JPH09210462A - 水量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低水圧・大出湯量時における出湯温度のハン
チィングを防止する。 【解決手段】 水量制御弁に印可時間ｔ１と待機時間ｔ
２との繰り返しで一定電圧Ｖ１を断続的に与え低速駆動
させて出湯量を緩速に変化させる。水量検出装置で出湯
量を検出しながら目標出湯量に近づけ、目標出湯量の一
定公差内に入れば水量制御弁を停止させ微量の水量を変
化させる時、一定時間経過しても水量検出装置で検出し
た出湯量が変化しない場合は、水量制御弁に与える一定
電圧の印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との比率を一定値上
昇させる。更に一定時間待機し、出湯量が変化するまで
この動作を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス及び石油を気
化させたガスを燃焼する給湯器や暖房器などに用いられ
る水量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃焼装置は大型化して出湯能力や
出湯量が増加している。また、出湯温度制御の精度が高
まり出湯量が増加した中で出湯量制御に高精度が要求さ
れている。

【０００３】以下、従来の水量制御装置について図面を
参照しながら説明する。図５に従来の給湯装置の概略図
を示す。

【０００４】図５において、１は燃料であるガス通路を
開閉する元電磁弁、２はガス量を制御する燃料制御装
置、３は燃焼するバーナの本数を制御する切替電磁弁、
４はバーナである。５は燃焼用の空気を供給する送風
機、６は送風機の回転数を検出する回転数検出装置、７
はバーナ４のガスを点火する点火装置である。８はバー
ナ４の上部に設けられた炎検出手段で本実施例の場合は
フレームロッドを用いている。

【０００５】９は水配管で一方が水の供給源に接続さ
れ、他方は給湯口に接続されている。また、この水配管
９の上流側には水を加熱する熱交換器１０、水量を検出
する水量検出装置１１及び、入水温度を検出する入水温
度検出装置１２が設けられ、熱交換器１０の下流側には
ここを通過した湯の温度を検出する出湯温度検出装置１
３及び出湯量を制御する水量制御弁１４が設けられてい
る。なお１５は制御装置である。

【０００６】以上の構成により、動作を説明すると使用
者が給湯口に接続された蛇口２４を作動し、水配管９に
水流が生じると水量検出装置１１が水の流れを検出し、
送風機５が回転を開始し回転数検出装置６により回転数
を検出され点火に適切な回転数に制御される。

【０００７】次に点火装置７が作動し、更に電磁弁１が
開き燃料制御装置２により点火に適切なガス量をバーナ
４に供給してバーナ４で燃料が着火し、炎検出手段燃焼
８で着火を検知して燃焼を継続する。

【０００８】燃焼開始後の燃焼量は、リモコン１６によ
って設定された設定温度になるように、水量検出装置１
１によって得られた水量、入水温度検出装置１２によっ
て得られた水温、出湯温度検出装置１３によって得られ
た出湯温度等により制御装置１５で決定され、切替電磁
弁３を開閉し、燃料制御装置１で決定された燃焼量に応
じたガス量をバーナ４に供給するとともに、送風機５は
予め設定されたガス量に応じた回転数に制御される。

【０００９】出湯量が給湯装置の最大能力以上（ガス量
を最大にしても設定温度が得られない）の場合、制御装
置１５でリモコン１６によって設定された設定温度にな
るように、入水温度検出装置１２によって得られた水温
から目標出湯量を計算して、水量制御弁１４で熱交換器
１０で過熱される出湯量を制御する。この時の給湯装置
の最大能力の初期値は制御装置１５内の記憶装置に記憶
されている。

【００１０】図６は、水量制御弁１４の構造図で１７は
弁本体、１８は弁、１９は弁受け、２０は軸、２１は軸
受け、２２はギア、２３はモータユニットで直流電源で
駆動し正転・反転切替えが可能なものである。モータユ
ニット２３に直流電圧を与えた場合モータの回転はギア
２２によって減速・トルクアップされて軸２０に伝達さ
れて弁１８を駆動させ、弁１８と弁受け１９との通路面
積を変化させて出湯量を変化させるものである。

【００１１】図７は、従来の給湯装置における水量制御
のフローチャートを示すものである。

【００１２】実出湯量と目標出湯量とが、たとえば２Ｌ
／ｍｉｎ以上の差がある場合は、モータユニット２３に
一定電圧を連続的に与えて水量制御弁１４を高速駆動さ
せて出湯量を迅速に変化し、水量検出装置１１で出湯量
を検出しながら目標出湯量に近づけ、目標出湯量の一定
交差内に入れば水量制御弁１４を停止させる。

【００１３】また、実出湯量と目標出湯量とが、たとえ
ば２Ｌ／ｍｉｎ以下の差の場合は、モータユニット２３
に一定電圧Ｖ１を断続的にＯＮ時間（印可時間）ｔ１と
ＯＦＦ時間（待機時間）ｔ２との繰り返しで与えて水量
制御弁１４を低速駆動させて出湯量を緩速に変化し、水
量検出装置１１で出湯量を検出しながら目標出湯量に近
づけ、目標出湯量の一定公差内（たとえば、０．５Ｌ／
ｍｉｎ以内）に入れば水量制御弁１４を停止させる。

【００１４】この時のモータユニット２３に与える一定
電圧Ｖ１と、電圧の断続的のＯＮ時間（印可時間）ｔ１
とＯＦＦ時間（待機時間）ｔ２との初期値は制御装置１
５内の記憶装置に記憶されている（たとえば、ｔ１＝
０．５ｓ，ｔ２＝０．５ｓ）。

【００１５】さらに、ガスの発熱量が異なったり、検出
装置の誤差の関係で、実出湯量が目標出湯量の一定公差
内に入っても出湯温度検出装置１３によって得られた出
湯温度が、リモコン１７によって設定された設定温度に
ならない場合は、目標出湯量を再計算して、上記と同様
にモータユニット２３に一定電圧を断続的に与えて水量
制御弁１４を低速駆動させて水量検出装置１１で出湯量
を検出しながら目標出湯量に近づけ、最終的に出湯温度
検出装置１３によって得られた出湯温度が設定温度にな
るように水量制御する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、この電圧のＯＮ時間（印可時間）ｔ１を
小さくしてＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）を大きくすれ
ば、弁１８の移動距離が小さく出湯量の制御が細かく行
え、低水圧・大出湯量の時の出湯温度のハンチィングを
防止することができる。

【００１７】反面、高水圧・大出湯量の時に弁１８の駆
動トルクが小さいため弁１８が動かず出湯量が目標出湯
量にならず出湯温度も設定温度にならず、逆に、ＯＮ時
間（印可時間ｔ１）を大きくしてＯＦＦ時間（待機時間
ｔ２）を小さくすれば、弁１８の駆動力は大きくなるが
低水圧・低出湯量の時ハンチィングするという問題点を
有していた。

【００１８】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、低水圧・大出湯量の時の出湯温度のハンチィング
を防止するとともに高水圧・大出湯量の時の水量制御弁
の不動作を防止することで水量制御の精度を高め、高速
で正確な出湯温度が得られる水量制御装置を供給するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】熱交換器を通過する水量
を検出する水量検出装置と、入水温度を検出する入水温
度検出装置と、前記熱交換器を通過した湯温を検出する
出湯温度検出装置と、前記熱交換器で過熱される出湯量
を制御する水量制御弁と、前記水量制御弁に電圧一定の
パルス型電圧を断続的に与えて駆動させる制御装置とを
備え、前記水量制御弁に電圧一定のパルス型電圧を断続
的に与えて駆動させ一定時間経過しても前記水量検出装
置で検出した出湯量が変化しない場合は、前記水量制御
弁に与える電圧一定のパルス型電圧のオン・オフ比率が
一定割合上昇するようにパルス型電圧のオン時間とオフ
時間とを変化させ更に一定時間待機し、出湯量が変化す
るまでこの動作を繰り返すようにしたものである。

【００２０】この本発明によれば水量制御弁を駆動する
モータの印可時間と待機時間との比率を小さく設定する
ことができるので、低水圧時の出湯量の制御が細かく行
え、出湯温度のハンチィングを防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の水量制御装置は、水量制
御弁に一定電圧をＯＮ時間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時
間（待機時間ｔ２）の繰り返しで断続的に与えて駆動さ
せ微量の水量を変化させる時、予めＯＮ時間（印可時間
ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）の初期値をＯＮ時
間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）の比
率が小さくなるように設定（たとえば、ｔ１＝０．１
ｓ，ｔ２＝１．０ｓ，ｔ１／ｔ２＝０．１）しておき、
一定時間経過しても水量検出装置で検出した出湯量が変
化しない場合は、この比率が一定割合上昇するようにＯ
Ｎ時間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）
変化させて（たとえば、ｔ１＝０．２ｓ，ｔ２＝０．８
ｓ，ｔ１／ｔ２＝０．２５）、更に一定時間待機して出
湯量が変化するまでこの動作を繰り返すものである。

【００２２】また、水量制御弁に一定電圧を断続的に与
えて駆動させ微量の水量を変化させる時、出湯量が変化
するまでＯＮ時間ｔ１とＯＦＦ時間ｔ２を上昇させた
後、この上昇させたＯＮ時間ｔ１とＯＦＦ時間ｔ２とを
制御装置１５内の記憶装置に記憶して、次回、水量制御
弁に一定電圧を断続的に与えて駆動させ微量の水量を変
化させる場合は、最初からこの上昇させたＯＮ時間ｔ１
とＯＦＦ時間ｔ２で駆動するようにしたものである。

【００２３】更にまた、印可時間ｔ１と待機時間ｔ２と
の比率にリミッタ値を設け、リミッタ値になるまで繰り
返してＯＮ時間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時
間ｔ２）変化させても出湯量が変化しない場合は印可時
間ｔ１と待機時間ｔ２との比率の上昇を停止するように
したものである。

【００２４】本発明は、上記手段により、モータユニッ
トに与える水量制御弁駆動の一定電圧の初期値の印可時
間ｔ１を小さく、待機時間ｔ２を大きく、つまり印可時
間ｔ１と待機時間ｔ２との比率を小さく設定することが
できるので、低水圧時の出湯量の制御が細かく行え、出
湯温度のハンチィングを防止することができる。

【００２５】また、水圧が高い場合には、自動的に出湯
量を制御できるまで印可時間ｔ１と待機時間ｔ２とを変
化させて印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との比率を上昇さ
せて出湯量を制御できる比率まで上昇するので、低水圧
から高水圧まで安定した水量制御を実現することができ
る。

【００２６】また、本発明は、水圧が高い場合には、次
回からモータユニットを低速駆動させる場合は、最初か
ら出湯量を制御できる印可時間ｔ１と待機時間ｔ２とで
弁を駆動するので実出湯量を目標出湯量にする時間が短
縮でき、更に出湯温度が設定温度に達する時間も短縮で
き使い勝手がよくなる。

【００２７】また、本発明は、一定電圧の印可時間ｔ１
と待機時間ｔ２との比率を上昇する中でリミッタ比率を
設け、印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との比率をリミッタ
比率以上にさせないことで給湯装置の破損防止をするこ
とができる。

【００２８】以下、本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。本発明の第一の実施例における水
量制御装置を搭載した給湯装置の構成図は図５に示す従
来の給湯装置の構成図と同一である。

【００２９】図１は、本発明の第一の実施例における水
量制御のフローチャートを示すものである。

【００３０】本発明の第一の実施例の水量制御装置は、
水量制御弁に一定電圧をＯＮ時間（印可時間ｔ１）とＯ
ＦＦ時間（待機時間ｔ２）の繰り返しで断続的に与えて
駆動させ微量の水量を変化させる時、予めＯＮ時間（印
可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）の初期値を
ＯＮ時間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ
２）の比率が小さくなるように設定（たとえば、ｔ１＝
０．１ｓ，ｔ２＝１．０ｓ，ｔ１／ｔ２＝０．１）す
る。

【００３１】一定時間経過しても水量検出装置で検出し
た出湯量が変化しない場合は、この比率が一定割合上昇
するようにＯＮ時間（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待
機時間ｔ２）変化させる（たとえば、ｔ１＝０．２ｓ，
ｔ２＝０．８ｓ，ｔ１／ｔ２＝０．２５）。

【００３２】更に一定時間待機して出湯量が変化するま
でこの動作を繰り返し、出湯量を制御できるＯＮ時間
（印可時間ｔ１）とＯＦＦ時間（待機時間ｔ２）を自動
的に求めて出湯量を目標出湯量に制御するとともに出湯
温度が設定温度になるように制御するものである。

【００３３】図２は、本発明のモータユニットに与える
水量制御弁駆動の一定電圧の印可時間ｔ１と待機時間ｔ
２との関係を示したものである。

【００３４】図２−（１）は印可時間ｔ１と待機時間ｔ
２を初期設定の比率の場合。図２−（２）は印可時間ｔ
１と待機時間ｔ２の比率を一定割合上昇させた場合の印
可時間ｔ１と待機時間ｔ２。図２−（３）は印可時間ｔ
１と待機時間ｔ２が出湯量を制御できる時間になった場
合の印可時間ｔ１と待機時間ｔ２。

【００３５】図３は、本発明の第二の実施例における水
量制御のフローチャートを示すものである。

【００３６】本発明の第二の実施例の水量制御装置は、
この出湯量を制御できる印可時間ｔ１と待機時間ｔ２を
制御装置１５内の記憶装置に記憶させて、次回、モータ
ユニット２３を低速駆動させる場合は、一定電圧を断続
的に印可時間ｔ１と待機時間ｔ２は最初からこの時間と
してモータユニット２３に与えるようにしたものであ
る。

【００３７】図４は、本発明の第三の実施例における水
量制御のフローチャートを示すものである。

【００３８】本発明の第三の実施例の水量制御装置は、
印可時間ｔ１と待機時間ｔ２とを出湯量が制御できるま
で変化する中で、印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との比率
がリミッタ比率になるまで繰り返しても出湯量が変化し
ない場合はギア２２の破損防止のため、印可時間ｔ１と
待機時間ｔ２との変化を停止してリモコン２３に水量制
御不能を表示するランプをつけユーザに知らせ、減圧弁
等を給湯装置の水配管９に接続する処置を喚起すること
ができるようにしたものである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載に係る水量制御装置によれば次の効果が得られる。

【００４０】（１）モータユニットに与える水量制御弁
駆動の一定電圧を印可時間ｔ１と待機時間ｔ２の繰り返
しで断続的に与えて駆動させ微量の水量を変化させる時
予め印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との時間の初期値を小
さく設定することができるので、低水圧時の出湯量の制
御が細かく行え、出湯温度のハンチィングを防止するこ
とができる。

【００４１】（２）水圧が高い場合には、水量制御弁が
出湯量を制御できるまで自動的に一定電圧の印可時間ｔ
１と待機時間ｔ２とを印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との
比率が大きくなるように変化させるので、印可時間ｔ１
と待機時間ｔ２との時間の初期値で水量制御弁が駆動で
きない水圧でも出湯量を制御できるので低水圧から高水
圧まで安定した水量制御を実現することができる。

【００４２】また、本発明の請求項２記載に係る水量制
御装置によれば次の効果が得られる。

【００４３】（１）水圧が高い場合には、出湯量を制御
できる断続的の一定電圧の印可時間ｔ１と待機時間ｔ２
を制御装置内の記憶装置に記憶させて、次回モータユニ
ットを低速駆動させる場合は、印可時間ｔ１と待機時間
ｔ２との時間は最初から出湯量を制御できるこの時間と
することで実出湯量を目標出湯量にする時間が短縮で
き、更に出湯温度が設定温度になる時間が短縮でき使い
勝手がよくなる。

【００４４】また、本発明の請求項３記載に係る水量制
御装置によれば次の効果が得られる。

【００４５】（１）印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との比
率を上昇する中でリミッタ比率を設け印可時間ｔ１と待
機時間ｔ２との比率をリミッタ比率以上にさせないこと
で給湯装置の破損防止をすることができる。

【００４６】（２）出湯温度が設定温度にならない原因
をユーザに知らせ、水圧が異常に高い場合には、減圧弁
等を給湯装置の水配管に接続する処置を喚起することが
でき、クレームを防止することができる。また、万一水
量制御弁が故障していた場合でも、故障の原因がすぐに
分かり、迅速に修理をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における水量制御装置の
フローチャート

【図２】同装置のモータユニットに与える水量制御弁駆
動の一定電圧の印可時間ｔ１と待機時間ｔ２との関係図

【図３】本発明の第二の実施例における水量制御装置の
フローチャート

【図４】本発明の第三の実施例における水量制御装置の
フローチャート

【図５】従来の給湯装置の構成図

【図６】同装置における水量制御装置の断面図

【図７】同装置における水量制御のフローチャート

【符号の説明】

１１ 水量検出装置 １４ 水量制御弁 １５ 制御装置 １８ 弁 ２２ ギア ２３ モータユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を通過する水を加熱する熱交換器
   と、前記熱交換器を通過する水量を検出する水量検出装
   置と、入水温度を検出する入水温度検出装置と、前記熱
   交換器を通過した湯温を検出する出湯温度検出装置と、
   前記熱交換器で過熱される出湯量を制御する水量制御弁
   と、前記水量制御弁に電圧一定のパルス型電圧を断続的
   に与えて駆動させる制御装置とを備え、前記水量制御弁
   に電圧一定のパルス型電圧を断続的に与えて駆動させ一
   定時間経過しても前記水量検出装置で検出した出湯量が
   変化しない場合は、前記水量制御弁に与える電圧一定の
   パルス型電圧のオン・オフ比率が一定割合上昇するよう
   にパルス型電圧のオン時間とオフ時間とを変化させて、
   更に一定時間待機し、出湯量が変化するまでこの動作を
   繰り返す水量制御装置。
2. 【請求項２】 出湯量が変化するまでパルス型電圧のオ
   ン・オフ比率が一定割合上昇するようにパルス型電圧の
   オン時間とオフ時間とを変化させた後、このオン時間と
   オフ時間を記憶して、次回、水量制御弁に電圧一定のパ
   ルス型電圧を断続的に与えて駆動させる場合は、最初か
   らこのオン時間とオフ時間で駆動する請求項１記載の水
   量制御装置。
3. 【請求項３】 出湯量を制御するパルス型電圧のオン時
   間とオフ時間とを変化させオン・オフ比率を上昇する中
   でオン・オフ比率のリミッタ値を設け、このリミッタ値
   になるまで繰り返しオン時間とオフ時間と変化させても
   出湯量が変化しない場合は、パルス型電圧のオン・オフ
   比率の上昇は停止する請求項１記載の水量制御装置。