JPH11248245A - 直圧式給湯機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直圧式の給湯機の出湯温度特性を改善して、
蛇口から得る温水の温度を安定化するものに関する。 【解決手段】 給湯する水量を検出する水量センサー４
と温度を検出する温度センサー５を設け、該水量センサ
ー４の出力信号によって給湯機バーナ６を起動制御しな
がら給湯熱交換器３を加熱して、設定温度の温水を得る
給湯機であって、温水の通過水量を給湯開始時の小流量
から所定の給湯流量に増加する水量調節弁８を給水パイ
プ１または給湯パイプ２のいずれかに設ける。この水量
調節弁８の切換速度を変更する水量弁制御手段１０と、
水量センサー４の給湯開始時の出力信号に基づく初期通
過量判定手段９とを設け、初期通過量判定手段９の信号
によって、水量調節弁８の切換速度を初期通過水量が小
流量時は早く大流量時は遅く変化させることで温度特性
の向上を計かる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は直圧式の給湯機におい
て、出湯温度を安定化して温度のばらつきを最小限に抑
えるものである。

【０００２】

【従来の技術】直圧式の給湯機は台所や洗面所や浴室な
どの蛇口を開いて水流を作り出すと、水流センサーの信
号によって給湯機バーナが起動し、給湯パイプに設けた
温度センサーの検出温度が所定の温度を維持できるよう
に給湯機バーナの燃焼量を制御している。

【０００３】そして、始めの使用時に蛇口を開くと給湯
熱交換器内の水の温度が低いから、接続配管だけでなく
給湯熱交換器が高温になる前の冷水が蛇口から出てくる
ものであり、大量の捨て水をした後に湯温が安定するも
のである。

【０００４】また、温水を止めた後に再び蛇口を開いた
再運転時であれば、給湯機バーナの残熱によって給湯熱
交換器内の水の温度が高くなっているから、蛇口から給
湯熱交換器内に残っていた高温水が吐出し、その後給湯
熱交換器の加熱前に入った冷水が吐出し、やがて湯温が
安定するものである。

【０００５】このような蛇口を開いた直後の大量の捨て
水や湯温の低下を防止して湯温を安定させる為には、蛇
口をゆっくり開くことで始めは少量の水が出るようにす
れば、始めての使用であれば接続配管内の水を捨てるだ
けで希望する温度の温水を得ることができ、また、再使
用時であれば高温水が出ても冷水への落ち込みがなく希
望する温度の温水が得られるものである。しかし、この
ような使い方を推奨しても、実行されない場合が多く、
最近では給水パイプまたは給湯パイプの途中に水量調節
弁を取付け、給湯開始と連動して自動的に始めは通過水
量を絞り、その後通過水量を増加するような動作をさせ
ることで湯温の安定化を狙っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、通過水量
が小流量から大流量に変化する水量調節弁を使うことで
蛇口を開いた時の湯温が安定し、多量の冷水が出たり給
湯温度のばらつきが防止できるはずであるが、実際に運
用すると再使用時の湯温の落ち込みがなくなる点は効果
が得られても、始めの使用時において希望する温度の温
水が得られるまでに時間がかかるという問題点が指摘さ
れている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決する為に、給水パイプ１が給水側に接続され、給湯パ
イプ２が吐出側に接続された給湯熱交換器３と、給水パ
イプ１または給湯パイプ２に取付けた水流センサーに代
わる水量センサー４と、給湯パイプ２に取付けた温度セ
ンサー５とを設け、該水量センサー４の出力信号によっ
て給湯機バーナ６を起動制御して、かつ、温度センサー
５の出力信号によって給湯機バーナ６の燃焼量制御し
て、給湯パイプ２から設定温度の温水を吐出させる給湯
温制御手段７を設けると共に、給水パイプ１または給湯
パイプ２のいずれかに水量調節弁８を取付け、該水量調
節弁８は給湯開始と連動して給湯開始の小流量から所定
の給湯流量に増加させる給湯機において、水量センサー
４の出力信号を入力とする初期通過量判定手段９を設
け、小流量から大流量に変化する水量調節弁８の切換速
度を接続された初期通過量判定手段９の信号によって、
初期通過水量が小流量時は早く大流量時は遅く変化させ
る水量弁制御手段１０を設けた構造を提案するものであ
る。

【０００８】また、水量センサー４は水量調節弁８の前
後の水圧を検出する二つの圧力センサー４ａと、二つの
圧力センサー４ａの出力が接続される通過水量演算手段
４ｂとで構成し、該通過水量演算手段４ｂの出力は給湯
温制御手段７と初期通過量判定手段９に入力したから、
流量を絞った時の水量調節弁８が圧力検出オリフィスと
なり、この両端の圧力は給水圧力と蛇口の開き具合とに
対応できるようになったもので、よりきめ細かい水量調
節弁８の制御が可能になるものである。

【０００９】

【作用】この発明ではお湯を使用する為に蛇口を開く
と、給水パイプ１から給湯熱交換器３を通過して、給湯
パイプ２・給湯配管を経て蛇口から水が流れる。この流
路にある水量センサー４は通過水量だけでなく、水の流
れ始めも検出できるから、この水量センサー４の信号を
受けて給湯温制御手段７が給湯機バーナ６に点火し、更
に、給湯温制御手段７は温度センサー５の検出温度デー
タと水量センサー４の通過水量データから、設定温度の
温水を得る為に最適な発熱量で給湯機バーナ６の運転を
指示するものである。

【００１０】ところで、蛇口を開いた時に、直ちに給湯
機バーナ６に着火しても、燃焼室や給湯熱交換器３が高
温になる為には少し時間が必要で、大量のお湯を流す時
には給湯熱交換器３が安定した温度に加熱されるまで冷
水が流れる。この為、給水パイプ１または給湯パイプ２
に水量調節弁８を設けて、蛇口を開いた直後の流量を少
なくして、その後、流量を増加するシステムが実用化さ
れている。

【００１１】しかし、このシステムは蛇口を少し開いた
給湯時には所定の温水が得られるまでにかなり時間がか
かって不評である。この発明は、蛇口を開いたことを検
出する水流センサーに代えて水量センサー４を設け、蛇
口を開いたことの検出だけではなく、直後の通過流量を
検出している。そして、水量弁制御手段１０は水量調節
弁８を流量が少ない時には早く、流量が多い時には遅く
変化させることで、始めての使用であっても、再使用で
あっても給湯する湯温が早く安定するものである。

【００１２】

【実施例】実施例を示す図によってこの構成を説明する
と、１は給湯機の給水側に接続される給水パイプ、２は
給湯機の吐出側に接続される給湯パイプ、３は給水パイ
プ１と給湯パイプ２に接続されて給湯機の主要部を構成
する給湯熱交換器であり、給湯パイプ２の先端には図示
せざる蛇口が取付けられ、蛇口を開くことで給水パイプ
１から給湯熱交換器３と給湯パイプ２を経て水を流すこ
とができる。

【００１３】４は給水パイプ１もしくは給湯パイプ２の
途中に設置した水量センサー、５は給湯熱交換器３付近
の給湯パイプ２に取付けた温度センサー、６は給湯熱交
換器３に高温の火炎や燃焼ガスを送り出す給湯機バーナ
である。１１は給湯機バーナ６の火炎や燃焼ガスが送ら
れる燃焼室、１２は燃焼室１１に連なる排気路であり、
給湯機熱交換器３は燃焼室１１の壁面に取付けられた熱
交換パイプ３ａと燃焼室１１から排気路１２に至る部分
に構成したフィン付き熱交換器３ｂで構成している。

【００１４】１３は蛇口から取出す水の温度を設定する
温度設定手段、７は水量センサー４と温度センサー５と
温度設定手段１３とを入力する給湯温制御手段であり、
該給湯温制御手段７は蛇口を開いて水が流れ出した時を
水量センサー４によって検出して給湯機バーナ６を起動
する。そして、給湯温制御手段７が温度センサー５の検
出温度と温度設定手段１３の温度データによって給湯機
バーナ６の燃焼量を変更することで、給水パイプ１から
送られる水の加熱状態を変更し、蛇口から温度設定手段
１３でセットした温水が出るようになっている。

【００１５】給湯機の使用開始時には、給湯機バーナ６
や燃焼室壁などは低温度であるからこの低温部分の加熱
に給湯機バーナ６の熱量が使われて、給湯熱交換器３を
加熱する熱量が不足している。そして、一番始めの使用
時には給湯熱交換器３の中や配管路に冷水が入っている
ので、直ぐには設定温度の温水を得ることができず、配
管路と給湯熱交換器３内の冷水が蛇口から流れ出すもの
である。

【００１６】また、給湯を一時中止した時には、給湯機
バーナ６や燃焼室壁の残熱量によって給湯熱交換器３が
加熱しており、また、蛇口までの配管路にも温水が入っ
ているから、再使用時には蛇口から高温水が出てくるも
のである。そして、この時の蛇口を大きく開いて吐出流
量が多い時には、給湯機バーナ６が着火直後で給湯熱交
換器３を加熱する熱量が少ないから、給湯熱交換器３に
入ってきた水が加熱されない内に蛇口に流れるから、高
温水が流れていた蛇口から急に冷水が流れ出し、その後
温度が復帰するものである。

【００１７】８はこの問題を解決する為に給水パイプ１
または給湯パイプ２のいずれかに取付けた水量調節弁で
あり、該水量調節弁８は給湯開始時に通過流量を抑えて
おり、その後は通過流量を普段の所定の流量まで徐々に
増加させてしている。この為、蛇口が大きく開かれて
も、通過流量は水量調節弁８によって制限されるから湯
温の落ち込みはなく、やがて正常な吐出流量でお湯が取
出すことができる。

【００１８】上記のように自動的に小流量から大流量に
変化する水量調節弁８を取付けることによって、蛇口を
大きく開いた時には有効に作用しても、実際の使用時に
は蛇口を少し開いた状態で使う時があり、この時には通
過流量の制限個所が蛇口と水量調節弁８の二個所で行な
われるから、予定した時よりも通過流量が大きく制限さ
れており、一番始めの使用時にはお湯が出てくるまでの
長時間かかり、使い勝手を悪化する恐れがあった。

【００１９】９はあらかじめコントローラ内にＲＯＭな
どによって記録された判定基準データ１４からの出力
と、水量センサー４の出力とを受ける初期通過量判定手
段、１０は初期通過量判定手段９を入力して水量調節弁
８を制御する水量弁制御手段であり、該初期通過量判定
手段９からの初期通過流量データに基づいて、水量弁制
御手段１０は水量調節弁８が開く速度を変化するもので
ある。そして、初期通過量判定手段９からの初期通過流
量データが小流量の時には早く水量調節弁が全開となる
ようにし、逆に初期通過流量が大流量の時には遅く水量
調節弁８が全開になるようにしている。

【００２０】４ａは水量センサー４のセンサー部分を構
成する圧力センサー、４ｂは圧力センサー４ａを入力と
して通過水量を演算する通過水量演算手段であり、入力
部を構成する圧力センサーは４ａは水量調節弁８の前後
に取付けられている。そして、小流量が通過できるよう
になっている水量調節弁８をオリフィスとすることで、
両圧力センサー４ａ・４ａの差圧から、通過水量演算手
段４ｂは通過流量を演算している。

【００２１】この時、水量センサー４として従来のプロ
ペラの回転数から通過水量を測定するタイプでは、純粋
な通過水量のデータがわかるだけであり、このデータに
よって水量調節弁８を開く早さを設定しても、給水パイ
プ１から給湯パイプ２や蛇口に向かって流れる水量は、
供給圧力が高ければ水量調節弁８の弁部を通過する水量
が多くなってしまう関係があり、水量だけから水量調節
弁８を開く速度は特定できず、正確な制御は難しかっ
た。

【００２２】この発明では通過水量を圧力センサー４ａ
によって検出するから、測定圧力は給水圧力と、水量調
節弁８・蛇口間の圧力とがわかり、蛇口の開度や給水圧
力がわかるから、通過水量演算手段４ｂは出力する水量
データに圧力による補正を加えておくことができ、期待
した通りの通過流量の変化を得ることができるものであ
る。

【００２３】

【発明の効果】上記のように、蛇口を開いた時に水量調
節弁８を使って徐々に通過水量を増加することで、給湯
開始直後に給湯熱交換器３で加熱できずに通過する冷水
をなくして、給湯の湯温の安定性を良好にする構成があ
る。しかし、従来の水量調節弁８のように自動的に水量
を増加する構成では、蛇口を少し開いて給湯する時には
冷水の吐出時間が長くなってしまう問題点があったが、
この発明の構造によれば、蛇口の開度に連動して水量調
節弁８が作動して、最適流量が流れるようになったか
ら、蛇口の開度の影響はほとんどなくなり、冷水の吐出
は最小の時間で行なわれ、直ちに温水が得られるように
なったものである。

【００２４】また、水量調節弁８の開度を検出する水量
センサー４は、水量調節弁８の前後の水圧を検出する二
つの圧力センサー４ａと、二つの圧力センサー４ａの出
力が接続される通過水量演算手段４ｂとで構成したか
ら、通過水量データだけでなく、給水圧や水量調節弁８
と蛇口開度の関連を検出することができ、よりきめ細か
い水量調節弁８の制御が可能になり、素早く安定した湯
温が得られるようになった。から、使い勝手が非常によ
くなったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す直圧給湯機付風呂釜の
ブロック図である。

【図２】この発明の実施例を示す給湯機付風呂釜の断面
図である。

【符号の説明】

１ 給水パイプ ２ 給湯パイプ ３ 給湯熱交換器 ４ 水量センサー ４ａ 圧力センサー ４ｂ 通過水量演算手段 ５ 温度センサー ６ 給湯機バーナ ７ 給湯温制御手段 ８ 水量調節弁 ９ 初期通過量判定手段 １０ 水量弁制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水パイプ１が給水側に接続され、給湯
   パイプ２が吐出側に接続された給湯熱交換器３と、給水
   パイプ１または給湯パイプ２に取付けた水量センサー４
   と、給湯パイプ２に取付けた温度センサー５とを設け、
   該水量センサー４の出力信号によって給湯機バーナ６を
   起動制御して、かつ、温度センサー５の出力信号によっ
   て給湯機バーナ６の燃焼量制御して、給湯パイプ２から
   設定温度の温水を吐出させる給湯温制御手段７を設ける
   と共に、給水パイプ１または給湯パイプ２のいずれかに
   水量調節弁８を取付け、該水量調節弁８は給湯開始と連
   動して給湯開始の小流量から所定の給湯流量に増加させ
   る給湯機において、 水量センサー４の出力信号を入力とする初期通過量判定
   手段９を設け、小流量から大流量に変化する水量調節弁
   ８の切換速度を接続された初期通過量判定手段９の信号
   によって、初期通過水量が小流量時は早く大流量時は遅
   く変化させる水量弁制御手段１０を設けたことを特徴と
   する直圧式給湯機の制御装置。
2. 【請求項２】 水量センサー４は水量調節弁８の前後の
   水圧を検出する二つの圧力センサー４ａと、二つの圧力
   センサー４ａの出力が接続される通過水量演算手段４ｂ
   とで構成し、該通過水量演算手段４ｂの出力は給湯温制
   御手段７と初期通過量判定手段９に入力することを特徴
   とする請求項１記載の直圧式給湯機の制御装置。