JPS5899641A - ガス湯沸器の水量自動調節装置 - 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】 この発明はガス湯沸器の水量自動調節装置に関し、特に
、ガスインプットが最大であるにもかかわらず能力オー
バーにより出湯温度が設定温度に達しない場合に水量８
１節装置により出湯温度が設定温度に等しくなるよう水
量を自動調節して一定の温度調節範囲において常に予め
設定した温度の出湯が得られるようにしたものである。

供給ガス圧の比例制御と連動させた水量調節用能力オー
バー防止装置は出願人によりすでに提案されている（例
えば実願昭５５−／３！；ざ０／。

実願昭５６−ｓｔコ８乙）が、電磁比例弁等を用いた比
例制御器種のものにはこの種の水量自動調節装置を組込
んだものは皆無であり、かつ有限な出湯能力のため出湯
栓の開度によっては設定温度を維持できないことがある
。すなわち、ガス比例制御式湯沸器の能力線図（第９図
参照）に示したように、ガス比例制御によって能力最大
曲線（ｅ）と能力最低曲線（ｆ）に囲まれた温調範囲Ｔ
ｍ１ｎ　＄　Ｔｍａｘにおけるαの範囲内であれば自由
に出湯温度及び出湯流量を設定することができる。とこ
ろが、能力最大−ＩＩ　（ｅ）と能力最低曲線（ｆ）の
範囲外におけるβの範囲の５点のように出湯流量が多過
ぎる場合には実際には能力最大曲線（、ｓ）上のＸ点ま
で出湯温度が低下してしまう。特に、浴槽等への給湯に
おいては短時間で給湯したいために給湯栓を全開にする
ことが多い。このような場合には熊カオーバーになり設
定した温度の湯が給湯されないという不都合がある。

そこで１この発明は、特にガス側比例制御機構が作動中
は水絞りを全開にしておきガス側全開時においても予め
設定された出湯温度に達しないときにのみ水流量を適量
に絞ることによって設定出湯温度の維持を図ったことを
目的とするもので、以下にその一実施例を図面に基づき
説明する。

第７図はガス比例制御式湯沸器にこの発明の水量自動調
節装置を組込んだ概略構成図であって、（１）は出湯温
度検知用サーミスターで、熱交換器（２）からの出湯管
（３）の途中に備えられ、コントローラー（Ｄ）を介し
てガス比例弁（４）、ガス元栓（電磁弁）（５）及び後
述の水量自動調節装置（１）と接続されている。水倉自
動調節装ｆｌ　（Ｅ）は給水管（６）の途中に設置され
、ギャードモータ等の駆動ｓ（Ｍ）とリミット機４１　
（Ｆ）及び水ｔａ節軸機構Ｇ）とからなっており、その
前流側には水ガバナー装置１ｌｌ（Ｈ）を備えている。

この水量自動調節装置（Ｅ）の具体例を第、２図に示し
た。

すなわち、駆動部（２）はギャードモータ等の高トルク
モータを用いて水ｆＩｋ調節機１１　（（））の水流量
調節用コック（７）を回転駆動するようになし、また、
リミット機構（Ｆ）は水流量調節用コックＭの有効回転
角度を規制するためのもので、高トルクモータ（ロ）の
回転軸（７）に固定したカム板（８）に水量最大制限用
リミットスイッチ（３１）と水量最低制限用リミットス
イッチ（Ｓ２）を関連させて水量自動調節装置（Ｋ）が
作動しないときは常に最大水量を保つべく水量最大制限
用リミットスイッチ（Ｓｌ）かカム板（８）で押されそ
の接点が開くまで回動して水流量調節用コック（２）の
開度を全開に保ち、また、水量自動調節装置体）が作動
したときはその最低水量を保つべく水量最低制限用リミ
ツ（スイッチ（Ｓ２）がカム板（８）で押されその接点
が開くまで回動して水流量調節用コック（７）の開度を
最低水量に保つようにしている。

なお、第２図において（９）は可変ベンチュリーで、最
小水量を確保する通水孔（９＆）を備えている。（１０
はダイヤ７ラム一次側との通孔、αｐはダイヤ７ラム二
次側との通孔である。また、第１図において（２）はガ
スバーナー、卯はガスガバナー、α◆はフレー　Ａ　ｏ
　ｙド、（至）は放電プラグ、αＱは給湯栓、αηは電
源プラグである。

次に水量臼ｆＥ！ｌ調節装置（Ｅ）の制御装置として第
３図にその一例を示した。第３図に示したものは比例制
御式ガス湯沸器にこの発明の水量自動調節装置を適用し
た制御ブロック図で、該ブロック図では次のように構成
されている。すなわち、（Ａｌ）は設定温度（Ｔｓｅｔ
）とサーミスター（１）が感知した出湯温［（Ｔｔｈ）
の比較器で、その偏差値をＰより回路（比例積分微分回
路）　（Ａ４）により信号処理してガス比例弁（４）に
送る。また、比較器（Ａ２）は出湯温度（Ｔｔｈ）□ｆ
ｆｌ　ｉｌｌ！　、（Ｔ８６ｔ）よ４゛；〜。□＝よオ
１１．。

と比較するもので、温度差が（Ｔ）を１廻るときその差
信号をガス急絞り回路（Ａ５）を介してガス比例弁（４
）に送るものである。（Ａ６）はガスバーナーに供給さ
れるガスインプット量を表わし、（Ａ８）は点火時にの
み作動する緩点火回路である。次に（Ｂ１）はガス量が
比例範囲内の最大量であるにもかかわらず比較器（ムｌ
）から出湯温度（Ｔｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）に達
しない場合に出力するガス比例能力オーバー検出器で、
その検出信号で水絞り制御切替回路ｏ３２）を切替え、
前記比較器（ＡＩ）の偏差値を水絞りＦＤ回路（比例微
分回路）　（Ｂｓ）を介して水量自動調節装置（ＩＣ）
の駆動部（ロ）に伝えて前記水量調節機構（Ｇ）を絞る
ものであって、（Ｂ４）はその結果、熱交換器を通過す
る水量を表わす。ｆｆ）は前記したリミット機構である
。ここに、駆動部（ロ）の水量調節制御における駆動回
路の特性は次のようにする。一般的に直流整流モータで
は最低始動電圧が存在してその間の制御電圧ではモータ
は動作できない。以下、第を図〜第７図において、Ｙ軸
にモータ駆動電圧、Ｘ軸に水絞りＦＤ回路信告値をとり
、出湯温度が設定温度より高い場合に水絞りＰＤ回路信
号は十に生じるとすれば第を図に示した従来例で明らか
なように比例範囲（ａ）内に不感帯（ｂ）が生ずる。し
たかつて、第５図、第６図及び第７図に示したような特
性をもたせる。すなわち、最低始動電圧より僅かに低い
電圧を＋側、−側に常に印加させておくことにより比例
範囲（ａ）内における不感帯（ｂ）をなくすことができ
る（第５図参照）が、これは埋却的な場合であって実際
には水絞り　ＦＤ回路信号が　　　±△の範囲内では比
例範囲（＆）内における不感帯（ｂ）が僅少となるよう
に第６図、第７図のような特性にすることによって水絞
りＦＤ回路信号０付近での制御は安定するが、若干の不
感帯（ｂ）が生ずるが実使用上は問題にならない。なお
、出湯温度が設定温度よりも高くなった場合は、直ちに
水量を増加しなければ異常高温の出湯となるので、駆動
回路には第Ｓ図に示したような特性をもたせる。すなわ
ち、水絞りＰＤ回路（Ｂ８）よりの信号が＋側と一側と
で駆動電圧の比例定数を変えることによって子信号のと
きは駆動部（ロ）は高い電圧で駆動され水流量が急激に
増加される。一方、−信号であれば電圧は低く水流量は
徐々に減少されてゆくので安全に制御される。したがっ
て、第６図又は第７図と第を図に例示した特性を組合せ
ることによりさらに有効な効果が得られるのである。ま
た、水か増減するような絞り特性をもたせることが安定
的な制御をさせるために必要な条件である。

上記のように構成したので、第９図のカス比例制御式湯
沸器の能力線図のガス比例制御能力範囲であるαの範囲
内の任意の温度と流量を設定したときは、何らかの原因
で出湯温度（Ｔｔｈ）と設定温１ｉ（Ｔｓｅｔ）に差が
生じても、その差信号をＦＥＤ回路（Ａ４）で比例積分
微分増幅してその差が０となるまでカス比例弁（４）を
制御してガスインプット量（Ａ６）を加減し出湯温度を
設定値に保つのである。また、出湯温度が高すぎて設定
値との差かある所定値（Ｔ）を１辿るときは、その差信
号をガス急絞り回路（Ａ５）を介してその差が０になる
までガス比例弁（４）からのガスインプット量（Ａ６）
を緊急に絞るのである。

しかして、給湯栓α・を全開にするなどして、第９図に
おける能力最大曲線（ｅ）を超えるβの範囲内のたとえ
ば３点の流量に増すと、出湯温度（Ｔｔｈ）は下降する
のであるが、このときはガス比例弁（４）が能力最大と
なっているにもかかわらず出湯温度が設定温度に達しな
い場合であって比較回路（ＡＩ）からの信号でガス比例
能力オーバー検出器（Ｅｌ）が能力オーバーを検出して
水絞り制御切替回路（Ｂ２）に水絞り制御開始の信号を
送る。水絞り制御が働きだすと駆動部（資）が水絞りＦ
Ｄ回路（Ｂ８）からの信号にしたがって水量関節機Ｉｌ
ｌ　（Ｇ）を駆動して水流量（Ｂ４）の―節を行い出ｍ
温度が設定温度に達するまで制御する。このとき、水絞
りＦＤ回路（Ｂ８）は設定温度と出湯温度との差信号を
比例微分増幅して駆動５（９）に信号を送る。このとき
、駆動モータの回転はリミット機１ｌＩＪ（′Ｆ）が有
効に働き水量調節用フック（７）の開度を適確に最大か
ら最小の範囲に制御するので、ガスインプットは最大で
あるが能力オーバーによって出湯温度が設定温度に達し
ない場合出＃温度が設定温度に等しくなるよう水流量が
自動的に調節されるのである。

この発明によれは、ガス側比例制御の範囲外でガス側が
全開であり、出湯温度が設定温度よりも低い場合にのみ
水流量を出湯温度が設定温度になるまで絞り、かつ出湯
温度が設定温度よりも高く水量自動ａ＋ｉｉ節装置炉装
置であればガス比例制御によりガスインプット３絞るも
のであるが、水量自動調節装置を付加したことにより第
９図に示すように３点にセットした場合でも水量自動Ｆ
Ｉ１１節装置により水量はＱ→ζに補正されるか設定温
度（Ｔ８８ｔ）の給湯が必ず得られることになる。なお
、第９図においてαの範囲はガス比例制御範囲で、水絞
りは器具側で全開にしておけば出湯栓の絞りを任意に加
減してもガス量を比例的に増減して設定温度を保ちうる
範囲である。またβの範囲はこの発明による水量自動調
節範囲で、ガス量を最大にしておき、かつ出湯栓の絞り
を全開にしたとき器具側の絞りを加減して設定温度を保
ちうる範囲である。

また、γの範囲は制御できない範囲で、出湯温度ね能力
最低曲ｍｌ　ｉｆ）上に移動してしまう。

このようにガスインプットが最大であるにもかかわらず
能力オーバーにより出湯温度が設定温度に達しない場合
に水量調節装置により出湯温度が設定温度に等しくなる
よう水流ｔｉｔ自動調節して一定の温調範囲において常
に予め設定した温度の出湯が得られ、実質的に湯沸器の
制御範囲が拡大されたことになり、使用勝手がよくなる
とともに電磁比例弁等を用いたガス比例制御器種への組
込みも簡易であるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はその装部を詳示した断面図、第３図はその制御ブロッ
ク図、第を図は駆動回路特性の従来例のＳ図、第５図な
いし第８図はこの発明による駆動回路特性の線図、第９
図は能力線図である。 （１）・・・出ｍｍ度検知用サーミスター、（Ｄ）・・
・コントローラー、（４）・・・ガス比例弁、（Ｅ）・
・・水量自動調節装置、（ロ）・・・ギャードモータ等
の駆動部、（Ｆ）・・・リミット機構、（Ｇ）・・・水
量調節機構。 第６図　　　　第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 設定温度と出湯温度の差信号を比例微分増幅してギャー
   ドモータ等の駆動部に送り給水量の最大と最低を規制す
   るリミット機構と給水量の調節を行う水量調節機構を作
   動せしめてガスインプットが最大であるにもかかわらず
   設定出湯温度に達しない場合水流量を適宜に絞って出湯
   温度が設定温度に達するように設けたことを特徴とする
   ガス湯沸器の水量自動調節装置。