
【0011】混合弁5を駆動する時は、モータボックス
58内のステッピングモータに通電することにより、駆動
ギヤ及びギヤ部555 を介して弁軸55を回転させ、弁軸55
のネジ部554 と支持中間筒57の中間ネジ部とにより、弁
軸55が軸方向に移動して水用弁部材561 と水用弁座512
の距離(開度)及び湯用弁部材562 と湯用弁座522 の距
離(開度)即ち弁体56の弁位置が調節されて、缶体流量
H 及びバイパス流量QB を制御する。
【0012】弁体56の弁位置は、水用弁部材561 が水用
弁座512 を全開、湯用弁部材562 が湯用弁座522 を全閉
とした弁位置、即ち缶体流量QH とバイパス流量QB
の混合比をQH :QB =0:10とした弁位置を基準位置
とし、混合比QH :QB を所定の設定値(例えば、
H :QB =10:10)とした弁位置を待機位置とする。
【0013】正常状態においては、運転スイッチがオフ
されると、弁体56を上記基準位置に移動させ、弁体56が
基準位置にあることを図示しないリミッタスイッチで検
出確認(ポジションリセット)した後、弁体56を上記待
機位置に移動させて次回の使用に備える待機状態に入
る。また、水用弁部材561 が水用弁座512 を全閉、湯用
弁部材562 が湯用弁座522を全開とした弁位置、即ち混
合比をQH :QB =10:0とした弁位置である湯側全開
位置も図示しないリミッタスイッチで検出する。
【0014】図3を参照して異常時の制御動作を説明す
ると、リミッタスイッチの検出信号が確認されない場合
(異常状態としては後述する3種類のケースがある)、
入水温度TC 、缶体設定温度TSH、設定温度TS とに基
づいて混合比QH :QB を次式で算出する。 QH ・TSH=(QH +QB )TS −QB ・TC または、TSH=(1+α)TS −α・TC (但し、α=
H /QB ) 算出された混合比QH :QB に対応する弁位置に弁体56
を移動させて固定し、必要燃焼量(ガス量GE )を次式
で算出して、フィードフォワード制御及びフィードバッ
ク制御(FF+FB)でガス量GE の制御を行う。 GE =K(TSH−TC )QH +KP (TS −TO )QH
+(1/KI )∫(TS −TO )QH dt または、 GE =K(TSH−TC )QH +KP (TS −TO )(Q
H +QB )+(1/KI )∫(TS −TO )・(QH
B )dt 但し、K、KP 、KI は定数であり、式の第1項はFF
制御、第2項(比例)及び第3項(積分)はFB制御の
項である。なお、正常時におけるガス量Gの演算式は次
のとおりである。 G=K(TSH−TC )QH +KP (TSH−TO )QH +(1/KI )∫(TSH−TO )QH dt
【0015】上記リミッタスイッチの検出信号が確認さ
れない異常状態としては、以下に述べるとおりの3種類
がある。 運転スイッチをオフにした後、所定時間(例えば、10
秒)経過しても弁体56が基準位置にある旨のリミッタス
イッチ信号(ポジションリセット信号)が受信されない
場合は、リミッタスイッチまたはステップモータが異常
であると判定する。この場合は、弁体56が構造的な限界
位置にあるものと判断し、該位置に相当するステップ数
から上記算出された弁位置までのステップ数は判明して
おり、出湯開始時に上記算出された弁位置に移動するた
めのステップ数に対応する駆動制御信号をステップモー
タに入力し、その後ガス量GE を演算して設定温度TS
に基づく燃焼制御を行う。 混合出湯温度TO が設定温度TS よりも高くなった
(TO >TS )時に、バイパス流量QB を増大させる
が、水側弁が最大開度即ち基準位置に達する筈のパルス
数(基準位置パルス数)NB に所定のパルス数(例え
ば、100 pps )NP を加えたパルス数N1 (N1 =NB
+NP =NB +100 )をステッピングモータに出力して
も弁体56が基準位置にある旨のリミッタスイッチ信号
(ポジションリセット信号)が受信されない場合は、リ
ミッタスイッチまたはステップモータが異常であると判
定して(弁位置はパルス数N1 の位置にあると判定す
る)、混合比QH :QB を求め、算出された混合比
H :QB に対応する弁位置に弁体56をパルス数N1
位置から移動させて固定し、ガス量GE を演算してガス
量制御を行う。 混合出湯温度TO が設定温度TS よりも低くなった
(TO <TS )時に、缶体流量QH を増大させるが、湯
側弁が最大開度に達する筈のパルス数NH に所定のパル
ス数(例えば、100 pps )NP を加えたパルス数N
2 (N2 =NH +NP=NB +100 )をステッピングモ
ータに出力してもリミッタスイッチ信号が受信されない
場合は、リミッタスイッチまたはステップモータが異常
であると判定して(弁位置はパルス数N2 の位置にある
と判定する)、と同様に混合比QH :QB を求め、算
出された混合比QH :QB に対応する弁位置に弁体56を
パルス数N2 の位置から移動させて固定し、ガス量GE
を演算してガス量制御を行う。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から、混合弁を用いた湯水混合方式の給湯装置におい
て、混合弁の駆動用モータ或いはリミッタスイッチの故
障等により、水側弁が全開で湯側弁が全閉である基準位
置、並びに水側弁が全閉で湯側弁が全開である湯側全開
位置でリミッタスイッチ信号が受信されない場合に、入
水温度、缶体設定温度、設定温度とに基づいて算出した
湯水混合比に対応する弁位置への駆動制御信号を出力し
て弁体を該弁位置に固定し、設定温度に対応する必要燃
焼量(ガス量)を演算して燃焼制御を行うことにより、
混合出湯温度を正常に設定温度に調節することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る給湯装置の概略構成図である。
【図2】 本発明に係る混合弁の断面図である。
【図3】 本発明における異常時の制御動作のフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 熱交換器、2 入水路、3 出湯路、4 バイパス
路、5 混合弁、6 缶体流量センサ、7 入水温度セ
ンサ、8 缶体出湯温度センサ、9 混合出湯温度セン
サ、10 バーナ、11 比例弁、12 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塩 忠彦 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 株式会 社ノーリツ内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水用弁座と、湯用弁座と、水用弁座と湯
    用弁座とに連通する混合室と、水用弁座と湯用弁座とを
    開閉する水用弁部材と湯用弁部材と、両弁部材を駆動す
    る駆動用モータを有する混合弁を備えた給湯装置におい
    て、水側弁が全開で湯側弁が全閉である基準位置、並び
    に水側弁が全閉で湯側弁が全開である湯側全開位置で位
    置信号が受信されない場合に、入水温度、缶体設定温
    度、設定温度とに基づいて算出した湯水混合比に対応す
    る弁位置への駆動制御信号を出力して弁体を該弁位置に
    固定し、設定温度に対応する必要燃焼量を演算して燃焼
    制御を行うことを特徴とする給湯装置。
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