JPH0749317Y2 - 石油瞬間給湯機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、一般家庭において使用されている石油瞬間給
湯機に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、第４図に示すように複数個のバーナ２を夫々を個
々に操作して多段階の切換で火力調整するようにした給
湯機においては、通常、供給水路４に設けたフロースイ
ッチ５と、熱交換器１の水管の中間に取付けた温度セン
サー６との検出値に基づいて演算制御装置９により所定
の湯温が得られるために必要な燃料量を算出すると共
に、その結果に従って燃料供給用の電磁弁３を操作して
前記バーナ２による燃焼状態を制御するようになってい
る。演算制御装置９は、燃料供給管の途中に介在した電
磁弁３を、“ON"または“OFF"制御するようになってお
り、その際に生じる出湯温度の変化を、熱交換器１の出
湯経路７に接続した干渉タンク８によって平均化して出
湯するように構成している。

このような給湯機を使用した場合における、時間に対す
る湯温の変化の一例を第５図に示す。前述したように、
温度センサー６は熱交換器の中間にある為、温度センサ
ー６から干渉タンク８までの間で暖められる加熱水の温
度は、ここを通過する水量によって大きく変化し、これ
が出湯温度に影響を及ぼす。つまり、給湯を開始してか
ら時間ａ経過後において湯量を多量に使用した時は湯温
が低下し、また時間ｂにおいて更に多量に使用した時は
一層湯温が低下する。

そして、時間ｃにおいて使用量を少なくすると湯温は一
挙に高まるが、バーナを“ON"および“OFF"制御するこ
とによって出湯温度は大きく波状変動して不安定とな
る。また、時間ｄにおいて出湯を停止し、その後、時間
ｅにおいて再出湯させた場合には、僅少の時間をおいて
ｆで示すように出湯温度が急激に低下する変化が見られ
る。

〈考案が解決しようとする課題〉 このように、上記従来の給湯機では、バーナの“ON"お
よび“OFF"制御による出湯温度の変化はもとより、第５
図に示すように、流量の変動によっても大きく出湯温度
が変化する。また、干渉タンクは熱交換器の外部にある
為、出湯初期には冷水が取り出され、所定温度の加熱水
が得られるまでに比較的長い時間を要するという欠点も
ある。

本考案は、上記欠点に対処し、給湯を開始した直後にお
いても、また、湯量を変化させたときにも、確実に所定
温度の加熱水が得られるようにした石油瞬間給湯機を提
供するものである。

〈課題を解決する為の手段〉 本考案の石油瞬間給湯機は、燃料の燃焼制御を行うよう
にした給湯機において、熱交換器への供給水の温度を測
定する温度センサーと、該熱交換器への供給水量を測定
する流量センサーと、該熱交換器の加熱水を取り出す出
湯経路の途中に設けた定温湯水混合栓と、複数個の石油
バーナへの給油操作を夫々単独で行える複数個の電磁弁
と、予め設定された出湯温度よりも高い目標温度となる
ように、その目標温度と前記供給水の温度との差と供給
水量とによって演算される燃料燃焼量に基づいて前記夫
々のバーナを制御する演算制御装置とを有し、前記熱交
換器の加熱水が設定された出湯温度となるように前記定
温湯水混合栓が動作することを特徴とするものである。

〈作用〉 流量センサーにて求められた水量を供給水温から見て、
設定された出湯温度よりも高く設定された目標温度にま
で加熱するにはどれだけの熱量が必要かを演算制御装置
にて算出し、その結果に基づいて、複数本のバーナが最
も理想的な形で動作するように形態を決定すると共に、
出湯温度が設定された温度になるように湯水混合栓が動
作し、湯温が調整される。

〈実施例〉 以下本考案について図面に示す実施例により詳細に説明
すると、熱交換器１へ通じる冷水供給経路４の途中に、
該熱交換器１への供給水量を検知する流量センサー５
と、該供給水の水温を検知する温度センサー６とを設置
すると共に、前記熱交換器１から加熱水を取り出す出湯
経路７の途中と前記冷水供給経路４から分岐して冷水を
導くバイパスとの合流部に定温湯水混合栓8a（感温ペレ
ットを有するサーボモータ式）を接続する。

そして前記熱交換器１を加熱する複数個の石油バーナ2,
2…に通じる燃料供給管10の途中に、夫々の石油バーナ
を燃焼制御する電磁弁3,3…を接続すると共に、該バー
ナおよび前記定温湯水混合栓8aを制御して常に適温の加
熱水が得られるように自動的に燃焼調整する演算制御装
置９が設けられている。

尚、図中符号11は送風用ファンである。

次に、このような構成の石油瞬間給湯機の動作について
述べると、まず、演算制御装置９によって出湯経路７か
ら取り出される加熱水の温度（出湯温度）ｔをレンジに
設定しておき、冷水を供給経路４から熱交換器１へ導く
と共に燃料供給管10から石油を供給してバーナ２に点火
し運転を開始する。このときの演算制御装置９の制御内
容を第６図のフローチャートに基づいて説明する。演算
制御装置９は、設定された出湯温度ｔを読み込み（第６
図のS1参照、以下同様）、設定された出湯温度よりも10
〜15℃程度だけ高い目標温度（ｔ＋α）を設定する（S
2）。

次に、演算制御装置９は、温度センサー６にて検出され
る供給水の温度t₀を読み込み（S3）、その供給水温度t₀
と、すでに設定されている目標温度（ｔ＋α）との温度
差ｔ′を演算する（S4）。そして、流量センサー５によ
って検出されている冷水供給経路４内を流れる水量Ｑを
読み込む（S5）。次に、前記温度差ｔ′と水量Ｑとの積
から燃料の燃焼量Ｐを演算し（S6）、予め演算制御装置
９内にプログラムされた第２図（ａ）の燃焼量に対する
バーナの能力特性に基づいて、算出された燃焼量Ｐに対
していずれのバーナを燃焼制御すべきかを決定し（S
7）、その結果に基づいてバーナ２の燃焼制御する各電
磁弁３を自動的に制御する（S8）。

即ち、第２図（ａ）のように３本のバーナを備えている
場合に、例えば、燃焼量Ｐが１本目と２本目の中間位置
に対応するとき、１本目のバーナを連続燃焼状態とし、
２本目のバーナをx(x+y)^-1の比率で“ON"および“OFF"
を反復させるものである。

熱交換器１から出たところの加熱水の温度は、レンジに
設定された出湯温度ｔより高く設定された目標温度（ｔ
＋α）となるように調整されており、例えば60℃に出湯
温度を設定した場合には、熱交換器から出た加熱水の温
度は70℃〜75℃となる。このために、演算制御装置９
は、定温湯水混合栓8aによって感知した湯温t₁を読み込
み（S9）、その湯温t₁とレンジ設定の出湯温度ｔとの差
を演算し（S10）、その差に基づいて、定温湯水混合栓8
aを制御する（S11）。定温湯水混合栓8aは、バイパスを
経て冷水が混合するように制御され、これにより、熱交
換器１から出た加熱水の温度を低下させ、レンジ設定の
出湯温度ｔに等しい温度の加熱水が得られる。そして、
このような制御は、止水されるまで繰り返され（S1
2）、給湯時には一定の温度の加熱水が常時給湯され
る。

なお、演算制御装置９にプログラムされる燃焼量に対す
るバーナ能力特性は、第２図（ｂ）に示すように、バー
ナ本数が段階的に変化するものであってもよく、また、
第２図（ｃ）に示すように、燃焼量が小さい場合には、
バーナを動作させないようにしてもよい。

このように供給水温と目標温度及び供給水量とに基づい
て燃焼燃料量を演算して、その燃焼燃料量に基づいてバ
ーナを制御することによって目標温度の加熱水を得て、
湯水混合栓を制御することによりその加熱水を目標温度
から出湯温度にしているために、第３図に示すように、
時間ａおよび時間ｂにて流量を大きく、また、時間ｃに
おいて流量を少なくし、さらには、時間ｄにおいて止水
しても、その間に、湯温に著しい変化が認められない。
そして、時間ｄにおいて止水した後に時間ｅにおいて再
出湯した場合でも、その後の時間ｆにて、ごくわずかな
温度低下が見られるのみである。

なお、上記実施例では、定温湯水混合栓8aにて検出され
る加熱水の温度を演算制御装置９に読み込んで、演算制
御装置９によって定温湯水混合栓8aを制御する構成にし
たが、定温湯水混合栓8aが感温ペレットを有するサーボ
モータ式の場合には、定温湯水混合栓8a自体のサーボ制
御によって、熱交換器１から流出する加熱水を所定温度
にまで低下させるようにしてもよい。

〈考案の効果〉 本考案の石油瞬間給湯機は、上述のように構成されてい
るので、バーナの多段切換による出湯温度の変動が確実
に吸収され、加熱速度も著しく向上する。

そして、流量変動があっても安定した温度の給湯が可能
であると共に、従来、再出湯時の初期に見られる大幅な
温度低下も、本考案の石油瞬間給湯機では見られず、出
湯特性が著しく改善される。

更にバーナの“ON"と“OFF"の繰り返し時間を小さくし
なくとも出湯温度の変化幅が小さくできるので、電磁弁
の開閉頻度が少なくなって寿命を長く保つことができる
など多くの優れた効果を有する実用価値の高い考案であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の石油瞬間給湯機の要部の模式図。第
２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、本考案の石油瞬
間給湯機において使用される燃料燃焼量対バーナ能力特
性を示すグラフ。第３図は、本考案の石油瞬間給湯機の
湯温変動特性を示すグラフ。第４図は、従来の石油瞬間
給湯機の要部の模式図。第５図は、その石油瞬間給湯機
の湯温変動特性を示すグラフ。第６図は本考案の石油瞬
間給湯機の制御内容を示すフローチャート。 １……熱交換器、２……バーナ ３……電磁弁、４……冷水供給経路 ５……流量センサー、６……温度センサー ７……出湯経路、8a……湯水混合栓 ９……演算制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料の燃焼制御を行うようにした給湯機に
   おいて、熱交換器への供給水の温度を測定する温度セン
   サーと、該熱交換器への供給水量を測定する流量センサ
   ーと、該熱交換器の加熱水を取り出す出湯経路の途中に
   設けた定温湯水混合栓と、複数個の石油バーナへの給油
   操作を夫々単独で行える複数個の電磁弁と、予め設定さ
   れた出湯温度よりも高い目標温度となるように、その目
   標温度と前記供給水の温度との差と供給水量とによって
   演算される燃料燃焼量に基づいて前記夫々のバーナを制
   御する演算制御装置とを有し、前記熱交換器の加熱水が
   設定された出湯温度となるように前記定温湯水混合栓が
   動作することを特徴とする石油瞬間給湯機。