JPS58148341A - 加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は瞬間湯沸器などの給湯装置の給湯温度制御に関
するもので、温度を検出して設定温度と一致するように
加熱入力及び給湯水量を自動的に制御するものである。

給湯機で給湯温度を検出し、水量を調節する方法は既に
知られている。第１図に示すようにバーナＡと燃料制御
弁Ｂと熱交換器Ｃとを有し、給湯温度を演出する温度検
出器りと温度設定器の出力を比較する比較器Ｅと、この
比較器の出力に応じて通水路の調節弁Ｆを制御するもの
である。第２図はこの調節弁の構造を示すもので、弁本
体Ｇの内部にある弁Ｈの弁細工をモータＪで駆動する。

しかしながら第１図からも明らかなように調節弁Ｆは給
水圧力の変動によって給水量が変化するという欠点があ
り、そ２′Ｌを防止するために上流側Ｖこ減圧弁を設け
なけｎばならない。また第２図に示す調節弁は弁Ｈの変
位に対する感度が非直線１生を有しており、特に弁間隙
が小さいところで急激Ｖζ水量が減少し、制御性が極め
て悪く制御系が発振し、湯温か不安定になるという欠点
があった。

本発明はかかる欠点を除去するもので、本発明の第１の
目的は、加熱装置の最大能力以上に通水されて給湯温度
が低下することを防止することにあり、第２の目的は、
入口水圧の変化に対して安定な水量制御を行なうことに
あり、さらに第３の目的は水量制御性を高め湯温の安定
化を図ることにある。

本発明は加熱装置の能力を制御する加熱制御器と、水制
御器の設定水量を変化させる駆動装置を有し、出湯温度
を検出し、加熱装置の最大能力以下の給湯負荷であれば
加熱装置の能力を加熱制御器によって制御し、最大能力
以上の給湯負荷であれば水量を駆動装置によって制御し
、いかなる場合も出湯温度を設定温度と等しく行なわせ
るようにしたもので、特に差圧弁に作用するスプリング
を駆動装置で調節し、その差圧を制御弁と共動するダイ
ヤフラムに作用させて水量制御を行なわせるものである
。

以下、本発明の一実施例を添付図面によって説明する。

第３図において、１は水制御装置で水は流入路２から弁
室３に入り制御弁４と制御孔６との隙間を通って一欠字
６に流入する。７は制御弁４と共動するダイヤフラムで
、その他面側は二次室８を形成し、二次室８には制御ス
プリング９があって一欠字６側へ付勢している。−欠字
６に流入した水は差圧孔１０と孔１１を有する差圧弁１
２と差圧スプリング１３で形成される差圧発生部１４を
通過し、熱交換器１６．温度検出器１６を有する。

出湯管１７より外部′へ供給される。差圧孔１０の下流
には二次室８と連通ずる連通路１８があり、差圧スプリ
ング１３の他端は駆動ねじ１９があってこの駆動ねじ１
９はギヤボックス２ｏとモータ２１からなる駆動装置２
２によって回転させら扛差圧弁１２に作用する差圧スプ
リング１３の力を調節する。

ガスはガス供給路２３より入力制御弁（加熱制御器）２
４を通ってバーナ（加熱装置）２５で燃焼する。２６は
演算制御器で温度検出器１６の信号によって入力制御弁
２４または水制御器１の駆動装置２２番′作動させる。

次に動作について説明する。水は熱交換器１４で加熱さ
れ、温度検出器１６によって検出さｎる出湯温度が設定
値と一致するように入力制御弁２４によってガス燃焼量
が制御される。そして、入力制御弁２４が最大入力状態
すなわちバーナ２５が最大燃焼量に達しても出湯温度が
設定温度よりも低い場合にはモータ２１を駆動して水制
御装置１の水量設定値を変えることによって水量を減少
させて湯温を高めるように作動する。こうして、入力制
御弁２４と水制御装置１０両者を制御することによって
、出湯温度を常に一定に維持しているのである。

次に水制御装置１の水量制御動作風ついて説明する。差
圧発生部１４の差圧弁１２は中央に孔１１を有しており
、この孔１１を通過することによる水圧差は差圧スプリ
ング１３の力に抗して差圧弁１２を開く方向に作用する
。ダイヤフラムγにはこの差圧が連通路１８によって作
用する。良く知られているように図に示す弁構成は供給
側の水圧変化に対し水量をほぼ一定に保つガバナ効果を
有するものである。ダイヤフラム７に作動する差圧と制
御スプリング９と釣り合って制御弁４の開度を決定する
。供給水圧の変動があっても弁開度のわずかな増減はこ
の部分での圧力降下の急激な変化をもたらすので、水量
はほぼ一定に保たれる。

ダイヤフラム了に作用する差圧は差圧スプリング１３の
荷重を変化させることによって調節できる。第４図は差
圧スプリング１３の荷重を変化させた場合の水量とダイ
ヤフラム７に作用する差圧の関係を示したもので、特注
曲線Ａは差圧弁１２に作用する差圧スプリング１３の荷
重が最も大きいものでＢ、Ｃの順に荷重が小さい。この
差圧はスプリング荷重に比例して変化し、そのスプリン
グ荷重の初期設定は組立時に容易に調整できるので、差
圧弁１２は特に複雑な形状や積蓄な加工を必要としない
ので丈脂成型が可能である。特性曲線Ａ　、　Ｂ　、　
Ｃｉ持つ差圧がダイヤフラム７に作用すると、制御スプ
リング９と制御弁４によって制御される水量は、特性曲
線Ｘとの交点Ｑａ、Ｑｂ。

Ｑｃになる。特性曲線Ｘは制御スプリング９の荷重とげ
ね定数によってあらかじめ設定可能である。

そして制御スプリング９の荷重はギヤボックス２０を有
するモーター２１によって無段階に変化させることがで
きる。通常制御スプリング９の荷重が２〜３Ｋｇである
のに対し、差圧スプリング１３の荷重はその九程度であ
ってモータ２１にかかる負荷は小さい。

入力制御弁２４が全開であシにもかかわらず、設定され
た温度に対して出湯温度が低い場合には温度検出器１６
の信号によって演算制御器２６が偏差を演算し、モータ
２１を偏差に応じて駆動する。モータ２１がステツブモ
ータであｎばパル数によって制御し、同期モータであれ
ば通電時間によって制御し、直流モータであ扛ばその回
転角度を検出してサーボ制御を行なう。モ１−夕２１の
回転によって差圧スプリング１３の荷重が強めらｎ前述
の如く水量が減少する。減少した水量における出湯温度
は再び検出されフィードバック制御によって出湯温度は
設定温と一致する。そしてその水量は水ガバナ作用によ
って安定であり、万一差圧弁１２が差圧孔１ｏに固着し
て勤かない場合にも孔１１より流れる水量によって沸騰
を防止できる。

上記実施列では加熱装置としてガスバーナを示したが、
石油バーナや電気ヒータを使用しても同様の結果が得ら
扛る。

以上述べたように本発明は加熱入力及び給湯水量をｆｆ
１Ｊ御するので、水の流水過ぎによる出湯温度の低下を
なくすることができるもので、時に差圧弁のスズリング
を調節してこの差圧を制御弁と共動するダイヤフラムに
作用させたので比較的小さな駆動装置で操作でき、駆動
装置やその電源回路を小型、小容量、あるいは低価格に
することができる。またスプリングの荷重と差圧とが比
例するため駆動操作量と制御水量とが一定の関係にある
ので制御・注が良く、差圧弁を比較的簡単な形状で高精
度加工を必要としないので大量生産に適しているなどの
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はｆ従来の給湯機の制御装置の説明図、４４図は
本発明における差圧弁の特性図である。 ４・・・・・制御弁、６・・・・・−欠字、７・・・・
・ダイヤフラム、８・・・・・二次室、１１・・・・・
・孔（バイパス孔）、１２・・・・・差圧弁、１３・・
・・・差圧スプリング（スプリング）、１６・・・・・
熱交換器、１６・・・・・温度検出器、１７・・・・・
出湯管、１８・・・・・連通路、２２・・・・・駆動装
置、２４・・・・・・入力制御弁（加熱制御器）、２６
・・・・・バーナ（加熱装置）、２６・・・・・演算制
御器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムで区画された
   一欠字、二次室と、前記ダイヤフラムと共動する制御弁
   と、前記−欠字と連絡された差圧弁と、前記差圧弁と連
   絡された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱装置
   と、前記熱交換器の下流に連結された出湯管と、前記差
   圧弁と前記二次室とを連絡する連通路と、前記差圧弁に
   作用するスプリングと、前記スプリングの荷重ヲ肖節す
   る駆動装置と、前記出湯管に設けられた温度検出器と、
   前記温度検出器の信号と設定温度を演算する演算制御器
   と、前記演算制御器の信号によって前記加熱装置の発熱
   量を制御する加熱制御器とを有し、前記演算制御器の信
   号によって前記駆動装置を制御する加熱制御装置。
2. （２）差圧弁がバイパス孔を有している特許請求の範囲
   第１項記載の加熱制御装置。