JPS5953450B2 - electric instant water heater - Google Patents

electric instant water heater

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Publication number
JPS5953450B2
JPS5953450B2 JP53123033A JP12303378A JPS5953450B2 JP S5953450 B2 JPS5953450 B2 JP S5953450B2 JP 53123033 A JP53123033 A JP 53123033A JP 12303378 A JP12303378 A JP 12303378A JP S5953450 B2 JPS5953450 B2 JP S5953450B2
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JP
Japan
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water
temperature
heating element
container
value
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Application number
JP53123033A
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Japanese (ja)
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JPS5549651A (en
Inventor
正夫 寺島
公之 松本
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Tokyo Denki Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Denki Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5549651A publication Critical patent/JPS5549651A/en
Publication of JPS5953450B2 publication Critical patent/JPS5953450B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、給湯及び暖房等の目的に用いられる電気瞬間
湯沸器に関するものある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electric instantaneous water heater used for purposes such as hot water supply and space heating.

従来、電気瞬間湯沸器はその殆んどが、湯沸器内に流入
する水を発熱体で加熱し、器内より流出する湯の温度を
検出し、その検出信号に基いで湯温かほぼ設定値になる
ように上記発熱体への供給電力を電力制御装置で制御し
、湯温の調整を行なっていた。
Conventionally, most electric instant water heaters use a heating element to heat the water flowing into the water heater, detect the temperature of the water flowing out from the water heater, and set the water temperature based on the detection signal. The electric power supplied to the heating element was controlled by a power control device, and the water temperature was adjusted so as to maintain the same temperature.

一般に、このような流水加熱制御の構成は第1図のよう
に示される。
Generally, the configuration of such flowing water heating control is shown in FIG.

図において、Lは発熱体(Heater)から温度検出
器Aまでの距離、■は温度T1で流入する水が容器内で
加熱され温度T2で流出する際の流速である。
In the figure, L is the distance from the heater to the temperature sensor A, and ■ is the flow rate when water flowing in at temperature T1 is heated in the container and flows out at temperature T2.

通常このような制御系の伝達関数G (S)は、ゲイン
要素(Heaterの容量)をP、時定数(温度T1で
流入した水が加熱されて温度T2で流出するまでの時間
)をT、ラプラス演算子をSとすると、次式のように示
される。
Usually, the transfer function G (S) of such a control system has a gain element (capacity of the heater) as P, a time constant (time from when water flowing in at temperature T1 is heated until it flows out at temperature T2) as T. When the Laplace operator is S, it is expressed as the following equation.

即ち、ここで(1)式は発熱体から温度検出器までの距
離りを考慮しない場合の式である。
That is, equation (1) here is an equation when the distance from the heating element to the temperature detector is not taken into account.

しかし実際にはこの距離りを無視できず、むだ時間τ=
L/Vが発生するため伝達関数G (S)は以下ように
なる。
However, in reality, this distance cannot be ignored, and the dead time τ=
Since L/V occurs, the transfer function G (S) is as follows.

即ち、 (2)式かられかるように、制御精度を向上させるため
にゲイン要素P (Heaterの容量)を増加すると
、逆に制御系の安定性が悪くなる。
That is, as can be seen from equation (2), when the gain element P (capacity of the heater) is increased in order to improve control accuracy, the stability of the control system deteriorates.

更に、発熱体から温度検出器までの距離りが長いほどむ
だ時間τが大きくなり制御精度が悪くなる。
Furthermore, the longer the distance from the heating element to the temperature detector, the greater the dead time τ and the worse the control accuracy.

ところでこのような制御系において、従来は湯温の変化
に応じて発熱体への供給電力を単に制御スイッチを゛オ
ン“或いは゛オフ“して、制御するようにした0N−O
FF制御、或いは2〜10段階ぐらいに供給電力を区分
して制御するステップコントロール等の方式を採ってい
た。
By the way, in such a control system, conventionally, the power supplied to the heating element was controlled by simply turning on or off a control switch according to the change in water temperature.
A method such as FF control or step control that controls the supplied power by dividing it into about 2 to 10 steps has been adopted.

しかしこのようなON−OFF制御及びステップコント
ロールでは、!制御を行なえないため、精密な温度コン
トロールが不可能であった。
However, with such ON-OFF control and step control,! Precise temperature control was impossible because it could not be controlled.

そこで、連続制御を行なえるように半導体電力制御装置
を用いれば良いが、前述したように発熱体から温度検出
器までの距離りによりむだ時間τが発生するため、温度
検出器出力に応答の遅れが出て精密な制御を行なえなか
った。
Therefore, a semiconductor power control device may be used to perform continuous control, but as mentioned above, dead time τ occurs due to the distance from the heating element to the temperature sensor, so there is a delay in response to the temperature sensor output. occurred, making it impossible to perform precise control.

更に制御精度を向上させる為には、設定温度の上限と下
限の許容幅を狭くする必要があるが、前述したような応
答の遅れにより制御温度が比例帯を越えてしまい精密な
温度制御が不可能であった。
In order to further improve control accuracy, it is necessary to narrow the allowable range between the upper and lower limits of the set temperature, but due to the response delay described above, the control temperature may exceed the proportional band, making precise temperature control impossible. It was possible.

即ち、従来の電気瞬間湯沸器では、温度検出器を発熱体
から離れた点を検出点として設置されていたので、その
検出点で発熱体からの熱応答に遅れが生じ、B点におけ
る検出温度が目標値に達した時点では、発熱体及びその
付近の湯温はすでに目標値を越えている。
In other words, in conventional electric instantaneous water heaters, the temperature detector was installed at a point far away from the heating element, so there was a delay in the thermal response from the heating element at that detection point, and the detection at point B was delayed. When the temperature reaches the target value, the temperature of the heating element and the water in its vicinity has already exceeded the target value.

このような従来の制御では、第2図の■のような制御特
性となり、リップル分(脈動分)を多く含む制御誤差の
大きい制御しか行なえなかった。
In such conventional control, the control characteristics are as shown in (2) in FIG. 2, and only control with a large control error including a large ripple component (pulsation component) can be performed.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、容
器内の流出口付近に加熱された被加熱流体をかく拌する
混合部を設は更にこの混合部の被加熱流体の温度を検出
する温度検出器を発熱体に近接して設けて、熱応答性を
改善することにより、制御誤差が少なく精度の高い温度
制御を行なう事ができる電気瞬間湯沸器を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and includes a mixing section for stirring the heated fluid near the outlet in the container, and further detecting the temperature of the heated fluid in the mixing section. An object of the present invention is to provide an electric instantaneous water heater that can perform highly accurate temperature control with less control error by providing a temperature detector close to a heating element and improving thermal response. .

以下、不発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, one embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

第3図は電気瞬間湯沸器の構成を示すものである。FIG. 3 shows the configuration of an electric instantaneous water heater.

Cは容器で、その容器C内には、3相各相に対応して設
けられた各発熱コイルHR,H5゜Hlをデルタ結線し
たほぼU字形の発熱体Hを収納している。
Reference numeral C denotes a container, and the container C houses a substantially U-shaped heating element H in which heating coils HR, H5°Hl provided corresponding to each of the three phases are connected in delta.

容器Cの下方側壁には水を供給する流入口りを設け、更
に上端部には発熱体Hで加熱された水を排出する流出口
Eを設ける。
An inlet for supplying water is provided on the lower side wall of the container C, and an outlet E for discharging water heated by the heating element H is further provided at the upper end.

また容器C外の流出口Eにはパイプ状の流出管Jを取付
け、更にこの流出管J径路には、流出管J内を流れる水
の流出量を検出する流量検出器F、Cを設ける。
A pipe-shaped outflow pipe J is attached to the outflow port E outside the container C, and flow rate detectors F and C for detecting the amount of water flowing through the outflow pipe J are provided in the path of the outflow pipe J.

また容器C内の流出口E付近に、加熱された水をかく拌
する混合部M、Cを設け、この流出口Eに近い発熱体H
付近の容器Cの側壁に、その発熱体H付近の水温を検出
するサーミスタ等から成る温度検出器T、Cを取付ける
In addition, mixing parts M and C for stirring the heated water are provided near the outlet E in the container C, and a heating element H near the outlet E is provided.
Temperature detectors T and C consisting of a thermistor or the like for detecting the water temperature near the heating element H are attached to the side wall of the container C nearby.

一方、流量検出器F、C及び温度検出器T、Cの各出力
を、詳細を後述する半導体電力制御装置に制御条件信号
として、夫々加える。
On the other hand, the outputs of the flow rate detectors F and C and the temperature detectors T and C are respectively applied as control condition signals to a semiconductor power control device whose details will be described later.

更に、3相交流電源A、Cの出力を、この半導体電力制
御装置を介して、上記発熱体Hに制御電力として加える
Further, the outputs of the three-phase AC power supplies A and C are applied as control power to the heating element H via this semiconductor power control device.

第4図は上記半導体電力制御装置の構成を示すものであ
る。
FIG. 4 shows the configuration of the semiconductor power control device.

HR,H5,HTは前記発熱コイルで、HR,H5゜及
びH□をデルタ結線にし前記3相交流電源A、CのU相
、■相及びW相に夫々接続している。
HR, H5, and HT are the heating coils, and HR, H5°, and H□ are connected in delta and connected to the U phase, ■ phase, and W phase of the three-phase AC power supplies A and C, respectively.

この各発熱コイルHR,H5,H工に、この各発熱コイ
ルHR,H5,HTへの供給電力を制御するトライアッ
クTu、Tv、Twを、夫々ヒユーズFu、 Fv。
Triacs Tu, Tv, and Tw for controlling the power supplied to the heating coils HR, H5, and HT are connected to fuses Fu and Fv, respectively, to the heating coils HR, H5, and H, respectively.

Fwを介して直列に接続する。Connect in series via Fw.

Zu、 Zv、 Zwは、信号の零点でのみ”オン“・
゛オフ“の動作をするゼロクロススイッチで゛、その
出力信号により1〜ライアツクTu、 Tv、 Twの
ゲートを点弧制御するものである。
Zu, Zv, and Zw are “on” only at the zero point of the signal.
This is a zero-cross switch that operates in the "off" state, and its output signal controls the firing of the gates 1 to 3, Tu, Tv, and Tw.

またゼロクロススイッチZu。Zv、 Zwを上記3相
交流電源A、Cの夫々U相、■相、W相の各相間に接続
する。
Also zero cross switch Zu. Zv and Zw are connected between the U phase, ■ phase, and W phase of the three-phase AC power supplies A and C, respectively.

一方、Kは詳細を後述する温度制御回路で、その入力端
子に変圧器Tr及びヒユーズF A1.F A2を介し
て、操作用交流電源A、C1を接続する。
On the other hand, K is a temperature control circuit whose details will be described later, and its input terminals are connected to a transformer Tr and a fuse F A1. AC power supplies A and C1 for operation are connected via F A2.

また、この温度制御回路にの一端子Tu1.Tu2間に
、温度設定値を設定する設定ボリウムU、Rを接続し、
他端子Th1.Th2間にサーミスタTHを接続する。
Further, one terminal Tu1. Connect the setting volume U and R for setting the temperature set value between Tu2,
Other terminal Th1. Connect the thermistor TH between Th2.

更にその一端子Th2をヒユーズFhを介して、温度制
御回路にの一出力端子Tp2に接続する。
Furthermore, one terminal Th2 is connected to one output terminal Tp2 of the temperature control circuit via a fuse Fh.

またPu、 Pv、 PwはゼロクロススイッチZu、
Zv、 Zwに対応する発光ダイオード及びホトトラ
ンジスタから成るホトカプラで、前記流量検出器F、C
に応動するスイッチS、Wが動作し、温度制御回路にの
一出力端子Tp1から信号が出力されると、夫々の発光
ダイオードが発光してその信号をホトトランジスタを介
して夫々ゼロクロススイッチZu、 Zv、 Zwに加
えるものである。
Also, Pu, Pv, Pw are zero cross switches Zu,
A photocoupler consisting of a light emitting diode and a phototransistor corresponding to Zv and Zw, and the flow rate detectors F and C
When the switches S and W that respond to this operate, and a signal is output from one output terminal Tp1 to the temperature control circuit, the respective light emitting diodes emit light and the signal is sent to the zero cross switches Zu and Zv, respectively, via the phototransistor. , is added to Zw.

また発光ダイオードのアノード側を、発光ダイオード発
光時に例えば緑色に発光するLEDを介して、ホトカプ
ラPu、 Pv、 Pwを駆動する直流電源P、Cのプ
ラス側に接続し、更にそのマイナス側を上記出力端子T
p2に接続する。
In addition, the anode side of the light emitting diode is connected to the positive side of the DC power supplies P and C that drive the photocouplers Pu, Pv, and Pw via an LED that emits green light when the light emitting diode emits light, and the negative side is connected to the above output. Terminal T
Connect to p2.

第5図は上記温度制御回路にのブロック構成を示すもの
である。
FIG. 5 shows a block configuration of the temperature control circuit.

1はその入力端に前記設定ボリウムU、Rが接続された
バッファアンプ、2はその入力端に前記サーミスタTH
が接続されたバッファアンプで゛、バッファアンプ1及
び2の夫々の出力を比較器3に加える。
1 is a buffer amplifier to which the setting volume U, R is connected to its input terminal, and 2 is the thermistor TH to its input terminal.
are connected to the buffer amplifiers 1 and 2, and apply the respective outputs of buffer amplifiers 1 and 2 to the comparator 3.

比較器3はこの百出力を比較し、その偏差出力を発生す
るもので、その出力をパルス幅変調器4に加える。
Comparator 3 compares these 100 outputs and generates a deviation output, which is applied to pulse width modulator 4.

このパルス幅変調器4は、比較器3からの偏差出力に応
じて、発振器5ら出力されるパルス波のパルス幅を変化
させるものである。
The pulse width modulator 4 changes the pulse width of the pulse wave output from the oscillator 5 in accordance with the deviation output from the comparator 3.

このパルス幅変調器4の出力をトランジスタ6のベース
Bに加え、そのコレクタC及びエミッタEを通して夫々
出力端子TP1及びTv2に導く。
The output of this pulse width modulator 4 is applied to the base B of a transistor 6 and is led through its collector C and emitter E to output terminals TP1 and Tv2, respectively.

上記において、設定ボリウムU、R及びサーミスタTH
は、各々負及び正に設定してあり、サーミスタTHの抵
抗値Rが設定ボリウムの設定値R6より大の時は正、小
の時は負の偏差信号を比較器3より出力し、両者が等し
い時は信号を出力しないものである。
In the above, setting volume U, R and thermistor TH
are set to be negative and positive, respectively, and when the resistance value R of the thermistor TH is larger than the setting value R6 of the setting volume, a positive deviation signal is output from the comparator 3, and when it is small, a negative deviation signal is output from the comparator 3. When they are equal, no signal is output.

またパルス幅変調器4は、比例帯の範囲内においては第
6図に示すように、R>Roの時は(a)のように゛オ
ン“時間が長い。
Further, within the proportional band range, the pulse width modulator 4 has a long "on" time as shown in FIG. 6 (a) when R>Ro.

またR=Roの時は(b)のように“オン“時間及び゛
オフ“時間が等しい、更にR<R6の時は(C)のよう
に9オン“時間が短かいパルスを発生するものである。
In addition, when R=Ro, as shown in (b), the "on" time and "off" time are equal, and when R<R6, as shown in (C), a pulse is generated with a short "on" time. It is.

次に、以上のように構成された電気瞬間湯沸器の動作を
説明する。
Next, the operation of the electric instantaneous water heater configured as above will be explained.

まず、今図示しない水道の蛇口を閉めておくと水は容器
Cに流入せず、容器C外へ水は流出しないため、流出管
Jに設けられた流量検出器F、Cにおいては流量が検出
されず、スイッチS、Wは動作せず“オフ“状態にある
First, if the water faucet (not shown) is closed, water will not flow into the container C and will not flow out of the container C, so the flow rate detectors F and C installed in the outflow pipe J will detect the flow rate. The switches S and W do not operate and are in the "off" state.

従って、温度制御回路Kから信号が出力されているにも
かかわらず、ホトカブラPu、 Pv、 Pw及び゛ゼ
ロクロススイッチZu、 Zv、 Zwには信号が加え
られずトライアックTu、 Tv、 Twは不導通であ
る。
Therefore, even though a signal is being output from the temperature control circuit K, no signal is applied to the photocoupler Pu, Pv, Pw and the zero cross switches Zu, Zv, Zw, and the triacs Tu, Tv, Tw are non-conducting. be.

そのため発熱コイルHR,H5,HTには全く電力が供
給されず発熱体Hは加熱されない。
Therefore, no power is supplied to the heating coils HR, H5, and HT, and the heating element H is not heated.

次に、水道の蛇口を開けると水が流入口りから容器Cを
通して流出口Eから流出する。
Next, when the tap is opened, water flows from the inlet through the container C and flows out from the outlet E.

すると流量検出器F、Cにより流量が検出され、その検
出信号によりスイッチS、Wが動作し゛オン“状態とな
る。
Then, the flow rate is detected by the flow rate detectors F and C, and the switches S and W are operated by the detection signals and turned on.

現時点では容器C内は以前として水であり温度が低いた
め、温度検出器T、Cの検出信号即ちサーミスタTHの
抵抗値Rは設定ボリウムU、Rの設定抵抗値R6と比較
し非常に大きい。
At this moment, since the inside of the container C is still water and the temperature is low, the detection signals of the temperature detectors T and C, that is, the resistance value R of the thermistor TH, are very large compared to the set resistance value R6 of the set volumes U and R.

そのため比較器3から正の偏差信号が出力される。Therefore, the comparator 3 outputs a positive deviation signal.

パルス幅変調器4からは、温度検出器T、Cにより検出
される水温が第7図に示す比例帯の下限値taに達する
までの間は、 ”オン“状態を継続するようなパルス信
号が出力される。
The pulse width modulator 4 outputs a pulse signal that remains "on" until the water temperature detected by the temperature detectors T and C reaches the lower limit value ta of the proportional band shown in FIG. Output.

このため緑色のLEDが発光すると共に各ホトカプラP
u、 Pv、 Pwの発光ダイオードが同時に発光し、
ホl−1〜ランジスタより各ゼロクロススイッチZu、
Zv、 Zwに上記パルス信号が加えられる。
Therefore, the green LED emits light and each photocoupler P
The light emitting diodes u, Pv, and Pw emit light at the same time,
Each zero cross switch Zu from hole l-1 ~ transistor,
The above pulse signal is added to Zv and Zw.

このゼロクロススイッチZu、 Zv、 Zwからの信
号が川・ライアックTu。
The signals from these zero cross switches Zu, Zv, and Zw are the river/Liac Tu.

Tv、Twのゲートに加えられると、トライアックは継
続して導通状態を保つ。
When applied to the gates of Tv and Tw, the triac remains conductive.

従って初期時(スイッチS、Wゞオン″時)から下限値
taまでの間は、各発熱素子HR,R5,HTには連続
して電力が供給され、発熱体H熱容量100パーセント
で容器C内の水が加熱される。
Therefore, from the initial time (when switches S and W are on'') to the lower limit value ta, power is continuously supplied to each heating element HR, R5, and HT, and the heat capacity of the heating element H is 100% in the container C. water is heated.

このようにして容器C内の水温が上昇し下限値taを越
えると、設定値らまでの間は次のように制御される。
When the water temperature in the container C rises in this manner and exceeds the lower limit ta, the water temperature is controlled as follows until it reaches the set value.

即ち水温が上昇するためサーミスタTHの抵抗値Rは初
期時と比較して小さくなるが、設定値t。
That is, as the water temperature rises, the resistance value R of the thermistor TH becomes smaller than the initial value, but the set value t remains the same.

までの間は以前として設定値R6よりも大きいので、比
較器3からは相変らず正の偏差信号が出力される。
Until then, it is still larger than the set value R6, so the comparator 3 continues to output a positive deviation signal.

またこの偏差信号によりパルス幅変調器4からは、第6
図aに示すように8オン“時間が゛ゝオフ“時間より長
いパルス信号が出力される。
Also, this deviation signal causes the pulse width modulator 4 to output the sixth
As shown in Figure a, a pulse signal is output whose 8 "on" times are longer than "off" times.

前記同様の過程を経て、このパルス信号がゼロクロスス
イッチZu、 Zv、 Zwに加えられると、このパル
ス信号のゝゝオン“及び9オフ“時間に対応して、トラ
イアックTu、 Tv、 Twのゝ導通“及びゝ不導通
“がサイクリックに繰返される。
Through the same process as described above, when this pulse signal is applied to the zero cross switches Zu, Zv, and Zw, the triacs Tu, Tv, and Tw become conductive in response to the ``on'' and 9-off times of this pulse signal. "and non-conducting" are repeated cyclically.

従って、このトライアックTu、 Tv、 Twの動作
に応じて、各発熱素子)(R,R5,HTにはサイクリ
ックに電力が供給される。
Therefore, power is cyclically supplied to each heating element (R, R5, HT) according to the operation of the triacs Tu, Tv, and Tw.

例えば第7図に示すように、下限値taを幾分越えたt
a1時点において、 (at)のようにパルス信号1周
期(本例では30秒とする)に対するゝ゛オン時間(本
例では24秒とする)の比(テ゛ニーティ比)αが、0
.8であるようなパルス信号が加えられると、各発熱素
子HR,H5,H,には゛オン“時間だけ電力が供給さ
れ、”オフ“時間は電力が供給されず、これがサイクリ
ックに行なわれ結果として、発熱体H熱容量80パーセ
ントで容器C内の水が加熱されることになる。
For example, as shown in FIG. 7, when t somewhat exceeds the lower limit ta,
At time a1, as shown in (at), the ratio (tenity ratio) of the ON time (24 seconds in this example) to one period of the pulse signal (30 seconds in this example) is 0.
.. When a pulse signal such as 8 is applied, each heating element HR, H5, H, is supplied with power during the "on" time, and is not supplied with power during the "off" time, and this is done cyclically, resulting in the following: As a result, the water in the container C will be heated by 80% of the heat capacity of the heating element H.

次にこのようにして水温が上昇し設定値t。Next, the water temperature rises in this way to the set value t.

に達すると、サーミスタTHの抵抗値Rが設定値R6と
等しくなる。
When this value is reached, the resistance value R of the thermistor TH becomes equal to the set value R6.

そのため比較器3からは偏差信号が出力されず、発振器
5からの出力信号がそのまま加えられる。
Therefore, the comparator 3 does not output a deviation signal, and the output signal from the oscillator 5 is added as is.

即ち、第6図すのように”オン“時間と゛オフ“時間の
等しいパルス信号、言換えるとデューティ比αが0.5
で゛ある第7図a。
That is, as shown in Fig. 6, the pulse signal has the same "on" time and "off" time, in other words, the duty ratio α is 0.5.
Figure 7a.

のようなパルス信号が加えられる。A pulse signal such as is applied.

すると各発熱素子HR,H5,H0には前記同様パルス
信号の9オン“時間だけ電力がサイクリックに供給され
、結果として発熱体H熱容量50パーセントで容器C内
の水が加熱されることになる。
Then, power is cyclically supplied to each heating element HR, H5, and H0 for the 9-on period of the pulse signal as described above, and as a result, the water in the container C is heated by 50% of the heat capacity of the heating element H. .

しかしこのようにして、水温が設定値らに達しても熱応
答のわずかな遅れのために、水温は設定値t。
However, in this way, even when the water temperature reaches the set point t, due to a slight delay in the thermal response, the water temperature remains at the set point t.

を越えてしまう。そして、設定値らから比例帯の上限値
tbまでの間は次のように制御される。
It exceeds. The period from the set value to the upper limit value tb of the proportional band is controlled as follows.

即ち、水温が設定値札を越えるとサーミスタTHの抵抗
値Rは、設定値R6より小さくなる。
That is, when the water temperature exceeds the set price tag, the resistance value R of the thermistor TH becomes smaller than the set value R6.

そのため比較器3からは負の偏差信号が出力される。Therefore, the comparator 3 outputs a negative deviation signal.

この偏差信号によりパルス幅変調器4からは、第6図C
に示すような9オン“時間が゛オフ“時間より短かいパ
ルス信号が、上限値tbに達するまで出力される。
Based on this deviation signal, the pulse width modulator 4 outputs the signal shown in FIG.
A pulse signal whose ON time is shorter than the OFF time as shown in FIG. 9 is output until the upper limit value tb is reached.

しかしこの場合、実際には熱応答のわずかな遅れのある
ことを考慮し、比例帯の上限値tb時点で最終的な高温
域の温度検出を行ないパルス信号を加えて各発熱素子H
R。
However, in this case, taking into account that there is actually a slight delay in thermal response, the final temperature detection in the high temperature range is performed at the upper limit value tb of the proportional band, and a pulse signal is applied to each heating element H.
R.

H5,HTへの供給電力を制御するのでなく、上限値t
bの手前のある時点、つまり第7図tb1時点で行なっ
て、水温が比例帯の上限を越えないように制御している
H5, rather than controlling the power supplied to HT, the upper limit value t
This is done at a certain point before point b, that is, at point tb1 in FIG. 7, to control the water temperature so that it does not exceed the upper limit of the proportional band.

測ち、tb1時点においては、デユーティ比αが0.2
であるようなパルス信号が加えられる。
At time tb1, the duty ratio α is 0.2.
A pulse signal is applied such that .

そのため前記同様の過程を経て、各発熱素子HR,H5
,H□には”オン“時間(本例では6秒間)だけ電力が
供給され、 ”オフ“時間(本例では24秒間)は電力
が供給されず、これがサイクリックに行なわれ、結果と
して、発熱体H熱容量20%で容器C内の水が加熱され
ることになる。
Therefore, through the same process as above, each heating element HR, H5
, H□ are supplied with power during the "on" time (6 seconds in this example) and are not supplied with power during the "off" time (24 seconds in this example), which occurs cyclically, resulting in: The water in the container C will be heated by the heating element H's heat capacity of 20%.

このように水温が設定値札を越えると、比例帯上限値t
bまでの間は序々に水温を低下させ再び設定値t。
In this way, when the water temperature exceeds the set price tag, the proportional band upper limit t
Until b, the water temperature is gradually lowered and returned to the set value t.

になるように制御される。この時点、つまりto時点で
は、前述したように再び発熱体H熱容量50パーセント
で加熱されるため加熱の調和がとれて設定値t。
controlled so that At this point, that is, at point to, the heating element H is heated again at 50% of its heat capacity as described above, so that the heating is harmonized and the set value t is achieved.

に保たれるはずであるが、ここにおいても熱応答の僅か
な遅れのために、水温が設定値札より低くなってしまう
However, even here, due to a slight delay in the thermal response, the water temperature will be lower than the set price tag.

そして設定値t。を越えると、比例帯の下限値taの手
前付近ta1までの間は、前記同様の過程で再び加熱し
て設定値t。
and the set value t. When it exceeds the lower limit value ta of the proportional band, up to ta1 near the lower limit ta of the proportional band, heating is performed again in the same process as described above to reach the set value t.

になるように制御される。controlled so that

このようにして設定値札に達し、やがて又熱応答の僅か
な遅れのために設定値t。
In this way, the set price tag is reached and, due to a slight delay in the thermal response, the set value t is also reached.

を越えると、再び前記同様の過程で制御される。If the value exceeds 100, the same process as above is performed again.

このように上述したような動作がサイクリツタに繰返し
行なわれることにより水温をほぼ一定に制御できる。
By repeatedly performing the above-described operations on the cycler, the water temperature can be controlled to be substantially constant.

上述したような制御状態を示すと、第2図■のようにな
る。
The control state as described above is shown in FIG. 2 (■).

本発明においては、第3図に示すように容器C内の水温
を検出する温度検出器T、Cが、発熱体H先端部のすぐ
近くに設けられている。
In the present invention, as shown in FIG. 3, temperature detectors T and C for detecting the water temperature in the container C are provided very close to the tip of the heating element H.

更にこの温度検出器T、C付近のこの発熱体H先端部と
流出口Eとの間に、発熱体H付近の水をかく拌して発熱
体Hと水相瓦間の熱交換を一様に行なうための混合部M
、Cが設けられている。
Furthermore, the water near the heating element H is stirred between the tip of the heating element H near the temperature detectors T and C and the outlet E to uniformly exchange heat between the heating element H and the water phase tile. Mixing section M for
, C are provided.

そのため、発熱体H付近の水温を温度検出器T、Cによ
って、より素早く検出できるし、また混合部M、Cを設
けているので、リップル分がほとんど取除かれ制御誤差
の少ない制御を行なえる。
Therefore, the water temperature near the heating element H can be detected more quickly by the temperature detectors T and C, and since the mixing sections M and C are provided, most of the ripples are removed, allowing control with fewer control errors. .

即ち本発明においては、温度検出器T、Cの位置を従来
位置から変更し、更に混合部M、Cを設けているため、
前述したような半導体電力制御装置により、第2図■に
示すような比例帯の範囲を越えないほぼ一定の温度制御
を行なえるのである。
That is, in the present invention, the positions of the temperature detectors T and C are changed from the conventional positions, and the mixing sections M and C are further provided.
By using the semiconductor power control device as described above, it is possible to perform almost constant temperature control that does not exceed the proportional band range as shown in FIG. 2 (2).

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、発明の要旨を変更しない範囲で多種多様に変形して実
施できることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that the present invention can be modified and implemented in a wide variety of ways without changing the gist of the invention.

以上本発明によれば、容器内の流出口付近に加熱された
被加熱流体をかく拌する混合部を設は更にこの混合部の
被加熱流体の温度を検出する温度検出器を発熱体に近接
して設け、熱応答性を改善するようにしたので、制御誤
差の少ない精度の高い制御を行なうことができる電気瞬
間湯沸器が提供できる。
As described above, according to the present invention, a mixing section for stirring the heated fluid to be heated is provided near the outlet in the container, and a temperature sensor for detecting the temperature of the fluid to be heated in this mixing section is provided close to the heating element. Since the thermal response is improved, an electric instantaneous water heater can be provided that can perform highly accurate control with few control errors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は流水加熱制御の構成図、第2図は従来及び本発
明の電気瞬間湯沸器の温度制御の状態を示す図、第3図
は本発明の電気瞬間湯沸器の一実施例を示す構成図、第
4図は半導体電力制御装置の構成を示す回路図、第5図
は温度制御回路の構成を示すブロック図、第6図及び第
7図は本発明の電気瞬間湯沸器の動作を説明するための
図である。 1.2・・・・・・バッファアンプ、3・・・・・・比
較器、4・・・・・・パルス幅変調器、5・・・・・・
発振器、6・・・・・件うンジスタ、HR,H5,H□
・・・・・・発熱素子、Tu。 Tv、 Tw・・・・・・トライアック、Zu、 Zv
、 Zw・・・・・・ゼロクロススイッチ、Pu、 P
v、 Pw・・・・・・ホトカプラ、LED・・・・・
・発光ダイオード(緑色)、K・・・・・・温度制御回
路、Tr・・・・・・変圧器、TH・・・・・・サーミ
スタ、U、C・・・・・・設定ボリウム、S、W・・・
・・・スイッチ、FAl、FA2. Fh、 Fu、
Fv、 Fw・・−・−・ヒユーズ、A、C1・・・・
・・操作再交流電源、D、C・・・・・・直流電源、T
ul、TH2,Th1.Th2・・・・・・温度制御回
路の各入力端子、Tpl、 Tp2・・・・・・温度制
御回路の出力端子、C・・・・・・容器、D・・・・・
・流入口、E・・・・・・流出口、A、C・・・・・・
3相交流電源、J・・・・・・流出管、F、C・・・・
・・流量検出器、M・・・・・・混合部、T、C・・・
・・・温度検出器。
Fig. 1 is a configuration diagram of running water heating control, Fig. 2 is a diagram showing the state of temperature control of electric instantaneous water heaters of the conventional and the present invention, and Fig. 3 is an embodiment of the electric instantaneous water heater of the present invention. 4 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor power control device, FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the temperature control circuit, and FIGS. 6 and 7 are the electric instantaneous water heater of the present invention. FIG. 1.2...Buffer amplifier, 3...Comparator, 4...Pulse width modulator, 5...
Oscillator, 6... register, HR, H5, H□
...Heating element, Tu. Tv, Tw・・・Triac, Zu, Zv
, Zw...Zero cross switch, Pu, P
v, Pw...Photocoupler, LED...
・Light emitting diode (green), K...Temperature control circuit, Tr...Transformer, TH...Thermistor, U, C...Setting volume, S , W...
...Switch, FAl, FA2. Fh, Fu,
Fv, Fw...Fuse, A, C1...
・・Re-operation AC power supply, D, C・・・・DC power supply, T
ul, TH2, Th1. Th2... Each input terminal of the temperature control circuit, Tpl, Tp2... Output terminal of the temperature control circuit, C... Container, D...
・Inlet, E... Outlet, A, C...
3-phase AC power supply, J...outflow pipe, F, C...
...Flow rate detector, M...Mixing section, T, C...
...Temperature detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 水を供給する流入口および排出する流出口を有する
容器と、この容器内に収納され導かれた水を加熱する発
熱体と、前記容器内の流出口付近に設けられ加熱された
水をかく拌する混合部と、前記発熱体に近接して設けら
れ前記混合部の水の温度を検出する温度検出器と、前記
容器の流出口の水の流出量を検出する流量検出器と、前
記温度検出器および流量検出器からの各検出信号を入力
し、検出温度値と設定温度値とを比較してその偏差値に
応じて前記検出流量値が所定値以上であることを条件に
トライアックを点弧制御して偏差値を零に保つように前
記発熱体への供給電力を制御する半導体電力制御装置と
を具備して成ることを特徴とする電気瞬間湯沸器。
1. A container having an inlet for supplying water and an outlet for discharging water, a heating element stored in the container to heat the guided water, and a heating element provided near the outlet in the container to heat the heated water. a mixing section for stirring; a temperature detector disposed close to the heating element to detect the temperature of the water in the mixing section; a flow rate detector for detecting the amount of water flowing out from the outlet of the container; Input each detection signal from the detector and flow rate detector, compare the detected temperature value and the set temperature value, and turn on the triac according to the deviation value on the condition that the detected flow rate value is above a predetermined value. 1. An electric instantaneous water heater comprising: a semiconductor power control device that controls the power supplied to the heating element so as to maintain the deviation value at zero through arc control.
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