JPH0752522Y2 - 出液量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えばガス給湯機、石油給湯機等、各種制御
のための制御回路を燃焼機本体（ベース・ユニットない
し親ユニット）に内蔵し、この制御回路への各種指令、
特に出液開始から停止までの時間を指示し、結果として
総出液量を制御する指令信号を発する操作部は遠隔操作
ユニット（リモート・ユニット）に内蔵させたタイプの
機器に好適な出液量制御装置に関する。

［従来の技術］ 昨今の家庭用給湯機等では、使用者の手近な所に（場合
によっては浴室内等にも）配されるリモート・ユニット
にての設定操作により、風呂桶に所定量の湯を注入した
ら、そこで自動的に給湯を停止する機能が盛り込まれる
ようになってきた。

これは換言すると、それ以前の出液量制御に良く見られ
たように、風呂桶等の液体溜め部内に、等価的には常閉
の電気−機械的スイッチとみなせる湯はり完了検出スイ
ッチ等のセンサ類を設置する手法はやめようとすること
でもある。

というのも、周知のように、湯に浮くフロートを利用し
て、これが所定高さ位置にきたときにオフとなる水位ス
イッチとか、所定の湯量が充填されたときに、対応する
圧力を検出して開く圧力スイッチ等として構成されたセ
ンサを用いる古典的な方式では、センサを固定的に設置
すると、使用者が都合により、そのときどきの液量を任
意に設定することはできなかったし、風呂桶等の幾何寸
法が異なれば、センサの固定位置を変えるとか制御系内
のパラメータを調整し直さなければならない手間があ
り、使用者がセンサの高さ位置を任意に設定できるタイ
プのものでも、そのたびごとにそうした面倒な操作を使
用者の側に課すことが嫌われるようになってきたからで
ある。

しかるに、リモート・ユニット側での摘み操作等、簡単
な設定操作で任意の総出湯量が得られる方式としては、
本願に先立ち、本出願人が開発した第２図示のようなも
のがある。

本図は概念図であるが、これにつき簡単に説明すると、
リモート・ユニット22内にはボリューム等で構成される
総出湯量設定操作部23があり、これは実際上、給湯開始
から停止までの時間を指示するもので、この指示に応
じ、リモート・ユニット22に内蔵のタイマ24が当該設定
された時間、ベース・ユニットに内蔵の制御回路21に電
磁弁25を開放すべき指令信号を送り続け、当該制御回路
21ではこの指令に応じ、当該時間分、電磁弁を開放して
湯を供給する。

［考案が解決しようとする課題］ しかるに、こうした第２図示のような装置系において
は、リモート・ユニット内にタイマ24があるということ
自体がまず問題視されてきた。

将来的に見ても、既述したような家庭用給湯機等では、
リモート・ユニットの小型化への欲求は益々強く、した
がって、リモート・ユニット内に収めるべき部品の点数
は極力少ないことが要請される。

また、リモート・ユニットは浴室内等に配されることも
十分に考えられ、このような場合、使用環境が極めて多
湿になるので、部品点数が多い程、故障発生の確率が増
し、特に、タイマ等、その機能上、重要な制御信号を作
る回路部分をこのリモート・ユニット内に収めて置くこ
とは望ましくない。

これに対し、タイマ24をCR発振型で構成し、その発振部
はベース・ユニットの側に移し、その発振時定数を決定
するCR部分のみをリモート・ユニット内に残す手法も考
えられたが、この時定数設定信号をベース・ユニットに
送るためには長い結線部分を要し、また、こうしたCR時
定数情報というものは微妙かつ高感度であって、結局は
発振信号の重要な部分がそうした長い結線路中を往復す
ることになるため、ノイズ耐性が著しく劣り、結局の
所、これも実際には採用し兼ねていた。

本考案はこうした事情にかんがみ、上記の例における風
呂桶を液体溜め部、湯を液体、電磁弁を流路開閉手段と
して一般化すると、該液体溜め部に供給される液体の流
路開閉手段が開放し、液体が実際に供給される時間を離
れた所に設置されたリモート・ユニットから設定、指示
することにより、当該開放時間に応じた液量を供給する
機器において、当該時間設定に係る回路部分中の部品を
リモート・ユニットの中からは極力排斥し、最低の部品
数で済むようにすると共に、ノイズ耐性も高い出液量制
御装置を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記目的を達成するため、流路開閉手段が流路
を開放した時点から、ベース・ユニット内に設置した発
振回路の発する発振パルス数を積算して対応する大きさ
の電圧に変換し、この変換電圧を比較器の一入力に与え
る一方、他入力には使用者の摘み操作に任される抵抗分
圧計（簡単には連続可変型のボリューム等であって良
い）により、所要の大きさに発生される基準電圧を印加
するようにし、上記変換電圧が上記基準電圧を横切った
とき、流路開閉手段をして流路を閉じさせると共に、使
用者の操作に任される抵抗分圧計をのみ、ベース・ユニ
ット側から取出し、リモート・ユニット側に配線して設
けるようにする。

この場合、ベース・ユニット内にあって、発振回路の発
振パルス数を積算して対応した電圧に変換する積算パル
ス数対アナログ電圧変換回路は、実際には例えば、デジ
タル・カウンタと、そのｎビット出力群に関して設けら
れ、二進カウント値をアナログ電圧に変換する抵抗ラダ
ーとによる等して、簡単に構成することができる。

［作用および効果］ 本考案においては、電磁弁等で構成されて良い流路開閉
手段が当該流路を開放してから、ベース・ユニットに内
蔵の発振回路の発する発振パルスをその数において積算
し、この積算値を電圧変換して基準電圧と比較器し、該
変換電圧が基準電圧を横切ったときに流路開閉手段をし
て流路を閉じさせている。

説明の簡単化のため、パルス積算値の変換電圧は、積算
数が大きくなる程、電圧値において正方向に高くなる関
係に変換されるものとし、比較器の一入力にこの変換電
圧を、他入力に基準電圧を印加するものとすると、基準
電圧の大きさが正方向に高く設定される程、発振回路が
発振を開始してから、つまりは流路開閉手段が流路を開
放して液体を供給し始めてから、発振回路出力パルス数
を積算した変換電圧値が基準電圧値を下から上に横切り
（下から上に越えて）、流路開閉手段に閉塞指令が与え
られるまでの時間は長くなり、したがって、より多くの
液体量が供給される。逆に基準電圧値を正の範囲内で小
さな値に設定する程、液体開始時点から早目に液体の供
給は停止される。もちろん、上記の極性関係は、比較器
回りの回路如何によって反転可能であり、したがって、
本考案要旨においては変換電圧を基準電圧が“横切る”
という表現を採用したのである。

いずれにしてもこのようにして、まず本考案の装置によ
ると、電圧値の任意設定により、任意の総出液量を正確
に得ることができる。

この基本原理に加え、本考案においては、上記の基準電
圧を設定する抵抗分圧計のみをベース・ユニットから取
出し、リモート・ユニット側に配線している。

そのため、リモート・ユニット内にあってこの出液量制
御に要する基本的な部分は実際上、この抵抗分圧計とそ
の操作摘みだけとなり、部品点数を極めて削減すること
ができ、リモート・ユニットの小型化という要請に良く
応え得るものとなる。部品点数が少ないということはま
た、故障要因の低下という目的にも沿うことになり、多
湿な環境下での使用に際し、必要に応じ水密手段を付す
場合にも、そうした処理を施す部分を少なくすることが
できる。

さらに、出液量を制御するための時間情報を表すのは、
上記のように比較器に与えられる基準電圧の大きさであ
り、換言すればリモート・ユニット側とベース・ユニッ
ト側とでやりとりするのは単なるアナログ電圧情報に集
約することができるので、CR時定数情報等に比し、極め
て高いノイズ耐性を得ることができる。

［実施例］ 第１図には、本考案に従って構成された出液量制御装置
の望ましい一実施例が示されているが、ここでは簡単の
ため、この装置は、先にも述べたように、風呂桶に所定
量の湯を張るための装置として説明する。

図示回路中において、あらかじめ述べて置くと、簡単な
ボリュームで良い抵抗分圧計13のみが、これに対しての
配線を介して仮想線の枠で模式的に示されるリモート・
ユニット17内に設置され、他はベース・ユニット内に配
される回路である。

ただし、給湯路を選択的に開閉する手段としての電磁弁
15の弁部分は、もちろん、この給湯路に接して設けられ
る。図示されている部分15は、正確にはこの電磁弁駆動
用コイルと考えて良い。

今、図示されていない出湯開始スイッチの操作等によ
り、リモート・ユニット17の側から給湯の開始が指令さ
れると、電磁弁15のドライバ・トランジスタ16が導通
し、当該電磁弁15に電源電流が供給されて、図示されて
いない出湯路を介し、出湯が開始する。

なお、簡単のため、燃焼系や電源電圧Vccを得る電源系
は図示を省略しており、また、この出湯開始時には比較
器14の出力は高レベルないし高インピーダンス状態（例
えばオープン・コレクタ型の場合、実質的には開放に等
しい）となっている。言い換えると、基準電圧として比
較器14の正相入力に与えられているボリューム13による
電源電圧Vccの分圧電圧の方が、出湯開始時点では比較
器他入力に与えられている電圧よりも高くなっている。

しかるに、上記出湯の開始と共に、発振回路11の発する
パルスはカウンタ18に与えられ、以降、パルス間隔に従
って所定周期で増して行くそのカウント値は抵抗ラダー
で構成されたデジタル−アナログ変換回路19に与えら
れ、したがって、これらカウンタ18と抵抗ラダー19とか
ら成る回路12は、発振回路11が発するパルス数を出湯開
始後の時間的経過に従い、積算していった数に対応する
アナログ電圧を発生する。積算パルス数対アナログ電圧
変換回路12となる。

比較器14の逆相入力に与えられる電圧信号は、まさしく
この積算パルス数を変換した電圧信号であり、これが当
該比較器の正相入力に与えられているそのときどきの基
準電圧を越えると、その出力は論理“L"ないし実質的に
はほぼ接地レベルにまで落ちる。

したがって、この時点でドライバ・トランジスタ16への
ベース・バイアスは断たれ、もって電磁弁15への供給電
流も断たれてこれが閉塞し、出湯が停止される。

こうした機構から明らかなように、この実施例の場合、
使用者により操作されるボリューム13の出力電圧が高い
程、出湯開始から停止に至るまでの時間が長くなり、よ
り多くの湯量が風呂桶に供給され、逆に使用者がボリュ
ームの摘みを逆方向に回してボリュームの出力電位を下
げれば、出湯開始から比較的に短い時間で出湯停止とな
り、風呂桶への供給湯量を低減することができる。

このようにして、本考案によれば、リモート・ユニット
内に抵抗分圧計を設けるだけで、この操作により設定さ
れる風呂桶に供給すべき総湯量値は、当該設定量に正確
に守られる。

もちろん、先に述べたように、本考案は上記実施例にお
ける風呂桶内への湯の供給に関するのみならず、風呂桶
を液体溜め部、湯を液体と一般化して考えれば、出湯量
制御装置として、各種の応用が期待できるものである。

当然、抵抗分圧計等は図示のボリュームに限られるもの
ではなく、複数段のアッテネータ・タイプのものでも良
いし、流路開閉手段も、図示実施例において用いた、い
わゆる電磁弁と呼ばれるもの以外、電気信号により選択
的に駆動可能であれば良く、したがって、そのドライバ
回路もまた、それに合せた適当なる構成のものとするこ
とができる。

さらに、昨今の給湯機等においては、ベース・ユニット
内にマイクロ・コンピュータを内蔵するものが多いの
で、こうしたものに本考案を応用する場合には、発振回
路11としてこれを特に別途に作る必要はなく、当該マイ
クロ・コンピュータの発するクロックを発振パルスとし
て利用することができる。

以上、総括的に言っても、本考案は図示された回路例に
限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない限
り、図示実施例に対しての任意なる改変を許容するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の望ましい一実施例の概略構成図、第２
図は従来の出液量制御装置の概略構成図、である。 図中、11は発振回路、12は積算パルス数対アナログ電圧
変換回路、13は抵抗分圧計、14は比較器、15は電磁弁、
17はリモート・ユニット部分、18はカウンタ、19は抵抗
ラダー、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】液体溜め部に液体を供給する流路を選択的
   に開閉する流路開閉手段が開放動作してから、発振回路
   の出力するパルス数を積算し、該積算値に対応した変換
   電圧を生ずる積算パルス数対アナログ電圧変換回路と； 使用者の操作に任される操作部の操作により、基準電圧
   を設定する抵抗分圧計と； 該基準電圧と上記パルス数積算値の変換電圧とを比較器
   し、上記流路開閉手段が開放動作した後、該変換電圧が
   上記基準電圧を横切った時点で上記流路開閉手段を閉成
   動作させる比較器と； を有して成り、上記発振回路、変換回路、比較器はベー
   ス・ユニット内に設ける一方、上記抵抗分圧計のみは上
   記ベース・ユニット側から取出し、リモート・ユニット
   側に配線して設けたことを特徴とする出液量制御装置。